2024年江西省九江市永修三中中考物理全真模拟试卷(二)
展开1.(2分)近视眼是因为来自远处某点的光会聚在视网膜 (选填“前”或“后”)面。矫正近视眼我们可以佩戴 透镜。
2.(2分)智能音箱可以模仿很多动物的声音,该音响主要是模仿声音的 (选填“音调”“音色”或“响度”);休息时,智能音箱可以播放轻音乐舒缓身心但音量不能过大,是指声音的 (选填“音调”、“音色”或“响度”)要适中,以免影响听力。
3.(2分)五一黄金周,小明乘游船游览烟台山海域,领略烟台山水画卷之美。游玩结束后,20名游客全部离船上岸后(每名游客质量按60kg计算),游船会 (选填“上浮一些”或“下沉一些”);游船排开水的体积变化 m3(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
4.(2分)元宵节吃元宵有团圆美满之意,煮元宵的“热气”是 (填物态变化名称)现象,露出馅的元宵香气四溢是 现象。
5.(2分)小欣走在上海黄浦江头看江边美丽的东方明珠电视塔夜景,发现水中也有“电视塔”,这是光的 (选填“直线传播”、“反射”或“折射”)现象。已知塔高468米,该处水深12米,该塔顶和其倒影塔顶之间的距离为 米。
6.(2分)图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。实验时将装有海波的试管放到水中加热,而不用酒精灯直接给试管加热,这样做可以使海波受热均匀,又可以使海波的温度上升 (选填“较快”或“较慢”),便于观察实验现象和记录数据。根据实验数据绘制的图象如图乙所示,由图象可知海波熔化特点是 。
7.(2分)如图所示电路,电源电压恒定,闭合S0,当S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=7:3;当S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数之比I甲:I乙= ,此时R1、R2消耗的功率之比P1:P2= 。
8.(2分)如图所示,控制灯泡的开关要接在 (选填“1”或“2”)处。将电水壶的三脚插头插入三孔插座中,这样做可以让它的金属外壳与插座中的 (选填“火”“零”或“地”)线相连,以防止外壳带电时,对人造成伤害。
二、选择题(本大题共6小题,共14分)第9~12小题,每小题只有一个选项是最符合题目要求的,每小题2分;第13、14小题为多项选择,每小题至少有两个选项是符合题目要求的,每小题2分,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分。请将选项代码填涂在答题卡相应位置。
9.(2分)下列估测数据中,最接近实际的是( )
A.一瓶普通矿泉水的质量为50kg
B.人体正常体温为39℃
C.普通成人的步行速度为5m/s
D.教室里课桌的高度为80cm
10.(2分)随着环保意识的提高,自行车越来越受到人们的青睐。如图所示,以下关于自行车的结构或使用上说法正确的是( )
A.自行车载人前后的惯性不变
B.刹车后自行车没立即停下来是因为受到惯性作用
C.轮胎和脚踏板的花纹是为了减小摩擦
D.车座做得宽大是为了减小压强
11.(2分)下列实例中,材料的选用与描述的物理属性不相符的是( )
A.热水壶的手柄用胶木制成,是因为胶木的导热性好
B.划玻璃的刀头镶嵌有金刚石,是因为金刚石的硬度大
C.床垫材料中选用海绵层,是因为海绵材料的弹性好
D.房屋的天窗用玻璃制成,是因为玻璃的透光性好
12.(2分)小明同学利用一段绝缘铜导线按照一定的顺序缠绕在大铁钉上并与滑动变阻器、电源和开关连接成如图所示的电路。闭合开关后,发现小磁针静止时,其N指向如图所示。下列说法正确的是( )
A.钉帽位置是N极
B.小磁针所在位置磁场的方向向右
C.螺线管内部磁感线的方向向右
D.将滑动变阻器的滑片向左移动,小磁针所受的磁场力变大
(多选)13.(3分)木棒的一端缠绕铜丝可以制成一个简易的密度计。甲、乙两个相同的容器中装有质量相等的不同液体。将该密度计分别放入甲、乙容器中,静止后密度计的位置如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度
B.密度计在甲、乙容器中排开液体的质量相等
C.甲容器中液体对容器底的压强等于乙容器中液体对容器底的压强
D.密度计上越靠近铜丝的位置,其刻度线对应的密度值越小
(多选)14.(3分)如图所示电路,电源电压不变,闭合S1和S2,灯泡L1和L2均能正常发光,电流表和电压表均有示数。下列分析正确的是( )
A.只闭合S1,电压表可以测量出电源两端的电压
B.只闭合S1,电流表可以测量出通过L2的电流
C.先闭合S1,再闭合S2,L1的亮度不变
D.先闭合S1,再闭合S2,电流表和电压表的示数均不变
三、计算题(本大题共3小题,第15小题6分,第16、17小题各8分,共22分)
15.(6分)在如图所示的电路中,电源的电压恒为18V。两灯泡L1、L2分别标有“12V 6W”和“12V 12W”的字样,不考虑两灯泡电阻随温度的变化。已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R0的规格为“100Ω 1A”。求:
(1)开关S、S1闭合、S2断开,当灯泡L1正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率;
(2)开关S、S2闭合,S1断开,为了保证整个电路的安全,滑动变阻器的阻值取值范围。
16.(8分)一辆小汽车出现了故障停在路中间,司机取来一套滑轮组将汽车拉向墙边,如图所示。若小汽车重为1.2×104N,运动时所受阻力为车重的,司机用800N的水平拉力经过30s拉着滑轮组自由端匀速前进了6m。求:(不计空气阻力)
(1)司机做功的功率;
(2)司机拉动该滑轮组所做的有用功及克服汽车重力所做的功;
(3)该滑轮组的机械效率η。
17.(8分)如图甲是一款采用增压技术的挂烫机,简化电路如图乙,电源电压为220V,R1、R2是电热丝,R1=55Ω,R2=110Ω。开关S接2、3时处于慢热挡;开关S接3、4时处于速热挡。求:
(1)挂烫机慢热过程中,电路中的电流;
(2)挂烫机慢热工作1min,电热丝产生的热量;
(3)挂烫机速热过程中的总电功率。
四、实验与探究题(本大题共4小题,每小题7分,共28分)
18.(7分)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验课上,小立选用一实心物块、弹簧测力计、体积相同的水和盐水等进行探究。
(1)如图1,b中物块所受浮力大小为 N;
(2)分析图1 三次实验可知:物体在水中受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)分析图1a、d、e三次实验,可知物体在水中受到的浮力大小与 有关;
(4)由图中数据可知,物块的体积为 cm3,盐水的密度为 kg/m3;
(5)小立还用一根长为20cm的吸管,在吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的两端封闭起来自制密度计进行验证,如图2所示,其中H=14cm、h=12cm,该密度计测得某液体的密度为 g/cm3,此“密度计”相邻密度刻度线间距是 (选填“均匀”或“不均匀”)。
19.(7分)小红用如图所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻。所选器材有:干电池两节、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡、开关、“50Ω,1.5A”的滑动变阻器各一只、导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整。
(2)连接好电路,将滑动变阻器的滑片移至最 端。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,直至电压表的示数是 V时,读出电流表的示数如图乙所示,为 A,小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(保留一位小数)。
(3)小红想测量小灯泡灯丝在常温时的电阻大小,于是设计方案:移动滑动变阻器的滑片,直至灯丝不发光,读出电流表和电压表的示数,计算出电阻的大小,你认为小红的方案是否正确? 。判断的依据是: 。
21.(7分)如图所示,在测量小灯泡电功率的实验中,小龙同学选用了一个额定电压2.5V的小灯泡。
(1)为保护电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最 端(选填“左”或“右”);
(2)闭合开关,小龙发现电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是 ;
A.小灯泡断路
B.滑动变阻器断路
C.小灯泡短路
D.电流表短路
(3)通过调节滑动变阻器滑片,测出多组数据,并作出如图乙所示I﹣U图像,可以解决以下问题:
①小灯泡的额定功率为 W,正常发光的电阻为 Ω;
②当小灯泡两端电压为2V时,灯丝的电阻可能为 ;
A.12Ω
B.10Ω
C.9Ω
D.7.5Ω
(4)同组的小马同学又设计了如图丙所示的电路,只用电压表就可以测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率P额。已知电路中使用的滑动变阻器R最大阻值为15Ω,电源电压恒定。测量过程如下:
①闭合开关S1、S2,断开S3,将滑动变阻器的滑片移到最右端,电压表示数为4.5V;
②闭合开关S1、S3,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关S1、S2,断开S3,保持②步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为3V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
2024年江西省九江市永修三中中考物理全真模拟试卷(二)
参考答案与试题解析
一、填空题(本大题共8小题,每空1分,共16分)
1.(2分)近视眼是因为来自远处某点的光会聚在视网膜 前 (选填“前”或“后”)面。矫正近视眼我们可以佩戴 凹 透镜。
【分析】近视眼的成因是晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处点的光会聚在视网膜前,只能看清近处的物体,看不清远处的物体;对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正。
【解答】解:若是近视眼,晶状体较厚,折光能力强,故来自远处某点的光会聚在视网膜前面;
若要使像成在视网膜上,应该使光发散,故配戴凹透镜矫正。
故答案为:前;凹。
【点评】本题主要考查学生对眼睛及其视物原理的了解和掌握,结合凸透镜成像的规律或生活的体验很好理解。
2.(2分)智能音箱可以模仿很多动物的声音,该音响主要是模仿声音的 音色 (选填“音调”“音色”或“响度”);休息时,智能音箱可以播放轻音乐舒缓身心但音量不能过大,是指声音的 响度 (选填“音调”、“音色”或“响度”)要适中,以免影响听力。
【分析】声音三个特性:音调、响度、音色,音调跟频率有关,频率越大音调越高,频率越小音调低;响度跟振幅有关,音色跟材料和结构有关。
【解答】解:智能音箱可以模仿很多动物的声音,主要是模仿声音的音色。
休息时,智能音箱可以播放轻音乐舒缓身心,但音量不能过大,是指声音的响度不能太大,太大了会对人耳有影响。
故答案为:音色;响度。
【点评】本题考查声音的特性,难度不大。
3.(2分)五一黄金周,小明乘游船游览烟台山海域,领略烟台山水画卷之美。游玩结束后,20名游客全部离船上岸后(每名游客质量按60kg计算),游船会 上浮一些 (选填“上浮一些”或“下沉一些”);游船排开水的体积变化 1.2 m3(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
【分析】(1)游客在船上时,船处于漂浮状态,受到的浮力等于船和游客的重力;20名游客全部离船上岸后,由重力变化得出受到的浮力变化,再利用F浮=ρ液gV排得出船排开水的体积变化。
(2)游客下船后,浮力减小值等于游客的重力,再利用F浮=ρ液gV排计算游船排开水的体积变化量。
【解答】解:(1)游客在船上时,船处于漂浮状态,受到的浮力等于船和游客的重力;20名游客全部离船上岸后,船仍漂浮,重力减小,受到的浮力减小,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,船排开水的体积减小,因此船会上浮一些。
(2)游客下船后,浮力减小了:
,
由F浮=ρ液gV排可知,游船排开水的体积变化量:
。
故答案为:上浮一些;1.2。
【点评】本题考查了物体的漂浮条件、阿基米德原理的应用,属于基础题目。
4.(2分)元宵节吃元宵有团圆美满之意,煮元宵的“热气”是 液化 (填物态变化名称)现象,露出馅的元宵香气四溢是 扩散 现象。
【分析】物质由气态变为液态叫液化;物质是由大量分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子间存在相互的作用力。
【解答】解:煮元宵时冒的腾腾热气是小水滴,是水蒸气遇冷液化形成的,是液化现象;
露出馅的元宵香气四溢,是因为元宵的香气分子是在不断运动的,向四周扩散,使人们闻到元宵的香气;
故答案为:液化;扩散。
【点评】本题考查了多个与热学有关的知识点,对每一个知识的理解要深入,这样才能在一些类似的说法中准确做出判断,这也是物理常考的内容。
5.(2分)小欣走在上海黄浦江头看江边美丽的东方明珠电视塔夜景,发现水中也有“电视塔”,这是光的 反射 (选填“直线传播”、“反射”或“折射”)现象。已知塔高468米,该处水深12米,该塔顶和其倒影塔顶之间的距离为 936 米。
【分析】平面镜成像是光的反射现象;平面镜成像时,像到镜面的距离等于物体到镜面的距离。
【解答】解:发现水中也有“电视塔”,属于平面镜成像,这是光的反射现象。已知塔高468米,该处水深12米,像到水面的距离等于物体到水面的距离,该塔顶和其倒影塔顶之间的距离为468m+468m=936m。
故答案为:反射;936。
【点评】本题考查了光的反射和平面镜成像,知道平面镜成像的特点是解题的关键。
6.(2分)图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。实验时将装有海波的试管放到水中加热,而不用酒精灯直接给试管加热,这样做可以使海波受热均匀,又可以使海波的温度上升 较慢 (选填“较快”或“较慢”),便于观察实验现象和记录数据。根据实验数据绘制的图象如图乙所示,由图象可知海波熔化特点是 继续吸热,温度不变 。
【分析】(1)探究晶体和非晶体的熔化和凝固实验时,一般都采用水浴法,物体的温度变化比较均匀,并且变化比较慢,便于记录实验温度;
(2)晶体和非晶体的重要区别:晶体熔化时不断吸收热量,温度保持不变。
【解答】解:(1)实验时将装有海波的试管放到水中加热,这是水浴法,采用水浴法,海波的受热比较均匀,并且变化比较慢,便于记录实验温度;
(2)由图乙可知,图象中变化曲线有呈水平方向的一段,就是晶体的熔化过程,熔化过程吸热,温度保持不变,故海波是晶体;
故答案为:较慢;继续吸热,温度不变。
【点评】此题“探究海波熔化时温度的变化规律”实验,考查了水浴加热法、固体熔化时的温度变化规律,是热学的重点实验,应注意掌握。
7.(2分)如图所示电路,电源电压恒定,闭合S0,当S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=7:3;当S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数之比I甲:I乙= 4:7 ,此时R1、R2消耗的功率之比P1:P2= 3:4 。
【分析】(1)由电路图可知,闭合S0、S,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测电阻R2电压,由串联电路特点及欧姆定律求出两电阻阻值之比;
(2)由电路图可知,闭合S0、S断开且两电表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路电流,由欧姆定律及并联电路特点求出两电流表示数之比,由P=UI求出电阻消耗的功率之比。
【解答】解:当闭合S0,S闭合,甲、乙两表为电压表时,电阻R1、R2串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量R2两端电压,两表示数之比
U甲:U乙=7:3
则电阻R1、R2两端电压之比为
根据串联分压原理可得
由电路图可知,闭合S0、S断开且两电表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测量R2的电流,电流表乙测量干路电流,根据并联分流原理可得
则两表示数之比
此时R1、R2消耗的功率之比
故答案为:4:7;3:4。
【点评】分析清楚电路结构、应用串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式即可正确解题。
8.(2分)如图所示,控制灯泡的开关要接在 1 (选填“1”或“2”)处。将电水壶的三脚插头插入三孔插座中,这样做可以让它的金属外壳与插座中的 地 (选填“火”“零”或“地”)线相连,以防止外壳带电时,对人造成伤害。
【分析】开关与被控制用电器应串联,开关接在用电器和火线之间;
三孔插座的接法是左零右火上接地,三脚插头的接法是中上的要与用电器外壳相连。
【解答】解:控制灯泡的开关要接在火线与灯泡之间,即1处;
将电水壶的三脚插头插入三孔插座中,电水壶的金属外壳与插座中的地线相连,这样即使金属外壳带电,电流也会通过地线导入大地,防止触电事故的发生。
故答案为:1;地。
【点评】本题考查对家庭电路连接的认识和理解,关键是知道三孔插座和三脚插头的连接情况。
二、选择题(本大题共6小题,共14分)第9~12小题,每小题只有一个选项是最符合题目要求的,每小题2分;第13、14小题为多项选择,每小题至少有两个选项是符合题目要求的,每小题2分,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分。请将选项代码填涂在答题卡相应位置。
9.(2分)下列估测数据中,最接近实际的是( )
A.一瓶普通矿泉水的质量为50kg
B.人体正常体温为39℃
C.普通成人的步行速度为5m/s
D.教室里课桌的高度为80cm
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解:A、一瓶普通矿泉水的质量在500g=0.5kg左右,故A不符合实际;
B、人体正常体温在37℃左右,变化幅度很小,故B不符合实际;
C、普通成人正常步行的速度约为4km/h=4×m/s≈1.1m/s,故C不符合实际;
D、中学生的身高约160cm,课桌高度约为中学生身高的一半,在80cm左右,故D符合实际。
故选:D。
【点评】对于生活中数据的估测,应从实际的角度出发进行判断,也可从自己的角度出发判断,如自己的身高、自己的体重、自己正常时的体温及正常行走的速度等方面来与题目中的数据比较,只要相差不大,即该数据就是合理的。
10.(2分)随着环保意识的提高,自行车越来越受到人们的青睐。如图所示,以下关于自行车的结构或使用上说法正确的是( )
A.自行车载人前后的惯性不变
B.刹车后自行车没立即停下来是因为受到惯性作用
C.轮胎和脚踏板的花纹是为了减小摩擦
D.车座做得宽大是为了减小压强
【分析】(1)惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系;
(2)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
(3)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:A.惯性大小只跟物体的质量大小有关,自行车载人后的质量变大,则惯性变大,故A错误;
B.刹车后自行车没立即停下来是因为具有惯性,但惯性不是力,不能说“受到惯性作用”,故B错误;
C.轮胎和脚踏板的花纹是为了增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦,故C错误;
D.车座做得宽大是通过增大受力面积来减小压强,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查增大摩擦、减小压强的方法,以及惯性大小的影响因素,属于常考题。
11.(2分)下列实例中,材料的选用与描述的物理属性不相符的是( )
A.热水壶的手柄用胶木制成,是因为胶木的导热性好
B.划玻璃的刀头镶嵌有金刚石,是因为金刚石的硬度大
C.床垫材料中选用海绵层,是因为海绵材料的弹性好
D.房屋的天窗用玻璃制成,是因为玻璃的透光性好
【分析】根据对不同材料的物理性质的了解做出解答。
【解答】解:A、热水壶的手柄用胶木做成,是因为胶木的导热性能差,人手接触胶木时不会感到烫手,故A符合题意;
B、划玻璃的刀头镶嵌有金刚石,是因为金刚石的硬度大,可以将玻璃划破,故B不合题意;
C、床垫材料中选用海绵层,是因为海绵材料的弹性好,故C不合题意;
D、因为玻璃的透光性好,所以使用它制作房屋的天窗,故D不合题意。
故选:A。
【点评】不同物质具有不同的物理属性,只有熟悉不同物质的“脾性”,才能做到物尽其用。
12.(2分)小明同学利用一段绝缘铜导线按照一定的顺序缠绕在大铁钉上并与滑动变阻器、电源和开关连接成如图所示的电路。闭合开关后,发现小磁针静止时,其N指向如图所示。下列说法正确的是( )
A.钉帽位置是N极
B.小磁针所在位置磁场的方向向右
C.螺线管内部磁感线的方向向右
D.将滑动变阻器的滑片向左移动,小磁针所受的磁场力变大
【分析】开关闭合后,根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极,由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化,则可得出螺线管中磁场的变化。
【解答】解:AB.小磁针静止时的N极指向为该点的磁场方向,由图得,小磁针所在位置磁场的方向向右,磁场外部方向从N极指向S极,则钉帽位置是S极,故A错误,B正确;
C.内部磁感线从S极到N极,即螺线管内部磁感线的方向向左,故C错误;
D.将滑动变阻器的滑片向左移动,变阻器接入电路中电阻变大,变阻器与螺线管串联,则此时通过螺线管的电流减小,则小磁针所受的磁场力变小,故D错误。
故选:B。
【点评】该题考查了安培定则的应用、磁极间的作用规律的应用、电磁铁磁性强弱的影响因素等知识点,是一道综合题。
(多选)13.(3分)木棒的一端缠绕铜丝可以制成一个简易的密度计。甲、乙两个相同的容器中装有质量相等的不同液体。将该密度计分别放入甲、乙容器中,静止后密度计的位置如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度
B.密度计在甲、乙容器中排开液体的质量相等
C.甲容器中液体对容器底的压强等于乙容器中液体对容器底的压强
D.密度计上越靠近铜丝的位置,其刻度线对应的密度值越小
【分析】AB、简易密度计在两种液体中均处于漂浮状态,根据F浮=G=G排可知简易密度计所受的浮力的大小关系,简易密度计在甲液体中排开液体的体积较大,根据F浮=ρ液gV排可知两液体的密度的大小关系;
C、液体的深度不相同,根据p=ρ液gh可知两容器底部受到的液体压强的大小关系,容器的底面积相同,根据可知容器对桌面的压强;
D、密度计浮力都等于重力,根据F浮=ρgV排分析判断。
【解答】解:AB.简易密度计在两种液体中均处于漂浮状态,浮力等于密度计的重力,则简易密度计在甲、乙容器中所受的浮力相同,根据阿基米德原理得简易密度计在甲、乙液体中排开液体的重力相等,即排开液体质量相等;
浮力相同,密度计在甲液体中排开液体体积大于在乙液体中排开液体体积,根据F浮=ρ液gV排,可知甲容器中液体密度小于乙容器中液体密度,故A错误,故B正确;
C.两种液体的质量相等,说明甲、乙容器中液体的重力相同,放入相同的密度计后液体与密度计的重力之和仍然相等,而两容器的底面积相同,根据可知,两容器底部受到的液体压强相等,故C正确;
D.密度计上越靠近铜丝的位置,排开液体的体积越小,而密度计浮力都等于重力,根据F浮=ρgV排可知液体密度越大,即密度计上越靠近铜丝的位置,其刻度线对应的密度值越小,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查浮沉条件、浮力和压强的知识,综合性较强。
(多选)14.(3分)如图所示电路,电源电压不变,闭合S1和S2,灯泡L1和L2均能正常发光,电流表和电压表均有示数。下列分析正确的是( )
A.只闭合S1,电压表可以测量出电源两端的电压
B.只闭合S1,电流表可以测量出通过L2的电流
C.先闭合S1,再闭合S2,L1的亮度不变
D.先闭合S1,再闭合S2,电流表和电压表的示数均不变
【分析】分析实物图得出电路连接方法以及电流表和电压表的位置,结合并联电路的特点分析判断。
【解答】解:AB、只闭合S1,电路为只有L1的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测L1两端的电压,即电源电压,故A正确,B错误;
CD、先闭合S1,电路为只有L1的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测电源电压;再闭合S2,两灯泡并联,电流表测通过L1的电流,电压表测电源电压,根据并联电路电压特点可知,L1两端电压不变,因此通过L1的电流大小不变,即电流表示数不变,所以L1的亮度不变,电流表和电压表的示数均不变,故CD正确。
故选:ACD。
【点评】本题考查了并联电路的特点以及电流表和电压表的使用方法,分析实物图得出电路连接方法以及电流表和电压表的位置是关键。
三、计算题(本大题共3小题,第15小题6分,第16、17小题各8分,共22分)
15.(6分)在如图所示的电路中,电源的电压恒为18V。两灯泡L1、L2分别标有“12V 6W”和“12V 12W”的字样,不考虑两灯泡电阻随温度的变化。已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R0的规格为“100Ω 1A”。求:
(1)开关S、S1闭合、S2断开,当灯泡L1正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率;
(2)开关S、S2闭合,S1断开,为了保证整个电路的安全,滑动变阻器的阻值取值范围。
【分析】(1)闭合开关S、S1,断开开关S2时,灯泡L1与滑动变阻器R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,根据P=UI求出电路中的电流,利用串联电路的电压特点求出此时R0两端的电压,利用P=UI计算其功率;
(3)根据欧姆定律求出灯泡L2的电阻,闭合开关S、S2,断开开关S1时,灯泡L2与滑动变阻器R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,比较灯泡L2正常发光时的电流和电流表的量程确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小;当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出灯泡L2两端的电压,根据欧姆定律表示出电路中的电流得出等式即可求出R0接入电路的最大阻值,然后得出滑动变阻器的阻值取值范围。
【解答】解:(1)闭合开关S、S1,断开开关S3时,灯泡L1与滑动变阻器R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,
由灯L1恰好正常发光可知,其两端的电压U1=12V,功率P1=6W,
此时电路中的电流I1此时R0两端的电压U0=U﹣U1=18V﹣12V=6V,
滑动变阻器消耗的电功率P0=U0I=6V×0.5A=3W;
(2)灯泡L2的电阻R2==12Ω;
闭合开关S、S2,断开开关S1时,灯泡L2与滑动变阻器R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,
因灯泡L2正常发光时的电流I===1A大于电流表的量程0.6A,
所以,电路中的最大电流为0.6A,此时灯泡的电压为U2=IR2=0.6A×12Ω=7.2V;
滑动变阻器的电压为U0=U﹣U2=18V﹣7.2V=10.8V,
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小R0==18Ω;
当电压表的示数U0″=15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
此时灯泡L2两端的电压U2′=U﹣U0″=18V﹣15V=3V,
此时电路中的电流I3=,即,即R'0=60Ω,
所以,滑动变阻器的阻值取值范围是18Ω~60Ω。
答:(1)滑动变阻器消耗的电功率3W;
(2)滑动变阻器的阻值取值范围是18Ω~60Ω。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率计算,属于中档题。
16.(8分)一辆小汽车出现了故障停在路中间,司机取来一套滑轮组将汽车拉向墙边,如图所示。若小汽车重为1.2×104N,运动时所受阻力为车重的,司机用800N的水平拉力经过30s拉着滑轮组自由端匀速前进了6m。求:(不计空气阻力)
(1)司机做功的功率;
(2)司机拉动该滑轮组所做的有用功及克服汽车重力所做的功;
(3)该滑轮组的机械效率η。
【分析】(1)根据W总=Fs求出拉力做的总功,利用P=求出司机做功的功率;
(2)运动时所受阻力为车重的,据此求出小汽车所受的阻力;根据滑轮组装置确定绳子股数,利用s=ns车求出小汽车移动的距离,根据W有用=fs车求出克服阻力做的有用功;
做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可;
(3)根据η=求出滑轮组机械效率。
【解答】解:(1)由W总=Fs可得,拉力做的总功为:
,
司机做功的功率为:
;
(2)由题意可知,小汽车所受的阻力为车重的,被拉动时所受阻力为:
,
由图可知,n=3,根据s=ns车可知,小汽车移动的距离为:
s车=s=×6m=2m,
克服阻力做的有用功为:
W有用=fs车=1.8×103N×2m=3.6×103J;
由于此过程中,重力的方向与小汽车的运动方向垂直,所以重力做功为零;
(3)滑轮组的机械效率为:
。
答:(1)司机做功的功率为160W;
(2)司机拉动该滑轮组所做的有用功为3.6×103J,克服汽车重力所做的功为0;
(3)该滑轮组的机械效率为75%。
【点评】本题考查了做功公式、功率公式和机械效率公式的综合应用。
17.(8分)如图甲是一款采用增压技术的挂烫机,简化电路如图乙,电源电压为220V,R1、R2是电热丝,R1=55Ω,R2=110Ω。开关S接2、3时处于慢热挡;开关S接3、4时处于速热挡。求:
(1)挂烫机慢热过程中,电路中的电流;
(2)挂烫机慢热工作1min,电热丝产生的热量;
(3)挂烫机速热过程中的总电功率。
【分析】(1)由电路图可知,开关S接2、3时处于慢热挡,只有电热丝R1接入电路中,根据I=可知电路中电流;
(2)根据Q=I2Rt计算挂烫机慢热工作1min,电热丝产生的热量;
(3)电路总功率等于各部分功率之和,开关S接3、4时处于速热挡,两电电热丝并联,分别计算两电阻电功率相加即可。
【解答】解:(1)由电路图可知,开关S接2、3时处于慢热挡,只有电热丝R1接入电路中,则电路中的电流为:
I===4A;
(2)t=1min=60s,
电热丝产生的热量为:
Q=I2R1t=(4A)2×55Ω×60s=5.28×104J;
(3)开关S接3、4时处于速热挡,两电热丝并联,
R1的电功率为:P1=UI1===880W;
R2的电功率为:P2=UI2===440W;
挂烫机速热过程中的总电功率为:P=P1+P2=880W+440W=1320W。
答:(1)挂烫机慢热过程中,电路中的电流为4A;
(2)挂烫机慢热工作1min,电热丝产生的热量为5.28×104J;
(3)挂烫机速热过程中的总电功率为1320W。
【点评】本题考查并联电路的规律及欧姆定律、电功率和电功公式及效率公式的运用,关键是慢热档和快热挡电路的判断。
四、实验与探究题(本大题共4小题,每小题7分,共28分)
18.(7分)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验课上,小立选用一实心物块、弹簧测力计、体积相同的水和盐水等进行探究。
(1)如图1,b中物块所受浮力大小为 1.4 N;
(2)分析图1 a、b、c 三次实验可知:物体在水中受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)分析图1a、d、e三次实验,可知物体在水中受到的浮力大小与 液体密度 有关;
(4)由图中数据可知,物块的体积为 200 cm3,盐水的密度为 1.2×103 kg/m3;
(5)小立还用一根长为20cm的吸管,在吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的两端封闭起来自制密度计进行验证,如图2所示,其中H=14cm、h=12cm,该密度计测得某液体的密度为 0.75 g/cm3,此“密度计”相邻密度刻度线间距是 不均匀 (选填“均匀”或“不均匀”)。
【分析】(1)根据称重法计算浮力;
(2)(3)浮力与液体密度和排开液体的体积有关,根据控制变量法分析;
(4)根据阿基米德原理计体积和密度;
(5)根据漂浮的条件和阿基米德原理分析解答。
【解答】(1)由图1a可知物块G=4.8N,由图甲b可知F=3.4N,物块所的浮力大小为F浮1=G﹣Fb=4.8N﹣3.4N=1.4N;
(2)由图1a、b、c,可知液体的密度不变,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,由称重法可知物体受到的浮力越大,说明物体在水中受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)由图1a、d、e所示实验,可知物体排开液体的体积不变,液体的密度改变,可探究浮力大小与液体的密度的关系,盐水的密度较大,物体在盐水中,弹簧测力计的示数较小,由称重法可知浮力较大,可以得到其他条件一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
(4)由图1a和d得到物块浸没时受到的浮力:F浮2=G﹣Fd=4.8N﹣2.8N=2N;
根据阿基米德原理知,物块的体积等于排开液体的体积为:
;
由图1a和e得到物块受到的浮力F浮3=G﹣Fe=4.8N﹣2.4N=2.4N;
物块排开盐水的体积等于物块的体积,盐水的密度:
;
(5)因为自制的密度计在两个液体中都漂浮,所以有
G物=F浮水=F浮液;
由F浮=ρ液gV排可知
ρ水gV排'=ρ液gV排'';
ρ水gS(h'﹣H)=ρ液gS(h'﹣h);
即
ρ水(h'﹣H)'=ρ液(h'﹣h)';
代入得
1g/cm3×(20cm﹣14cm)=ρ液(20cm﹣12cm);
解得。
由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,密度计始终漂浮,浮力都等于重力不变,根据同一物体浮在不同液体中F浮一定时,V排、ρ液成反比可知,液体的密度越大,排开液体的体积越小,所以得到密度计的刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;因为此“密度计”相邻密度刻度线间距是不均匀的。
故答案为:(1)1.4;(2)a、b、c;(3)密度;(4)200;1.2×103;(5)0.75;不均匀。
【点评】本题考查阿基米德原理验证实验与浮沉条件的应用,属于中档题。
19.(7分)小红用如图所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻。所选器材有:干电池两节、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡、开关、“50Ω,1.5A”的滑动变阻器各一只、导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整。
(2)连接好电路,将滑动变阻器的滑片移至最 左 端。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,直至电压表的示数是 2.5 V时,读出电流表的示数如图乙所示,为 0.28 A,小灯泡正常发光时的电阻约为 8.9 Ω(保留一位小数)。
(3)小红想测量小灯泡灯丝在常温时的电阻大小,于是设计方案:移动滑动变阻器的滑片,直至灯丝不发光,读出电流表和电压表的示数,计算出电阻的大小,你认为小红的方案是否正确? 不正确 。判断的依据是: 实验过程中,由于电流的热效应,灯丝的温度会升高,测出的不是常温下灯丝的电阻 。
【分析】(1)本实验中,电压表应与灯泡并联;
(2)为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;为了测量小灯泡正常发光时的电阻,所以应移动滑片,直至电压表示数达到小灯泡的额定电压,读出此时电流表的示数;
(3)由于电流的热效应,灯丝的温度会升高,测出的不是常温下灯丝的电阻。
【解答】解:(1)本实验中,电压表应与灯泡并联,小灯泡额定电压为2.5V,则电压表选择0~3V的量程,故连接如图所示(答案不唯一):
(2)为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,所以把滑片移至最左端;为了测量小灯泡正常发光时的电阻,所以应移动滑片,直至电压表示数达到小灯泡的额定电压2.5V,读出此时电流表的示数0.28A,则小灯泡正常发光的电阻:R===8.9Ω;
(3)实验过程中,由于电流的热效应,灯丝的温度会升高,测出的不是常温下灯丝的电阻,所以小红的方案不正确。
故答案为:(1)如图所示;(2)左,2.5,0.28,8.9;(3)不正确,实验过程中,由于电流的热效应,灯丝的温度会升高,测出的不是常温下灯丝的电阻。
【点评】此题考查的是伏安法测电阻的实物连接、故障分析、电流表的读数以及电阻的计算,属于电学最重要的实验,但考查的难度不大,容易解答。
21.(7分)如图所示,在测量小灯泡电功率的实验中,小龙同学选用了一个额定电压2.5V的小灯泡。
(1)为保护电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最 右 端(选填“左”或“右”);
(2)闭合开关,小龙发现电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是 C ;
A.小灯泡断路
B.滑动变阻器断路
C.小灯泡短路
D.电流表短路
(3)通过调节滑动变阻器滑片,测出多组数据,并作出如图乙所示I﹣U图像,可以解决以下问题:
①小灯泡的额定功率为 0.625 W,正常发光的电阻为 10 Ω;
②当小灯泡两端电压为2V时,灯丝的电阻可能为 C ;
A.12Ω
B.10Ω
C.9Ω
D.7.5Ω
(4)同组的小马同学又设计了如图丙所示的电路,只用电压表就可以测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率P额。已知电路中使用的滑动变阻器R最大阻值为15Ω,电源电压恒定。测量过程如下:
①闭合开关S1、S2,断开S3,将滑动变阻器的滑片移到最右端,电压表示数为4.5V;
②闭合开关S1、S3,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 2 V,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关S1、S2,断开S3,保持②步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为3V;
④小灯泡的额定功率P额= 0.5 W。
【分析】(1)为了保护电路,在连接电路时,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处;
(2)电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡短路;
(3)①根据图乙确定额定电压对应的额定电流,利用P=UI和R=分别求出小灯泡的额定功率和正常发光的电阻;
②根据图乙图象分析灯丝电阻与电压的关系,再根据图乙图象分析当小灯泡两端电压为2V时的电流小于0.25A,利用欧姆定律求出灯丝电阻的范围,结合选项选出可能的阻值;
(4)先测出电源电压U;只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,首先应使灯正常发光,通过开关的转换,使灯与滑动变阻器滑片左侧电阻丝串联,根据串联电路电压的规律,当电压表示数为U﹣2.5V灯正常发光;在③中,根据分压原理可求出滑片左侧电阻丝的电阻大小,根据欧姆定律可求出灯正常发光时的电流,根据P=UI可求小灯泡的额定功率P额。
【解答】解:(1)为保护电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处,即最右端。
(2)闭合开关,小龙发现电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡短路。
(3)由图乙可知,灯泡电压为2.5V时,电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W,
灯泡正常发光的电阻为
,
灯泡电压为1.5V时,电流为0.2A,利用欧姆定律求得此时电阻为
,
灯泡电阻随温度升高而变大,所以当小灯泡两端电压为2V时,灯丝的电阻应大于7.5Ω,同时小于10Ω,故选:C。
(4)①闭合开关S1、S2,断开S3,将滑动变阻器的滑片移到最右端,此时电路中只有变阻器的最大阻值连入电路,电压表测电源电压,电压表示数为4.5V,则电源电压为4.5V;
②闭合开关S1、S3,断开S2,此时灯泡和变阻器串联,电压表测变阻器电压,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,此时电压表示数为
UV=U﹣U额=4.5V﹣2.5V=2V;
③闭合开关S1、S2,断开S3,保持②步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为3V,此时电路中只有变阻器的最大阻值连入电路,电压表测变阻器左半部分电阻丝分得的电压,此时电路电流为
,
则变阻器左半部分电阻丝阻值为
R左===10Ω,
则②步骤中变阻器阻值为10Ω。则②步骤中电路电流为
,
④小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W。
故答案为:(1)右;(2)C;(3)0.625;10;C;(4)2;0.5。
【点评】本题测量小灯泡电功率的实验,考查了注意事项、电路故障、功率的计算、电阻的计算、影响电阻大小因素及设计实验方案测功率的能力。
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