四川省凉山州宁南县初级中学校2023-2024学年九年级下学期第一次月考物理试题(原卷版+解析版)
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第I卷(选择题)
一、单选题(每题2分)
1. 下列估测符合实际的是( )
A. 家用电视机的功率约为1000W
B. 一元硬币的质量约为6mg
C. 洗澡时合适的水温约为40℃
D. 初三学生百米赛跑的平均成绩约为8s
【答案】C
【解析】
【详解】A.家用电视机的功率约为150W,故A不符合题意;
B.一元硬币的质量约为6g,故B不符合题意;
C.人的正常体温为37℃,洗澡时合适的水温比人的体温略高,约为40℃,故C符合题意;
D.百米赛跑世界冠军的成绩略小于10s,初三学生百米赛跑的平均成绩约为14s,故D不符合题意。
故选C。
2. 如图,某小组“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置,下列分析不正确的是( )
A. 在实验时按照由下到上的顺序组装实验器材
B. 水沸腾时,水中上升的气泡由小变大
C. 烧杯上方冒出的“白气”是水汽化形成的
D. 水沸腾时温度不变,需要吸热
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验中用酒精灯外焰加热,温度计玻璃泡浸没在被测液体中,但不能碰容器底和壁,故应按照自下而上的顺序进行组装实验器材,故A正确,A不符合题意;
B.水沸腾时,水逐渐汽化变为水蒸气,气泡由小变大,故B正确,B不符合题意;
C.“白气”是烧杯中水汽化形成的水蒸气又遇冷液化形成的小水珠,故C错误,C符合题意;
D.水沸腾时的特点是持续吸热,温度保持不变,故D正确,D不符合题意。
故选C。
3. 关于运动和力,下列说法中正确的是( )
A. 人推木箱没有推动,是因为人对木箱的推力小于地面对木箱的摩擦力
B. 浸没在液体中的物体,其一定受浮力
C. 乘坐公交汽车急刹车时,乘客会向前“冲”,是因为受到惯性作用
D. 排球运动员用力击球时,手对球的作用力与球对手的作用力大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.人推木箱没有推动,木箱静止,受力平衡,人对木箱的推力等于地面对木箱的摩擦力,故A错误;
B.浸没在液体中的物体,不一定受浮力,因为物体浸在水中时,如果和盛水容器底部接触的非常紧密的话,就不受浮力了,故B错误;
C.惯性不是力,不能给物体“作用”,故C错误;
D.排球运动员用力击球时,手对球的作用力与球对手的作用力是一对相互作用力,大小相等,故D正确。
故选D。
4. 厨房中的一些现象和做法都含有物理知识,下列对应正确的是( )
A. 做饭用的煤气是一次能源
B. 用高压锅煮饭——利用降低气压,提高水的沸点
C. 厨房的电灯泡用久了,灯泡的玻璃壁会发黑,这是凝华现象
D. 用煤气灶烧开水——利用做功改变物体内能
【答案】C
【解析】
【详解】A.煤气是天然气和石油加工而来的,是二次能源,故A错误;
B.用高压锅煮饭利用了升高气压,提高水的沸点,故B错误;
C.灯丝由于高温发生升华现象变为气态,遇到灯泡玻璃壁又出现凝华现象,所以电灯泡用久了,灯泡的玻璃壁会发黑,故C正确;
D.用煤气灶烧水是利用热传递改变物体内能,故D错误。
故选C。
5. 在探究凸透镜成像实验中,在调整好的光具座如图所示位置分别放上蜡烛、凸透镜、光屏时,在光屏上看到的是等大的像,下列说法正确的是( )
A. 该凸透镜的焦距是30cmB. b点成像原理和投影仪相同
C. 物体从b移到a过程在像会逐渐变大D. c点成像是在该点的右侧
【答案】B
【解析】
【详解】A.由上图可知,物距
u1=40cm-10cm=30cm
像距
v=70cm-40cm=30cm
因在光屏上看到的是等大的像,故有
u1= v=30cm=2f
该凸透镜的焦距是
f =15cm
故A错误;
B.物体在b点的物距
u2=40cm-15cm=25cm
因为
f
C.物体从b移到a过程中,物距变大,像距变小,像变小,故C错误;
D.物体在c点的物距
u3=40cm-30cm=10cm
因为
u3
故选B。
6. 如图所示,以下关于物理学研究方法的叙述正确的是( )
A. 图甲通过泡沫小球跳起来显示发声的纸盆在振动,运用理想实验法
B. 图乙为了描述光的传播路径和方向而引入了“光线”,运用转换法
C. 图丙通过对玻璃罩抽气来探究声音不能在真空中传播,运用控制变量法
D. 图丁探究平面镜成像的特点实验,用两支相同的蜡烛来比较像与物大小,运用等效替代法
【答案】D
【解析】
【详解】A.为了研究发声的物体在振动,这振动的幅度比较小,不容易观察,为了放大这个振动便于观察,通常采用转换法,观察泡沫小球的跳动,故A错误;
B.光线真实是不存在的,为了研究光的传播方向和路径,引入光线来描述光,属于模型法,故B错误;
C.理想实验法又称推理法,是在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法。研究声音的传播需要介质,真空中不能传声,通常采用实验推理法,故C错误;
D.图丁中,在探究平面镜成像的特点实验中,用两支相同的蜡烛来比较像与物大小,两只大小一模一样的蜡烛是为了比较像与物的大小关系,运用等效替代法,故D正确。
故选D。
7. 用细绳连在一起的气球和铁块,恰能悬浮在盛水的圆柱形容器内如图所示位置,若用力向下轻轻拨动一下铁块,则水对容器底部的压强和容器对桌面压强将( )
A. 变大,变小B. 不变,变大C. 变大,不变D. 变小,不变
【答案】D
【解析】
【详解】原来重物和气球悬浮在水中,根据物体浮沉条件可知
把气球的位置轻轻向下移动一些,所处的深度增加,由公式
可知,气球受到水的压强增大,气球的体积变小,所以气球排开水的体积减小,由公式
可知,气球受到的浮力减小,使得浮力小于自重而向下运动,由于浮力变小,变小,使得水面下降,水对容器底部的压强变小;把气球的位置轻轻向下移动一些,液体和小铁块的重力不变,即容器对桌面的压力不变,容器的底面积不变,由公式
可知,容器对桌面压强不变,故D符合题意;故ABC不符合题意。
故选D。
8. 用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m,已知动滑轮重30N,不计摩擦和绳重,则( )
A. 有用功为450J
B. 拉力的大小为150N
C. 滑轮组的机械效率为80%
D. 拉力的功率为99W
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据W=Fs可得,有用功为
故A不符合题意;
B.由题图可知,滑轮组的绳子承重股数为n=2,不计摩擦和绳重,根据
可得,拉力的大小为
故B不符合题意;
C.滑轮组的机械效率为
故C不符合题意;
D.拉力做的总功为
则拉力的功率为
故D符合题意。
故选D。
9. 如图所示的电路,电源电压不变。闭合开关S,将滑片P向左移动的过程中(忽略灯丝电阻的变化)。下列说法正确的是( )
A. 电压表V的示数将变大
B. 电流表A与电流表A1的示数差将不变
C. 小灯泡的亮度将变暗
D. 电压表和电流表A的比值将变小
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,灯泡和变阻器并联,A1测量通过变阻器的电流,A测量干路电流,V测量电源电压。根据欧姆定律可知,将滑片P向左移动的过程中,变阻器阻值增大,通过变阻器的电流减小,而并联电路中用电器互不干扰,故通过灯泡的电流不变,因此总电流减小。
AD.电压表测电源电压,故电压表V示数不变,由分析可知,电流表A示数减小,故可知电压表V示数与电流表A示数的比值变大,故AD错误;
B.由并联电路电流规律可知,电流表A示数与电流表A1示数之差等于流过小灯泡的电流大小,由分析可知,流过小灯泡的电流不变,即电流表A示数与电流表A1示数之差不变,故B正确。
C.通过灯泡的电流不变,故灯泡的亮度也不变,故C错误。
故选B。
10. 如图-1所示,电源电压保持不变,闭合开关S时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图-2所示,下列说法正确的是( )
A. 电源电压是12V
B. 若滑动变阻器的滑片由a向b移动时,电压表示数变大
C. 滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω
D. 定值电阻R的阻值是6Ω
【答案】D
【解析】
【详解】AD.由电路图可知,当滑片P位于a端时,电路为R的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,且此时电路中的电流最大,由图像可知,电路中的最大电流1.5A时,电压表的示数为9V,即电源的电压为9V,定值电阻R的阻值
故A错误,D正确;
B.滑动变阻器的滑片由a向b移动时,电路的总电阻变大,则电流变小,根据,定值电阻两端的电压变小,即电压表示数变小,故B错误;
C.当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,由图像可知,电路中的最小电流,则电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大阻值
则滑动变阻器的阻值范围是0~12Ω,故C错误。
故选D。
11. 关于电与磁的描述中,说法正确的是( )
A. 如图甲所示,当闭合开关后电路中的绿灯亮
B. 如图乙所示,与发电机工作原理相同
C. 如图丙所示,麦克风是用该原理工作的
D. 如图丁所示,小磁针偏转是电磁感应现象
【答案】C
【解析】
【详解】A.如图甲所示,当闭合开关后,电磁铁中有了电流,电磁铁有了磁性,吸下衔铁,红灯亮、绿灯灭,故A错误;
B.如图乙所示,通电导体在磁场中会受到力的作用,电动机是通电导体在磁场中会受到力的作用而转动的,与乙图工作原理相同,故B错误;
C.如图丙所示,闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这种现象叫电磁感应现象;声信号由麦克风转化为电信号,声音使膜片振动,使线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,这法拉第发现的电磁感应现,故麦克风是是丙图原理工作的,故C正确;
D.如图丁所示,小磁针偏转是因为通电导体周围存在磁场,故D错误。
故选C。
第II卷(非选择题)
二、填空题(每空1分,共计27分)
12. 随着人工智能的发展,AI助手已经应用在生活中的很多领域。我们给AI助手发送的语音指令是通过______传播到AI助手的,它能识别出主人的声音,是因为不同人发出声音的______不同。
【答案】 ①. 空气 ②. 音色
【解析】
【详解】[1]声音的传播需要介质,因此给AI助手发送的语音指令是通过空气传播到AI助手的。
[2]不同发声体发出的声音音色不同,能识别出主人的声音,这是因为每个人发声的音色不同。
13. 一只蜻蜓在距离水面3m高的上空水平向前飞行,若水深5m,则蜻蜓与它在水中所成的像的距离是______m;当蜻蜓靠近水面时,它在水中所成的像大小______。
【答案】 ①. 6 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]水面可看作平面镜,根据平面镜成像特点可知,像与物体到平面镜的距离相等,蜻蜓在离湖面3m的上空飞行,到水面的距离为3m,所以像到水面的距离也为3m,则蜻蜓与它在水中所成的像的距离是
[2]根据平面镜成像特点可知,像与物体大小相等,所以当蜻蜓靠近水面时,它在水中所成的像大小不变。
14. 用量杯盛某种液体,测得液体体积V和液体与量杯总质量m的关系如图所示,观察图像可知:量杯的质量是______g,60cm3的该液体质量是 ______kg。
【答案】 ①. 20 ②. 0.06
【解析】
【详解】[1]由图可知:当液体体积为0时,液体与量杯总质量是20g,即量杯的质量为20g。
[2]由图可知,当液体体积V=60cm3时,液体与量杯总质量为80g,则60cm3的该液体质量是
80g-20g=60g=0.06kg
15. 如图所示,容器底面积为100cm2,里面装有重18N、深15cm的水,容器底部受到水的压强是___________Pa;把一个重0.8N,体积为100cm3的小球放进容器中,小球静止时受到水的浮力是___________N。
【答案】 ①. 1500 ②. 0.8
【解析】
【详解】[1]由公式得容器底部受到水的压强是
[2]假设小球静止时完全浸没水里,此时小球所受得浮力为
因为F浮>G,所以小球静止时不可能完全浸没在水里,即小球静止时漂浮在水面,故此时所受得浮力等于小球的重力,即
16. 在弹性限度内,一根长10cm的弹簧,受到0.5N的拉力时,伸长到12cm,当它受到1.5N的拉力时,弹簧的长度是______cm。
【答案】16
【解析】
【详解】根据在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧所受拉力成正比,则有
解得弹簧的长度。
17. 有一新型的电热足浴器,用这个足浴器将5kg的水从20℃加热到40℃共用了10min,则水吸收的热量为________J;如图在10min内电能表的转盘转过500r,则该足浴器的实际功率是________。
【答案】 ①. 4.2×105 ②. 1000W
【解析】
【详解】[1]水吸收的热量为
[2]该足浴器在10min消耗的电能为
该足浴器的实际功率为
18. 如图所示,桌面上有一枚转动灵活的小磁针,静止时,小磁针总是指向南北,原因是它受到了______的作用;当导线与电池触接时,小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在______,这个现象最早是______发现的。
【答案】 ①. 地磁场 ②. 磁场 ③. 奥斯特
【解析】
【详解】[1]因为小磁针受到地磁场的作用,所以静止时,小磁针总是指向南北。
[2][3]在实验中,当直导线接触电池通电时,可以看到小磁针发生偏转,即小磁针受到磁场力的作用,说明通电导线周围存在磁场,这个现象最早是由科学家奥斯特发现的,他是第一个发现电与磁联系的。
19. 汽车发动机常用水做冷却剂是因为水的 ________大;发射运载火箭时常常采用液态氢作为燃料是因为液态氢的 _______高。
【答案】 ①. 比热容 ②. 热值
【解析】
【详解】[1]汽车发动机工作时产生大量的热,这些热如果不迅速转移,就可能损害发动机,因此利用水的比热容大的特点,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,可以把这些热迅速吸收,使发动机的温度不致升得太高。
[2]火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量。
20. 如图所示,一轻杆AB悬于O点,BO=3AO,其左端挂一重力为30N的物体,右端施加一个与水平方向成30°的力F,此时轻杆水平平衡,不计轻杆和绳子的重力,则力F的大小为_______N。若此时将拉力F沿顺时针方向改变到图中竖直的过程中,仍使轻杆在水平位置平衡,则拉力F将_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 20 ②. 变小
【解析】
【详解】[1]反向延长力F作用线,过支点O作力F作用线的垂线即为F的力臂L1,因为右端施加一个与水平方向成30°的力F,则由几何知识可知
已知
BO=3AO
重物重力
G=30N
由杠杆平衡条件得
G×L2=F×L1
即
代入数据可得
解得
F=20N
[2]将拉力F沿顺时针方向改变到图中竖直的过程中,仍使轻杆在水平位置平衡,此时的动力臂变大,阻力和阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件可知,拉力F将变小。
21. 如图所示.A为电磁铁、B为铁芯、C为套在铁芯B上的绝缘磁环。现将A、B、C放置在天平的左盘上。当A中通有电流I时,C悬停在空中。天平保持平衡。当增大A中电流时。绝缘磁环C将向上运动。在绝缘磁环C上升到最高点的过程中,若不考虑摩擦及空气阻力,则天平左盘________(选填“一直平衡”、“先下降后上升”、“先上升后下降”或“一直下降到最低点”)。
【答案】先下降后上升
【解析】
【详解】开始时天平平衡说明天平两侧所受力相同;当增大A中电流时,电磁铁磁性增强,磁环上升开始运动,磁环受到的向上的磁力应增大,而根据力的相互性可知,A所受磁力也应增大,故左盘力变大,天平左盘下降;而由于磁环离磁铁变远,磁感线越稀疏磁力越弱,最终会停止,则磁环所向上的力将减小,则A所受力也将会减小,故左盘受力减小,天平左盘上升,故天平左盘应先下降后上升,最后又达到平衡。
22. 如图甲所示,小涛用水平推力推置于水平地面上的木箱,在此过程中,推力的大小随时间变化的情况如图乙所示,木箱运动速度的大小随时间变化的情况如图丙所示,则第2s时木箱所受到的摩擦力为______N,3~5s推力对木箱做的功是______J。
【答案】 ①. 100 ②. 40
【解析】
【详解】[1]由图丙可知,木箱在3~5s内做匀速直线运动,受到的推力和摩擦力是平衡力,摩擦力
f=F=100N
由图丙可知,第2s时木箱做加速运动,但与3~5s时相比,压力相同,接触面的粗糙程度相同,滑动摩擦力相同,所以第2s时木箱所受到的摩擦力为100N。
[2]由得,3~5s木箱运动的路程
s=vt=0.2m/s×2s=0.4m
推力对木箱做的功是
W=Fs=100N×0.4m=40J
23. 如图为四旋翼无人机,其下方悬挂有摄像机。无人机先从地面竖直上升,然后沿某一水平直线匀速飞行并拍摄。无人机从地面竖直上升时,重力势能_________;无人机沿某一水平直线匀速飞行时,动能_________(均选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. 增大 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]重力势能与物体的质量和所处高度有关,因此无人机从地面竖直上升时,质量不变,高度越来越大,所以重力势能增大。
[2]动能与物体的质量和速度有关,因此无人机沿某一水平直线匀速飞行时,质量不变,速度不变,所以动能不变。
24. 如图所示,将一带正电的玻璃棒接触不带电的验电器时,验电器金属箔张开的原因是__________,金属杆中电流方向是__________。(选填“金属球到金属箔”或“金属箔到金属球”)
【答案】 ①. 同种电荷相互排斥 ②. 金属球到金属箔
【解析】
【详解】[1]验电器是检验物体是否带电的仪器,工作原理是同种电荷相互排斥。
[2]人们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。将一带正电的玻璃棒(缺少电子)接触不带电的验电器时,验电器金属箔上的电子通过验电器的金属杆,转移到玻璃棒,则电流的方向为金属球到金属箔。
25. 如图所示电路,若甲、乙均为电流表时,断开开关S,两电流表读数为I甲∶I乙 =2∶5,若甲、乙均为电压表时,闭合开关S,则两电压表的读数U甲∶U乙=___________。
【答案】5∶3
【解析】
【详解】若甲、乙均为电流表时,断开开关S,两电阻并联,甲电流表测量R2的电流,乙电流表测量两电阻并联的总电流,I甲∶I乙 =2∶5,根据并联电路电流等于各支路电流之和有
所以通过R1的电流和通过的R2电流之比为
根据并联电路电压的规律,两电阻的电压相等,根据可知,在电压不变时,电流与电阻成反比,故
若甲、乙均为电压表时,闭合开关S,两电阻串联,甲测量电源电压,乙测量R2的电压,由分压原理可知,R2的电压与R1的电压之比为
故两电压表的读数
即
U甲∶U乙=5∶3
26. 如图所示将两电阻串联接在6V的电源两端,通电1min,R2产生的热量为_________J。
【答案】48
【解析】
【详解】由图像可知
将两电阻串联接在6V的电源两端,则电路中电流为
通电1min,R2产生的热量为
三、作图题(每题2分,共8分)
27. 如图所示,请用笔画光线代替折射光线,完成光路图。
【答案】
【解析】
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线通过焦点;过凸透镜光心的光线其传播方向不变,如图所示:
28. 如图,画出斜面上球所受弹力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】小球受到重力、垂直斜面的支持力、垂直挡面的支持力,其中两个支持力为弹力,过球心做垂直斜面向上的有向线段标上力的符号F1,过球心做垂直挡板的有向线段,标上力的符号F2,如图
29. 在图中杠杆B点挂着重物G,若在A点施加一个最小的力F使杠杆平衡在图中的位置,请找出支点O并画出此力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】根据题意,杠杆的支点为杠杆水平部分和下面的接触点O,动力F的最大力臂为OA,连接OA,动力F应与OA垂直斜向下,l为此力的力臂,如图
30. 如图所示,电磁铁上方用弹簧挂着一个条形磁体,闭合开关S,发现弹簧缩短,请在图中括号内标出电源正极、负极和电磁铁下端的磁极名。(电源正极、负极分别用“+”“-”表示,磁极名用“N”“S”表示)
【答案】
【解析】
【详解】闭合开关S,发现弹簧缩短,说明条形磁铁受到向上的磁力作用,根据同名磁极相互排斥可知,通电螺线管上端为N极,下端为S极,磁体周围的磁感线都是从N极出来,回到S极;右手握住螺线管,大拇指指向N极,四指指向电流的方向,则电流从螺线管的上端流入,下端流出,则电源右端为正极,左端为负极,如图所示:
四、实验题(每空1分,共13分)
31. “圆梦”小组在“测量小灯泡正常发光时灯丝的电阻”的实验中,实验器材有:电压恒为6V的学生电源、小灯泡(额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为)、电流表、电压表、滑动变阻器“1A”,“2A’’)、开关、若干导线。
(1)图甲是小伟连接的部分实物电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整________;
(2)小伟将最后一根导线连接好,发现小灯泡不发光,但电流表、电压表有较小示数,出现这一现象的错误操作是________;
(3)小伟重新正确进行操作时,观察到电压表的示数如图乙所示,此时应将滑动变阻器的滑片向________(选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。当小灯泡正常发光时电流表示数为0.24A,则小灯泡正常发光时灯丝的电阻为________(计算结果保留一位小数);
(4)为了完成本次实验,小组同学应选择的滑动变阻器为________(选填“”或“”);
(5)完成上述实验后,同学们交流后又设计了一种测量小灯泡正常发光时的电阻的方案,设计的电路如图丙所示,是阻值已知的定值电阻,请将实验步骤补充完整;
①连接好电路,闭合开关S,将开关拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;
②保持滑片的位置不动,再将开关拨到触点B,读出电压表的示数;
③小灯泡正常发光时灯丝的电阻的表达式:________(用、、表示)。
【答案】 ①. ②. 连接电路时没有将开关断开 ③. B ④. 10.4 ⑤. R2 ⑥.
【解析】
【详解】(1)[1]电路为串联电路,电压表测量灯泡两端的电压,灯泡额定电压为2.5V,故应用导线将灯泡右接线柱与电压表3V接线柱相连;灯泡电阻约为10欧姆,则电流约为0.25A,所以用导线将灯泡左接线柱与电流表0.6A接线柱相连,如图所示
(2)[2]小伟将最后一根导线连接好,发现小灯泡不发光,但电流表、电压表有较小示数,说明此时电路为通路,滑动变阻器连入电路的阻值为其最大阻值,导致电路中电流太小,灯泡不能发光,所以出现这一现象的错误操作是连接电路时没有将开关断开。
(3)[3]图中电压表示数为1.9V,小于灯泡的额定电压,根据串联电路的电压规律可知,应将滑片向B端移动,减小滑动变阻器连入电路的阻值,直至电压表示数为2.5V。
[4]小灯泡正常发光时灯丝的电阻
(4)[5]当灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的阻值为
大于R1的最大阻值,所以实验选择的滑动变阻器是R2。
(5)[6]连接好电路,闭合开关S,将开关拨到触点A,电压表测量灯泡两端的电压,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;保持滑片的位置不动,再将开关拨到触点B,电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压,读出电压表的示数,则定值电阻两端的电压
电路中的电流
串联电路电流处处相等,小灯泡正常发光时灯丝的电阻的表达式
32. 小刚用如图所示的实验探究浮力大小的影响因素,实验器材及弹簧测力计的示数如图中所示,请根据操作过程完成以下问题:
(1)为了使测量结果更准确,弹簧测力计在测量之前都要进行调零,本实验测量前应该沿______(选填“竖直”或“水平”)方向调零;
(2)小刚做了a、c、d三组实验后,可以得到的结论是:浮力的大小与______无关。选择了a、d、e三组实验,目的是探究浮力与______的关系,若选择a、b、e三组实验则不能探究上述的关系,原因是____________;
(3)由图可知该物体浸没在水中时所受的浮力为______N,e中所用盐水的密度为______kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3)。
【答案】 ①. 竖直 ②. 物体浸没在液体中的深度 ③. 液体的密度 ④. 未控制物体排开液体的体积相同 ⑤. 2.0 ⑥. 1.2×103
【解析】
【详解】(1)[1]要测量物体的重力及记录物体浸在水中时弹簧测力计的示数,这两个力的方向都是竖直方向,故弹簧测力使用之前应该在竖直方向调零。
(2)[2]a、c、d三组实验,控制排开液体的体积、液体的密度相同,改变的是物体浸没在液体中的深度,从c、d可看出,测力计的示数相等,根据称重法可知,物体受到的浮力相等,所以可得出的结论是:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
[3]a、d、e三组实验,物体排开液体的体积相同,深度相同,液体的密度不同,因此目的是探究浮力与液体的密度的关系。
[4]若选择a、b、e三组实验,物体排开液体的体积不同,液体的密度不同,由于未控制物体排开液体的体积相同,则不能探究浮力与液体的密度的关系。
(3)[5]由a、d可得,根据称重法,该物体浸没在水中时所受的浮力为
[6]当物体浸没在水中时,其排开水的体积等于物体的体积,根据阿基米德原理可得,物体的体积为
由a、e可得,根据称重法,该物体浸没在盐水中时所受的浮力为
物体排开盐水的体积等于物体的体积,即
根据阿基米德原理可得,所用盐水的密度为
五、计算题(每小问2分,共10分)
33. 一质量为5t的载重货车,现装有质量为25t的货物以20m/s的速度匀速行驶在水平公路上,已知货车共有4个车轮,每个车轮与地面接触面积为1.5dm2,汽车匀速行驶时,受到的阻力是总重的0.1倍,求:
(1)货车停下后对地面的压强;
(2)货车匀速行驶10s牵引力做的功;
【答案】(1)5×106Pa;(2)6×106J
【解析】
【详解】解:(1)车的总质量
m总=5t+25t=30t=30000kg
车受到的总重力
G=mg=30000kg×10N/kg=3×105N
汽车对地面的压强
(2)车匀速行驶10s行驶路程
s=vt=20m/s×10s=200m
车匀速行驶,牵引力和阻力是平衡力,由二力平衡条件可得,汽车的牵引力
F牵引力=f=0.1G=0.1×3×105N=30000N
汽车牵引力所做的功
W=F牵引力s=30000N×200m=6×106J
答:(1)货车停下后对地面的压强为5×106Pa;
(2)货车匀速行驶10s牵引力做的功为6×106J。
34. 如图所示电路中,电源电压恒定,小灯泡上标有“6V 3.6W”字样(不考虑灯泡电阻的变化),R1是阻值为10Ω的定值电阻。当只闭合S、S1时,小灯泡正常发光;当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片滑到最右端时,电流表A的示数是1.6A。通过计算回答:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)小灯泡通电时消耗的最小电功率。
【答案】(1)12V;(2)30Ω;(3)0.9W
【解析】
【详解】解:(1)只闭合开关S、S1时,电阻R1与小灯泡串联,小灯泡正常发光,则,此时电路中电流为
电阻R1两端电压为
电池电压为
(2)当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片滑到最右端,电阻R1与滑动变阻器并联,L短路,此时通过电阻R1电流为
通过滑动变阻器电流为
的最大阻值为
(3)根据可知,当流经灯泡电流最小时,灯泡消耗的功率最小,由于滑动变阻器最大阻值大于R1,故当L与R2串联,且R2接入最大阻值时,电路中电阻最大,电流最小。当闭合开关S、S2,L与R2串联,滑动变阻器的滑片P滑到最右端,流过小灯泡电流最小,则小灯泡消耗电功率最小,灯泡的电阻为
电路中电流为
小灯泡通电时消耗的最小电功率
答:(1)电源电压为12V;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω;
(3)小灯泡通电时消耗的最小电功率为0.9W。
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