内容正文:
九年级物理综合练习
一、选择题
1.惊险刺激的过山车如图甲,图乙所示为模拟过山车的某一段,过山车从O处由静止滑下,沿轨道先后经过a、b、c、d、e、f,其中a与d等高、c与e等高。若过山车与轨道之间的机械摩擦不能忽略,下列说法正确的是( )
A.过山车从a到b的过程中,机械能守恒 B.过山车经过c点时的速度大于经过e点时的速度
C.过山车经过a点时的动能等于经过d点时的动能 D.过山车从a到f的过程中,重力势能先增大后减小
2.如图所示,关于下列情景的说法正确的是( )
A.甲图中人用水平向右的力F推木箱没推动,是因为推力小于木箱受到的摩擦力
B.乙图中用竖直向上的拉力F未能拉动放置在水平面上的物体,说明拉力未对物体做功
C.丙图中用细线拉住的小球在竖直面上做单摆运动时,拉力对小球做了功
D.丁图中弓拉开后箭被射出,是弓的动能转化为箭的动能
3.如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是( )
A.罐子从斜面滚下,重力势能只转化为动能
B.罐子从斜面滚下的过程中,只有动能和弹性势能的相互转化
C.因为能量之间可以相互转化,所以罐子滚下后可能再次滚上斜面
D.如果水平面是光滑的,则罐子会一直滚动下去
4.小明家上次查看电能表示数为,本次查看时电能表读数如图所示,则下列说法正确的是( )
A.他家在这段时间内消耗的电能为903kW·h
B.电能表是测量电功率的仪表
C.若只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作12min,则电能表的圆盘转了640转
D.该电能表所在家庭电路短时间内允许的最大总电功率为2200W
5.弹簧左端固定,右端可自由伸长到P点。在弹簧右端系住一物块,置于粗糙水平面上。现将弹簧压缩使物块到A点,静止释放,物块可一直运动到B点,然后返回,往返几次后最终停止。以下说法正确的是( )
A.物块每次经过Р点时的速度大小都一样 B.物块最大动能出现在第一次经过Р点时
C.物块往左运动的最大速度出现在Р点之右 D.物块的动能和弹簧的弹性势能最终都会变成热能
6.一根轻质杠杆可绕O点转动,在杠杆的中点挂一重物G,在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F,如图。力F使杆从所示位置慢慢抬起的过程中,力F和它的力臂、重力G和它的力臂的变化情况( )
A.F增大,减小 B.F减小,增大 C.G不变,减小 D.G不变,不变
7.下列有关如图所示四幅图的观点中(不计摩擦),分析合理的是( )
A.起跳后上升到最高点时人的动能为零 B.在下降过程中滚摆的动能转化为重力势能
C.卫星从近地点到远地点机械能减小 D.小球从A到B的过程中重力势能转化为动能
8.汽车在平直公路上以速度匀速行驶,发动机功率为,牵引力为。时刻开始,司机减小了油门,使汽车保持恒定功率P行驶,到时刻,汽车又开始做匀速直线运动,速度为v。已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变,汽车牵引力F随时间t变化的图像如图所示,则( )
A. B.
C.至时间内,汽车做匀速运动 D.至时间内,汽车做加速运动
9.如图所示,一块既长又厚的均匀木块A,左上角有一固定转动轴O与墙连接,其下方搁有一小木块B,B与A之间存在摩擦,其余摩擦不计。B从A的左端匀速拉到右端的过程中,水平拉力F的大小如何变化?若上述过程中,拉力做功为,再将B从A的右端匀速拉到左端的过程中,水平拉力做功为,则下列结论正确的是( )
A.变大 B.变小 C.变小 D.变小
10.如图所示,容器的质量为m,若从容器的底部通过小孔向容器内注入质量为M的水,需要做功为W。现将小孔打开,水自然会从小孔流出,与此同时提升容器,使容器内的水面相对地面始终保持原有高度,当容器内的水全部流走时,需要做的功为( )
A. B. C. D.
11.如图所示的容器,整个装置与外界绝热。打开阀门前,A中水面比B中水面高,打开阀门后,A中的水向B中流,最后两液面相平,在这个过程中( )
A.大气压加对水做功,水的内能不变 B.大气压力对水做功,水的内能增加
C.大气压力对水不做功,水的内能不变 D.大气压力对水不做功,水的内能增加
12.如图所示,加热试管,水蒸气内能转化为小风车的机械能,使小风车转动。下列汽油机的工作原理示意图中,与上述能量转化相似的是( )
A. B. C. D.
13.如图所示,在光滑的水平台面上,一轻质弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球就在AB间做往复运动(已知AO=OB)。不计空气阻力,小球从A位置运动到B位置的过程中,下列判断正确的是( )
A.小球在A点时,弹簧的弹性势能最小 B.小球在B点时,动能最大
C.小球在O点时,动能最大 D.小球在B点时,弹簧的弹性势能最小
14.如图所示,轻杆OB(重力不计)可绕O点自由转动,OA和AB长度之比为1:2,物体重15N,小林在B处用细线沿方向1向上拉住轻杆,然后沿方向2向上拉住轻杆,轻杆始终在水平位置处于平衡,下列说法正确的是( )
A.沿1方向拉住轻杆的拉力大小为15N B.杠杆受到的阻力是重物的重力
C.沿2方向与沿1方向拉住轻杆的拉力大小是相同的 D.沿2方向向上拉住杠杆时,此时是费力杠杆
15.如图所示为某同学家电能表的表盘,表盘上表示每消耗的电能,指示灯闪烁1600次。下列选项中正确的是( )
A.该电能表显示的示数为
B.电能表是测量用电器电功率的仪器
C.灯闪烁的次数越多,表明电路中的用电器总功率越大
D.若1min内指示灯闪烁32次,则电路中用电器的总功率为1200W
16.如图所示,甲、乙和丙是三个完全相同的乒乓球,在离地同一高度处以大小相等的速度v,将三个球分别竖直向下、竖直向上和水平抛出。若在整个运动过程中不计能量损失,则( )
A.抛出时甲球的机械能大于其他两个球
B.抛出后乙球的机械能先增大后减小
C.第一次落地时甲球的动能最大,丙球的动能最小
D.落地后第一次反弹到最高点时甲、乙两球的高度相同
17.家中装修时常用一种打孔工具——冲击钻,不断冲击墙壁打出圆孔。如图所示,冲击钻在工作过程中,其能量转化正确的是( )
A.钻头钻墙发热是内能转化为机械能 B.电机发热是内能转化为电能
C.整个过程只有机械能和内能的转化 D.该过程有电能、机械能和内能的转化
18.2024年9月25日力箭一号遥四运载火箭在我国酒泉卫星发射中心发射升空,将搭载的中科卫星01星、02星,吉林一号SARO1A星,云遥一号21星、22星等5颗卫星顺利送入预定轨道。下列说法正确的是( )
A.火箭应该选用热值小的燃料
B.在升空过程中,随着液态氢质量的减少,液态氢的热值也减小
C.火箭内的燃料燃烧时,将化学能转化为内能
D.火箭飞入太空后,当太空温度很低时,火箭的内能为零
19.2023年1月1日起,国内全面推行国六B汽油,相比国六A汽油,国六B汽油烯烃(碳氢元素组成的化合物)含量降低约3%,因此汽车发动机工作时,能有效减少尾气中污染物的排放。如图,是使用了国六B汽油的汽车发动机某冲程的示意图,则( )
A.该冲程为做功冲程 B.该冲程中能量转化是机械能转化为内能
C.国六B汽油可以在该发动机中完全燃烧 D.国六B汽油的使用,可以让发动机的热效率达到100%
20.在研究电流与电压关系的实验中,小科同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I-U图像(如图),下列有关分析正确的是( )
A.R1与R2的阻值之比是1∶2 B. R1与R2串联接时,R1消耗的功率比R2大
C. R1与R2并联接时,R1和R2消耗的功率相等 D. R1与R2串联接时,通过R1与R2的电流之比是2∶1
21.为两只额定电压均为的小灯泡,其电流随电压变化图像如图甲所示。现将两灯泡接入如图乙所示的电路中,电源电压恒定不变,滑动变阻器标有“ ”字样,电流表的量程为“”。只闭合开关,当滑动变阻器接入电路的阻值为时,灯泡正常发光。在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.该电路的电源电压为
B.只闭合开关,调节滑动变阻器,可使灯泡正常发光
C.只闭合开关,当滑动变阻器两端的电压是时,电路的总功率为
D.只闭合开关和只闭合开关时,两次电路消耗的最大功率之比是
22.如图甲所示,电源电压U恒为6V,R0为定值电阻。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中,图乙是电压表的示数U随电流表示数I的变化关系,图丙是滑动变阻器的功率P随其两端电压U的变化关系,图丁是效率(即滑动变阻器消耗的功率与电路消耗的总功率之比)随滑动变阻器电阻R(滑动变阻器滑片位于B端时的电阻表示为RB)的变化关系,则下列判断正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值为5Ω B.丙图b点时R的电阻为5Ω
C.乙图阴影部分面积为2.88W D.滑动变阻器最大阻值6Ω
二、填空题
23.如图所示,是电路元件甲和标有“2.5V 1.25W”字样的元件乙的电流与两端电压关系的图象。若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端,乙的实际功率是 W,电路工作10分钟消耗的电能是 J;若把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中,电路中的电流为 A,甲的实际功率是 W,前后两次电路消耗的电功率之比为 。
24.在科学学习中,我们常用模型来解释实际问题。
(1)如图甲为乒乓球发球机,在同一高度以相同的初速度朝不同方向依次发出a、b、c三个质量相同的乒乓球,运动轨迹如图乙所示。若不计空气阻力,当乒乓球分别运动到A、B、C处时,动能最大的是 (选填“A”“B”或“C”),乒乓球到达水平球台的速度 (选填“相同”或“不相同”)。
(2)汽车发动机在检修时,要将引擎盖拉起,引擎盖的实物图和模型如图丙所示,引擎盖可绕O点自由转动,A为引擎盖重心位置。小科一直保持竖直向上、匀速抬升引擎盖,此时,重力G的力臂 (选填“增大”、“减小”或“不变”),小科对引擎盖的拉力F (选填“增大”、“减少”或“不变”)。
25.有一把均匀的木尺,长为L,质量为m,在上端钻有一小孔,挂在钉子A上,如下图所示,它可以在竖直平面内以A点为轴无摩擦摆动。现在木尺的另一端B处施加一个水平向右的作用力F,使木尺缓慢地向右偏转30°到图中虚线位置。则在这一过程中,水平力F的大小逐渐变 ,水平力F做的功为 。
26.如图所示,是某工人用轻质木棒挑运货物的示意图,O点在该工人的肩膀上。其中木棒长0.6m,A端悬挂一重240N的重物,长0.2m,用手压住B端保持杠杆水平平衡,则B端竖直向下的压力为 N;O点肩膀对木棒的支持力为 N;若压在B端的手向O点靠近,但仍然保持木棒水平平衡,则手竖直向下的压力需要 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
三、探究题
27.古人使用的投石机是应用杠杆及能量转化的原理制成的。项目化学习小组对其开展探究,并利用木板、橡皮筋、瓶盖、等体积实心小球(木球a、石球b、铁球c)制作了简易的投石机,如图。投射时,只要下压抛掷杆及小球,改变橡皮筋的形变程度,松手后抛掷杆即可绕固定轴转动,当抛掷杆碰撞到挡板时,瓶盖内的小球会被抛出。投射10次,发现不同条件下射程大小不同。为此小组对射程的影响因素展开了探究。
【项目设计】
(1)小组认为,同一木球射程与橡皮筋的形变程度有关,若下压抛掷杆分别位于不同位置。在橡皮筋的形变程度越大时,木球的射程会越远。从能量转化的角度分析小组同学认为木球射程越远的原因 ;
(2)小组认为小球被抛出后运动的水平距离可能还与小球的质量有关。为了验证自己的假设是否正确,进行了如下设计:
①把一个质量为m的木球a放入瓶盖里,把抛掷杆压到水平位置;
②松手后,记录小球被抛出后运动的水平距离,多次测量,取平均值;
③分别依次将石球b、铁球c放入瓶盖里,重复步骤②;
请对该小组所设计的实验方案的合理性做出评价,并说明理由: ;
【项目研究】
(3)将石球b放入瓶盖,改变挡板的位置使投掷杆与水平面成不同角度,下压抛掷杆,把抛掷杆压到水平位置,松开手,装有石球的一端快速上升,抛掷杆撞上挡板,石球被投出,记录石块投射的距离。
(4)记录数据如表:
石球b
投射角度
15°
30°
45°
60°
75°
投射距离(米)
4.2
5.3
6.4
5.5
4.8
①小组同学探究的问题是 ;
②根据表中数据,可得出的结论是 。
28.在测定“小灯泡电功率”的实验中,小明所在的实验小组用的电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。他们所设计的实验电路如图1所示。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态,电流表的量程应选0~ A。
(2)请你用笔画线代替导线,按照电路图将实物电路补充完整。(导线不能交叉)
(3)小刚同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图2所示),若他想测量小灯泡的额定功率,应将图中滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(4)小丽同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图3所示的图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
29.高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”。物体因具有较大的重力势能,使得高空抛物存在巨大的安全隐患。
【提出问题】物体的重力势能与哪些因素有关?
(1)【建立假设】假设一:物体的重力势能与物体的质量有关。假设二:物体的重力势能与 有关;
(2)【实验设计】为了验证猜想设计了如图所示的实验装置。将不同小球从装置的一定高度自由释放,利用夹子标记球和杯子的位置,测量小球高度和杯子下推运动的距离,数据记录如下表所示。该实验物体的势能大小是通过 来反映的;
序号
小球质量m/g
小球下落高度h/cm
杯子运动的距离s/cm
1
10
10
8.5
2
10
20
9.2
3
10
30
10.4
4
20
20
11.8
5
30
20
12.6
(3)【得出结论】通过比较实验序号为 的三组数据,可得出结论:当下落高度一定时,物体质量越大,重力势能越大;
(4)【评价交流】严谨的科学态度在科学研究中至关重要,请你对本次实验提出一项改进的意见:
30.在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示)。
实验数据记录如表:
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率/%
1
2
10
0.8
30
83.3
2
4
10
1.5
30
★
3
6
10
2.2
30
90.9
(1)表格中★处数据应为 (结果保留一位小数);
(2)分析以上实验数据可以得出结论:同一滑轮组的机械效率与 有关;
(3)根据实验结论推测,使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械效率可能是_______;
A.71.6% B.82.4% C.92.1% D.100%
(4)另一实验小组改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图象。分析可知:被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组机械效率越_______(高/低),分析图象中的A点可知,此时被提升物体所受的重力_______。
A.大于12N B.等于12N C.小于12N
31.拓展性学习小组的同学们在总结有关电学探究实验时发现:几个主要电学实验的电路图基本相同,如图甲所示。于是同学们选用电压恒为4.5V的电源,标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器,量程为0~0.6A的电流表,利用该电路继续进行如下拓展探究活动;
【探究一】:探究“电流与电阻关系”。实验中选用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个;
(1)小科提出:为了探究电流与电阻关系,需控制R两端电压不变,并建议控制R两端电压为2.0V进行实验。请你对小科的建议作出正反方两面的评价: ;
(2)要顺利完成该探究活动,R两端电压值的范围是 ;
【探究二】:“测量小灯泡的电功率”。把图甲中的R替换为额定电压为2.5V的小灯泡,调节滑动变阻器接入电路阻值并记录数据,得到小灯泡U—I图像如图乙所示;
(1)探究过程中,该小灯泡的功率变化范围是 ;
(2)在每次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了,小灯泡的阻值变化了,则 (选填“>”、“<”或“=”)。
32.某同学在观看台球比赛时发现:有时运动的白球去撞击一个静止的球后,白球会立即静止在碰撞位置,而被撞的球沿白球原方向以几乎相同速度向前运动。
该同学想:白球碰撞后立即静止,被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗?通过了解和初步实验,他发现只有当体积和质量均相同的两球,而且球心在同一直线上相碰时,才可能出现上述现象。
为进一步探究,他设计了下述实验方案,将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上,取两个相同的台球A、B,将B球静置于轨道的水平部分,A球置于轨道左端斜面上某处,测出该点到水平桌面的高度,如图所示,释放A球,撞击后,A球静止,B球向前运动并冲上轨道右端斜而能到达的最高点,测出该点的高度。通过比较与的大小关系即可作出判断。
(1)B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了 能。
(2)表示碰撞前瞬间A球运动速度,表示B球被撞后开始运动的速度。若,则 (选填“>”、“=”或“<”)。
(3)实际实验中,测出的总小于,若导致这一现象的原因是轨道不光滑,那么在阻力不可避免的情况下,你认为该同学的设计是否还有价值?说出你的理由。 。
33.学完热机的知识后,项目式学习小组的同学们对发动机产生了浓厚的兴趣,同学们进行了关于发动机的研究性学习,请你帮助项目式学习小组的同学们完成研究性学习报告。
【研究目标】了解发动机的相关知识
【研究方法】汽车使用说明书,上网查阅相关信息
【研究结果】
同学们查阅资料了解到了课本外的一种发动机——转子发动机。转子发动机不同于一般的活塞式发动机,它将活塞替换成了三角形转子,如图所示,当转子转动时,吸气、压缩、做功和排气四个过程在转子周围的空间里同时进行。同时小杨了解到,一般发动机飞轮每转两圈做功一次,而转子发动机转子每转一圈就做功三次,所以搭载转子发动机的汽车动力更强劲,但由于转子转速过快,燃料燃烧不充分,故油耗偏高,污染偏重。现有一辆搭载了转子发动机的汽车10min匀速行驶了40km,消耗燃油8kg,该发动机转子的转速为5000r/min,每次做功500J。
【研究拓展】
(1)加油时,闻到了燃油味,说明分子在 ;
(2)由以上资料可判断,转子发动机做功更 (选填“多”或“快”);
(3)该汽车消耗的燃油完全燃烧放出的热量为 J;()
(4)此转子发动机10min做的功为 J;
(5)若发动机输出的能量全部用来驱动汽车行驶,则此过程汽车受到的牵引力为 N;
(6)为了解决转子发动机的油耗问题,车辆工程师也在潜心研究,若能把此转子发动机的效率提高到30%,则该汽车以同样状态行驶10min,节约的燃油最多可使1吨的水温度升高 ℃。[,最终计算结果保留一位小数]
34.在“测量小灯泡的电功率”实验中,已知被测小灯泡的额定电流为0.3A,灯丝电阻约为十几欧,实验室提供的器材有电源(电压恒为6V)、电压表、电流表、滑动变阻器各一个,开关、导线若干。
(1)按照如图甲所示电路图正确连接电路后,闭合开关之前,滑动变阻器应该调节到最 (选填“左”或“右”)端;
(2)完成(1)操作后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表、电压表均无示数,造成该现象的原因可能是下列选项中的________;(选填序号)
A.电流表断路 B.小灯泡短路 C.小灯泡灯丝断了 D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电流表的示数为0.3A时,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率P额= W;
(4)实验中,当电流表示数为0.15A时,小灯泡的实际功率P实 0.25P额(选填“大于”“小于”或“等于”)。
35.研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图注电源电压恒为4V,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。实验过程中,调节滑动变阻器,逐次读取数据并记录,计算定值电阻电功率。数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
电流(A)
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
电压(V)
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
R0的电功率(W)
0.10
0.225
0.40
0.625
0.90
(1) 小组同学根据表中数据,得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论的是:
(2)小科提出:要得知滑动变阻器的电功率,还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压;小金却认为:无需测滑动变阻器两端的电压,通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如,当定值电阻两端的电压为1.0V时,滑动变阻器的电功率为 瓦;
(3)小组同学对小金的方法进行了归纳,结合表中数据,画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像(如图乙所示)。请分析判断,图中线段AA’表示的含义是 。
四、解答题
36.某同学在观看台球比赛时发现:有时运动的白球去撞击一个静止的球后,白球会立即静止在碰撞时的位置,而被撞的球似乎接替了白球,沿白球原来的运动方向,以几乎相同的速度向前运动。
该同学想:白球碰撞后立即静止,被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗?
他设计了下述实验方案:将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上,取两个相同的台球A、B,A球置于轨道左端斜面上某处,测出该点到水平桌面的高度,如图乙所示。释放A球,A球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点,测出该点的高度。再将A球置于轨道左端斜面上同一处静止,将B球静置于轨道的水平部分,如图丙所示。释放A球,A球撞击B球后,A球静止,B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点,测出该点的高度通过比较与的大小关系即可作出判断。
(1)B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了 ;
(2)表示碰撞前瞬间A球运动速度,表示B球被撞后开始运动的速度。若,则的大小关系是 ;
(3)在实际实验中,测出的总小于,则导致这一现象的原因 。通过实验查阅资料,他发现只有当体积和质量均相同的两球,而且球心在同一直线上相碰时,才可能出现上述现象。
37.某校在开展物理兴趣小组活动时,学生为深入探究平衡木的平衡,小萍设计了如图所示的装置。
轻质杠杆AOB可绕支点O无摩擦转动,且AB=3m,OA=1m。在杠杆A端用不可伸长的细线悬挂正方体M,质量为40kg。当重为500N的小萍静止站立在OB之间某处时,正方体M对地面压力刚好为0,杠杆同时在水平位置处于平衡状态。求:
(1)正方体M的重力;
(2)当正方体M对地面压力刚好为0时,小萍距O点的距离;
(3)如果小萍站立在距离B端1.5m处时,正方体M对水平地面的压力。
38.如图所示为一款常用的挂架,两端有两个相同的真空吸盘甲、乙。已知吸盘被压扁后的横截面积是,用力挤压吸盘,排尽吸盘与瓷砖之间的空气,挂架便可以固定在瓷砖上。吸盘、挂钩与杆的重力及挂钩大小忽略不计。
(1)当大气压为时,任意一个吸盘与瓷砖间的最大静摩擦力(F为吸盘对瓷砖的压力),则任意一个吸盘与瓷砖间的最大静摩擦力为 ;
(2)挂有重物的挂钩B沿光滑水平杆从A开始向C移动,则吸盘甲受到的摩擦力f的大小与挂钩B到A之间的距离s的关系图像为______;
A.B.C. D.
(3)若AC长1m,挂钩B距A0.2m,此时在挂钩B上最多能挂 N的物体;
(4)中国科技馆有这样一样展品,一根质地均匀的金属杆架在两个可以旋转的粗糙程度相同的轮子上,两轮均向内侧旋转,发现金属杆做往复运动。若实验开始时把金属杆水平静止放置在如图所示位置,图中为金属杆的重心,、分别为两轮和金属杆的接触点,请判断此时金属杆会向哪侧运动?并请说明理由。
39.图1是某兴趣小组设计的一款“高空修枝”工具的示意图。使用时,一只手握紧杆子保持静止,另一只手用的力缓慢拉绳子,带动滑轮组工作,在A点产生的拉力为,从而使修剪刀绕O点转动,其刀口对树枝的力为。请回答。
(1)为了探究制作修剪刀的碳钢合金(含Fe、C两种元素)类型兴趣小组取制作修剪刀的废料进行了实验检测:取样品1.00克与足量的稀硫酸充分反应后,收集到428毫升(按0.035克计)氢气。通过计算并结合下表判断修剪刀材质属于哪种合金类型?
合金类型
低碳钢
中碳钢
高碳钢
碳的质量分数
低于0.3%
0.3%~0.6%
高于0.6%
(2)某时刻,弹簧处于原长,若修剪刀的刀口对树枝施加的力为960牛,是树枝对刀口的力(如图2),此时绳子端需施加的力为多大?(已知厘米,厘米,滑轮中各股绳子视为平行,工具自重和摩擦忽略不计。)
40.一台储水式电热水器的加热电路如图甲所示,和均为用来加热且阻值不变的电热丝,是手动开关,置于电热水器水箱外部;是温控开关,置于电热水器水箱内部,当水温低于40℃时自动闭合,达到40℃时自动断开。图乙是电热水器剖面图,长时间使用电热水器可能导致绝缘部分破损,使电热水器中的外壳和水带电,从而造成触电事故,所以国家规定电热水器须采用接地、漏电保护器、防电墙等多重保护措施。电热水器部分参数如表所示。
额定电压/V
220
频率/Hz
50
保温功率/W
220
加热功率/W
1760
水箱容量/L
50
设定温度/℃
40
(1)电热水器加热管里电阻丝的电阻要大、熔点要 (填“高”或“低”)。
(2)考虑到用电安全,电热水器应使用 (填“两孔”或“三孔”)插座,且进、出水管口都装有防电墙。防电墙的内部结构如图丙所示,流经其中的水沿着内部隔片螺旋流动。已知粗细均匀水柱的电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积成反比。所以与普通水管里的水柱相比,防电墙内的水柱更细更长,从而使防电墙内水的电阻 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)求加热时通过电热丝的电流 。
(4)将初温为20℃的一满箱水加热至设定温度,热水器加热效率为75%,则该过程需要多少电费 ?[水的比热容为,,电费以0.5元/()计算]
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
C
C
C
A
D
A
D
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
C
C
C
D
D
D
C
A
B
题号
21
22
答案
D
C
1.B
【详解】A.过山车从a到b的过程中,克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,所以过山车从a到b的过程中机械能不守恒,故A错误;
B.c与e等高,在c与e两点,过山车的重力势能相等,过山车先通过c点,再到达e点,因为机械能的总量减小,所以过山车在c点的动能大于在e点的动能,又因为过山车的质量不变,所以过山车经过c点时的速度大于经过e点时的速度,故B正确;
C.a与d等高,在a与d两点,过山车的重力势能相等,过山车先通过a点,再到达d点,因为机械能的总量减小,所以过山车在a点的动能大于在d点的动能,故C错误;
D.由图可知,过山车从a到f的过程中,重力势能经过了减小、增大,再减小的过程,故D错误。
故选B。
2.B
【详解】A.图甲中,木箱没被推动,处于静止,则在水平方向所受的推力与摩擦力是一对平衡力,它们的大小相等,故A错误;
B.图乙中,物体未被拉动,在力的方向上没有移动距离,拉力不做功,故B正确;
C.图丙中,拉力方向与运动方向始终垂直,在力的方向上没有移动距离,拉力不做功,故C错误;
D.将弓拉弯时,人对弓做功,弓形状发生改变,产生了弹性势能;松手后,恢复原状态的弓对箭做功,使箭的速度变大,即增加了箭的动能,故D错误。
故选B。
3.C
【详解】A.罐子从斜面滚下,要克服摩擦力做功而使一部分重力势能转化为内能,故A错误;
B.罐子从斜面滚下的过程中,重力势能转化为动能和内能,故B错误;
C.罐子从不太陡的斜面上滚下,罐子的高度减小,速度先增大后减小,橡皮筋的弹性形变逐渐增大,则罐子的重力势能减小,动能先增大后减小,橡皮筋的弹性势能增大,即该过程中罐子的重力势能会转化为动能和橡皮筋的弹性势能;发生形变的橡皮筋由于要恢复原状,故罐子可能再次滚上斜面,故C正确;
D.罐子在滚动的过程中,由于和斜面之间存在摩擦,机械能会转化为内能,所以整个罐子的机械能不守恒,机械能会逐渐变小,最终罐子会停止运动,故D错误。
故选C。
4.C
【详解】A.小明家上次查看电能表示数为1255.4 kW·h,本次查看时电能表读数如图所示为1345.7 kW·h,则他家在这段时间内消耗的电能为90.3kW·h,故A错误;
B.电能表是测量电能的仪表,不是电功率,故B错误;
C.若只让一个标有:“220V 1000W”的电热水器正常工作12min即0.2h,消耗的电能为
由图电能表规格可知消耗1 kW·h的电能,转盘转3200转,现在消耗0.2 kW·h的电能,则转盘的转数为
故C正确;
D. 由图电能表规格可知短时间内允许的最大电流为40A,该电能表所在家庭电路短时间内允许的最大总电功率为
故D错误。
故选C。
5.C
【详解】A.由于在运动过程中克服摩擦做功,物块的机械能始终在减小,所以每次经过P点时速度均比上一次小,故A错误;
BC.从A到P过程中,先做加速运动,后做减速运动,当物块受到的摩擦力等于弹力时,物块速度最大,此时动能最大,由于物块受到摩擦力向左,故弹力向右,弹簧处于压缩状态,在P点左侧,是物体动能最大的位置,反之从右往左运动过程中,最大速度出现在P点右侧。故B错误,C正确;
D.物块在水平面方向上受到滑动摩擦力的作用,需要克服摩擦做功,将动能和弹簧的弹性势能最终都会变成内能,故D错误。
故选C。
6.A
【详解】从所示位置慢慢抬起的过程中,重物的重力G不变,即阻力不变,杠杆由当前位置抬到水平位置时,阻力臂由以OA为斜边的直角边变为了OA,阻力臂变大,由于动力始终保持水平,因此动力臂LF变小,根据杠杆平衡的条件可知,动力F变大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.D
【详解】A.图中,起跳后上升到最高点时人在竖直方向上的速度为零,但在水平方向上速度不为零,由于惯性仍会向前运动,所以此时人的动能不为零,故A不符合题意;
B.图中,在下降过程中滚摆的质量不变,高度变小,重力势能减少,不计摩擦,机械能守恒,所以动能增加,重力势能转化为动能,故B不符合题意;
C.图中,卫星运行过 程中没有受到摩擦力,没有能量的损失,机械能是守恒的,故C不符合题意;
D.图中,小球从A到B的过程中质量不变,高度变小,且机械能守恒,所以重力势能减少,动能增加,重力势能转化为动能,故D符合题意。
故选D。
8.A
【详解】由题知,在t1时刻以前,汽车以速度v0匀速行驶,发动机功率为P0,牵引力为F0,且有
①
在t1时刻,司机减小了油门,汽车的功率突然减小为 P,在该瞬间汽车的速度不变(仍为vo),牵引力由F0突然减小为,所以有
②
由①②可知 ,即汽车的功率突然减小为原来的一半;
A.由题可知,t1时刻后汽车的功率保持恒定;由前面分析知,汽车的功率将保持P不变,到t2时刻,汽车又开始做匀速直线运动,速度为v,由图可知,汽车再次做匀速运动时的牵引力与最初做匀速运动的牵引力大小相等,均为F0;根据可得,第二次做匀速直线运动时的速度
由上式可得,故A正确;
B.汽车做匀速直线运动时,牵引力与阻力平衡,所以,故B错误;
CD.由图可知,t1至t2时间内,汽车受到的牵引力增大,功率不变,由可得,汽车行驶的速度减小,所以汽车做减速运动,故CD错误。
故选A。
9.D
【详解】
(1)如图1,重力(阻力)和力臂OD不变,B对A的支持力为动力,其力臂为OC,B对A的摩擦力为f、其力臂为OE,且此时摩擦力f1与支持力的转动效果相同 (均有使杠杆逆时针转动的趋势);在B从A的左端匀速拉到右端的过程中,OC变大;把物体A当作杠杆,由杠杆平衡条件可得
设AB间的动摩擦因数为μ,且,摩擦力,所以有
上式变形可得
因G和OD大小不变,μ、OE也不变,OC变大,所以F压变小,即A对B的压力变小,由可知,B受到的摩擦力将变小;因为B被匀速拉动,拉力等于摩擦力,所以水平拉力将变小;
(2)由(1)的分析可知,B从A的左端匀速拉到右端的过程中,水平拉力将变小;而B从A的右端匀速拉到左端的过程中,如上面图2所示,此时摩擦力f2与重力使木板A产生的转动效果相同(均有使杠杆顺时针转动的趋势,这两个力可视为杠杆的阻力);此时由杠杆平衡条件可得
根据相互作用力和滑动摩擦力的知识可得
整理可得
比较Ⅰ、Ⅱ两式可知,若支持力的力臂OC相同(即物块B在同一位置),向左拉动B时,A对B的压力较大,根据滑动摩擦力的影响因素可知,物块B在同一位置且向左拉时,B受到的摩擦力更大(即),由二力平衡条件可知,向左拉时水平拉力F'较大,即向左拉时平均拉力较大,而两个过程中物块B移动距离相同,根据可知,向左拉时拉力做功较多,即;
由以上分析可知,D正确,ABC错误。
故选D。
10.D
【详解】根据题意知道,当容器内的水全部流走时,需要做的功包括:容器增加的重力势能mgH,水增加的重力势能,水增加的重力势能为:MgH-W,所以需要做的功是
W′=mgH+MgH-W=(M+m)gH-W
即D正确,ABC错误。
故选D。
11.D
【详解】A B.打开阀门后,A中的水向B中流,最终相平,设A中的液体降低了hA,A 的底面积为SA,B中液体升高了hB,B中的底面积为SB,在A中的水向B中流,水没有多,也没有变少,故水的体积相同, 即可以得出
那么大气压对A做功为
而大气对B做的是负功为
故大气做的功抵消 ,大气对物体不做功,故AB不符合题意;
CD.由于在重力的作用下,液体A向B流动,故重力对系统做了功,故水的内能变大,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
12.C
【详解】A.图中进气门关闭,排气门打开,属于排气冲程,不存在能量的转化,故A不符合题意;
B.图中进气门打开,排气门关闭,属于吸气冲程,不存在能量转化,故B不符合题意;
C.图中进排气气门全关,火花塞点火,是做功冲程,将内能转化为机械能,故C符合题意;
D.图中进排气门全关,活塞向上运动属于压缩冲程,将机械能转化为内能,故D不符合题意。
故选C。
13.C
【详解】ABD.O点是弹簧保持原长时小球的位置,小球在A、B点时形变程度最大,速度为0,动能为0,弹簧的弹性势能最大,,弹簧的弹性势能最小,故AB错误;
C.在光滑的水平台面上,小球在A向O运动时,弹簧的弹性势能转化为小球的动能,动能增加,速度变快,小球在O向B运动时,小球的动能转化为弹簧的弹性势能,,动能减小,速度变慢,故O点时速度最快,动能最大。故C正确。
故选C。
14.C
【详解】AC.由图可知,方向1和方向2与水平轻杆都成30度角,这两个拉力到支点O的距离相等,都等于二分一的OB,即拉力的力臂
由题意知
OB=3OA
阻力臂
根据杠杆平衡条件F1l1=Gl2可得
故A错误,C正确;
B.阻力是作用在杠杆上,而重力作用在物体上,不是一回事,故B错误;
D.因为两种1情况下都是l1>l2,该杠杆为省力杠杆,拉力小于阻力,故D错误。
故选C。
15.D
【详解】A.该电能表显示的示数为,故A错误;
B.电能表是测量用电器消耗电能的仪器,故B错误;
C.相同时间内灯闪烁的次数越多,表明电路中的用电器总功率越大,不指明时间时,灯闪烁的次数多,说明用电器消耗的电能多,但功率不一定大,故C错误;
D.若1min内指示灯闪烁32次,用电器消耗的电能
则电路中用电器的总功率为
故D正确。
故选D。
16.D
【详解】AB.三个小球的质量相同,抛出时的高度相同,速度相同,则它们的机械能是相同的;在整个运动过程中不计能量损失,在运动的过程中,机械能守恒,则机械能保持不变,故AB错误;
C.三个小球的机械能是相同的,第一次落地时,由于机械能守恒,重力势能全部转化为动能,所以,三个小球的动能相同,故C错误;
D.落地后第一次反弹到最高点时,甲、乙的机械能是相同的,且动能都为0,所以甲、乙两球的重力势能相同,高度也相同,故D正确。
故选D。
17.D
【详解】A.冲击钻在工作过程中,钻头冲击墙壁,克服摩擦做功,将机械能转化为内能,故A错误;
B.当电流通过电动机时,电流做功,消耗电能转化为机械能和内能,故B错误;
CD.由以上分析可知,在该过程中消耗电能,转化成内能和机械能,存在电能、机械能和内能的转化。故C错误,D正确。
故选D。
18.C
【详解】A.为减小运载火箭的质量,所用燃料应具有较高的热值,燃烧时可以释放出更多的热量,故A错误;
B.热值大小只与燃料的种类有关,与燃料的质量多少无关,所以在升空过程中,随着液态氢质量的减少,液态氢的热值不变,故B错误;
C.火箭内燃料燃烧时,将燃料的化学能转化为内能,故C正确;
D.一切物体在任何状态下都有内能,太空虽然温度很低,但是火箭的内能不为零,故D错误。
故选C。
19.A
【详解】AB.如图,两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,为做功冲程,此冲程中内能转化为机械能,故A符合题意,B不符合题意;
C.气缸内没有足够的氧气,燃烧时间短,国六B汽油不可能在该发动机中完全燃烧,尾气中有“汽油味”,这说明汽油在汽缸中没有完全燃烧,故C不符合题意;
D.汽车在工作时不可避免的有能量损失,而且要克服机械部件间的摩擦做额外功,国六B汽油的使用,也不能让发动机的热效率达到100%,故D不符合题意。
故选A。
20.B
【详解】A.由图知道,当通过R1与R2的电流为0.6A,R1、R2两端的电压分别为6V和3V,由欧姆定律知道,电阻R1的阻值为
电阻R2的阻值为
则R1与R2的阻值之比
故A错误;
B.R1与R2串联接时, 通过电流相等,由知道,R1消耗的功率比R2大,故B正确;
C.R1与R2并联接时,两端电压相等,由知道,R1消耗的功率比R2小,故C错误;
D.串联电路电流处处相等,所以R1与R2串联接时,通过R1与R2的电流之比是1∶1,故D错误。
故选B。
21.D
【详解】A.只闭合S1时,L1与R串联,电流表测电路中的电流。当灯泡L1正常发光时,L1两端的电压U1=6V,由图像知道,通过L1的电流I1=0.5A,串联电路各处电流相等,根据欧姆定律知道,此时滑动变阻器两端的电压
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压
故A错误;
B.只闭合S2时,L2与R串联,电流表测电路中的电流,由图像知道,L2正常发光时电路中的电流为1A,而电流表的量程为0~0.6A,因而灯泡L2不能正常发光,故B错误;
C.只闭合开关S1,当滑动变阻器两端的电压是4V时,灯泡的电压为
9V-4V=5V
根据图像知道,此时电路中的电流小于0.5A;电路的总功率小于
故C错误;
D.只闭合S1时,当灯泡L1正常发光时,最大电流I1=0.5A,该电路的最大电功率为
只闭合S2时,所以通过电路的最大电流为0.6A,该电路的最大电功率为
只闭合开关S1和只闭合开关S2时,两次电路消耗的最大功率之比是
故D正确;
故选D。
22.C
【分析】由甲电路图可知,滑动变阻器与定值电阻R0串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
【详解】A.当滑片位于A端时,滑动变阻器接入电路中电阻为零,此时电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流
I大=3A
定值电阻的阻值
故A错误。
B.当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时,电路中电流
此时滑动变阻器消耗的电功率
当
R=R0=2Ω
变阻器消耗的电功率最大,由图丙可知,变阻器消耗的最大功率为4.5W,则丙图b点时R的电阻为2Ω,故B错误。
D.因串联电路中各处的电流相等,且串联电路中总电阻等于各部分电阻之和,所以,由P=UI=I2R可得,滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,效率最大,由图丁可知,最大效率为80%,
则
解得
R大=8Ω
故D错误。
C.由图乙可知,a点表示电路中的电流最小,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流
此时电压表的示数
UR=I小R大=0.6A×8Ω=4.8V
则乙图阴影部分面积
P=URI小=4.8V×0.6A=2.88W
故C正确。
故选C。
23. 0.4 720 0.2 0.2 2∶1
【详解】[1]若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端,则甲、乙两端的电压均为2V,此时通过乙的电流为0.2A,所以
[2]通过甲的电流为0.4A,所以甲的功率为
电路中的总功率为
电路工作10分钟消耗的电能是
[3][4]若甲、乙串联,则通过的电流相等,总电压等于甲、乙两端的电压和,由图知道,当电源电压为3V时,电路中的电流为0.2A,甲两端的电压为1V,乙两端的电压为2V;此时甲的实际功率为
[5]电路消耗的总功率为
前后两次电路消耗的电功率之比为
24.(1) B 相同
(2) 减小 不变
【详解】(1)[1][2]当三个球各自到达最高点时,由于不计空气阻力,乒乓球只受到重力作用,械能守恒,所以重力势能最小的小球动能最大,故乒乓球分别运动到A、B、C处时,动能最大的是B。三个乒乓球到达乒乓球案时的高度相等,因此重力势能相等,由于三个乒乓球的机械能相等,因此三个乒乓球的动能相等,所以三个乒乓球的速度也相等。
(2)[1][2]小科一直保持竖直向上、匀速抬升引擎盖,重力的力臂减小,而动力臂同时变小,且两力臂的比值始终不变,仍为OA:OB,并且A的重力不变,根据杠杆的平衡条件可知,小科的拉力大小不变。
25. 大
【详解】[1]木尺缓慢地向右偏转30°到图中虚线位置,由A向木尺的重力的作用线作垂线,可以看出线段长度变大,阻力臂变大。由A向作用力F作垂线,转动过程中动力臂减小。阻力不变,阻力臂变大,动力臂减小,由得F1变大。
[2] 木尺在竖直平面内以A点为轴无摩擦摆动,机械能守恒,故水平力F做的功等于木尺克服重力做功。木尺长为L,在水平作用力F下,向右偏转30°,木尺重心在木尺中间,木尺重心上升的高度为
水平力F做的功为
26. 120 360 增大
【详解】[1][2][3] 由图可知,O为支点,杠杆水平平衡,根据杠杆的平衡条件可知
G×OA=F×OB
即
240N×0.2m=F×(0.6m-0.2m)
解得
F=120N
根据木棒受平衡力,可知O点肩膀对木棒的支持力为
F支=F压+G=120N+240N=360N
若压在B端的手向O点靠近,压力的力臂变小,重物对木棒的作用力和重物对木棒的作用力的力臂不变,要使木棒水平平衡,根据杠杆的平衡条件可知,手竖直向下的压力会增大。
27. 木球被抛出时,橡皮筋的弹性势能转化成木球的动能,橡皮筋具有的弹性势能越大,抛出时木球的动能越大,木球的射程会越远 见解析 小球的投射距离与投射角度之间的关系 小球质量、速度一定时,投掷距离随投掷角度的增大先增大、后减小,在投掷角为45°时,投掷距离最大
【详解】(1)[1]同一木球射程与橡皮筋的形变程度有关,木球被抛出时,橡皮筋的弹性势能转化成木球的动能;若下压抛掷杆分别位于不同位置,在橡皮筋的形变程度越大时,橡皮筋具有的弹性势能越大,抛出时木球的动能越大,木球的射程会越远。
(2)[2]当橡皮筋拉到相同位置时,橡皮筋的弹性势能相等,转化成的橡皮泥动能也相等,故当小球的质量不同时,小球的速度也不同,故存在多个变量,得出的结论不具有合理性。
(3)①[1]由表中的数据可知,小组同学探究的问题是:小球的投射距离与投射角度之间的关系。
②由表中数据可知,投射角度增大时投射距离先增大后减小,投射距离在投射角为45°时最大,可得出的结论是:小球质量、速度一定时,投掷距离随投掷角度的增大先增大、后减小,在投掷角为45°时,投掷距离最大。
28.(1) 断开 0.6
(2)
(3)左
(4)0.5
【详解】(1)在连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态;灯泡正常发光时的电流约为
因此电流表应选0~0.6A量程。
(2)灯泡额定电压是2.5V,则电压表选0~3V量程;将滑动变阻器、灯泡、电流表、开关串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,电路图如图
(3)如图,电压表接小量程,分度值为0.1V,读数为2.0V,要想使电压表的示数为2.5V,需增大电路中电流,减小滑动变阻器的电阻,滑片应向左滑动。
(4)由图3中的图像知,灯泡额定电压为2.5V时,对应的电流0.2A,则灯泡额定功率
29. 下落的高度(被举高的高度) 杯子运动距离的大小 2、4、5 选择相同体积不同质量的小球进行实验(或选择小球下缘为起点测量下落高度)
【详解】(1)[1]根据题意,高空抛物存在巨大的安全隐患,因此说明物体的重力势能与物体所处的高度有关。
(2)[2]球下落撞击杯子将杯子撞击下推,因此利用杯子下推运动的距离来反映物体势能大小。
(3)[3]要探究重力势能与物体质量的关系,需要控制物体所处的高度相同,物体的质量不同,因此选择2、4、5三组数据。
(4)[4]本次实验没有重复实验,可能存在偶然因素,应该选择相同体积不同质量的小球进行实验。
30.(1)88.9%
(2)物体的重力
(3)C
(4) 低 B
【详解】(1)根据表格中的数据可得,滑轮组的机械效率为
(2)根据表格数据分析,可知,使用同一滑轮组,提升物体的重力越大,机械效率越大,因此同一滑轮组的机械效率与提升物体的重力有关。
(3)分析表格中的数据可知,对于同一滑轮组,所拉物重越大,其机械效率越高,故物重8N时机械效率大于物重6N时的机械效率的90.9%;而因为任何机械的效率都不可能达到100%,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)[1]由图丁可知,物重一定时,动滑轮越重机械效率越低。
[2]根据图丁可知,当动滑轮重为4N时,滑轮组的机械效率为75%,若忽略绳重和摩擦,滑轮组的机械效率
即
所以,被提升物体所受的重力G=12N。
31. R两端电压保持不变的要求合理;设计控制电压为2V不合理,由于滑动变阻器阻值较小,不能完成20Ω定值电阻的实验 2.25~3.0V 0.25~1.25W >
【详解】(1)[1]由控制变量法可知,探究电流与电阻关系时,需要控制电压不变,所以控制R两端电压不变的要求合理;电压恒为4.5V的电源,控制R两端电压为2.0V时,使用20Ω的定值电阻实验,滑动变阻器的阻值
所以设计控制电压为2V不合理,由于滑动变阻器阻值较小,不能完成20Ω定值电阻的实验。
(2)[2]电压恒为4.5V的电源,使用20Ω的定值电阻实验,滑动变阻器的阻值为20Ω时,R两端电压
使用5Ω的定值电阻实验时,电流表的量程为0~0.6A,则电路中最大电流为0.6A,R两端电压
则R两端电压值的范围是2.25~3.0V。
(1)[3]由图乙可知,灯泡两端电压为1V时,通过灯泡的电流为0.25A,则小灯泡的功率
灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.5A,则小灯泡的功率
所以小灯泡的功率变化范围是0.25~1.25W。
(2)[4]根据图乙可知,当滑动变阻器电阻变小时,灯泡两端电压增大,电流也增大,灯泡电阻变大,电路中的总电阻变小,根据
R=R滑+R灯
可知,只有当R滑的减小量大于R灯的增加量才会让总电阻变小,所以
32.(1)动能
(2)=
(3)有价值;在阻力无法避免的情况下,用光滑程度不同的轨道多次实验,轨道越光滑,h2越接近h1,即可推理得出:当无阻力时,h2=h1,即可判断vB=vA
【详解】(1)B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了动能。
(2)A球从A处滚下到达B处,它的重力势能转化为动能;B球从B点到达右侧的最高点,那么它的动能转化为重力势能。如果
h2=h1
那么A球的重力势能等于B球的重力势能,即A球到达B点时的动能与B球开始运动时的动能相等,所以
vB=vA
(3)有价值。在阻力无法避免的情况下,用光滑程度不同的轨道多次实验,轨道越光滑,h2越接近h1,即可推理得出:当无阻力时,h2=h1,即可判断vB=vA。
33.(1)不停地做无规则运动
(2)快
(3)
(4)
(5)
(6)35.7
【详解】(1)加油时,闻到了燃油味,是汽油分子无规则运动的结果,属于扩散现象。
(2)一般发动机飞轮每转两圈做功一次,而转子发动机转子每转一圈就做功三次。转子发动机做功更快。
(3)该汽车消耗的燃油完全燃烧放出的热量为
(4)此转子发动机10分钟做的功
(5)该发动机的效率
若发动机输出的能量全部用来驱动汽车行驶,W=7.5×107J,由W=Fs知道,则此过程汽车受到的牵引力
(6)为了解决转子发动机的油耗问题,车辆工程师也在潜心研究,若能把此转子发动机的效率提高到30%,则该汽车以同样状态行驶10分钟,节约的燃油燃烧产生的热量是
由知道节约的燃油最多可使1吨的水温度升高
34.(1)右
(2)A
(3)1.2
(4)小于
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器应该调节到阻值最大处,由图知道,滑动变阻器应该调节到最右端。
(2)连接好电路,闭合开关后,小齐发现小灯泡不亮,电流表无示数,电路可能存在断路,电压表也无示数,说明电压表不能接到电源两端,故是小灯泡以外的部分断路,所以造成这一现象的原因可能是电流表断路,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)由于实验室提供的电源电压恒为6V,所以,由图乙知道,电压表量程是0~15V,电压表分度值是0.5V,电压表示数是4V,灯泡额定功率
(4)由知道,小灯泡的电阻约是
小灯泡的电阻随温度的降低而减小,由知道,当电流表示数为0.15A时,小灯泡的实际功率应小于
35. 定值电阻的电功率与电流的平方成正比 0.3 滑动变阻器的电功率
【详解】(1)[1]由表中数据知道,第1次与第2次的电功率之比
第1次和第2次电流的平方比
因此定值电阻的电功率与电流的平方成正比。
(2)[2]当定值电阻两端的电压为1V,由串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压为
通过R0的电流为0.10A,由串联电路的电流规律可知,此时通过滑动变阻器的电流也为0.10A,所以此时滑动变阻器的功率为
(3)[3]由题图乙知道,图中A点代表消耗的总功率,A'点代表的是定值电阻的功率,因为在串联电路中电路消耗的总功率等于各部分用电器消耗的电功之和,所以AA'代表的是滑动变阻器的电功率。
36.(1)动能
(2)相等
(3)轨道的摩擦力是不可避免的,所以小球在滚动过程中要克服摩擦做功,损耗部分机械能
【详解】(1)B球由静止变为运动,此时B球具有动能,说明B球在碰撞中获得了动能。
(2)若,说明被撞的球接替了碰撞球的速度,则两球上升的高速应该相同,即大小相等。
(3)实验中轨道的摩擦力是不可避免的,所以小球在滚动过程中要克服摩擦做功,损耗部分机械能,测出的总小于。
37.(1)400N
(2)0.8m
(3)150N
【详解】(1)解:已知正方体M的质量为40kg,则正方体M的重力为
(2)当正方体M对地面压力刚好为0时,则地面对M的支持力也为0,对M做受力分析,它受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力,且拉力与重力相等,即
杠杆对重物M的拉力F1与重物M对杠杆的拉力F相等,即
设小萍离O点的距离为l2,由杠杆平衡条件得,则小萍距O点的距离为
(3)AB=3m,OA=1m,OB=2m,当小萍站立在距离B端1.5m处时,也就是离O端的距离l=0.5m处,由杠杆平衡条件可知,A端受到的拉力为
对M做受力分析,它受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力和支持力,支持力等于重力和支持力之差,因为正方体M对水平地面的压力和地面对正方体M的支持力是一对相互作用力,故正方体M对水平地面的压力为
答:(1)正方体M的重力为400N;
(2)小萍距O点的距离为0.8m;
(3)正方体M对水平地面的压力为150N。
38.(1)
(2)C
(3)
(4)见解析
【详解】(1)吸盘对瓷砖的压力为
吸盘最大静摩擦力
(2)以吸盘A为支点,设挂钩与吸盘A的距离为l,重物对杠杆的拉力为动力,其大小等于重物的重力,用G表示,动力臂l,吸盘B受到的摩擦力f为阻力,阻力臂s表示,根据杠杆的平衡条件可得
可得,因此当s变大时,摩擦力f变小,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(3)分析数据得甲所受摩擦力大于乙,以为支点,当甲所受摩擦力达到240牛,挂钩B上所挂物体的重力最大。即
带入数据为
解得。
(4)若以为支点,依据杠杆平衡原理可得受到的压力。同理可得受到的压力。由此可知:大于,当两轮开始转动时金属杆、处受到摩擦力分别为和,则大于,方向向右,方向向左,故金属杆此时向右侧运动。
39.(1)见解析
(2)见解析
【详解】(1)设铁Fe的质量为x
x=0.98g
碳的质量为:1.00g-0.98g=0.02g;碳的质量分数为:,故属于高碳钢。
(2)由图2可知,O为支点,F3为阻力,OC为阻力臂,OB为动力臂,根据杆平衡条件F1l1=F2l2可得
960N×2cm=F2×8cm
则
F2=240N
工具自重和摩擦忽略不计,对上面定滑轮受力分析
F2=3F1
则
F1=80N
40.(1)高
(2) 三孔 变大
(3)7A
(4)0.78元
【详解】(1)热水器加热管里电阻丝的电阻要大、熔点要高,避免因为电阻丝加热过程中因为温度过高而熔断。
(2)[1]电热水器有金属外壳,为了用电的安全,防止因用电器漏电而发生触电事故,其外壳必须要接地,故应使用三孔插座;
[2] 导体的电阻与导体的材料、横截面积、长度和温度有关。流经防电墙中的水必须沿着内部隔片螺旋流动,与普通水管相比其中的水柱变得更细更长,使水的横截面积变小,长度变大,从而使水的电阻变大。
(3)由图甲可知,当开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,根据题意可知,此时电热水器处于加热状态,由表格参数可知,电热水器的加热功率
P加热=1760W
当开关S1闭合、S2断开时,只有R1工作,电热水器处于保温状态,由表格参数可知,电热水器的保温功率
P保温=220W
由于电路中的总功率等于各用电器的电功率之和,则加热时R2的电功率
P2=P加热-P保温=1760W-220W=1540W
加热时通过电热丝R2的电流
(4)满箱水的质量
m=ρ水V=1.0×103/m3×50×10-3m3=50kg
水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(40℃-20℃)=4.2×106J
电热水器消耗的电能
该过程需要的电费
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学科网(北京)股份有限公司
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