2023年江苏省南京市玄武区中考物理二模试卷
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1. 关于能源与可持续发展,下列说法正确的是( )
A. 风能、水能、太阳能等清洁能源可以转化为电能
B. 石油、天然气、煤炭等都属于可再生能源
C. 核电站使用过的核废料无放射性,不会污染环境
D. 地热能、风能、潮汐能都是来自于太阳的能量
2. 下列四幅图中的物态变化,需要吸热的是( )
A. 高压锅喷出的“白气”
B. 干冰逐渐变小
C. 草叶上的露珠
D. 铁丝网上的白霜
3. 下列图片所反映的情景与描述不相符的是( )
A. 甲图中,给气球打气,球上的小塑料粒互相远离,用来模拟宇宙在膨胀
B. 乙图中,剪断细线,小球竖直下落,说明重力方向竖直向下
C. 丙图中,为了使金属盘底有更多水珠形成,可在盘内加入适量开水
D. 丁图中,用导线的一端断续触碰旧电池的一极,听到“咔咔”声,可验证电磁波的存在
4. 南京文化底蕴深厚。下列与南京有关的古诗句中涉及的物理现象解释正确的是( )
①“满目荷花千万顷”,“满目荷花”——荷花反射光线进入人眼
②“千寻铁锁沉江底”,“锁沉江底”——铁锁受到浮力大于重力
③“六朝如梦鸟空啼”,“鸟空啼”——鸟的鸣膜振动发声
④“风吹柳花满店香”,“满店香”——分子无规则运动
A. ①②④ B. ①②③ C. ②③④ D. ①③④
5. 关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A. 电子的发现,说明原子核是可分的
B. 汤姆生建立的原子核式结构模型认为电子围绕原子核高速转动
C. 丝绸与玻璃棒摩擦,丝绸因得到电子而带负电
D. 地心说认为地球绕太阳运行,太阳是宇宙的中心
6. 如图所示,利用水透镜探究凸透镜成像规律,在光屏上恰好成清晰的像,下列说法正确的是( )
A. 水透镜的焦距范围为10cm∼25cm
B. 透镜注水后,仅右移光屏,能在屏上成清晰的像,可模拟远视眼的成因
C. 实验过程中,光屏上的像将缓慢向下移动
D. 向透镜外抽水后,在水透镜左侧放合适凸透镜能在屏上成清晰的像,可模拟远视眼的矫正
7. 如图所示,水平面AC由粗糙程度相同的铁面AB和铜面BC拼接而成,AB=BC。磁铁M在水平拉力作用下从A到C做匀速直线运动,M在AB和BC段运动的时间分别为t1、t2,拉力做的功分别为W1、W2。则( )
A. t1=t2 W1=W2 B. t1
A.
B.
C.
D.
9. 如图所示,将轻质弹簧竖直固定于地面,上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端,再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放,小球将竖直向上运动并脱离弹簧,则小球( )
A. 在A点时受到弹簧的弹力是由于小球发生形变产生的
B. 从A点向上运动过程中,动能先增大后减小
C. 从A点运动到O点过程中,弹簧的弹性势能仅转化为小球的重力势能
D. 到达最高点时处于平衡状态
10. 某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R2为定值电阻,R1为光敏电阻,其阻值与光照强度大小成反比。激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次(计数器可视为电压表)。闭合开关,激光被遮挡瞬间,下列说法正确的是( )
A. 电阻R1的阻值变小 B. 通过R2的电流变大
C. 电阻R1两端的电压变大 D. 电阻R2消耗的功率变大
11. 盛有甲、乙两种液体的相同烧杯放在水平桌面上。将两个完全相同的物体A、B放入杯中,静止时如图所示,液面刚好相平。A、B所受浮力分别为F浮A和F浮B,液体对烧杯底部的压强分别为p甲和p乙,桌面受到压强分别为p甲'和p乙'。则( )
A. F浮A=F浮B,p甲
p乙'
B. F浮A=F浮B,p甲>p乙,p甲'>p乙'
C. F浮A
A. U=3V B. I1=0.45A C. R1=40Ω D. P=1.8W
13. 写出以下三种仪器的读数。
(1)图甲中,该物体长度为______ cm。
(2)图乙中,此时秒表的示数为______ s。
(3)图丙中,电能表示数为______ kW⋅h,为保证安全,使用该电能表的电路最大总功率不能超过______ W。
14. 汽车涉及很多物理知识。
(1)车上安装了“北斗卫星导航”,它是通过______ 来传递信息的。
(2)四冲程汽油机的______ 冲程的能量转化与图甲相同,该冲程中______ 能转化为______ 能。
(3)如图乙,加装了尾翼(气流偏导器,截面如图丙所示),汽车在高速行驶过程中对路面的压力增大,这是由于尾翼上方空气流速较______ (填“大”或“小”)。
15. 小明参加中考体检时,了解到医疗设备中蕴含丰富物理知识。
(1)图甲是红外线医疗烤灯,主要利用红外线______ 效应显著的特点;将烤灯的三线插头插入插座中,烤灯工作时,其金属外壳也与______ 线相连。
(2)医用氧气瓶中的氧是通过______ 方法储存的。
(3)图乙(B超图像)、图丙(X光图像)是医院中两种常见的成像诊断方式,其成像原理______ (填“相同”或“不同”)
16. 如图所示是某款咖啡的制作过程,在装有咖啡粉的铜壶中放入冷水,然后将铜壶放到滚烫的沙子上,待水沸腾后得到一杯浓郁的咖啡。铜壶内的水是通过______ 的方式增大内能的,选择铜作为材质,可使咖啡快速沸腾,是利用铜的______ 好。在标准大气压下,若改用酒精灯将壶中100g,初温为10℃的水加热至沸腾,水需要吸收热量为______ J,若此过程中消耗酒精4.2g,则热效率为______ %。[c水=4.2×103J/(kg⋅℃),q酒精=3×107J/kg]
17. 工人用如图所示滑轮组提升重物。物重G=900N,拉力F=400N,不计绳重和摩擦,重物匀速提升2m。此过程中,拉力F做功______ J,滑轮组的机械效率为______ %;若将该滑轮组的机械效率提高5%,需要用此滑轮组提升______ N的重物。
18. 如图所示,电源电压不变,灯泡L上标有“6V 3W”字样,忽略灯泡电阻变化,R0=8Ω。当只闭合S、S2时,移动滑动变阻器的滑片P至距a端14处,灯泡刚好正常发光;当只闭合S、S1时,保持滑动变阻器滑片不变,电流表示数变化了0.1A。则电源电压为______ V,滑动变阻器最大阻值Rb=______ Ω;只闭合S、S2,变阻器R的电功率和电路总功率的最大比值为______ 。
19. 如图甲可测量水流对物体的冲击力,电源电压恒为3V,电流表量程为0∼0.6A,电阻丝MN长10cm、阻值为10Ω,其阻值与长度成正比;水平光滑杆AB上套有弹簧、滑块,弹簧每受到1N的拉力伸长1cm;弹簧左端固定,右端连接滑块,滑块与滑片P、物体Q通过竖直硬杆相连,滑片P与电阻丝接触良好。水流冲击力为零时,P与M端接触,电流表刚好满偏,此时电阻R0消耗的电功率为______ W;当电流表示数为0.3A时,水流的冲击力为______ N;小明设计了如图乙所示的电路,电压表接“0∼3V”的量程,若把电压表的刻度盘改装成能直接读出水流冲击力的“冲力表”,则该“冲力表”的分度值为______ N。
20. 如图,画出反射光线OB对应的入射光线并标出折射角γ。
21. 小琪站在电动扶梯的水平台阶上,随着扶梯匀速向上运动,请在图中画出小琪的受力示意图。(O点为小琪的重心)
22. 如图,将图中电磁铁、滑动变阻器接入电路,使开关闭合后电磁铁与条形磁铁相互吸引,且滑片P向右移动时吸引力变小。
23. 用图甲所示的实验装置做“观察水的沸腾”实验。
(1)某时刻温度计的示数如图甲所示,此时的水温为______ ℃;______ (填“乙”或“丙”)图表示水沸腾前的情况;
(2)图丁为用相同装置加热a、b两杯水得到的温度与时间的关系图像,则两杯水质量的大小关系为ma______ mb;实验时气压______ (填“大于”、“小于”或“等于”)标准大气压。
24. 用鸡蛋做以下实验。
(1)如图甲,将鸡蛋放进茶叶水中煮较长时间,剥开发现蛋白变色,这是______ 现象;
(2)如图乙,用尺子快速水平击打杯口的硬纸片,鸡蛋由于______ 未随纸片飞出,最终落入杯内是因为受到______ 的作用;
(3)如图丙,在瓶中放入点燃的酒精棉,用剥壳的熟鸡蛋堵住瓶口,过了一会儿发现鸡蛋在______ 的作用下进入瓶中;
(4)如图丁,鸡蛋放在泡沫板的凹槽内,脚穿软底鞋站在鸡蛋上,鸡蛋并没有破裂,这是通过______ 减小对鸡蛋的压强。
25. 用图甲所示的实验装置做“探究平面镜成像特点”实验。
(1)选择两支完全相同的蜡烛目的是______ ;
(2)在蜡烛B位置放光屏,光屏上不能呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是______ 像;
(3)如图乙,将平面镜在竖直平面内绕M点逆时针转过一定的角度,则蜡烛A所成像______ (填字母);
A.逆时针转过一定的角度
B.位置保持不变
C.反方向转过相同的角度
(4)如图丙,将玻璃板与水平桌面成45∘角固定,让蜡烛水平向右做直线运动,将看到蜡烛的像______ (填“水平向右”、“水平向左”、“竖直向上”或“竖直向下”)运动。
26. 如图所示,用甲、乙、丙三套装置完成实验。
实验一:探究不同物质吸热升温的现象;实验二:比较不同燃料燃烧放出的热量;三种供选择的液体分别用a、b、c表示,三种燃料分别用1、2、3表示。
(1)实验一是通过比较______ 反映液体吸收热量的多少;
(2)为了能完成两个实验,对图中器材进行以下几种调整,其中可行的是______ (填字母);
A.将甲图中的燃料换成3
B.将乙图中的液体换成a
C.将乙图中的液体换成c
D.将丙图中的燃料换成3
(3)在实验一中根据所测数据画出如图丁图像(不计热量的损失),则由此可知,实验一中①、②两种物质的比热容之比为______ 。
27. 某实验小组“探究影响浮力大小的因素”实验。
(1)分析B、C可知,浮力的大小与______ 有关;由甲实验可知,酒精的密度为______ kg/m3;
(2)如图乙所示,小明用粗细均匀的吸管制成简易密度计,放到水和另一液体中,测得浸入水和另一液体中的长度分别为H和h,已知水的密度为ρ水,则ρ液=______ (用字母表示);
(3)小华根据液体密度ρ与浸入液体中的长度h的对应关系作出ρ-h图像,如图丙所示。据此分析,这种简易密度计的刻度线分布是不均匀的,且密度值越大,相邻刻度线之间的距离越______ (填“大”或“小”)。
28. 如图甲所示“探究电流与电阻的关系”实验。
(1)图甲中有一根导线接错了,在错的那根导线上画“×”,并画出正确的电路连接;
(2)排除故障后,小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,接下来的操作是,调节滑动变阻器滑片,______ ;多次实验的数据记录在下表中,分析数据可得出结论______ ;
实验序号
①
②
③
④
电阻R/Ω
5
10
20
25
电流I/A
0.40
0.20
0.10
0.08
(3)小明将定值电阻换成小灯泡L1,测出了几组电流和电压值,并绘制了L1的U-I图像如图乙所示,该图像不是直线的原因是______ ;
(4)小华想测量额定电流为I0的灯泡L2正常发光时的电阻大小,利用灯泡L1和绘制的乙图,设计了如图丙所示的电路(电源电压为U)。请将她的实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将开关S0接1、调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为______ ,此时L2正常发光;
②将开关S0由1改接到2,滑动变阻器的滑片P ______ ,若此时电流表的示数为I1(I1小于灯泡L1的额定电流);
③灯泡L2正常发光时的电阻RL2=______ (用字母表示)。
29. 我国从远古时代就开始利用浮力了。据考古工作者发现,在距今7500年前的新石器时期,我国古代劳动人民就制造出了独木舟,如下图所示。该独木舟外形可看成一个长方体,它长2m、宽0.6m、高40cm,质量为60kg。求:
(1)独木舟放在水平地面上时对地面的压强;
(2)独木舟能承载的最大货物的质量。
30. 为模仿“钢梁承重后的下垂量h”的测试,兴趣小组用钢尺模拟桥梁,图甲是“钢尺承重后的下垂量h”测试仪,图乙是其原理图;已知压力F与下垂量h关系为F=hk,k=1×10⁻3m/N。电源电压不变,当电压表的示数为4V时,电流表示数为0.4A;当压力F1=32N时,电路中的电流为I1,此时R的功率为P1;当压力F2=40N时,电路中的电流为I2;且I1与I2相差0.1A。压敏电阻R与压力F的关系如图丙所示,忽略传感器与钢尺自重产生的影响。求:
(1)R0的阻值;
(2)R的功率P1;
(3)当电流表示数为0.48A时,钢尺的下垂量是______ cm。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:A、风能、水能、太阳能等清洁能源可以转化为电能,故A正确;
B、石油、天然气、煤炭等都属于不可再生能源,故B错误;
C、核电站是利用原子核裂变时释放的核能来发电的,核废料有放射性,会污染环境,故C错误;
D、核能和地热能来自于地球内部,潮汐能是月球与地球共同作用形成的,不是来自太阳,故D错误。
故选:A。
(1)能够从自然界源源不断获得或可重复利用的能源是可再生能源;不能够从自然界源源不断获得或不可重复利用的能源是不可再生能源;
(2)核电站是利用原子核裂变时释放的核能来发电的;
(3)地球上除核能、地热能和潮汐能以外,几乎所有能源都直接或间接来自太阳。
本题考查了能源的分类、能源的利用和能量守恒定律,属于基础知识,要注意识记和区分。
2.【答案】B
【解析】解:A、白气是水蒸气液化形成的小水滴,液化需要放热,故A不符合题意;
B、干冰逐渐变小,属于升华吸热,故B符合题意;
C、露是由地面附近的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,液化需要放热,故C不符合题意;
D、霜是空气中的水蒸气凝华形成的,凝华需要放出热量,故D不符合题意。
故选:B。
物质从固态变为液态是熔化过程,熔化吸热;物质从液体变为固态是凝固过程,凝固放热;物质从气态变为液态是液化过程,液化放热;物质从液态变为气态是汽化过程,汽化吸热;物质从固态直接变为气态是升华过程,升华吸热;物质从气态直接变为固态是凝华过程,凝华放热。
本题首先判断现在和原来的状态,根据物态变化定义判断该现象属于哪种物态变化,属于放出热量还是吸收热量。
3.【答案】C
【解析】解:A、为了形象地说明宇宙大爆炸,将一个粘有小塑料粒的气球看成宇宙,小塑料粒看成是宇宙中的天体,气球膨胀时,任意两颗小塑料粒之间的距离都在变大,表示宇宙中的天体在相互远离,它提供了宇宙处于不断膨胀状态的证据,故A正确;
B、由于重力的方向是竖直向下的,所以剪断细线,小球竖直下落,故B正确;
C、金属盘底部会出现水滴,是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,液化需要放热。要使水滴更多,可以降低温度,使水蒸气更容易液化,在盘内加入适量开水,不会降低温度,故C错误;
D、收音机发出“咔咔”声,说明收音机收到了电磁波信号,故这一实验现象验证了电磁波的存在,故D正确。
故选:C。
(1)“宇宙大爆炸”是根据天文观测研究后得到的一种设想,大约在150亿年前,宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸,大爆炸以后,物质开始向外膨胀,就形成了今天我们看到的宇宙;
(2)重力的方向总是竖直向下的;
(3)金属盘底部会出现水滴,是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,液化需要放热。要使水滴更多,可以降低温度;
(4)变化的电流能够产生电磁波。
本题考查了多个知识点,虽难度不大,却是中考的热点。
4.【答案】D
【解析】解:①能够看到荷花是因为荷花反射的光线进入眼睛,故①正确;
②“锁沉江底”是因为铁锁受到浮力小于重力,故②错误;
③声音是鸟的由鸣膜振动产生的,故③正确;
④“满店香”是因为香气分子在做无规则运动引起的,故④正确。
所以②错误,①③④正确,所以D正确。
故选:D。
(1)人眼能够看到发光的物体即光源,是因为它发出的光进入人的眼中,引起视觉;人眼能够看到不发光的物体,是因为它反射光源的光进入眼中,引起视觉;
(2)根据物体的浮沉条件判断;
(3)声音是由我振动产生的;
(4)分子在永不停息地做无规则运动。
本题考查声现象、物体的浮沉条件、分子的无规则运动,是综合性题目,难度不大。
5.【答案】C
【解析】解:A、电子的发现,说明原子是可分的,故A错误;
B、汤姆生发现了电子,卢瑟福建立了原子的核式结构模型,故B错误;
C、玻璃棒跟丝绸摩擦,由于玻璃棒束缚电子的能量弱,一些电子转移到丝绸上,玻璃棒因失去电子而带正电;丝绸因得到电子而带等量负电,故C正确;
D、太阳是恒星,它不是银河系的中心,故D错误。
故选:C。
(1)汤姆生发现电子,说明原子核是可分的;
(2)原子核式结构模型是卢瑟福提出的;
(3)丝绸与玻璃棒摩擦,玻璃棒带正电,丝绸带负电;摩擦起电的实质是电荷的转移,失去电子的带正电,得到电子的带负电;
(4)太阳不是银河系的中心。
本题考查了分子组成、分子间作用力、摩擦起电等相关知识,属于基础知识的考查,比较简单。
6.【答案】D
【解析】解:A、由图可知,此时物距大于像距,凸透镜成倒立缩小的实像;此时物距u=50.0cm,50.0cm>2f,像距v=20.0cm,f<20.0cm<2f,解得10.0cm
C、实验过程中,蜡烛变短,根据经过光心的光线的传播方向不变可知,像将向上移动,故C错误;
D、向透镜外抽水后,凸透镜的焦距变大,会聚能量减弱,在水透镜左侧放合适凸透镜能在屏上成清晰的像,可模拟远视眼的矫正,故D正确。
故选:D。
(1)凸透镜成像时,u>2f,f
(3)经过光心的光线的传播方向不变。
本题考查了凸透镜成像规律的应用、远视眼的矫正,属于基础题。
7.【答案】C
【解析】解:(1)磁铁M在水平拉力作用下从A到C做匀速直线运动,且AB=BC,
根据v=st可知,磁铁在AB和CD面运动时间相等,即t1=t2;
(2)因为AB为铁面,对磁铁有吸引力,而CD为铜面,对磁铁没有吸引力,所以磁铁对AB的压力大于CD,
又因为铁面AB和铜面BC的粗糙程度相同,所以磁铁在AB面受到的摩擦力较大。
磁铁M在水平拉力作用下从A到C做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,
所以磁铁在AB面受到的拉力较大,
又因为AB=CD,
所以,根据W=Fs可知,拉力在AB面做的功较大,即W1>W2。
综上分析可知,选项C正确。
故选:C。
(1)根据速度公式比较磁铁在AB和CD面所用时间的大小;
(2)根据磁铁的性质,利用摩擦力大小的影响因素判断磁铁在AB和CD面受到的摩擦力大小,然后根据二力平衡条件得出磁铁在AB和CD面受到的拉力大小,再根据W=Fs可比较拉力在AB和CD面做功的大小。
本题考查速度公式的应用、功的大小比较,根据磁铁的性质,利用摩擦力大小的影响因素得出磁铁在AB和CD面受到的摩擦力大小是关键。
8.【答案】C
【解析】解:由题知,无线充电时送电线圈主要是产生磁场,其原理是通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应;
A.图中无电源,但有线圈、磁铁,这是发电机的原理图,发电机的原理是电磁感应现象,即闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流,故A不符合题意;
B.图中有电源,是通电导体在磁场中受到力的作用,不是电流的磁效应,故B不符合题意;
C.图中是奥斯特实验,其原理是通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应,故C符合题意;
D.图中是电动机的原理图,是通电导体在磁场中受到力的作用,故D不符合题意。
故选:C。
由题知,无线充电原理是电流流过送电线圈产生磁场,受电线圈靠近该磁场时就会产生电流,给智能手机充电,则可知无线充电时送电线圈主要是产生磁场,故其原理是通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应;分析各图中实验原理进行解答。
本题考查了学生对电磁学中几个实验的掌握情况,知道送电线圈的工作原理是解题的关键。
9.【答案】B
【解析】解:A、在A点时受到弹簧的弹力是由于弹簧发生形变产生的,故A错误;
B、从A点向上运动过程中,可分两个阶段,在小球到达O点前的平衡位置,小球所受合力方向向上,速度不断增大,离开O点前的平衡位置后,其所受合力方向向下,速度不断变小,其速度先增大后减小,故B正确;
C、从A点运动到O点过程中,弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能和动能,故C错误;
D、小球运动至最高点时,只受重力作用,不是平衡状态,故D错误。
故选:B。
(1)物体发生弹性形变后具有弹力;
(2)从A点向上运动运动至O点时,动能最大过程中,分小球到达O点前和离开O点后两个阶段分析讨论;
(3)判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是:减小的转化为增多的;
(4)对小球运动至最高点时进行受力分析即可作出判断。
此题通过一个场景,考查学生对动能和势能的转化与守恒、平衡状态的判断、力与运动的关系等,综合性强,属于中考常考题型。
10.【答案】C
【解析】解:
A、根据电路图可知,两电阻串联,计数器(电压表)测R1的电压,已知光敏电阻的阻值与光照强度大小成反比,所以激光被遮挡瞬间电阻R1的阻值变大,故A错误;
B、电阻R1变大,由串联电阻的规律可知,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,通过R2的电流变小,故B错误;
C、根据U=IR可知,电流变小时,R2两端的电压变小,由于电源电压不变,由串联电路的电压规律可知,则R1两端的电压变大,故C正确;
D、根据P=I2R可知,电阻R2消耗的功率变小,故D错误。
故选:C。
根据电路图可知,两电阻串联,计数器(电压表)测R1的电压,已知光敏电阻的阻值与光照强度大小成反比,据此分析激光被遮挡瞬间电阻R1的阻值变化;由串联电阻的规律和欧姆定律分析电路的电流变化;
根据U=IR确定R2两端电压的变化,由串联电路电压的规律分析计数器两端的电压变化;
根据P=I2R分析电阻R2消耗的功率的变化。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是电路的分析。
11.【答案】B
【解析】解:
由图可知,两个完全相同的物体A、B在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,此时浮力等于重力,所以F浮A=F浮B;
又因为V排A
因为V排A
故选:B。
(1)由图可知,两个完全相同的物体A、B在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,此时浮力等于重力,由此得出两物体所受浮力的大小关系;
(2)因为V排A
(3)静止时甲、乙液面刚好相平,即容器底部的深度相同,根据p=ρgh分析两烧杯底部所受液体的压强大小。
本题考查了液体、固体压强公式及漂浮的特点及阿基米德原理的运用等,是一道综合题,有一定的难度。
12.【答案】B
【解析】解:A、只闭合开关S、S1,滑动变阻器和灯泡串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压,
滑片P位于最右端,此时滑动变阻器接入电路的电阻为0,小灯泡恰好正常发光,电源电压即为灯泡正常工作时电压6V,故A错误;
BC、灯泡L标有“6V0.3A”字样,忽略灯泡电阻变化,灯泡的电阻:RL=UIL=6V0.3A=20Ω,
由乙图可知滑动变阻器接入电路的电阻为R时,通过电路的电流最小,根据欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,电压表量程0∼3V,根据串联分压原理可知电压表示数为3V,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I'=U2R,
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压:U=U2+UL=3V+I'RL,即3V+3VR×20Ω=6V,解得:R=20Ω,
当断开S1,闭合S、S2、S3时,定值电阻和滑动变阻器并联接入电路,电流表测干路电流,
由乙图可知滑动变阻器接入电路的电阻为R时,通过电路的电流最大,通过电路的最大电流为0.6A,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,根据欧姆定律可得干路电流I=UR1+UR,即6VR1+6V20Ω=0.6A,解得:R1=20Ω,
滑动变阻器接入电路的电阻为2R时,通过电路的电流:I1=UR1+U2R=6V20Ω+6V2×20Ω=0.45A,故B正确,C错误;
D、当断开S1闭合S、S2、S3时,定值电阻和滑动变阻器并联接入电路,电流表测干路电流,电路总功率P=UI,电源电压U不变,即当电流表量程达到最大值0.6A时,
电路总功率的最大为P=UI=6V×0.6A=3.6W,故D错误。
故选:B。
(1)只闭合开关S、S1,滑动变阻器和灯泡串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压,滑片P位于最右端,此时滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路为灯泡的简单电路,灯泡两端电压等于电源电压;
(2)(3)根据欧姆定律计算灯泡的电阻,由乙图可知滑动变阻器接入电路的电阻为R时,通过电路的电流最小,根据欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,电压表量程0∼3V,根据串联分压原理可知电压表示数,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流,根据串联电路规律结合欧姆定律可得电源电压,解方程可得R的值,
当断开S1,闭合S、S2、S3时,定值电阻和滑动变阻器并联接入电路,电流表测干路电流,
由乙图可知滑动变阻器接入电路的电阻为R时,通过电路的电流最大为0.6A,
根据并联电路电流规律结合欧姆定律可得干路电流,解方程可得R1的值,关键并联电路电流规律结合欧姆定律计算滑动变阻器接入电路的电阻为2R时通过电路的电流可得I1的值;
(4)电路总功率P=UI,电源电压U不变,电流表测干路电流,即当电流表量程达到最大值时总功率最大。
本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律、电功公式的灵活运用,有难度。
13.【答案】3.00307.52023.64400
【解析】解:(1)该刻度尺的分度值是1mm,此时物体的长度是3.50cm-0.50cm=3.00cm;
(2)图中秒表的分度值是0.1s;小表盘是5min多一点,大表盘是7.5s;所以此时秒表的示数为307.5s。
(3)电能表的示数为2023.6kW⋅h。为保证安全,使用该电能表的电路最大总功率不能超过P=UI=220V×20A=4400W。
故答案为:(1)3.00;(2)307.5;(3)2023.6;4400。
(1)刻度尺读数前要弄清楚它的零刻度、量程和分度值。
(2)秒表读数前要弄清楚它的每大格和每小格表示的时间。
(3)电能表是测量用户在某段时间内消耗电能的仪表,单位是千瓦时,最后一位是小数。
本题主要考查了刻度尺、秒表、电能表的读数;属于基础性题目。
14.【答案】电磁波 做功 内 机械 小
【解析】解:(1)车上安装了“北斗卫星导航”,是通过电磁波来传递信息的;
(2)由图甲知,点火爆炸装置将燃料的化学能转化为内能,再将内能转化为盖子的机械能,这一过程中是化学能转化为内能,内能转化为机械能,与四冲程汽油机的做功冲程相同;
(3)由于气流偏导器上表面平直,下表面凸起,当车高速行驶时,气流偏导器的上方空气流速小,压强大;下方空气流速大,压强小。
故答案为:(1)电磁波;(2)做功;内;机械;(3)小。
(1)汽车的导航系统是通过电磁波来传递信息的;
(2)汽油机的四个冲程中做功冲程内能转化为机械能;
(3)气流偏导器的上方空气流速小,下方空气流速大,根据流体压强与流速的关系可知空气对汽车向下的压强大于向上的压强,由此气体对汽车产生了一个向下的压力,使车更好的“抓”住地面。
本题考查了电磁波的应用、能量转化、压强与流速的关系。
15.【答案】热 地 压缩体积 不同
【解析】解:(1)图甲是红外线医疗烤灯,主要利用红外线热效应显著的特点;将烤灯的三线插头插入插座中,烤灯工作时,其金属外壳也与地线相连。
(2)医用氧气瓶中的氧是通过压缩体积方法储存的。
(3)B超图像是利用超声波传递信息、X光图像是利用电磁波中的X射线传递信息,其成像原理不同。
故答案为:(1)热;地;(2)压缩体积;(3)不同。
(1)红外线的主要特征是热效应,可以用来加热物体;金属外壳必须与地线相连。
(2)气体液化的方式有两种:压缩体积、降低温度。
(3)B超和X光的成像原理不同。
知道红外线、B超、X光的特点及应用;知道气体液化的两种方式。
16.【答案】热传递 导热性 3.78×10⁴30
【解析】解:(1)将咖啡壶放到滚烫的沙上,壶内的水吸收热量,是通过热传递增加壶内水的内能;
(2)选择铜作为材质,可使咖啡快速沸腾,是利用铜的导热性好;
(3)把100g水加热至沸腾需要吸收的热量:
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg⋅℃)×100×10-3kg×(100℃-10℃)=3.78×104J;
酒精完全燃烧释放的热量:Q放=m酒精q酒精=4.2×10-3kg×3×107J/kg=1.26×105J;
酒精灯烧水的热效率:
η=Q吸Q放×100%=3.78×104J1.26×105J×100%=30%。
故答案为:热传递;导热性;3.78×10⁴;30。
(1)做功和热传递是改变物体内能的方式;
(2)铜具有良好的导热性;
(3)根据Q吸=cmΔt计算出水吸收的热量。水吸收的热量和酒精完全燃烧放出热量的比值即为烧水的效率。
本题涉及的知识点较多,是一道基础题,难度不大,平时要注意基础知识的学习与积累。
17.【答案】2400 75 1200
【解析】解:(1)由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,
则绳子自由端移动的距离:s=nh=3×2m=6m,
拉力F做功:W总=Fs=400N×6m=2400J;
(2)拉力做的有用功:W有=Gh=900N×2m=1800J,
滑轮组的机械效率:η=W有W总×100%=1800J2400J×100%=75%;
(3)不计绳重和摩擦,由F=1n(G+G动)可得,动滑轮的重力:G动=nF-G=3×400N-900N=300N,
将该滑轮组的机械效率提高5%时其机械效率η'=80%,设提升重物的重力为G',
因克服重物重力所做功为有用功,克服重物重力和动滑轮重力做的功为总功,
所以,滑轮组的机械效率:η'=W有'W总'×100%=G'h'(G'+G动)h'×100%=G'G'+G动×100%=G'G'+300N×100%=80%,
解得:G'=1200N。
故答案为:2400;75;1200。
(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据s=nh求出绳子自由端移动的距离,利用W=Fs求出拉力F做功;
(2)根据W=Gh求出拉力做的有用功,利用η=W有W总×100%求出滑轮组的机械效率;
(3)不计绳重和摩擦,根据F=1n(G+G动)求出动滑轮的重力,根据题意得出将该滑轮组的机械效率提高5%时其机械效率,设出提升重物的重力,克服重物重力所做功为有用功,克服重物重力和动滑轮重力做的功为总功,根据η=W有W总×100%表示出滑轮组的机械效率即可求出提升重物的重力。
本题考查了做功公式、滑轮组绳子拉力公式和滑轮组机械效率公式的应用等,明确滑轮组绳子的有效股数和有用功、总功是关键。
18.【答案】12480.8
【解析】解:灯泡L上标有“6V 3W”字样,忽略灯泡电阻变化,可将灯泡看成定值电阻,
由P=UI=U2R,可得通过灯L的电流I=PU=3W6V=0.5A,RL=U2P=(6V)23W=12Ω,
当只闭合S、S2时,L和R串联,灯泡正常发光,移动滑动变阻器的滑片P至距a端14处,可得电源电压U=6V+0.5A×R4 ①
当只闭合S、S1时,R0与R串联,保持滑动变阻器滑片不变,电流表示数变化了0.1A,R0阻值小于灯L阻值,此时电路总电阻变小,电流变大为0.5A+0.1A=0.6A,
可得电源电压U=IR=0.6A×(8Ω+R4)②
由①②可得6V+0.5A×R4=0.6A×(8Ω+R4)解得:R=48Ω
将R=48Ω代入①或②式可得U=12V
当只闭合S、S2时,L和R串联,电路中电流相等,由P=UI=I2R可知变阻器R的电功率和电路总功率的比值即为电阻之比,即当变阻器R阻值最大时变阻器R的电功率和电路总功率的比值最大为48Ω:(12Ω+48Ω)=48Ω60Ω=0.8。
故答案为:12;48;0.8。
根据灯泡铭牌“6V 3W”(忽略灯泡电阻变化)可得灯泡的电阻;
当只闭合S、S2时,L和R串联,灯泡正常发光,可列电源电压的等式①;当只闭合S、S1时,R0与R串联,可列电源电压的等式②;
当只闭合S、S2时,L和R串联,电路中电流相等,由P=UI=I2R可知变阻器R的电功率和电路总功率的比值即为电阻之比。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,综合性强。
19.【答案】1.850.5
【解析】解:(1)由图甲可知,定值电阻R0与电阻丝串联,电流表测电路中的电流,P与M端接触时电阻丝接入电路中的电阻为零,电路为R0的简单电路,
因为电流表的量程为0∼0.6A,所以电流表刚好满偏时电路中的电流为0.6A,
此时电阻R0消耗的电功率:P=UI=3V×0.6A=1.8W;
由欧姆定律可知,电阻R0的阻值:R0=UI=3V0.6A=5Ω,
当电流表示数为0.3A时,电路中的总电阻:R总=UI'=3V0.3A=10Ω,
由串联电路的电阻特点可知,此时电阻丝接入电路的电阻:RP=R总-R0=10Ω-5Ω=5Ω,
由电阻丝MN长10cm、阻值为10Ω,其阻值与长度成正比可知,电阻丝接入电路的长度:LP=5Ω10Ω×10cm=5cm,
由弹簧每受到1N的拉力伸长1cm可知,此时水流的冲击力:F=1N/cm×LP=1N/cm×5cm=5N;
(2)由图乙可知,定值电阻R0与电阻丝串联,电压表测电阻丝左侧电阻两端的电压,
由于电压表在电路中相当于断路,因此电阻丝全部接入电路,
由串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻:R总'=R0+R=5Ω+10Ω=15Ω,
电路中的电流:I'=UR总'=3V15Ω=0.2A,
因为电压表的量程为0∼3V,所以电压表的分度值为0.1V,
由欧姆定律可知,电压表之间电阻丝两端的电压为0.1V时这部分电阻丝的阻值:R'=U'I'=0.1V0.2A=0.5Ω,
由电阻丝MN长10cm、阻值为10Ω,其阻值与长度成正比可知,电阻丝接入电路的长度:LP'=0.5Ω10Ω×10cm=0.5cm,
由弹簧每受到1N的拉力伸长1cm可知,此时水流的冲击力:F'=1N/cm×LP'=1N/cm×0.5cm=0.5N。
故答案为:1.8;5;0.5。
(1)由图甲可知,定值电阻R0与电阻丝串联,电流表测电路中的电流,P与M端接触时电阻丝接入电路中的电阻为零,根据电流表的量程和电流表刚好满偏可知电路中的电流,根据P=UI求出此时电阻R0消耗的电功率;根据欧姆定律求出电阻R0的阻值和电流表示数为0.3A时电路中的总电阻,根据串联电路的电阻特点求出电阻丝接入电路的电阻,根据电阻丝MN长10cm、阻值为10Ω,其阻值与长度成正比求出电阻丝接入电路的长度,进而求出弹簧的伸长量,再根据弹簧每受到1N的拉力伸长1cm求出水流的冲击力;
(2)由图乙可知,定值电阻R0与电阻丝串联,电压表测电阻丝左侧电阻两端的电压,根据串联电路的电阻特点求出电路中的总电阻,根据欧姆定律求出电路中的电流,根据电压表的量程可知电压表的分度值,根据欧姆定律求出电压表之间电阻丝两端的电压为0.1V时这部分电阻丝的阻值,根据电阻丝MN长10cm、阻值为10Ω,其阻值与长度成正比求出电阻丝接入电路的长度,进而求出弹簧的伸长量,再根据弹簧每受到1N的拉力伸长1cm求出水流的冲击力。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,利用题干信息得出各物理量之间的关系是关键。
20.【答案】解:先过折射点O垂直水面作出法线,根据反射角等于入射角,在法线左侧的水中画出入射光线,方向指向入射点,然后再根据折射角大于入射角,在空气中画出折射光线,折射角是折射光线与法线的夹角,如图所示:
【解析】根据反射定律:反射光线、入射光线在同一平面内,反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,作出反射光线;
根据折射规律:折射光线、入射光线在同一平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,光由水中斜射入空气中,折射角大于入射角,作出折射光线。
本题考查了光的反射定律和光的折射规律作图,弄清光从空气斜射向水,还是从水斜射向空气,从而确定折射角和入射角的大小关系,记住在空气中的角度大。
21.【答案】解:小琪站在自动扶梯上随扶梯匀速向上运动,因此他相对于扶梯静止,受平衡力的作用,过重心作竖直向下的力(即重力)和竖直向上的力(即支持力),如图所示:
【解析】小琪站在电动扶梯的水平台阶上,随着扶梯匀速向上运动,相对于扶梯静止,他受竖直向下的重力和竖直向上的支持力,并且二力是一对平衡力;确定重心的大致位置,然后表示出二力的方向。
本题考查物体受力情况分析和示意图表示力的方向和作用点,注意二力大小相等,作图时,线段长度相等。
22.【答案】解:开关闭合后,要使螺线管与条形磁铁相互吸引,应使电磁铁左侧是N极,由安培定则可知:螺线管正面的电流方向向上;滑动变阻器滑片P向右移动会使吸引力变小,即此时电路中电流变小,滑动变阻器连入电路的阻值变大,可得出需使滑动变阻器左侧下接线柱连入电路,如图所示:
【解析】(1)磁极间相互作用规律:同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引;
(2)电磁铁中电流越大,磁性越强。电磁铁中电流越小,磁性越弱。
本题考查了磁极间相互作用规律、影响电磁铁磁性强弱的因素和安培定则的使用,综合性较强。
23.【答案】93 乙 >小于
【解析】解:(1)由图甲可知,温度计的分度值是1℃,因此此时水温是93℃;
水沸腾之前,水下层的温度高于上层的水温,气泡上升过程中,气泡中的水蒸气遇冷液化成水,气泡变小,所以图乙是水沸腾前的情况;
(2)由图乙可知,a杯水初温高于b杯,加热时间相同,a杯水升温慢,说明a杯水的质量大于b杯;
由图丁可知,水的沸点此时为98℃,小于100℃,故此时的气压要小于标准大气压。
故答案为:(1)93;乙;(2)>;小于。
(1)根据温度计的分度值可读出此时温度计的示数;
水沸腾之前,水下层的温度高于上层的水温,气泡上升过程中,气泡中的水蒸气遇冷液化成水,气泡变小;水沸腾时,整个容器中水温相同,水内部不停地汽化,产生大量的水蒸气进入气泡,气泡变大;
(2)由图丁可知,a杯水初温高于b杯,加热时间相同,a杯水升温慢,说明a杯水的质量大于b杯;根据沸点判定大气压的高低。
本题考查水沸腾前后的特点等知识。
24.【答案】扩散 惯性 重力 大气压 增大受力面积
【解析】解:(1)将鸡蛋放进茶叶水煮熟,切开鸡蛋发现蛋变色,是因为茶叶的色素扩散到了鸡蛋内,这属于扩散现象,由于分子间有间隙,茶叶色素分子在不停地做无规则运动,进入到鸡蛋的分子间隙中;
(2)用尺子快速水平击打盖在杯口的硬纸片,该硬纸片由于受力由静止开始沿水平方向飞出去,杯口的鸡蛋由于惯性,要保持原来的静止状态,不随纸板一起飞出,在重力的作用下落入杯中;
(3)浸过酒精的棉花燃烧时,使瓶内的气体受热膨胀,一部分空气跑到瓶外,用鸡蛋封住瓶口,瓶内的棉花停止燃烧,瓶内气体温度降低,压强减小。此时瓶内气压小于瓶外大气压,在大气压的作用下鸡蛋被压入瓶中;
(4)鸡蛋放在泡沫板的凹槽内,脚穿软底鞋站在鸡蛋上,鸡蛋并没有破裂,这是通过增大受力面积的方法来减小对鸡蛋的压强。
故答案为:(1)扩散;(2)惯性;重力;(3)大气压;(4)增大受力面积。
(1)一切物质的分子都在不停地做无规则运动,产生扩散现象;
(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是物体的一种属性;地球周围的一切物体都受到重力作用;
(3)从浸过酒精的棉花燃烧造成瓶内的变化入手分析,结合大气压的知识,即可知道鸡蛋进入瓶子的原因;
(4)减小压强的方法:压力一定时,增大受力面积;受力面积一定时,减小压力。
本题综合性较强,涉及到了扩散、惯性、重力、大气压、减小压强的方法等。
25.【答案】便于比较像与物的大小关系 虚 B 竖直向下
【解析】解:(1)实验中选择两支完全相同的蜡烛的目的是便于比较像与物的大小关系;
(2)在蜡烛B位置放光屏,光屏上不能呈现蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是虚像;
(3)将平面镜在竖直平面内绕M点逆时针转过一定的角度,像与物的连线与镜面垂直,平面镜所在的平面不变,则蜡烛A所成像位置保持不变,故选B;
(4)当蜡烛A沿着桌面向右做直线运动时,根据物像相对于镜面对称的性质,则蜡烛A在平面镜中的像做竖直向下运动。
故答案为:(1)便于比较像与物的大小关系;(2)虚;(3)B;(4)竖直向下。
(1)选择两支完全相同的蜡烛是为了便于比较像与物的大小关系;
(2)虚像不能成在光屏上;
(3)根据物体在平面镜中成像特点进行判断:物体在平面镜中成虚像,物像大小相等,物像连线与镜面垂直,物像到平面镜的距离相等;
(4)根据物像相对于镜面对称的性质:在平面镜中的像与现实中的事物恰好顺序颠倒,且关于镜面对称。
本题为探究“平面镜成像特点”的实验,考查成像特点等知识。
26.【答案】加热时间 BC 1:4
【解析】解:(1)需要燃烧相同的燃料(确保相同时间放出的热量相同),加热相同的时间,比较质量和初温相同的不同液体升高的温度;
(2)实验一是探究不同物质吸热升温的现象,需要选取相同质量的相同燃料、相同质量的不同液体进行实验;实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量,需要选取相同质量的相同液体和相同质量的不同燃料进行实验。
AD、将甲图中的燃料换成3和将丙图中的燃料换成3都不能保证液体相同,因此不符合题意;
B、将乙图中的液体换成a,选取甲、乙可以完成实验二,选取甲丙可以完成实验一,符合条件;
C、将乙图中的液体换成c,选取乙、丙可以完成实验二,选取甲丙可以完成实验一,符合条件;
故选:BC;
(3)“不同物质吸热升温的现象”中,由探究①由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象,升高10℃,图象一对应物质的加热时间为10分钟(注意是均匀升温);而图象二对应物质的加热时间为40分钟;由转换法可知,两种物质吸收热量之比为10min:40min=1:4。
故答案为:(1)加热时间;(2)BC;(3)1:4。
(1)比较不同物质吸热升温的特点,则需要燃烧相同的燃料(确保相同时间放出的热量相同),加热相同的时间,比较质量和初温相同的液体升高的温度;
(2)探究不同物质吸热升温的实验时,要保证选取相同质量的同种燃料和相同质量的不同液体;据此分析找出符合条件的选项;
(3)由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象得出升高10℃,图象一对应的物质和图象二对应的物质的加热时间之比;根据Q=cmΔt,在质量和升高温度相同的情况下,比热容之比等于吸收热量之比,据此得出图象一和图象二表示两种物质的比热容之比。
本题探究“不同物质吸热升温的现象”以及“不同燃料充分燃烧放热的现象”,考查控制变量法、转换法的应用及两实验相同与不同之处,为热学中的重要实验,为易错题,难度较大。
27.【答案】物体排开液体的体积 0.75×103 Hh⋅ρ水 小
【解析】解:
(1)图B、C中,液体的密度不变,物体排开液体的体积不同,物体浸入液体中时测力计的示数不同,则物体受到的浮力不同,所以,比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关;
由图A、C可知,物体完全浸没在水中受到的浮力:F浮=G-F=3.6N-3.2N=0.4N;
由F浮=ρ液gV排可得物体的体积为:
V=V排=F浮ρ水g=0.4N10N/kg×1.0×103kg/m3=4×10-5m3;
根据A、D可知物体全部浸没在酒精中所受浮力F浮'=G-F'=3.6N-3.3N=0.3N;
物体排开酒精的体积等于物体的体积,
由F浮=ρ液gV排可得酒精的密度为:ρ酒精=F浮'gV=0.3N10N/kg×4×10-5m3=0.75×103kg/m3;
(2)由于同一密度计在甲、乙两图中均漂浮,所以浮力都等于重力,即密度计在水和液体中受到的浮力相等,假设密度计的底面积为S,根据阿基米德原理F浮=ρgV排可知ρ水gSH=ρ液gSh,
则液体密度为ρ液=Hh⋅ρ水;
(3)根据图像可知,密度值越大,相邻刻度线之间的距离越小。
故答案为:(1)物体排开液体的体积;0.75×103;(2)Hh⋅ρ水; (3)小。
(1)浮力大小与排开液体的密度和排开体积有关,研究浮力大小与什么因素有关时,应找出不变的量和变化的量,研究浮力与变化量的关系,据此作答;
(2)从图乙中可以看出,吸管在水和酒精中,浸入的深度不同,但都漂浮,所以浮力相等,都等于自身的重力,根据公式F浮=ρ液gV排可得出h与ρ水、ρ液,及H的关系式;
(3)根据图像得出结论。
本题考查了“探究影响浮力大小的因素”,其中涉及了称重法求浮力以及阿基米德原理的应用,要注意控制变量法在实验中的应用。
28.【答案】使电压表示数保持不变,并记录此时电流表示数 当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 灯丝电阻随温度的升高而增大 I0 保持不动 UI1-UI0+U1I0I0I1
【解析】解:(1)原电路图中,电流表与定值电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,在探究电流与电阻的关系实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:
;
(2)排除故障后,小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变,故接下来的操作是,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数保持不变,并记录此时电流表示数;
根据表中数据可知,当电阻增大为原来的几倍,电流就减小为原来的几分之一,故可得出结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝电阻随温度的升高而增大,故L1的U-I图像不是直线;
(4)实验步骤:
①闭合开关S,将开关S0接1、调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为I0,此时L2正常发光;
②将开关S0由1改接到2,滑动变阻器的滑片P保护不动,若此时电流表的示数为I1(I1小于灯泡L1的额定电流);
③在步骤①中,L1短路,L2与滑动变阻器串联,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为I0,此时L2正常发光;
在步骤②中,L2短路,L1与滑动变阻器串联,因电流为I1,由图丙知,L1对应的电压为U1,根据串联电路的规律和欧姆定律,
则滑动变阻器接入电路的阻值:
R滑=U-U1I1;
在步骤①中,由欧姆定律,滑动变阻器两端的电压为:
U滑=I0R滑=U-U1I1⋅I0;
根据串联电路电压的规律,L2的额定电压为:
U额=U-U滑=U-U-U1I1⋅I0;
则灯泡L2正常发光时的电阻为:
RL2=U额I0=U-U-U1I1⋅I0I0=UI1-UI0+U1I0I0I1。
(1)在探究电流与电阻的关系实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端;
(2)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变;
根据表中数据分析得出结论;
(3)灯丝电阻随温度的升高而增大;
(4)求额定电流为I0的小灯泡L2正常发光时的电阻,根据R=UI,关键是得出灯的额定电压;
先将灯L2与滑动变阻器串联在电路中,调节滑动变阻器的滑片P,使灯L2正常发光;保持滑片位置不动,通过开关的转换,使灯L1与滑动变阻器串联在电路中,记下电流表的示数,根据图乙可知灯L1对应的电压,根据串联电路的规律和欧姆定律可求出滑动变阻器连入电路中的电阻大小;
在第1次操作中,由欧姆定律和串联电路的规律可得出L2的额定电压,根据R=UI得出灯泡L2正常发光时的电阻。
本题探究电流与电阻的关系实验,考查了电路连接、控制变量法、数据分析、影响电阻大小因素及设计实验方案测电阻的能力。
29.【答案】解:
(1)独木舟的重力G₁=mg=60kg×10N/kg=600N,接触面积S=2m×0.6m=1.2m²,独木舟对水平地面的压强p=FS=600N1.2m2=500Pa;
(2)当承载的最大货物时独木舟恰好浸没,此时V排=2m×0.6m×0.4m=0.48m3,F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.48m3=4800N,
由于独木舟仍为漂浮,则G总=F浮=4800N,m总=G总g=4800N10N/kg=480kg,
承载的最大货物的质量m货=m总-m=480kg-60kg=420kg。
答:(1)独木舟放在水平地面上时对地面的压强是500Pa;(2)独木舟能承载的最大货物的质量是420kg。
【解析】(1)独木舟对水平地面的压力大小等于独木舟的重力大小,重力大小可由重力公式计算得到,再利用压强公式p=FS计算独木舟对水平地面的压强;
(2)当承载的最大货物时独木舟恰好浸没,可计算出独木舟受到的最大浮力,再根据漂浮的条件得到总重力,进而求得总质量,利用总质量与独木舟的自身质量的差即为能承载的最大货物的质量。
本题考查了固体压力压强的计算、二力平衡、重力的计算,属于基础题。
30.【答案】3
【解析】解:由图乙可知,电阻R0与压敏电阻R串联,电压表测R0两端的电压;
(1)由欧姆定律可知,R0的阻值:R0=U0I0=4V0.4A=10Ω;
(2)由图丙可知,压敏电阻R的阻值与压力的关系为一次函数,因此可设:R=k'F+b,
当F=0时,R=30Ω,则30Ω=k'×0+b,解得:b=30Ω,
当F=60N时,R=0,则0=k'×60N+30Ω,解得:k'=-0.5Ω/N,
因此压敏电阻R的阻值与压力的关系式为:R=-0.5Ω/N×F+30Ω,
当压力F1=32N时,压敏电阻的阻值:R1=-0.5Ω/N×32N+30Ω=14Ω,
当压力F2=40N时,压敏电阻的阻值:R2=-0.5Ω/N×40N+30Ω=10Ω,
由串联电路的电阻特点可知,当压力F2=40N时,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知此时电路中的电流变大,因此I2=I1+0.1A,
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,当压力F1=32N时,电源电压:U=I1(R0+R1)=I1×(10Ω+14Ω)……①
当压力F232N时,电源电压:U=I2(R0+R1)=(I1+0.1A)×(10Ω+10Ω)……②
由①②解得:I1=0.5A,U=12V;
则R的功率P1=U1I1=I12R1=(0.5A)2×14Ω=3.5W;
(3)由欧姆定律可知,电流表示数为0.48A时电路中的总电阻:R总=UI3=12V0.48A=25Ω,
由串联电路的电阻特点可知,此时压敏电阻R的阻值:R3=R总-R0=25Ω-10Ω=15Ω,
由R=-0.5Ω/N×F+30Ω可知,此时的压力:F3=30Ω-R30.5Ω/N=30Ω-15Ω0.5Ω/N=30N,
由F=hk可知,h=kF=1×10⁻3m/N×30N=0.03m=3cm。
答:(1)R0的阻值为10Ω;
(2)R的功率P1为3.5W;
(3)3。
由图乙可知,电阻R0与压敏电阻R串联,电压表测R0两端的电压;
(1)根据欧姆定律求出R0的阻值;
(2)根据图丙求出压敏电阻R的阻值与压力的关系式,进而求出压力F1=32N以及F2=40N时压敏电阻R的阻值,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源电压,解方程求出当压力F1=32N时,电路中的电流为I1以及电源电压,根据P=UI=I2R求出R的功率P1;
(3)根据欧姆定律求出电流表示数为0.48A时电路中的总电阻,根据串联电路的电阻特点求出此时压敏电阻R的阻值,进而求出压力,根据F=hk求出钢尺的下垂量。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,关键是根据图像读出相关的信息。
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