常州市2021-2022学年九年级上学期期末物理试题(含解析)
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B.
D.
常州市2021-2022学年九年级上学期期末物理试题
九年级物理试卷
一. 选择题 (共 14 小题)
1. 在如图所示的工具中, 使用时属于省力杠杆的是 ( )
A. 食品夹子夹面包
C. 天平称重
用钓鱼竿钓鱼
推独轮车
2. 如图所示, OB 是以 O 点为支点的杠杆, F 是作用在杠杆 B 端的力 。图中线段 AB 与力 F 的作用线在一条直线上, 且 OA⊥AB 、AC⊥OB. 表示力 F 力臂的是 ( )
A. OA B. AC C. OC D. AB
3. 如图所示的各种情况中, 用同样大小的力 F 将重物匀速提升, 若不计摩擦及绳与滑轮的
重力, 物重最大的是 ( )
A. B. C. D.
4. 在自由下落过程中物体运动速度会越来越快 。一个物体由 a 点自由下落, 相继经过b 、c 两点, 已知 ab=bc, 如图所示, 物体在 ab 段重力做功 W1, 做功功率 P1, 平均速度为 v1; 在 bc 段重力做功 W2, 做功功率 P2, 平均速度为 v2; 在 a、b、c 三点的机械能分别为 E1、 E2 、E3 。则下列关系正确的是 (不计空气等阻力) ( )
A. W1≠W2 P1≠P2 v1 ≠v2 E1<E2<E3
B. W1=W2 P1=P2 v1=v2 E1≠E2≠E3
C. W1=W2 P1>P2 v1>v2 E1>E2>E3
D. W 1=W2 P1<P2 v1<v2 E1=E2=E3
5. 如图所示, 小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼, 用甲滑轮所做的 总功为 W1, 机械效率为η1; 用乙滑轮所做的总功为 W2, 机械效率为η2. 若不计绳重与 摩擦, 则 ( )
A. W1=W2, η 1 =η2 B. W1=W2, η 1 <η2
C. W1<W2, η 1 >η2 D. W1>W2, η 1 >η2
6. 如图所示, 运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯, 其主要目的是 ( )
A. 增大箭的弹性势能
C. 增大弓的弹性势能
B. 增大箭的重力势能
D. 使箭沿直线运动
7. 如图所示, 一个滑雪的人, 以恒定的速度沿山坡滑下, 则在他向下匀速滑动过程中, 下
列说法正确的是 ( )
A. 人的动能转化为重力势能
B. 人的重力势能全部转化为动能
C. 人的机械能不变
D. 人的机械能一定减小
8. 下列事实, 最能说明物质吸收的热量跟物质种类有关的是 ( )
A. 体积相同的两杯水温度都升高了 10℃, 它们吸收的热量相同
B. 质量相等的两块铜温度分别升高 5 ℃和 10℃, 它们吸收的热量不相同
C. 体积相等的水和煤油温度都升高 10℃, 它们吸收的热量不相同
D. 质量相等的水和铜温度都升高 10℃, 它们吸收的热量不相同
9. 单缸四冲程汽油机的一个工作循环中, 把内能转化为机械能的冲程是 ( )
A. B.
C. D.
10. 通常情况下, 一个三口之家使用燃料的月消耗量最少的燃料的是 ( )
A. 燃烧值为 1.2 × 107焦/千克的木材
B. 燃烧值为 3.4 × 107焦/千克的煤
C. 燃烧值为 7. 1 × 107焦/千克的液化气
D. 一样多
A.
C.
B.
D.
11. 有一个看不见内部情况的小盒, 如图示, 盒上有两只灯泡, 由一个开关控制, 闭合开关 两灯都亮, 断开开关两灯泡都灭; 拧下其中任一灯泡, 另一灯仍亮 。图中符合要求的电
路图是 ( )
12. 如图所示, 闭合开关 S 后, L1 和 L2两盏灯都不亮, 电流表指针几乎没有偏转, 电压表 指针有明显的偏转 。电路中只有一处故障, 该电路的故障可能是 ( )
A. 灯 L1被短路 B. 灯 L1断路 C. 灯 L2被短路 D. 灯 L2断路
13. 如图所示, 是某同学根据实验数据分别绘制的 R1 和 R2 的 I ﹣ U 图象 。下列说法正确的 是 ( )
A. 当两个电阻串联时, R1两端的电压较大
B. 当两个电阻串联时, R2两端的电压较小
C. 当两个电阻并联时, 通过 R1 的电流较大
D. 当两个电阻并联时, 通过 R1 的电流较小
14. 如图所示, 电路电源电压恒定, R0 为定值电阻, R 为滑动变阻器 。闭合开关 S 后, 在 滑动变阻器滑片 P 向左滑动的过程中 ( )
A. 电流表 A2 的示数变大 B. 电流表 A1 的示数变小
C. 电压表 V 的示数变小 D. 电灯的亮度变暗
二. 多选题 (共 1 小题)
15. 如图所示的电路中, 电源电压为 20V, 定值电阻 R 为 20Q, 滑动变阻器标有“30Q 1A” 字样, 电压表选用的量程是 0 ~ 15V, 在该电路正常使用的情况下, 则 ( )
A. 电路消耗的最大功率为 20W
B. 电路消耗的最小功率为 8W
C. 电压表的最小示数为 8V
D. 滑动变阻器接入电路的最小阻值为 10Q
三. 填空题 (共 11 小题)
16. 杠杆的应用非常广泛, 生活中的剪刀就有许多种类。如图所示的两种剪刀, 正常使用时
属于省力杠杆的是 剪刀 (填甲、乙 ), 另一种杠杆使用的好处是 。
17. “歼 ﹣ 10”是我国自行研发的新型战机, 当发动机以 1.2 × 105N 的推力使其以二倍声速 (声速为 340m/s )飞行时。10s 飞行的距离为 m,发动机推力的功率是 W。
18. 将重物从长 4m 、高 1m 的斜面底部匀速推上斜面顶端, 已知沿斜面的推力是 300N, 斜 面的机械效率是 75%. 则在此过程中, 推力做的总功是 J, 重物所受摩擦力为
N, 物体的重力为 N。
19. 甲、乙 、丙三个相同的烧杯盛有水 。 甲杯中水的质量为 200g 、温度为 30℃, 乙杯中水 的质量为 300g 、温度为 30℃, 丙杯中水的质量为 300g 、温度为 60℃, 则 杯中水 的内能最大, 杯中水的内能最小。
20. 如图所示打桩机打桩时重锤被拉起又下落, 打在桩面上, 如果要把桩打得深些, 可以采
用的方法是 ( 1 ) ( 2 ) 。
21. 热气球吊起气象探测器匀速升空的过程中, 动能 , 机械能 。(选填:“增 大”“变小”或“不变”)
22. 如图所示, 在空气压缩引火仪的玻璃筒底部, 放入一小团干燥的棉花, 用力将活塞迅速 下压, 玻璃筒内的空气温度升高, 空气的内能 (选填“增加”或“减少”), 空
气的内能是通过 方式改变的。
23. 如图所示电路中, 闭合开关 S, 两灯均发光, 电流表和电压表均有示数, 再闭合开关 S1, 则电压表示数 , 电流表示数 (均选填“变大”、“变小”)。
24. 如图所示是一种测定油箱内油量的装置 。其中 R 是滑动变阻器的电阻片, 滑动变阻器 的滑片跟滑杆连接, 滑杆可以绕固定轴 O 转动, 另一端固定着一个浮子 。油箱中的油量 减少时,滑动变阻器滑片向 (选填“上”或“下”)移动,电流表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
25. 如图, A 灯标有“6V, 4W”字样, B 灯标有“6V, 2W”字样 。闭合开关, 从右向左 缓慢滑动变阻器滑片, 直到其中一盏灯恰好正常发光, 此时电压表的示数是 V,
A 灯和 B 灯的总功率是 W. (忽略灯泡电阻的变化)
26. 如图所示是探究焦耳定律的部分实验装置 。已知 R 甲= 10Q, R 乙=20Q, 在探究电流通 过导体产生的热量与电阻大小的关系时, 应将两电阻丝 联在电路中, 若电路中的
电流为 0.2A, 则甲电阻丝在 1min 内产生的热量为 J。
四. 作图题 (共 1 小题)
27. 阳阳家买了新冰箱, 他了解到冰箱里面有压缩机和照明灯, 电冰箱的压缩机 ( 电动机) 是由温控开关 ( S1 ) 控制的, 冷藏室中的照明灯是由门控开关 ( S2 ) 控制的, 即开冰箱 门时照明灯亮, 关冰箱门时照明灯灭, 请用笔画线在下面的虚线框内画出符合上述特点 的电冰箱工作电路图。
五. 实验探究题 (共 2 小题)
28. 在探究“杠杆的平衡条件”实验中, 所用的实验器材有杠杆尺 、支架、细线、质量相同 的钩码若干。
( 1 ) 将杠杆装在支架上, 若发现杠杆右端下沉, 应将杠杆左侧的平衡螺母向 调。 直至杠杆在 位置平衡, 目的是: 。
( 2 ) 某同学进行正确的实验操作后, 能不能根据图甲这一组数据就得出探究结论? (选填“能”或“不能”). 理由是 。
( 3 )如图甲所示,杠杆在水平位置平衡。如果杠杆两侧各去掉一个钩码,杠杆 (填 “左”或“右”) 端将下沉。
( 4 ) 如图乙所示, 用弹簧测力计在 C 处竖直向上拉。若使杠杆仍然在水平位置平衡, 当 弹簧测力计逐渐向左倾斜时, 则弹簧测力计的示数将 (选填:“变大”、“变小”
或“不变”), 其原因是: 。
29. 小组同学探究“欧姆定律”
( 一 ) 探究电流与电压的关系
器材: 两节新干电池 、电流表 、电压表 、开关 、滑动变阻器 、一个 10Q的定值电阻, 导
线。
( 1 ) 请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接 (要求: 仪表选择合适的测量量程; 滑 动变阻器滑片 P 向 A 点移动时, 电流表 、电压表示数均变大)。
( 2 ) 为保证电路安全, 连接电路时, 开关应 , 闭合开关前应将滑动变阻器的滑 片 P 调至 ( A/B ) 处。
( 3 )同学们用测得的数据绘制了如图乙所示的图象,根据该图象得出的结论: 不 变, 。
( 二 ) 探究电流与电阻的关系
器材: 两节新干电池 、电流表 、电压表 、开关 、滑动变阻器 、阻值为 5Q 、10Q 、15Q、
20Q的定值电阻, 导线。
( 4 ) 同学们利用图丙所示实验电路, 根据测得的数据绘制了如图丁所示的图象。
( 5 ) 实验过程中, 当他们完成对 5Q电阻的数据测量后, 接下来断开开关换上 10Q的电 阻, 再闭合开关, 向 (左/右) 调节滑动变阻器, 直至 。
( 6 ) 探究电流与电阻的关系, 实验所使用的滑动变阻器规格宜为 。
A.0.3A 50Q B.0.3A 20Q C. 1A 5Q D. 1A 20Q
六. 计算题 (共 2 小题)
30. 随着人们生活水平的日益提高, 小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃 料的小汽车,以 72km/h 的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的实际功率为 23kW.若 小汽车行驶的距离为 100km,汽油的热值 q=4.6 × 107J/kg,小汽车发动机的效率为 25%. 求小汽车在这段路程中:
( 1 ) 运动的时间;
( 2 ) 发动机所做的功;
( 3 ) 消耗汽油的质量;
( 4 )若将小汽车在该次行驶过程中损失的热量用来加热水,可将多少 kg20℃的冷水加热 到 40℃的温水供家庭使用? (结果保留整数)
31. 如图所示,R0是阻值为 10Q的定值电阻,R 为滑动变阻器, 灯泡上标有“4V 2W“字样, 且小灯泡的阻值始终保持不变 。当断开 S2, 闭合 S 、S1 时, 灯泡恰好正常发光, 电压表 示数为 U1; 断开 S1, 闭合 S 、S2, 将滑动变阻器的滑片P 置于中点时, 电压表数为 U2, 已知 U2与 U1相差 1V, 求:
( 1 ) 灯泡的额定电流;
( 2 ) 电源的电压;
( 3 ) 滑动变阻器最大阻值;
( 4 ) 该电路消耗的最小电功率。
七. 解答题 (共 2 小题)
32. 按要求画出滑轮组的绕线方法 (不计动滑轮重及摩擦)
注: F=G。
33. 用如图所示的滑轮组匀速提起重 600N 的货物, 匀速上升 6m, 不计绳重和摩擦, 则滑 轮组的机械效率为 75%
( 1 ) 求此时绳子的拉力 F。
( 2 ) 若绳子能承受的最大拉力为 500N, 则此滑轮组的最大机械效率是多大?
答案与解析
一. 选择题 (共 14 小题)
1. 在如图所示的工具中, 使用时属于省力杠杆的是 ( )
A. 食品夹子夹面包 B. 用钓鱼竿钓鱼
C. 天平称重 D. 推独轮车
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆; 动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆; 动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆 。据此结合图片和生活经验分析解答。
【解答】解: A 、食品夹在使用时, 动力臂小于阻力臂, 是费力杠杆, 故 A 不符合题意; B 、钓鱼竿在使用过程中, 动力臂小于阻力臂, 是费力杠杆, 故 B 不符合题意;
C 、托盘天平在使用过程中, 动力臂等于阻力臂, 是等臂杠杆, 不省力也不费力, 故 C 不符合题意;
D 、推独轮车过程中, 动力臂大于阻力臂, 是省力杠杆, 故 D 符合题意。 故选: D。
【点评】本题考查杠杆类型的判断, 解决此类题目的思路是结合图片和生活经验, 先判 断杠杆在使用过程中, 动力臂和阻力臂的大小关系, 再判断它是属于哪种类型的杠杆。
2. 如图所示, OB 是以 O 点为支点的杠杆, F 是作用在杠杆 B 端的力 。图中线段 AB 与力 F 的作用线在一条直线上, 且 OA⊥AB 、AC⊥OB. 表示力 F 力臂的是 ( )
A. OA B. AC C. OC D. AB 第 12页 (共 40页)
【分析】力臂是从支点到力的作用线的距离, 由支点向力的作用线作垂线, 垂线段的长 度即为力臂。
【解答】解:
由图可知, AB 是力 F 的作用线, OA⊥AB, 则 OA 为支点到力 F 的作用线的距离, 所以 线段 OA 表示力 F 的力臂。
故选: A。
【点评】本题考查了力臂概念, 注意力臂是从支点到力的作用线的距离, 不是支点到作 用点的距离。
3. 如图所示的各种情况中, 用同样大小的力 F 将重物匀速提升, 若不计摩擦及绳与滑轮的 重力, 物重最大的是 ( )
A. B. C. D.
【分析】定滑轮的特点是能够改变力的方向, 但是不能省力; 动滑轮的特点是能够省一 半的力, 但是费距离。
根据图所示滑轮的各种情况的使用, 逐个判断, 最后比较即可得知。
【解答】解: 因为定滑轮的实质是动力臂等于阻力臂的杠杆, 所以使用定滑轮不能省力, 好处是能够改变力的方向; 因为动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆, 使用动滑 轮的好处是能够省一半的力;
如图中所示: 设将重物匀速提升的力为 F, 若不计摩擦和滑轮重,
在 A 中, 拉力是物体重力的一半, 即: F=, 所以, GA=2F,
在 B 中, 拉力等于物体重力, F=GB,
在 C 中, 拉力等于物体重力的 , 即: F=, 所以, GC=3F,
在 D 中, 拉力是物体重力的一半, 即: F=, 所以, GD=2F,
所以物体重力最大的是 C。
故选: C。
【点评】本题考查动滑轮 、定滑轮 、滑轮组的工作特点和拉力的计算, 关键是会分析动
滑轮上的绳子段数和动滑轮 、定滑轮的工作特点。
4. 在自由下落过程中物体运动速度会越来越快 。一个物体由 a 点自由下落, 相继经过b 、c 两点, 已知 ab=bc, 如图所示, 物体在 ab 段重力做功 W1, 做功功率 P1, 平均速度为 v1; 在 bc 段重力做功 W2, 做功功率 P2, 平均速度为 v2; 在 a、b、c 三点的机械能分别为 E1、
E2 、E3 。则下列关系正确的是 (不计空气等阻力) ( )
A. W1≠W2 P1≠P2 v1 ≠v2 E1<E2<E3
B. W1=W2 P1=P2 v1=v2 E1≠E2≠E3
C. W1=W2 P1>P2 v1>v2 E1>E2>E3
D. W 1=W2 P1<P2 v1<v2 E1=E2=E3
【分析】( 1 ) 同一物体的重力大小不变, 且 ab=bc, 根据 W =Gh 可知这两段物体重力 做功大小; 因物体在自由下落时做加速运动, 据此得出两段的平均速度大小; 根据速度 公式可知经过相同路程的时间关系, 再根据功率公式判断它们的功率大小;
( 2 ) 不计空气阻力时, 机械能没有转化为内能, 机械能守恒。
【解答】解: ( 1 ) 同一物体的重力大小不变, 且 ab=bc,
根据 W=Gh 可知, 物体在 ab 段和 bc 段重力做功相等, 即 W1=W2;
因为物体在自由下落时做加速运动,
所以物体在 ab 段的平均速度小于 bc 段的平均速度, 即 v1<v2;
根据 v=可知, 物体在 bc 段运动的时间短,
所以根据公式 P=可知, 物体在 ab 段重力做功功率小于 bc 段重力做功功率, 即 P1<
P2;
( 2 ) 不计空气阻力时, 物体在自由下落时, 机械能没有转化为内能, 机械能不变, 即 E1=E2=E3。
综上分析可知, 选项 ABC 错误, D 正确。
故选: D。
第 14页 (共 40页)
【点评】本题考查了做功公式 、功率公式的灵活运用以及机械能的大小变化, 关键是知 道自由下落物体的运动是加速下落, 从而得到 ab 和 bc 段的时间关系。
5. 如图所示, 小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼, 用甲滑轮所做的 总功为 W 1, 机械效率为η1; 用乙滑轮所做的总功为 W2, 机械效率为η2. 若不计绳重与 摩擦, 则 ( )
A. W 1=W2, η 1 =η2 B. W 1=W2, η 1 <η2
C. W1<W2, η 1 >η2 D. W1>W2, η 1 >η2
【分析】根据总功等于有用功加上额外功, 由图可知甲是定滑轮, 乙是动滑轮, 所以利 用乙滑轮做的额外功多, 可以比较出两种情况的总功大小;
再根据两种情况的有用功相同, 利用η=× 100%即可比较出二者机械效率的大小。
【解答】解:
因为小明分别用甲 、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼, 所以两种情况的有用功 相同;
当有用功一定时, 利用机械时做的额外功越少, 则总功越少, 机械效率越高。
因为乙滑轮是动滑轮, 所以利用乙滑轮做的额外功多, 则总功越多, 机械效率越低。
即 W1<W2, η 1 >η2, 所以 C 选项正确。
故选: C。
【点评】此题主要考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点, 比较简单, 主要是 学生明确哪些是有用功, 额外功, 总功, 然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大 小。
6. 如图所示, 运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯, 其主要目的是 ( )
A. 增大箭的弹性势能 B. 增大箭的重力势能
C. 增大弓的弹性势能 D. 使箭沿直线运动
【分析】物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能, 物体的弹性形变程度越大, 其 弹性势能就越大。
【解答】解: 物体的弹性形变程度越大, 其弹性势能就越大; 运动员在射箭比赛时总是 要把弓拉得很弯, 就是让弓的弹性形变程度增大, 获得更大的弹性势能; 题中只是说把 弓拉得很弯, 没说将弓释放, 所以不能增大箭的弹性势能和重力势能, 也无法使箭沿直
线运动; 故 ABD 错误, C 正确。
故选: C。
【点评】此题考查了弹性势能的影响因素, 属于基础题, 难度不大。
7. 如图所示, 一个滑雪的人, 以恒定的速度沿山坡滑下, 则在他向下匀速滑动过程中, 下
列说法正确的是 ( )
A. 人的动能转化为重力势能
B. 人的重力势能全部转化为动能
C. 人的机械能不变
D. 人的机械能一定减小
【分析】( 1 ) 动能大小的影响因素: 质量、速度 。质量越大, 速度越大, 动能越大 。 ( 2 ) 重力势能大小的影响因素: 质量、被举得高度 。质量越大, 高度越高, 重力势能越
大。
( 3 ) 机械能=动能+势能。
( 4 ) 机械能的相互转化: 如果在转化过程中没有其他形式能的参与, 则重力势能全部转 化为动能, 机械能的总量保持不变; 如果需要克服摩擦做功, 则有了能量的消耗, 则重
力势能中的一部分转化为动能。
【解答】解:
A 、因为是下坡, 重力势能减小, 动能不变, 因此不是动能转化为重力势能, 故 A 错; B、在下滑的过程中, 要克服摩擦消耗能量并且人的动能不变, 因此人的重力势能转化为 内能, 故 B 错;
CD、在下滑过程中要消耗一部分能量来克服摩擦做功,因此机械能的总量减小,故 C 错、 D 正确。
故选: D。
【点评】此题考查的是动能和势能变化以及在转化过程中机械能是否守恒的问题。
8. 下列事实, 最能说明物质吸收的热量跟物质种类有关的是 ( )
A. 体积相同的两杯水温度都升高了 10℃, 它们吸收的热量相同
B. 质量相等的两块铜温度分别升高 5 ℃和 10℃, 它们吸收的热量不相同
C. 体积相等的水和煤油温度都升高 10℃, 它们吸收的热量不相同
D. 质量相等的水和铜温度都升高 10℃, 它们吸收的热量不相同 【分析】根据比热容的概念和 Q=Cm△t 进行分析:
( 1 ) 用同种物质做实验, 不能说明物质吸收的热量跟物质种类有关。
( 2 ) 由于水和煤油的密度不同, 所以体积相等的水和煤油质量不同, 那么温度都升高 5 ℃, 吸收热量不同, 说明它们的比热容不同; 虽然与物质种类有关, 但也与质量有关。
( 3 ) 质量相等的不同物质, 升高温度相等, 吸收热量不同, 说明物质吸收的热量跟物质 的种类有关。
【解答】解: A 、体积相同的同种物质质量相同, 升高的温度相同, 吸收的热量就相同。 不能说明物质吸收的热量跟物质种类有关 。不符合题意。
B、质量相同的同种物质升高的温度不同, 吸收的热量就不同。不能说明物质吸收的热量 跟物质种类有关 。不符合题意。
C 、由于水和煤油的密度不同, 所以体积相等的水和煤油质量不同, 那么温度都升高 10 ℃, 吸收热量不同, 与物质种类有关, 也与质量有关 。不符合题意。
D 、质量相等, 升高温度相等, 吸收热量不同, 说明物质吸收的热量跟物质的种类有关。 符合题意。
故选: D。
A.
C.
B.
D.
【点评】此题考查是根据热量公式 Q=Cm△t 判断物体放出热量的多少和物质的比热容、 质量 、升高温度的关系, 用到了我们所学的控制变量法。
9. 单缸四冲程汽油机的一个工作循环中, 把内能转化为机械能的冲程是 ( )
【分析】 内燃机的一个工作循环有吸气冲程 、压缩冲程 、做功冲程 、排气冲程四个冲程 组成, 其中压缩冲程中机械能转化成内能, 做功冲程中内能转化成机械能。
【解答】解: 内能转化为机械能的是做功冲程:
A 图: 进气门打开, 活塞向下运行, 气缸容积增大, 是吸气冲程, 不符合题意。 B 图: 气门都关闭, 活塞向上运行, 气缸容积减小, 是压缩冲程, 不符合题意; C 图: 排气门打开, 活塞向上运动, 气缸容积减小, 是排气冲程, 不符合题意; D 图: 气门都关闭, 活塞向下运行, 气缸容积增大, 是做功冲程, 符合题意; 故选: D。
【点评】本题考查了内燃机的四个冲程: 吸气冲程 、压缩冲程 、做功冲程 、排气冲程, 以及做功冲程的能量转化, 是中考的热点内容。
10. 通常情况下, 一个三口之家使用燃料的月消耗量最少的燃料的是 ( )
A. 燃烧值为 1.2 × 107焦/千克的木材
B. 燃烧值为 3.4 × 107焦/千克的煤
C. 燃烧值为 7. 1 × 107焦/千克的液化气
D. 一样多
【分析】可利用公式: q=来分析判断 。欲知三种燃料中, 谁的消耗量最少, 必须知道
放出相同的热量的条件下, 哪种燃料的热值大。
【解答】解: 从题可知, 三口之家每月需要的能量是相同的,
从而可知, 三种燃料燃烧放出的热量相同,
而 q 木材= 1.2 × 107J/kg, q 煤=3.4 × 107J/kg, q 液化气=7. 1 × 107J/kg,
由公式 q=可知, 在放出热量相同时, 热值越大, 质量越小,
所以, 液化气的质量最小。
故选: C。
【点评】本题考查了学生对燃料燃烧的公式的灵活应用, 学生要从此题中得出结论: 放 出热量相同, 热值越大, 质量越小。
11. 有一个看不见内部情况的小盒, 如图示, 盒上有两只灯泡, 由一个开关控制, 闭合开关 两灯都亮, 断开开关两灯泡都灭; 拧下其中任一灯泡, 另一灯仍亮 。图中符合要求的电
路图是 ( )
A. B.
C. D.
【分析】 串联电路特点是电流有一条路径, 串联电路的各用电器相互影响, 开关控制整 个电路; 并联电路特点是电流有两条或两条以上路径, 并联电路的各用电器不相互影响。 干路上开关控制整个电路, 支路上开关控制本支路。
【解答】解:
A. 由电路图可知, 两灯泡串联, 拧下其中任一灯泡, 电路断路, 另一灯都不亮, 故 A 不符合题意;
B. 由电路图可知, 两灯泡并联, 开关 S 位于 L1支路, 断开开关, 灯泡 L2仍然亮, 故 B
不符合题意;
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C. 由电路图可知,两灯泡并联,开关位于干路, 闭合开关两灯都亮,拧下其中任一灯泡, 另一灯亮, 故 C 符合题意;
D. 由电路图可知, 开关 S 与 L2并联后再与 L1 串联, 闭合开关 S, L2被短路, L2不亮,
L1亮, 故 D 不符合题意。
故选: C。
【点评】本题考查了学生对串并联电路的特点的了解与掌握, 是一道电学基础题目。
12. 如图所示, 闭合开关 S 后, L1 和 L2两盏灯都不亮, 电流表指针几乎没有偏转, 电压表 指针有明显的偏转 。电路中只有一处故障, 该电路的故障可能是 ( )
A. 灯 L1被短路 B. 灯 L1断路 C. 灯 L2被短路 D. 灯 L2断路
【分析】 闭合开关灯泡不亮, 原因有二: 断路或短路 。具体原因从电流表 、电压表示数 是否正常分析。
【解答】解:
A 如果 L1处短路, 电路电阻减小, 电源电压不变, 电流表示数增大, 电压表示数为零。 故 A 错误;
B 如果 L1灯断路, L1处断路, 所以电流表示数接近为零, 电压表测量电源电压, 示数增 大 。故 B 正确;
C 如果 L2短路, 电路为 L1 的简单电路, 电流表示数变大, 电压表示数为电源电压 。故 C 错误;
D 如果 L2灯断路, 整个电路断路, 电压表 、电流表示数都为零 。故 D 错误。 故选: B。
【点评】 电路故障是电学实验经常出现的问题, 也是中考物理试题考查的热点, 分析的 一般方法是“排除法”。将每个选项逐一代入题目, 检验此选项是否符合题意, 最终确定 正确答案。
13. 如图所示, 是某同学根据实验数据分别绘制的 R1 和 R2 的 I ﹣ U 图象 。下列说法正确的 是 ( )
A. 当两个电阻串联时, R1两端的电压较大
B. 当两个电阻串联时, R2两端的电压较小
C. 当两个电阻并联时, 通过 R1 的电流较大
D. 当两个电阻并联时, 通过 R1 的电流较小
【分析】两电阻串联时通过它们的电流相等, 两电阻并联时它们两端的电压相等, 根据 图象得出它们的电压关系和电流关系。
【解答】解: ( 1 ) 因串联电路中各处的电流相等,
所以, 当两个电阻串联时, 通过两个电阻的电流相等,
由图象可知, 通过两个电阻的电流相等时, R2两端的电压较大, 故 AB 不正确; ( 2 ) 因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以, 当两个电阻并联时, 两个电阻两端的电压相等,
由图象可得, 两个电阻两端的电压相等, 通过 R1 的电流较大, 故 C 正确, D 不正确。 故选: C。
【点评】 图象中反映的是电流与电压的关系, 都是正比例函数, 通过两段导体的电流与 电压成正比 。当取相同的电压时, 可以从图象中分别得到对应的电流, 当取相同的电流 时, 可以从图象中分别得到对应的电压。
14. 如图所示, 电路电源电压恒定, R0 为定值电阻, R 为滑动变阻器 。闭合开关 S 后, 在 滑动变阻器滑片 P 向左滑动的过程中 ( )
A. 电流表 A2 的示数变大 B. 电流表 A1 的示数变小
C. 电压表 V 的示数变小 D. 电灯的亮度变暗
【分析】先将电路等效后可看出: RL 、R 及 R0 三个用电器并联, 电流表 A1 测 RL及 R 的电流,A2测 R0 的电流。根据电源的电压可知电压表的示数不变,根据并联电路中各支 路独立工作、互不影响可知通过 R0 的电流、通过灯泡的电流 、灯泡的亮暗均不变, 根据 滑片的移动可知接入电路中电阻的变化, 根据欧姆定律可知该支路电流的变化, 根据并 联电路的电流特点可知电流表 A1示数的变化。
【解答】解: 等效电路如图所示:
三个用电器并联在电源两端, RL与 R 的电流通过 A1, A2测 R0 中的电流。 因电源的电压不变,
所以, 滑片移动时电压表 V 的示数不变, 故 C 不正确;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以, 滑片移动时, 通过 R0 的电流不变, 即电流表 A2 的示数不变, 故 A 不正确; 同理, 通过灯泡 L 的电流不变, 灯泡的亮暗不变, 故 D 不正确;
在滑动变阻器滑片 P 向左滑动的过程中, 接入电路中的电阻变大,
由 I=可知, 该支路的电流变小,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以, 电流表 A1 的示数变小, 故 B 正确。
故选: B。
【点评】( 1 ) 对于较复杂的电路, 在解答之前可先将电路简化成较为简单的串并联关系, 然后再做分析。
( 2 ) 应记住电流表在电路中相当于通路, 电压表在电路中相当于开路, 故在简化电路时 可先将电流表用导线代替, 电压表直接开路。
二. 多选题 (共 1 小题)
15. 如图所示的电路中, 电源电压为 20V, 定值电阻 R 为 20Q, 滑动变阻器标有“30Q 1A” 字样, 电压表选用的量程是 0 ~ 15V, 在该电路正常使用的情况下, 则 ( )
A. 电路消耗的最大功率为 20W
B. 电路消耗的最小功率为 8W
C. 电压表的最小示数为 8V
D. 滑动变阻器接入电路的最小阻值为 10Q
【分析】( 1 ) 因为电压表量程为“0 ~ 15V”, 所以R 两端电压最大是 15V; 求出此时电 路中的电流,
再与滑动变阻器的最大电流 1A 比较,得出电路中的最大电流,根据串联电路的特点和欧 姆定律求滑动变阻器的最小阻值, 根据 P=UI 求功率; ( 2 )根据滑动变阻器的最大阻值, 利用串联电路的特点和欧姆定律求出电路的最小电流 和 R 两端的最小电压。
【解答】解:
( 1 ) 因为电压表量程为“0 ~ 15V”,所以当 UR= 15V 时, IR===0.75A。 因为此时电流小于滑动变阻器的最大电流 1A,
所以电路中的最大电流为 Imax=IR=0.75A。
电路消耗的最大功率 Pmax=UImax=20V ×0.75A= 15W, 故 A 错误。
根据串联电路的电压特点可知:
U 滑 min=U ﹣ UR=20V ﹣ 15V =5V,
根据欧姆定律得: R 滑 min==≈6.7Q; 故 D 错误;
( 2 ) 当滑动变阻器全部连入电路时,
则根据电阻的串联特点得: R 总 max=R+R 滑=20Q+30Q =50Q,
I 所以 min===0.4A,
根据欧姆定律得: 电压表的最小示数 URmin=IminR=0.4A ×20Q =8V, 故 C 正确; 第 23页 (共 40页)
电路消耗的最小功率 Pmin=UImin=20V ×0.4A =8W, 故 B 正确。
故选: BC。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的计算, 关键是公式和规律的灵活应用, 难点是电路中最大电流的确定, 解题时要注意滑动变阻器允许通过的最大电流。
三. 填空题 (共 11 小题)
16. 杠杆的应用非常广泛, 生活中的剪刀就有许多种类。如图所示的两种剪刀, 正常使用时
属于省力杠杆的是 甲 剪刀 (填甲、乙 ), 另一种杠杆使用的好处是 省距离 。
【分析】杠杆根据其力臂关系可以分为三类: 动力臂大于阻力臂, 省力杠杆; 动力臂小 于阻力臂, 费力杠杆; 动力臂等于阻力臂, 等臂杠杆。
【解答】解: ( 1 ) 甲剪刀使用时, 动力臂大于阻力臂, 为省力杠杆; ( 2 ) 乙剪刀使用时, 动力臂小于阻力臂, 为费力杠杆, 使用时省距离。 故答案为: 甲; 省距离。
【点评】此题主要考查的是杠杆的分类, 根据杠杆的力臂关系可以将杠杆分为三类: 省 力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。
17.“歼 ﹣ 10”是我国自行研发的新型战机, 当发动机以 1.2 × 105N 的推力使其以二倍声速 (声速为 340m/s ) 飞行时 。10s 飞行的距离为 6800 m, 发动机推力的功率是 8. 16 × 107 W。
【分析】①已知战机飞行的速度和时间, 利用 s=vt 得出飞行距离;
②已知发动机的推力和飞机的飞行速度, 利用 P=Fv 计算推力的功率。
【解答】解: ①飞机飞行速度: v=2v 声=2 ×340m/s=680m/s;
由 v=得,
飞行的距离为: s=vt =680m/s × 10s=6800m;
②由 P=, W=Fs, v=得,
发动机的功率为 P=Fv= 1.2 × 105N ×680m/s =8. 16 × 107W。
第 24页 (共 40页)
故答案为: 6800; 8. 16 × 107。
【点评】本题考查了速度公式 、功率公式的灵活运用, 因条件已知, 难度不是很大; 明 确公式 P=Fv 的推导过程是解题的关键。
18. 将重物从长 4m 、高 1m 的斜面底部匀速推上斜面顶端, 已知沿斜面的推力是 300N, 斜 面的机械效率是 75%.则在此过程中,推力做的总功是 1200 J,重物所受摩擦力为 75
N, 物体的重力为 900 N。
【分析】( 1 ) 知道推力和斜面长度, 根据公式 W=Fs 求出推力做的总功;
( 2 ) 根据公式η=求出有用功; 知道总功和有用功, 求出克服摩擦做的额外功, 再根据公式 W 额=fs 求出摩擦力;
( 3 ) 根据公式 W=Gh 求出物体的重力。 【解答】解:
( 1 ) 推力做的总功:
W 总=Fs =300N ×4m= 1200J;
( 2 ) 由η=可得有用功:
W 有用=ηW 总= 1200J ×75%=900J;
因为 W 总=W 有用+W 额,
所以克服摩擦做的额外功:
W 额=W 总 ﹣ W 有用= 1200J ﹣ 900J=300J,
由 W 额=fs 得物体所受摩擦力:
f===75N;
( 3 ) 由 W 有用=Gh 可得, 物体所受的重力:
G===900N。
故答案为: 1200; 75; 900。
【点评】关于斜面机械效率的题目, 要明确总功 、有用功 、额外功怎样计算, 并且掌握 本题中克服摩擦力做的功为额外功是解决此题的关键, 对于公式的变形公式也要熟练掌 握。
19. 甲、乙 、丙三个相同的烧杯盛有水 。 甲杯中水的质量为 200g 、温度为 30℃, 乙杯中水 的质量为 300g 、温度为 30℃, 丙杯中水的质量为 300g 、温度为 60℃, 则 丙 杯中水 的内能最大, 甲 杯中水的内能最小。
【分析】 同种物质其内能的大小与状态 、质量和温度有关, 结合题干中给出的条件可做 出判断。
【解答】解: 根据内能的影响因素可知, 同样是水, 甲、乙相比较, 温度均为 30℃, 乙 的质量大, 所以乙的内能大;
乙、丙相比较, 质量均为 300g, 丙的温度高于乙的温度, 所以丙的内能大; 因此, 三杯水中, 丙的内能最大, 甲的内能最小。
故答案为: 丙; 甲。
【点评】知道内能的影响因素, 运用控制变量的方法进行两两比较, 最终得出内能的大 小关系是解答的关键。
20. 如图所示打桩机打桩时重锤被拉起又下落, 打在桩面上, 如果要把桩打得深些, 可以采
用的方法是 ( 1 ) 增加重锤的质量 ( 2 ) 提高重锤的高度 。
【分析】打桩时每次桩下陷的深浅也就表示了物体重力势能的大小, 影响重力势能的因 素是质量和高度, 质量越大, 高度越大, 重力势能越大。
【解答】解: 如果要把桩打得深些, 可以采用的方法是 ( 1 ) 增加重锤的质量 ( 2 ) 提高 重锤的高度。
故答案为: ( 1 ) 增加重锤的质量 ( 2 ) 提高重锤的高度。
【点评】本题考查影响重力势能的因素, 相对比较简单, 属于基础题。
21. 热气球吊起气象探测器匀速升空的过程中, 动能 不变 , 机械能 增大 。(选填: “增大”“变小”或“不变”)
【分析】我们可以从影响能量大小的因素来分析能量的变化。动能和势能统称为机械能。 ①动能大小的影响因素: 质量 、速度 。质量越大, 速度越大, 动能越大 。 ②重力势能大小的影响因素: 质量 、被举得高度 。质量越大, 高度越高, 重力势能越大。
【解答】解: 热气球吊起气象探测器匀速升空的过程中, 它们的质量不变, 速度不变, 所以动能不变; 但它们所处的高度增加, 重力势能增加, 机械能增加。
故答案为: 不变, 增大。
【点评】本题利用生活中一具体实例, 考查了学生对问题的分析能力及物理知识的应用。
22. 如图所示, 在空气压缩引火仪的玻璃筒底部, 放入一小团干燥的棉花, 用力将活塞迅速 下压, 玻璃筒内的空气温度升高, 空气的内能 增加 (选填“增加”或“减少”), 空
气的内能是通过 做功 方式改变的。
【分析】迅速向下压活塞, 活塞会压缩空气做功, 机械能转化为内能, 使空气的内能增 加, 温度升高, 当温度达到棉花的燃点时, 棉花就会燃烧, 通过此实验可说明做功可以 改变物体的内能。
【解答】解: 迅速向下压活塞, 活塞会压缩空气做功, 机械能转化为内能, 使空气的内 能增加, 温度升高, 这是通过做功的方法增大空气内能的。
故答案为: 增加; 做功。
【点评】解决此类问题要结合改变物体内能的方式进行分析解答, 相对比较简单, 属于 基础题。
23. 如图所示电路中, 闭合开关 S, 两灯均发光, 电流表和电压表均有示数, 再闭合开关
S1, 则电压表示数 变大 , 电流表示数 变大 (均选填“变大”、“变小”)。
【分析】 由图可知, 闭合开关 S, 两灯串联, 且两灯均发光, 电流表测量电路中的电流, 电压表测量灯泡 L1两端的电压;再闭合开关 S1,灯泡 L2被短路, 电路为 L1 的简单电路, 此时电压表测量的是电源电压;
根据串联电路的电压关系可判定电压表示数的变化; 根据电路中总电阻的变化结合欧姆 定律判定电流表示数的变化。
【解答】解: 由图示和题意可知, 闭合开关 S, 两灯串联, 且两灯均发光, 电流表测量 电路中的电流, 电压表测量灯泡 L1两端的电压, 根据串联电路的电压关系可知, 此时电 压表的示数小于电源电压;
再闭合开关 S1, 灯泡 L2被短路, 电路为 L1 的简单电路, 此时电压表测量的是电源电压, 所以电压表的示数变大; 此时的总电阻变小, 根据欧姆定律可知, 电路中的电流变大 , 即电流表示数变大。
故答案为: 变大; 变大。
【点评】本题考查了电路的识别 、串联电路的电压关系 、欧姆定律的应用, 关键是电压 表所测电路元件的判断和电路中总电阻变化的分析。
24. 如图所示是一种测定油箱内油量的装置 。其中 R 是滑动变阻器的电阻片, 滑动变阻器 的滑片跟滑杆连接, 滑杆可以绕固定轴 O 转动, 另一端固定着一个浮子 。油箱中的油量 减少时,滑动变阻器滑片向 上 (选填“上”或“下”)移动,电流表的示数 变小 (选
填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】由电路图可知, 定值电阻 R0 与滑动变阻器 R 串联, 电流表测电路中的电流, 根
据油面的变化可知浮标的移动的方向, 进一步可知滑片移动的方向, 从而得出 R 接入电 路中电阻的变化, 根据欧姆定律可知电路中电流的变化。
【解答】解:
由电路图可知, 定值电阻 R0 与滑动变阻器 R 串联, 电流表测电路中的电流,
油箱中的油量减少时, 浮标下移, 在杠杆的作用下滑片上移, 变阻器 R 接入电路中的电
阻变大, 电路中的总电阻变大, 由 I=可知, 电路中的电流变小, 即电流表的示数变小。
故答案为: 上; 变小。
【点评】本题考查了滑动变阻器和欧姆定律的应用, 分清油量变化时滑片移动的方向是 关键。
25. 如图, A 灯标有“6V, 4W”字样, B 灯标有“6V, 2W”字样 。闭合开关, 从右向左 缓慢滑动变阻器滑片, 直到其中一盏灯恰好正常发光, 此时电压表的示数是 9 V, A 灯和 B 灯的总功率是 3 W. (忽略灯泡电阻的变化)
【分析】( 1 ) 已知灯泡的额定电压和额定功率, 根据公式 I=求出两灯泡的额定电流,
根据欧姆定律求出两灯泡的电阻;
( 2 ) 根据串联电路各处的电流相等可知, 从右向左缓慢滑动变阻器滑片, 一盏灯恰好正 常发光时, 电路中的电流为两者较小的额定电流, 根据电阻的串联特点和 U=IR 求出电 压表的最大示数; 根据 P=UI 求出 A 灯和 B 灯的总功率。
【解答】解: ( 1 ) 根据 P=UI 可得, 两灯泡的额定电流分别为:
IA=
=
=
A, IB=
=
=A,
由 I=可得, 两灯泡的电阻分别为:
RA===9Q, RB=== 18Q;
( 2 ) 由图可知, A 灯、B 灯和滑动变阻器串联, 电压表测量两灯的总电压;
因串联电路中各处的电流相等,
所以, 从右向左缓慢滑动变阻器滑片, 直到其中一盏灯恰好正常发光时, 则电路中的电
流为A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以, 电压表的示数:
UAB=I ( RA+RB ) =A × ( 9Q+ 18Q ) =9V;
此时 A 灯和 B 灯的总功率:
PAB=UABI=9V ×A=3W。
故答案为: 9; 3。
【点评】本题考查了串联电路电流特点和欧姆定律 、电功率公式的应用, 关键是根据串 联电路的电流特点可知从右向左缓慢滑动变阻器滑片直到其中一盏灯恰好正常发光时, 电路中的电流为两灯泡额定电路较小的。
26. 如图所示是探究焦耳定律的部分实验装置 。已知 R 甲= 10Q, R 乙=20Q, 在探究电流通 过导体产生的热量与电阻大小的关系时, 应将两电阻丝 串 联在电路中, 若电路中的
电流为 0.2A, 则甲电阻丝在 1min 内产生的热量为 24 J。
【分析】( 1 ) 电流产生的热量跟电流大小 、电阻大小 、通电时间有关, 探究电流产生热
量跟电阻关系时, 控制通电时间和电流不变;
( 2 ) 利用焦耳定律 Q=I2Rt 求甲电阻丝在 1min 内产生的热量。 【解答】解:
( 1 ) 已知 R 甲= 10Q, R 乙=20Q, 在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时, 应控制电流和通电时间相同, 即需要将两个电阻丝串联接入电路即可;
( 2 ) 若电路中的电流为 0.2A, 则甲电阻丝在 1min 内产生的热量:
Q 甲=I2R 甲 t= ( 0.2A ) 2 × 10Q ×60s=24J。
第 30页 (共 40页)
故答案为: 串; 24。
【点评】本题考查了焦耳定律公式的应用, 要学会利用控制变量法和转换法探究电流产 生热量多少和各影响因素之间的关系。
四. 作图题 (共 1 小题)
27. 阳阳家买了新冰箱, 他了解到冰箱里面有压缩机和照明灯, 电冰箱的压缩机 ( 电动机) 是由温控开关 ( S1 ) 控制的, 冷藏室中的照明灯是由门控开关 ( S2 ) 控制的, 即开冰箱 门时照明灯亮, 关冰箱门时照明灯灭, 请用笔画线在下面的虚线框内画出符合上述特点 的电冰箱工作电路图。
【分析】 由题意可知, 电动压缩机与温控开关串联, 照明灯泡与门控开关串联; 灯和压 缩机可以独立工作 、互不影响, 即为并联。
【解答】解:
由题意可知: 灯和压缩机是并联关系, 且电动压缩机与温控开关 S1 串联, 照明灯泡与门
控开关 S2 串联, 如图所示:
。
【点评】本题考查了并联电路的特点和开关的作用, 关键是根据题意得出灯泡与电动机 独立工作 、互不影响。
五. 实验探究题 (共 2 小题)
28. 在探究“杠杆的平衡条件”实验中, 所用的实验器材有杠杆尺 、支架、细线、质量相同 的钩码若干。
( 1 ) 将杠杆装在支架上, 若发现杠杆右端下沉, 应将杠杆左侧的平衡螺母向 左 调。 直至杠杆在 水平 位置平衡, 目的是: 便于测量力臂 。
( 2 )某同学进行正确的实验操作后, 能不能根据图甲这一组数据就得出探究结论? 不 能 (选填“能”或“不能”). 理由是 只凭一组实验数据得出的结论不具有普遍性 。
( 3 )如图甲所示,杠杆在水平位置平衡。如果杠杆两侧各去掉一个钩码,杠杆 左 (填 “左”或“右”) 端将下沉。
( 4 ) 如图乙所示, 用弹簧测力计在 C 处竖直向上拉。若使杠杆仍然在水平位置平衡, 当 弹簧测力计逐渐向左倾斜时, 则弹簧测力计的示数将 变大 (选填:“变大”、“变小”
或“不变”), 其原因是: 拉力的力臂变小 。
【分析】( 1 ) 杠杆左端下沉, 说明杠杆的重心在支点左侧, 调节平衡螺母应使杠杆重心 右移; 杠杆在水平位置平衡时, 力的方向与杠杆垂直, 力臂的长度可以直接从杠杆上读 出来;
( 2 ) 实验时, 如果只用一组数据得到结论, 偶然性太大, 因此应获取多组实验数据归纳 出物理规律;
( 3 ) 用杠杆平衡条件可对两侧的力的力臂的乘积进行分析, 最后做出判断;
( 4 ) 当拉力倾斜时, 会造成力臂变小, 相应的力会变大, 这样才能继续平衡。 【解答】解:
( 1 ) 杠杆右端下沉, 应将杠杆重心向左移, 所以应将两端的平衡螺母 (左端和右端的均 可) 向左调节; 实验时杠杆在水平位置平衡, 力臂正好在杠杆上, 故其目的是为了便于 测量力臂;
( 2 )探究杠杆平衡的条件时, 多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据排 除偶然性, 寻找普遍规律 。只凭一组数据即得出结论不具普遍性;
( 3 ) 设一个钩码的重力 G, 一格的长度为 L, 则当杠杆两侧的钩码各取下一个后,
左边=3G ×3L=9GL>右边=2G ×4L =8GL;
故杠杆不再水平平衡, 左侧会下降;
( 4 )当拉力 F 向右倾斜时,要保持杠杆仍在水平位置平衡,则拉力 F 将变大,这是因为,
当拉力倾斜时, 拉力 F 力臂变小, 所以力才会变大。
第 32页 (共 40页)
故答案为: ( 1 ) 左; 水平; 便于测量力臂; ( 2 ) 不能; 只凭一组实验数据得出的结论不 具有普遍性; ( 3 ) 左; ( 4 ) 变大; 拉力的力臂变小。
【点评】此题是探究杠杆平衡条件的实验, 从杠杆的调平 、实验的操作 、数据的分析、 结论的得出等方面进行了考查, 是我们必须全面掌握的。
29. 小组同学探究“欧姆定律”
( 一 ) 探究电流与电压的关系
器材: 两节新干电池 、电流表 、电压表 、开关 、滑动变阻器 、一个 10Q的定值电阻, 导
线。
( 1 ) 请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接 (要求: 仪表选择合适的测量量程; 滑 动变阻器滑片 P 向 A 点移动时, 电流表 、电压表示数均变大)。
( 2 ) 为保证电路安全, 连接电路时, 开关应 断开 , 闭合开关前应将滑动变阻器的滑 片 P 调至 B ( A/B ) 处。
( 3 )同学们用测得的数据绘制了如图乙所示的图象,根据该图象得出的结论: 电阻 不 变, 电流与电压成正比 。
( 二 ) 探究电流与电阻的关系
器材: 两节新干电池 、电流表 、电压表 、开关 、滑动变阻器 、阻值为 5Q 、10Q 、15Q、
20Q的定值电阻, 导线。
( 5 ) 实验过程中, 当他们完成对 5Q电阻的数据测量后, 接下来断开开关换上 10Q的电 阻, 再闭合开关, 向 右 (左/右) 调节滑动变阻器, 直至 电压表的示数为 2V 。
( 6 ) 探究电流与电阻的关系, 实验所使用的滑动变阻器规格宜为 D 。
A.0.3A 50Q B.0.3A 20Q C. 1A 5Q D. 1A 20Q
【解答】解: ( 一 ) 探究电流与电压的关系
( 1 ) 电源电压为 3V, 故电压表选用小量程与电阻并联,
由欧姆定律, 电路的最大电流为:
I===0.3A, 故电流表选用小量程与灯串联;
滑动变阻器滑片 P 向 A 点移动电流表、电压表示数均变大, 根据 U=IR 可知, 电路的电 流变大,
故变阻器连入的电阻变小, 变阻器左下接线柱连入电路中, 如下图所示:
( 2 ) 为了防止连线错误而烧坏电路元件, 连接电路时, 开关应断开;
为了保护电路, 闭合开关前应将滑动变阻器的滑片 P 调至阻值最大处, 即 B 处 。 ( 3 ) 由图象可知, 电流随电压的变化关系图象为过原点的直线, 故根据该图象得出的结 论: 电阻不变时, 电流与电压成正比。
( 二 ) 探究电流与电阻的关系
( 5 ) 图丁中, 电阻两端的电压始终保持:
UV=IR=0. 1A ×20Q= ﹣ ﹣ ﹣ ﹣ =0.4A ×5Q=2V,
根据串联分压原理可知, 将定值电阻由 5Q改接成 10Q的电阻, 电阻增大, 其分得的电压 增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变, 应保持电阻两端的电压不变, 根据串联电路 电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,
由分压原理, 应增大滑动变阻器连入电路中的电阻, 所以滑片应向右端移动, 使电压表 的示数为 2V, 读出电流表的示数;
( 6 ) 电压表控制的电压为 2V, 根据串联电路电压的规律, 变阻器分得的电压:
U 滑 =3V ﹣ 2V= 1V, 变阻器的电压为电压表示数的 0.5 倍, 根据分压原理, 当 20Q的定
值电阻连入电路中时, 滑动变阻器连入电路的阻值:
0.5 ×20Q= 10Q, 为完成实验, 变阻器的最大电阻最小为 10Q, 因电路的电流为 0.6A, 故选用 1A 20Q的变阻器, 故选: D。
故答案为: ( 1 ) 如上; ( 2 ) 断开; B; ( 3 ) 电阻; 电流与电压成正比; ( 5 ) 右; 电压表的 示数为 2V; ( 6 ) D。
【点评】本题是探究电流与电压和电阻的关系实验, 考查电路连接 、注意事项 、控制变 量法 、数据分析、操作过程及对器材的要求, 属于常考命题点。
六. 计算题 (共 2 小题)
30. 随着人们生活水平的日益提高, 小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃 料的小汽车,以 72km/h 的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的实际功率为 23kW.若 小汽车行驶的距离为 100km,汽油的热值 q=4.6 × 107J/kg,小汽车发动机的效率为 25%. 求小汽车在这段路程中:
( 1 ) 运动的时间;
( 2 ) 发动机所做的功;
( 3 ) 消耗汽油的质量;
( 4 )若将小汽车在该次行驶过程中损失的热量用来加热水,可将多少 kg20℃的冷水加热
到 40℃的温水供家庭使用? (结果保留整数)
【分析】( 1 ) 已知汽车的行驶速度和行驶的距离, 根据公式t=可求运动时间。
( 2 ) 已知发动机的实际功率和行驶的时间, 根据公式 W=Pt 可求发动机所做的功。
( 3 )汽油完全燃烧释放的热量根据公式 Q=qm 可求, 还知道小汽车发动机的效率η=
× 100%, 二式联立可求汽油的质量 。 ( 4 )汽车行驶过程中损失的能量等于汽油完全燃烧放出的热量减去牵引力做的功, 再利 用 Q 吸=cm△t 求水的质量。
【解答】解: ( 1 ) 速度 v =72km/h=20m/s,
由 v=得运动时间:
t===5000s;
( 2 ) 发动机所做的功 : W=Pt=23 × 1000W ×5000s= 1. 15 × 108J;
( 3 ) 由η=得汽油完全燃烧释放的热量: Q===4.6 × 108J,
所以, 消耗汽油的质量:
m=== 10kg;
( 4 ) 由题知, 水吸收的热量 Q 吸=Q ﹣ W=4.6 × 108J ﹣ 1. 15 × 108J=3.45 × 108J,
由 Q 吸=cm′△t 得水的质量:
m′==≈4107kg。
答: ( 1 ) 运动的时间为 5000s;
( 2 ) 发动机所做的功为 1. 15 × 10 J8;
( 3 ) 消耗汽油的质量为 10kg。
( 4 ) 可将 4107kg20℃的冷水加热到 40℃的温水供家庭使用。
【点评】本题考查时间 、做功 、质量的计算, 关键是公式及其变形的灵活运用, 还要注 意单位的换算。
31. 如图所示,R0是阻值为 10Q的定值电阻,R 为滑动变阻器, 灯泡上标有“4V 2W“字样, 且小灯泡的阻值始终保持不变 。当断开 S2, 闭合 S 、S1 时, 灯泡恰好正常发光, 电压表 示数为 U1; 断开 S1, 闭合 S 、S2, 将滑动变阻器的滑片P 置于中点时, 电压表数为 U2, 已知 U2与 U1相差 1V, 求:
( 1 ) 灯泡的额定电流;
( 2 ) 电源的电压;
( 3 ) 滑动变阻器最大阻值;
( 4 ) 该电路消耗的最小电功率。
【分析】( 1 ) 根据 P=UI 求出灯泡的额定电流;
( 2 ) 当断开 S2, 闭合 S 、S1 时, R0 和灯泡串联, 电压表测量 R0两端的电压, 此时灯泡 正常发光, 求出两端的电压, 再求出电源电压;
( 3 ) 闭合 S 、S2, R 和灯泡串联, 电压表测量 R0两端的电压, 且 U2与 U1相差 1V, 求 滑动变阻器的最大阻值, 所以它两端的电压应该最大, 所以 U2应比 U1大 1V, 据此求解 滑动变阻器的最大阻值;
( 4 ) 根据 P=可知, 要求电路消耗的最小电功率, 就要电路总电阻最大, 即断开 S1, 闭合 S 、S2, 将滑动变阻器的滑片P 置于最大电阻位置时。
【解答】解: ( 1 ) 由 P=UI 得:
灯泡的额定电流 I===0.5A;
( 2 ) 当断开 S2, 闭合 S 、S1 时, R0 和灯泡串联, 灯泡正常发光,
根据欧姆定律可得, 两端的电压 U1=IR0=0.5A × 10Q =5V,
电源电压 U=U 额+U 1=4V+5V=9V;
( 3 ) 闭合 S 、S2, R 和灯泡串联, 求滑动变阻器的最大阻值, 所以它两端的电压应该最 大, 所以 U2应比 U1大 1V, 即 U2=U1+ 1V =6V,
那么灯泡两端的电压 UL=U ﹣ U2=9V ﹣ 6V=3V,
第 37页 (共 40页)
由 P=得, 灯泡的电阻 RL===8Q,
根据串联分压特点可知, =, =,
解得: R 滑= 16Q,
此时滑动变阻器的滑片P 置于中点, 所以滑动变阻器最大阻值 R 滑大 =2R 滑 =2 × 16Q=
32Q;
( 4 ) 断开 S1, 闭合 S 、S2, 将滑动变阻器的滑片P 置于最大电阻位置时, R 和灯泡串联, 电路总电阻最大, 总功率最小,
该电路消耗的最小电功率:
P 小===2.025W。
答: ( 1 ) 灯泡的额定电流 0.5A;
( 2 ) 电源的电压 9V;
( 3 ) 滑动变阻器最大阻值 32Q;
( 4 ) 该电路消耗的最小电功率 2.025W。
【点评】此题主要考查的是学生对电功率计算公式 、欧姆定律计算公式 、串联电路分压 特点的理解和掌握, 知道电路总电阻最大时, 消耗总功率最小是解决此题的关键。
七. 解答题 (共 2 小题)
32. 按要求画出滑轮组的绕线方法 (不计动滑轮重及摩擦)
注: F=G。
【分析】不计滑轮质量及转动摩擦, 拉力是物体重力的几分之一, 动滑轮就有几段绳子 承担重力。
【解答】解: 不计滑轮质量及转动摩擦, F=G, 动滑轮就有 3 段绳子承担重力, 应从
动滑轮开始绕。
故答案为:
【点评】绳子的绕线决定滑轮组的使用效果, 有几段绳子承担动滑轮和物体的重, 拉力 就是重力的几分之一, 拉力移动的距离就是物体移动距离的几倍。
33. 用如图所示的滑轮组匀速提起重 600N 的货物, 匀速上升 6m, 不计绳重和摩擦, 则滑 轮组的机械效率为 75%
( 1 ) 求此时绳子的拉力 F。
( 2 ) 若绳子能承受的最大拉力为 500N, 则此滑轮组的最大机械效率是多大?
【分析】( 1 ) 由滑轮组的结构知道, 承担物重的绳子股数 n=4, s=4h, 知道机械效率、 物重, 利用机械效率的变形公式即可求出拉力大小;
( 2 )不计绳重和摩擦, 先根据 F= ( G 物+G 动 )求出动滑轮重, 然后利用η==
=
=求出滑轮组的机械效率。
【解答】解: ( 1 ) ∵ η==
∴F===200N;
( 2 ) ∵F= ( G 物+G 动 )
∴G 动=4F ﹣ G 物=4 ×200N ﹣ 600N=200N,
η===== =90%。
答: ( 1 ) 求此时绳子的拉力 F 为 200N。
( 2 ) 若绳子能承受的最大拉力为 500N, 则此滑轮组的最大机械效率是 90%。
【点评】本题考查了使用滑轮组拉力的计算 、机械效率的计算, 本题关键是利用好推导
公式 F= ( G 物+G 动 ) 和η===。
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