精品解析:安徽省马鞍山市含山县第三中学2024-2025学年九年级上学期12月月考物理试题
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内容正文:
九年级物理(沪粤版)
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。
一、填空题(每小题2分,共20分)
1. 如图所示,用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒会因_____(选填“得到”或“失去”)一些电子而带负电。
2. 中秋佳节,一家超市门口挂着一串彩灯,其中几盏彩灯因损坏熄灭了,而其他彩灯依然还亮着,说明这些彩灯是_____(选填“串联”或“并联”)的。
3. 在《晋太康三年地记》中有“汝南西平有龙泉水,可以淬刀剑,特坚利,故有龙泉之剑”,古人用水作为淬火剂给高温的兵器淬火,是因为水的_____比较大,能快速给兵器降温,从而形成硬度较高的兵刃。
4. 在如图所示的电路中,要使灯泡和组成串联电路,需要闭合的开关是_____。
5. 如图甲所示是“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验电路,用电流表分别测量、B、C三点的电流,其中点的电流为0.24A,点的电流如图乙所示,则_____A。
6. 如图所示是一个电路的一部分,闭合开关,当电压表示数为时,电流表示数为;当电压表示数为时,电流表的示数为_____A。
7. 小明要估测自己跳绳的功率,他测出了自己的质量,跳起的高度,跳绳200次所用的时间,则小明跳绳功率的表达式为_____。
8. 非遗传统工艺——红薯粉手工制作流程为:打糊头、揉粉团、打粉丝、捞粉、梳剪、晒粉丝、包装。其中打粉丝时需要将水烧开,已知灶台的热效率为,则用木柴可以将大铁锅里的水从加热至_____。
9. 如图所示是定值电阻和灯泡的图像。如果将和串联在电源电压为的电路中,此时电路中的电流为;将和并联在电源电压为的电路中,此时干路中的电流为。则_____。
10. 如图甲所示电路,电源电压恒定,为滑动变阻器、为定值电阻。闭合开关S,滑片P移动时电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示,则电源电压为_____V。
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. 电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成,相当于一个变阻器,在生活中的应用非常广泛,下列不属于其应用的是。( )
A. 调节耳机音量 B. 调节电灯亮度 C. 调节热机效率 D. 调节电风扇风力
12. 如图所示是内燃机的四个冲程,其中属于内能转化为机械能的是( )
A. B. C. D.
13. 2024年9月11日,我国自主研发的朱雀三号可重复使用垂直回收试验火箭,在酒泉卫星发射中心完成10公里级垂直起降返回飞行试验。如图所示是火箭垂直降落时的情景,通过控制推力,火箭先从点减速运动到点,再从点匀速运动到点,忽略运动过程中火箭的质量变化,下列说法正确的是( )
A. 在点火箭的动能最小
B. 在段火箭的重力势能转化为动能
C. 在段火箭的重力势能和动能均减小
D. 在段火箭的机械能不变
14. 如图所示是《天工开物》中记载的古人炒蒸油料的场景,下列关于炒蒸油料的过程说法正确的是( )
A. 燃烧的木炭热值减小 B. 炒蒸时油料的内能增大
C. 通过做功来改变油料内能 D. 油料的内能与温度无关
15. 图中A、B是用同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们串联在电路中,下列关于电阻A、B的阻值、电压和电流的比较,正确的是( )
A. B. C. D.
16. 中小学生放学时,校门口车辆较多,为了提示过马路的学生和车辆,科技兴趣小组设计了一款带电铃的红绿灯,要求绿灯(L1)亮时,电铃不响;红灯(L2)亮时,电铃发出响声,警示过往学生及车辆。下列电路符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
17. 某科技小组设计的体重计电路如图所示,其中电源电压恒定不变,是定值电阻,是压敏电阻,其阻值与平板受到的压力对应的部分数据如下表。下列说法中正确的是( )
压力/N
0
60
200
500
900
1500
压敏电阻
30
25
20
15
10
5
A. 人的体重越重,的阻值越大
B. 人的体重越重,电压表的示数越小
C. 人的体重越轻,电流表的示数越大
D. 无论人多重,电压表与电流表的示数之比保持不变
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“电流与电压的关系”的实验电路。
次数
1
2
3
4
5
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
(1)闭合开关前,应将滑片P移动到最_____(选填“左”或“右”)端;
(2)保持定值电阻不变,通过调节滑动变阻器多次实验,实验数据记录如表所示,分析表中的数据可知:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成_____。
19. 以下是某同学“探究串联电路中各处电流的关系”的实验报告,请你将报告内容补充完整。
实验目的
探究串联电路中各处电流的关系
实验电路图
实验器材
两节干电池、两个规格不同的灯泡、开关、电流表、导线若干
实验过程
根据实验电路图甲,用笔画线将图乙中的实物连接起来,_____要求电流表测处电流。通过更换不同规格的小灯泡进行多次测量,所得数据如下表所示:
点电流
点电流
点电流
0.24
0.24
2
0.32
0.32
3
0.48
0.48
实验结论
分析表中数据可得出的结论是:在串联电路中,_____。(用字母表示)
安全提示
绝对不允许把电流表直接接到电源的两极上。
20. 小徽利用如图甲所示的实验装置来测量定值电阻RX的阻值,电源电压保持不变:
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物图补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变大;
(2)闭合开关后,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待测电阻_____(选填“短路”或“断路”);
(3)更换一个新的定值电阻后,小徽通过移动滑动变阻器滑片进行了多次实验,数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
电压表示数/V
1.6
2.0
2.6
电流表示数/A
0.16
0.20
其中,第三次实验时电流表的示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为RX=_____;
(4)小徽还想利用图中的实验仪器进行“探究电流与电阻的关系”的实验,则需要添加的实验器材是_______________。
A. 电压表1个 B. 阻值不同的定值电阻2个
C. 电流表1个 D. 规格不同的小灯泡3个
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解答过程)
21. 一位工人用如图所示的滑轮组提升货物,已知货物的质量为,工人对绳的拉力为,货物在拉力的作用下匀速上升了,取,求:
(1)工人做的有用功;
(2)这个滑轮组的机械效率是多少?
22. 如图所示电路,电源电压,电阻、。闭合开关后,通过电阻、的电流分别为、,电路的总电流为。求:
(1)电流和;
(2)若、并联后相当于一个电阻,请推导证明:。
23. 照度是一个表示光的强度的物理量,单位为勒克斯(lx),一块光敏电阻的阻值随光的照度变化曲线如图甲所示。科学探究小组的同学利用这块光敏电阻设计了一个如图乙所示的“照度计”,其中定值电阻,电源电压为,电压表、的量程均为。在实验室里测试时,他们将滑动变阻器滑到最左端,闭合开关后,电压表、的示数分别为、。求:
(1)要使照度增加时,照度计的示数增加,应将电路中的哪个电表改装为照度计的刻度表?
(2)此时实验室里光的照度;
(3)将滑动变阻器的滑片滑到最右端时,该“照度计”能测量的照度范围。
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九年级物理(沪粤版)
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。
一、填空题(每小题2分,共20分)
1. 如图所示,用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒会因_____(选填“得到”或“失去”)一些电子而带负电。
【答案】得到
【解析】
【详解】摩擦起电的实质是电子的转移,不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同,束缚能力强的物质会得到电子带负电,束缚能力弱的物质会失去电子带正电。毛皮与橡胶棒摩擦时,橡胶棒的原子核对电子的束缚能力更强,会得到一些电子,从而带负电。
2. 中秋佳节,一家超市门口挂着一串彩灯,其中几盏彩灯因损坏熄灭了,而其他彩灯依然还亮着,说明这些彩灯是_____(选填“串联”或“并联”)的。
【答案】
并联
【解析】
【详解】并联电路各支路可独立工作、互不影响。挂着一串彩灯,其中几盏彩灯因损坏熄灭了,而其他彩灯依然还亮着,说明这些彩灯是并联的。
3. 在《晋太康三年地记》中有“汝南西平有龙泉水,可以淬刀剑,特坚利,故有龙泉之剑”,古人用水作为淬火剂给高温的兵器淬火,是因为水的_____比较大,能快速给兵器降温,从而形成硬度较高的兵刃。
【答案】
比热容
【解析】
【详解】水的比热容较大,这意味着相同质量的水和其他物质相比,在使物体降低相同温度时,能吸收更多的热量,或在吸收相同热量时温度升高较慢。古人用高温兵器接触水时,水因比热容大,能快速吸收兵器的热量,使兵器温度迅速下降,从而实现淬火效果,让兵器形成更高的硬度。
4. 在如图所示的电路中,要使灯泡和组成串联电路,需要闭合的开关是_____。
【答案】S2
【解析】
【详解】由电路图可知,当开关S2闭合时,电路只有一条电流路径,两灯首尾顺次连接,灯L1和L2串联。故只需要闭合S2。
5. 如图甲所示是“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验电路,用电流表分别测量、B、C三点的电流,其中点的电流为0.24A,点的电流如图乙所示,则_____A。
【答案】0.52
【解析】
【详解】由电路图,、并联,A点在支路,B点在在支路,C点在干路。由题意,已知B点的电流为,由图知,电流表选小量程,分度值为0.02A,则A点的电流为。根据并联电路电流规律,干路电流等于各支路电流之和,则C点电流
6. 如图所示是一个电路的一部分,闭合开关,当电压表示数为时,电流表示数为;当电压表示数为时,电流表的示数为_____A。
【答案】0.9
【解析】
【详解】由图可知(该电路中电压表测量的是定值电阻两端电压,电流表测量通过定值电阻的电流),定值电阻的阻值是不变的。根据欧姆定律的变形式,先计算电阻阻值,当电阻
当电压变为U2=9V时,因为电阻不变,再根据欧姆定律,可得此时电流
7. 小明要估测自己跳绳的功率,他测出了自己的质量,跳起的高度,跳绳200次所用的时间,则小明跳绳功率的表达式为_____。
【答案】
【解析】
【详解】小明的质量为m,则重力G=mg。每次跳起的高度为h,跳绳200次,克服重力做的总功W=200Gh=200mgh。跳绳所用时间为t,则小明跳绳功率的表达式为。
8. 非遗传统工艺——红薯粉手工制作流程为:打糊头、揉粉团、打粉丝、捞粉、梳剪、晒粉丝、包装。其中打粉丝时需要将水烧开,已知灶台的热效率为,则用木柴可以将大铁锅里的水从加热至_____。
【答案】65
【解析】
【详解】木材完全燃烧放出的热量为
水吸收的热量为
水升高的温度为
则用木柴可以将大铁锅里的水从加热至
9. 如图所示是定值电阻和灯泡的图像。如果将和串联在电源电压为的电路中,此时电路中的电流为;将和并联在电源电压为的电路中,此时干路中的电流为。则_____。
【答案】
【解析】
【详解】如果将和串联在电源电压为的电路中,根据串联电路中,电流处处相等,那么需要分析平行于横轴的线与定值电阻和灯泡的图像的交点,这两个点表示的都是电流相等的点,但还得满足两个交点处的两个电压值之和为3V,因为总电压为3V,综上,电流为时,满足条件。当将和并联在电源电压为的电路中时,并联电路中各支路两端的电压相等,故分析经过3V且平行于纵轴的线与两图像的交点,根据图像,通过和的电流分别为0.6A和0.5A,此时干路中的电流为
则
10. 如图甲所示电路,电源电压恒定,为滑动变阻器、为定值电阻。闭合开关S,滑片P移动时电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示,则电源电压为_____V。
【答案】9
【解析】
【详解】由图甲知道 ,闭合开关,滑动变阻器R1和定值电阻R2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;由图乙知道,变阻器两端的电压为7.0V时,电路中电流为0.4A,根据串联电路的电压特点和欧姆定律知道,电源电压
当变阻器两端的电压为6.5V时,电路中电流为0.5A,同理可得电源电压
联立上面两个式子,解得R2=5Ω,U=9V,所以电源电压是9V。
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. 电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成,相当于一个变阻器,在生活中的应用非常广泛,下列不属于其应用的是。( )
A. 调节耳机音量 B. 调节电灯亮度 C. 调节热机效率 D. 调节电风扇风力
【答案】C
【解析】
【详解】A.调节耳机音量时,通过改变电位器接入电路的电阻,改变电路中的电流,从而改变耳机发声的响度,属于电位器的应用,故A不符合题意;
B.调节电灯亮度时,利用电位器改变电路电阻,进而改变电流,使电灯实际功率变化,达到调节亮度的目的,属于电位器的应用,故B不符合题意;
C.热机效率是热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,影响热机效率的因素主要有燃料燃烧情况、废气带走的能量、散热损失、机械摩擦等,无法通过电位器调节,不属于电位器的应用,故C符合题意;
D.调节电风扇风力时,通过电位器改变电路电阻,改变通过风扇电动机的电流,使电动机转速变化,从而调节风力,属于电位器的应用,故D不符合题意。
故选C。
12. 如图所示是内燃机的四个冲程,其中属于内能转化为机械能的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,无能量转化,故A不符合题意;
B.两气门全部关闭,火花塞点火,活塞向下运动是做功冲程,燃料燃烧释放内能,推动活塞做功,内能转化为机械能,故B符合题意;
C.排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动,是排气冲程,无能量转化,故C不符合题意;
D.两气门全部关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,活塞压缩气体做功,机械能转化为内能,故D不符合题意。
故选B。
13. 2024年9月11日,我国自主研发的朱雀三号可重复使用垂直回收试验火箭,在酒泉卫星发射中心完成10公里级垂直起降返回飞行试验。如图所示是火箭垂直降落时的情景,通过控制推力,火箭先从点减速运动到点,再从点匀速运动到点,忽略运动过程中火箭的质量变化,下列说法正确的是( )
A. 在点火箭的动能最小
B. 在段火箭的重力势能转化为动能
C. 在段火箭的重力势能和动能均减小
D. 在段火箭的机械能不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.火箭从A点减速运动到B点,质量不变,速度减小,动能减小,所以在A点火箭的动能不是最小的,故A错误;
B.在AB段火箭减速运动,质量不变,速度减小,动能减小;高度降低,重力势能减小,不是重力势能转化为动能,故B错误;
C.在AB段火箭质量不变,速度减小,动能减小;高度降低,重力势能减小,所以重力势能和动能均减小,故C正确;
D.在BC段火箭匀速运动,质量不变,速度不变,动能不变;高度降低,重力势能减小,机械能等于动能与重力势能之和,所以机械能减小,故D错误。
故选 C。
14. 如图所示是《天工开物》中记载的古人炒蒸油料的场景,下列关于炒蒸油料的过程说法正确的是( )
A. 燃烧的木炭热值减小 B. 炒蒸时油料的内能增大
C. 通过做功来改变油料内能 D. 油料的内能与温度无关
【答案】B
【解析】
【详解】A.热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃烧情况无关,燃烧的木炭种类不变,其热值不变,故A错误;
B.炒蒸时,油料吸收热量,温度升高,内能会增大,故B正确;
C.炒蒸油料时,油料是通过吸收木炭燃烧放出的热量来改变内能的,属于热传递,不是做功,故C错误;
D.内能的大小与物体的温度、质量、状态等因素有关,温度越高,油料的内能越大,所以油料的内能与温度有关,故D错误。
故选B。
15. 图中A、B是用同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们串联在电路中,下列关于电阻A、B的阻值、电压和电流的比较,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.电阻的大小与材料、长度、横截面积有关,同种材料、长度相等时,横截面积越大,电阻越小。A的横截面积是B的两倍,所以A的电阻小于B的电阻,即,故A错误;
B.A、B串联在电路中,根据串联电路的电流规律,串联电路中各处的电流都相等,所以通过A、B的电流大小相等,即,故B错误;
CD.由前面分析可知,且电路电流,根据欧姆定律和串联电路电流规律,则有,,在电流相同时,电阻越小,两端的电压越小,所以A两端的电压小于B两端的电压,即,故C错误,D正确。
故选D。
16. 中小学生放学时,校门口车辆较多,为了提示过马路的学生和车辆,科技兴趣小组设计了一款带电铃的红绿灯,要求绿灯(L1)亮时,电铃不响;红灯(L2)亮时,电铃发出响声,警示过往学生及车辆。下列电路符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,红灯(L2)与绿灯(L1)可以单独工作,因此是并联的;且绿灯(L1)亮时,电铃不响,红灯(L2)亮时,电铃发出响声,说明电铃与红灯串联在一条支路上,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
17. 某科技小组设计的体重计电路如图所示,其中电源电压恒定不变,是定值电阻,是压敏电阻,其阻值与平板受到的压力对应的部分数据如下表。下列说法中正确的是( )
压力/N
0
60
200
500
900
1500
压敏电阻
30
25
20
15
10
5
A. 人的体重越重,的阻值越大
B. 人的体重越重,电压表的示数越小
C. 人的体重越轻,电流表的示数越大
D. 无论人多重,电压表与电流表的示数之比保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.由表格数据可知,压力越大(人的体重越重),压敏电阻R的阻值越小,所以人的体重越重,R的阻值越小,故A错误;
B.定值电阻R0与压敏电阻R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端的电压。人的体重越重,R的阻值越小,电路的总电阻越小,由欧姆定律的变形式U=IR可知,电路中的电流越大,R0两端的电压越大,即电压表的示数越大,故B错误;
C.人的体重越轻,R的阻值越大,电路的总电阻越大,由欧姆定律可知,电路中的电流越小,即电流表的示数越小,故C错误;
D.由欧姆定律的变形式可知,电压表与电流表的示数之比等于定值电阻R0的阻值,R0的阻值不变,所以无论人多重,电压表与电流表的示数之比保持不变,故D正确。
故选D。
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“电流与电压的关系”的实验电路。
次数
1
2
3
4
5
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
(1)闭合开关前,应将滑片P移动到最_____(选填“左”或“右”)端;
(2)保持定值电阻不变,通过调节滑动变阻器多次实验,实验数据记录如表所示,分析表中的数据可知:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成_____。
【答案】(1)右 (2)正比
【解析】
【小问1详解】
为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器应接入最大阻值。由图知,滑片移至最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻丝最长,滑动变阻器接入最大阻值,故应将滑片P移动到最右端。
【小问2详解】
分析表格数据,定值电阻不变时,电压从0.5V依次增大到2.5V,对应的电流从0.05A依次增大到0.25A
第一次至第五次电压与电流数据的比值:
所以,电压与电流的比值始终不变(均为10Ω),说明在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
19. 以下是某同学“探究串联电路中各处电流的关系”的实验报告,请你将报告内容补充完整。
实验目的
探究串联电路中各处电流的关系
实验电路图
实验器材
两节干电池、两个规格不同的灯泡、开关、电流表、导线若干
实验过程
根据实验电路图甲,用笔画线将图乙中的实物连接起来,_____要求电流表测处电流。通过更换不同规格的小灯泡进行多次测量,所得数据如下表所示:
点电流
点电流
点电流
0.24
0.24
2
0.32
0.32
3
0.48
0.48
实验结论
分析表中数据可得出的结论是:在串联电路中,_____。(用字母表示)
安全提示
绝对不允许把电流表直接接到电源的两极上。
【答案】 ①. ②. IA=IB=IC
【解析】
【详解】[1]由图甲可知,两灯串联,要求电流表测A处电流,电流表应接在灯泡L1的左侧,且电流从正接线柱流入,负接线柱流出,依次连接开关S、灯泡L2、灯泡L1即可,如图所示:
[2]分析表中数据,三次实验中,A、B、C三处电流表的示数都分别相等,可得出结论:在串联电路,各处的电流相等,即IA=IB=IC
20. 小徽利用如图甲所示的实验装置来测量定值电阻RX的阻值,电源电压保持不变:
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物图补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变大;
(2)闭合开关后,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待测电阻_____(选填“短路”或“断路”);
(3)更换一个新的定值电阻后,小徽通过移动滑动变阻器滑片进行了多次实验,数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
电压表示数/V
1.6
2.0
2.6
电流表示数/A
0.16
0.20
其中,第三次实验时电流表的示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为RX=_____;
(4)小徽还想利用图中的实验仪器进行“探究电流与电阻的关系”的实验,则需要添加的实验器材是_______________。
A. 电压表1个 B. 阻值不同的定值电阻2个
C. 电流表1个 D. 规格不同的小灯泡3个
【答案】(1) (2)短路
(3)10 (4)B
【解析】
【小问1详解】
根据实验,电路是串联的,滑动变阻器的滑片P向右滑动时电流表的示数变大,说明变阻器接入电路的电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下图所示:
【小问2详解】
闭合开关,发现电流表有示数,则电路为通路,电压表无示数,说明电压表测的是导线,导线上没有电压,短路相当于导线,电路故障可能是定值电阻短路。
【小问3详解】
由图可知电流表量程为0-0.6A,分度值为0.02A,则电流表示数为0.26A。
根据欧姆定律分别计算三次测量的电阻值,,
则待测电阻阻值
【小问4详解】
要探究电流与电阻的关系,应保持导体的电压不变,改变电阻,故需要添加阻值不同的定值电阻。故选B。
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解答过程)
21. 一位工人用如图所示的滑轮组提升货物,已知货物的质量为,工人对绳的拉力为,货物在拉力的作用下匀速上升了,取,求:
(1)工人做的有用功;
(2)这个滑轮组的机械效率是多少?
【答案】(1)4200J (2)75%
【解析】
【小问1详解】
货物的重力为
工人对货物做的有用功
【小问2详解】
由图可知,承担物重绳子的股数n=2,货物上升7m时,绳子自由端移动的距离
工人对绳子所做的总功
滑轮组的机械效率
22. 如图所示电路,电源电压,电阻、。闭合开关后,通过电阻、的电流分别为、,电路的总电流为。求:
(1)电流和;
(2)若、并联后相当于一个电阻,请推导证明:。
【答案】(1),
(2)见解析
【解析】
【小问1详解】
如图,、并联,并联电路中各并联支路两端电压相同,都等于电源电压U。则通过的电流
则通过的电流
【小问2详解】
证明:设并联后相当于一个电阻为R,总电流为I。由并联电路电流规律,I = I1+ I2
根据欧姆定律可知,,,所以
两边同除以U得
整理得
23. 照度是一个表示光的强度的物理量,单位为勒克斯(lx),一块光敏电阻的阻值随光的照度变化曲线如图甲所示。科学探究小组的同学利用这块光敏电阻设计了一个如图乙所示的“照度计”,其中定值电阻,电源电压为,电压表、的量程均为。在实验室里测试时,他们将滑动变阻器滑到最左端,闭合开关后,电压表、的示数分别为、。求:
(1)要使照度增加时,照度计的示数增加,应将电路中的哪个电表改装为照度计的刻度表?
(2)此时实验室里光的照度;
(3)将滑动变阻器的滑片滑到最右端时,该“照度计”能测量的照度范围。
【答案】(1)应将电压表V1改装为照度计的刻度表 (2)80lx
(3)20lx~120lx
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,照度增加时,光敏电阻RG的阻值减小。在图乙电路中,R0、RG和滑动变阻器串联,根据串联电路的分压原理,RG阻值减小,其两端电压减小,R0两端电压增大。要使照度增加时,照度计的示数增加,应将测定值电阻R0电压的电压表(即V1)改装为照度计的刻度表。
【小问2详解】
滑动变阻器滑到最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时R0与RG串联。电路中的电流
光敏电阻RG两端的电压UG=2V,则
由图甲可知,此时实验室里光的照度为80lx。
【小问3详解】
当滑动变阻器的滑片滑到最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大。设此时电路中的电流为I′。电压表V1的量程为0~6V,当U0′=6 V时,电路中的电流
此时光敏电阻两端的电压
则
由图甲可知,对应的照度为120lx。当电压表V2的示数为6V时,R0两端的电压
电路中的电流
则
由图甲可知,对应的照度为20lx。所以该“照度计”能测量的照度范围是20lx~120lx。
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