精品解析：湖南省衡阳市衡阳县五校联考2023-2024学年九年级上学期第三次月考物理试题

2023-2024学年湖南省衡阳市衡阳县五校联考九年级（上）第三次月考物理试卷 一、单选题：本大题共8小题，共24分。 1. 男女两位歌唱家分低高音声部二重唱时，两位歌唱家的声音最有可能（　　） A. 音调相近 B. 音色相近 C. 频率相近 D. 响度相近 2. 如图所示，OO' 为凸透镜的主光轴，将点光源放在A点时，像在B点；将点光源放在B点时，像在C点。当将点光源放在C点时，则（　　） A. 一定在B点成一个实像 B. 一定在A点的左侧成一个虚像 C. 可能在B、C之间成一个实像 D. 可能在C点的右侧成一个虚像 3. 壁虎爬在竖直的墙面上静止不动，则下面的说法正确的是（　　） A. 墙对壁虎的吸引力和壁虎受到的重力是一对平衡力 B. 壁虎对墙的压力和墙对壁虎摩擦力是一对相互作用力 C. 墙对壁虎的摩擦力和壁虎受到的重力是一对平衡力 D. 墙对壁虎的摩擦力和墙受到的重力是一对平衡力 4. 关于热量，内能和温度，下面说法正确的是（　　） A. 物体的内能与温度有关，只要物体的温度不变，物体的内能一定不会变 B. 对一个物体做功，它的内能一定会增加 C. 物体的温度越高，其含有的热量就越多 D. 内能小的物体可以将热量传递给内能大的物体 5. 如图所示，电源电压不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，a、b是电流表或电压表，当只闭合开关S、S1时，a、b的指针均明显偏转，将位于中点的滑片P向左移动，a的示数不变，b的示数有变化。以下说法正确的是（　　） A. a一定是电压表 B. 若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，则a的示数与b的示数的比值可能等于R2 C. 若将b换成另一种电表，只闭合S、S2，将滑片P向右移动，经过R2电流一定变大 D. 只闭合S、S2，移动滑片P，则a示数的变化量与b示数的变化量的比值可能等于R1+R2 6. 如图所示的家庭照明电路中某处存在故障。电工师傅为查明故障，在保险丝处接入一只“220V 40W”的灯泡L0。当只闭合开关S、S1时，灯泡L0正常发光，灯泡L1不发光；当只闭合开关S、S2时，L0和L2都呈暗红色（比正常发光状态暗得多）。由此可以确定（　　） A. L1灯头接线处断路 B. L1灯头接线处短路 C. 开关S1短路 D. L2灯头接线处短路 7. 如图是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V 22W”照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻，R2为阻值会随着光照强度变化而变化的光敏电阻。下列说法中不正确的是（　　） A. 受控电路中导线a端应连接照明电路的火线 B. 提高控制电路电源电压，L白天也可能发光 C. 当光照强度增大时，控制电路总功率将增大 D. 为了让灯在天更暗时才发光，可换用阻值更小的R1 8. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，R2=10Ω。当开关S1、S2闭合，滑动变阻器的滑片P位于a端时，电压表的示数为U1，电流表的示数为I1，滑动变阻器的电功率为18W；当开关S1闭合，S2断开，滑片P位于滑动变阻器的中点c时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，滑动变阻器的电功率为25W，若U1：U2=3∶7，下列说法中错误的是（　　） A. I1∶I2=3∶5 B. R1=25Ω C. 滑动变阻器的最大阻值为200Ω D. 电源电压为60V 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 9. 一放在水平面上的物体，受到水平拉力的作用，在0~内其速度-时间图像与力的功率-时间图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 时，拉力的大小为 B. 0~内拉力的平均值为 C. 物体所受摩擦力的大小为 D. 0~内物体克服摩擦力做的功与拉力做的功相等 10. 某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），下列说法中正确的是（　　） A 汽油机每秒内完成30个冲程 B. 汽油机的功率为2025W C. 做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N D. 一个做功冲程中燃气对活塞做的功为1.35×105J 11. 如图所示，电源电压为12V，、为定值电阻，，为滑动变阻器，其铭牌上标有“？Ω 2A”字样。电压表接入电路的量程为0~3V，电压表接入电路的量程为0~15V，电流表A所选量程为0~3A，电流表所选量程为0~0.6A。将滑动变阻器的滑片调至最左端，当只闭合开关时，电流表A的示数为0.4A：保持滑片位置不变，当只闭合开关时，电压表的示数为3V。下列结论正确的是（ ） A. 的最大阻值为30Ω B. 的阻值为20Ω C. 只闭合时，连入电路的阻值不能小于4Ω D. 改变电路连接，为保障各元件安全，电流表A的最大示数和最小示数之比为26∶3 12. 如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为0.6A，滑动变阻器R的最大阻值为50Ω，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。闭合开关S，在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象，如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是（　　） A. 电源电压为12V B. 小灯泡的额定功率为36W C. 当电流表示数为0.25A时，滑动变阻器消耗的电功率为0.25W D. 若将电压表量程换为0~3V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω~50Ω 三、实验探究题：本大题共2小题，共26分。 13. 如图，图1是小明同学验证阿基米德原理的实验过程图，弹簧测力计在A、B、C、D四个步骤中的读数分别为G空桶=1N、F1=2N、G物=3N、F2=2N，ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10N/kg。 （1）为了减小实验误差，最合理的操作步骤顺序为______ （填序号）； （2）按照最合理的操作顺序，当实验中的测量结果满足______ 的关系式时（用G物、F1、F2、G空桶表示），说明阿基米德原理成立； （3）按最合理顺序操作，以下影响验证结果的是______ （只填字母）； A.图B中溢水杯内未装满水 B.图B中合金块未浸没在水中 C.图A中小桶内有少量水 （4）按最合理顺序操作还可以测出圆柱体密度ρ柱=______ kg/m3； （5）如图2所示，小明借助一个长方体木块和刻度尺测出了石块的密度； ①如图甲，用刻度尺测出木块没在水中的深度h1； ②如图乙，将石块放在木块上，使它们共同漂浮在水面上，用刻度尺测出木块浸在水中的深度h2； ③如图丙，将石块用细线系在木块下面放入水中浸没，让木块有一部分体积露出水面，用刻度尺测出木块浸在水中的深度h3； ④石块密度ρ石块=______ （用题目中字母和ρ水表示）。 14. 莉莉在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡，电源电压保持6V不变，滑动变阻器规格为“30Ω 1A”，连接电路如图甲所示。 （1）电路连接时，莉莉需要 _____开关； （2）为了使滑片右移时灯亮度变亮，请你帮莉莉用笔画代替导线连接好图甲中的电路；_____ （3）连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，同时发现电流表有示数，电压表无示数，则电路中存在故障可能是 _____； （4）排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数如图乙所示，想使小灯泡正常发光，则应将滑片向 _____（选填“左”或“右”）移动一些； （5）完成了上述实验后，莉莉还想测另一只额定电压为U1的小灯泡的额定电功率，但发现电流表损坏。莉莉利用阻值已知的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，并操作如下： ①依据电路图连接好电路，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关 _____，读出电压表示数为U2； ③小灯泡的额定功率P额=_____。（用U1、U2和R0表示） （6）邻组的小李同学又找来5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个定值电阻想要继续探究“电流与电阻的关系”，只将5Ω的定值电阻代替小灯泡连入电路，调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为2V。接下来断开开关，保持滑片位置不变，取下5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，则闭合开关后，应将滑动变阻器的阻值 _____（选填“调大”或“调小”）；在用20Ω的定值电阻替换15Ω的定值电阻后，他发现电压表示数始终不能调为2V。为完成四次探究，如果只调整电压表的示数，则小李应该控制电压表示数U0的范围为 _____。 四、计算题：本大题共3小题，共34分。 15. 小梦通过如图甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力F与绳子自由端移动距离s的关系图像如图乙所示。其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85%，每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力。求： （1）物体在空中上升，小梦做的功是多少？ （2）物体浸没在水中时所受的浮力是多少？ （3）物体在水中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为多少？ 16. 图甲是某款电熨斗，图乙是其电路原理图。电源电压为220V，R1、R2为发热体，其中R2=343.2Ω。该电熨斗高温挡功率为500W，通过开关S实现温度控制。求： （1）求R1的阻值是多少Ω？ （2）在某次使用过程中，高温挡与低温挡相互切换使用，电熨斗正常工作10min消耗电能1.44×105J，则电熨斗在低温挡工作的时间是多少s？ （3）为了适应不同室温和更多衣料，对电路做了改进，将R2换成滑动变阻器R3，如图丙所示，R1、R3均为发热体。假定电熨斗每秒钟向外散失的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温度差Δt关系如图丁所示。在室温为20℃的房间里，要求电熨斗表面保持240℃不变，应将R3的阻值调为多少Ω？ 17. 为探究平衡木受力特点，喜爱体操的小微设计了一个平衡木模型。整个装置如图甲所示AB可绕支点O无摩擦转动，C处固定一竖直硬杆，硬杆的底部安装了压敏电阻片R，R所在的电路放在了硬杆内（整个装置除硬杆以外，其它部分的重力均不计），且AB=5m，OA= BC=1m，电源电压恒为3V，硬杆底部R阻值随地面对它的支持力F变化的关系如图乙所示，整个装置放在水平地面上，AB始终处于水平平衡状态，当重360N的小薇站在A点时，电流表的示数为0.1A，求： （1）小薇在A点时，C处受到硬杆的拉力； （2）小薇在A点时，地面对硬杆底部R的支持力； （3）当电流表的示数为0.3A时，小薇距A点多少米？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年湖南省衡阳市衡阳县五校联考九年级（上）第三次月考物理试卷 一、单选题：本大题共8小题，共24分。 1. 男女两位歌唱家分低高音声部二重唱时，两位歌唱家的声音最有可能（　　） A. 音调相近 B. 音色相近 C. 频率相近 D. 响度相近 【答案】D 【解析】 【详解】A C．男女生音调不同这是因为男女生的声带振动频率不同，男生的声带相对较长，振动频率相对较低，发出的声音音调较低；而女生的声带相对较短，振动频率相对较高，发出的声音较高，故AC不符合题意； B．两位歌唱家声音各具特色，音色不同，故B不符合题意； D．男女歌唱家站有同等重要的地位，都是主唱，故可能发声的力度相同，声带振动的幅度相同，响度相同，故D符合题意。 故选D。 2. 如图所示，OO' 为凸透镜的主光轴，将点光源放在A点时，像在B点；将点光源放在B点时，像在C点。当将点光源放在C点时，则（　　） A. 一定在B点成一个实像 B. 一定在A点的左侧成一个虚像 C. 可能在B、C之间成一个实像 D. 可能在C点的右侧成一个虚像 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】如果凸透镜放在C点右侧，那么当点光源放在A点时，成像在A点左侧，而不是右侧的B，所以不可能；当光源在A点时，像在透镜另一侧，说明成实像，那么像距应在一倍焦距外，这样当点光源在B点时就也会在相对于B的另一侧成实像，（也就是A的一侧）而不是成像在C点。所以透镜不可能在AB和BC之间。如果凸透镜放在A点左侧，那么当点光源放在A点时，成像在B点，当点光源放在B点时，成像在C点，成像都是虚像。故此时凸透镜只能放在A点的左侧；所以该情况下有如下几种可能，即若C点在透镜的1倍焦距以外，像应成在透镜左侧的1倍焦距以外；另一种可能是，若C点还在透镜的1倍焦距以内，即此时所成的像应在C点的右侧。故分析四个选项，只有D是正确的。 故选D。 3. 壁虎爬在竖直的墙面上静止不动，则下面的说法正确的是（　　） A. 墙对壁虎的吸引力和壁虎受到的重力是一对平衡力 B. 壁虎对墙的压力和墙对壁虎摩擦力是一对相互作用力 C. 墙对壁虎的摩擦力和壁虎受到的重力是一对平衡力 D. 墙对壁虎的摩擦力和墙受到的重力是一对平衡力 【答案】C 【解析】 【详解】A．墙对壁虎的吸引力方向沿水平方向、壁虎受到的重力竖直向下，不是一对平衡力；故A错误； B．壁虎对墙的压力方向在水平方向上，墙对壁虎摩擦力方向在竖直方向上，二者不是相互作用力，故B错误； C．墙对壁虎的摩擦力和壁虎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C正确； D．墙对壁虎的摩擦力和墙受到的重力大小不相等，不是一对平衡力，故D错误。 故选C。 4. 关于热量，内能和温度，下面说法正确的是（　　） A. 物体的内能与温度有关，只要物体的温度不变，物体的内能一定不会变 B. 对一个物体做功，它的内能一定会增加 C. 物体温度越高，其含有的热量就越多 D. 内能小的物体可以将热量传递给内能大的物体 【答案】D 【解析】 【详解】A．因为内能与温度、质量和状态有关，所以温度不变，内能可能会改变，故A错误； B．对一个物体做功，同时物体放出热量，物体的内能不一定会增加，故B错误； C．热量指的是热传递过程中传递的能量的多少，只能说吸收或者放出的热量多或者少，不能说含有的热量越多，故C错误； D．热传递的条件是有温度差，内能小的物体温度不一定低，因此内能小的物体可以将热量传递给内能大的物体，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，电源电压不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，a、b是电流表或电压表，当只闭合开关S、S1时，a、b的指针均明显偏转，将位于中点的滑片P向左移动，a的示数不变，b的示数有变化。以下说法正确的是（　　） A. a一定是电压表 B. 若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，则a的示数与b的示数的比值可能等于R2 C. 若将b换成另一种电表，只闭合S、S2，将滑片P向右移动，经过R2电流一定变大 D. 只闭合S、S2，移动滑片P，则a示数的变化量与b示数的变化量的比值可能等于R1+R2 【答案】B 【解析】 【详解】A．只闭合开关S、S1时，电表b与滑动变阻器R串联，若a是电压表，S2断开，则a无示数，当滑片P向左移动，b的示数有变化，则b一定是电流表，若a是电流表，则滑动变阻器R与R2并联，当滑片P向左移动，b的示数有变化，故A错误； B．若将a与b的位置互换，若a为电压表，b为电流表，只闭合S、S2，R被短路，R1、R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R2两端的电压，则a的示数与b的示数的比值为R2；若a、b均为电流表时，若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，R、R2被短路，电路为R1的简单电路，两电流表的示数相等，其比值为1，故B正确； C．若将b换成另一种电表，即b为电压表；若a为电压表时，只闭合S、S2，R1、R2与R串联，滑片P向右移动，电阻变小，电路总电阻变小，电流变大；若a为电流表时，只闭合S、S2，R被短路，R1、R2串联，滑片P向右移动，电阻不变，电路总电阻不变，电流不变，故C错误； D．若a为电压表、b为电流表时，只闭合S、S2，此时R1与R串联，电压表a测R两端的电压，电流表测电路中的电流，由串联电路电压的规律可知R1两端电压的变化量等于R两端电压的变化量，则有 即a示数的变化量与b示数的变化量的比值等于R1；若a、b均为电流表时，只闭合S、S2，R、R2被短路，电路为R1的简单电路，移动滑片P，a、b两表的示数变化量均为0，故D错误。 故选B。 6. 如图所示的家庭照明电路中某处存在故障。电工师傅为查明故障，在保险丝处接入一只“220V 40W”的灯泡L0。当只闭合开关S、S1时，灯泡L0正常发光，灯泡L1不发光；当只闭合开关S、S2时，L0和L2都呈暗红色（比正常发光状态暗得多）。由此可以确定（　　） A. L1灯头接线处断路 B. L1灯头接线处短路 C. 开关S1短路 D. L2灯头接线处短路 【答案】B 【解析】 【详解】当只闭合开关S、S1时，灯泡L0正常发光，说明灯泡L0的两端接在了火线、零线上，即没有与其他用电器串联，且有电流通过，因为灯泡L1不发光，说明灯泡L1被短路。当只闭合开关S、S2时，L0和L2都呈暗红色（比正常发光状态暗得多），说明L0和L2两用电器两端的电压均未达到额定电压，因此L0和L2串联接入电路，各自两端的电压均低于220V，所以L2是正常的。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 7. 如图是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V 22W”照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻，R2为阻值会随着光照强度变化而变化的光敏电阻。下列说法中不正确的是（　　） A. 受控电路中导线a端应连接照明电路的火线 B. 提高控制电路电源电压，L白天也可能发光 C. 当光照强度增大时，控制电路总功率将增大 D. 为了让灯在天更暗时才发光，可换用阻值更小的R1 【答案】B 【解析】 【详解】A．开关控制灯泡时，开关接在火线上，所以，受控电路中导线a端应连接照明电路的火线，故A正确，不符合题意； B．如果提高控制电路的电压，由欧姆定律知道，控制电路中的电流增大，在白天时，控制电路的电流很大，衔铁会被吸下，照明灯L不发光，且到晚上时，由于控制电路的电压高、电流大，也可能导致衔铁被吸下，照明灯L也可能不发光，故B错误，符合题意； C．当光照强度增大时，光敏电阻阻值随光照强度的增大而减小，根据串联电路的电阻关系知道，控制电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，由P＝UI知道，控制电路的功率变大，故C正确，不符合题意； D．根据题意知道，照明灯在天暗时发光，说明此时照明电路闭合，即衔铁上动触点与静触点接触，由图知道，此时衔铁应被释放，则电磁铁的磁性减弱，说明控制电路中的电流变小，由知道，控制电路中的电阻变大，即此时光敏电阻的阻值变大，反之，天亮时光敏电阻的阻值变小，所以，该光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小；电磁铁的吸合电流不变，控制电路电源电压不变，由欧姆定律知道，衔铁被吸下时电路的总电阻不变，要在环境光线更弱时才启动节能灯照明，此时光敏电阻的阻值较大，则应换用阻值较小的R1，故D正确，不符合题意。 故选B。 8. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，R2=10Ω。当开关S1、S2闭合，滑动变阻器的滑片P位于a端时，电压表的示数为U1，电流表的示数为I1，滑动变阻器的电功率为18W；当开关S1闭合，S2断开，滑片P位于滑动变阻器的中点c时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，滑动变阻器的电功率为25W，若U1：U2=3∶7，下列说法中错误的是（　　） A. I1∶I2=3∶5 B. R1=25Ω C. 滑动变阻器的最大阻值为200Ω D. 电源电压为60V 【答案】D 【解析】 【详解】当开关、闭合，被短接，滑动变阻器的滑片位于端时，等效电路图如图所示： 当开关闭合，断开，滑片位于滑动变阻器的中点时，等效电路图如图所示： A．由可得，两图中滑动变阻器消耗的电功率之比为 解得：，故A正确，不符合题意； B．由可得，两图中电压表的示数之比为 解得 故B正确，不符合题意； C．因电源的电压不变，所以 整理可得 故C正确，不符合题意； D．当开关、闭合，被短接，滑动变阻器的滑片位于端时，电流表的示数为，滑动变阻器的电功率为，由可得 解得：，故D错误，符合题意。 故选D。 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 9. 一放在水平面上的物体，受到水平拉力的作用，在0~内其速度-时间图像与力的功率-时间图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 时，拉力的大小为 B. 0~内拉力的平均值为 C. 物体所受摩擦力的大小为 D. 0~内物体克服摩擦力做的功与拉力做的功相等 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．如图可知，时物体的速度为，拉力的瞬时功率为，则拉力为 故A正确； B．如图所示，0~内拉力做功为 则物体在0~内前进的距离为 则拉力的平均值为 故B正确； C．如图所示，在2~内物体的速度为的匀速直线运动，受到的摩擦力等于拉力为 故C正确； D．如图所示，在0~内物体运动的总距离为 物体克服摩擦力做功为 由图可知拉力做的功为功率下方的面积为 故D错误。 故选ABC。 10. 某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），下列说法中正确的是（　　） A. 汽油机每秒内完成30个冲程 B. 汽油机功率为2025W C. 做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N D. 一个做功冲程中燃气对活塞做的功为1.35×105J 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．由汽油机工作时，完成一个工作循环，飞轮转动2周，完成4个冲程，对外做功1次，可知当飞轮lmin转动1800周，即每秒钟转动30周，完成60个冲程，故A项错误； BCD．由题可知，汽油机的汽缸活塞面积为 燃气对活塞的平均压力为 一个冲程活塞在汽缸中移动的距离为 一个做功冲程中燃气对活塞做的功 飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800周，要对外做功900次，燃气对活塞做的总功为 汽油机的功率为 故BC项正确；D项错误。 故选BC。 11. 如图所示，电源电压为12V，、为定值电阻，，为滑动变阻器，其铭牌上标有“？Ω 2A”字样。电压表接入电路的量程为0~3V，电压表接入电路的量程为0~15V，电流表A所选量程为0~3A，电流表所选量程为0~0.6A。将滑动变阻器的滑片调至最左端，当只闭合开关时，电流表A的示数为0.4A：保持滑片位置不变，当只闭合开关时，电压表的示数为3V。下列结论正确的是（ ） A. 的最大阻值为30Ω B. 的阻值为20Ω C. 只闭合时，连入电路的阻值不能小于4Ω D. 改变电路连接，为保障各元件安全，电流表A的最大示数和最小示数之比为26∶3 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图示知，滑片调到滑动变阻器的最左端，变阻器接入电路的阻值最大，只闭合S3时，变阻器单独工作，电流表示数为0.4A，则变阻器的最大阻值 故A正确； B．只闭合S1，滑片位置不变时，R1、R3串联在电路中，电压表V1测R1两端的电压，此时R3两端的电压 R1的电流 R1的阻值 故B错误； C．只闭合S3，电流表A测电路中的电流，其量程为0~3A，变阻器允许通过的最大电流为2A，则电路中的最大电流为2A，R3连入电路的阻值最小为 故C错误； D．因为R3＞R2，所以当R1、R3串联，且变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电阻最大，电流最小，两个电流表都测电路的电流，由选项B的分析知，此时电路的电流为0.3A，两个电表都安全，也没超过变阻器允许通过的最大电流，所以A的最小示数为0.3A。开关S2和S3都闭合，R2、R3并联，电流表A测干路电流，A1测通过R2的电流，示数为 没超过A1量程，符合题意条件；变阻器允许通过的最大电流为2A，所以干路的最大电流，即A的最大示数 I总大=I2+I最大=0.6A+2A=2.6A 所以电流表A的最大示数和最小示数之比 I总大∶I小=2.6A∶0.3A=26∶3 故D正确。 故选AD。 12. 如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为0.6A，滑动变阻器R的最大阻值为50Ω，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。闭合开关S，在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象，如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是（　　） A. 电源电压为12V B. 小灯泡的额定功率为36W C. 当电流表示数为0.25A时，滑动变阻器消耗的电功率为0.25W D. 若将电压表量程换为0~3V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω~50Ω 【答案】AD 【解析】 【详解】由图甲电路图可知，电路为灯泡L和滑动变阻器R的串联电路，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流； A．当电流表示数为0.6A时，由图乙可知电压表示数为6V，即灯泡两端的电压UL=6V；由图丙可知滑动变阻器连入电路的阻值为10Ω，则滑动变阻器两端的电压为 UR=IR=0.6A×10Ω=6V 由串联电路电压的特点可知电源电压为 U=UL+UR=6V+6V=12V 故A正确； B．由题知灯泡的额定电流为0.6A，由图乙可知，当电流为0.6A时，电压表示数为6V，即灯泡两端的额定电压UL=6V，则灯泡的额定功率为 PL=ULI=6V×0.6A=3.6W 故B错误； C．当电流表示数为0.25A时，由图乙可知电压表示数为1V，即灯泡两端的电压UL′=1V，根据串联电路电压的特点可知滑动变阻器两端的电压为 UR′=U-UL′=12V-1V=11V 则滑动变阻器消耗的电功率为 PR=UR′I′=11V×0.25A=2.75W 故C错误； D．若将电压表量程换为0~3V，则灯泡两端电压最大为ULmax=3V，则由图乙可知，电路中的电流为0.5A，由串联电路电压特点可知滑动变阻器两端电压最小为 URmin=U-ULmax=12V-3V=9V 滑动变阻器连入电路的最小阻值为 则滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω~50Ω，故D正确。 故选AD。 三、实验探究题：本大题共2小题，共26分。 13. 如图，图1是小明同学验证阿基米德原理的实验过程图，弹簧测力计在A、B、C、D四个步骤中的读数分别为G空桶=1N、F1=2N、G物=3N、F2=2N，ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10N/kg。 （1）为了减小实验误差，最合理的操作步骤顺序为______ （填序号）； （2）按照最合理的操作顺序，当实验中的测量结果满足______ 的关系式时（用G物、F1、F2、G空桶表示），说明阿基米德原理成立； （3）按最合理顺序操作，以下影响验证结果的是______ （只填字母）； A.图B中溢水杯内未装满水 B.图B中合金块未浸没在水中 C.图A中小桶内有少量水 （4）按最合理顺序操作还可以测出圆柱体密度ρ柱=______ kg/m3； （5）如图2所示，小明借助一个长方体木块和刻度尺测出了石块的密度； ①如图甲，用刻度尺测出木块没在水中的深度h1； ②如图乙，将石块放在木块上，使它们共同漂浮在水面上，用刻度尺测出木块浸在水中的深度h2； ③如图丙，将石块用细线系在木块下面放入水中浸没，让木块有一部分体积露出水面，用刻度尺测出木块浸在水中的深度h3； ④石块密度ρ石块=______ （用题目中字母和ρ水表示）。 【答案】 ①. ACBD ②. G物-F1=F2-G空桶 ③. A ④. 3×103 ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]为了减小误差，在小桶接水前，应先测出其重力，再测合金块的重量，然后浸没排水，最后测量溢出水和小桶的总重，所以合理的实验顺序为ACBD。 （2）[2]图C测出了物体的重力，图B测量的是物体浸在水中时弹簧测力计的拉力，物体受到的浮力等于重力减去弹簧测力计的拉力，所以图中C和B两个步骤是为了测量浮力的大小；由实验过程可知，物体浸没液体中受到的浮力为，物体排开液体的重力：，如果满足 则可以证明：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小，即阿基米德原理成立。 （3）[3]A．图B中溢水杯内未盛满水，则测得排开水的重力会偏小，会影响验证结果； B．图B中合金块未浸没水中，此时浮力小，排开的水的体积也小，不影响实验结果； C．图A中小桶内有少量水，物体排开水后，小桶重力的两次示数之差仍为排开水的重力，不影响实验结果； 故选A。 （4）[4]圆柱体的质量为 圆柱体浸没在水中所受的浮力为 所以圆柱体的体积为 所以圆柱体的密度为 （5）[5]如图，甲乙中物体都漂浮，浮力等于重力，所以浮力的变化量等于重力的变化量，即等于石块的重力，设木块的底面积为S，所以石块的重力为 所以石块的质量为 对比乙丙两图，木块和石头看做整体，也都漂浮，浮力等于重力，重力相等，所以浮力相等，根据可知排开液体的体积相等，所以石块的体积为 所以石块的密度为 14. 莉莉在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡，电源电压保持6V不变，滑动变阻器规格为“30Ω 1A”，连接电路如图甲所示。 （1）电路连接时，莉莉需要 _____开关； （2）为了使滑片右移时灯的亮度变亮，请你帮莉莉用笔画代替导线连接好图甲中的电路；_____ （3）连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，同时发现电流表有示数，电压表无示数，则电路中存在的故障可能是 _____； （4）排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数如图乙所示，想使小灯泡正常发光，则应将滑片向 _____（选填“左”或“右”）移动一些； （5）完成了上述的实验后，莉莉还想测另一只额定电压为U1的小灯泡的额定电功率，但发现电流表损坏。莉莉利用阻值已知的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，并操作如下： ①依据电路图连接好电路，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关 _____，读出电压表示数为U2； ③小灯泡的额定功率P额=_____。（用U1、U2和R0表示） （6）邻组的小李同学又找来5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个定值电阻想要继续探究“电流与电阻的关系”，只将5Ω的定值电阻代替小灯泡连入电路，调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为2V。接下来断开开关，保持滑片位置不变，取下5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，则闭合开关后，应将滑动变阻器的阻值 _____（选填“调大”或“调小”）；在用20Ω的定值电阻替换15Ω的定值电阻后，他发现电压表示数始终不能调为2V。为完成四次探究，如果只调整电压表的示数，则小李应该控制电压表示数U0的范围为 _____。 【答案】 ①. 断开 ②. ③. 灯泡短路 ④. 右 ⑤. S、S2 ⑥. ⑦. 调大 ⑧. 2.4~3V 【解析】 【详解】（1）[1]连接电路时，为保护电路，需要断开开关。 （2）[2]滑片右移时灯的亮度变亮，说明滑片右移时滑动变阻器的电阻减小，所以需将滑动变阻器右下接线柱接入电路，如下图所示： （3）[3]连接好电路后，闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明小灯泡发生了短路，所以电路中存在的故障可能是小灯泡短路。 （4）[4]由图乙可知，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，想使小灯泡正常发光，需将小灯泡两端的电压增大为额定电压2.5V，根据串联分压原理可知，需减小滑动变阻器的电阻，所以应将滑片向右移动一些。 （5）①按图连接电路后，首先闭合开关S、S1，此时滑动变阻器R、定值电阻R0和电灯泡串联，电压表测小灯泡两端的电压。移动滑片P，使电压表的示数为U1，此时小灯泡正常发光。 ②[5]保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关S、S2，此时滑动变阻器R、定值电阻R0和电灯泡仍串联，电压表测小灯泡和定值电阻R0两端的总电压，为U2。由于电路结构没变，两次电路中的电流不变，各个用电器两端的电压不变，所以电路中的电流为 ③[6]小灯泡的额定功率为 （6）[7]探究电流和电阻的关系时，要保持定值电阻两端的电压不变，定值电阻的阻值由5Ω换为10Ω时，根据串联分压的原理，定值电阻阻值变大，则两端的电压也变大。为了保持定值电阻的电压不变，应使滑动变阻器阻值变大分到更多的电压，故应将滑动变阻器的阻值调大。 [8]为完成四次探究，如果只调整电压表的示数，已知电压表量程为3V，则定值电阻两端的电压最大为3V；当定值电阻换为最大值20Ω，滑动变阻器的电阻调为最大值30Ω时，定值电阻两端的电压为需要控制的最小电压U小，根据串联分压原理可得 代入数据可得 解U小=2.4V。故该控制电压表示数U0的范围为2.4~3V。 四、计算题：本大题共3小题，共34分。 15. 小梦通过如图甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图像如图乙所示。其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85%，每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力。求： （1）物体在空中上升，小梦做的功是多少？ （2）物体浸没在水中时所受的浮力是多少？ （3）物体在水中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】解：（1）由图乙可知，绳子自由端移动的距离为0~4m时，拉力为100N不变，此时物体没有露出水面，4~6m时物体开始逐渐露出水面，拉力不断增大，6~8m时拉力为200N不变，此时物体完全离开水面，故物体在空中匀速上升过程中受到的拉力F=200N；动滑轮与4股绳子接触，则有效绳子段数n=4，故物体在空中上升1m时，绳端移动距离为 由图像可知在此期间拉力保持不变，则拉力做功为 （2）物体在空中匀速上升过程中，拉力F=200N，有效绳子段数n=4，设动滑轮末端挂钩处绳子拉力为，不计绳重、摩擦，受力分析，有 ① 物体浸没在水中时，拉力F1=100N，设此时动滑轮末端挂钩处绳子拉力为，不计绳重、摩擦和水的阻力，受力分析，有 ② ①式-②式，得 分析题意可知，物体在空中匀速上升过程中，末端绳子拉力为，再根据称重法可知物体浸没在水中时所受的浮力为 （3）物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85%，则有 解得物体重力为，所以根据的动滑轮重力为 所以物体在水中匀速上升过程中滑轮组末端绳子拉力为 所以物体在水中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为 答：（1）物体在空中上升，小梦做的功是； （2）物体浸没在水中时所受的浮力是； （3）物体在水中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为。 16. 图甲是某款电熨斗，图乙是其电路原理图。电源电压为220V，R1、R2为发热体，其中R2=343.2Ω。该电熨斗高温挡功率为500W，通过开关S实现温度控制。求： （1）求R1的阻值是多少Ω？ （2）在某次使用过程中，高温挡与低温挡相互切换使用，电熨斗正常工作10min消耗电能1.44×105J，则电熨斗在低温挡工作的时间是多少s？ （3）为了适应不同室温和更多衣料，对电路做了改进，将R2换成滑动变阻器R3，如图丙所示，R1、R3均为发热体。假定电熨斗每秒钟向外散失的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温度差Δt关系如图丁所示。在室温为20℃的房间里，要求电熨斗表面保持240℃不变，应将R3的阻值调为多少Ω？ 【答案】（1）96.8Ω；（2）400s；（3）13.2Ω 【解析】 【详解】解：（1）当S断开时，由图乙可知，两电阻串联，S闭合时，R2短路，电路为R1的简单电路，因串联电阻大于其中任一电阻，根据可知，S断开时功率小，为低温挡，S闭合时功率大，为高温挡，故R1的阻值为 （2）S断开时为低温挡，根据串联电阻的规律，可知低温挡的功率为 设电熨斗在P低=110W下工作时间为t1，则有 W=P低t1+P高t2 即 1.44×105J=110W×t1+500W×(600s-t1) 解得t1=400s，即电熨斗在低温挡工作的时间是400s。 （3）由题意可知室温为20℃，电熨斗表面温度为240℃，则温差为 Δt=240℃-20℃=220℃ 观察图丁可知，在温差为220℃下，电熨斗每秒钟散失热量为440J，则热损失功率为 要想保持电熨斗表面温度不变，则电熨斗的加热功率P加热=440W，电路丙中的加热功率 解得R3=13.2Ω。 答：（1）R1的阻值是96.8Ω； （2）电熨斗在低温挡工作的时间是400s； （3）在室温为20℃的房间里，要求电熨斗表面保持240℃不变，应将R3的阻值调为13.2Ω。 17. 为探究平衡木受力特点，喜爱体操的小微设计了一个平衡木模型。整个装置如图甲所示AB可绕支点O无摩擦转动，C处固定一竖直硬杆，硬杆的底部安装了压敏电阻片R，R所在的电路放在了硬杆内（整个装置除硬杆以外，其它部分的重力均不计），且AB=5m，OA= BC=1m，电源电压恒为3V，硬杆底部R阻值随地面对它的支持力F变化的关系如图乙所示，整个装置放在水平地面上，AB始终处于水平平衡状态，当重360N的小薇站在A点时，电流表的示数为0.1A，求： （1）小薇在A点时，C处受到硬杆的拉力； （2）小薇在A点时，地面对硬杆底部R的支持力； （3）当电流表的示数为0.3A时，小薇距A点多少米？ 【答案】(1) 120N；(2) 60N；(3) 2m 【解析】 【分析】本题考查欧姆定律、杠杠的平衡条件，根据欧姆定律和杠杆平衡条件分析求解。 【详解】(1)整个装置除硬杆以外，其它部分的重力均不计，根据杠杆的平衡条件可得 C处受到硬杆的拉力为 (2)小薇站在A点时，电流表的示数为0.1A，此时电路中的电阻 由乙图可知地面对硬杆底部R的支持力为60N。 (3)以硬杆为研究对象，小薇站在A点时，硬杆受到自身向下的重力作用，AB对硬杆向上拉力作用，以及地面对硬杆的支持力。AB始终处于水平平衡状态，即硬杆处于水平平衡状态，则三个力满足如下关系 AB对硬杆拉力与C处受到硬杆的拉力为一对相互作用力，故AB对硬杆拉力为120N，则，硬杆的重力为 当电流表的示数为0.3A时，即电路中电流＝0.3A时，由欧姆定律可知此时压敏电阻的阻值为 由乙图知此时地面对它的支持力 此时地面对它的支持力300N大于硬杆的重力180N 则硬杆受到AB的压力作用，三个力满足如下关系 硬杆受到AB的压力为 则硬杆对C端的支持力 此时人在O点的左边，根据杠杆的平衡条件得 所以 小薇距A点 答：(1)小薇在A点时，C处受到硬杆的拉力为120N； (2)小薇在A点时，地面对硬杆底部R的支持力60N； (3) 当电流表的示数为0.3A时，小薇距A点2m。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$