内容正文:
2024年安徽省名校之约第二次联考试卷物理
注意事项:
1.物理试卷共四大题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”(2页)两部分。请务必在“答题卷”上答题,在“试题卷”上答题是无效的。
3.考试结束后,请将“试题卷”和“答题卷”一并交回。
4.本卷试题中g值均取10N/kg.
一、填空题(每小题2分,共20分)
1. 《归园田居》(其三)描述了一幅辛勤劳作的田园生活画面,诗句“道狭草木长,夕露沾我衣”中“夕露”的形成时需要______(选填“吸收”或“放出”)热量。
2. 如图所示为海马7X-E智能纯电动MPV汽车,实现该车智能化集成电路的主要材料是______(选填“半导体”或“超导体”)。
3. 周末,小安和小徽去某平直的乡间小路由南向北练习骑自行车,如图所示是小安骑车、小徽慢跑的速度随时间变化的图像。则0~5s内,以小徽为参照物,小安向______(选填“南”或“北”)运动。
4. 跳伞运动员背着打开的降落伞从空中竖直跳下,运动员所受重力和伞的拉力合力为100N,方向竖直向下。已知运动员的质量为60kg,则运动员所受伞的拉力为______N。
5. 某次演习任务中,一架飞机要对地面上某一指定目标进行定点轰炸,则投弹后飞机的惯性_________(填“变大”“变小”或“不变”)。
6. 如图所示是一个盆景自动供水装置,瓶中的水不会一次性全部流掉,会有部分保留在瓶中,这个装置之所以能实现自动供水,是利用了______。
7. 如图甲所示是小安瞻仰烈士山英雄纪念碑时拍的照片,图乙中是拍摄时纪念碑顶所成的像,请你根据凸透镜成像的光路图确定纪念碑碑顶位置A。
8. 小安在实验室利用电热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图象如图所示。实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间冰和水吸收的热量相同,则冰的比热容为______J/(kg·℃)。[J/(kg·℃)]
9. 在实践活动中,小徽连接了如图所示的电路进行探究。当闭合开关S后,标有“2.5V”字样的小灯泡正常发光,电压表的示数为4.5V,小灯泡的电阻为10Ω。小灯泡的电阻为______Ω。(不考虑灯丝电阻变化)
10. 交通信号灯是指挥交通运行的信号灯,一般由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行,绿灯表示准许通行,黄灯表示警示。小徽同学设计了如图电路模拟十字路口的红绿灯控制,此时单刀多掷开关接通位置“3”,允许______(选填“东西”或“南北”)方向的车辆通行。
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. 近年来,我国在深空探索和深海探测等领域取得了重大成就,实现了毛主席在《水调歌头·重上井冈山》中所描绘的“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”的情景。对下列科技成就所涉及的物理知识的分析,不正确的是( )
A. 图甲,天宫空间站与地面控制中心的通讯,是通过电磁波实现的
B. 图乙,神舟十六号返回舱返回地球时,与空气摩擦做功使得内能增大
C. 图丙,“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深,所受海水的压强越大
D. 图丁,C919大型客机着陆时为能将摩擦所带电荷及时转移,采用绝缘材料制成轮胎
12. 如图为小徽在湿地公园拍摄的天鹅静立在平静的水中捕鱼的情景。下列说法正确的是( )
A. 水中天鹅“倒影”是光的折射形成的虚像
B. 天鹅看到的水中鱼是光的折射形成的实像
C. 天鹅向上飞离水面时,水中“倒影”变小
D. 天鹅在水中“倒影”比白鹅本身要暗,是由于部分光发生了折射
13. 如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,导体棒ab、导线、开关与电流表组成回路。下列操作中,电流表指针会发生偏转的是( )
A. 闭合开关,保持导体棒ab静止 B. 断开开关,保持导体棒ab静止
C. 闭合开关,导体棒ab水平向右运动 D. 闭合开关,导体棒ab竖直向上运动
14. 如图,是一款感应式干手器,其工作原理如下:启动开关闭合后,指示灯亮起,这时干手器才能正常使用;干手时,只需将手伸到感应区下方,感应开关自动闭合,动力装置工作,干手器吹风;手离开2s后,感应开关就会自动断开。下列电路符合要求是( )
A. B. C. D.
15. 如图所示是跳板跳水运动员比赛中的几个瞬间,其中①位置时运动员把跳板压到最低处。若不计空气阻力,关于该过程,下列判断正确的是( )
A. 位置①到②的过程,运动员的重力势能转化为动能
B. 位置②到③的过程,运动员的重力势能转化为动能
C. 位置④时运动员的动能等于位置②时运动员的动能
D. 位置③到④的过程,运动员减小的重力势能等于增加的动能
16. 如图电路,电源电压不变。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中(设灯丝电阻不变),下列说法正确的是( )
A. 灯逐渐变暗 B. 灯逐渐变亮
C. 电路中总电阻逐渐变大 D. 电流表示数逐渐变大
17. 电工师傅常用一只标有“220V 40W”的灯泡(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况,如图所示。当只闭合开关S、时,灯不亮;当只闭合开关S、时,灯和灯都呈暗红色;当只闭合S、时,灯正常发光。由此可以判断( )
A. 灯完好,灯断路,灯短路 B. 灯断路,灯完好,灯短路
C. 灯短路,灯短路,灯断路 D. 灯断路,灯短路,灯完好
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. 我国高铁领跑世界,一座座高铁桥梁引发了小安无限的探究欲望。他查阅相关资料了解到“下垂量”(桥梁向下弯曲偏离水平位置的距离)是衡量桥梁质量的一个重要标准。他猜想:钢梁的下垂量h可能与重物对钢梁的压力F和两支撑柱之间的距离s有关。为了验证猜想,他用图甲所示装置进行实验:
(1)为探究钢梁的下垂量h与两支撑柱之间的距离s是否有关,需要控制______不变。
(2)在探究钢梁的下垂量h和所受到的压力F是否有关时,小安记录了如下数据,请根据表格中的数据,在图乙坐标中描点画图。
实验次数
1
2
3
4
5
压力F/N
100
200
300
400
500
下垂量h/cm
2
4
6
8
10
19. “创新”实验小组在“探究凸透镜成像规律”的实验中,点燃蜡烛,调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度。
(1)移动蜡烛和光屏到如图所示位置,光屏上出现了烛焰清晰的像(像未画出),生活中的______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是这一成像原理的应用。
(2)实验一段时间后,蜡烛燃烧变短。要使像仍然成在光屏的中央,可以采取的办法有______(写出一条即可)。
20. 探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表各一个,一个开关,若干定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω),一个滑动变阻器,导线若干。
(1)小安按照图甲电路图探究“电流与电压的关系”,将多次实验的数据记录在了表格中,由这些数据可以得到的结论是当电阻一定时,______。
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
(2)小徽在探究“电流与电阻的关系”时,实验中多次改变图甲中电阻R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象。实验过程中小徽用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是______,将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为______V时,读出电流表的示数。
(3)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于______Ω的滑动变阻器。
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. 随着人们健康意识和环保意识的不断增强,骑山地自行车出行已经成为一种时尚。如图的山地自行车,其相关数据见下表。质量是50kg的小徽骑着这辆自行车在水平路面上匀速行驶时,牵引力大约是总重的0.05倍。(空气阻力忽略不计)求;
车架材料
碳纤维
车架材料体积/
2500
车架质量/kg
4.5
整车质量/kg
10
单轮接触地面面积/
5
(1)自行车受到的摩擦力;
(2)自行车对地面的压强。
22. 灯标有“8V 16W”的字样,灯标有“12V 9W”的字样,现将两个灯泡并联接入电路中,假如灯丝的电阻不随温度的变化而变化,在保证电路安全的情况下。求:
(1)两灯泡的最大实际功率;
(2)干路中的最大电流。
23. 如图所示,棱长为的正方体木块在绳子拉力F的作用下完全浸没在水中,长方体容器的底面积为。(,,绳子重力不计)求:
(1)木块此时受到的浮力;
(2)剪断绳子,容器底部压强的变化量。
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2024年安徽省名校之约第二次联考试卷物理
注意事项:
1.物理试卷共四大题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”(2页)两部分。请务必在“答题卷”上答题,在“试题卷”上答题是无效的。
3.考试结束后,请将“试题卷”和“答题卷”一并交回。
4.本卷试题中g值均取10N/kg.
一、填空题(每小题2分,共20分)
1. 《归园田居》(其三)描述了一幅辛勤劳作的田园生活画面,诗句“道狭草木长,夕露沾我衣”中“夕露”的形成时需要______(选填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】放出
【解析】
【详解】露的形成是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水滴,液化时需要放出热量。
2. 如图所示为海马7X-E智能纯电动MPV汽车,实现该车智能化集成电路的主要材料是______(选填“半导体”或“超导体”)。
【答案】半导体
【解析】
【详解】集成电路主要是由硅、锗等半导体材料制成的。超导体在特定条件下电阻为零,但不具有单向导电性,不能用来制作集成电路。
3. 周末,小安和小徽去某平直的乡间小路由南向北练习骑自行车,如图所示是小安骑车、小徽慢跑的速度随时间变化的图像。则0~5s内,以小徽为参照物,小安向______(选填“南”或“北”)运动。
【答案】南
【解析】
【详解】由图可知,0~5s内,小徽的速度为2m/s,小安做加速运动,但速度始终小于2m/s。所以以小徽为参照物,小安向南运动。
4. 跳伞运动员背着打开的降落伞从空中竖直跳下,运动员所受重力和伞的拉力合力为100N,方向竖直向下。已知运动员的质量为60kg,则运动员所受伞的拉力为______N。
【答案】500
【解析】
【详解】运动员的重力为
对运动员进行受力分析,受到伞竖直向上的拉力,竖直向下的重力,两个力的合力为100N,方向竖直向下,则运动员所受伞的拉力为
5. 某次演习任务中,一架飞机要对地面上某一指定目标进行定点轰炸,则投弹后飞机的惯性_________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】变小
【解析】
【详解】由于物体惯性的大小与物体质量有关,质量越大物体的惯性越大,所以投弹后飞机的质量减小,故惯性变小。
6. 如图所示是一个盆景自动供水装置,瓶中的水不会一次性全部流掉,会有部分保留在瓶中,这个装置之所以能实现自动供水,是利用了______。
【答案】大气压##大气压强
【解析】
【详解】由托里拆利实验可知,当盆中水面高于瓶口时,由于大气压作用在盆景中的水面上,导致塑料瓶中的水不会立刻全部流掉,当盆中水减少低于瓶口时,塑料瓶内的水将流出,水面高于瓶口后,再次被大气压作用停止流出,由此可以达到自动供水的作用,故该装置是利用了大气压(大气压强)。
7. 如图甲所示是小安瞻仰烈士山英雄纪念碑时拍的照片,图乙中是拍摄时纪念碑顶所成的像,请你根据凸透镜成像的光路图确定纪念碑碑顶位置A。
【答案】
【解析】
【详解】根据凸透镜三条特殊光线规律可知,过光心的光线传播方向不变,可做出过光心的第一条光线,同时根据平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点,可画出主光轴上方平行于主光轴的第二条光线,两条光线的交点即为纪念碑碑顶位置A,如下图所示:
8. 小安在实验室利用电热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图象如图所示。实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间冰和水吸收的热量相同,则冰的比热容为______J/(kg·℃)。[J/(kg·℃)]
【答案】
【解析】
【详解】冰的质量为0.5kg,冰熔化成水,状态变化,质量不变,水的质量是0.5kg,冰熔化的时间为5min,由图象可知,水10min内从0℃升高到20℃,则5min内水升高的温度为10℃,则5min水吸收的热量为
5min内冰升高的温度为20℃,相同时间冰和水吸收的热量相同,则冰的比热容为
9. 在实践活动中,小徽连接了如图所示的电路进行探究。当闭合开关S后,标有“2.5V”字样的小灯泡正常发光,电压表的示数为4.5V,小灯泡的电阻为10Ω。小灯泡的电阻为______Ω。(不考虑灯丝电阻变化)
【答案】12.5
【解析】
【详解】电路为串联电路,电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端的电压,此时L1正常发光,说明L1两端的电压为2.5V,电压表的示数为4.5V,即电源电压为4.5V,电压表的示数
串联电路电流处处相等,所以通过小灯泡的电流等于小灯泡L2的电流为
小灯泡的电阻为
10. 交通信号灯是指挥交通运行的信号灯,一般由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行,绿灯表示准许通行,黄灯表示警示。小徽同学设计了如图电路模拟十字路口的红绿灯控制,此时单刀多掷开关接通位置“3”,允许______(选填“东西”或“南北”)方向的车辆通行。
【答案】东西
【解析】
【详解】由图可知,当单刀多掷开关接通位置“3”时,东西方向的两盏绿灯和南北方向的两盏红灯有电流通过,即东西方向的两盏绿灯亮,南北方向的两盏红灯亮,因此是允许东西方向的车辆通行。
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. 近年来,我国在深空探索和深海探测等领域取得了重大成就,实现了毛主席在《水调歌头·重上井冈山》中所描绘的“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”的情景。对下列科技成就所涉及的物理知识的分析,不正确的是( )
A. 图甲,天宫空间站与地面控制中心的通讯,是通过电磁波实现的
B. 图乙,神舟十六号返回舱返回地球时,与空气摩擦做功使得内能增大
C. 图丙,“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深,所受海水的压强越大
D. 图丁,C919大型客机着陆时为能将摩擦所带电荷及时转移,采用绝缘材料制成轮胎
【答案】D
【解析】
【详解】A.电磁波可以传递信息,并且能够在真空中传播,天宫空间站与地面控制中心的通讯,是通过电磁波实现的,故A正确,不符合题意;
B.做功可以增大内能,神舟十六号返回舱返回地球时,与空气摩擦做功使得内能增大,温度升高,故B正确,不符合题意;
C.由可知,“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深,所受海水的压强越大,故C正确,不符合题意;
D.为能将摩擦所带电荷及时转移,需要采用导电性能较好的材料制成轮胎,即导体,绝缘材料无法将电荷及时转移,故D错误,符合题意。
故选D。
12. 如图为小徽在湿地公园拍摄的天鹅静立在平静的水中捕鱼的情景。下列说法正确的是( )
A. 水中天鹅“倒影”是光的折射形成的虚像
B. 天鹅看到的水中鱼是光的折射形成的实像
C. 天鹅向上飞离水面时,水中“倒影”变小
D. 天鹅在水中“倒影”比白鹅本身要暗,是由于部分光发生了折射
【答案】D
【解析】
【详解】A.水面相当于平面镜,水中的天鹅的倒影是由于光的反射形成的虚像,故A错误;
B.光线经过不同介质时会发生折射,天鹅看到的水中鱼是光的折射形成的虚像,故B错误;
C.天鹅飞飞离水面时,它的倒影是平面镜成像,成像大小与物体等大,倒影不会变小,故C错误;
D.天鹅反射的光射到水面时,一部分光发生折射进入了水中,所以倒影看起来比天鹅本身暗一些,故D正确。
故选D。
13. 如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,导体棒ab、导线、开关与电流表组成回路。下列操作中,电流表指针会发生偏转的是( )
A. 闭合开关,保持导体棒ab静止 B. 断开开关,保持导体棒ab静止
C. 闭合开关,导体棒ab水平向右运动 D. 闭合开关,导体棒ab竖直向上运动
【答案】C
【解析】
【详解】AB.保持导体棒ab静止,断开开关或闭合时,导体没有切割磁感线,因此不会产生感应电流,电流表指针不会偏转,故AB不符合题意;
C.闭合开关,导体棒ab水平向右运动时,导体切割磁感线,因此产生感应电流,电流表指针偏转,故C符合题意;
D.闭合开关,导体棒ab竖直向上运动时,导体没有切割磁感线,因此不会产生感应电流,电流表指针不会偏转,故D不符合题意。
故选C。
14. 如图,是一款感应式干手器,其工作原理如下:启动开关闭合后,指示灯亮起,这时干手器才能正常使用;干手时,只需将手伸到感应区下方,感应开关自动闭合,动力装置工作,干手器吹风;手离开2s后,感应开关就会自动断开。下列电路符合要求是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知,动力装置工作与否不会影响指示灯的工作,所以指示灯与动力装置是并联的,开关S1控制整个电路,S1在干路上,开关S2只控制动力装置,S2与动力装置串联在同一条支路上,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
15. 如图所示是跳板跳水运动员比赛中的几个瞬间,其中①位置时运动员把跳板压到最低处。若不计空气阻力,关于该过程,下列判断正确的是( )
A. 位置①到②的过程,运动员的重力势能转化为动能
B. 位置②到③的过程,运动员的重力势能转化为动能
C. 位置④时运动员的动能等于位置②时运动员的动能
D. 位置③到④的过程,运动员减小的重力势能等于增加的动能
【答案】D
【解析】
【详解】A.①位置到②位置的过程中运动员的高度在增大,弹性势能转化为动能,故A错误;
B.②位置到③位置的过程中不计空气阻力,运动员的机械能守恒,运动员动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能,故B错误;
C.起跳后运动员运动过程中机械能守恒,位置②时运动员的动能等于与位置②相同高度处的动能,位置②和位置④高度不同,动能不同,故C错误;
D.由③到④位置的过程中机械能守恒,重力势能全部转化为动能,即此过程中运动员减小的重力势能等于增加的动能,故D正确。
故选D。
16. 如图电路,电源电压不变。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中(设灯丝电阻不变),下列说法正确的是( )
A. 灯逐渐变暗 B. 灯逐渐变亮
C. 电路中总电阻逐渐变大 D. 电流表示数逐渐变大
【答案】D
【解析】
【详解】AC.由图可知,变阻器与L2并联,再与L1串联,当变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中,变阻器接入电路的阻值变小,则并联电路部分的总电阻随之变小。因为电路中的总电阻变小,由欧姆定律可知,干路电流变大,则根据可知,灯泡L1的实际功率变大,即L1灯逐渐变亮,故AC错误;
B.根据串联电路分压的特点可知,并联部分电阻减小,则并联部分分得的电压变小,由可知,灯泡L2的实际功率变小,即L2灯逐渐变暗,故B错误;
D.因为并联部分电压变小,由欧姆定律可知,通过灯泡L2的电流变小,又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,而干路电流变大,因此通过滑动变阻器的电流变大,即电流表的示数变大,故D正确。
故选D。
17. 电工师傅常用一只标有“220V 40W”的灯泡(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况,如图所示。当只闭合开关S、时,灯不亮;当只闭合开关S、时,灯和灯都呈暗红色;当只闭合S、时,灯正常发光。由此可以判断( )
A. 灯完好,灯断路,灯短路 B. 灯断路,灯完好,灯短路
C. 灯短路,灯短路,灯断路 D. 灯断路,灯短路,灯完好
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,当只闭合S、S1时,L0不亮,说明支路是断路状态。当只闭合S、S2时,L0和L2都呈暗红色,L0与L2是串联,两个灯所分的电压小于220V,故不能正常发光,说明L2是完好的。当只闭合S、S3时,L0正常发光,说明L0分得了220V的电压,该支路是发生了短路,即L3短路。故B符合题意,ACD不符合题意。
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. 我国高铁领跑世界,一座座高铁桥梁引发了小安无限的探究欲望。他查阅相关资料了解到“下垂量”(桥梁向下弯曲偏离水平位置的距离)是衡量桥梁质量的一个重要标准。他猜想:钢梁的下垂量h可能与重物对钢梁的压力F和两支撑柱之间的距离s有关。为了验证猜想,他用图甲所示装置进行实验:
(1)为探究钢梁的下垂量h与两支撑柱之间的距离s是否有关,需要控制______不变。
(2)在探究钢梁的下垂量h和所受到的压力F是否有关时,小安记录了如下数据,请根据表格中的数据,在图乙坐标中描点画图。
实验次数
1
2
3
4
5
压力F/N
100
200
300
400
500
下垂量h/cm
2
4
6
8
10
【答案】(1)重物对钢梁的压力
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,钢梁的下垂量h可能与重物对钢梁的压力F、两个支撑柱的距离s有关,实验探究时应采用控制变量法,要探究“钢梁的下垂量与两支撑柱间距离s的关系”,必须控制重物对钢梁的拉力一定,改变两支撑柱间距离。
【小问2详解】
根据表格中的数据,描点连线得下垂量h与所受拉力F关系的图线,如下图所示:
19. “创新”实验小组在“探究凸透镜成像规律”的实验中,点燃蜡烛,调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度。
(1)移动蜡烛和光屏到如图所示位置,光屏上出现了烛焰清晰的像(像未画出),生活中的______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是这一成像原理的应用。
(2)实验一段时间后,蜡烛燃烧变短。要使像仍然成在光屏的中央,可以采取的办法有______(写出一条即可)。
【答案】(1)照相机 (2)光屏向上移动
【解析】
【小问1详解】
由图可知,物距大于像距,恰好在光屏上成清晰的像,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立缩小的实像,与照相机原理相同。
【小问2详解】
实验一段时间后,蜡烛燃烧变短,根据过光心的光线不改变传播方向可知,像会向上移动。要使像仍然成在光屏的中央,应将光屏向上移动。或透镜向下移动也可以将烛焰向上移动。
20. 探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表各一个,一个开关,若干定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω),一个滑动变阻器,导线若干。
(1)小安按照图甲电路图探究“电流与电压的关系”,将多次实验的数据记录在了表格中,由这些数据可以得到的结论是当电阻一定时,______。
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
(2)小徽在探究“电流与电阻的关系”时,实验中多次改变图甲中电阻R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象。实验过程中小徽用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是______,将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为______V时,读出电流表的示数。
(3)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于______Ω的滑动变阻器。
【答案】(1)正比 (2) ①. 断开开关 ②. 2.5
(3)20
【解析】
【小问1详解】
由表格可知,当电阻一定时,U与I增大的倍数一致,故可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
【小问2详解】
[1]连接电路时,为保护电路安全,开关应处于断开状态,故接下来的操作是断开开关。
[2]实验中定值电阻两端的为
探究电流与电阻的关系时,需要保持定值电阻两端电压不变,故将10Ω的电阻接入电路后,闭合开关,需要移动滑片,使电压表示数为2.5V。
【小问3详解】
电阻两端的电压始终保持2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
根据串联分压原理可知,定值电阻为
当滑动变阻器阻值最大时,定值电阻最大,为
故应该选取最大阻值不小于20Ω的滑动变阻器。
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. 随着人们健康意识和环保意识的不断增强,骑山地自行车出行已经成为一种时尚。如图的山地自行车,其相关数据见下表。质量是50kg的小徽骑着这辆自行车在水平路面上匀速行驶时,牵引力大约是总重的0.05倍。(空气阻力忽略不计)求;
车架材料
碳纤维
车架材料体积/
2500
车架质量/kg
4.5
整车质量/kg
10
单轮接触地面面积/
5
(1)自行车受到的摩擦力;
(2)自行车对地面的压强。
【答案】(1)30N (2)
【解析】
【小问1详解】
骑行时人和自行车的总质量为
总重力为
牵引力为
根据二力平衡知识可知,匀速骑行时,自行车受到的摩擦力等于牵引力,即
【小问2详解】
自行车对地面的压强为
22. 灯标有“8V 16W”的字样,灯标有“12V 9W”的字样,现将两个灯泡并联接入电路中,假如灯丝的电阻不随温度的变化而变化,在保证电路安全的情况下。求:
(1)两灯泡的最大实际功率;
(2)干路中的最大电流。
【答案】(1)为16W,为4W
(2)2.5A
【解析】
【小问1详解】
将两个灯泡并联接入电路中,两个灯两端的电压相等,由灯泡的铭牌可知,在保证电路安全的情况下,电源电压最大为8V,此时L1正常发光,实际功率等于额定功率,为16W。L2的阻值为
则L2的实际功率为
【小问2详解】
通过L1的电流为
通过L2的电流为
干路的最大电流为
23. 如图所示,棱长为的正方体木块在绳子拉力F的作用下完全浸没在水中,长方体容器的底面积为。(,,绳子重力不计)求:
(1)木块此时受到的浮力;
(2)剪断绳子,容器底部压强的变化量。
【答案】(1)10N (2)100Pa
【解析】
【小问1详解】
木块的体积为
木块浸没在水中,受到的浮力为
【小问2详解】
木块的质量为
木块的重力为
木块的密度小于水的密度,剪短绳子,木块将漂浮在水面,受到的浮力等于其自身的重力,此时木块浸入水的体积为
剪短绳子前后木块浸入水中的体积变化量为
剪短绳子前后容器内水的深度变化量为
则容器底部压强的变化量
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