精品解析:江苏无锡侨谊实验学校2025-2026学年九年级上学期物理自主练习(1月)
2026-01-26
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内容正文:
2025-2026学年第一学期自主练习
九年级物理
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分.每小题只有一个是正确的)
1. 2024年8月8日,在巴黎奥运会皮划艇静水项目男子双人划艇500米决赛中,中国选手季博文、刘浩勇夺冠军。如图所示,运动员手中的桨可视为杠杆,下列工具正常使用时,与桨属于同类杠杆的是( )
A. 筷子 B. 瓶起子
C. 核桃夹 D. 榨汁器
2. 砖的制作工艺流传数千年,从晒制到烧制,从青砖到红砖,小小的砖块见证了人类迈向文明的历程。下列说法正确的是( )
A. 晒制时泥坯温度越高含有的热量越多 B. 高温烧制是通过热传递改变砖块内能
C. 烧制时燃料燃烧越充分,其热值越大 D. 烧制结束,冷却后的红砖内能为零
3. 如图所示,“江苏省城市足球联赛”半决赛现场出现了排爆机器狗,其自重约为70kg,可实现动态负载35kg.不计空气阻力,下列情境中,机器狗对重物A做功的是( )
A. 蹲着不动 B. 站立不动
C. 托举重物匀速竖直上升 D. 承载重物匀速水平移动
4. 小明对四名同学的做功情况各测量了一次,把四名同学做功W和所用的时间t在坐标系中描点,得到了图中甲、乙、丙、丁四个点,这四名同学中做功功率最小的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
5. 将规格完全相同的滑轮,用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为、的两物体,升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为和,物重,不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是( )
A. 拉力一定大于
B. 乙滑轮组的机械效率较高
C. 甲、乙滑轮组的有用功相同
D. 甲的额外功与有用功的比值较小
6. 科技改变生活,创新引领未来!如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息,方便监测身体状态。下列关于该智能手表说法正确的是( )
A. 手表屏幕使用的发光二极管主要是半导体材料制成的
B. 橡胶表带是绝缘体,绝缘体和导体之间有绝对的界限
C. 在给手表的蓄电池充电时,蓄电池相当于电源
D. 手表里的芯片采用超导粉末冶金技术,超导材料制成的元件电阻很大
7. 与图中实物图相对应的电路图是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,某款直饮水机可通过刷卡(闭合“感应”开关)或投币(闭合“投币”开关)接通供水电机取水;光线较暗时“光控”开关自动闭合,提供照明。下列简化电路图,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示,在试管内装适量水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间后,橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”。下列说法错误的是( )
A. 水被加热的过程中,其内能是通过热传递的方式改变的
B. 橡胶塞冲出试管过程的能量转化特点与热机做功冲程相同
C. 整个过程中,燃料的化学能最终全部转化为了塞子的机械能
D. 水蒸气推出橡胶塞的过程中,橡胶塞的机械能是由水蒸气的内能转化来的
10. 在如图所示的电路中,电源电压为3V且保持不变,定值电阻为,灯泡正常发光,若把不同的元件正确接在a、b之间,则下列说法正确的是( )
A. 若接一导线,则灯泡将不会再发光
B. 若接电流表,则电流表示数为3A
C. 若接变阻器,则可以改变灯泡亮度
D. 若接电压表,则电压表示数为3V
11. 如图甲所示是一种测温电路,温度表由量程为3V的电压表改装而成,电源电压U恒为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值随温度t变化的关系如图乙所示.则( )
A. 电路可测量的最高温度为50℃
B. 温度表的10℃应标在电压表1V刻度处
C. 若仅将R增大,电路可测量的最高温度将增大
D. 若仅将U增大,电路可测量的最高温度将增大
12. 具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可以通过旋钮开关实现功能切换。如图所示是模拟加热的原理图,四个电阻值均为5Ω,说法正确的是( )
A. 如果开关旋至“1”,电路中电流为4A,则电源电压为10V
B. 如果电源电压为5V,则通过调整开关整个电路最小电流为0.5A
C. 如果电源电压为10V,开关从“2”挡旋至“3”挡,整个电路电流变化1A
D. 如果电源电压为5V,开关从“1”挡旋至“2”挡,整个电路电流变化1A
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共32分)
13. 淮海战役的胜利,是人民群众用小车推出来的。如图是当时群众运粮用的独轮车,它属于______(选填“费力”、“等臂”或“省力”)杠杆,因为独轮车在使用过程中,动力臂______阻力臂(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
14. 农业中常会用到旋翼无人机来喷洒农药。喷洒过程中无人机保持水平匀速飞行,此过程中动能______,势能______机械能______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
15. 如图所示,在杠杆C点挂上钩码,在转轴O上套有半径大小为20cm的圆形纸板,纸板圆心也在O点.在杠杆上先后施加与纸板边缘相切的拉力杠杆都能在水平位置保持平衡(知识链接:圆的切线与过切点的半径垂直).杠杆平衡时,拉力的力臂大小为______,拉力______(选填“>”“<”或“=”).平衡时若拉力,则钩码质量为______g。
16. 如图所示,物体重250N,动滑轮重30N。工人用150N拉力将物体匀速提升3m用了10s,此过程中有用功是______J,拉力的功率是______W,滑轮的机械效率是______%。
17. 商场中随处可见各式各样的共享充电宝,多个充电宝在一个充电仓上充电时,各充电宝之间的连接方式是______联的;此时充电宝相当于电路中的______;小明的手机还有多项“黑科技”,如“反向充电”技术,当他的手机A给另一部手机B充电时,A手机相当于电路中的______。
18. 如图所示,A、B为长度相等的镍铬合金丝,B的横截面积比A的大,闭合开关,将导体A、B分别接入电路,若两个导体的电阻差异不大,则可在电路中串联______表做进一步的判断,电表示数大表示导体电阻______,断开开关,镍铬合金丝A和B的电阻将______(选填“变”或“不”)为零。
19. 在学习并联电路时,小明连接的电路如图所示,闭合开关后电路将会发生______(选填“断路”、“短路”、“通路”),要使两灯并联,需将导线d接“3”的一端改接到______(选填“1或2”、“1或4”、“2或4”)上,或者将导线c从“1”的一端改接到______(选填“3或2”、“3或4”、“2或4”)上。
20. 如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小______(选填“铁块”或“泡沫块”)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,将魔罐在水平桌面上向前推出,罐子向前滚动一段距离后会自己返回,罐子返回的过程中的能量转化是:______转化为动能,魔罐停下机械能最终转化为了______.
21. 如图所示,为比较1、2两种液体的比热容及A、B两种燃料的热值,甲、乙、丙三图中的装置相同,燃料的质量均为10g,烧杯内的液体初温相同,,三组实验均至燃料燃尽时的液体温度变化如图所示(不计热量损失)
(1)在实验中,三个烧杯中液体1和液体2的______(选填“质量”或“体积)必须相同。液体1的比热容与液体2的比热容相比,______(选填“>”、“=”、“<”)。
(2)比较1、2两种液体的比热容,应选择______两图进行实验;比较A、B两种燃料的热值,应选择______两图进行实验,燃料A和B的热值之比为______。
22. 如图甲、乙所示,小明设计了一种电子量角器把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB(电阻丝AB的阻值为30Ω)弯曲成半圆形,O为圆心,OP为能够绕圆心转动的金属滑片(OP的阻值忽略不计),P与AB接触良好,OA与OP的夹角为。电源电压为6V且保持不变,电流表的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为0~3V,是阻值为20Ω的定值电阻。
(1)角变大,______(填“电压表”或“电流表”)也变大。
(2)小明制作的电子量角器,所能测量的角度范围为______,在实验中电阻丝AB不变、提供的电压表、电流表量程不更换的情况下,若小明想把最大测量值扩大到180度该如何做?请说出你的具体办法:______。
(3)最终改造后的电子量角器表盘上角度刻度值,呈现______(选填“刻度均匀”或“左疏右密”或“左密右疏”)的情况。
三、解答题(本题共6小题,共44分)
23.
(1)图甲是小明自行车的手闸,其中ABO可视为一种杠杆,简化示意图如图乙,O为支点,为阻力,请在图乙中画出阻力臂及作用在A点的最小动力。
(2)如图所示,小华在A处利用滑轮组提起物体;已知绳端移动1.5m,物体上升0.5m,请你画出滑轮组的绕线方式。
(3)如图是伏安法测电阻实验实物图,请用笔画线代替导线将图中的电路补充完整,使滑动变阻器的滑片向左移动时电流变大。
24. 如图所示是9.3阅兵式,我国自主研发的无侦无人机,具备全球唯一的隐形电子战能力,最大起飞质量3.2t,最大航程4000km,该无人机最大载油量为1.6t.水平飞行过程中所受的阻力与速度的关系如表所示。
速度/
100
150
200
300
阻力/N
800
1800
3200
7200
(1)该无人机以200m/s的速度水平匀速飞行时,发动机的输出功率是多少;
(2)若在油箱中加满燃油(假设燃料完全燃烧),能放出热量多少?()
(3)该飞机主要以两台涡扇发动机提供能量,该飞机加满油以200m/s的速度水平飞行达到它的最大航程,问发动机的效率至少为多大?(g取10N/kg)
25. 下图是小净利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)实验前没挂钩码,杠杆静止的位置如图甲,为使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向______(选填“左”或“右”)端调节;
(2)在杠杆调整到水平位置平衡后,利用钩码和刻度尺测量出杠杆平衡时各个力及其力臂,测得数据如下表:由以上实验数据,可得出杠杆的平衡条件是:______;
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
10
2.0
5
2
1.5
5
0.5
15
3
2.0
15
1.5
20
(3)进行3次实验的目的是______(单项选择,选填正确答案标号);
A.取平均值减小误差 B.归纳出物理规律 C.使每组数据更准确
(4)如图乙,由杠杆的平衡条件可知杠杆的______(选填“左”或“右”)端会下沉;要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变两侧钩码各自数量的前提下,仅需把左侧钩码______;
(5)如图丙,用同一弹簧测力计两次挂在杠杆的同一位置用力拉(不超过弹簧测力计的量程),均使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计第二次的示数比第一次的示数______(选填“大”或“小”);
(6)如图丁,有一左粗右细的直木棒,悬挂使其水平平衡,仍利用钩码和刻度尺,使用该直木棒______(选填“能”或“不能”)探究“杠杆平衡条件”;
(7)如图戊,杆秤是我国古老的衡量工具,现今人们仍然在使用。根据杠杆平衡条件,杆秤的刻度应是______的(选填“均匀”或“非均匀”)。
26. 在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让铁球从斜面上自由释放撞击同一木块,能将木块撞出一段距离,如图1所示,请回答问题:
(1)该实验中探究物体的动能是指______(填字母)
A. 小球在斜面上的动能
B. 小球撞击木块时的动能
C. 木块被小球撞击后的动能
(2)为了使同一铁球到达水平面时的速度不相等,应将铁球从斜面的______(相同/不同)高度自由释放,该实验可以探究的是铁球动能大小与______(质量/速度)的关系。
(3)如图2是高速公路上的限速牌,对不同车型的限速不一样,限制车速实际上是限制车的______(选填“惯性”、“动能”)。
(4)如图3所示,是“探究物体重力势能与哪些因素有关”的实验,其中,木桩起始位置高度相同,甲、乙、丙都由静止释放;
①比较图3中A、B两木桩扎入沙坑的深度可以得出结论:______。
②若图3中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同,说明乙、丙的重力势能______(选填“相同”、“不同”)。
(5)如图4所示,2只相同的小球以同样的速度ν沿着与水平方向均成角斜向上抛出,甲图中斜面光滑且足够长,乙图中小球被直接抛向空中,不计空气阻力,则甲图中小球沿斜面向上运动的过程中,支持力对小球______(选填“有”或“没有”)做功;甲、乙两图中,小球能到达的最高点离地高度分别为和(图中未画出),则______(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
27. 小曦同学在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时,准备以下器材:电源电压为3V且保持不变,电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器(20Ω 1A)、四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关、导线若干,根据如图甲所示的电路图进行实验.
(1)请你用笔画线代替导线把图乙未连接完的实物电路连接成正确的完整电路(要求:导线不交叉且滑动变阻器滑片向右移电流表示数变小)。
(2)将电路连接正确后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是______。
A. 电阻R短路 B. 电阻R断路 C. 滑动变阻器短路 D. 滑动变阻器断路
(3)探究电流与电压的关系时,小曦通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如下表所示.老师看后说其中一次是错误的.帮他分析出错的是第______次,原因是______。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
(4)去掉出错的实验数据,分析可得到的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______比。
(5)接着小曦又探究电流与电阻的关系,他只更换定值电阻,其余连接均不变.其实验步骤如下:
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数为______V,如图丙所示,记录电流表示数;
②用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻再闭合开关,他应该将滑动变阻器的阻值______(选填“调大”或“调小”)直到电压表示数为,再记录电流表示数;
③用15Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻再闭合开关,他调节滑动变阻器的阻值,发现电压表示数始终不能调为.为完成四次探究,小曦设计了如下四个调整方案,你认为不可行的是______。
A.如果只调整电压表的示数,则应控制电压表示数的范围为1.5V~3V
B.如果只更换定值电阻,则更换的电阻阻值范围是1Ω~10Ω
C.如果只更换滑动变阻器,可以更换为“50Ω,0.5A”滑动变阻器
D.如果只更换电源,则更换的电源电压范围是1V~2V
28. 小伟在乘飞机时了解到,经济舱乘客的免费托运行李限重200N,头等舱乘客的免费托运行李限重要更大些.如图是小伟设计的模拟飞机行李超重的检测装置,已知,A是PB的中点,B是OP的中点,杠杆OP始终处于水平位置,电源电压恒为15V,为定值电阻,是力敏电阻,它的阻值随压力变化的关系如表所示,当电压表的示数时,检测装置会自动报警。
压力F/N
50
100
150
200
250
300
阻值/Ω
60
30
20
15
12
10
(1)杠杆点______(选A或B)上方托盘为头等舱乘客的模拟行李放置处,最大限重为______N。(杠杆、支架及托盘的重力均忽略不计)
(2)求满足上述要求时定值电阻阻值多大?
(3)如果要使经济舱乘客的免费行李限重达到320N,则需要在合适的位置串联多大电阻?
(4)检测装置长期使用后,电源电压会变小,若要使乘客的行李限重不变,在不更换电源及的情况下,应将托盘向______移动适当位置。
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2025-2026学年第一学期自主练习
九年级物理
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分.每小题只有一个是正确的)
1. 2024年8月8日,在巴黎奥运会皮划艇静水项目男子双人划艇500米决赛中,中国选手季博文、刘浩勇夺冠军。如图所示,运动员手中的桨可视为杠杆,下列工具正常使用时,与桨属于同类杠杆的是( )
A. 筷子 B. 瓶起子
C. 核桃夹 D. 榨汁器
【答案】A
【解析】
【详解】赛艇桨中间支撑位置是支点,手握的位置是动力作用点,在水中部分是阻力作用点,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
A.使筷子时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A符合题意;
B.瓶起子使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.核桃夹使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.榨汁器使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
2. 砖的制作工艺流传数千年,从晒制到烧制,从青砖到红砖,小小的砖块见证了人类迈向文明的历程。下列说法正确的是( )
A. 晒制时泥坯温度越高含有的热量越多 B. 高温烧制是通过热传递改变砖块内能
C. 烧制时燃料燃烧越充分,其热值越大 D. 烧制结束,冷却后的红砖内能为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.热量是过程量,不能说含有的热量多少,故A错误;
B.高温烧制,砖块吸收热量,内能增大,是通过热传递改变砖块内能,故B正确;
C.热值与燃料燃烧的充分程度无关,烧制时燃料燃烧越充分,其热值不变,故C错误;
D.任何物体都具有内能,烧制结束,冷却后的红砖内能大于零,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,“江苏省城市足球联赛”半决赛现场出现了排爆机器狗,其自重约为70kg,可实现动态负载35kg.不计空气阻力,下列情境中,机器狗对重物A做功的是( )
A. 蹲着不动 B. 站立不动
C. 托举重物匀速竖直上升 D. 承载重物匀速水平移动
【答案】C
【解析】
【详解】做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在力的方向上移动了距离。
AB.蹲着不动、站立不动,机器狗对重物A有竖直向上支持力,但在力的方向上没有移动距离,所以不做功,故AB不符合题意;
C.对重物A受力分析可知,机器狗对重物A有竖直向上支持力,托举重物匀速竖直上升,在力的方向上移动了距离,所以机器狗对重物A做了功,故C符合题意;
D.承载重物匀速水平移动,力的方向与运动方向垂直,不做功,故D不符合题意。
故选C。
4. 小明对四名同学的做功情况各测量了一次,把四名同学做功W和所用的时间t在坐标系中描点,得到了图中甲、乙、丙、丁四个点,这四名同学中做功功率最小的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,纵坐标表示做功多少,横坐标表示做功时间;分别连接坐标原点和四个点作出四位同学做功的W-t图象,如下图所示:
在做功时间相同时,甲做功最多,乙做功最小,由功率的计算公式 可知,乙的功率最小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5. 将规格完全相同的滑轮,用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为、的两物体,升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为和,物重,不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是( )
A. 拉力一定大于
B. 乙滑轮组的机械效率较高
C. 甲、乙滑轮组的有用功相同
D. 甲的额外功与有用功的比值较小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.拉力F1的大小为,而拉力F2的大小为,虽然,但是拉力不一定大于,故A错误;
B.甲与乙两组,额外功相同,甲组的有用功比较大,甲组的物体更重,故甲机械效率大,故B错误;
C.升高相同的高度,,物重不同,则甲、乙滑轮组的有用功不同,故C错误;
D.由于甲组的机械效率高,由于额外功相同,甲组的有用功大于乙组的有用功,所以甲组的额外功与有用功的比值较小,故D正确。
故选D。
6. 科技改变生活,创新引领未来!如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息,方便监测身体状态。下列关于该智能手表说法正确的是( )
A. 手表屏幕使用的发光二极管主要是半导体材料制成的
B. 橡胶表带是绝缘体,绝缘体和导体之间有绝对的界限
C. 在给手表的蓄电池充电时,蓄电池相当于电源
D. 手表里的芯片采用超导粉末冶金技术,超导材料制成的元件电阻很大
【答案】A
【解析】
【详解】A.在智能手表的屏幕中,通常使用LED作为显示元件,为半导体材料。故A正确,符合题意;
B.绝缘体和导体之间并没有绝对的界限。它们的区别主要在于导电能力的强弱,而不是能否导电。在某些条件下(如极高的电压或温度),绝缘体也可能表现出一定的导电性故B错误,不符合题意;
C.在给手表的蓄电池充电时,蓄电池实际上是作为用电器来接收电能的,而不是作为电源来提供电能。故C错误,不符合题意;
D.如果手表里的芯片真的采用了超导粉末冶金技术,那么由超导材料制成的元件电阻应该是零,而不是很大。故D错误,不符合题意。
故选A。
7. 与图中实物图相对应的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由实物图可知,为串联电路,电压表和一个灯泡与电流表并联,滑片左移电阻增大,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8. 如图所示,某款直饮水机可通过刷卡(闭合“感应”开关)或投币(闭合“投币”开关)接通供水电机取水;光线较暗时“光控”开关自动闭合,提供照明。下列简化电路图,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由题知,直饮水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”,也可以通过投币闭合“投币开关”,来接通供水电机取水,这说明刷卡和投币互不影响,故感应开关和投币开关应是并联的,然后与电动机串联;光线较暗时“光控开关”自动闭合,接通灯泡提供照明,这说明灯泡能独立工作,故灯泡与电动机是并联的;结合图示可知,只有C符合题意。
故选C。
9. 如图所示,在试管内装适量水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间后,橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”。下列说法错误的是( )
A. 水被加热的过程中,其内能是通过热传递的方式改变的
B. 橡胶塞冲出试管过程的能量转化特点与热机做功冲程相同
C. 整个过程中,燃料的化学能最终全部转化为了塞子的机械能
D. 水蒸气推出橡胶塞的过程中,橡胶塞的机械能是由水蒸气的内能转化来的
【答案】C
【解析】
【详解】AC.酒精灯加热试管内水的过程中,燃料燃烧,放出热量,水吸收热量,内能增加,水的内能是通过热传递的方式改变的;水汽化成水蒸气,最终水蒸气对橡胶塞做功,将橡胶塞推出,所以燃料的化学能最终转化为了塞子的机械能,但由于能量的损耗,燃料的化学能没有全部转化为塞子的机械能,故A正确,不符合题意,C错误,符合题意;
BD.水蒸气推出橡胶塞的过程中,对橡胶塞做功,水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能,能量转化特点与热机做功冲程相同,故BD正确,不符合题意。
故选C。
10. 在如图所示的电路中,电源电压为3V且保持不变,定值电阻为,灯泡正常发光,若把不同的元件正确接在a、b之间,则下列说法正确的是( )
A. 若接一导线,则灯泡将不会再发光
B. 若接电流表,则电流表示数为3A
C. 若接变阻器,则可以改变灯泡亮度
D. 若接电压表,则电压表示数为3V
【答案】D
【解析】
【详解】A.若接一导线,灯泡和定值电阻并联,有电流通过灯泡,灯泡会发光,故A错误;
B.若接电流表,灯泡和定值电阻并联,电流表测量通过定值电阻的电流,电流表示数为
故B错误;
C.若接变阻器,变阻器与定值电阻串联后,再与灯泡并联,并联电路的各支路互不影响,不可以改变灯泡亮度,故C错误;
D.若接电压表,电压表可测量电源电压,电压表示数为,故D正确。
故选D。
11. 如图甲所示是一种测温电路,温度表由量程为3V的电压表改装而成,电源电压U恒为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值随温度t变化的关系如图乙所示.则( )
A. 电路可测量的最高温度为50℃
B. 温度表的10℃应标在电压表1V刻度处
C. 若仅将R增大,电路可测量的最高温度将增大
D. 若仅将U增大,电路可测量的最高温度将增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图甲可知,和串联,温度表并联在两端,由串联电路的分压规律可知,电阻越大,其两端电压越大,电压表(温度表)的最大量程为3V,即两端的电压最大为
由串联电路的电压特点可知,两端的最小电压
此时电路中的最小电流
则的最大阻值为
由图乙可知此时测得最高温度为30℃;故A不符合题意;
B.由图乙可知,当温度为10℃时,
由串联电路的电阻特点可知总电阻
电路中的电流
则两端的电压,故B不符合题意;
C.若仅将增大,由于电源电压不变,根据串联电路的分压特点可知,的最大值增加,由图乙可知,可测量的最高温度将增大,故C符合题意;
D.若仅将U增大,R两端的最大电压也增大,由欧姆定律可知电路中的电流也增大,则由可知,的最大值减小,由图乙可知,测得的最高温度减小,故D不符合题意。
故选C。
12. 具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可以通过旋钮开关实现功能切换。如图所示是模拟加热的原理图,四个电阻值均为5Ω,说法正确的是( )
A. 如果开关旋至“1”,电路中电流为4A,则电源电压为10V
B. 如果电源电压为5V,则通过调整开关整个电路最小电流为0.5A
C. 如果电源电压为10V,开关从“2”挡旋至“3”挡,整个电路电流变化1A
D. 如果电源电压为5V,开关从“1”挡旋至“2”挡,整个电路电流变化1A
【答案】B
【解析】
【详解】A.当开关旋至“1”挡时,两条电阻丝串联接入电路,此时电路总电阻最大为
此时电路中干路电流为4A ,电源电压
故A错误;
B.如果电源电压为5V,由于当开关旋至“1”挡时,两条电阻丝串联接入电路;当开关旋到“2”时,一条电阻丝接入电路;当开关旋到“3”时,两条电阻丝并联接入电路。根据串并联电路的特点可知,当两条电阻丝串联接入电路时电路中的总电阻最大,则电流最小为
故B正确;
C.如果电源电压为10V,当开关旋到“2”时,一条电阻丝接入电路,此时电路中的电流
当开关旋到“3”时,两条电阻丝并联接入电路,此时电路中的电流
则开关从“2”挡旋至“3”挡,整个电路电流变化
故C错误;
D.如果电源电压为5V,由于当开关旋至“1”挡时,两条电阻丝串联接入电路,此时电路中的电流
当开关旋到“2”时,一条电阻丝接入电路,此时电路中的电流
则开关从“1”挡旋至“2”挡,整个电路电流变化
故D错误。
故选B。
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共32分)
13. 淮海战役的胜利,是人民群众用小车推出来的。如图是当时群众运粮用的独轮车,它属于______(选填“费力”、“等臂”或“省力”)杠杆,因为独轮车在使用过程中,动力臂______阻力臂(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 ①. 省力 ②. 大于
【解析】
【详解】[1][2]独轮车在使用过程中,支点为轮子与地面的接触点,阻力为整车的总重力,动力为人在把手上施加的力,所以动力臂大于阻力臂,为省力杠杆。
14. 农业中常会用到旋翼无人机来喷洒农药。喷洒过程中无人机保持水平匀速飞行,此过程中动能______,势能______机械能______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 ①.
减小 ②.
减小 ③.
减小
【解析】
【详解】[1] 无人机匀速飞行,速度不变,喷洒农药时质量减小,因此动能减小。
[2] 无人机水平飞行,高度不变,质量减小,因此重力势能减小,因为没有涉及弹性势能,所以势能减小。
[3] 机械能为动能与势能之和。动能减小,势能减小,因此机械能减小。
15. 如图所示,在杠杆C点挂上钩码,在转轴O上套有半径大小为20cm的圆形纸板,纸板圆心也在O点.在杠杆上先后施加与纸板边缘相切的拉力杠杆都能在水平位置保持平衡(知识链接:圆的切线与过切点的半径垂直).杠杆平衡时,拉力的力臂大小为______,拉力______(选填“>”“<”或“=”).平衡时若拉力,则钩码质量为______g。
【答案】 ①. 20cm ②. = ③. 200g
【解析】
【详解】[1]力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,拉力FB与纸板边缘相切,所以拉力FA与FB的力臂大小等于圆形纸板的半径20cm。
[2]拉力FA 与FB都能使杠杆平衡,由杠杆平衡条件可知
两个力力臂大小相等即,所以
[3]已知圆形纸板的半径为20cm,对应杠杆上两个格子长,所以杠杆上每个格子的长度为10cm,则钩码对C点的拉力FC的力臂
由杠杆平衡条件可得,代入数据可得
则钩码的质量
16. 如图所示,物体重250N,动滑轮重30N。工人用150N拉力将物体匀速提升3m用了10s,此过程中有用功是______J,拉力的功率是______W,滑轮的机械效率是______%。
【答案】 ①. 750 ②. 90 ③. 83.3
【解析】
【详解】[1]已知,
[2][3]动滑轮上的绳子段数,物体匀速提升的距离,时间,
拉力移动的距离
拉力做的总功
拉力的功率
滑轮的机械效率
17. 商场中随处可见各式各样的共享充电宝,多个充电宝在一个充电仓上充电时,各充电宝之间的连接方式是______联的;此时充电宝相当于电路中的______;小明的手机还有多项“黑科技”,如“反向充电”技术,当他的手机A给另一部手机B充电时,A手机相当于电路中的______。
【答案】 ①.
并 ②.
用电器 ③.
电源
【解析】
【详解】[1] 多个充电宝在充电仓上同时充电时,各充电宝独立工作、互不影响,因此连接方式是并联。
[2] 充电宝在充电过程中消耗电能,将电能转化为化学能储存,因此相当于电路中的用电器。
[3] 当手机A向手机B充电时,手机A提供电能,相当于电路中的电源。
18. 如图所示,A、B为长度相等的镍铬合金丝,B的横截面积比A的大,闭合开关,将导体A、B分别接入电路,若两个导体的电阻差异不大,则可在电路中串联______表做进一步的判断,电表示数大表示导体电阻______,断开开关,镍铬合金丝A和B的电阻将______(选填“变”或“不”)为零。
【答案】 ①. 电流 ②. 小 ③. 不
【解析】
【详解】[1]为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表,根据电流的大小来判断电阻的大小。
[2]电阻对电流有阻碍作用,电阻越大,对电流阻碍作用越大,通过的电流越小;反之电流越大。则电流表示数大的导体电阻小。
[3]导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过导体的电流大小无关,所以断开开关,镍铬合金丝仍然有电阻。
19. 在学习并联电路时,小明连接的电路如图所示,闭合开关后电路将会发生______(选填“断路”、“短路”、“通路”),要使两灯并联,需将导线d接“3”的一端改接到______(选填“1或2”、“1或4”、“2或4”)上,或者将导线c从“1”的一端改接到______(选填“3或2”、“3或4”、“2或4”)上。
【答案】 ①. 短路 ②. 2或4 ③. 2或4
【解析】
【详解】[1]由图可知,闭合开关,电流由电源正极经导线c、a、d和开关S回到电源负极,没有经过用电器,电源被短路。
[2][3]要使电路中的两灯并联,电流应分别流入两个灯泡,将导线d接“3”的一端改接到“2或4”上,或者将导线c接“1”的一端改接到“2或4”上。
20. 如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小______(选填“铁块”或“泡沫块”)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,将魔罐在水平桌面上向前推出,罐子向前滚动一段距离后会自己返回,罐子返回的过程中的能量转化是:______转化为动能,魔罐停下机械能最终转化为了______.
【答案】 ①. 铁块 ②. 弹性势能 ③. 内能
【解析】
【详解】[1]罐子返回的关键是橡皮筋储存的弹性势能转化为动能。铁块密度大,体积一定时质量大、惯性大,在罐子滚动时能更有效地拉伸橡皮筋储存能量;泡沫块质量过轻,难以使橡皮筋充分形变储存足够的弹性势能。
[2]罐子向前滚动时,罐子的动能转化为橡皮筋的弹性势能;返回时,橡皮筋收缩,将储存的弹性势能转化为罐子的动能。
[3]滚动过程中,罐子会受到桌面的摩擦力等阻力,机械能会因克服阻力做功而不断减少,最终机械能转化为内能。
21. 如图所示,为比较1、2两种液体的比热容及A、B两种燃料的热值,甲、乙、丙三图中的装置相同,燃料的质量均为10g,烧杯内的液体初温相同,,三组实验均至燃料燃尽时的液体温度变化如图所示(不计热量损失)
(1)在实验中,三个烧杯中液体1和液体2的______(选填“质量”或“体积)必须相同。液体1的比热容与液体2的比热容相比,______(选填“>”、“=”、“<”)。
(2)比较1、2两种液体的比热容,应选择______两图进行实验;比较A、B两种燃料的热值,应选择______两图进行实验,燃料A和B的热值之比为______。
【答案】(1) ①. 质量 ②. >
(2) ①. 甲、丙 ②. 乙、丙 ③. 5:4
【解析】
【小问1详解】
[1]根据比热容和热值的实验探究要求,在比较不同液体的比热容或不同燃料的热值时,需要控制液体的质量相同,这样才能通过温度变化来比较比热容或燃料放出热量的多少。所以三个烧杯中液体1和液体2的质量必须相同。
[2]由图可知,甲和丙装置中,燃料相同,即相同的燃料完全燃烧放出的热量相同,也就是液体吸收的热量相同。液体1和液体2的质量相同,初温相同,末温,根据可知,Q、m相同时,越大,c越小。因为液体1的温度变化量小于液体2的温度变化量,所以。
【小问2详解】
[1]要比较1、2两种液体的比热容,需要控制燃料相同,保证相同时间内放出热量相同,液体质量相同,改变液体种类,所以应选择甲、丙两图进行实验。
[2]要比较A、B两种燃料的热值,需要控制液体相同,保证吸收热量的物质相同,液体质量相同,改变燃料种类,所以应选择乙、丙两图进行实验。
[3]因为不计热量损失,液体吸收的热量即为燃料放出的热量。对于燃料A如丙图所示,燃料A放出的热量
对于燃料 B如乙图所示,燃料B放出的热量
所以
22. 如图甲、乙所示,小明设计了一种电子量角器把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB(电阻丝AB的阻值为30Ω)弯曲成半圆形,O为圆心,OP为能够绕圆心转动的金属滑片(OP的阻值忽略不计),P与AB接触良好,OA与OP的夹角为。电源电压为6V且保持不变,电流表的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为0~3V,是阻值为20Ω的定值电阻。
(1)角变大,______(填“电压表”或“电流表”)也变大。
(2)小明制作的电子量角器,所能测量的角度范围为______,在实验中电阻丝AB不变、提供的电压表、电流表量程不更换的情况下,若小明想把最大测量值扩大到180度该如何做?请说出你的具体办法:______。
(3)最终改造后的电子量角器表盘上角度刻度值,呈现______(选填“刻度均匀”或“左疏右密”或“左密右疏”)的情况。
【答案】(1)电压表 (2) ①. 0~120° ②. 将R0的阻值更换成30Ω
(3)左疏右密
【解析】
【小问1详解】
由图可知,电阻丝AP部分连入电路,电阻丝AP与定值电阻串联,当指针OP向右旋转时,角变大,电阻丝AP长度变长,电阻变大,由欧姆定律可知,电流表的示数将变小,由串联分压原理可知,电压表示数变大。
【小问2详解】
[1]当电阻丝AP连入电路中的阻值为0时,最小测量角度为0,此时电路中的电流为
可知电路中的电流小于电流表的最大电流,满足题意;由图可知,电压表测电阻丝AP两端的电压,当电阻丝AP连入电路中的阻值最大时,电压表示数最大,最大电压为3V,根据串联分压特点可知
代入数据解得,由于电阻丝AB的阻值为30Ω,量角器的最大测量角度为
因此所能测量的角度范围为0°~120°。
[2]由于电阻丝AB的阻值为30Ω,则当时,测量的角度为,根据串联分压规律可知。在实验中电阻丝AB不变、提供的电压表、电流表测量范围不更换的情况下,若小明想把测量范围扩大到0°~180°,当电压表示数为3V时,测量角度为,代入上式解得,所以办法是:将R0的阻值更换成30Ω。
【小问3详解】
由题意可知,量角器的测量角度与成正比,电阻丝AP与定值电阻串联,由欧姆定律可知
由数学知识可知,当增大相同的角度,即增大相同的电阻,增大的电压值逐渐变小,因此量角器表盘上角度刻度值分布不均匀,呈现左疏右密的情况。
三、解答题(本题共6小题,共44分)
23.
(1)图甲是小明自行车的手闸,其中ABO可视为一种杠杆,简化示意图如图乙,O为支点,为阻力,请在图乙中画出阻力臂及作用在A点的最小动力。
(2)如图所示,小华在A处利用滑轮组提起物体;已知绳端移动1.5m,物体上升0.5m,请你画出滑轮组的绕线方式。
(3)如图是伏安法测电阻实验实物图,请用笔画线代替导线将图中的电路补充完整,使滑动变阻器的滑片向左移动时电流变大。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
阻力臂是支点到阻力作用线的距离,从支点O作F2的垂线段即为阻力臂l2。 由杠杆平衡条件可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小,图中支点在O点,连接OA,OA作为动力臂最长,动力的方向应该垂直OA向下,过点A垂直OA向下作出最小动力F1,如图所示:
【小问2详解】
绳端移动1.5m,物体上升0.5m,可知绳子有3段,应从动滑轮开始绕,如图所示:
【小问3详解】
伏安法测电阻实验中,电池、电流表、待测电阻、滑动变阻器以及开关串联,电压表并联在待测电阻两端,由题意可知,滑动变阻器的滑片向左移动时电流变大,说明电阻变小,所以滑动变阻器左下接线柱与开关相连,电源为2节干电池,电源电压为3V,所以电压表选择0~3V测量范围,并联在定值电阻两端,将电压表“3”接线柱与定值电阻左接线柱相连,如图所示:
24. 如图所示是9.3阅兵式,我国自主研发的无侦无人机,具备全球唯一的隐形电子战能力,最大起飞质量3.2t,最大航程4000km,该无人机最大载油量为1.6t.水平飞行过程中所受的阻力与速度的关系如表所示。
速度/
100
150
200
300
阻力/N
800
1800
3200
7200
(1)该无人机以200m/s的速度水平匀速飞行时,发动机的输出功率是多少;
(2)若在油箱中加满燃油(假设燃料完全燃烧),能放出热量多少?()
(3)该飞机主要以两台涡扇发动机提供能量,该飞机加满油以200m/s的速度水平飞行达到它的最大航程,问发动机的效率至少为多大?(g取10N/kg)
【答案】(1)
(2)
(3)
20%
【解析】
【小问1详解】
根据题表中信息可知,无人机以200m/s的速度水平匀速飞行时,处于平衡状态,发动机的牵引力等于其所受的阻力,即
根据功率公式,可求得发动机的输出功率
【小问2详解】
由题意可知,无人机最大载油量
根据热值公式,可求得燃油完全燃烧放出的热量
【小问3详解】
由题意可知,最远航程
由题表可知,飞机以200m/s速度匀速飞行时,所受阻力,此时受力平衡,则所受牵引力
水平飞行所做的功
由第(2)可知,加满油放出的热量
根据,可得出发动机的效率
25. 下图是小净利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)实验前没挂钩码,杠杆静止的位置如图甲,为使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向______(选填“左”或“右”)端调节;
(2)在杠杆调整到水平位置平衡后,利用钩码和刻度尺测量出杠杆平衡时各个力及其力臂,测得数据如下表:由以上实验数据,可得出杠杆的平衡条件是:______;
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
10
2.0
5
2
1.5
5
0.5
15
3
2.0
15
1.5
20
(3)进行3次实验的目的是______(单项选择,选填正确答案标号);
A.取平均值减小误差 B.归纳出物理规律 C.使每组数据更准确
(4)如图乙,由杠杆的平衡条件可知杠杆的______(选填“左”或“右”)端会下沉;要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变两侧钩码各自数量的前提下,仅需把左侧钩码______;
(5)如图丙,用同一弹簧测力计两次挂在杠杆的同一位置用力拉(不超过弹簧测力计的量程),均使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计第二次的示数比第一次的示数______(选填“大”或“小”);
(6)如图丁,有一左粗右细的直木棒,悬挂使其水平平衡,仍利用钩码和刻度尺,使用该直木棒______(选填“能”或“不能”)探究“杠杆平衡条件”;
(7)如图戊,杆秤是我国古老的衡量工具,现今人们仍然在使用。根据杠杆平衡条件,杆秤的刻度应是______的(选填“均匀”或“非均匀”)。
【答案】 ①. 右 ②. F1l1=F2l2 ③. B ④. 左 ⑤. 向右移动一格 ⑥. 大 ⑦. 能 ⑧. 均匀
【解析】
【详解】(1)[1]如图甲,杠杆左低右高,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右端调节。
(2)[2] 分析表格中数据可知,每次杠杆平衡时,动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积,所以杠杆平衡的条件是
F1l1=F2l2
(3)[3]为避免偶然因素,获得杠杆平衡的普遍性规律,应改变钩码数量及位置,多次实验,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(4)[4]如图乙,设杠杆上每格长度为l,每个钩码的重力为G,由杠杆的平衡条件可知,左端力与力臂的乘积为4G×3l,右端力与力臂的乘积为2G×4l,则
4G×3l>2G×4l
因此杠杆的左端会下沉。
[5]要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变两侧钩码各自数量的前提下,仅需把左侧钩码向右移动一格,使
4G×2l=2G×4l
(5)[6]如图丙,杠杆在水平位置平衡时,根据力臂的定义可知,第二次拉力的力臂比第一次的小,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越小,动力越大,所以弹簧测力计第二次的示数比第一次的示数大。
(6)[7]木棒悬挂时在水平位置平衡,其重心在支点上,避免了杠杆自重对实验的影响,在其两端挂上数量不同的钩码,调整位置,使杠杆在水平位置平衡,用刻度尺测出力臂,就能探究杠杆平衡的条件。
(7)[8]如图所示,当杆秤在水平位置平衡时,根据杠杆的平衡条件,有
G物‧OA=G砣‧OB
则
由于G砣和OA是定值,所以OB与G物成正比,即杆秤的刻度应是均匀的。
26. 在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让铁球从斜面上自由释放撞击同一木块,能将木块撞出一段距离,如图1所示,请回答问题:
(1)该实验中探究物体的动能是指______(填字母)
A. 小球在斜面上的动能
B. 小球撞击木块时的动能
C. 木块被小球撞击后的动能
(2)为了使同一铁球到达水平面时的速度不相等,应将铁球从斜面的______(相同/不同)高度自由释放,该实验可以探究的是铁球动能大小与______(质量/速度)的关系。
(3)如图2是高速公路上的限速牌,对不同车型的限速不一样,限制车速实际上是限制车的______(选填“惯性”、“动能”)。
(4)如图3所示,是“探究物体重力势能与哪些因素有关”的实验,其中,木桩起始位置高度相同,甲、乙、丙都由静止释放;
①比较图3中A、B两木桩扎入沙坑的深度可以得出结论:______。
②若图3中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同,说明乙、丙的重力势能______(选填“相同”、“不同”)。
(5)如图4所示,2只相同的小球以同样的速度ν沿着与水平方向均成角斜向上抛出,甲图中斜面光滑且足够长,乙图中小球被直接抛向空中,不计空气阻力,则甲图中小球沿斜面向上运动的过程中,支持力对小球______(选填“有”或“没有”)做功;甲、乙两图中,小球能到达的最高点离地高度分别为和(图中未画出),则______(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】(1)B (2) ①. 不同 ②. 速度
(3)动能 (4) ①. 质量相同时,高度越高,重力势能越大 ②. 相同
(5) ①. 没有 ②. 大于
【解析】
【小问1详解】
实验中小球从斜面上滚下,获得动能,该动能再转化为木块移动的距离,所以该实验中探究物体的动能是指小球撞击木块时的动能。
【小问2详解】
[1]铁球从斜面的相同高度自由释放,铁球到达水平面时的速度相等。为了使同一铁球到达水平面时的速度不相等,应将铁球从斜面的不同高度自由释放。
[2]该实验控制铁球的质量相同,改变铁球到达水平面时的速度,可以探究的是铁球动能大小与速度的关系。
【小问3详解】
物体的动能大小与物体的质量、速度有关,物体的质量相同时,速度不同,物体的动能不同;物体的惯性只与质量有关,物体的质量不变,物体的惯性不变。如图2是高速公路上的限速牌,对不同车型的限速不一样,限制车速实际上是限制车的动能。
【小问4详解】
[1]依题意得,乙下落的高度高于甲下落的高度,B木桩扎入沙坑较深,说明乙球具有的重力势能大,由此可以得出结论:质量相同时,物体的高度越高,重力势能越大。
[2]探究影响重力势能大小的因素时,将重力势能转换为木桩陷入的深度,陷入的深度相同,则重力势能相同。若图3中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同,说明乙、丙的重力势能相同。
【小问5详解】
[1]甲图中小球沿斜面向上运动的过程中,支持力与小球的运动方向垂直,所以支持力对小球没有做功。
[2]甲、乙两图中,不计空气阻力,小球运动过程中,只有重力做功,小球的机械能不变,甲图中小球到达最高点时,速度为0,动能为0;乙图中小球到达最高点时,速度大于0,动能大于0;机械能为物体的动能与势能的总和,则甲图中小球到达最高点时的重力势能较大。物体的质量相同时,重力势能越大,说明物体的高度越高,故。
27. 小曦同学在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时,准备以下器材:电源电压为3V且保持不变,电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器(20Ω 1A)、四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关、导线若干,根据如图甲所示的电路图进行实验.
(1)请你用笔画线代替导线把图乙未连接完的实物电路连接成正确的完整电路(要求:导线不交叉且滑动变阻器滑片向右移电流表示数变小)。
(2)将电路连接正确后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是______。
A. 电阻R短路 B. 电阻R断路 C. 滑动变阻器短路 D. 滑动变阻器断路
(3)探究电流与电压的关系时,小曦通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如下表所示.老师看后说其中一次是错误的.帮他分析出错的是第______次,原因是______。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
(4)去掉出错的实验数据,分析可得到的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______比。
(5)接着小曦又探究电流与电阻的关系,他只更换定值电阻,其余连接均不变.其实验步骤如下:
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数为______V,如图丙所示,记录电流表示数;
②用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻再闭合开关,他应该将滑动变阻器的阻值______(选填“调大”或“调小”)直到电压表示数为,再记录电流表示数;
③用15Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻再闭合开关,他调节滑动变阻器的阻值,发现电压表示数始终不能调为.为完成四次探究,小曦设计了如下四个调整方案,你认为不可行的是______。
A.如果只调整电压表的示数,则应控制电压表示数的范围为1.5V~3V
B.如果只更换定值电阻,则更换的电阻阻值范围是1Ω~10Ω
C.如果只更换滑动变阻器,可以更换为“50Ω,0.5A”滑动变阻器
D.如果只更换电源,则更换的电源电压范围是1V~2V
【答案】(1) (2)B
(3) ①. 1 ②. 电路中的最小电流大于0.1A。
(4)正 (5) ①. 1 ②. 调大 ③. B
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器滑片向右移电流表示数变小,即电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,如图所示:
【小问2详解】
A.若电阻R短路,电路为通路,电流表有示数,电压表无示数,故A不符合题意;
B.若电阻R断路,电流表没有示数,电压表与电源连通,测电源电压,所以电压表指针有明显偏转,故B符合题意;
C.若滑动变阻器短路,电路为通路,两表都有示数;故C不符合题意;
D.若滑动变阻器断路,整个电路是断路,则两表都没有示数,故D不符合题意。
故选B。
【小问3详解】
探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变,由表中数据可知,电阻的阻值
变阻器的最大电阻为20Ω,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的最小电流为
故出错的是第1次,原因是电路中的最小电流大于0.1A。
【小问4详解】
去掉出错的实验数据,因电流与电压之比为一定值,故可得到的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【小问5详解】
[1]图丙中电压表所选测量范围为0~3V,分度值为0.1V,示数为1V,即。
[2]探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端的电压不变,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻变大,根据串联分压原理可知,电压表的示数变大,则应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,即应该将滑动变阻器的阻值调大,直到电压表示数为U0,再记录电流表示数。
[3]A.根据串联电路电压的规律和分压原理
由此可知,当电源电压U、定值电阻的电压U定一定时,变阻器的接入电路的电阻随定值电阻的增大而增大;当时,滑动变阻器的阻值最大为,则电路的总电阻为
此时电流中的电流
则此时电压表的示数为
所以应控制定值电阻两端的最小电压为1.5V。当电路中电流最大,定值电阻取最小值时,定值电阻两端电压最大,最大值为
所以应控制电压表示数的范围为1.5V~3V,故A可行,不符合题意;
B.电源电压为3V,定值电阻两端电压为1V,滑动变阻器分压为2V,滑动变阻器两端电压为定值电阻电压的2倍,根据分压原理,滑动变阻器接入电路的阻值为定值电阻阻值的2倍,因滑动变阻器最大阻值为20Ω,因此定值电阻最大阻值为10Ω;由电流表测量范围和变阻器规格可知,电路中电流最大0.6A,此时电路电阻最小,由欧姆定律知,此时定值电阻的阻值为
则更换的定值电阻R的阻值范围是1.67~10Ω,故B不可行,符合题意;
C.滑动变阻器两端电压是2V,是定值电阻两端电压的2倍,由分压原理可知,滑动变阻器接入电路的阻值是定值电阻阻值的2倍,当定值电阻阻值最大为20Ω时,滑动变阻器接入电路的阻值最大应为40Ω.即更换的滑动变阻器最大阻值不小于40Ω;当定值电阻最小为5Ω时,变阻器连入电路中的电阻为10Ω,由串联电路电阻的规律,此时电路的最小总电阻为15Ω,电路中电流最大,则最大电流为
即最大电流小于0.5A;故C可行,不符合题意;
D.当变阻器最大电阻20Ω连入电路时,此时对应的定值电阻应最大为20Ω,则变阻器两端的电压与定值电阻两端的电压相等,都为1V,此时电源电压最大,最大电源电压为
电源电压最小为1V,所以更换的电源电压范围是1V~2V,故D可行,不符合题意。
故选B。
28. 小伟在乘飞机时了解到,经济舱乘客的免费托运行李限重200N,头等舱乘客的免费托运行李限重要更大些.如图是小伟设计的模拟飞机行李超重的检测装置,已知,A是PB的中点,B是OP的中点,杠杆OP始终处于水平位置,电源电压恒为15V,为定值电阻,是力敏电阻,它的阻值随压力变化的关系如表所示,当电压表的示数时,检测装置会自动报警。
压力F/N
50
100
150
200
250
300
阻值/Ω
60
30
20
15
12
10
(1)杠杆点______(选A或B)上方托盘为头等舱乘客的模拟行李放置处,最大限重为______N。(杠杆、支架及托盘的重力均忽略不计)
(2)求满足上述要求时定值电阻阻值多大?
(3)如果要使经济舱乘客的免费行李限重达到320N,则需要在合适的位置串联多大电阻?
(4)检测装置长期使用后,电源电压会变小,若要使乘客的行李限重不变,在不更换电源及的情况下,应将托盘向______移动适当位置。
【答案】(1) ①. B ②. 300 (2)5Ω
(3)在电压表并联部分以外位置串联一个7.5Ω的电阻
(4)左
【解析】
【小问1详解】
[1]报警时,电压表示数一定,则力敏电阻阻值一定,力敏电阻受到的压力及对应力臂一定,根据杠杆平衡条件知,当行李的压力力臂越小时,托盘受到的压力越大,故头等舱乘客的行李放在B上方托盘。
[2]依题意
根据杠杆平衡条件知,头等舱行李与经济舱行李对托盘的压力的力臂与压力乘积都等于力敏电阻受到的压力与对应力臂乘积,则
代入数据解得
【小问2详解】
放经济舱行李报警时,由杠杆平衡条件知
解得报警时的压力为
由表可知,压敏电阻的阻值为。报警时,,则压敏电阻两端电压为
由串联分压原理可知,的阻值为
【小问3详解】
经济舱乘客的免费行李限重达到320N,根据杠杆平衡条件有
此时压敏电阻所受的压力为
由表中数据可知,压敏电阻的阻值与所受压力成反比。可得
解得。由于报警电压不变,R0阻值保持不变,所以电路中的电流不变,则总电阻不变。即
代入数据解得,所以应在电压表并联部分以外位置串联一个7.5Ω的电阻。
【小问4详解】
根据欧姆定律知,电源电压减小,故在报警电压不变,定值电阻不变时,电路中的总电阻减小,故需要减小Rx,电阻与压力成反比,因而需要增大压力,根据杠杆平衡条件知,需要将托盘向左移动,增大力臂。
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