2017年遂寧中考物理試卷答案解析及word文字版下載(難度系數點評)
一、單項選擇題(本題共10題,共30分,每小題3分;在每小題提供的四個選項中,只有一項符合題目的要求)
1.關于能源與可持續發展,下列認識正確的是( )
A.能量在轉化或轉移的過程中,總量不變
B.太陽能電池是將太陽能轉化為內能的裝置
C.天然氣是一種清潔能源,人類可以無盡地開發利用
D.核燃料是可再生能源
2.光給人類帶來了光明.下列關于光現象的描述中,錯誤的是( )
A.“潭清疑水淺”是由于光的折射產生的一種現象
B.三月桃花盛開,游人能觀賞到美麗的桃花,是光在桃花表面發生鏡面反射的結果
C.雨過天晴后,天空中出現彩虹是光的色散現象
3.夏季的清晨,站在涪江邊會看到江面上飄著淡淡的白霧,如圖所示,這些“白霧”的形成對應的物態變化是( )
A.液化B.汽化C.升華D.凝華
4.下列說法中正確的是( )
A.沿海地區晝夜溫差比內陸地區小,是由于水的比熱容比干泥土的比熱容小
B.汽車發動機工作時提供動力的是壓縮沖程
C.清潔掃除看到塵土飛揚,可以說明分子在不停地做無規則運動
D.液體在沸騰過程中,吸收熱量,內能增加,溫度保持沸點不變
5.如圖是滑雪運動員從山上滑下的情景,下列說法中正確的是( )
A.運動員下滑過程中,他受到的重力與滑雪板對他的支持力是一對衡力
B.運動員下滑過程中,若他受到的一切外力都消失,他將處于靜止狀態
C.運動員加速下滑過程中動能增大
D.運動員穿上滑雪板,增大了與雪地的接觸面積,從而增大了對雪地的壓強
6.如圖所示,作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F,將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B,在這個過程中,力F的大小將( )
A.不變B.變小C.變大D.先變大后變小
7.關于家庭電路及安全用電,下列說法正確的是( )
A.低于220V的電壓對人體都是安全的
B.家庭電路中,控制各個燈具的開關都應安裝在相線(火線)上
C.只有當人體接觸帶電體時才可能發生觸電事故
D.教室里一個開關可以同時控制三只日光燈,這三只日光燈一定是串聯
8.如圖,下列關于電磁現象的表述不正確的是( )
A.甲圖閉合開關,線圈轉動,說明磁場對電流有力的作用
B.B、乙圖給導線通電,導線附磁針發生偏轉,說明電流周圍存在磁場
C.丙圖閉合電路的部分導體ab在磁場中上下運動,靈敏電流計指針一定會偏轉
D.丁圖用橡膠棒接觸驗電器金屬球,金屬箔片張開,說明橡膠棒帶電
9.如圖,是市售的一種智能電壓力鍋,它的智能化主要體現在:當鍋內壓強過大或溫度過高時,發熱器R都會停止工作.壓強過大時開關S1自動斷開,溫度過高時開關S2自動斷開.下列四幅圖中,能正確表示這一智能化的是( )
A.B.C.D.
10.如圖所示的電路中,電源電壓保持8V不變,燈泡L標有“3W”字樣,滑動變阻器最大阻值為20Ω.開關S閉合后,調節滑動變阻器滑片P的位置使燈泡L恰好正常發光,此時電壓表示數為6V(不考慮燈絲的電阻受溫度的影響),則下列關于該電路的判斷正確的是( )
A.此時滑動變阻器連入電路的阻值為12Ω
B.若滑片P再向右移動,燈泡亮度會變亮
C.若滑片P再向右移動,電流表示數將減小,電壓表示數將增大
D.整個電路消耗的最小功率為2W
二、填空題
11.小麗用托盤天測物體質量,天衡時在右盤所加砝碼和在標尺上滑動游碼的情況如圖所示,則被測物體的質量為 g.
12.遂寧涪江河上修建了水利發電站,為了使過往船只能順利通過,在電站旁修建了船閘.船閘是利用 原理來工作的.
13.小明在站臺等候公共汽車.突然聽到同班同學小紅在叫他,但是他沒有看到小紅,他是根據聲音的 來判斷的,叫他的聲音是小紅聲帶 產生的;此時他看到一輛汽車疾馳向東而去,隨后路邊的落葉向路中飄去,如果以汽車為參照物,站臺在向 運動;落葉向路中飄去是由于汽車疾馳而過路中間的空氣流速加快.氣壓 (選填“變大”、變小”或“不變”),路邊的落葉才飄向路中.
14.為了監控取款機前的實時情況,銀行ATM自動取款機上方安裝有一攝像頭.攝像頭的工作原理相當于 透鏡成倒立、 的實像;當取款人逐漸靠取款機時,他所成的像會逐漸 (選填“變大”、“變小”或“不變”).
15.商場里有一種防滑拖鞋,其正面設計有凹凸不的花紋,這是通過增大腳與鞋之間的粗糙程度來增大 ;鞋底面有許多小吸盤,行走時吸盤被擠壓到地面后排出部分空氣,由于 的作用產生了更大的壓力.從而達到防滑的效果.
16.如圖甲所示,粗糙程度相同的水地面上放一重為5N,底面積為20cm2的物體A.用水拉力F作用于A物體,拉力F的大小與時間t的關系和A物體運動速度v與時間t的關系如圖乙所示.物體對水地面的壓強是 Pa,由圖象可知,物體受到的摩擦力是 N,3s~6s內物體受到的合力是 N,9s~12s物體做 運動,它能繼續運動的原因是由于 .
17.如圖是小宇家的電子式電能表.有一天他洗澡,關閉了家里其它用電器,只讓家里標有“2000W”的電熱淋浴器正常工作,發現電能表指示燈閃爍了6OOimp時.淋浴器內滿箱水溫從23℃升高到43℃,則消耗的電能是 kW•h,通電時間是 6 min;如果水吸收的這些熱由完全然燒0.021m3的天然氣提供
(q天然氣=4.0×107J/m3C水=4.2×103J/(kg•℃)不計熱量的損失);水箱內水的質量是 kg;水箱內水內能的改變是通過 實現的;在用電吹風吹干頭發時,發現吹熱風比吹冷風更容易讓頭發變干,這是由于 .
18.用如圖所示的滑輪組,將重為16N的物體以0.2m/s的速度勻速提升,滑輪組的機械效率為80%,若不計繩重及摩擦,拉力F為 N,拉力的功率為 W,動滑輪的重力為 N.
19.如圖所示電路,燈泡L1、L2、L3分別標有“6V3W”、“6V3.6W”、“10V5W”字樣(不考慮溫度對燈絲電阻的影響).
(1)只閉合開關S1時,要使其中一只燈泡正常發光,另一只不燒壞,電源最大電壓是 V,通電1min燈泡L2產生的熱量是 J.
(2)如果電源電壓為2.4V,要使電流表示數最大,則應閉合開關 ,電流表示數為 A.
三、作圖題與實驗探究題(共27分)
20.請根據要求作圖
(1)作出小球擺動到如圖1所示位置時受到的重力和拉力的示意圖.
(2)如圖2所示,凸透鏡的主光軸剛好與水面相,F是凸透鏡的焦點,一束與水面行的光入射到凸透鏡上,請你作出經凸透鏡折射后進入水中光線的大致位置.
(3)如圖3所示,請根據小磁針靜止時的指向,標出通電螺線管的N,S極,磁感線方向以及電源的正、負極.
21.小聰學習了固體壓強后,愛動腦筋的他想探究液體內部是否有壓強,液體內部壓強究竟有哪些特點,小聰進行了大膽猜想:
猜想1:液體內部可能有壓強
猜想2:液體內部的壓強大小可能與方向有關
猜想3:液體內部的壓強大小可能與液體深度有關
猜想4:液體內部的壓強大小可能與液體的密度有關
…
為了驗證以上猜想是否正確,小聰在老師的幫助下找來了一些實驗器材,設計并完成了實驗探究.請你完成下列問題:(1)實驗前,要通過調試,使壓強計U型管兩邊的液面 ,小聰在調試時發現,用手指不論是輕壓還是重壓探頭的橡皮膜時,U型管兩邊液面幾乎沒有變化.如圖所示,說明該壓強計 (選填“漏氣”或“不漏氣”).(2)為了驗證猜想1,小聰把探頭放入水中,再觀察壓強計U型管兩邊液面是否有 來判斷探頭處是否受到水的壓強.
(3)在驗證其余猜想的過程中,小聰收集到如下表中的數據,根據表中的數據:
序號液體深度h(mm)壓強計
橡皮膜方向液面高度差(mm)
1水20.0朝上18.5
2朝下18.5
3朝左18.5
4朝右18.5
540.0朝上36.8
660.0朝上54.6
7酒精60.0朝上43.5
①比較序號1、2、3、4的數據,可得出的結論是 在同一深度,液體向各個方向的壓強相等 .
②為了驗證猜想3,小聰完成的實驗操作應該是表中序號為 1(或2、3)5、6 的實驗.
③比較序號6、7兩組數據,可得出液體的壓強與液體 種類 有關.
(4)小聰在實驗中主要用到的研究方法有轉換法和 控制變量 法.
22.小華同學為了探究“電流與電阻的關系”,設計了如圖甲的實驗電路,她在學校實驗室找來了如下一些實驗器材:電壓恒為3V的電源,電流表、電壓表各一只,一個開關,阻值分別為10Ω,20Ω,50Ω的定值電阻各一個,滑動變阻器上標有“20Ω1A”字樣,導線若干.
(1)請你用筆畫線代替導線,將圖乙中的實物連接完整.
(2)在連接實驗電路時,小華應將開關處于 狀態.閉合開關前,應將滑動變阻器滑片滑到最 端(選填“左”或“右”).
(3)小華連接好電路,閉合開關后,移動滑變阻器滑片時,發現電流表指針正常偏轉,電壓表示數為零,則發生這種故障的原因可能是.
(4)故障排除后,小華先把10Ω的電阻接入電路,移動滑變阻器滑片,使電壓表示數為2V,讀出電流表示數后,斷開開關,她直接拆下10Ω的電阻,改換成阻值為20Ω的電阻繼續做實驗,閉合開關,電壓表示數如圖丙所示,其示數是 V,要完成這次實驗,接下來她應將變阻器滑片向 端(選填“左”或“右”)移動,使電壓表的示數為 V.
(5)當小華改用50Ω的電阻繼續實驗時,發現無論怎樣移動滑動變阻器滑片,都無法使電壓表示數達到實驗要求的值,你認為“電壓表的示數無法達到實驗要求的值”的原因可能是( )
A.滑動變阻器的阻值太大B.電壓表量程選小了
C.滑動變阻器的阻值太小D.滑動變阻器燒壞了
(6)小華解決了上述問題后,完成了實驗.利用收集到的多組數據.作出了如圖丁所示的電流I隨電阻R變化的關系圖象.分析圖象得出了電流與電阻的關系是 .
四、計算題(共15分)
23.如圖,底面積為100cm2的圓柱形容器內裝有足夠多的水,在水面上有一體積為4.5×10?4m3的冰塊,冰塊內含有質量為60g的物體,冰塊有的體積露出水面.(ρ冰=0.9×103kg/m3g=10N/kg)求:
(1)冰塊受到的浮力;
(2)物體的密度;
(3)當冰塊全部熔化后,容器底部受到水的壓強變化量是多少?
24.如圖所示,電源電壓恒為20V.燈泡L上標有“12V6W”字樣,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~15V.當滑動變阻器R的滑片P在B點,且RAB=R時,只閉合S和S1,燈泡L恰好正常發光.當只閉合S和S2,滑動變阻器R的滑片P分別在中點O和B點時,電壓表示數之比UAO:UAB=3:2.(不考慮溫度對燈絲電阻的影響)求:
(1)滑動變阻器R的最大電阻值;
(2)當滑動變阻器R的滑片P在中點O時,只閉合S和S1,電壓表的示數是多少?
(3)當只閉合S和S2,在保證電路安全的情況下,電阻R0消耗電功率最小時,滑動變阻器R消耗的電功率是多少?
四川省遂寧市中考物理試卷
參考答案與解析
一、單項選擇題(本題共10題,共30分,每小題3分;在每小題提供的四個選項中,只有一項符合題目的要求)
1.關于能源與可持續發展,下列認識正確的是( )
A.能量在轉化或轉移的過程中,總量不變
B.太陽能電池是將太陽能轉化為內能的裝置
C.天然氣是一種清潔能源,人類可以無盡地開發利用
D.核燃料是可再生能源
【分析】(1)能量守恒定律:能既不會消滅,也不會創生,它只會從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉移到另一個物體上,在轉移和轉化過程中,能的總量保持不變;
(2)太陽能電池可將太陽能轉化為電能;
(3)天然氣屬化石能源的范疇,是不可再生的;
(4)核燃料是地球上的儲量是有限的.
【解答】解:A、根據能量守恒定律可知,能量在轉化或轉移的過程中,總量是不變的,故A正確;
B、太陽能電池是將太陽能轉化為電能的裝置,而不是轉化為內能,故B錯誤;
C、天然氣是一種化石能源,在地球上的儲量是有限的,人類不可能無盡地開發利用,故C錯誤;
D、核燃料是地球上的儲量是有限的,屬不可再生能源,故D錯誤.
故選A.
【點評】本題主要考查了對能量守恒觀點的認識,以及對太陽能、天然氣、核能等常見能源的特點的了解,屬基礎知識的考查.
2.光給人類帶來了光明.下列關于光現象的描述中,錯誤的是( )
A.“潭清疑水淺”是由于光的折射產生的一種現象
B.三月桃花盛開,游人能觀賞到美麗的桃花,是光在桃花表面發生鏡面反射的結果
C.雨過天晴后,天空中出現彩虹是光的色散現象
D.人們常說的“天狗吃月”這一現象是由于光的直線傳播形成的
【分析】(1)當光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向的會偏折,發生折射現象,如:看水里的魚比實際位置淺、彩虹等;
(2)表面光滑的反射是鏡面反射,它可以把行光沿特定的方向反射出去,如果人眼接收到反射光感覺很強;
表面粗糙的反射是漫反射,它可以把行光向各個方向反射出去,人在各個角度都能接收到反射光線,而且接收的反射光不太強;
(3)光的折射現象.由物體發出的光透過不同介質時,會發生折射,使光路發生改變,因此我們看到的是物體的虛像;
(4)在日常生活中,激光準直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一種均勻介質中是沿直線傳播的.
【解答】解:A、“潭清疑水淺”是由于光的折射產生的一種現象,故A正確;
B、三月桃花盛開,游人能觀賞到美麗的桃花,是光在桃花表面發生漫反射的結果,故B錯誤;
C、雨過天晴時,常在天空出現彩虹,這是太陽光通過懸浮在空氣中細小的水珠折射而成的,白光經水珠折射以后,分成各種彩色光,這種現象叫做光的色散現象.故C正確;
D、天狗吃月,即為月食現象,是光沿直線傳播形成的,故D正確.
故選B.
【點評】光的直線傳播是光在同一均勻介質中的傳播,光的反射是光照射到物體表面又返回的現象,光的折射是由于光從一種介質斜射入另一種介質或在不均勻介質中傳播時,傳播方向發生變化的現象.它們之間有本質的區別,要注意區分.
3.夏季的清晨,站在涪江邊會看到江面上飄著淡淡的白霧,如圖所示,這些“白霧”的形成對應的物態變化是( )
A.液化B.汽化C.升華D.凝華
【分析】液化使物質由氣態變為液態,淡淡的白霧是液態的小水珠.
【解答】解:淡淡的白霧是液化現象,因為河水蒸發產生大量的水蒸氣,水蒸氣遇到冷空氣后液化成小水珠,形成白霧.
故選A.
【點評】對于常見的物理現象,涉及到的物態變化可以對比記憶,例如雨、雪、霧、雹等的形成過程.
4.下列說法中正確的是( )
A.沿海地區晝夜溫差比內陸地區小,是由于水的比熱容比干泥土的比熱容小
B.汽車發動機工作時提供動力的是壓縮沖程
C.清潔掃除看到塵土飛揚,可以說明分子在不停地做無規則運動
D.液體在沸騰過程中,吸收熱量,內能增加,溫度保持沸點不變
【分析】(1)水的比熱容較大,同樣受熱或冷卻的情況下,吸收或放出相同熱量,但水的溫度變化比干泥土等小.
(2)汽車發動機的做功沖程中將內能轉化為機械能,為汽車提供動力;
(3)分子是極小的粒子,是肉眼觀察不到的;
(4)液體在沸騰過程中,吸收熱量,內能增加,溫度不變.
【解答】解:A、沿海地區晝夜溫差比內陸地區小,是由于水的比熱容比干泥土的比熱容大,同樣受熱或冷卻的情況下,吸收或放出相同熱量,水的溫度變化較小,故A錯誤;
B、汽車發動機工作時提供動力的是做功沖程,這一沖程中,將內能轉化為機械能,為汽車提供動力,故B錯誤;
C、清潔掃除看到塵土飛揚,是固體小顆粒的運動,不能說明分子在不停地做無規則運動,故C錯誤;
D、根據液體沸騰的特點可知,液體在沸騰過程中,吸收熱量,內能增加,溫度保持沸點不變,故D正確.
故選D.
【點評】本題綜合考查了水的比熱容的特點的理解,熱機的沖程的應用,分子熱運動的辨別,以及沸騰特點的認識等,綜合性強,但都是基礎知識.
5.如圖是滑雪運動員從山上滑下的情景,下列說法中正確的是( )
A.運動員下滑過程中,他受到的重力與滑雪板對他的支持力是一對衡力
B.運動員下滑過程中,若他受到的一切外力都消失,他將處于靜止狀態
C.運動員加速下滑過程中動能增大
D.運動員穿上滑雪板,增大了與雪地的接觸面積,從而增大了對雪地的壓強
【分析】(1)衡力的條件:大小相等、方向相反、作用在同一個物體上,作用在同一條直線上.
(2)一切物體在不受外力作用時,總保持靜止或勻速直線運動狀態.
(3)動能大小的影響因素:質量、速度.質量越大,速度越大,動能越大.
(4)減小壓強的方法:是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強;是在受力面積一定時,通過減小壓力來減小壓強.
【解答】解:
A、運動員下滑過程中,他受到的重力與滑雪板對他的支持力不作用在同一條直線上,大小也不相等,不是衡力.故A錯誤;
B、運動員下滑過程中,若一切外力都消失,它將做勻速直線運動,故B錯誤;
C、運動員加速下滑過程中,質量不變,速度變大,所以動能增大,故C正確;
D、運動員穿上滑雪板,對雪地的壓力不變,因增大了與雪地的接觸面積,從而減小了對雪地的壓強;故D錯誤.
故選C.
【點評】本題考查了動能、牛頓第一定律、摩擦力和重力的認識和理解,是一道綜合性較強的題目,但總體難度不大,關鍵是掌握這些基礎知識.
6.如圖所示,作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F,將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B,在這個過程中,力F的大小將( )
A.不變B.變小C.變大D.先變大后變小
【分析】解答此題,首先要判斷杠桿的五要素中,有哪些要素發生了變化,然后再利用杠桿的衡條件進行分析.
【解答】解:在杠桿緩慢由A到B的過程中,動力臂OA的長度沒有變化,阻力G的大小沒有變化,而阻力臂L卻逐漸增大;
由杠桿的衡條件知:F•OA=G•L,當OA、G不變時,L越大,那么F越大;
因此拉力F在這個過程中逐漸變大.
故選C.
【點評】在分析杠桿的動態衡時,一般是動中取靜,依據杠桿的衡條件進行分析,最后得到結論.
7.關于家庭電路及安全用電,下列說法正確的是( )
A.低于220V的電壓對人體都是安全的
B.家庭電路中,控制各個燈具的開關都應安裝在相線(火線)上
C.只有當人體接觸帶電體時才可能發生觸電事故
D.教室里一個開關可以同時控制三只日光燈,這三只日光燈一定是串聯
【分析】根據對安全電壓的了解,家庭電路連接特點和認識,以及對觸電的類型的認識,可對選項中的描述逐一做出判斷.
【解答】解:A、經驗表明,只有不高于36V的電壓,對人體才是安全的,故A錯誤;
B、家庭電路中,控制各個燈具的開關都應安裝在相線(火線)上,這樣在斷開開關時,用電器才不會帶電,更安全,故B正確;
C、人接觸低壓帶電體時,可能會觸電,而靠高壓帶電體時,也可能會觸電,故C錯誤;
D、教室里一個開關可以同時控制三只日光燈,這三只日光燈都可以在額定電壓下工作,一只損壞,不影響其它的燈工作,所以是并聯的,故D錯誤.
故選B.
【點評】本題考查了家庭電路及安全用電中的一些基本常識,是我們應該熟知的,同時也有一定的現實意義,必須掌握.
8.如圖,下列關于電磁現象的表述不正確的是( )
A.甲圖閉合開關,線圈轉動,說明磁場對電流有力的作用
B.B、乙圖給導線通電,導線附磁針發生偏轉,說明電流周圍存在磁場
C.丙圖閉合電路的部分導體ab在磁場中上下運動,靈敏電流計指針一定會偏轉
D.丁圖用橡膠棒接觸驗電器金屬球,金屬箔片張開,說明橡膠棒帶電
【分析】(1)據試驗表明,通電導線在磁場中受力的作用;
(2)奧斯特首先發現了電流的周圍存在磁場;
(3)閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,導體中會產生感應電流;
(4)驗電器是利用同種電荷相斥的原理制成的.
【解答】解:
A、當閉合開關后,線圈轉動,說明磁場對電流有力的作用,故A正確;
B、給導線通電,導線附的磁針發生偏轉,說明電流周圍存在磁場,故B正確;
C、閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,導體中會產生感應電流,導體ab在磁場中上下運動,不能產生感應電流,靈敏電流計指針不會偏轉,故C錯誤;
D、同種電荷相互排斥,用橡膠棒接觸驗電器的金屬球,金屬箔片張開,說明橡膠棒電,故D正確.
故選C.
【點評】本題考查了電流的磁效應、產生感應電流的條件、驗電器的原理、通電導線周圍有磁場,知識點較多.
9.如圖,是市售的一種智能電壓力鍋,它的智能化主要體現在:當鍋內壓強過大或溫度過高時,發熱器R都會停止工作.壓強過大時開關S1自動斷開,溫度過高時開關S2自動斷開.下列四幅圖中,能正確表示這一智能化的是( )
A.B.C.D.
【分析】由題意可知,當自動電壓力鍋壓強過大或溫度過高時,發熱器都會停止工作說明過壓開關和過熱開關相互影響、不能獨立工作即為串聯.
【解答】解:由題意可知,當溫度過高時,過熱開關斷開,電熱絲不能工作;當鍋內壓強過大時,過壓開關斷開,電熱絲不能工作;即兩個開關不能獨立工作,即為串聯,結合選項可知B符合題意,ACD均不符合題意.
故選B.
【點評】根據題意得出兩個開關的連接方式是解決本題的關鍵.
10.如圖所示的電路中,電源電壓保持8V不變,燈泡L標有“3W”字樣,滑動變阻器最大阻值為20Ω.開關S閉合后,調節滑動變阻器滑片P的位置使燈泡L恰好正常發光,此時電壓表示數為6V(不考慮燈絲的電阻受溫度的影響),則下列關于該電路的判斷正確的是( )
A.此時滑動變阻器連入電路的阻值為12Ω
B.若滑片P再向右移動,燈泡亮度會變亮
C.若滑片P再向右移動,電流表示數將減小,電壓表示數將增大
D.整個電路消耗的最小功率為2W
【分析】根據電路圖可知,開關S閉合后,燈泡與滑動變阻器串聯,電流表測量電路電流,電壓表測量燈泡兩端電壓;
(1)先根據燈泡的額定電壓和額定功率以及P=UI求出電路電流,然后根據串聯電路電壓的規律以及歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值;
(2)根據滑片移動的方向確定滑動變阻器接入電路的阻值,根據歐姆定律可知電流表和電壓表示數的變化,根據P=UI可知燈泡實際功率的變化,即燈泡亮度的變化;
(3)先根據P=的應用求出燈絲的阻值,然后根據歐姆定律求出電路最小電流,最后根據P=UI求出整個電路消耗的最小功率.
【解答】解:A、因為電壓表測量燈泡兩端電壓,并且燈泡正常發光時電壓表示數為6V,因此燈泡的額定電壓為6V;
由P=UI可知,燈泡正常發光時,電路電流:IL===0.5A;
由串聯電路電壓規律和歐姆定律可知,此時滑動變阻器連入電路的阻值:R===4Ω,故A錯誤;
BC、當滑片P再向右移動時,滑動變阻器接入電路的阻值變大,即電路的總電阻變大,由歐姆定律可知,電路電流減小,即電流表示數減小;
由U=IR可知,燈泡兩端電壓變小,即電壓表示數變小,故C錯誤;
由P=UI可知,燈泡的實際功率變小,因此燈泡亮度會變暗,故B錯誤;
D、由P=可知,燈絲的阻值:RL===12Ω,
由歐姆定律可知,當滑動變阻器接入電路的阻值最大時,電路電流最小,即I最小===0.25A;
整個電路消耗的最小功率:P=UI最小=8V×0.25A=2W,故D正確.
故選D.
【點評】本題考查了串聯電路的特點、歐姆定律以及功率計算公式的靈活應用,關鍵是根據滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小,還要注意燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等.
二、填空題
11.小麗用托盤天測物體質量,天衡時在右盤所加砝碼和在標尺上滑動游碼的情況如圖所示,則被測物體的質量為 58.2 g.
【分析】物體的質量等于砝碼質量加游碼在標尺上所對的刻度值.
【解答】解:由圖知,標尺的分度值為0.2g,物體的質量m=50g+5g+3.2g=58.2g.
故答案為:58.2.
【點評】此題主要考查了天的讀數問題,讀數時一定要注意標尺的分度值.
12.遂寧涪江河上修建了水利發電站,為了使過往船只能順利通過,在電站旁修建了船閘.船閘是利用 連通器 原理來工作的.
【分析】上端開口、下部相連通的容器叫連通器,連通器中的液體不流動時,各容器中的液面高度總是相的.
【解答】解:船閘是由閘室和上、下游閘門以及上、下游閥門組成.
若船要從上游駛向下游,先打開上游閥門,使閘室和上游構成連通器,水相后,打開上游閘門,船駛入閘室;然后打開下游閥門,使下游和閘室構成連通器,閘室和下游水位相時,打開下游閘門,船駛入下游.
故答案為:連通器.
【點評】此題考查連通器的應用,難度不大,是一道基礎題.
13.小明在站臺等候公共汽車.突然聽到同班同學小紅在叫他,但是他沒有看到小紅,他是根據聲音的 音色 來判斷的,叫他的聲音是小紅聲帶 振動 產生的;此時他看到一輛汽車疾馳向東而去,隨后路邊的落葉向路中飄去,如果以汽車為參照物,站臺在向 西 運動;落葉向路中飄去是由于汽車疾馳而過路中間的空氣流速加快.氣壓 變小 (選填“變大”、變小”或“不變”),路邊的落葉才飄向路中.
【分析】結合以下知識可對題干中的問題做出解答:
①聲音的特性包括音調、響度和音色,其中音色是我們辨別不同發聲體的主要依據;
②聲音是由物體的振動產生的;
③判斷物體的運動與靜止時,要看物體相對于參照物的位置如何變化;
④流體流速越快的位置,壓強越小,據此判斷.
【解答】解:(1)不同發聲體發出聲音的音色不同,能辨別出是小紅的聲音,是根據聲音的音色來判斷的;
(2)小紅叫他的聲音是聲帶的振動產生的;
(3)汽車疾馳向東而去,若以汽車為參照物,站臺的位置是遠離汽車,所以是向西運動;
(4)流體流速越快的位置,壓強越小,因此,落葉向路中飄去是由于汽車疾馳而過路中間的空氣流速加快,氣壓變小造成的.
故答案為:音色;振動;西;變小.
【點評】本題以生活中常見的現象為內容,綜合考查了聲音的特性、聲音的產生、運動與靜止的判斷、流體壓強與流速關系的應用等,體現了物理的無處不在.
14.為了監控取款機前的實時情況,銀行ATM自動取款機上方安裝有一攝像頭.攝像頭的工作原理相當于 凸 透鏡成倒立、 縮小 的實像;當取款人逐漸靠取款機時,他所成的像會逐漸 變大 (選填“變大”、“變小”或“不變”).
【分析】(1)攝像頭是利用凸透鏡成像的規律制成的,攝像頭的鏡頭是一個凸透鏡.
(2)掌握凸透鏡成像的三種情況及其應用之一.U>2f,成倒立、縮小的實像,應用于照相機和攝像機.凸透鏡成實像時,物像遠像變大.
【解答】解:攝像頭相當于一個凸透鏡,其成像的原理是:當物距大于二倍焦距時,凸透鏡成倒立、縮小的實像.
當取款人逐漸靠取款機時,物距變小,像距變大,所以他所成的像會逐漸變大.
故答案為:凸;縮小;變大.
【點評】凸透鏡的成像在實際生活中的應用非常廣泛,很多光學器材都是利用凸透鏡制成的:如幻燈機,投影儀、放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等.只不過是物距與焦距的關系不同,而出現了不同的像.
15.商場里有一種防滑拖鞋,其正面設計有凹凸不的花紋,這是通過增大腳與鞋之間的粗糙程度來增大 摩擦 ;鞋底面有許多小吸盤,行走時吸盤被擠壓到地面后排出部分空氣,由于 大氣壓 的作用產生了更大的壓力.從而達到防滑的效果.
【分析】(1)滑動摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關,壓力越大,接觸面粗糙,滑動摩擦力越大.
(2)吸盤是利用大氣壓的作用工作的.
【解答】解:
(1)防滑拖鞋,其正面有凹凸不的花紋,這樣在壓力一定的情況下,增大了接觸面的粗糙程度,從而增大了腳與鞋之間的摩擦;
(2)鞋底面有許多小吸盤,行走時將吸盤內的空氣擠壓出來以后,在大氣壓的作用下,吸盤被擠壓到地面上,起到了防滑的作用.
故答案為:摩擦;大氣壓.
【點評】本題考查了增大摩擦的方法和大氣壓的應用,摩擦力在日常生活中無處不在,這些摩擦力有些是對我們有利的,我們要想辦法來增大,有害的我們要想辦法減小.
16.如圖甲所示,粗糙程度相同的水地面上放一重為5N,底面積為20cm2的物體A.用水拉力F作用于A物體,拉力F的大小與時間t的關系和A物體運動速度v與時間t的關系如圖乙所示.物體對水地面的壓強是 2.5×103 Pa,由圖象可知,物體受到的摩擦力是 6 N,3s~6s內物體受到的合力是 3 N,9s~12s物體做 勻減速直線 運動,它能繼續運動的原因是由于 慣性 .
【分析】①物體對水地面的壓力等于其重力,又知受力面積,利用p=可求對水地面的壓強;
②物體靜止或做勻速直線運動時,受到衡力的作用;
③兩個力的方向相反時,合力大小等于兩分力之差,合力方向同較大的力的方向相同;
④根據圖示分析9s~12s物體的運動狀態;物體保持原來運動狀態不變的性質叫慣性.
【解答】解:①物體對水地面的壓力:F=G=5N,
對水地面的壓強:p===2.5×103Pa;
②由圖乙可知,物體在6?9s做勻速直線運動,受到的拉力是6N,所以,物體受到的摩擦力是6N;
③由圖乙可知,3s~6s內物體做加速運動,在水方向上受到拉力和摩擦力的作用,拉力的大小為F拉=9N,
因為滑動摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關,木塊對地面的壓力和接觸面的粗糙程度不變,所以此時的摩擦力不變,為f=6N,
則受到的合力F合=F拉?f=9N?6N=3N.
④由圖乙可知,9s~12s拉力為0,物體的速度隨著逐漸變小,此時物體做勻減速直線運動;
它能繼續運動的原因是由于物體具有慣性,仍要保持原來的運動狀態.
故答案為:2.5×103;6;3;勻減速直線;慣性.
【點評】v?t圖象、F?t圖象相結合,判斷出物體各段運動狀態,根據衡狀態中二力衡找出力的大小是本題的關鍵所在.
17.如圖是小宇家的電子式電能表.有一天他洗澡,關閉了家里其它用電器,只讓家里標有“2000W”的電熱淋浴器正常工作,發現電能表指示燈閃爍了6OOimp時.淋浴器內滿箱水溫從23℃升高到43℃,則消耗的電能是 0.2 kW•h,通電時間是 6 min;如果水吸收的這些熱由完全然燒0.021m3的天然氣提供
(q天然氣=4.0×107J/m3C水=4.2×103J/(kg•℃)不計熱量的損失);水箱內水的質量是 17.14 kg;水箱內水內能的改變是通過 熱傳遞 實現的;在用電吹風吹干頭發時,發現吹熱風比吹冷風更容易讓頭發變干,這是由于 熱風的溫度比冷風溫度高 .
【分析】3000imp/kW•h表示的是電路中每消耗1kW•h的電能,電能表指示燈閃爍3000次,或者表示電能表指示燈每閃爍1次,電路中消耗kW•h的電能,求出指示燈閃爍300次電路中消耗的電能;根據W=Pt的變形即可求出通過時間;根據W=Q吸=cm△t求出水的質量;
改變內能的方式有熱傳遞和做功;
影響蒸發的因素有:溫度、液體的表面積以及液體表面上方的空氣流動.
【解答】解:3000imp/kW•h表示電能表指示燈每閃爍1次,電路中消耗kW•h的電能,
指示燈閃爍600次,電路消耗電能為:W=600×kW•h=0.2kW•h;
由W=Pt可知,通電時間:t===0.1h=6min;
由W=Q吸=cm△t可知,水的質量:m==≈17.14kg;
水箱內水內能的改變是通過熱傳遞方式實現的;
在用電吹風吹干頭發時,是由于水的蒸發過程,而熱風的溫度比冷風溫度高,因此吹熱風比吹冷風更容易讓頭發變干.
故答案為:0.2;6;17.14;熱傳遞;熱風的溫度比冷風溫度高.
【點評】本題綜合考查了電能表的參數的理解與電能的求法、熱量的計算,功率計算公式的應用,以及改變內能的兩種方式和影響蒸發快慢的因素燈,這是電學和熱學的綜合類型題,一定要熟練掌握.
18.用如圖所示的滑輪組,將重為16N的物體以0.2m/s的速度勻速提升,滑輪組的機械效率為80%,若不計繩重及摩擦,拉力F為 10 N,拉力的功率為 4 W,動滑輪的重力為 4 N.
【分析】(1)由圖知承擔物重的繩子股數n=2,則拉力端移動的距離s=2h,利用η====求拉力大小;
(2)n=2,拉力端移動的速度等于物體升高速度的2倍,利用P=Fv求拉力做功功率;
(3)不計繩重及摩擦,拉力F=(G+G輪),據此求動滑輪重力.
【解答】解:
(1)由圖知,n=2,則拉力端移動的距離s=2h,
滑輪組的機械效率η====,
則拉力F===10N,
(2)拉力端移動的速度v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s,
拉力做功功率P=Fv=10N×0.4m/s=4W;
(3)不計繩重及摩擦,拉力F=(G+G輪),
動滑輪重力:
G輪=2F?G=2×10N?16N=4N.
故答案為:10;4;4.
【點評】本題考查了使用滑輪組拉力、功率、動滑輪重力的計算,利用好兩個關系式:一是功率推導公式P=Fv,二是不計繩重及摩擦,拉力F=(G+G輪).
19.如圖所示電路,燈泡L1、L2、L3分別標有“6V3W”、“6V3.6W”、“10V5W”字樣(不考慮溫度對燈絲電阻的影響).
(1)只閉合開關S1時,要使其中一只燈泡正常發光,另一只不燒壞,電源最大電壓是 11 V,通電1min燈泡L2產生的熱量是 150 J.
(2)如果電源電壓為2.4V,要使電流表示數最大,則應閉合開關 S1、S2、S3 ,電流表示數為 0.32 A.
【分析】(1)只閉合開關S1時,燈泡L1、L2串聯連接;
已知燈泡的額定電壓和額定功率,根據P=UI的變形公式分別求出額定電流,根據串聯電流規律可知,能正常發光的只能是額定電流較小的那一個,根據P=求出燈泡L1、L2的阻值,最后根據歐姆定律的應用求出電源電壓;
根據Q=I2Rt即可求出通電1min燈泡L2產生的熱量;
(2)根據歐姆定律可知,要使電流表示數最大,則電路中的總電阻最小;由串并聯電路中電阻的規律可知,當燈泡并聯時,電路中的總電阻較小,因此當S1、S2、S3都閉合時,燈泡L1、L3并聯,電路總電阻最小;
先根據P=求出燈泡L3的阻值,然后根據并聯電路電阻規律求出總電阻,再由歐姆定律求出電路電流,即電流表的示數.
【解答】解:(1)由P=UI可得,IL1===0.5A;
IL2===0.6A;
要使其中一只燈泡正常發光,另一只不燒壞,則電路中的電流為0.5A;
由P=可得:R1===12Ω;
R2===10Ω;
由I=可知,電源電壓:U=IR總=0.5A×(12Ω+10Ω)=11V;
通電1min燈泡L2產生的熱量:Q=I2R2t=(0.5A)2×10Ω×60s=150J;
(2)根據歐姆定律可知,要使電流表示數最大,則電路中的總電阻最小;由串并聯電路中電阻的規律可知,當燈泡并聯時,電路中的總電阻較小,因此當S1、S2、S3都閉合時,燈泡L1、L3并聯,電路總電阻最小,電流表示數最大;
由P=可得:R3===20Ω;
并聯電路中的總電阻:R===7.5Ω;
電流表的示數:I′===0.32A.
故答案為:(1)11;150;(2)S1、S2、S3;0.32A.
【點評】本題是電學的綜合計算題目,考查了有關歐姆定律和電功率公式的應用,關鍵熟練掌握歐姆定律,搞清串并聯電路電流、電壓以及電阻的特點.
三、作圖題與實驗探究題(共27分)
20.請根據要求作圖
(1)作出小球擺動到如圖1所示位置時受到的重力和拉力的示意圖.
(2)如圖2所示,凸透鏡的主光軸剛好與水面相,F是凸透鏡的焦點,一束與水面行的光入射到凸透鏡上,請你作出經凸透鏡折射后進入水中光線的大致位置.
(3)如圖3所示,請根據小磁針靜止時的指向,標出通電螺線管的N,S極,磁感線方向以及電源的正、負極.
【分析】(1)重力是物體由于受到地球的吸引而產生的力,方向豎直向下,作用在物體的重心上;
繩子的拉力作用在小球上,方向沿繩子向上.
(2)由圖示可知,入射光線行于主光軸,根據入射光線的特點,可以畫出對應的折射光線.
光由水中斜射入空氣中時,發生折射,折射光線和入射光線分居法線兩側,分居在兩種介質中,折射角大于入射角.
(3)根據小磁針的N極,根據磁場間的作用規律,可以確定螺線管的NS極;
根據磁感線方向的特點,可以確定磁感線的方向;
利用螺線管的NS極,結合線圈繞向,利用安培定則可以確定螺線管中的電流方向,進而可以確定電源的正負極.
【解答】解:(1)拉力和重力都在小球的球心上,過球心作豎直向下的重力和沿繩子斜向上的拉力.如圖所示:
(2)行于主光軸的入射光線經過凸透鏡折射后,折射光線過焦點;再過焦點作法線,并根據折射角小于入射角畫出從空氣到水中的折射光線,如圖所示:
(3)小磁針的右端為N極,自由靜止時靠螺線管的左端,所以螺線管的左端為S極,右端為N極,在磁體的周圍,磁感線從磁體的N極流出回到S極,所以磁感線的方向是向左的.
利用螺線管的右端為N極和線圈的繞向,根據安培定則可以確定電流從螺線管的右端流入左端流出,從而可以確定電源的右端為正極,左端為負極.
答案如下圖所示:
【點評】(1)畫力的示意圖的一般步驟為:一畫簡圖二定點,三畫線,四畫尖,五把力的符號標尖邊.按照這個作圖步驟,很容易能夠畫出指定力的示意圖.
(2)關于凸透鏡作圖,記住三條特殊光線:行于主光軸的入射光線,折射光線過焦點;過光心的入射光線,折射光線傳播方向不變;過焦點的入射光線,折射光線行于主光軸.
(3)安培定則涉及三個方向:磁場方向;電流方向;線圈繞向.告訴其中的兩個方向可以確定第三個方向.此題中的磁場方向是通過小磁針的磁極告訴的.
21.小聰學習了固體壓強后,愛動腦筋的他想探究液體內部是否有壓強,液體內部壓強究竟有哪些特點,小聰進行了大膽猜想:
猜想1:液體內部可能有壓強
猜想2:液體內部的壓強大小可能與方向有關
猜想3:液體內部的壓強大小可能與液體深度有關
猜想4:液體內部的壓強大小可能與液體的密度有關
…
為了驗證以上猜想是否正確,小聰在老師的幫助下找來了一些實驗器材,設計并完成了實驗探究.請你完成下列問題:(1)實驗前,要通過調試,使壓強計U型管兩邊的液面 相 ,小聰在調試時發現,用手指不論是輕壓還是重壓探頭的橡皮膜時,U型管兩邊液面幾乎沒有變化.如圖所示,說明該壓強計 漏氣 (選填“漏氣”或“不漏氣”).(2)為了驗證猜想1,小聰把探頭放入水中,再觀察壓強計U型管兩邊液面是否有 高度差 來判斷探頭處是否受到水的壓強.
(3)在驗證其余猜想的過程中,小聰收集到如下表中的數據,根據表中的數據:
序號液體深度h(mm)壓強計
橡皮膜方向液面高度差(mm)
1水20.0朝上18.5
2朝下18.5
3朝左18.5
4朝右18.5
540.0朝上36.8
660.0朝上54.6
7酒精60.0朝上43.5
①比較序號1、2、3、4的數據,可得出的結論是 在同一深度,液體向各個方向的壓強相等 .
②為了驗證猜想3,小聰完成的實驗操作應該是表中序號為 1(或2、3)5、6 的實驗.
③比較序號6、7兩組數據,可得出液體的壓強與液體 種類 有關.
(4)小聰在實驗中主要用到的研究方法有轉換法和 控制變量 法.
【分析】(1)液體壓強計就是利用U形管中液面的高度差來體現壓強的,壓強越大,U形管液面高度差越大;
壓強計測量液體壓強時,就是通過橡皮膜來感知壓強的,通過橡膠管中氣體壓強的變化來改變U形管中液面高度差的,若液體壓強計漏氣,U形管中的液面就不會變化;
(2)掌握轉換法在實驗中的應用:實驗中通過U型管中液面的高度差來判斷液體壓強的大小;
(3)①同種液體、深度相同,不同的是方向,液面差相等即壓強相等;
②猜想3:液體內部的壓強大小可能與液體深度有關,根據控制變量的,液體種類相同,深度不同;
③比較序號6、7兩組數據液體種類不同,深度相同,由此可得出結論;
(4)物理學中對于多因素(多變量)的問題,常常采用控制因素(變量)的方法,把多因素的問題變成多個單因素的問題;每一次只改變其中的某一個因素,而控制其余幾個因素不變,從而研究被改變的這個因素對事物影響,分別加以研究,最后再綜合解決,這種方法叫控制變量法.
【解答】解:(1)實驗前要正確安裝壓強計,調節好的壓強計放在空氣中時,橡皮膜不受液體的壓強,因此U形管兩邊的液面應該相;
若壓強計的氣密性很差,用手指不論輕壓還是重壓橡皮膜時,就會有漏氣現象,因此U形管兩邊液柱的高度差變化小;
(2)把壓強計的金屬盒浸入液體中,U形管兩邊出現高度差,說明液體內部有壓強,因此小聰通過觀察壓強計U型管兩邊液面是否有高度差來判斷探頭處是否受到水的壓強.
(3)①同種液體、深度相同,不同的是方向,液面差相等即壓強相等,說明在同一深度,液體向各個方向的壓強相等;
②根據猜想3:液體內部的壓強大小可能與液體深度有關可知,控制液體種類相同,深度不同,即小聰完成的實驗操作應該是表中序號為1(或2、3)5、6的實驗;
③比較序號6、7兩組數據可知,液體種類不同,深度相同,液體的壓強不同,由此可得:液體的壓強與液體種類有關;
(4)由實驗過程可知,小聰在實驗中主要用到的研究方法有轉換法和控制變量法.
故答案為:(1)相;漏氣;(2)高度差;(3)①在同一深度,液體向各個方向的壓強相等;②1(或2、3)5、6;③種類;(4)控制變量.
【點評】這是一道綜合實驗題,此題的難點是液體壓強計的有關知識,我們要了解壓強計的原理,知道液體壓強計的操作要求等.
22.小華同學為了探究“電流與電阻的關系”,設計了如圖甲的實驗電路,她在學校實驗室找來了如下一些實驗器材:電壓恒為3V的電源,電流表、電壓表各一只,一個開關,阻值分別為10Ω,20Ω,50Ω的定值電阻各一個,滑動變阻器上標有“20Ω1A”字樣,導線若干.
(1)請你用筆畫線代替導線,將圖乙中的實物連接完整.
(2)在連接實驗電路時,小華應將開關處于 斷開 狀態.閉合開關前,應將滑動變阻器滑片滑到最 右 端(選填“左”或“右”).
(3)小華連接好電路,閉合開關后,移動滑變阻器滑片時,發現電流表指針正常偏轉,電壓表示數為零,則發生這種故障的原因可能是 R處發生短路 .
(4)故障排除后,小華先把10Ω的電阻接入電路,移動滑變阻器滑片,使電壓表示數為2V,讀出電流表示數后,斷開開關,她直接拆下10Ω的電阻,改換成阻值為20Ω的電阻繼續做實驗,閉合開關,電壓表示數如圖丙所示,其示數是 2.4 V,要完成這次實驗,接下來她應將變阻器滑片向 右 端(選填“左”或“右”)移動,使電壓表的示數為 2 V.
(5)當小華改用50Ω的電阻繼續實驗時,發現無論怎樣移動滑動變阻器滑片,都無法使電壓表示數達到實驗要求的值,你認為“電壓表的示數無法達到實驗要求的值”的原因可能是( )
A.滑動變阻器的阻值太大B.電壓表量程選小了
C.滑動變阻器的阻值太小D.滑動變阻器燒壞了
(6)小華解決了上述問題后,完成了實驗.利用收集到的多組數據.作出了如圖丁所示的電流I隨電阻R變化的關系圖象.分析圖象得出了電流與電阻的關系是 電壓一定時,導體中的電流與電阻成反比 .
【分析】(1)分析圖甲所示電路結構,明確各電路元件的連接方式,然后連接實物電路圖.
(2)連接電路時,開關需處于斷開狀態;閉合開關前將滑動變阻器的滑片達到最大阻值處,是為了讓電路中有較大的電阻,防止電路中電流過大而燒壞用電器.
(3)電流表指針發生明顯偏轉說明電路是通路,電壓表無示數說明電壓表被短路,據此進行解答;
(4)根據串分壓的知識,定值電阻的阻值變大,兩端電壓變大,要保持其兩端電壓不變,應減小變阻器的阻值;
(5)根據滑動變阻器的最大阻值與定值電阻阻值間的關系,由串聯電路的分壓原理分析電壓表不能達到要求的原因.
(6)分析圖丙中圖象,曲線上每一點對應的電流和電阻的乘積相等,說明電壓一定時,導體中的電流與電阻成反比.
【解答】解:(1)由圖甲所示電路圖可知,定值電阻R與滑動變阻器串聯,電壓表與定值電阻并聯,電流表串聯在電路中,根據電路圖連接實物電路圖,如圖所示.
(2)在連接電路時開關應處于斷開狀態,這是為了防止電路中有短路的地方而導致損壞用電器;
通常在使用前應將電阻值調至最大阻值處的右端;
(3)如果R發生短路,電路是通路,電流表有示數,電壓表指針不偏轉,故發生這種故障的原因可能是R處發生短路;
(4)由圖可知,電壓表所選量程為0~3V,根據指針位置可知,其示數是2.4V,
拆下阻值為10Ω的電阻改換成阻值為2OΩ的電阻.閉合開關,電壓表的示數會變大,應增大滑動變阻器的阻值,則應將變阻器滑片向右移動,使電壓表的示數不變為2V;
(5)若滑動變阻器燒壞了,當把滑動變阻器阻值全部接入電路時,滑動變阻器分得的電壓為O,則不能使電阻兩端達到要求的值,故選D;
(6)分析圖丙圖象,曲線上每點對應的電流和電阻的乘積都等于2.5V,說明電壓一直保持在2.5V,此時導體中的電流與電阻成反比.
故答案為:(1)見上圖;(2)斷開;右;(3)R處發生短路;(4)2.4;右;2;(5)D;(6)電壓一定時,導體中的電流與電阻成反比.
【點評】本題考查了連接實物電路圖、實驗數據處理、實驗操作分析、實驗操作改進等問題,實驗操作分析及實驗改進措施是本題的難點,要根據串聯電路的分壓原理認真分析,然后提出改進措施.
四、計算題(共15分)
23.如圖,底面積為100cm2的圓柱形容器內裝有足夠多的水,在水面上有一體積為4.5×10?4m3的冰塊,冰塊內含有質量為60g的物體,冰塊有的體積露出水面.(ρ冰=0.9×103kg/m3g=10N/kg)求:
(1)冰塊受到的浮力;
(2)物體的密度;
(3)當冰塊全部熔化后,容器底部受到水的壓強變化量是多少?
【分析】(1)求出冰塊排開水的體積,利用阿基米德原理求受到的浮力;
(2)因為冰塊漂浮,利用漂浮條件求冰塊重力,設冰的體積為V冰,物體的體積為V物,根據體積關系和重力關系列方程組求出物體的體積,再利用密度公式求物體的密度;
(3)由于冰化成水后,質量不變,所以化成水的體積與排開水的體積相等,水面不變;水面變化是因為物體從冰中到水中引起的.
冰塊漂浮時,F浮=G冰+G物;物體在水中的浮力為G冰+ρ水V物g,可求浮力變化量,利用阿基米德原理求排開水的體積變化量,利用V=Sh求水面上升的高度△h,再利用液體壓強公式求容器底部壓強的變化量.
【解答】解:
(1)冰塊排開水的體積:
V排=(1?)×4.5×10?4m3=4.2×10?4m3,
受到的浮力:
F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×4.2×10?4m3×10N/kg=4.2N;
(2)因為冰塊漂浮,所以冰塊重力G=F浮=4.2N,
設冰的體積為V冰,物體的體積為V物,
,
即:
解得:
V冰=4×10?4m3,V物=5×10?5m3,
物體的密度:
ρ物===1.2×103kg/m3;
(3)由于冰化成水后,質量不變,所以化成水的體積與排開水的體積相等,水面不變;水面變化是因為物體從冰中到水中引起的.
冰塊漂浮時,F浮=G冰+G物,
假設將物體取出后投入水中,此時物體和冰塊受到的浮力F浮′=G冰+ρ水V物g,
浮力變化量:
△F浮=F浮?F浮′
=G冰+G物?G冰?ρ水V物g
=G物?ρ水V物g
=0.06kg×10N/kg?1.0×103kg/m3×5×10?5m3×10N/kg
=0.1N,
排開水的體積變化量:
△V排===1×10?5m3,
水面上升的高度△h===1×10?3m,
容器底部壓強的變化量:
△p=ρ水ρ△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10?3m=10Pa.
答:(1)冰塊受到的浮力為4.2N;
(2)物體的密度為1.2×103kg/m3;
(3)當冰塊全部熔化后,容器底部受到水的壓強變化量是10Pa.
【點評】本題為力學綜合題,考查了浮力、液體壓強、密度、重力的計算,難點在第三問,求出排開水的體積變化量是關鍵.
24.如圖所示,電源電壓恒為20V.燈泡L上標有“12V6W”字樣,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~15V.當滑動變阻器R的滑片P在B點,且RAB=R時,只閉合S和S1,燈泡L恰好正常發光.當只閉合S和S2,滑動變阻器R的滑片P分別在中點O和B點時,電壓表示數之比UAO:UAB=3:2.(不考慮溫度對燈絲電阻的影響)求:
(1)滑動變阻器R的最大電阻值;
(2)當滑動變阻器R的滑片P在中點O時,只閉合S和S1,電壓表的示數是多少?
(3)當只閉合S和S2,在保證電路安全的情況下,電阻R0消耗電功率最小時,滑動變阻器R消耗的電功率是多少?
【分析】(1)只閉合S和S1,滑動變阻器與燈泡串聯;先根據燈泡的銘牌和P=UI的應用求出電路電流,然后根據歐姆定律的應用求出滑動變阻器接入電路的阻值,進一步求出滑動變阻器的最大阻值;
(2)只閉合S和S1,滑動變阻器與燈泡串聯,電壓表測量滑動變阻器兩端電壓;先根據P=求出燈絲的阻值,然后根據歐姆定律求出電路電流,并進一步求出滑動變阻器兩端電壓,即電壓表的示數;
(3)當只閉合S和S2,R0與滑動變阻器串聯,電壓表測量滑動變阻器兩端電壓;先根據滑動變阻器R的滑片P分別在中點O和B點時,電壓表示數之比UAO:UAB=3:2求出R0的阻值,然后根據歐姆定律求出滑動變阻器全部接入電路時的電流以及滑動變阻器兩端電壓,并結合電壓表的量程和歐姆定律確定電路最小電流,最后根據P=求出滑動變阻器R消耗的電功率.
【解答】解:(1)只閉合S和S1,滑動變阻器與燈泡串聯;
當燈泡正常發光時,由P=UI可知,電路電流:IL===0.5A;
由串聯電路電壓規律和歐姆定律可知,滑動變阻器接入電路的阻值:RAB===16Ω;
因為RAB=R,所以R=5RAB=5×16Ω=80Ω;
(2)只閉合S和S1,滑動變阻器與燈泡串聯,電壓表測量滑動變阻器兩端電壓;
由P=可知,燈絲的阻值:RL===24
Ω;
此時電路中的電流:I===0.3125A;
由歐姆定律可知,電壓表的示數:UAB=IRAB=0.3125A××80Ω=12.5V;
(3)當只閉合S和S2,R0與滑動變阻器串聯,電壓表測量滑動變阻器兩端電壓;
當滑片在B點時,電壓表的示數:UAB=×RAB=××80Ω=????①
當滑片在O點時,電壓表的示數:UAO=×RAO=××80Ω=????②
因為UAO:UAB=3:2,所以:=3:2
解之:R0=20Ω;
當滑動變阻器接入電路阻值最大時,電路電流最小,則最小電流:I最小===0.2A,
此時電壓表示數:UR=I最小×R=0.2A×80Ω=16V>15V,因此當電壓表示數為15V時,電路電流最小,此時R0消耗的功率最小;
故電阻R0消耗電功率最小時,滑動變阻器R消耗的電功率:P===2.8125W.
答:(1)滑動變阻器R的最大電阻值為80Ω;
(2)當滑動變阻器R的滑片P在中點O時,只閉合S和S1,電壓表的示數是12.5V;
(3)當只閉合S和S2,在保證電路安全的情況下,電阻R0消耗電功率最小時,滑動變阻器R消耗的電功率是2.8125W.
【點評】本題考查了串聯電路的特點以及歐姆定律、電功率公式的靈活應用,關鍵是知道燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等以及利用電壓表示數之比求出定值電阻的阻值.
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