2021年广东省深圳市中考物理模拟试卷(四)含参考答案
展开1.(2分)关于声现象,下列说法正确的是( )
A.教师讲课的声音是由声带振动产生的
B.调节手机音量是为了改变声音的音调
C.声音在不同介质中的传播速度是相同的
D.防噪声耳罩是在声源处减弱噪声的
2.(2分)下列与生活密切相关的热现象中,分析正确的是( )
A.“端午节、粽飘香”﹣分子间有斥力
B.冬天用热水袋取暖﹣热水袋的内能转移到人体上
C.我市海边昼夜温差比沙漠中的小﹣沙石比水的比热容大
D.冬季从室外走进室内,眼镜片变“模糊”了﹣室内的水蒸气遇冷凝华
3.(2分)2020年6月21日恰逢我国夏至节气,全球出现“金环凌空”的日食盛景,我国许多地区都能观看到这一奇
观。下列选项中与日食形成原因相同的是( )
A.屏幕上的“手影”B.水中的“倒影”
C.放大镜把字放大D.筷子好像“折断”了
4.(2分)下列数据中最接近实际的是( )
A.教室讲桌高度约为1.8m
B.学生正常体温约为37℃
C.一支2B铅笔质量约为100g
D.一盏日光灯的电功率约为1000W
5.(2分)2020年6月1日起,公安部交管局在全国开展“一盔一带”安全守护行动,要求骑摩托车和电动自行车必须戴头盔,开车必须系安全带。戴头盔、系安全带能保护人的生命安全,其原因是在遇到交通事故时( )
A.头盔能防止人头由于惯性撞击头盔
B.安全带能防止人体由于惯性飞出车外
C.头盔能减小人头的惯性,从而减小撞击力的大小
D.安全带能减小人体的惯性,从而减小撞击力的大小
6.(2分)水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是( )
A.两小球所受浮力FM<FN
B.两种液体的密度ρ甲<ρ乙
C.两种液体对容器底部的压强p甲=p乙
D.两种液体对容器底部的压力F甲>F乙
7.(2分)如图所示,快递小哥为了把较重的货物装入运输车,用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度,忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是( )
A.甲方式可以省力
B.乙方式不能改变力的方向
C.甲、乙两种方式做的有用功相等
D.甲、乙两种方式的机械效率相等
8.(2分)如图是某小区的门禁系统,内部车辆出入,能够被自动识别栏杆抬起;外部车辆出入,需要门卫用按钮将栏杆抬起。若把车辆识别装置看作一个自动开关,按钮看作一个手动开关,下列电路图与门禁系统内部电路最接近的是( )
A.B.
C.D.
9.(2分)如图所示是家庭电路的一部分。下列说法中正确的是( )
A.若保险丝熔断了,可以用铜丝代替
B.灯泡与开关的连接符合安全用电原则
C.使用试电笔辨别火线时,手指要接触笔尖金属体
D.电冰箱的插头插入三孔插座时,能使电冰箱的金属外壳接地
10.(2分)如图所示的实验装置可以用来研究(电源电压不变)( )
A.影响通电导线受到的磁场力大小的因素
B.影响通电导线受到的磁场力方向的因素
C.导线在磁场中怎样运动才能产生感应电流
D.影响通电导线周围产生的磁场强弱的因素
二、多选题(共5题;共15分)
11.(3分)下列有关能量和能源的说法中,正确的是( )
A.四冲程汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能
B.水能、风能、太阳能、地热能、天然气都属于可再生能源
C.能量的转移和转化具有方向性,可利用的能源是有限的,所以要节约能源
D.物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
12.(3分)如图所示,水平桌面上放置着一个装有水的圆柱形容器和质量相等的A、B小球。将A放入容器内的水中,A漂浮。取出A后(带出的水忽略不计),再将B放入容器内的水中,B沉入容器底部。下列说法正确的是( )
A.A的密度小于B的密度
B.A受到的浮力大于B受到的浮力
C.放入A后比放入B后水对容器底的压强小
D.放入A后与放入B后容器对桌面的压强相等
13.(3分)如图所示为游乐园的过山车运行的情境,下列说法正确的是( )
A.过山车从高处加速滑下的过程中,动能增加
B.过山车从高处加速滑下是由于受到惯性的作用
C.过山车从低处上升的过程中,重力势能增加
D.过山车从低处上升的过程中,重力势能转化为动能
14.(3分)额定电压为8V的甲,乙两个电阻,图像I﹣U如图所示,下说法正确的是( )
A.若甲乙并联,两端电压0﹣8V范围内(不含0V),R甲总是大于R乙
B.若甲乙并联,两端电压在0﹣8V范围内(不含0V),P甲总是大于P乙
C.若甲乙串联接在电压为9V的电源两端,R甲:R乙=1:2
D.若甲乙并联接在电压为3V的电源两端,P甲:P乙=3:2
15.(3分)如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“12V 6W”的字样,滑动变阻器R的最大阻值为36Ω,R0为定值电阻。当S闭合,S1、S2断开,滑片P由b端向a端滑动,使其连入电路的电阻是最大阻值的三分之一时,小灯泡恰好正常发光。当滑片位置保持不变,开关都闭合时,电流表的示数变化了2A.不考虑灯丝电阻的变化,下列说法正确的是( )
A.电源电压是18V
B.小灯泡正常发光10s,整个电路消耗的电能是90J
C.R0的阻值为12Ω
D.当滑片位置保持不变,开关都闭合时,电路消耗的总功率是45W
三、实验探究题(共2题;共14分)
16.(7分)小明利用如图甲所示的实验器材,做“探究平面镜成像的特点”实验:
(1)小明用玻璃板代替平面镜的目的是 。
(2)小明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,对蜡烛A和B的要求是 ,这是为了比较 ;实验中点燃蜡烛A的目的是 。
(3)小明完成实验后,在老师的帮助下对上述实验进行了改进,如图乙所示,他将右侧贴有半透膜的玻璃板用夹子固定在量角器上,把形如“7”的未点燃的生日蜡烛C、D分别插在铺有方格纸的泡沫板的a、b处,透过普通玻璃看不到蜡烛C清晰的像,透过贴膜玻璃能看到蜡烛D清晰的像,他透过贴膜玻璃能看到蜡烛D清晰的像是因为 。
(4)请你说出实验改进后的优点(至少说出两点): 。
17.(7分)实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验,小灯泡的额定电压为2.5V(阻值约为10Ω),滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉);
(2)滑动变阻器在实验中除保护电路外,还有 作用。同学们把电路元件接入电路,刚接好最后一根导线,灯泡就立即发光,发生这种现象的原因可能是 ;
(3)经检查无误后,接通电路,向左移动滑动变阻器的滑片P,观察到 ,表明小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的阻值为 Ω。继续向左移动滑片,则可能出现的现象有 (写出一条即可);
(4)实验结束后,小组同学根据实验数据,绘制了如图丙所示的图像,分析图像可得出结论: 。
四、计算题(共2题;共15分)
18.科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置,小明观察后画出简图(如图)进行研究。若爷爷质量m人=60kg,奶奶用F=240N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端,该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s=6m。不计绳重和摩擦,g取10N/kg。求:
(1)奶奶所做的功;
(2)动滑轮(含座椅)的质量;
(3)该升降座椅装置的机械效率(保留一位小数)。
19.某一家用两档可控的恒温餐盘,其高温挡电功率为880W,简化电路如图甲所示,R1、R2均是发热电阻,R2的阻值是R1的3倍。求:
(1)餐盘处于低温挡时,电路中电流是多少?
(2)1kg米饭温度升高40℃,吸收的热量是多少?[米饭的比热容取2.5×103J/(kg•℃)]
(3)若电路中只使用该恒温餐盘,同样加热1kg的米饭升高相同温度,电能表的脉冲指示灯闪烁了125次,如图乙所示,这个恒温餐盘的效率是多少?
五、综合题(共1题;共6分)
20.(6分)阅读下列短文,回答问题。
热敏电阻温度计
热敏电阻是用半导体材料制成的电阻,其阻值随温度的变化而变化,如图甲所示为某型号热敏电阻的实物图,阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻:阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻,利用热敏电阻的特性做成的温度计,叫做热敏电阻温度计。
如图乙所示为热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图象(为方便计算,已将图线作了近似处理)。图丙是用R1做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图,其中电源电压可在0.60V~1.20V之间调节,R2为定值电阻,阻值为100Ω.该电路工作原理是:当保持通过R1的电流不变时,R1两端的电压随电阻均匀变化(即随温度均匀变化),故只需将电压表V1表盘的刻度改成相应的温度刻度,就可以直接从V1表盘上读出温度值。测量时,将R1放入待测温度处,闭合开关,调节电源电压,使V2表的示数保持0.20V不变(即电路中的电流保持2mA不变),再从V1表盘上读出待测温度t。
(1)热敏电阻R1是 (选填“正”或“负”)温度系数热敏电阻。在标准大气压下,将R1放入冰水混合物中时,R1的阻值是 Ω。
(2)测温时,保持R2两端电压为0.20V,R1两端的电压随温度升高而 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)某次测温时,V1表盘上显示的温度是20℃,此时电源电压为 V。
(4)该热敏电阻温度计测量温度的范围为 ℃。
2021年广东省深圳市中考物理模拟试卷(四)
参考答案与试题解析
一、单选题(共10题;共20分)
1.【分析】(1)声音都是由物体振动产生的;
(2)音调指声音的高低,响度指声音的大小,音色是指声音的品质与特色;
(3)声的传播速度跟介质和温度有关;
(4)减弱噪声的方法:在声源处,在传播过程中,在人耳处。
【解答】解:A、教师讲课的声音是老师的声带振动产生的,故A正确;
B、调节手机音量是改变声音的大小,是在改变声音的响度,故B错误;
C、声的传播速度跟介质和温度有关,声音在不同介质中传播速度一般不同,故C错误;
D、防噪声耳罩是在人耳处减弱噪声,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了声音的产生、声音的特性、声速和减弱噪声的方法等,都属于基础知识,掌握基础知识很重要。
2.【分析】(1)不同的物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散,扩散现象说明了组成物质的分子在不停地做无规则运动;
(2)改变物体内能的方法有两种:做功和热传递,做功是能量的转化,热传递是内能的转移;
(3)水的比热容比沙石的较大,因此在同样受冷和受热时,水的温度变化较小,沙石的温度变化较大;
(4)物质从气态变成液态称为液化,当室内的水蒸气遇到冷的镜片时会发生液化现象。
【解答】解:
A、“端午节、粽飘香”,是分子运动的结果,属于扩散现象,故A错误;
B、冬天用热水袋取暖是热传递现象,是热水袋的内能转移到人体上,故B正确;
C、海边昼夜温差比沙漠中的小,是因为水的比热容比沙石的比热容大,故C错误;
D、冬季从室外走进室内,眼镜片变“模糊”了,是室内的水蒸气遇冷液化形成的,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对扩散现象、热传递、比热容、液化现象的理解与掌握,是一道基础题目。
3.【分析】(1)影子是由光的直线传播形成的;
(2)倒影是光的反射现象;
(3)放大镜是光的折射现象;
(4)筷子在水面处折断了是光的折射现象。
【解答】解:日食是光的直线传播形成的。
A、屏幕上的手影是光射到不透明物体上,由于光的直线传播,在不透明物体后面形成黑色的区域,这个黑色区域是影子,故影子是光的直线传播形成的,故A符合题意;
B、水相当于一个平面镜,桥在水平面镜中成倒立等大的虚像,这是光的反射现象,故B不符合题意;
C、放大镜是凸透镜,凸透镜成像是光的折射现象,故C不符合题意;
D、来自水中的筷子的光线在水面处发生折射,折射光线远离法线,眼睛逆着光线看去,感觉在水面处折断了,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】光学部分包含光的直线传播、光的反射和光的折射现象,用这三条规律能解释生活中的有关光学问题。
4.【分析】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项。
【解答】解:A、中学生的身高在160cm左右,讲桌的高度略大于中学生身高的一半,在100cm=1m左右。故A不符合实际;
B、正常情况下,人的体温在37℃左右,变化幅度很小。故B符合实际;
C、一枚一元硬币的质量约6g,一支2B铅笔质量略大于此数值,约为10g。故C不符合实际;
D、家用电风扇的功率约为40W,一盏日光灯的功率与此差不多,在40W左右。故D不符合实际。
故选:B。
【点评】估测法是利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行快速计算以及对取值范围合理估测的方法。
5.【分析】(1)影响压强大小的因素是压力和受力面积,在压力一定时,增大受力面积,可以减小压强。
(2)惯性是物体的固有属性,它指的是物体保持原来运动状态不变的性质,惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
【解答】解:
A、头盔的作用是在人的头部受到撞击时,通过增大受力面积减小对头部的压强,对驾驶员起一个保护作用;故A错误;
B、汽车在紧急刹车时,人由于惯性会继续保持原来的运动状态向前运动,容易撞上挡风玻璃而飞出车外,系安全带可以避免人由于惯性飞出车外,故B正确;
CD、惯性大小只与质量有关,质量不变,惯性不变,所以头盔和安全带只能减少人受到的伤害,不能减小惯性;故CD错误。
故选:B。
【点评】本题考查了减小压强的方法、惯性等知识在生活中的应用;要知道任何物体都有惯性,并且会用惯性知识解释身边现象。
6.【分析】(1)由图可知:M在甲液体中漂浮,N在乙液体中悬浮,则根据漂浮和悬浮的条件来即可判断浮力大小关系。
(2)根据浮沉条件即可判断液体密度的大小;
(3)根据p=ρ液gh比较容器底面受到的压强大小;
(4)根据F=pS比较容器底面受到的压力大小。
【解答】解:
A、小球 M 在甲液体中漂浮,则浮力FM=GM,小球 N 在乙液体中悬浮,则浮力FN=GN,由于小球M、N 完全相同,即GM=GN,则有FM=FN,故 A错误;
B、小球 M 在甲液体中漂浮,则密度ρM<ρ甲,小球 N 在乙液体中悬浮,则密度ρN=ρ乙,由于小球M、N 完全相同,即ρM=ρN,则有ρ甲>ρ乙,故B错误;
C、由B选项分析可知:ρ甲>ρ乙,两容器液面相平即容器底部深度h相同,根据液体压强计算公式 p=ρgh 可知,p甲>p乙,故C错误;
D、由C选项分析得容器底部液体压强p甲>p乙,两容器底面积相同,由压力计算公式 F=pS 得,容器底部受到液体压力F甲>F乙,故D正确。
故选:D。
【点评】此题综合考查了阿基米德原理、物体浮沉条件及其应用、压强的大小比较等知识点,是一道综合性较强的题目,本题也可以利用物体浮沉条件比较两种液体的密度关系。
7.【分析】(1)定滑轮的本质是等臂杠杆,不能省力;
(2)使用滑轮组可以省力,也能改变力的方向;
(3)有用功就是提升重物所做的功;
(4)对动滑轮所做的功是额外功,总功等于有用功和额外功之和,机械效率是有用功与总功的比值。
【解答】解:A、由图可知,甲方式是两个定滑轮,定滑轮的本质是等臂杠杆,不能省力,故A错误;
B、乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组,不仅可以省力,也可以改变力的方向,故B错误;
C、由题可知,甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度,由W有=Gh可知W甲有=W乙有;故C正确;
D、由图可知,甲方式是两个定滑轮,乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组,乙方式做的额外功大于甲方式,
有用功相同、总功不相同,根据η=×100%可知,两个滑轮组的机械效率不相等,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查的有关滑轮组的机械效率的大小比较,滑轮组及其特点、功的大小比较等,综合性较强。
8.【分析】根据题意确定两开关的连接方式;开关控制电动机时,应与电动机串联。
【解答】解:由题知,小区内部车辆门禁系统可以自动识别将门打开,外部车辆需要门卫人员按动按钮才能将门打开,若将门禁系统看做一个自动开关,按钮看做一个手动开关,则两个开关都能单独打开门,即两开关并联后再与电动机串联,只有C图正确。
故选:C。
【点评】本题结合生活实际考查了根据要求设计电路图,关键是确定两开关的连接方式。
9.【分析】(1)保险丝是用电阻率大熔点低的铅锑合金制成的,当电流过大时会熔断而保护电路;
(2)开关要控制火线;
(3)使用试电笔时,应让手与笔尾的金属体接触,才是正确的,当氖管发光时,说明是接触的是火线;
(4)家庭电路中,金属外壳的用电器都采用三脚插头,当金属外壳的用电器插入三孔插座时,金属外壳接地,防止金属外壳的用电器漏电发生触电事故;
【解答】解:
A、保险丝是用熔点低的材料制成的,而铜的熔点高,不能及时熔断,故A错误;
B、在家庭电路中,开关应接在灯泡与火线之间,故B错误;
C、在使用试电笔时,应用手接触笔尾的金属体,用笔尖接触导线,手指不能碰到笔尖的金属体,故C错误;
D、三孔插座已接地,当电冰箱的插头插入三孔插座能使电冰箱的金属外壳接地,这样能防止金属外壳的用电器漏电发生触电事故,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握,平时学习时多了解、多积累,加强安全意识,学好电、用好电!
10.【分析】通电导体在磁场中受到力的作用,磁场力的方向与电流方向、磁场方向有关;磁场力的大小与电流大小、磁场强弱有关。
【解答】解:
由图可知,电路中有电源、磁体、开关、导体棒ab,闭合开关后,通电导体棒ab在磁场中会受到磁场力的作用而运动;实验中可以改变电流方向、磁场方向(调换电源正负极或磁极),可以探究影响通电导线受到的磁场力方向的因素,故B正确;
根据实验器材可知,无法改变磁场强弱、电流大小,所以无法探究影响通电导线受到的磁场力大小的因素,故A错误;
该实验与电磁感应现象无关;由于无法改变电流大小,也不能检测磁场的强弱,所以也不能探究影响通电导线周围产生的磁场强弱的因素,故CD错误;
故选:B。
【点评】本题考查了通电导体在磁场中的受力情况,难度不大。
二、多选题(共5题;共15分)
11.【分析】(1)在汽油机的做功冲程中,将内能转化为机械能;在压缩冲程中,将机械能转化为内能;
(2)像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源;像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源;
(3)自然界中能量是守恒的,但消耗的能源产生的能量不能充分利用,以其它能量的形式损失掉。能量在转化中具有方向性;
(4)内能的大小跟质量、温度、状态有关。
【解答】解:
A、在汽油机工作的四个冲程中,压缩冲程将机械能转化为内能,故A正确;
B、天然气用完后也不能重复使用,故属于不可再生能源,而水能、风能、太阳能、地热能可以从自然界源源不断地获得,属于可再生能源,故B错误。
C、能量的转移与转化具有方向性,如:消耗的内能不能收集起来再利用。因此要节约能源,故C正确;
D、内能的多少与物体的质量、温度、状态有关,因此只有温度不变,当物体的质量、状态改变时,物体的内能可能改变,故D错误。
故选:AC。
【点评】本题考查了内能的影响因素、汽油机的工作过程、能源的分类,都是基础知识,熟记即可。
12.【分析】(1)漂浮和沉底的条件判断即可判断出浮力的关系以及物体密度的关系;
(2)据液体内部压强的特点分析判断即可;
(3)根据水平面上F=G总以及p=分析判断即可。
【解答】解:A、将A放入水中,A漂浮,A球的密度小于水的密度,B球放入水中,B沉入容器底部,B球的密度大于水的密度,所以A的密度小于B的密度,故A错误;
B、已知两个小球的质量相同,重力相同,A球漂浮,浮力等于重力,即F浮A=G,B球沉底,浮力小于重力,F浮B<G,所以A受到的浮力大于B受到的浮力,故B正确;
C、由B知,A受到的浮力大于B受到的浮力,根据阿基米德原理知A排开液体的重力大于B排开液体的重力,A的液面升高的多,根据p=ρgh知放入A后比放入B后水对容器底的压强大,故C错误;
D、因为AB的质量相等,放入A后与放入B后容器对桌面的压力相等,根据p=知放入A后与放入B后容器对桌面的压强相等,故D正确。
故选:ABD。
【点评】该题考查了浮力的判断、液体压强的计算、密度与浮沉条件的关系等知识点,是一道综合题。
13.【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度;质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举的高度;质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不是一种作用。
【解答】解:
A、过山车从高处加速滑下的过程中,质量不变,速度变大,则过山车的动能增加,故A正确;
B、过山车从高处加速滑下是由于受到重力的作用,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故B错误;
C、过山车从低处上升的过程中,质量不变,高度增加,则过山车的重力势能增加,故C正确;
D、过山车从低处上升的过程中,质量不变,速度减小,高度增大,则动能减小,重力势能增大,所以该过程中动能转化为重力势能,故D错误。
故选:AC。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,利用控制变量法判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
14.【分析】(1)若甲乙并联,两端电压在0~8V范围内(不含0V),根据并联电路的电压特点可知它们两端的电压关系,根据图像读出通过的电流关系,利用欧姆定律比较两电阻的阻值关系,根据P=UI得出两电阻的电功率关系;
(2)若甲乙串联接在电压为9V的电源两端,根据串联电路的特点结合图像读出符合要求的电流与电压,根据欧姆定律求出两电阻的阻值之比;
(3)若甲乙并联接在电压为3V的电源两端,它们两端的电压相等,根据图像读出通过的电流关系,根据P=UI求出两电阻的电功率之比。
【解答】解:
AB.若甲乙并联,两端电压在0~8V范围内(不含0V),
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以甲乙两端的电压相等,
由图像可知,电压相等时通过甲的电流大于通过乙的电流,即I甲>I乙,
由I=的变形式R=可知,R甲<R乙,故A错误;
由P=UI可知两电阻消耗的功率P甲>P乙,故B正确;
C.若甲乙串联接在电压为9V的电源两端,
因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,
所以,由图像可知,当I=0.8A、U甲=3V、U乙=6V时符合,
则此时两电阻的阻值之比为:=====1:2,故C正确;
D.若甲乙并联接在电压为3V的电源两端,它们两端的电压均为3V,
由图像可知,I甲=0.8A、I乙=0.4A,
则两电阻的电功率之比为:=====2:1,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的综合应用,从图像中获取有用的信息是关键。
15.【分析】(1)当S闭合,S1、S2断开时R与L串联,滑片P由b端向a端滑动,使其连入电路的电阻是最大阻值的三分之一时,小灯泡恰好正常发光。根据公式P=UI可计算得小灯泡的额定电流,即此时电路中的电流。由公式I=得加在此时滑动变阻器两端的电压,再根据串联电路的电压关系得此时电源电压。
(2)已知小灯泡正常发光时的电流为0.5A,所以根据公式W=UIt计算得小灯泡正常发光10s整个电路消耗的电能即可。
(3)当滑片位置保持不变,开关都闭合时电路是R′与R0的并联电路,由串并联电路知知此时电路中的电流大于刚才的串联电路电流,所以电流表的示数变化了2A即增大了2A,得此时电路中的电流I2=2A+0.5A=2.5A.由欧姆定律得此时流过R′的电流为I″.则由并联电路的电流关系知流过R0的电流为:I0=I2﹣I;再由公式I=得R0的电阻即可。
(4)由以上分析知当滑片位置保持不变,开关都闭合时电路是R′与R0的并联电路,此时电路中的电流是I2=2.5A.则根据公式P=UI计算得此时电路消耗的总功率。
【解答】解:A.当S闭合,S1、S2断开时R与L串联,滑片P由b端向a端滑动,使其连入电路的电阻是最大阻值的三分之一时,小灯泡恰好正常发光。此时电路中的电流为I1===0.5A;
由公式I=得加在此时滑动变阻器两端的电压为:U′=I1R′=I1R=0.5A××36Ω=6V;
所以电源电压为:U=UL+U′=12V+6V=18V;故答案A正确。
B.由以上知,小灯泡正常发光时的电流为0.5A,所以小灯泡正常发光10s,整个电路消耗的电能:W=UI1t=18v×0.5A×10s=90J;故B正确。
C.当滑片位置保持不变,开关都闭合时电路是R′与R0的并联电路,由串并联电路知知此时电路中的电流大于刚才的串联电路电流,所以电流表的示数变化了2A即增大了2A,此时电路中的电流I2=2A+0.5A=2.5A。
此时流过R′的电流为:I″===1.5A;则由并联电路的电流关系知流过R0的电流为:I0=I2﹣I″=2.5A﹣1.5A=1A;
由公式I=得R0的电阻为:R0===18Ω;故C错误。
D.由以上分析知当滑片位置保持不变,开关都闭合时电路是R′与R0的并联电路,此时电路中的电流是I2=2.5A.则此时电路消耗的总功率是:P=UI2=18V×2.5A=45W;故D正确。
故选:ABD。
【点评】本题考查了电功与电能的计算、电功率的计算以及欧姆定律的应用问题,本题有一定的难度,需要谨慎分析。
三、实验探究题(共2题;共14分)
16.【分析】(1)用玻璃板代替平面镜,人在点燃蜡烛的一侧,既能观察到点燃蜡烛的像,也能观察到代替点燃蜡烛像的蜡烛,便于确定像的位置。
(2)实验时采用两个完全相同的蜡烛便于比较像和物体大小关系;成像物体越亮,环境越暗,像越清晰。
(3)玻璃贴膜后,成像环境更暗,像更亮。
(4)玻璃贴膜后,像更清晰,玻璃板固定在量角器上,能使玻璃板竖直放在水平面上。
【解答】解:
(1)小明用玻璃板代替平面镜,眼睛既能看到点燃蜡烛的像,也能看到代替像的蜡烛,便于确定像的位置。
(2)蜡烛A和B完全相同,便于比较像和物体的大小关系;蜡烛A点燃后,射出的光线更多,反射光线更多,人眼感觉像更清晰。
(3)玻璃贴膜后,成像环境更暗,像相对较亮,容易观察。
(4)玻璃贴膜后,像更清晰,玻璃板固定在量角器上,能使玻璃板竖直放在水平面上,容易找到蜡烛的像。
故答案为:(1)便于确定像的位置;(2)蜡烛A和B完全相同;像和物体大小关系;成像物体更亮,成像更清晰;(3)使成像环境暗一些,像更亮;(4)玻璃板能竖直放在水平面上;增加像的清晰度。
【点评】实验时不但要知道使用哪些实验器材,更要明确每个实验器材在实验中的作用。
17.【分析】(1)根据小灯泡的额定电压为2.5V确定电压表选用 0﹣3V 的量程与灯泡并联;滑动变阻器一上一下连入电路中;小灯泡正常发光时的电阻约为 0Ω,由欧姆定律知得出灯正常发光时的电流约确定电流表选用小量程与灯串联;
(2)伏安法测定小灯泡电阻实验中,要测量出灯在不同电压下灯的电阻大小,据此分析变阻器的另一个作用;连接电路时,为保护电路,开关要断开;
(3)灯在额定电压下正常发光,根据电流表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律得出小灯泡的电阻;
滑片向左移动,可知滑动变阻器的电阻变化,根据串联电阻的规律及欧姆定律分析电路的电流和电压的变化,根据P=UI 确定小灯泡的实际功率变大,从而确定灯泡亮度变化;
(4)灯的电阻随温度的变化而变化。
【解答】解:(1)由于小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用 0﹣3V 的量程与电压表并联;滑动变阻器按一上一下连入电路中;小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω,由欧姆定律灯正常发光时的电流约为:
I===0.25A,故电流表选用小量程且与灯串联,如下所示:
;
(2)滑动变阻器的基本作用是保护电路,伏安法测定小灯泡电阻实验中,要测量出灯在不同电压下灯的电阻大小,故滑动变阻器的另一个作用是改变小灯泡两端的电压及通过电阻的电流,从而算出多组电阻;
连接好最后一根导线,灯泡立即发光,可能是连接电路时开关没有断开;
(3)灯在额定电压下正常发光,所以检查无误后,接通电路,向左移动滑动变阻器的滑片 P,观察到电压表的示数为2.5V时,表明小灯泡正常发光,图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,由欧姆定律I=,小灯泡的电阻为:
R==≈8.3Ω;
滑片向左移动,滑动变阻器连入电路的电阻减小,由串联电阻的规律,电路的电阻变小,根据欧姆定律知道电路的电流增大,小灯泡两端的电压变大,根据 P=UI,小灯泡的实际功率变大,灯的亮度变大;
(4)由图丙知,因电流随电压的变化关系图像不是直线,表示灯的电阻随温度的变化而变化。
故答案为:(1)如上图所示;(2)改变小灯泡两端的电压及通过电阻的电流的;电路连接时,开关没有断开;(3)电压表示数为2.5V时;8.3;灯的亮度变大;(4)灯的电阻随温度的变化而变化。
【点评】本题用伏安法测定小灯泡电阻,考查电路连接、变阻器的作用、注意事项、决定灯的亮度的因素及影响电阻大小的因素。
四、计算题(共2题;共15分)
18.【分析】(1)根据W=Fs可求奶奶所做的功;
(2)不计绳重和摩擦,根据F=(G+G动)变形可求动滑轮(含座椅)的重力,再根据G动=m动g可求动滑轮(含座椅)的质量;
(3)不计绳重和摩擦,根据η====可求该升降座椅装置的机械效率。
【解答】解:(1)奶奶所做的功:
W=Fs=240N×6m=1440J;
(2)爷爷的质量m人=60kg,则爷爷的重力:
G=mg=60kg×10N/kg=600N,
由图可知,n=3,不计绳重和摩擦,由F=(G+G动)可得动滑轮(含座椅)的重力:
G动=nF﹣G=3×240N﹣600N=120N,
动滑轮(含座椅)的质量:
m动===12kg;
(3)不计绳重和摩擦,该升降座椅装置的机械效率:
η=====×100%≈83.3%。
答:(1)奶奶所做的功是1440J;
(2)动滑轮(含座椅)的质量是12kg;
(3)该升降座椅装置的机械效率是83.3%。
【点评】此题主要考查了学生对滑轮组省力特点、功和机械效率计算公式的理解和掌握,常见题目。
19.【分析】(1)①分析开关转换时电路的连接,由串联电阻的规律和P=UI=确定不同挡位的电路结构;已知高温挡电功率,根据P=求出R1;
由题意可得R2的阻值,根据串联电阻的规律得出电路的总电阻,由欧姆定律求出餐盘处于低温挡时电路中电流;
(2)根据Q吸=cm△t求出1kg米饭温度升高40℃吸收的热量;
(3)由“3600imp/(kW•h)”的含义,求出电能表的脉冲指示灯闪烁了125次消耗的电能,然后利用η=×100%求出恒温餐盘的热效率。
【解答】解:(1)①由图知,开关S接1时,两电阻串联;
②开关S接2时,电路为R1的简单电路,根据串联电阻的规律,串联电阻大于其中任一电阻,由P=UI=可得①为餐盘的低温挡,②餐盘的高温挡,
其高温挡电功率为880W,故R1===55Ω,
由题意可得R2的阻值:
R2=3R1=3×55Ω=165Ω;
由串联电阻的规律,电路的总电阻:
R=R2+R1=165Ω+55Ω=220Ω,
餐盘处于低温挡时,电路中电流是:
I===1A;
(2)1kg米饭温度升高40℃,吸收的热量是:
Q吸=cm△t=2.5×103J/(kg•℃)×1kg×40℃=105J;
(3)“3600imp/(kW•h)”表示每消耗1kW•h的电能,电能表的脉冲指示灯闪烁3600次,电能表上的脉冲指示灯闪烁了125次,消耗的电能:
W=kW•h=1.25×105J;
这个恒温餐盘的效率是:
η=×100%=×100%=80%。
答:(1)餐盘处于低温挡时,电路中电流是1A;
(2)1kg米饭温度升高40℃,吸收的热量是105J;
(3)这个恒温餐盘的效率是80%。
【点评】本题考查串联电路的规律及电能、热量和效率公式的运用,要理解电能表参数的物理意义,学会从题目所给信息中找到有用的数据是关键。
五、综合题(共1题;共6分)
20.【分析】(1)根据图乙得出热敏电阻R1的阻值与温度的关系,然后判断出热敏电阻的类型;在标准大气压下,冰水混合物的温度为0℃,根据图乙读出R1的阻值;
(2)测温时,保持R2两端电压为0.20V时,电路中的电流保持2mA不变,根据图乙可知热敏电阻R1的阻值随温度的变化,根据欧姆定律得出R1两端的电压与温度的关系;
(3)根据图乙可知,R1与t的关系为一次函数,设为R1=kt+b,然后把图中两组数据代入即可得出表达式,根据表达式求出V1表盘上显示的温度是20℃时R1的阻值,根据欧姆定律求出V1的示数,利用串联电路的电压特点求出此时电源电压;
(4)由题意可知,电源电压可在0.60V~1.20V之间调节,根据串联电路的电压特点求出电源的电压为0.60V或1.20V时热敏电阻两端的电压,根据欧姆定律求出此时热敏电阻的阻值,根据R1与t的关系求出对应的温度,然后求出该热敏电阻温度计测量温度的范围。
【解答】解:(1)由图乙可知,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而变小,为负温度系数热敏电阻;
在标准大气压下,将R1放入冰水混合物中时,热敏电阻R1的温度为0℃,其阻值为520Ω;
(2)测温时,保持R2两端电压为0.20V时,电路中的电流保持2mA不变,
因热敏电阻R1的阻值随温度的升高而变小,
所以,由U=IR可知,R1两端的电压变小,即R1两端的电压随温度升高而变小;
(3)由图乙可知,R1与t的关系为一次函数,设为R1=kt+b,
把t=0℃、R1=520Ω和t=30℃、R1=280Ω代入可得:
520Ω=k×0℃+b,280Ω=k×30℃+b,
联立等式可得:k=﹣8Ω/℃,b=520Ω,
则R1=﹣8(Ω/℃)×t+520Ω,
当V1表盘上显示的温度是20℃时,R1=﹣8(Ω/℃)×20℃+520Ω=360Ω,
此时V1的示数:
U1=IR1=2×10﹣3A×360Ω=0.72V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,此时电源电压:
U=U1+U2=0.72V+0.20V=0.92V;
(4)由题意可知,电源电压可在0.60V~1.20V之间调节,
当电源的电压U′=0.60V时,热敏电阻两端的电压:
U1′=U′﹣U2=0.60V﹣0.20V=0.40V,
此时热敏电阻的阻值:R1′===200Ω,
由R1=﹣8(Ω/℃)×t+520Ω可得,t′=40℃;
当电源的电压U″=1.20V时,热敏电阻两端的电压:
U1″=U″﹣U2=1.20V﹣0.20V=1.00V,
此时热敏电阻的阻值:R1″===500Ω,
由R1=﹣8(Ω/℃)×t+520Ω可得,t″=2.5℃,
所以,该热敏电阻温度计测量温度的范围为2.5℃~40℃。
故答案为:(1)负;520;(2)变小;(3)0.92;(4)2.5℃~40。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,从图象中获取有用的信息是关键,有一定的难度。
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日期:2021/4/13 7:16:28;用户:蔡靖雯;邮箱:dngfeng006@xyh.cm;学号:38901270
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