【期末复习】2022-2023学年初三上册物理期末综合测试卷(压轴卷)
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这是一份【期末复习】2022-2023学年初三上册物理期末综合测试卷(压轴卷),共37页。试卷主要包含了选择题,填空题等内容,欢迎下载使用。
九年级上册物理综合测试卷(压轴卷)(原卷版)
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
测试范围:苏科版九年级下册第11-14章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2021秋•紫阳县期末)如图所示的斜面长s为8m,高h为1m,建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150N(忽略绳子的重),则下列说法正确的是( )
A.物体运动时所受摩擦力是87.5N B.拉力所做的功是400J
C.拉力的功率是75W D.斜面的机械效率是80%
2.(2021秋•井研县期末)在下列这些日常生活场景中,通过做功来改变物体内能的是( )
A.冬天两手相互摩擦,手感到暖和 B.用热水给袋装牛奶加热
C.路面被阳光晒热 D.金属小勺在热汤中放一段时间后会烫手
3.(2021秋•汶川县期末)如图甲所示,当开关S闭合后,两只电流表的指针偏转角度相同,如图乙所示.下列说法正确的是( )
A.灯泡L1、L2串联 B.电流表A测量通过L2的电流
C.通过L1的电流为1.2A D.通过L2的电流为0.96A
4.(2021秋•井研县期末)下列说法正确的是( )
A.导体两端电压为0时,其电阻也为0 B.电路中只要有电源,就会有电流
C.电阻大小不同的两段铜导线串联在电路中,通过它们的电流相等
D.当通过导体的电流增大时,导体的电阻会减小
5.(2021秋•新野县期末)用石墨烯制成的湿敏电阻,其阻值会随含水量的升高而增大。如图所示,这是检测植物叶片含水量的电路,电源电压不变,R1为定值电阻,R为湿敏电阻,将湿敏电阻R附着在叶片上,当叶片含水量升高时( )
A.电流表示数增大 B.电压表示数减小
C.电路总电阻减小 D.电路总功率增大
6.(2022春•大足区期末)如图所示,重为800N的物体在100N水平拉力F的作用下,以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为60%。在此过程中,下列说法正确的( )
A.拉力F做的功为400J
B.额外功为240J
C.物体与地面间的摩擦力为120N
D.若再用该滑轮组水平向左匀速直线拉动重力不同的另一物体,机械效率不变
7.(2022春•垦利区期末)在探究“物体的动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量相同的小车从斜面的不同高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离,如图所示,下列说法不正确的是( )
A.小车在斜面上下滑时重力势能转化成动能
B.该实验的目的是探究小车在水平面上的动能大小与质量的关系
C.小车在斜面上自由释放时位置越高,到达水平面时初速度越快
D.木块被撞击后滑行距离不同,但滑行时所受摩擦力相同
8.(2022春•丰城市校级期末)给某型号电烤箱设定好工作时间和温度,即闭合定时开关S1和温控开关S2,再闭合启动开关S,电烤箱开始工作。当达到了设定的工作时间或温度时,定时开关S1或温控开关S2断开,电烤箱就停止工作。下列电路符合要求的是( )
A. B. C. D.
9.(2021秋•宁安市期末)在如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是( )
A.电流表A1示数不变,电压表V示数不变
B.电流表A2示数变大,电压表V示数变小
C.电压表V示数与电流表A2示数比值变大
D.电压表V示数与电流表A1示数比值变小
10.(2022春•府谷县期末)我国民俗活动丰富多彩,在立夏时节,有的地方会给孩子称体重,如图1所示,冀求孩子健康成长,俗称“立夏秤人”。如图2,小孩和篮子的总质量为10kg,调整秤砣的位置,使杆秤处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重),此时OA=3cm,OB=10cm。下列说法不正确的是( )
A.该杆秤一定为费力杠杆
B.该秤砣的质量为3kg
C.要使该杆秤的量程变大,应该换用质量更大的秤砣
D.若换称质量较小的孩子,当秤杆水平平衡后,秤砣的悬挂点在B点左边
11.(2021秋•新昌县期末)小林同学利用如图所示的电路先进行“测量定值电阻阻值”的实验,再利用这个实验电路做了“探究电流与电压的关系”的实验。测出通过定值电阻R1的不同电流和对应的电压值如表所示。实验时,准备了以下器材:两节新干电池、电流表(0~0.6安)、电压表(0~3伏)、滑动变阻器(20欧)。下列有关叙述正确的是( )
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
A.第1、6次实验数据是错误的
B.可以将定值电阻换成小灯泡
C.两个实验通过滑动变阻器调节进行多次测量的目的是相同的
D.由表可知,通过定值电阻R1的电流与其两端电压成正比
12.(2021秋•宁德期末)如图所示,电源电压保持不变,R1=2R2,R0为定值电阻,当电键K接a点时,电流表示数为I,则电键K接b点时,电流表的示数应该是( )
A.I B.大于I,小于2I C.2I D.大于2I
二、填空题(本题共10小题,每题2分,共20分)
13.(2021秋•博望区校级期末)如图,在不计绳重和摩擦的情况下,用动滑轮把重10N的物体匀速提高2m,所用的拉力为25N,动滑轮的机械效率是 ,如果把重100N的物体匀速提升相同高度,这个动滑轮的机械效率将 (填“变大”、“变小”“不变”)。
14.(2021秋•鹤城区期末)神舟十号发射用的是“长征”系列运载火箭。运载火箭采用液氢作为燃料,50kg的氢完全燃烧能放出的热量是 J;神舟十号升空几分钟后,第一级火箭残核脱离,它在落入大气层后会发生燃烧,这是利用 的方法改变物体的内能。(q氢=1.4×108J/kg)
15.(2021秋•中牟县期末)小林用如图所示的电路研究串联电路的特点,闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗。他对这一现象的解释是:电流从电源正极出发,经过灯L1、灯L2,电流逐渐变小,所以灯L1较亮,灯L2较暗。你认为小林的解释是 (选填“正确”或“错误”)的。在不增加其他器材的条件下,能验证小林的解释是否正确的做法是 (请叙述完整)。
16.(2021秋•赣县区期末)如图所示电路,电源电压不变,定值电阻R2=20Ω,闭合开关S,电流表A1、A2的指针均指在图示位置,电流表A1的示数是 A,电路的电源电压为 V。
17.(2022春•渝中区校级期末)如图所示的轻质圆柱形容器放在水平桌面上,容器的高为22cm,底面积为100cm2,里面装有16cm深的水,物体A的质量为400g,高为20cm,底面积为50cm2、物体A的中央固定一轻质弹簧。若用手拿着弹簧末端从物体A的底面刚好与水面接触开始向下移动,移动前,水对容器底部的压强为 Pa;当弹簧末端B点向下移动20cm时,物体A的重力做功为 J。(不计弹簧的体积及质量,弹簧每变化2cm,产生的弹力变化1N,全过程均在弹簧弹性范围内)
18.(2021秋•凉山州期末)在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和某种液体(注:c水>c液体)进行了实验,实验中,水和该液体在相同时间内放出的热量相等。两种液体的温度随时间的变化关系如图所示。分析图像可以得出 (选填“甲”、”乙”)物质为水,另一种液体的比热容为 J/(kg•℃)。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
19.(2021秋•讷河市期末)已知甲验电器带正电,乙验电器不带电,当用带绝缘柄的金属杆将甲、乙验电器的金属球连接起来的瞬间,电荷的定向移动方向是 ,瞬时电流方向为 。(填“甲到乙”或“乙到甲”)
20.(2021秋•荔城区期末)在图甲所示的电路中,电源电压为9V,电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关S,电压表的示数为5V。现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后,发现两电表的示数均变大,且电流表指针正好达某量程的最大值,如图乙所示,请判断R0所替换的电阻是 (选填“R1”或“R2”),电阻R0的阻值为 Ω。
21.(2021秋•南宁期末)如图甲所示的电路,闭合开关S,先将滑动变阻器R1滑片P从最右端移动到最左端,图乙是这一过程中电流表和电压表V1示数的关系图象,该电源电压为 V;保持滑片P位置不动,在对热敏电阻R2加热时,小灯泡逐渐变亮直至正常发光,此时电压表V2示数为1V,图丙是这一过程中电流表示数随热敏电阻R2阻值变化的关系图象。分析可知:该热敏电阻的阻值随着温度升高将 (选填“变大”、“不变”或“变小”),小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
22.(2021秋•北仑区校级期末)2n+1个阻值均为R的电阻通过导线首尾连成一圆环,相邻的两个电阻之间均可引出一接线柱,从而构成一变阻器,则利用该变阻器可获得不同阻值的个数为 个;最大阻值为 。
三.解答题(本题共8小题,共56分)
23.(3分)(2021秋•紫阳县期末)如图所示,画出滑轮组最省力的绕法。
24.(3分)(2021秋•绵竹市期末)根据图1所示的实物连接图,在图2的框中画出电路图。
25.(10分)(2022春•卧龙区期末)为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景;图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放然后分别撞击到放在是同一水平面上的同一木块,木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景。
(1)实验中所探究的“物体的动能“是指 (填“小球”或“木块”)的动能。
(2)若探究动能大小与质量的关系,每次实验时,都要将小球从斜面的 由静止释放,其目的是 。
(3)小球动能的大小是通过 来反映的。
(4)该实验在操作时很难操控的是 。
(5)若要探究动能大小与速度的关系,应选择图 实验(填:“甲”或“乙”)进行试验。木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力 (填“变大”“变小”或“不变”),克服摩擦力做功的功率 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(6)本实验装置的水平面如果绝对光滑,还能得出结论吗? 原因是
。
26.(6分)(2021秋•公安县期末)小慧在“探究通过导体中电流与电阻的关系”的实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
(1)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R (选填“短路”或“断路”)。
(2)连接好电路后,如果将电流表和电压表在电路中位置交换,则闭合开关后,会发现两表中只有 (选填“电流”或“电压”)表有明显的示数。
(3)图乙是小慧根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,其中阴影面积的物理意义是 ,其数值为 ;当R的电阻由10Ω更换为5Ω时,为使R两端的电压保持不变,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)端滑动。
(4)实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器的最大电阻为50Ω,为了利用以上所有的定值电阻正确完成五次实验,应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持 V不变。
27.(8分)(2022春•鞍山期末)如图所示的滑轮组,不计绳重和摩擦,工人的重为600N,绳子能承受的最大拉力F1为1000N。当工人匀速提升重为800N的货物A时,工人所用的拉力F2为500N,货物在50s内被匀速提升2m。(取g=10N/kg)求:
(1)拉力F2做功的功率。
(2)滑轮组最大的机械效率(结果保留一位小数)。
28.(10分)(2022春•天山区校级期末)一个重40N、底面积为2.0×10﹣2m2的金属块B静止在水平面上,如图甲所示。现有一边长为lA=0.2m的立方体物块A,放于底面积为0.16m2的圆柱形盛水容器中,把B轻放于A上,静止后A恰好浸没入水中,如图乙所示。(已知水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,A的密度ρ=0.5×103kg/m3)求:
(1)B对水平面的压强;
(2)把B从A上取走后(如图丙所示),水对容器底部压强的变化量;
(3)把B从A上取走,水的重力做功多少。
29.(11分)(2021秋•城阳区校级期末)随着社会的发展和科技的进步,电路元件在各行各业得到广泛的应用,热敏电阻就是其中之一,热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电路中电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“400Ω 0.3A”字样。Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示,电源电压保持不变。请完成下列小题:
(1)热敏电阻的阻值随温度的升高而 ;
(2)将此电路放入温度为30℃的环境中,闭合开关S,调节滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻R=300Ω,此时电流表的读数为0.01A,求电源电压;
(3)若环境温度为40℃时,要保证电流表的安全,求滑动变阻器的可以调节的阻值范围。
30.(5分)(2021秋•东台市期末)阅读短文,回答问题
酒精检测仪
酒精检测仪具有灵敏度高、电路简单、使用方便、稳定性好等优点,它可以作为交通警察执法的检测工具,用来检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少程度。图甲为某酒精检测仪,其简化电路如图乙所示,电源电压U=3V,R2为酒精传感器,R1为100Ω定值电阻。酒精气体传感器是酒精检测仪的关键部件。酒精气体传感器中的氧化物暴露在大气中时,由于氧气的吸附,使其内部的电子数量减少,电阻增大。如果大气中存在某种特定的还原性气体(如酒精气体),与吸附的氧气反应,导致氧化物电阻减小,从而引起检测仪表示数发生变化。
工作时,酒精传感器R2的阻值与周围气体中酒精浓度C1的关系如下表所示,检测仪将R1两端电压转换为呼出气体中酒精浓度C1显示在屏幕上。
浓度C1/(mg•L﹣1)
0.06
0.09
0.10
0.15
0.21
0.30
0.36
0.40
0.45
R2/(Ω)
200
160
150
115
90
69
60
56
53
通常,气体酒精浓度C1与血液酒精浓度C2的关系为:C2=2000C1,国家规定,当20mg/100mL≤C2<80mg/100mL时属于饮酒驾车,当C2≥80mg/100mL时属于醉酒驾车。
(1)酒精检测仪可以把气体浓度信号转换为 信号输出。
(2)当氧化物周围存在酒精气体时,会使氧化物内部的电子数 (增加/减少)。
(3)若长时间使用后电池电压下降会导致所测量的酒精浓度 (偏大/偏小)。
(4)某次检测时,警察判定某司机属于饮酒驾驶,则R1两端的电压可能是 。
A.1V B.1.5V C.2V D.2.5V
(5)结合表中数据及题中相关参数分析,R1两端电压U1与酒精气体浓度的关系图像,合理的是 。
九年级上册物理综合测试卷(压轴卷)(解析版)
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
测试范围:苏科版九年级下册第11-14章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2021秋•紫阳县期末)如图所示的斜面长s为8m,高h为1m,建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150N(忽略绳子的重),则下列说法正确的是( )
A.物体运动时所受摩擦力是87.5N B.拉力所做的功是400J
C.拉力的功率是75W D.斜面的机械效率是80%
【答案】A。
【解答】解:
(1)拉力做的功(总功):W总=Fs=150N×8m=1200J,故B错误;
(2)拉力的功率为:P===200W,故C错误;
(3)拉力做的有用功:W有=Gh=500N×1m=500J,
斜面的机械效率:η=×100%=×100%≈41.7%,故D错误;
(4)拉力做的额外功:W额=W总﹣W有=1200J﹣500J=700J,
由W额=fs得摩擦力:
f===87.5N,故A正确。
故选:A。
2.(2021秋•井研县期末)在下列这些日常生活场景中,通过做功来改变物体内能的是( )
A.冬天两手相互摩擦,手感到暖和 B.用热水给袋装牛奶加热
C.路面被阳光晒热 D.金属小勺在热汤中放一段时间后会烫手
【答案】A。
【解答】解:A、冬天两手相互摩擦,手感到暖和,属于克服摩擦做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体内能的,故A正确;
B、用热水给袋装牛奶加热,牛奶从热水中吸收热量,温度升高、内能增加,是通过热传递的方式改变物体内能的,故B错误;
C、路面被阳光晒热,路面从太阳光中吸收热量,是通过热传递的方式改变物体内能的,故C错误;
D、金属小勺在热汤中放一段时间后会烫手,金属小勺从热水中吸收热量,温度升高、内能增加,是通过热传递的方式改变物体内能的,故D错误。
故选:A。
3.(2021秋•汶川县期末)如图甲所示,当开关S闭合后,两只电流表的指针偏转角度相同,如图乙所示.下列说法正确的是( )
A.灯泡L1、L2串联 B.电流表A测量通过L2的电流
C.通过L1的电流为1.2A D.通过L2的电流为0.96A
【答案】D。
【解答】解:
由电路图可知,开关S闭合后,两灯泡并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测L1支路电流。
因并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且两电流表指针偏转的角度相同,所以电流表A使用的是0~3A量程,分度值为0.1A,示数为1.2A,即干路电流I=1.2A;
电流表A1使用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.24A,即通过灯泡L1的电流I1=0.24A,
则通过灯泡L2的电流:I2=I﹣I1=1.2A﹣0.24A=0.96A,所以ABC错误,D正确。
故选:D。
4.(2021秋•井研县期末)下列说法正确的是( )
A.导体两端电压为0时,其电阻也为0
B.电路中只要有电源,就会有电流
C.电阻大小不同的两段铜导线串联在电路中,通过它们的电流相等
D.当通过导体的电流增大时,导体的电阻会减小
【答案】C。
【解答】解:AD、电阻是导体阻碍电流的性质,大小与材料、长度、横截面积和温度有关,与电路中有没有电压和电流无关,故AD错误;
B、电路中有电源,且必须是通路时,才会有电流,故B错误;
C、串联电流中处处电流相等,故C正确;
故选C。
5.(2021秋•新野县期末)用石墨烯制成的湿敏电阻,其阻值会随含水量的升高而增大。如图所示,这是检测植物叶片含水量的电路,电源电压不变,R1为定值电阻,R为湿敏电阻,将湿敏电阻R附着在叶片上,当叶片含水量升高时( )
A.电流表示数增大 B.电压表示数减小
C.电路总电阻减小 D.电路总功率增大
【答案】B。
【解答】解:由电路图可知,湿敏电阻R与定值电阻R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
因湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大,所以,当叶片含水量升高时,叶片上附着的湿敏电阻R的阻值变大,电路的总电阻变大,由I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;
由U=IR可知,R1两端的电压变小,即电压表的示数变小;
电源电压不变,电路中的电流变小,根据P=UI可知,总功率变小;
综上所述,B正确。
故选:B。
6.(2022春•大足区期末)如图所示,重为800N的物体在100N水平拉力F的作用下,以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为60%。在此过程中,下列说法正确的( )
A.拉力F做的功为400J
B.额外功为240J
C.物体与地面间的摩擦力为120N
D.若再用该滑轮组水平向左匀速直线拉动重力不同的另一物体,机械效率不变
【答案】B。
【解答】解:
A、由v=可得,物体移动的距离:s物=v物t=0.2m/s×10s=2m,
由图知,n=3,则绳子自由端移动的距离:s自由端=3s物=3×2m=6m,
总功:W总=Fs自由端=100N×6m=600J,故A错误;
B、有用功:W有=ηW总=60%×600J=360J,
额外功:W额=W总﹣W有=600J﹣360J=240J,故B正确;
C、由η====×100%可得,物体与地面间的滑动摩擦力:f=η×3F=60%×3×100N=180N,故C错误;
D、若再用该滑轮组水平向左匀速直线拉动重力不同的另一物体,压力不同,摩擦力不同,有用功改变,而额外功几乎不变,有用功与总功的比改变,机械效率改变,故D错误。
故选:B。
7.(2022春•垦利区期末)在探究“物体的动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量相同的小车从斜面的不同高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离,如图所示,下列说法不正确的是( )
A.小车在斜面上下滑时重力势能转化成动能
B.该实验的目的是探究小车在水平面上的动能大小与质量的关系
C.小车在斜面上自由释放时位置越高,到达水平面时初速度越快
D.木块被撞击后滑行距离不同,但滑行时所受摩擦力相同
【答案】B。
【解答】解:A.小车在斜面上下滑时,质量不变,速度增大,高度降低,重力势能转化为动能,故A正确,不符合题意;
B.实验中,让质量相同的小车从斜面的不同高度由静止释放,使小车到达斜面底端的速度不同,是探究小车动能的大小与速度的关系,故B错误,符合题意;
C.小车从斜面上下滑时,重力势能转化为动能,位置越高,重力势能越大,到达水平面时初速度越快,故C正确,不符合题意;
D.木块被撞击后滑行距离不同,但是木块对水平面的压力和接触面粗糙程度相同,所以滑行时所受摩擦力相同,故D正确,不符合题意。
故选:B。
8.(2022春•丰城市校级期末)给某型号电烤箱设定好工作时间和温度,即闭合定时开关S1和温控开关S2,再闭合启动开关S,电烤箱开始工作。当达到了设定的工作时间或温度时,定时开关S1或温控开关S2断开,电烤箱就停止工作。下列电路符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】A。
【解答】解:A、电烤箱设定好工作时间和温度,即闭合定时开关S1和温控开关S2,再闭合启动开关S,S控制定时开关S1和温控开关S2,电烤箱开始工作。当达到了设定的工作时间或温度时,定时开关S1或温控开关S2断开,电烤箱就停止工作,可控制开关S,故三个开关应该串联;故A正确;
BD、三个开关都闭合,电路短路,故BD错误;
C、定时开关S1或温控开关S2断开,电烤箱不能停止工作;故C错误;
故选:A。
9.(2021秋•宁安市期末)在如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是( )
A.电流表A1示数不变,电压表V示数不变
B.电流表A2示数变大,电压表V示数变小
C.电压表V示数与电流表A2示数比值变大
D.电压表V示数与电流表A1示数比值变小
【答案】A。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测干路电流。
因电源电压恒定,
所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,故B错误;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过R2的电流不变,即电流表A1的示数不变,所以电压表V示数与电流表A1示数比值不变,故A正确,D 错误;
将滑动变阻器的滑片P向右移动,变阻器接入电路中的电阻变小,
由I=可知通过R1的电流变大,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流变大,即电流表A2的示数变大,
则电压表与电流表A2的示数之比变小,故C错误。
故选:A。
10.(2022春•府谷县期末)我国民俗活动丰富多彩,在立夏时节,有的地方会给孩子称体重,如图1所示,冀求孩子健康成长,俗称“立夏秤人”。如图2,小孩和篮子的总质量为10kg,调整秤砣的位置,使杆秤处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重),此时OA=3cm,OB=10cm。下列说法不正确的是( )
A.该杆秤一定为费力杠杆
B.该秤砣的质量为3kg
C.要使该杆秤的量程变大,应该换用质量更大的秤砣
D.若换称质量较小的孩子,当秤杆水平平衡后,秤砣的悬挂点在B点左边
【答案】A。
【解答】解:
A、由于题中没有说明动力和阻力是谁,故不能确定该杆秤一定为费力杠杆,故A错误;
B、作用在杠杆A点的力等于孩子及秤钩和所坐篮子的总重力,作用在杠杆B点的力等于秤砣的重力,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得,m人和篮g×3cm=m秤砣g×10cm,解得m秤砣=3kg;故B正确;
C、由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得:G人和篮×OA=m′g×OB,即m′==10kg×,所以要使该杆秤的量程变大,应该换用质量更大的秤砣,故C正确;
D、因为OA<OB,所以孩子及秤钩和所坐篮子的总重力大于秤砣的重力,根据G=mg可知孩子及秤钩和所坐篮子的总质量大于秤砣的质量,若换称下一个体重较小的孩子,秤砣和篮子等都不变,则作用在杠杆A点的力变小,动力臂不变,作用在杠杆B点的力不变,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知阻力臂会变小,所以调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在B点左边,故D正确。
故选:A。
11.(2021秋•新昌县期末)小林同学利用如图所示的电路先进行“测量定值电阻阻值”的实验,再利用这个实验电路做了“探究电流与电压的关系”的实验。测出通过定值电阻R1的不同电流和对应的电压值如表所示。实验时,准备了以下器材:两节新干电池、电流表(0~0.6安)、电压表(0~3伏)、滑动变阻器(20欧)。下列有关叙述正确的是( )
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
A.第1、6次实验数据是错误的
B.可以将定值电阻换成小灯泡
C.两个实验通过滑动变阻器调节进行多次测量的目的是相同的
D.由表可知,通过定值电阻R1的电流与其两端电压成正比
【答案】D。
【解答】解:A、由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,
在第1次实验中,因为电源由两节新干电池组成,即电源电压为3V,
当电压表示数为0.5V时,电路中电流为0.1A,
根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端电压为:U′=U﹣UR=3V﹣0.5V=2.5V,
由欧姆定律可得:R===25Ω,而滑动变阻器最大阻值才20欧,所以第1次实验数据是错误的;
当滑动变阻器滑片移到a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,且电源电压为3V,故可以得到第6次实验数据,故A错误。
B、本实验是做“探究电流与电压的关系”,需要控制导体的电阻不变,而小灯泡的电阻受温度影响较大,不符合实验要求,故B错误。
C、“测量定值电阻阻值”的实验中多次测量的目的是取平均值,减小误差;
“探究电流与电压的关系”的实验多次测量的目的是寻找普遍规律,两个实验中多次测量的目的是不同的,故C错误。
D、由表中数据可知,电压与电流的比值不变,即通过定值电阻R1的电流与其两端电压成正比,故D正确。
故选:D。
12.(2021秋•宁德期末)如图所示,电源电压保持不变,R1=2R2,R0为定值电阻,当电键K接a点时,电流表示数为I,则电键K接b点时,电流表的示数应该是( )
A.I B.大于I,小于2I C.2I D.大于2I
【答案】B。
【解答】解:(1)当电键K接a点时,R0与R1串联,则:
电流表的示数为I==,
(2)当电键K接b点时,R0与R2串联,则:
电流表的示数I′=>=I,
∵R0+R2<R0+R2<R0+2R2,
∴>>,即I<I′<2I。
故选:B。
二、填空题(本题共10小题,每题2分,共20分)
13.(2021秋•博望区校级期末)如图,在不计绳重和摩擦的情况下,用动滑轮把重10N的物体匀速提高2m,所用的拉力为25N,动滑轮的机械效率是 20% ,如果把重100N的物体匀速提升相同高度,这个动滑轮的机械效率将 变大 (填“变大”、“变小”“不变”)。
【答案】20%;变大。
【解答】解:有用功:W有用=Gh=10N×2m=20J;
由图知,n=2,拉力端移动距离:s=2h=2×2m=4m,
拉力做的总功:W总=Fs=25N×4m=100J,
动滑轮的机械效率:
η=×100%=×100%=20%;
如果把重100N的物体匀速提升相同高度,此题所用动滑轮没有发生变化,所以在此过程中所做的额外功不变,由于物体的重力增加,
所以有用功增大,由公式η==可知,有用功在总功中所占的比例将增大,所以机械效率变大。
故答案为:20%;变大。
14.(2021秋•鹤城区期末)神舟十号发射用的是“长征”系列运载火箭。运载火箭采用液氢作为燃料,50kg的氢完全燃烧能放出的热量是 7×109 J;神舟十号升空几分钟后,第一级火箭残核脱离,它在落入大气层后会发生燃烧,这是利用 做功 的方法改变物体的内能。(q氢=1.4×108J/kg)
【答案】7×109;做功 。
【解答】解:
50kg氢气完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=50kg×1.4×108J/kg=×109J;
火箭残核脱离并下落,它在下落的过程中克服摩擦做功,使自身的内能增加、温度升高,达到着火点而燃烧,这是利用做功的方法改变物体的内能。
故答案为:7×109;做功 。
15.(2021秋•中牟县期末)小林用如图所示的电路研究串联电路的特点,闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗。他对这一现象的解释是:电流从电源正极出发,经过灯L1、灯L2,电流逐渐变小,所以灯L1较亮,灯L2较暗。你认为小林的解释是 错误 (选填“正确”或“错误”)的。在不增加其他器材的条件下,能验证小林的解释是否正确的做法是 更换L1和L2的位置,再次接通电路,观察两灯亮度,L1仍然较亮 (请叙述完整)。
【答案】错误;更换L1和L2的位置,再次接通电路,观察两灯亮度,L1仍然较亮。
【解答】解:
方法一:更换L1和L2的位置,再次接通电路,观察两灯亮度;
如图所示:
如上图连接后,仍然会出现灯L1较亮,灯L2较暗的现象,因为在串联电路中,电流从电源正极出发,经过灯L1、灯L2,但串联电路电流处处相等,所以小林的解释是错误的;造成两灯亮度不同的根本原因:电流相同,两灯的电阻不同,两灯的电功率不同。
方法二:用电流表分别测出不同位置的电流,并进行比较;
现象:不同位置处的电流均相等。
故答案为:错误;更换L1和L2的位置,再次接通电路,观察两灯亮度,L1仍然较亮。
16.(2021秋•赣县区期末)如图所示电路,电源电压不变,定值电阻R2=20Ω,闭合开关S,电流表A1、A2的指针均指在图示位置,电流表A1的示数是 1.5 A,电路的电源电压为 6 V。
【答案】1.5;6。
【解答】解:由电路图知,R1和R2并联,A1测干路电流,A2测R2支路电流;
根据并联电路电流特点知,干路电流等于各支路电流之和,而两电流表指针偏转角度相同,
所以A1使用的是0~3A的量程,A2使用的是0~0.6A的量程,
由右图知:A1示数为1.5A,A2示数为0.3A,即:I=1.5A,I2=0.3A;
因为并联电路各支路电压相等且等于电源电压,
由欧姆定律知,电源电压:
U=U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V。
故答案为:1.5;6。
17.(2022春•渝中区校级期末)如图所示的轻质圆柱形容器放在水平桌面上,容器的高为22cm,底面积为100cm2,里面装有16cm深的水,物体A的质量为400g,高为20cm,底面积为50cm2、物体A的中央固定一轻质弹簧。若用手拿着弹簧末端从物体A的底面刚好与水面接触开始向下移动,移动前,水对容器底部的压强为 1600 Pa;当弹簧末端B点向下移动20cm时,物体A的重力做功为 0.28 J。(不计弹簧的体积及质量,弹簧每变化2cm,产生的弹力变化1N,全过程均在弹簧弹性范围内)
【答案】1600;0.28。
【解答】解:(1)已知水深h=16cm=0.16m,物体A刚好与水面接触向下移动,
移动前水对容器底部的压强为:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa;
(2)当A的底面刚好与水面接触时,A受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力,
则有:F拉=GA=mAg=400×10﹣3kg×10N/kg=4N;
由题知A的体积:VA=20cm×50cm2=1000cm3,A的质量mA=400g,
则A的密度为:ρA===0.4g/cm3<1g/cm3,若没有弹簧的作用力,则物体A在水中静止时会处于漂浮状态,
原来弹簧对物体A有向上的拉力(弹簧是伸长的),将弹簧末端B点向下移动时,一段时间后浮力大于A的重力,则弹簧对A有向下的压力,才能使A继续向下运动,
原来A的上端到容器口的距离d1=20cm﹣(22cm﹣16cm)=14cm,
假设物体A向下一段距离后,水面上升到容器口,
则水面上升的高度Δh=22cm﹣16cm=6cm,
此时A排开水的体积V排=S容△h=SAh浸,即100cm2×6cm=50cm2×h浸,解得h浸=12cm,
则此时A的上端到容器口的距离d2=20cm﹣12cm=8cm,
由此可知A向下移动的距离dA=d1﹣d2=14cm﹣8cm=6cm,
此时V排=S容△h=100cm2×6cm=600cm3,
则A受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×600×10﹣6 m3=6N,
此时A受到弹簧的压力F压=F浮﹣GA=6N﹣4N=2N,
所以该过程中弹簧的弹力变化量为△F弹=F拉+F压=4N+2N=6N,
已知弹簧每变化2cm,产生的弹力变化1N,则该过程弹簧的长度缩短的长度△L=2cm/N×6N=12cm,
所以该过程中弹簧末端B点向下移动的距离dB=dA+△L=6cm+12cm=18cm<20cm,
由此可知要弹簧末端B点向下移动20cm,则还需要让弹簧末端B点向下移动2cm,
设弹簧末端B点再向下移动2cm过程中物体A向下移动的距离为dA′(单位为cm),
则浮力的增大量ΔF浮=ρ水gΔV排=1×103kg/m3×10N/kg×50×10﹣4m2×dA′×10﹣2m=0.5dA′N,
此过程中弹簧压力的增加量△F压=ΔF浮=0.5dA′N,
已知弹簧每变化2cm,产生的弹力变化1N,则此过程弹簧的长度缩短的长度△L′=2cm/N×0.5dA′N=dA′,
还需要让弹簧末端B点向下移动的距离2cm=dA′+△L′=dA′+dA′=2dA′,所以dA′=1cm,
故整个过程中物体A向下移动的距离hA=dA+dA′=6cm+1cm=7cm=0.07m,
则物体A的重力做功为:W=GAhA=4N×0.07m=0.28J。
故答案为:1600;0.28。
18.(2021秋•凉山州期末)在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和某种液体(注:c水>c液体)进行了实验,实验中,水和该液体在相同时间内放出的热量相等。两种液体的温度随时间的变化关系如图所示。分析图像可以得出 甲 (选填“甲”、”乙”)物质为水,另一种液体的比热容为 2.1×103 J/(kg•℃)。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
【答案】甲;2.1×103。
【解答】解:
(1)时间相等时,两种液体放出的热量相等,由图像可知,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢;根据Q放=cm△t可知,在质量相等、放热也相同的情况下,谁的温度降低得快,它的比热容小;所以,甲液体的比热容大,若甲、乙两种液体中,一种液体是水,则一定是甲液体;
(2)由题知,而水和液体的质量相同,即m水=m乙,而水和另种液体在相同时间内放出的热量相等,
即Q水放=Q乙放,则c水m水Δt=c乙m乙Δt′,
结合图像(15min以内)可得:
4.2×103J/(kg•℃)×m水×(60℃﹣40℃)=c乙m乙(60℃﹣20℃),
解得:c乙=2.1×103J/(kg•℃)。
故答案为:甲;2.1×103。
19.(2021秋•讷河市期末)已知甲验电器带正电,乙验电器不带电,当用带绝缘柄的金属杆将甲、乙验电器的金属球连接起来的瞬间,电荷的定向移动方向是 乙到甲 ,瞬时电流方向为 甲到乙 。(填“甲到乙”或“乙到甲”)
【答案】乙到甲;甲到乙。
【解答】解:验电器甲带正电,乙不带电,则甲缺少电子,乙即不多电子,也不少电子,当两者用导体连起来时,电子将从乙向甲转移,使得乙由于缺少电子也显负电性;由于电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,所以瞬时电流的方向是从甲到乙。
故答案为:乙到甲;甲到乙。
20.(2021秋•荔城区期末)在图甲所示的电路中,电源电压为9V,电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关S,电压表的示数为5V。现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后,发现两电表的示数均变大,且电流表指针正好达某量程的最大值,如图乙所示,请判断R0所替换的电阻是 R2 (选填“R1”或“R2”),电阻R0的阻值为 5 Ω。
【答案】R2;5。
【解答】解:由图知,闭合开关,两电阻串联,电压表测量电阻R1两端的电压,
通过电阻R1的电流:I1===0.5A;
根据串联电路中电流处处相等的规律可知,I2=I1=0.5A;
根据串联电路电压的规律可知,电阻R2两端的电压:U2=U﹣U1=9V﹣5V=4V;
根据欧姆定律可得:R2===8Ω;
用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后,发现两电表的示数均变大,
因电流表示数变大,所以根据欧姆定律可知,电路的总电阻减小,则电阻R0的阻值小于被替换的电阻R1或R2;
若用R0替换R1,因R0<R1,则由串联分压的规律可知,R0分得的电压减小,即电压表的示数会减小,不符合题意;
若用R0替换R2,因R0<R2,则由串联分压的规律可知,R0分得的电压减小,则R1分得的电压会增大,即电压表的示数会增大,符合题意,所以被电阻R0所替换的电阻为R2;
因R1=10Ω,R2=8Ω,则用R0替换R1或R2后,串联电路的总电阻一定大于8Ω,电源电压为9V,则根据欧姆定律计算可知,替换任何一个电阻后电路中的电流不可能达到3A,所以图中电流表选用的是小量程,此时电流表的示数为0.6A,
此时电路的总电阻为:R总′===15Ω,
电阻R0的阻值为:R0=R总′﹣R1=15Ω﹣10Ω=5Ω。
故答案为:R2;5。
21.(2021秋•南宁期末)如图甲所示的电路,闭合开关S,先将滑动变阻器R1滑片P从最右端移动到最左端,图乙是这一过程中电流表和电压表V1示数的关系图象,该电源电压为 12 V;保持滑片P位置不动,在对热敏电阻R2加热时,小灯泡逐渐变亮直至正常发光,此时电压表V2示数为1V,图丙是这一过程中电流表示数随热敏电阻R2阻值变化的关系图象。分析可知:该热敏电阻的阻值随着温度升高将 变小 (选填“变大”、“不变”或“变小”),小灯泡正常发光时的电阻为 12 Ω。
【答案】12;变小;12。
【解答】解:闭合开关,灯泡和两电阻串联接入电路,电压表V1测热敏电阻、灯泡和滑动变阻器左端的电压,电压表V2测热敏电阻两端的电压,将变阻器滑片P从最右端移动到最左端,由图乙可知当滑片在最右端时,电压表V1测电源电压,其示数为12V,即电源电压为12V;
在不损坏元件的条件下对热敏电阻加热,小灯泡逐渐变亮,直至正常发光,故通过电路的电流变大,由欧姆定律可知此时电路电阻变小,所以随着温度的升高该热敏电阻的阻值将变小;
由图乙可知当滑片在最左端时,电压表V1的示数为9V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,此时滑动变阻器两端的电压为:U1=U﹣U2=12V﹣9V=3V,
由乙图可知通过电路的电流为0.3A,此时滑动变阻器的电阻:R1===10Ω,
由丙图可知灯泡正常发光时通过电路的电流为0.5A,此时滑动变阻器两端的电压:UH′=I′RH=0.5A×10Ω=5V,
此时电压表V2示数为1V,则灯泡的额定电压为:UL=U﹣UR′﹣UH′=12V﹣1V﹣5V=6V,
由欧姆定律可得灯泡正常发光的电阻:RL===12Ω。
故答案为:12;变小;12。
22.(2021秋•北仑区校级期末)2n+1个阻值均为R的电阻通过导线首尾连成一圆环,相邻的两个电阻之间均可引出一接线柱,从而构成一变阻器,则利用该变阻器可获得不同阻值的个数为 n 个;最大阻值为 = 。
【答案】n;=。
【解答】解:该变阻器可以得到的电路是一个电阻与2n个电阻并联、两个电阻与2n﹣1个电阻并联、…n个电阻与n+1个电阻并联,依此类推又为n个电阻与n+1个电阻并联、…两个电阻与2n﹣1个电阻并联、一个电阻与2n个电阻并联与前面重复,因此利用该变阻器可获得不同阻值的个数为n个;
当n个电阻与n+1个电阻并联时,阻值最大,即=。
故答案为:n;=。
三.解答题(本题共8小题,共56分)
23.(3分)(2021秋•紫阳县期末)如图所示,画出滑轮组最省力的绕法。
【解答】解:对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,可绕线方法有两股和三股两种,两种方法都达到了省力的目的,但拉力的方向不同,有三股绕线的方法拉力方向向上;有两股绕线的方法拉力方向向下,在不计滑轮自重及摩擦的情况下,动滑轮和重物由几股绳子承担,拉力就是滑轮组提升物重的几分之一。由此可知绳子股数越多越省力,根据题意滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多,即三股绕线的方法。
具体图形如下:
24.(3分)(2021秋•绵竹市期末)根据图1所示的实物连接图,在图2的框中画出电路图。
【解答】解:由实物图可知,两灯串联,电流表测电路中的电流,电压表测L1的电压;
从电源正极开始依次画出电流表、灯泡L1、开关、灯泡L2,然后回到电源负极,再把电压表并联在电流表、灯泡L1和开关的两端;如图所示:
25.(10分)(2022春•卧龙区期末)为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景;图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放然后分别撞击到放在是同一水平面上的同一木块,木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景。
(1)实验中所探究的“物体的动能“是指 小球 (填“小球”或“木块”)的动能。
(2)若探究动能大小与质量的关系,每次实验时,都要将小球从斜面的 同一高度 由静止释放,其目的是 控制小球到达水平面时速度相同 。
(3)小球动能的大小是通过 木块被推动的距离 来反映的。
(4)该实验在操作时很难操控的是 铁球撞击木块时,使木块沿与木板长边平行的方向直线运动 。
(5)若要探究动能大小与速度的关系,应选择图 乙 实验(填:“甲”或“乙”)进行试验。木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力 不变 (填“变大”“变小”或“不变”),克服摩擦力做功的功率 变小 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(6)本实验装置的水平面如果绝对光滑,还能得出结论吗? 不能 原因是 木块做匀速直线运动 。
【答案】(1)小球;(2)同一高度;控制小球到达水平面时速度相同;(3)木块被推动的距离;(4)铁球撞击木块时,使木块沿与木板长边平行的方向直线运动;(5)乙;不变;变小;(6)不能;木块做匀速直线运动。
【解答】解:
(1)在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中,“物体动能”指的是小球刚滚到水平面时的动能;
(2)要研究铁球的动能大小与质量的关系,需要从斜面同一高度由静止释放小球,的目的是控制小球到达水平面速度相同;
(3)该实验是通过铁球与木块共同移动的距离来表示小球具有的能量大小,用到了转换法;
(3)该实验在操作时很难做到的是铁球撞击木块时,使木块沿与木板长边平行的方向直线运动;
(5)若要探究动能大小与速度的关系,控制物体的质量不变,改变物体的速度,应选择图乙图进行实验,木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力是滑动摩擦力,与压力大小和接触面粗糙程度有关,二者不变,滑动摩擦力不变;克服摩擦力做功的功率P=fv可知,滑动摩擦力f不变,速度减小,木块在水平面上滑动时,克服摩擦力做功的功率变小;
(6)如果水平面绝对光滑,小球推木块运动时,木块不受摩擦力,由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去;木块通过的距离无法确定,做功的多少也无法确定,所以小球动能的大小就无法比较。
故答案为:(1)小球;(2)同一高度;控制小球到达水平面时速度相同;(3)木块被推动的距离;(4)铁球撞击木块时,使木块沿与木板长边平行的方向直线运动;(5)乙;不变;变小;(6)不能;木块做匀速直线运动。
26.(6分)(2021秋•公安县期末)小慧在“探究通过导体中电流与电阻的关系”的实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
(1)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R 断路 (选填“短路”或“断路”)。
(2)连接好电路后,如果将电流表和电压表在电路中位置交换,则闭合开关后,会发现两表中只有 电压 (选填“电流”或“电压”)表有明显的示数。
(3)图乙是小慧根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,其中阴影面积的物理意义是 定值电阻两端的电压 ,其数值为 2.5V ;当R的电阻由10Ω更换为5Ω时,为使R两端的电压保持不变,滑动变阻器的滑片应向 右 (选填“左”或“右”)端滑动。
(4)实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器的最大电阻为50Ω,为了利用以上所有的定值电阻正确完成五次实验,应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持 1.5 V不变。
【答案】(1)断路;(2)电压;(3)定值电阻两端的电压;2.5V;右;(4)1.5。
【解答】解:(1)连接好电路,闭合开关,电流表几乎无示数,电路可能断路,发现电压表示数接近于电源电压,则电压表与电源连通,则故障为定值电阻R断路;
(2)连接好电路后,如果将电流表和电压表在电路中位置交换,电压表串联在电路中测电源电压,因电压表内阻很大,电流表没有示数,则闭合开关后,会发现两表中只有电压表有示数;
(3)①根据绘制的电流I随电阻R变化的图象,其中阴影面积是电流与电阻的乘积,即定值电阻两端的电压;
②由实验数据可知,当R=5Ω时,电路电流I=0.5A,定值电阻两端的电压U=IR=0.5A×5Ω=2.5V;
③根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动;
(4)设控制定值电阻两端的电压至少保持UV,由串联电路的规律和分压原理得:,当定值电阻最大时,对应的变阻器连入电路最大,电压表示数最小,
即,解得:UV=1.5V。
故答案为:(1)断路;(2)电压;(3)定值电阻两端的电压;2.5V;右;(4)1.5。
27.(8分)(2022春•鞍山期末)如图所示的滑轮组,不计绳重和摩擦,工人的重为600N,绳子能承受的最大拉力F1为1000N。当工人匀速提升重为800N的货物A时,工人所用的拉力F2为500N,货物在50s内被匀速提升2m。(取g=10N/kg)求:
(1)拉力F2做功的功率。
(2)滑轮组最大的机械效率(结果保留一位小数)。
【解答】解:(1)物重由2段绳子承担,s=2h=2×2m=4m,拉力F2=500N,
拉力做的功W=F2s=500N×4m=2000J,
t=50s,
拉力F2做功的功率:P===40W,
(2)不计绳重和摩擦,拉力:,
动滑轮的重力G动=2F2﹣G=2×500N﹣800N=200N,
不计绳重和摩擦时,使用滑轮组所做的额外功只有提升动滑轮做的功;额外功一定时,提升的物体越重,有用功越多,机械效率越高。
工人的重为600N,绳子能承受的最大拉力F1为1000N,那么绳重自由端的最大拉力F=G人=600N,
提升的物体的最大的重力G'=2F﹣G动=2×600N﹣200N=1000N,
此时滑轮组的机械效率最大,η=====83.3%。
答:(1)拉力F2做功的功率为40W;
(2)滑轮组最大的机械效率为83.3%。
28.(10分)(2022春•天山区校级期末)一个重40N、底面积为2.0×10﹣2m2的金属块B静止在水平面上,如图甲所示。现有一边长为lA=0.2m的立方体物块A,放于底面积为0.16m2的圆柱形盛水容器中,把B轻放于A上,静止后A恰好浸没入水中,如图乙所示。(已知水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,A的密度ρ=0.5×103kg/m3)求:
(1)B对水平面的压强;
(2)把B从A上取走后(如图丙所示),水对容器底部压强的变化量;
(3)把B从A上取走,水的重力做功多少。
【解答】解:(1)B对水平面的压力F=GB=40N,则B对水平面的压强p==2×103Pa;
(2)取走B后,A漂浮,则有浮力F浮=G,即ρ水gV排=ρAgVA,则V排==4×10﹣3m3,说明排开水体积的变化刚好是A物体体积的一半;
则水深度的变化Δh==2.5×10﹣2m;
水对容器底部压强的变化量Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5×10﹣2m=250Pa;
(3)设A上升的高度为a,由乙到丙图中的几何关系有:a++Δh=lA,求得a=0.2m﹣0.1m﹣0.025m=0.075m;
下降的水可等效为物块A上升部分的体积,则这部分水的质量:
m=ρ水=1.0×103kg/m3×(0.2m)2×0.075m=3kg;
重心下降的高度h′==0.15m;
则水的重力做功W=Gh′=mgh′=3kg×10N/kg×0.15m=4.5J。
答:(1)B对水平面的压强为2×103Pa;
(2)取走B后,水对容器底部压强的变化量为250Pa;
(3)取走B后,水的重力做功为4.5J。
29.(11分)(2021秋•城阳区校级期末)随着社会的发展和科技的进步,电路元件在各行各业得到广泛的应用,热敏电阻就是其中之一,热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电路中电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“400Ω 0.3A”字样。Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示,电源电压保持不变。请完成下列小题:
(1)热敏电阻的阻值随温度的升高而 减小 ;
(2)将此电路放入温度为30℃的环境中,闭合开关S,调节滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻R=300Ω,此时电流表的读数为0.01A,求电源电压;
(3)若环境温度为40℃时,要保证电流表的安全,求滑动变阻器的可以调节的阻值范围。
【解答】解:(1)由图象可知:热敏电阻的阻值随温度的升高而减小;
(2)由电路图可知,滑动变阻器与热敏电阻串联,电流表测电路电流,
由图乙所示图象可知,温度为30℃时,热敏电阻的阻值为300Ω,
由电阻的串联和欧姆定律可知,电源电压:
U=I(Rt+R)=0.01A×(300Ω+300Ω)=6V;
(3)由图乙所示图象可知,温度为40℃时,热敏电阻的阻值为200Ω,
电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“400Ω 0.3A”字样,则为了保证电路的安全,电路中的最大电流为0.02A,
由I=可知,电路的最小总电阻:R总小===300Ω,
滑动变阻器的最小阻值:R滑最小=R总小﹣Rt′=300Ω﹣200Ω=100Ω,
变阻器接入电路的阻值最大为400Ω时,电路中电流最小,电流表是安全的;
则滑动变阻器阻值的变化范围为100Ω~400Ω。
答:(1)减小;
(2)电源电压为6V;
(3)滑动变阻器的可以调节的阻值范围是100Ω~400Ω;
30.(5分)(2021秋•东台市期末)阅读短文,回答问题
酒精检测仪
酒精检测仪具有灵敏度高、电路简单、使用方便、稳定性好等优点,它可以作为交通警察执法的检测工具,用来检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少程度。图甲为某酒精检测仪,其简化电路如图乙所示,电源电压U=3V,R2为酒精传感器,R1为100Ω定值电阻。酒精气体传感器是酒精检测仪的关键部件。酒精气体传感器中的氧化物暴露在大气中时,由于氧气的吸附,使其内部的电子数量减少,电阻增大。如果大气中存在某种特定的还原性气体(如酒精气体),与吸附的氧气反应,导致氧化物电阻减小,从而引起检测仪表示数发生变化。
工作时,酒精传感器R2的阻值与周围气体中酒精浓度C1的关系如下表所示,检测仪将R1两端电压转换为呼出气体中酒精浓度C1显示在屏幕上。
浓度C1/(mg•L﹣1)
0.06
0.09
0.10
0.15
0.21
0.30
0.36
0.40
0.45
R2/(Ω)
200
160
150
115
90
69
60
56
53
通常,气体酒精浓度C1与血液酒精浓度C2的关系为:C2=2000C1,国家规定,当20mg/100mL≤C2<80mg/100mL时属于饮酒驾车,当C2≥80mg/100mL时属于醉酒驾车。
(1)酒精检测仪可以把气体浓度信号转换为 电 信号输出。
(2)当氧化物周围存在酒精气体时,会使氧化物内部的电子数 增加 (增加/减少)。
(3)若长时间使用后电池电压下降会导致所测量的酒精浓度 偏小 (偏大/偏小)。
(4)某次检测时,警察判定某司机属于饮酒驾驶,则R1两端的电压可能是 B 。
A.1V B.1.5V C.2V D.2.5V
(5)结合表中数据及题中相关参数分析,R1两端电压U1与酒精气体浓度的关系图像,合理的是 D 。
【答案】(1)电;(2)增加;(3)偏小;(4)B;(5)D。
【解答】解:(1)酒精检测仪将气体浓度对电阻的影响转换为电压表示数显示,故是把气体浓度信号转换为电信号输出
(2)根据题意可知酒精气体传感器中的氧化物内部的电子数量减少,其电阻增大,故当氧化物周围存在酒精气体时,与吸附的氧气反应,导致氧化物电阻减小,此时会使氧化物内部的电子数增加;
(3)根据表格数据可知,当R2减小时,酒精浓度在增加,又R2减小时,其两端分得的电压减小,根据串联电路分压原理可知R1两端分得的电压增大,则R1两端电压增加即电压表示数增大时,表明酒精浓度在增加,故当电池电压下降时,并且R1不变,由I=可知,电路中的电流变小,R1两端的电压减小,电压表示数显示减小,因此所测量的酒精浓度偏小;
(4)根据题意,国家规定,当20mg/100mL≤C2<80mg/100mL时属于饮酒驾车;
当C2≥20mg/100mL时,因为C2=2000C1
所以C1≥==0.01mg/100mL=;
根据表格数据可知,当C1=0.1mg/L时,R2=150Ω,又R1=100Ω,则此时电压表示数为
×100Ω=1.2V;
当C2<80mg/100mL时,因为C2=2000C1
所以C1<==0.04mg/100mL=;
根据表格数据可知,当C1=0.4mg/L时,R2′=150Ω,又R1=100Ω,则此时电压表示数为
×100Ω=1.92V;
所以电压表的示数范围为1.2V~1.92V之间,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选:B。
(5)根据题意C1增大时,R2减小的幅度变慢,总电阻增加得变慢,则电路中的电流增加得变慢,R1不变,根据欧姆定律可知则电压表示数增加得也变慢,故AB不符合题意,D符合题意;
当C1为0时,电压表测R1两端的电压不会为0,故C不符合题意。
故选:D。
故答案为:(1)电;(2)增加;(3)偏小;(4)B;(5)D。
相关试卷
这是一份【期末复习】2022-2023学年初三物理上册综合训练(作图题),共23页。试卷主要包含了13章等内容,欢迎下载使用。
这是一份【期末复习】2022-2023学年初三物理上册综合训练(实验题),共51页。
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