内容正文:
物理试题卷
一、填空题(每空2分,共20分;将答案直接写在横线上,不必写出解题过程)
1. 如图所示的漫画中“太吵啦”,从物理角度分析指的是音箱发出声音_________(选填声音基本特征)大。
2. 如图所示是非洲沙漠地区的居民发明的一种简易“沙漠冰箱”,它由内罐和外罐组成,两罐之间填满潮湿的沙子。使用时将食物放在内罐,罐口盖上湿布,放在干燥、通风的地方,并经常向内罐和外罐之间的沙子上洒些水,原理是利用水的_________(选填物态变化名称)吸收内罐中的热,这样对内罐中的食物可以起到一定的保鲜作用。
3. 已知凸透镜的焦距为3cm,请在图上画出出射光线a、b在经过凸透镜前的光线,并标出发光点N的位置。
4. 驾驶室驾驶员头后都有一个“头枕”,其作用能减小因车子_______(选填“突然加速”或“紧急刹车”)而对驾驶员造成的伤害。
5. 近两年,飞行汽车的概念突然火了起来,甚至很多人把它称为新能源汽车之后的下一个风口。小鹏汽车研发的飞行汽车旅航者X2,在迪拜完成了公开首飞,其新型飞行汽车,最大飞行速度可达130km/h。若以该速度匀速飞行12min可以飞行的距离是________km。
6. 秸秆可以制成秸秆煤,完全燃烧2kg秸秆煤放出热量全部被水吸收,可以使200kg水温度从20℃升高到70℃。则秸秆煤的热值是__________J/kg。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
7. 把金属块放在调节好的天平上测得的质量如图甲所示,再把它用细线拴住放在盛有20mL水的量筒中测得体积如图乙所示,则该金属块的密度是_________kg/m3。
8. 如图所示,把两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡用导线组装成电路,闭合开关后,将适量浓度均匀的盐水从注水口慢慢倒入塑料管中时,发现注入的盐水越多,灯泡越亮,可以说明电阻大小和_________因素有关。
9. 如图所示的电路,电源电压恒定不变,电阻R3=5Ω,当闭合S1、S2接触“1”时,电压表示数为3V,电流表示数为0.2A;当闭合S1、S2接触“2”时,电流表示数为0.1A,则电压表的示数是_______V。
10. 如图所示的电路,电源电压恒定不变,灯泡L1和L2的额定电压分别是3V和6V,同时闭合开关后,只有一盏灯泡正常发光,两只电流表指针均指在图乙所示位置,(忽略温度对灯丝电阻的影响且两灯均未被烧坏)此时另一盏灯泡的实际功率是________W。
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. 为了比较不同物质的原子束缚其周围电子能力的强弱,做了如下的探究过程:①用玻璃与石棉摩擦后,发现玻璃带负电;②用玻璃与云母相摩擦,发现玻璃带正电。下列关于摩擦起电说法正确的是( )
A. 以上物质中束缚电子由弱到强顺序是石棉、玻璃、云母
B. 玻璃与石棉摩擦后,石棉会失去质子带正电
C. 摩擦起电的实质就是在摩擦过程中创造了电荷
D. 若石棉和云母摩擦后可能会带上同种电荷
12. 如图所示是探究平面镜成像特点的实验装置,关于该实验下列说法中正确的是( )
A. 该实验应该在明亮的环境中完成
B. 看到玻璃板后面蜡烛的像是光的折射现象
C. 实验中玻璃板和坐标纸垂直放置且玻璃板越厚越好
D. 该实验选用两个等大的蜡烛是为了比较像与物的大小
13. 如图所示,用和水平方向成角的力F拉着物体m,下列说法中正确的是( )
A. 当物体匀速移动时,拉力F和摩擦力是平衡力关系
B. 当物体匀速移动时,拉力F和摩擦力是相互作用力关系
C. 撤去力F,当物体静止时重力和支持力是平衡力关系
D. 撤去力F,当物体静止时重力和对地面压力是相互作用力关系
14. 足球比赛时,一队员由于技术失误,导致下落的足球出界,先后在草地和水泥地面上弹起,你认为足球运动的轨迹最有可能的是( )
A. B.
C. D.
15. 绕水平轴可以匀速转动的矩形线圈放置于匀强磁场中,现在让矩形线圈从图示位置开始沿某一方向匀速转动90°,在电路中产生如图所示方向的电流,下列说法正确的是( )
A. 线圈转动90°后的位置叫平衡位置
B. 线圈转动时产生电流是磁场对电流的作用
C. 线圈转动过程中每边都会产生感应电流
D. 线圈转动过程中电磁铁右端是S极
16. 如图所示的家庭照明电路,闭合开关S1、S2后,灯泡L1不亮,L2亮,下列分析正确的是( )
A. 一定是灯泡L1短路
B. 一定是灯泡L1断路
C. 若用测电笔检测A、B点都能发光可能是B点和零线之间断路
D. 若用测电笔检测A、B点都能发光可能是B点和零线之间短路
17. 如图所示的电路,电源电压恒定不变,当滑动变阻器滑片从中点向左移动过程中,下列判断正确的是( )
A. 电流表A1、A2和电压表V的示数均变大
B. 电流表A1、A2示数差和电压表示数比值不变
C. 电压表V和电流表A1、A2的示数均不变
D. 电流表A1、A2示数差和电压表示数乘积变大
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. 如图所示是“探究摩擦力大小影响因素”实验装置。
(1)实验时拉着物体B向左运动,甲的示数为12N,乙的示数为7N,则物体A受到B的滑动摩擦力是_______N;
(2)若取掉物体A上面的砝码,重复以上实验,发现甲、乙示数都会减小,说明滑动摩擦力大小和_______有关。
19. 如图所示是“探究浮力大小影响因素”实验装置。器材有:两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)、铁块。
(1)当把铁块从空气慢慢浸入水中(未浸没)时,发现弹簧测力计A的示数会随着减小,说明浮力大小和________有关;
(2)实验中发现弹簧测力计A的示数变化量等于弹簧测力计B的示数变化量,可以初步得到结论是:________。
20. 如图甲所示是“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验电路,小灯泡的额定电压是3.8V,电源电压为6V,实验时发现电压表0~15V量程已经损坏,在不换电压表的情况下也能完成实验。
(1)请用笔画线代替导线把图甲中电压表接入电路中________;
(2)正确连接好电路后调节滑动变阻器滑片,当灯泡正常发光时,电流表示数为0.25A,测得灯泡正常发光的电阻为________Ω;
(3)若不用电压表,按图乙所示的连接来测量灯泡发光时的实际功率,电源电压为U,滑动变阻器阻值为R0,操作步骤如下:
①先将滑动变阻器滑片滑到最左端,再闭合开关S、S1,断开开关S2,向右调节滑动变阻器滑片,使灯泡发光,使电流表示数为I1;
②_________(填开关的通断情况),保持滑动变阻器滑片的位置不变,记下电流表示数I2;则测得小灯泡此时发光的实际功率是________(用所给字母代数式表示)。
四、计算与推导题(第21小题5分,第22小题6分,第23小题9分,共20分;解答要有必要的公式和解答过程,只有最后答案的不能得分)
21. 如图所示的滑轮组,拉着物体A沿水平方向匀速运动,在10s内物体通过了10m,弹簧测力计的示数是50N,整个装置的机械效率是80%。求:
(1)拉力F做功的功率是多少?
(2)物体A受到地面的摩擦力是多少?
22. 图甲所示是一款阳台折叠式壁挂晾衣架。图乙是它的结构简图。A是固定螺丝位置,AC=15厘米,AC垂直于CB,螺丝A受到墙面垂直最大力FA为200N。求:
(1)若支架质量忽略不计,在距离C点40cm处的D点最大可以挂多重的物体?
(2)若以上条件均不变,在支架上晾挂是靠近C点晾挂好还是远离C点晾挂好?简要回答理由。
23. 如图甲是一种潜水者用的手腕式深度表,图乙是内部简化电路,电源电压U=6V且恒定不变,定值电阻R0=10Ω,RP是压敏电阻,RP的阻值随水的深度变化的图像如图丙所示。深度表由电压表改装,量程为0~3V。求:
(1)当潜水者下潜到“10m”深度时,在水下停留1min定值电阻消耗的电能是多少;
(2)在保证电压表安全情况下,该深度表能下潜的最大深度及此时受到水的压强是多少;
(3)若电源电压、电压表量程和压敏电阻不能更换情况下,要增大深度表的测量深度,你对原来电路如何改进?回答理由。
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物理试题卷
一、填空题(每空2分,共20分;将答案直接写在横线上,不必写出解题过程)
1. 如图所示的漫画中“太吵啦”,从物理角度分析指的是音箱发出声音_________(选填声音基本特征)大。
【答案】响度
【解析】
【详解】“太吵啦”说明声音很强,声音很大,即指的是声音的响度大。
2. 如图所示是非洲沙漠地区的居民发明的一种简易“沙漠冰箱”,它由内罐和外罐组成,两罐之间填满潮湿的沙子。使用时将食物放在内罐,罐口盖上湿布,放在干燥、通风的地方,并经常向内罐和外罐之间的沙子上洒些水,原理是利用水的_________(选填物态变化名称)吸收内罐中的热,这样对内罐中的食物可以起到一定的保鲜作用。
【答案】汽化
【解析】
【详解】温度高是引起食物腐败的原因,降低温度可以有效防止食物腐败,起到保鲜作用。“沙漠冰箱”中有潮湿的沙子,将“沙漠冰箱”放在干燥、通风的地方,加快了水分表面空气流动速度,可以加快水分蒸发(汽化),蒸发(汽化)吸热有致冷作用,起到一定的保鲜作用;经常向两罐之间的沙子上洒些水,可以保持湿度,利用水的蒸发(汽化)吸热致冷,可以对放入其中的食物起到更好的低温保鲜的作用。
3. 已知凸透镜的焦距为3cm,请在图上画出出射光线a、b在经过凸透镜前的光线,并标出发光点N的位置。
【答案】
【解析】
【详解】经光心的直线传播方向不变,据此画出光线a在经过凸透镜前的光线;在主光轴上标出焦点F,过焦点的光线经过凸透镜后平行于主光轴,据此画出b通过凸透镜前的光线,则发光点N在两条光线的交点处,如图:
4. 驾驶室驾驶员头后都有一个“头枕”,其作用能减小因车子_______(选填“突然加速”或“紧急刹车”)而对驾驶员造成的伤害。
【答案】突然加速
【解析】
【详解】当小汽车突然加速时,车速变大,人由于惯性要保持原来的运动状态,人的头部向后仰,此时“头枕”对人有保护作用。
5. 近两年,飞行汽车的概念突然火了起来,甚至很多人把它称为新能源汽车之后的下一个风口。小鹏汽车研发的飞行汽车旅航者X2,在迪拜完成了公开首飞,其新型飞行汽车,最大飞行速度可达130km/h。若以该速度匀速飞行12min可以飞行的距离是________km。
【答案】26
【解析】
【详解】根据可知,飞行汽车通过的路程
6. 秸秆可以制成秸秆煤,完全燃烧2kg秸秆煤放出热量全部被水吸收,可以使200kg水温度从20℃升高到70℃。则秸秆煤的热值是__________J/kg。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】2.1×107
【解析】
【详解】根据可得,水吸收的热量为
由于完全燃烧2kg秸秆煤放出热量全部被水吸收,所以,完全燃烧2kg秸秆煤放出的热量为
根据可得,秸秆煤的热值是
7. 把金属块放在调节好的天平上测得的质量如图甲所示,再把它用细线拴住放在盛有20mL水的量筒中测得体积如图乙所示,则该金属块的密度是_________kg/m3。
【答案】2.7×103
【解析】
【详解】物体的质量等于砝码的质量加游码所指的刻度。由图甲可知,金属块的质量为
m=20g+5g+2g=27g
由图乙可知,金属块和水的总体积为30mL,则金属块的体积为
V=30mL﹣20mL=10mL=10cm3
该金属块的密度为
8. 如图所示,把两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡用导线组装成电路,闭合开关后,将适量浓度均匀的盐水从注水口慢慢倒入塑料管中时,发现注入的盐水越多,灯泡越亮,可以说明电阻大小和_________因素有关。
【答案】横截面积
【解析】
【详解】利用此装置,可以通过加入盐水的多少,改变液体的横截面积,可以探究液体电阻大小与液体的横截面积的关系,从注水口处不断注入相同浓度的盐水,盐水的体积变大,盐水的横截面积也变大,根据影响电阻的因素和欧姆定律可知,整个电路中的电阻变小,电流变大,灯泡变亮;说明电阻大小和横截面积因素有关。
9. 如图所示的电路,电源电压恒定不变,电阻R3=5Ω,当闭合S1、S2接触“1”时,电压表示数为3V,电流表示数为0.2A;当闭合S1、S2接触“2”时,电流表示数为0.1A,则电压表的示数是_______V。
【答案】3.5
【解析】
【详解】当闭合S1、S2接触“1”时,R1和R3串联,电流表测的是电路电流,电压表测的是R1的两端电压,电压表示数为3V,则R1的两端电压为3V,电流表示数为0.2A,此时电路电流为0.2A,根据欧姆定律可得,电源电压为
当闭合S1、S2接触“2”时,R2和R3串联,电流表测的是电路电流,电压表测的是R2的两端电压,电流表示数为0.1A,此时电路电流为0.1A,根据串联电路特点和欧姆定律可得,R2的两端电压为
即为此时电压表的示数。
10. 如图所示的电路,电源电压恒定不变,灯泡L1和L2的额定电压分别是3V和6V,同时闭合开关后,只有一盏灯泡正常发光,两只电流表指针均指在图乙所示位置,(忽略温度对灯丝电阻的影响且两灯均未被烧坏)此时另一盏灯泡的实际功率是________W。
【答案】2.4
【解析】
【详解】由图甲得,同时闭合开关后,两灯泡并联,电流表A测量干路的电流,电流表A1测量L1的电流;此时只有一盏灯泡正常发光,灯泡L1和L2的额定电压分别是3V和6V,则此时正常发光的灯泡为L1,电源电压为
两只电流表指针均指在图乙所示位置,则电流表A、A1的量程分别为0~3A、0~0.6A,分度值分别为0.1A、0.02A,示数分别为1A、0.2A,L2的电流为
L2的实际功率是
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. 为了比较不同物质的原子束缚其周围电子能力的强弱,做了如下的探究过程:①用玻璃与石棉摩擦后,发现玻璃带负电;②用玻璃与云母相摩擦,发现玻璃带正电。下列关于摩擦起电说法正确的是( )
A. 以上物质中束缚电子由弱到强顺序是石棉、玻璃、云母
B. 玻璃与石棉摩擦后,石棉会失去质子带正电
C. 摩擦起电的实质就是在摩擦过程中创造了电荷
D. 若石棉和云母摩擦后可能会带上同种电荷
【答案】A
【解析】
【详解】A.①用玻璃与石棉摩擦后,发现玻璃带负电,说明玻璃得电子,石棉失电子,则玻璃束缚电子的能力比石棉束缚电子的能力强;②用玻璃与云母相摩擦,发现玻璃带正电,说明玻璃失电子,云母得电子,则玻璃束缚电子的能力比云母束缚电子的能力弱,则以上物质中束缚电子由弱到强顺序是石棉、玻璃、云母,故A正确;
B.玻璃与石棉摩擦后,石棉会失去电子带正电,故B错误;
C.摩擦起电的实质就是在摩擦过程中电子发生转移,并非创造了电荷,故C错误;
D.石棉和云母摩擦后,云母束缚电子强,会得到电子,带负电;石棉失去电子,带正电,故D错误,
故选A。
12. 如图所示是探究平面镜成像特点的实验装置,关于该实验下列说法中正确的是( )
A. 该实验应该在明亮的环境中完成
B. 看到玻璃板后面蜡烛的像是光的折射现象
C. 实验中玻璃板和坐标纸垂直放置且玻璃板越厚越好
D. 该实验选用两个等大的蜡烛是为了比较像与物的大小
【答案】D
【解析】
【详解】A.该实验应该在较暗的环境中完成,明暗对比更强烈,成像更清晰,故A错误;
B.平面镜成像是由于光的反射形成,故B错误;
C.选择较薄的玻璃板可避免出现两个像,故玻璃板越薄越好,故C错误;
D.该实验选用两个等大的蜡烛是为了比较像与物的大小,若蜡烛B能跟蜡烛A的像完全重合,说明像与物等大,故D正确。
故选D。
13. 如图所示,用和水平方向成角的力F拉着物体m,下列说法中正确的是( )
A. 当物体匀速移动时,拉力F和摩擦力是平衡力关系
B. 当物体匀速移动时,拉力F和摩擦力是相互作用力关系
C. 撤去力F,当物体静止时重力和支持力是平衡力关系
D. 撤去力F,当物体静止时重力和对地面压力是相互作用力关系
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由于摩擦力的方向与物体的运动方向相反,由题图可知,物体受到的摩擦力方向水平向左,拉力F和摩擦力二力没有作用在同一直线上,所以,二力不是平衡力关系;且二力作用在同一物体上,所以二力也不是相互作用力关系,故AB错误;
C.撤去力F,当物体静止时,重力和支持力二力大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一直线上,所以,二力是平衡力关系,故C正确;
D.撤去力F,当物体静止时,重力和对地面压力二力方向相同,因此二力不是相互作用力关系,故D错误。
故选C。
14. 足球比赛时,一队员由于技术失误,导致下落的足球出界,先后在草地和水泥地面上弹起,你认为足球运动的轨迹最有可能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起,由于草地松软,撞击时损失的机械能较多,弹起的高度比原来的高度低较多,当第二次从水泥地上弹起时,水泥地坚硬,撞击损失的能量较少,反弹后最大高度降低较小,但一定比草地上反弹最大高度小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
15. 绕水平轴可以匀速转动的矩形线圈放置于匀强磁场中,现在让矩形线圈从图示位置开始沿某一方向匀速转动90°,在电路中产生如图所示方向的电流,下列说法正确的是( )
A. 线圈转动90°后的位置叫平衡位置
B. 线圈转动时产生电流是磁场对电流的作用
C. 线圈转动过程中每边都会产生感应电流
D. 线圈转动过程中电磁铁右端是S极
【答案】D
【解析】
【详解】A.当通电线圈所在平面与磁感线垂直时,线圈处于平衡状态,此时线圈受力平衡,所以图示的线圈恰好处于平衡位置,故A错误;
B.线圈转动时产生电流是矩形线圈做切割磁感线运动时产生的,是电磁感应现象,故B错误;
C.由题图可知,矩形线圈前面的边以及后面的边都没有做切割磁感线运动,所以,这两边不会产生感应电流,故C错误;
D.由图可知,电流从电磁铁的左端流入,右端流出,根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极,故D正确。
故选D。
16. 如图所示的家庭照明电路,闭合开关S1、S2后,灯泡L1不亮,L2亮,下列分析正确的是( )
A. 一定是灯泡L1短路
B. 一定是灯泡L1断路
C. 若用测电笔检测A、B点都能发光可能是B点和零线之间断路
D. 若用测电笔检测A、B点都能发光可能是B点和零线之间短路
【答案】C
【解析】
【详解】AB.闭合开关S1、S2后,两灯并联,灯泡L1不亮,L2亮。由并联电路各支路工作互不影响,则故障是灯泡L1所在的支路断路,可能是L1断路,也可能是开关S1断路。若灯泡L1短路,会使电源短路,导致灯泡L2不亮。故AB错误;
CD.测电笔是用来检测导线是否带电的工具,如果测电笔发光,说明导线带电。用测电笔检测A、B点氖管都发光,说明火线上的电能到达B点,则火线与B点之间没有断路。由于B点接零线,若此时B点与零线短路,则测电笔检测B点不会发光。因此故障应为B点与零线之间出现了断路,故C正确,D错误。
故选C。
17. 如图所示的电路,电源电压恒定不变,当滑动变阻器滑片从中点向左移动过程中,下列判断正确的是( )
A. 电流表A1、A2和电压表V的示数均变大
B. 电流表A1、A2示数差和电压表示数比值不变
C. 电压表V和电流表A1、A2的示数均不变
D. 电流表A1、A2示数差和电压表示数乘积变大
【答案】B
【解析】
【详解】由题图可知,当开关闭合时,两电阻并联,电压表测的是电源电压,电流表A1在干路上,测的是干路电流,电流表A2串联在变阻器所在的支路上,测的是通过变阻器的电流。
AC.当滑动变阻器滑片从中点向左移动过程中,变阻器接入电路的阻值变大,根据欧姆定律可知,变阻器所在支路的电流变小,电流表A2的示数变小;定值电阻的两端电压不变,定值电阻所在支路的电流不变,根据并联电路的电流特点可知,干路电流变小,所以电流表A1示数变小;电源电压不变,所以电压表示数不变;故AC错误;
BD.由并联电路的电流特点可知,电流表A1、A2示数差即为通过定值电阻的电流,根据前面分析可知,通过定值电阻的电流不变,电流表A1、A2示数差不变,电压表示数不变,所以,电流表A1、A2示数差和电压表示数比值不变,电流表A1、A2示数差和电压表示数乘积不变,故B正确,D错误。
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. 如图所示是“探究摩擦力大小影响因素”实验装置。
(1)实验时拉着物体B向左运动,甲的示数为12N,乙的示数为7N,则物体A受到B的滑动摩擦力是_______N;
(2)若取掉物体A上面的砝码,重复以上实验,发现甲、乙示数都会减小,说明滑动摩擦力大小和_______有关。
【答案】(1)7 (2)压力
【解析】
【小问1详解】
实验时拉着物体B向左运动,此时A相对于地面静止,处于平衡状态,受到平衡力作用,所以,在水平方向上,A受到的水平向右的测力计对其的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力,大小相等,由于乙的示数为7N,可知,测力计对A的拉力为7N,所以,物体A受到B的滑动摩擦力是7N。
【小问2详解】
若取掉物体A上面的砝码,物体之间的接触面粗糙程度不变,A对B的压力和B对地面(或桌面等)的压力减小,甲、乙示数都会减小,可知A、B受到的摩擦力减小,说明滑动摩擦力大小和压力有关。
19. 如图所示是“探究浮力大小影响因素”实验装置。器材有:两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)、铁块。
(1)当把铁块从空气慢慢浸入水中(未浸没)时,发现弹簧测力计A的示数会随着减小,说明浮力大小和________有关;
(2)实验中发现弹簧测力计A的示数变化量等于弹簧测力计B的示数变化量,可以初步得到结论是:________。
【答案】(1)物体排开液体的体积
(2)物体受到浮力大小等于物体排开液体的重力
【解析】
【小问1详解】
当把铁块从空气慢慢浸入水中(未浸没)时,铁块排开水的体积变大,弹簧测力计A的示数会随着减小,根据称重法可知,铁块所受的浮力增大,说明说明浮力大小和物体排开液体的体积有关。
【小问2详解】
测力计A示数变化量等于浮力,测力计B的示数变化量等于排开水的重力,由于发现弹簧测力计A的示数变化量等于弹簧测力计B的示数变化量,则浮力等于排开水的重力,所以,可以初步得到结论是:物体受到浮力大小等于物体排开液体的重力。
20. 如图甲所示是“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验电路,小灯泡的额定电压是3.8V,电源电压为6V,实验时发现电压表0~15V量程已经损坏,在不换电压表的情况下也能完成实验。
(1)请用笔画线代替导线把图甲中电压表接入电路中________;
(2)正确连接好电路后调节滑动变阻器滑片,当灯泡正常发光时,电流表示数为0.25A,测得灯泡正常发光的电阻为________Ω;
(3)若不用电压表,按图乙所示的连接来测量灯泡发光时的实际功率,电源电压为U,滑动变阻器阻值为R0,操作步骤如下:
①先将滑动变阻器滑片滑到最左端,再闭合开关S、S1,断开开关S2,向右调节滑动变阻器滑片,使灯泡发光,使电流表示数为I1;
②_________(填开关的通断情况),保持滑动变阻器滑片的位置不变,记下电流表示数I2;则测得小灯泡此时发光的实际功率是________(用所给字母代数式表示)。
【答案】(1) (2)15.2
(3) ①. 闭合开关S、S2,断开开关S1 ②.
【解析】
【小问1详解】
灯泡的额定电压是3.8V,实验时发现电压表0~15V量程已经损坏,根据串联电路电压的规律,当变阻器的电压为
U滑=U-UL=6V-3.8V=2.2V
灯泡正常发光。因此可将电压表并联在变阻器的两端,如图所示:
【小问2详解】
当灯泡正常发光时,电流表示数为0.25A,测得灯泡正常发光的电阻为
【小问3详解】
[1][2]将滑动变阻器滑片滑到最左端,再闭合开关S、S1,断开开关S2,变阻器和灯泡串联,向右调节滑动变阻器滑片,使灯泡发光,使电流表示数为I1,此时电路的总电阻
闭合开关S、S2,断开开关S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,记下电流表示数I2,此时变阻器滑片左端连入电路的电阻
变阻器滑片右端连入电路的电阻为
灯泡的电阻
小灯泡此时发光的实际功率
四、计算与推导题(第21小题5分,第22小题6分,第23小题9分,共20分;解答要有必要的公式和解答过程,只有最后答案的不能得分)
21. 如图所示的滑轮组,拉着物体A沿水平方向匀速运动,在10s内物体通过了10m,弹簧测力计的示数是50N,整个装置的机械效率是80%。求:
(1)拉力F做功的功率是多少?
(2)物体A受到地面的摩擦力是多少?
【答案】(1)100W
(2)80N
【解析】
【小问1详解】
由图可知动滑轮绕绳子的段数n=2,弹簧测力计的示数为50N,即绳端拉力F=50N,拉力F做功
W总=Fs=50N×2×10m=1000J
拉力F做功的功率
【小问2详解】
有用功
物体A受到地面的摩擦力
22. 图甲所示是一款阳台折叠式壁挂晾衣架。图乙是它的结构简图。A是固定螺丝位置,AC=15厘米,AC垂直于CB,螺丝A受到墙面垂直最大力FA为200N。求:
(1)若支架质量忽略不计,在距离C点40cm处的D点最大可以挂多重的物体?
(2)若以上条件均不变,在支架上晾挂是靠近C点晾挂好还是远离C点晾挂好?简要回答理由。
【答案】(1)75N (2)靠近C点晾挂好
【解析】
【小问1详解】
由题意可知C点是支点,由杠杆平衡条件得到
【小问2详解】
靠近C点晾挂好,因为螺丝A承受力一定,AC距离一定,距离C越近,对应的力臂就越小,由杠杆平衡条件可知,可以挂的衣服就越多。
23. 如图甲是一种潜水者用的手腕式深度表,图乙是内部简化电路,电源电压U=6V且恒定不变,定值电阻R0=10Ω,RP是压敏电阻,RP的阻值随水的深度变化的图像如图丙所示。深度表由电压表改装,量程为0~3V。求:
(1)当潜水者下潜到“10m”深度时,在水下停留1min定值电阻消耗的电能是多少;
(2)在保证电压表安全情况下,该深度表能下潜的最大深度及此时受到水的压强是多少;
(3)若电源电压、电压表量程和压敏电阻不能更换情况下,要增大深度表的测量深度,你对原来电路如何改进?回答理由。
【答案】(1)13.5J
(2)60m,6.0×105Pa
(3)应减小R0的阻值。
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,两电阻串联,当潜水者下潜到“10m”深度时,由图丙可知,压敏电阻的阻值为30Ω,根据欧姆定律可得,此时的电路电流为
在水下停留1min定值电阻消耗的电能是
【小问2详解】
电压表测的是定值电阻的两端电压,量程为0~3V,在保证电压表安全情况下,即定值电阻的两端电压最大为3V,根据欧姆定律可得,此时的电路电流为
根据串联电路的电压特点可得,此时压敏电阻的两端电压为
所以,此时压敏电阻的阻值为
由图丙可知,此时该深度表能下潜的最大深度为60m,此时受到水的压强是
【小问3详解】
把换成阻值更小的电阻。理由是:电压表的最大示数3V一定,由串联电路的特点和欧姆定律可得,电路中的电流为
即
由不变可知,不变,要增大深度表的测量深度(即压敏电阻RP的阻值减小),则应减小R0的阻值。
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