内容正文:
安徽省九年级联盟考试
物理
注意事项:
1.本卷共四大题23小题,满分70分。物理与化学的考试时间共120分钟。
2.试卷包括“试题卷”(4页)和“答题卷”两部分,请务必在“答题卷”上答题,在“试题卷”上答题无效。
一、填空题(每小题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. 如图所示的无人驾驶小巴,是中国(合肥)国际园林博览会期间的特色交通工具。乘坐小巴时,我们能区分车上不同人说话的声音,是根据不同人说话声音的_______(选填“音调”“音色”或“响度”)不同。
3. 不同物质的原子核束缚电子的本领不同。毛皮与橡胶棒摩擦时,毛皮因失去电子而带上正电,这说明毛皮的原子核束缚电子的能力要比橡胶棒原子核束缚电子的能力______(选填“强”或“弱”)
4. 关于竹蜻蜓的记载最早见于晋朝葛洪所著的《抱朴子》一书中。如图所示,当旋转竹蜻蜓时,叶片上方的气流速度大于下方的气流速度,从而使叶片上表面的压强__________(选填“大于”或“小于”)下表面的压强,形成压力差,推动竹蜻蜓飞行。
5. 如图所示,弹簧测力计通过定滑轮拉动木块在水平面上做匀速直线运动,不计绳重和定滑轮摩擦,则木块在水平面上受到的滑动摩擦力为_______N。
6. 现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”代替心脏,推动血液循环。如图所示,当线圈中的电流从A流向B时,产生的电磁力使活塞向_______(选填“左”或“右”)运动,促使类心室中的血液从类瓣膜流入。
7. 劳动课上,小欢用铜片制作风铃,来装饰校园“禁毒防毒”宣传栏。如图,将一个铜片悬挂于线下静止,请画出铜片受力的示意图。
8. 食物也是一种“燃料”,其释放的能量供给细胞生命活动的需求。每千克米饭可提供的能量为5×106J,如果210g米饭释放的能量全部被质量为5kg、温度为25℃的水吸收,可使这些水的温度升高到________℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
9. 用如图所示的滑轮组将重为40N的货物竖直向上匀速提升2m,若该过程中滑轮组的机械效率为80%,则拉力做的功为_______J。
10. 图是汽车座椅的加热电路,R1和R2是电热丝,旋钮开关可绕O点转动,已知电源电压恒为12V,R1的阻值为12Ω,低温挡功率为8W。若将开关旋至“2”位置,通电100s,R2产生的热量为_______J。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11. 物理学习过程中,对物理知识的正确认识非常重要。以下说法正确的是( )
A. 下雨天打雷时,我们一般先听到雷声后看到闪电
B. 更换灯泡的时候不需要断开电源
C. 天然气是可再生能源
D. 北斗卫星和深海潜艇之间的数据传输是通过电磁波进行的
12. 2024年1月9日,我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭,将爱因斯坦探针卫星顺利送入预定轨道。火箭在加速上升的过程中( )
A. 搭载的观测卫星相对火箭是运动的 B. 动能减小
C. 重力势能增大 D. 机械能守恒
13. 如图甲所示,汽车上配有安全带和头枕,图乙是某种情况下弹出的气囊,行驶时司机和乘客都必须系好安全带。当向前行驶的汽车分别出现突然加速、紧急刹车或撞车这三种状况时,对乘车人员起主要保护作用的分别是( )
A. 头枕、安全带、气囊 B. 气囊、安全带、安全带
C. 头枕、气囊、安全带 D. 头枕、头枕、气囊
14. 图为两人进行杂技表演时的场景。当下方男演员托起上方女演员静止在空中时,以下说法正确的是( )
A. 男演员受到两个力的作用
B. 地面对男演员的支持力大小等于男演员自身受到的重力大小
C. 男演员对女演员的支持力与男演员对地面的压力是一对相互作用力
D. 男演员对女演员的支持力与女演员自身受到的重力是一对平衡力
15. 关于如图所示的实验装置,下列说法正确的是( )
A. 该装置是用于探究“磁场对通电导体的作用”
B. 闭合开关,导体ab左右运动过程中机械能转化为电能
C. 闭合开关,导体ab在磁场中上下运动会产生电流
D. 闭合开关,导体ab由向左运动改为向右运动,灵敏电流表指针偏转方向不变
16. 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
17. 电子体温计能够快捷地测量人体体温。某电子体温计的测温电路如图甲所示,电源电压不变,R为热敏电阻,其阻值随温度的变化关系如图乙所示,是定值电阻,某次测量体温时热敏电阻的温度升高,则( )
A. 热敏电阻的阻值变大 B. 电压表的示数减小,电流表的示数增大
C. 电压表的示数增大,电流表的示数减小 D. 电压表和电流表的示数均减小
三、实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18. 如图所示,这是小华同学探究“平面镜成像特点”的实验装置。
(1)实验中用透明的玻璃板代替平面镜,目的是_______。
(2)将蜡烛A靠近玻璃板,则蜡烛A的像会_______(选填“靠近”或“远离”)玻璃板。
19. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中。
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向_______调节;
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,调节杠杆水平平衡后,在A点挂四个钩码,要使杠杆重新在水平位置平衡,应该在B点挂_______个相同的钩码。
20. 小华利用如图甲所示的电路来测量小灯泡正常发光时的电功率。已知电源电压为3V且保持不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,将实物图连接完整(要求:滑片P向右端移动时小灯泡变亮,导线不能交叉);
(2)正确连接电路后,闭合开关S,调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,该示数为_______A,小灯泡的额定功率为_______W;
(3)测出小灯泡的额定功率后,小华又把小灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率大于其额定功率的,原因是_______。
四、计算与推导题(第21小题6分,第22小题6分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21. 某公司推出的一款跑车最大速度可达402km/h,这是该公司迄今为止最快的车型,如图所示。某次测试中,汽车在水平路面上以100m/s的速度匀速直线行驶10min,受到的阻力恒为2000N,求这次测试中:
(1)汽车通过的路程;
(2)牵引力做功的功率。
22. 小明根据所学知识制作了简易密度计,他选取了一根粗细均匀的圆柱形直管,在里面装有适量金属丝并用石蜡封口,如图所示。已知密度计总质量为0.04kg。(,g取10N/kg)
(1)求密度计在水中受到的浮力;
(2)若密度计进入水中的深度为8cm,求密度计底部受到水的压强;
(3)小明将密度计放入不同的密度已知的液体中,待其竖立静止(漂浮),在密度计上与液面相平位置标上对应液体的密度,以此粗略标出密度计的刻度。请你判断密度计上端的刻度值比下端的刻度值大还是小,简要说明原因。
23. 小华运用所学电学知识,设计了一个电子身高测量仪,如图所示。其中定值电阻,电源电压恒为3V,是竖直放置的硬电阻棒,总长为50cm,总电阻为10Ω,其接入电路的电阻阻值与接入电路的长度成正比。
(1)不测量身高时,滑片P刚好滑至最下端,此时电流表示数是多少?
(2)小华量身高时,电流表示数为0.4A,电阻棒接入电路的电阻是多少?
(3)小丽量身高时,电压表示数为0.5V,已知小华的身高为168cm,则小丽的身高是多少?
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安徽省九年级联盟考试
物理
注意事项:
1.本卷共四大题23小题,满分70分。物理与化学的考试时间共120分钟。
2.试卷包括“试题卷”(4页)和“答题卷”两部分,请务必在“答题卷”上答题,在“试题卷”上答题无效。
一、填空题(每小题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. 如图所示的无人驾驶小巴,是中国(合肥)国际园林博览会期间的特色交通工具。乘坐小巴时,我们能区分车上不同人说话的声音,是根据不同人说话声音的_______(选填“音调”“音色”或“响度”)不同。
【答案】音色
【解析】
【详解】发声体的材料和结构不同,发出声音的音色就不同。我们能区分不同人的说话声,就是根据音色来判断的。
3. 不同物质的原子核束缚电子的本领不同。毛皮与橡胶棒摩擦时,毛皮因失去电子而带上正电,这说明毛皮的原子核束缚电子的能力要比橡胶棒原子核束缚电子的能力______(选填“强”或“弱”)
【答案】弱
【解析】
【详解】毛皮失去电子带正电,说明毛皮的原子核束缚电子的能力弱。
4. 关于竹蜻蜓的记载最早见于晋朝葛洪所著的《抱朴子》一书中。如图所示,当旋转竹蜻蜓时,叶片上方的气流速度大于下方的气流速度,从而使叶片上表面的压强__________(选填“大于”或“小于”)下表面的压强,形成压力差,推动竹蜻蜓飞行。
【答案】小于
【解析】
【详解】根据流体压强与流速的关系可知,流体流速越快的地方压强越小,当竹蜻蜓旋转时,由于叶片上部的形状使其上方的空气流速更快,压强更小,小于叶片下方的气体压强,因此会产生向上的压强差从而形成对向上的压力差,进而推动竹蜻蜓的飞行。
5. 如图所示,弹簧测力计通过定滑轮拉动木块在水平面上做匀速直线运动,不计绳重和定滑轮摩擦,则木块在水平面上受到的滑动摩擦力为_______N。
【答案】2.4
【解析】
【详解】木块做匀速直线运动时,木块受到的摩擦力和拉力是一对平衡力;由图可知,拉动木块的绳子绕过定滑轮与测力计相连,所以拉力的大小等于测力计的示数,由图可知,测力计的示数为2.4N,故木块在水平面上受到的滑动摩擦力为2.4N。
6. 现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”代替心脏,推动血液循环。如图所示,当线圈中的电流从A流向B时,产生的电磁力使活塞向_______(选填“左”或“右”)运动,促使类心室中的血液从类瓣膜流入。
【答案】左
【解析】
【详解】当线圈中的电流从A流向B时,由安培定则可知电磁铁的左端为S极,此时固定磁铁和电磁铁的异名磁极相对,因异名磁极相互吸引,所以活塞将向左移动。
7. 劳动课上,小欢用铜片制作风铃,来装饰校园“禁毒防毒”宣传栏。如图,将一个铜片悬挂于线下静止,请画出铜片受力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】铜片静止不动时,受到两个力的作用,一个是自身的重力,一个是绳子对它的拉力,这两个力是一对平衡力,铜片所受的重力竖直向下,拉力的方向则竖直向上,如图所示:
8. 食物也是一种“燃料”,其释放的能量供给细胞生命活动的需求。每千克米饭可提供的能量为5×106J,如果210g米饭释放的能量全部被质量为5kg、温度为25℃的水吸收,可使这些水的温度升高到________℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】75
【解析】
【详解】米饭释放出的能量为
水的末温为
9. 用如图所示的滑轮组将重为40N的货物竖直向上匀速提升2m,若该过程中滑轮组的机械效率为80%,则拉力做的功为_______J。
【答案】100
【解析】
【详解】由图示知,滑轮组承重绳子的根数为2根,据得,拉力为
绳子自由端移动的距离
拉力做的功为
10. 图是汽车座椅的加热电路,R1和R2是电热丝,旋钮开关可绕O点转动,已知电源电压恒为12V,R1的阻值为12Ω,低温挡功率为8W。若将开关旋至“2”位置,通电100s,R2产生的热量为_______J。
【答案】2400
【解析】
【详解】根据
可知,总电阻越小,功率越大,当旋钮开关旋到2时,此时只有R2接入,电阻比较小,为高温挡。“低温”挡功率为8W,低温的总电阻为
已知阻值为12Ω,的阻值为
在“高温”挡,通电100s时间,产生的热量为
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11. 物理学习过程中,对物理知识的正确认识非常重要。以下说法正确的是( )
A. 下雨天打雷时,我们一般先听到雷声后看到闪电
B. 更换灯泡的时候不需要断开电源
C. 天然气是可再生能源
D. 北斗卫星和深海潜艇之间的数据传输是通过电磁波进行的
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于光速大于声速,所以人们总是先看到闪电,后听到雷声,故A错误;
B.为了防止触电事故的发生,更换灯泡的时候必须要断开电源,故B错误;
C.天然气是化石能源,短时间内无法形成,是不可再生能源,故C错误;
D.电磁波具有传播速度快,可以在真空中传播的特点,所以北斗卫星和深海潜艇之间的数据传输是通过电磁波进行的,故D正确。
故选D。
12. 2024年1月9日,我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭,将爱因斯坦探针卫星顺利送入预定轨道。火箭在加速上升的过程中( )
A. 搭载的观测卫星相对火箭是运动的 B. 动能减小
C. 重力势能增大 D. 机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A.火箭在加速上升的过程中,搭载的观测卫星相对火箭位置没有发生改变,是静止的,故A不符合题意;
BCD.火箭在加速上升的过程中,质量不变、速度增大、动能增大;高度增大、重力势能增大,所以机械能增大,故BD不符合题意,C符合题意。
故选C。
13. 如图甲所示,汽车上配有安全带和头枕,图乙是某种情况下弹出的气囊,行驶时司机和乘客都必须系好安全带。当向前行驶的汽车分别出现突然加速、紧急刹车或撞车这三种状况时,对乘车人员起主要保护作用的分别是( )
A. 头枕、安全带、气囊 B. 气囊、安全带、安全带
C. 头枕、气囊、安全带 D. 头枕、头枕、气囊
【答案】A
【解析】
【详解】当向前行驶的汽车出现突然加速,汽车速度变大,而人由于惯性要保持原来的较慢速度的运动状态,人的头部会向后仰,“头枕”对人有保护作用;紧急刹车时,由于摩擦力或前端受到撞击力使得车速变小,人由于惯性要保持原来较快速度的运动状态,人的上身会向前倾,容易撞到前面的物体,因而安全带拉着人不向前撞击物体;撞车时气囊会弹出,由于前端受到撞击力使得车速变小,人由于惯性要保持原来较快速度的运动状态,人的上身会向前倾,气囊阻止人撞击前方物体,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
14. 图为两人进行杂技表演时的场景。当下方男演员托起上方女演员静止在空中时,以下说法正确的是( )
A. 男演员受到两个力的作用
B. 地面对男演员的支持力大小等于男演员自身受到的重力大小
C. 男演员对女演员的支持力与男演员对地面的压力是一对相互作用力
D. 男演员对女演员的支持力与女演员自身受到的重力是一对平衡力
【答案】D
【解析】
【详解】A.男演员受到自身的重力、女演员对他的压力、地面对他的支持力,受到三个力的作用,故A错误;
B.地面对男演员的支持力大小等于男演员与女演员的重力之和,故B错误;
C.男演员对女演员的支持力与男演员对地面的压力其施力物体都是男演员,受力物体也不是相互作用的两个物体,因此不是一对相互作用力,故C错误;
D.男演员对女演员的支持力与女演员自身受到的重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故D正确。
故选D。
15. 关于如图所示的实验装置,下列说法正确的是( )
A. 该装置是用于探究“磁场对通电导体的作用”
B. 闭合开关,导体ab左右运动过程中机械能转化为电能
C. 闭合开关,导体ab在磁场中上下运动会产生电流
D. 闭合开关,导体ab由向左运动改为向右运动,灵敏电流表指针偏转方向不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.图中导体棒切割磁感线产生电流,是电磁感应,故A错误;
B.闭合开关,导体ab左右运动,切割磁感线产生电流,此过程中机械能转化为电能,故B正确;
C.闭合开关,导体ab在磁场中上下运动,没有切割磁感线,不会产生电流,故C错误;
D.闭合开关,导体ab由向左运动改为向右运动,磁场不变,导体切割磁感线的运动方向改变,电流方向改变,则灵敏电流表指针偏转方向改变,故D错误。
故选B。
16. 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。
17. 电子体温计能够快捷地测量人体体温。某电子体温计的测温电路如图甲所示,电源电压不变,R为热敏电阻,其阻值随温度的变化关系如图乙所示,是定值电阻,某次测量体温时热敏电阻的温度升高,则( )
A. 热敏电阻的阻值变大 B. 电压表的示数减小,电流表的示数增大
C. 电压表的示数增大,电流表的示数减小 D. 电压表和电流表的示数均减小
【答案】B
【解析】
【详解】由图甲可知,热敏电阻与定值电阻串联,电压表测量热敏电阻的电压,电流表测量电路中的电流,由图乙可知,当温度升高时,热敏电阻阻值减小,电路中的总电阻减小,由可知电路中电流增大,即电流表示数增大;由U=IR知定值电阻两端电压增大,由串联电路的电压特点可知,热敏电阻两端的电压减小,及电压表示数变小,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
三、实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18. 如图所示,这是小华同学探究“平面镜成像特点”的实验装置。
(1)实验中用透明的玻璃板代替平面镜,目的是_______。
(2)将蜡烛A靠近玻璃板,则蜡烛A的像会_______(选填“靠近”或“远离”)玻璃板。
【答案】(1)便于确定像的位置
(2)靠近
【解析】
【小问1详解】
因为玻璃板是透明的,能在观察到蜡烛A的像的同时,还可以透过玻璃清楚的看到放在后面蜡烛B,便于确定像的位置和大小。
【小问2详解】
当蜡烛A靠近玻璃板时,根据像和物体到平面镜距离相等可知,蜡烛A的像也会靠近玻璃板。
19. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中。
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向_______调节;
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,调节杠杆水平平衡后,在A点挂四个钩码,要使杠杆重新在水平位置平衡,应该在B点挂_______个相同的钩码。
【答案】(1)右 (2)6
【解析】
【小问1详解】
杠杆的左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,故应将平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量力臂。
【小问2详解】
设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件得到
4G×3L=nG×2L
解得n=6,需挂6个钩码。
20. 小华利用如图甲所示的电路来测量小灯泡正常发光时的电功率。已知电源电压为3V且保持不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,将实物图连接完整(要求:滑片P向右端移动时小灯泡变亮,导线不能交叉);
(2)正确连接电路后,闭合开关S,调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,该示数为_______A,小灯泡的额定功率为_______W;
(3)测出小灯泡的额定功率后,小华又把小灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率大于其额定功率的,原因是_______。
【答案】(1) (2) ①. 0.28 ②. 0.7
(3)若灯的电阻不变,则当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时,根据,灯的实际功率为额定功率的四分之一,但当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时,灯的温度降低了,此时灯的电阻减小了,根据,测得。
【解析】
【小问1详解】
滑片向右移动时,灯变亮,说明电流变大,则滑动变阻器的有效电阻变小,故选择滑动变阻器的右下接线柱串联接入电路,电路连接如下图所示:
【小问2详解】
[1][2]当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时电路中的电流是0.28A,小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
【小问3详解】
略。
四、计算与推导题(第21小题6分,第22小题6分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21. 某公司推出的一款跑车最大速度可达402km/h,这是该公司迄今为止最快的车型,如图所示。某次测试中,汽车在水平路面上以100m/s的速度匀速直线行驶10min,受到的阻力恒为2000N,求这次测试中:
(1)汽车通过的路程;
(2)牵引力做功的功率。
【答案】(1)60000m
(2)2×105
【解析】
【小问1详解】
由得,汽车在这段时间内通过的路程为
【小问2详解】
因汽车匀速行驶,则汽车受到的牵引力与阻力为一对平衡力,即
F=f=2000N
在这段时间内牵引力做功的功率为
22. 小明根据所学知识制作了简易密度计,他选取了一根粗细均匀的圆柱形直管,在里面装有适量金属丝并用石蜡封口,如图所示。已知密度计总质量为0.04kg。(,g取10N/kg)
(1)求密度计在水中受到的浮力;
(2)若密度计进入水中的深度为8cm,求密度计底部受到水的压强;
(3)小明将密度计放入不同的密度已知的液体中,待其竖立静止(漂浮),在密度计上与液面相平位置标上对应液体的密度,以此粗略标出密度计的刻度。请你判断密度计上端的刻度值比下端的刻度值大还是小,简要说明原因。
【答案】(1)0.4N
(2)800Pa (3)密度计上端的刻度值比下端的刻度值小。同一密度计浮在不同液体中浮力一定,根据F浮=ρ液V排g可得V排、ρ液成反比可知,液体的密度越大,排开液体的体积越小,所以简易密度计上面的刻度小,下面的刻度大。
【解析】
【小问1详解】
密度计在水中处于漂浮状态,受到的浮力等于其自身的重力,即
F浮=G=mg=0.04kg×10N/kg=0.4N
【小问2详解】
密度计底部受到水的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-2m=800Pa
【小问3详解】
略。
23. 小华运用所学电学知识,设计了一个电子身高测量仪,如图所示。其中定值电阻,电源电压恒为3V,是竖直放置的硬电阻棒,总长为50cm,总电阻为10Ω,其接入电路的电阻阻值与接入电路的长度成正比。
(1)不测量身高时,滑片P刚好滑至最下端,此时电流表示数是多少?
(2)小华量身高时,电流表示数为0.4A,电阻棒接入电路的电阻是多少?
(3)小丽量身高时,电压表示数为0.5V,已知小华的身高为168cm,则小丽的身高是多少?
【答案】(1)0.6A
(2)2.5Ω (3)160.5cm
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流;不测量身高时,滑片P刚好滑至R2最下端,此时电路只有R1连入电路,则电流表示数为
【小问2详解】
小华量身高时,电流表示数为0.4A,根据欧姆定律可得电路中的总电阻为
根据串联电路总电阻等于各部分电阻之和可得此时电阻棒R2接入电路的电阻为
R2′=R总-R1=7.5Ω-5Ω=2.5Ω
【小问3详解】
小丽量身高时,电压表示数为0.5V,根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知R1两端电压
U1=U-U2=3V-0.5V=2.5V
电路中的电流
此时电阻棒R2接入电路的电阻
已知电阻棒总长为50cm、总电阻为10Ω,所以电阻棒每接入1Ω的长度为5cm,小华测量时比小丽多接入
ΔR=R2′-R2″=2.5Ω-1Ω=1.5Ω
则小华比小丽高
5cm/Ω×1.5Ω=7.5cm
已知小华的身高为168cm,则小丽的身高为
168cm-7.5cm=160.5cm
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