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综合能力题专项训练(一)
专项训练
综合能力题专项训练(一)
一、问题探究类
1. 小明想比较A、B两种未知液体的比热容大小,进行如下
实验:
(1)选用两个相同的带有保温层和显示温度的电热杯,不计
与外界发生热传递,如图所示。
(2)将 相等的A、B两种液体分别倒入两个电热杯
中,然后将两种液体均加热到60 ℃,这是通过 的方
式来增大液体的内能。
质量
热传递
(3)将处于室温的两个完全相同的铜块,分别浸没在两种液
体中,盖好盖子。经过一段时间,A液体温度降为56 ℃,B液
体温度降为53 ℃。
(4)分析可知,铜块在 (选填“A”或“B”,下同)
液体中吸收的热量多, 液体的比热容较大。
A
A
2. (2024·光明区校级一模)如图甲为水火箭制作项目化活动,在可乐瓶中装入适量的水,再用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住,最后配制上火箭顶端的整流罩,将水火箭竖立于地面,利用打气筒通过打气管向瓶内打气,当瓶内压强足够大时,瓶塞脱落,瓶内的水向下喷出,水火箭竖直向上飞起。水火箭整流罩是用来改善水火箭飞行稳定性和减少空气阻力的装置。制作整流罩时,可以使用轻质材料如聚乙烯板或泡沫塑料,根据火箭形状设计合适的罩子形状,确保与火箭外形贴合。然后,将整流罩固定在瓶子尾部,使用胶水或胶带进行固定。整流罩的前端可以设计成锥形或圆锥形,以减少空气阻力。最后,进行必要的测试和调整,确保整流罩能够提供良好的飞行稳定性和减少阻力效果。
(1)瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动,这是因
为 ;
物体间力的作用是相互的
(2)若水火箭发射前的总质量为2千克,则当水火箭竖直上升
至10m高时,水火箭克服自身重力做功将 (选填“等
于”“大于”或“小于”)200J;(g取10N/kg)
小于
(3)用打气筒往瓶里打足气,打开阀门,水从尾部的金属管
向下喷出,火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的
是 ;(填字母)
A. 发射时,瓶内高压气体对水没有做功
B. 火箭动能是由瓶内高压气体的内能转化来的
C. 上升过程中,火箭重力势能转化为动能
D. 下降过程中,火箭的重力势能逐渐增大
B
(4)图乙为水火箭发射后的速度-时间图像,则t1、t2、t3时刻
中水火箭受到平衡力的时刻是 ,最高点的时刻是 ;
(5)整流罩设计成锥形或圆锥形是为了 。
t1
t2
减小阻力
3. 如图1所示,央视3·15晚会曝光市场出售的电缆线中,存在不符合国家标准的现象,有一款标注2.5 mm2(铜芯横截面积)规格的电线,实际铜芯横截面积只有2 mm2,低于国家标准的电缆线,严重影响电力传输的安全性和稳定性,给社会安全、环保和健康带来重大隐患。学校实验室新购一批标注2.5 mm2的电缆线,不知是否符合国家标准。物理兴趣小组的同学剪取4 m长的电缆线,设计两种方案进行鉴别。表中数据为国
家制订的部分电缆线标准。
铜芯横截面积S/mm2 1 1.5 2 2.5
每1 km铜芯电阻值R/Ω 20 13.3 10 8
铜芯密度ρ/(kg·m-3) 8.9×103
(1)方案一:用托盘天平测质量:去掉4 m长电缆线的绝缘层,用调节好的天平测量铜芯质量,天平再次平衡时,由图2中右盘所加砝码和游码位置,读得铜芯的质量为 g,结合表格数据,可判定电缆线 (选填“符合”或“不符合”)国家标准。
72
不符合
铜芯横截面积S/mm2 1 1.5 2 2.5
每1 km铜芯电阻值R/Ω 20 13.3 10 8
铜芯密度ρ/(kg·m-3) 8.9×103
(2)方案二:用“伏安法”电路测量。
A. 测量4 m长电缆线的电阻,鉴定其是否符合标准,依据
是 。
B. 电路开关闭合前,滑动变阻器的滑片应移到最 (选
填“左”或“右”)端。
电阻是导体本身的一种性质
右
C. 保证电路安全,闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的
滑片,都无法读得电压值,检查电路连接无故障、元件完好。
利用图表信息,简述无法鉴别的原因:
。
4 m长电缆线的电阻
太小
铜芯横截面积S/mm2 1 1.5 2 2.5
每1 km铜芯电阻值R/Ω 20 13.3 10 8
铜芯密度ρ/(kg·m-3) 8.9×103
4. 某兴趣小组用如图所示的液体电阻演示器来“探究影响电阻
大小的因素”。装置中的储存容器内装有同种导电液体,通过
调节可移动电极板可以改变注射器内导电液的长度。电源电压
恒定不变,R为未知阻值的定值电阻。
L/cm 1 2 3 4 5
I/mA 4.2 3.1 3.0 2.6 2.3
(1)该装置中电阻R的作用是 。
保护电路
(2)该小组通过实验得到左边注射器中的电流与导电液体长
度的关系如表格所示,分析可知,液体的电阻和液体长度的关
系为:在材料和横截面积相同时,液体的长度越长,液体的电
阻越 。
大
L/cm 1 2 3 4 5
I/mA 4.2 3.1 3.0 2.6 2.3
(3)实验过程中,当两个注射器中的液柱长度相同时,发现
电流表A1示数 (选填“大于”“小于”或“等于”)
A2示数,由此得到的结论是:在材料和长度相同时,液体的横
截面积越大,电阻越小。
小于
L/cm 1 2 3 4 5
I/mA 4.2 3.1 3.0 2.6 2.3
(4)断开开关,更换左边注射器中的导电液,当液柱长度与
表中某次长度相同时,比较更换前后电流表A1的示数,可探究
液体的电阻和 的关系。
导体材料
L/cm 1 2 3 4 5
I/mA 4.2 3.1 3.0 2.6 2.3
(5)利用此装置可以继续探究液体电阻与液体的 是
否有关。
温度
5. 小丽等同学连接并联电路时,发现在两个小灯泡并联的电路
中再并联一个小灯泡,原来的两个小灯泡都变暗了。他们分析
后认为原来的两个小灯泡因其两端电压变小而变暗,但不知道
电压变小的原因,于是几位同学提出了以下两个猜想:
猜想一:并联的小灯泡越多,导线上损失的电压越多;
猜想二:并联的小灯泡越多,电池两端的电压越小。
(1)为了验证猜想,他们设计了如图所示的电路进行实验。先将一个电阻连接在A、B两点之间,开关断开时读出电压表 (选填“V1”或“V2”)的示数,开关闭合时读出电压表V1和V2的示数,然后分别将第二个、第三个、第四个相
同的电阻并联接入A、B两点之间,进行多次实验,记录的实验数据如下表所示。
V1
接入的
电阻数量 开关断开时电压表
的示数U/V 开关闭合时电压表
V1的示数U1/V 开关闭合时电压表
V2的示数U2/V
1 6.00 5.27 5.24
2 6.00 4.70 4.65
3 6.00 3.87 3.80
4 6.00 2.89 2.78
(2)分析表中数据:
①猜想一是 的,猜想二是 的。(均选填“正
确”或“错误”)
②推理可知,电池输出的实际电压和电路中所接电阻的大小有
关,电路中所接电阻越小,电池输出的实际电压越 。
正确
正确
小
接入的
电阻数量 开关断开时电压表
的示数U/V 开关闭合时电压表
V1的示数U1/V 开关闭合时电压表
V2的示数U2/V
1 6.00 5.27 5.24
2 6.00 4.70 4.65
3 6.00 3.87 3.80
4 6.00 2.89 2.78
③设U和U1的差值为ΔU1,U1和U2的差值为ΔU2,则ΔU1
(选填“>”“<”或“=”) ΔU2。查阅资料可知,电池内
部是有电阻的,导线也有一定的电阻,分析数据可知,
(选填“电池内部”或“导线”)的电阻是导致A、B两
点之间电压变小的主要原因。
>
电池
内部
接入的
电阻数量 开关断开时电压表
的示数U/V 开关闭合时电压表
V1的示数U1/V 开关闭合时电压表
V2的示数U2/V
1 6.00 5.27 5.24
2 6.00 4.70 4.65
3 6.00 3.87 3.80
4 6.00 2.89 2.78
(3)小兰同学设计了如图所示的电路,用电池、一个电流表和一个已
知电阻R0,测未知电阻Rx的阻值。由前面的探究结论可知,采用该方案
测得的未知电阻Rx的阻值将偏 ,请简要说明理由:
。
小
设闭合开关
S2后电流表的示数为Ix,再闭合开关S1后电流表的示数为I,则测得Rx=
。再闭合开关S1后,电池输出的实际电压变小,因此测得的I
偏小,故所测R偏小
6. (2024·大庆)小娜同学在物理实践活动中,设计了如图甲所示的电
子质量测量仪。其中,电源电压恒定为4.5V,R'为粗细均匀的导体棒,
阻值随长度均匀变化,总阻值为40Ω,总长度为20cm。R是电阻箱,电
压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.3A。金属弹簧上端固定并通过
导线与电压表连接,下端通过金属指针与导体棒始终保持良好接触。已
知电路中所用弹簧的弹力F与其伸长量L之间的关系如图乙所示。实验中
弹簧的形变始终不超弹性限度,弹簧及指针质量不计,取g=10N/kg。
现闭合开关S,调节R=5Ω,请回答以下问题:
(1)不挂重物时,指针恰好指在R'的最上端。此时电压表示数
为 V,电流表示数为 A。
(2)悬挂重物后,电流表的示数 (选填“变大”
“不变”或“变小”)。当弹簧下端悬挂某待测物体时,
指针向下移动5cm,则待测物体质量m= kg,电压表示数
为 V。(g取10N/kg)
0
0.1
不变
5
1
(3)在保证电路安全的情况下,该电子质量测量仪所能测得
物体的最大质量为 kg。通过调节电阻箱R的阻值,可以
调节该测量仪的量程。如果要增大量程,应该将电阻箱R的阻
值 (选填“调大”“保持不变”或“调小”)。
15
调大
$