精品解析:江苏南通市海门区东洲国际学校2026年初中毕业、升学模拟考试物理化学·(合卷)试题卷-初中物理
2026-04-08
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2份
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45页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-一模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | 南通市 |
| 地区(区县) | 海门区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 17.99 MB |
| 发布时间 | 2026-04-08 |
| 更新时间 | 2026-04-08 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57166052.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
南通市海门区东洲国际学校2026年初中毕业、升学模拟考试
物理试题卷
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项:
1.本试卷共10页,满分共150分,考试时间为150分钟。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、考试证号用0.5毫米黑色字迹的签字笔填写在试卷及答题卡上指定的位置。
3.答案必须按要求填涂、书写在答题卡上,在试卷、草稿纸上答题一律无效。
4. 作弊者,本卷按0分处理。
第I卷(选择题)(满分40分)
一、选择题(每题2分,共20题,共40分)
1. 鱼洗是我国古代盥洗用具,在先秦时期已被普遍使用,而能喷水的铜质鱼洗大约出现在唐代。注入半盆水后,用双手搓把手,会发出嗡嗡声,盆内水花四溅。传说,众多“鱼洗”声能汇集成千军万马之势,曾吓退数十里外的敌军。下列分析正确的是( )
A. “鱼洗”发出的嗡嗡声是噪声
B. “鱼洗”发出的声音只能靠盆中的水传入人耳
C. “水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动
D. 众多“鱼洗”声汇集改变了声音的音调
2. 中华诗词蕴含着丰富的物理知识,下列古诗词中有关物态变化的分析正确的是( )
A. “照水冰如鉴,扫雪玉为尘”,冰的形成属于凝华现象
B. “孤舟蓑笠翁,独钓寒江雪”,雪的形成属于升华现象
C. “惊蛰云不停,寒到五月中”,云的形成属于汽化现象
D. “道狭草木长,夕露沾我衣”,露的形成属于液化现象
3. 位于大庆市中心的万达商业大楼建有观光电梯,乘客在随电梯竖直上升的过程中,可透过玻璃欣赏到楼外美丽的城市景色。分析这一过程,下列说法中正确的是( )
A. 以地面为参照物,乘客是静止的
B. 以乘客为参照物,地面是静止的
C. 以电梯为参照物,乘客是静止的
D. 以地面为参照物,电梯是静止的
4. 冰壶运动是冬奥会比赛项目之一,冰壶被运动员掷出后,在冰面上减速滑行到停下的过程中,冰壶的平均速度与冰壶被掷出时的速度成正比。若冰壶以的速度被掷出时,在冰面上滑行了8m,则冰壶以的速度被掷出,在冰面上滑行的距离可能为( )
A. 4m B. 8m C. 16m D. 32m
5. 如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮,用来提升完全相同的两个物体(不计绳重、滑轮重和摩擦),拉力F甲、F乙分别作用在绳端和拉钩上,绳端和拉钩均沿竖直方向匀速上移了相同距离,该过程中物体上升的高度分别为h甲、h乙,两装置的有用功分别为W甲、W乙,机械效率分别为η甲、η乙,则下列说法中正确的是( )
A. F甲: F乙=1:2 B. h甲:h乙=1:2
C. W甲:W乙=1:1 D. η甲:η乙=1:1
6. 如图甲所示,停车场的入口处常用闸杆来控制车辆的出入。将闸杆看作一个质量分布均匀的杠杆,如图乙所示,O为杠杆的支点,杠杆的重力G=40N,AB=3.2m,AO=0.4m。下列说法正确的是( )
A. 升起闸杆时,施加在A端的力为动力,此时闸杆是省力杠杆
B. 升起闸杆时,沿F1方向比沿F2方向更省力
C. 要使闸杆水平平衡,则在A端施加的最小力为120N
D. 适当将支点O向A靠近,可以减小升起闸杆的动力
7. 如图是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变,R1是力敏电阻,其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S,当车的质量超过限载质量时,电磁铁吸下衔铁,电铃响。根据不同的路面,可以改变滑动变阻器滑片P的位置,来设定不同的限载质量。下列说法错误的是( )
A. 电磁铁能吸下衔铁,是由于通电导体在磁场中受力
B. 检测时,车的质量越大电磁铁的磁性越强
C. 力敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小
D. 若要提高设定的限载质量,应将滑片P向左移动
8. 图是温度自动报警器的原理示意图,当水银温度计内的水银柱上升至与其上端的金属丝相接触时,出现的情况是( )
A. 红灯亮 B. 绿灯亮
C. 红、绿灯同时亮 D. 红、绿灯都不亮
9. 如图甲所示,电源的电压U=6V,R0为定值电阻,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示:图Ⅰ描述滑动变阻器的功率随其两端电压的变化规律,图Ⅱ描述电压表示数随电流表示数的变化规律、图Ⅲ描述效率(滑动变阻器消耗的功率与电路消耗总功率之比随滑动变阻器电阻的变化规律,电表、导线对电路的影响不计。则下列说法正确的是( )
A. 定值电阻R0的阻值为5Ω
B. 滑动变阻器最大阻值6Ω
C. Ⅰ图上b点的坐标(3V,4.5W)
D. Ⅱ图上经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积为2.68W
10. 如图,甲、乙两个实心物体静止在水平面上,甲为底面积为、高3m的均匀柱状体,乙为边长为1m的正方体。当沿水平方向截取不同高度的甲物体,并平放在乙物体正上方时,甲、乙对地面的压强随截取的高度h的变化如图所示,则下列说法不正确的是( )
A. 甲、乙密度相同 B.
C D.
第II卷(非选择题)(满分110分)
11. 我劳动,我快乐!小明在打扫卫生时使用的洒水壶如图所示。小明用洒水壶提水时,用A 把手,用洒水壶洒水时,用B把手,这是运用了力的作用效果与力的___________有关,壶内水静止时,壶身和壶嘴内的水面是___________的,这是利用了___________原理。
12. 如图所示,生活中有很多地方涉及物理知识,请运用你学到的知识完成下列问题。
(1)甲图中地下通道的通风原理是:流体中,___________;
(2)乙图中在木块被拉回桌面的过程中,木块受到的摩擦力________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)丙图中自制气压计随电梯从十楼下降至一楼,气压计细玻璃管中的液面会_______(选填“上升”或“下降”);
(4)如图所示让一条形磁铁由静止释放,不考虑空气阻力,当磁铁穿过线圈时,线圈中有电流产生。在这个过程中,磁铁的机械能________(选填“不变”、“增加”或“减小”)。
13.
(1)2008年9月25日21时10分,神舟七号飞船在酒泉卫星发射中心点火升空,27日下午,航天员翟志刚担任出舱航天员,成为中国太空行走第一人。我们看到的这些信息是通过_________波从神舟七号传递到地球上的;我们能听到航天员与地面操作人员的对话,是由于电视机喇叭纸盆的_________。
(2)目前我国核电站的核反应堆中发生的是可以控制的核_________变(填“聚”或“裂”);煤、石油和天然气属于___________再生能源(填“可”或“不可”)。
(3)电动自行车的“心脏”是电动机,它是利用___________的原理工作的;若下坡时将电源输出关闭,电动机就变成了“发电机”,它的工作原理是___________。
(4)内燃机的一个工作循环有四个冲程,在如下图中所示的冲程中,它将_______能转化成________ 能。
(5)今年3月1日16时13分10秒,嫦娥一号卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下,准确坠落于月球丰富海区域。在嫦娥一号卫星撞向月球的过程中,其动能不断_________,重力势能不断___________,其机械能的总量___________(选填“增加”、“减少”或“不变”)。
(6)小明站在竖直放置的平面镜前1m处,在镜子对面3m的竖直墙壁上有一幅地图,他在镜中看到的地图距他___________m;当他向平面镜靠近0.2m时,他在镜中的像距他___________m;当他以0.5 m/s速度平行于平面镜行走,则他的像相对于他的速度大小为_________m/s。
14. 物理社团的同学们设计了一个电动升降机,如图甲所示,轻质薄壁圆柱形容器置于水平地面上,装有25cm深的水,圆柱体A被轻质细杆悬挂于O点,静止时A的下表面与液面刚好相平。打开电动升降机,让圆柱体A浸入液体中,直到圆柱体A刚好与容器底部接触,轻质细杆产生的弹力大小F与圆柱体A移动的距离h的关系,如图乙所示。已知圆柱体A与容器高度相同,圆柱体A的底面积为100cm2,容器底面积为200cm2,则圆柱体A的重力为______N;当轻质细杆对圆柱体A施加竖直向下3N的力时,则圆柱体A受到的浮力为______N;撤走细杆,待圆柱体A静止后,沿水平方向将圆柱体A浸在液体中的部分截去并取出,则A剩余部分静止时,容器对水平地面的压强为______Pa。
15. 作图题
(1)下图中,O是杠杆的支点,画出拉力F的力臂,并用字母l标出。
(2)下图中M1、M2是互相垂直的两平面镜,a为射向M1的光线经M2后的反射光线。请根据平面镜对光线的反射规律画出射向M1的光线。
(3)下图为研究通电螺线管内外磁场方向演示实验原理图。当闭合电键S时,标出螺线管内的小磁针a及螺线管外的小磁针b、c的N极的方向。
16. 如图甲所示是一种塔式起重机上的滑轮组。已知在匀速吊起的货物时,滑轮组的机械效率是80%,不计摩擦和绳重,g取。
(1)绳端的拉力F是多大?
(2)货物在内匀速上升,绳端拉力的功率是多大?
(3)图乙中悬吊货物所用动滑轮与图甲中相同,若配重质量为,平衡臂长,起重臂长,当把货物送至最右端且塔臂在水平位置平衡时,求此时货物的质量。
17. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0、R1均为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S1,断开开关S2,当滑动变阻器的滑动触头在a端时,电压表V1的示数为2.4V,电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中,电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。
(1)求R1的阻值;
(2)求R2的最大阻值;
(3)同时闭合S1和S2,当R2的阻值为何值时,R2的电功率最大?R2电功率的最大值是多少?
18. 图甲是某居民楼前的无障碍通道,一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行,图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小,小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。(g取10N/kg)
(1)使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐,正确测量B点高度,结果如图乙,为______cm;
(2)选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象,进行了如下操作:
①正确使用弹簧测力计,测出小车重为2.0N;
②将弹簧测力计与斜面平行放置并______,然后沿斜面方向匀速拉动小车,如图乙所示,弹簧测力计示数为______N;
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为______J;利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为______;
(3)在小车上逐渐添加重物,测出小车的总重G,测出沿斜面匀速拉动小车需要的力,计算出拉小车从A点到B点所做的功W1;计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标,以小车总重为横坐标,建立平面直角坐标系,作出W1和W2与小车总重G的关系图像,分别如图丙中的线段a和b;
①由图像可知:用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重______(选填“有关”或“无关”);
②若这位母亲的质量为50kg,所坐的轮椅质量为20kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,力的大小为______N。
19. 如图1为“测量小灯泡的电阻”的实验(小灯泡正常发光时电压为2.5V)。
(1)闭合电路前滑动变阻器的滑片应移至最______ (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关后灯泡不亮,电压表和电流表均偏转,则下一步操作应该是______ ;
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.更换电池
D.移动滑片
(3)小明改变灯泡两端的电压,进行了多次实验,实验数据记录如下表;
数据序号
1
2
3
电压U/V
1.2
18
2.5
电流I/A
0.10
0.15
①第三次测量时电流表的示数如图2所示为______ A;
②小灯泡正常发光时的电阻为______ Ω。
(4)利用本实验器材______ (选填“可以”或“不可以”)完成探究电流与电压的关系;
(5)小红设计了另一种测量定值电阻Rx的方案,如图3所示,已知方案中定值电阻的阻值为R0,电源电压未知。将以下实验步骤补充完整:
①断开开关S2,闭合开关S、S1,电压表的示数为U1;
②______ ,电压表的示数为U2;
③写出待测电阻Rₓ的表达式,Rₓ=______ 。(用U1、U2、R0表示)。
20. 如图,科技小组设计了一种汽车油量表模拟装置,其中电源电压U为5V,线圈电阻R0=2Ω,R2为电阻箱,R1是粗细均匀总阻值为10Ω的弧形电阻(两端有接线柱A、B),其阻值与长度成正比,金属滑片P做成一根可以绕O点转动的杠杆,另一端通过一根可以自由转动的轻杆和浮标相连,油量表是用量程为0~3V的电压表改装而成,要求它的示数随油箱中的汽油油面的下降而减小(油箱足够大),当线圈R0中的电流大于或等于0.5A时,衔铁被吸合,提示灯亮,表示油量不足。
(1)该装置中,用导线将接线柱C与接线柱_______相连;
(2)正确连接装置后进行调试,要使提示灯刚亮时,电压表示数刚好为零,则电阻箱R2接入电路的阻值应调至多大_______?
(3)调试结束后,向油箱中加满油时,滑片P刚好在B点,此时线圈R0消耗的功率为多大_______?
(4)若想实现从提示灯亮起至油箱加满油的过程中,电压表的示数在0~3V的最大范围内变化,且滑片P在最大范围内移动,则应将电源电压U调为_______V,同时将R2接入电路的阻值调为_______Ω。
21. 阅读短文,回答问题:
电水壶
电水壶是家庭中常见的用电器,它使用方便快捷,深受人们的喜爱,接通电源后闭合开关即开始加热,随着水温逐步升高,达到沸点后,水开始沸腾,水蒸气使双金属片发生形变推动蒸汽开关,从而使电水壶在水烧开后自动断电。
双金属片是由二种或多种具有合适性能的金属或其它材料所组成的一种复合材料.由于各层金属的热膨胀系数不同,当温度变化时,主动层的形变要大于被动层的形变,从而双金属片的整体就会向被动层一侧弯曲,实现动作.为防止蒸汽开关失效,常见的电水壶位于发热盘底部还有一个双金属片开关,当水壶内的水被烧干,双金属片开关发生形变,接触点分离,断开电路,起到保护作用。
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,若使用PTC加热元件代替电热丝,可以有效防止干烧的危险.PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”.用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,所以现在很多高档的电热水壶采用了PTC加热元件,图丙就是用PTC加热元件制成的某新型电热水壶的工作原理图和PTC电阻RT随温度变化的图像。
(1)常见电水壶上部的蒸汽开关和发热盘底部的双金属片开关是_____联的。
(2)乙图中的开关①和②,属于电水壶底部双金属片开关的是_____;开关①中的材料a的膨胀系数_____(大于/小于/等于)材料b的膨胀系数。
(3)图丙所示电热水壶中电阻RR1的居里点温度是_____,若该电热水壶的额定功率为1100W,则定值电阻Ro的阻值为_____。
(4)下列关于PTC加热元件电水壶的说法正确的是__________。
A.电水壶不是利用电流的热效应工作的
B.PTC加热元件的温度会超过100℃
C.PTC加热元件的电阻随着温度的升高一直在变大
D.电水壶烧开水之后要及时灌到保温瓶中否则水会变凉
(5)发挥你的想象PTC材料制成的发热元件还可以应用在哪些场合__________。(说出两点)
22. 光速的测定在物理学中有多种方法,迈克耳逊曾用类似于下述方法在地球上较精确测定了光速。将激光发射器和接收装置按图示位置固定,装置a是四个侧面均镀有高反光涂层的正方体,可绕固定的中心轴转动(图示为俯视图),当正方体转动到图示位置静止时,激光束恰能以角照射到某侧面中心P点处,反射到相距几十公里外的一个山顶上,经此处的光反射器(内部结构未画出,不计光在其中的传播时间)反射后,平行于原光线射到正方体另一侧面中心Q点处,最终被接收装置接收到。
(1)若光速为,正方体到光反射器之间的距离为30km,则光从P点射出到射回Q点所用的时间为_______s;
(2)正方体快速转动一周,光反射器能接收到_______次激光的照射;
(3)当正方体的转速为n圈/秒时,接收装置可接收到激光,正方体与对面山顶光反射器间距离用d(单位:m)表示,则测得的光速可能为_______m/s。(填写选项符号)
A.8nd B.12nd C.16nd D.20nd
23. 一天,小伟乘坐爸爸开的车遇到警察检查“酒驾”,一人向一个仪器的气管吹气便可检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少程度。这是什么原理呢?小伟对这个问题进行了探究:他上网查询,找到了一款“半导体呼气式酒精测试仪”,如图甲所示,其简化电路如图乙,图中R1为定值电阻,R2为酒精传感器。传感器采用氧化锡半导体材料制成,当传感器中的氧化物暴露在空气中时,由于氧气的吸附,使其内部的电子数量减少,电阻增大。如果空气中存在某种特定的还原性气体(如酒精气体),与吸附的氧气反应,导致氧化物电阻减小,从而引起检测仪表示数发生变化。测试仪工作时,酒精传感器R2的阻值与周围气体中酒精浓度C1的关系如下表所示,检测仪将R1两端电压转换为呼出气体中酒精浓度C1显示在屏幕上。
浓度C1/()
0.06
009
0.10
0.15
0.21
0.30
0.36
040
0.45
R/Ω
200
160
150
115
90
69
60
56
53
通常,人体呼气酒精浓度C1与血液酒精浓度C2的关系为:C2=2000C1,国家规定,当时属于饮酒驾车,当时属于醉酒驾车。请根据以上信息,回答下列问题:
(1)酒精检测仪可以把气体浓度信号转换为 _____信号输出;
(2)若长时间使用后电池电压下降,会导致所测酒精浓度读数比实际的 _______(“偏大”或“偏小”);
(3)如果图乙中电源电压U=3V,R1=100Ω,某次检测时,警察判定某司机属于饮酒驾驶,则R1两端的电压可能是 _____;
A.1V B.1.5V C.2V D.2.5V
(4)结合表中数据及题中相关参数分析,R1两端电压U1与酒精气体浓度的关系图像如图,合理的是 _____。
A. B. C. D.
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物理试题卷
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项:
1.本试卷共10页,满分共150分,考试时间为150分钟。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、考试证号用0.5毫米黑色字迹的签字笔填写在试卷及答题卡上指定的位置。
3.答案必须按要求填涂、书写在答题卡上,在试卷、草稿纸上答题一律无效。
4. 作弊者,本卷按0分处理。
第I卷(选择题)(满分40分)
一、选择题(每题2分,共20题,共40分)
1. 鱼洗是我国古代盥洗用具,在先秦时期已被普遍使用,而能喷水的铜质鱼洗大约出现在唐代。注入半盆水后,用双手搓把手,会发出嗡嗡声,盆内水花四溅。传说,众多“鱼洗”声能汇集成千军万马之势,曾吓退数十里外的敌军。下列分析正确的是( )
A. “鱼洗”发出的嗡嗡声是噪声
B. “鱼洗”发出的声音只能靠盆中的水传入人耳
C. “水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动
D. 众多“鱼洗”声汇集改变了声音的音调
【答案】C
【解析】
【详解】A.“鱼洗”发出的嗡嗡声是有规则的振动产生的,不是噪声,故A错误;
B.“鱼洗”发出的声音可以靠盆中的水、铜盆和空气传入人耳,故B错误;
C.声音是由物体振动产生的,“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动,故C正确;
D.众多“鱼洗”声汇集增大了声音的响度,故D错误。
故选C。
2. 中华诗词蕴含着丰富的物理知识,下列古诗词中有关物态变化的分析正确的是( )
A. “照水冰如鉴,扫雪玉为尘”,冰的形成属于凝华现象
B. “孤舟蓑笠翁,独钓寒江雪”,雪的形成属于升华现象
C. “惊蛰云不停,寒到五月中”,云的形成属于汽化现象
D. “道狭草木长,夕露沾我衣”,露的形成属于液化现象
【答案】D
【解析】
【详解】A.冰的形成是凝固现象,故A错误;
B.雪是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶,故B错误;
C.云是空气中的水蒸气液化形成的小水珠,故C错误;
D.露是空气中的水蒸气液化成的小水珠,故D正确。
故选D。
3. 位于大庆市中心的万达商业大楼建有观光电梯,乘客在随电梯竖直上升的过程中,可透过玻璃欣赏到楼外美丽的城市景色。分析这一过程,下列说法中正确的是( )
A. 以地面为参照物,乘客是静止的
B. 以乘客为参照物,地面是静止的
C. 以电梯为参照物,乘客是静止的
D. 以地面为参照物,电梯是静止的
【答案】C
【解析】
【详解】A.以地面为参照物,乘客有位置变化,是运动的,故A错误;
B.以乘客为参照物,地面与乘客是远离的,有位置变化,是运动的,故B错误。
C.以电梯为参照物,乘客无位置变化,是静止的,故C正确;
D.以地面为参照物,电梯有位置变化,是运动的,故D错误;
故选 C。
4. 冰壶运动是冬奥会比赛项目之一,冰壶被运动员掷出后,在冰面上减速滑行到停下的过程中,冰壶的平均速度与冰壶被掷出时的速度成正比。若冰壶以的速度被掷出时,在冰面上滑行了8m,则冰壶以的速度被掷出,在冰面上滑行的距离可能为( )
A. 4m B. 8m C. 16m D. 32m
【答案】D
【解析】
【详解】当冰壶以的速度被掷出时,在冰面上滑行了8m。当冰壶以的速度被掷出时,由于冰壶的平均速度与冰壶被掷出时的速度成正比,故平均速度为原来的2倍;冰壶受到的阻力是固定不变的,在阻力的作用下,冰壶速度减小的快慢是一定的,则将原来二倍的平均速度减小到0需要时间是原来的2倍。即平均速度和滑行时间都变为原来的两倍,所以滑行距离为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5. 如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮,用来提升完全相同的两个物体(不计绳重、滑轮重和摩擦),拉力F甲、F乙分别作用在绳端和拉钩上,绳端和拉钩均沿竖直方向匀速上移了相同距离,该过程中物体上升的高度分别为h甲、h乙,两装置的有用功分别为W甲、W乙,机械效率分别为η甲、η乙,则下列说法中正确的是( )
A. F甲: F乙=1:2 B. h甲:h乙=1:2
C. W甲:W乙=1:1 D. η甲:η乙=1:1
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知
则有
故A错误;
B.绳端和拉钩均沿竖直方向匀速上移了相同距离,设距离为s,则有
故
故B错误;
C.两装置的有用功分别为
可得
故C错误;
D.两装置的机械效率分别为
故
故D正确。
故选D。
6. 如图甲所示,停车场的入口处常用闸杆来控制车辆的出入。将闸杆看作一个质量分布均匀的杠杆,如图乙所示,O为杠杆的支点,杠杆的重力G=40N,AB=3.2m,AO=0.4m。下列说法正确的是( )
A. 升起闸杆时,施加在A端的力为动力,此时闸杆是省力杠杆
B. 升起闸杆时,沿F1方向比沿F2方向更省力
C. 要使闸杆水平平衡,则在A端施加的最小力为120N
D. 适当将支点O向A靠近,可以减小升起闸杆的动力
【答案】C
【解析】
【详解】A.升起闸杆时,施加在A端的力为动力,此时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故A错误;
B.根据杠杆平衡条件,当阻力、阻力臂一定时,动力臂越小,动力越大;升起闸杆时,的力臂比的力臂小,所以,沿方向更费力,故B错误;
C.由上可知,F2为最小力,要使闸杆水平平衡,根据杠杆的平衡条件可知,
代入数据得
解得
即在A端施加的最小力为120N,故C正确;
D.适当将支点O向A靠近,则阻力不变,阻力臂变大,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,升起闸杆所需的动力变大,故D错误。
故选C。
7. 如图是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变,R1是力敏电阻,其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S,当车的质量超过限载质量时,电磁铁吸下衔铁,电铃响。根据不同的路面,可以改变滑动变阻器滑片P的位置,来设定不同的限载质量。下列说法错误的是( )
A. 电磁铁能吸下衔铁,是由于通电导体在磁场中受力
B. 检测时,车的质量越大电磁铁的磁性越强
C. 力敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小
D. 若要提高设定的限载质量,应将滑片P向左移动
【答案】A
【解析】
【详解】A.电磁铁是利用电流的磁效应来工作的,因此电磁铁能吸下衔铁,是由于通电导体的周围存在磁场,故A错误,符合题意;
BC.闭合开关S,当车的质量超过限载质量时,电磁铁吸下衔铁,说明压力增大,电路中的电流增大,由欧姆定律可知电路中的总电阻减小,R1和R2串联,设定限载质量后,R2不变,力敏电阻R1的阻值减小,可以得到力敏电阻的阻值随压力的增大而减小;检测时,车的质量越大,车的重力越大,对力敏电阻的压力越大,力敏电阻的阻值越小,电路中的电流越大,电磁铁的磁性越强,故BC正确,不符合题意;
D.若要提高设定的限载质量,此时力敏电阻的阻值减小,电磁铁吸下衔铁时的电流不变,根据欧姆定律可知,电路的总电阻不变,应该增大滑动变阻器的电阻,应将滑片P向左移动,故D正确,不符合题意。
故选A。
8. 图是温度自动报警器原理示意图,当水银温度计内的水银柱上升至与其上端的金属丝相接触时,出现的情况是( )
A. 红灯亮 B. 绿灯亮
C. 红、绿灯同时亮 D. 红、绿灯都不亮
【答案】A
【解析】
【详解】读图可知,当水银温度计内的水银柱上升至与其上端的金属丝相接触时,左边控制电路接通,电磁铁获得磁性,吸引衔铁向下运动,使触点与上面断开,与下面连通,此时绿灯灭、红灯亮。
故选A。
9. 如图甲所示,电源的电压U=6V,R0为定值电阻,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示:图Ⅰ描述滑动变阻器的功率随其两端电压的变化规律,图Ⅱ描述电压表示数随电流表示数的变化规律、图Ⅲ描述效率(滑动变阻器消耗的功率与电路消耗总功率之比随滑动变阻器电阻的变化规律,电表、导线对电路的影响不计。则下列说法正确的是( )
A. 定值电阻R0的阻值为5Ω
B. 滑动变阻器最大阻值6Ω
C. Ⅰ图上b点的坐标(3V,4.5W)
D. Ⅱ图上经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积为2.68W
【答案】C
【解析】
【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II可知,电路中的最大电流I大=3A,由可得,定值电阻的阻值
故A错误;
B.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Ⅲ可知,最大效率为80%,则
解得
R滑=8Ω
故B错误;
C.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电功率:
当
R=R0=2Ω
时,变阻器消耗的电功率最大,由图I可知,变阻器消耗的最大功率为4.5W,此时电路中的电流
电压表的示数
UR=IR=1.5A×2Ω=3V
则I图上b点的坐标(3V,4.5W),故C正确;
D.由图II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
U滑=I小R滑大=0.6A×8Ω=4.8V
则II图上经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积
P=U滑I小=4.8V×0.6A=2.88W
故D错误。
故选C。
10. 如图,甲、乙两个实心物体静止在水平面上,甲为底面积为、高3m的均匀柱状体,乙为边长为1m的正方体。当沿水平方向截取不同高度的甲物体,并平放在乙物体正上方时,甲、乙对地面的压强随截取的高度h的变化如图所示,则下列说法不正确的是( )
A. 甲、乙密度相同 B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.结合图像并根据
可得,甲与乙的密度之比为
则甲、乙密度相同,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,甲截取高度为h1时,甲剩余部分对地面的压强与叠加后乙对地面的压强相等,则有
代入密度得
化简得
代入数据
解得,故B错误,符合题意;
C.p1、p0的压强之比
由上式可得,故C正确,不符合题意;
D.由图可知,p2对应的压强为把甲全部放在乙上时的压强,p1、p2压强之比
故D正确,不符合题意。
故选B。
第II卷(非选择题)(满分110分)
11. 我劳动,我快乐!小明在打扫卫生时使用的洒水壶如图所示。小明用洒水壶提水时,用A 把手,用洒水壶洒水时,用B把手,这是运用了力的作用效果与力的___________有关,壶内水静止时,壶身和壶嘴内的水面是___________的,这是利用了___________原理。
【答案】 ①. 作用点 ②. 相平的 ③. 连通器
【解析】
【详解】[1]用洒水壶提水时,用A把手,用洒水壶洒水时,用B把手,用不同的把手效果不同,说明力的作用效果与力的作用点有关。
[2][3]连通器是上端开口、底部互相连通的容器,在连通器中注入同一种液体,在液体不流动时,各容器的液面总是保持在同一水平面上,壶内水静止时,壶身和壶嘴内的水面是相平的,说明洒水壶利用了连通器的原理。
12. 如图所示,生活中有很多地方涉及物理知识,请运用你学到的知识完成下列问题。
(1)甲图中地下通道的通风原理是:流体中,___________;
(2)乙图中在木块被拉回桌面的过程中,木块受到的摩擦力________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)丙图中自制气压计随电梯从十楼下降至一楼,气压计细玻璃管中的液面会_______(选填“上升”或“下降”);
(4)如图所示让一条形磁铁由静止释放,不考虑空气阻力,当磁铁穿过线圈时,线圈中有电流产生。在这个过程中,磁铁的机械能________(选填“不变”、“增加”或“减小”)。
【答案】(1)流速越大,压强越小
(2)不变 (3)下降
(4)减小
【解析】
【小问1详解】
甲图中地下通道的通风原理是:流体中,流速越大,压强越小。遮雨盖向下凸起,当风吹过时,遮雨盖下方空气流速较大,压强减小,则地下通道内的气体可以从通道流出。
【小问2详解】
乙图中在木块被拉回桌面的过程中,木块对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,木块受到的摩擦力不变。
【小问3详解】
气压随高度降低而增大,丙图中自制气压计随电梯从十楼下降至一楼,由于大气压变大,瓶内气压不变,则气压计细玻璃管中液面会下降。
【小问4详解】
如图所示让一条形磁铁由静止释放,不考虑空气阻力,当磁铁穿过线圈时,线圈中有电流产生。在这个过程中,磁铁的机械能转化为电能,磁铁的机械能减小。
13.
(1)2008年9月25日21时10分,神舟七号飞船在酒泉卫星发射中心点火升空,27日下午,航天员翟志刚担任出舱航天员,成为中国太空行走第一人。我们看到的这些信息是通过_________波从神舟七号传递到地球上的;我们能听到航天员与地面操作人员的对话,是由于电视机喇叭纸盆的_________。
(2)目前我国核电站的核反应堆中发生的是可以控制的核_________变(填“聚”或“裂”);煤、石油和天然气属于___________再生能源(填“可”或“不可”)。
(3)电动自行车“心脏”是电动机,它是利用___________的原理工作的;若下坡时将电源输出关闭,电动机就变成了“发电机”,它的工作原理是___________。
(4)内燃机的一个工作循环有四个冲程,在如下图中所示的冲程中,它将_______能转化成________ 能。
(5)今年3月1日16时13分10秒,嫦娥一号卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下,准确坠落于月球丰富海区域。在嫦娥一号卫星撞向月球的过程中,其动能不断_________,重力势能不断___________,其机械能的总量___________(选填“增加”、“减少”或“不变”)。
(6)小明站在竖直放置的平面镜前1m处,在镜子对面3m的竖直墙壁上有一幅地图,他在镜中看到的地图距他___________m;当他向平面镜靠近0.2m时,他在镜中的像距他___________m;当他以0.5 m/s速度平行于平面镜行走,则他的像相对于他的速度大小为_________m/s。
【答案】(1) ①. 电磁 ②. 振动
(2) ①. 裂 ②. 不可
(3) ①. 通电导体在磁场中受力 ②. 电磁感应
(4) ①. 内 ②. 机械
(5) ①. 增大 ②. 减小 ③. 不变
(6) ①. 4 ②. 1.6 ③. 0
【解析】
【小问1详解】
[1]电磁波可以在真空中传播,声波不能在真空中传播,我们看到的这些信息是通过电磁波从舟州七号传递到地球上的。
[2]声音是由物体振动产生的,能听到航天员与地面操作人员的对话,是由于电视机喇叭纸盆的振动的缘故。
【小问2详解】
[1]核裂变是可控的,目前核电站是利用核裂变释放的核能来发电的。
[2]煤、石油和天然气在短时间内不能得到补充,属于不可再生能源。
【小问3详解】
[1]电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的,将电能转化为机械能。
[2]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生感应电流,叫电磁感应现象。发电机就是电磁感应原理工作的,将机械能转化为电能。
【小问4详解】
[1][2]图中内燃机的进气门、排气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程,将内能转化成机械能。
【小问5详解】
[1][2]卫星撞向月球的过程,卫星和月球的相对高度减小,质量不变,重力势能减小;卫星撞向月球的过程是重力势能转化为动能,重力势能减小,动能增大。
[3]月球表面没有空气,没有摩擦,不会出现摩擦生热,转化过程中机械能是守恒的,故机械能的总量不变。
【小问6详解】
[1]平面镜所成的像与物体到镜面的距离相等,地图距镜面3m,地图的像距镜面也是3m,人距镜面1m,所以他在镜中看到的地图距他的距离为
[2]人距镜面1m,人靠近镜子0.2m后距镜面0.8m,像距镜面0.8m,所以他在镜中的像距他
[3]当小明以0.5 m/s速度平行于平面镜行走,则他的像相对于平面镜也是平行运动的,他的像相对于他之间的距离没有变化,是静止的,所以它的像相对于他的速度为0m/s。
14. 物理社团的同学们设计了一个电动升降机,如图甲所示,轻质薄壁圆柱形容器置于水平地面上,装有25cm深的水,圆柱体A被轻质细杆悬挂于O点,静止时A的下表面与液面刚好相平。打开电动升降机,让圆柱体A浸入液体中,直到圆柱体A刚好与容器底部接触,轻质细杆产生的弹力大小F与圆柱体A移动的距离h的关系,如图乙所示。已知圆柱体A与容器高度相同,圆柱体A的底面积为100cm2,容器底面积为200cm2,则圆柱体A的重力为______N;当轻质细杆对圆柱体A施加竖直向下3N的力时,则圆柱体A受到的浮力为______N;撤走细杆,待圆柱体A静止后,沿水平方向将圆柱体A浸在液体中的部分截去并取出,则A剩余部分静止时,容器对水平地面的压强为______Pa。
【答案】 ①. 27 ②. 30 ③. 2475
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,当h为0时,圆柱体A未浸入水中,细杆对圆柱体A向上的拉力等于A的重力,所以A的重力为
G=F=27N
[2]A物体浸入水中未浸没前,因为物体下降且水面上升,故此时物体排开水的体积增加较快,所以受到的浮力增加较快,杆对物体向上的拉力减小得较快;当水面上升到容器口处时,物体A向下运动,排开水的体积增加得比原来慢了,浮力增加得慢了,杆对A的拉力减小得慢了。之后,随着物体的下降,物体受到的浮力越来越大,则杆对物体向上的拉力越来越小,当杆对物体向上的拉力减小到0时,说明此时物体受到的浮力与自身重力相等。当物体继续下降,刚好与容器底接触,此时物体浸没,杆对物体向下的压力为9N,此时,物体受到的浮力为
物体体积等于排开水的体积,为
此时物体高(容器高)为
当杆对物体向下的压力为3N时,物体受到的浮力为
[3]撤走细杆,物体A受到的浮力大于重力,物体A将上浮,最终漂浮在水面,漂浮时,物体A受到的浮力等于重力,大小为27N。此时物体排开水的体积为
此时物体浸入水中的深度为
物体A截去部分的体积为
则物体剩余部分体积为
同种物质,质量与体积成正比,重力与质量成正比,则物体剩余部分重力为
物体A向下运动时,容器中水面上升,由图乙可知,物体A下降5cm时,水开始溢出,当物体A刚好与容器底部接触时,溢出水的体积最多,由于从始至终未向容器中加水,则撤走细杆,剩余水的体积为
容器中剩余水的重力为
撤走细杆后,容器对水平地面的压力等于剩余水与剩余物体的重力和,则容器对水平地面的压强为
15. 作图题
(1)下图中,O是杠杆的支点,画出拉力F的力臂,并用字母l标出。
(2)下图中M1、M2是互相垂直的两平面镜,a为射向M1的光线经M2后的反射光线。请根据平面镜对光线的反射规律画出射向M1的光线。
(3)下图为研究通电螺线管内外磁场方向演示实验原理图。当闭合电键S时,标出螺线管内的小磁针a及螺线管外的小磁针b、c的N极的方向。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
延长力F的作用线,过支点作力的作用线的垂线,支点到垂足间的距离为力臂l,据此作图。
【小问2详解】
a与M2的交点为M2镜面的入射点,过该入射点作法线,根据反射角等于入射角,作出入射光线,该光线为M1镜面的反射光线,过M1的入射点作法线,根据反射角等于入射角,作出入射光线,据此作图。
【小问3详解】
闭合开关后,电流由螺线管的右侧流入、左侧流出,根据安培定则可得,通电螺线管的左端为N极、右端为S极;在磁体的外部,磁感线从N极指向S极;在磁体的内部,磁感线从S极指向N极,小磁针的N极指向表示该点的磁场方向,据此作图。
16. 如图甲所示是一种塔式起重机上的滑轮组。已知在匀速吊起的货物时,滑轮组的机械效率是80%,不计摩擦和绳重,g取。
(1)绳端的拉力F是多大?
(2)货物在内匀速上升,绳端拉力的功率是多大?
(3)图乙中悬吊货物所用动滑轮与图甲中相同,若配重质量为,平衡臂长,起重臂长,当把货物送至最右端且塔臂在水平位置平衡时,求此时货物的质量。
【答案】(1)2500N;(2)3750W;(3)850kg
【解析】
【分析】
【详解】(1)货物的重量为
由图知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=3,根据
可知绳端的拉力F为
动滑轮重量为
(2)货物在内匀速上升,则货物上升速度为
绳端速度为
则绳端拉力的功率是
(3)配重质量为,其重量为
当把货物送至最右端且塔臂在水平位置平衡时,根据杠杆平衡条件可知
则绳端拉力为
求此时货物的重量为
则货物的质量为
答:(1)绳端的拉力F是2500N;
(2)货物在内匀速上升,绳端拉力的功率是3750W;
(3)此时货物的质量为850kg。
17. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0、R1均为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S1,断开开关S2,当滑动变阻器的滑动触头在a端时,电压表V1的示数为2.4V,电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中,电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。
(1)求R1的阻值;
(2)求R2的最大阻值;
(3)同时闭合S1和S2,当R2的阻值为何值时,R2的电功率最大?R2电功率的最大值是多少?
【答案】(1)8Ω;(2)10Ω;(3)8Ω;0.28125W
【解析】
【分析】
【详解】(1)由题意知,闭合开关S1,断开开关S2,当滑动变阻器的滑动触头在a端时,电压表V1的示数为2.4V,电流表示数为0.3A。则R1的阻值为
(2)由题意,结合图甲和图乙可知,滑动变阻器滑动触头从a端移动到b端的过程中,电路中的总电阻增大,电流减小,当滑动变阻器滑片滑到b端时,电压表V1的示数为1.2V,电压表V2的示数为2.7V。则此时加在滑动变阻器两端的电压为
U4=U2-U3=2.7V-1.2V=1.5V
此时电路中的电流为0.15A,则R2的最大阻值为
(3)当滑动变阻器的滑片在a端时,可知
当滑动变阻器的滑片在b端时,可知
由以上两式子联立可得U=3V,R0=2Ω。可知,电源的电压为3V。
同时闭合S1和S2,电阻R0被短路,此时电路中只有R1和R2串联接入电路,R2的电功率为
当R2的阻值为8Ω时,P取得最大值,最大值为0.28125W。
答:(1)R1的阻值为8Ω;
(2)R2的最大阻值为10Ω;
(3)同时闭合S1和S2,当R2的阻值为8Ω时,R2的电功率最大;R2电功率的最大值是0.28125W。
18. 图甲是某居民楼前的无障碍通道,一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行,图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小,小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。(g取10N/kg)
(1)使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐,正确测量B点高度,结果如图乙,为______cm;
(2)选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象,进行了如下操作:
①正确使用弹簧测力计,测出小车重为2.0N;
②将弹簧测力计与斜面平行放置并______,然后沿斜面方向匀速拉动小车,如图乙所示,弹簧测力计示数为______N;
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为______J;利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为______;
(3)在小车上逐渐添加重物,测出小车的总重G,测出沿斜面匀速拉动小车需要的力,计算出拉小车从A点到B点所做的功W1;计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标,以小车总重为横坐标,建立平面直角坐标系,作出W1和W2与小车总重G的关系图像,分别如图丙中的线段a和b;
①由图像可知:用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重______(选填“有关”或“无关”);
②若这位母亲的质量为50kg,所坐的轮椅质量为20kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,力的大小为______N。
【答案】 ①. 9.00cm ②. 重新调零 ③. 0.3 ④. 0.3 ⑤. 60% ⑥. 无关 ⑦. 105
【解析】
【详解】(1)[1]由图乙可知,该刻度尺每大格为1cm,平均分成10小格,即分度值为0.1cm,故B点高度为9.00cm。
(2)②[2]弹簧测力计在不同方向上使用时,都需要重新进行调零。
[3]由图乙可知,弹簧测力计每大格表示0.2N,平均分成10小格,即分度值为0.02N,故弹簧测力计示数为0.3N。
③[4]将小车从A点拉到B点的过程中,距离为1m,则拉力所做的功为
[5]有用功为
故机械效率为
(3)①[6]机械效率等于有用功与总功的比值,即W2与W1的比值,由图丙可得,W1与W2分别与物体的重力成正比,即
,
则W2与W1的比值为
而k1、k2为定值,即W2与W1的比值也为定值,故用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关。
②[7]由图丙可以,随着总重的增加,拉小车从A点到B点所做的功W1成正比例增加,当总重为1N时,W1为0.15J,故它们之间的函数关系为
若这位母亲的质量为50kg,所坐的轮椅质量为20kg,则此时总重
则此时拉小车从A点到B点所做的功
则此时推力
19. 如图1为“测量小灯泡的电阻”的实验(小灯泡正常发光时电压为2.5V)。
(1)闭合电路前滑动变阻器的滑片应移至最______ (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关后灯泡不亮,电压表和电流表均偏转,则下一步操作应该是______ ;
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.更换电池
D.移动滑片
(3)小明改变灯泡两端的电压,进行了多次实验,实验数据记录如下表;
数据序号
1
2
3
电压U/V
1.2
1.8
2.5
电流I/A
0.10
0.15
①第三次测量时电流表的示数如图2所示为______ A;
②小灯泡正常发光时的电阻为______ Ω。
(4)利用本实验器材______ (选填“可以”或“不可以”)完成探究电流与电压的关系;
(5)小红设计了另一种测量定值电阻Rx的方案,如图3所示,已知方案中定值电阻的阻值为R0,电源电压未知。将以下实验步骤补充完整:
①断开开关S2,闭合开关S、S1,电压表的示数为U1;
②______ ,电压表的示数为U2;
③写出待测电阻Rₓ的表达式,Rₓ=______ 。(用U1、U2、R0表示)。
【答案】 ①. 左 ②. D ③. 0.2 ④. 12.5 ⑤. 不可以 ⑥. 断开开关S1,闭合开关S、S2 ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片右侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的最左端。
(2)[2]电压表和电流表均偏转,说明电路为通路,灯泡不亮,说明通过灯泡的电流太小,导致灯泡实际功率太小,不足以使灯泡发光,因此接下来应进行的操作是:移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(3)①[3]图2中电流表选用小量程,分度值为,示数为。
②[4]灯泡在额定电压下正常发光,由欧姆定律可知,小灯泡正常发光时的电阻
(4)[5]探究电流与电压的关系,需要保持电阻不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,所以不可以用小灯泡做此实验。
(5)①断开开关,闭合开关S、,两电阻串联,电压表测量两端的电压,记录电压表的示数,即两端的电压。
②[6]断开开关,闭合开关S、,两电阻串联,电压表测量电源的电压,记录电压表的示数,即电源电压。由串联电路的电压特点可知,两端的电压
欧姆定律和串联电路的电流特点可知,通过Rₓ的电流
③[7]待测电阻阻值的表达式
20. 如图,科技小组设计了一种汽车油量表模拟装置,其中电源电压U为5V,线圈电阻R0=2Ω,R2为电阻箱,R1是粗细均匀的总阻值为10Ω的弧形电阻(两端有接线柱A、B),其阻值与长度成正比,金属滑片P做成一根可以绕O点转动的杠杆,另一端通过一根可以自由转动的轻杆和浮标相连,油量表是用量程为0~3V的电压表改装而成,要求它的示数随油箱中的汽油油面的下降而减小(油箱足够大),当线圈R0中的电流大于或等于0.5A时,衔铁被吸合,提示灯亮,表示油量不足。
(1)该装置中,用导线将接线柱C与接线柱_______相连;
(2)正确连接装置后进行调试,要使提示灯刚亮时,电压表示数刚好为零,则电阻箱R2接入电路的阻值应调至多大_______?
(3)调试结束后,向油箱中加满油时,滑片P刚好在B点,此时线圈R0消耗的功率为多大_______?
(4)若想实现从提示灯亮起至油箱加满油的过程中,电压表的示数在0~3V的最大范围内变化,且滑片P在最大范围内移动,则应将电源电压U调为_______V,同时将R2接入电路的阻值调为_______Ω。
【答案】 ①. A ②. 8Ω ③. 0.125W ④. 7.5 ⑤. 13
【解析】
【详解】解:(1)[1]由题意可知,要求电压表的示数随油箱中的汽油油面的下降而减小,观察该图可知,电压表是并联在弧形电阻两端,这是一个串联电路,根据串联电路的分压特点,电压表示数变小,则弧形电阻接入电路的阻值是变小的,而此时,油箱中的汽油油面是下降的,则轻杆的左端是上移的,只有用导线将接线柱C与接线柱A相连。
(2)[2]要使提示灯刚亮时,即线圈R0中的电流等于0.5A时,而电压表示数刚好为零,即弧形电阻接入电路的阻值为零,电源电压U为5V,则电路的总电阻为
这时电路中只有R2和R0接入,线圈电阻R0=2Ω,则电阻箱R2为
电阻箱R2为8Ω。
(3)[3]由题意可知,调试结束后,电阻箱R2为8Ω,向油箱中加满油时,滑片P刚好在B点,即总阻值为10Ω的弧形电阻全部电阻接入电路,总阻值为10Ω,线圈电阻R0=2Ω,根据欧姆定律可知,电路的电流为
电路的电流为0.25A,根据电功率的推导式,可知此时线圈R0消耗的功率为
可知此时线圈R0消耗的功率为0.125W。
(4)[4][5]由题意可知,当指示灯发光时,电压表示数为最小,为0,这时滑动变阻器接入电路的电阻为0,而电路的电流为最大0.5A;而另一方面,当加满油时,电压表示数最大,为3V,这时滑动变阻器接入电路的电阻为最大10Ω,电流为最小,大小为
设电源电压为,电阻箱接入电路的阻值为,当油箱满油时,滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω,电流达到最小,根据欧姆定律可知,电源电压为
当油箱油量不足时,这时滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路中的电流达最大,根据欧姆定律可知,电源电压为
结合上面两式,解得、,即应将电源电压U调为7.5V,同时将R2接入电路的阻值调为13Ω。
答:(1)该装置中,用导线将接线柱C与接线柱A相连;
(2)正确连接装置后进行调试,要使提示灯刚亮时,电压表示数刚好为零,则电阻箱R2接入电路的阻值应调至8Ω;
(3)调试结束后,向油箱中加满油时,滑片P刚好在B点,此时线圈R0消耗的功率为0.125W。
(4)若想实现从提示灯亮起至油箱加满油的过程中,电压表的示数在0~3V的最大范围内变化,且滑片P在最大范围内移动,则应将电源电压U调为7.5V,同时将R2接入电路的阻值调为13Ω。
21. 阅读短文,回答问题:
电水壶
电水壶是家庭中常见的用电器,它使用方便快捷,深受人们的喜爱,接通电源后闭合开关即开始加热,随着水温逐步升高,达到沸点后,水开始沸腾,水蒸气使双金属片发生形变推动蒸汽开关,从而使电水壶在水烧开后自动断电。
双金属片是由二种或多种具有合适性能的金属或其它材料所组成的一种复合材料.由于各层金属的热膨胀系数不同,当温度变化时,主动层的形变要大于被动层的形变,从而双金属片的整体就会向被动层一侧弯曲,实现动作.为防止蒸汽开关失效,常见的电水壶位于发热盘底部还有一个双金属片开关,当水壶内的水被烧干,双金属片开关发生形变,接触点分离,断开电路,起到保护作用。
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,若使用PTC加热元件代替电热丝,可以有效防止干烧的危险.PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”.用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,所以现在很多高档的电热水壶采用了PTC加热元件,图丙就是用PTC加热元件制成的某新型电热水壶的工作原理图和PTC电阻RT随温度变化的图像。
(1)常见电水壶上部的蒸汽开关和发热盘底部的双金属片开关是_____联的。
(2)乙图中的开关①和②,属于电水壶底部双金属片开关的是_____;开关①中的材料a的膨胀系数_____(大于/小于/等于)材料b的膨胀系数。
(3)图丙所示电热水壶中电阻RR1的居里点温度是_____,若该电热水壶的额定功率为1100W,则定值电阻Ro的阻值为_____。
(4)下列关于PTC加热元件电水壶的说法正确的是__________。
A.电水壶不是利用电流的热效应工作的
B.PTC加热元件的温度会超过100℃
C.PTC加热元件的电阻随着温度的升高一直在变大
D.电水壶烧开水之后要及时灌到保温瓶中否则水会变凉
(5)发挥你的想象PTC材料制成的发热元件还可以应用在哪些场合__________。(说出两点)
【答案】 ①. 串 ②. ② ③. 大于 ④. 100℃ ⑤. 10Ω ⑥. B ⑦. 见详解
【解析】
【详解】(1)[1]由文中信息可知,电热水壶上的蒸汽开关与双金属片开关相互影响,只有同时闭合时才能工作,当一个开关断开时,电路就断开,故它们是串联接在电路中。
(2)[2]乙图中的开关①是电水壶的蒸汽开关,是利用水沸腾时产生的水蒸气使双金属片发生形变而工作的;开关②是电水壶底部双金属片开关,当水壶内的水被烧干,双金属片开关发生形变,接触点分离,断开电路,起到保护作用。
[3]开关①中的材料a的膨胀系数大于材料b的膨胀系数,这样在温度上升时,a的伸长量大于b的伸长量,双金属片向b一侧弯曲。
(3)[4][5]根据图象可知,电阻RT的居里点温度是100℃;当PTC加热元件的温度达到100℃时,RT的阻值为34Ω,此时电路中的电流为
由可知,电路中的总电阻为
则定值电阻R0的阻值为
R0=R−RT=44Ω−34Ω=10Ω
(4)[6]A.电水壶是利用电流的热效应工作的,故A错误;
B.根据题意可知,PTC加热元件的温度会超过100℃,故B正确;
C.根据题意可知,PTC加热元件的电阻随着温度的升高先减小后增大,故C错误;
D.根据题意可知,用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,电水壶烧开水之后,水不会变凉,故D错误。
故选B。
(5)[7]PTC材料制成的发热元件还可以应用在孵化器中;恒温箱中;电热毯中;电热油汀中等场合。
22. 光速的测定在物理学中有多种方法,迈克耳逊曾用类似于下述方法在地球上较精确测定了光速。将激光发射器和接收装置按图示位置固定,装置a是四个侧面均镀有高反光涂层的正方体,可绕固定的中心轴转动(图示为俯视图),当正方体转动到图示位置静止时,激光束恰能以角照射到某侧面中心P点处,反射到相距几十公里外的一个山顶上,经此处的光反射器(内部结构未画出,不计光在其中的传播时间)反射后,平行于原光线射到正方体另一侧面中心Q点处,最终被接收装置接收到。
(1)若光速为,正方体到光反射器之间的距离为30km,则光从P点射出到射回Q点所用的时间为_______s;
(2)正方体快速转动一周,光反射器能接收到_______次激光的照射;
(3)当正方体的转速为n圈/秒时,接收装置可接收到激光,正方体与对面山顶光反射器间距离用d(单位:m)表示,则测得的光速可能为_______m/s。(填写选项符号)
A.8nd B.12nd C.16nd D.20nd
【答案】 ①. ②. 4 ③. A
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]若光速为3×105km/s,正方体到光反射器之间的距离为30km,从P点到Q点,光线要往返,总距离为
所用时间为
(2)[2]正方体快速转动一周,四条边上各有一个点可以满足反射角刚好能让光反射器接收到激光照射,因此共4次。
(3)[3]要使接收装置可接收到激光,必须使转速符合正方体转周的时间与光线从P点到Q点的时间相同,当正方体的转速为n圈/秒时,转动周期为
转过周的时间为
正方体与对面山顶光反射器间距离用d(单位:m)表示,光传播的时间为
则
可求得光速可能为
故A符合题意。
故选A。
23. 一天,小伟乘坐爸爸开的车遇到警察检查“酒驾”,一人向一个仪器的气管吹气便可检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少程度。这是什么原理呢?小伟对这个问题进行了探究:他上网查询,找到了一款“半导体呼气式酒精测试仪”,如图甲所示,其简化电路如图乙,图中R1为定值电阻,R2为酒精传感器。传感器采用氧化锡半导体材料制成,当传感器中的氧化物暴露在空气中时,由于氧气的吸附,使其内部的电子数量减少,电阻增大。如果空气中存在某种特定的还原性气体(如酒精气体),与吸附的氧气反应,导致氧化物电阻减小,从而引起检测仪表示数发生变化。测试仪工作时,酒精传感器R2的阻值与周围气体中酒精浓度C1的关系如下表所示,检测仪将R1两端电压转换为呼出气体中酒精浓度C1显示在屏幕上。
浓度C1/()
0.06
0.09
0.10
0.15
0.21
0.30
0.36
0.40
0.45
R/Ω
200
160
150
115
90
69
60
56
53
通常,人体呼气酒精浓度C1与血液酒精浓度C2的关系为:C2=2000C1,国家规定,当时属于饮酒驾车,当时属于醉酒驾车。请根据以上信息,回答下列问题:
(1)酒精检测仪可以把气体浓度信号转换为 _____信号输出;
(2)若长时间使用后电池电压下降,会导致所测酒精浓度读数比实际的 _______(“偏大”或“偏小”);
(3)如果图乙中电源电压U=3V,R1=100Ω,某次检测时,警察判定某司机属于饮酒驾驶,则R1两端的电压可能是 _____;
A.1V B.1.5V C.2V D.2.5V
(4)结合表中数据及题中相关参数分析,R1两端电压U1与酒精气体浓度的关系图像如图,合理的是 _____。
A. B. C. D.
【答案】 ①. 电 ②. 偏小 ③. B ④. D
【解析】
【详解】解:(1)[1]酒精检测仪将气体浓度对电阻的影响转换为电压表示数显示,故是把气体浓度信号转换为电信号输出。
(2)[2]根据表格数据可知,当R2减小时,酒精浓度在增加,又R2减小时,其两端分得的电压减小,根据串联电路分压原理可知,R1两端分得的电压增大,则R1两端电压增加,即电压表示数增大时,表明酒精浓度在增加;故当电池电压下降时,并且R1不变,由可知,电路中的电流变小,R1两端的电压减小,电压表示数显示减小,因此所测量的酒精浓度偏小。
(3)[3]根据题意,国家规定,当20mg/100mL≤C2<80mg/100mL时属于饮酒驾车;当时,因为,人体呼气酒精浓度
根据表格数据可知,当时,,又,则此时电压表示数为
当时,因为,人体呼气酒精浓度
根据表格数据可知,当时,,又,,则此时电压表示数为
所以电压表的示数范围为之间,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)[4]ABD.根据题意C1增大时,R2减小的幅度变慢,总电阻增加得变慢,则电路中的电流增加得变慢,R1不变,根据欧姆定律可知,电压表示数增加得也变慢,故AB不符合题意,D符合题意。
C.当C1为0时,电压表测R1两端的电压不会为0,故C不符合题意。
故选D。
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