2023年广西壮族自治区河池市宜州区中考一模物理试题
展开一、单选题:本大题共13小题,共26分。
1.小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上,他对课本所做功最接近于( )
A.0.02JB.0.2JC.2JD.20J
2.如图,甲、乙两部分装置均由蹄形磁铁和导体棒组成,通过开关相连。闭合开关,用外力使导体PQ水平向右运动,发现导体棒MN也随之运动起来。则以下判断正确的是( )
A.甲、乙两部分的原理均跟发电机原理一样
B.甲、乙两部分的原理均跟电动机原理相似
C.甲部分与发电机原理一样,乙部分与电动机原理相似
D.甲部分与电动机原理相似,乙部分与发电机原理一样
3.关于摩擦起电和电路,下列说法正确的是( )
A.图甲中,两个带电小球相互排斥,说明两个小球一定 都带正电
B.图乙中,玻璃棒在丝绸上摩擦后,失去电子带正电
C.图丙中,可以用导线将电池正负极长时间直接连接
D.图丁中,小彩灯之间的连接方式是并联
4.如图所示的四幅图中,能正确表示近视眼成像情况和矫正方法的分别是( )
A.③①B.②④C.③④D.②①
5.如图所示,这是航天员王亚平在空间站用古筝演奏《茉莉花》的情景。下列说法正确的是( )
A.古筝是由琴弦振动发声的
B.古筝发出的声音在真空中的传播速度为340m/s
C.通过改变拨动琴弦的力度可以改变声音的音调
D.拨动长短不同的琴弦,发出声音的音色不同
6.R0是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图像如图丙所示。闭合开关S后,对该电路分析正确的是( )
A.体温越高,R的阻值越大B.体温越高,电压表的示数越大
C.体温越低,R两端的电压越小D.体温越低,通过R0的电流越大
7.下列关于能源的说法正确的是( )
A.太阳能是裂变释放出的能量
B.天然气是一种清洁的能源,人类可以无尽地开发利用
C.电能是最重要的二次能源
D.汽油可以作为“玉兔号”在月球上的工作能源
8.如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电灯L1和L2两端的电压分别为( )
A.4.8V,1.2VB.6V,1.2VC.1.2V,6VD.1.2V,4.8V
9.许多房间都有如图所示的玻璃窗.在闷热的夏天开着空调的甲房间和寒冷的冬天开着暖气的乙房间,玻璃窗上都会出现“水雾”.下列关于“水雾”是在玻璃窗的哪一面的说法中,正确的是( )
A.甲、乙两房间的“水雾”都在内表面
B.甲、乙两房间的“水雾”都在外表面
C.甲房间的“水雾”在外表面,乙房间的“水雾”在内表面
D.甲房间的“水雾”在内表面,乙房间的“水雾”在外表面
10.如图所示,杠杆AOB用细线悬挂起来,分别在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时,杠杆平衡,此时AO恰好处于水平位置,AO=BO,不计杠杆重力,则m1、m2的关系为( )
A.m1>m2B.m1
A.在0∼20s内汽车的平均速度为15m/s
B.在10∼20s内汽车的牵引力做的功为4×105J
C.在0∼10s内汽车牵引力大小恒为2000N
D.在10∼20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W
12.如图甲所示,电源电压保持12V不变,R0为定值电阻,电压表量程为0∼15V,电流表量程为0∼0.6A。第一次只闭合开关S、S1,将滑片P从B端移动到A端;第二次只闭合开关S、S2,将滑片P从B端逐步向A端移动,直至白炽灯L正常发光,根据实验过程中测量的数据,绘制电流表与电压表示数的关系图象如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.滑动变阻器两端AB间的电阻值为20Ω
B.在闭合开关S、S2时,白炽灯L正常工作1min消耗的电能是210J
C.在整个过程中且电路安全条件下,R0功率的最小值是0.9W
D.在整个过程中且电路安全条件下,R0功率的最大值是2.5W
13.如图所示,均匀圆柱体甲和盛有液体乙的圆柱形容器放置在水平面上,甲、乙质量相等,现沿水平方向切去部分甲的厚度等于从容器中抽出部分乙的高度,则关于甲、乙剩余部分体积V甲'和V乙'、质量m甲'和m乙',以及甲剩余部分对水平面压强P甲'和乙剩余部分对容器底压强P乙'的关系,下列说法中正确的是( )
A.m甲'可能等于m乙'B.V甲'一定小于V乙'
C.P甲'可能等于P乙'D.P甲'一定小于P乙'
二、多选题:本大题共3小题,共9分。
14.关于如图所示的四个情景,下列说法正确的是( )
A.图甲中的现象表明热的物体一定比冷的物体内能大
B.图乙中抽去玻璃板后,两瓶中的气体混合,这种现象表明气体分子是运动的
C.图丙是内燃机的做功冲程,机械能转化为内能
D.图丁,从加热到软木塞被推出,该过程的能量转化顺序为化学能——内能——机械能
15.小杰骑自行车沿斜面向下匀速直线骑行。其车把上挂了一个装有水的杯子,骑行过程中悬绳保持竖直。忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.杯子和杯中水整体的重心一定在悬绳正下方
B.杯子所受重力方向不是竖直向下
C.杯子对水的作用力一定竖直向上
D.杯中水面一定水平
16.如图甲所示电路,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S1,断开开关S2,将R的滑片从b端移到a端过程中,两个电压表示数与电流表示数关系图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4.5V
B.滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C.R1的最小电功率为0.225W
D.闭合开关S1、S2,通电10s整个电路最多产生热量为36J
三、填空题:本大题共6小题,共12分。
17.液体温度计是利用液体的 性质做成的;在物理学中用 表示物体的运动快慢。
18.甲、乙两个带电的气球,悬挂在天花板上的同一个点上,静止时呈现如图所示情形.这两个气球带的是 (选填“同”或“不同”)种电荷,其中甲球对乙球的力记为F1,乙球对甲球的力记为F2,可以判断F1 F2(选填“>”、“<”或者“=”)
19.如图所示是一种定时课间音乐播放装置的原理图:“播放器”有电流通过时会播放音乐,到达设定时间,“定时开关”会自动断开。闭合开关S,当“定时开关”处于闭合状态时,指示灯 (选填“会”或“不会”)亮;到达设定时间,“定时开关”处于 (选填“闭合”或“断开”)状态,“播放器”播放音乐。
20.如图甲所示的铁块重力G=4N,被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,当它在竖直向上的拉力F=6N的作用下向上运动时,铁块此时的运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。铁块受到的摩擦力为 N,4s内拉力F做的功为 J。
21.工人用如图所示的装置搬运石块A。已知A重1200N,在20s内沿水平方向匀速移动3m,工人所用拉力F为120N,那么A移动过程中拉力F做功为 J;如果此装置机械效率为75%,则石块A受到的摩擦力为 N。
22.如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M,M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定流速向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示,则当t=140s时,水对容器底部的压力大小是 N;图乙中a的值是 cm。
四、作图题:本大题共2小题,共4分。
23.如图所示,根据小磁针静止时的指向,请在图中标出螺线管的N、S极和螺线管中的电流方向。
24.如图是一束光线从空气中斜射到水面,试作出反射光线和折射光线。
五、实验探究题:本大题共4小题,共25分。
25.小凡同学在做观察“水的沸腾”实验中
(1)他的操作如图1所示,其中错误之处是 。
(2)纠正错误后,水沸腾时温度计示数如图2所示,为 ℃,在图3中图 是水在沸腾前的情况,图 是水在沸腾时的情况。
(3)分析图4所示图象,可知水在沸腾过程中温度的特点是 。
26.小明学习了浮力知识后,利用家中的物品做了几个小实验。
(1)小明把小萝卜放入水中,小萝卜漂浮在水面上,此时它受到的浮力为F浮,重力是G萝,那么F浮 (选填“>”“<”或“=”)G萝;
(2)小明把小萝卜从水里捞出擦干,再放入足够多的酒精中,小萝卜沉底了,此时排开酒精的体积V排与小萝卜的体积V萝的关系是V排 (选填“>”“<”或“=”)V萝。
(3)小明还想测量小萝卜的密度,于是找来一个圆柱形茶杯、刻度尺和记号笔,具体做法如下:
①如图甲所示,在茶杯中倒入适量的水,在 用记号笔做好标记,用刻度尺测量出水面到茶杯底的竖直距离为ℎ0;
②如图乙所示,将小萝卜轻轻地放入水中静止后,用刻度尺测量出此时的水面到茶杯底的竖直距离为ℎ1;
③将茶杯中的水全部倒出,取出小萝卜擦干,再向杯中慢慢地倒入酒精,直至 为止;
④如图丙所示,将小萝卜轻轻地放入酒精中静止后,用刻度尺测量出此时 的竖直距离为ℎ2。水的密度用ρ水来表示,请你用ρ水、ℎ0、ℎ1、ℎ2写出小萝卜的密度表达式ρ= 。
27.小志同学利用图示装置来研究“凸透镜成像规律”。
(1) 实验前,应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 ;
(2)如图1所示,当凸透镜位于光具座上A处时,恰好在光屏上成清晰的像,成的是 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像。蜡烛燃烧一段时间后,烛焰的像将位于光屏中心的 方;
(3)小志同学多次改变物距,移动光屏直到光屏上得到清晰像时,记录并绘制了像距v和物距u之间关系的图象,如图3所示。该凸透镜的焦距是 cm;
(4)在保持(2)中蜡烛和光屏位置不变的情况下,将凸透镜向右移到B处(图中未标出),光屏上再次成清晰的像;
在上述探究活动中,若已知蜡烛与光屏间的距离为L0,与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L,如图2所示。则该透镜焦距f L(选填“>”、“<”或“=”),透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s= (用L0、L表示)。
(5)若小志同学在图−1所示的凸透镜和蜡烛之间放了一副眼镜,发现光屏上原本清晰的像变模糊了,为了使像仍然清晰,他将光屏向靠近凸透镜的方向移动了适当的距离,那么,这副眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
28.小亮同学用伏安法测量一个定值电阻Rx的阻值。实验器材有:待测定值电阻Rx(约10Ω)、电压表、电流表、滑动变阻器(20Ω,1A)、开关、电源(电压恒定)各一个,导线若干。
(1)如图甲所示是小亮连接的部分电路,请你用笔画线代替导线,在图甲中将电路连接完整。要求:当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中的电流变大 ;
(2)闭合开关后,发现电压表的示数约为电源电压,调节滑动变阻器滑片,电压表示数无明显变化,电流表示数为零,造成该故障的可能原因是 ;
(3)排除故障,通过实验测出了两组数据后,电压表突然坏了。请你利用现有器材,帮助他设计电路,再测一次该定值电阻的阻值,并画出你设计的电路图 (开放性试题,答案合理即可);
(4)小亮为了探究电流与电阻的关系,跟老师多要了几个定值电阻,阻值分别为10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,电源电压4.5V恒定不变。
①小明将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,调节滑片P至适当位置。读出电压表示数为2.5V,此时变阻器连入电路的阻值为R1,更换为20Ω的电阻。闭合开关后,在原来滑片位置基础上,接下来他移动滑片P至适当位置,使电压表示数为 V,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R2,则R1:R2= ;
②为了能用所选的三只定值电阻完成实验,小明所选滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω;
③小明完成了多组实验,利用收集到的数据,作出了如图乙所示的电流I随电阻R变化的关系图像,图中阴影部分“面积”表示的物理量是 。(填字母)
A.电流
B.电压
C.电阻
D.电荷量
六、计算题:本大题共3小题,共24分。
29.国产055新型导弹驱逐舰的服役,使中国海军的装备又一次得到提升。该型号驱逐舰满载时质量约为1.25×104t,在海面上以恒定功率做直线运动,其牵引力F随时间t的变化关系如图甲所示,其运动速度v随时间t的关系如图乙所示。求该驱逐舰:(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)在34∼44s内行驶的路程。
(2)在水下5m处有一面积为200cm2的观察窗口,窗口受到水的压力大小。
(3)发动机的恒定功率大小。
30.南开中学物理科技小组设计了一个如图甲所示的电子身高测量仪,用粗细均匀的电阻丝代替滑动变阻器(上下平移),将电压表改装成身高显示仪,电压表示数随身高变化的规律如图乙所示。已知电阻丝R足够长,每1cm的阻值大小为0.1Ω,电压表量程为“0∼15V”,电流表量程为“0∼3A”,身高为170cm的同学站上去后恰好滑到最大电阻,此时电压表示数为9V,电流表示数为1A。求:
(1)求滑动变阻器最大电阻。
(2)该测量仪可测量的身高最小值ℎ0;
(3)电源电压U和定值电阻R0的大小。
31.如图所示,在水平桌面上,有一重为2N的实心小球和一底面积为2×10−3m2的薄壁圆柱形容器,容器中装有水,现将小球轻轻放入容器后,小球浸没在水中并静止在容器底部,水未溢出,分别测出小球放入前后水对容器底部的压强p水,如表所示。(ρ水=l×103kg/m3,g取I0N/kg)求:
(1)小球的体积;
(2)小球的密度;
(3)放入小球后,薄壁圆柱形容器底部所受小球的压力;
(4)放入小球后,水平桌面增加的压强。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】解:一本物理课本的质量m=200g=0.2kg,
G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,
课桌高度约为1m,
人对课本做的功:W=Gh=2N×1m=2J.
故选C.
【分析】首先估测物理课本的质量,然后计算它的重力,然后再估测课桌的高度,最后根据功的公式计算即可.
2.【答案】C
【知识点】实用电动机的构造、特点和应用;发电机的构造和原理
【解析】【解答】闭合开关,导体PQ和MN组成一个闭合电路,闭合电路的一部分导体PQ在磁场中进行切割磁感线运动,闭合电路中有了感应电流,这种现象是电磁感应现象,这是发电机的原理;电路中有了感应电流之后,感应电流经过导体MN,导体MN在磁场中受力而运动,这是电动机的工作原理,故C正确,ABD错误。
故答案为:C。
【分析】(1)闭合电路的一部分导体在磁场做切割磁感线运动,导体中有感应电流产生,这种现象是电磁感应现象。
(2)电动机的根据通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的。
3.【答案】B
【知识点】两种电荷;电荷间的相互作用规律;电路的基本连接方式
【解析】【解答】A.图甲中,两个带电小球相互排斥,有两种可能:①都带正电;②都带负电,A不符合题意;
B.图乙中,玻璃棒在丝绸上摩擦后,玻璃棒失去电子,因此玻璃棒带正电,B符合题意;
C.图丙中,当用导线直接把电源的正负极相连没有通过任何用电器,会使电源短路,电路中电流过大电源短路是很危险的,容易造成电源烧毁甚至火灾,C不符合题意;
D.图丁中,小彩灯之间只有一条路径,因此连接方式是串联,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】同种电荷相互排斥;玻璃棒和丝绸摩擦时,失去电子带正电;导线将电源两极连接时,造成短路,损坏电源;节日小彩灯是串联连接的。
4.【答案】A
【知识点】近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方;由图知道,③图的入射光线会聚在视网膜的前方,所以③图表示了近视眼的成像情况;结合图示可知,为了使像刚好成在视网膜上,需要使光线发散一些,所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,则①图能正确表示近视眼的矫正情况,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】近视眼成像在视网膜前,利用凹透镜矫正。
5.【答案】A
【知识点】声音的产生
【解析】【解答】A、古筝发出的声音是由琴弦的振动产生的,故A正确。
B、声音的传播靠介质,真空不能传声,故古筝发出的声音不能够在真空中传播,故B错误。
C、改变拨动琴弦的力度可以改变古筝发声的响度,但不会改变音调,故C错误。
D、拨动长短不同的琴弦,发出声音的音调不同,故D错误。
故答案为:A。
【分析】(1)古筝属弦乐器,弦乐器发出的声音是由琴弦的振动产生的。
(2)声音的传播靠介质;固体、液体、气体都可作为传播声音的介质,真空不能传声。
(3)用不同的力拨动琴弦可以改变古筝发声的响度。
(4)弹奏古筝时拨动长短不同的琴弦,可以改变声音的音调。
6.【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】A.体温越高,由图丙可知R的阻值越小,A不符合题意;
B.体温越高,由图丙可知R的阻值越小,根据串联分压,电阻阻值变小,电阻R的电压变小,而电压表测量的是定值电阻的电压,故电压表的示数越大,B符合题意;
C.体温越低,由图丙可知R的阻值越大,根据串联分压,电阻阻值变大,R两端的电压越大,C不符合题意;
D.体温越低,由图丙可知R的阻值越大,总电阻变大,由欧姆定律得电流变小,通过R0的电流越小,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】在串联电路中,电阻变大,电流减小, 变大的电阻分压变大。
7.【答案】C
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】A、太阳能是核聚变释放出的能量,故A错误。
B、天然气是一种清洁的能源,也是不可再生能源,人类不可以无尽地开发利用,故B错误。
C、电能是通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源,故C正确。
D、汽油的燃烧需要氧气,月球上是真空,所以汽油不可以作为“玉兔号”在月球上的工作能源,故D错误。
故答案为:C。
【分析】 1)太阳内部发生的是核聚变。
(2)不可再生能源的概念:化石能源、核能等能源会越用越少,不能在短期内从自然界得到补充,这类能源称为不可再生能源。
(3)无法从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源,如电能。
(4)汽油的燃烧需要氧气。
8.【答案】D
【知识点】电压的测量及电压表的使用;串联电路的电压规律
【解析】【解答】由电路图可知:电灯L1、L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L1两端的电压。因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电压表V1的示数应大于V2的示数;则电压表V1的量程是0~15V,分度值为0.5V,示数UV1=6V;电压表V2的量程是0~3V,分度值为0.1V,示数为UV2=1.2V。电压表V2测L1两端的电压,所以L1两端的电压U1=UV2=1.2V
由于L1、L2串联,电压表V1测电源电压,由串联电路的特点可知:L2两端的电压U2=UV1﹣UV2=6V﹣1.2V=4.8V
ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】在串联电路中,各用电器的分压和等于总电压;根据电压表测量的位置判断电压表的量程,结合指针位置,测量电压大小。
9.【答案】C
【知识点】液化及液化放热
【解析】【解答】在闷热的夏天开着空调的房间里,由于室内温度低于室外温度,外面热空气中的水蒸气遇到冷的玻璃,就会发生液化现象,所以水雾出现在外表面;在寒冷的冬天开着暖气的乙房间,由于室内温度高于室外温度,室内热空气中的水蒸气遇到冷的玻璃时,会发生液化现象,所以水雾出现在玻璃的内表面。
故答案为:C。
【分析】水雾是水蒸气遇冷液化形成的小水珠;要判断水雾出现在玻璃的内侧还是外侧,要看车内外的温度高低情况;
如果室内温度比室外温度高,则室内热的水蒸气遇到冷的玻璃液化形成水雾附着在内侧;
如果室内温度比室外温度低,则室外热的水蒸气遇到冷的玻璃液化形成水雾附着在外侧。
10.【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2可知,G1L1=G2L2,m1gL1=m2gL2,即m1L1=m2L2,与相应的力臂成反比关系,从图中可以看出力臂L1>L2,所以物体的重力G1<G2,即m1<m2,故B正确,ACD错误。
故答案为:B。
【分析】从示意图中可以看出,杠杆在0A水平静止,m1对杠杆的拉力为竖直向下,所以m1对杠杆拉力的力臂即为杠杆AO的长度,m2对杠杆拉力的方向也是竖直向下,但OB不是处于水平,所以m2对杠杆拉力的力臂小于OB的长度,根据杠杆的平衡条件分析,即可得出两个物体质量的大小。
11.【答案】B
【知识点】时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】A、由题意可知,汽车在0~10s内通过的路程s1=150m,在10~20s内的速度是20m/s,汽车做匀速运动,所以在10~20s内汽车行驶的路程s2=vt2=20m/s×10s=200m,在0~20s内汽车行驶的路程s=s1+s2=150m+200m=350m,在0~20s内汽车的平均速度V=St=350m20s=17.5m/s,故A错误。
B、由于在10~20s内汽车做匀速运动,所以汽车的牵引力与汽车受到的阻力是一对平衡力,所以汽车的牵引力的大小F=f=2000N,在10~20s内汽车的牵引力做的功W=Fs=2000N×200m=4×105J,故B正确。
C、在0~10s内汽车的速度不断变大,根据物体受非平衡力作用时其运动状态不断改变可知在0~10s内汽车的牵引力大于汽车受到的阻力,而阻力大小恒定不变,所以在0~10s内汽车的牵引力大于2000N,故C错误。
D、由于在10~20s内汽车的牵引力做的功W=4×105J,汽车牵引力做功的功率P=Wt=4×105J10s=4×104W,故D错误。
故选:B。
【分析】(1)、由题意可知,汽车在0~10s内通过的路程s1=150m,在10~20s内的速度是20m/s,汽车做匀速运动,根据s=vt可求出在10~20s内汽车行驶的路程s2,由此可求出在0~20s内汽车行驶的路程,根据V=St可求出在0~20s内汽车的平均速度,由此可得出结论。
(2)、由于在10~20s内汽车做匀速运动,所以汽车的牵引力与汽车受到的阻力是一对平衡力,由此可求出汽车的牵引力的大小,根据W=Fs可求出在10~20s内汽车的牵引力做的功,由此可得出结论。
(3)、在0~10s内汽车的速度不断变大,根据物体受非平衡力作用时其运动状态不断改变可知在0~10s内汽车的牵引力大于汽车受到的阻力,由此可得出结论。
(4)、由在10~20s内汽车的牵引力做的功,根据P=Wt可求出汽车牵引力做功的功率,由此可得出结论。
12.【答案】B
【知识点】电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】A、第一次只闭合开关S、S1,变阻器与R0串联,电压表测PA电阻丝两端的电压,电流表测电路的电流,因电压表接在滑片上(电压表可看做开路),故变阻器的全部电阻丝接入电路,滑片移动时,变阻器接入电路的阻值不变,总电阻不变,由欧姆定律可知,电路的电流不变,由此可知,图象中的水平线为本次情况下电流表与电压表示数的关系图象,电路中的电流恒为0.4A,P在B端时,电压表的示数最大为8V,由欧姆定律可得,变阻器的最大阻值:R=UI=8V0.4A=20Ω,故A正确。
B、串联电路总电阻等于各分电阻之和,由欧姆定律和电阻的串联可得,R0的阻值:R0=U总I−R=12V0.4A−20Ω=10Ω,第二次只闭合开关S、S2,变阻器与R0和灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路的电流,则结合A的分析可知,图象中的曲线为本次情况下电流表与电压表示数的关系图象,滑片P从B端向A端移动时,直至小灯泡正常发光,由图象知,灯的额定电流为:IL=0.5A,此时电压表示数为1V,由欧姆定律可得,R0的电压为:U0=ILR0=0.5A×10Ω=5V,
由串联电路电压的规律,灯的额定电压为:UL=U-U滑′-U0=12V-1V-5V=6V,
小灯泡的额定功率为:PL=ULIL=6V×0.5A=3W,
根据P=Wt知,白炽灯L正常工作1min消耗的电能为:W=PLt=3W×60s=180J,故B错误。
CD、由图知电流的变化范围为0.3A~0.5A,所以R0的最小功率为:P0小=I小2R0=(0.3A)2×10Ω=0.9W,
R0的最大功率为:P0大=IL2R0=(0.5A)2×10Ω=2.5W,故CD正确。
故选:B。
【分析】(1)第一次只闭合开关S、S1,分析电路连接和电表测量的物理量及电流的流向,确定电路的电流不变,找出对应的电流表与电压表示数的关系图象,由图象知电路的电流和P在B端时最大电压,由欧姆定律求出R。
(2)由欧姆定律和电阻的串联得出R0,第二次只闭合开关S、S2,变阻器与R0和灯串联,滑片P从B端向A端移动时,直至小灯泡正常发光,由图知,灯的额定电流和电压表示数为1V,由欧姆定律求出R0的电压,由串联电路电压的规律求出灯的额定电压,根据P=UI求出小灯泡的额定功率,根据W=Pt算出白炽灯L正常工作1min消耗的电能。
(3)由图象可知电流的范围,根据P=I2R0算出R0功率的最大值和最小值。
13.【答案】C
【知识点】液体压强的特点;液体压强的计算
【解析】【解答】(1)现沿水平方向切去部分甲的厚度等于从容器中抽出部分乙的高度h,
则甲、乙剩余部分的质量分别为:Δm甲′=m甲×(1−ℎℎ甲),Δm乙'=m甲×(1−ℎℎ乙),
已知甲、乙质量相等,由图可知:h甲>h乙,所以,m甲×(1−ℎℎ甲)>m乙×(1−ℎℎ乙),即:Δm甲′>Δm乙′.故A错误。
(2)由图可知,S甲>S乙,h甲>h乙,则V甲>V乙,
现沿水平方向切去部分甲的厚度等于从容器中抽出部分乙的高度h,则S甲(h甲-h)>S乙(h乙-h)
所以甲、乙剩余部分体积V甲′一定大于V乙′,故B错误。
(3)因为甲为规则固体,乙为规则容器,则甲对地面的压强:p甲=ρ甲gh甲,乙对容器底的压强:p乙=ρ乙gh乙,
因为甲、乙质量相等,所以甲对地面的压力和乙对容器底的压力等于重力,而S甲>S乙,由P=FS可得,甲对地面的压强小于乙对容器底的压强,
因为h甲>h乙,根据ρ=Pgℎ可知:ρ甲<ρ乙,现沿水平方向切去部分甲的厚度等于从容器中抽出部分乙的高度,
则p甲'=ρ甲g(h甲-h),p乙'=ρ乙g(h乙-h)
故p甲'可能等于p乙',p甲'也可能大于p乙',p甲'也可能小于p乙'故C正确、D错误。
故答案为:C。
【分析】
(1)根据甲、乙质量相等,结合甲、乙的高度关系变化得出甲、乙剩余部分质量m甲′和m乙′的关系。
(2)根据V=sh得出体积关系,沿水平方向切去部分甲的厚度等于从容器中抽出部分乙的高度,然后可得出甲、乙剩余部分体积V甲′和V乙′。
(3)先根据规则物体压强变形公式p=ρgh和P=FS得出甲乙密度的关系,然后再利用p=ρgh得出剩余部分压强的关系。
14.【答案】B,D
【知识点】分子热运动
【解析】【解答】A、物体内能的大小与温度、质量、状态等因素有关,只根据温度无法判定内能的大小,故A错误。
B、图中抽去玻璃板后,两瓶中的气体逐渐混合,这是扩散现象,这表明组成物质的分子在不停地做无规则运动,故B正确。
C、图中两气门关闭,活塞向下运动时,是内燃机的做功冲程,内能转化为机械能,故C错误。
D、图中酒精灯加热试管,化学能转化为内能,试管中的水沸腾后,水蒸气将软木塞推出,即水蒸气对瓶塞做功,将水蒸气的内能转化机械能,故D正确。
故答案为:BD。
【分析】(1)物体内能的大小与温度、质量、状态等因素有关。
(2)扩散现象说明分子是运动的。
(3)在做功冲程中,两个气门都关闭,燃气推动活塞向下运动,内能转化为机械能;压缩冲程机械能转化为内能。
(4)对物体做功时,机械能转化为物体的内能,物体的内能增大;物体对外做功时,物体的内能转化为机械能,物体的内能减小。
15.【答案】A,C,D
【知识点】重心;重力的方向
【解析】【解答】AC.小杰骑自行车沿斜面向下匀速直线骑行,骑行过程中悬绳保持竖直,故杯子和杯中的水都作匀速直线运动,他们都受平衡力作用,两个力作用在一条直线上,重力方向总是坚直向下,杯子和杯中水整体的重心一定在悬绳正下方,杯子对水的作用力一定竖直向上,AC符合题意;
B.重力方向总是竖直向下,B不符合题意;
D.由于水杯水平方向不受力,则水平方向做匀速直线运动,所以杯中水面一定水平,D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】重力方向总是坚直向下;物体平衡时,竖直方向受到的力通过重心。
16.【答案】B,C,D
【知识点】电流的热效应;电功与热量的综合计算
【解析】【解答】闭合开关S1,断开开关S2,定值电阻R1、R2、R串联,电压表V1测量R2两端的电压,电压表V2测量R2和R的电压之和,电流表测量电路中的电流;
A、闭合开关S1,断开开关S2,当滑动变阻器的滑片在a端时,电源电压U=U2+U1=3V+0.3A×①,
当滑动变阻器的滑片在b端时,电源电压U=U2′+UR+U1′=4.5V+0.15A×②,
联立①②可得电源电压U=6V,R1=10Ω,故A错误。
B、当滑片在b端时,电路中的电阻最大,根据欧姆定律可知,电路中的电流最小,由图乙可知,最小电流I小=0.15A,电压表V2的示数为4.5V,电压表V1的示数为1.5V,根据串联电路的特点可知,R两端的电压UR=4.5V-1.5V=3V,根据欧姆定律可知,R的最大阻值:R=URI小=3V0.15A=20Ω,故B正确。
C、根据串联电路的电流特点可知,通过R1的最小电流I1小=I小=0.15A,R1的最小功率:P1=I1小2R1=(0.15A)2×10Ω=0.225W,故C正确。
D、闭合开关S1,断开开关S2,当滑片在a端时,R被短路,电路中的电阻最小,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流最大,
由图乙可知,最大电流I大=0.3A,R2两端的电压U2=3V,根据欧姆定律可知,R2的阻值R2=U2I大=3V0.3A=10Ω,合开关S1、S2,R1被短路,R2与R串联,电源电压不变,由Q=W=U2Rt可知,当电路中总电阻最小时,电路中产生的热量最多,据串联电路的特点可知,当滑动变阻器的电阻为0时,电路中的总电阻最小R总小=R2=10Ω,闭合开关S1、S2,通电10s整个电路最多产生热量Q=W=U2R总小t=(6V)210Ω×10s=36J,故D正确。
故选:BCD。
【分析】(1)闭合开关S1,断开开关S2,定值电阻R1、R2、R串联,电压表V1测量R2两端的电压,电压表V2测量R2和R的电压之和,电流表测量电路中的电流。
(2)闭合开关S1,断开开关S2,当滑动变阻器的滑动触头在a端时,可得出电源电压的表达式,当滑动变阻器的滑动触头在b端时,可得出电源电压的表达式,联立两式可得电源电压。
(3)当滑片在a端时,R被短路,电路中的电阻最小,根据欧姆定律可知,电路中的电流最大,由图乙可知,最大电流I大=0.3A,R2两端的电压U2=3V,根据欧姆定律可求出R2的阻值。
(4)当滑片在b端时,电路中的电阻最大,根据欧姆定律可知,电路中的电流最小,由图乙可知,最小电流I小=0.15A,电压表V2的示数为4.5V,电压表V1的示数为1.5V,根据串联电路的特点可知R两端的电压,根据欧姆定律可求出R的最大阻值。根据串联电路的电流特点可知通过R1的最小电流,利用P=I2R计算出R1的最小功率。
17.【答案】热胀冷缩;速度
【知识点】液体温度计的构造与工作原理
【解析】【解答】(1)液体温度计是利用液体的热胀冷缩的性质制成的。
(2)速度表示物体的运动快慢。
【分析】(1)温度计是测量物体冷热程度的物理量,液体温度计利用液体的热胀冷缩性质制作。
(2)速度是描述物体运动的快慢。
18.【答案】同种;=
【知识点】两种电荷;电荷间的相互作用规律
【解析】【解答】甲、乙两个带电的气球,悬挂在天花板上的同一个点上,静止时相互排斥,根据同种电荷相互排斥,两个气球带的是同种电荷;甲对乙的力与乙对甲的力是相互作用力,大小相等因此可以判断F1=F2.
故答案为:同种;=
【分析】同种电荷相互排斥,故两个气球带的是同种电荷;物体间力的作用是相互的,相互作用力大小相等.
19.【答案】会;断开
【知识点】电路的三种状态
【解析】【解答】(1)由图可知,闭合开关S,当“定时开关”处于闭合状态时,指示灯形成通路,则会亮,播放器被短路,则播放器中没有电流通过,播放器不会播放音乐。
(2)由题意可知,到达设定时间,“定时开关”断开,“播放器”形成通路,有电流通过,则“播放器”播放音乐。
【分析】(1)由图可知当定时开关闭合时播放器被短路,则播放器中没有电流通过。
(2)若定时开关断开时,播放器将接在电源两端,由以上原理可知答案。
20.【答案】24;8
【知识点】功;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)由乙图可见,铁块在竖直方向上运动时,速度保持不变,因此铁块做匀速直线运动,铁块受到平衡力的作用。在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F,根据平衡力的特点,故铁块受到摩擦力大小f=F-G=6N-4N=2N。
(2)铁块在4s内升高的距离s=vt=0.2m/s×4s=0.8m,因此拉力F做的功W=Fs=6N×0.8m=4.8J。
【分析】(1)处于平衡状态的物体受平衡力作用,即大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上。
(2)功等于力和距离的乘积,即W=Fs。
21.【答案】1080;270
【知识点】滑轮(组)的机械效率
【解析】【解答】(1)已知石块A在20s内沿水平方向匀速移动3m,由图可知,滑轮组中与动滑轮相连的有三段绳子,即n=3,石块移动3m,则绳子自由端移动的距离:s=nsA=3×3m=9m,拉力F做功:W=Fs=120N×9m=1080J。
(2)水平滑轮组的机械效率η=W有用W总=fsAFs=fsAF×nsA=fnF,则石块A受到的摩擦力:f=nFη=3×120N×75%=270N。
【分析】石块A在20s内沿水平方向匀速移动3m,数出滑轮组中与动滑轮相连的是几段绳子,根据s=nsA可求绳子自由端通过的距离,W=Fs可求拉力F做功,然后利用机械效率公式的变形式求出摩擦力的大小。
22.【答案】15;8
【知识点】液体压强的计算
【解析】【解答】(1)由题知正方体物块的体积为:V=(10cm)3=1×10-3m3,
正方体物块的质量为:m=Gg=8N10N/kg=0.8kg,
则正方体物块的密度为:ρ=mV=0.8kg1×10−3m3=0.8×103kg/m3,
当t=140s 时,水的深度为12 cm,液面高度高于正方体物块 M的高度,故正方体物块 M漂浮在水面上。
当t=140s 时,容器中水的体积V水=5mL/s×140s=700mL=7×10-4 m3,
水的质量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×7×10-4 m3=0.7 kg,
水的重力 G水=0.7 kg×10 N/kg=7N,
水和正方体物块 M的总重力 G总=8 N+7 N=15 N,故水对容器底的压力为 15 N。
(2)由于物块的密度小于水的密度,所以物块在水中最终会漂浮,0-40s过程中,随着水的深度逐渐增加,物块M排开水的体积也变大,则物块M所受到水的浮力也变大,
当t=40s时,物块M恰好漂浮,则有F浮=G=8N,
则根据阿基米德原理可求出此时排开水的体积为:V排=F浮ρ水g=8N1×103kg/m3×10N/kg=8×10−4m3,
物块M的底面积为:S=(10cm)2=100cm2=1×10-2m2,
物块M在水中的深度为:ℎ=V排S=8×10−4m31×10−2m2=8×10−2m=8cm,
则图乙中的a值为:a=h=8cm。
【分析】(1)由题知正方体物块M的棱长a=10cm,则物块M的体积为V=a3,根据m=Gg可求出物块M的质量,
再求出当t=140s 时根据水流速度和时间可求出流进容器中水的体积,根据密度公式可求出水的质量,根据G=mg可求出容器中水的重力 G水。容器中水和正方体的总重力即水对容器底部的压力。
(2)根据物块M的密度小于水的密度,判断物块M最终会漂浮,然后根据图像分析出物块M恰好漂浮的时间点为t=40s,结合漂浮状态下的浮力大小等于物块的重力以及阿基米德原理,可以求出此时物块M排开水的体积,最后根据ℎ=Vs求出物块M在水中的深度,即a点的值。
23.【答案】
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】答案如图:
【分析】根据小磁针的NS极,利用磁极间的作用规律可以确定螺线管的NS极;再结合螺线管的绕向,利用安培定则可以确定螺线管中电流方向。
24.【答案】解:如图所示:
【知识点】作光的反射光路图;作光的折射光路图
【解析】【解答】(1)过入射点做垂直于界面法线,从而确定了入射光线位于法线的左侧,并同时确定了入射角的大小即入射光线与法线的夹角,根据光的反射规律反射角等于入射角,可作出对应的反射光线;(2)光从空气斜射入水中,折射角小于入射角,折射光线与入射光线分居法线两侧,由此可以画出折射光线。
答案如下图所示:
【分析】利用光的反射定律、折射定律分析解答.
25.【答案】(1)玻璃泡与容器底接触了
(2)98;b;a
(3)水沸腾时吸热,温度不变
【知识点】探究水的沸腾实验
【解析】【解答】(1)根据图像,利用温度计测量温度时,玻璃泡和容器底接触了;
(2)根据温度计中液柱位置,温度为98℃,水在沸腾时,水底的气泡上升变大,b图是沸腾前的图像,a图是沸腾时的图像;
(3)根据图4,水在沸腾时,吸收热量,温度保持不变。
【分析】(1)使用温度计时,玻璃泡不能碰到容器底;
(2)根据温度计中液柱位置读取温度,水沸腾时,气泡上升变大;
(3)水在沸腾时,吸收热量,但温度保持不变。
26.【答案】(1)=
(2)=
(3)水面处;标记线;酒精液面;ℎ1−ℎ0ℎ2−ℎ0ρ水
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由题可知,小萝卜漂浮在水面上,可得小萝卜受到的浮力F浮与重力G萝相等,即F浮=G萝。
(2)由题可知,小萝卜放在酒精中沉底了,可得:V排=V萝。
(3)在茶杯中倒入适量的水,在水面处用记号笔做好标记,用刻度尺测量出水面到茶杯底的竖直距离为h0;
由题可知,萝卜在酒精中沉底,测出萝卜放入酒精后液面上升的高度,即可根据V=Sh计算萝卜的体积,容器为柱形,因此只需测出变化的高度即可,根据题意,在未放入萝卜时,应把酒精倒至与水面齐平的位置,即标记处;
设圆柱形苶杯的底面积为S,萝卜在酒精中沉底,可知其排开酒精的体积等于萝卜的体积,即V萝=S(h2-h0),
萝卜在水中漂浮,F浮=G萝;其排开水的体积V排水=S(h1-h0),
可得:ρ水V排水g=ρ萝V萝g,
解得萝卜的密度:ρ萝=ρ水V排水V萝=ρ水S(ℎ1−ℎ0)S(ℎ2−ℎ0)=ℎ1−ℎ0ℎ2−ℎ0ρ水。
【分析】(1)漂浮的物体,所受的浮力等于自身的重力,据此解题。
(2)浸没在液体中的物体,其排开液体的体积等于物体本身的体积。
(3)由题可知,利用萝卜在水中漂浮,可知其所受的浮力与重力相等从而求出重力,根据萝卜在酒精中浸没沉底求出它的体积,再根据密度公式计算萝卜的密度。
27.【答案】(1)同一高度
(2)放大;上
(3)10
(4)<;L0−2L
(5)远视
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】 (1)实验前,首先应调节凸透镜、光屏和烛焰,使它们的中心大致在同一高度。这样烛焰的像才可以成在光屏的中央。
(2)蜡烛到凸透镜的距离小于光屏到凸透镜的距离,因此蜡烛到凸透镜的距离大于一倍焦距小于二倍焦距,即光屏上得到倒立、放大的实像,应用于投影仪;蜡烛燃烧一段时间后高度减小,由于所成像是倒立的,烛焰的像将位于光屏中心的上方。
(3)根据图像可知,当物距等于二倍焦距时成倒立等大实像,物距等于像距,都等于二倍焦距。分析图可知物距等于20cm时像距等于20cm,所以二倍焦距等于20cm,则焦距为10cm。
(4)在保持(2)中蜡烛和光屏位置不变的情况下,将凸透镜向右移到B处(图中未标出),相当于增大物距,减小像距,当光屏上再次成清晰的像时,此时应该物距大于二倍焦距,则所成像应该为倒立缩小的实像。在上述探究活动中,若已知蜡烛与光屏间的距离为L0,与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L,成倒立放大实像条件是f<U<2f,如图2所示,则该透镜焦距f<L;当凸透镜移至B位置时,因为在光屏上出现清晰的像,根据光的可逆性原理,可以假设蜡烛在光屏位置时,像应成在原蜡烛位置,因此,光屏到透镜位置B的距离应为L,故透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L0-2L。
(5)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到蜡烛清晰的像。说明提前成像了,故放置的是使光线会聚的凸透镜,这种眼镜是用来矫正远视眼的。
【分析】 (1)要使烛焰的像成在光屏的中央,在实验前应调节光屏、凸透镜、蜡烛的高度,使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心大致在同一高度处。
(2)凸透镜成像的规律:当u>2f时,成倒立、缩小的实像。应用:照相机。
当u=2f时,成倒立、等大的实像。
当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,应用:幻灯机。
当u=f时,无像。经凸透镜折射后的光线是平行的,没有会聚点。
当u<f时,成正立、放大的虚像。应用:放大镜。
且因为成倒立的像时,物体向下移动,像向上移动。
(3)根据凸透镜成像规律可知,当物距等于二倍焦距时成倒立等大实像,物距等于像距,都等于二倍焦距。
(4)当物距大于像距成实像时,应该成倒立缩小实像。
(5)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使会聚的光线错后会聚。
28.【答案】(1)
(2)电阻Rx断路
(3)
(4)2.5;1:2;20;B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】 (1)滑动变阻器滑片向右移动时,电流表的示数增大,滑动变阻器接下面右边的接线柱已接,一上一下连接一上接线柱即可,如图所示:
2)电流表无示数,可能是电路出现了断路;电压表示数有示数,说明电压表两接线柱与电源间是通路,电压表接近电源电压,所以故障可能是电阻Rx断路了;
(3)根据题中所给的器材,无法直接测量Rx两端电压,因此可利用串联电路中电路电压的特点,已知滑动变阻器的最大阻值,由U=IR求出滑动变阻器的滑片分别在最小值即0和最大值两端的电压,从而得出Rx两端电压,进而由欧姆定律求出电阻值;如下图所示:
(4)①根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,所以更换为20Ω的电阻,闭合开关后,在原来滑片位置基础上,接下来他移动滑片P至适当位置,使电压表示数为2.5V;
当电路中为10Ω的定值电阻时,电路中的电流为:I1==UVR1=2.5V10Ω=0.25A,
此时滑动变阻器接入电路的阻值为:R1=U−UVI1=4.5V−Ω,
当电路中为20Ω的定值电阻时,电路中的电流为:I2=UVR20=2.5V20Ω=0.125A,
此时滑动变阻器接入电路的阻值为:R2=U−UVI2=4.5V−Ω;
则R1:R2=8Ω:16Ω=1:2;
②当电路中为25Ω的定值电阻时,电路中的电流为:I3=UVR25=2.5V25Ω=0.1A,
此时滑动变阻器接入电路的阻值为:R3=U−UVI3=4.5V−Ω,即小明所选滑动变阻器的最大阻值应不小于20Ω。
③由图乙可知,阴影部分“面积”是I×R,所以阴影部分“面积”表示的物理量是电压,故选:B。
【分析】(1)伏安法测电阻的原理:R=UI,掌握滑动变阻器的接法,滑动变阻器滑片向右移动时,电流表的示数增大,则滑动变阻器的阻值需减小。
(2)电流表示数为零,说明电路中电阻很大,可能是断路,电压表有示数,说明电压表的两个接线柱和电源的两极连接相连。
(3)已知滑动变阻器的铭牌,利用串联电路的特点,根据R=UI进行设计。
(4)①根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同。
根据串联电路电流处处相等,串联电路各用电器两端的电压之和等于电源电压,结合欧姆定律求出R1、R2的阻值,进而求出两电阻之比。
②利用①中求R1、R2阻值的方法可求出所选滑动变阻器的最大阻值应不小于多少。
③根据U=IR分析阴影的面积含义。
29.【答案】(1)解: 由图乙可知,驱逐舰在34∼44s做匀速直线运动,速度为5m/s,
驱逐舰在34∼44s内行驶的路程为s=vt=(44s−34s)×5m/s=50m;
答:在34∼44s内行驶的路程50m。
(2)解: 驱逐舰在水下5m深处时,ℎ=5m;此时观察窗口所受海水的压强为:
p=ρgℎ=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa,
观察窗口的面积为S=200cm2=0.02m2,
由压强公式p=FS变形得,观察窗口所受压力为F=pS=5×104Pa×0.02m2=1000N;
答:在水下5m处有一面积为200cm2的观察窗口,窗口受到水的压力大小1000N。
(3)解: 由图甲、乙可知,F=1×106N时,v=5m/s,由P=Wt=Fst=Fv
发动机的恒定功率为:P=Fv=1×106N×5m/s=5×106W。
答:发动机的恒定功率大小是5×106W。
【知识点】功率的计算
【解析】【分析】 (1)驱逐舰在34~44s匀速行驶,根据s=vt求出驱逐舰34~44s行驶的路程。
(2)运用液体压强公式p=ρgh求水下5m处的压强大小,再根据F=pS求出200cm2的观察窗受到的压力。
(3)根据公式P=Fv求出发动机的恒定功率。
30.【答案】(1)解: 由图甲可知,两电阻串联,电压表测量电阻丝两端电压,电流表测电路中的电流;
身高为170cm的同学站上去后恰好滑到最大电阻,由欧姆定律可知,身高ℎ1=170cm的同学站上后电阻丝接入电路的最大电阻值为:R1=UR1I1=9V1A=9Ω;
答:求滑动变阻器最大电阻是9Ω;
(2)解: 每1cm的阻值大小为0.1Ω,此时滑动变阻器接入电路的电阻:R1=(170cm−ℎ0)×0.1Ω/cm=9Ω,解得ℎ0=80cm;
答:该测量仪可测量的身高最小值ℎ0为80cm;
(3)解:串联电路的电压特点和欧姆定律可知,身高ℎ1=170cm的同学站上后,电源电压:U=UR+IR0=9V+1A×R0……①
由题意可知,身高110cm的同学站上后,滑动变阻器接入电路的电阻:R2=(ℎ2−ℎ0)×0.1Ω/cm=(110cm−80cm)×0.1Ω/cm=3Ω,
由图乙可知,此时电压表的示数为5V,
由欧姆定律可知,此时电路中的电流:I2=UR2R2=5V3Ω=53A,
串联电路的电压特点和欧姆定律可知,身高ℎ2=110cm的同学站上后,电源电压:U=UR2+I2R0=5V+53A×R0……②
由①②解得:R0=6Ω,U=15V. ;
答:电源电压U是15V,定值电阻R0的大小是6Ω。
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】 (1)由图甲可知,两电阻串联,电压表测量电阻丝两端电压,根据欧姆定律求出170cm的同学站上后电阻丝接入电路的电阻。
(2)可测量的身高最小时,电阻丝接入电路的电阻为0;由题知,每1cm的电阻丝阻值大小为0.1Ω,身高为170cm的同学站上去后恰好滑到最大电阻,据此可求出可测的身高最小值h0。
(3)根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出身高170cm的同学站上后电源电压的表达式;利用“每1cm阻值大小为0.1Ω”求出身高110cm的同学站上后,滑动变阻器接入电路的电阻,根据欧姆定律求出此时电路中的电流,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出此时电源电压的表达式,解方程求出电阻R0的阻值和电源电压。
31.【答案】(1)解: 由表中数据可知,小球浸入前,水对容器底的压强p水1=2000Pa,
由p=ρ水gℎ可知容器中水的深度:ℎ水1=p1ρ水g=2000Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=0.2m;
球浸没后,水对容器底的压强p水2=2400Pa,
由p=ρ水gℎ可知容器中水的深度:ℎ水2=p2ρ水g=2400Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=0.24m;
容器中水的深度变化:Δℎ水=ℎ水2−ℎ水1=0.24m−0.2m=0.04m,
因为小球浸没,所以小球的体积:V=V排=S×Δℎ水=2×10−3m2×0.04m=8×10−5m3;
答:小球的体积为8×10−5m3;
(2)解: 根据G=mg可知小球的质量m=Gg=2N10N/kg=0.2kg,
小球的密度:ρ=mV=0.2kg8×10−5m3=2.5×103kg/m3。
答:小球的密度为2.5×103kg/m3;
(3)解: 根据阿基米德原理知小球受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10−5m3=0.8N,
小球静止时,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、支持力的作用,由力的平衡条件可得,
受到的支持力F支=G−F浮=2N−0.8N=1.2N;
薄壁圆柱形容器底部所受小球的压力F压=F支=1.2N;
答:薄壁圆柱形容器底部所受小球的压力是1.2N;
(4)解: 放入小球后,容器对桌面的压力增加量等于小球的重力,即ΔF=G=2N;
容器对水平桌面增加的压强:Δp=ΔFS=2N2×10−3m2=1000Pa。
答:放入小球后,水平桌面增加的压强1000Pa。
【知识点】液体压强的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)由表中数据可知,小球浸入前,水对容器底的压强,利用p=ρ水gh求容器中水的深度;同样求出小球浸没后水的深度,计算容器中水的深度变化;由于小球浸没,利用V=Sh求出小球排开水的体积,即小球的体积。
(2)根据G=mg得出小球的质量,利用密度公式求小球的密度。
(3)根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得浮力,根据重力和浮力计算支持力,由力的作用是相互的得薄壁圆柱形容器底部所受小球的压力。
(4)放入小球后,对桌面的压力增加量等于小球的重力,利用p=FS求对水平桌面增加的压强。浸入前
浸没后
p水/Pa
2000
2400
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