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2023年四川省宜宾第二中学中考物理三诊试卷
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这是一份2023年四川省宜宾第二中学中考物理三诊试卷,共31页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,作图题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2023年四川省宜宾二中中考物理三诊试卷
一、单选题(共30分,每小题3分)
1.(3分)下列对考场中相关物理量估测合理的是( )
A.考场内的气温约为50℃
B.考室内考生的质量约为500g
C.考室内的大气压强约为105Pa
D.考场内一盏照明灯的功率约为400W
2.(3分)如图,8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水,从左至右,水面的高度越来越低。则下列说法正确的是( )
A.敲打最右边的瓶发出的声音传播得最快
B.用嘴依次吹瓶口,最左边的瓶发出的音调最高
C.用筷子依次敲打瓶口,最左边的瓶发出的音调最高
D.瓶周围有没有空气,瓶发出的声音都能直接传入人耳
3.(3分)习总书记指出“绿水青山就是金山银山”,彰显出我国对生态环境保护的重视,水是生命之源,节约用水是我们每个达州人应尽的义务。关于水的物态变化,下列说法正确的是( )
A.初春,万物复苏、冰雪消融,这是熔化现象,需要吸热
B.夏天,小明将糖水放入冰箱制成了冰棍,这是凝固现象,需要吸热
C.秋天的早晨,花草上出现晶莹的露珠,这是汽化现象,需要放热
D.冬天,房屋上出现白色的霜,这是凝华现象,需要吸热
4.(3分)我国的古诗词文化有几千年的灿烂历史,很多名句蕴含着丰富的物理知识,下列诗句从物理学的角度解释错误的是( )
A.“绿树浓郁夏日长,楼台倒影入池塘”句中“浓阴”是光直线传播形成
B.“池水映明月,潭清疑水浅”句中“水浅”是由于光的反射造成的
C.“大漠孤烟直,长河落日圆”,诗人看到“落日”是光线经过大气发生折射而成的像
D.“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还”句中的“彩云”是由于光的色散形成的
5.(3分)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,将点燃的蜡烛放在距凸透镜24cm处,在透镜另一侧距透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.光屏上所成的是倒立、放大的实像
B.该透镜的焦距f一定满足8cm<f<12cm
C.将点燃的蜡烛移至距透镜8cm处,不能观察到烛焰放大的虚像
D.透镜位置不变,蜡烛和光屏位置互换,光屏上不能得到烛焰清晰的像
6.(3分)放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中。当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示。则( )
A.甲容器中液体的密度较大
B.乙容器底部受到液体的压强较大
C.甲容器所盛液体的质量较大
D.乙容器中物块受到液体的浮力较大
7.(3分)丝绸摩擦过的玻璃棒能“粘”纸屑,下列现象中“粘”的原理与其相同的是( )
A.拔火罐时罐子“粘”在皮肤上
B.电脑屏幕容易“粘”上轻小灰尘
C.两块磁铁能够“粘”在一起
D.平滑的铅块紧压后会“粘”在一起
8.(3分)如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是( )
A. B.
C. D.
9.(3分)下列属于通过热传递改变物体内能的实例是( )
A.人类最早的取火方式﹣﹣“钻木取火”
B.电热毯中的电阻丝通电后温度升高
C.冬天,用热水袋取暖
D.巨大的陨石堕入大气层后变成流星
10.(3分)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑片置于变阻器的B端时,电压表的示数为6V,R1的功率为3.6W;当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数变化了2V.下列判断正确的是( )
A.电源电压为10V
B.R1的阻值为20Ω
C.滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω
D.滑片P在中点时,R1的电功率为6.4W
二、多选题(共12分,每小题3分)
(多选)11.(3分)如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,以下说法错误的是( )
A.0﹣2秒物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.2﹣4秒物体做匀速直线运动
C.2﹣4秒物体受到的摩擦力是3N
D.4﹣6秒物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力
(多选)12.(3分)2022年2月6日,中国女足姑娘们在亚洲杯决赛中顽强拼搏,最终夺得亚洲杯冠军。如图所示,中国女足队员正在传球,踢出去的足球在空中飞行的过程中,会受到空气阻力的作用。则下列说法正确的是( )
A.踢出去的足球在空中上升过程中,它的机械能逐渐减小
B.踢出去的足球在空中上升到最高点时,它的机械能为0
C.踢出去的足球在空中下降过程中,它的机械能逐渐增大
D.空中运动的足球,若所受力都消失,它将做匀速直线运动
(多选)13.(3分)如图甲所示的电路,电源电压不变,L是额定电压为2.5V的小灯泡,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P在某两点间移动的过程中,电流表A与电压表V1的示数变化关系如图乙所示。当电流表示数为0.2A时,两电压表的示数相等。则关于小灯泡正常工作时,下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V
B.电流表的示数为0.25A
C.滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω
D.电路的总功率为0.75W
(多选)14.(3分)如图所示的四个装置可以用来研究有关物理现象或说明有关原理,下列表述正确的是( )
A.图(1)可用来研究电磁感应现象
B.图(2)可用来研究电磁感应现象
C.图(3)可用来说明发电机原理
D.图(4)可用来研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
三、填空题(共16分,每空1分)
15.(2分)小明将学校实验室的秒表归零,测出了他从实验楼到教学楼的时间,秒表如图所示,则小明的运动时间为 s,他在水平地面上向前行走的过程中,小明的鞋底所受摩擦力的方向是 的(选填“前”或“后”)。
16.(2分)雄伟壮观的亭子口水电站大坝位于我县境内,水电站大坝修成上窄下宽的形状,是因为大坝上部受到水的压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)下部受到的压强,水下某处受到水的压强为3×105Pa,则该处的深度为 m。(g取10N/kg)
17.(2分)汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分,汽车多数采用汽油机作为发动机,如图是四冲程汽油机的工作循环示意图,汽油机一个工作循环正确的顺序是: ,若汽油机飞轮的转速为3600r/min,则在1s内,汽油机对外做功的次数是 次。
18.(2分)如图所示是探究电磁铁磁性特点的电路图,闭合开关后,其电磁铁的A端是 极,当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时,电磁铁的磁性 (选填“变强”“变弱”或“不变”)。
19.(2分)频率7Hz的声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土给人伤害,用这种 制成的武器不但威力巨大,而且可以传得很远;声呐可以用来探测海底深度、海中暗礁等,声呐是利用 的性质制成(选填“超声波”或“次声波”)。
20.(2分)额定功率为2×103W的家用电热水器,正常工作24min消耗的电能为 kW•h,若这些电能的70%被水完全吸收,则能使体积为6L、温度为25℃的水在一个标准大气压下升高 ℃[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
21.(2分)如图是电热饮水机电路原理图,已知R1=100Ω,R2=400Ω,当开关S1闭合S2断开时,饮水机处于状态 (填“保温”或“加热”),饮水机的加热功率与保温功率之比为 。
22.(2分)如图甲所示,小灯泡的额定电压是2.5V,开关闭合后,小灯泡正常发光,图乙是通过定值电阻R和小灯泡L的电流与电压的关系图象,当小灯泡正常发光时,电源电压为 V;通电10s定值电阻R产生的热量为 J。
四、作图题(共6分,每小题3分)
23.(3分)如图所示,凸透镜的主光轴与平静水面重合,F为焦点,点光源S发出一束光,请画出在水面处的反射光线以及其经凸透镜后的光线。
24.(3分)用笔画线表示导线,将如图所示元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。
五、实验题(25题7分,26题8分,共15分)
25.(7分)如图所示,光具座上依次安装蜡烛、凸透镜和光屏,探究凸透镜成像的规律。
(1)点燃蜡烛,调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的中心位于 ;
(2)凸透镜位于50cm刻度线的位置,将烛焰移动到30cm刻度处时,移动光屏得到倒立、等大的实像,则凸透镜的焦距是 cm,光屏所处的位置是 cm刻度线处;
(3)将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动,要得到清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,光屏上的像会 (选填“变大”或“变小”);
(4)凸透镜的位置不变,将烛焰移动到35cm刻度线的位置,移动光屏能得到的是倒立、 的实像;应用此成像原理可制成 (选填“照相机”、“放大镜”或“投影机”)。
26.(8分)现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干,在利用“伏安法”测量定值电阻Rx阻值的实验中:
(1)请你按图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 (填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是 。
A.滑动变阻器断路
B.Rx断路
C.Rx短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为 A。它的阻值是 Ω。
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了 。
(6)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得小灯泡的电阻相差比较大,原因可能是 。
六、计算题(27题10分,28题11分,共21分)
27.(10分)如图所示,是某工作队修建苍溪百利大桥时用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1m,用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)物体M上升后,求还未露出水面时受到的浮力;
(2)物体M上表面在水面下4m时,求它的下表面受到水的压力;
(3)物体M上升后,未露出水面前,此滑轮组的机械效率是80%,求物体M的密度。
28.(11分)如图甲,电源电压恒定,灯泡L上标有“6V”字样,灯泡L的电流与两端电压的关系如图乙。滑动变阻器R1上标有“50Ω 1A”,定值电阻R2为20Ω,电流表量程为0~3A。当闭合开关S2,断开开关S1、S3时,灯泡L正常发光。
(1)求灯泡正常发光时的电阻和电源电压;
(2)当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为1.2W,求滑动变阻器10s内消耗的电能;
(3)当开关S1、S2、S3均闭合时,求电路允许消耗的最大功率。
2023年四川省宜宾二中中考物理三诊试卷
参考答案与试题解析
一、单选题(共30分,每小题3分)
1.(3分)下列对考场中相关物理量估测合理的是( )
A.考场内的气温约为50℃
B.考室内考生的质量约为500g
C.考室内的大气压强约为105Pa
D.考场内一盏照明灯的功率约为400W
【分析】不同物理量的估测,有的需要生活经验,有的需要换算单位,有的需要简单计算,最后判断哪个选项符合实际。
【解答】解:
A、考场内的气温不能太高,也不能太低,对考生来说应比较舒服,则考场内的气温约为25℃,故A不合理;
B、考室内考生的质量约为50kg,故B不合理;
C、考室内的大气压强约为1个标准大气压,即约为105Pa,故C合理;
D、考场内一盏照明灯的功率约为40W,故D不合理。
故选:C。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
2.(3分)如图,8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水,从左至右,水面的高度越来越低。则下列说法正确的是( )
A.敲打最右边的瓶发出的声音传播得最快
B.用嘴依次吹瓶口,最左边的瓶发出的音调最高
C.用筷子依次敲打瓶口,最左边的瓶发出的音调最高
D.瓶周围有没有空气,瓶发出的声音都能直接传入人耳
【分析】音调与振动频率的关系,频率越快,音调就越高;声速的大小与频率无关;声音的传播需要介质。
【解答】解:A、声速的大小与频率无关,敲打每个瓶子时,音调不同,但速度相同,故A错误;
B、用嘴依次吹瓶口,是瓶内空气振动,最左边瓶的空气柱低,振动频率高,发出的音调最高,故B正确;
C、用筷子依次敲打瓶口时,是瓶子和水振动发声,由于瓶子中装有水的多少不同,导致敲击时,振动快慢就不同,最左边的瓶中水最多,振动最慢,频率低,音调最低,故C错误;
D、声音的传播需要介质,瓶周围有没有空气,瓶发出的声音不能直接传入人耳,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了音调与频率的关系、声音的传播条件等,解决此类问题要会根据响度、音色和音调的定义区分声音的三个特征,并且要知道影响三个特征的因素有哪些。
3.(3分)习总书记指出“绿水青山就是金山银山”,彰显出我国对生态环境保护的重视,水是生命之源,节约用水是我们每个达州人应尽的义务。关于水的物态变化,下列说法正确的是( )
A.初春,万物复苏、冰雪消融,这是熔化现象,需要吸热
B.夏天,小明将糖水放入冰箱制成了冰棍,这是凝固现象,需要吸热
C.秋天的早晨,花草上出现晶莹的露珠,这是汽化现象,需要放热
D.冬天,房屋上出现白色的霜,这是凝华现象,需要吸热
【分析】(1)物质从固态到液态的过程叫做熔化,物质从液态变成固态的过程叫做凝固;物质从液态变为气态叫做汽化,物质从气态变为液态叫做液化;物质从固态直接变成气态叫升华,物质从气态直接变成固态叫凝华;
(2)吸收热量的物态变化过程有:熔化、汽化和升华;放出热量的物态变化过程有:凝固、液化和凝华。
【解答】解:A、冰雪消融是固态冰变为液态水的过程,属于熔化现象,熔化吸热,故A正确;
B、糖水放入冰箱由液态的水制成了固态的冰棍,这是凝固现象,凝固放热,故B错误;
C、小露珠是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴,属于液化现象,液化放热,故C错误;
D、房屋上出现白色的霜是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小冰晶,属于凝华现象,凝华放热,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查三种物质三种状态之间六种物态变化,都是基础性的,要求学生在今后的学习中加强对所学的基础知识的储备,以便能够灵活应用。
4.(3分)我国的古诗词文化有几千年的灿烂历史,很多名句蕴含着丰富的物理知识,下列诗句从物理学的角度解释错误的是( )
A.“绿树浓郁夏日长,楼台倒影入池塘”句中“浓阴”是光直线传播形成
B.“池水映明月,潭清疑水浅”句中“水浅”是由于光的反射造成的
C.“大漠孤烟直,长河落日圆”,诗人看到“落日”是光线经过大气发生折射而成的像
D.“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还”句中的“彩云”是由于光的色散形成的
【分析】(1)光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等,都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
(2)当光照射到物体界面上时,有一部分光被反射回来的现象是光的反射,例如:平面镜成像、水中倒影都是由光的反射形成的;
(3)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,这就是光的折射,复色光发生折射时,会出现色散现象,如:海市蜃楼、看水里的鱼比实际位置浅、雨后天空中的彩虹等都是光的折射形成的。
【解答】解:
A、“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘”中“浓阴”是树木的影子,由于光的直线传播,光射到不透明物体上,在不透明物体后面形成影子,故A正确;
B、“池水映明月,潭清疑水浅”中“水浅”是水底看起来比较浅,这是由于光的折射形成的,看水底是逆着光的传播方向看的,即逆着折射光线看,由于错觉,我们始终认为光是沿直线传播的,所以看到的位置比实际位置浅,故B错误;
C、“大漠孤烟直,长河落日圆”中,“落日”是由于大气分布不均匀,下部空气密度大,上部空气密度小,落日发出的光在不均匀的空气中传播时发生折射,折射光线不断向下偏折,我们逆着折射光线看去所看到的落日位置比实际位置高,我们看到的“落日”是由于光的折射而形成的太阳的虚像,故C正确;
D、“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还”中的“彩云”是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,故D正确。
故选:B。
【点评】此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播、光的色散的理解与掌握,在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象,达到学以致用的目的。
5.(3分)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,将点燃的蜡烛放在距凸透镜24cm处,在透镜另一侧距透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.光屏上所成的是倒立、放大的实像
B.该透镜的焦距f一定满足8cm<f<12cm
C.将点燃的蜡烛移至距透镜8cm处,不能观察到烛焰放大的虚像
D.透镜位置不变,蜡烛和光屏位置互换,光屏上不能得到烛焰清晰的像
【分析】(1)(2)凸透镜成像时,得到的实像都是倒立的,所以蜡烛放在距凸透镜24cm处时,在透镜的另一侧的16cm处得到一个清晰的实像,且物距大于像距,成倒立缩小的上实像,由此求得焦距的范围;
(3)物距小于焦距时成正立的虚像;
(4)在光的折射中,光路是可逆的。
【解答】解:AB、蜡烛距离凸透镜24cm时,在透镜的另一侧16cm处光屏上得到一个清晰的像,物距大于像距,成倒立缩小实像;此时物体的位置在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之间,即24cm>2f;2f>16cm>f,解得:8cm<f<12cm,故A错误,B正确;
C、将点燃的蜡烛移至距透镜8cm处,u<f,可以能观察到烛焰放大的虚像,故C错误;
D、光的折射现象中光路可逆,所以保持凸透镜位置不变,将蜡烛与光屏位置互换,光屏上仍能得到清晰的像,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查凸透镜成像规律实验,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
6.(3分)放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中。当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示。则( )
A.甲容器中液体的密度较大
B.乙容器底部受到液体的压强较大
C.甲容器所盛液体的质量较大
D.乙容器中物块受到液体的浮力较大
【分析】(1)漂浮和悬浮时受到的浮力都等于重力,由此可知两个相同的物块受浮力大小关系;
(2)根据漂浮和悬浮时液体密度和球的密度关系,找出两种液体的密度关系,又知道两容器液面等高(深度h相同),利用液体压强公式分析两种液体对容器底压强的大小关系。
【解答】解:A、物块在甲容器悬浮,
所以ρ甲=ρ物,
因为物块在乙容器的漂浮,
所以ρ乙>ρ物,
因此两种液体的密度:ρ甲<ρ乙,故A错误;
B、因为两容器液面等高,p=ρgh,
所以两种液体对容器底压强:
p甲<p乙,故B正确。
C、容器底压强p甲<p乙,底面积相同,所以F甲<F乙;液体所受压力又等于液体和物块总重力,物块重力相等,所以G甲<G乙,m甲<m乙故C错误;
D、因为两个相同的物块,在甲容器的物块悬浮,在乙容器的物块漂浮,
所以两个相同的物块受到的浮力:
F甲=F乙=G,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了学生对漂浮条件、悬浮条件运用(密度关系、浮力与自重关系),以及对液体压强公式的理解和运用。
7.(3分)丝绸摩擦过的玻璃棒能“粘”纸屑,下列现象中“粘”的原理与其相同的是( )
A.拔火罐时罐子“粘”在皮肤上
B.电脑屏幕容易“粘”上轻小灰尘
C.两块磁铁能够“粘”在一起
D.平滑的铅块紧压后会“粘”在一起
【分析】(1)拔火罐内外压强差使得罐子“粘”在皮肤上;
(2)带电体有吸引轻小物体的性质;
(3)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;
(4)分子间存在相互作用斥力和引力。
【解答】解:丝绸摩擦过的玻璃棒能“粘”纸屑,是因为摩擦起电使玻璃棒上带上了电荷,玻璃棒是带电体,带电体能够吸引轻小的物体。
A、拔火罐时罐子“粘”在皮肤上是因为有大气压强,故A错误;
B、电脑屏幕带电,带电体能够吸引轻小物体,所以容易“粘”上轻小灰尘,故B正确;
C、两块磁铁会“粘”在一起,是由于异名磁极相互吸引,故C错误;
D、表面平滑的铅块紧压后会“粘”在一起是因为分子间存在引力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了摩擦起电现象、分子之间的作用力、大气压的掌握情况,需要结合具体实例进行分析。
8.(3分)如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是( )
A. B.
C. D.
【分析】不计机械自重和摩擦:
(1)先判断动力臂和阻力臂关系,再根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得出力F1和重力G的关系;
(2)使用滑轮组时,先判断出承担总重绳子的段数n,再根据F2=G得出力F2和重力G的关系;
(3)使用动滑轮,动力作用在轴上,则有F3=2G;
(4)使用的斜面,=sin30°=,根据FL=Gh得出力F4和重力G的关系。
【解答】解:A、图中由杠杆的平衡条件可知:G×3L=F1×3L,即F1=G;
B、图中滑轮组的n=3,不计机械自重和摩擦,则F2=G;
C、图中滑轮组的n=2,不计机械自重和摩擦,由滑轮组受力平衡可知:F3=2G;
D、图中拉力与重力沿斜面向下的分力大小相等,即F4=Gsin30°=G;
分析上述数据可知,所用最小力的图示为B图。
故选:B。
【点评】本题考查了使用杠杆、滑轮组、动滑轮、斜面时的拉力的计算,要细心,明确各种装置的省力特点是关键。
9.(3分)下列属于通过热传递改变物体内能的实例是( )
A.人类最早的取火方式﹣﹣“钻木取火”
B.电热毯中的电阻丝通电后温度升高
C.冬天,用热水袋取暖
D.巨大的陨石堕入大气层后变成流星
【分析】本题抓住改变物体内能有两种方式:做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功,做功实质是能量的转化,热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,有传导、对流和辐射三种方式。
【解答】解:A、钻木取火,属于做功改变物体的内能,不符合题意;
B、电热毯是把电能转化为了内能,属于用做功的方式改变物体的内能,不符合题意;
C、热水袋是通过热传递的方式使人暖和,符合题意;
D、陨石落入大气中成为流星发热发光,是机械能转化为内能,是用做功的方式改变物体的内能,不符合题意。
故选:C。
【点评】本题主要考查学生对:改变物体内能两种方法的理解和掌握,是中考的热点。
10.(3分)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑片置于变阻器的B端时,电压表的示数为6V,R1的功率为3.6W;当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数变化了2V.下列判断正确的是( )
A.电源电压为10V
B.R1的阻值为20Ω
C.滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω
D.滑片P在中点时,R1的电功率为6.4W
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压。
(1)当滑片置于变阻器的B端时,接入电路中的电阻最大,根据电压表的示数可知R2两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,利用P=UI=I2R表示出R1的功率;当滑片P置于变阻器的中点时,根据串联电路的电压特点结合电压表的示数变化求出此时R2两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出电路中的电流,再根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压。然后联立等式即可求出R1的阻值、R2的最大阻值以及电源的电压;
(2)滑片P在中点时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用P=UI=I2R求出R1的电功率。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压。
(1)当滑片置于变阻器的B端时,接入电路中的电阻最大,电压表的示数U2=6V,R1的功率P1=3.6W,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I==,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压:
U=I(R1+R2)=×(R1+R2)﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
R1的功率:
P1=I2R1=()2R1=3.6W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数变化了2V,
由串联电路的分压特点可知,此时电压表的示数U2′=6V﹣2V=4V,
此时电路中的电流:
I′===,
则电源的电压:
U=I′(R1+R2)=×(R1+R2)﹣﹣﹣﹣③
由①②③可得:R1=R2=10Ω,U=12V,故ABC错误;
(2)滑片P在中点时,电路中的电流:
I″===0.8A,
R1的电功率:
P1′=(I″)2R1=(0.8A)2×10Ω=6.4W,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,根据串联电路的分压特点判断出滑片位于中点时电压表的示数是关键。
二、多选题(共12分,每小题3分)
(多选)11.(3分)如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,以下说法错误的是( )
A.0﹣2秒物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.2﹣4秒物体做匀速直线运动
C.2﹣4秒物体受到的摩擦力是3N
D.4﹣6秒物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力
【分析】先由速度﹣时间图象判断物体的运动情况,然后根据物体的运动状态判断物体是否受平衡力作用;根据由F﹣t图象求出物体受到的拉力,然后由二力平衡的条件求出摩擦力的大小;
滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。
【解答】解:
A、由图象可知,0~2秒,物体没有推动,物体处于平衡状态,受到的摩擦力与推力是一对平衡力,大小相等,故A错误;
B、由v﹣t图象可知,2~4秒物体做加速直线运动,故B错误;
C、由v﹣t图象可知,在4s~6s物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由F﹣t图象可知在4s~6s可知拉力F=2N,由平衡条件可得滑动摩擦力f=F=2N;
由v﹣t图象可知,物体在2~4秒做匀加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力。而压力和接触面的粗糙程度都不变,物体受到的摩擦力仍是2N,故C错误;
D、由v﹣t图象可知,在4s~6s物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知,第4秒到第6秒,物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力,故D正确;
故选:ABC。
【点评】本题考查了学生的识图能力,并能将v﹣t图象和F﹣t图象相结合,判断出物体的运动状态,根据平衡状态由物体的平衡条件。
(多选)12.(3分)2022年2月6日,中国女足姑娘们在亚洲杯决赛中顽强拼搏,最终夺得亚洲杯冠军。如图所示,中国女足队员正在传球,踢出去的足球在空中飞行的过程中,会受到空气阻力的作用。则下列说法正确的是( )
A.踢出去的足球在空中上升过程中,它的机械能逐渐减小
B.踢出去的足球在空中上升到最高点时,它的机械能为0
C.踢出去的足球在空中下降过程中,它的机械能逐渐增大
D.空中运动的足球,若所受力都消失,它将做匀速直线运动
【分析】(1)因为足球在空中飞行的过程中,会受到空气阻力的作用,克服阻力做功使机械能部分转化为内能;
(2)足球在空中上升到最高点时,它的竖直方向的速度为零,但水平方向的速度不为零,由此分析它的机械能不为0;
(3)若运动的足球在空中受到的力都消失,它将保持原来的运动速度不变做匀速直线运动。
【解答】解:AB、足球在空中飞行的过程中,克服阻力做功使机械能减少,内能增加,故A正确,B错误;
C、足球在空中上升到最高点时,它的竖直方向的速度为零,但水平方向的速度不为零,它的机械能就不为0,故C错误;
D、空中运动的足球,若所受力都消失,将保持原来的速度做匀速直线运动,故D正确。
故选:AD。
【点评】本题考查力和运动的关系、机械能的概念及其转化等知识,属于基础题。
(多选)13.(3分)如图甲所示的电路,电源电压不变,L是额定电压为2.5V的小灯泡,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P在某两点间移动的过程中,电流表A与电压表V1的示数变化关系如图乙所示。当电流表示数为0.2A时,两电压表的示数相等。则关于小灯泡正常工作时,下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V
B.电流表的示数为0.25A
C.滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω
D.电路的总功率为0.75W
【分析】由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测小灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流;
据图乙可知,当电流表示数为0.2A时,电压表V1的示数为U1为1.5V,根据两电压表的示数相等和串联电路的电压特点求出电源电压;
由图乙可知当小灯泡正常工作时通过灯泡的电流,根据串联电路的电流规律可知通过滑动变阻器的电流;根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻,利用P=UI求得电路的总功率。
【解答】解:由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测小灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流;
由图乙可知,当电流表示数为0.2A时,电压表V1示数为1.5V,此时两电压表的示数相等,根据串联电路电压特点可知,电源电压为U=1.5V×2=3V,故A正确;
当小灯泡正常工作时,灯泡两端电压为U1=2.5V,由图乙可知,通过灯泡的电流为0.25A,根据串联电路电流特点可知通过电路的电流为0.25A,故B正确;
此时滑动变阻器两端的电压为U2=U﹣UL=3V﹣2.5V=0.5V,
根据欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的阻值为R===2Ω,故C错误;
电路的总功率P=UI=3V×0.25A=0.75W,故D正确。
故选:ABD。
【点评】本题考查了串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活应用,从图像中得到获取有用信息是解题的关键。
(多选)14.(3分)如图所示的四个装置可以用来研究有关物理现象或说明有关原理,下列表述正确的是( )
A.图(1)可用来研究电磁感应现象
B.图(2)可用来研究电磁感应现象
C.图(3)可用来说明发电机原理
D.图(4)可用来研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
【分析】(1)电流磁效应是指电流能产生磁场;
(2)电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线,电路中会产生感应电流;
(3)研究磁场对电流的作用要先给导体通电,再将其放入磁场中;
(4)比较电磁铁磁性强弱一般用不同的电磁铁来吸引大头针。
根据不同实验的特点,对照各图进行判断即可。
【解答】解:A、是演示电流的磁效应的实验装置,故A错误;
B、是研究电磁感应现象的实验装置,故B正确;
C、是演示磁场对电流作用的实验装置,是电动机的原理,故C错误;
D、移动滑动变阻器的滑片能改变电路中电流,通过观察同一电磁铁吸引大头针数量的多少还可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,故D正确。
故选:BD。
【点评】物理学是以观察和实验为主的实验学科,很多的物理知识都来源于实验,在学习中应重视实验的学习,要牢记一些重要实验装置图。
三、填空题(共16分,每空1分)
15.(2分)小明将学校实验室的秒表归零,测出了他从实验楼到教学楼的时间,秒表如图所示,则小明的运动时间为 307.5 s,他在水平地面上向前行走的过程中,小明的鞋底所受摩擦力的方向是 前 的(选填“前”或“后”)。
【分析】(1)秒表的中间的表盘代表分钟,周围的大表盘代表秒,秒表读数是两个表盘的示数之和;
(2)人鞋底受到的摩擦力是人前进的动力,从而判断出鞋底受到地面摩擦力的方向。
【解答】解(1)在秒表的小表盘上,分度值是0.5min,指针指在5和6之间,略偏过5min,没有过中线;大盘读小于30s的数,在大表盘上,分度值是0.1s,指针所指时间为7.5s;故秒表的读数为5min7.5s=307.5 s。
(2)人走路时向后蹬地,相对于地面有向后滑动的趋势,摩擦力阻碍物体的相对运动,所以人走路时,是因为地面给人鞋底的摩擦力向前。
故答案为:307.5;前。
【点评】本题考查秒表的读数和摩擦力的方向,关键是理解脚与地面的相对运动方向。
16.(2分)雄伟壮观的亭子口水电站大坝位于我县境内,水电站大坝修成上窄下宽的形状,是因为大坝上部受到水的压强 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)下部受到的压强,水下某处受到水的压强为3×105Pa,则该处的深度为 30 m。(g取10N/kg)
【分析】(1)利用液体内部压强的特点(液体的压强随深度的增加而增大)去分析解释;
(2)由液体压强公式p=ρgh的变形公式可以求出水的深度。
【解答】解:(1)因为液体的压强随深度的增加而增加,大坝上部受到水的压强小于下部受到的压强,所以大坝修成上窄下宽的形状,以便承受更大的水压;
(2)由p=ρgh可知,该处的深度为:
h===30m。
故答案为:小于;30。
【点评】本题考查液体压强大小的比较和液体压强公式的应用和计算,比较基础。
17.(2分)汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分,汽车多数采用汽油机作为发动机,如图是四冲程汽油机的工作循环示意图,汽油机一个工作循环正确的顺序是: 丁、甲、丙、乙 ,若汽油机飞轮的转速为3600r/min,则在1s内,汽油机对外做功的次数是 30 次。
【分析】(1)四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程,顺序依次为:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程;根据进气门、排气门的打开和关闭情况、活塞运动的方向确定冲程,并排序;
(2)汽油机的一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次。
【解答】解:(1)由图甲可知,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,为压缩冲程;
由图乙可知,进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,为排气冲程;
由图丙可知,进气门和排气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,为做功冲程;
由图丁可知,进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,为吸气冲程;
所以汽油机一个工作循环正确的顺序是:丁、甲、丙、乙;
(2)汽油机飞轮的转速为3600r/min=60r/s,即飞轮每秒转60圈,
由于汽油机的一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次,所以在1s内,汽油机对外做功的次数是30次。
故答案为:丁、甲、丙、乙;30。
【点评】本题考查对汽油机冲程的判断、排顺,热机的有关计算,难度不大。
18.(2分)如图所示是探究电磁铁磁性特点的电路图,闭合开关后,其电磁铁的A端是 S 极,当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时,电磁铁的磁性 变弱 (选填“变强”“变弱”或“不变”)。
【分析】根据安培定则判断通电螺线管的极性;
电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关:电流不变时,匝数越少,磁性越弱;匝数一定时,电流减小,磁性减弱。
【解答】解:(1)伸出右手握住螺线管,四指弯曲指示电流的方向,大拇指所指的方向即螺线管的B端为通电螺线管的N极,A端是S极;
(2)当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时,接入电路中的电阻变大,电流减小,所以电流表示数减小,当匝数一定时,电流减小,电磁铁的磁性减弱。
故答案为:S;变弱。
【点评】本题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素和根据安培定则判断通电螺线管的极性,有一定的综合性。
19.(2分)频率7Hz的声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土给人伤害,用这种 次声波 制成的武器不但威力巨大,而且可以传得很远;声呐可以用来探测海底深度、海中暗礁等,声呐是利用 超声波 的性质制成(选填“超声波”或“次声波”)。
【分析】人耳能听到的声音的频率范围是20~20000Hz,低于20Hz的叫次声波,高于20000Hz叫超声波。
【解答】解:低于20Hz的声波叫次声波,则7赫兹的声波属于次声波;
超声波具有方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能等特点。蝙蝠的回声定位就是利用了超声波,因此,受蝙蝠的启示,人们制成声呐,利用超声波来探测海底深度、海中暗礁等。
故答案为:次声波;超声波。
【点评】本题考查超声波与次声波的应用,是基础题。
20.(2分)额定功率为2×103W的家用电热水器,正常工作24min消耗的电能为 0.8 kW•h,若这些电能的70%被水完全吸收,则能使体积为6L、温度为25℃的水在一个标准大气压下升高 75 ℃[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
【分析】(1)知道功率P、时间t求电能公式:W=Pt;主要要单位统一,如果电能用kW•h,功率用KW,时间用h;如果电能用J,功率用W,时间用s;
(2)消耗的电能有70%被水吸收,从而可以求出吸收的热量Q=ηW;则水升高的温度,Δt=;
【解答】解:
(1)由题知,额定功率P=2×103W=2kW,t=24min=0.4h;
家用电热水器正常工作24min消耗的电能:W=Pt=2kW×0.4h=0.8kW•h=2.88×106J;
(2)由于电能的70%被水吸收,则水吸收的热量:
Q=ηW=70%×2.88×106J=2.016×106J;
水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×6×10﹣3m3=6kg;
由Q=cmΔt可知,水升高的温度:Δt===80℃。
由于在标准大气压下,水的沸点是100℃,且水在沸腾过程继续吸热,温度保持在沸点不变,
所以水最多升高的温度为Δt′=100℃﹣25℃=75℃<80℃;故水最多升高75℃。
故答案是:0.8;75。
【点评】该题考查了电能的计算,热量的计算,以及水的沸点等知识。学生容易忽略水的沸点而在第2空错填为80。
21.(2分)如图是电热饮水机电路原理图,已知R1=100Ω,R2=400Ω,当开关S1闭合S2断开时,饮水机处于状态 保温 (填“保温”或“加热”),饮水机的加热功率与保温功率之比为 5:1 。
【分析】分析开关闭合、断开时电路总电阻的大小关系,根据P=UI=比较功率的大小,进一步判断电路所处的工作状态;
饮水机处于加热状态时,电路为R1的简单电路,饮水机处于保温状态时,R1与R2串联,根据P=分别求出加热和保温时的功率,并进一步求出功率之比。
【解答】解:(1)只闭合开关S1,电阻R1和R2串联,电功率为,此时电功率较小,
闭合开关S1和S2,电路中只有电阻R1,电功率为,此时电功率较大,
可知,只闭合开关S1为保温挡,当开关S1和S2都闭合时为加热挡。
(2)饮水机的保温功率与加热功率之比为==;
故饮水机的加热功率与保温功率之比5:1。
故答案为:保温;5:1。
【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式的应用,分清饮水机处于不同状态时电路的连接方式是关键。
22.(2分)如图甲所示,小灯泡的额定电压是2.5V,开关闭合后,小灯泡正常发光,图乙是通过定值电阻R和小灯泡L的电流与电压的关系图象,当小灯泡正常发光时,电源电压为 3.5 V;通电10s定值电阻R产生的热量为 2 J。
【分析】由图像读出小灯泡的正常工作电流,根据串联电路的特点,得出通过定值电阻的电流,再由图像读出电阻两端的电压,根据串联电路的电压规律求出电源电压,根据Q=I2Rt=UIt计算出定值电阻通电10s产生的热量。
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R与小灯泡L串联。
由图像可知,在灯泡两端的电压为2.5V灯泡正常工作时,灯丝中通过的电流:IL=0.2A,
串联电路中电流处处相等,所以通过定值电阻的电流:IR=IL=0.2A,
由图像可知,此时定值电阻两端的电压:UR=1V,
则电源电压为:U=UL+UR=2.5V+1V=3.5V,
通电10s,定值电阻产生的热量:Q=Rt=URIRt=1V×0.2A×10s=2J。
故答案为:3.5;2。
【点评】本题考查从图像中获取信息,以及串联电路的特点应用和电热的计算,难度不大。
四、作图题(共6分,每小题3分)
23.(3分)如图所示,凸透镜的主光轴与平静水面重合,F为焦点,点光源S发出一束光,请画出在水面处的反射光线以及其经凸透镜后的光线。
【分析】先根据光的反射定律画出反射光线:过F点垂直于水面画出法线,在法线左侧根据反射角等于入射角画出反射光线;反射光线过焦点,再根据凸透镜的三条特殊光线画出经凸透镜后的折射光线。
【解答】解:过F点垂直于水面画出法线,在法线左侧根据反射角等于入射角画出反射光线,因反射光线过凸透镜的焦点,则经凸透镜后将平行于主光轴射出;如图所示:
【点评】本题综合考查了光的反射定律、凸透镜的三条特殊光线,综合性强,要细心,易错题!
24.(3分)用笔画线表示导线,将如图所示元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。
【分析】(1)家庭电路中,开关控制螺口灯泡时,火线首先进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接进在灯泡的螺旋套上;这样开关既能控制灯泡,又能在灯泡损坏时,断开开关,切断火线,更换灯泡时更安全。
(2)三孔插座的上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线;当有金属外壳的用电器接入三孔插座时,能使金属外壳接地,防止漏电时发生触电事故。
【解答】解:
螺口灯泡的连接方法:火线首先进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接进在灯泡的螺旋套上;
三孔插座的上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。如图所示:
【点评】在家庭电路中,安装各个元件时,不但要考虑各元件能正常工作,更要考虑使用的安全性。
五、实验题(25题7分,26题8分,共15分)
25.(7分)如图所示,光具座上依次安装蜡烛、凸透镜和光屏,探究凸透镜成像的规律。
(1)点燃蜡烛,调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的中心位于 同一高度 ;
(2)凸透镜位于50cm刻度线的位置,将烛焰移动到30cm刻度处时,移动光屏得到倒立、等大的实像,则凸透镜的焦距是 10.0 cm,光屏所处的位置是 70 cm刻度线处;
(3)将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动,要得到清晰的像,光屏应向 远离 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,光屏上的像会 变大 (选填“变大”或“变小”);
(4)凸透镜的位置不变,将烛焰移动到35cm刻度线的位置,移动光屏能得到的是倒立、 放大 的实像;应用此成像原理可制成 投影机 (选填“照相机”、“放大镜”或“投影机”)。
【分析】(1)为了使像成在光屏的中央,需调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的中心位于同一高度;
(2)当物距u=v=2f时成倒立等大的实像,据此求出焦距大小和像距;
(3)根据凸透镜成实像时物近像远像变大分析回答;
(4)当2f>u>f时,成倒立放大的实像,应用是投影机。
【解答】解:(1)为了使像成在光屏的中央,需调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的中心位于同一高度;
(2)当蜡烛放在光具座30cm处,移动光屏,光屏上得到倒立、等大的实像,说明蜡烛到透镜的距离为二倍焦距,凸透镜固定在50cm处,因此u=20.0cm=2f,则凸透镜的焦距f=10.0cm,此时光屏所处的位置是50cm+20cm=70cm;
(3)将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动,即物距减小,根据凸透镜成实像时物近像远像变大可知,要得到清晰的像,光屏应向远离凸透镜的方向移动,光屏上的像会变大;
(4)凸透镜的位置不变,将烛焰移动到35cm位置,蜡烛到透镜的距离为50cm﹣35cm=15cm,大于一倍焦距小于二倍焦距,成倒立放大的实像,应用是投影机。
故答案为:(1)同一高度;(2)10.0;70;(3)远离;变大;(4)放大;投影机。
【点评】此题主要考查了有关凸透镜成像的运用,凸透镜成像的三种情况,以及凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,在凸透镜成像习题中有广泛的应用,要熟练掌握。
26.(8分)现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干,在利用“伏安法”测量定值电阻Rx阻值的实验中:
(1)请你按图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 B (填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是 B 。
A.滑动变阻器断路
B.Rx断路
C.Rx短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为 0.3 A。它的阻值是 9 Ω。
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了 减小误差 。
(6)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得小灯泡的电阻相差比较大,原因可能是 灯丝的电阻随温度变化 。
【分析】(1)滑动变阻器下面的接线柱已经选择,上面接线柱选择哪一个都行;
(2)实验前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,根据滑动变阻器下端接线确定最大阻值端在哪一端;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片、电流表无示数,说明电路中有断路,电压表有示数,说明与电压表并联的用电器断路;
(4)电流表选择0∼0.6A的量程,分度值为0.02A,所以图丙电流值为0.3A,电压表测得Rx两端的电压为2.7V,根据求解;
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了减小误差;
(6)因为灯泡两端的电压升高时,灯泡亮度变亮,灯丝的温度升高,灯丝的电阻增大。
【解答】解:(1)滑动变阻器下面的接线柱已经选择,上面接线柱选择哪一个都行;
(2)实验前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,由于滑动变阻器是左下接线柱接入电路,其最大阻值端在最右端,即B端;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片、电流表无示数,说明电路中有断路,电压表有示数,电压表与电源是通路,由此可知电路故障可能是Rx断路,故选B;
(4)电流表选择0∼0.6A的量程,分度值为0.02A,所以图丙电流值为0.3A,电压表测得Rx两端的电压为2.7V,所以由解得,Rx=9Ω;
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了减小误差;
(6)因为灯泡两端的电压升高时,灯泡亮度变亮,灯丝的温度升高,灯丝的电阻增大
故答案为:(1)(2)B;(3)B;(4)0.3;9;(5)减小误差;(6)灯丝的电阻随温度变化。
【点评】考查用伏安法测电阻,注意电路中的滑动变阻器的作用:一是保护电路,连入电路中的电阻越大,电路中通过的电流就越小,不会因电流过大而烧坏电流表、电源和用电器;二是改变待测电阻两端的电压和通过的电流,从而得到多组数据,以便可以求平均值,达到减小误差的目的。
六、计算题(27题10分,28题11分,共21分)
27.(10分)如图所示,是某工作队修建苍溪百利大桥时用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1m,用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)物体M上升后,求还未露出水面时受到的浮力;
(2)物体M上表面在水面下4m时,求它的下表面受到水的压力;
(3)物体M上升后,未露出水面前,此滑轮组的机械效率是80%,求物体M的密度。
【分析】(1)根据阿基米德原理计算未露出水面时物体M受到的浮力。
(2)根据p=ρ液gh和p=计算物体M上表面受到水的压力;根据压力差法计算下表面物体M受到水的压力。
(3)根据机械效率的公式求得物体M的重力;根据G=mg和计算M的密度。
【解答】解:(1)没有露出水面前,物体M排开水的体积等于物体自身的体积,即:;
根据阿基米德原理,此时物体M受到的浮力为:1m3=1×104N。
(2)物体M上表面在水面下4m时受到水的压强为:=4×104Pa;
上表面受到水的压力为:;
假设下表面受到水的压力为F2;根据浮力产生的原因有:F浮=F2﹣F1,
物体M下表面受到的压力为:
。
(3)物体露出水面前,滑轮组下端的绳子受到的拉力为:F'=G﹣F浮;
该滑轮组的绳子的段数为n=3,根据机械效率的定义有:=,
解得:F'=3F×η=3×7500N×80%=18000N;
物体M的重力为:G=F'+F浮=18000N+10000N=28000N;
物体M的质量为:;
物体M的密度为:。
答:(1)物体M未露出水面时受到的浮力为1×104N;
(2)物体M下表面受到水的压力为5×104N;
(3)物体M的密度为2.8×103kg/m3。
【点评】会根据阿基米德原理和压力差法计算浮力;知道液体的压强公式和机械效率的公式并能进行计算;知道滑轮组的特点,
28.(11分)如图甲,电源电压恒定,灯泡L上标有“6V”字样,灯泡L的电流与两端电压的关系如图乙。滑动变阻器R1上标有“50Ω 1A”,定值电阻R2为20Ω,电流表量程为0~3A。当闭合开关S2,断开开关S1、S3时,灯泡L正常发光。
(1)求灯泡正常发光时的电阻和电源电压;
(2)当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为1.2W,求滑动变阻器10s内消耗的电能;
(3)当开关S1、S2、S3均闭合时,求电路允许消耗的最大功率。
【分析】(1)由图乙知,当灯泡两端的电压为6V时通过灯的电流,由欧姆定律计算灯泡L正常发光时的电阻;
根据电路图可知,闭合开关S2,断开开关S1、S3时,灯泡与R2串联,由于灯泡正常发光,据此可知电路中的电流和灯泡两端的电压,根据欧姆定律求出R2两端电压,再根据串联电路电压规律求出电源电压;
(2)当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,灯泡与变阻器R1串联,根据图象得出灯泡消耗的功率为1.2W时灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,然后根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据W=UIt求出滑动变阻器10s内消耗的电能;
(3)由电路图可知,当开关S1、S2、S3均闭合时,R1、R2并联,电流表测量干路电流;根据欧姆定律求出R2的电流,再根据电流表A的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流确定R1中的最大电流,然后求出干路的最大电流,根据P=UI求出电路消耗的最大电功率。
【解答】解:(1)由图乙知,当灯泡两端的电压为6V时,通过灯的电流为0.5A,由欧姆定律可得泡L正常发光时的电阻为:
RL===12Ω;
根据电路图可知,闭合开关S2,断开开关S1、S3时,灯泡与R2串联,电流表A测量电路电流;
因灯泡正常发光,所以电路中的电流:I=IL=0.5A,
由I=可得,定值电阻R2两端电压:U2=IR2=0.5A×20Ω=10V,
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电源电压:U=UL+U2=6V+10V=16V;
(2)当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,灯泡与变阻器R1串联,
根据图象可知:灯泡两端的电压为3V,通过灯泡的电流为0.4A时,灯泡消耗的功率为1.2W,
根据因串联电路中各处的电流相等,则电路中电流:I′=IL′=0.4A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压:
U1=U﹣UL′=16V﹣3V=13V,
滑动变阻器10s内消耗的电能:
W1=U1I′t=13V×0.4A×10s=52J;
(3)由电路图可知,当开关S1、S2、S3均闭合时,R1、R2并联,电流表测量干路电流;
通过R2的电流:I2===0.8A,
由于滑动变阻器R1上标有“50Ω 1A”,所以,当通过R1的最大电流:I1大=1A时,
干路电流:I=I1大+I2=1A+0.8A=1.8A<3A,
因电流表A的量程为0~3A,所以,干路电流最大为:I最大=I=1.8A,
则电路允许消耗的最大功率:P最大=UI最大=16V×1.8A=28.8W。
答:(1)灯泡正常工作时的电阻为12Ω;电源电压为16V;
(2)当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,调节变阻器的滑片P使灯泡消耗的功率为1.2W,滑动变阻器10s内消耗的电能为52J;
(3)当开关S1、S2、S3均闭合时,电路允许消耗的最大功率为28.8W。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确的判断电路的连接方式和电路的最小总功率是关键。
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