内容正文:
2024学年第二学期九年级质量调研综合
测试样卷
考生注意:
1.试卷第1~20题为物理部分,第21~41题为化学部分,第42题开始为跨学科案例分析部分。
2.试卷满分135分。考试时间120分钟。
3.按要求在答题纸上作答,在试卷、草稿纸上答题一律无效。
物理部分
一、选择题(共12分)下列各题均只有一个正确选项,请将正确选项的代号用铅笔填涂在答题纸的相应位置上,更改答案时,用橡皮擦去,重新填涂。
1. 下列粒子中,带负电的是( )
A. 电子 B. 质子 C. 中子 D. 原子核
2. 在图示的实例中,主要利用连通器原理工作的是( )
A. 吸盘 B. 船闸图
C. 液体密度计 D. 热气球
3. 一块0℃的冰融化成0℃的水后,不变的是( )
A. 内能 B. 体积 C. 密度 D. 质量
4. 下列表述中正确的是( )
A. “嫦娥六号”探测器的“大脚掌”能减小对月壤的压力
B. “奋斗者号”深潜器下潜过程中,相对于海底是静止的
C. “C919”大飞机升空过程中,机舱外的大气压逐渐变小
D. “复兴号”动车组行驶过程中的速度越快,其惯性越大
5. 甲、乙两车分别从同一直线上的两点同时出发相向运动,它们的图像如图所示。3秒时,甲、乙两车相距5米。( )
A. 两点间的距离一定为20米
B. 再过3秒,甲车可能距Q点8米
C. 甲车的动能一定大于乙车的动能
D. 甲车所受合力可能大于乙车所受合力
6. 电梯超载容易引发安全隐患。图所示为某电梯超载报警电路工作原理图,电源电压恒定不变,为保护电阻,为压敏电阻(阻值随压力的变化而变化)。当电梯超过其载重上限时,电流表示数超过设定值就会触发报警器(图中未画出)工作。则( )
A. 当人进入空载电梯后,压敏电阻的阻值增大
B. 当人进入空载电梯后,电压表示数与电流表示数之比不变
C. 若要适当降低电梯载重上限,可换用电压更小的电源
D. 若要适当降低电梯载重上限,可换用阻值更小的
二、填空题(共23分)请将结果填入答题纸的相应位置。
7. 家庭电路中,照明灯和电饭煲是___________(选填“串联”“并联”)的,若多一盏照明灯工作,家庭电路的总电流___________(选填“变大”“不变”或“变小”);电饭煲工作时,主要将___________能转化为内能。
8. 四冲程汽油机工作时将内能转化为机械能的是___________冲程。阳光暴晒下,汽车车厢内空气的内能是通过___________的方式改变的;车胎上花纹磨损到一定程度必须更换,因为行驶时其与地面间的摩擦力___________(选填“增大”或“减小”)。
9. 赛龙舟是端午节习俗之一、如图所示,选手们用力向后划水,龙舟向前运动,这说明力的作用是___________的;选手以浆上端为支点,另一只手握住浆的中部用力划水,浆属于___________(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆;选手能从现场各种声音中分辨出鼓声,主要是依据声音的___________(选填“响度”“音色”或“音调”)。
10. 如图所示,用弹簧测力计提着重为5.0牛的物体A静止于水中,此时测力计的示数为2.0牛,A受到的浮力大小为___________牛。减小A浸没在水中的深度,测力计的示数___________,A底部受到的水的压强___________(后两空选填“变大”“不变”或“变小”)。
11. 某导体两端的电压为6伏,10秒内通过其横截面的电荷量为3库,通过该导体的电流为___________安;当该导体两端的电压为3伏时,其电阻为___________欧。图(a)为一个悬浮地球仪,其内部装有磁铁,使其悬浮的底座内部装有按图(b)所示方式放置的通电螺线管,该螺线管上端的磁极为___________(选填“N”“S”)极。
12. 在图所示的电路中,电源电压为不变。闭合开关后,电路正常工作,一段时间后,观察到电压表示数为。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻或上。
(1)故障可能是___________;
(2)为确定具体故障,小嘉提出三种方法:①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片;②用完好电阻替换,闭合开关;③将滑动变阻器与电压表位置互换,闭合开关。请选出可行的方法,写出观察到的电表示数(或示数变化情况)及对应的故障。___________
13. 近视眼已经成为影响青少年健康的突出问题,为此某兴趣小组开展“近视眼成因”的探究。他们查阅资料获知:①眼睛前端的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,能将来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体清晰的像,如图所示。②视网膜到晶状体的距离几乎不变,当被观察的物体到眼睛的距离发生变化时,睫状肌会通过调节晶状体的厚度来改变其焦距,使视网膜上的像保持清晰。③近视眼患者的晶状体较厚,且睫状肌调节能力有限。接着,小组成员选用焦距不同的凸透镜做“模拟人眼看物体”的实验,并记录了成清晰像时的物距、像距和焦距,数据见下表。
序号
物距/厘米
像距/厘米
焦距厘米
1
17.1
15.0
8.0
2
30.0
15.0
10.0
3
60.0
15.0
12.0
(1)分析上表数据发现:人眼从近处看向远处时,为了能在视网膜上始终成清晰的像,眼睛晶状体的焦距会变___________(选填“大”或“小”);
(2)请结合以上信息及所学物理知识,解释近视眼患者看不清较远处物体的原因___________。
三、作图题(共5分)请将图直接画在答题纸的相应位置,作图必须使用2B铅笔。
14. 根据平面镜成像特点,在图中画出物体在平面镜中所成的像。
15. 在图中,小球受到的重力G为6牛,用力的图示法画出重力G。
四、综合题(共30分)请根据要求在答题纸的相应位置上作答。
16. 太阳能是绿色、清洁的可再生能源。如图所示,在阳光的照射下,热水器水箱中质量为50千克的水温度升高了20℃。求:水吸收的热量Q吸。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
17. 智能机器人正改变着我们的生活。某机器人沿竖直方向匀速抬起重为100牛的箱子,2秒内抬高了1米。求:此过程中机器人对箱子做的功和功率。
18. 某物理兴趣小组做“探究电流与电阻关系”的实验,实验电路如图所示,所用电源电压为4.5V不变,滑动变阻器上标有“”字样。第一次实验时,所选电阻的阻值为5Ω,闭合开关S,移动滑片P至某位置时,电压表示数为2.0V。
(1)求此时通过电阻的电流。
(2)求通电10秒钟,电流通过变阻器所做的功。
(3)为完成探究任务,应控制电压表示数为___________V,用不同定值电阻替换继续实验,在保证电路安全的情况下,求所用电阻的阻值范围________。
19. 如图所示,轻质薄壁圆柱形容器置于水平地面,其底面积为,高度为,内部盛有深度为的水。
圆柱体
密度
底面积
高度
A
1.5
B
(1)若容器中水的质量为10千克,深度为0.2米。求:
①水的体积
②水对容器底的压强。
(2)现有两个均匀实心圆柱体、,其规格如下表所示。选择其中一个轻放于容器内(圆柱体底与容器底接触),使容器对水平地面压强的变化量最小。请写出所选的圆柱体并说明理由,求出最小。
20. 小嘉做“测定小灯泡的电功率”实验,现有滑动变阻器两个(分别标有“10Ω 2A”“20Ω 1A”字样),其他器材齐全且完好。小嘉选取其中一个变阻器与电源(电压为1.5伏的整数倍)、待测小灯(额定电压为“2.5V”或“4.5V”)、电流表、开关串联,将电压表并联在电路中,滑片移至变阻器一端。闭合开关,观察到电压表的示数如图(a)所示,小灯泡发光较亮,移动滑片,电压表示数变大,发现无法完成实验。他思考后做出调整,重新连接电路,并使变阻器接入电路中的电阻最大。闭合开关,观察到电流表示数如图(b)所示,移动滑片,小灯泡正常发光时,电流表的指针恰好指在表盘正中央。
(1)调整前,电压表并联在___________两端。
(2)小嘉做出的调整为___________。
(3)分析计算电源电压及小灯泡的额定功率。
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2024学年第二学期九年级质量调研综合
测试样卷
考生注意:
1.试卷第1~20题为物理部分,第21~41题为化学部分,第42题开始为跨学科案例分析部分。
2.试卷满分135分。考试时间120分钟。
3.按要求在答题纸上作答,在试卷、草稿纸上答题一律无效。
物理部分
一、选择题(共12分)下列各题均只有一个正确选项,请将正确选项的代号用铅笔填涂在答题纸的相应位置上,更改答案时,用橡皮擦去,重新填涂。
1. 下列粒子中,带负电的是( )
A. 电子 B. 质子 C. 中子 D. 原子核
【答案】A
【解析】
【详解】原子由原子核和核外电子构成,原子不显电性,核外电子带负电,原子核带正电,原子核由中子和质子构成,中子不带电,质子带正电,所以带负电的是电子,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2. 在图示的实例中,主要利用连通器原理工作的是( )
A. 吸盘 B. 船闸图
C. 液体密度计 D. 热气球
【答案】B
【解析】
【详解】A.首先用力将吸盘紧压在墙壁上,将吸盘中的空气排出,通过手的挤压排出了吸盘内的气体,使内部气压小于外界大气压,这样外界大气压将吸盘压在墙壁上,与连通器无关,故A不符合题意;
B.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,故B符合题意;
C.液体密度计是利用物体的漂浮条件来工作的,与连通器无关,故C不符合题意。
D.热气球是利用浮力原理升空的,与连通器无关,故D不符合题意。
故选B。
3. 一块0℃的冰融化成0℃的水后,不变的是( )
A. 内能 B. 体积 C. 密度 D. 质量
【答案】D
【解析】
【详解】A.一块0℃的冰吸收热量,熔化成0℃的水,温度不变,内能增加,故A不符合题意;
BC.一块0℃的冰融化成0℃的水后,体积减小,质量不变,由可知,水的密度大于冰的密度,故BC不符合题意;
D.物体的质量不随形状、位置、物态而变化,一块的冰融化成的水后,所含物质的量不变,质量不变,故D符合题意。
故选D。
4. 下列表述中正确的是( )
A. “嫦娥六号”探测器的“大脚掌”能减小对月壤的压力
B. “奋斗者号”深潜器下潜过程中,相对于海底是静止的
C. “C919”大飞机升空过程中,机舱外的大气压逐渐变小
D. “复兴号”动车组行驶过程中的速度越快,其惯性越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.“嫦娥六号”探测器的“大脚掌”增大了受力面积,根据可知,在压力一定时,能减小对月壤的压强,不能减小对月壤的压力,故A错误;
B.“奋斗者号”深潜器下潜过程中,相对于海底的位置不断发生变化,是运动的,故B错误;
C.大气压随高度的增加而减小,所以国产大飞机在上升时,高度增加,机舱外的大气压将变小,故C正确;
D.惯性是物体本身固有的属性,与物体的质量有关,与速度无关,故D错误。
故选C。
5. 甲、乙两车分别从同一直线上的两点同时出发相向运动,它们的图像如图所示。3秒时,甲、乙两车相距5米。( )
A. 两点间的距离一定为20米
B. 再过3秒,甲车可能距Q点8米
C. 甲车的动能一定大于乙车的动能
D. 甲车所受合力可能大于乙车所受合力
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,3s后,两车行驶的路程分别为s甲=9m,s乙=6m;两车相向行驶,两车没有相遇时,则PQ间距离为s1=s甲+s乙+5m=9m+6m+5m=20m
两车相遇后,又继续行驶,则PQ间距离为s2=s甲+s乙-5m=9m+6m-5m=10m
故A错误;
B.再过3s,甲车行驶的路程为s甲'=18m,如果PQ间距离为20m,甲车距Q点2米,如果PQ间距离为10m,甲车距Q点8米,故B正确;
C.动能大小与速度和质量有关,这里不知道质量的大小关系,不能判断哪辆车的动能大,故C错误;
D.从乙图中看出,甲车和乙车做的都是匀速直线运动,处于平衡状态,所受合力为0,即甲车和乙车的合力相等,故D错误。
故选B。
6. 电梯超载容易引发安全隐患。图所示为某电梯超载报警电路工作原理图,电源电压恒定不变,为保护电阻,为压敏电阻(阻值随压力的变化而变化)。当电梯超过其载重上限时,电流表示数超过设定值就会触发报警器(图中未画出)工作。则( )
A. 当人进入空载电梯后,压敏电阻的阻值增大
B. 当人进入空载电梯后,电压表示数与电流表示数之比不变
C. 若要适当降低电梯载重上限,可换用电压更小的电源
D. 若要适当降低电梯载重上限,可换用阻值更小的
【答案】D
【解析】
【详解】AB.当电梯超过其载重上限时,压力大,电流表示数超过设定值I0就会触发报警器,由知电路中的电阻减小,所以当人进入空载电梯后,压力增大,压敏电阻减小,由知电压表示数与电流表示数之比等于压敏电阻的阻值,由于压敏电阻变小,所以当人进入空载电梯后,电压表示数与电流表示数之比变小,故AB不符合题意;
CD.要适当降低电梯载重上限,即压力更小,在压敏电阻的阻值更大时报警,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知需减小定值电阻接入电路的阻值或增大电源电压,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
二、填空题(共23分)请将结果填入答题纸的相应位置。
7. 家庭电路中,照明灯和电饭煲是___________(选填“串联”“并联”)的,若多一盏照明灯工作,家庭电路的总电流___________(选填“变大”“不变”或“变小”);电饭煲工作时,主要将___________能转化为内能。
【答案】 ①. 并联 ②. 变大 ③. 电
【解析】
【详解】[1]家庭电路中,照明灯和电饭煲是并联的。因为并联电路中各用电器两端电压相等,且能独立工作,互不影响。
[2]家庭电路中各用电器并联,根据并联电路电流特点,总电流等于各支路电流之和,每多开一盏照明灯,就多了一条支路电流,所以家庭电路的总电流会变大。
[3]电饭煲的主要部件是电热丝或加热盘等发热元件。工作时,电流通过这些发热元件,将电能转化为内能,从而使食物被煮熟。
8. 四冲程汽油机工作时将内能转化为机械能的是___________冲程。阳光暴晒下,汽车车厢内空气的内能是通过___________的方式改变的;车胎上花纹磨损到一定程度必须更换,因为行驶时其与地面间的摩擦力___________(选填“增大”或“减小”)。
【答案】 ①. 做功 ②. 热传递 ③. 减小
【解析】
【详解】[1]四冲程汽油机工作时,在压缩冲程将机械能转化为内能,在做功冲程将内能转化为机械能,所以将内能转化为机械能的是做功冲程。
[2]做功和热传递能改变物体的内能;阳光暴晒下,太阳放出热量,汽车车厢内空气吸收热量,所以汽车车厢内空气的内能是通过热传递的方式改变的。
[3]车胎上花纹磨损,接触面的粗糙程度减小,所以行驶时,汽车与地面间的摩擦力减小。
9. 赛龙舟是端午节习俗之一、如图所示,选手们用力向后划水,龙舟向前运动,这说明力的作用是___________的;选手以浆上端为支点,另一只手握住浆的中部用力划水,浆属于___________(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆;选手能从现场各种声音中分辨出鼓声,主要是依据声音的___________(选填“响度”“音色”或“音调”)。
【答案】 ①. 相互 ②. 费力 ③. 音色
【解析】
【详解】[1]选手们用力向后划水,给水向后的力,同时水给龙舟向前的力,推动龙舟向前运动,这说明力的作用是相互的。
[2]选手以浆上端为支点,另一只手握住浆的中部用力划水,划水时,动力臂小于阻力臂,浆属于费力杠杆。
[3]发声体的材料、结构不同,发出声音的音色不同,选手能从现场各种声音中分辨出鼓声,主要是依据声音的音色。
10. 如图所示,用弹簧测力计提着重为5.0牛的物体A静止于水中,此时测力计的示数为2.0牛,A受到的浮力大小为___________牛。减小A浸没在水中的深度,测力计的示数___________,A底部受到的水的压强___________(后两空选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 ①. 3.0 ②. 不变 ③. 变小
【解析】
【详解】[1]由称重法知道,物体A受到的浮力
[2]减小A浸没在水中的深度,液体密度不变,排开液体的体积不变,根据阿基米德原理知道,浮力不变。
[3]由知道,当深度减小时, A底部受到的水的压强减小。
11. 某导体两端的电压为6伏,10秒内通过其横截面的电荷量为3库,通过该导体的电流为___________安;当该导体两端的电压为3伏时,其电阻为___________欧。图(a)为一个悬浮地球仪,其内部装有磁铁,使其悬浮的底座内部装有按图(b)所示方式放置的通电螺线管,该螺线管上端的磁极为___________(选填“N”“S”)极。
【答案】 ①. 0.3 ②. 20 ③. S
【解析】
【详解】[1]由知道,通过该导体的电流
[2]由欧姆定律知道,导体的电阻
因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,所以当该导体两端的电压为3V时,导体的电阻仍为20Ω。
[3]由安培定则和图示知道,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向螺线管的下端,因此电磁铁的下端为N极、上端为S极。
12. 在图所示的电路中,电源电压为不变。闭合开关后,电路正常工作,一段时间后,观察到电压表示数为。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻或上。
(1)故障可能是___________;
(2)为确定具体故障,小嘉提出三种方法:①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片;②用完好电阻替换,闭合开关;③将滑动变阻器与电压表位置互换,闭合开关。请选出可行的方法,写出观察到的电表示数(或示数变化情况)及对应的故障。___________
【答案】(1)短路或断路 (2)见解析
【解析】
【小问1详解】
已知电源电压为U0不变,闭合开关S后电路正常工作,一段时间后观察到电压表示数为U0,且电路中仅有一处故障,只发生在电阻R1或R2上。 若R1短路,此时电压表与电源两极相连,电压表测量的是电源电压,所以电压表示数为U0。若R2断路,电压表与R1串联在电路中,电压表测电源电压,示数也为U0。当R1断路时没有电流通过电压表,电压表的示数为0;R2短路时,电压表也被短路,此时电压表的示数也为0。因此,故障可能是R1短路或R2断路。
【小问2详解】
方法①:闭合开关,移动滑动变阻器R2的滑片P,若故障是R1短路,电路中只有R2工作,其两端电压等于电源电压。移动滑片的过程中,电压表示数始终为U0。若故障是R2断路,移动滑片R2仍断路,电压表与R1串联在电路中测电源电压 ,电压表示数始终为U0。 两种情况下电压表的示数相同,该方法无法区分故障是R1短路还是R2断路。
方法②:用完好电阻R0替换R1,闭合开关,若故障是R1短路,用完好电阻R0替换R1后,R0与R2串联,电压表测量的是R2两端的电压,由串联电路电压规律可知,此时电压表示数小于U0。 若故障是R2断路,用完好电阻R0替换R1后,电压表串联在电路中测电源电压,电压表示数为U0。两种情况下电压表的示数不同,通过电压表示数是否变化可以确定故障,所以该方法可行。
方法③:将滑动变阻器R2与电压表位置互换,闭合开关,若故障是R2断路,电压表串联在电路中,测电源电压,示数为电源电压U0。 若故障是R1短路,电压表直接测量电源电压,电压表示数为U0,两种情况下电压表示数相同,不能通过电压表示数确定电路故障。此方法不可行。
13. 近视眼已经成为影响青少年健康的突出问题,为此某兴趣小组开展“近视眼成因”的探究。他们查阅资料获知:①眼睛前端的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,能将来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体清晰的像,如图所示。②视网膜到晶状体的距离几乎不变,当被观察的物体到眼睛的距离发生变化时,睫状肌会通过调节晶状体的厚度来改变其焦距,使视网膜上的像保持清晰。③近视眼患者的晶状体较厚,且睫状肌调节能力有限。接着,小组成员选用焦距不同的凸透镜做“模拟人眼看物体”的实验,并记录了成清晰像时的物距、像距和焦距,数据见下表。
序号
物距/厘米
像距/厘米
焦距厘米
1
17.1
15.0
8.0
2
30.0
15.0
10.0
3
60.0
15.0
12.0
(1)分析上表数据发现:人眼从近处看向远处时,为了能在视网膜上始终成清晰的像,眼睛晶状体的焦距会变___________(选填“大”或“小”);
(2)请结合以上信息及所学物理知识,解释近视眼患者看不清较远处物体的原因___________。
【答案】(1)大 (2)见详解
【解析】
【小问1详解】
人眼从近处看向远处时,物距变大,根据凸透镜成像规律知像距变小,像成在视网膜前方,为了使像成在视网膜上,应增大眼睛晶状体的焦距。
【小问2详解】
人眼看物体相当于凸透镜成像,看物体时,视网膜到晶状体的距离几乎不变,要看清楚远处,晶状体焦距要变大,才能在视网膜上成清晰像。而近视眼患者晶状体厚度大,即焦距小,因睫状肌调节能力有限,较难增大晶状体焦距,无法在视网膜上成清晰的像。
三、作图题(共5分)请将图直接画在答题纸的相应位置,作图必须使用2B铅笔。
14. 根据平面镜成像特点,在图中画出物体在平面镜中所成的像。
【答案】
【解析】
【详解】根据平面镜成像的特点,像与物关于镜面对称,所成的像是虚像。先作出端点A、B关于平面镜的对称点A'、B'用虚线连接A'B'即为物体AB在平面镜中所成的像,如图所示:
15. 在图中,小球受到的重力G为6牛,用力的图示法画出重力G。
【答案】
【解析】
【详解】重力的大小为6N,取标度为3N,方向竖直向下,作用在小球的重心,如图所示:
四、综合题(共30分)请根据要求在答题纸的相应位置上作答。
16. 太阳能是绿色、清洁的可再生能源。如图所示,在阳光的照射下,热水器水箱中质量为50千克的水温度升高了20℃。求:水吸收的热量Q吸。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】4.2×106J
【解析】
【详解】水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×20℃=4.2×106J
17. 智能机器人正改变着我们的生活。某机器人沿竖直方向匀速抬起重为100牛的箱子,2秒内抬高了1米。求:此过程中机器人对箱子做的功和功率。
【答案】100J,50W
【解析】
【详解】因为箱子竖直向上做匀速直线运动,,此过程中机器人对箱子做的功,
此过程中机器人对箱子做的功的 功率
18. 某物理兴趣小组做“探究电流与电阻关系”的实验,实验电路如图所示,所用电源电压为4.5V不变,滑动变阻器上标有“”字样。第一次实验时,所选电阻的阻值为5Ω,闭合开关S,移动滑片P至某位置时,电压表示数为2.0V。
(1)求此时通过电阻的电流。
(2)求通电10秒钟,电流通过变阻器所做的功。
(3)为完成探究任务,应控制电压表示数为___________V,用不同定值电阻替换继续实验,在保证电路安全的情况下,求所用电阻的阻值范围________。
【答案】(1)0.4A
(2)10J (3) ①. 2.0V ②.
【解析】
【小问1详解】
如图,电阻和滑动变阻器串联,电压表测通过电阻R1的电压,电流表测电路中的电流,此时通过电阻的电流
【小问2详解】
变阻器两端的电压
通电10秒钟,电流通过变阻器所做的功
【小问3详解】
在探究电流与电阻关系时,应控制电阻两端的电压不变,由第(1)问可知,为完成探究任务,应控制电压表示数为2.0V,由R2可知,通过电路的最大电流,定值电阻两端的电压不变,定值电阻的最小值
根据串联电路分压原理可知
解得
的阻值范围为:
19. 如图所示,轻质薄壁圆柱形容器置于水平地面,其底面积为,高度为,内部盛有深度为的水。
圆柱体
密度
底面积
高度
A
1.5
B
(1)若容器中水的质量为10千克,深度为0.2米。求:
①水的体积
②水对容器底的压强。
(2)现有两个均匀实心圆柱体、,其规格如下表所示。选择其中一个轻放于容器内(圆柱体底与容器底接触),使容器对水平地面压强的变化量最小。请写出所选的圆柱体并说明理由,求出最小。
【答案】(1)①,②
(2)
【解析】
【小问1详解】
水的体积
水对容器底的压强
【小问2详解】
柱体的高度为,放入后,水满有溢出,最终水深为,溢出水的体积为
水平地面受到的压力变化量为
柱体B放入后浸没,,水未溢出,水平地面受到的压力变化量为
由于,根据可知,受力面积一定,放入,地面所受压力变化量最小
20. 小嘉做“测定小灯泡的电功率”实验,现有滑动变阻器两个(分别标有“10Ω 2A”“20Ω 1A”字样),其他器材齐全且完好。小嘉选取其中一个变阻器与电源(电压为1.5伏的整数倍)、待测小灯(额定电压为“2.5V”或“4.5V”)、电流表、开关串联,将电压表并联在电路中,滑片移至变阻器一端。闭合开关,观察到电压表的示数如图(a)所示,小灯泡发光较亮,移动滑片,电压表示数变大,发现无法完成实验。他思考后做出调整,重新连接电路,并使变阻器接入电路中的电阻最大。闭合开关,观察到电流表示数如图(b)所示,移动滑片,小灯泡正常发光时,电流表的指针恰好指在表盘正中央。
(1)调整前,电压表并联在___________两端。
(2)小嘉做出的调整为___________。
(3)分析计算电源电压及小灯泡的额定功率。
【答案】(1)小灯泡 (2)将“10Ω 2A”变阻器换成“20Ω 1A”的变阻器
(3)6V,0.75W
【解析】
【小问1详解】
由题意知,闭合开关,观察到电压表的示数如图(a)所示,选用0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.8V,小灯泡发光较亮,移动滑片,电压表示数变大,说明闭合开关时,已经是滑动变阻器的最大阻值接入电路,且电压表是并联在小灯泡两端的,且小灯泡发光较亮,说明小灯泡的额定电压为2.5V。
【小问2详解】
由上述可知,滑动变阻器的最大阻值太小,无法分走更多的电压,使小灯泡两端的电压达到额定电压,因此需要换用最大阻值更大的滑动变阻器,因此做出的调整是将“10Ω 2A”变阻器换成“20Ω 1A”的变阻器。
【小问3详解】
将“10Ω2A”变阻器连入电路且接入阻值最大时,电压表示数为2.8V,小灯泡发光较亮,所以小灯泡的额定电压为2.5V。调整电路后,闭合开关,电流表示数为0.22A,小灯泡未正常发光,则电源电压
即U<2.5V+0.22A×20Ω=6.9V
移动滑片,指针指在表盘中央时,小灯泡正常发光,即。此时,变阻器连入电路的阻值一定大于10Ω,电源电压
U>2.5V+0.30A×10Ω=5.5V
则5.5V<U<6.9V
电源为1.5伏整数倍,则U=6V,小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5 V×0.30A=0.75W
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