2021年山东省泰安市宁阳县中考物理模拟试卷
展开1.(2分)下列估测符合实际的是( )
A.中学生正常步行的速度约为1.4km/h
B.初中生小美站立在水平地面上对地面的压强为500Pa
C.教室内普通日光灯正常发光时的电流约为0.15A
D.一本物理教科书的质量约为10g
2.(2分)关于声音的产生和传播,下列说法正确的是( )
A.正在发声的物体一定在振动
B.声音不能在固体中传播
C.声音可以在空气中传播,但不能在水中传播
D.声音在真空中传播的速度是340m/s
3.(2分)清明假期,小鑫同学去牙科医院看牙医,发现医生桌上摆着口腔清洁三件套:镊子、小平面镜和探针。如图所示,关于它们下列说法正确的是( )
A.三种器械被握持的部分表面有纹理是为了增大摩擦
B.镊子是省力杠杆
C.小平面镜是利用光的折射来观察患者口腔内部的情况
D.医生在用小平面镜的时候要用酒精灯先烤一下,是为了防止在它表面发生汽化现象
4.(2分)下列描述的物态变化过程与水蒸气无关的是( )
A.冬天屋檐下出现的冰锥,在太阳出来后开始熔化
B.夏天从冰箱里取出冷冻的矿泉水,一会儿瓶上会出现很多水珠
C.北方冬天晾在室外的衣服冷冻后也会变干
D.用电热水壶烧开时壶嘴冒出大量的“白气”
5.(2分)下列有关声音的认识不正确的是( )
A.风吹树叶发出声音,说明声音是由物体振动产生的
B.“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高声”是指音调高
C.上课时关闭教室的门窗,是在传播过程中减弱噪声
D.医生通过听诊器诊断疾病是声传递信息的实例
6.(2分)如图所示,小明同学在探究凸透镜成像的规律时,记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图象。下列说法正确的是( )
A.凸透镜焦距为20cm
B.物距为5cm时,可以通过移动光屏承接到清晰的像
C.物距为15cm时,成放大的像,根据这一原理可以制成投影仪
D.物距由15cm增大到30cm的过程中,在光屏上看到的像一直是变大的
7.(2分)关于分子,下列说法错误的是( )
A.分子是保持物质化学性质不变的最小微粒
B.扩散现象可以说明分子是运动的
C.液体很难被压缩,是由于液体分子间存在斥力
D.海绵容易被压缩,说明分子间存在间隙
8.(2分)科学研究中常常发现某一问题的两个相关的量(x,y)之间存在一定的关系,且可用图线表示。下列相关的量之间不符合如图所示关系的是( )
A.力对物体所做功与物体在力的方向上所通过距离的关系
B.物体吸热时,物体的所含热量与温度的关系
C.某种燃料完全燃烧所放出的热量与燃料质量的关系
D.同一物体的重力势能与高度的关系
9.(2分)自动售票公交车后门两侧的扶手上各装有一个红色按钮,如图所示;想要下车的乘客只要按下其中任何一个按钮,装在车内的电铃就会响起,以提醒司机停车并打开车门。在如图所示的四个电路中符合设计要求的是( )
A.B.
C.D.
10.(2分)两艘并排前进的船,在航行时常会在内、外水流压力差的作用下不由自主地靠在一起,关于上述现象,下列说法正确的是( )
A.两船外侧水流较缓,压强较大
B.两船外侧水流较急,压强较小
C.两船内侧水流较缓,压强较小
D.两船内侧水流较急,压强较大
11.(2分)小明将两个完全相同的物体A、B,分别放在甲、乙两种液体中,A、B处于如图所示的漂浮状态,且此时液面处于同一水平高度。由此可判断( )
A.甲液体密度小于乙液体密度
B.物体A、B下表面所受液体压强相等
C.甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强
D.A物体受到的浮力小于B物体受到的浮力
12.(2分)如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L的额定电流为0.6A,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V“,闭合开关S,在保证电路安全的前提下。最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数,电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象,如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为3W
B.滑动变阻器R的最大阻值为60Ω
C.若将电压表量程换为0~3V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为15~50Ω
D.若将电压表量程换为0~3V,电路的总功率范围为4.2W﹣7.5W
13.(2分)如图所示,用38N的力F沿水平方向拉滑轮,可使重20N的物体A以0.3m/s的速度在水平面上匀速运动,物体B重10N,弹簧测力计的示数恒为10N(不计滑轮、测力计、绳子和重力,滑轮的转轴光滑)。下列说法不正确的是( )
A.物体A受到地面的摩擦力是9N
B.滑轮移动的速度是0.15m/s
C.水平拉力F的功率是5.7W
D.在2s内绳子对物体A做的功为4.8J
14.(2分)如甲图所示的电路中,电源电压为16V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息可知,下列判断不正确的是( )
A.R0的阻值是10Ω
B.电路的最大功率是25.6W
C.R0的最小功率是3.2W
D.滑动变阻器的最大阻值是70Ω
15.(2分)如图所示,物体A的重力为180N,物体B的重力为10N。物体A受到一个水平向右的拉力F,拉力F的功率为30W,在拉力F的作用下,物体B在2s内匀速上升4m。不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦,下列说法正确的是( )
A.拉力F大小为20N
B.该装置的机械效率为66.7%
C.拉力F做的功等于物体B克服重力做的功
D.物体A向右做匀速直线运动的速度为4m/s
二.填空题(共4小题,满分4分,每小题1分)
16.(1分)如图a是使用弹簧测力计测力时的情景,请指出图中存在的操作错误 。
纠正错误后在弹簧测力计下挂一重物如图b所示,当物体静止时,弹簧测力计的示数为 N.若将此弹簧测力计、重物如图c所示进行测量,静止时测力计的示数与b相比将 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
17.(1分)如图所示,三条互相平行的光线入射到凹凸不平的物体表面上,三条反射光线 (选填“会”或“不会”)平行射出,这种反射 (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
18.(1分)如图所示,电源电压恒定为10V,R1=10Ω,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端的过程中,电压表的示数从2V变成5V,则滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
19.(1分)小明家的电能表如图所示,如果他家目前正在工作的用电器总功率为3200W,那么 (选填“能”或“不能”)将额定功率1500W的空调再接入电路。若只让该空调单独正常工作2min,电能表的转盘会转过 转。
三.解答题(共2小题,满分4分,每小题2分)
20.(2分)如图所示,一束光由空气斜射入玻璃砖,画出这束光经过玻璃砖两个面折射的光路。
21.(2分)(1)根据甲图中已标明磁极,在A点标出磁感线方向,在括号内标出另一磁铁的磁极。
(2)如图乙,开关闭合后,位于螺线管左侧的小磁针顺时针旋转90°,请在图中括号内分别标出螺线管A的N、S极和电源的+、﹣极。
四.实验探究题(共2小题,满分16分)
22.(6分)2020年是个丰收年,小明家种植的大豆收成很不错。小明同学准备测量大豆的密度,步骤如下:
(1)把天平放在水平桌面上,将游码移至标尺的 处,如图甲所示,他接下来应进行的操作是 。
(2)为了测量大豆的体积,他将饮料瓶装满水,拧上盖子,放在调好的天平左盘上,天平平衡时,砝码的质量和游码在标尺上的示数如图乙所示,则瓶和水的总质量为 g;
(3)把48g大豆放入装满水的瓶中,停止溢水后,拧上盖子,擦干粘在瓶上的水,用天平测出瓶内剩余水、瓶内大豆和瓶的总质量为85.4g,溢出水的质量为 g,这种大豆的密度为 kg/m3;
(4)由于大豆具有吸水性(不考虑体积膨胀),用这种方法测出大豆的密度值比真实值偏 (选填“大”或“小”)。
23.(10分)有一个阻值未知的定值电阻Rx(阻值6Ω~10Ω)和一个标有“0.3A”字样的小灯泡(阻值约为10Ω),要求测出Rx的阻值和小灯泡的额定功率。
(1)图甲是小明用伏安法测量Rx阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格是“10Ω 2A”。
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并在图上改正(所画的导线不能交叉)。
②改正电路后,正确操作,当电压表示数为1.8V时,电流表的示数如图乙所示,则Rx阻值为 Ω。
(2)小华利用图丙所示实物电路测出了小灯泡的额定功率。电阻箱R0的规格是“0~999.9Ω”,电源电压约为6V。请在空白处填上适当内容。
①断开S2,闭合S1,调节电阻箱和滑动变阻器,直到 ,记下此时电阻箱的阻值。
②断开S1,在M、N间接入一个元件后,正确操作可以完成测量任务。以下四个元件:
a.一根导线;
b.5Ω电阻;
c.30Ω电阻;
d.电阻箱。
其中符合要求的有 (填字母),操作过程中, (选填“需要”或“不需要”)调节滑动变阻器。
五.计算题(共2小题,满分16分)
24.(6分)搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物,工人的重力为650N,与高台接触的总面积为4.0×10﹣2m2。工人用150N的拉力提升重物,重物重力为400N,10s内重物上升高度为1m。若不计绳重和轮与轴之间的摩擦,求:
(1)人拉绳的速度;
(2)拉力的功率;
(3)滑轮组的机械效率(保留一位小数);
(4)人对水平台面的压强。
25.(10分)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样,其R﹣U图像如图乙所示,滑动变阻器R1的最大值为30Ω,定值电阻R2=30Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。当只闭合开关S、S2和S3,将变阻器R1的滑片P调到中点时,电流表示数为0.45A。
(1)求小灯泡的额定功率;
(2)当只闭合开关S、S2和S3时,求整个电路消耗的最大功率;
(3)当只闭合开关S和S1时,在保证各元件安全工作的情况下,求滑动变阻器R1允许的取值范围。
参考答案
一.选择题(共15小题,满分30分,每小题2分)
1.解:A、中学生正常步行的速度约为1.1m/s,接近4km/h,故A不符合实际;
B、初中生每只鞋的底面积大约为200cm2,即0.02m2,受力面积S=0.04m2;体重大约为50kg,对地面压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,压强p===1.25×104Pa,故B不符合实际;
C、教室中普通日光灯的功率在40W左右,正常发光时的电流在I===0.18A左右,故C符合实际;
D、一本物理教科书的质量约为250g,故D不符合实际。
故选:C。
2.解:A、声音是由物体的振动产生的,正在发声的物体一定在振动,故A正确;
B、声音能在固体中传播,并且在固体中传播的速度比在液体中大,故B错误;
C、声音可以在空气中传播,也能在水中传播,故C错误;
D、声音在空气中传播的速度是340m/s,不能在真空中传播,故D错误。
故选:A。
3.解:A、三种器械被握持的部分表面有纹理,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;故A正确;
B、镊子在使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B错误;
C、小平面镜是利用光的反射来观察患者口腔内部的情况,故C错误;
D、当冷的小镜子进入到温暖且水蒸气较多的口腔中时,口腔中的水蒸气遇冷液化成小水滴吸附在平面镜上,使人看不清楚成像的情况,也就无法确定病情。烤一烤的目的是为了提高镜子的温度,防止口腔中的水蒸气遇冷液化,使医生看清楚牙齿的情况,故D错误。
故选:A。
4.解:A、冬天屋檐下的冰锥在太阳出来后开始熔化,物质由固态变为液态,这是熔化现象,该选项的物态变化过程与水蒸气无关,故该选项符合题意;
B、从冰箱中取出的冷冻矿泉水,温度较低,空气中的水蒸气到温度较低的矿泉水瓶凝结成小水滴,属于液化现象,故该选项不符合题意;
C、在北方的冬天,室外冻得发硬的衣服中的冰逐渐升华变为水蒸气离开衣服,从而使衣服变干,故该选项不符合题意;
D、白气是空气中的水蒸气遇冷变成的小水珠,是液化现象,故该选项不符合题意。
故选:A。
5.解:
A、声音是由物体的振动产生的,故风吹树叶发出声音,说明声音是由物体振动产生的,故A正确;
B、“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高声”是指响度大,故B错误;
C、上课时关闭教室的门窗,是在传播过程中减弱噪声,故C正确;
D、医生通过听诊器诊断疾病,说明声音能够传递信息,故D正确。
故选:B。
6.解:A、u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,如图,u=v=2f=20cm 时,所以f=10cm,故A错误;
B、当u=5cm时,u<f,凸透镜成正立、放大的虚像,在光屏上得不到像,故B错误;
C、当u=15cm时,此时物距位于一倍焦距和二倍焦距之间,所以成倒立、放大的实像,应用为投影仪,故C正确;
D、当物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中,物距变大,像距应该变小,像变小,故D错误。
故选:C。
7.解:A、分子是独立存在而保持物质化学性质的一种粒子,故A正确;
B、扩散现象是分子的无规则运动的表现,故B正确;
C、固体、液体很难被压缩,都是因为分子间存在斥力,故C正确;
D、海绵里面有气孔,用手捏时海绵里的空气跑出来,则海绵的体积变小了,但不能说明分子间有间隙,故D错误。
故选:D。
8.解:图象中两个量之间表示的关系是正比关系,据此分析:
A、力对物体所做功与物体在力的方向上所通过距离成正比。不符合题意;
B、晶体在熔化时,吸收热量温度保持不变,温度与加热时间不成正比。符合题意;
C、某种燃料完全燃烧所放出的热量与燃料质量成正比。不符合题意;
D、同一物体质量一定,具有的重力势能与所处高度成正比。不符合题意。
故选:B。
9.解:A.开关S1与电铃串联后与开关S2并联,当开关S2闭合后,会形成电源短路,故A不符合题意;
B.开关S1为总开关,开关S2与电铃并联,因此只闭合开关S2时,电铃不响,故B不符合题意;
C.两个开关串联,即两个开关必须同时闭合电铃才能发声,故C不符合题意;
D.两个开关并联后共同控制电铃,即任何一个开关闭合后,电铃都能发声,故D符合题意。
故选:D。
10.解:两艘并排航行的轮船,若两艘船靠的比较近,两船内侧的水流速度大,外侧的水流速小,根据流体压强与流速的关系可知:两船内侧的水的压强小于两船外侧水的压强,在这个压强差的作用下,两船会向中间靠拢,出现相撞的情形。
故选:A。
11.解:
AD、两个完全相同的物体A、B,则两物体的重力相同,A、B分别放入两杯中,两物体漂浮,受到的浮力F=G,故两物体受到的浮力相同,F浮A=F浮B,根据阿基米德原理:F浮=ρ液gV排,因B排开液体的体积大,故为ρ甲>ρ乙,故AD错误;
B、因为两个完全相同的物体A、B,则两物体的重力相同,所受的浮力相等,所以上下表面所受的压力差相等,上表面所受液体压力都为0,因此物体A、B下表面所受液体压强相等,故B正确;
C、静止时甲、乙液面刚好相平(如图所示),即容器底部的深度相同,图中甲乙两种液体的密度分别为ρ甲>ρ乙,根据p=ρgh可知,两烧杯底部所受液体的压强分别为p甲>p乙.故C错误。
故选:B。
12.解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、由图乙可知,通过灯泡的电流为0.6A时,其两端的电压为6V,则小灯泡的额定功率PL=ULIL=6V×0.6A=3.6W,故A错误;
BC、当电路中的电流为0.6A时,灯泡两端的电压为6V,由图丙可知,变阻器接入电路中的电阻R=15Ω,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以由I=可得,电源的电压U=UL+IR=6V+0.6A×15Ω=15V,
若将电压表量程换为0~3V,当电路中电流最大时,电压表示数也最大,此时滑动变阻器接入电阻最小,
由图乙可知,通过灯泡即电路中的电流I′=0.5A,此时滑动变阻器两端的电压U滑′=U﹣UL″=15V﹣3V=12V,
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值R小===24Ω,
此时电路的最大功率为:
P大=UI大=15V×0.5A=7.5W;
滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡两端的电压最小,由图丙可知,变阻器接入电路中的最大阻值为50Ω,
此时电路的最小功率为:
P小=UI小=15V×0.28A=4.2W,
所以滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为24Ω~50Ω,电路的总功率范围为4.2W﹣7.5W,故BC错误,D正确。
故选:D。
13.解:
A、因为F=38N,所以对A的拉力为×38N=19N,弹簧测力计的示数恒为10N,则物体B对A的摩擦力为10N,方向向右,所以地面对A的摩擦力为f=19N﹣10N=9N,故A正确;
B、A移动的速度即绳端移动的速度为0.3m/s,所以滑轮的移动速度为×0.3m/s=0.15m/s,故B正确;
C、水平拉力F的功率为:P===Fv=38N×0.15m/s=5.7W,故C正确;
D、绳子的拉力是19N,2s物体A移动的距离为s=vt=0.3m/s×2s=0.6m,所以W=Fs=19N×0.6m=11.4J,故D错误。
故选:D。
14.解:(1)当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为R0的简单电路,
由乙图可知,电路中的最大电流I大=1.6A,
由I=可得,电源电压:
U=I大R0=1.6A×R0,
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,
由乙图可知,电路中的最小电流I最小=0.2A,R两端的电压UR=14V,
则滑动变阻器的最大阻值:
R===70Ω,故D正确;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=I最小R0+UR=0.2A×R0+14V,
因电源的电压不变,
所以,1.6A×R0=0.2A×R0+14V,
解得:R0=10Ω,故A正确;
电源的电压U=I大R0=1.6A×10Ω=16V;
(2)电路的最大总功率是:P最大=UI最大=16V×1.6A=25.6W,故B正确;
R0的最小功率:P最小=I最小2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W,故C错误。
故选:C。
15.解:A、由图可知n=2,绳子自由端(物体B)移动的距离sB=2sA,则物体A移动的距离:sA=sB=×4m=2m,
由P=可知,拉力F做的总功:W总=P总t=30W×2s=60J,
W总=FsA可知,拉力:F===30N,故A错误;
C、克服物体B重力做的有用功:W有=GBsB=10N×4m=40J<60J,即拉力F做的功大于克服物体B重力做的功,故C错误;
B、该装置的机械效率:η=×100%=×100%≈66.7%,故B正确;
D、物体A速度:vA===1m/s,故D错误。
故选:B。
二.填空题(共4小题,满分4分,每小题1分)
16.解:由图知:
(1)图中存在的操作错误:使用弹簧测力计测量力的大小时,拉力方向没有与弹簧轴线方向一致。
(2)弹簧测力计上1N之间有5个小格,所以一个小格代表0.2N,即此弹簧测力计的分度值为0.2N.此时指针指在“2.2”处,所以弹簧测力计的示数为2.2N。
(3)因为弹簧测力计自身有重力,将该弹簧测力计倒过来如图b使用,相当于增加物重,静止时测力计的示数变大。
故答案为:拉力方向没有与弹簧轴线方向一致;2.2; 变大。
17.解:由图可知,物体表面凹凸不平,平行光射到粗糙的物体表面时,反射光不再平行,而是射向各个方向,这种反射叫做漫反射,镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
故答案为:不会;遵循。
18.解:当滑片在最左端时,电路电流为:
I1===0.5A,
根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得:
电阻R2两端的电压U2=U﹣U1=10V﹣5V=5V;
根据I=可得:
定值电阻R2的电阻为:
R2===10Ω;
当滑片在最右端时,电路电流为:
I===0.2A,
根据I=可得:
电阻R2两端的电压U2′=IR2=0.2A×10Ω=2V,
所以滑动变阻器两端的电压为U3=U﹣U1′﹣U2′=10V﹣2V﹣2V=6V,
滑动变阻器的最大阻值为:
R3===30Ω。
故答案为:30。
19.解:(1)由电能表表盘知,电能表的工作电压是220V,平时工作允许通过的最大电流为20A,
所以他家电能表同时允许接入用电器最大总电功率:P最大=UI最大=220×20A=4400W;
再将空调接入电路,总电功率P总=3200W+1500W=4700W>P最大=4400W,
所以不能将额定功率为1500W的空调再接入电路;
(2)“600revs/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能电能表的转盘转600r,
只让空调单独正常工作2min消耗的电能:
W′=P′t=1.5kW×h=0.05kW•h,
电能表转盘转数:
n=600revs/kW•h×0.05kW•h=30r。
故答案为:不能;30。
三.解答题(共2小题,满分4分,每小题2分)
20.解:第一次折射:先过入射点O垂直玻璃砖上表面作出法线,再在玻璃砖内部法线的另一侧作出折射光线,注意折射角小于入射角;
第二次折射:先过O′点垂直玻璃砖下表面作出法线,再在玻璃砖的下侧空气中作出折射光线,注意折射角大于入射角,折射光线与玻璃砖上表面的入射光线平行,如图所示:
21.解:(1)在磁体外部,磁感线从N极出发,回到S极,所以A点的磁感线方向是向下的;
由图知,磁感线呈排斥状,则两个磁铁相对的磁极是同名磁极,所以右边磁铁的左端是S极,如图所示:
;
(2)小磁针顺时针旋转90°,说明小磁针S极与通电螺线管左端相互排斥,则通电螺线管左端为S极,右端为N极,根据安培定则可以判定出,通电螺线管正面导线的电流方向是向下的,则电源左端为负极,右端为正极,如图所示:
。
四.实验探究题(共2小题,满分16分)
22.解:
(1)把天平放在水平桌面上,将游码移至标尺的零刻度线处,由甲图可知,指针偏向分度盘右侧,他接下来的操作应该是向左调节平衡螺母;
(2)由乙图可知,标尺的分度值是0.2g,则瓶和水的总质量为:
m总=50g+20g+5g+2.4g=77.4g;
(3)溢出的水的质量为:
m溢=m总+m豆﹣m总′=77.4g+48g﹣85.4g=40g,
则大豆的体积为:
V豆=V溢=,
这种大豆的密度为:
=1.2×103kg/m3;
(4)由于大豆具有吸水性,使测出的大豆质量偏大,体积偏小,根据可知,用这种方法测出大豆的密度值比真实值偏大。
故答案为:(1)零刻度线;向左调节平衡螺母;
(2)77.4;(3)40;1.2×103
(4)大。
23.解:(1)①电流表应和待测电阻串联,电压表应和待测电阻并联,待测电阻和变阻器串联,电路图如下:
②电流表选择小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A,待测电阻为Rx===7.5Ω;
(2)①此时为串联电路,调节电阻箱和滑动变阻器,直到电流表示数0.3A,此时灯泡正常发光。
②a、因导线电阻为0,小于灯泡正常工作的电阻(约10Ω),所以断开S1,在M、N间接入导线,不调节变阻器,闭合S2,变阻箱R0阻值调大,使电流表示数等于0.3A,利用等效替代法,此时电阻箱R0增加的电阻值△R0等于灯泡正常工作时的电阻,可通过P=I2△R0计算灯泡电功率;
b、因5Ω定值电阻的阻值小于灯泡正常工作的电阻(约10Ω),所以断开S1,在M、N间接入5Ω定值电阻,不调节变阻器,闭合S2,变阻箱R0阻值调大,使电流表示数等于0.3A,利用等效替代法,此时电阻箱R0增加的电阻值△R0与5Ω定值电阻的阻值之和等于灯泡正常工作时的电阻,可通过P=I2(△R0+5Ω)计算灯泡电功率;
c、断开S1,在M、N间接入30Ω定值电阻,闭合S2,因电源电压约6V,即使滑动变阻器的接入电阻为0,电路中的电流约为:Ic==0.2A<0.3A,不能求得灯泡的额定电功率;
d、断开S1,不调节变阻箱和变阻器,利用等效替代法,在M、N间接入一个电阻箱R,闭合S2,使电流表示数等于0.3A,此时新接入电阻箱电阻等于灯泡电阻,可通过P=I2R计算灯泡电功率;
故选:abd,同时不需要调节滑动变阻器。
故答案为:(1)①如上图;②7.5;(2)①电流表示数为0.3A;②abd;不需要。
五.计算题(共2小题,满分16分)
24.解:(1)由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,
则绳子自由端拉过的距离:s=nh=3×1m=3m,
人拉绳的速度:v===0.3m/s;
(2)拉力做的功:W总=Fs=150N×3m=450J,
拉力的功率:P===45W;
(3)拉力做的有用功:W有=Gh=400N×1m=400J,
滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%≈88.9%;
(4)人对水平台面的压力:F′=G人+F=650N+150N=800N,
人对水平台面的压强:p===2×104Pa。
答:(1)人拉绳的速度为0.3m/s;
(2)拉力的功率为45W;
(3)滑轮组的机械效率为88.9%;
(4)人对水平台面的压强为2×104Pa。
25.解:(1)小灯泡的额定功率是:
PL额=UL额IL额=2.5V×0.25A=0.625W;
(2)只闭合开关S、S2和S3,将变阻器R的滑片P调到中点时,L短路,电路为R1与R2并联,电流表测量干路电流;
并联的总电阻,R并===10Ω,
由I=可得电源电压:U=IR并=0.45A×10Ω=4.5V;
由于电流表的量程为0~0.6A,则干路电流最大为0.6A,
所以最大功率P最大=UI最大=4.5V×0.6A=2.7W;
(3)只闭合开关S、S1,灯泡L与R1串联,R2不接入电路,移动变阻器的滑片P,向左移动时,R1变大,电压表的示数也变大,当电压表示数为3V时,R1最大,则R1的电压U1大=3V,此时小灯泡两端的电压为:UL=U﹣U1大=4.5V﹣3V=1.5V,
由图乙可知此时灯泡的电阻为:RL=8Ω,
则I最小===0.1875A,
所以由I=可得R1连入电路的电阻:
R1===16Ω;
当滑片向右移动时,R1变小,电流表的示数变大,UL也变大,由于灯泡的额定电流为0.25A,
所以,电路中的最大电流为:I最大=IL额=0.25A<0.6A(电流表安全),
此时灯泡正常工作,则灯泡两端的电压为:UL′=2.5V,
R1两端的电压为:U1′=U﹣UL′=4.5V﹣2.5V=2V,
R1连入电路的最小电阻:R1′===8Ω,
所以在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是8~16Ω。
答:(1)求小灯泡的额定功率为0.625W;
(2)当只闭合开关S、S2和S3时,整个电路消耗的最大功率是2.7W;
(3)当只闭合开关S和S1时,在保证各元件安全工作的情况下,求滑动变阻器R1允许的取值范围是8~16Ω。
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