2023年湖北省襄阳市枣阳市中考物理适应性试卷
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一、选择题(每小题2分,共24分)
1.(2分)下列估测符合实际的是( )
A.人体的正常体温约为35℃
B.一本初中物理课本重约2N
C.人站立时对地面的压强为3×104Pa
D.电视机正常工作的电功率为2000W
2.(2分)对下列诗词中物态变化的分析,正确的是( )
A.“月落乌啼霜满天”,霜的形成是凝华现象,需要放热
B.“斜月沉沉藏海雾”,雾的形成是液化现象,需要吸热
C.“露从今夜白,月是故乡明”,露的形成是熔化现象,需要吸热
D.“遥知不是雪,为有暗香来”,雪的形成是凝固现象,需要放热
3.(2分)2022年11月8日,我国大部分出现月食“奇观”,下列现象与月食成因相同的是( )
A.海市蜃楼 B.雨后彩虹
C.水中倒影 D.绿树成阴
4.(2分)神舟十四号乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲在“新教室”问天实验舱给广大青少年带来了一场精彩的太空科普课,下列有关说法正确的是( )
A.以地面为参照物,航天员是静止的
B.宇航员讲课声是靠声波传回地球的
C.给问天舱实验柜里培养的植物提供光照的灯具是人造光源
D.奇妙的实验引来学生高声喝彩,这里的“高”指的是音调高
5.(2分)物理知识与生活联系非常紧密,下列关于密度的知识正确的是( )
A.可以利用密度来鉴别物质,因为不同物质的密度一定不同
B.1kg的水凝固成冰后,质量、体积均变大
C.一瓶氧气用掉一半,其质量和体积均减小一半,密度不变
D.发生火灾时,受困人员采用弯腰姿势撤离,是因为含有有害物质的气体温度较高,密度较小,大量聚集在房间上方
6.(2分)如图甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使木块沿水平木板直线滑动,图乙是他在同一木板上两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.木块第1次受到的拉力较大
B.木块第2次受到的摩擦力较大
C.第1次拉力做功的功率较大
D.第1次拉力做的功较多
7.(2分)甲图是小灯泡L和电阻R的I−U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1W。下列说法错误的是( )
A.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为4Ω
B.再闭合开关S2后,小灯泡的亮度将变暗
C.再闭合开关S2时,电路总功率增加0.4W
D.再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2A
8.(2分)两个小灯泡同时连接在同一电路中,下列可以确认两灯是串联的是( )
A.两灯的亮度不同 B.两灯的电压不同
C.两灯可同亮同灭 D.两灯的电流相同
9.(2分)如图甲所示是小伟设计的电梯超载报警器工作原理示意图,电源电压保持不变,R0为定值电阻,压敏电阻R的阻值随压力大小的变化情况如图乙所示,当电压表的示数超过设定值时会自动报警。闭合开关,当有人进入电梯后,下列说法正确的是( )
A.压敏电阻R 的阻值变大 B.通过电路的电流变小
C.电压表示数变大 D.电路消耗的总功率变小
10.(2分)用伏安法测某一电阻时,如果采用如图所示的甲电路,测量值为R1,如果采用乙电路,测量值为R2,那么R1、R2与真实值R之间满足关系( )
A.R<R1<R2 B.R>R1>R2 C.R1>R>R2 D.R1<R<R2
11.(2分)商场中,卖微波炉的售货员和顾客就微波炉省电还是费电发生了争论。售货员说:“微波炉很省电,用它加热食物花不了多少电费。”顾客说:“微波炉很费电,他家的微波炉一开,电能表就转得很快。”上述争论中,顾客混淆的两个概念是( )
A.电流和电功率 B.电功率和电压
C.电功和电功率 D.电功和电阻
12.(2分)电让我们的生活丰富多彩,关于下图所示的情景说法正确的是( )
A.甲图中的通电螺线管,将它自由悬垂,则它的B端静止时指向南方
B.乙图中的手摇发电机,它的工作原理是电磁感应,可将机械能转化为电能
C.丙图中的实验结果表明,只要给导体通电,导体附近的小磁针就一定会发生偏转
D.丁图中所探究的实验中通电导体受力方向与电流方向和磁场强弱有关
二、填空题(每小题2分,共16分)
13.(2分)医生正在用听诊器为病人诊病,如图所示,来自患者的声音通过橡皮管传送到医
生的耳朵,减少声音的分散,这样可以提高声音的 (填“音调”或“响度”)。这个例子同时说明声音具有传递 (填“信息”或“能量”)的功能。
14.(2分)北方冬天暴露在室外的水管容易被冻裂,这是因为水结冰时密度变小,体积 从而胀裂水管;大家爱吃的“小麻花”用油炸才能金黄酥脆,用水煮却达到这种效果,其原因是油的 比水的高。
15.(2分)屋顶风帽是利用自然风使风帽旋转实现室内换气的装置,如图所示。它不用电,节能环保。只要速度为0.2m/s的微风即可让其轻盈运转。风帽转动时其内部空气流速变大、压强变 ,室内的污浊气体在 作用下被排出。
16.(2分)2022年3月23日下午,“天宫课堂”第二课在中国空间站正式开讲,如图所示,航天员王亚平把冬奥会的吉祥物冰墩墩推出后,冰墩墩会做 (选填“匀速直线运动”或“抛体运动”“变速直线运动”)。已知空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动,则它的运动状态 (选填“改变”或“不改变”)。
17.(2分)如图是某住宅小区内的场景。
(1)图中A是禁鸣标志,禁鸣是在 控制噪声。
(2)按规定,汽车在小区内行驶100m至少需要 s。
18.(2分)如图所示,赛艇运动员正在奋力向后划桨。
(1)赛艇的船桨,是一种 (填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。
(2)赛艇侧达终点时,即便运动员停止划桨,但由于 ,赛艇也不能马上停下来。
19.(1分)如图所示电路中,电源电压保持不变,当变阻器接入电路中的阻值为R'时,定值电阻R两端的电压为U,要使这个电阻两端电压变为2U,则变阻器接入电路中的阻值应为 。
20.(3分)闭合开关S,滑片P从b端移动到a端的过程中,小灯泡的I﹣U关系图像如图乙所示;滑片P移到a端时,小灯泡恰好正常发光。则该电路的总功率变化范围是 W,滑动变阻器的最大阻值 Ω,小灯泡的额定功率是 W。
三、作图与实验题(每小题2分,共20分)
21.(2分)如图,O和F分别为凸透镜的光心和焦点,请将两条光路补充完整。
22.(2分)如图,想在桌面上施加一个最小力,使桌子一端稍微离开地面,请作出该力的示意图(保留作图痕迹)
23.(4分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)探究凸透镜成像规律的实验过程中,按顺序在光具座上固定好各元件,并调节好烛焰的中心、凸透镜的光心、光屏的中心在 。
(2)实验装置正确安装并调节后,小芳同学某次实验情景如图所示,此时她在光屏上看到了烛焰清晰的像,生活中的 就是利用这一原理制成的。
(3)实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则光屏上的像 。
A.只出现烛焰像的上半部分
B.只出现烛焰像的下半部分
C.出现烛焰完整的像,但像更小了
D.像仍然是完整的,且大小不变,只是变暗了
(4)实验过程中燃烧的蜡烛在不断缩短,导致光屏上的像向上移动,为了使烛焰的像能成在光屏中央,在不更换实验器材的情况下,请写出一种可行的方法 。
24.(4分)如图1所示,图是张平同学测量“滑轮组机械效率”的实验装置,实验数据如表:摩擦及绳重忽略不计。
实验次数
钩码重G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动
距离s/m
机械效率η/%
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7
3
4
0.1
1.8
0.3
(1)实验中,小明应竖直向上 拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下面的钩码缓慢上升。
(2)第3次实验中,滑轮组的机械效率是 (结果保留至0.1%)。
(3)如图2所示,根据所学知识分析用同一滑轮组匀速提升质量不同的物体,该滑轮组的机械效率η与所提升物体的重力G的关系图像正确的是 。
(4)机械效率是衡量机械性能好坏的重要标志,请根据你的生活经验提出一种提高机械效率的措施 。
25.(6分)小华和同学们在“测量小灯泡的电功率”的实验中,灯泡的额定电压为2.5V,电源电压保持6V不变,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的器材连接成完整的电路;
(2)正确连线后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(3)滑片P移到某处时,电压表示数为2V时,要使小灯泡正常发光,应 (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值;
(4)将所测数据绘制成如图乙所示的U﹣I图像。由图可知:小灯泡的电阻是变化的,主要是因为小灯泡灯丝的 发生了变化,此小灯泡的额定功率是 W;
(5)利用上述器材,在不改变电路的情况下,小华认为还可以继续探究电流与电压的关系,他的想法是 的(选填“正确”或“错误”);
(6)邻组的晓静同学又找来5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个定值电阻想要继续探究“电流与电阻的关系”,只将5Ω的定值电阻代替小灯泡接入电路,调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为2V,不改变其它电路元件。接下来断开开关,保持滑片位置不变,取下5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,则闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动。在用20Ω的定值电阻替换15Ω的定值电阻后,他发现电压表示数始终不能调为2V。为完成四次探究,晓静同学设计了如下方案,你认为不可行的一项是 。
A.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值至少为40Ω
B.如果只更换电源,则更换的电源电压范围是2V~5V
C.如果只调整电压表的示数,则应该控制电压表示数U0的范围为2.4V~3V
D.如果只串联一个定值电阻,则可以串联一个15Ω的电阻
26.(2分)如图是某实验小组根据学过的物理知识自制的水气压计和温度计,图中 是水气压计。回忆所学过的知识,想一想使用图乙的装置还可以 。(填写可以完成的实验或探究问题)。
四、应用与创新题(4+6=10分)
27.(4分)如图所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为0.5m,木块的体积为4×10﹣3m3,木块的密度为0.6×103kg/m3,g取10N/kg,试求:
(1)水对容器底面的压强是多少?
(2)木块受到细线拉力是多少?
28.(6分)某实验小组的同学想要探究滑动变阻器在电路中的作用,设计了如图所示的电路。已知电源电压不变,灯泡L(其阻值会随温度改变而改变)标有“2.5V,0.3A”字样。当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片置于最右端时,电压表的示数为3V,R1的功率为P1;将滑动变阻器的滑片置于最左端时,电流表的示数为0.3A,R1的功率为P2,已知P1:P2=1:4。当同时闭合开关S1和S2时,移动滑动变阻器的滑片至某一位置时,电压表和电流表的示数分别为3V和0.2A。求:
(1)灯泡L的额定功率;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)在有电流通过灯泡L的情况下,灯泡L的最小功率与最大功率之比。
2023年湖北省襄阳市枣阳市中考物理适应性试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题2分,共24分)
1.【解答】解:A.人体的正常体温约为37℃,并且变化的幅度很小,故A不符合实际;
B.一本初中物理课本的质量约200g,受到重力约为G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,故B符合实际;
C.中学生的体重在G=500N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.04m2左右,双脚对水平地面的压强在p====1.25×104Pa左右,故C不符合实际;
D.电视机正常工作的电功率约为200W,故D不符合实际。
故选:B。
2.【解答】解:A、霜的形成是水蒸气遇冷发生的凝华现象,需要放热,故A正确;
B、雾的形成是水蒸气遇冷发生了液化现象,需要放热,故B错误;
C、露的形成是水蒸气遇冷发生了液化现象,需要放热,故C错误;
D、雪的形成是水蒸气遇冷发生的凝华现象,需要放热,故D错误。
故选:A。
3.【解答】解:月食形成的原因是光在同种均匀介质中沿直线传播;
A、海市蜃楼是由光的折射形成的,故A错误;
B、雨后彩虹是由光的折射形成的,故B错误;
C、水中倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故C错误;
D、绿树成荫,影子是由光的直线传播形成的,故D正确。
故选:D。
4.【解答】解:A、以地面为参照物,航天员与地面之间发生了位置变化,所以航天员是运动的,故A错误;
B、真空不能传声,宇航员讲课声是靠电磁波传回地球的,故B错误;
C、给问天舱实验柜里培养的植物提供光照的灯具是人造光源,故C正确;
D、奇妙的实验引来学生高声喝彩,这里的“高”指的是响度大,故D错误。
故选:C。
5.【解答】解:A、不同物质的密度一般不同,所以可以利用密度来鉴别物质,但也有个别的不同物质具有相同的密度,故A错误;
B、1kg的水凝固成冰后,状态改变了,因为质量不随状态的改变而改变,所以其质量不变,还是1kg;水凝固成冰后密度变小,由V=可知,水变成冰后,体积变大,故B错误;
C、一瓶氧气,用掉一半后,氧气的质量减半,剩余氧气还充满整个氧气瓶,剩余氧气的体积不变,根据ρ=可知,瓶中的氧气密度变为原来的一半,故C错误;
D、发生火灾时,温度较高,室内有毒气体体积膨胀,密度减小;根据物体的浮沉条件,有毒气体漂浮在房间的上方,所以,为有效避免吸入有害气体或被灼伤,受困人员常采取弯腰甚至爬行的姿势撤离,故D正确。
故选:D。
6.【解答】解:AB、由于滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,上述两种过程中,木块对木板的压力没有变,接触面的粗糙程度没有变,故两次运动过程中滑动摩擦力相等,故B错误;
从图像上可以看出,木块两次都是做匀速直线运动,而做匀速直线运动的物体受平衡力作用,所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等,因为摩擦力相等,拉力也相等 故A错误;
C、从图中可以看出第1次木块运动的速度较大,而木块所受的拉力不变,根据公式P===Fv可知,拉力第1次做功的功率大,故C正确;
D、两次的拉力相同,两次运动距离也相等,所以两次做的功相等,故D错误。
故选:C。
7.【解答】解:A.只闭合开关S1时,电路为只接灯泡L的简单电路。从甲图中看出,当小灯泡电流为0.5A,电压为2V时,电功率为1W。
此时小灯泡电阻R===4Ω,故A正确。
BD.再闭合开关S2时,电阻R和小灯泡L并联,R和L相互不影响,故小灯泡L电流为0.5A不变。
此时灯泡灯泡两端的电压和通过灯泡的电流不变,根据P=UI可知灯泡的功率不变,故电灯的亮度将不变,
电阻R的电阻R的电压与小灯泡的电压相同,为2V。
电阻R的电流可从图中读出,为0.2A。
电流表在干路上,测量总电流,原来的示数为小灯泡的电流0.5A,现在有多了电阻R的电流,故电流表示数增加0.2A。故B错误、D正确;
C.再闭合开关S2时,电阻R和小灯泡L并联,小灯泡的功率不变,总功率的增加量即为电阻R的功率;
总功率的增加量为:ΔP=PR=UIR=2V×0.2A=0.4W,故C正确。
故选:B。
8.【解答】解:A、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,两灯亮度不同,只能是实际功率不同,不能说明灯泡的串并联方式,故A错误;
B、并联电路两灯两端的电压一定相等,电压不相等,说明灯泡一定是串联的,故B正确;
C、两盏灯可以同时亮,同时灭,两灯可能串联,也可能并联,此时开关接在干路中,故C错误;
D、串联电路电流一定相等,灯泡的规格相同时,并联时,电流也是相同的,故D错误。
故选:B。
9.【解答】解:由图可知,该电路为串联电路,电压表测量定值电阻两端的电压;
开关S闭合,有人进入电梯后,压敏电阻R受到的压力变大,其电阻变小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,通过压敏电阻R、R0中的电流变大,根据U=IR可知,电阻R0两端的电压增大,电压表示数变大;根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故C正确,ABD错误。
故选:C。
10.【解答】解:甲图中电压表并联在电阻两端,所以电压的测量值是准确的,而由于电压表的分流导致电流的测量值偏大,故根据欧姆定律可知电阻的测量结果R1小于真实值,即R1<R;
而乙图中电流表与被测电阻串联,所以电流的测量值是准确的,而由于电流表的分压导致了电压表示数偏大,故根据欧姆定律可知电阻的测量结果R2大于真实值,即R<R2;
综上可知,R1<R<R2,因此ABC错误,D正确。
故选:D。
11.【解答】解:
售货员认为微波炉很省电,是说微波炉的电功率大,但加热食物用时很短,消耗的电能并不多,所以“微波炉很省电,用它加热食品花不了多少电费”,即售货员是从电能角度说的;
顾客是从电功率角度考虑的,因为微波炉属于大功率用电器,工作时电路中电流很大,相同时间内消耗的电能多,所以认为很“费电”。
故选:C。
12.【解答】解:
A、由图甲可知,电流从螺线管的左侧流入、右侧流出,根据安培定则,用右手握住螺线管,四指指向电流方向,则大拇指指向B端,所以通电螺线管的B端是N极,自由悬垂时,B端指北,故A错误;
B、手摇发电机是根据电磁感应制成的,工作时将机械能转化为电能,故B正确;
C、在做“奥斯特实验”时,若将导线放在小磁针的上方,但与小磁针的N、S极指向垂直,给导体通电时,小磁针就不一定发生偏转,故C错误;
D、丁图中的实验,研究通电导体在磁场中受力运动,实验表明通电导体受力方向与电流方向和磁场方向有关,与磁场强弱无关,故D错误。
故选:B。
二、填空题(每小题2分,共16分)
13.【解答】解:医生用听诊器为病人诊病,是因为声音能传递信息,来自患者的声音通过橡皮管传送到医生的耳朵,橡皮管减少了声音的分散,提高了响度;同时说明声音具有传递信息的功能。
故答案为:响度;信息。
14.【解答】解:根据物理常识可知,水结冰时质量不变,密度的变小,根据ρ=的变形式可知,体积变大,所以胀裂水管;
大家爱吃的“小麻花”用油炸才能金黄酥脆,用水煮却达到这种效果,其原因是油的沸点比水的高。
故答案为:变大;沸点。
15.【解答】解:风帽转动时其内部空气流速变大、压强变小,所以室内的污浊气体在大气压的作用下被排出。
故答案为:小;大气压。
16.【解答】解:(1)冰墩墩在空中飞行时,处于失重状态,不受力,做匀速直线运动;
(2)空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动,其运动方向不断变化,所以它的运动状态改变。
故答案为:匀速直线运动;改变。
17.【解答】解:(1)图中A是禁鸣标志,禁鸣是在声源处控制噪声。
(2)图中B是汽车限速标志,它表示的含义是汽车的最大速度不能超过5km/h,
由v=可得,按规定,汽车在小区内行驶100m时间t===0.02h=72s;
故答案为:(1)声源;(2)72。
18.【解答】解:(1)因为船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆,动力大于阻力,好处是省距离;
(2)当赛艇到达终点时不能立即停下来,是因为赛艇具有惯性,仍会保持原来的运动状态。
故答案为:(1)费力;(2)惯性。
19.【解答】解:根据电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联。
设电源电压为U总,因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,
所以由I=可得,电源电压:
U总=U+IR'=U+×R′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U总=2U+×R滑﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
电源电压保持不变,联立①②可得:R滑=R′﹣R=(R'﹣R )。
故答案为:(R'﹣R )。
20.【解答】解:由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;
当滑片P移到a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为零,电路为灯泡的简单电路,由欧姆定律可知此时电路中的电流最大,
由图乙可知,电路中的最大电流为2.0A,此时灯泡两端的电压为12V,则电源电压:U=UL=12V,
电路的最大功率:P大=UI大=12V×2.0A=24W,
由灯泡正常发光可知,此时灯泡实际功率与额定功率相等,即P额=P大=24W;
当滑片P移到b端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,由欧姆定律可知此时电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电流为1.0A,此时灯泡两端的电压为3V,
电路的最小功率:P小=UI小=12V×1.0A=12W,
则该电路的总功率变化范围是12~24W,
由串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压:U滑大=U﹣UL小=12V﹣3V=9V,
由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值:R滑大===9Ω。
故答案为:12~24;9;24。
三、作图与实验题(每小题2分,共20分)
21.【解答】解:通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出,过凸透镜光心的光线传播方向不改变,如图所示:
22.【解答】解:由图可知,桌子右端带抽屉,则书桌的重心偏右,为使阻力臂更短,应以O1为支点。为使动力臂最长,应将动力作用点选在书桌左上角A点,连接O1与A点,O1 A就是最长的动力臂,与它垂直的力就是最小的动力,因为要抬起书桌,所以动力方向应该斜向上。作图如下:
23.【解答】解:(1)为使像成在光屏的中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度处;
(2)由图知,像距小于物距,此时成倒立、缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的;
(3)挡住透镜上半部分,下半部分仍能折射光线成像,所以光屏上所成的像是完整的,只是会聚光线比原来变少,像变暗了,D正确;
(4)蜡烛在燃烧中不断缩短,向下移动,光屏上的像向上移动,要使像能够成在光屏中央,根据经过光心的光线的传播方向不变可知,可向上移动光屏或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜。
故答案为:(1)同一高度;(2)照相机;(3)D;(4)向上移动蜡烛。
24.【解答】解:(1)实验中,小明应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下面的钩码缓慢上升。
(2)第3次实验中,滑轮组的机械效率是:
η3=×100%=×100%≈74.1%;
(3)摩擦及绳重忽略不计,克服动滑轮自重做的功为额外功的唯一来源,该滑轮组的机械效率:
η====;
AD、用同一滑轮组(动滑轮的重力是一定的)匀速提升质量不同的物体,即提升重力G不同的物体,由上式可知,G越大,机械效率越高,且机械效率与G不成正比,故AD错误;
BC、和G动相比,当G变得很大时,由上式可知,机械效率接近100%,即等于1,故B正确,C错误。
故选:B。
(4)减轻动滑轮的自重,可减少做的额外功,在有用功一定时,总功减小,滑轮组的机械效率将变大。
故答案为:(1)匀速;(2)74.1%; (3)B;(4)减轻动滑轮的自重。
25.【解答】解:(1)灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程,将电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(2)正确连线后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即电路故障可能是小灯泡断路;
(3)滑片P移到某处时,电压表示数为2V时,小于灯泡额定电压2.5V,要使小灯泡正常发光,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端的电压,根据分压原理,故应减小滑动变阻器接入电路中的阻值;
(4)由图乙可知,当灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI,灯泡的功率变大,温度升高,灯泡的电阻随温度的升高而增大;
由图乙可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.3A,小灯泡额定功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)探究电流与电压的关系时,需要保持电阻不变,而小灯泡的电阻随温度的变化而变化,不能用来探究电流与电压的关系,故小华的想法是错误的;
(6)实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大变阻器两端的电压,由分压原理,要增大变阻器电阻阻值,故应把变阻器滑片向左移动;
为完成四次探究,晓静同学设计了如下方案:
A、由图可知,电源电压为6V,定值电阻两端电压为2V,滑动变阻器两端电压为4V,根据串联分压原理得R定:R变=UV:U变=2V:4V=1:2,已知R定=20Ω,则解得R变=40Ω,如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值至少为40Ω,因此该方法可行,故A不符合题意;
B、如果只更换电源,当滑动变阻器阻值为0Ω时,定值电阻两端电压保持不变为2V;当定值电阻为20Ω,滑动变阻器阻值为最大值30Ω时,电路有最大电源电压,此时定值电阻两端电压仍为2V,根据串联分压原理,=,U滑大=×UV=×2V=3V,即滑动变阻器两端电压为3V,则电路的总电压为5V,故更换的电源电压范围是2V~5V,因此该方法可行,故B不符合题意;
C、如果只调整电压表的示数,已知电压表量程为3V,则定值电阻两端的电压最大为3V;而当定值电阻换为20Ω,滑动变阻器阻值最大30Ω时,定值电阻有最小电压,根据串联分压原理,=,即=,解得:U0=2.4V,故应该控制电压表示数U0的范围为2.4V~3V,因此该方法可行,故C不符合题意;
D、为完成四次探究,当定值电阻为5Ω时,让定值电阻两端电压为2V,则电路中电流为I'===0.4A,电路总电压为6V,电路中总电阻为R总===15Ω,而此时电路中总阻值至少20Ω,因此该方法不可行,故D符合题意。
故选D。
故答案为:(1)见解答图;(2)断路;(3)减小;(4)温度;0.75;(5)错误;(6)左;D。
26.【解答】解:(1)图中甲是水压计,瓶中水面上方是空气,瓶内的气压等于瓶外的气压加上水柱产生的压强;
(2)自制温度计乙装置还可以显示手的握力的大小、探究力的作用效果、显示物体的形变等。
故答案为:甲;探究力的作用效果。
四、应用与创新题(4+6=10分)
27.【解答】解:(1)水对容器底面的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5000Pa;
(2)因为木块完全浸没,所以木块排开水的体积为:V排=V木=4×10﹣3m3,
根据阿基米德原理可得,木块所受浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣3m3=40N,
木块的重力为:G=ρ木gV木=0.6×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣3m3=24N,
此时木块静止,木块受竖直向下的重力、细线的拉力和竖直向上的浮力,三力平衡,
所以细线对木块的拉力为:F拉=F浮﹣G=40N﹣24N=16N。
答:(1)水对容器底面的压强是5000Pa;
(2)木块受到细线拉力是16N。
28.【解答】解:(1)灯泡L标有“2.5V,0.3A”字样,灯泡的额定电压:U额=2.5V,额定电流:I额=0.3A,
由电功率计算公式可得,灯泡的额定电功率:P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W;
(2)只闭合开关S1,移动滑片至最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,灯泡与R1串联,电流表的示数为I2=0.3A,
由于灯泡L标有“2.5V,0.3A”字样,则此时灯泡L正常发光,
根据灯泡的额定电压可知此时灯泡L两端的电压为:UL=2.5V,
则根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压:
U=UL+I2R1=2.5V+0.3A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
闭合开关S1和S2,移动滑片至某一位置时,L短路,R1、R2串联,电压表测量R2两端的电压,电压表和电流表的示数分别为U2′=3V和I′=0.2A,
根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压:
U=U2′+I′R1=3V+0.2R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②得电源电压U=4V,R1=5Ω;
将滑动变阻器R2的滑片置于最右端,只闭合开关S1时,灯泡与R1、R2串联,电压表测量R2两端的电压,R1的功率为P1;
已知P1:P2=1:4,根据P=I2R可得:
I12R1:I22R1=1:4,
所以,I1:I2=1:2,
即:I1=I2=×0.3A=0.15A;
根据I=可得滑动变阻器R2的最大值为:
R2===20Ω;
(3)在只闭合S1时,灯泡才有电流通过,滑动变阻器R2的滑片置于最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路电流最小,灯泡的功率最小,此时滑动变阻器两端的电压为U2=3V,根据I=可得R1两端电压为:U1=I1R1=0.15A×5Ω=0.75V,
根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得,灯泡两端电压为:
UL实=U﹣U1﹣U2=4V﹣3V﹣0.75V=0.25V,
则灯泡的最小功率为:PL小=UL实I1=0.25V×0.15A=0.0375W;
滑动变阻器R2的滑片置于最左端时,滑动变阻器接入电路阻值为零,电路电流最大,最大电流是0.3A,灯泡正常发光,灯泡的功率最大,此时灯泡的功率为额定功率:
PL大=P额=0.75W;
所以,灯泡的最小功率与最大功率之比为:
==。
答:(1)灯泡L的额定功率是0.75W;
(2)滑动变阻器的最大阻值是20Ω;
(3)在有电流通过灯泡L的情况下,灯泡L的最小功率与最大功率之比为1:20。
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