精品解析：2024年上海市彭浦第三中学中考二模物理试题

上海市彭浦第三中学2023-2024学期九下中考模拟卷3 考生注意：本卷满分70分，考试时间：40分钟 一、选择题（共12分） 1. 原子核中带正电的粒子是 ( ) A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 原子 2. 下列实例或现象中，利用水的比热容比较大这一特性的是（　　） A. 木块能漂浮在水面上 B. 汽车发动机用水做冷却剂 C. 化学实验中用排水法集气 D. 满装饮料瓶不宜放入冰箱冷冻 3. 足球被踢出后，在水平地面上滚动一段距离后停下来，则下列说法正确的是（　　） A. 足球滚动一段距离最终静止，是因为没有力维持它运动 B. 足球滚动一段距离最终静止，是因为足球重力做功造成 C. 在滚动过程中，足球的速度变小，其惯性变小 D. 在滚动过程中，足球的速度变小，其动能变小 4. 如图所示，O为杠杆的支点，在A点挂一重物，图中力F1、F2、F3和F4能使杠杆在水平位置平衡的最小拉力是（　　） A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 5. 甲、乙两个实心均匀正方体放在水平地面上，甲对地面的压强为p0，将甲放到乙上方中央后，乙对地面的压强也为p0。甲、乙的高度分别为h甲、h乙，若甲、乙的密度分别为ρ甲、ρ乙，则（　　） A. h甲>h乙　　　ρ甲<ρ乙 B. h甲>h乙　　　ρ甲>ρ乙 C. h甲<h乙　　　ρ甲<ρ乙 D. h甲<h乙　　　ρ甲>ρ乙 6. 位于P、Q两点的甲、乙两小车同时沿同一直线运动，它们的s-t图像如图所示。经过5秒甲、乙两小车正好相遇，则（　　） A. P、Q两点距离一定是15米 B. P、Q两点距离可能是20米 C. 继续行驶20秒，两车还能相遇 D. 继续行驶2秒，甲、乙两车可能相距10米 二、填空题（共24分） 7. 著名的_____证明了大气压强存在且很大，意大利科学家_____首次用_____毫米汞柱测得了大气压强的准确值。 8. 上海家庭电路的额定电压为_____，若耗电2.2度，通过的电荷量为_____ 9. 生活中蕴含着很多物理知识：近视眼镜是利用凹透镜对光的______作用制成的（选填“会聚”或“发散”）；脱排油烟机工作时是利用______的作用；赛龙舟时，船上的浆手用力向后划水，船就能前进，说明______。 10. 如图所示，冬奥会上，运动员用力击打冰球，冰球滑出，这主要表明力可以改变物体的______。将冰块加入水中可以降低水温，这是通过______的方式改变了水的内能。高山脚下的大气压强比山顶的______（选“高”或“低”）。 11. 小明乘车去崇明岛参观第十届花博会，在进入崇明时看见一个巨大的花博会吉祥物“圆圆梦梦”，以汽车为参照物，“圆圆梦梦”是_____（选填“静止”或“运动”）的。已知它的s—t图像如图所示，汽车行驶160米，所用时间是____秒。小明到花博会门口停车时人身体向前倾，这是由于人具有_____的缘故。 12. 电导率是用来描述物质中电荷流动难易程度的参数，体现物质传导电流的能力大小的一种属性。在公式中，电导率用希腊字母σ来表示。电导率σ的标准单位是西门子／米（简写做S／m）。金属的电导率与温度具有很大相关性，下表列出了一些常见金属在不同温度下的电导率数据。试完成下列问题。 金属电导率 温度 铜 （MS/m） 铝 （MS/m） 金 （MS/m） 银 （MS/m） 铅 （MS/m） 20℃ 58 35 45 65 5.0 60℃ 52 31 42 63 4.5 100℃ 45 28 40 60 4.1 （1）电导率的物理意义是表示______的性能； （2）分析上表数据中的电导率和温度的变化情况，可得出的初步结论是：同一金属物质，______； （3）由上表数据可知，______（选填金属名称）导电性最强； （4）由上表数据可知，金属铝的电导率较小，但在远距离输电线材料的选择中，一般都是选用金属铝作为输电线理由是______。 13. 在如图所示的电路中，电源电压为U且不变。 （1）若闭合开关S，向右移动滑动变阻器的滑片P，电压表V的示数 ______（选填“变大”“不变”或“变小”）。 （2）若闭合开关S，电路正常工作，一段时间后，发现电压表的示数变为零，已知电路中仅有一处故障，且只发生在变阻器R1或电阻R2上。电路中的故障可能是______；请写出在现有电路中进一步确定故障的操作方法、电压表示数的变化情况及对应的故障。______ 三、作图题 14. 重为4牛的物体放置在水平面上。请在图中用力的图示法画出物体对地面的压力。 四、解答题（共32分） 15. 用电热水壶将20℃的水升温至40℃，不计能量损耗，求：电热水壶放出的热量Q放 16. 李慧同学每天骑自行车上学，已知她的质量为40kg，自行车质量为10kg，骑自行车时阻力约为人车总重的0.05倍；有一次她在一条平直公路上匀速行驶5min，行驶了1200m的路程。求： （1）李慧骑自行车的速度； （2）李慧骑自行车做的功； （3）李慧骑自行车的功率。 17. 在图（a）所示的电路中，电源电压可变。 ①将阻值为10欧的定值电阻接入M、N接线柱，闭合开关S后电流表A的示数如图（b）所示，求两端的电压，以及其消耗的功率。 ②现将标有“50Ω 1A”字样的滑动变阻器与以某种方式接入M、N接线柱。当电流表选择合适的量程，在确保电路中各元件正常工作的前提下，闭合开关S后移动滑动变阻器的滑片，求指针能达到满刻度且使电流表示数变化量最大的电源电压值，及的阻值变化范围。 18. 如图所示，溢水杯甲中装有质量为2千克的水，且水面与溢水口齐平。高为0.2米、底面积为1×10-2米2的圆柱形容器乙，装有深为0.1米的水。 （1）求溢水杯甲中所装水的体积V水； （2）将一个体积为1×10-3米3的物体A放入溢水杯甲后，水会从溢水口流进容器乙，并测得容器乙中水对容器底部压强增加了588帕。试判断物体A是否浸没在溢水杯甲中，并求出物体A的密度ρA。 19. 小杨做“测定小灯泡电功率”实验，所用电源电压（为2伏的整数倍）保持不变、待测小灯泡（标有“3.8V”字样）、电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器两种规格（A：“10Ω 2A”、B：“50Ω 2A”）以及导线若干。他正确连接电路，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片移至中点附近，电压表与电流表的示数如图（a）（b）所示，发现无法从电压表上精确读出“3.8V”电压。小杨经过思考重新连接电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，直至小灯正常发光，电流表的示数如图（c）所示。他继续移动滑动变阻器的滑片，将测得的另外两组数据记录在如表中。 试验序号 电压表示数（伏） 电流表示数（安） 1 3.0 0.34 2 1.5 0.42 请根据上述信息， （1）计算出小灯泡的额定功率P额。 （2）计算说明小杨实验所用的电源电压。 （3）计算并判断滑动变阻器的规格。 20. 科学小组设计了一个给工件镀膜的电路模型，通过改装电压表来观察和控制工件放入镀膜中的深度。如图，电源电压恒定，R0为定值电阻，在压敏电阻RX上放有托盘，托盘上放有容器（不计托盘和容器的质量），容器内装有40N的水。闭合开关，用轻质杠杆连接不吸水的圆柱体工件，将工件两次浸入水中（均未浸没且不触底，水未溢出），第一次工件下表面距水面2cm，电压表示数为6V，杆的作用力为10N；第二次工件下表面距水面6cm，电压表示数为4V，杆的作用力为6N。压敏电阻上表面的受力面积为20cm2，其电阻值RX随压力F的变化关系如表。g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，求： F/N 42 44 46 48 … 62 64 RX/Ω 28 22 18 16 … 9 8 (1)工件未浸入水中时，压敏电阻所受的压强； (2)工件下表面距水面2cm时，其下表面所受水的压强； (3)为使工件浸入镀膜液中的深度越深（未浸没），电压表的示数越大，从而控制镀膜情况，你认为应该怎样利用现有元件改进电路？ (4)在原设计电路中，如果工件两次浸入水中压敏电阻所受压强的变化大于6000Pa，求该电路的电源电压。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市彭浦第三中学2023-2024学期九下中考模拟卷3 考生注意：本卷满分70分，考试时间：40分钟 一、选择题（共12分） 1. 原子核中带正电的粒子是 ( ) A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 原子 【答案】A 【解析】 【详解】中子不带电，电子带负电，原子不带电． 2. 下列实例或现象中，利用水的比热容比较大这一特性的是（　　） A. 木块能漂浮在水面上 B. 汽车发动机用水做冷却剂 C. 化学实验中用排水法集气 D. 满装饮料瓶不宜放入冰箱冷冻 【答案】B 【解析】 【详解】A．木块能漂浮在水面上，木块受到的浮力等于其重力，与水的比热容无关，故A不符合题意； B．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用循环水冷却，故B符合题意； C．实验中用排水法收集气体时，其中水的作用是排净集气瓶内的空气，与水的比热容无关，故B不符合题意； D．水凝固后，状态发生变化，质量不变，体积变大，所以，满装饮料瓶放入冷冻后容易涨破饮料瓶，与水的比热容无关，故D不符合题意。 故选B。 3. 足球被踢出后，在水平地面上滚动一段距离后停下来，则下列说法正确的是（　　） A. 足球滚动一段距离最终静止，是因为没有力维持它运动 B. 足球滚动一段距离最终静止，是因为足球重力做功造成 C. 在滚动过程中，足球的速度变小，其惯性变小 D. 在滚动过程中，足球的速度变小，其动能变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．足球滚动一段距离最终静止，是因为足球在水平方向上受到阻力的作用，力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，故A错误； B．足球滚动一段距离最终静止，是因为足球在水平方向上受到阻力的作用，足球没有在重力的方向上移动一定距离，重力没有对足球做功，故B错误； C．惯性是物体本身的一种性质，惯性大小只与物体的质量有关，与物体运动的速度无关，所以足球速度减小，其惯性不变，故C错误； D．物体动能的大小与质量与速度有关，在质量一定时，速度越大，动能越大，速度减小，动能也减小，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，O为杠杆的支点，在A点挂一重物，图中力F1、F2、F3和F4能使杠杆在水平位置平衡的最小拉力是（　　） A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 【答案】A 【解析】 【详解】杠杆受到的动力和阻力使杠杆转动的方向相反，杠杆受到的物体的拉力使杠杆沿着逆时针转动，所以受到的另外一个力应该使杠杆沿着顺时针转动，所以F3和F4不符合；要想使拉力最小，根据杠杆平衡的条件，这个力的力臂最大，由图可以看出F1的力臂比F2的力臂大。 故选A。 5. 甲、乙两个实心均匀正方体放在水平地面上，甲对地面的压强为p0，将甲放到乙上方中央后，乙对地面的压强也为p0。甲、乙的高度分别为h甲、h乙，若甲、乙的密度分别为ρ甲、ρ乙，则（　　） A. h甲>h乙　　　ρ甲<ρ乙 B. h甲>h乙　　　ρ甲>ρ乙 C. h甲<h乙　　　ρ甲<ρ乙 D. h甲<h乙　　　ρ甲>ρ乙 【答案】D 【解析】 【详解】甲物体的重力为 乙物体的重力为 甲对地面的压强为 乙对地面的压强 即 所以，则， 所以，故D正确。 故选D。 6. 位于P、Q两点的甲、乙两小车同时沿同一直线运动，它们的s-t图像如图所示。经过5秒甲、乙两小车正好相遇，则（　　） A. P、Q两点距离一定是15米 B. P、Q两点距离可能是20米 C. 继续行驶20秒，两车还能相遇 D. 继续行驶2秒，甲、乙两车可能相距10米 【答案】D 【解析】 【详解】由甲、乙两图可知甲、乙的速度 经过5秒甲、乙两小车正好相遇，则由可得甲、乙两小车经过5秒行驶了 AB．若两车运动方向相反，则两车相距 20m+5m=25m 若两车运动方向相同，则两车相距 20m-5m=15m 故AB项不符合题意； C．做直线运动，不管运动方向相同还是相反，都不可能再次相遇，故C项不符合题意； D．若两小车运动方向相同，继续行驶2秒，由可得此时相距 若两小车运动方向相反，继续行驶2秒，由可得此时相距 故D项符合题意。 故选D。 二、填空题（共24分） 7. 著名的_____证明了大气压强存在且很大，意大利科学家_____首次用_____毫米汞柱测得了大气压强的准确值。 【答案】 ①. 马德堡半球实验 ②. 托里拆利 ③. 760 【解析】 【详解】[1]著名的马德堡半球实验通过两个紧密合在一起的铜半球，在抽去其中的空气后，由两队马分别向两个方向拉，结果半球未被拉开，从而证明了大气压强存在且很大。这个实验以其直观、震撼的效果，成为了证明大气压强存在的重要实验之一。 [2][3]意大利科学家托里拆利首次用实验的方法测出了大气压强的数值。他利用装满水银的细玻璃管，倒置在水银槽中，发现水银柱的高度稳定在一个特定的值，即760毫米汞柱。这个值就是当时大气压强的准确值。 8. 上海家庭电路的额定电压为_____，若耗电2.2度，通过的电荷量为_____ 【答案】 ①. 220V ②. 【解析】 【详解】[1]我国家庭电路的额定电压是固定的，这个电压值是220V。因此，上海家庭电路的额定电压也是220V。 [2]由电量的计算公式得，电能的计算公式 得若耗电2.2度，通过的电荷量为 9. 生活中蕴含着很多物理知识：近视眼镜是利用凹透镜对光的______作用制成的（选填“会聚”或“发散”）；脱排油烟机工作时是利用______的作用；赛龙舟时，船上的浆手用力向后划水，船就能前进，说明______。 【答案】 ①. 发散 ②. 大气压 ③. 力的作用是相互的 【解析】 【详解】[1]近视眼镜是凹透镜，凹透镜又叫发散透镜，凹透镜对光具有发散作用。 [2]由流体压强与流速的关系可知：流速越大的位置压强越小，脱排油烟机工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，从而在周围大气压的作用下将油烟压向风口。 [3]浆手向后划水，同时水也会给船桨一个反作用力而使船前进，说明物体间力的作用是相互的。 10. 如图所示，冬奥会上，运动员用力击打冰球，冰球滑出，这主要表明力可以改变物体的______。将冰块加入水中可以降低水温，这是通过______的方式改变了水的内能。高山脚下的大气压强比山顶的______（选“高”或“低”）。 【答案】 ①. 运动状态 ②. 热传递 ③. 高 【解析】 【详解】[1]运动员用力击打冰球，冰球滑出，冰球的运动状态发生了改变，故力可以改变物体的运动状态。 [2]将冰块加入水中可以降低水温，是低温的冰块将热量传递给了水，水放出热量，内能减小，温度降低，故是热传递改变内能。 [3]高度越高，空气越稀薄，大气压越低，故高山脚下的大气压强比山顶的高。 11. 小明乘车去崇明岛参观第十届花博会，在进入崇明时看见一个巨大的花博会吉祥物“圆圆梦梦”，以汽车为参照物，“圆圆梦梦”是_____（选填“静止”或“运动”）的。已知它的s—t图像如图所示，汽车行驶160米，所用时间是____秒。小明到花博会门口停车时人身体向前倾，这是由于人具有_____的缘故。 【答案】 ①. 运动 ②. 8 ③. 惯性 【解析】 【详解】[1]在进入崇明时看见一个巨大的花博会吉祥物“圆圆梦梦”，以汽车为参照物，“圆圆梦梦”与汽车有位置的变化，所以以汽车为参照物，“圆圆梦梦”是运动的。 [2]由s-t图像如图所示，当车行驶路程是120米时，用时6秒，所以车行驶的速度为 故车行驶路程是160米时，所用时间 [3]小明到花博会门口停车时人身体向前倾，这是由于车由于受力停止运动，人具有惯性保持原来的运动状态不变的缘故。 12. 电导率是用来描述物质中电荷流动难易程度的参数，体现物质传导电流的能力大小的一种属性。在公式中，电导率用希腊字母σ来表示。电导率σ的标准单位是西门子／米（简写做S／m）。金属的电导率与温度具有很大相关性，下表列出了一些常见金属在不同温度下的电导率数据。试完成下列问题。 金属电导率 温度 铜 （MS/m） 铝 （MS/m） 金 （MS/m） 银 （MS/m） 铅 （MS/m） 20℃ 58 35 45 65 5.0 60℃ 52 31 42 63 4.5 100℃ 45 28 40 60 4.1 （1）电导率的物理意义是表示______的性能； （2）分析上表数据中的电导率和温度的变化情况，可得出的初步结论是：同一金属物质，______； （3）由上表数据可知，______（选填金属名称）导电性最强； （4）由上表数据可知，金属铝的电导率较小，但在远距离输电线材料的选择中，一般都是选用金属铝作为输电线理由是______。 【答案】 ①. 物质导电 ②. 温度越高，电导率越小 ③. 银 ④. 虽然金、银、铜的导电率要高于铝的导电率，但是远距离输电要考虑诸多综合因素。例如：价格方面，单位体积的金、银、铜价格高于铝；重量方面，单位体积的金、银、铜要比铝要重；铝密度较小，重点是造价适中。所以在综合考虑导电率、造价和施工方便等因素，选用铝作为导线。 【解析】 【详解】（1）[1]电导率的物理意义是表示物质导电的性能，电导率越大则导电性能越强，电导率越小则导电性能越弱。 （2）[2]由表中数据可知，金属的电导率与温度有关，同一金属物质，温度越高，电导率越小。 （3）[3]由表数据可知，温度一定时，银的电导率最高，导电性最强。 （4）[4]略。 13. 在如图所示的电路中，电源电压为U且不变。 （1）若闭合开关S，向右移动滑动变阻器的滑片P，电压表V的示数 ______（选填“变大”“不变”或“变小”）。 （2）若闭合开关S，电路正常工作，一段时间后，发现电压表的示数变为零，已知电路中仅有一处故障，且只发生在变阻器R1或电阻R2上。电路中的故障可能是______；请写出在现有电路中进一步确定故障的操作方法、电压表示数的变化情况及对应的故障。______ 【答案】 ①. 变大 ②. R1短路或R2断路 ③. 断开开关S，若电压表示数由0变为U，则R1短路；若电压表示数始终为0，则R2断路 【解析】 【详解】（1）[1]由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1的电压，当滑片向右移动时，R1的阻值变大，总电阻变大，总电流变小，R2两端的电压变小，R1两端的电压变大，即电压表的示数变大。 （2）[2]一段时间后，电压表的示数变为零，则电路出现断路，或者电压表测量的用电器出现短路，故电路中的故障可能是R2断路或者R1短路。 [3]断开开关S，此时电压表与R2串联，若电压表示数由0变为U，则R1短路；若电压表示数始终为0，则R2断路。 三、作图题 14. 重为4牛的物体放置在水平面上。请在图中用力的图示法画出物体对地面的压力。 【答案】 【解析】 【详解】放置在水平面上的物体对水平面的压力等于物体所受的重力，为4N，方向垂直于接触面向下，作用点在接触面上。如图所示： 四、解答题（共32分） 15. 用电热水壶将20℃的水升温至40℃，不计能量损耗，求：电热水壶放出的热量Q放 【答案】 【解析】 【详解】由于不计能量损耗，所以电热水壶放出的热量Q放​就等于水吸收的热量Q吸​，得电热水壶放出的热量 16. 李慧同学每天骑自行车上学，已知她的质量为40kg，自行车质量为10kg，骑自行车时阻力约为人车总重的0.05倍；有一次她在一条平直公路上匀速行驶5min，行驶了1200m的路程。求： （1）李慧骑自行车的速度； （2）李慧骑自行车做的功； （3）李慧骑自行车的功率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】解：（1）李慧骑自行车的速度为 （2）李慧和自行力的总重为 自行车做匀速直线运动时，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，自行车的牵引力为 李慧骑自行车做的功为 （3）李慧骑自行车的功率为 答：（1）李慧骑自行车的速度为； （2）李慧骑自行车做的功为； （3）李慧骑自行车的功率为。 17. 在图（a）所示的电路中，电源电压可变。 ①将阻值为10欧的定值电阻接入M、N接线柱，闭合开关S后电流表A的示数如图（b）所示，求两端的电压，以及其消耗的功率。 ②现将标有“50Ω 1A”字样的滑动变阻器与以某种方式接入M、N接线柱。当电流表选择合适的量程，在确保电路中各元件正常工作的前提下，闭合开关S后移动滑动变阻器的滑片，求指针能达到满刻度且使电流表示数变化量最大的电源电压值，及的阻值变化范围。 【答案】①4V，1.6W；②20V，20~50Ω 【解析】 【详解】解：①将阻值为10欧的定值电阻接入M、N接线柱时，是一个只有与电流表串联的简单电路，电源两端电压 消耗的功率为 ②R1与R2的连接方式要么是串联、要么是并联，若两电阻串联，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，滑动变阻器最小为0时，电流最大，根据题中电流表满量程，由于滑动变阻器允许的最大电流为1A，故不能选3A量程，则I=0.6A；此时电源电压 U=I'R1=0.6A×10Ω=6V 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的最小电流 电流表示数的最大变化量 ΔI=0.6A-0.1A=0.5A 若两电阻并联，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，当滑动变阻器通过最大电流为1A时，电流表选择大量程3A，则通过R1的电流为 3A-1A=2A 此时电源电压为 U'=I″R1=2A×10Ω=20V 根据并联电路的特点知U2=20V；此时R2接入电路中的电阻 当R2接入电路中的电阻最大时，电流表的示数最小，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过R2的最小电流 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表的最小示数 I小=I1+I2小=2A+0.4A=2.4A 则电流表示数的最大变化量 ΔI=I大-I小=3A-2.4A=0.6A 由于串联时电流的最大变化量小于并联时电流的最大变化量，故滑动变阻器R2与R1以并联方式接入M、N接线柱，且电源电压为20V，R2的阻值变化范围是20Ω~50Ω。 答：①R1两端的电压U1是4V，消耗的功率P1是1.6W； ②电源电压为20V，R2的阻值变化范围是20Ω~50Ω。 18. 如图所示，溢水杯甲中装有质量为2千克的水，且水面与溢水口齐平。高为0.2米、底面积为1×10-2米2的圆柱形容器乙，装有深为0.1米的水。 （1）求溢水杯甲中所装水的体积V水； （2）将一个体积为1×10-3米3的物体A放入溢水杯甲后，水会从溢水口流进容器乙，并测得容器乙中水对容器底部压强增加了588帕。试判断物体A是否浸没在溢水杯甲中，并求出物体A的密度ρA。 【答案】（1）2×10-3m3；（2）物体A没有浸没在甲中，0.6×103kg/m3 【解析】 【分析】 【详解】解：（1）溢水杯甲中所装水的体积 （2）容器乙中水对容器底部压强增加了588帕，即乙中水深增加了 因为进入乙中的水的体积，即物体A排开的水的体积，所以可得 所以物体A没有浸没在甲中，物体A漂浮在水中，根据浮沉条件可得 可得 物体A的密度 答：（1）溢水杯甲中所装水的体积2×10-3m3； （2）物体A没有浸没在甲中，物体A的密度0.6×103kg/m3。 19. 小杨做“测定小灯泡电功率”实验，所用电源电压（为2伏的整数倍）保持不变、待测小灯泡（标有“3.8V”字样）、电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器两种规格（A：“10Ω 2A”、B：“50Ω 2A”）以及导线若干。他正确连接电路，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片移至中点附近，电压表与电流表的示数如图（a）（b）所示，发现无法从电压表上精确读出“3.8V”电压。小杨经过思考重新连接电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，直至小灯正常发光，电流表的示数如图（c）所示。他继续移动滑动变阻器的滑片，将测得的另外两组数据记录在如表中。 试验序号 电压表示数（伏） 电流表示数（安） 1 3.0 0.34 2 1.5 0.42 请根据上述信息， （1）计算出小灯泡的额定功率P额。 （2）计算说明小杨实验所用的电源电压。 （3）计算并判断滑动变阻器的规格。 【答案】（1） 1.52W；（2） 6V；（3） 10Ω 2A 【解析】 【分析】 【详解】解：（1）已知灯泡的额定电压为3.8V，从图（c）读出灯泡正常发光的电流值为0.4A，小灯泡的额定功率 P额＝U额I额＝3.8V×0.4A＝1.52W （2）电压表选0~15V的量程时，发现无法从电压表上精确读出“3.8V”电压，故应将电压表并联在变阻器两端，此时电源电压等于灯泡两端的电压与变阻器两端的电压之和，灯泡的额定电流为0.4A；从表中可知，实验序号1的电流值为0.34A，小于灯泡的额定电流，故此时灯泡两端的电压值小于灯泡的额定电压3.8V，可得电源电压 U＜3.8V+3.0V＝6.8V 实验序号2的电流值为0.42A，大于灯泡的额定电流，故此时灯泡两端的电压值大于灯泡的额定电压3.8V，可得电源电压 U＞3.8V+1.5V＝5.3V 即5.3V＜U＜6.8V，又因电源电压U为2V整数倍，所以U为6V。 （3）他正确连接电路，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片移至中点附近，电压表与电流表的示数如图（a）（b）所示，可知电路中的电流为0.38A，灯泡两端电压为3.5V，根据串联电路的特点及欧姆定律可知变阻器此时的接入电路的电阻值 比较接近10Ω的一半，所以滑动变阻器的规格为“10Ω 2A”的A变阻器。 答：（1）出小灯泡的额定功率1.52W； （2）小杨实验所用的电源电压6V； （3）滑动变阻器的规格10Ω 2A。 20. 科学小组设计了一个给工件镀膜的电路模型，通过改装电压表来观察和控制工件放入镀膜中的深度。如图，电源电压恒定，R0为定值电阻，在压敏电阻RX上放有托盘，托盘上放有容器（不计托盘和容器的质量），容器内装有40N的水。闭合开关，用轻质杠杆连接不吸水的圆柱体工件，将工件两次浸入水中（均未浸没且不触底，水未溢出），第一次工件下表面距水面2cm，电压表示数为6V，杆的作用力为10N；第二次工件下表面距水面6cm，电压表示数为4V，杆的作用力为6N。压敏电阻上表面的受力面积为20cm2，其电阻值RX随压力F的变化关系如表。g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，求： F/N 42 44 46 48 … 62 64 RX/Ω 28 22 18 16 … 9 8 (1)工件未浸入水中时，压敏电阻所受的压强； (2)工件下表面距水面2cm时，其下表面所受水的压强； (3)为使工件浸入镀膜液中的深度越深（未浸没），电压表的示数越大，从而控制镀膜情况，你认为应该怎样利用现有元件改进电路？ (4)在原设计电路中，如果工件两次浸入水中压敏电阻所受压强的变化大于6000Pa，求该电路的电源电压。 【答案】(1) 2×104Pa；(2) 200Pa；(3)将电压改接到与R0并联；(4) 12V 【解析】 【详解】(1)不计托盘和容器的质量，压敏电阻受到的压力： 压敏电阻所受的压强 (2)工件下表面所受水的压强 (3)由题意可知，工件下表面距水面2cm到6cm时，电压表示数从6V变为4V，即电压表所测Rx两端的电压越小，因电源的电压不变，且电源的电压不变，所以，R0两端的电压越大，故使工件浸入镀膜液中的深度越深（未浸没），电压表的示数越大，电压表应并联在R0的两端； (4)工件下表面距水面2cm到6cm时， a、设两次杆的作用力都是拉力， 把工件和液体看做整体，受到竖直向上的支持力、拉力，竖直向下的工件和水的重力， 由力的平衡条件可得，两种情况下有 可得 因压敏电阻受到的压力与工件和液体受到的支持力是一对相互作用力，所以，压敏电阻所受压力的变化 压敏电阻所受压力的变化量 此种情况不符合题意； b、设两次杆的作用力都是压力，把工件和液体看做整体，受到竖直向上的支持力，竖直向下的工件和水的重力以及杆的压力，由力的平衡条件可得，两种情况下有 可得 则压敏电阻所受压力的变化 压敏电阻所受压力的变化量 此种情况不符合题意 C、工件下表面距水面2cm到6cm时，排开水的体积变大，受到的浮力变大，所以，杆上力开始为拉力，后为压力，杆的作用力向上时，工件和容器受到竖直向上的支持力、拉力，竖直向下的工件和水的重力，由力的平衡条件可得，受到的支持力 杆的作用力向下时，工件和容器受到竖直向上支持力，竖直向下的工件和水的重力、向下的压力，由力的平衡条件可得，受到的支持力 可得 则压敏电阻所受压力的变化 压敏电阻所受压力的变化量 满足要求 当第一次工件下表面距水面h1=2cm=0.02m时，工件受到的浮力 由阿基米德原理可得 即 第二次工件下表面距水面 工件受到的浮力 由阿基米德原理可得 即 可得 则 因工件受到的浮力和工件对水的压力是一对相互作用力，所以，容器对压敏电阻的压力分别为 由表格数据可知，对应压敏的电阻分别为R1=16Ω，R2=8Ω 因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流分别为 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，所以，电源的电压 即 解得：R0=16Ω 电源的电压 答：(1)工件未浸入水中时，压敏电阻所受的压强2×104Pa； (2)工件下表面距水面2cm时，其下表面所受水的压强200Pa； (3)为使工件浸入镀膜液中的深度越深（未浸没），电压表的示数越大，从而控制镀膜情况，将电压改接到与R0并联； (4)在原设计电路中，如果工件两次浸入水中压敏电阻所受压强的变化大于6000Pa，求该电路的电源电压12V。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $