内容正文:
2024年安徽省无为市中考物理模拟试卷
一、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
1. 如图所示,这是一款疗伤喷雾,喷雾剂内的氯乙烷在常温下为气态。使用时,对准人的伤口处喷射,液态氯乙烷在皮肤表面迅速______(填物态变化名称)吸热,使人体受伤部位的温度降低,起到镇痛的作用。
2. 某电热水壶工作时的功率是1200W,请你从能量转化的角度说一说1200W表示的物理意义:____________________。
3. 大型运输机运—20对我国建设战略空军具有重要意义。运—20的巨大轰鸣声能将小鸟震晕,说明声音可以传递 ___________。设计师尝试通过改进运—20发动机结构,以实现从 ___________处减弱噪声。
4. 2024年春,省城合肥突降一场颗粒状的“雪”。气象学上把这种“雪”的物体叫做“霰(xiàn)”。霰的直径约在0.3~2.5毫米之间,它比较松散,硬度不如冰雹,落地常反跳,容易碎。“霰”的形成属于______(填写物态变化)。
5. 单位面积上受到的大气压力,就是大气压强。已知大气压强约为1.0×105Pa,则面积约为40cm2的手掌掌心上所受大气压力约为 ________N。
6. 中国北斗卫星系统已经全部覆盖,北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成,如图所示是我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射北斗系统第55颗导航卫星,火箭内的卫星相对于上升的火箭是______(选填“运动”或“静止”)的。
7. 冬天家人团聚时,爱吃火锅,光滑细嫩的冻豆腐是涮火锅的必备菜品,它经冷冻再解冻以后,会出现许多小孔,小孔产生的原因是豆腐里的水 ___________(选填“先凝固后汽化”“先汽化后凝华”或“先凝固后熔化”)而形成的。
8. 用量筒测量液体体积的实验中,小红发现同组的伙伴在读数时有如图几种方法,其中读出体积比真实值偏大的是方法______(选填“甲”“乙”或“丙”)。
9. 通电线圈相当于一匝通电螺线管,其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系可用右手螺旋定则判定。如图所示,将两个线圈挂在水平固定的光滑细杆上,给两个线圈通以图示方向的电流,则两个线圈将 ___________(选填“靠近”或“远离”)。
10. 如图所示,电源电压保持不变,小灯泡的阻值为12Ω,闭合开关,电流表甲、乙示数分别为0.6A、0.24A,则小灯泡的阻值为________Ω。
二、选择题(本大题共7小题,每小题2分,共14分)
11. 如图所示,这是小灯泡L和定值电阻R的电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A. 甲是R的I-U关系图像
B. R的阻值为0.1Ω
C. 将L和R并联在4V电源上,通过L的电流大于通过R的电流
D. 将L和R串联在4V的电源上,L两端的电压大于R两端的电压
12. 如图为某兴趣小组制作的“神奇转框”,转框的上部中央与电池正极相连,下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧,该转框可以绕电池及柱形物持续转动,图中所示的四个实验中,能说明该神奇转框工作原理的是( )
A. B.
C. D.
13. 在“测量串联电路的电压”实验中,小聪同学连接如图所示电路时,闭合开关后两个灯泡都不发光,电压表有示数,关于电路故障,下列判断正确的是( )
A. 灯泡L1短路 B. 灯泡L2短路
C. 灯泡L1开路 D. 灯泡L2开路
14. 科学研究是以实验为基础的,下列有关实验的说法正确的是( )
A. 甲图:该实验说明重力的方向是垂直向下的
B. 乙图:用黄豆和芝麻混合实验不能证明分子间有空隙
C. 丙图:通过该实验直接得出牛顿第一定律
D. 丁图:该实验说明浮力大小随物体浸没深度的增大而增大
15. 2024年1月17号,天舟七号货运飞船发射升空。关于货运飞船下列说法正确的是( )
A. 飞船船身采用是强度大密度大的复合材料
B. 飞船在地面发射升空其采用的燃料热值小
C. 飞船在太空中利用的太阳能属于不可再生能源
D. 飞船在太空中是通过电磁波与地面保持通信
16. 如图所示,小球由弧形轨道上的A点释放,到达左侧的最高点C,O点是小球运动的最低点,B点与C点等高,则( )
A. 小球在O点时动能最小
B. 小球从A点到C点的过程中,重力势能转化为动能
C. 小球在B点的机械能大于在C点的机械能
D. 小球在A、B、C三点的机械能相同
17. 小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的食用油。下列关于此实验装置的说法正确的是( )
A. 实验中液体吸热的多少是通过加热时间来反映的
B. 本实验也可以将两根电阻丝并联接入电路进行实验
C. 实验中导体产生的热量是通过温度计示数的变化来反映的
D. 只将甲乙两瓶中的液体换成质量和初温相同的不同液体,也可以比较不同液体比热容的大小
三、实验探究题(本大题共3小题,每题6分,共18分)
18. 某小组用图甲所示电路测量小灯泡的额定功率。电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1.5A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物电路连接完整______,要求滑动变阻器滑片向a端移动时小灯泡变暗;
(2)实验时,正确连接好电路后,闭合开关,______,直到电压表的示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W;
(3)实际测量时,电压表中也会有较小的电流通过,若考虑电压表分流的影响,那么实验中测出小灯泡的额定功率偏______(选填“大”或“小”)。
19. 实验小组用伏安法“测量小灯泡的电阻”,连接了如图甲的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路______(导线不得交叉);
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙,此时小灯泡电阻为______Ω;(结果保留一位小数)
(3)实验小组的同学又分别测出了2V和3V电压下小灯泡的电阻,然后用这三次电阻的平均值作为小灯泡正常发光时的电阻值。这种做法是否正确?______,理由是:______。
20. 某实验兴趣小组探究“电流与电压、电阻关系”,使用的实验器材有:电压恒为6V的学生电源、电流表、电压表、开关各一个;5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个、规格为“60Ω,3A”的滑动变阻器一个及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求:向右移动滑片时,电路中的电流变大,且导线不能交叉)______;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,用开关进行“试触”时,发现电流表指针发生偏转有示数,电压表指针不动示数为零,产生这一现象的原因可能是______;
(3)在探究“电流与电压的关系”时,通过实验得到多组实验数据,根据实验数据描点画出如图乙所示的图像,分析图像可得到的实验结论是:______。
四、计算题(本大题共3小题,每题6分,共18分)
21. 如图,电源电压恒为4.5V,灯泡L上标有“3V,1.5W”,滑动变阻器R2上标有“15Ω,1A”字样,定值电阻R1阻值为10Ω,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~3V,不计温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)灯泡正常工作时电阻为多大;
(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路最小总功率为多大;
(3)当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,在确保电路元件安全情况下,滑动变阻器R2的可调到的最大阻值。
22. 如图所示,一根质量分布均匀、粗细均匀的木棒,质量为1kg,长度为1m,竖直悬挂在转轴O处,在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到与竖直方向夹角为θ的位置(转轴处摩擦不计)。
(1)在图中画出拉力F的力臂;
(2)木棒从竖直位置,匀速拉开θ=60°的过程,用时10s,求:拉力F的功率。
23. 如图所示,已知重为10N的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的4/5(g取10N/kg).
(1)求木块所受到的浮力大小;
(2)若木块下表面所处的深度为0.2米,求木块下表面受到水的压强;
(3)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力.
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2024年安徽省无为市中考物理模拟试卷
一、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
1. 如图所示,这是一款疗伤喷雾,喷雾剂内的氯乙烷在常温下为气态。使用时,对准人的伤口处喷射,液态氯乙烷在皮肤表面迅速______(填物态变化名称)吸热,使人体受伤部位的温度降低,起到镇痛的作用。
【答案】汽化
【解析】
【详解】当液态的氯乙烷喷出遇到温度较高的皮肤时,会迅速汽化为气态;氯乙烷汽化时吸收大量的热量,会使人体受伤部位的温度降低。
2. 某电热水壶工作时的功率是1200W,请你从能量转化的角度说一说1200W表示的物理意义:____________________。
【答案】每一秒有1200J的电能转化为内能
【解析】
【详解】电热水壶工作时,将电能转化为内能。1200W表示:每一秒有1200J的电能转化为内能。
3. 大型运输机运—20对我国建设战略空军具有重要意义。运—20的巨大轰鸣声能将小鸟震晕,说明声音可以传递 ___________。设计师尝试通过改进运—20发动机结构,以实现从 ___________处减弱噪声。
【答案】 ①. 能量 ②. 声源
【解析】
【详解】[1]运—20的巨大轰鸣声能将小鸟震晕,小鸟是被巨大的能量震晕的,所以说明声音可以传递能量。
[2]运—20设计师通过改进发动机的结构,减弱噪声的产生,所以是从声源处减弱噪声。
4. 2024年春,省城合肥突降一场颗粒状的“雪”。气象学上把这种“雪”的物体叫做“霰(xiàn)”。霰的直径约在0.3~2.5毫米之间,它比较松散,硬度不如冰雹,落地常反跳,容易碎。“霰”的形成属于______(填写物态变化)。
【答案】凝华
【解析】
【详解】霰属于固态降雪中的一种,是高空中的水蒸气遇冷变成的小冰粒,是凝华现象。
5. 单位面积上受到的大气压力,就是大气压强。已知大气压强约为1.0×105Pa,则面积约为40cm2的手掌掌心上所受大气压力约为 ________N。
【答案】400
【解析】
【详解】大气压强约为1.0×105Pa,则面积约为40cm2的手掌掌心上所受大气压力
F=pS=1×105Pa×40×10-4m2=400N
6. 中国北斗卫星系统已经全部覆盖,北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成,如图所示是我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射北斗系统第55颗导航卫星,火箭内的卫星相对于上升的火箭是______(选填“运动”或“静止”)的。
【答案】静止
【解析】
【详解】在释放卫星入轨之前,相对于火箭,卫星的位置没有发生改变,因此卫星是静止的。
7. 冬天家人团聚时,爱吃火锅,光滑细嫩的冻豆腐是涮火锅的必备菜品,它经冷冻再解冻以后,会出现许多小孔,小孔产生的原因是豆腐里的水 ___________(选填“先凝固后汽化”“先汽化后凝华”或“先凝固后熔化”)而形成的。
【答案】先凝固后熔化
【解析】
【详解】豆腐中含有大量的水分,豆腐冷冻时这些水分就会凝固为小冰晶,同时体积变大,这些小冰晶将整块豆腐挤压成蜂窝形状;待豆腐解冻后,小冰晶熔化为水,就留下了很多小孔。
8. 用量筒测量液体体积的实验中,小红发现同组的伙伴在读数时有如图几种方法,其中读出体积比真实值偏大的是方法______(选填“甲”“乙”或“丙”)。
【答案】甲
【解析】
【详解】用量筒量取液体时,量筒要放平,读数时视线应与凹液面最低处相平;如果仰视液面,读数比实际偏小,若俯视液面,读数比实际偏大,故甲正确。
9. 通电线圈相当于一匝通电螺线管,其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系可用右手螺旋定则判定。如图所示,将两个线圈挂在水平固定的光滑细杆上,给两个线圈通以图示方向的电流,则两个线圈将 ___________(选填“靠近”或“远离”)。
【答案】远离
【解析】
【详解】由图知,两个线圈中的电流方向相反,用右手握住线圈,让四指指向线圈中电流的方向,则大拇指所指的那端就是线圈的N极,所以左侧线圈的右端为S极;右侧线圈的右端为N极,左端为S极,根据同名磁极相互排斥,两个线圈将远离。
10. 如图所示,电源电压保持不变,小灯泡的阻值为12Ω,闭合开关,电流表甲、乙示数分别为0.6A、0.24A,则小灯泡的阻值为________Ω。
【答案】18
【解析】
【详解】由图可知,两灯泡并联,电流表乙测量通过L2的电流,电流表甲测量干路电流,通过L1的电流为
根据并联电压规律及欧姆定律可知
小灯泡阻值为
二、选择题(本大题共7小题,每小题2分,共14分)
11. 如图所示,这是小灯泡L和定值电阻R的电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A. 甲是R的I-U关系图像
B. R的阻值为0.1Ω
C. 将L和R并联在4V的电源上,通过L的电流大于通过R的电流
D. 将L和R串联在4V的电源上,L两端的电压大于R两端的电压
【答案】C
【解析】
【详解】A.定值电阻的阻值不变,则通过其两端的电流与两端电压成正比,小灯泡的阻值会随温度的变化而改变。根据图像可知,甲是小灯泡的I-U关系图象,乙是定值电阻R的I-U关系图象,故A不符合题意;
B.根据图像可知,定值电阻R的阻值为
故B不符合题意;
C.将L和R并联在4V的电源上,由图像可知
,
通过L的电流大于通过R的电流,故C符合题意;
D.将L和R串联在4V的电源上,由串联电路电流特点可知,通过L和R的电流相同,由图像可知,当电流相同时,灯泡两端的电压小于R两端的电压,故D不符合题意。
故选C。
12. 如图为某兴趣小组制作的“神奇转框”,转框的上部中央与电池正极相连,下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧,该转框可以绕电池及柱形物持续转动,图中所示的四个实验中,能说明该神奇转框工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】在本实验中,铜线框之所以能够转动,是由于通电线框在磁场中受力,同电动机的原理相同;
A.图中由电源,是电动机的原理图,是根据通电导体在磁场中受到力的作用做成的,故A符合题意;
B.图中没有电源,是发电机的原理图,是根据电磁感应现象制成的,故B不符合题意;
C.是奥斯特实验,说明电流的周围存在磁场,故C不符合题意;
D.是电磁铁的原理图,是根据电流的磁效应制成的,故D不符合题意。
故选A。
13. 在“测量串联电路的电压”实验中,小聪同学连接如图所示电路时,闭合开关后两个灯泡都不发光,电压表有示数,关于电路故障,下列判断正确的是( )
A. 灯泡L1短路 B. 灯泡L2短路
C. 灯泡L1开路 D. 灯泡L2开路
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知,两灯串联,电压表测量L1两端的电压;
A.灯泡L1短路,电压表没有示数,灯泡L1不发光,L2发光,故A错误;
B.灯泡L2短路,电压表有示数,灯泡L2不发光,L1发光,故B错误;
C.闭合开关S后,L1、L2都不亮,电压表有示数,说明电压表两端能与电源两极连通,则灯泡L2是完好的,所以故障原因是灯泡L1开路,故C正确;
D.灯泡L2开路,电路断路,电压表没有示数,灯泡不亮,故D错误。
故选C。
14. 科学研究是以实验为基础的,下列有关实验的说法正确的是( )
A. 甲图:该实验说明重力的方向是垂直向下的
B. 乙图:用黄豆和芝麻混合实验不能证明分子间有空隙
C. 丙图:通过该实验直接得出牛顿第一定律
D. 丁图:该实验说明浮力大小随物体浸没深度的增大而增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.重力的方向竖直向下,所以悬挂静止的物体的细线沿竖直方向,故A错误;
B.黄豆与芝麻混合实际上是物质的形态、体积不同的表现,不像水与酒精混合后体积减小就能说明分子间有间隙,故B正确;
C.牛顿在总结伽利略等科学家研究成果的基础上,通过科学的推理总结出了牛顿第一定律,故C错误;
D.物体全部浸没在水中,液体密度和排开水的体积都不变,则浮力不变,弹簧测力计的示数不变,而物体浸没在水中的深度不同,得出浮力和浸没深度无关,故D错误;
故选B。
15. 2024年1月17号,天舟七号货运飞船发射升空。关于货运飞船下列说法正确的是( )
A. 飞船船身采用的是强度大密度大的复合材料
B. 飞船在地面发射升空其采用的燃料热值小
C. 飞船在太空中利用的太阳能属于不可再生能源
D. 飞船在太空中是通过电磁波与地面保持通信
【答案】D
【解析】
【详解】A.飞船要克服重力向上运动,所以飞船船身采用的是强度大密度小的复合材料,故A错误;
B.飞船在地面发射升空其采用的燃料热值大,燃烧等质量的燃料,能放出更多的热量,故B错误;
C.太阳能可以不断的从自然界中获取,所以飞船在太空中利用的太阳能属于可再生能源,故C错误;
D.电磁波的传播不需要介质且电磁波能传递信息,所以船在太空中是通过电磁波与地面保持通信,故D正确。
故选D。
16. 如图所示,小球由弧形轨道上的A点释放,到达左侧的最高点C,O点是小球运动的最低点,B点与C点等高,则( )
A. 小球在O点时动能最小
B. 小球从A点到C点的过程中,重力势能转化为动能
C. 小球在B点的机械能大于在C点的机械能
D. 小球在A、B、C三点的机械能相同
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知,弧形轨道上的A点比C点高,而小球由弧形轨道上的A点释放,只能到达左侧的最高点C,说明小球运动的过程中能量是不守恒的。
A.小球从A点到O点的过程中,重力势能转化为动能,小球在O点时重力势能最小,动能最大,故A不符合题意;
B.小球从A点到C点的过程中,先是重力势能转化为动能,后是动能转化为重力势能,故B不符合题意;
C.小球在B点时既具有动能又具有重力势能,小球在C点只具有重力势能,而B点与C点等高,所以,小球在B点的机械能大于在C点的机械能,故C符合题意;
D.由于小球运动的过程中与轨道摩擦,部分机械能转化成了内能,小球在A、B、C三点的机械能逐渐减小,三点处的机械能不相同,故D不符合题意。
故选C。
17. 小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的食用油。下列关于此实验装置的说法正确的是( )
A. 实验中液体吸热的多少是通过加热时间来反映的
B. 本实验也可以将两根电阻丝并联接入电路进行实验
C. 实验中导体产生的热量是通过温度计示数的变化来反映的
D. 只将甲乙两瓶中的液体换成质量和初温相同的不同液体,也可以比较不同液体比热容的大小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由Q=cmΔt可知,比热容和质量相同,物质吸热的多少与升高的温度有关,所以实验中液体吸热的多少是通过温度计的示数变化来反映的,故A错误;
B.实验中探究导体产生的热量与电阻大小的关系,控制电路中的电流相等,所以应该将两个电阻串联接入电路中进行实验,故B错误;
C.通电后电流通过电阻丝做功,产生热量被食用油吸收,使食用油的温度升高,通过观察温度计的示数变化来判断电流产生的热量的多少,故C正确;
D.探究“不同物质的吸热能力”的实验,应在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,并使甲、乙两烧瓶中电阻丝的阻值相同,则相同时间内两电阻丝上产生的热量相同,闭合开关一段时间,可以通过比较升高的温度,判断甲、乙两瓶内液体的比热容,实验装置中两个电阻丝的电阻大小不同,无法比较不同液体比热容的大小,故D错误。
故选C。
三、实验探究题(本大题共3小题,每题6分,共18分)
18. 某小组用图甲所示电路测量小灯泡的额定功率。电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1.5A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物电路连接完整______,要求滑动变阻器滑片向a端移动时小灯泡变暗;
(2)实验时,正确连接好电路后,闭合开关,______,直到电压表的示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W;
(3)实际测量时,电压表中也会有较小的电流通过,若考虑电压表分流的影响,那么实验中测出小灯泡的额定功率偏______(选填“大”或“小”)。
【答案】 ①. ②. 移动滑动变阻器的滑片 ③. 0.7 ④. 大
【解析】
【详解】(1)[1]要求滑动变阻器的滑片向a端移动时小灯泡变暗,即电流变小,电路中电阻变大,故应将滑动变阻器的右下方接线柱接入电路,电压表并联在灯泡两端,因电源为两节干电池,电源电压为3V,因此电压表应选择小量程,如图所示:
(2)[2][3]测小灯泡的额定功率,需要测出电灯泡两端电压为额定电压时,通过灯泡的电流。实验中通过移动滑动变阻器的滑片改变接入电路的电阻,改变电路中电流,从而改变灯泡两端电压。因此正确连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电压表的示数为2.5V,电路图中,电流表使用的小量程,分度值为0.02A,由图乙可知,电压表的示数为2.5V时,通过灯泡的电流为0.28A,则小灯泡的额定功率为
(3)[4]实验中,因电压表与灯泡并联,若电压表分流,则电流表测的是通过电压表和灯泡的总电流,会导致灯泡的额定电流测量值偏大,由可知,实验中测出小灯泡的额定功率偏大。
19. 实验小组用伏安法“测量小灯泡的电阻”,连接了如图甲的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请该导线上打“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路______(导线不得交叉);
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙,此时小灯泡的电阻为______Ω;(结果保留一位小数)
(3)实验小组的同学又分别测出了2V和3V电压下小灯泡的电阻,然后用这三次电阻的平均值作为小灯泡正常发光时的电阻值。这种做法是否正确?______,理由是:______。
【答案】 ①. ②. 9.6 ③. 不正确 ④. 小灯泡的电阻随温度的变化而变化
【解析】
【详解】(1)[1]如图,测量小灯泡电阻的实验中,电压表应接在灯泡两端,图中电压表接在灯泡与滑动变阻器两端,改正后的电路如图所示:
(2)[2]由图乙可知,电流表使用的小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A,则此时小灯泡的电阻为
(3)[3][4]小灯泡的电阻受温度影响,不是固定不变的。所以,正常发光时的电阻不能取平均值,这种做法是错误的。
20. 某实验兴趣小组探究“电流与电压、电阻的关系”,使用的实验器材有:电压恒为6V的学生电源、电流表、电压表、开关各一个;5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个、规格为“60Ω,3A”的滑动变阻器一个及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求:向右移动滑片时,电路中的电流变大,且导线不能交叉)______;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,用开关进行“试触”时,发现电流表指针发生偏转有示数,电压表指针不动示数为零,产生这一现象的原因可能是______;
(3)在探究“电流与电压的关系”时,通过实验得到多组实验数据,根据实验数据描点画出如图乙所示的图像,分析图像可得到的实验结论是:______。
【答案】 ①. ②. 定值电阻短路 ③. 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【解析】
【详解】(1)[1]探究“电流与电压、电阻的关系”,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻电压,电流表测量电路电流,向右移动滑片时,电路中的电流变大,说明此时变阻器接入电路中电阻变小,则变阻器的右下接线柱接入电路中,如图所示:
(2)[2]正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,用开关进行“试触”时,发现电流表指针发生偏转有示数,电压表指针不动示数为零,说明电路中有电流,而定值电阻两端的电压为0或者电压表开路、短路,则产生这一现象的原因可能是定值电阻短路或者电压表开路、短路。
(3)[3]由图像得,定值电阻的U-I图像是一条过原点的直线,说明当电阻不变时,电流与电压成正比。
四、计算题(本大题共3小题,每题6分,共18分)
21. 如图,电源电压恒为4.5V,灯泡L上标有“3V,1.5W”,滑动变阻器R2上标有“15Ω,1A”字样,定值电阻R1阻值为10Ω,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~3V,不计温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)灯泡正常工作时电阻多大;
(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路最小总功率为多大;
(3)当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器R2的可调到的最大阻值。
【答案】(1)6Ω;(2)3.375W;(3)12Ω
【解析】
【详解】解:(1)根据得,灯泡正常工作时电阻
(2)当开关 S、S1、S2闭合,S3 断开时,灯泡被短路,定值电阻 R1与滑动变阻器R2并联,当滑动变阻器R2的阻值最大为15Ω时,电路总电流最小,通过 R1的电流
通过滑动变阻器R2的电流
电路最小总功率
(3)当开关S、S3闭合,S1、S2 断开时,R1断路,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电压表测滑动变阻器R2两端电压,由得,灯泡的额定电流
电流表量程为0~3A ,滑动变阻器标有“15Ω,1A”,所以在确保电路元件安全的情况下
此时滑动变阻器 R2阻值最小,则电路最小总电阻
滑动变阻器R2最小阻值
因为电压表量程为 0~3V,滑动变阻器两端电压最大为
时,此时滑动变阻器阻值最大,此时电路中电流
滑动变阻器R2最大阻值
答:(1)灯泡正常工作时电阻为6Ω;
(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路最小总功率为3.375W;
(3)滑动变阻器R2的可调到的最大阻值是12Ω。
22. 如图所示,一根质量分布均匀、粗细均匀木棒,质量为1kg,长度为1m,竖直悬挂在转轴O处,在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到与竖直方向夹角为θ的位置(转轴处摩擦不计)。
(1)在图中画出拉力F的力臂;
(2)木棒从竖直位置,匀速拉开θ=60°的过程,用时10s,求:拉力F的功率。
【答案】(1) ;(2)0.25W
【解析】
【详解】解:(1)O为支点,沿力F的方向作出力的作用线,过O点作力F作用线的垂线段即力臂,如图所示:
(2)
如图所示,木棒从竖直位置,匀速拉开θ=60°的过程,重心从A点移动到B点,则重心向上移动的距离为
由于转轴处摩擦不计,所以拉力做的功等于克服重力做的功,所以拉力F所做的功为
W=Gh=mgh=1kg×10N/kg×=2.5J
则拉力F的功率为
答:(1)见解答图;
(2)拉力F的功率为0.25W。
23. 如图所示,已知重为10N的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的4/5(g取10N/kg).
(1)求木块所受到的浮力大小;
(2)若木块下表面所处的深度为0.2米,求木块下表面受到水的压强;
(3)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大压力.
【答案】(1)10N (2)2×103Pa (3)2.5N
【解析】
【详解】(1)因为木块是漂浮,浮力等于重力.F浮=G木=10N.
(2)根据液体压强公式p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa;
(3)根据阿基米德原理求出V排,
则木块的总体积
;
如果木全部浸没,受到的浮力F浮′=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×10-3m3=12.5N
全浸没时,受到的竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向下的压力,
因此要施加向下的压力F=12.5N-10N=2.5N。
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