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中考物理復(fù)習(xí)第15講第1課時(shí)電路電流和電壓課件(58頁ppt)+學(xué)案(含解析)

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  1. 二一教育資源

中考物理復(fù)習(xí)第15講第1課時(shí)電路電流和電壓課件(58頁ppt)+學(xué)案(含解析)

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知識(shí)點(diǎn)1 兩種電荷 摩擦起電
1.摩擦起電
(1)性質(zhì):能夠________輕小物體。
(2)實(shí)質(zhì):電子發(fā)生了________。
2.兩種電荷
種類 概念 符號 相互作用規(guī)律
正電荷 ________與玻璃棒摩擦?xí)r________所帶的電荷規(guī)定為正電荷 “+” 同種電荷相互______,異種電荷相互________
負(fù)電荷 毛皮與________摩擦?xí)r________所帶的電荷規(guī)定為負(fù)電荷 “-”
3.驗(yàn)電器(如圖所示)
4.原子
5.導(dǎo)體和絕緣體
名稱 導(dǎo)體 絕緣體
定義 ________的物體 ________的物體
舉例 金屬、人體、大地、石墨、食鹽水溶液等 橡膠、玻璃、塑料、陶瓷等
聯(lián)系 導(dǎo)體和絕緣體之間沒有絕對的界限,當(dāng)條件改變(高溫、潮濕)時(shí),絕緣體也可以變成導(dǎo)體
知識(shí)點(diǎn)2 電流和電壓
1.電流
(1)意義:表示________的物理量。
(2)單位及其換算:1 A=________mA=________μA。
(3)常見用電器的電流值:手電筒約為0.2 A,節(jié)能電燈約為0.1 A,電視約為0.5 A,電腦約為2.5 A,空調(diào)約為5 A,冰箱約為1 A,電磁爐約為4 A。
2.電壓
(1)作用:使電荷發(fā)生定向移動(dòng)形成________,由________提供。
(2)單位及換算:1 kV=________V,1 mV=________V。
(3)常見電壓值
①一節(jié)干電池的電壓是________V。
②鉛蓄電池的電壓是________V。
③我國家庭電路的電壓是________V。
3.電流表和電壓表
元件 實(shí)物圖 使用方法 讀數(shù)
電流表 (1)用前觀察量程和分度值,并將指針調(diào)到零刻線處;(2)與電路中的用電器______聯(lián);(3)選擇合適的量程;(4)必須讓電流從________接線柱流入,________接線柱流出;(5)________把電流表直接連到電源的兩極 看清所選量程(0~0.6 A)、(0~3 A)和分度值(0.02 A、0.1 A)。示數(shù)=大格示數(shù)+后面小格數(shù)×分度值
電壓表 (1)用前觀察量程和分度值,并將指針調(diào)到零刻線處;(2)與電路中的用電器______;(3)選擇合適的量程;(4)必須讓電流從________接線柱流入,________接線柱流出; (5)可以把電壓表直接連到電源的________ 看清所選量程(0~3 V)、(0~15 V)和分度值(0.1 V、0.5 V)。 示數(shù)=大格示數(shù)+后面小格數(shù)×分度值
知識(shí)點(diǎn)3 電路
1.電路組成:由________、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)組成。
2.電路的三種狀態(tài)
(1)通路:正常接通的電路,即用電器能夠工作的電路,電路中________電流。
(2)斷路:電路中某處________的電路,電路中無電流。
(3)短路:直接用導(dǎo)線將________的正、負(fù)極連接起來的電路,此時(shí)電路電流過大,會(huì)燒壞________。
3.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路
連接方式 串聯(lián)電路 并聯(lián)電路
電路圖
連接特點(diǎn) 電路元件______相連 電路元件______地連接在電路中
電流路徑 只有________ 至少________
開關(guān)的作用 開關(guān)控制______用電器 ________開關(guān)控制所有用電器;________開關(guān)只控制本支路的用電器
用電器工作情況 各用電器______獨(dú)立工作,相互影響。當(dāng)一個(gè)用電器斷路或損壞時(shí),其余用電器均不能工作 各用電器______獨(dú)立工作,互不影響。一個(gè)用電器斷路或損壞時(shí),其他用電器仍能正常工作
實(shí)例 開關(guān)和用電器、小彩燈等 家庭中各用電器、教室里的照明燈、路燈、電冰箱中的燈泡和壓縮機(jī)等
電流特點(diǎn) 電流處處______,I=I1=I2 干路電流等于各支路電流之______,I=I1+I(xiàn)2
電壓特點(diǎn) 總電壓等于各電路元件兩端的電壓________,U=U1+U2 各支路電壓________,都________電源電壓,________
重難點(diǎn)1 電流方向的判斷
【典例1】 (2021·棗莊T15)如圖所示,用絲綢摩擦過的玻璃棒去接觸帶電驗(yàn)電器的金屬球時(shí),發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器金屬箔片的張角變大,則驗(yàn)電器原來帶________電;在金屬箔張角變大的瞬間,驗(yàn)電器金屬桿里的電流方向是____________________。
易錯(cuò)提醒:電流方向與負(fù)電荷定向移動(dòng)方向相反。
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【變式1】 如圖所示是兩個(gè)相同的不帶電的驗(yàn)電器A和B,先用與絲綢摩擦過的玻璃棒接觸驗(yàn)電器B的金屬球,再用帶有絕緣手柄的金屬棒將驗(yàn)電器A和B連接起來的瞬間,驗(yàn)電器A的箔片張開,說明驗(yàn)電器A的箔片________(選填“得到”或“失去”)電子,金屬棒中的電流方向是________(選填“從A到B”或“從B到A”)。
重難點(diǎn)2 串并聯(lián)電路的識(shí)別
【典例2】 如圖所示的電路中,若同時(shí)閉合開關(guān)S1和S3、斷開S2,小燈泡L1與L2是________的;若只閉合開關(guān)S2,小燈泡L1與L2是________(均選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)。
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【變式2】 城市中的路燈是________聯(lián)的;家庭中的所有用電器都是________聯(lián)的;控制每個(gè)用電器的開關(guān)與該用電器是________聯(lián)的。
【變式3】 (2024·臺(tái)兒莊期中)如圖,是一種常見的LED手電筒,發(fā)光元件由五個(gè)發(fā)光二極管組成,其中任意一個(gè)二極管壞了,其余幾個(gè)還能正常發(fā)光,說明這些發(fā)光二極管間是________(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)的,將電源正、負(fù)極對調(diào),閉合開關(guān),發(fā)光二極管________(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)光。
重難點(diǎn)3 電路的設(shè)計(jì)
【典例3】 (2024·棗莊T10)常用智能手機(jī)是通過指紋開關(guān)S1或密碼開關(guān)S2來解鎖的,若其中任何一種方式解鎖失敗后,鎖定開關(guān)S3均會(huì)斷開而暫停手機(jī)解鎖功能,開關(guān)S3將在一段時(shí)間后自動(dòng)閉合而恢復(fù)解鎖功能。若用燈泡L發(fā)光模擬手機(jī)解鎖成功,則圖中符合要求的模擬電路是(  )
A       B
C       D
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【變式4】 (2023·棗莊T7)現(xiàn)在的電動(dòng)自行車為了安全設(shè)計(jì)了雙鑰匙電動(dòng)安全鎖,這里的鑰匙相當(dāng)于“開關(guān)”,只有兩把鑰匙同時(shí)使用(開關(guān)閉合)才能開鎖。以下符合設(shè)計(jì)要求的電路圖是(  )
A      B
C      D
【變式5】 (2022·棗莊T9)單位和居民小區(qū)為了加強(qiáng)門衛(wèi)保安工作,凡是內(nèi)部車輛均可通過感應(yīng),自動(dòng)打開門禁系統(tǒng)進(jìn)入。外來車輛,駕駛員需要經(jīng)過測溫、核查、登記后,由保安人員手動(dòng)打開門禁系統(tǒng)進(jìn)入。由此可知,該門禁系統(tǒng)的控制電路可能是(  )
A       B
C       D
重難點(diǎn)4 串、并聯(lián)電路的電流和電壓規(guī)律
【典例4】 如圖(a)所示電路中,當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),電流表A1的示數(shù)為0.3 A,電壓表V1、V2、V3的示數(shù)分別為U1、U2、U3,已知五塊電表的讀數(shù)均不為零,其中V1、V2兩個(gè)電壓表指針偏轉(zhuǎn)均為圖(b)所示。求:
(1)通過R2的電流和電流表A2的示數(shù);
(2)電壓表V1、V2、V3的示數(shù);
(3)R2兩端的電壓。
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【變式6】 在如圖所示的電路中,電源兩端電壓U=12 V并保持不變,請計(jì)算:
(1)當(dāng)閉合開關(guān)S和S2時(shí),電阻R1兩端的電壓是多少?
(2)當(dāng)開關(guān)S閉合,S1、S2斷開時(shí),電阻R2兩端電壓為3 V,電阻R1兩端的電壓是多少?
(3)當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合時(shí),通過電阻R1、R3的電流分別是0.6 A、0.5 A,電流表A的示數(shù)是多少?
實(shí)驗(yàn)1 探究串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律
某實(shí)驗(yàn)小組做“探究并聯(lián)電路的電流規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí),從甲、乙、丙、丁四種規(guī)格的燈泡中,選取兩個(gè)并聯(lián)起來接在電源上,組成圖1所示的電路,然后把一個(gè)電流表分別接入電路中A、B、C處測量電流,并記錄數(shù)據(jù)。
基礎(chǔ)設(shè)問:
(1)實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)選用兩個(gè)規(guī)格________(選填“相同”或“不相同”)的燈泡;連接電路時(shí)開關(guān)要處于________狀態(tài)。
(2)小明要測量干路電流,他應(yīng)該將電流表接入圖1中的________(選填“A”“B”或“C”)處。接入電流表后閉合開關(guān),他看到兩個(gè)燈泡都發(fā)光,但電流表出現(xiàn)圖2所示的現(xiàn)象,原因是________________________,小明應(yīng)該斷開開關(guān),____________________,重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(3)小明正確連接電路并進(jìn)行了測量,記錄的數(shù)據(jù)如表所示,根據(jù)表格數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論:________________(用公式表示)。
實(shí)驗(yàn)序號 L1 L2 IA/A IB/A IC/A
1 甲 乙 0.12 0.15 0.28
2 乙 丙 0.16 0.20 0.36
3 甲 丁 0.12 0.14 0.26
4 丙 丁 0.24 0.18 0.38
(4)對于上述測量數(shù)據(jù)的相關(guān)分析,以下說法正確的是________(多選,選填字母)。
A.第1次數(shù)據(jù)沒有測量誤差
B.測量多組數(shù)據(jù)并分析是為了減小誤差
C.選用不同規(guī)格的燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可使結(jié)論更具普遍性
D.第4次數(shù)據(jù)的偏差可能是電流表未調(diào)零引起的
變式設(shè)問:
(5)小東按照圖1正確連接好實(shí)物圖后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈L1發(fā)光,但燈L2不發(fā)光,電流表在A、C兩處都有示數(shù)且示數(shù)相同,則故障可能是燈L2處發(fā)生________;他排除故障后,重新閉合開關(guān),電流表在C處的示數(shù)________(選填“不變”“變大”或“變小”)。
(6)利用(3)中得出的結(jié)論,分析在圖3所示的電路中,電源電壓不變,閉合開關(guān)S后,下列說法正確的是________(選填字母)。
A.A1沒有示數(shù),A2有示數(shù)
B.再閉合開關(guān)S1,A1示數(shù)大于A2示數(shù)
C.再閉合開關(guān)S1,A1示數(shù)變大,A2示數(shù)不變
D.再閉合開關(guān)S1,A1示數(shù)變大,A2示數(shù)變小
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[變式訓(xùn)練]
(2024·棗莊階段練習(xí))為了探究并聯(lián)電路的電流規(guī)律,小星同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于__________狀態(tài);
(2)圖乙實(shí)物圖中,電流表測量圖甲中________(選填“A”“B”或“C”)處電流;
(3)圖乙中移動(dòng)一根導(dǎo)線就可以測量C處的電流,請你在移動(dòng)的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線正確連接電路;
(4)在測量電流的過程中,閉合開關(guān)前電流表的指針出現(xiàn)了如圖丙所示的情況,出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是__________________;
(5)在排除故障后,電流表測量C處電流的示數(shù)如圖丁所示,則電流表的示數(shù)為__________A;
(6)老師收集到幾個(gè)組的數(shù)據(jù)如表,分析數(shù)據(jù),可得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論:在并聯(lián)電路中,__________;
組別 L1規(guī)格 L2規(guī)格 IB/A IC/A IA/A
1 甲 甲 0.12 0.12 0.23
2 乙 丙 0.15 0.20 0.35
3 甲 丁 0.12 0.14 0.26
4 甲 丁 0.14 0.16 0.28
實(shí)驗(yàn)2 探究串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律
小明和小華在“探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中都設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。
基礎(chǔ)設(shè)問:
(1)在連接實(shí)物電路時(shí),開關(guān)必須________。
(2)連接電路前,小明發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖乙所示,接下來他要對電壓表進(jìn)行的操作是________。
(3)小明根據(jù)圖甲正確連接好電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),但兩燈不亮,可能是因?yàn)開_______(選填字母)。
A.燈L1斷路      B.燈L1短路
C.燈L2斷路 D.電壓表斷路
(4)排除故障后,小明繼續(xù)用電壓表分別測出燈L1兩端的電壓U1,燈L2兩端的電壓U2及總電壓U,經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn),將得到的數(shù)據(jù)記錄在表格中。表中未填寫的數(shù)據(jù)如圖丙所示,應(yīng)為________V,分析數(shù)據(jù)可得串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)是________(用公式寫出)。
實(shí)驗(yàn)次數(shù) U1/V U2/V U/V
1 1.2 1.8 3.0
2 1.5 3.0
3 1.7 1.3 3.0
(5)小明又按照圖丁連接電路,“探究并聯(lián)電路電壓的規(guī)律”,閉合開關(guān)后V1的示數(shù)為2.5 V,V2的示數(shù)應(yīng)為________V,小華可以得到初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
變式設(shè)問:
(6)為使結(jié)論更具有普遍性,接下來小明應(yīng)該采取的操作是________,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(選填字母)。
A.改變開關(guān)位置
B.更換規(guī)格不同的燈泡
C.將燈泡L1、L2的位置互換
(7)“探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律”時(shí),小華用電壓表分別測出A與B、B與C、A與C兩點(diǎn)間的電壓為UAB、UBC、UAC,得到的數(shù)據(jù)如表所示,得到串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn):串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。此實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)方案上存在的不足之處是___________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
UAB/V UBC/V UAC/V
1.8 1.4 3.2
創(chuàng)新設(shè)問:
(8)“探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律”時(shí),小明斷開開關(guān),準(zhǔn)備拆下電壓表,改接在B、C之間。小華認(rèn)為小明的操作太麻煩,只需將與A點(diǎn)相連的導(dǎo)線改接到C點(diǎn)即可。小華的辦法是________(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的,原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
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[變式訓(xùn)練]
(2024·棗莊一模)“探究串聯(lián)電路的電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示。
(1)檢查電壓表時(shí),發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖甲所示,接下來的操作是__________;
(2)為了使探究得出的結(jié)論具有普遍意義,L1、L2應(yīng)該選擇__________(選填“相同”或“不相同”)的小燈泡;
(3)小明根據(jù)圖乙連接好電路,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)如圖丙所示,為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確,接下來他應(yīng)該__________;
(4)小明分別測出AB、BC、AC間的電壓并記錄在表格中,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論:串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和。同組的小紅認(rèn)為他的實(shí)驗(yàn)存在缺陷,改進(jìn)方法是__________________。
UAB/V UBC/V UAC/V
2.6 1.8 4.4第1講 機(jī)械運(yùn)動(dòng)
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
1.(1)刻度尺 (2)米(m) (3)零刻度線 量程 分度值 緊貼 垂直 分度值 數(shù)字 單位 (4)測量值 真實(shí)值 2.(1)停表 (2)秒(s)
知識(shí)點(diǎn)2
1.位置 2.標(biāo)準(zhǔn)
知識(shí)點(diǎn)3
1.(1)路程 (2)時(shí)間 2.路程 時(shí)間 (1)快慢 (2)v=
t=;s=vt (3)米每秒(m/s或m·s-1) 千米每小時(shí)(km/h或km·h-1) 3.6 (4)人在1 s時(shí)間內(nèi)通過的路程為1.1 m
知識(shí)點(diǎn)4
1.v= 2.變化 快
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 解析:刻度尺上1 cm之間有10個(gè)小格,所以一個(gè)小格代表的長度是0.1 cm,即此刻度尺的分度值為0.1 cm;物體左側(cè)與零刻度線對齊,右側(cè)與3.55 cm對齊,所以物體的長度為L=3.55 cm。
在停表的中間小表盤上,1 min中間有2個(gè)小格,所以一個(gè)小格代表0.5 min,指針在“3”和“4”之間,偏向“3”一側(cè),所以分針指示的時(shí)間為3 min;在停表的大表盤上,1 s之間有10個(gè)小格,所以一個(gè)小格代表0.1 s,指針在10 s處,所以秒針指示的時(shí)間為10 s,即秒表的讀數(shù)為3 min 10 s=190 s。
答案:3.55 190
變式1 解析:將四次測量結(jié)果取平均值就是鉛筆的測量長度:=17.57 cm;刻度尺讀數(shù)要估讀到分度值的下一位,所以此刻度尺的分度值為1 mm。
答案:17.57 1 mm
變式2 解析:從題圖甲中信息可知,刻度尺的分度值是1 mm,A的長度為1.10 cm;從題圖乙中信息可知,分針在1和2之間更靠近2,秒表的分度值是0.1 s,故停表的讀數(shù)是99.8 s。
答案:1.10 99.8
典例2 D [從物理學(xué)的角度看,我們說舟中人是靜止的,即人相對于輕舟的相對位置沒有改變,故是選擇輕舟為參照物,故A、B、C不符合題意。]
變式3 D [天舟六號到達(dá)天和核心艙所用的時(shí)間t===95 s,A錯(cuò)誤;以天和核心艙為參照物,天舟六號的位置發(fā)生了變化,是運(yùn)動(dòng)的,故B錯(cuò)誤;以天舟六號為參照物,天和核心艙的位置發(fā)生了變化,是運(yùn)動(dòng)的,C錯(cuò)誤,D正確。]
變式4 向西運(yùn)動(dòng) 靜止
典例3 解析:當(dāng)汽車過橋速度為100 km/h時(shí),駕車通過大橋的時(shí)間最少,為t===0.55 h=33 min;依題意得,飲酒后與不飲酒相比,反應(yīng)時(shí)間多Δt=1.0 s-0.4 s=0.6 s,在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)要多行駛s′=v′t=72× m/s×0.6 s=12 m。
答案:33 12
變式5 解析:(1)聲音傳到人耳的時(shí)間t===8 s。
(2)人聽到飛機(jī)發(fā)出聲音時(shí),飛機(jī)沿水平方向飛行的距離:s飛機(jī)=v飛機(jī)t=200 m/s×8 s=1 600 m。
答案:(1)8 s (2)1 600 m
典例4 C [5~10 s內(nèi),由題圖可知甲車的s-t圖線的斜率更大,表明甲車速度更快,兩車均向東行駛,開始時(shí)乙車在甲車前方20 m處,甲車速度比乙車快,所以距離在縮小,以甲車為參照物,則乙車相對甲車向西運(yùn)動(dòng),故A不符合題意;甲、乙兩車運(yùn)動(dòng)時(shí)的s-t圖象為一條直線,表示路程隨時(shí)間變化均勻,速度不變,都做勻速直線運(yùn)動(dòng),故B不符合題意;甲車與橫坐標(biāo)相交,表明開始運(yùn)動(dòng)時(shí),位置在坐標(biāo)原點(diǎn),運(yùn)動(dòng)的開始時(shí)刻是5 s,而乙車與縱坐標(biāo)相交,表示開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻是0時(shí)刻,但是開始運(yùn)動(dòng)的位置在距坐標(biāo)原點(diǎn)20 m處,所以開始運(yùn)動(dòng)時(shí),甲、乙兩車相距20 m,乙車先運(yùn)動(dòng),甲車晚5 s運(yùn)動(dòng),故C符合題意;s-t圖象相交的點(diǎn)表示的是兩車在同一位置,即兩車相遇,而不是速度相同,由題圖可知兩車均做勻速直線運(yùn)動(dòng),甲車的s-t圖線的斜率更大,表明甲車速度更快,故D不符合題意。故選C。]
變式6 B 變式7 C
練實(shí)驗(yàn) 重遷移 強(qiáng)素養(yǎng)
實(shí)驗(yàn) 解析:(1)利用速度公式可求出平均速度,因此本實(shí)驗(yàn)的原理是v=。
(2)小車在下滑過程中,到達(dá)B點(diǎn)的速度并不為零,所以讓小車從B點(diǎn)由靜止釋放,到達(dá)C點(diǎn)的時(shí)間并不等于下半段的時(shí)間,計(jì)算得到v3結(jié)果不準(zhǔn)確,故A不符合題意;可以在B點(diǎn)開始計(jì)時(shí),但在運(yùn)動(dòng)中開始計(jì)時(shí),計(jì)時(shí)誤差比較大,計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確,故B不符合題意;不測量,利用已有數(shù)據(jù)求得t3=t1-t2,s3=s1-s2,再計(jì)算得到v3結(jié)果比較準(zhǔn)確,故C符合題意。故選C。
(3)由于小車在下滑過程中做加速運(yùn)動(dòng),所以上半段的平均速度最小,下半段的平均速度最大,全程的平均速度居中,即v3>v1>v2。
(4)提前按下停表停止計(jì)時(shí),會(huì)導(dǎo)致所測量的時(shí)間偏小,根據(jù)v=可知,所測得的平均速度會(huì)偏大。
(5)小車全程做加速運(yùn)動(dòng)。選項(xiàng)A中小車運(yùn)動(dòng)速度逐漸減小,說明小車做減速運(yùn)動(dòng),故A不符合題意;選項(xiàng)B中小車運(yùn)動(dòng)速度不變,說明小車做勻速運(yùn)動(dòng),故B不符合題意;選項(xiàng)C中,小車運(yùn)動(dòng)速度逐漸增大,說明小車做加速運(yùn)動(dòng),故C符合題意;選項(xiàng)D中小車運(yùn)動(dòng)速度先減小后增大,說明小車先做減速運(yùn)動(dòng),后做加速運(yùn)動(dòng),故D不符合題意。故選C。
(6)斜面的坡度越大,小車在斜面上滑下的速度越快,在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短,不便于測量時(shí)間,因此為了便于測量時(shí)間,應(yīng)將木塊向右適當(dāng)移動(dòng),保持較小的坡度。
(7)小明如果在小車過了A點(diǎn)才開始計(jì)時(shí),則測量時(shí)間偏小,根據(jù)v=可知,會(huì)使所測AC段的平均速度偏大。
(8)該刻度尺分度值為0.1 cm,故sAB讀數(shù)為42.40 cm;vAB===42.40 cm/s,vCD===19.70 cm/s。
答案:(1)v= (2)C (3)v3>v1>v2 (4)偏大 (5)C
(6)右 (7)大 (8)42.40 42.40 19.70
變式訓(xùn)練
1.B 2.A
3.解析:測量小車的平均速度實(shí)驗(yàn)原理:v=;根據(jù)v=知,測量路程要用刻度尺,測量小車運(yùn)動(dòng)時(shí)間要用停表。
(1)由題中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知小車在AB段的速度小于BC段的速度,故小車全程做變速運(yùn)動(dòng)。
(2)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,小車在做加速運(yùn)動(dòng),即小車的速度越來越大,則小車在中間時(shí)刻不能達(dá)到AC段的中點(diǎn),因此小車中間位置速度大于中間時(shí)刻速度。
答案:v= 刻度尺 停表 (1)變速 (2)大于
第2講 聲現(xiàn)象
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
振動(dòng) 振動(dòng) 振動(dòng) 介質(zhì) 真空 波的形式 340 m/s v固>v液>v氣 被反射回來
知識(shí)點(diǎn)2
高低 高 強(qiáng)弱 大 遠(yuǎn)近 品質(zhì) 特色 不同
知識(shí)點(diǎn)3
20 000 Hz 20 Hz
知識(shí)點(diǎn)4
做無規(guī)則 聲源 傳播過程 人耳
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 B [聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的,“魚洗”發(fā)出的嗡嗡聲是由“魚洗”振動(dòng)產(chǎn)生的,故A錯(cuò)誤;發(fā)聲的“魚洗”振動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)水振動(dòng),從而使“水花四濺”,因此“水花四濺”說明發(fā)聲的“魚洗”正在振動(dòng),故B正確;聲音的傳播需要介質(zhì),“魚洗”發(fā)出的聲音通過空氣傳入人耳,故C錯(cuò)誤;聲音的傳播速度只與介質(zhì)種類和溫度有關(guān),與其他因素?zé)o關(guān),故D錯(cuò)誤。故選B。]
變式1 解析:在教室里,小明敲響乙音叉時(shí),與甲音叉的叉股接觸的乒乓球會(huì)彈起來,這一現(xiàn)象既可以說明聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生,也能說明聲音可以在空氣中傳播;若在月球表面上進(jìn)行此實(shí)驗(yàn),則不能觀察到上述現(xiàn)象,這是因?yàn)檎婵詹荒軅髀暋?br/>答案:空氣 不能 真空不能傳聲
變式2 解析:用手捏住棉線,“土電話”便不能傳聲,原因是用手捏住棉線,棉線不能振動(dòng),發(fā)不出聲音。
答案:用手捏住棉線,棉線不能振動(dòng),發(fā)不出聲音
變式3 (1)振動(dòng) 放大音叉的振動(dòng),便于觀察 (2)減弱 不能 科學(xué)推理法
典例2 D [將一把鋼尺緊緊按在桌面上,一端伸出桌面適當(dāng)?shù)拈L度,撥動(dòng)鋼尺,就可聽到鋼尺振動(dòng)發(fā)出的聲音;保持鋼尺振動(dòng)的幅度大致相同,增大鋼尺伸出桌邊的長度,則鋼尺振動(dòng)變慢,因此聽到聲音的音調(diào)變低。]
變式4 B [手機(jī)能識(shí)別主人是依據(jù)聲音的音色不同,B正確。]
變式5 解析:用相同力度敲擊編鐘,編鐘的大小不同,振動(dòng)頻率不同;大鐘聲音低沉、渾厚,小鐘聲音高昂、清脆,這是因?yàn)槁曇舻囊粽{(diào)不同。
答案:音調(diào)
變式6 解析:骨笛發(fā)出的聲音,是由笛子內(nèi)部空氣柱振動(dòng)產(chǎn)生的;用手指按住不同的孔,改變了里面空氣柱振動(dòng)的長度,從而改變頻率,改變聲音的音調(diào)。
答案:空氣柱 音調(diào)
典例3 A [禁止鳴喇叭是在聲源處減弱噪聲,防止噪聲的產(chǎn)生。故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。故選A。]
變式7 解析:題圖中噪聲監(jiān)測器顯示此時(shí)的噪聲是63.0 dB,該裝置是用來監(jiān)測噪聲強(qiáng)弱的儀器,所以測的是當(dāng)時(shí)環(huán)境聲音的響度;廣場周邊禁止汽車鳴笛是從聲源處減弱噪聲。
答案:響度 聲源
典例4 C [物體振動(dòng)能夠產(chǎn)生聲音,但是產(chǎn)生的聲音不一定被人耳聽到,只有頻率在人耳聽覺范圍內(nèi)的聲音才能被人耳聽到,即使在人耳聽覺范圍內(nèi)的聲音,如果沒有傳播聲音的介質(zhì),人也是無法聽到的,A錯(cuò)誤;古箏演奏中撥動(dòng)不同琴弦時(shí),琴弦振動(dòng)的頻率不同,發(fā)出聲音的音調(diào)不同,B錯(cuò)誤;用超聲波清洗眼鏡,是利用聲波可以傳遞能量,C正確;航空母艦上的起飛引導(dǎo)員佩戴耳罩是在人耳處減弱噪聲,D錯(cuò)誤。]
變式8 B
第3講 物態(tài)變化
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
1.(1)冷熱 (2)攝氏度 (3)0 100 1 2.(1)液體熱脹冷縮
(2)量程 全部浸入 不能 相平 3.(1)0.1 (2)可以
知識(shí)點(diǎn)2
1.固 液 吸 液 固 放 2.液 氣 吸 蒸發(fā) 沸騰 氣 液 放 壓縮體積 降低溫度 3.沸點(diǎn) 吸熱 液體與空氣接觸面積 液面上方空氣流速 液體溫度 4.固 氣 吸 氣 固 放
知識(shí)點(diǎn)3
有 沒有 不變 下降 熔點(diǎn) 凝固點(diǎn)
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 C [體溫計(jì)的量程是35~42 ℃,A錯(cuò)誤;體溫計(jì)一個(gè)小格代表0.1 ℃,所以體溫計(jì)的分度值是0.1 ℃,B錯(cuò)誤;人的正常體溫約37 ℃,某同學(xué)體溫是36.6 ℃,該同學(xué)體溫正常,C正確;體溫計(jì)的量程是35~42 ℃,液體的溫度可能低于35 ℃,也有可能高于42 ℃,因此不可以用體溫計(jì)測量液體的溫度,D錯(cuò)誤。]
變式1 解析:由題圖甲知,此刻度尺的分度值是1 mm,木塊的長度是9.80 cm-6.00 cm=3.80 cm;溫度計(jì)上,10 ℃之間有10個(gè)小格,一個(gè)小格代表1 ℃,所以此溫度計(jì)的分度值為1 ℃;“30”在“20”的下方,液柱最高處在兩者之間,說明溫度低于0 ℃,為-22 ℃。
答案:3.80 -22
變式2 解析:由題圖可知,體溫計(jì)的分度值為0.1 ℃,示數(shù)為37.8 ℃;體溫計(jì)都是利用液體的熱脹冷縮的原理制成的。
答案:37.8 熱脹冷縮
典例2 A [冰雪消融是固態(tài)變成了液態(tài),是熔化現(xiàn)象,需要吸熱,故A正確;夏天灑水降溫,水變?yōu)樗魵猓諢崃浚蔅錯(cuò)誤;秋天細(xì)雨綿綿,雨是水蒸氣液化形成的,需放熱,故C錯(cuò)誤;冬天大雪紛飛,雪為水蒸氣凝華形成的,需要放熱,故D錯(cuò)誤。故選A。]
變式3 D [二氧化碳?xì)怏w變成干冰,由氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài),屬于凝華現(xiàn)象,A錯(cuò)誤;干冰直接變成二氧化碳?xì)怏w,是直接由固態(tài)升華為氣態(tài),屬于升華現(xiàn)象,B錯(cuò)誤;水蒸氣遇冷凝結(jié)成水滴,是氣態(tài)變化為液態(tài),屬于液化現(xiàn)象,水蒸氣遇冷凝結(jié)成小冰晶,屬于凝華現(xiàn)象,C錯(cuò)誤;升華吸熱,干冰有致冷作用是因?yàn)楦杀兂蓺怏w時(shí)需吸收熱量,D正確。]
變式4 解析:園內(nèi)城堡、滑梯等都是由冰塊雕琢而成,地上還積了厚厚的雪,冰是水凝固形成的,是凝固現(xiàn)象,需要放熱,雪是空氣中水蒸氣遇冷形成的小冰晶,是凝華現(xiàn)象,需要放熱。
答案:凝固 凝華 放
典例3 D [從圖象可知,此物質(zhì)在熔化過程中溫度保持60 ℃不變,所以此物質(zhì)是晶體,且熔點(diǎn)為60 ℃;BC段平行于橫軸,處于熔化過程,B處于固態(tài)、BC之間處于固液共存態(tài),C熔化剛結(jié)束時(shí)是液態(tài),D正確,A、C錯(cuò)誤;物質(zhì)從第6 min開始熔化,到第13 min結(jié)束,熔化過程持續(xù)了7 min,B錯(cuò)誤。]
變式5 D 變式6 D
變式7 解析:(1)由題圖可知,該物質(zhì)的熔點(diǎn)為0 ℃,沸點(diǎn)為100 ℃,故這種物質(zhì)氣態(tài)時(shí)的名稱是水蒸氣,固態(tài)時(shí)它是晶體。
(2)由圖象可知,在AB段物質(zhì)處于固體狀態(tài),在BC段物質(zhì)的溫度保持0 ℃不變,此時(shí)吸熱,物質(zhì)正在熔化;CD段為水,水的密度為1.0 g/cm3。
(3)B至C段是物質(zhì)的熔化過程;DE段是水的汽化過程。
答案:(1)水蒸氣 晶體 (2)固 吸 1.0 (3)熔化 汽化
練實(shí)驗(yàn) 重遷移 強(qiáng)素養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)1 答案:(1)-4 (2)從下到上 (3)晶體 (4)小于 小于 (5)不能 (6)受熱均勻 (7)汽化 (8)高于 (9)減少試管中冰的質(zhì)量
變式訓(xùn)練
1.解析:(1)題圖乙中,溫度計(jì)的分度值為1 ℃,且液柱在零刻度線的上方,因此該溫度計(jì)的示數(shù)是10 ℃。
(2)由題圖丙可知,在5~15 min加熱時(shí)間內(nèi),冰正在熔化過程中,吸收熱量,溫度保持0 ℃不變。
(3)在加熱過程中,物體吸收熱量,內(nèi)能增加,溫度不變,故在第10 min時(shí)的內(nèi)能大于在第5 min時(shí)的內(nèi)能。
(4)物體在15~25 min內(nèi)完全熔化為液態(tài)的水,吸收的熱量為Q水=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×30×10-3 kg×10 ℃=1 260 J,由于相同時(shí)間吸收的熱量相同,冰在第10~15 min吸收的熱量為Q=Q水=×1 260 J=630 J。
答案:(1)10 (2)不變 (3)大于 (4)630
2.(1)a (2)固液共存態(tài) (3)43 (4)增加
實(shí)驗(yàn)2 答案:(1)停表 (2)液化 (3)12 水在沸騰過程中吸熱,溫度保持不變 小于 (4)減少水的質(zhì)量(或提高水的初溫) (5)移走酒精燈(或停止加熱) (6)水的質(zhì)量不相等
(7)B
變式訓(xùn)練
1.(1)水銀 (2)96 (3)后 (4)98 初始溫度
2.解析:(1)在實(shí)驗(yàn)中需要用酒精燈的外焰加熱,所以應(yīng)先確定鐵圈的高度。
(2)該實(shí)驗(yàn)需要記錄溫度和時(shí)間,所以需要的主要測量儀器有溫度計(jì)和停表。
(3)在實(shí)驗(yàn)中,向燒杯內(nèi)倒入熱水,這種做法的優(yōu)點(diǎn)是熱水溫度較高,可以縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間。
(4)水沸騰時(shí),氣泡的體積逐漸變大,大量氣泡不斷上升到水面破裂,其中氣泡中的“氣”指的是水蒸氣。
(5)在沸騰過程中,水的溫度保持不變,一切液體在沸騰時(shí)都有確定的溫度,這個(gè)溫度叫沸點(diǎn)。
答案:(1)鐵圈 (2)停表 (3)縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間 (4)水蒸氣 (5)沸點(diǎn)
第4講 光現(xiàn)象
第1課時(shí) 光的直線傳播和反射
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
正在發(fā)光 真空中或同種均勻介質(zhì) 徑跡 方向 3×108 m/s
知識(shí)點(diǎn)2
一種介質(zhì) 另一種介質(zhì) 反射 在同一平面內(nèi) 分居法線 等于 可逆 平行光 各個(gè)方向 光的反射定律
知識(shí)點(diǎn)3
相等 相等 垂直 虛像 鏡面對稱 發(fā)散 會(huì)聚
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 B [題圖甲中雖然發(fā)生了漫反射,但每條光線也要遵循光的反射定律,A錯(cuò)誤;木工師傅利用光沿直線傳播的原理來檢測木板是否光滑平整,B正確;題圖丙是小孔成像情況,屏幕上出現(xiàn)的是物體倒立的實(shí)像,C錯(cuò)誤;題圖丁中能看到掉在地面上的書,書本表面不平整,書發(fā)生了漫反射,故D錯(cuò)誤。]
變式1 C [鏡子表面光滑,發(fā)生鏡面反射,垂直照射的手電筒的光,反射后幾乎還是向上的,人眼在側(cè)面看,幾乎接收不到鏡子的反射光線,所以鏡子比較暗;白紙表面粗糙,發(fā)生漫反射,手電筒的光反射后,各個(gè)方向都有,人眼在側(cè)面看,白紙的反射光線進(jìn)入人眼的較多,人感覺更亮,故C正確。]
典例2 解析:先過入射點(diǎn)畫出法線,根據(jù)反射角等于入射角畫出反射光線;同理在平面鏡S2上畫出第二次反射光線,如圖所示。
答案:見解析圖
變式2 解析:過鏡面作出點(diǎn)A的對稱點(diǎn)A′,即為點(diǎn)光源A在平面鏡中的像,連接A′B與鏡面交于O點(diǎn),即為入射點(diǎn)(反射點(diǎn)),連接AO就得到入射光線,OB為反射光線,如圖所示。
答案:見解析圖
變式3 解析:根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn),像與物關(guān)于平面鏡對稱,所成的像為虛像,作出B、O的對稱點(diǎn),用虛線連接即為BO的像,如圖所示。
答案:見解析圖
典例3 解析:一只蜻蜓平行于湖面飛行,距湖面1 m,蜻蜓在水中所成的像與蜻蜓的大小相等,蜻蜓的像距水面1 m,蜻蜓的像到蜻蜓相距1 m+1 m=2 m,以蜻蜓的像為參照物,蜻蜓與像的位置不變,是靜止的。
答案:相等 2 靜止
變式4 解析:平面鏡成的像與物到平面鏡的距離相等,小麗同學(xué)站在平面鏡前3 m處,則她的像到平面鏡的距離也是3 m,故鏡中的像與她相距6 m。平面鏡成的像與物大小相等,物不變,像不變,故她向平面鏡靠近1 m時(shí),成的像大小不變。
答案:6 不變
變式5 D 變式6 C
練實(shí)驗(yàn) 重遷移 強(qiáng)素養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)1 解析:(5)移動(dòng)激光筆,使入射光線繞入射點(diǎn)O沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),則入射角增大,反射角也增大,則反射光線會(huì)遠(yuǎn)離法線,即反射光線將會(huì)繞入射點(diǎn)O順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
(7)在題圖中,若將紙板(連同激光筆)向后傾斜,而法線始終垂直于平面鏡,則反射光線、入射光線、法線所在的平面也垂直于平面鏡,可知反射光線在紙板前方,故應(yīng)選C。
答案:(1)等于 (2)同一平面內(nèi) (3)可逆 (4)漫反射 (5)順 (6)一次實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論具有偶然性 (7)C
變式訓(xùn)練
1.A 2.A 
實(shí)驗(yàn)2 解析:(1)用透明玻璃代替平面鏡,在觀察到蠟燭A的像的同時(shí),也能觀察到蠟燭B,便于確定像的位置,便于比較物像大小。蠟燭點(diǎn)燃時(shí)比較亮,在較暗的環(huán)境中,燭焰和環(huán)境的對比度比較大,燭焰的像會(huì)更清晰,因此實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇較暗的環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(2)當(dāng)蠟燭A逐漸遠(yuǎn)離鏡面時(shí),由于像的大小始終與物體的大小相同,則在鏡中所成像的大小將不變。
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),點(diǎn)燃蠟燭A,透過玻璃板觀察到A的像,把與A完全相同的蠟燭B放在像的位置,觀察到B與A的像完全重合,說明像與物大小相等。
(4)因?yàn)樘撓癫荒茉诠馄辽铣薪樱詫⒐馄练诺较竦奈恢茫瑹o法直接在光屏上觀察到像,說明所成的像是虛像。平面鏡成的像是光的反射形成的,A蠟燭發(fā)出的光線經(jīng)玻璃板反射,被人眼接收,才能看到像,故眼睛在蠟燭A所在這一側(cè)。
(5)一次實(shí)驗(yàn)不具有普遍性,多次改變蠟燭A的位置,重復(fù)前面的步驟,目的是尋找普遍規(guī)律,避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性。
(6)根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn),因物的位置不變,所以像的位置不變,所以蠟燭通過左右兩部分玻璃板都能成完整的像,且兩個(gè)像在同一位置。故選A。
(7)如果在實(shí)驗(yàn)時(shí),玻璃板未與水平面垂直,則蠟燭所成的像會(huì)向上或向下偏,此時(shí)蠟燭B不能與蠟燭A的像重合。
(8)拿另一支與點(diǎn)燃蠟燭大小相同的沒有點(diǎn)燃的蠟燭C在玻璃板后面移動(dòng),當(dāng)看到它跟像完全重合,這說明了像和物大小是相等的。
(9)根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn):物與像關(guān)于鏡面對稱可知,鍍膜玻璃應(yīng)與顯示器夾角45°時(shí),像正好成在演講者的前方的豎直方向。
答案:(1)玻璃板 暗 (2)不變 (3)像與物大小相等 (4)虛 A (5)尋找普遍規(guī)律,避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性 (6)A (7)玻璃板未與水平面垂直 (8)不需要 像和物大小相等 (9)45°
變式訓(xùn)練
1.(1)確定像的位置 (2)相等 (3)垂直 (4)斜上方 (5)不透過
2.C [使用厚玻璃板會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)像,會(huì)干擾觀察,故A不符合題意;燭光較弱,為了成像清晰,應(yīng)在較暗的環(huán)境中進(jìn)行,故B不符合題意;像與物關(guān)于平面鏡對稱,點(diǎn)燃的蠟燭靠近玻璃板,盛水的玻璃杯也應(yīng)靠近玻璃板,故C符合題意;平面鏡成像是光的反射現(xiàn)象,應(yīng)讓學(xué)生在玻璃板右側(cè)觀察水中的“蠟燭”,故D不符合題意。故選C。]
第2課時(shí) 光的折射和色散
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
斜射 同一平面 分居法線 小于 大于 增大 不變 可逆
知識(shí)點(diǎn)2
1.牛頓 紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫 紅 綠 藍(lán) 2.紅外線夜視儀、電視遙控器 紫外線燈、驗(yàn)鈔機(jī)
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 B [墻上的手影,影子的形成利用了光沿直線傳播的原理,A錯(cuò)誤;杯中“折斷”的鉛筆,這是光的折射現(xiàn)象,B正確;日食是由光的直線傳播形成的,C錯(cuò)誤;水中的“倒影”屬于平面鏡成像,平面鏡成像是利用光的反射原理,D錯(cuò)誤。]
變式1 解析:硬幣反射的光線由水中斜射入空氣時(shí),在水面處發(fā)生折射,折射角大于入射角;折射光線進(jìn)入人眼,人會(huì)認(rèn)為光是沿直線傳播的,會(huì)逆著折射光線的方向看去,就會(huì)看到硬幣變淺了的虛像,所以看到“硬幣”是由于光的折射造成的。
答案:虛像 折射
變式2 解析:①手影是光沿直線傳播形成的,光傳播到不透明的物體時(shí),被物體擋住,就形成了影子;②海市蜃樓是光在不均勻介質(zhì)中發(fā)生折射形成的;③小孔成像是光沿直線傳播形成的;④池水變“淺”是光由水中斜射入空氣時(shí),在水面上發(fā)生折射,折射角大于入射角,折射光線進(jìn)入人眼,人眼會(huì)逆著折射光線的方向看去,看到的是比真實(shí)位置要淺的虛像;所以,由于光沿直線傳播產(chǎn)生的是①③,由于光的折射產(chǎn)生的是②④。
答案:①③ ②④
典例2 解析:由光的反射定律可知,反射角等于入射角,入射光線和反射光線分別位于法線兩側(cè),畫出入射光線AO;由光的折射規(guī)律可知,入射光線和折射光線分別位于法線兩側(cè),折射角大于入射角,故折射光線應(yīng)遠(yuǎn)離法線,據(jù)此畫出折射光線OB,如圖所示。
答案:見解析
變式3 C
典例3 解析:電視機(jī)上絢麗多彩的畫面都是由紅、綠、藍(lán)三種色光組成的;沐浴時(shí)常打開浴霸來加熱浴室,這是利用了紅外線的熱作用強(qiáng)的特點(diǎn)。
答案:綠 紅外線
變式4 解析:驗(yàn)鈔器利用了紫外線可以使熒光物質(zhì)發(fā)光的特點(diǎn)。
答案:紫外線
第5講 透鏡及其應(yīng)用
第1課時(shí) 透鏡對光的作用和凸透鏡成像的規(guī)律
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
厚 薄 薄 厚 會(huì)聚 發(fā)散 焦點(diǎn)
知識(shí)點(diǎn)2
縮小 等大 放大 放大的虛
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 解析:延長線過另一側(cè)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡折射后將平行于主光軸,由此畫出經(jīng)過凹透鏡后的折射光線;平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點(diǎn),由此畫出經(jīng)凸透鏡后的折射光線,如圖所示。
答案:見解析圖
變式1 解析:延長線過另一側(cè)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡折射后將平行于主光軸,如圖所示。
答案:見解析圖
變式2 解析:分別做S點(diǎn)發(fā)出的平行于主光軸的光線與過光心的光線,平行于主光軸的光線的折射光線過焦點(diǎn);通過光心的光線經(jīng)凸透鏡傳播方向不變,這兩條光線的反向延長線的交點(diǎn)為S點(diǎn)的像S′,過S′用虛線作出物體所成的像,如圖所示。
答案:見解析圖
典例2 B [由題圖可知,刻度尺的分度值為1 cm,蠟燭與凸透鏡的距離為20.0 cm,即物距為20.0 cm,此時(shí)在光屏上成的像是倒立、等大的實(shí)像,根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知此時(shí)物距等于二倍焦距,所以凸透鏡的焦距為10.0 cm,故A錯(cuò)誤;把蠟燭移至刻度尺10 cm處,凸透鏡不動(dòng),此時(shí)物距為40 cm,大于兩倍焦距,成倒立、縮小的實(shí)像,故B正確;把蠟燭移至刻度尺32 cm處,凸透鏡不動(dòng),此時(shí)物距為18 cm,大于一倍焦距小于兩倍焦距,成倒立、放大的實(shí)像,而照相機(jī)成的是倒立、縮小的實(shí)像,故C錯(cuò)誤;把蠟燭移至刻度尺45 cm處,凸透鏡不動(dòng),此時(shí)物距為5 cm,小于焦距,成正立、放大的虛像,虛像不能呈現(xiàn)在光屏上,故D錯(cuò)誤。故選B。]
變式3 B
練實(shí)驗(yàn) 重遷移 強(qiáng)素養(yǎng)
實(shí)驗(yàn) 解析:(1)凸透鏡正對平行光,平行光線平行于主光軸,經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在主光軸上一點(diǎn),這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn),焦點(diǎn)到光心的距離是凸透鏡的焦距,所以凸透鏡的焦距是f=60.0 cm-50.0 cm=10.0 cm。
(2)為了使像成在光屏的中心,所以要使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度上。
(3)如題圖乙所示,物距u=30.0 cm>2f,成倒立、縮小的實(shí)像,生活中的照相機(jī)就是這個(gè)原理。
(4)保持凸透鏡位置不變,將蠟燭向左移動(dòng)一段距離,物距變大,像變小,像距變小,所以應(yīng)將光屏向左移動(dòng)適當(dāng)距離才能呈現(xiàn)清晰的像。若在蠟燭和凸透鏡之間靠近凸透鏡放置一近視鏡,近視鏡為凹透鏡,對光線的會(huì)聚作用減弱,光線會(huì)會(huì)聚在更遠(yuǎn)的地方,為了使光屏上重新呈現(xiàn)清晰的像,光屏應(yīng)遠(yuǎn)離透鏡,即光屏應(yīng)向右移動(dòng)。
(5)飛蛾飛到了凸透鏡上,透過凸透鏡的光線減少,蠟燭的像亮度會(huì)暗一些,但像仍然是完整的,同時(shí)飛蛾所成的是虛像,不能出現(xiàn)在光屏上,故C符合題意。故選C。
(6)保持蠟燭和凸透鏡位置不動(dòng),換成焦距更小、折射能力更強(qiáng)的凸透鏡,所成的像向左移動(dòng),則需要適當(dāng)向左移動(dòng)光屏可以再次得到清晰的像。
(7)物距均為u=35 cm-5 cm=30 cm,由題圖丙所示可知,成倒立、放大的實(shí)像,則物距介于1倍焦距與2倍焦距之間,因此凸透鏡A的焦距15 cm(8)(9)用注射器向水透鏡里加適量的水,水透鏡變厚,焦距變短,水透鏡對光的偏折能力變強(qiáng)。根據(jù)近視眼的成因可知,遠(yuǎn)處來的光線經(jīng)晶狀體后,在視網(wǎng)膜前方會(huì)聚,這是晶狀體太厚,聚光能力太強(qiáng)或眼球前后距離太遠(yuǎn)造成的,要佩戴對光有發(fā)散作用的凹透鏡矯正。
答案:(1)10.0 (2)同一高度 (3)縮小 照相機(jī) (4)左 右 (5)C (6)左 (7)大于 靠近 (8)強(qiáng) 前方 (9)凹
變式訓(xùn)練
(1)同一高度 光屏正中央 (2)10 (3)倒立、縮小的實(shí)像 照相機(jī) (4)靠近 (5)靠近
第2課時(shí) 生活中透鏡的成像原理和使用
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
1.u>2f 縮小 2.f知識(shí)點(diǎn)2
1.凸 縮小 2.厚 前 薄 后 凹透鏡 凸透鏡
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 解析:由題圖可知,物距u=50 cm-10 cm=40 cm,像距v=74 cm-50 cm=24 cm,物距大于像距,此時(shí)u>2f,成倒立、縮小的實(shí)像,與照相機(jī)的成像特點(diǎn)相同;在此基礎(chǔ)上,若僅將蠟燭和光屏的位置互換,光屏上仍然能看到燭焰清晰的像,原因是發(fā)生折射時(shí),光路是可逆的。
答案:照相機(jī) 仍能 可逆
變式1 C [刷臉機(jī)的成像原理與照相機(jī)相同,“刷臉”時(shí),人要在凸透鏡的二倍焦距之外,成的是倒立、縮小的實(shí)像,A、B錯(cuò)誤,C正確;要使屏幕上自己的像變大,需要減小物距,增大像距,即要靠近刷臉機(jī)鏡頭,D錯(cuò)誤。]
變式2 解析:由于凸透鏡對光有會(huì)聚作用,可以把冰塊削成凸透鏡形狀,把太陽光會(huì)聚在焦點(diǎn)上,就可以點(diǎn)燃物體。遠(yuǎn)處物體通過人眼所成的像成在視網(wǎng)膜的后方,為遠(yuǎn)視眼,為了使像成在視網(wǎng)膜上,需要佩戴對光線具有會(huì)聚作用的凸透鏡。照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡,其原理是物體在凸透鏡的2倍焦距以外,像成在另一側(cè)的1倍焦距和2倍焦距之間,成一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像。
答案:會(huì)聚 遠(yuǎn)視 倒立、縮小的實(shí)像
典例2 解析:近視眼的成因是像成在視網(wǎng)膜的前方,故丙是近視眼的成因;近視眼需要佩戴對光線具有發(fā)散作用的凹透鏡矯正,故丁是近視眼的矯正。
答案:丙 丁
變式3 B
微專題1 光現(xiàn)象作圖
考點(diǎn)1
1.解析:過入射點(diǎn)垂直界面作出法線,發(fā)生反射時(shí)反射角等于入射角,在法線右側(cè)的水中畫出反射光線OB;光由水斜射入空氣中時(shí),折射角大于入射角,由此在法線的右側(cè)空氣中畫出折射光線OC,如圖所示。
答案:見解析圖
2.解析:平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線通過焦點(diǎn),該折射光線又入射到水面上,入射點(diǎn)為焦點(diǎn)F;過焦點(diǎn)垂直水面畫出法線,根據(jù)折射角小于入射角在水中法線的右側(cè)畫出水中的折射光線,如圖所示。
答案:見解析圖
3.解析:由題圖知,入射光線與主光軸垂直,主光軸與鏡面的夾角為45°,過入射點(diǎn)垂直于鏡面作出法線,則入射角為90°-45°=45°,反射角也為45°,根據(jù)光的反射定律作出反射光線,與主光軸平行;平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后,其折射光線的反向延長線過焦點(diǎn),據(jù)此畫出折射光線,如圖所示。
答案:見解析圖
考點(diǎn)2
1.解析:作出像點(diǎn)S′的對稱點(diǎn),即為發(fā)光點(diǎn)S,連接S′P,與鏡面的交點(diǎn)為入射點(diǎn)O,再連接SO,畫上箭頭,則SO為入射光線,OP為反射光線,如圖所示。
答案:見解析圖
2.解析:(1)(2)根據(jù)平面鏡成像時(shí),像與物到鏡面的距離相等,則水面在BC的中點(diǎn)處,根據(jù)BC長度為30.0 cm-10.0 cm=20.0 cm,則水面在20.0 cm刻度處;連接AC與水面相交點(diǎn)O是入射點(diǎn),連接DO是入射光線,OA是折射光線,如圖所示。
答案:見解析圖
3.解析:(1)過焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸射出,過光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后傳播方向不改變,兩條折射光線的交點(diǎn)位置,就是像點(diǎn)S1的位置。
(2)像與物關(guān)于平面鏡對稱,畫出S2關(guān)于鏡面的對稱點(diǎn),即為人身上點(diǎn)S的位置,如圖所示。
答案:見解析圖
第6講 質(zhì)量與密度
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
1.(1)m (2)千克(kg) (3)103 106 109 (4)形狀 狀態(tài)
位置 2.托盤天平 3.(1)水平 左端的零刻度線 (2)平衡螺母 中央刻度線處 (3)左盤 右 (4)砝碼總質(zhì)量 左 ①稱量 ③不能
知識(shí)點(diǎn)2
1.質(zhì)量 體積 2.ρ= m=ρV V= 3.103 4.體積為1 m3的水的質(zhì)量為1.0×103 kg 5.> <
知識(shí)點(diǎn)3
1.量筒(或量杯) (1)1 1 (3)相平 相平 2.ρ=
知識(shí)點(diǎn)4
1.(1)小 大 (2)最大
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 解析:由題圖甲知,指針指在盤中央刻度線的右側(cè),根據(jù)“左偏右調(diào)、右偏左調(diào)”可知,應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié);標(biāo)尺的分度值為0.2 g,金屬塊的質(zhì)量為20 g+10 g+5 g+1.6 g=36.6 g。
答案:左 36.6
變式1 解析:題圖中的2處錯(cuò)誤操作分別是:①物體和砝碼的位置放反了;②用手拿砝碼。
答案:①物體和砝碼的位置放反了 ②用手拿砝碼
典例2 解析:由題圖可知,當(dāng)a、b、c三種物質(zhì)體積相同時(shí),c的質(zhì)量最大,由ρ=可知,c物質(zhì)的密度最大;由題圖可知,當(dāng)體積Vc=2 cm3時(shí),c物質(zhì)的質(zhì)量mc=4 g,c物質(zhì)的密度ρc===2 g/cm3=2×103 kg/m3。
答案:c 2×103
變式2 解析:密度是物質(zhì)的一種特性,把鐵棒放在石頭上磨的過程中,其質(zhì)量變小,體積變小,但密度大小不變;在寒冷的冬天,裸露在室外的自來水管容易爆裂,其原因是水管中的水結(jié)冰后,質(zhì)量不變,但冰的密度小于水的密度,根據(jù)ρ=可知其體積增大。
答案:不變 減小 增大
變式3 解析:(1)石塊的總質(zhì)量為m石=10 g×25=250 g。
(2)瓶內(nèi)水的體積為V水===200 cm3
石塊的總體積為V石=V容-V水=300 cm3-200 cm3=100 cm3。
(3)石塊的密度為ρ石===2.5 g/cm3。
答案:(1)250 g (2)100 cm3 (3)2.5 g/cm3
練實(shí)驗(yàn) 重遷移 強(qiáng)素養(yǎng)
實(shí)驗(yàn) 解析:(1)題圖甲所示天平的游碼沒有在標(biāo)尺的零刻度線處,故應(yīng)進(jìn)行的操作是用鑷子把游碼撥到標(biāo)尺左端零刻度線處。
(2)天平平衡后,在測量金屬塊的質(zhì)量時(shí),通過增減砝碼或移動(dòng)游碼使天平平衡,由題圖乙可知,小紅通過調(diào)節(jié)天平的平衡螺母使天平平衡,故她的實(shí)驗(yàn)操作中的錯(cuò)誤是調(diào)節(jié)了天平的平衡螺母。
(3)由題圖丙可知游碼在標(biāo)尺上對應(yīng)的刻度值為4 g,則金屬塊的質(zhì)量m=50 g+20 g+5 g+4 g=79 g,天平右盤添加砝碼的順序?yàn)橄却蠛笮。仕蛱炱奖P中依次添加這3個(gè)砝碼的合理順序是50 g、20 g、5 g。
(4)由題圖丁可知金屬塊和水的總體積為30 mL,金屬塊的體積V=30 mL-20 mL=10 mL=10 cm3,金屬塊的密度為ρ===7.9 g/cm3,金屬塊的密度為7.9 g/cm3=7.9×103 kg/m3,根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知該金屬塊可能是鐵。
(5)量筒的分度值為2 mL,量筒中牛奶的體積為V=40 mL。
(6)已知測得燒杯和牛奶的總質(zhì)量m總=106 g,燒杯和剩余牛奶的質(zhì)量m剩=50 g+10 g+2 g=62 g,量筒中牛奶的質(zhì)量為m=m總-m剩=106 g-62 g=44 g。
(7)牛奶的密度ρ===1.1 g/cm3=1.1×103 kg/m3。
(8)若操作(5)時(shí)有少量牛奶附著在量筒內(nèi)壁上,使得體積偏小,由密度公式ρ=可知,密度測量偏大。
(9)取出土豆后,土豆上會(huì)沾有一部分水,導(dǎo)致步驟③剩余的水偏少,所以步驟①的數(shù)據(jù)加上步驟③的數(shù)據(jù)不等于步驟②的數(shù)據(jù)。
(10)若沒有步驟③測量的數(shù)據(jù),能求出土豆的密度。后加水的質(zhì)量m水=202.0 g+80.5 g-212.5 g=70 g,由密度定義公式得,土豆的體積等于后加水的體積V土=V水===70 cm3,土豆的密度ρ土===1.15 g/cm3。
答案:(1)用鑷子把游碼撥到標(biāo)尺左端零刻度線處 (2)調(diào)節(jié)了天平的平衡螺母 (3)79 50 g、20 g、5 g (4)10 7.9 鐵 (5)40 (6)62 44 (7)1.1×103 (8)偏大 (9)取出土豆后,土豆上會(huì)沾有一部分水,導(dǎo)致步驟③剩余的水偏少
(10)能 1.15 g/cm3
變式訓(xùn)練
1.(1)零刻度線 右 分度盤中央刻度線處 (3) 一
體積 大(或“三 質(zhì)量 小”)
2.解析:(2)由題圖乙可知,游碼的分度值為0.2 g,故櫻桃的質(zhì)量為m=10 g+0.6 g=10.6 g。
(3)由題圖丙可知,櫻桃的體積為V=70 mL-60 mL=10 mL=10 cm3。則櫻桃的密度為ρ===。
(4)由測量過程可知,用細(xì)線將大櫻桃從水中提出時(shí),細(xì)線上會(huì)帶出一部分水,使得量筒中剩余的水變少,從而使得櫻桃的體積測量值偏大,故由ρ=可得,會(huì)使得所測的櫻桃密度值與真實(shí)值相比偏小。
(5)由題意可知,手鐲的質(zhì)量為m0=48.0 g,由題圖丁、戊可知,手鐲浸入水中后,電子秤的示數(shù)變化量為Δm=668.5 g-666 g=2.5 g=0.0025 kg;由受力分析可得,手鐲所受浮力為F浮=ρ水gV排=Δmg=0.0025 kg×10 N/kg=0.025 N;故可得手鐲的體積為V0=V排===2.5×10-6m3;可得手鐲的密度為ρ0===。
答案:(1)零刻度線 左 (2)10.6 (3)1.06 (4)偏小 (5)19.2
第7講 力
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
1.作用 牛頓(N) 2.作用 3.形變 運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 4.大小 方向 作用點(diǎn) 5.受力物體 力的方向 力的作用點(diǎn) 6.相互的
知識(shí)點(diǎn)2
1.受力發(fā)生形變 2.彈性形變 發(fā)生彈性形變 相反
4.(1)在彈性限度內(nèi),彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長量就越長 (2)量程 分度值 最大測量值 調(diào)零 軸線 垂直
知識(shí)點(diǎn)3
2.地球的吸引 G 3.正比 G=mg 9.8 N/kg 質(zhì)量為1 kg的物體受到的重力是9.8 N 4.地球 5.豎直向下 豎直向下 豎直 6.重心
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 解析:重力的方向豎直向下,作用在物體重心位置;物體對斜面的壓力垂直于斜面向下,作用在物體與斜面接觸面的中心位置,如圖所示。
答案:見解析圖
變式1 解析:細(xì)繩拉著沙袋繞手做圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)沙袋受重力和細(xì)繩的拉力,重力方向豎直向下,拉力方向沿細(xì)繩指向手,作用點(diǎn)均在沙袋的重心上,如圖所示。
答案:見解析圖
變式2 D [若忽略空氣阻力,實(shí)心球在最高點(diǎn)A位置時(shí)只受到重力作用。故選D。]
典例2 解析:(1)最多儲(chǔ)水的體積V水=V容=16 m3
最多儲(chǔ)水的質(zhì)量m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×16 m3=1.6×104 kg。
(2)裝滿水時(shí)總質(zhì)量m總=m車+m水=10×103 kg+1.6×104 kg=2.6×104 kg
車與水的總重力G總=m總g=2.6×104 kg×10 N/kg=2.6×105 N。
答案:(1)1.6×104 kg (2)2.6×105 N
變式3 解析:物體質(zhì)量m===23.5 kg;因?yàn)槲矬w的質(zhì)量不隨位置的改變而改變,所以在月球上物體的質(zhì)量不變,還是23.5 kg。
答案:23.5 不變
第8講 運(yùn)動(dòng)和力
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
1.阻力 勻速直線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 2.靜止 勻速直線運(yùn)動(dòng)
3.(1)不變 (2)固有 質(zhì)量 質(zhì)量 慣性
知識(shí)點(diǎn)2
1.靜止 勻速直線運(yùn)動(dòng) 2.相等 相反 同一條直線 3.靜止 勻速直線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)快慢改變 運(yùn)動(dòng)方向改變
知識(shí)點(diǎn)3
1.相對運(yùn)動(dòng) 阻礙 3.接觸面粗糙 4.相對運(yùn)動(dòng)趨勢 相反
5.壓力大小 粗糙程度 6.壓力 粗糙 滑動(dòng) 壓力 光滑
滾動(dòng) 彼此分離
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 D [錘頭與錘柄原來都向下運(yùn)動(dòng),錘柄撞在硬物上受到阻力作用,改變了它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),就停止了運(yùn)動(dòng),錘頭由于慣性仍保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),這樣錘頭就緊套在錘柄上了,故D正確。]
變式1 解析:當(dāng)停止蹬腳踏時(shí),由于慣性,自行車還要保持原來向前運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),因此還會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng);自行車越來越慢,最終停下來,是由于受到阻力作用的緣故。
答案:慣性 阻力
變式2 D
典例2 B [鋼絲對自行車的支持力等于自行車和所掛物體的重力之和,即自行車的重力小于鋼絲對自行車的支持力,所以自行車和所掛物體總重力與鋼絲對自行車的支持力是一對平衡力,A錯(cuò)誤,B正確;自行車對鋼絲的壓力與鋼絲對自行車的支持力是一對相互作用力,C錯(cuò)誤;自行車對繩的拉力作用在繩上,繩下所掛物體的重力作用在物體上,二者沒有作用在同一個(gè)物體上,不是一對平衡力,D錯(cuò)誤。]
變式3 C
典例3 A [鞋底刻有凹凸不平的花紋,通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦,A符合題意;拉桿旅行箱底部裝有輪子,用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦來減小摩擦,B不符合題意;向自行車的轉(zhuǎn)軸處加潤滑油,在壓力一定時(shí),通過減小接觸面的粗糙程度來減小摩擦,C不符合題意;在氣墊船底和水之間形成一層空氣墊,通過使接觸面脫離來減小摩擦,D不符合題意。]
變式4 解析:用杯子接水時(shí),水杯靜止在手中,在豎直方向上,杯子受到的重力和摩擦力是一對平衡力,在接水過程中,杯子和水的總重力變大,所以杯子受到的摩擦力將會(huì)變大;接觸面的粗糙程度是一定的,因此可以緊握杯子,通過增大壓力的方式來增大摩擦力使其在手中靜止。
答案:變大 增大壓力
變式5 解析:冰壺被推出后,能在冰面上繼續(xù)滑行就是因?yàn)楸鶋鼐哂袘T性,要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);運(yùn)動(dòng)員在冰壺前方的冰道上用冰刷“刷冰”,其目的是使冰熔化,在冰面上形成一層水膜,這是通過使接觸面彼此分離的方法減小摩擦力,使冰壺運(yùn)動(dòng)得更遠(yuǎn)。
答案:慣性 減小
典例4 解析:(1)平衡車的重力G車=m車g=10 kg×10 N/kg=100 N。
(2)G總=m總g=(m小紅+m車)g=(50 kg+10 kg)×10 N/kg=600 N
根據(jù)二力平衡可知地面對平衡車的支持力為600 N。
(3)平衡車受到的阻力f=0.2 G總=0.2×600 N=120 N
因?yàn)閯蛩傩旭偅胶廛嚨臓恳=f=120 N。
答案:(1)100 N (2)600 N (3)120 N
變式6 D [物體靜止,說明物體受到平衡力的作用,在水平方向上物體受到的壓力和墻壁對物體的支持力平衡,均為50 N;在豎直方向上,物體受到豎直向下的重力,G=30 N,還受豎直向上的拉力,F(xiàn)=20 N;物體有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢,因此它還受到向上的靜摩擦力作用, 根據(jù)力的平衡條件有F+f=G,則摩擦力f=G-F=30 N-20 N=10 N,方向豎直向上,D正確。]
變式7 30 60
典例5 解析:(1)根據(jù)控制變量法,讓小車從同一高度滑下,目的是為了控制小車每次滑到水平面時(shí)的初始速度相同。
(2)實(shí)驗(yàn)中通過觀察小車滑行的距離來反映阻力對物體運(yùn)動(dòng)的影響,A正確。
(3)表面越光滑,小車速度減小的越慢,故小車在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí),速度減小的慢。
(4)根據(jù)牛頓第一定律的內(nèi)容,即物體不受力時(shí)將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),故如果小車在水平面運(yùn)動(dòng)時(shí)不受阻力,它就不會(huì)停下來,B正確。
(5)物體受力平衡時(shí),可以保持靜止?fàn)顟B(tài),A錯(cuò)誤;物體不受力,會(huì)保持靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng),不一定靜止,B錯(cuò)誤;物體不受力的作用,也可以做勻速直線運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,一定受力,且受的是非平衡力,D正確。
答案:(1)初始速度 (2)A (3)木板 (4)B (5)D
變式8 (1)摩擦力 (2)靜止 (3)相等 (4)同一條直線
練實(shí)驗(yàn) 重遷移 強(qiáng)素養(yǎng)
實(shí)驗(yàn) 解析:(1)根據(jù)二力平衡的條件,只有用彈簧測力計(jì)沿水平方向拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測力計(jì)的示數(shù)才等于滑動(dòng)摩擦力的大小。因題圖甲中,彈簧測力計(jì)沿斜上方拉動(dòng)木塊,故它的示數(shù)不等于木塊所受的滑動(dòng)摩擦力,操作是錯(cuò)誤的。
(2)驗(yàn)證滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受的壓力的關(guān)系,應(yīng)該控制接觸面粗糙程度相同,改變壓力大小,由題圖丙、丁可知,接觸面粗糙程度相同,壓力大小不同,可以驗(yàn)證猜想A;驗(yàn)證滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度的關(guān)系,應(yīng)該控制壓力大小相同,改變接觸面粗糙程度,由題圖乙、丙可知,壓力大小相同,接觸面粗糙程度不同,可以驗(yàn)證猜想B。
(3)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)(與速度大小無關(guān)),所以木塊受力平衡,水平方向上受到的拉力與滑動(dòng)摩擦力是一對平衡力,大小相等,所以毛巾對木塊的摩擦力為2.4 N。
(4)研究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的關(guān)系,要控制壓力大小和接觸面粗糙程度相同,將題圖甲中的木塊沿豎直方向截去一半后,壓力變小了,由此得出的“滑動(dòng)摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小”這一結(jié)論不正確,原因是沒有控制壓力大小相同。
(5)由題圖(a)可知,木塊相對于地面處于靜止?fàn)顟B(tài),受到彈簧測力計(jì)的拉力與受到的滑動(dòng)摩擦力為一對平衡力,大小相等,實(shí)驗(yàn)中用力F向右拉木板,當(dāng)F變大時(shí),因壓力大小和接觸面的粗糙程度不變,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小不變,故彈簧測力計(jì)的示數(shù)將不變。
(6)①從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理來看,圖線a是平滑的直線,圖線b是曲折的,故a更合理。②小明作圖時(shí),認(rèn)為木塊與長木板間的壓力F壓=G,而事實(shí)上G是砝碼的重力,壓力大小等于砝碼的重力和木塊的重力的總和,F(xiàn)壓不等于G,所以圖線沒有過原點(diǎn)。
(7)本實(shí)驗(yàn)要保證甲物體在電子秤上保持靜止,乙物體才能保持靜止;當(dāng)長木板運(yùn)動(dòng)時(shí),乙物體受到的摩擦力大小就等于乙物體受到的拉力,所以長木板不一定要?jiǎng)蛩龠\(yùn)動(dòng),但是乙物體受到的拉力方向必須是水平向右的,否則乙物體受到的拉力就不等于摩擦力,所以實(shí)驗(yàn)除了要保證甲物體在電子秤上保持相對靜止外,還需控制的條件是:定滑輪左側(cè)連接乙的繩子必須保持水平。故選A。
(8)對乙物體進(jìn)行受力分析可知,乙物體通過細(xì)繩對甲的拉力等于乙受到的摩擦力f,對甲物體進(jìn)行受力分析可知,甲物體除了受到細(xì)繩對它向上的拉力F(物體間力的作用是相互的,所以繩子的拉力大小也為F)外,還受到豎直向下的重力G1和豎直向上的支持力,甲物體受到豎直向上的支持力大小和電子秤的讀數(shù)一樣,為G。因甲物體靜止,受力平衡,所以此時(shí)繩子的拉力F=G1-G,則物體乙所受的摩擦力大小f=F=G1-G。
答案:(1)錯(cuò)誤 (2)丙、丁 乙、丙 (3)2.4 (4)不正確 沒有控制壓力大小相同 (5)不變 (6)①a ②壓力不等于砝碼的重力G (7)A (8)G1-G
變式訓(xùn)練
1.解析:(1)箱子放在水平面上,對水平面的壓力大小等于箱子的重力,箱子越重,壓力越大,推起來越費(fèi)力,滑動(dòng)摩擦力越大,由此猜想滑動(dòng)摩擦力的大小可能跟壓力的大小有關(guān);水平面越粗糙,接觸面的粗糙程度越大,推起來越費(fèi)力,滑動(dòng)摩擦力越大,由此猜想滑動(dòng)摩擦力的大小可能跟接觸面的粗糙程度有關(guān)。
(2)根據(jù)二力平衡條件可知,只有當(dāng)用彈簧測力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧測力計(jì)對木塊的拉力與木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小才相等。
(3)由實(shí)驗(yàn)甲、丙可知,壓力的大小相同,毛巾表面比木板粗糙,木塊在毛巾表面運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧測力計(jì)的示數(shù)較大,說明滑動(dòng)摩擦力較大,因此可得結(jié)論:在壓力大小一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。由實(shí)驗(yàn)甲、乙可知,接觸面的粗糙程度相同,乙實(shí)驗(yàn)中壓力較大,彈簧測力計(jì)的示數(shù)較大,說明滑動(dòng)摩擦力較大,因此可得結(jié)論:在接觸面粗糙程度一定時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大。在實(shí)驗(yàn)中,小華用到的主要研究方法是轉(zhuǎn)換法和控制變量法。
(4)由在木塊和桌面之間形成的一層水膜充當(dāng)了潤滑劑可知,注水后滑動(dòng)摩擦力會(huì)減小,因此注水后的摩擦力都比沒注水時(shí)要小。
答案:(1)壓力的大小 接觸面的粗糙程度 (2)勻速直線 (3)越大 越大 控制變量 (4)小
2.A 3.D
第9講 壓強(qiáng)
第1課時(shí) 固體壓強(qiáng)和液體壓強(qiáng)
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
1.(1)垂直 (2)被壓物體 (4)壓力的大小 受力面積 2.(1)壓力的大小 受力面積 (5)減小 增大 減小 增大
減小 增大
知識(shí)點(diǎn)2
(1)重力 流動(dòng)性 各個(gè)方向 (2)同一深度 相等 深度
液體的密度
知識(shí)點(diǎn)3
1.開口 連通 2.不流動(dòng) 相同
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 解析:(1)本實(shí)驗(yàn)是通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力作用效果的;實(shí)驗(yàn)中用到的研究方法有控制變量法和轉(zhuǎn)換法。
(2)通過比較題圖甲、乙知,受力面積一定,題圖乙中壓力大,海綿的凹陷程度大,這說明受力面積一定時(shí),壓力越大,壓力的作用效果越明顯。
(3)探究壓力的作用效果與受力面積時(shí),應(yīng)控制壓力的大小不變,而受力面積不同,故應(yīng)該比較圖乙、丙。
(4)將該小桌和砝碼放在題圖丁所示的木板上,與題圖丙相比,因壓力大小和受力面積都相同,則根據(jù)p=可知,題圖丙中海綿受到的壓強(qiáng)p和題圖丁中木板受到的壓強(qiáng)p′的大小關(guān)系為p=p′。
答案:(1)海綿的凹陷程度 控制變量法 (2)受力面積一定時(shí),壓力越大 (3)乙、丙 (4)=
變式1 B [該實(shí)驗(yàn)通過比較釘子陷入沙土中的深度來比較壓力的作用效果,這是轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用,A正確;由題圖可知,甲、乙受力面積相同,壓力不同,因此說明壓力的作用效果與壓力的大小有關(guān),B錯(cuò)誤,D正確;實(shí)驗(yàn)中探究壓力作用效果與壓力大小和受力面積大小兩個(gè)量的關(guān)系,用到了控制變量法,C正確。]
典例2 解析:(1)水對魚缸底部的壓強(qiáng)p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3 000 Pa
水對魚缸底部的壓力F=pS=3 000 Pa×0.01 m2=30 N。
(2)魚的重力G魚=mg=0.1 kg×10 N/kg=1 N
魚缸對桌面的壓力F′=G水+G缸+G魚=40 N+30 N+1 N=71 N
魚缸對桌面的壓強(qiáng)p′===7 100 Pa。
答案:(1)30 N (2)7 100 Pa
變式2 D 
變式3 3×103 40 0.5
變式4 B [鐵軌鋪在枕木上、書包帶做得較寬、坦克裝有較寬的履帶,是通過增大受力面積的方法減小對受力面的壓強(qiáng),A、C、D錯(cuò)誤;圖釘?shù)尼敿庾龅煤芗猓峭ㄟ^減小受力面積的方法增大壓強(qiáng),B正確。]
練實(shí)驗(yàn) 重遷移 強(qiáng)素養(yǎng)
實(shí)驗(yàn) 解析:(1)探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)特點(diǎn)時(shí),要用到液體壓強(qiáng)計(jì)測量液體內(nèi)部壓強(qiáng)。
(2)實(shí)驗(yàn)中通過U形管中兩邊的液面高度差反映液體壓強(qiáng),當(dāng)探頭的橡皮膜受到壓強(qiáng)時(shí),U形管中兩邊的液面會(huì)形成高度差,這個(gè)高度差越大,說明受到的壓強(qiáng)越大。
(3)由題圖可知,C、D、E中,液體的密度相同,探頭的朝向相同,探頭深度不同,U形管中兩邊的液面高度差不同,液體壓強(qiáng)不同,可以得到在同種液體中,壓強(qiáng)與深度有關(guān),壓強(qiáng)隨深度增加而增大。
(4)由A、B、C可知,探頭放在水中的深度不變,改變探頭的朝向,U形管兩側(cè)液面的高度差相同,可得出的結(jié)論是:液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng),同種液體在同一深度處向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小相等。
(5)由E、F可知,控制探頭的朝向、深度相同,改變液體的密度,U形管兩側(cè)液面的高度差不同,可得出的結(jié)論是:不同的液體,在同一深度產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小與液體的密度有關(guān),密度越大,液體的壓強(qiáng)越大。
(6)向瓶中緩慢注水,水對橡皮膜產(chǎn)生向下的壓強(qiáng),橡皮膜會(huì)向下凸出,壓強(qiáng)越大,凸出程度越大,所以可以通過觀察橡皮膜向下凸出程度來比較液體壓強(qiáng)的大小。
(7)向隔板左側(cè)倒水,側(cè)壁的橡皮膜向右側(cè)凸起,這說明液體對容器側(cè)壁也有壓強(qiáng)。
(8)橡皮膜恢復(fù)原狀,說明另一種液體和水對橡皮膜產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等,由題圖丙可知,橡皮膜到水面的深度小于到另一種液面的深度,根據(jù)公式p=ρgh可知,ρ液<ρ水;若在隔板的M點(diǎn)處也安裝一橡皮膜,M點(diǎn)到原橡皮膜這段高度水的壓強(qiáng)大于另一種液體壓強(qiáng),由于原橡皮膜處兩種液體壓強(qiáng)相等,所以水對M點(diǎn)的壓強(qiáng)大于另一種液體對M點(diǎn)的壓強(qiáng),則此橡皮膜將向右側(cè)凸起。
(9)探究液體內(nèi)部某點(diǎn)的壓強(qiáng)跟該點(diǎn)到容器底的距離是否有關(guān),應(yīng)控制液體的密度和液體的深度相同,甲杯中探頭距液面的距離hA=19 cm-7 cm=12 cm,乙杯中探頭距液面的距離hB=19 cm-12 cm=7 cm;要控制探頭所處深度相同,從甲杯中抽出5 cm深的水,使h′A=hB=7 cm,或向乙杯中加入5 cm深的水,使h′B=hA=12 cm,故選B。
(10)本實(shí)驗(yàn)中采用轉(zhuǎn)換法的實(shí)驗(yàn)方法,將液體壓強(qiáng)通過玻璃管下方的薄膜鼓起的程度來反映液體壓強(qiáng)的大小。
(11)題圖1中三支相同的玻璃管,液體的種類相同,且管內(nèi)液體的深度逐漸增加,相應(yīng)的液體的質(zhì)量、體積、重力也逐漸增大,所以猜測液體的壓強(qiáng)可能與液體的質(zhì)量、重力、體積或深度有關(guān)。
(12)題圖2中,4號管中液體的質(zhì)量、體積、重力一定大于2號管,但二者薄膜鼓起程度相同,說明液體壓強(qiáng)與液體的質(zhì)量、體積、重力無關(guān),只與深度有關(guān),且題圖1中液體的深度越大,薄膜鼓起的程度越大,即液體壓強(qiáng)越大,所以可得結(jié)論:液體的深度越大,壓強(qiáng)越大。
(13)題圖3中5號管和2號管液體的深度相同,液體的密度不同,薄膜鼓起的程度不同,所以可探究液體壓強(qiáng)與液體的密度是否有關(guān),且5號管裝的鹽水,橡皮膜鼓起的程度更大,由此可得液體的密度越大,壓強(qiáng)越大。
(14)題圖3中2號管和6號管液體的種類、深度相同,液體的長度不同,但橡皮膜鼓起的程度相同,表明液體的壓強(qiáng)與液柱的長度無關(guān)。
答案:(1)液體壓強(qiáng)計(jì) (2)高度差 大 (3)C、D、E 增大
(4)各個(gè)方向 (5)E、F 深度 大 (6)橡皮膜向下凸出的程度 (7)側(cè)壁 (8)< 向右側(cè)凸起 (9)深度 B
(10)壓強(qiáng) (11)深度 (12)深度越大 (13)密度 (14)無關(guān)
變式訓(xùn)練
1.C 2.D
3.解析:(1)實(shí)驗(yàn)中液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小通過U形管中的液面高度差來反映,U形管中的液面高度差越大,表明金屬盒所在位置的壓強(qiáng)越大。
(2)題圖乙和題圖丙中是同種液體,丙中金屬盒深度更深,U形管中的液面高度差更大,則說明液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與深度有關(guān)。
(3)金屬盒距液面的距離相同時(shí),只改變金屬盒的方向,U形管兩邊液柱的高度差不變化,表明在相同條件下,液體內(nèi)部各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等。
(4)U形管底部受到的液體壓強(qiáng)為p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10×10-2 m=1 000 Pa。
(5)要探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系,須控制深度不變。小明將一杯濃鹽水倒入燒杯中攪勻后(如題圖丁所示),則丁中的液面上升,即金屬盒的深度增加了,故小明的做法是不對的。
答案:(1)U形管液面的高度差 (2)深度 (3)相等 (4)1 000 (5)不可靠 未控制深度相同
第2課時(shí) 大氣壓強(qiáng)和流體壓強(qiáng)
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
重力作用 流動(dòng)性 壓強(qiáng) 馬德堡半球 托里拆利實(shí)驗(yàn)
1.013×105 760 10 升高 減小 增大 降低
知識(shí)點(diǎn)2
2.越大 越小 4.快 小 慢 大 壓強(qiáng)差 壓力差
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 A [在測量過程中,由于外界的氣壓不變,則支持的水銀柱的高度不變,如果玻璃管傾斜,管內(nèi)水銀的長度會(huì)變長,但高度差不變,故A正確;水銀柱的高度是由外界大氣壓的大小決定的,若將玻璃管向上提2 cm,但玻璃管口仍在槽內(nèi)水銀面以下,不會(huì)影響水銀柱的最終高度,則玻璃管內(nèi)外水銀面高度差仍為760 mm,故B錯(cuò)誤;玻璃管中混入了空氣,空氣會(huì)對水銀柱產(chǎn)生向下的壓強(qiáng),抵消了大氣壓的部分作用效果,所測高度將變小,則所測的大氣壓值偏小,故C錯(cuò)誤;因?yàn)榇髿鈮弘S高度的升高而降低,故將此裝置從山腳移到山頂,管內(nèi)被托起的水銀將下降,即管內(nèi)外水銀面高度差減小,故D錯(cuò)誤。故選A。]
變式1 C
變式2 解析:大氣裝置壓強(qiáng)與海拔高度有關(guān),高度越高,氣壓越低,將甲、乙兩實(shí)驗(yàn)裝置從泰山山腳移到山頂,外界氣壓變小,甲裝置中能支撐的水銀柱高度會(huì)降低,乙裝置中瓶內(nèi)的氣壓大于外界氣壓,因此會(huì)將液體壓入玻璃管內(nèi),導(dǎo)致玻璃管內(nèi)的水柱升高。
答案:減小 增大 減小
典例2 D [飛機(jī)的機(jī)翼呈現(xiàn)流線型,故飛機(jī)在運(yùn)動(dòng)時(shí),其機(jī)翼上方的空氣流速快,壓強(qiáng)小,而機(jī)翼下方的空氣流速慢,壓強(qiáng)大,故機(jī)翼受到一個(gè)向上的壓強(qiáng),所以飛機(jī)能起飛,能用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來解釋,A不符合題意;當(dāng)火車駛過車站時(shí),安全線以內(nèi)的地方空氣流速增大壓強(qiáng)減小,人外側(cè)受到的壓強(qiáng)大于內(nèi)側(cè)受到的壓強(qiáng),人被壓向列車,易發(fā)生交通事故,所以火車站的站臺(tái)設(shè)置安全線,能用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來解釋,B不符合題意;對著兩張平行的紙吹氣,兩紙中間的空氣流速大壓強(qiáng)小,而兩紙的外部空氣流速小壓強(qiáng)大,兩紙受到兩邊向內(nèi)的壓力差,所以兩張紙相吸,能用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來解釋,C不符合題意;抽水機(jī)抽水,通過活塞上移使活塞下方的桶內(nèi)氣壓減小,水在外界大氣壓的作用下被壓上來,利用了大氣壓,不能用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來解釋,D符合題意。]
變式3 C [由題圖知,相同時(shí)間內(nèi),空氣通過傘上方的路程大于傘下方的路程,所以傘上方的空氣流速大于下方。根據(jù)流體的流速越大、壓強(qiáng)越小可知,傘下方的壓強(qiáng)大于上方的壓強(qiáng),傘在向上的壓強(qiáng)差的作用下被吸向上方。故選C。]
變式4 解析:由于在流體中,流速越大的地方壓強(qiáng)越小,流速越小的地方壓強(qiáng)越大,漩渦中心流速大,壓強(qiáng)小,小于周圍的水壓;因?yàn)楹0卧礁撸瑲鈮涸降停远朊忌降拇髿鈮旱陀跇?biāo)準(zhǔn)大氣壓,又因?yàn)橐后w沸點(diǎn)隨液面上氣壓的減小而減小,所以水的沸點(diǎn)低于100 ℃,在這些地方用普通鍋煮飯,往往不熟。
答案:小于 低
第10講 浮力
第1課時(shí) 浮力的產(chǎn)生及大小
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
1.(1)向上 (2)豎直向上 重力 (3)壓力 F壓力差 F向上-F向下 2.(2)液體的密度 液體的體積 無關(guān)
知識(shí)點(diǎn)2
1.它排開的液體所受的重力 3.(1)不一定 (2)V浸 V物 V浸 V物
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 D [F上表面=5 N,F(xiàn)下表面=13 N,則這個(gè)圓柱體受到水的浮力F浮=F下表面-F上表面=13 N-5 N=8 N,D正確。]
變式1 B [在水中下沉的鐵塊、浮在水面上的輪船、空中上升的氣球,都受到液體或氣體向上的壓力,由浮力的產(chǎn)生原因可知,它們都受到浮力作用,A、C、D不符合題意;橋墩由于底面埋在地下,其底面不與水接觸,因此橋墩沒有受到水對其向上的壓力,則橋墩不受浮力作用,B符合題意。]
變式2 解析:開始時(shí)乒乓球受到上面液體壓強(qiáng)和大氣壓的作用,下部沒有液體只受大氣壓的作用,向上的壓強(qiáng)小于向下的壓強(qiáng),向上的壓力小于向下的壓力,乒乓球不能上浮。當(dāng)用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液體壓強(qiáng)和大氣壓的作用,向上的液體壓強(qiáng)大于向下的液體壓強(qiáng),根據(jù)F=pS,產(chǎn)生了一個(gè)豎直向上的壓力差,所以乒乓球上浮,故此實(shí)驗(yàn)說明了浮力產(chǎn)生的原因,浮力的方向是豎直向上的。
答案:豎直向上 壓力差
典例2 D [由題圖乙可知,當(dāng)注入水的深度在16 cm時(shí),圖線出現(xiàn)拐點(diǎn),且此后注入相同深度的水時(shí)水的質(zhì)量增大,而圓柱體高是20 cm,所以,當(dāng)注入水的深度h1=16 cm時(shí),圓柱體恰好處于漂浮狀態(tài),此時(shí)圓柱體露出水面的高度為20 cm-16 cm=4 cm,故A錯(cuò)誤;當(dāng)圓柱體剛好漂浮時(shí),圓柱體受到的浮力為F浮=ρ水gV排=ρ水gS柱h1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×50×10-4 m2×0.16 m=8 N,即G=F浮=8 N,根據(jù)密度公式結(jié)合G=mg可知,圓柱體的密度為ρ柱====0.8×103 kg/m3,故B錯(cuò)誤;注水停止時(shí),圓柱體處于漂浮狀態(tài),浸入水中的深度不變,則水對圓柱體底部的壓強(qiáng)為p=ρ水gh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.16 m=1 600 Pa,故C錯(cuò)誤;注入水的體積為V水=V總-V排=S容h-S柱h1=200 cm2×25 cm-50 cm2×16 cm=4 200 cm3,水的質(zhì)量為m水=ρ水V水=×4 200 cm3=4 200 g,故D正確。故選D。]
變式3 解析:(1)由題圖甲可知,彈簧測力計(jì)分度值為0.2 N,彈簧測力計(jì)的示數(shù)為4.8 N,則金屬塊的重力為4.8 N。
(2)根據(jù)稱重法測浮力,由題圖甲、乙可得金屬塊浸沒在水中受到的浮力為F浮水=G-F示乙=4.8 N-2.8 N=2 N。
(3)根據(jù)阿基米德原理,金屬塊排開水(另一種液體)的體積V排===2×10-4 m3,根據(jù)題圖甲、丙可得金屬塊浸沒在另一種液體中受到的浮力F浮液=G-F示丙=4.8 N-2.4 N=2.4 N,由阿基米德原理F浮=G排=ρ液V排g可得另一種液體的密度ρ液===1.2×103 kg/m3。
答案:4.8 2 1.2×103
變式4 解析:木塊漂浮,木塊受到的浮力為F浮=G木=0.8 N;木塊浸沒在水中時(shí),木塊受到的浮力為F浮′=G排=ρ水gV排=ρ水gV木=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×100×10-6m3=1 N。
答案:0.8 1
變式5 解析:將它浸沒到酒精中時(shí),所受浮力F浮=ρ酒精gV排=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×2×10-3m3=16 N,則測力計(jì)的示數(shù)F=G-F浮=18 N-16 N=2 N。
答案:16 2
練實(shí)驗(yàn) 重遷移 強(qiáng)素養(yǎng)
實(shí)驗(yàn) 解析:(1)由題圖①可知物體的重力,由②③兩次實(shí)驗(yàn)可知,液體的密度相同,排開液體的體積不同,彈簧測力計(jì)的示數(shù)不同,由稱重法可知,物體受到的浮力不同,排開液體體積越大,物體受到的浮力越大,由此可知,①②③三次實(shí)驗(yàn)可以探究浮力的大小與排開液體體積的關(guān)系,得出的結(jié)論是:在液體密度一定時(shí),物體排開液體的體積越大,物體受到的浮力越大。
(2)由題圖①可知物體的重力,由③④兩次實(shí)驗(yàn)可知,液體的密度和排開液體的體積均相同,物體浸沒在液體中的深度不同,彈簧測力計(jì)的示數(shù)相同,由稱重法可知物體受到的浮力相同,由此可知浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)。
(3)由題圖③⑤所示實(shí)驗(yàn)可知,物體排開液體的體積相同,而液體的密度不同,鹽水密度較大,彈簧測力計(jì)示數(shù)較小,由稱重法可知,物體在鹽水中受到的浮力較大,由此可知,該實(shí)驗(yàn)可以探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系,得出的結(jié)論是:在排開液體體積一定的情況下,液體密度越大,物體受到的浮力越大。
(4)由題圖①所示實(shí)驗(yàn)可知,物體的重力G=7.9 N,由G=mg可知,物體的質(zhì)量為m===0.79 kg,由題圖①④所示實(shí)驗(yàn)可知,物體浸沒在水中受到的浮力為F浮=G-F=7.9 N-6.9 N=1 N,由F浮=ρ水gV排可知,物體的體積為V=V排===1×10-4 m3,則物體的密度為ρ===7.9×103 kg/m3。
(5)通過實(shí)驗(yàn)證明“物體受到的浮力和重力有關(guān)”的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的,必須改變物體的重力,且保持液體的密度和排開液體的體積不變,因而選擇鋁塊,浸沒水中,如圖所示。
(6)要證明“物體受到的浮力和重力有關(guān)”的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的,題圖B中銅塊所受浮力記為F浮1,題圖C中物塊所受浮力記為F浮2,因而當(dāng)F浮1等于F浮2,就可以證明這種觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。
(7)h=0 cm時(shí)電子秤示數(shù)為2.00 kg,則容器和水的總重力為G0=m0g=2.00 kg×10 N/kg=20 N,圓柱體重力為G,電子秤受到壓力為F,細(xì)線對圓柱體拉力為F拉,則圓柱體未下沉到容器底時(shí)電子秤受到壓力F=G0+F浮,當(dāng)h=8 cm時(shí),圓柱體受到的浮力大小為F浮=F-G0=m示g-G0=2.16 kg×10 N/kg-20 N=1.6 N;當(dāng)h=8 cm開始,電子秤顯示的示數(shù)不變,說明當(dāng)h=8 cm時(shí),圓柱體剛好浸沒,以圓柱體為研究對象,由力的平衡知圓柱體的重力G=F浮+F拉=1.6 N+0.8 N=2.4 N,根據(jù)F浮=ρ液V排g可知,圓柱體的體積即排開水的體積為V=V排===1.6×10-4 m3,圓柱體的密度為ρ====1.5×103 kg/m3=1.5 g/cm3;當(dāng)h=14 cm時(shí),因電子秤示數(shù)為2.18 kg>2.16 kg,說明圓柱體沉底,則m示′g=G0+G-F拉′,可得F拉′=G0+G-m示′g=20 N+2.4 N-2.18 kg×10 N/kg=0.6 N。
(8)①②相比,臺(tái)秤示數(shù)增加值即為排開水的質(zhì)量,為m排=m2-m1=110 g-105 g=5 g=0.005 kg,由阿基米德原理,增加的浮力為ΔF浮= m排g=0.005 kg×10 N/kg=0.05 N,根據(jù)阿基米德原理,在排開液體的密度不變時(shí),浮力與排開液體的體積成正比,故圓柱體完全浸沒時(shí),在水中受到的浮力為F浮′=2ΔF浮=2×0.05 N=0.1 N,根據(jù)阿基米德原理知圓柱體的體積V圓柱體=V排′===1×10-5 m3=10 cm3,圓柱體從一半浸入水中到全部浸沒在水中,臺(tái)秤示數(shù)增加量m排=m2-m1=110 g-105 g=5 g=0.005 kg,所以圓柱體未浸入前,容器中水與容器的總質(zhì)量為m總液=m1-m排=105 g-5 g=100 g,將圓柱體全部浸入與水等質(zhì)量的未知液體中,臺(tái)秤示數(shù)增加量m′=m3-m總液=108 g-100 g=8 g=0.008 kg,此時(shí)圓柱體全部浸沒在未知液體中受到的浮力等于增加的壓力F浮″=ΔF壓′=m′g=0.008 kg×10 N/kg=0.08 N,未知液體的密度ρ液===0.8×103 kg/m3=0.8 g/cm3。
答案:(1)①②③ 有關(guān) (2)①③④ (3)液體密度
(4)7.9×103 (5)見解析圖 (6)等于 (7)1.6 1.5 0.6
(8)10 0.8
變式訓(xùn)練
1.(1)丁、乙、甲、丙 (2)2.0 (3)排開液體的重力
(4)1.7×103 kg/m3 (5)不變 不變
2.解析:(1)由題圖甲可知物體的重力G=F1,由題圖丁可知物體浸沒時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F′=F3,則物體受到的浮力F浮=G-F′=F1-F3。
(2)由題表可知,物體a、b的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中物體受到浮力大小與物體排開水的重力相等,因此可得結(jié)論:物體浸在液體中時(shí)所受浮力大小等于它排開液體所受的重力。
(3)在實(shí)驗(yàn)中,若溢水杯沒有裝滿水,造成溢出水的體積小于排開水的體積,則排開水的重力明顯小于所受的浮力(或排開的水沒有全部流入小桶)。
(4)如題圖2所示,向下移動(dòng)水平橫桿,使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中,重物排開水的體積變大,受到的浮力變大,由稱重法F浮=G-F′可知彈簧測力計(jì)A的示數(shù)變小,重物排開水的體積越大時(shí)薄塑料杯內(nèi)水的重力越大,即彈簧測力計(jì)B的示數(shù)變大,薄塑料杯的質(zhì)量忽略不計(jì)時(shí),由阿基米德原理可知,彈簧測力計(jì)A、B示數(shù)的變化量大小相等,即ΔFA=ΔFB。
(5)比較兩種實(shí)驗(yàn)方案,改進(jìn)后由稱重法F浮=G-F′可知,彈簧測力計(jì)A的示數(shù)等于物體的重力減去受到的浮力,故A錯(cuò)誤;薄塑料杯不計(jì)質(zhì)量,能同步觀察彈簧測力計(jì)A、B示數(shù)的變化,從而得出物體受到浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系,故B正確。
答案:(1)F1-F3 (2)物體浸在液體中時(shí)所受浮力大小等于它排開液體所受的重力 (3)將物體c浸入水中之前,溢水杯中沒有加滿水(或排開的水沒有全部流入小桶) (4)變小 變大 = (5)B
第2課時(shí) 物體的浮沉條件及應(yīng)用
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)
1.> < > < 2.F浮=G總 F浮=G排 3.自身的重力
4.小
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 解析:滿載時(shí)受到的浮力為F浮=G排=m排g=88 000×103 kg×10 N/kg=8.8×108 N
滿載時(shí)航母漂浮,處于平衡狀態(tài),所受浮力和航母的總重是一對平衡力,艦載機(jī)飛離航母后,航母總重力變小,航母仍漂浮,根據(jù)F浮=G可知航母所受浮力會(huì)變小。航母將會(huì)上浮一些,艙底到海面的深度h會(huì)變小,根據(jù)p=ρ液gh可知艦底所受海水的壓強(qiáng)變小。
因?yàn)楹侥钙≡谒嫔希瑒tF浮=G
艦載機(jī)飛離該航母后,則F浮′=G′
由于艦載機(jī)飛離該航母后,艦載機(jī)的重力G機(jī)=G-G′
則ΔF浮=F浮-F浮′=G-G′=G機(jī)
根據(jù)F浮=ρ液gV排,G=mg
可得,艦載機(jī)的質(zhì)量m機(jī)===ρ海ΔV排=×26 m3=2.6×104 kg=26 t。
答案:8.8×108 小 小 26
變式1 解析:(1)已知水對潛艇頂部的壓強(qiáng)為p=4.12×105 Pa
潛艇頂部面積為1.5 m2的艙門受到海水的壓力F=pS=4.12×105 Pa×1.5 m2=6.18×105 N。
(2)水下排水量m排=8 000 t=8×106 kg
由阿基米德原理得,潛艇水下潛航時(shí),受到的浮力
F浮=G排=m排g=8×106 kg×10 N/kg=8×107 N。
(3)排出2 000 t海水后,此時(shí)排水量m排′=8 000 t-2 000 t=6 000 t=6×106 kg
核潛艇漂浮在海面時(shí)所受浮力等于重力
即F漂浮=G排′=m排′g=6×106 kg×10 N/kg=6×107 N
由F漂浮=ρ液gV排可得,核潛艇排開海水體積
V排==≈5.83×103 m3。
答案:(1)6.18×105 N (2)8×107 N (3)5.83×103 m3
變式2 B 變式3 C
典例2 解析:(1)靜止時(shí)玻璃杯浸入水中的深度為5.5 cm
則玻璃杯底面所受水的壓強(qiáng)p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5.5×10-2 m=550 Pa
玻璃杯底面所受水的壓力F=pS=550 Pa×80×10-4 m2=4.4 N。
(2)空玻璃杯的重力G杯=m杯g=200×10-3kg×10 N/kg=2 N
因玻璃杯上表面受到水的壓力為零,下表面受到的壓力F=4.4 N
由壓力差法F浮=F向上-F向下可知,玻璃杯受到水的浮力F浮=F=4.4 N
由題圖甲可知,裝有鐵塊的玻璃杯在水中處于漂浮狀態(tài)
根據(jù)物體的浮沉條件可知,玻璃杯和鐵塊的總重力G總=F浮=4.4 N
則鐵塊的重力G鐵=G總-G杯=4.4 N-2 N=2.4 N
鐵塊的質(zhì)量m鐵===0.24 kg。
(3)將空玻璃杯放入待測液體中,空玻璃杯處于漂浮狀態(tài)
由物體的浮沉條件可知,此時(shí)玻璃杯受到的浮力F浮′=G杯=2 N
此時(shí)玻璃杯排開待測液體的體積V排=Sh1=80×10-4m2×2×10-2m=1.6×10-4m3
由阿基米德原理可知待測液體的密度
ρ液===1.25×103 kg/m3。
答案:(1)550 Pa 4.4 N (2)0.24 kg (3)1.25×103 kg/m3
變式4 3 0.6×103 2.1×103
變式5 解析:(1)V排=V=(10 cm)3=1 000 cm3=1×10-3 m3
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3m3=10 N。
(2)G木=mg=ρVg=0.6×103 kg/m3×1×10-3m3×10 N/kg=6 N
所以繩子對木塊的拉力F拉=F浮-G=10 N-6 N=4 N。
(3)木塊漂浮在水面上F浮=G木=6 N
浮力是液體對物體上下表面的壓力差,所以下表面的壓力F=F浮=6 N
下表面受到的壓強(qiáng)p===600 Pa。
答案:(1)10 N (2)4 N (3)600 Pa
變式6 解析:(1)因?yàn)榇藭r(shí)小球全部浸沒在水中,所以V排=V球=1×10-4m3
則小球受到的浮力F浮=ρ水gV球=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-4m3=1 N。
(2)此時(shí)小球受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和壓力的作用,且處于靜止?fàn)顟B(tài),由力的平衡條件可知,F(xiàn)浮=G+F壓
擋板對小球的壓力為F壓=F浮-G=1 N-0.6 N=0.4 N。
(3)當(dāng)撤去擋板后,小球要上浮,最后漂浮在液面上,由F浮′=ρ水gV排′=G,代入數(shù)據(jù)可得
1.0×103 kg/m3×10 N/kg×V排′=0.6 N
解得V排′=6×10-5m3。
答案:(1)1 N (2)0.4 N (3)6×10-5m3
微專題2 壓強(qiáng)、浮力的綜合計(jì)算和判斷
考點(diǎn)1
1.B [由題圖可知,甲在水中漂浮,甲的密度小于水的密度,乙在水中懸浮,乙的密度等于水的密度,故甲物體的密度小于乙物體的密度,故A錯(cuò)誤;甲、乙的體積相同,甲在水中漂浮,乙在水中懸浮,根據(jù)阿基米德原理,甲排開液體的體積小于乙排開液體的體積,故甲物體受到的浮力小于乙物體受到的浮力,故B正確;往水中加入食用鹽,液體密度變大,甲物體仍然漂浮在水面上,浮力等于自身重力,重力不變,所受浮力不變,故C錯(cuò)誤;丙物體沉在底部靜止,受到的支持力、浮力和重力,三力平衡,故D錯(cuò)誤。故選B。]
2.C [A、B、C三個(gè)物體的體積相同,由題圖可知,A、B浸沒則排開液體的體積等于物體的體積,C物體漂浮,排開液體的體積小于物體的體積,由F浮=ρ液gV排可得,A、B受到的浮力相等且大于C物體受到的浮力,即FA浮=FB浮>FC浮,故A正確,A不符合題意;由于各杯液面相平,則乙、丙兩容器內(nèi),物體漂浮或懸浮,物體受到的浮力等于物體的重力,根據(jù)阿基米德原理可知,B、C兩物體的質(zhì)量等于排開液體的質(zhì)量,甲容器中物體的質(zhì)量大于排開液體的質(zhì)量,則三個(gè)容器對桌面的壓力為F甲>F乙>F丙,由于容器的底面積相同,由p=可知,燒杯對桌面的壓強(qiáng)p甲>p乙>p丙,故B、D正確,B、D不符合題意;已知FA浮=FB浮>FC浮,根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因,只能確定C物體上表面無壓力,浮力等于其下表面的壓力,由于A、B兩物體不確定底面積的大小,所以無法確定壓力的大小,故C錯(cuò)誤,C符合題意。故選C。]
3.D [如題圖所示,小球在甲中沉底,則密度大于甲液體,浮力小于重力;小球在乙中漂浮,則密度小于乙液體,浮力等于重力;小球在丙中懸浮,則密度等于丙液體,浮力等于重力。所以液體的密度關(guān)系是ρ甲<ρ丙<ρ乙,小球受到的浮力大小關(guān)系F乙=F丙>F甲,故A、C錯(cuò)誤;液體的密度關(guān)系是ρ甲<ρ丙<ρ乙,深度相同,根據(jù)p=ρgh可知液體對容器底部的壓強(qiáng)關(guān)系為p甲4.D [a在水中漂浮,說明a的密度小于水的密度,b在水中懸浮,說明b的密度等于水的密度,c在水中沉底,說明c的密度大于水的密度,三個(gè)球的體積相同,由m=ρV可知,小球的質(zhì)量關(guān)系為ma5.B [由題圖乙可知,當(dāng)注入液體深度h=0 cm,即還沒有注入液體時(shí),M對容器底部的壓力F壓1=G=12 N,由G=mg得,M的質(zhì)量m===1.2 kg,M的體積V==0.001 m3,M的密度ρM===1.2×103 kg/m3,故①錯(cuò)誤;由題圖乙可知,當(dāng)注入液體深度h=5 cm,M對容器底部的壓力F壓2=G-F浮=7 N,此時(shí)M受到的浮力F浮=G-F壓2=12 N-7 N=5 N,M排開液體的體積為V排=(0.1 m)2×0.05 m=0.000 5 m3,由F浮=ρ液gV排可得,液體的密度ρ液===1×103 kg/m3,故②正確;當(dāng)h=10 cm時(shí),排開液體的體積V排′=(0.1 m)2×0.1 m=0.001 m3,受到的浮力F浮′=ρ液gV排′=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.001 m3=10 N,M對容器底部的壓力F壓3=G-F浮′=12 N-10 N=2 N,故③正確;M的密度ρM=1.2×103 kg/m3>ρ液=1×103 kg/m3,即M的密度大于注入液體的密度,當(dāng)h>10 cm時(shí),M不會(huì)漂浮,故④錯(cuò)誤。故選B。]
考點(diǎn)2
1.解析:(1)B浸沒在水中,則物體B受到的浮力
F浮B=ρ水gV排B=ρ水gVB=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×100×10-6m3=1 N。
(2)B物體的重力GB=mBg=0.5 kg×10 N/kg=5 N
細(xì)線對物體B的拉力F拉B=GB-F浮B=5 N-1 N=4 N。
(3)因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的,所以細(xì)線對物體A的拉力和B對細(xì)線的拉力大小相等,即F拉A=F拉B=4 N
A的體積VA=(10 cm)3=1×10-3 m3
A浸沒在水中時(shí),排開水的體積V排A=VA=1×10-3 m3
A浸沒在水中時(shí)受到的浮力F浮A=ρ水gV排A=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3m3=10 N
對物體A受力分析知GA+F拉A=F浮A
故物體A受到的重力GA=F浮A-F拉A=10 N-4 N=6 N。
答案:(1)1 N (2)4 N (3)6 N
2.解析:(1)當(dāng)盛液筒內(nèi)沒有液體時(shí),浮筒下表面受到水的壓強(qiáng)為
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1 200 Pa。
(2)不放液體時(shí),浮力秤處于漂浮狀態(tài),該密度秤的重力為
G=F浮=ρ水gV排=ρ水gSh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-3m2×0.12 m=4.8 N。
(3)倒入醬油時(shí),密度秤處于漂浮狀態(tài),受到的浮力和自身的重力相等,該密度秤的總重力為G總=F浮′=ρ水gV排′=ρ水gSh2=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-3 m2×0.18 m=7.2 N
醬油的重力為G醬油=G總-G=7.2 N-4.8 N=2.4 N
由G=mg得醬油的質(zhì)量為m醬油===0.24 kg
醬油的密度為ρ醬油===1.2×103 kg/m3。
答案:(1)1 200 Pa (2)4.8 N (3)1.2×103 kg/m3
3.D [由題圖可知,木塊A從剛接觸液面(h=0 cm)到完全浸沒(h=12.5 cm),下沉的高度(即木塊A的高度)為h=12.5 cm,則木塊A的體積為VA=S2h=0.01 m2×0.125 m=0.001 25 m3=1 250 cm3,故A正確;由題圖可知,當(dāng)h=0 cm 時(shí),即物體完全處于空氣中時(shí),壓力傳感器示數(shù)為-6 N,說明此時(shí)壓力傳感器對A有向上的拉力,該拉力大小即為A的重力,所以GA=6 N;當(dāng)h=12.5 cm以后,壓力傳感器示數(shù)為F=9 N保持不變,說明A已經(jīng)浸沒在液體中,此時(shí)A受到的浮力為F浮A=F+GA=9 N+6 N=15 N,根據(jù)F浮=ρ液gV排得,該液體的密度為ρ液====1.2×103 kg/m3=1.2 g/cm3,故B正確;木塊A從接觸液面到浸沒過程中,A下降、液面上升,液面上升高度為Δh液=====0.062 5 m,則木塊下降的高度為Δh木=h-Δh液=0.125 m-0.062 5 m=0.062 5 m,所以木塊A的重力對它做功為W=GAΔh木=6 N×0.062 5 m=0.375 J,故C正確;木塊A從接觸液面到浸沒,容器底對水平面的壓力增大量等于A的重力與傳感器施加的壓力之和,即A受到的浮力,則容器底對水平面的壓強(qiáng)增加了Δp====750 Pa,故D錯(cuò)誤。]
4.解析:(1)此時(shí)水深h=26 cm=0.26 m
水對容器底部的壓強(qiáng)p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.26 m=2 600 Pa。
(2)物塊剛好完全浸沒在水中,排開水的體積等于物塊的體積,即V排=V物=(0.1 m)3=1×10-3m3
物塊所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3m3=10 N。
(3)由題圖甲可知,當(dāng)物塊上表面與液面齊平時(shí),物塊上表面距容器底的距離為h=26 cm,彈簧伸長的長度ΔL=26 cm-12 cm-10 cm=4 cm
由題圖乙可知,此時(shí)彈簧對物體的拉力為F拉=4 N
物塊的重力G物=F浮-F拉=10 N-4 N=6 N
物塊的質(zhì)量m物===0.6 kg
物塊的密度ρ物===0.6×103 kg/m3。
答案:(1)2 600 Pa (2)10 N (3)0.6×103 kg/m3
5.解析:(1)當(dāng)注入水的質(zhì)量等于m0時(shí),木塊恰好漂浮。此時(shí)水對容器底部的壓強(qiáng)為0.5×103 Pa,注入水的深度為h0===0.05 m=5 cm。
(2)木塊恰好漂浮時(shí),所注水的質(zhì)量為m水=ρ水V0=ρ水(S1-S2)h0=1.0 g/cm3×(300 cm2-200 cm2)×5 cm=500 g。
(3)木塊恰好漂浮時(shí),水深為5 cm,當(dāng)注水深度為4 cm時(shí),木塊排開液體的體積為V排=S2h=200 cm2×4 cm==8×10-4 m3
木塊受到的浮力為F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×8×10-4 m3=8 N
木塊對圓柱形容器的壓力為F=G-F浮=1 kg×10 N/kg-8 N=2 N
木塊對圓柱形容器的壓強(qiáng)為ρ===100 Pa。
答案:(1)5 cm (2)500 g (3)100 Pa
第11講 功和機(jī)械能
第1課時(shí) 功和功率
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
1.(1)距離 (2)力 距離 2.(1)乘積 (2)Fs Gh 焦耳(J)
知識(shí)點(diǎn)2
1.比 2.做功快慢 單位時(shí)間內(nèi)所做的功 3.P= P=Fv 4.瓦(W) 1 000 1
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 A [學(xué)生背著書包在水平路面上勻速前進(jìn),施加的力豎直向上,而移動(dòng)的方向沿水平方向,沒有在力的方向上移動(dòng)距離,A符合題意;女孩把一箱報(bào)刊搬起來,對報(bào)刊施加了力,且沿力的方向移動(dòng)了距離,對報(bào)刊做了功,B不符合題意;把車推出來,人對車有一個(gè)力的作用,車移動(dòng)距離,對車做了功,C不符合題意;運(yùn)動(dòng)員用力將足球踢出去,球在力的作用下移動(dòng)一段距離,因此腳對足球做功,D不符合題意。]
變式1 B
典例2 D [因?yàn)閮纱味际莿蛩僦本€運(yùn)動(dòng),根據(jù)二力平衡條件可知,推力都等于摩擦力,摩擦力沒變,故受到的水平推力為F1=F2,因此F1∶F2=1∶1,由題圖甲可知,第一次物體的速度大小為v甲===3 m/s,由題圖乙可知,第二次物體的速度大小為v乙=5 m/s,由P===Fv可得,兩次推力的功率之比====,故D正確。故選D。]
變式2 解析:起重機(jī)提升大石頭做的功W=Gh=mgh=6×103 kg×10 N/kg×10 m=6×105 J,起重機(jī)提升大石頭的功率P===4×104 W。
答案:6×105 4×104
變式3 解析:(1)由v=得推土機(jī)的做功時(shí)間t===8 s
推土機(jī)做功W=Pt=1.5×105 W×8 s=1.2×106 J。
(2)由W=Fs得,F(xiàn)===1×105 N
因?yàn)橥仆翙C(jī)勻速前進(jìn),所以阻力f和牽引力F是一對平衡力,則阻力f=F=1×105 N。
答案:(1)1.2×106 J (2)1×105 N
第2課時(shí) 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
運(yùn)動(dòng) 受到重力并處在一定高度 彈性形變 質(zhì)量 運(yùn)動(dòng)速度 質(zhì)量 所處高度 彈性形變 大
知識(shí)點(diǎn)2
1.機(jī)械能 轉(zhuǎn)化 2.不變
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 A [衛(wèi)星和火箭加速升空過程中,衛(wèi)星的質(zhì)量不變、速度增大,動(dòng)能增大;高度增大,重力勢能增大;衛(wèi)星升空時(shí),沒有發(fā)生彈性形變,不具有彈性勢能;機(jī)械能=動(dòng)能+重力勢能,故機(jī)械能增大,A正確。]
變式1 D [返回艙在減速下降過程中,質(zhì)量不變,速度變小,動(dòng)能減小;質(zhì)量不變,高度變低,勢能減小;機(jī)械能是動(dòng)能與勢能的總和,動(dòng)能減小,勢能減小,所以機(jī)械能也減小,D正確。]
變式2 B [動(dòng)能的影響因素是質(zhì)量和速度,重力勢能的影響因素是質(zhì)量和高度。在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業(yè),則灑水車的質(zhì)量減小,速度不變,動(dòng)能變小;高度不變,重力勢能變小,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。故選B。]
典例2 D [小球起跳時(shí),由于與空氣的摩擦,在彈跳的過程中部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以機(jī)械能逐漸減少,故A正確;從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),小球做加速運(yùn)動(dòng),速度變大,動(dòng)能增加,高度減小,重力勢能減小,即小球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,故B正確;B、C兩點(diǎn)高度相同,小球的質(zhì)量不變,所以B、C兩點(diǎn)小球的重力勢能相同,故C正確;小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí),由于與空氣的摩擦,機(jī)械能逐漸減少,由于B、C兩點(diǎn)高度相同,所以B、C兩點(diǎn)小球的重力勢能相同,而C點(diǎn)的機(jī)械能小于B點(diǎn),所以C點(diǎn)的動(dòng)能小于B點(diǎn)的動(dòng)能,故D錯(cuò)誤。]
變式3 A
變式4 重力勢 動(dòng)
第12講 簡單機(jī)械
第1課時(shí) 簡單機(jī)械
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1
1.固定點(diǎn) 2.F1l1=F2l2 > < 費(fèi)距離 < > 省距離 = =
知識(shí)點(diǎn)2
方向 省力 F=G物 s繩=h物 v繩=v物 等臂 省力 方向 s繩=2h物 v繩=2v物 省力 省力 方向 s繩=nh物 v繩=nv物
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 解析:(1)支架下端墊有底面積較大的石塊,是為了在壓力相同的情況下,通過增大受力面積來減小壓強(qiáng)。
(2)支架上橫桿的動(dòng)力臂大于阻力臂,所以支架上的橫桿相當(dāng)于省力杠桿。
(3)如果他們無法將巨木抬起,可以將支架支點(diǎn)向左移動(dòng),增長動(dòng)力臂,同時(shí)減小阻力臂,從而更加省力。
答案:(1)減小 (2)省力 (3)將支架支點(diǎn)左移
變式1 B [羊角錘、鋼絲鉗和扳手在使用過程中,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿,費(fèi)距離;筷子在使用過程中,動(dòng)力臂小于阻力臂,是費(fèi)力杠桿,省距離。]
典例2 解析:讀圖可知,用手提起重物時(shí),是橈骨在肱二頭肌的牽引下繞著肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng),肘關(guān)節(jié)為支點(diǎn)O;肱二頭肌對橈骨的拉力沿肱二頭肌收縮向上方向;從O點(diǎn)作動(dòng)力F1的垂線段,就是動(dòng)力F1的力臂L1,如圖所示。
答案:見解析圖
變式2 解析:在杠桿上,支點(diǎn)是杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn),根據(jù)用力情況,起子與瓶蓋上面接觸點(diǎn)O為支點(diǎn),當(dāng)動(dòng)力臂等于OA時(shí),力臂最長,動(dòng)力最小,動(dòng)力F1方向垂直O(jiān)A斜向下,如圖所示。
答案:見解析圖
變式3 解析:向下拉繩將重物提升,從繩子的自由端繞過定滑輪,再繞過動(dòng)滑輪,最后掛在定滑輪的下掛鉤上,如圖所示。
答案:見解析圖
典例3 解析:如圖所示,由杠桿平衡可知G1·OA=G2·OB,即m1g·OA=m2g·OB,m1===0.4 kg。若秤砣有缺損,m2減小,而G1·OA不變,所以O(shè)B要變大,桿秤所示的質(zhì)量值要偏大。
答案:0.4 偏大
變式4 解析:過重心作豎直向下的重力即為F2,從支點(diǎn)O向力F2的作用線作垂線段,即為阻力臂L2, 由所作圖象可知L為8個(gè)小格,L2為3個(gè)小格,根據(jù)杠桿平衡條件可得FL=F2L2,且F2=mg,則支撐力F====225 N;只將胳膊彎曲,阻力臂變大,根據(jù)杠桿平衡條件可知墻壁對手掌的支撐力F將會(huì)變大;腳尖離開墻壁越遠(yuǎn),支撐點(diǎn)會(huì)下移,由題圖可知?jiǎng)恿Ρ蹠?huì)減小,阻力臂會(huì)增大,阻力(人的重力)大小不變,根據(jù)杠桿平衡條件可知人受到的支撐力會(huì)變大。
答案:225 變大 增大腳尖與墻壁的距離
變式5 A [根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2分析,將杠桿緩慢地由最初位置拉到水平位置時(shí),動(dòng)力臂不變,阻力為杠桿的重力,也不變,阻力臂變大,所以動(dòng)力變大。當(dāng)杠桿從水平位置拉到最終位置時(shí),動(dòng)力臂不變,阻力不變,阻力臂變小,所以動(dòng)力變小。故F先變大后變小,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。故選A。]
練實(shí)驗(yàn) 重遷移 強(qiáng)素養(yǎng)
實(shí)驗(yàn) 解析:(1)杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài),就是處于平衡狀態(tài)。題圖甲所示左高右低,應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)。
(2)題圖乙,此時(shí)若推動(dòng)右側(cè)鉤碼的懸線,懸線對杠桿的拉力方向向左傾斜,使力臂變小,因此左端下沉。
(3)“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”,是在杠桿在水平位置平衡且動(dòng)力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的,也就是實(shí)驗(yàn)過程中沒有改變動(dòng)力或阻力的方向。
(4)將杠桿中點(diǎn)置于支架上,當(dāng)杠桿靜止時(shí),發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉,右端上翹,平衡螺母向上翹的右端移動(dòng),直到杠桿在水平位置平衡。
(5)用彈簧測力計(jì)代替右側(cè)鉤碼,保持杠桿在水平位置平衡,右側(cè)彈簧測力計(jì)的拉力作為動(dòng)力,每個(gè)小格長L0。如圖所示:
此時(shí)的力臂L=sin 60°×3L0=×3L0≈2.6 L0>2L0,動(dòng)力臂大于阻力臂,是省力杠桿。
(6)由表格中數(shù)據(jù)可得①1.0 N×0.2 m=2.0 N×0.1 m,②1.5 N×0.1 m=1.0 N×0.15 m,③2.0 N×0.15 m=1.5 N×0.2 m,故可得,杠桿的平衡條件為F1l1=F2l2。
(7)保持阻力F2及阻力臂l2不變,根據(jù)杠桿的平衡條件知,F(xiàn)1與l1的乘積為常數(shù),題圖(c)中,當(dāng)F1=1 N時(shí),l1=15 cm,所以當(dāng)l1=30 cm時(shí),F(xiàn)1=0.5 N。
(8)桿秤利用了杠桿平衡原理,若物體和秤盤的重力為G物,秤砣的重力為G砣,提紐到秤盤的距離為l1,且為G物的力臂,提紐到秤砣的距離為l2,且為G砣的力臂,由杠桿的平衡條件可知滿足關(guān)系G物×l1=G砣×l2,由題圖1可知,將秤砣置于最遠(yuǎn)處時(shí),使用提紐2,則l1減小而l2增大,此時(shí)G物變大,即使用提紐2桿秤的量程更大。
(9)桿秤出現(xiàn)左低右高現(xiàn)象,根據(jù)杠桿平衡原理,右側(cè)的動(dòng)力和動(dòng)力臂的乘積小于左側(cè)阻力和阻力臂的乘積,所以向右移動(dòng)秤砣,增大動(dòng)力臂,可以達(dá)到水平平衡。根據(jù)杠桿平衡原理,懸掛的秤盤質(zhì)量不同會(huì)影響“0”刻度的位置。
(10)若秤砣長時(shí)間使用出現(xiàn)磨損,會(huì)導(dǎo)致秤砣質(zhì)量偏小,那么使用該桿秤,根據(jù)杠桿平衡條件,其力臂會(huì)增大,則測量結(jié)果將偏大。
答案:(1)平衡 左 (2)左端下沉 (3)力的方向 (4)右 (5)省力 (6)F1l1=F2l2 (7)0.5 (8)2 (9)右 會(huì) (10)偏大
變式訓(xùn)練
1.B
2.解析:(1)如題圖甲所示,杠桿左低右高,表明左邊要重一些,可將左端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)。
由于實(shí)驗(yàn)時(shí)作用力一般為豎直方向,杠桿在水平位置平衡,此時(shí)力臂與杠桿重合,這樣操作的目的是便于測量力臂。
(2)兩種收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方案,方案一中動(dòng)力與阻力相等,導(dǎo)致動(dòng)力臂與阻力臂與相等,數(shù)據(jù)過于特殊,為了實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具普遍性,其中合理的是方案二。
(3)分析合理方案中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),每次實(shí)驗(yàn)中動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積總是等于阻力與阻力臂的乘積,故得出杠桿的平衡條件F1l1=F2l2。
(4)某次實(shí)驗(yàn)所掛鉤碼的個(gè)數(shù)和位置如題圖乙所示,假設(shè)每個(gè)鉤碼重為G0,每一格長為l0,將兩側(cè)所掛的鉤碼同時(shí)遠(yuǎn)離支點(diǎn)O一格,左邊動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積為F1l1=4G0×4l0=16G0l0
右邊阻力與阻力臂的乘積為F2l2=3G0×5l0=15G0l0
由于F1l1>F2l2,杠桿右端將會(huì)上升。
(5)根據(jù)杠桿平衡條件,在秤砣一定時(shí),使用它稱較重的物體時(shí),可以增加秤砣的力臂,減小重物的力臂,故常用離秤鉤較近的提紐。
答案:(1)右 力臂 (2)二 (3)F1l1=F2l2 (4)上升 (5)近
3.解析:由題圖可知,硬棒平衡時(shí),有ρBVg×OC=GA×L1,把金屬塊B浸沒在水中,硬棒再次在水平位置平衡時(shí),有(ρBVg-ρ水gV)×OC=GA×L2,聯(lián)立兩式可得ρB=。
答案:
第2課時(shí) 機(jī)械效率
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)
1.(3)總和 W有用+W額 2.(1)比值  (2)η=
研重難 學(xué)方法 提能力
典例1 解析:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),需要讀出測力計(jì)的示數(shù),所以需要?jiǎng)蛩倬徛睦瓌?dòng)測力計(jì),以方便讀數(shù)。
(2)由題表中數(shù)據(jù)可得,鉤碼移動(dòng)的距離為0.1 m時(shí),繩子端移動(dòng)的距離為0.4 m,則繩子的股數(shù)為n==4,即動(dòng)滑輪上有4股繩,所以題圖丙符合題意。由題表中數(shù)據(jù)可得,有用功為W有=G3h3=4 N×0.1 m=0.4 J;總功為W總=F3S3=1.25 N×0.4 m=0.5 J;機(jī)械效率為η===80%。
(3)對比2、4的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),其他條件不變,只改變重物提升的高度,機(jī)械效率是不變的,所以猜想Ⅰ是錯(cuò)誤的。
(4)要想得到同一滑輪組提升重物時(shí),物重越大,滑輪組的機(jī)械效率越高的結(jié)論,需要保證滑輪組不變,重物提升的高度也不變,只改變重物的重力,所以題表中1、2號實(shí)驗(yàn)符合條件。
(5)對比2、3次實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn),重物的重力不變,提升的高度也不變,但滑輪組中動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)增多了,且動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多,機(jī)械效率越低,所以可得結(jié)論:不同滑輪組提升相同重物時(shí),動(dòng)滑輪越重,滑輪組的機(jī)械效率越低。
答案:(1)勻速 (2)丙 80% (3)錯(cuò)誤 (4)1、2 (5)越低
變式1 (1)60% 3.2 A (2)左 2、3
典例2 解析:(1)由題圖可知,有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪,則繩子的自由端移動(dòng)的速度為v=2×0.2 m/s=0.4 m/s;拉力的功率為P===Fv=150 N×0.4 m/s=60 W。
(2)物體在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到地面的摩擦力為物重的0.2倍,則物體受到的摩擦力為f=0.2G=0.2×1 000 N=200 N;物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),受到的拉力與摩擦力是一對平衡力,則拉動(dòng)物體的力F′=f=200 N;不計(jì)繩重及繩與滑輪、滑輪與軸之間的摩擦,根據(jù)F=(F′+G動(dòng))可知,動(dòng)滑輪的重力為G動(dòng)=2F-F′=2×150 N-200 N=100 N。
(3)若物重增大到2 000 N,(共58張PPT)
第15講 電流和電路 電壓 電阻
棗莊中考·考情分析
知識(shí)點(diǎn) 考點(diǎn) 考查難度 考查年份
兩種電荷 摩擦起電 電荷間作用規(guī)律、摩擦起電過程分析 中、中 2021T15
電流和電壓 電流表、電壓表的使用 中 2021T10、2021T18
知識(shí)點(diǎn) 考點(diǎn) 考查難度 考查年份
電路及其中電流、電壓規(guī)律 電路的三種工作狀態(tài)辨識(shí)、串并聯(lián)電路識(shí)別、電路設(shè)計(jì)、串并聯(lián)電路中電流和電壓規(guī)律的使用 中、中 2024T10、2023T7、
2022T9、2021T10
電阻 導(dǎo)電性的分類、影響電阻大小的因素的使用 中 2022T10
滑動(dòng)變阻器 滑動(dòng)變阻器的使用 中 2024T27、2022T21
第15講 電流和電路 電壓 電阻
第15講 電流和電路 電壓 電阻
第1課時(shí) 電路 電流和電壓
第15講 電流和電路 電壓 電阻
過教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1 兩種電荷 摩擦起電
1.摩擦起電
(1)性質(zhì):能夠________輕小物體。
(2)實(shí)質(zhì):電子發(fā)生了________。
吸引
轉(zhuǎn)移
2.兩種電荷
種類 概念 符號 相互作用規(guī)律
正電荷 ________與玻璃棒摩擦?xí)r________所帶的電荷規(guī)定為正電荷 “+” 同種電荷相互______,異種電荷相互________
負(fù)電荷 毛皮與________摩擦?xí)r________所帶的電荷規(guī)定為負(fù)電荷 “-”
絲綢
玻璃棒
橡膠棒
橡膠棒
排斥
吸引
同種電荷相互排斥
原子核
質(zhì)子
負(fù)
5.導(dǎo)體和絕緣體
名稱 導(dǎo)體 絕緣體
定義 ___________的物體 ____________的物體
舉例 金屬、人體、大地、石墨、食鹽水溶液等 橡膠、玻璃、塑料、陶瓷等
聯(lián)系 導(dǎo)體和絕緣體之間沒有絕對的界限,當(dāng)條件改變(高溫、潮濕)時(shí),絕緣體也可以變成導(dǎo)體
容易導(dǎo)電
不容易導(dǎo)電
知識(shí)點(diǎn)2 電流和電壓
1.電流
(1)意義:表示___________的物理量。
(2)單位及其換算:1 A=________mA=________μA。
(3)常見用電器的電流值:手電筒約為0.2 A,節(jié)能電燈約為0.1 A,電視約為0.5 A,電腦約為2.5 A,空調(diào)約為5 A,冰箱約為1 A,電磁爐約為4 A。
電流強(qiáng)弱
1×103
1×106
2.電壓
(1)作用:使電荷發(fā)生定向移動(dòng)形成________,由________提供。
(2)單位及換算:1 kV=________V,1 mV=________V。
(3)常見電壓值
①一節(jié)干電池的電壓是________V。
②鉛蓄電池的電壓是________V。
③我國家庭電路的電壓是________V。
電流
電源
1×103
1×10-3
1.5
2
220
3.電流表和電壓表
元件 實(shí)物圖 使用方法 讀數(shù)
電流表 (1)用前觀察量程和分度值,并將指針調(diào)到零刻線處;(2)與電路中的用電器______聯(lián);(3)選擇合適的量程;(4)必須讓電流從______接線柱流入,________接線柱流出;(5)________把電流表直接連到電源的兩極 看清所選量程(0~0.6 A)、(0~3 A)和分度值(0.02 A、0.1 A)。示數(shù)=大格示數(shù)+后面小格數(shù)×分度值


負(fù)
不允許
元件 實(shí)物圖 使用方法 讀數(shù)
電壓表 (1)用前觀察量程和分度值,并將指針調(diào)到零刻線處;(2)與電路中的用電器______;(3)選擇合適的量程;(4)必須讓電流從_____接線柱流入,________接線柱流出;
(5)可以把電壓表直接連到電源的________ 看清所選量程(0~3 V)、(0~15 V)和分度值(0.1 V、
0.5 V)。
示數(shù)=大格示數(shù)+后面小格數(shù)×分度值
并聯(lián)

負(fù)
兩極
知識(shí)點(diǎn)3 電路
1.電路組成:由________、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)組成。
2.電路的三種狀態(tài)
(1)通路:正常接通的電路,即用電器能夠工作的電路,電路中________電流。
(2)斷路:電路中某處________的電路,電路中無電流。
(3)短路:直接用導(dǎo)線將________的正、負(fù)極連接起來的電路,此時(shí)電路電流過大,會(huì)燒壞________。
電源

斷開
電源
電源
連接方式 串聯(lián)電路 并聯(lián)電路
電路圖


連接特點(diǎn) 電路元件______相連 電路元件______地連接在電路中
電流路徑 只有________ 至少________
3.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路
依次
并列
一條
兩條
連接方式 串聯(lián)電路 并聯(lián)電路
開關(guān)的作用 開關(guān)控制______用電器 ________開關(guān)控制所有用電器;________開關(guān)只控制本支路的用電器
用電器工作情況 各用電器______獨(dú)立工作,相互影響。當(dāng)一個(gè)用電器斷路或損壞時(shí),其余用電器均不能工作 各用電器______獨(dú)立工作,互不影響。一個(gè)用電器斷路或損壞時(shí),其他用電器仍能正常工作
所有
干路
支路
不能

連接方式 串聯(lián)電路 并聯(lián)電路
實(shí)例 開關(guān)和用電器、小彩燈等 家庭中各用電器、教室里的照明燈、路燈、電冰箱中的燈泡和壓縮機(jī)等
電流特點(diǎn) 電流處處______,I=I1=I2 干路電流等于各支路電流之______,I=I1+I(xiàn)2
電壓特點(diǎn) 總電壓等于各電路元件兩端的電壓________,U=U1+U2 各支路電壓________,都______電源電壓,__________
相等

之和
相等
等于
U=U1=U2
研重難 學(xué)方法 提能力
重難點(diǎn)1 電流方向的判斷
【典例1】 (2021·棗莊T15)如圖所示,用絲綢摩擦過的玻璃棒去接觸帶電驗(yàn)電器的金屬球時(shí),發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器金屬箔片的張角變大,則驗(yàn)電器原來帶________電;在金屬箔張角變大的瞬間,
驗(yàn)電器金屬桿里的電流方向是____________________。
易錯(cuò)提醒:電流方向與負(fù)電荷定向移動(dòng)方向相反。

從金屬球到金屬箔片
解析:絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電,當(dāng)與帶電驗(yàn)電器接觸后,驗(yàn)電器的金屬箔片的張角變大,因?yàn)橥N電荷相排斥,說明原來帶正電;絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電,是由于失去電子造成的,當(dāng)用玻璃棒和驗(yàn)電器金屬球接觸,金屬箔張角變大,原因是驗(yàn)電器金屬箔片上的一部分電子會(huì)從驗(yàn)電器轉(zhuǎn)移到玻璃棒上,由于電子屬于負(fù)電荷,所以在接觸的瞬間電流方向是從金屬球到金屬箔片。
【變式1】 如圖所示是兩個(gè)相同的不帶電的驗(yàn)電器A和B,先用與絲綢摩擦過的玻璃棒接觸驗(yàn)電器B的金屬球,再用帶有絕緣手柄的金屬棒將驗(yàn)電器A和B連接起來的瞬間,驗(yàn)電器A的箔片張開,說明驗(yàn)電器A的箔片________(選填“得到”或“失
去”)電子,金屬棒中的電流方向是________
(選填“從A到B”或“從B到A”)。
失去
從B到A
解析:絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電,用與絲綢摩擦過的玻璃棒接觸驗(yàn)電器B的金屬球后,驗(yàn)電器B由于失去電子而帶正電;用帶絕緣柄的金屬桿將兩個(gè)驗(yàn)電器的金屬球連接時(shí),驗(yàn)電器A上自由電子由于異種電荷相互吸引向驗(yàn)電器B轉(zhuǎn)移;電流方向與電子定向移動(dòng)方向相反,所以瞬間電流方向是從B到A。
重難點(diǎn)2 串并聯(lián)電路的識(shí)別
【典例2】 如圖所示的電路中,若同時(shí)閉合開關(guān)S1和S3、斷開S2,小燈泡L1與L2是________的;若只閉合開關(guān)S2,小燈泡L1與L2是________(均選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)。
并聯(lián)
串聯(lián)
解析:同時(shí)閉合開關(guān)S1和S3、斷開S2時(shí),L1與L2首首相連、尾尾相連,兩燈是并聯(lián)的;只閉合開關(guān)S2,此時(shí)兩個(gè)小燈泡首尾相連,為串聯(lián)電路。
【變式2】 城市中的路燈是________聯(lián)的;家庭中的所有用電器都是________聯(lián)的;控制每個(gè)用電器的開關(guān)與該用電器是________聯(lián)的。



解析:城市中的路燈一個(gè)壞了,而其他能亮,可判斷路燈是并聯(lián)的;在家庭中的用電器,各用電器可以單獨(dú)工作,并且互不影響,因此家庭中的用電器是并聯(lián)的;控制每個(gè)用電器的開關(guān)與該用電器是串聯(lián)的。
【變式3】 (2024·臺(tái)兒莊期中)如圖,是一種常見的LED手電筒,發(fā)光元件由五個(gè)發(fā)光二極管組成,其中任意一個(gè)二極管壞了,其余幾個(gè)還能正常發(fā)光,說明這些發(fā)光二極管間是________(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)的,將電源正、負(fù)極對調(diào),閉合開關(guān),發(fā)光二極管________(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)光。
并聯(lián)
不會(huì)
解析:其中一個(gè)二極管壞了,其余幾個(gè)還能正常亮,說明這些發(fā)光二極管工作時(shí)互不影響,則它們是并聯(lián)的;由于二極管具有單向?qū)щ娦裕瑢㈦娫凑⒇?fù)極對調(diào),則發(fā)光二極管不發(fā)光。
重難點(diǎn)3 電路的設(shè)計(jì)
【典例3】 (2024·棗莊T10)常用智能手機(jī)是通過指紋開關(guān)S1或密碼開關(guān)S2來解鎖的,若其中任何一種方式解鎖失敗后,鎖定開關(guān)S3均會(huì)斷開而暫停手機(jī)解鎖功能,開關(guān)S3將在一段時(shí)間后自動(dòng)閉合而恢復(fù)解鎖功能。若用燈泡L發(fā)光模擬手機(jī)解鎖成功,則圖中符合要求的模擬電路是(  )
A        B C        D

D [由題意可知,指紋開關(guān)S1或密碼開關(guān)S2均可以解鎖,鎖定開關(guān)S3斷開時(shí)暫停手機(jī)解鎖功能,則指紋開關(guān)S1和密碼開關(guān)S2可以獨(dú)立工作、互不影響即為并聯(lián),且鎖定開關(guān)S3位于干路,然后與燈泡、電源組成電路,結(jié)合選項(xiàng)電路圖可知,選項(xiàng)D符合。故選D。]
【變式4】 (2023·棗莊T7)現(xiàn)在的電動(dòng)自行車為了安全設(shè)計(jì)了雙鑰匙電動(dòng)安全鎖,這里的鑰匙相當(dāng)于“開關(guān)”,只有兩把鑰匙同時(shí)使用(開關(guān)閉合)才能開鎖。以下符合設(shè)計(jì)要求的電路圖是(  )
A       B C     D

【變式5】 (2022·棗莊T9)單位和居民小區(qū)為了加強(qiáng)門衛(wèi)保安工作,凡是內(nèi)部車輛均可通過感應(yīng),自動(dòng)打開門禁系統(tǒng)進(jìn)入。外來車輛,駕駛員需要經(jīng)過測溫、核查、登記后,由保安人員手動(dòng)打開門禁系統(tǒng)進(jìn)入。由此可知,該門禁系統(tǒng)的控制電路可能是(  )
A       B C      D

重難點(diǎn)4 串、并聯(lián)電路的電流和電壓規(guī)律
【典例4】 如圖(a)所示電路中,當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),電流表A1的示數(shù)為0.3 A,電壓表V1、V2、V3的示數(shù)分別為U1、U2、U3,已知五塊電表的讀數(shù)均不為零,其中V1、V2兩個(gè)電壓表指針偏轉(zhuǎn)均為圖(b)所示。求:
(1)通過R2的電流和電流表A2的示數(shù);
(2)電壓表V1、V2、V3的示數(shù);
(3)R2兩端的電壓。
解析:由電路圖可知,當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),R1與R2串聯(lián),電流表A1、A2均測電路中的電流,電壓表V1測R1兩端的電壓,電壓表V2測電源兩端的電壓,電壓表V3測R2兩端的電壓。
(1)因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且電流表A1的示數(shù)為0.3 A,所以通過R2的電流和電流表A2的示數(shù)均為0.3 A。
(2)因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,且V1、V2兩個(gè)電壓表指針偏轉(zhuǎn)角度相同,所以,電壓表V1的量程為0~3 V,分度值為0.1 V,其示數(shù)為2 V
電壓表V2的量程為0~15 V,分度值為0.5 V,其示數(shù)為10 V
則電壓表V3的示數(shù)U3=U2-U1=10 V-2 V=8 V。
(3)由電壓表V3的示數(shù)可知,R2兩端的電壓為8 V。
答案:(1)0.3 A 0.3 A (2)2 V 10 V 8 V (3)8 V
【變式6】 在如圖所示的電路中,電源兩端電壓U=12 V并保持不變,請計(jì)算:
(1)當(dāng)閉合開關(guān)S和S2時(shí),電阻R1兩端的
電壓是多少?
(2)當(dāng)開關(guān)S閉合,S1、S2斷開時(shí),電阻R2
兩端電壓為3 V,電阻R1兩端的電壓是多少?
(3)當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合時(shí),通過電阻R1、R3的電流分別是0.6 A、0.5 A,電流表A的示數(shù)是多少?
(1)12 V (2)9 V (3)1.1 A
練實(shí)驗(yàn) 重遷移 強(qiáng)素養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)1 探究串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律
某實(shí)驗(yàn)小組做“探究并聯(lián)電路的電流規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí),從甲、乙、丙、丁四種規(guī)格的燈泡中,選取兩個(gè)并聯(lián)起來接在電源上,組成圖1所示的電路,然后把一個(gè)電流表分別接入電路中A、B、C處測量電流,并記錄數(shù)據(jù)。
基礎(chǔ)設(shè)問:
(1)實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)選用兩個(gè)規(guī)格________(選填“相同”或“不相同”)的燈泡;連接電路時(shí)開關(guān)要處于________狀態(tài)。
(2)小明要測量干路電流,他應(yīng)該將電流表接入圖1中的________(選填“A”“B”或“C”)處。接入電流表后閉合開關(guān),他看到兩個(gè)燈泡都發(fā)光,但電流表出現(xiàn)圖2所示的現(xiàn)象,原因是____________________,小明應(yīng)該斷開開關(guān),_________________________,重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
不相同
斷開
C
電流表量
將電流表換小量程接入電路
程選擇過大
(3)小明正確連接電路并進(jìn)行了測量,記錄的數(shù)據(jù)如表所示,根據(jù)表格數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論:________________(用公式表示)。
實(shí)驗(yàn)序號 L1 L2 IA/A IB/A IC/A
1 甲 乙 0.12 0.15 0.28
2 乙 丙 0.16 0.20 0.36
3 甲 丁 0.12 0.14 0.26
4 丙 丁 0.24 0.18 0.38
IC=IA+I(xiàn)B
(4)對于上述測量數(shù)據(jù)的相關(guān)分析,以下說法正確的是________(多選,選填字母)。
A.第1次數(shù)據(jù)沒有測量誤差
B.測量多組數(shù)據(jù)并分析是為了減小誤差
C.選用不同規(guī)格的燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可使結(jié)論更具普遍性
D.第4次數(shù)據(jù)的偏差可能是電流表未調(diào)零引起的
CD
變式設(shè)問:
(5)小東按照圖1正確連接好實(shí)物圖后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈L1發(fā)光,但燈L2不發(fā)光,電流表在A、C兩處都有示數(shù)且示數(shù)相同,則故障可能是燈L2處發(fā)生________;他排除故障后,重新閉合開關(guān),電流表在C處的示數(shù)________(選填“不變”“變大”或“變小”)。
斷路
變大
(6)利用(3)中得出的結(jié)論,分析在圖3所示的電路中,電源電壓不變,閉合開關(guān)S后,下列說法正確的是________(選填字母)。
A.A1沒有示數(shù),A2有示數(shù)
B.再閉合開關(guān)S1,A1示數(shù)大于
A2示數(shù)
C.再閉合開關(guān)S1,A1示數(shù)變大,
A2示數(shù)不變
D.再閉合開關(guān)S1,A1示數(shù)變大,A2示數(shù)變小
B
解析:(4)第1組實(shí)驗(yàn)中,IA+I(xiàn)B與IC相差不大,存在誤差,故A錯(cuò)誤;換用不同規(guī)格的燈泡進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),分析多組數(shù)據(jù),是為了避免實(shí)驗(yàn)的偶然性,得出普遍結(jié)論,故B錯(cuò)誤,C正確;如果讓第4組數(shù)據(jù)都減去0.04 A,則會(huì)發(fā)現(xiàn)IA+I(xiàn)B=IC,所以偏差可能是電流表未調(diào)零所致,故D正確。
(5)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)燈L1發(fā)光,電流表有示數(shù),則燈L1所在支路和干路均為通路,燈L2不發(fā)光,則故障可能是燈L2斷路;排除故障后,閉合開關(guān),由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知,此時(shí)干路中的電流變大,因此C處的電流變大。
(6)閉合開關(guān)S后,只有燈L1接入電路,電流表A1測通過燈L1的電流,電流表A2沒有示數(shù);再閉合開關(guān)S1,燈L1和L2并聯(lián),電流表A1測干路中的電流,示數(shù)變大,電流表A2測通過燈L2的電流,且A1的示數(shù)大于A2的示數(shù),故只有B正確。
[變式訓(xùn)練]
(2024·棗莊階段練習(xí))為了探究并聯(lián)電路的電流規(guī)律,小星同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于__________狀態(tài);
(2)圖乙實(shí)物圖中,電流表測量圖甲中________(選填“A”“B”或“C”)處電流;
(3)圖乙中移動(dòng)一根導(dǎo)線就可以測量C處的電流,請你在移動(dòng)的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線正確連接電路;
斷開
A
如圖所示
(4)在測量電流的過程中,閉合開關(guān)前電流表的指針出現(xiàn)了如圖丙所示的情況,出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是__________________;
(5)在排除故障后,電流表測量C處電流的示數(shù)如圖丁所示,則電流表的示數(shù)為__________A;
電流表未調(diào)零
0.24
(6)老師收集到幾個(gè)組的數(shù)據(jù)如表,分析數(shù)據(jù),可得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論:在并聯(lián)電路中,________________________________;
組別 L1規(guī)格 L2規(guī)格 IB/A IC/A IA/A
1 甲 甲 0.12 0.12 0.23
2 乙 丙 0.15 0.20 0.35
3 甲 丁 0.12 0.14 0.26
4 甲 丁 0.14 0.16 0.28
干路電流等于各支路電流之和
實(shí)驗(yàn)2 探究串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律
小明和小華在“探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中都設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。
基礎(chǔ)設(shè)問:
(1)在連接實(shí)物電路時(shí),開關(guān)必須________。
(2)連接電路前,小明發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖乙所示,接下來他要對電壓表進(jìn)行的操作是________。
(3)小明根據(jù)圖甲正確連接好電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),但兩燈不亮,可能是因?yàn)開_______(選填字母)。
A.燈L1斷路      B.燈L1短路
C.燈L2斷路 D.電壓表斷路
斷開
調(diào)零
A
(4)排除故障后,小明繼續(xù)用電壓表分別測出燈L1兩端的電壓U1,燈L2兩端的電壓U2及總電壓U,經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn),將得到的數(shù)據(jù)記錄在表格中。表中未填寫的數(shù)據(jù)如圖丙所示,應(yīng)為________V,分析數(shù)據(jù)可得串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)是____________(用公式寫出)。
實(shí)驗(yàn)次數(shù) U1/V U2/V U/V
1 1.2 1.8 3.0
2 1.5 3.0
3 1.7 1.3 3.0
1.5
U=U1+U2
(5)小明又按照圖丁連接電路,“探究并聯(lián)電路電壓的規(guī)律”,閉合開關(guān)后V1的示數(shù)為2.5 V,V2的示數(shù)應(yīng)為________V,小華可以得到初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_____________________________________。
2.5
并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等
變式設(shè)問:
(6)為使結(jié)論更具有普遍性,接下來小明應(yīng)該采取的操作是________,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(選填字母)。
A.改變開關(guān)位置
B.更換規(guī)格不同的燈泡
C.將燈泡L1、L2的位置互換
B
(7)“探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律”時(shí),小華用電壓表分別測出A與B、B與C、A與C兩點(diǎn)間的電壓為UAB、UBC、UAC,得到的數(shù)據(jù)如表所示,得到串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn):串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。此實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)方案上存在的不足之處是___________________________________________。
UAB/V UBC/V UAC/V
1.8 1.4 3.2
僅用一組數(shù)據(jù)得出的結(jié)論不具有普遍性
創(chuàng)新設(shè)問:
(8)“探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律”時(shí),小明斷開開關(guān),準(zhǔn)備拆下電壓表,改接在B、C之間。小華認(rèn)為小明的操作太麻煩,只需將與A點(diǎn)相連的導(dǎo)線改接到C點(diǎn)即可。小華的辦法是_______(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的,原因是________________________________。
錯(cuò)誤
會(huì)使電壓表的正、負(fù)接線柱接反
解析:(3)由題圖甲知,兩燈泡串聯(lián),電壓表測燈L1兩端的電壓;閉合開關(guān)S后,燈L1、L2均不亮,說明電路發(fā)生斷路,而電壓表有明顯的偏轉(zhuǎn),說明電壓表的兩端與電源連通,則可能是燈L1斷路,故選A。
[變式訓(xùn)練]
(2024·棗莊一模)“探究串聯(lián)電路的電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示。
(1)檢查電壓表時(shí),發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖甲所示,接下來的操作是____________;
(2)為了使探究得出的結(jié)論具有普遍意義,L1、L2應(yīng)該選擇__________(選填“相同”或“不相同”)的小燈泡;
(3)小明根據(jù)圖乙連接好電路,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)如圖丙所示,為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確,接下來他應(yīng)該__________;
機(jī)械調(diào)零
不相同
換小量程
(4)小明分別測出AB、BC、AC間的電壓并記錄在表格中,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論:串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和。同組的小紅認(rèn)為他的實(shí)驗(yàn)存在缺陷,改進(jìn)方法是______________________。
UAB/V UBC/V UAC/V
2.6 1.8 4.4
多次測量找普遍規(guī)律

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