2023年辽宁省鞍山市中考物理一模试卷(含答案)
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一、选择题(本题包括14个小题,共32分。其中1~10小题为单选题,每小题2分;11~14小题为多选题,每小题2分。错选不得分,谓选得1分)
1.(2分)以下估计较为合理的是( )
A.家庭节能灯正常工作时的电流约为2A
B.中学生的课桌高度约为0.75m
C.将2个鸡蛋举高1 m所做的功约为20J
D.人的正常体温约为40℃
2.(2分)关于声现象,下列说法正确的是( )
A.向人体内结石发射超声波击碎结石,是利用超声波传递信息
B.声波在真空中传播速度约为340m/s
C.大山是根据声音的音色来辨别是哪位同学在叫他
D.考场附近禁止鸣笛是在声音的传播过程中控制噪声
3.(2分)如图所示,关于生活中的光现象,下列说法错误的是( )
A.甲图中用激光束引导隧道掘进方向是利用了光的直线传播
B.乙图中看见水中的鱼比它真实的位置要浅是因为光的反射
C.丙图中凸透镜将字母放大是利用了光的折射
D.丁图中岸上景物在水中的倒影是光的反射现象
4.(2分)下列关于物态变化的说法中,正确的是( )
A.冬天,汽车玻璃起“雾”影响视线,是车内空气液化形成的
B.液化石油气是利用压缩体积的方式液化成液态的
C.汽车水箱中加入适量酒精提高了水的凝固点,防止水凝固
D.用久了的灯管两端变黑,是汽化造成的
5.(2分)如图所示,木块和小车以相同的速度一起向右做匀速直线运动,关于木块和小车的受力分析,在不考虑空气阻力的情况下,下列说法正确的是( )
A.木块受到的重力和小车对木块的支持力是一对相互作用力
B.木块和小车的总重力与地面对小车的支持力是一对平衡力
C.由于木块向右运动,所以木块受到水平向左的摩擦力
D.木块对小车的压力与地面对小车的支持力是一对平衡力
6.(2分)下列四幅图中能说明发电机的工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
7.(2分)2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱进入大气层后,降落伞相继打开,临近地面时,反推发动机启动,向下推动空气,迫使返回舱减速“刹车”,于9时56分,在东风着陆场成功着陆(如图),标志着本次神舟载人飞行任务圆满成功,下列关于返回舱返回过程的说法正确的是( )
A.着陆前相对于地面是静止的
B.利用电磁波向指挥中心传递信息
C.反推发动机对它施加向下的力
D.与空气摩擦,它的内能逐渐减少
8.(2分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向b端移动,下列说法中正确的是( )
A.电流表A1的示数变小,电压表的示数变大
B.电压表与电流表A1的比值变小
C.电压表与电流表A2的比值变大
D.电压表的示数不变,电流表A1的示数变小
9.(2分)如图所示,重为100N的物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.4m/s的速度做匀速直线运动。弹簧测力计的示数为5N。不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力,忽略绳子与滑轮间的摩擦。则下列说法正确的是( )
A.物体A受到水平面的摩擦力为5N
B.拉力F的功率为2W
C.若物体A匀速运动2s,拉力F做功为8J
D.物体A受到的支持力和物体A对水平面的压力是一对平衡力
10.(2分)小明学习完家庭电路的相关知识后,他对如图所示的家庭电路的认识正确的是( )
A.灯L1和L2的连接符合安全用电要求
B.A、B两点间电压为220V
C.电冰箱接在C或D插座上都能安全使用
D.保险丝也可以单独接在进户的零线上
(多选)11.(3分)如图所示,小球甲在O点从静止开始下落,先后经过A、B两点。已知OA=AB.小球乙在P点从静止开始下落,先后经过C、D两点,已知小球乙经过PC段所用的时间与经过CD段所用的时间相等。则下列说法正确的是( )
A.小球甲在下落过程中速度越来越大是由于有重力作用
B.小球甲通过OA段重力做功快,通过AB段重力做功慢
C.小球乙在下落过程中动能变大,势能变小
D.小球乙通过PC段重力做功慢,通过CD段重力做功快
(多选)12.(3分)小红经常帮妈妈做饭,她发现厨房里有许多与物理有关的知识。在端午节帮妈妈煮粽子过程中,她总结的一些说法,其中正确的是( )
A.能闻到粽子的香味是扩散现象
B.煮粽子的过程是利用热传递的方法提高了粽子的内能
C.用高压锅能更快煮熟粽子,是因为锅内气压增大,水的沸点升高
D.剥粽子时总有一些稻米粘到粽叶上,是因为分子间存在斥力
(多选)13.(3分)水平桌面上有甲、乙两个相同的容器,分别装有体积相等的水和盐水。将橘子和香蕉先放入甲容器中,取出后擦干,再放入乙容器中。前后两次静止时液面如图所示。下列说法正确的是( )
A.橘子在水和盐水中所受浮力相等
B.两容器对水平桌面的压强p甲>p乙
C.液体对两容器底的压力F水<F盐水
D.向乙容器中加水,香蕉所受浮力不变
14.(3分)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
二、填空题(每空1分,共24分)
15.(3分)近年来,我国在科技领域取得了重大成就。“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜坐底深度10909米,下潜过程中以海底为参照物,潜水器是 (选填“静止”或“运动”)的,到达海底后,它携带的一颗备用螺丝钉的质量 (填“增大”、“减小”或“不变”)。“歼﹣20”战机机身是用强度较高、密度 (填“较大”或“较小”)的新型合成材料制成的。
16.(2分)阳春三月,游客漫步在荷兰花海中,穿行于满地的郁金香间,田埂上“香气袭人知昼暖”,这是因为分子运动的剧烈程度与 有关,高楼下“满城尽带黄金甲”,这是因为太阳光照射在油菜花上发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
17.(3分)如图是一款太阳能玩具电动车。太阳能属于 (填“可”或“不可”)再生能源;其中的硅光电池板主要是利用 (填“半导体”或“超导”)材料制成;电动车运动过程中,太阳能主要转化为车的 能。
18.(4分)如图所示,用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间后,塞子被试管内水蒸气推出,水蒸气的 能转化为塞子的机械能;图 中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。汽油机工作时要产生大量的热,通常采用水循环将热量带走,这是因为 。若汽油机飞轮的转速为1200r/min,该汽油机每秒钟对外做功的次数为 次。
19.(3分)如图是小泽脱下毛衣的情景,由于日常活动时衣物间相互摩擦使毛衣带了电,这是 现象,如果电流方向是小泽到毛衣,那么毛衣带的是 (选填“正电”或“负电”),脱下毛衣后小泽的头发“炸开”了,这是因为头发带了 (选填“同种”或“异种”)电荷。
20.(3分)如图所示,在装满水的溢水杯中放入质量为0.5kg的木块(木块不吸水),溢出的水全部用小烧杯接住,木块静止时受到的浮力为 N,小烧杯中水的重力为 N,溢出水后溢水杯底受到水的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
21.(3分)某小组同学学习了连通器的知识后,设计了一种锅炉液位计,如图(a)所示。然而他们查看学校锅炉,却发现锅炉液位计的底部和顶部都和锅炉连通,如图(b)所示。他们继续研究,在一个软管做成的U形管中装入水,水静止时两边水面相平,如图(c)所示;向U形管一侧加压,水静止时如图(d)所示。
①分析比较图(c)和(d)可知:当U形管两边水面上方 ,且水静止时,水面保持相平。
②他们查找资料,发现锅炉工作时水面上方气压会远大于外部大气压。据此判断图 的液位计水面不能与锅炉内水面相平(选填“(a)”或“(b)”),理由是 。
22.(3分)某小组用如图甲所示的电路进行实验探究,小灯泡L标有“6V 1.2W”字样,R为定值电阻,小组根据记录的电流表和电压表的示数变化,绘制了如图所示的I﹣U关系图。则:
(1)灯泡L正常发光时的电流为 A;
(2)定值电阻R的阻值为 Ω;
(3)如调节电源电压使电路消耗的总功率为0.8W时,此时灯泡的实际功率为 W。
三、作图题(共8分)
23.(3分)如图所示,水面上方有一个光源B,池中有水时A为B通过水面成的像,眼睛在C处看到了B在水中的像A,请画出:
(1)水面的位置;
(2)请你画出眼睛在C处看到B在水中的像A的光路图。
24.(2分)图甲是一款瓶起子。起瓶盖时,瓶身相当于一个绕O点转动的杠杆。图乙是其简化示意图。请在图乙中画出:
(1)瓶盖上B点受到的阻力F2的大致方向;
(2)作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。
25.(3分)如图所示是一个电磁铁,右侧为条形磁体。当开关S闭合后,条形磁体如图,请标出:
(1)电磁铁左端的极性。
(2)条形磁体右侧的极性,括号内填入“N”或“S”。
(3)图中一条磁感线的方向。
四、简答题(共4分)
26.(4分)北京冬奥会将在2022年2月4日至20日在北京市和张家口市联合举行。这是中国历史上第一次举办冬季奥运会。单板滑雪项目是比赛项目之一。
如图是运动员比赛时的瞬间。问:
(1)滑雪板为什么设计得比较宽大?
(2)运动员为什么能在赛道上加速下滑?
(3)运动员快速冲过终点时,为什么不能马上停下来?
五、计算题(共18分。要求写出必要的文字说明、公式、运算过程、数值、单位和答)
27.(8分)2022年北京冬奥会成功举办。带动3亿人踏上冰雪。如图所示是一款雪地摩托,其净重为160kg,静止时与地面接触的总面积为2000cm2,当其以最大功率36kW在水
平雪地上匀速直线行驶时,最高速度可达100km/h(g=10N/kg)。
(1)雪地摩托静止时对水平地面的压强为多少?
(2)当该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时,所受阻力为多少?
(3)该车发动机为一款单缸4冲程汽油机。若其效率为24%,则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶23min,需要多少千克汽油?(汽油的热值为q=4.6×107J/kg)
28.(10分)如图所示是一款家用电热壶的内部简化电路图,它通过温控开关S可自动实现加热、保温两个挡位的转换,保温挡的额定功率为110W,R1、R2是两个阻值不变的发热元件,R2=48.4Ω,求:
(1)R1的阻值。
(2)加热挡的额定功率。
(3)若电热壶内装有1L的水,现用加热挡使水从25℃升高到100℃,水吸收的热量是多少?
(4)不计热量损失的情况下,在(3)中若实际加热时间为300s,则电热壶的实际加热功率是多少?
六、实验、探究题(共34分)
29.(6分)小李用图甲所示装置探究冰熔化过程中温度的变化情况。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
温度/℃
﹣8
﹣6
﹣4
﹣2
0
0
0
0
1
2
3
4
(1)他将观察到的温度计示数变化情况记录在表中,请根据表中数据,在丙图的坐标纸上画出冰熔化过程的温度﹣时间图象。
(2)某时刻温度计的示数如图乙所示,此时温度是 ℃。
(3)在第2min时,该物质处于 态,在第6min时,该物质处于 态。
(4)小明认为该实验装置中没有用酒精灯加热,所以不能完成,他的想法是否正确? 。你的观点是: 。
30.(7分)小芳同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上。
(1)为了能使像清晰地成在光屏的中心位置,要调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在 。
(2)正确调节好装置后,移动蜡烛到图甲位置,观察光屏上有清晰的像,生活中的 (选填“照相机”或“投影仪”)利用这一原理制成的。
(3)实验中,将蜡烛向远离凸透镜方向移动,若在光屏上还能够得到清晰的像,应将光屏 (选填“远离”或“靠近”)凸透镜。
(4)为了从不同方向看到光屏上的像,光屏应选用较 (选填“光滑”或“粗糙”)的白板。
(5)完成上述实验后,小芳把凸透镜换成了透明玻璃板,又探究了“平面镜成像特点”,如乙图所示。他把光屏移动到蜡烛像的位置,发现光屏上没像,说明平面镜成的像是 (选填“实像”或“虚像”)。他又把蜡烛远离玻璃板,蜡烛像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(6)细心的小芳透过玻璃板观察蜡烛的像时,看到在像的后面还有一个与它有部分重叠的、较模糊的像,出现两个像的原因是 。
31.(6分)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离。如图甲所示。请回答下列问题:
(1)从同一高度由静止释放的目的是 ,该实验的目的是研究铁球的动能大小与 (选填“质量”或“速度”)的关系。
(2)该实验是通过观察 的大小,来说明铁球对木块做功的多少,从而判断出 (“铁球”或“木块”)具有的动能的大小。
(3)有同学将实验装置改进成图乙所示,利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较。该实验方案是否可行?答: 你的理由是 。
32.(6分)小刚用天平和量筒测金属块的密度时,进行了下列操作。请回答问题:
(1)将天平放在水平台面上,游码归零后,发现指针指示的位置如图甲所示,他应将平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”),才能使天平水平平衡。
(2)用调节好的天平测金属块质量时,天平平衡后,砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示,则金属块质量m= g。
(3)用细线系住金属块放入装有20mL水的量筒内,水面如图丙所示,则金属块体积V= cm3,计算出金属块密度ρ= g/cm3。
(4)完成上述实验后,小刚又用弹簧测力计和密度为ρ的金属块,测出了如图丁所示烧杯中盐水的密度。请将实验步骤补充完整:
①用调好的弹簧测力计测出金属块在空气中重力为G;
② ,记录此时弹簧测力计的示数为F;
③请用G、F和ρ表示盐水密度,则ρ盐水= 。
33.(9分)小明在做“测量小灯泡电功率”的实验中,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V),小灯泡L(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω 1A”的滑动变阻器R1和“50Ω 0.5A”的滑动变阻器R2各一个,导线若干。
(1)通过估算,滑动变阻器应选用 ,连接好电路后,闭合开关,小明发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P,小灯泡都不发光,此时电流表示数为零,但电压表有示数,则故障可能为 。
A.灯泡断路 B.灯泡短路 C.变阻器断路 D.变阻器短路
(2)排除故障后,闭合开关,电压表示数为2.0V,此时应将变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为 V,此时电流表示数如图乙,则小灯泡额定功率为 W.老师告诉小明,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,如果考虑这个微弱电流的影响,所测小灯泡的额定功率偏 (选填“大”或“小”)。
(3)小明想用一块电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值,于是他和同组同学设计了如图丙的电路图,并进行如下实验操作:
① ;
② ;
③求未知电阻Rx的表达式为:Rx 。(用测量的量表示)
2023年辽宁省鞍山市中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题包括14个小题,共32分。其中1~10小题为单选题,每小题2分;11~14小题为多选题,每小题2分。错选不得分,谓选得1分)
1.(2分)以下估计较为合理的是( )
A.家庭节能灯正常工作时的电流约为2A
B.中学生的课桌高度约为0.75m
C.将2个鸡蛋举高1 m所做的功约为20J
D.人的正常体温约为40℃
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验的积累,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.家庭节能灯的功率大约是40W左右,正常工作时的电流约为,故A不符合实际;
B.中学生的课桌高度约为 0.75m到0.8m之间,故B符合实际;
C.一个鸡蛋质量约50g,其重力约为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,则托起2个鸡蛋的力约为F=2G=2×0.5N=1N,匀速举高1米做功W=Fs=1N×1m=1J,故C不符合实际;
D.正常情况下,人的体温在37℃左右变化,其变化幅度很小。故D不符合实际。
故选:B。
【点评】物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一。
2.(2分)关于声现象,下列说法正确的是( )
A.向人体内结石发射超声波击碎结石,是利用超声波传递信息
B.声波在真空中传播速度约为340m/s
C.大山是根据声音的音色来辨别是哪位同学在叫他
D.考场附近禁止鸣笛是在声音的传播过程中控制噪声
【分析】(1)声音的利用有两个:一是利用声音传递信息,二是利用声音传递能量;
(2)声音的传播需要介质;
(3)音色是由发声体本身决定的一个特性;
(4)控制噪声的途径有:在声源处、在传播过程中、在人耳处。
【解答】解:A、向人体内的结石发射超声波除去结石,说明声波能够传递能量,故A错误;
B、声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播,故B错误;
C、每个发声体的音色是不同的,可以根据音色来区别同学的声音,故C正确;
D、中考期间考场附近禁止鸣笛,是在声音的声源处来控制噪声的,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查了声音的特性、声音的产生和传播、控制噪声的途径、声音的利用,知识点较多,但难度不大。
3.(2分)如图所示,关于生活中的光现象,下列说法错误的是( )
A.甲图中用激光束引导隧道掘进方向是利用了光的直线传播
B.乙图中看见水中的鱼比它真实的位置要浅是因为光的反射
C.丙图中凸透镜将字母放大是利用了光的折射
D.丁图中岸上景物在水中的倒影是光的反射现象
【分析】(1)激光准直是利用光的直线传播。
(2)看到水中的鱼变浅是因为光的折射。
(3)放大镜成像原理是光的折射。
(4)水中倒影是因为光的反射。
【解答】解:A、光在同种均匀介质中沿直线传播,激光束引导隧道掘进方向是利用了光的直线传播,故A不符合题意。
B、看见水中的鱼比它真实的位置要浅是因为鱼反射的光线射向水面,在水面处发生折射,折射光线远离法线,眼睛感觉光线是从折射光线的反向延长线上射出,看到鱼的像比实际位置偏浅,这是光的折射现象,故B符合题意。
C、凸透镜将字母放大,这是凸透镜成像,是光的折射现象,故C不符合题意。
D、岸上景物在水中的倒影是平面镜成像,平面镜成像是光的反射现象,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查了光的直线传播、光的反射和光的折射现象。
4.(2分)下列关于物态变化的说法中,正确的是( )
A.冬天,汽车玻璃起“雾”影响视线,是车内空气液化形成的
B.液化石油气是利用压缩体积的方式液化成液态的
C.汽车水箱中加入适量酒精提高了水的凝固点,防止水凝固
D.用久了的灯管两端变黑,是汽化造成的
【分析】(1)物质由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;
(2)使气体液化的方法是降低温度和压缩体积;
(3)寒冷的冬天汽车水箱要加酒精,这是为了降低水的凝固点;
(4)由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华。
【解答】解:A、冬天,汽车玻璃起“雾”,是因为车内温度高于车外,车内空气中的水蒸气遇到低温的车玻璃,液化成为成为小水珠附着在车玻璃的内表面,故A错误;
B、液化石油气是利用压缩体积的方式液化成液态的,故B正确;
C、汽车水箱中加入适量酒精,混合液体的凝固点从水的零摄氏度降至零下,是凝固点降低了,故C错误;
D、用久了的灯管两端变黑,是灯丝由固态升华为气态,气态又凝华为固态造成的,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了物态变化的判断,分析物质变化前后的状态是解题的关键,同时还考查了气体液化的方法。
5.(2分)如图所示,木块和小车以相同的速度一起向右做匀速直线运动,关于木块和小车的受力分析,在不考虑空气阻力的情况下,下列说法正确的是( )
A.木块受到的重力和小车对木块的支持力是一对相互作用力
B.木块和小车的总重力与地面对小车的支持力是一对平衡力
C.由于木块向右运动,所以木块受到水平向左的摩擦力
D.木块对小车的压力与地面对小车的支持力是一对平衡力
【分析】(1)相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个个物体上;
平衡力的判断,两个力必须同时满足四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。缺一不可。
(2)摩擦力的产生条件,是物体之间要发生或已经发生相对运动。
(3)物体处于匀速直线运动状态或静止状态称平衡状态,处于平衡状态的物体受到的力是平衡力。
【解答】解:A、木块受到的重力和小车对木块的支持力是作用在同一物体上的两个力,不是相互作用力,故A错误;
B、把木块和小车看成一个整体,它们做匀速直线运动,在竖直方向上受到的力是平衡力,所以木块和小车的总重力与地面对小车的支持力是一对平衡力,故B正确;
C、木块随小车一起以相同的速度向右做匀速直线运动,二者相对静止,不具备摩擦力产生的条件,所以木块没有受到摩擦力的作用。故C错误;
D、木块对小车的压力与地面对小车的支持力,两个力的大小并不相同,所以二力不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
【点评】此类题考查二力平衡的条件、摩擦力产生的条件等多方面的知识,是一道综合性较强的题目。
6.(2分)下列四幅图中能说明发电机的工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】首先明确题干要求,然后对每个选项分析:A是发电机原理图,B是奥斯特实验,说明通电导体能产生磁场,C是探究电磁铁磁性强弱的实验,D电动机原理图。最后选出符合题意的选项。
【解答】解:A、是电磁感应实验,它是发电机原理,故A正确;
B、是奥斯特实验,说明通电导体能产生磁场,故B错误;
C、是探究电磁铁磁性强弱的实验,故C错误;
D、是电动机原理图,故D错误。
故选:A。
【点评】题目中的图就是电流磁效应的几个重要实验,要牢记,只有牢记才能分开它们,否则很容易混淆。
7.(2分)2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱进入大气层后,降落伞相继打开,临近地面时,反推发动机启动,向下推动空气,迫使返回舱减速“刹车”,于9时56分,在东风着陆场成功着陆(如图),标志着本次神舟载人飞行任务圆满成功,下列关于返回舱返回过程的说法正确的是( )
A.着陆前相对于地面是静止的
B.利用电磁波向指挥中心传递信息
C.反推发动机对它施加向下的力
D.与空气摩擦,它的内能逐渐减少
【分析】(1)研究物体的运动情况时,首先要选取一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物。研究对象的运动情况是怎样的,就看它与参照物的相对位置是否变化;
(2)电磁波可以传递信息;
(3)物体间力的作用是相互的;
(4)克服摩擦做功,机械能转化为内能。
【解答】解:
A、返回舱着陆前,相对于地面发生了位置的变化,是运动的,故A错误;
B、电磁波可以传递信息,利用电磁波向指挥中心传递信息的,故B正确;
C、反推发动机向下喷气,给气体一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,气体给返回舱一个向上的力,故C错误;
D、返回舱与空气摩擦,返回舱的一部分机械能转化为内能,使的它的内能逐渐增大,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了电磁波的应用、运动和静止的相对性、改变内能的方法、物体间力的作用是相互的,难度不大。
8.(2分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向b端移动,下列说法中正确的是( )
A.电流表A1的示数变小,电压表的示数变大
B.电压表与电流表A1的比值变小
C.电压表与电流表A2的比值变大
D.电压表的示数不变,电流表A1的示数变小
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流。
根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1的电流不变,然后得出电压表与电流表A2的比值变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R2的电流变化,利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化,进一步得出电压表与电流表A1的比值变化。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流。
因电源电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故A错误;
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R1的电流不变,即电流表A2的示数不变,则电压表与电流表A2的比值不变,故C错误;
将滑动变阻器的滑片P向b端移动,变阻器接入电路中的电阻变大,
由I=可得,通过R2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,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,则电压表与电流表A1的比值变大,故B错误、D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
9.(2分)如图所示,重为100N的物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.4m/s的速度做匀速直线运动。弹簧测力计的示数为5N。不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力,忽略绳子与滑轮间的摩擦。则下列说法正确的是( )
A.物体A受到水平面的摩擦力为5N
B.拉力F的功率为2W
C.若物体A匀速运动2s,拉力F做功为8J
D.物体A受到的支持力和物体A对水平面的压力是一对平衡力
【分析】(1)在水平方向上使用动滑轮,克服的是物体A与地面的摩擦力。根据测力计的示数和动滑轮的省力情况可以得到物体受到的摩擦力的大小;
(2)根据v=2v物求出绳子自由端移动的速度,然后根据P===Fv求出拉力F的功率;
(3)根据v=的变形公式求出绳子自由端移动的距离,然后利用W=Fs求出拉力F做的功;
(4)分析物体A受到的支持力和物体A对水平面压力的作用点,再根据二力平衡的条件即可判断二力之间的关系。
【解答】解:A、测力计的示数为5N,即拉力F=5N,使用动滑轮能省一半的力,
所以物体A受到的摩擦力f=2F=2×5N=10N,故A错误;
B、绳子自由端移动的速度:v=2v物=2×0.4m/s=0.8m/s,
则拉力F的功率:P===Fv=5N×0.8m/s=4W,故B错误;
C、由v=得,绳子自由端移动的距离:
s=vt=0.8m/s×2s=1.6m,
则拉力F做的功:W=Fs=5N×1.6m=8J,故C正确;
D、物体A受到的支持力作用点在物体上,物体A对水平面压力作用点在水平面上,由二力平衡的条件可知它们不是一对平衡力,而是一对相互作用力,故D错误。
故选:C。
【点评】本题所用滑轮是水平的,计算过程要注意,拉力的大小是摩擦力的一半,拉力移动的路程是物体移动的路程的2倍(动滑轮由两股绳子拉着),熟练运用相关公式即可正确解题,有一定的难度。
10.(2分)小明学习完家庭电路的相关知识后,他对如图所示的家庭电路的认识正确的是( )
A.灯L1和L2的连接符合安全用电要求
B.A、B两点间电压为220V
C.电冰箱接在C或D插座上都能安全使用
D.保险丝也可以单独接在进户的零线上
【分析】(1)家庭电路的开关要接在火线上,灯泡和插座之间是并联的。
(2)家庭电路中,电压为220V。
(3)带金属外壳的家用电器要使用三孔插座。
(4)为保护电路,保险丝接在进户的火线上。
【解答】解:A、图中灯泡L1和L2对应的控制开关应该接在火线上,不能接在零线上,故A错误;
B、A、B两点间,即火线与地线之间的电压为220V,故B正确;
C、使用电冰箱时应该选择插座C,防止因漏电而发生触电事故,故C错误;
D、保险丝接在进户的火线上,故D错误。
故选:B。
【点评】知道家庭电路的基本组成和连接方式是解题关键。
(多选)11.(3分)如图所示,小球甲在O点从静止开始下落,先后经过A、B两点。已知OA=AB.小球乙在P点从静止开始下落,先后经过C、D两点,已知小球乙经过PC段所用的时间与经过CD段所用的时间相等。则下列说法正确的是( )
A.小球甲在下落过程中速度越来越大是由于有重力作用
B.小球甲通过OA段重力做功快,通过AB段重力做功慢
C.小球乙在下落过程中动能变大,势能变小
D.小球乙通过PC段重力做功慢,通过CD段重力做功快
【分析】(1)力是改变物体运动状态的原因;
(2)(4)根据W=Gh判断出做功的多少;根据P=判断出功率的大小。
(3)动能的大小与物体的质量和速度有关,质量越大、速度越大,动能就越大;重力势能的大小与物体的质量和高度有关,质量越大、高度越高,重力势能就越大。
【解答】解:
A、空中的小球受到重力的作用,小球甲在下落过程中速度越来越大,是由于重力改变了它的运动状态;故A正确;
B、小球甲的重力不变,通过的距离OA=AB,根据W=Gh可知,小球甲通过OA段和AB段重力做的功相同;
由题意可知,小球在OA段的平均速度小于在AB段的平均速度,OA和AB的距离相等,所以在OA段所用时间大于在AB段所用的时间,
根据P=可知,小球甲通过OA段重力做功慢,通过AB段重力做功快。故B错误;
C、小球乙在下落过程中质量不变,速度变大,高度减小,所以其动能变大,势能变小。故C正确;
D、小球乙的重力不变,由图知,通过的距离PC<CD,根据W=Gh可知,小球乙通过PC段重力做功少,通过CD段重力做功多,
已知小球乙经过PC段所用的时间与经过CD段所用的时间相等,
根据P=可知,小球乙通过PC段重力做功慢,通过CD段重力做功快。故D正确。
故选:ACD。
【点评】本题是一道力学综合试题,主要考查对学生对基本概念的理解和运用,重点考查学生分析、解决问题的能力。和以往试题相比,情景简单新颖,引导我们教学要重视对基本概念的教学,并对概念要进行变式训练。
(多选)12.(3分)小红经常帮妈妈做饭,她发现厨房里有许多与物理有关的知识。在端午节帮妈妈煮粽子过程中,她总结的一些说法,其中正确的是( )
A.能闻到粽子的香味是扩散现象
B.煮粽子的过程是利用热传递的方法提高了粽子的内能
C.用高压锅能更快煮熟粽子,是因为锅内气压增大,水的沸点升高
D.剥粽子时总有一些稻米粘到粽叶上,是因为分子间存在斥力
【分析】(1)构成物质的分子总在不停地做无规则运动,从而产生扩散现象;
(2)改变内能的方法:做功和热传递;
(3)液体的沸点与大气压有关,气压越大沸点越高;
(4)分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:A.能闻到粽子的香味是由于香味分子的无规则运动产生的扩散现象,故A正确;
B.煮粽子的过程是利用热传递的方法提高了粽子的内能,故B正确;
C.用压锅能更快煮熟粽子,是因为锅内气压增大,水的沸点升高,故C正确;
D.剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上,是因为分子间存在引力,故D错误。
故选:ABC。
【点评】本题考查分子动理论的内容、改变物体内能的方法、沸点与大气压的关系,熟记物理概念和物规律是解题的关键。
(多选)13.(3分)水平桌面上有甲、乙两个相同的容器,分别装有体积相等的水和盐水。将橘子和香蕉先放入甲容器中,取出后擦干,再放入乙容器中。前后两次静止时液面如图所示。下列说法正确的是( )
A.橘子在水和盐水中所受浮力相等
B.两容器对水平桌面的压强p甲>p乙
C.液体对两容器底的压力F水<F盐水
D.向乙容器中加水,香蕉所受浮力不变
【分析】(1)甲图和乙图中,橘子都是漂浮,根据浮沉条件,可以判断浮力大小关系;
(2)根据水和盐水的体积相同,盐水的密度大于水的密度,则根据公式m=ρV可得出盐水的重力大于水的重力,甲、乙两容器对水平桌面的压力等于容器、容器内液体和物体的重力之和,可以比较出甲乙对桌面的压力大小关系,再利用公式p=可比较出压强大小关系;
(3)容器底的压力等于受到液体重力和浮力之和,盐水的重力大于水的重力,根据F浮=ρ液gV排可得出香蕉在甲、乙两容器中受到的浮力大小关系,橘子在水中和盐水中所受浮力已经得出,从而可判断出液体对两容器底的压力;
(4)向容器中加水,液体密度降低,根据公式F浮=ρ液gV排,香蕉的浮力会减小。
【解答】解:
A、由甲图和乙图可知,橘子都是漂浮,
根据浮沉条件可知:F橘甲=G橘,F橘乙=G橘,
所以F橘甲=F橘乙,橘子在水和盐水中所受浮力相等,
故A正确;
B、根据水和盐水的体积相同,盐水的密度大于水的密度,
则由m=ρV可得,盐水的重力大于水的重力,
由于甲、乙两容器对水平桌面的压力等于容器、容器内液体和物体的重力之和,
甲容器对水平桌面的压力:F甲=G容+G液水+G香+G橘,
乙容器对水平桌面的压力:F乙=G容+G液盐+G香+G橘,
所以F甲<F乙,
根据p=可得,容器底面积相同,则p甲<p乙,
故B错误;
C、由于容器底的压力等于受到液体重力和浮力之和,盐水的重力大于水的重力,
香蕉浸没,V排=V物,
根据F浮=ρ液gV排可得,香蕉所受到的浮力:F香甲<F香乙,
甲容器底的压力:F水=G液水+F橘甲+F香甲,
乙容器底的压力:F盐水=G液盐+F橘乙+F香乙,
则F水<F盐水,
故C正确;
D、向容器中加水,液体密度降低,根据F浮=ρ液gV排,香蕉的浮力会减小,故D错误;
故选:AC。
【点评】此题主要考查的是学生对液体压强计算公式和浮力的公式的理解和掌握,以及浮沉条件的掌握情况。
14.(3分)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
【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。
【解答】解:
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===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=﹣R=﹣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=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=R0=(0.3A)2×10Ω=0.9W,
R0的最大功率为:P0大=R0=(0.5A)2×10Ω=2.5W,故CD正确。
故选:B。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是从图中获取有效信息和电路的分析。
二、填空题(每空1分,共24分)
15.(3分)近年来,我国在科技领域取得了重大成就。“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜坐底深度10909米,下潜过程中以海底为参照物,潜水器是 运动 (选填“静止”或“运动”)的,到达海底后,它携带的一颗备用螺丝钉的质量 不变 (填“增大”、“减小”或“不变”)。“歼﹣20”战机机身是用强度较高、密度 较小 (填“较大”或“较小”)的新型合成材料制成的。
【分析】物体与参照物之间的相对位置如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的;
物体质量的大小与外界条件无关,只取决于物体本身所含物质的多少;
战机机身材料需要有高强度、低密度的性能特点。
【解答】解:下潜过程中以海底为参照物,“奋斗者”号的位置发生改变,所以是运动的;
质量不随位置的变化而变化,所以到达海底后,它携带的一颗备用螺丝钉的质量不变;
战机机身材料需要有高强度、低密度的性能特点。
故答案为:运动;不变;较小。
【点评】本题考查了质量的性质和密度的应用,属于基础题。
16.(2分)阳春三月,游客漫步在荷兰花海中,穿行于满地的郁金香间,田埂上“香气袭人知昼暖”,这是因为分子运动的剧烈程度与 温度 有关,高楼下“满城尽带黄金甲”,这是因为太阳光照射在油菜花上发生了 漫反射 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
【分析】①一切物质的分子都在不停地做无规则运动,且温度越高,分子运动越剧烈。
②当一束光射到凸凹不平的物体时,它的反射光线是射向不同的方向的,不是平行的,所以我们才能从不同的地方看到同一个物体,而这种反射方式称为漫反射。
【解答】解:花的香味分子不停地做无规则的运动,运动到空气中被人们闻到了香味,香气袭人知骤暖,温度越高,分子运动越剧烈,所以天气晴暖,香气更浓。
我们能从各个不同的角度欣赏油菜花的婀娜身姿,说明反射光线向各个方向的都有,是发生了漫反射现象。
故答案为:温度;漫反射。
【点评】此题考查漫反射和扩散现象,由于分子的体积很小,分子的运动无法用肉眼直接看到,但可以通过气味、颜色的变化来体现。
17.(3分)如图是一款太阳能玩具电动车。太阳能属于 可 (填“可”或“不可”)再生能源;其中的硅光电池板主要是利用 半导体 (填“半导体”或“超导”)材料制成;电动车运动过程中,太阳能主要转化为车的 机械 能。
【分析】(1)能够从自然界源源不断获得或可重复利用的能源是可再生能源;不能够从自然界源源不断获得或不可重复利用的能源是不可再生能源;
(2)太阳能电池板中有很多半导体元件;
(3)太阳能玩具电动车将太阳能先转化为电能,再将电能转化为机械能。
【解答】解:太阳能可以从自然界源源不断地获得,它们属于可再生能源;
硅光太阳能电池板是用半导体材料制成的;
太阳能玩具电动车将太阳能先转化为电能,再将电能转化为车的机械能。
故答案为:可;半导体;机械。
【点评】本题考查了能量转化和能源的分类,是一道基础题,熟练应用基础知识即可正确解题。
18.(4分)如图所示,用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间后,塞子被试管内水蒸气推出,水蒸气的 内 能转化为塞子的机械能;图 丙 中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。汽油机工作时要产生大量的热,通常采用水循环将热量带走,这是因为 水的比热容比较大,在质量相同、升高的温度相同时,水可以吸收更多的热量,降低发动机的温度 。若汽油机飞轮的转速为1200r/min,该汽油机每秒钟对外做功的次数为 10 次。
【分析】(1)物体对外做功,自身的内能减小,将内能转化为机械能,汽油机的做功冲程就是将内能转化为机械能的;
(2)根据气门的打开和关闭情况,结合活塞的运动方向判断是哪一个冲程;
(3)水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;
(4)四冲程汽油机在一个工作循环中,活塞上下往复两次,飞轮转两圈、完成4个冲程、做功1次。
【解答】解:
(1)用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间后,塞子被试管内水蒸气推出,水蒸气对塞子做功,将水蒸气的内能转化为塞子的机械能;
(2)图乙中进气门、排气门关闭,活塞由下向上运动,是压缩冲程;
图丙中进气门、排气门关闭,活塞由上向下运动,是做功冲程,将内能转化为机械能;汽油机的做功冲程与甲实验过程中能量的转化是一致的;
(3)汽车的散热器可用水做冷却剂,是因为水的比热容比较大,在质量相同、升高的温度相同时,水可以吸收更多的热量,降低发动机的温度;
(4)飞轮转速是1200r/min=20r/s,该飞轮每秒钟转20圈。因为一个工作循环飞轮转2圈,完成四个工作冲程、做功1次,所以飞轮转20圈共做功10次。
故答案为:内;丙;水的比热容比较大,在质量相同、升高的温度相同时,水可以吸收更多的热量,降低发动机的温度;10。
【点评】此题主要考查的是学生对内能的改变、汽油机四个冲程能量转化和工作过程以及水比热容大特点以及的了解和掌握,属于基础性题目。
19.(3分)如图是小泽脱下毛衣的情景,由于日常活动时衣物间相互摩擦使毛衣带了电,这是 摩擦起电 现象,如果电流方向是小泽到毛衣,那么毛衣带的是 负电 (选填“正电”或“负电”),脱下毛衣后小泽的头发“炸开”了,这是因为头发带了 同种 (选填“同种”或“异种”)电荷。
【分析】(1)物体间摩擦后,若能够吸引轻小物体,说明物体带了电,这种通过摩擦使物体带电的现象,叫摩擦起电。
(2)规定正电荷定向移动的方向是电流的方向,自由电子的定向移动方向与电流方向相反。
(3)电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:如图是小泽脱下毛衣的情景,由于日常活动时衣物间相互摩擦使毛衣带了电,这是摩擦起电现象,如果电流方向是小泽到毛衣,那么毛衣带的是正电,因为自由电子的定向移动方向与电流方向相反,形成电流时,是因为毛衣上的电子转移到小泽上;脱下毛衣后小泽的头发“炸开”了,这是因为头发带了同种电荷。
故答案为:摩擦起电;负电;同种。
【点评】知道摩擦起电现象,理解电流方向的规定、电荷间的作用规律,可解答此题。
20.(3分)如图所示,在装满水的溢水杯中放入质量为0.5kg的木块(木块不吸水),溢出的水全部用小烧杯接住,木块静止时受到的浮力为 5 N,小烧杯中水的重力为 5 N,溢出水后溢水杯底受到水的压强 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)由图可知,木块静止时处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,根据阿基米德原理求出溢出水的重力即为小烧杯中水的重力;
(2)在装满水的溢水杯中放入木块后,溢水杯内水的深度不变,根据p=ρ液gh判断水杯底受到水的压强变化。
【解答】解:
(1)由图可知,木块静止时处于漂浮状态,则受到的浮力:
F浮=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N,
由阿基米德原理可得,小烧杯中水的重力:
G排=F浮=5N;
(2)在装满水的溢水杯中放入木块后,溢水杯内水的深度不变,
由p=ρ液gh可知,水杯底受到水的压强不变。
故答案为:5;5;不变。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理、液体压强公式的应用,是一道较为简单的应用题。
21.(3分)某小组同学学习了连通器的知识后,设计了一种锅炉液位计,如图(a)所示。然而他们查看学校锅炉,却发现锅炉液位计的底部和顶部都和锅炉连通,如图(b)所示。他们继续研究,在一个软管做成的U形管中装入水,水静止时两边水面相平,如图(c)所示;向U形管一侧加压,水静止时如图(d)所示。
①分析比较图(c)和(d)可知:当U形管两边水面上方 与大气连通 ,且水静止时,水面保持相平。
②他们查找资料,发现锅炉工作时水面上方气压会远大于外部大气压。据此判断图 (a) 的液位计水面不能与锅炉内水面相平(选填“(a)”或“(b)”),理由是 图(a)中液位计上端与大气连通,工作时锅炉内水面上方气压会远大于外部大气压。 。
【分析】上端开口、底部连通的容器叫连通器,即连通器开口处都与外界大气连通,据此分析解答。
【解答】①分析比较图(c)和(d)可知,图(c)两管都是开口的,液面相平;图(d)两管液面不相平,故得出:当U形管两边水面上方与大气连通,且水静止时,水面保持相平;
②他们查找资料,发现锅炉工作时水面上方气压会远大于外部大气压,据此判断图(a)的液位计水面不能与锅炉内水面相平,理由是:图(a)中液位计上端与大气连通,工作时锅炉内水面上方气压会远大于外部大气压。
故答案为:①与大气连通;②(a);图(a)中液位计上端与大气连通,工作时锅炉内水面上方气压会远大于外部大气压。
【点评】本题主要考查的是有关连通器的问题,要知道连通器的概念,能从题意中获得信息是解答本题的关键。
22.(3分)某小组用如图甲所示的电路进行实验探究,小灯泡L标有“6V 1.2W”字样,R为定值电阻,小组根据记录的电流表和电压表的示数变化,绘制了如图所示的I﹣U关系图。则:
(1)灯泡L正常发光时的电流为 0.2 A;
(2)定值电阻R的阻值为 20 Ω;
(3)如调节电源电压使电路消耗的总功率为0.8W时,此时灯泡的实际功率为 0.6 W。
【分析】(1)根据P=UI的变形公式,计算灯泡正常发光时的电流;
(2)从甲图可知,小灯泡与电阻R并联,电压表测量的是电源电压,电流表测量干路电流,根据图乙可知当灯泡正常工作时干路电流,利用P=UI求出灯泡工作时的电流,根据并联电路的电流特点求出通过电阻R0的电流,所以根据R=即可求出电阻R的阻值;
(3)从乙图中读出电路消耗的功率为0.8W时,对应的电压表和电流表示数,进而可求出通过定值电阻的电流大小,根据并联电路的电流特点,进一步可求出通过灯泡的电流大小,然后根据P=UI计算出其实际功率。
【解答】解:(1)由题意可知,小灯泡的额定电压为6V,额定功率为1.2W,根据P=UI可得,小灯泡L正常发光时的电流为:
I额===0.2A,
(2)由甲图可知,电阻R和灯泡L并联,电流表测干路电流,电压表测并联电路两端的电压;
由乙图可知,当电压表示数为6V时,灯泡正常发光,通过灯泡的电流为I额=0.2A,电流表示数即干路电流为I总=0.5A,
根据并联电路电流特点可得,通过电阻R的电流为:
IR=I总﹣I额=0.5A﹣0.2A=0.3A,
定值电阻为:R===20Ω;
(3)由乙图图像可知,当电压表的示数为U′=2V时,干路电流为I总′=0.4A,根据公式P=UI可知,此时功率为P=U′I总′=2V×0.4A=0.8W,
此时通过R的电流为:IR′===0.1A,
则通过灯泡的电流为:IL′=I总′﹣IR′=0.4A﹣0.1A=0.3A
小灯泡的实际功率为:PL'=U′IL'=2V×0.3A=0.6W。
故答案为:(1)0.2;(2)20; (3)0.6。
【点评】本题考查并联电路的特点、根据电功率的计算公式计算实际功率,并且能够熟练应用欧姆定律计算电阻等。要注意的是不能忽略温度对于灯丝阻值的影响。
三、作图题(共8分)
23.(3分)如图所示,水面上方有一个光源B,池中有水时A为B通过水面成的像,眼睛在C处看到了B在水中的像A,请画出:
(1)水面的位置;
(2)请你画出眼睛在C处看到B在水中的像A的光路图。
【分析】(1)根据平面镜成像像与物关于镜面对称的特点确定水面的位置;
(2)光从水中斜射入空气中时发生折射,人看到的A即A的像,比原来的位置要浅一点,故可先将眼睛和像点A′连接起来,与水面的交点即为入射点,再连接入射点与物体A,标出光的传播方向。
【解答】解:(1)连接AB,然后作AB的垂直平分线MN,则MN即为水面的位置;
(2)连接AC与水面交于O点,即为入射点(反射点),连接BO就得到入射光线,光源B发出的光经水面反射后进入小明眼睛(C)的径迹,如图所示:
【点评】此题考查光的反射光路图的画法,掌握平面镜成像特点和光的反射定律是解答此题关键。
24.(2分)图甲是一款瓶起子。起瓶盖时,瓶身相当于一个绕O点转动的杠杆。图乙是其简化示意图。请在图乙中画出:
(1)瓶盖上B点受到的阻力F2的大致方向;
(2)作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。
【分析】(1)阻力是阻碍杠杆转动的力;根据图中瓶起子受力情况画出阻力的大致方向;
(2)力臂的概念:力臂是指从支点到力的作用线的距离。
杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1 L1=F2 L2),在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小。
【解答】解:
(1)起瓶盖时,瓶身相当于一个绕O点转动的杠杆,支点在O点,阻力作用点在B点,方向向左上方;
(2)由杠杆平衡条件F1 L1=F2 L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OA作为动力臂l1最长;动力的方向应该向左下方;从支点O作动力F1作用线的垂线,支点到垂足的距离为动力臂l1;过点A垂直于OA向左下方作出最小动力F1的示意图,如图所示:
【点评】此题考查了杠杆中的力臂的画法和杠杆中的最小力问题。要做出最小的力,关键是确定最长的力臂,即从支点到力的作用点的距离。
25.(3分)如图所示是一个电磁铁,右侧为条形磁体。当开关S闭合后,条形磁体如图,请标出:
(1)电磁铁左端的极性。
(2)条形磁体右侧的极性,括号内填入“N”或“S”。
(3)图中一条磁感线的方向。
【分析】(1)知道电流方向,根据安培定则判断电磁铁的磁极。
(2)根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,判断条形磁体的磁极。
(3)磁体周围的磁感线都是从N极出发,回到S极。
【解答】解:(1)如图,电流从电磁铁的右端流入,从左端流出,根据安培定则得,电磁铁的左端是N极,右端是S极。
(2)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以条形磁体的左端是S极,右端是N极。
(3)磁体周围的磁感线都是从N极出发,回到S极,所以磁感线从左到右。
故答案为:
【点评】知道通电螺线管的电流方向、磁极、小磁针的磁极、磁感线中的任意一者,都可以根据磁感线特点和安培定则判断另外几者。
四、简答题(共4分)
26.(4分)北京冬奥会将在2022年2月4日至20日在北京市和张家口市联合举行。这是中国历史上第一次举办冬季奥运会。单板滑雪项目是比赛项目之一。
如图是运动员比赛时的瞬间。问:
(1)滑雪板为什么设计得比较宽大?
(2)运动员为什么能在赛道上加速下滑?
(3)运动员快速冲过终点时,为什么不能马上停下来?
【分析】(1)减小压强的方法有:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积;
(2)根据能量的转化分析;
(3)物体保持原运动状态不变的性质叫惯性。
【解答】答:
(1)滑雪板设计得比较宽大是因为当运动员站在滑雪板上时,运动员对雪的压力一定,通过增大受力面积来减小压强,所以脚不会陷入雪里;
(2)滑雪运动员从高处下滑的过程中,高度减小,重力势能转化为动能,动能增大,速度越来越大;
(3)滑雪运动员冲过终点后,由于惯性,还要保持原来的运动状态,因此不能立即停下来。
【点评】本题考查了减小压强的方法、能量转化以及惯性现象,属于基础性题目。
五、计算题(共18分。要求写出必要的文字说明、公式、运算过程、数值、单位和答)
27.(8分)2022年北京冬奥会成功举办。带动3亿人踏上冰雪。如图所示是一款雪地摩托,其净重为160kg,静止时与地面接触的总面积为2000cm2,当其以最大功率36kW在水
平雪地上匀速直线行驶时,最高速度可达100km/h(g=10N/kg)。
(1)雪地摩托静止时对水平地面的压强为多少?
(2)当该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时,所受阻力为多少?
(3)该车发动机为一款单缸4冲程汽油机。若其效率为24%,则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶23min,需要多少千克汽油?(汽油的热值为q=4.6×107J/kg)
【分析】(1)雪地摩托静止时,对水平地面的压力等于车的重力,根据F=G=mg计算雪地摩托对地面的压力,已知雪地摩托静止时与地面接触的总面积,根据p=计算雪地摩托对水平地面的压强;
(2)已知最大功率和最高速度,根据P===Fv计算雪地摩托受到的牵引力,雪地摩托做匀速直线运动时,所受阻力与牵引力平衡,大小相等。
(3)根据W=Pt计算雪地摩托以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶23min发动机做的功,根据η=×100%计算汽油完全燃烧需要放出的热量,根据Q=mq计算所需汽油的质量。
【解答】解:(1)雪地摩托静止时,对水平地面的压力等于车的重力,即:
F=G=mg=160kg×10N/kg=1600N,
雪地摩托静止时对水平地面的压强为:
p===8000Pa;
(2)雪地摩托的最大功率为:P=36kW=36000W,最高速度为:v=100km/h=m/s,
该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时,受到阻力大小等于牵引力大小,
由P===Fv可得,阻力大小为:f=F牵===1296N;
(3)雪地摩托以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶23min发动机做的功为:
W=Pt=36000W×23×60s=4.968×107J,
汽油完全燃烧需要放出的热量为:
Q放===2.07×108J,
所需汽油的质量为:
m′===4.5kg。
答:(1)雪地摩托静止时对水平地面的压强为8000Pa;
(2)该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时,所受阻力为1296N;
(3)该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶23min,需要4.5千克汽油。
【点评】本题考查压强、功率、热量和热机效率公式的应用,关键是知道物体对水平面的压力等于其重力大小,难度适中。
28.(10分)如图所示是一款家用电热壶的内部简化电路图,它通过温控开关S可自动实现加热、保温两个挡位的转换,保温挡的额定功率为110W,R1、R2是两个阻值不变的发热元件,R2=48.4Ω,求:
(1)R1的阻值。
(2)加热挡的额定功率。
(3)若电热壶内装有1L的水,现用加热挡使水从25℃升高到100℃,水吸收的热量是多少?
(4)不计热量损失的情况下,在(3)中若实际加热时间为300s,则电热壶的实际加热功率是多少?
【分析】(1)由电路图可知,旋转开关接2挡时,电路为R1的简单电路,电热壶处于保温挡,根据P=UI=求出R1的阻值;
(2)旋转开关接3挡时,R1与R2并联,电热壶处于加热挡,根据并联电路的电压特点和P=UI=求出电阻R2的电功率,并联电路中各支路独立工作、互不影响,加热挡的额定功率等于保温功率加上电阻R2的电功率;
(3)知道电热壶内装有水的体积和水的密度,根据m=ρV求出水的质量,又知道水的初温、末温以及比热容,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(4)不计热量损失的情况下,消耗的电能和水吸收的热量相等,根据P=求出电热壶的实际加热功率。
【解答】解:(1)由电路图可知,旋转开关接2挡时,电路为R1的简单电路,电热壶处于保温挡,
由P=UI=可得,R1的阻值:R1===440Ω;
(2)旋转开关接3挡时,R1与R2并联,电热壶处于加热挡,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电阻R2的电功率:P2===1000W,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,加热挡的额定功率:P加热=P保温+P2=110W+1000W=1110W;
(3)电热壶内装有水的体积:V=1L=1dm3=1×10﹣3m3,
由ρ=可得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,
则水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣25℃)=3.15×105J;
(4)不计热量损失的情况下,消耗的电能:W=Q吸=3.15×105J,
则电热壶的实际加热功率:P加热′===1050W。
答:(1)R1的阻值为440Ω;
(2)加热挡的额定功率为1110W;
(3)水吸收的热量是3.15×105J;
(4)电热壶的实际加热功率是1050W。
【点评】本题考查了电功率公式和并联电路的特点、密度公式、吸入公式的综合应用等,涉及到的知识点较大,综合性强,有一定的难度。
六、实验、探究题(共34分)
29.(6分)小李用图甲所示装置探究冰熔化过程中温度的变化情况。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
温度/℃
﹣8
﹣6
﹣4
﹣2
0
0
0
0
1
2
3
4
(1)他将观察到的温度计示数变化情况记录在表中,请根据表中数据,在丙图的坐标纸上画出冰熔化过程的温度﹣时间图象。
(2)某时刻温度计的示数如图乙所示,此时温度是 ﹣3 ℃。
(3)在第2min时,该物质处于 固 态,在第6min时,该物质处于 固液共存 态。
(4)小明认为该实验装置中没有用酒精灯加热,所以不能完成,他的想法是否正确? 不正确 。你的观点是: 物质可以从空气中吸热熔化 。
【分析】(1)结合表中的数据,在坐标纸上用描点法画出图象;
(2)读数时,要先认清分度值,然后看液柱所对应的示数;
(3)冰块在熔化前处于固态,熔化过程中处于固液共存状态,熔化后处于液态;
(4)从室温的温度和冰的熔点来分析此题。
【解答】解:(1)采用描点法画出图象,如下图所示:
(2)温度计的分度值是1℃,此时的温度是﹣3℃。
(3)在第2min时,温度为﹣4℃时,此时冰块的温度低于冰的熔点,所以处于固态。在第6min时,该物质处于固液共存态。
(4)该物质的熔点是0℃,一般情况下室温都高于0℃,所以物质可以从空气中吸热熔化,因此该实验装置中没有用酒精灯加热,照样可以完成,
故答案为:(1)如上图所示;(2)﹣3;(3)固;固液共存;(4)不正确;物质可以从空气中吸热熔化。
【点评】本题考查的知识点比较全面,有根据数据描点画图象,温度计的读数,学会分析图象得到相关信息,公式Q吸=cmΔt的灵活运用;特别是分析图象获得信息,这是中考中的热点问题,值得同学们注意。
30.(7分)小芳同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上。
(1)为了能使像清晰地成在光屏的中心位置,要调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在 同一高度 。
(2)正确调节好装置后,移动蜡烛到图甲位置,观察光屏上有清晰的像,生活中的 投影仪 (选填“照相机”或“投影仪”)利用这一原理制成的。
(3)实验中,将蜡烛向远离凸透镜方向移动,若在光屏上还能够得到清晰的像,应将光屏 靠近 (选填“远离”或“靠近”)凸透镜。
(4)为了从不同方向看到光屏上的像,光屏应选用较 粗糙 (选填“光滑”或“粗糙”)的白板。
(5)完成上述实验后,小芳把凸透镜换成了透明玻璃板,又探究了“平面镜成像特点”,如乙图所示。他把光屏移动到蜡烛像的位置,发现光屏上没像,说明平面镜成的像是 虚 (选填“实像”或“虚像”)。他又把蜡烛远离玻璃板,蜡烛像的大小 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(6)细心的小芳透过玻璃板观察蜡烛的像时,看到在像的后面还有一个与它有部分重叠的、较模糊的像,出现两个像的原因是 玻璃板太厚,两个面均反射各成一个像 。
【分析】(1)探究凸透镜成像的实验时,在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中心;
(2)凸透镜成像的规律:2f>u>f,成倒立放大的实像,投影仪或幻灯机就是利用这一原理制成的。
(3)凸透镜成实像时,物远像近像变小;
(3)漫反射的反射光线是向着四面八方的,据此分析即可。
(4)实像可以在光屏上成接到,而虚像则不能,平面镜所成的像的大小与物体的大小相等。
(5)从玻璃的两面都能反射光,利用光的反射现象可知能成两个像,从这个角度去分析此题。
【解答】解:(1)为了能使像清晰的成在光屏的中央位置,要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度;
(1)由图可知,移动蜡烛到图甲位置时,像距大于物距,成倒立放大的实像,投影仪或幻灯机就是利用这一原理制成的;
(2)如果保持光屏位置不变,把蜡烛向左移动一段距离,根据凸透镜成像时,物近像远像变大可知,想在光屏上得到清晰的像,应把光屏向左移动一段距离,若光屏不动,根据凹透镜对光线的发散作用可知,则需在凸透镜和蜡烛之间放置适当的凹透镜;
(3)实验中,将蜡烛向远离凸透镜方向移动,增大蜡烛与透镜的距离,为在光屏上还能够得到清晰的像,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知:应将光屏向靠近透镜的方向移动;
(4)为了从不同方向观察光屏上的像,光屏应选用非常粗糙的白板;
(5)因为平面镜所成的像是虚像,在玻璃板后放一光屏,无论怎样移动光屏,均不能接收到蜡烛的像,这说明平面镜所成的像是虚像;
平面镜所成的像的大小与物体的大小相等,所以将蜡烛逐渐远离玻璃板。像的大小会不变;
(6)由于像是由光的反射形成的,而玻璃板的两面都能反射光,能成两个像,所以通过玻璃板该同学看到了同一个蜡烛的两个像。
故答案为:(1)同一高度;(2)投影仪;(3)靠近;(4)粗糙;(4)虚像;不变;(5)玻璃板太厚,两个面均反射各成一个像。
【点评】此题考查了平面镜成像的特点和探究凸透镜成像规律的实验,考查了凸透镜成像规律及应用,不仅要掌握成像特点与物距像距之间的关系,而且要善于总结规律。
31.(6分)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离。如图甲所示。请回答下列问题:
(1)从同一高度由静止释放的目的是 控制到达水平面速度相同 ,该实验的目的是研究铁球的动能大小与 质量 (选填“质量”或“速度”)的关系。
(2)该实验是通过观察 木块移动的距离 的大小,来说明铁球对木块做功的多少,从而判断出 铁球 (“铁球”或“木块”)具有的动能的大小。
(3)有同学将实验装置改进成图乙所示,利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较。该实验方案是否可行?答: 不可行 你的理由是 木块最终移动距离相同 。
【分析】(1)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,若要研究动能大小与质量的关系,应控制其运动的速度相同;
(2)动能的大小通过观察木块移动的距离来反映出来;
(3)结合控制变量法的要求,看是否合理的控制了相关变量,并改变了要研究的变量,这样才能知道是否符合实验要求。
【解答】解:(1)根据实验的要求可知,从同一高度由静止释放的目的是控制到达水平面速度相同,该实验的目的是研究铁球的动能大小与质量的关系;
(2)实验中,是通过观察木块移动的距离的大小,来说明铁球对木块做功的多少,从而判断出铁球具有的动能的大小,这是转换法的运用;
(3)观察图乙的装置可知,若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因此,木块最终移动的距离相同,这样是不能完成实验目的。
故答案为:
(1)控制到达水平面速度相同;质量;
(2)木块移动的距离;铁球;
(3)不可行;木块最终移动距离相同。
【点评】本题考查了探究动能大小影响因素的实验,除考查控制变量法的转换法的运用外,最后通过一个弹簧来对实验进行改进是本题的新颖之处,需要我们认真分析。
32.(6分)小刚用天平和量筒测金属块的密度时,进行了下列操作。请回答问题:
(1)将天平放在水平台面上,游码归零后,发现指针指示的位置如图甲所示,他应将平衡螺母向 右 调节(选填“左”或“右”),才能使天平水平平衡。
(2)用调节好的天平测金属块质量时,天平平衡后,砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示,则金属块质量m= 27 g。
(3)用细线系住金属块放入装有20mL水的量筒内,水面如图丙所示,则金属块体积V= 10 cm3,计算出金属块密度ρ= 2.7 g/cm3。
(4)完成上述实验后,小刚又用弹簧测力计和密度为ρ的金属块,测出了如图丁所示烧杯中盐水的密度。请将实验步骤补充完整:
①用调好的弹簧测力计测出金属块在空气中重力为G;
② 将悬挂在弹簧测力计下的金属块,缓慢浸没入盐水中 ,记录此时弹簧测力计的示数为F;
③请用G、F和ρ表示盐水密度,则ρ盐水= ρ 。
【分析】(1)天平在调节时,平衡螺母向横梁上翘的一端移动;
(2)在读数时,天平上所有砝码的质量加上游码(读数时以游码左侧对应的刻度为准)所对的数值即待测物体的质量;
(3)弄清楚量筒的量程和分度值,再根据液面对应刻度来读数,矿石的体积等于矿石和水的总体积减去水的体积;根据公式ρ=求出矿石的密度。
(4)将金属块浸没水中,读出弹簧测力计的示数,利用称重法测量金属块受到的浮力;知道金属块密度可求金属块体积,再利用阿基米德原理求液体的密度。
【解答】解:(1)如图甲所示,调节横梁平衡时,指针左偏说明左盘质量偏大,则平衡螺母应向右调节;
(2)如图乙所示,游码标尺的分度值是0.2g,矿石的质量:m=20g+5g+2.0g=27g;
(3)水和金属块的总体积:V总=30mL=30cm3,
则金属块的体积:V=V总﹣V水=30cm3﹣20cm3=10cm3,
金属块的密度:ρ===2.7g/cm3。
(4)①用细线系住金属块,用弹簧测力计测出金属块在空气中的重力G;
②用弹簧测力计拉住金属块,使其浸没在适量的盐水中,测得拉力为F,
③由G=mg=ρVg得金属块的体积V=,
因为金属块浸没盐水中,所以金属块排开盐水的体积V排=V=,
金属块受到的浮力F浮=G﹣F=ρ盐V排g=ρ盐g=ρ盐,
解得液体密度:ρ盐=ρ。
故答案为:(1)右;(2)27;(3)10;2.7;(4)②将悬挂在弹簧测力计下的金属块,缓慢浸没入盐水中;③ρ。
【点评】此题是测量金属块的密度,要测量密度,需得知质量和体积两个量,题目中告诉我们测量较大物体体积的方法:排水法,将金属块的体积转化为排开水的体积,应注意掌握。
33.(9分)小明在做“测量小灯泡电功率”的实验中,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V),小灯泡L(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω 1A”的滑动变阻器R1和“50Ω 0.5A”的滑动变阻器R2各一个,导线若干。
(1)通过估算,滑动变阻器应选用 R2 ,连接好电路后,闭合开关,小明发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P,小灯泡都不发光,此时电流表示数为零,但电压表有示数,则故障可能为 A 。
A.灯泡断路 B.灯泡短路 C.变阻器断路 D.变阻器短路
(2)排除故障后,闭合开关,电压表示数为2.0V,此时应将变阻器的滑片P向 B (选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为 2.5 V,此时电流表示数如图乙,则小灯泡额定功率为 1 W.老师告诉小明,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,如果考虑这个微弱电流的影响,所测小灯泡的额定功率偏 大 (选填“大”或“小”)。
(3)小明想用一块电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值,于是他和同组同学设计了如图丙的电路图,并进行如下实验操作:
① 闭合开关S,读出电流表示数为I1 ;
② 闭合开关S、S1,读出电流表示数为I ;
③求未知电阻Rx的表达式为:Rx 。(用测量的量表示)
【分析】(1)根据串联电路电压的规律求出灯正常发光时变阻器的电压,由欧姆定律求出变阻器连入电路中的电阻大小,确定变阻器的规格;
根据故障逐一分析体个选项出现的现象,找出符合题意的选项;
(2)灯在额定电压下正常发光,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向;根据并联电路电流的规律;
根据P=UI确定测量值与真实值的大小;
(3)在没有电压表时,使定值电阻与待测电阻并联,根据电流表和定值电阻的示数计算出电压,然后根据公式R=计算出其电阻。
【解答】解:(1)因小灯泡的额定电压为2.5V,正常工作电流大约是0.25A,电源电压为6V,由串联电路电压的规律,当灯正常发光时,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V,由欧姆定律I=,变阻器连入电路中的电阻大小约为:
R滑===14Ω>10Ω,考虑到电流因素,故选用R2(20Ω 0.5A)的变阻器;
A.若灯泡断路,则电压表串联在电路中,因电压表内阻很大,电路中电流即电流表示数几乎为0,灯不光,但电压表与电源连通,故电压表有示数,符合题意;
B.若灯泡短路,则电压表示数为0,不符合题意;
C.若变阻器断路,则电路为断路,两表均无示数,不符合题意;
D.若电阻器短路,则两表均有示数,不符合题意;
选A;
(2)灯在额定电压下正常发光,电压表示数为2.0V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B移动,直到电压表示数为额定电压2.5V,即可求出小灯泡的额定功率;由图可知,电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4V,灯泡的额定功率为:P=I=2.5V×0.4A=1W;
因电压表与灯并联,电压表测量的灯的电压是准确的,根据并联电路电流的规律,电流表的示数大于实验通过的灯的电流,根据P=UI,所测小灯泡的额定功率偏大;
(5)①闭合S、S1,此时两电阻并联,电流表测量干路电流,示数为I,
②闭合S、断开S1,此时为只有Rx工作的电路,电流表测量Rx的电流,示数为I1,可测出电源电压U=I1Rx,
根据并联电路电流的规律知,R0的电流:I1=I﹣I1,则电源电压为U=(I﹣I1)R0,
根据电源电压相等知:U=U=I1Rx=(I﹣I1)R0,
未知电阻Rx的表达式为:Rx=。
故答案为:(1)R2;A;(2)B;2.5;1;大;(3)①闭合开关S,读出电流表示数为I1;②闭合开关S、S1,读出电流表示数为I;③。
【点评】本题时探究电流与电阻的关系实验,考查电路的连接、操作过程、注意事项、控制变量法的运用的及对器材的要求。
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