物理终极押题猜想(广东省卷专用)2026年中考物理终极冲刺讲练测
2026-05-08
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3份
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344页
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摘要:
**基本信息**
以考情为导向构建“试题前瞻-分析有理-终极猜想”三阶训练体系,聚焦广东中考23个核心专题,融合基础巩固与综合应用,突出物理观念与科学思维的培养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|估测类问题|12题|生活经验对比法、单位换算技巧|从常见物理量到实际场景匹配,建立量感|
|声现象|12题|特性辨析三步法、噪声控制途径分类|声音产生-传播-特性-应用的逻辑链|
|力学计算|7题|受力分析-公式选取-单位统一流程|力-运动-功-能的概念递进关系|
|电学综合|10题|电路动态分析四步法、故障判断口诀|欧姆定律与串并联规律的综合应用|
内容正文:
2026年中考物理终极押题猜想(广东省卷专用)
参考答案
押题猜想一 估测类问题
试题前瞻·能力先查
1
2
C
A
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
C
C
A
A
B
B
A
D
C
A
D
押题猜想二 声现象及其辨析
试题前瞻·能力先查
1
2
A
D
3.振动 乐音 响度
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
D
A
A
C
D
C
A
C
D
11.音色 振动 音调
12.振动 音色 信息
押题猜想三 透镜与光现象辨析
试题前瞻·能力先查
1
2
B
D
3.凸 虚像 远视
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
A
D
C
A
B
B
D
D
A
10.凸 实 大于
11.虚 3 不变
12.不变 增大 虚像
押题猜想四 内能与物态变化辨析
试题前瞻·能力先查
1
2
B
A
3.增大 内能 质量
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
7
8
9
B
C
B
A
B
D
C
D
C
10.扩散 比热容 热传递
11.无规则运动 热传递 减小受力面积
12.大 重力势 不可能
押题猜想五 运动和力
试题前瞻·能力先查
1
2
D
A
3.相互 运动状态 弹性
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
7
8
B
C
C
D
A
C
D
D
9.相互 运动状态 不变
10.0 平衡 匀速直线运动
11. 竖直向下
12.镜面 漫 前
押题猜想六 大气压和流体压强及应用
试题前瞻·能力先查
1
2
D
A
3.变大 相等 静止
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
7
8
B
D
C
B
B
A
A
C
9.小 弹性 增大
10.小 大气压 振动
11.不变 低于 液化
12.连通器 大气压强 重
押题猜想七 电学基础知识
试题前瞻·能力先查
1
2
C
C
3.并联 不变 吸引轻小物体
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
7
8
B
C
A
C
A
D
B
D
9.负 同种 排斥
10.负 正 吸引
11.扩散 电子 半导体
12.= 1.3 不发光
押题猜想八 电路故障与电路设计分析
试题前瞻·能力先查
1
2
C
C
3.
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
7
A
B
A
C
B
B
C
8.串联 1.8 L2短路
9.(1)电阻R短路 灯L短路
(2)灯L不发光,电流表示数不变(为0),则L断路;灯L发光,电流表示数变大,则R断路
10.小灯短路或铅笔芯断路 电流表 小灯泡短路
11.
押题猜想九 机械能及其转化
试题前瞻·能力先查
1
2
D
C
3.重力势 动 减小
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
7
B
B
D
A
D
D
C
8.惯性 减小 增大
9.运动的 减小 小
10.运动状态 不守恒 运动
11.变小 不变 大于
押题猜想十 电磁现象辨析
试题前瞻·能力先查
1
2
D
D
3.正 排斥 右
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
D
A
D
B
D
6.力 电动机 右
7.(1)2.3
(2) 乙 中性
(3) 电流表 能
8.同 S 强 不变
9.电 电流方向 电动
10.力 热 电源
押题猜想十一 生活用电
试题前瞻·能力先查
1
2
C
B
3.相 保护 220
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
A
D
D
B
D
A
7.短路 电流 空气开关
8.乙 ab间断路 有
9.并联 用电器 保护
10.半导体 零 远距离输电
11.并联 短路 地线
12.2 零线 有
押题猜想十二 压强的简单分析
试题前瞻·能力先查
1
2
C
D
3.变小 变小 不变
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
C
B
A
A
C
6.7107 运动状态 超声波
7.不是 深度 >
8.连通器 0.08 变大
9. 1m2面积上受到的压力为 6.25
10.F=pS 1.8×104 减小轮胎气压
11.cm 静止 减小
12.压强 相等 重
押题猜想十三 动态电路分析
试题前瞻·能力先查
1
2
D
B
3. 40
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
C
B
B
C
5.变大 变小 变大
6.变大 变大 变大
7.a 6 40
8.B 变大 变大
9.变亮 0.4 30
10.0.1 20 4
11.(1)S1闭合,S2断开,滑片位于a端时,R1和R3串联,电路的总电阻
(2)当开关、都闭合,滑片位于中点时,滑动变阻器接入电路的阻值为总阻值的一半,R1和R2串联,此时电路中的总电阻为
则滑动变阻器的总阻值为
开关、都闭合,滑片在a端时,仅R1接入电路,此时电路中的电流为
开关、都闭合,滑片在b端时,R1和R2串联,此时电路中的电流为
故滑片从a端移至b端的过程中,电流表示数的变化范围是0.2~0.6A。
押题猜想十四 浮力综合
试题前瞻·能力先查
1
2
C
D
3./84000 不变
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
7
B
B
A
D
B
C
B
8. 自身重力
9.小 相互的 减小
10.大于 变小 不变
11. 小 变小
12.0.5 < =
押题猜想十五 光、力、电磁学作图题
试题前瞻·能力先查
1.
2.
3.
终极猜想·精练通关
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.(1)
(2)
(3)
10.(1)
(2)
(3)
11.
12.
押题猜想十六 探究电流与电阻、电压的关系
试题前瞻·能力先查
1.(1)断开 保护电路
(2)
(3)定值电阻短路
(4)右 2.5
(5)b
2.(1)电压表未调零
(2)左
(3)短路
(4)定值电阻两端的电压
(5)定值电阻两端的电压
(6)20
(7)图像是一条过原点的直线,能直观反映出电压一定时,电流与电阻的倒数成正比。比I-R曲线更易判断规律。
终极猜想·精练通关
1.(1)
(2)左
(3)0.5 7
(4)小于/<
(5)避免偶然性,寻找普遍规律
2.(1)电压表
(2)右
(3)使电压表示数保持不变
(4) 在电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比 3
(5)B
3.(1)
(2)定值电阻R断路
(3)0.3
(4)左 1.2 串联
4.(1)
(2) 电阻短路
(3)右 保持不变
(4)A
5.(1)
(2)断开 短路
(3) 2.5 电压表示数为2.5 V
(4)反比
(5)改变电源电压并多次实验
6.(1)
(2)定值电阻断路
(3)0.2 3
(4)反比
(5)滑动变阻器的最大电阻过小 在电路中串联一个阻值为10Ω的电阻
7.(1)电源
(2)短路
(3)3 左 电压 滑动变阻器的最小阻值太大了
押题猜想十七 探究杠杆的平衡条件
试题前瞻·能力先查
1.(1)G 右端 浮力 从小桶内取出 G0
(2)二
2.(1)平衡 左
(2)左端下沉
(3)使实验结论具有普遍性
(4)等于
(5)2.6 大于 杠杆自身重力
(6)费力 船桨、镊子
终极猜想·精练通关
1.(1)是 右 没有
(2)2
(3)4 不是 将钩码换成弹簧测力计进行实验
2.右 40 62 0.9 纯酒精
3.(1)右 力臂
(2)1.5
(3)变大 动力臂变小
(4)阻力与阻力臂乘积保持不变
4.(1)一 便于测量力臂
(2)向下
(3)相等
(4)0.8 1.25 大
5.(1)右
(2)
(3)将右侧钩码向左移动一个格
(4) B 0 均匀
6.O处 左 大 8×103 0.8×103 小于
7.(1)一 当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来
(2)2
(3)相等
(4)动力×动力臂=阻力×阻力臂
(5)4
押题猜想十八 电阻的测量
试题前瞻·能力先查
1.(1)
(2)断开 电压
(3)
(4)0.26 10.1
(5)10
2.(1)断开 B 电流表正负接线柱接反了
(2)5 减小误差
(3)闭合开关S、S2、断开S1
终极猜想·精练通关
1.(1)28.0 2 0.14
(2) 电压表 5
2.(1)
(2)右 开关
(3)0.24
(4)正
(5)增大 不应该
3.(1)
(2)右
(3)定值电阻R断路
(4)10
(5)滑动变阻器的滑片
(6)
4.(1)
(2)闭合
(3)小灯泡断路
(4)0.18 8.3
(5)小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化
5.(1)电流表
(2)B 2.6
(3) 10
(4)换一个最大阻值更大的滑动变阻器/减小电源电压
6.(1)
(2)不能
(3)灯泡断路
(4) 0.3 12.7
(5)选择电压表小量程,并联在滑动变阻器两端
7.(1)
(2)右 电流表未调零或开关短路
(3)正比
(4)将电压表与滑动变阻器并联 2.2 19
押题猜想十九 电热综合计算题
试题前瞻·能力先查
1.(1)水升高的温度为
加热后水的温度为
(2)天然气完全燃烧放出的热量为
天然气热水器加热水时的效率为
2.(1)当S1、S2断开,S3闭合时,只有R1与电流表串联在电路中,且电流表的示数为0.6A,所以电源电压为
(2)S1断开,S2、S3闭合时,R1与R2并联在电路中,电流表测干路电流,且电流表的示数为0.9A,则通过R2的电流为
R2的阻值为
(3)闭合S1,断开S2、S3时,R1与R2串联在电路中,电路中的电流为
电阻R1的电功率是
终极猜想·精练通关
1.(1)由题意可知,汽车的重力
汽车静止在水平地面上时,对地面的压力等于自身重力,汽车对地面的压力
汽车对地面的压强
(2)由题意可知,汽车行驶8km消耗汽油的质量
燃料完全燃烧放出的热量
汽车发动机所做的有用功
2.(1)飞行器静止在水平地面上时,对地面的压力等于自身总重力,飞行器总重力
因此对地面的压力
(2)根据燃料放热公式,汽油完全燃烧放出的热量
(3)飞行器匀速飞行时,推力与阻力是一对平衡力,大小相等,因此发动机推力
根据功率推导公式,发动机推力的功率
3.(1)由题意得,灯L正常发光时,两端电压等于额定电压,功率等于额定功率,则灯L正常发光的电阻
(2)灯L正常发光时功率等于额定功率,工作时间
消耗的电能
(3)当滑动变阻器接入最大阻值时,电路总电阻最大,电流最小,根据,灯的实际功率最小。此时电路总电阻
电路最小电流
则灯L的最小实际电功率
4.(1)高温挡时,电路中只有组成的简单电路,此时通过座椅垫的电流为
(2)低温挡时,电路由和组成的串联电路,此时电路中电流为
电路的总电阻为
电热丝的阻值为
(3)高温挡座椅垫工作100s产生的热量是
5.(1)根据速度公式,汽车行驶的路程
(2)车辆及乘客总重力
汽车匀速行驶,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,因此牵引力
(3)电池容量
总电能
有用功
根据机械效率公式,电动机的机械效率
6.(1)由题意得,只闭合S1时,只有电动机接入电路,因此通过电动机的电流。闭合、后,电动机与并联,电流表测干路电流,并联支路互不影响,通过电动机的电流仍为。根据并联电路电流规律,通过的电流为
根据并联电路电压规律,两端电压等于电源电压,即,根据欧姆定律可得,的阻值
结合图乙的阻值与距离的关系可知,当时,机器人与障碍物的距离为0.5m。
(2)内产生的热量
7.(1)①只闭合开关时,只有R1工作,根据功率公式 变形得电流
②工作0.5 h电路消耗的电能
(2)同时闭合、时,与并联,并联电路各支路电压等于电源电压,总功率等于各支路功率之和。的功率
速热挡总功率
8.(1)保温状态下,通过电热水壶的电流
(2)水吸收的热量
(3)电水壶加热消耗的电能
加热时间
押题猜想二十 力学计算题
试题前瞻·能力先查
1.(1)机舱的质量为
机舱受到的重力为
(2)机舱向上做匀速直线运动,则
起重机对机舱做的功为
机舱上升的时间为
起重机对机舱做功的功率为
2.(1)①浸入深度
底部受到水的压强
②塑料块排开水的体积
塑料块受到的浮力
塑料块漂浮,重力为
(2)将该塑料块放入另一种未知液体中,静止后漂浮,浮力
排开液体的体积
未知液体的密度
终极猜想·精练通关
1.(1)行驶时间
平均速度为
(2)漂浮物体所受浮力等于总重力,即
(3)根据阿基米德原理
可得
2.(1)根据重力公式得,小轿车的重力
(2)小轿车空载静止在水平地面上,地面受到的压力等于车的重力,即
小轿车共4个车轮,总接触面积
地面受到的压强
(3)由题意得阻力
小轿车匀速行驶,水平方向受力平衡,即牵引力大小等于阻力大小
因此牵引力
行驶时间,行驶路程
牵引力做的功
3.(1)机器人比赛的时间
机器人比赛时的平均速度
(2)机器人静止在水平地面,对地面的压力等于自身重力
双脚站立的总受力面积
机器人双脚站立对水平地面的压强
4.(1)由v-t图像可知,汽车在10~20s内做匀速直线运动,速度
汽车运动时间
则汽车在10~20s内行驶的路程
(2)汽车10~20s内发动机的功率
5.(1)由题意得机器人质量,根据重力公式计算重力:
机器人静止在水平地面上,对地面的压力等于自身重力,即,接触面积,根据压强公式计算压强:
(2)已知清扫路程,运动时间,根据速度公式计算速度:
(3)机器人匀速直线运动,动力与阻力是平衡力,大小相等,即,由图乙可知,当时,阻力,因此
根据功的计算公式计算动力做功:
6.(1)自行车所受重力
(2)由题意得,人和车总重
自行车受到的牵引力
自行车匀速直线行驶,摩擦力与牵引力是一对平衡力,故摩擦力
(3)小明骑行过程中,自行车对水平路面的压力等于人和车的总重,即
则自行车对水平路面的压强
7.(1)邮轮满载时的总重力为
因为邮轮在海面上处于漂浮状态,根据漂浮条件可知,其受到的浮力等于总重力,即
(2)邮轮底部受到海水的压强为
受力面积
由得,邮轮底部1cm2的面积受到海水的压力为
(3)邮轮所受的阻力为
因为邮轮匀速行驶,所以处于平衡状态,其牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,则邮轮的牵引力为
邮轮发动机的功率为
押题猜想二十一 光、电综合能力题
试题前瞻·能力先查
1.(1)D
(2) 远离
(3)挡风玻璃的前后两个面都能成像;
(4)50%
2.(1)磁 奥斯特
(2)增强 增强 C
(3) 1.6
终极猜想·精练通关
1.(1)更多
(2)反射
(3)逆时针
(4)B
(5) 86.7%
2.(1)短 热对流
(2)D
(3)900
(4)
3.(1)托盘天平
(2)降低
(3)闭合 25 1.2 逐渐减小 100
(4)增加加热装置防止雨水结冰(合理即可)
4.(1)40
(2)方便调节物距,便于在白屏上得到清晰的像
(3)右 远离
(4)提高手机屏幕亮度,增加进入暗箱的光量。 凸 靠近
5.(1)S 喷雾
(2)0.03A 上升
(3)25 400/
押题猜想二十二 热、力学综合题
试题前瞻·能力先查
1.(1)省力 增大
(2)60
(3)重力势 1920/ 64%
2.(1)同一水域,温度越高,密度越小 下方 不变 变小
(2)等于 = = 乙
终极猜想·精练通关
1.(1)相互 人耳
(2)方向 增大
(3)变小 变小
2.(1)① 1200
(2)6 2
(3)
(4)该装置利用连通器原理保持播水壶水面高度不变,由,水位不变时出水口液体压强不变,可保持滴水速度恒定,使相同时间滴水量相同。
3.(1)> 80%
(2)轮轴 改变力的方向 300
(3)90
4.(1)小于
(2)能 弯曲河道中,小球(模拟沙子)更多沉积在凸岸,凹岸沉积较少,说明水流可将泥沙冲向凸岸沉积,实现水沙分离
(3)C
5.(1)8
(2) 25%
(3)电能
押题猜想二十三 科普阅读题
试题前瞻·能力先查
1.(1)受 负
(2)300
(3)2200 20
(4)20
2.(1)C
(2)强 16
(3)变小
(4)5
(5)8000/
终极猜想·精练通关
1.(1)能量
(2)0.6 102 靠近 26
2.(1)弯曲程度 缩小
(2)C
(3)变小 近
(4)左
3.(1) 运动状态 等于
(2)
(3)
4.(1)反射 属于
(2)减小
(3)减小 250
(4)t5-t4
5.(1)力
(2)150
(3)大 60
(4)360 60
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8 / 8
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2026年中考物理终极押题猜想(广东省卷专用)
考情为骨 密押为翼
押题猜想一 估测类问题 1
押题猜想二 声现象及其辨析 4
押题猜想三 透镜与光现象辨析 7
押题猜想四 内能与物态变化辨析 10
押题猜想五 运动和力 14
押题猜想六 大气压和流体压强及应用 17
押题猜想七 电学基础知识 22
押题猜想八 电路故障与电路设计分析 25
押题猜想九 机械能及其转化 30
押题猜想十 电磁现象辨析 34
押题猜想十一 生活用电 38
押题猜想十二 压强的简单分析 42
押题猜想十三 动态电路分析 46
押题猜想十四 浮力综合 51
押题猜想十五 光、力、电磁学作图题 55
押题猜想十六 探究电流与电阻、电压的关系 60
押题猜想十七 探究杠杆的平衡条件 66
押题猜想十八 电阻的测量 74
押题猜想十九 电热综合计算题 80
押题猜想二十 力学计算题 84
押题猜想二十一 光、电综合能力题 89
押题猜想二十二 热、力学综合题 95
押题猜想二十三 科普阅读题 101
押题猜想一 估测类问题
试题前瞻·能力先查
1.小华校园生活中的物理量最合适的是( )
A.夏天教室内的温度约为48℃
B.运动会上100米赛跑冠军用时约为7s
C.书桌的高度约为80cm
D.同学们课间聊天声音可达180dB
2.估测是学习物理的一种常用方法,下列估测数据与实际最符合的是( )
A.中学生课桌高度约80cm
B.体育测试用的篮球质量约为50g
C.人体感觉舒适的洗澡水的温度大约是80℃
D.中学生的脉搏1s正常跳动次数约为60次
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,与生活联系紧密。
主要考查生活中常见物理量的估测,如长度、质量、温度、时间、速度、电功率、电压等。
解题时可结合生活经验判断,例如课桌高度约 0.75m、中学生质量约 50kg、人体正常体温约 37℃、家用空调功率约 1000W、家庭电路电压 220V 等,需注意单位换算和实际场景匹配。
终极猜想·精练通关
1.赛龙舟是一项中国特色的民俗活动,在端午节,人们登上龙舟,手持船桨,河上竞渡,热闹非凡。图片是人们在龙舟上划桨的图片,男人手持的船桨总长度约为( )
A.12m B.120dm C.120cm D.1.2dm
2.如图是红军长征时常使用的铁皮马灯,宽度约为17cm,高度约为35cm。下列物体尺寸与铁皮马灯宽度最接近的是( )
A.中学生的身高 B.教室门的高度
C.物理课本的宽度 D.课桌的长度
3.作为初中生,我们要了解一些与自身相关物理量的估测,以下估测最切合实际的是( )
A.正常步行的速度约为10m/s B.脉搏1s跳动80次
C.正常体温约为37℃ D.身高约为165dm
4.小华有一款智能运动手表,可以测量人体的健康数据,以下测量数据符合实际的是( )
A.小华的体温为36.5℃
B.跑步时的速度为200km/h
C.正常步行一步的距离为200cm
D.正常情况下人心跳两次的间隔时间为1min
5.每年端午假期,新会区都会开展龙舟赛等系列活动,小明在现场目睹了盛况,下列他估测的数据中,最接近实际的是( )
A.龙舟的长度约为20 m
B.龙舟的质量约为2 kg
C.龙舟冲刺时速度约为200 m/s
D.当天的气温约为5℃
6.如图所示,小明轻松的将排球托起,排球的质量约为( )
A.26g B.260g C.2600g D.26kg
7.下列估测中,最接近实际的是( )
A.冰箱保鲜室中矿泉水的温度约为 B.中学生百米赛跑的速度约为7m/s
C.初中物理课本的质量约为20g D.正常成年人脉搏1min跳动10次
8.下列对数据的估测中,最接近实际的是( )
A.托起两个鸡蛋所用的力大约是1N B.一只鸡重约150N
C.一个苹果重约15N D.八年级物理课本的重力约为20N
9.下列说法符合实际情况的是( )
A.小强刚出生时的质量约为300g
B.小刚体育中考1000米跑步的平均速度大约是8m/s
C.智能手机电池的电压约为37V
D.读初三的小明的课桌面板面积约为0.3m2
10.下列数据中,基本符合事实的是( )
A.人洗澡时的适宜水温约为70℃ B.客厅柜式空调工作时的电流约0.3A
C.一本物理书的质量约为200g D.正常人心跳一次的时间约为2s
11.下列数据中最符合生活实际的是( )
A.一节干电池的电压为1.5V
B.对人体安全的电压一般是50V
C.家用电冰箱正常工作时的电流约为5A
D.家用空调正常工作时的电功率约为100W
12.物理老师鼓励大家对常见的物理量进行估测,下列数据符合实际的是( )
A.物理课本宽度约12dm
B.珠穆朗玛峰峰顶的大气压约为
C.教室内气温约为
D.中学生从一楼上到四楼克服自身重力做功约4500J
押题猜想二 声现象及其辨析
试题前瞻·能力先查
1.“羌笛何须怨杨柳,春风不度玉门关”。如图所示,是我国少数民族特有的古老的气鸣管乐器——羌笛,下列有关分析正确的是( )
A.吹奏羌笛时,一定是物体振动发出的声音
B.能分辨出羌笛是因为声音的响度不同
C.“不度玉门关”是因为羌笛声不能在固体中传播
D.羌笛声在真空中的传播速度的为3×105m/s
2.关于声现象的描述,下列说法正确的是( )
A.物体的振幅越大,发出声音的频率越大
B.声音在真空中传播的传播速度是
C.频率超过声音称为超声波
D.跳广场舞时将音量调小是在声源处减弱噪声
3.潮汕大锣鼓是潮汕民间传统音乐,以大鼓为核心,打击乐器配合,形成大型的合奏音乐。其中,鼓声是由于鼓手击打鼓面,使鼓面发生_________产生的,声音在听众耳朵里属于_________(选填“噪声”或“乐音”),鼓手更用力击打鼓面,是为了增大_________(选填“音调”,“响度”或“音色”)。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,与生活联系紧密。
声现象的核心内容包括声音的产生与传播、声音的特性、噪声的控制、声的利用。
声音由物体振动产生,传播需要介质,真空不能传声,15℃空气中声速为 340m/s。
声音的特性包括音调、响度、音色:音调由频率决定,频率越高音调越高;响度由振幅和距离决定,振幅越大、距离越近,响度越大;音色由发声体的材料和结构决定,用于区分不同发声体。
噪声控制途径有:声源处减弱、传播过程中减弱、人耳处减弱;声的利用包括传递信息(如 B 超)和传递能量(如超声波清洗)。
终极猜想·精练通关
1.自然界中有许多奇妙的声音,关于声现象,下列说法中正确的是( )
A.辨别不同类型的乐器声,主要是靠它们的音调不同
B.利用超声波击碎人体内的结石说明声波可以传递能量
C.在马路上安装噪声监控装置,可以减弱噪声
D.声音在空气中的传播速度为
2.如图所示,是某次智能机器人展示活动中智能机器人和小朋友进行互动交流的情景,下列说法正确的是( )
A.机器人是高科技产品,它发出的声音不是由物体振动产生的
B.机器人发出的声音是超声波
C.机器人的声音在空气中的传播速度为
D.机器人发出的声音不能在真空中传播
3.“爆竹声声驱年兽”,爆竹的巨响能驱赶“年兽”,这里的“巨响”是指声音的( )
A.响度大 B.音调高 C.音色好 D.速度快
4.2025年4月11日0时47分,长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空,将通信技术试验卫星十七号顺利送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。火箭点火发射时,发出震耳欲聋的响声,“震耳欲聋”描述的是声音的( )
A.响度 B.音调 C.音色 D.声速
5.小明学校旁边的道路在进行路面打孔维修,声音太大影响上课,于是他把教室的门窗紧闭,声音就变小很多。关于此现象以下说法正确的是( )
A.听到的打孔声是由于空气振动产生的
B.听到的打孔声是超声波
C.关上门窗后声音的响度变小
D.关上门窗后声音变小说明可以从声源处减弱噪声
6.图书馆的静读空间采用了以下措施防止噪声,其中属于在声源处减弱噪声的是( )
A.天花板安装智能降噪装置,实时生成反向声波抵消环境噪音
B.入口处设置隔音玻璃门,阻隔外部交通噪声传入
C.座椅配备骨传导耳机,读者通过耳机来听书
D.电子屏滚动播放“请轻步慢行,勿大声喧哗”的提示语
7.潮汕环线轻轨采用浮置板减振技术,可将列车噪声降至50dB以下。下列说法正确的是( )
A.50dB是人耳听到的最微弱声音 B.该技术利用了声波反射原理
C.减振技术通过阻断声波传播减弱噪声 D.地铁噪声频率一定高于20000Hz
8.古筝、琵琶是我国的传统乐器,有经验的人只凭听就能分辨出它们合奏时各自的声音,这是因为古筝声和琵琶声( )
A.音色不同 B.频率不同 C.响度不同 D.音调不同
9.如图所示是甲、乙、丙物体发出的声音在示波器上显示的波形图(纵轴数值的单位相同,横轴中1ms=10-3s),以下说法正确的是( )
A.甲1s内振动的次数是2次 B.甲发出的声音的响度比乙的小
C.甲、丙发出的声音的音调相同 D.乙发出的声音在真空中的传播速度为3×108m/s
10.下列有关声的说法,正确的是( )
A.只要物体振动,就一定能听到声音
B.因为次声波响度很低,所以人耳听不到
C.分贝是音调的单位
D.超声波可以击碎人体内的结石,这说明声波能传递能量
11.某年央视春晚的戏曲节目《春晖满梨园》,以京剧武生的高亢唱腔震撼开场,观众即使不看画面,仅凭声音也能判断是京剧名家张幼麟在演唱,这是根据声音的_______来判断的,动听的戏曲是由演员的声带_______而产生,京剧武生高亢唱腔的“高亢”,主要描述的是声音的_______高。
12.如图为中国古代的“计程车”——记里鼓车。当车行驶一里时,车上的木人就敲一下鼓,鼓面由于______发声;当车行驶十里时,木人就敲一下镯,人能区分鼓声和镯声,是依据声音的______不同(选填“响度”“音调”或“音色”);听鼓声或镯声可判断鼓车行驶距离,利用了声音传递______(选填“信息”或“能量”)。
押题猜想三 透镜与光现象辨析
试题前瞻·能力先查
1.关于生产生活中的光现象,下列说法正确的是( )
A.开凿隧道时用激光束来引导掘进机,利用了光的折射
B.验钞机利用紫外线辨别钞票的真伪
C.海边出现的海市蜃楼是光的折射形成的实像
D.漫反射光射向四面八方,不遵守光的反射定律
2.如图所示,探究凸透镜成像的规律时,在光屏上得到清晰的像。下列分析正确的是( )
A.光屏上成倒立、放大的实像
B.投影仪利用这一成像原理
C.若只移动蜡烛到70cm处,则在光屏上能观察到缩小的像
D.若只移动凸透镜到60cm处,则在光屏上能重新得到清晰的像
3.如图所示,博物馆会在较为精巧的文物前放置透镜,以便观察文物细节,该透镜是______(选填“凸”或“凹”)透镜;通过该透镜看到文物的像是______(选填“实像”或“虚像”);此类透镜可用于矫正______(选填“近视”或“远视”)眼。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重现象辨析与应用。
光现象包括光的直线传播(如影子、小孔成像)、光的反射(如平面镜成像)、光的折射(如筷子弯折、凸透镜成像)、光的色散(如彩虹)。
凸透镜成像规律是核心:物距大于 2 倍焦距成倒立缩小实像(照相机),物距在 1-2 倍焦距间成倒立放大实像(投影仪),物距小于焦距成正立放大虚像(放大镜);凹透镜对光有发散作用,用于矫正近视眼。
解题需结合生活实例判断光现象类型,掌握透镜成像的应用场景。
终极猜想·精练通关
1.徒步者从多个角度都能看到不发光的宣传标语,是因为光在宣传标语表面发生了( )
A.漫反射 B.镜面反射
C.直线传播 D.折射
2.阳燧(如图)是我国古代劳动人民用于取火的一种工具,可以聚集日光,点燃艾炷。阳燧的工作原理是
A.光的反射 B.平面镜成像 C.光的直线传播 D.光的折射
3.2026年元宵节,夜空出现“红月亮”,月食形成的原因是( )
A.光的色散 B.光的反射 C.光的折射 D.光的直线传播
4.站在湖边,看到清澈的湖水中游动的鱼、飘动的“云朵”、茂密的树下一个个圆形的小光斑及湖面上嬉水的鸭子的倒影。属于实像的是( )
A.飘动的“云朵” B.游动的鱼
C.茂密的树下一个个圆形的小光斑 D.鸭子的倒影
5.如图所示,圭表是中国古代重要的天文仪器,依据正午时刻表的影子在圭上的位置就能推算出相应节气。其应用的光学原理是( )
A.光沿直线传播 B.光的折射 C.光的反射 D.光的色散
6.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏处于图所示的位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这一成像原理可以制成( )
A.照相机 B.幻灯机 C.放大镜 D.潜望镜
7.广东省清远市的“永丰石拱桥”历史悠久,又称“小赵州桥”。如图所示,桥与它在水面的倒影相映成趣。以下的像与“倒影”的形成原理相同的是( )
A.小孔成像 B.平面镜成像 C.照相机成像 D.放大镜成像
8.如图所示,为先天性眼病患者的眼球与正常眼球的对比图,患者看不清近处的物体。关于该患者的眼病及应佩戴的镜片是( )
A.近视眼 凸透镜 B.远视眼 凹透镜 C.近视眼 凹透镜 D.远视眼 凸透镜
9.随着人们生活水平的提高,汽车已经进入平常百姓的家庭.下列关于汽车的说法,正确的是( )
A.冬季汽车玻璃上的“水雾”,是在玻璃内侧形成
B.小轿车挡风玻璃倾斜,车内景物的像成在下方,影响驾驶安全
C.汽车前大灯的反光装置相当于凹面镜,对光线有发散作用
D.夏季车上小水珠相当于凹透镜,对光线有发散作用
10.春晚《喜雨》水幕投影节目中,投影仪的镜头属于______(选填“凸”或“凹”)透镜,水幕上的画面是透镜成的______(选填“实”或“虚”)像,为使画面更清晰,需调节镜头到水幕的距离,使距离______(选填“大于”“小于”或“等于”)2倍焦距。
11.蜻蜓在平静水面上空飞行,它在水中的倒影是______(选填“虚”或“实”)像;蜻蜓距水面3m,水深2m,它的倒影距水面______m;当它向水面俯冲时,它的像大小将______。
12.如图是小明家的窗户,窗户可绕固定轴转动,小明在给窗户贴上马年特色窗花时,发现窗户的玻璃像平面镜一样可以成像,且像会随着窗户的转动发生变化。当Q窗从关闭状态向外打开至的过程中,窗框上A点在Q窗中所成像的大小_______(选填“变大”、“变小”或“不变”);A点和其像之间的距离_______(选填“增大”、“减小”或“不变”);该像是一个_______(选填“实像”、“虚像”)。
押题猜想四 内能与物态变化辨析
试题前瞻·能力先查
1.“冰火花”是一种新型的液体降温材料,把它喷在人的皮肤上,会迅速形成9℃的固态凝胶,几秒钟后固态凝胶又直接消失不见了,人感到很凉爽,但皮肤上却一直没有湿黏的感觉。下列关于“冰火花”的说法正确的是( )
A.形成固态凝胶的过程属于凝华现象,需要放热
B.固态凝胶消失的过程属于升华现象,需要吸热
C.凝胶消失是因为固态凝胶在皮肤上吸热熔化后又汽化了
D.人感到很凉爽是因为固态凝胶的形成和消失都需要吸热
2.我国古代科技著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固纯铁柄构从嘴受注(如图所示)”这样的记载,下列说法正确的是( )
A.“铁化如水”是通过热传递改变铁的内能
B.铸好的釜很难被压缩,是因为分子间存在引力
C.用铁铸造的釜加热升温快是因为比热容大
D.炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块没有内能
3.自行车轮胎打气时,越往下压打气筒手柄越费力,这是因为筒内气体气压不断______(填“增大”或“减小”),这个过程中,手柄的机械能转化为筒内气体的______,使得打气筒外壁明显发烫。此时,筒内气体的______(填“质量”或“体积”)不断增加,这与汽油机压缩冲程中气体质量不变的原理不同。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,与生产、生活联系比较密切。
物态变化有 6 种:熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华。
物质从固态变成液态的过程叫做熔化;物质从液态变成固态的过程叫做凝固;物质从液态变为气态的过程叫汽化;物质从气态变为液态的过程叫液化;物质从固态直接变为气态的过程叫升华;物质从气态直接变为固态的过程叫凝华。
熔化、汽化、升华,需要吸热;凝固、液化、凝华,需要放热。
内能部分:内能是物体内所有分子动能和势能的总和,与温度、质量、状态有关;改变内能的方式有做功和热传递;比热容是物质的特性,水的比热容大,常用于调节温度。
终极猜想·精练通关
1.《天工开物》记载了铸造大钟时,要将蜡做的模型“施火力灸化”成蜡油从模具中流出。蜡由固态变为液态是( )
A.凝固 B.熔化 C.液化 D.升华
2.如图对应二十四节气中的白露和霜降,下列有关说法正确的是( )
A.露的形成是凝固现象 B.露的形成需要吸热
C.霜的形成是凝华现象 D.霜的形成需要吸热
3.如图所示,是以勺为容器,用糖作画,糖汁成型的过程属于哪种物态变化?( )
A.熔化 B.凝固 C.汽化 D.凝华
4.吃粽子、赛龙舟是端午节的传统习俗。下列说法错误的是( )
A.煮粽子是利用做功的方法改变粽子的内能
B.煮粽子时粽子的温度越高,分子热运动越剧烈
C.煮熟的粽子透出的香味是扩散现象
D.赛龙舟时向后划桨,桨会受到水向前的力,这说明物体间力的作用是相互的
5.如图是一道招牌客家菜酿豆腐,也称“让豆腐”,下列说法正确的是( )
A.滚烫的豆腐含有的热量多
B.随着豆腐的温度降低,其内能减小
C.当豆腐完全冷却后,其内能为零
D.刚出锅的让豆腐“热”得烫嘴,其中的“热”表示的是内能
6.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的冰块,内能为零
B.物体的温度越高,所含有的热量越多
C.两个物体的内能相同,一定不会发生热传递
D.物体吸收热量,温度不一定升高
7.2024年,我国嫦娥六号任务取得圆满成功,探测器于5月3日发射,并成功采集月球样品1935.3g带回地球。关于此过程,以下说法正确的是( )
A.火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的比热容大
B.火箭升空过程中,受到的力是平衡力
C.月球样品从月球带到地球后,质量不变
D.火箭升空过程中,外壳与大气摩擦温度升高,其内能转化为机械能
8.如图是我国古籍《天工开物》中描绘造纸时“透火焙干”的情景。下列说法正确的是( )
A.木柴燃烧——化学能转化为电能 B.湿纸变干——升华
C.砖块升温——内能减少 D.透火焙干——热传递
9.煲白菜鱼头的过程中,小华看到锅边冒出“白气”,并闻到香味,下列说法正确的是( )
A.“白气”是汽化形成的水蒸气
B.燃烧过程中天然气热值不断减小
C.闻到香味是因为分子在不停地做无规则的运动
D.加大火力可以加快汤沸腾,这是因为提高了汤的沸点
10.盛夏时节,公园荷花盛开,微风拂过,荷香四溢,这是_______现象,荷塘边上昼夜温差比远离荷塘的区域小,是因为水的_______较大,在同样受热或冷却时,水的温度变化更小。如图所示的卡式炉经常被用于露营等户外活动,其主要以丁烷作为燃气:利用卡式炉烹煮食物是通过_______的方式改变食物的内能。
11.夏季是吃烧烤的季节,如图所示,路过烧烤小吃店时,很远就能闻到香味,说明分子在不停地做__________;各种食材在炭火上方烤制过程中温度升高,这是通过_______(选填“做功”或“热传递”)的方式增大内能。竹签被削得很尖,这是通过__________的方法增大了压强。
12.我国风电装机容量已连续多年位居全球首位。风力发电利用空气流动具有的动能对外做功,同一风场中,空气质量一定,风速越大,空气具有的动能越________;风能具有间歇性,电网常利用抽水蓄能电站消纳过剩电能:用电动机带动水泵将下水库的水抽到高处水库,相同的水,位置越高,它的________能越大;抽水蓄能电站的能量转化效率________(选填“可能”或“不可能”)达到100%。
押题猜想五 运动和力
试题前瞻·能力先查
1.如图所示为在水平直轨道上匀速行驶的复兴号列车,它受到的重力为G,支持力为N、牵引力为F、阻力为f。则下列说法正确的是( )
A.G与N是一对相互作用力 B.G与F是一对平衡力
C.F与f是一对相互作用力 D.F与f是一对平衡力
2.在2025年春晚《秧BOT》节目中,宇树科技的人形机器人与舞者一同精彩表演,背后蕴涵了许多物理知识为了增大机器人鞋底与地面之间的摩擦力,下列措施可行的是( )
A.给机器人换上更粗糙的鞋底 B.减小机器人对地面的压力
C.在机器人的鞋底安装滚轮 D.通过编程让机器人运动更快
3.如图所示,在篮球比赛中,篮球向下撞击地面,球却会向上弹起,说明力的作用是_________的,篮球的运动由下落变成上升,说明力改变了物体的___________。撞击地面的瞬间篮球发生了___________(选填 “弹性” 或 “塑性”) 形变。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,力学模块的核心内容。
运动部分:机械运动的相对性、速度计算、匀速直线运动的特点。
力的部分:力的作用效果、弹力与重力(重力方向竖直向下,G=mg)、二力平衡条件(同体、等大、反向、共线)、惯性(物体固有属性,与质量有关)、摩擦力的基础认知。
解题需结合受力分析判断物体运动状态,区分平衡力与相互作用力,能用惯性解释生活现象。
终极猜想·精练通关
1.下列各对力是互相作用力的是( )
A.手对水桶向上的拉力、地球对水桶向下的引力 B.电线对电灯的拉力、电灯对电线的拉力
C.书对桌面的压力、地面对桌子的支持力 D.地面对车的阻力、车对地面的压力
2.如图所示,小明沿水平方向用推力F推动沙发,使其在水平地面上做匀速直线运动。关于沙发受到地面摩擦力f的大小,下列说法正确的是( )
A.f=0 B.f<F C.f=F D.f>F
3.关于自行车的摩擦力应用,下列分析正确的是( )
A.自行车的滚珠轴承是通过变滑动为滚动,增大摩擦力
B.骑行时自行车匀速前进,后轮受到的摩擦力方向向后
C.刹车时用力捏闸,是通过增大压力来增大摩擦力,使车停下
D.自行车轮胎的花纹是为了减小接触面粗糙程度,减小摩擦力
4.如图所示,用线将灯悬挂在天花板上,当灯静止时,灯所受到的重力为平衡力的是( )
A.线所受的重力 B.灯对线的拉力 C.灯所受到的重力 D.线对灯的拉力
5.如图所示,磁性板擦吸在竖直悬挂的白板上保持静止,白板由铁质材料制成,下列说法正确的是( )
A.板擦受到的重力与板擦受到的摩擦力大小相等
B.增大板擦对白板的压力,板擦仍处于静止时,板擦受到的摩擦力增大
C.板擦对白板的吸引力与白板对板擦的吸引力是一对平衡力
D.板擦受到的重力与白板对板擦的摩擦力是一对相互作用力
6.图甲是机场内正在匀速运行的水平行李传送带,图乙是其俯视示意图。与传送带保持相对静止的行李箱M、N运动到如图位置时,下列分析正确的是( )
A.此时M受摩擦力
B.此时N的运动状态没有改变
C.对传送带的压力和传送带对的支持力是一对相互作用力
D.对传送带的压力和受到的重力是一对平衡力
7.如图所示,当人驾驶电动平衡车在水平路面上做匀速直线运动时,下列说法正确的是( )
A.以电动平衡车为参照物,人是运动的
B.此时人不会向前倾是因为人没有惯性
C.人与车的总重力与地面对车的支持力是一对相互作用力
D.轮胎上有花纹目的是为了增大接触面粗糙程度来增大摩擦
8.如图甲,在F的作用下,木块与小球从P点到Q点保持相对静止做匀速直线运动;抵达Q点之后,木块撞上等高的台阶,木块粘附在台阶上,其运动停止。忽略小球与木块和空气的摩擦,则以下说法正确的是( )
A.木块在Q点停下来时,小球也停在木块上
B.从P到Q运动的过程中,小球的受力示意图如图乙
C.从P到Q运动的过程中,以木块为参照物,小球向右运动
D.从P到Q运动的过程中,木块一定受到地面的滑动摩擦力的作用,且大小为5N,方向水平向左
9.火箭搭载飞船升空过程中:火箭向下喷出气体而加速向上运动,说明力的作用是_______的,也说明力可以改变物体的_______;宇航员座椅的质量_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
10.如图是小华同学描绘的两个物体运动的s-t图像。由图像可知,甲物体前4s内运动的路程是_________m,受力_________(填“平衡”或“不平衡”);乙物体处于_________状态。
11.雨滴在竖直下落过程中,由于受到重力和阻力作用,会经历加速和匀速两个阶段,最终落到地面。若一滴雨滴受到的重力是,在某时刻受到的阻力是,此时雨滴受到的合力是______,方向______。该雨滴匀速下落阶段受到的阻力是______。(雨滴质量不变)
12.阳光照射在士兵的钢盔上,钢盔闪闪发亮,这是因为光在钢盔表面发生了________反射,观众能从不同方位看到迷彩服,是因为光在迷彩服表面发生了________反射。士兵在起步走时,脚向后蹬地,身体向前运动,士兵受到地面的摩擦力方向向________(选填“前”或“后”)。
押题猜想六 大气压和流体压强及应用
试题前瞻·能力先查
1.关于如图所示的情景,说法不正确的是( )
A.甲图:建筑工人在砌墙时常使用铅垂线,是利用重力的方向竖直向下
B.乙图:洗手池排水管的U形“反水管”,是连通器原理在生活中的应用
C.丙图:飞机飞行时获得升力,是应用了流体压强和流速的关系
D.丁图:把自制气压计从山下移到山顶,细管内的水柱下降
2.“风雨兼程十余载,逐梦蓝天向未来 ”。承载着中国人“大飞机梦 ”的 C919 于 2023 年 5 月 28 日圆满完成首个商业航班飞行,下列说法正确的是( )
A.落地后,静止在停机坪上的飞机受到的力相互平衡
B.起飞时,飞机在跑道上加速滑行时惯性逐渐增大
C.飞机座椅上安全带做得比较宽为了增大压强
D.机翼是利用气体流速大,压强大的原理获得升力
3.中国高铁里程数高居世界第一。如图甲所示,为了保障安全,高铁站台边有一条黄色警戒线,若高铁提速,站台上乘客与行驶的高铁之间安全距离应______(选填“变大”“变小”或“不变”);如图乙乘客从高铁玻璃窗上看到自己的像,则像的大小与乘客的大小______(选填“相等”或“不相等”);乘客坐在行驶的高铁上,他相对所坐的椅子是______(选填“运动”或“静止”)的。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,与生活、生产联系比较密切。
大气压相关内容:大气压的存在证明、标准大气压的数值、大气压随海拔的变化规律、液体沸点与气压的关系。常见的应用实例包括吸盘挂钩、吸管吸饮料、活塞式抽水机、高压锅等,解题时需结合生活场景辨析大气压的作用。
流体压强部分:流体压强与流速的关系是核心,即流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。常见应用有飞机机翼升力、火车站安全线、汽车尾翼、喷雾器等,需能结合实例分析流体压强的变化与应用原理。
终极猜想·精练通关
1.如图是一部负压救护车,它利用负压设备使车内气压低于外界,空气单向流入并通过过滤系统净化后排出。下列情境中与负压救护车中气压状态最相似的是( )
A.高空飞行中的飞机机舱 B.吸饮料时的吸管内部
C.充满气后的自行车轮胎 D.烧煮中的高压锅
2.生活处处有物理,下列关于小明生活中的一些现象的说法正确的是( )
A.小明走路时,脚遇到障碍物,向前倾倒,是因为受到向前的力
B.小明站在水平地面上时,受到的重力与支持力是一对相互作用力
C.小明穿上鞋底粗糙的运动鞋走路,是为了减小对地面的压强
D.小明将吸盘挂衣钩“吸”在墙上挂衣服,是利用大气压的原理
3.如图是人体在平静呼吸时,肺内气体容量变化示意图,下列相关叙述中,正确的是( )
A.表示人正在吸气,肺内气压小于大气压
B.表示人正在吸气,肺内气压大于大气压
C.表示人正在呼气,肺内气压大于大气压
D.当人的胸部在水面以下时,感觉呼吸不畅,是因为过程受到了影响
4.小明发现,并行的龙舟不能靠得太近,其中蕴含的原理跟以下哪个一样( )
A.洗手池下的U形排管 B.铁路站台上设置安全线
C.活塞式抽水机抽水 D.拔火罐吸附在皮肤上
5.关于图中的物理知识,下列说法正确的是( )
A.图甲中铁轨下方铺设轨枕可以减小列车对地面的压力
B.图乙中船闸的设计利用了连通器原理,工作时阀门A和阀门B不能同时打开
C.图丙是自制气压计,把它从山脚移到山顶,玻璃管内的水柱会下降
D.图丁中站台上必须设置安全白线,这是因为流体中流速大的位置压强大
6.将一个乒乓球放入漏斗中,用电吹风从细管吹向漏斗的大口,来探究流体压强与流速的关系,以下方案不合理的是( )
A. B. C. D.
7.如题图所示,无风天气下,汽车在马路上快速驶过时,马路两边的树叶会沿着哪一个方向飘动( )
A.a B.b C.c D.无法判断
8.下列说法正确的是( )
A.物体的运动需要力来维持
B.自行车刹车时,通过增大粗糙程度来增大摩擦
C.破窗锤的锤头很尖是通过减小受力面积来增大压强
D.抽油烟机是利用流体中流速大的位置压强大的原理将油烟“抽”出厨房的
9.如图所示,无人驾驶汽车的流线型外形与飞机的机翼类似,当汽车高速行驶时,其上表面空气流速大,压强________________;汽车轮胎采用特殊橡胶材料制作,主要是利用橡胶有良好的_______(选填“弹性”或“导电性”),轮胎刻有花纹是为了_________________(选填“增大”或“减小”)摩擦力。
10.小陆用乒乓球做了以下三个实验:如图a所示,用力吹乒乓球,球不会掉落,这说明流速越大的位置压强越______;如图b所示,用乒乓球做“覆杯实验”,杯中装满水后用乒乓球盖在杯口,倒转杯子,乒乓球不下落,该实验证明了______的存在;如图c所示,敲击音叉,乒乓球接触被敲击的音叉后被弹起,说明声音是由物体______产生的。
11.小林用酒精灯加热盛有适量冷水的纸杯,一段时间后水沸腾了。沸腾过程中,他多次测得水温为98℃,这说明水沸腾时温度_________;还说明当地的大气压_________(选填“低于”、“高于”或“等于”)标准大气压;水在沸腾时小林发现杯子上方冒着阵阵白气,这属于_________现象(填写物态变化名称)。
12.图甲为我国战国时期青铜汲酒器示意图,它由顶端封闭的铜管与一个空心的铜球相连而成,在铜管上部和铜球下部各开有小孔a、b。如图乙所示,将汲酒器铜球放入酒水中时,汲酒器和酒缸就构成了一个______。酒水由底部的b孔流进汲酒器内,用拇指压住a孔提起汲酒器离开酒缸,在______的作用下酒水不会从b孔流出;松开拇指,酒水会在______力的作用下流出。
押题猜想七 电学基础知识
试题前瞻·能力先查
1.在题图所示的原子结构图中,a是( )
A.分子 B.质子 C.中子 D.电子
2.关于静电的知识,下列说法正确的是( )
A.验电器工作原理是异种电荷相互吸引
B.摩擦起电的实质是分子的转移
C.静电除尘利用了带电体能够吸引轻小物体的性质
D.验电器外壳是由半导体材料制成的
3.如图是使用一根三合一充电线同时给三部手机充电的情景。正在充电的三台手机是___________(选填“串联”或“并联”)的,拔掉两部手机,剩下的那一部正在充电的手机获得的电压___________(选填“变高”“不变”或“变低”);长期使用的手机屏幕上会吸附很多灰尘,这是因为带电体具有___________的性质。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,电学模块的入门内容。
电路的组成:电源、用电器、开关、导线,电路的三种状态(通路、断路、短路)。
电流、电压、电阻:电流的形成与方向、电压的作用、电阻的影响因素(材料、长度、横截面积、温度)。
串并联电路的特点:串联电路电流处处相等,总电压等于各部分电压之和;并联电路各支路电压相等,总电流等于各支路电流之和。
解题需能识别串并联电路,掌握基本电学量的关系,区分电源短路与用电器短路的危害。
终极猜想·精练通关
1.用两块毛皮分别摩擦两个橡胶气球,使气球带电。将两个气球靠近,下列图中能正确反映两个气球所带电荷及相互作用情况的是( )
A. B. C. D.
2.在冬季,气候较为干燥,小明的身上产生了静电。那么,放在地面上的下列物品中,小明触摸哪一个能够将电荷导走( )
A.橡胶手套 B.玻璃水杯 C.铁质文具盒 D.塑料直尺
3.如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置。甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域,分别加入海水和纯水,甲渗透膜只能让海水中带正电的钠离子通过,乙渗透膜只能让海水中带负电的氯离子通过,此时容器就变成了一个电源,把小灯泡接入电路,闭合开关,小灯泡发光。则下列说法正确的是( )
A.通过小灯泡的电流方向是从a到b
B.该发电装置左边是电源的负极
C.该发电装置内部,只有负电荷在发生定向移动
D.该发电装置不做任何改变,可以一直工作下去
4.为了揭示大自然的奥秘,人类总是在不断地探索,下列说法正确的是( )
A.原子由质子和中子组成
B.在原子、质子、电子三种微粒中,尺度最小的是质子
C.橡胶棒与毛皮摩擦,毛皮的电子会转移到橡胶棒上
D.玻璃棒与丝绸摩擦,丝绸的电子会转移到玻璃棒上
5.粘有保护膜的PVC板块原来不带电。迅速撕下保护膜能使保护膜带上电荷,保护膜此时与衣服相吸引,也与PVC板相吸引。以下说法正确的是( )
A.衣服可能不带电
B.撕下保护膜后,PVC板块可能不带电
C.若保护膜与带正电的玻璃棒相排斥,则PVC板块应该带正电
D.撕下保护膜后,如果PVC板块带电,则它与保护膜带上同种电荷
6.如图所示,闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,根据此实验现象可知,影响导体电阻大小的因素是( )
A.导体的长度 B.导体两端的电压
C.通过导体的电流 D.导体的温度
7.小明利用两个规格不同的小灯泡,设计了如图所示的电路,同时探究串联电路中的电流和电压规律,在某组实验中,测出了a、b、c三点的电流,以及ab、bc、ac间的电压,则下列选项中,符合实际的是( )
A.Uac=Uab=Ubc B.Uac=Uab+Ubc
C.Ia>Ib>Ic D.Ia=Ib+Ic
8.小明把家里的玩具警车拆开后,研究后准确画出了如图所示电路图,关于玩具警车电路的说法不正确的是( )
A.电动机M和灯泡L并联连接
B.S1和S2都闭合时,灯泡L和电动机M的两端电压相等
C.当灯泡烧坏了,玩具警车还能行进
D.S1控制灯泡L和电动机M
9.如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒因得到电子而带______电,将其靠近静止的带电小球时,小球向左运动,说明______电荷相互______。
10.过年贴窗花是我国春节重要的习俗。如图所示的窗花采用PVC塑料静电膜材质,将窗花在玻璃上轻轻摩擦后便可贴上,窗花在摩擦的过程中由于得到电子而带______电荷,玻璃带_______电荷,静电窗花能紧贴在玻璃上的原因是异种电荷相互________。
11.河岸边繁花盛开,到处弥漫着花的芬芳,这是______现象;分子、电子、原子核、病毒四个中尺度最小的是______;2024 年元宵节虎门公园安装了LED 灯带,LED 灯是由______ (选填“半 导体 ”或“超导体 ”或“导体 ”)材料制成的。
12.如图所示,闭合开关后,发现灯泡L1比L2亮,设通过灯泡L1的电流为I1,通过灯泡L2的电流为I2,则I1______I2(选填“>”“<”或“=”);已知电源电压为3V,用电压表测得灯泡L1两端电压为1.7V,则灯泡L2两端电压为______V;若此时灯泡L1突然烧坏,则灯泡L2______(选填“仍发光”或“不发光”)。
押题猜想八 电路故障与电路设计分析
试题前瞻·能力先查
1.抓娃娃机接通电源后,指示灯L发光。当投币或扫码成功时,对应开关闭合,电动机开始工作。下列电路图符合以上要求的是( )
A. B.
C. D.
2.发光二极管(LED)具有单向导电性。如图甲,把LED与小灯泡L连在电路中,闭合开关后,电压表和电流表的示数如图乙,若电路中只有一个故障,则可能的原因是( )
①L断路 ②L短接 ③LED断路 ④LED短接 ⑤LED反接
A.② B.①或② C.③或⑤ D.③、④或⑤
3.很多学校都安装了如题图甲所示的门禁系统,通过刷脸识别(开关S1)可开启闸口,通过手动按钮(开关S2)也可开启闸口,闸口由电动机控制,请将题图乙的电路图补充完整。
分析有理·押题有据
本考点为常考中档题,与实验操作和生活电路联系密切。
电路故障分析部分,主要考查断路和短路两种常见情况,结合电流表、电压表的示数变化判断故障位置。例如电流表无示数、电压表有示数接近电源电压,通常是与电压表并联的用电器断路;电流表有示数、电压表无示数,多为与电压表并联的用电器短路。
电路设计分析部分,常以生活场景为载体,如声光控灯、交通信号灯、病房呼叫电路等,考查串并联电路的特点和开关的控制作用。解题时需根据题目要求,分析用电器的工作逻辑,判断电路的连接方式和元件的作用,确保设计的电路符合安全、合理的原则。
终极猜想·精练通关
1.某自动售水机可以通过扫码支付,支付后“感应”开关闭合取水,还可以通过投币使“投币”开关闭合取水。下列电路符合要求的是( )
A. B. C. D.
2.电脑正常工作时,需用风扇给中央处理器(即CPU)降温,带动风扇的电动机(-M-)要先启动;CPU断电后,风扇仍然工作散热,下列符合要求的电路图是( )
A. B. C. D.
3.某家用抽油烟机的主要部件是照明灯和抽气扇(电动机)。若只闭合开关S₁时,则只有照明灯亮;抽气扇有“弱吸”和“强吸”两个挡位,且电功率大小不同;照明灯和抽气扇能独立工作,在图示的简化电路图中,符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,观察到电压表无示数,已知电路中仅有一处故障,发生在定值电阻R1或R2上,现将一个完好的电流表串联接入电路中,下列说法正确的是( )
A.若电流表无示数,故障可能是定值电阻R1断路
B.若电流表有示数,故障一定是定值电阻R1断路
C.若电流表无示数,故障一定是定值电阻R2断路
D.若电流表有示数,故障可能是定值电阻R2短路
5.如图所示电路,闭合开关后灯泡、均不发光,电流表无示数。现用电压表检测故障,分别测得、、间电压为、、,由此可判断电路故障可能是( )
A.断路 B.断路 C.短路 D.开关断路
6.如图所示,在“探究电流与电阻的关系”的实验过程中,小明发现电压表有示数,但是电流表指针几乎不偏转,故障可能是( )
A.电流表断路 B.断路 C.滑动变阻器短路 D.开关接触不良
7.如图所示电路,闭合开关S后,均能发光,电流表、电压表均有示数。过了一会,电压表示数变大,则该电路中的故障是( )
A.可能是断路 B.一定是短路 C.可能是断路 D.一定是短路
8.如图所示的电路,闭合开关S后,灯泡L1、L2的连接方式是_________(选填“串联”或“并联”);已知电源电压为3V,电压表的示数为1.2V,则灯泡L1两端的电压为 _________V。闭合开关S后,两灯均发光,两电表均有示数,过一会儿由于某个灯泡发生故障而熄灭,电流表有示数,电压表示数为零,则故障原因是灯泡_________。
9.在图所示的电路中,电源电压保持不变。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R或灯L上。
(1)小王同学只观察了小灯的亮暗情况之后,直接排除了一种故障:______,然后他又根据此时电流表的示数情况排除了第二种故障:______;
(2)小王同学排除了两种故障后,闭合开关S,根据闭合开关后的现象最终确定了故障情况,请写出闭合开关后灯L的发光情况、电表的示数变化情况及其对应的故障:______。
10.如图所示的电路中,铅笔芯两端接入电路中,闭合开关S,小灯泡L不亮,且电压表有示数,若电路中仅有一处故障,且只发生在灯L或铅笔芯上,请判断故障可能是________;再将导线从a端沿笔芯向左移动时,只有一个电表示数发生变化,示数发生变化的电表是_______,电路故障是_______。
11.如图甲所示为一款带风扇的便携式台灯桌。台灯和风扇可以单独工作,且风扇有两挡风力(通过串联定值电阻实现),图乙是其部分简化电路。请你在虚框内分别填入灯泡、电动机和定值电阻的电路元件符号。
押题猜想九 机械能及其转化
试题前瞻·能力先查
1.小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是( )
A.通过最低点时的动能不变 B.下降过程中的动能变小
C.到达最高点的重力势能为零 D.上升过程中的重力势能增大
2.某研究团队利用无人机对如等高线图所示的山地进行地形进行勘察(等高线数值代表海拔高度,单位:米)。结合图中信息和物理知识,下列说法正确的是( )
A.无人机从B点匀速运动到A点的过程中,机械能变小,不需要消耗电能
B.山间溪流从C点流向B点的过程中,水的重力势能全部转化为动能
C.无人机在C点、D点两处的重力势能相等
D.无人机从A点匀速运动到C点的过程中,机械能不变
3.如图所示,荡秋千的人由B点向A点下落的过程中,将___________能转化为___________能。若无外人推动,此人荡秋千的高度会越来越低,他的机械能总量___________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重能量的转化与守恒。
机械能包括动能和势能(重力势能、弹性势能):动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,弹性势能与弹性形变程度有关。
机械能的转化:动能与势能可以相互转化,只有重力或弹力做功时,机械能守恒;若存在摩擦阻力,机械能会转化为内能,总量减少。
解题需结合实例分析能量转化过程,如滚摆、单摆、人造卫星的能量变化,判断动能、势能的变化趋势。
终极猜想·精练通关
1.如图是2025年深圳北站春节期间的无人机表演活动,“飞龙”逐渐幻化成“灵蛇”。某架无人机加速升空的过程中,它的( )
A.动能保持不变 B.重力势能增大 C.机械能不变 D.动能转化为重力势能
2.长征系列运载火箭为我国的航天事业做出了巨大贡献。2024年1月17日,搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射。火箭加速上升的过程中,天舟七号货运飞船( )
A.质量变大 B.动能增大 C.惯性变小 D.运动状态不变
3.如图所示,小智在河源巴伐利亚庄园乘坐缆车匀速上升,下列说法正确的是( )
A.机械能不变 B.重力势能减小 C.动能增大 D.动能不变
4.无人机已广泛应用于航拍、农业、植保、测绘、救灾等等领域,“无人机+行业应用”发展前景广阔。无人机在加速上升的过程中,下列说法正确的是( )
A.机械能的总量增大 B.动能一直保持不变
C.重力势能转化为动能 D.动能转化为重力势能
5.将排球水平抛出,其部分运动轨迹如图甲所示,位置①和③离地高度相等。排球在运动过程中经过①、②、③位置中的某两点M、N,其动能和重力势能的数据如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.排球在整个运动过程中,机械能保持不变
B.排球在“①”点的动能可能小于“②”点的动能
C.排球在M点的重力势能大于在N点的重力势能
D.排球经过的M点就是“③”点
6.2024年10月30日4时27分,“长征二号F遥十九”运载火箭成功发射“神舟十九号”载人飞船,如图所示。在火箭加速升空的过程中,下列有关“神舟十九号”飞船的说法错误的是( )
A.动能增大 B.重力势能增大 C.机械能增大 D.惯性增大
7.小明练习投篮,篮球投出去后的轨迹如图所示,下列对于篮球描述正确的是( )
A.离开手后的篮球能继续上升,是因为受到惯性作用
B.若在最高点时篮球所受的全部外力为零,篮球将保持静止
C.上升过程,篮球的重力势能增大,动能减小
D.下落过程中,篮球受力平衡
8.2026年米兰奥运会,中国选手谷爱凌不负众望,成为冬奥会历史上自由式滑雪项目获得金牌和奖牌最多的运动员。运动员腾空后,仍能向前运动,是由于_______。运动员在空中加速下降时,重力势能_______,动能_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
9.目前,中国是世界上高铁规模最大、发展速度最快的国家。坐在行驶列车上的乘客以站台为参照物是______(选填“静止的”或“运动的”);列车进站时动能______(选填“增大”“不变”或“减小”);候车时,需站在安全黄线以外,是因为列车经过时,空气流速变大,压强变______,形成压强差,容易造成安全事故。
10.我国自主研制的战斗机歼-35A在航展上飞行表演的画面如图所示。战斗机向后喷出高温气体,获得向前的推力,从而加速前进,这表明力可以改变物体的______;此时它的机械能______(选填“守恒”或“不守恒”);以地面为参照物,它是______(选填“静止”或“运动”)的。
11.嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。AB段返回器的动能_______ (选填“变大”或“变小”);BC段返回器的机械能_______ (选填“不变”或“改变”),CD段返回器C点的机械能_______ D点的机械能(选填“大于”“等于”或“小于”)。
押题猜想十 电磁现象辨析
试题前瞻·能力先查
1.当电动汽车经过颠簸路面时,车内减震系统的上下运动带动电机内导体切割磁感线发电.下列选项中与其工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
2.如题图所示,小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来研究电磁感应现象中感应电流方向的问题,发现将磁铁快速向下运动时,指针向左偏转。保持起始位置不变的前提,下列可以使灵敏电流计指针向右偏转的操作是( )
A.线圈不动,磁极反转后的磁铁快速向上运动
B.磁极反转后磁铁不动,线圈快速向下运动
C.磁极方向不变磁铁不动,线圈快速向上运动
D.线圈不动,磁极反转后磁铁快速向下运动
3.如图甲所示,这是科技节上展示的一只“悬浮灯泡”,其内部结构简化图如图乙所示,基座电路的电源右端为_______极;接通电源后,由于同名磁极相互______,灯泡能够悬浮在空中。若要使灯泡的高度降低一些,应向_______移动滑片。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,电与磁模块的核心内容。
磁现象:磁体的性质、磁极间的相互作用、磁场的存在与磁感线的分布。
电生磁:奥斯特实验证明电流的磁效应,通电螺线管的磁场(安培定则)、电磁铁的特点(磁性强弱与电流、匝数有关)。
磁生电:电磁感应现象(闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线产生感应电流,是发电机的原理);磁场对电流的作用(通电导体在磁场中受力运动,是电动机的原理)。
解题需区分电生磁、磁生电的条件和应用,掌握安培定则的使用。
终极猜想·精练通关
1.将导体棒a与发光二极管按图甲所示的方式相连。在图乙所示的磁场中,当导体棒a垂直于纸面向右运动时,发光二极管发光。则当a在下列各磁场中沿虚线方向运动时,能够使发光二极管发光的是( )
A. B. C. D.
2.人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载,古人先将空腔铁鱼烧红,此时铁鱼没有磁性;让铁鱼头尾分别朝向南北方向,待其冷却后,就具有了磁性,成为可以用来辨别南北方向的指南鱼,如图。此指南鱼( )
A.是被地磁场磁化的 B.指向南方的那端是它的N极
C.腹部磁性最强 D.可以用铜来制作
3.如图是学校餐卡内部构造。当其靠近刷卡器时,铜线圈产生感应电流,从而为芯片供电,芯片再将饭卡信息传送出去。刷卡时,铜线圈相当于( )
A.用电器 B.电动机 C.电磁铁 D.电源
4.如图所示,闭合开关,下列操作能使静止的铜棒ab运动的是( )
A.断开开关 B.使条形磁铁向下运动
C.适当增加ab的长度 D.换磁性更强的蹄形磁铁
5.如图所示是电流表的内部结构示意图。当电流通过线圈时,线圈在磁场中转动从而带动指针偏转。下列选项图中和电流表工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示,闭合开关,静止的导体棒ab在轨道上向左运动,说明了通电导体在磁场中受到___________的作用,根据该原理可以制成___________(选填“发电机”或“电动机”)。若断开开关后只将电源的正、负极对调,则重新闭合开关后导体棒ab将向___________(选填“左”或“右”)运动。
7.
(1)如图1所示,电压表读数为____________。
(2)图2是使用试电笔的两种方式,其中正确的是_____;若氖管不发光,则正在测试的导线是______(选填“相”或“中性”)线。
(3)利用图3的实验装置探究什么情况下磁可以生电时,需在导线夹a、b间接入____(选填“电源”或“电流表”),闭合开关,当导体左右运动时,_______(选填“能”或“不能”)产生电流。
8.如图甲是磁悬浮盆栽,简化电路如图乙所示,底座内部是电磁铁,盆栽下部有一个磁铁,通电后,因为____名磁极相互排斥的原理盆栽受到向上的力而悬空盆栽中磁铁端为____极,若向右移动滑片,则电磁铁磁性变____(选填强、弱),盆栽重新保持悬浮时,受到的排斥力与之前相比,将____(选填变大、变小、不变)。
9.小明利用如图所示的装置探究磁场对电流的作用。闭合开关,导体ab运动起来,___________能转化为机械能,小明交换电源正负极后,导体向反方向运动,说明通电导体在磁场中的受力方向与___________有关,根据此原理可以制成___________机。
10.家用小型风扇的电动机工作利用了通电导体在磁场中受到______的作用原理;电动机转动一段时间后会发热,这是电流的______效应。若不用电源,将小风扇与发光二极管接通,用手转动扇叶可使发光二极管发光,此时小风扇相当于______(选填“用电器”或“电源”)。
押题猜想十一 生活用电
试题前瞻·能力先查
1.“安全用电无小事,时时刻刻要牢记”。下列说法正确的是( )
A.使用测电笔检查电路时,手不能触碰到笔尾金属体
B.可以用潮湿的抹布擦拭客厅里正在发光的灯泡
C.了解家庭电路中总开关位置,能够在紧急情况下断开总开关
D.电冰箱的金属外壳不需要连接地线
2.下列做法中符合安全用电原则的是( )
A.用湿手插拔电源插头 B.有金属外壳的用电器采用三脚插头
C.发现有人触电,立即用手将他拉开 D.使用试电笔时,手能接触笔尖
3.如图所示的三孔插座最好安装在较高处,可以防止幼儿玩耍时因接触______线而触电;该三孔插座的插孔①对应的接线柱必须接_______线,避免接触用电器带电的金属外壳而触电。正常情况下,插孔②和插孔③之间的电压为_______V。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重安全用电常识。
家庭电路的组成:进户线、电能表、总开关、保险丝、用电器、插座,相线与中性线的区分(试电笔的使用)。
安全用电原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体;开关接在火线上,用电器金属外壳接地;触电的原因与急救措施。
常见电路故障:短路、断路、过载,保险丝的作用(电流过大时熔断,保护电路)。
解题需结合家庭电路实例判断用电是否安全,掌握触电的预防与处理方法。
终极猜想·精练通关
1.图是家庭电路局部图,闭合开关后灯不亮。测电笔测a点氖管发光,测b、c、d三点氖管均不亮。故障可能是( )
A.ab间断路 B.cd间断路 C.灯丝断了 D.灯短路了
2.我国电力供电系统全球领先,为国家经济建设提供了强有力的保障。但使用不当也会给人们带来危害,下列说法符合安全用电原则的是( )
A.当发现电器设备着火时,应立即泼水灭火
B.低于220V的电压对人体是安全的
C.家庭电路中各用电器都是并联连接,互不影响,所以无论多少用电器都可以同时工作
D.使用试电笔时,手指要按住笔尾金属体,用笔尖接触被测导线
3.以下做法中,能遵守安全用电原则,不会引起安全事故的是( )
A.在家里同时使用空调、微波炉、电饭煲等大功率用电器
B.家里保险丝坏了,临时用铁丝替换
C.为了方便,把热水壶的三孔插头改成两孔插头
D.家里大扫除,不可以用湿抹布擦拭插座
4.抽油烟机是现代家庭中的“好帮手”,它内部装有照明灯和电动机。使用时,有时需要照明灯和电动机各自独立工作,有时需要它们同时工作。如图所示是小福画的抽油烟机的基本原理电路图,以下说法正确的是( )
A.闭合电路中,自由电子定向移动的方向为a→b
B.家用抽油烟机正常工作时的电压为220V
C.小福所画的电路图能够保证照明灯和电动机独立工作,符合生活实际情况
D.抽油烟机因为功率不大,所以不需要使用三孔插座
5.安全用电,人人有责。如图所示四幅图中符合安全用电原则的是( )
A.图甲:在楼道里给电动车充电
B.图乙:用湿布擦拭插座
C.图丙:多个大功率用电器同时使用一个插座
D.图丁:电灯的开关接在灯和火线之间
6.电给我们的生活带来了极大的便利,但不正确用电也会带来很大的危害。在家庭用电中,下列做法符合安全用电原则的是( )
A.冰箱使用三脚插头和三孔插座
B.电线着火时应迅速泼水浇灭火焰
C.使用试电笔时用手接触笔尖的金属体
D.在同一个插线板上同时使用多个大功率用电器
7.小明家在进行家庭电路改装时,若不小心使火线和零线直接连通就会造成______(填“短路”或“过载”)故障,使电路中的______过大,因此需要在电路总开关的后面安装______(填“漏电保护器”或“空气开关”)保护电路。
8.如图所示家庭电路,用测电笔辨别火线、零线时,图中执笔方式正确的是______(选填“甲”或“乙”),闭合开关S,灯泡L不发光,用测电笔检查电路故障时,发现只有接在a点时试电笔的氖管不发光,接b、c、d点时氖管均发光,则电路出现的故障是______(选填“进户零线断路”、“ab间断路”、“bc间断路”或“cd间断路”),氖管发光时,______(选填“有”、“没有”)电流通过人的身体。
9.如图所示,充电站内各充电桩是______(选填“串联”或“并联”)的;利用充电桩给汽车电池充电的过程中,汽车电池相当于电路中的______;充电桩外壳常采用铝合金材料,为避免触电,外壳需连接______线。
10.集成电路板上的芯片是利用_______(选填“绝缘体”“超导体”或“半导体”)材料制成的。超导是温度降低到一定值时,导体的电阻变为_______的现象,若超导体在常温也具有这种性质,最适合应用于__________(选填“远距离输电”或“制作家用保险丝”)。
11.如图所示,这是新能源汽车在充电站充电的场景,充电站里的一排充电桩之间是______(选填“串联”或“并联”)的;充电桩有较好的防水保护功能,可以防止线路过于潮湿而出现______(选填“短路”或“断路”)现象。充电桩的金属外壳一定要与______相连,防止触电事故的发生。
12.如图所示是小明家的部分电路,其中控制电灯的开关应装在虚线框______(选填“1”或“2”)中,另一处安电灯,装好后闭合开关,电灯不亮,他用测电笔分别测a、b、c点,氖管都发光,则电路故障可能为______(选填“火线”或“零线”)断了。测电笔氖管发光时,______(选填“有”或“无”)电流通过小明。
押题猜想十二 压强的简单分析
试题前瞻·能力先查
1.小明的爷爷喜欢打太极拳,若爷爷从图甲姿势换成图乙姿势时,他对水平地面的( )
A.压力变大,压强不变 B.压力变大,压强变大
C.压力不变,压强变小 D.压力不变,压强变大
2.如图所示,水平桌面上放置甲、乙两个完全相同的玻璃容器,容器中盛有等体积的两种液体;分别测得这两种液体中a、b、c三点压强,发现,下列分析一定正确的是( )
A.a、c两点深度相等 B.甲玻璃杯底受到液体的压强更大
C.甲杯中液体质量大于乙杯中液体质量 D.水平桌面受到甲杯的压力比乙杯的压力小
3.如图所示,将一个长方体物块放在水平桌面上。若沿虚线 aa'将它切成两块,拿去上面的部分,则剩余物块对桌面的压力将___________。若沿虚线 bb'将它切成两块,拿去右边的部分,则剩余物块对桌面的压力将___________、压强将___________。(均填“变大”“不变”或“变小”)
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,力学模块的重点内容。
压强:固体压强公式(压力一定时,受力面积越小压强越大;受力面积一定时,压力越大压强越大);液体压强公式p=ρgh(与液体密度和深度有关),连通器的应用(如茶壶、船闸)。
解题需结合能计算简单的固体、液体压强,分析压强变化的实例。
终极猜想·精练通关
1.我国古代科技著作《天工开物》中记载了脚踏碓(duì)舂米的情景。碓是一种给稻谷去壳的工具,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落。如图所示,碓头的下端较尖,是为了( )
A.增大重力 B.减小摩擦力 C.增大压强 D.减小压力
2.全球气候变暖,部分冰层变薄。一只北极熊在通过一处薄冰时,它趴下身子向前爬行,如图甲所示,到达厚冰层后就变成正常行走,如图乙所示。这只北极熊通过薄冰时采用特殊姿势是为了( )
A.减小对冰层的压力 B.减小冰层所受压力与受力面积之比
C.减小受到的支持力 D.减小冰面的摩擦
3.酒店的新牙膏外形如图所示,使用时需要利用牙膏盖上的尖头刺破封口膜,应用的物理知识是( )
A.增大压强 B.增大摩擦 C.减小压强 D.减小摩擦
4.如图所示,容器左右两边装密度不同的液体,两侧液面等高时,橡皮膜向左凸起。此现象说明液体的压强与下列哪个因素有关( )
A.液体密度 B.橡皮膜深度
C.橡皮膜面积 D.液体体积
5.用如图甲所示的电水壶(内胆为圆柱形)给壶中的水加热,水的质量和体积分别用m、V表示,水对壶底的压力和压强分别用F和p表示。水的密度随温度变化的图像如图乙所示。把壶中的水从20℃加热到90℃的过程中,关于各物理量与温度关系的描述,下列图像正确的是( )
A. B. C. D.
6.我国自主研制的深海探测器“蛟龙号”可下潜至7000m的深海,此时受到海水的压强约为______Pa。它搭载的机械臂能灵活抓取海底样本,这是因为力能改变物体的______;完成探测任务后,“蛟龙号”通过抛卸压载物实现上浮,上浮过程中,科研人员利用遥控器发出的______(选填“超声波”或“次声波”)与探测器保持通讯,实时传输数据。(海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
7.在“探究液体压强与哪些因素有关”时,如图所示,从结构上来看,压强计______(选填“是”或“不是”)连通器;比较甲、乙两次实验可得出液体压强与______的关系;由乙、丙两次实验可以判断出丙图中未知液体的密度ρ液与水的密度ρ水的大小关系是ρ液______ρ水(选填“>”“=”或“<”)。
8.如图是一个连体花瓶,瓶中水不流动时,各部分的水面高度总是相同的,这种花瓶实质上是一个_________;若花瓶底部受到水的压强为800Pa,则花瓶中水的深度为__________m;当向图中A瓶加水后,花瓶对水平桌面压力将__________(选填“变大”“不变”或“变小”)。(g取,)
9.2021年12月15日,科学家们通过轨道飞行器发现火星峡谷中心区域存在大量的水,若该星球表面存在着大量的液态水,且在该星球表面上物体的重力大小与物体质量的关系如图所示。则在该星球上,水的深度为5m处产生的压强为_________Pa,它表示的物理意义是____________,这个压强相当于该星球_________m深的煤油产生的压强。(ρ水=1.0×103kg/m3;ρ煤油=0.8×103kg/m3)
10.对某汽车做测试,只调整轮胎气压,测得单个轮胎数据如下表,(每次单个轮胎对地压力不变)。根据公式________,单个轮胎对地压力为________N。查表可知,要减小空车停在水平路面时的对地压强,可行方法是__________。
次数
1
2
3
轮胎气压/×105Pa
4.6
8.1
10.5
地面的受力面积/×10-2m2
3.6
3.0
2.4
对地压强/×105Pa
5.0
6.0
7.5
11.某同学测得物理课本的长度为26.12________(填单位):把上面放有文具盒的物理课本放在课桌上,缓缓推动物理课本,文具盒随物理课本一起移动,以物理课本为参照物,文具盒是________(选填“运动”或“静止”)的;当把文具盒从课本上拿下来时,物理课本对桌面产生的压强会________(选填“增大”或“减小”)。
12.如图所示,这是《天工开物》中记载的名为“北耕兼种”的农具,在耩(jiǎng)的中间有一个小斗,底部挖有一个小孔,将种子放入耩中,牛行走的时候带动耩摇动,种子便从小孔中撒下,耩使用铁尖的目的是增大________,便于“起土”;绳对耩的拉力和耩对绳的拉力大小________(选填“相等”或“不相等”);牛行走的时候带动耩摇动,种子在________力的作用下从小孔中撒下。
押题猜想十三 动态电路分析
试题前瞻·能力先查
1.对食物进行真空包装,可以延长食物保质期.真空包装机(如图甲)的工作原理是抽出塑料袋内的气体后,再利用电热丝加热塑料袋口进行密封。图乙是该真空包装机的简易电路图,电源电压不变,其中开关S1、S2可根据该真空包装机的工作状态自动断开或闭合。由于电热丝的温度过低将无法完成密封、温度过高将导致袋口破损,因此该真空包装机工作时,需要控制电热丝的温度在一定范围内,下列相关说法正确的是( )
A.该真空包装机工作时,开关S和S1先闭合,一段时间后开关S2再闭合
B.为了避免电热丝的温度过低,应向左移动滑动变阻器的滑片
C.向右移动滑动变阻器的滑片时,抽气机的电功率将变小
D.该真空包装机密封袋口时,向左移动滑动变阻器的滑片,电路的总功率将变小
2.商场为了统计出入的人流量,在大门前安装自动计数装置。简化电路图如图甲所示。为红外线感应电阻(有人员通过时,阻值较小;无人员通过时,阻值较大),为定值保护电阻。某时段电压表示数随时间变化的图象如图乙所示。已知计数器电路的电源电压恒为,保护电阻的阻值为。则( )
A.电压表示数为1V时,计数器会计数一次
B.有人通过购物中心大门时,感应电阻的阻值为
C.有人通过购物中心大门时,两端的电压与通过的电流的比值变大
D.有人通过购物中心大门和没有人通过购物中心大门电路的电流之比为
3.如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为,电压表量程为,定值电阻大于,滑动变阻器的规格为“,1A”,小灯泡L的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示。若闭合开关S,接1,在电路安全的情况下,变阻器允许接入电路的最大阻值为,则电源电压为___________V,灯泡的最小功率为___________W;若闭合开关S,接2,在电路安全的情况下,电路中允许通过的最大电流是最小电流的倍,则电阻的阻值为___________。
分析有理·押题有据
本考点为常考中档题,侧重电路变化的分析。
动态电路的两种常见类型:滑动变阻器滑片移动引起的电路变化、开关通断引起的电路变化。
分析步骤:明确电路的连接方式(串并联)、确定电表测量的物理量、分析电阻的变化、根据欧姆定律和串并联电路特点判断电流、电压的变化。
解题需注意电源电压不变,定值电阻的阻值不变,结合欧姆定律和电功率公式分析电表示数、灯泡亮度的变化。
终极猜想·精练通关
1.小爱设计了一款电子量角器,如题图甲所示,图乙为简化电路图,其中AB为粗细均匀的半圆弧形电阻丝,当滑片OP沿顺时针方向转动时( )
A.AB间电阻丝的电阻变小 B.通过电阻丝AB的电流变小
C.电压表的示数变大 D.电压表的示数与通过量角器的电流之比不变
2.酒驾易造成交通事故,利用图示电路可以检测司机是否酒驾,图中的 R1为定值电阻,R2是一个气敏传感器,它的电阻值会随着其周围酒精蒸气浓度的增大而减小。检测时,喝了酒的司机对着气敏传感器吹气,则( )
A.电流表的示数增大,电压表的示数减小 B.电流表的示数增大,电压表的示数增大
C.电流表的示数减小,电压表的示数减小 D.电流表的示数减小,电压表的示数增大
3.控制大气污染物浓度是确保空气质量,实现碧水蓝天的重要措施。如图甲所示是物理学习小组设计的大气污染物浓度监测简化电路,R为气敏电阻,其阻值随污染物浓度变化的关系如图乙所示。当污染物浓度增大时,污染物浓度监测表的示数增大。当污染物浓度增大时,下列说法正确的是( )
A.气敏电阻的阻值增大 B.电流表示数增大
C.电压表示数增大 D.污染物浓度监测表是电压表改装而成的
4.如图是测量货车质量的地磅示意图,货车的质量可以通过电流表的示数转换测出,为定值电阻,下列说法正确的是( )
A.测量电路是一个并联电路 B.货车质量变大时,电流表的示数变小
C.货车质量变大时,消耗的电功率变大 D.将电流表换成电压表也能测量货车的质量
5.水中溶氧量是水产养殖的一项关键指标。小粤利用溶解氧传感器设计了自动充氧装置,其中监测电路如图所示,电源电压保持不变。溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小。闭合开关,当溶氧量降低时,电流表的示数______,电压表的示数______,滑动变阻器的功率______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
6.如图甲所示,这是为探测准确的气象数据而释放的气象气球,为了显示气球上升的高度,小伟设计了如图乙所示的简易电路图,电源电压不变,传感器R的阻值会随海拔的增大而减小,R0是定值电阻,随着海拔的增大,电流表的示数____,电压表的示数____,电路消耗的总功率____。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
7.如图甲所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中,两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图乙所示,根据图像的信息可知:______(选填“a”或“b”)是电压表V1示数变化的图像,电源电压为______V,滑动变阻器R2的最大阻值为______Ω。
8.如图所示为探究电流与电压关系的电路,闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片移到__________(选填“A”或“B”)端;闭合开关后,小明向另一端移动滑片的过程中,电流表的示数__________,电压表的示数__________(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
9.有一种亮度可调的台灯,其电路图如题图甲所示,电源电压恒为12V,灯泡L的额定电压为12V,通过灯泡L的电流跟两端电压的关系如图乙所示,当滑片P向左移动,灯________(选填“变暗”或“变亮”),当滑片P在a端时,电路中的电流为________A,当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为________。
10.某测温棚内的自动测温装置除测量体温外还能记录通过的人数,其原理图如题图所示,R为定值电阻,是光敏电阻,电源电压为3V。闭合开关S,无人通过时,电压表示数为2.5V。有人通过时,挡住入射到光敏电阻上的光,光敏电阻阻值变为10Ω,电压表示数变为2V,装置计数一次。则有人通过时,电路中的电流为______A,定值电阻R的阻值为______Ω。无人通过时,光敏电阻的阻值为______Ω。
11.如图所示电路,电源电压,定值电阻。
(1)当开关闭合、断开,滑动变阻器R2的滑片位于a端时,电流表的示数为0.2A。求此时电路的总电阻。
(2)当开关、都闭合,滑动变阻器R2的滑片位于中点时,电流表的示数为0.3A。求滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中,电流表示数的变化范围。
押题猜想十四 浮力综合
试题前瞻·能力先查
1.三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个由同种材料制成的等质量的实心的卡通小动物轻轻放入容器中,小动物静止后的状态如图所示,以下判断正确的是( )
A.液体的密度关系是 B.卡通小动物受到的浮力大小关系是
C.液体对容器底部的压强关系是 D.容器对桌面的压强关系是
2.用细线将两个体积相同的实心小球A和B连在一起,放入水中静止后状态如图所示,线已绷紧。A、B两球的重力分别为 ,受到的浮力分别为FA、FB,则( )
A. B. C. D.
3.2025年11月5日,我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰福建舰正式入列,满载排水量为8万吨,在海上航行时,水下8 m处海水对舰体的压强为______Pa;满载时福建舰受到的浮力为______N;假如福建舰从密度大的海域驶入密度小的海域,浮力______(选填“增大”,“减小”或“不变”)。(海水密度,)
分析有理·押题有据
本考点为常考中档题,力学模块的综合应用。
浮力部分:浮力的产生原因(上下表面的压力差)、阿基米德原理、物体的浮沉条件(漂浮、悬浮、下沉的条件及应用,如轮船、潜水艇、密度计)。
解题需结合受力分析和阿基米德原理计算浮力,分析物体在液体中的状态,解决压强与浮力的综合问题。
终极猜想·精练通关
1.小京洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。已知桔子的密度小于芒果的密度,下列说法正确的是( )
A.因为桔子的密度小,所以受到的浮力大 B.因为桔子排开水的体积小,所以受到的浮力小
C.因为芒果的密度大,所以受到的浮力大 D.因为芒果沉在水底,所以受到的浮力小
2.甲、乙两个实心小球质量和体积的大小如图所示,下列说法正确的是(取)( )
A.甲球的密度为
B.甲球的密度大于乙球的密度
C.乙球在水中静止时处于悬浮状态
D.乙球浸没在水中时所受浮力大小为0.03N
3.小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面不动,如题图,下列说法正确的是( )
A.茄子受到的浮力和它的重力一样大 B.茄子受到的浮力比它的重力小
C.茄子受到的浮力比它的重力大 D.茄子的平均密度比水大
4.如图甲为我国古代的滴水计时工具——漏刻,图乙为它的模拟示意图。漏水壶通过底部的出水口向受水壶中滴水,受水壶中的箭尺始终处于漂浮状态,当受水壶中液面升高时,变化的是( )
A.箭尺受到的浮力 B.箭尺排开水的质量
C.箭尺排开水的重力 D.水对受水壶底的压强
5.如题图所示,两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示,两容器中液面刚好相平。则下列说法正确的是( )
A.小球A的质量大于小球B的质量
B.甲液体的密度小于乙液体的密度
C.小球A在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中的浮力
D.甲液体对容器底的压强等于乙液体对容器底的压强
6.科技馆的浮力实验装置中装有三层、每层高度为10cm的互不相溶的液体:上层是浅黄色植物油(ρ植物油=0.8g/cm3),中层是水(ρ水=1.0g/cm3),下层是染成蓝色的工业油(ρ工业油=1.2g/cm3)。将一个直径为5cm的球轻轻放入液体中,发现该球最终静止在水和工业油之间,则该球的密度约为( )
A.0.7g/cm3 B.0.9g/cm3 C.1.1g/cm3 D.1.3g/cm3
7.如图所示,水平桌面上两个质量相等的圆柱形薄壁容器甲、乙,底面积,分别装入两种不同液体,A、B是两个完全相同的物体。A静止时有体积露出液面,B用细线拴在容器底部且B对细线有拉力。已知液面相平。液体对容器底的压力相等,下列说法中( )
①两物体受的浮力; ②甲、乙容器中两种液体的密度之比;
③两容器对桌面的压力; ④若将B下方的细线剪断,则静止时B将有体积露出液面。
A.只有①④正确 B.只有②③正确 C.只有①③正确 D.只有②③④正确
8.如图(a)所示,重为6×107N的潜艇悬停在海水某深度处,潜艇的水舱向外排出1×107N的海水后开始上浮,在图(b)所示位置时潜艇受到的浮力为___________N。最终潜艇静止在图(c)所示海面,潜艇受到的浮力为___________N。由此可见潜水艇是通过改变___________来实现上浮和下沉。
9.划龙舟是我国端午节的习俗之一(如图所示)。比赛的龙舟必须在各自的赛道上前行,因为当两龙舟并列前行时,两龙舟之间水流速度大,压强_______,容易“吸”在一起发生碰撞:队员们奋力用桨划水,龙舟快速前行,是因为力的作用是_______,当有队员下龙舟上岸后,龙舟受到的浮力将_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
10.如图甲所示,用针将木块按入水中,此时木块受到的浮力_________木块的重力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。如图乙所示,拔掉细针,木块受到的浮力_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。如果不断向容器中加入适量食盐,木块受到的浮力将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
11.“辽宁号”航空母舰的满载排水量约为67500t,在海上满载静止时,它所受到的浮力是_________N,如图是国产歼-15舰载机在“辽宁号”航空母舰上起飞时的情景。飞机升空是利用流速大的地方压强比较__________(选填“大”或“小”)的原理。当战斗机从航母上起飞后,航母所受浮力将__________(选填“变大”或“变小”或“不变”)。
12.如图所示,两个完全相同的容器中装有质量相等的水,水中有瓶口扎上橡皮膜的两个空塑料瓶,质量均为50g。若图甲中瓶子恰好悬浮,则该瓶子受到的浮力是___________N:图甲、乙中橡皮膜受到水的压强分别为p甲、p乙,图甲、乙中两容器对水平桌面的压强分别为p'甲、p'乙,则p甲___________p乙,p'甲___________P'乙(最后两空均选填“>”“<”或“=”)。(g取10N/kg)
押题猜想十五 光、力、电磁学作图题
试题前瞻·能力先查
1.如图所示,岸上的人看池底的A点是在点的位置,请你作出人在岸上看A点的光路。
2.如图所示,点O为支点,请在图中画出动力F1的力臂L1和阻力F2。
3.如图为冰箱工作时部分电路示意图,冰箱内照明灯由开关控制,压缩机由开关控制,在符合安全用电原则下,请在图中用笔画线代替导线将电路连接完整。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重规范作图能力。
光学作图:光的反射(反射光线、法线、反射角)、光的折射(折射光线的方向)、平面镜成像(对称法作图)、凸透镜和凹透镜的光路图(三条特殊光线)。
力学作图:力的示意图(重力、弹力、摩擦力的方向和作用点)、杠杆的力臂(支点、动力臂、阻力臂)、滑轮组的绕线(根据省力要求绕线)。
电磁学作图:通电螺线管的磁感线、安培定则的应用(标出电流方向或磁极)、家庭电路的连接(开关、插座、用电器的连接)。
解题需注意作图规范,使用直尺和铅笔,保留作图痕迹,明确箭头方向和符号标注。
终极猜想·精练通关
1.如图所示,水中有一物体A,A′为岸上的人看到物体A的像,请画出人看到物体A的光路图。
2.如图所示,一束光线从水中斜射向水面,入射光线及法线已画出。请画出这条入射光线的反射光线和大致的折射光线。
3.如图所示,请画出经过凸透镜后的折射光线。
4.如图所示是已矫正好的近视眼,请完成光路图。
5.如图甲,小圳同学周末去万达商场,站在商场的手扶电梯上,随梯匀速下楼。在图乙中画出小圳的受力示意图。(图中“·”表示小圳)
6.如图所示,人站在地面上用滑轮组提起重物,请画出适合其工作情景的绕线方式。
7.在古代,为了抵御外敌入侵,常在城池周围建造护城河,通过吊桥的升降控制人员进出。如图所示,是吊桥被拉起时的模型图,请你在图中画出拉力F的力臂L1和吊桥重力G 的力臂L2。
8.如图所示,某快递公司使分拣出来的货物随着传送带一起匀速向左运动,画出此过程中货物受重力和支持力的示意图。
9.(1)小明设计了一个晚上自动给盆栽浇水的电路。光控开关在天黑时闭合,湿敏开关在土壤过于干燥时闭合。浇花器仅在土壤过于干燥的夜间才开始工作,给花草浇水。请在图中帮助小明完成电路连接;
(2)放在通电螺线管旁边的通电导线受力情况如图所示(“•”表示电流方向垂直纸面向外,“×”表示电流方向垂直纸面向里),在图中,标出通电导线的受力方向;
(3)如图所示,轻质弹簧一端固定在墙上,物体沿粗糙地面水平向左运动,压缩弹簧运动到点时,速度为,在方框内以点代替,画出经过点时水平方向的受力示意图。
10.(1)如图所示,一束光射向水面O点,请画出反射光线和大致的折射光线。
(2)A、B两位同学在同一起跑线同时同向做匀速直线运动,某时刻他们的位置如图甲所示,请在图乙中画出他们运动的s-t图像(须分别注明“A”“B”)。
(3)如图是小明为电动窗帘设计的电路原理图,通过电磁继电器改变电动机M的电流方向来实现窗帘的开与合。请按要求将电路连接完整,并在括号内标出电磁铁上端的极性。
11.用笔画线代替导线,按照图甲所示电路图,将乙图中的实物图连接完整(其中)。
12.如图所示,小新家新买了一台洗衣机,请用笔画线代替导线,将洗衣机接入家庭电路中的导线补齐。
押题猜想十六 探究电流与电阻、电压的关系
试题前瞻·能力先查
1.在“探究电流与电阻关系”实验时,老师给小明提供了如下器材:电源(电压恒定为4.5V)、电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器a(102A)和滑动变阻器b(201A)各一个,定值电阻5、10、15各一个,导线若干。
(1)注意在连接电路时,开关必须处于___________状态,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,目的是___________。
(2)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整。(要求:滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,导线不允许交叉)
(3)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,则故障可能是___________(答出一种情况即可)。
(4)排除故障后,小明把5的电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,读出电流表示数如图乙所示,正确记录后,小明又改用10电阻继续实验,闭合开关后,小明应将滑片P向___________(填“左”或“右”)移动至电压表示数为___________V。
(5)小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是___________(填“a”或“b”)。
2.小明和小东在探究电流与电阻的关系时,所用的实验电路如图甲所示,其中电源电压为3V。
(1)小明在连接电路前发现电压表指针如图乙所示,原因是:______。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最______(选填“左”或“右”)端,从而保护电路。
(3)闭合开关后,小明发现电流表有示数,电压表无示数,出现该现象的原因可能是定值电阻______(选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,小明换用阻值不同的定值电阻,并控制______不变进行实验。
(5)小明根据实验数据作出I-R图像如图丙所示,图丙中,阴影部分面积的物理意义是______。
(6)小东还想将40Ω的定值电阻接入电路进行实验,则滑动变阻器的最大阻值至少为______Ω。
(7)小东对实验数据处理之后,作出了如图丁所示的I-图像。与图丙图像相比,图丁图像的优点是______。
分析有理·押题有据
本考点为常考实验题,是电学实验的核心内容,侧重控制变量法的应用与实验操作分析。
实验分为两部分:一是探究电流与电压的关系,控制电阻不变,改变定值电阻两端的电压,记录电流表示数,得出电阻一定时,电流与电压成正比的结论;二是探究电流与电阻的关系,控制定值电阻两端的电压不变,更换不同阻值的电阻,记录电流表示数,得出电压一定时,电流与电阻成反比的结论。
实验中滑动变阻器的作用需重点掌握:前者用于改变定值电阻两端的电压,多次实验得出普遍规律;后者用于控制定值电阻两端的电压不变,同时二者都有保护电路的作用。解题时需关注实验器材的选择、电路故障分析、数据处理与误差分析,结合欧姆定律理解实验结论
。
终极猜想·精练通关
1.如图所示,小明用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻来探究电流与电阻的关系,电源电压恒为6V,滑动变阻器的规格为“40Ω 0.5A”。
(1)他连接了图甲所示的电路,其中有一根导线接错,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到______(选填“左”或“右”)端;
(3)将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,直到电压表示数为2.5V。此时电流表示数如图乙,记录为______A,滑动变阻器接入电路的阻值为______Ω。
(4)依次更换定值电阻,重复实验。若分别将10Ω、15Ω定值电阻接入电路,调节滑动变阻器,控制电压表示数保持不变,若滑动变阻器接入电路中的阻值分别为、,则______。
(5)多次更换定值电阻进行实验的目的是______。
2.小明在“探究电流与电阻的关系”实验中,设计了如图甲所示的电路图,实验中用到的实验器材主要有电压恒为6 V的电源,滑动变阻器(标有“20Ω 2 A”的字样),阻值分别为5 Ω、10Ω、20Ω、40 Ω的定值电阻各一个。
(1)小明根据电路图连接的实物电路如图乙所示,其中存在连线错误,如果此时闭合开关,________会因超过量程而损坏。现只要改接一根导线就可以将电路连接正确,请你在接错的那根导线上画“×”,用笔画线代替导线画出正确的连线(导线不允许交叉) ________。
(2)电路改正以后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最_______(选填“左”或“右”)端。
(3)小明依次换用5Ω、10Ω、20Ω、40Ω电阻的过程中,不断改变滑动变阻器滑片的位置,当将5Ω电阻换成10Ω时,应在闭合开关后,将滑片向右移动,其目的是__________。
(4)图丙是根据实验数据画出的I—R图像,由此得出结论:__________。其中阴影部分的面积表示的物理量是小明在实验过程中确定的定值电阻两端的电压,其数值为_______V。
(5)实验中,在接入40Ω的定值电阻后,小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都不能使电压表的示数达到原来的数值。为了能完成这次实验,小明采取的措施可行的是 。
A.调高电源电压
B.更换一个最大阻值为40 Ω的滑动变阻器
C.在开关和滑动变阻器之间再串联一个10Ω的电阻
D.将电压表改接到滑动变阻器的两端
3.小九用如图甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变大;
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则出现该故障的原因可能是___________
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流如图乙所示,则该数据应为___________ A;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
______
0.40
0.50
0.60
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
① 将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直至电压表示数为1V接下来用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,应将滑片向___________(选填“左”或“右)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别按入电路,重复以上步骤:
② 当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,小九认为可以改变电压表的预设电压,该预设值应不低于___________V;同组的小洲认为不改变电压预设值也可解决上述问题,只将上述准备的10Ω电阻___________(选填“串联”或“并联”)在电路中就可以顺利完成实验。
4.小明在探究“电流与电阻的关系”,准备的实验器材有:三节新的干电池(电压为),电流表,滑动变阻器(标有“”字样),定值电阻4个(、、、),导线若干。
(1)小明按照图甲所示的电路图连实物图,请用笔画线代替导线将图乙连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小;
(2)闭合开关前,应将滑片P调到_____(选填“A”或“B”)处;闭合开关后,若电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因可能是_____;
(3)排除故障后,将定值电阻由更换为时,应将滑动变阻器的滑片P向_____(选填“左”或“右”)适当调节,使电压表示数_____;
(4)若小明再次换接的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了完成这次实验,他采取的措施可行的是_____(选填字母)。
A.更换阻值更大的滑动变阻器 B.将电压表改接到滑动变阻器两端
5.为完成“探究电流与电阻的关系”实验,某实验小组连接了如图甲所示的电路,选用5、10、 25的定值电阻各一个,电源电压保持6V不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大___________。
(2)连接电路时,开关应处于___________状态。连接好电路,闭合开关,发现电压表示数为零,电流表示数不为零,则实验电路出现的故障可能是定值电阻处___________(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,小海将5的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,直到电压表的示数 如图乙所示,为___________V,并记录电流表的示数;接着断开开关,用10的电阻替换5的电阻,然后闭合开关,一边移动滑动变阻器的滑片,一边观察电压表示数,使___________,并记下此时电流表的示数。
(4)通过实验得到电流随电阻变化的关系图像如图丙所示,由图像可得出实验结论:电压一定时,通过导体的电流跟电阻成___________。
(5)为使结论更具普遍性,在不增加器材的基础上,可以___________。
6.小明用如图所示的器材探究电流与电阻关系,电源电压是6V保持不变,定值电阻5个,滑动变阻器的规格为“,1A”。
(1)用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,则电路可能出现的故障是___________。
(3)排除故障后,进行实验,测量出的数据如下表。
实验次数
1
2
3
4
5
5
10
15
20
30
……
①换用15Ω的电阻进行实验时,当电压表示数达到U0时,电流表的示数如图乙所示,是___________ A。
②实验中小明控制电阻R两端的电压是U0=___________V。
(4)前4次实验的数据可得出结论:电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成___________。
(5)当小明用30Ω的电阻替换20Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调为U0,可能的原因是___________,在不更换器材的情况下,可以采用___________的方法完成这次实验。
7.小明探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:两节新干电池(约3V)、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、3个定值电阻,导线若干。
(1)连接的电路如图甲所示,连接有误的电路元件是________。
(2)改正电路后,闭合开关移动滑片过程中观察到电压表无示数,电流表示数有明显的变化。则故障原因可能是定值电阻________。
(3)小明发现探究此实验要不断更换电阻很麻烦,他利用旋钮开关设计了如图乙电路进行实验。
①为了保证电路安全,应先将旋至________处(选填“1”“2”或“3”),再闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为,记录此时电流表示数;
②接着将旋至2处,发现电压表示数变小了,接下来应向________(选填“左”或“右”)调节滑动变阻器,眼睛要观察________表。
③完成最后一组实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器,很难使电压表示数达到设定值,原因可能是________________________________。
押题猜想十七 探究杠杆的平衡条件
试题前瞻·能力先查
1.跨学科实践小组设计了“测量气球在空气中所受浮力”的实验∶
(1)实验过程∶
①如图a,用细线穿过自制标尺的O点并悬挂,使其处于水平平衡状态,其中标尺分度值为1mm(图中毫米刻度线没有画出);
②将充足气的篮球和套有气针的干瘪气球,固定悬挂在标尺左端距O点为L0的位置∶在标尺右端对称位置悬挂小桶,往桶内装入适量细沙,使标尺处于水平平衡状态。若测得小桶和细沙的总重力为G,则篮球和气球(含气针)的总重力为_____;
③把气针插入篮球的气门内,气球随即膨胀,如图b,标尺的_______(选填“左端” “右端”)向下发生倾斜,理由是∶左端气球受到向上的_______,导致平衡状态发生变化;
④测量膨胀气球受到的浮力大小;
方法一∶在不改变小桶悬挂位置的情况下,__________(选填“向小桶内添加”“从小桶内取出“)重力为G0的细沙,使标尺重新处于水平平衡状态,则膨胀气球受到的浮力大小为________;
方法二∶保持小桶和细沙总重力为G的情况下,移动小桶悬挂的位置,使标尺重新处于水平平衡状态,此时小桶悬挂位置与O点的距离为L,利用杠杆平衡条件也可计算出膨胀气球受到的浮力大小为________。
(2)实验评估∶
如图c,如果用钩码替换图a中的小桶和桶内细沙,为了较精准测量膨胀气球受到的浮力大小,采用④中的方法_______更合理。
2.图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置;
(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于_________(填“平衡”或“非平衡”)状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向_________(填“左”或“右”)侧调节。
(2)图乙是一个平衡的杠杆,此时若推动右侧钩码的悬线(如图丙所示),就会发现杠杆_________(填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”)。
(3)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是_________。
(4)实验可得,杠杆的平衡条件是动力×动力臂_________(填“大于”“等于”或“小于”)阻力×阻力臂。
(5)某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是该小组利用图丁所示的装置进行探究,在杠杆O点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为_________N。以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子拉力为阻力F2,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,F1L1总是_________(填“大于”“等于”或“小于”)F2L2,其原因可能是_________。
(6)图丁中,弹簧测力计处在A点位置时,此杠杆属于_________(填“省力”或“费力”)杠杆,请举出它在生活生产中的一个应用实例:_________。
分析有理·押题有据
本考点为常考实验题,力学模块的重点实验。
实验目的:探究杠杆的平衡条件,即动力×动力臂 = 阻力×阻力臂(F1L1=F2L2)。实验器材:杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台。
实验步骤:调节杠杆在水平位置平衡(便于测量力臂)、在杠杆两侧挂不同数量的钩码,调节钩码位置使杠杆平衡、记录力和力臂的数值、多次实验得出普遍规律。
解题需注意杠杆平衡条件的应用,分析实验中的错误和误差,如杠杆自重的影响、力臂的测量错误。
终极猜想·精练通关
1.探究杠杆的平衡条件。
实验序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1
0.1
0.5
0.2
2
1
0.1
1
0.1
3
1.5
0.3
3
0.15
(1)图甲所示为实验前杠杆静止时的状态,此时杠杆______(选填“是”或“不是”)处于平衡状态;为使其在水平位置平衡,应向______(选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母;调节完成后,若不计摩擦,则杠杆自重对实验______(选填“有”或“没有”)影响。
(2)小明对杠杆的平衡条件提出如下两种猜想。
猜想1:动力+动力臂=阻力+阻力臂
猜想2:动力×动力臂=阻力×阻力臂
用已调节完成的杠杆进行实验,所得的实验数据见表,分析数据可知,猜想______是正确的。
(3)小明继续探究“杠杆的平衡是否受支点到力的作用点的距离影响”。如图乙所示,他用薄片制作了一个圆盘(相当于杠杆),圆盘可以绕着圆心O转动,直径AD上所标各点间距离相等(转轴阻力忽略不计)。
①根据前面的探究结论,他在圆盘的A点挂上3个相同的钩码,在B点挂______个相同的钩码,可使圆盘在图示位置平衡。
②保持A点所挂钩码不变,将挂在B点的钩码移动到C点,发现圆盘仍能在图示位置保持平衡,这一现象说明支点到力的作用点的距离______(选填“是”或“不是”)直接影响杠杆平衡的因素。
③实验中小明发现悬挂和移动钩码很不方便,可采取的改进措施是______。
2.(一)某同学用密度为的纯酒精配制浓度为75%的酒精。他查阅资料得知浓度为75%的医用酒精的密度为,为检验自己配制的酒精是否合格,进行了如图所示的实验和分析:
(1)将天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,横梁静止时,指针指在如图甲所示位置,接下来的操作是向______(选填“左”或“右”)移动平衡螺母,直到天平平衡;再将适量配制的酒精倒入烧杯中,测出烧杯和酒精的总质量为98 g后,将烧杯中的一部分酒精倒入量筒中,如图乙所示,则量筒中酒精的体积为______;
(2)再测量烧杯和剩余酒精的总质量,天平横梁平衡时如图丙所示,则烧杯和剩余酒精的总质量为______g;
(3)该同学配制的酒精密度为_____。为符合要求,他应该向已配制的酒精中添加适量的______(填“纯酒精”或“水”)。
(二)该同学利用杠杆测量一石块的密度,实验装置如图丁所示:
(4)将石块悬挂在杠杆左侧,通过调节细线长度使石块缓慢浸没在下方装满水的溢水杯中(未触底),同时用质量可忽略不计的薄塑料桶接住溢出的水;
(5)将薄塑料桶悬挂在杠杆右侧,调节塑料桶的悬挂位置,使杠杆在水平方向平衡;
(6)测量出A、B两悬挂点距支点O的距离和,则石块密度______(已知水的密度)。
3.在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)挂钩码前,为了使杠杆在水平位置保持平衡,则应将平衡螺母向____(选填“左”或“右”)移动,目的是便于测量____的大小。
(2)如图乙所示,在A点挂2个质量均为50g的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其平衡,此时弹簧测力计的示数为____N。(g取10N/kg)
(3)如图丙所示,保持A点所挂钩码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕B点从a位置缓慢转到b位置,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中拉力F将____(选填“变大”“变小”或“不变”),原因是____。
(4)为了探究轻质杠杆的动力大小与动力臂的关系,只改变动力臂,多次测量,根据记录的数据画出如图丁所示的动力随动力臂变化的图像。小华发现图像中每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积总相等,原因是____。
4.同学们用杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的若干钩码探究“杠杆的平衡条件”。
(1)调节杠杆水平平衡后,第一组同学按图甲进行实验,第二组同学按图乙进行实验,你认为第_______(填“一”或“二”)组实验更方便,理由是_______;
(2)如图丙所示,小刚调节杠杆在水平位置平衡,然后在B点下方加挂一些钩码,若仍要保持杠杆在水平位置平衡,需要用弹簧测力计在A点施加一个竖直_______(填“向上”或“向下”)的动力;
(3)保持所挂钩码位置不变,不断改变弹簧测力计的作用点,每次都使得杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计施加的动力F与其力臂的图像如图丁所示。由图像可知,各个数据点与两坐标轴所围成的矩形的面积(图丁中阴影部分)是_______(填“相等”或“不等”)的;
(4)如图戊所示,在杠杆左侧挂一轻质小桶,桶里装满水,测力计示数为_______N时,杠杆平衡,则水的质量为80g;若保持小桶和弹簧测力计的位置不变,改装满另一种液体时,测力计示数变为1N,则这种液体的密度为_______(g取10N/kg)。根据此原理,可以制作杠杆密度计,要使其测量精度更高一些,应选择容积更_______的空桶。
5.如图所示是小明探究和应用杠杆平衡条件的过程。
(1)杠杆在图甲所示的位置静止,为使其在水平位置平衡,应向______(选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母。
(2)完成上述操作后,在两侧悬挂钩码,使横梁水平平衡,如图乙所示,进行多次实验,将数据记录在表格中,分析数据,归纳出杠杆的平衡条件是______(用表格中的字母表示)。
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
2
1
3
3
2
4
1
(3)调节杠杆在水平位置平衡后,在杠杆两边挂上钩码后出现了图丙所示的现象,要使杠杆恢复水平平衡,下一步进行的最简单的操作是:______。
(4)探究完杠杆的平衡条件后,小明利用简单的材料制作杆秤。
①如图丁所示,用木棒作为秤杆,用细线系一个20g的钩码作为秤砣,把空小盆挂在A点作为秤盘,在B点挂粗绳作为提纽,则______点相当于支点,移动细线的位置,直到杆秤水平平衡,标记此时细线的位置 C,C对应刻度值应为______ g。
②根据杠杆的平衡条件,小明制作的杆秤的刻度是______(选填“均匀”或“不均匀”)的。
6.如图所示是小冬学习了杠杆和浮力的知识后制作的一支密度秤,其外形与杆秤类似,装秤钩的B处吊着一个密度均匀合金块,提纽位于O处,秤砣放在A处时,秤杆恰好水平平衡(如图甲),测得OA=80cm。把合金块浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。
(1)在图示甲位置平衡时,整个装置的总重心位于_____(选填“A处”、“B处”、“O处”);
(2)将合金块浸没在水中,秤砣移到C处时密度秤水平平衡,如图乙所示,则可在C处标上水的密度1×103kg/m3;
(3)现在向水中加入一定量的食盐,则秤砣向______(选填“左”或“右”)移才能使密度秤再次在水平位置平衡,可知提纽右边越靠近提纽O处的刻度,表示的液体密度值越____;
(4)将合金块浸没于某一种液体中,秤砣移到D位置时密度秤水平平衡,测得OB=20cm,OD=72cm,如图丙所示;聪明的小冬发现,为了得到该种液体的密度,还可以利用合金块的密度来进行计算,于是他设计了下面实验,如图丁所示,将合金块从密度计中取下,用弹簧测力计测出合金块的重力,将合金块完全浸没在水中,待稳定后,读出弹簧测力计示数,则合金块的密度为_________kg/m3,从而得到丙图中液体的密度是________kg/m3,然后在D处标上该液体密度值。
(5)若测量液体的密度时,合金块没有完全浸没,则测量值_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
7.在探究“杠杆的平衡条件”的实验中(已知每个钩码重1N):
(1)调节杠杆水平平衡后,第一组同学按图甲进行实验,第二组同学按图乙进行实验,你认为第___________(选填“一”或“二”)组实验更方便,理由是___________;
(2)如图丙所示,小明调节杠杆在水平位置平衡。然后在B处挂3个钩码,若仍要保持杠杆在水平位置平衡,需要用弹簧测力计在A处竖直向下施加___________的拉力;
(3)保持B处所挂钩码位置不变,不断改变弹簧测力计的作用点和拉力的大小,使杠杆始终在水平位置平衡,绘制出弹簧测力计的拉力与其力臂的图像如图丁所示,图像中每次描出的点与两坐标轴围成的矩形面积(如图丁中阴影部分)___________(选填“相等”或“不等”);
(4)本实验可得出杠杆的平衡条件是:___________;
(5)实验结束后,小明想到一个新问题:在生活中,杠杆是有自重的,当支点不在杠杆的中点时,杠杆也会平衡。如图戊所示,已知弹簧测力计的示数为,杠杆恰好平衡,则杠杆自身受到的重力为___________。
押题猜想十八 电阻的测量
试题前瞻·能力先查
1.在用伏安法测量电阻实验中,使用的器材如下:电阻为的待测电阻器,电压恒为3V的电源,电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一只,导线若干。
实验序号
1
2
3
电压
1.50
2.25
2.65
电流
0.15
0.22
①
电阻
10.0
10.2
电阻平均值
(1)测量电阻的原理是______(填写公式即可)。
(2)连接电路过程中,开关应处于______状态;如图甲所示,若此时闭合开关,______(选填“电流”或“电压”)表的指针将会偏转到最大处。
(3)请用笔画线表示导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(4)连接好电路后,将滑动变阻器调到阻值最大处,闭合开关,移动滑片P,将实验数据记录在表中。表中①处电流表的示数如图乙所示,为______A;电阻器的电阻Rx的平均测量值为______Ω(结果保留一位小数)。
(5)要完成这几组实验所选用滑动变阻器的最大阻值至少是______Ω。
2.小明同学在“测量定值电阻的阻值”实验中,电路图如图甲所示,请回答以下问题。
(1)连接电路时,开关应处于_____状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于_______端(选填“A”或“B”);闭合开关后指针如图甲原因是_____;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,则电阻的阻值为_____。小明进行了多次测量,计算出R的阻值的平均值,目的是_____;
(3)实验后,小明要利用上述器材测量未知电阻的阻值,设计的实验电路如图丁所示,电源电压保持不变,定值电阻的阻值记为,请将实验步骤补充完整:
①闭合开关、,断开开关,读出电流表的示数为;
②_____,读出电流表的示数为;
③未知电阻阻值的表达式:_____(用、和表示)。
分析有理·押题有据
本考点为常考实验题,电学模块的核心实验。
伏安法测电阻:实验原理,器材包括电源、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻、开关、导线。
实验步骤:连接电路、闭合开关,调节滑动变阻器,记录多组电压和电流值、计算电阻的平均值(减小误差);若测量小灯泡的电阻,需注意灯丝电阻随温度变化,不能求平均值。
其他方法:缺电流表或电压表时,利用已知电阻和串并联电路特点测量电阻(如安阻法、伏阻法)。
解题需掌握实验电路的连接,分析电路故障(如电流表无示数、电压表有示数的原因),处理实验数据。
终极猜想·精练通关
1.按要求完成下列实验题;
(1)如图甲,在“测量物体运动的平均速度”实验中,小木块从斜面A点滑下,AC段的距离为_________cm,小木块在A、C点的时间如图所示,则通过AC段的时间为_________s,则小木块在AC段的平均速度为_________m/s。
(2)同学们利用伏安法测量某定值电阻的阻值,电源电压为U且保持不变
①某同学连接了如图乙所示的部分电路.请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左移动时,电压表示数变大_________。
②按要求连接电路后,闭合开关,发现电压表指针一直来回摆动,电流表有示数且稳定,其原因可能是_________(填“定值电阻”“滑动变阻器”或“电压表”)接触不良。
③排除故障后,某次测量时电压表的示数为1.6V,电流表的示数如图乙所示,此定值电阻的阻值为_________。
④另一位同学进行测量时,在分别读取电压表和电流表的示数为U1、I1后,发现误将电压表与滑动变阻器并联.则待测电阻的阻值应为R=_________(用字母表示)。
2.小粤在“探究电流与电压的关系”实验时,选用了如下实验器材:电源(电压恒为3V),电流表(量程为),电压表(量程为),滑动变阻器,开关,定值电阻,小灯泡(额定电压),导线若干。实验电路图如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整(要求滑片P向左移动时电流表示数变大);
(2)实验前应将滑片P调至最______(选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电压表、电流表均无示数。小粤将另一个电压表接在a、b两点时,电压表示数为;接在a、c两点时,电压表无示数;接在b、c两点时,电压表示数为。由此可判断出电路中______(选填“开关”“定值电阻”或“滑动变阻器”)断路;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录实验数据见表。第3次实验时,电流表示数如图丙所示,读数为______A;
实验序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.50
0.80
1.20
1.50
2.00
2.50
电流I/A
0.10
0.16
0.30
0.40
0.50
(4)分析实验数据可得出实验结论:当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______比;
(5)小粤用小灯泡代替定值电阻,调节滑动变阻器,测出小灯泡在不同电压下的电流,作出小灯泡电流与电压变化的图像如图丁所示,由图可知:
①小灯泡的电阻随其两端电压的增大而______(选填“增大”“减小”或“不变”);
②实验中______(选填“应该”或“不应该”)对小灯泡在不同电压下的电阻值取平均值。
3.在做“伏安法测电阻”的实验中,小林设计并连接了如图甲所示的部分电路。
(1)请用笔画线补齐图中缺失的一根导线,使电路连接完整(导线不可交叉)。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最______(选填“左”或“右”)端。此时,滑动变阻器的作用是保护电路。
(3)在实验过程中,电压表指针猛然偏向表盘最右侧,电流表示数几乎为0,若电路中只有一处故障,则发生的故障可能是______。
(4)排除故障后,小林继续进行实验,某次测量中电压表和电流表的示数如图乙所示时,则该次测得未知电阻Rx的阻值______Ω。
(5)为了减小实验误差,应调节______,改变电压表、电流表的示数,记录多组电压、电流值,并算出相应的电阻值,取这些阻值的平均值记为电阻Rx的阻值。
(6)小林对实验进一步拓展,在缺少电流表的情况下,设计了如图丙所示的实验电路来测量未知电阻Rx的阻值,已知滑动变阻器的最大阻值为R0,电源电压未知且恒定不变。实验步骤如下:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至a端,读出电压表的示数为U1;
②再将滑动变阻器的滑片移至b端,读出电压表的示数为U2;
③未知电阻Rx阻值的表达式:Rx=______(用U1、U2、R0表示)。
4.在测量标有2.5V小灯泡电阻的实验中,图-1是甲同学连接好的电路。
(1)乙同学发现电路连接错误,只需更改一根导线即可。请你把接错的那一根导线找出来,并画上“×”。再用笔画线把它改接到正确的位置上;
(2)___________开关前,应将滑片移到滑动变阻器的最左端;
(3)闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数较大,则电路故障可能是___________(写出一种可能即可);
(4)排除故障后,甲同学先闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低,实验中观察到的现象和测量的数据记录如表:当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图-2所示为___________,则此时小灯泡的电阻约为___________(结果保留一位小数);
序号
1
2
3
4
5
发光情况
明亮
较亮
较暗
暗
不发光
电压
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流
0.22
0.20
0.14
0.12
电阻
11.4
10.0
7.1
4.2
(5)最后甲同学用表格中的电阻取平均值做小灯泡的电阻,乙同学认为这样处理不正确。请你说明理由:___________。
5.小明用伏安法测量盐水柱的电阻,他连接的电路如图甲所示,导线与盐水接触良好。
(1)图甲中,连接错误的电路元件是______。
(2)纠正错误后,将滑动变阻器的滑片P移至______(选填“A”或“B”)端,闭合开关,得到第1组数据。调节滑动变阻器,依次记录数据如下表所示,其中第6次实验电压表示数如图乙所示,为______V。
实验序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.00
1.20
1.50
1.80
2.00
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.18
0.20
0.25
(3)小明根据实验数据在坐标系中描绘的点如图丙所示,请你帮他完成U-I图像______。由图像可知:盐水柱的电阻为______Ω。
(4)若要获取盐水柱两端电压为0.5V时的数据,可采取的办法是______。
6.实验小组在进行测量小灯泡正常发光时电阻的实验,设计的电路如图甲所示。小灯泡标有“3.8V”,滑动变阻器的规格是“50Ω 2A”,电源电压U恒为6V。
(1)按照图甲连接实物电路;
(2)检查连好的电路时,组员小明提出按图甲______(选填“能“或”不能”)确定小灯泡何时正常发光;
(3)解决小明提出的问题后,闭合开关,移动滑片过程中,电流表无示数,电压表有示数,故障原因可能是______(选填“灯泡断路”或“滑动变阻器短路”);
(4)解决第(3)小题问题后,移动滑片P直至小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,为______A,则小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(计算结果保留一位小数);
(5)在评估实验过程和结果时,实验小组提出:小灯泡的额定电压为3.8V,考虑到连接的电压表的分度值较大,上述实验过程测出的电阻误差会较大,为了减小由于电压表分度值较大引起的误差,在不增减器材的情况下,可以这样做:______。
7.小源同学在“探究电流与电压的关系”实验中,使用的实验器材有:两节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、定值电阻和导线若干。
(1)请帮助小源同学将实物图(图甲)连接完整_______(要求:滑片向左移动,电流表示数变大);
(2)小源同学把10Ω的定值电阻接入电路,将滑动变阻器的滑片调至最______(选填“左”或“右”)端;闭合开关前发现电流表如图乙所示,其原因可能是______;
(3)改正错误后,闭合开关,调节滑片,进行多次实验,将实验数据记录在表中并绘制图像,如图丙所示,分析图像可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成______;
(4)接着小源又想完成“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验,将定值电阻替换为额定电压为3.8V小灯泡,新电源电压恒为6V,连接完电路后发现电压表只有的量程能正常使用,在现有器材条件下,为了顺利完成实验,他接下来还需调整的操作是______,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为______。此时电流表的示数如图丁所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______。
押题猜想十九 电热综合计算题
试题前瞻·能力先查
1.某同学家使用天然气热水器,将100kg的水从20℃加热到某温度,水吸收的热量为1.68×107J。求:[,]
(1)加热后水的温度;
(2)若加热水的过程中,天然气热水器消耗的天然气的体积为1m3,天然气热水器加热水时的效率。
2.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20,电源电压不变。当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.6A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.9A求:
(1)电源电压。
(2)R2的阻值。
(3)闭合S1,断开S2、S3时,电阻R1的电功率是多少?
分析有理·押题有据
本考点为常考计算题,电学与热学的综合应用。
核心公式:电功W=UIt、电功率、焦耳定律Q=I2Rt(纯电阻电路中Q=W)、热量计算Q吸=cmΔt。
常见题型:电热水器、电饭煲、电热毯等用电器的加热问题,计算消耗的电能、产生的热量、水的温度变化、加热时间等。
解题需明确纯电阻电路和非纯电阻电路的区别,结合能量转化关系(电能转化为内能)列方程求解,注意单位统一和公式的适用条件。
终极猜想·精练通关
1.无人驾驶汽车自动行驶时,使用雷达传感器,以及激光测距仪来了解路面的交通状况,以下是该车的一些信息:(g=10N/kg)
汽车的质量
1.5×103kg
汽油的热值
4.5×107J/kg
汽车正常行驶速度
72km/h
轮胎与地面的总接触面积
0.12m2
正常行驶速度耗油量
0.15kg/km
汽车的效率
30%
(1)该汽车静止在水平地面上时,求汽车对地面的压强是多少Pa?
(2)该汽车以正常速度行驶8km时,求汽车发动机所做的有用功为多少J?
2.国家提出了要大力发展低空经济的战略,有一种可以低空高速飞行的飞行器,它能停在水面或地面上,如图所示,某型号飞行器的总质量为,最大飞行速度为100m/s,若飞行器以最大速度匀速飞行时发动机受到的阻力是飞行器总重力的50%(g取10 N/kg)。求:
(1)飞行器停在水平地面上时,对地面的压力大小。
(2)油箱中汽油的质量为30t,完全燃烧放出的热量(汽油的热值为)。
(3)飞行器以最大速度匀速飞行10000米,发动机推力的功率(可以认为飞行器的总重不变)。
3.如图甲所示是同学们自制的调光小台灯,图乙是台灯的电路原理图。电源电压为3V,R是调节亮度的变阻器,最大阻值为10Ω。灯L标有“2.5V,0.5W”字样。忽略温度对电阻的影响。求:
(1)灯L正常发光时的电阻;
(2)灯L正常发光10min消耗的电能;
(3)电源电压降为2.25V后,灯L的最小实际电功率。
4.小明家买了一辆汽车,车上座椅具有电加热功能,如图甲所示。该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位,该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示,电源电压为24V,S为挡位切换开关,R1和R2为电热丝,R1阻值为16Ω,“低温”挡功率为24W,求:
(1)高温挡时通过座椅垫的电流是多少;
(2)电热丝R2的阻值是多少;
(3)高温挡座椅垫工作100s产生的热量是多少。
5.新能源车以环保清洁的优势快速占领汽车市场,它由电池供电,驱动电动机将电能转化为机械能。已知一辆新能源小汽车,其输出电压为300V,电池容量为100Ah,某次汽车在平直路面以72km/h的速度匀速行驶时,车辆及乘客总质量为3t,阻力是车重的0.02倍,汽车总共行驶了2小时。
(1)汽车行驶的路程;
(2)汽车受到的牵引力;
(3)该电动机的机械效率。
6.人形机器人的内部配有距离传感器来调整动作。如图,甲图是其简化电路图,其中电阻为距离传感器。阻值随传感器到障碍物距离变化关系如图乙所示,当电流表示数达到设定的最大值时,机器人就会停止运动。已知电源电压为50V,只闭合开关,电流表示数。求:
(1)闭合、,设定当电流表示数达到4.05A时,机器人就会停止运动,求此时通过的电流、的电阻和机器人与障碍物的距离。
(2)工作人员搬离障碍物用时20s,在这段时间内,电阻产生的热量。
7.某型号电热水器简化电路如图所示,有速热、慢热两个挡位。只闭合开关时,为慢热挡,电功率为880 W;同时闭合开关、时为速热挡。
(1)只闭合开关时,求:
①电路中的电流;
②工作0.5 h电路消耗的电能;
(2)同时闭合开关、时,发热电阻的阻值为,求速热挡的电功率。
8.小明家购买了一个新电水壶如图1所示,有加热和保温功能,其内部电路如图2所示,其中、为电热丝,S是电源开关,是温控开关(水温达到会自动断开,由加热状态切换为保温状态),该电水壶的部分重要参数如表所示。已知电源电压为220V。求:
(1)保温状态下,通过电热水壶的电流是多少A?
(2)装满一壶水,从加热到,水吸收的热量是多少J?【水的比热容为】
(3)若电水壶的加热效率为80%,则加热这壶水需要多少时间?
××牌电水壶
额定电压
220V
最大装水量
2kg
加热功率
1750W
保温功率
44W
押题猜想二十 力学计算题
试题前瞻·能力先查
1.2024年3月22日,我国自主研制的全球最大吨位轮式起重机完成了风电机组的吊装作业。若该起重机将120t重的风机机舱匀速吊至160m的高空时,用时20min。g取10N/kg。求:
(1)机舱受到的重力;
(2)起重机对机舱做的功和功率。
2.跨学科实践小组的同学用一块长方体塑料块制作简易密度计。已知塑料块底面积,高10cm。将塑料块缓慢放入水中,静止后漂浮,测得浸入水中的深度为4cm。(g取10N/kg,)。
(1)塑料块静止时,求:
①底部受到水的压强;
②塑料块所受的重力;
(2)将该塑料块放入另一种未知液体中,静止后漂浮,浸入液体的深度为5cm,求未知液体的密度。
分析有理·押题有据
本考点为常考计算题,力学模块的综合应用。
核心公式:速度、密度、重力G=mg、压强、液体压强p=ρgh、浮力F浮=G排=ρ液gV排、功W=Fs、功率、机械效率有总。
常见题型:滑轮组的机械效率计算、浮力与压强的综合计算、功和功率的计算。
解题需明确已知条件,分析物理过程,选择合适的公式,注意受力分析和单位换算,区分有用功、额外功和总功。
终极猜想·精练通关
1.春节期间,小红一家在码头乘坐“翠浪二号”游览赖江风光。如图所示,“翠浪二号”与乘客的总质量约为。(江水的密度取,g取10N/kg),求:
(1)“翠浪二号”试航中1min内航行了420m,这段时间的平均速度为多少?
(2)“翠浪二号”漂浮在江面上所受浮力约为多少?
(3)“翠浪二号”漂浮于江面上,求此时它排开江水的体积是多少?
2.我国新能源汽车领先全球,如图所示,质量为1500kg某品牌新能源的小轿车在平直的公路上以的速度匀速行驶,设每个轮子与地面的接触面积为,小轿车受到的阻力为空车重的0.2倍。(g取)求:
(1)小轿车受到的重力;
(2)小轿车空载静止在水平地面上时,地面受到的压强;
(3)小轿车以该速度匀速行驶5min,牵引力做的功。
3.半程马拉松的距离约为21km,天工Ultra机器人的完赛时间是2小时15分钟,若天工Ultra机器人质量为50kg,单脚与地面的接触面积为。求:(g取,结果保留一位小数)
(1)天工Ultra机器人比赛时的平均速度是多少?
(2)天工Ultra机器人双脚静止站立在地面上时,对水平地面的压强有多大?
4.如图甲所示是我国生产的一款纯电动汽车,在平直的公路上对该汽车进行测试的图像如图乙所示,发动机的功率恒定不变,汽车从静止加速到的过程行驶的路程是150m,在匀速行驶的过程中所受牵引力为5000N。求:
(1)汽车在10~20s内行驶的路程;
(2)汽车在10~20s汽车发动机的功率。
5.如图甲所示,是一台质量为2.8kg,与地面接触面积为0.1m2的地面清扫机器人。机器人扫地时所受阻力与速度的关系图像如图乙所示,若该机器人在60s内沿直线匀速清扫地面的距离为12m。(g取10N/kg)求:
(1)该机器人的重力和放在水平地面上时对地面的压强;
(2)该机器人清扫地面的速度;
(3)该机器人的动力所做的功。
6.重为500N的小明骑着自行车在水平路面上匀速直线行驶时,自行车受到的牵引力是人和车总重的0.05倍。已知自行车的质量为10kg,骑行时与水平路面的接触面积为。求:(空气阻力忽略不计,g取10N/kg)
(1)自行车所受重力;
(2)骑行时,自行车受到的摩擦力;
(3)小明骑行过程中自行车对水平路面的压强。
7.如图所示,是我国首艘国产大型邮轮“爱达魔都号”,实现了国产大型邮轮制造“零的突破”。邮轮满载时的总质量约为13.6万吨,某次“爱达魔都号”以10m/s的速度匀速行驶,所受阻力为船重的0.2倍,此时吃水深度为8m。海水的密度取,g取10N/kg。
求:
(1)“爱达魔都号”邮轮满载时受到的浮力约为多少?
(2)“爱达魔都号”邮轮底部的操作面受到海水的压力为多少?
(3)“爱达魔都号”邮轮发动机的功率。
押题猜想二十一 光、电综合能力题
试题前瞻·能力先查
1.如图1所示为汽车抬头显示系统(HeadUpDisplay),简称HUD,其利用平面镜成像原理.如图2所示,将显示器上重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,透过挡风玻璃往前方看,能够在看到车外的景象的同时,不必低头就可以看到车辆行驶信息,确保驾驶安全。
车窗所采用的“智能玻璃”具有单向透光功能,使用时反射面必须是迎光面,就能从车内看到车外明亮的景物,从车外看不见较暗的车内景象。这种玻璃还能根据车外光照度自动调节透明度(透明度是指车内光照度与车外光照度的比值),实现车内的光照度为一个适宜的定值,经测算车外光照度和玻璃的透明度成反比关系,其图像如图3所示。
(1)下列与汽车相关的说法中正确的是________;
A.行车数据在挡风玻璃成像是由光的折射形成的
B.行车数据在挡风玻璃成的像是等大、正立的实像
C.玻璃具有单向透光功能时,说明光路是不可逆的
D.夜间行车为了更清楚看到路况,车内应不开灯
(2)已知某车辆 HUD 显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面的夹角为________;某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过低,不便于观察,这时就需要将显示器沿水平方向_________(选填“远离”或“靠近”)挡风玻璃;
(3)HUD技术难题:挡风玻璃所成的像易产生重影。重影产生的原因是________________;
(4)“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度,当车外光照度为 120Lx 时,“智能玻璃” 的透明度会自动调节为________。
2.某智能扫地机器人(如图甲)可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫,通过电动机旋转,产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。图乙为其部分工作原理图,R为光敏电阻,其阻值随光照强度增大而减小。下表为其部分工作参数:(注:电池总容量5000mA·h是指在额定电压下以电流5000mA时可工作1小时)
额定电压
12V
额定功率
30W
电池总容量
5000mA·h
工作效率
80%
(1)图乙中的电磁铁是利用了电流的______效应,这一原理是丹麦物理学家______发现的。
(2)接通电源,机器人工作,当清扫到一定程度,地面灰尘减少,使照射到光敏电阻上的光照强度增强,通过电磁铁的电流将______(选填“增强”、“不变”或“减弱”),则电磁铁磁性______(选填“增强”、“不变”或“减弱”),动触头B将与定触头______(选填“A”或“C”)接触。
(3)充满电后电池储存的电能为______J;充满电后在额定功率下可以供扫地机器人工作______h。
分析有理·押题有据
本考点为常考综合题,侧重光现象与电学的结合应用。
常见情境:光敏电阻、光电传感器、光控电路等,结合光的反射、折射或光电效应,考查电路的分析与计算。
解题需结合光现象的特点(如光照强度对光敏电阻阻值的影响),分析电路的工作原理,利用欧姆定律、电功率公式计算电流、电压、功率等物理量,解决实际问题。
终极猜想·精练通关
1.如图甲为甘肃敦煌的熔盐塔式光热电站,此热电站使用了超过1.2万面定日镜。
通过图乙所示装置,在满足光照条件下,每天可使6000吨熔盐温度上升600℃,高温的熔盐通过蒸汽发生器产生蒸汽推动汽轮机发电。若平均每年有300天满足光照条件,则每年的发电量能达3.9亿度()。
(1)为提高储热能力,需要选择比热容大的熔盐,这是因为熔盐与质量相等的其他物质相比,在温度升高相同时,吸收热量_______(选填“更多”,“更少”);
(2)光热电站的原理是:定日镜根据太阳位置自动调整角度,利用光的_______将阳光聚焦在塔顶的吸热器上。(选填“反射”,“折射”)
(3)如图乙是科技小组设计的一个光热电站的模型,一束太阳光照射到定日镜上,为了使光能照到塔顶吸热器上的A点处,定日镜应绕O点_______(选填“顺时针”或“逆时针”)旋转一定角。
(4)熔盐的选择需要综合考虑多方面因素。比如,为使其在较大的温度范围内处于液态,选用的熔盐应具有以下特点:( )(选填字母);
A.熔点低,沸点低 B.熔点低,沸点高
C.熔点高,沸点低 D.熔点高,沸点高
(5)已知,6000吨熔盐每天吸收的热量是_______J,这座熔盐发电站的热电转换效率是_______。(保留1位小数)
2.空气炸锅(如图甲)因其烹制食物脂肪含量低,美味酥脆,无油烟味,深受广大市民青睐,其原理是利用热空气流加热食物。科技创新小组的同学将其拆解后,发现核心元件是两个发热电阻和一个风扇,由温控开关S进行自动控制,经研究后画出简化电路图如图乙。
(1)空气炸锅采用高速热风循环技术,工作时会通过电动机向内部吹风,借助循环风,达到炸锅内部迅速升温的目的,与传统烤箱相比、空气炸锅烹制食物时,所用时间更_________(填“长”或“短”),这是因为热风循环加快了______(填“热传导”“热对流”或“热辐射”)过程,提高了热传递效率。
(2)使用空气炸锅,安全至关重要。同学们认真研究说明书及内部结构后,作出如下分析,其中合理的是( )
A.若空气炸锅的风扇不转了,发热电阻仍然工作,可以正常使用
B.烹制食物时为了提升加热效率,可以堵住空气炸锅背部的出风口
C.空气炸锅的电源线使用三脚插头,目的是让烹制美食更快速、更高效
D.为了安全和延长使用寿命,严禁直接用冷水冲洗未冷却的空气炸锅
(3)科技小组断开家中其他用电器,只让该空气炸锅以低温挡工作2min,观察到图丙所示的家用电能表转了90圈,此时空气炸锅的实际电功率是_________W;
(4)若科技小组使用电功率为1500W的挡位烹制薯条,已知薯条的质量为0.24kg,初始温度为20℃,通电1min达到120℃,空气炸锅的能量转化效率为80%,请利用上述数据计算出薯条的比热容c=_________J/()
3.地下管网的设计需要参考区域降水量,降水量是指一定时间内,雨水(或熔化后的固体降水)未经蒸发、渗透和流失所积聚起来的水层深度。为了监测降水量,科创小组制作了“翻斗式雨量计”,装置外观为上端开口的圆柱体,如图1甲。内部结构示意图如图1乙。装置核心部件如图1丙,它是用中间隔板分开的两个完全对称的三角形容器,可绕O点处的水平轴转动,从而使两侧容器轮流接水:当一侧容器接满10mL雨水时会发生翻转,将水倒出,随着降雨持续,翻斗左右翻转,过程如图1丁。磁铁与配重通过连杆安装在翻斗上并随翻斗左右摆动,当磁铁经过磁感应开关(两者相互作用力忽略不计)时,磁感应开关通过电流传感器将翻斗翻转信息变成电信号,从而推算降水量。
(1)翻斗在水平位置时是等臂杠杆,平时我们实验室常用的实验器材中属于等臂杠杆的有______。(写出一种即可)
(2)连杆上装有可调高度的配重。校准过程中,若倒入的水量超过10mL后翻斗仍然不翻转,可通过______(选填“降低”或“升高”)配重在连杆上的位置进行调整。
(3)图2甲是翻斗翻转信息变为电信号的工作电路,电源电压保持不变,、为定值电阻,。某次降雨过程中,通过电流传感器(电阻不计)测得电流随时间变化的关系图像如图2乙。
①当磁铁每次经过磁感应开关时,磁感应开关的状态是______,此时流过电流传感器的电流大小为_____mA;
②该“翻斗式雨量计”顶端开口的面积为,若测量前翻斗内无水,结合图2乙的数据,可推算出该地区内降水量约为______mm,这段时间内的降水量变化趋势是______。
③由图2可知,定值电阻______。
(4)若该装置在我国北方地区使用,可改进的措施是______。(写出一种即可)
4.几位同学在光学学习中,对色彩斑斓的光学世界产生了浓厚的兴趣,想利用身边的器材制作“智能”投影仪。
他们用硬纸板制作一个长方体暗箱,配备合适的凸透镜(如图甲)制成一个简易投影仪,将播放视频的手机放到指定位置,白屏上便能观察到放大的视频画面,如图乙。
(1)现有宽和高均为18cm,长度分别为10cm、20cm和40cm的三个纸盒,则他们应选择长度为________cm的纸盒做暗箱;
(2)小明给暗箱设计了一个抽屉,如图丙所示。这样设计的优点是:________;
(3)若使白屏上的像变得更大,他的操作是向________(选填“左”或“右”)推动抽屉,同时将白屏________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜;
(4)用自制投影仪播放成像时,成在白屏上的效果一般,小明发现白屏上的画面偏暗,怎么改进?
方案一:___________;
方案二:在暗箱上开槽,如图丁所示,插入某种类型的透镜后,画面的亮度增强,但模糊不清,则这块透镜是________透镜。为了得到清晰的像,他接下来应将白屏向________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜移动。
5.阅读材料,回答问题。
智能温室湿度调控系统
智慧农业生态院里的智能温室,采用湿度自动调控电路来精准调控作物生长环境,同时提升种植效率与农产品品质。
如图甲所示,是某智能温室的湿度自动调控电路,分为工作电路和控制电路。已知电源、定值电阻。电磁铁磁性强弱决定衔铁的切换。图乙是湿敏电阻R的阻值随相对湿度φ(空气中含有水蒸气的百分比)变化的图像。
图丙为该智能温室喷水系统断续工作的模拟电路,由电阻和电子元件D串联组成,A、B两端输入周期性电压,AB间电压随时间t变化的部分图像如图丁所示。
(1)当甲图控制电路工作时,电磁铁上端是___________极(选填“N”或“S”);控制电路中的电流增大,衔铁会被吸下,此时___________(选填“喷雾”或“喷水”)系统工作。
(2)如果花棚的湿度小于50%时喷雾系统启动,则控制电路的电流为___________A。当使用时间长以后,控制电路的电压U会降低,这时花棚所控制的最高湿度会___________(选填“上升”“下降”或“不变”)。
(3)已知喷水模拟电路中,当时,电子元件D两端电压;当时,保持8V不变。则时电阻R1的电功率为___________W。当R1的电功率满足时,水泵启动喷水,该电路工作30min,喷水时间共为___________s。
押题猜想二十二 热、力学综合题
试题前瞻·能力先查
1.明代宋应星所著的《天工开物》第一卷《乃粒》的“水利”章节中,介绍了筒车、牛车、踏车、桔槔、辘轳等多种汲水机具。桔槔的结构相当于一个普通的杠杆,如图甲所示。
(1)如图甲所示,汲水时,人用力向下拉绳子的过程中,桔槔相当于一个______(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。提同样多的水,为了减小人向上提水的力,可适当______(选填“增大”或“减小”)配重石块的质量;
(2)如图乙所示是小粤设计的桔槔简化图模型,轻质杠杆的支点为,若,端挂有重为的石块,端挂有重为20N的空木桶(绳重忽略不计,),使用时,人向下拉绳放下空桶时拉力至少为______N;
(3)如图丙所示为筒车的简化示意图,筒车工作时是把动能转化为______能。若接水槽离取水处高4 m,水轮上有12个取水筒,一个取水筒每次可取水4 kg,筒车旋转一周所用时间为50 s,水流冲击筒车的总功率为60 W,则筒车旋转一周取水所做的有用功为______J,机械效率为______。
2.轮船吃水线
(1)如图远洋轮船的船体上都标有多条水平横线,分别表示该船在不同水域及不同季节满载时的“吃水线”。
某一水域的表层海水
温度t(℃)
6
16
26
密度ρ(kg/m3)
1026.8
1025.5
1022.5
为了解释这种现象,小明查阅资料后得知:
(a)不同水域,表层海水的盐度不同,会导致其密度不同;
(b)不同季节,表层海水温度不同;
(c)某一水域。表层海水在不同温度下的密度如表所示。
①根据表格中表层海水的温度t、密度ρ的变化情况和相关条件,密度与温度的关系:___________;
②该船满载时冬季“吃水线”在夏季“吃水线”的___________(选填“上方”或“下方”);
③一艘轮船满载时,船和货物总重牛,若由东海驶入黄浦江(),它所受的浮力将___________;当船上的货物卸走一部分时,轮船所受的浮力将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)密度计是利用漂浮时浮力___________重力来测液体密度的仪器。甲、乙、丙是将相同的密度计分别放入三种不同液体中的情形,由图2可知:
①密度计在三种液体中受到的浮力相比较:______________________(选填“>”、“=”或“<”);
②三种液体的密度相比较:最大的是液体___________。
分析有理·押题有据
本考点为常考综合题,侧重热学与力学的结合应用。
常见情境:汽车发动机、蒸汽机、热机效率等,结合物态变化、内能、热机工作过程,考查力学中的功、功率和热学中的热量、热机效率的计算。
核心公式:热机效率、功W=Fs、功率。
解题需分析能量转化过程(内能转化为机械能),计算燃料燃烧放出的热量、有用功和热机效率,结合力学公式解决综合问题。
终极猜想·精练通关
1.2025年11月25日,搭载神舟二十二号飞船的长征二号F遥二十二运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射,将约600公斤物资送入我国空间站,并承担应急救援任务。
(1)火箭点火,底部喷出的燃气对火箭产生向上的推力,说明力的作用是______的;现场听到火箭发动机的轰鸣声,为保护听力,工作人员佩戴耳罩,这是在______处减弱噪声;
(2)空间站绕地球做匀速圆周运动的过程,地球对空间站的万有引力改变了空间站运行的______(选填“快慢”或“方向”),航天员所穿航天服的手掌部分有橡胶颗粒,其目的是______(选填“增大”或“减小”)抓取物体时的摩擦;
(3)在空间站用普通圆珠笔书写时,墨水不会自动往下流,为此工程师设计了如图所示的“太空圆珠笔”,书写一段时间后,笔芯内墨水的质量______,笔芯内氮气的密度______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
2.“潮刻”是古代一种滴水计时的工具。学习小组制作了一个漏刻,装置如图甲,播水壶不断滴水,受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后,通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间。(g取10N/kg)
(1)测滴水量:播水壶装满水后,计划用烧杯接取滴水。为了减小误差,测量滴水的质量应选择以下方案中的______(填序号)。测得1min滴水的质量为80g,则1刻钟(15min)滴水的体积为______。
①先测空烧杯质量,接水后再测滴水和烧杯的总质量
②先测滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测烧杯质量
(2)分析测算:圆筒形受水壶内部底面积为600,浮箭总重为6N,长方体浮块的底面积为300、高3cm。受水壶内无水时,指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”。滴水后,当浮箭刚浮起时,受到的浮力为______N,此时受水壶内的水面高度为______cm。
(3)标尺定标:图乙的标尺上每一格表示1cm,请你在标尺上对应位置标出“←3刻钟”。
(4)成品试测:经检测,漏刻每1刻钟的实际时间均超出15min,发现随着播水壶内水量减少,滴水间隔时间越来越长。为使滴水间隔时间相同,小组讨论后,将滴水壶装置改进成如图丙所示,依据的物理知识是______
3.简单机械在我国古代被广泛应用于生活和生产,如杠杆、滑轮、轮轴…
(1)我国古代劳动人民提升重物常用到滑轮组,如图甲、乙所示,用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组,分别将同一物体匀速提升相同高度,不计绳重及摩擦,则绳子自由端拉力:F甲___________F乙 (选填“”“”或“”);假设图甲中动滑轮重力G动=20N,重物重力G=80N,将重物匀速提升1m时,滑轮组机械效率η=___________ 。
(2)如图丙所示是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的情境,其简化结构图如图丁所示,绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为4:1,吊框的重力为100N,不计绳重和机械间的所有摩擦。
①绞车可以看作___________(选填“轮轴” 或“滑轮”);滑轮A和B的作用是___________。
②一工匠用绞车匀速提升大理石板;工匠的推力为100N,则大理石板重为___________N;
(3)桔槔是中国古代一项伟大的发明。如图戊是古人利用桔槔从井里汲水的示意图,在它的前端处用一根轻质细杆系一个水桶,在后端处绑一块配重的石块,O为支点且OA=3OB.石块重力330N,桔槔的自重及摩擦不计。若汲水时,把空桶放下井,装满水后,水和桶总重为200N,向上提桶的力至少为F,则F=___________N。
4.都江堰水利工程通过巧妙的结构设计将岷江八成的泥沙排到外江,让更干净的水流入内江。同学们为解开“分沙之谜”开展了以下探究活动。
【驱动问题】都江堰能自动分沙的奥秘在哪里?
(1)沉入水底的沙子受到的浮力_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)沙子受到的重力。
【收集证据】项目组通过观察都江堰俯视图,如图甲所示,猜想可能是河道的形状影响了分沙。于是他们用密度、体积与沙子近似的塑胶球代替沙子在两种河道模型中开展探究;
(2)如图乙和图丙所示,将数量相同的塑胶球分别倒入直流河道和弯曲河道模型中,观察水流带动小球移动情况,记录小球淤积在河底不同区域的个数。
分析实验数据可知,弯曲河道_______(选填“能”或“不能”)自动分沙,你的判断依据是_______。
【解释交流】
(3)同学们进一步查找资料得知,飞沙堰河道的剖面结构如图丁所示。在洪水期,当湍急的水流经过内江的弯道,冲刷凹岸(弯曲河道凹陷的一侧)后,底层的大量含沙水流冲向凸岸(弯曲河道凸出的一侧),泥沙在凸岸底部沉积,表层较清的水流则继续向前奔腾,循环往复,实现水沙分离。请问水沙分离和以下哪个现象的物理原理相同( )
A.使用吸管从瓶中吸饮料
B.跳远运动员通过助跑提高成绩
C.大巴车行驶时打开车窗,窗帘被“吸”出窗外
5.为节约能源,某型号汽车在关闭汽油机后,可以将减速运动时的部分动 能通过小型发电机转化后储存在蓄电池中。表中所示是该型号汽车的部分技术 参数,其中耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积。储能效率是指汽车 正常行驶时关闭汽油机,直至汽车停止的过程中,发电机的能量转化为的效率。
××型汽车
总质量(kg)
1200
耗油量(L/100km)
10
储能效率(100%)
60
(1)汽车正常行驶100km,消耗10L燃油的质量为___________kg,完全燃烧这些燃油产生的热量为,则燃油的热值为___________J/kg。(已知燃油的密度为)
(2)测试时,汽车在大小为800N的牵引力作用下,以25m/s的速度在水平路面上正常行驶1000m。此过程中汽车牵引力做功的功率为___________W,此汽车汽油机做功的热机效率为___________。
(3)测试中,先让汽车正常行驶,然后关闭汽油机汽车不刹车时滑行至静止,分别测出关闭和开启发电机两种情况下,通过的路程s与对应的速度大小v,计算出动能Ek,作出Ek随s变化的图像,如图所示。
图线①是表示关闭发电机的图线,图线②是表示开启发电机的图线,如图像可知,开启发电机时汽车滑行的路程会变短,原因是开启发电机后, 汽车在滑行中克服阻力做功时部分动能会转化为内能,同时通过发电机有一部分动能会转化并储存在蓄电池中。
①发电机发电储能的能量转化过程:机械能(动能)→___________→化学能;
②若图线②中汽车正常行驶时的动能Ek0=3.75×105J,某时刻关闭汽油机,同时发电机开始工作,最终有___________J的动能通过发电机转化后储存在蓄电池中;
③如图像中两次自关闭汽油机后,汽车克服阻力做功的距离分别为S1和S2,假设汽车受到的阻力不变且忽略发电机的机械和热损失,则S1:S2=__________。
押题猜想二十三 科普阅读题
试题前瞻·能力先查
1.阅读材料,回答问题∶
中性浮力水槽
为了在地面模拟航天员在太空中所处的失重环境,我国建设了特殊的“潜水池”--中性浮力水槽。当物体受到的浮力大于自身重力时,这个浮力称为“正浮力”;当物体受到的浮力小于自身重力时,这个浮力称为“负浮力”。训练时,航天员通过增减配重的方法使自身的重力与浮力相等,以获得与太空中相似的失重感,此时的浮力称为“中性浮力”。
如图甲所示,为了充分摸拟出舱任务,航天员需穿着厚重的水下训练服,在机械臂和若干潜水员的协助下进行水下活动。潜水员携带的气瓶配有如图乙所示的气压表。潜水前,有3000L的常压空气被压缩至容积为10L的瓶中∶潜水时,通过气压表示数可以知道瓶内常压空气量(两者的关系如表所示)。如图丙所示,是潜水员小风在水下的平均耗气速度v与所处深度h的关系。常压空气消耗量的单位为L,潜水时间的单位为 min,耗气速度的单位为 L/min。
气压表示数与常压空气量关系表
气压表示数/bar
300
210
120
30
瓶内空气量/L
3000
2100
1200
300
(1)航天员在水槽中处于“中性浮力”状态时,_____(选填“受”或“不受”)重力作用;如果航天员要模拟月球漫步,需要在水槽中营造_____(选填“正”“中性”或“负”)浮力的环境。
(2)在一定温度下,一定质量的气体的体积与气压成反比。则瓶内“300bar”的气体压强是其在同温常压下气体压强的_____倍。
(3)小凤自身质量为70kg,身着130kg的训练服在水槽中进行模拟失重训练,训练服与配重的总体积为,则其整体所受浮力的大小为_____N,其配重的质量为_____kg。(,)
(4)小凤在水深9m处停留了一段时间,在这期间气压表示数由210bar降到134bar,则这段停留时间为_____ min。
2.阅读下列短文,回答问题。
电梯是一种用于多层建筑乘人或载物的运输工具。电梯的结构示意图如图甲所示。电梯轿厢和配重分别挂在主电动机的两侧,电梯空载时,轿厢总重和配重所受的重力相等。满载上升时,主电动机利用与钢丝绳之间的摩擦提供动力,驱动轿厢。某电梯相关参数如下表:
额定电压/V
额定运行功率/kW
额定待机功率/kW
轿厢质量/kg
最大载重/N
220
25
1
600
为了保障安全,电梯设置了超载自动报警系统,工作原理如图乙所示,压力传感器的感应面置于轿厢内部地面,其阻值R 与所受人或货物对它的压力F 的关系图像如图丙所示,线圈阻值可忽略。当电流大于0.08 A时,报警系统启动,同时无论如何按压运行控制器,电动机均不转动。“运行频次比ω”是电梯养护的重要指标,ω一般用电梯每天平均待机时间与运行时间之比来表示。
(1)下列有关该电梯的说法中,正确的是 。
A.主电动机与钢丝绳之间的摩擦为有害摩擦
B.超载自动报警系统中电磁铁的右端为S极
C.电梯满载上行时,主电动机需顺时针转动
D.报警电铃的工作原理是电磁感应
(2)电梯的载重越大,电磁铁的磁性越_______(选填“强”或“弱”)。当电梯空载时,R₀与R两端的电压之比为1:5,当电梯的载重为4000 N时,电路中的电流为0.04 A,则控制电路的电源电压为_______V。
(3)若使用一段时间,电梯未满载就报警,则说明定值电阻R₀的阻值_______(选填“变大”或“变小”)。
(4)某商业大厦每天营业时间为12h,设电梯均在额定功率下运行。经测算,该观光电梯平均每天耗电60kW·h,则该电梯的运行频次比ω=_______。
(5)通过推理计算出该电梯的最大载重为_______N。
分析有理·押题有据
本考点为常考综合题,侧重信息提取与物理知识的应用。
题型特点:结合科技前沿、生活热点或物理史料,给出一段科普材料,考查学生提取信息、分析问题和应用物理知识解决问题的能力。
常见考点:新能源技术(如太阳能、风能)、新材料应用(如超导材料、纳米材料)、物理现象的原理解释(如磁悬浮列车、北斗导航)。
解题需认真阅读材料,提取关键信息,结合所学物理知识(如力学、电学、热学)分析问题,回答相关问题。
终极猜想·精练通关
1.阅读短文,回答问题。
超声波
超声波是频率高于20000Hz的声波,具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点,可用于测距、测速、碎石等。
生活中超声波的应用有很多。如超声波加湿器,通过将超声波通入水罐中,产生剧烈的振动使罐中的水破碎成“白雾”,再用小风扇将雾滴吹入室内,增加室内空气的湿度。此外,超声波还经常应用于精密机械的清洗。
如图甲所示,是超声波测速的原理图。超声波测速仪每1.4s发出一个较强的超声波信号,它在空气中以340m/s速度传播,当遇到路面上的汽车时发生反射。测速仪会接收反射回来的超声波信号,同时记录发射、接收信号的时间,由此可以测定汽车移动的速度。图乙是某次超声波测速仪监测某车时的信息。
(1)超声波加湿器的应用,说明超声波可以传递___________;
(2)分析图乙数据:
①测速仪第一次发射的超声波信号,经过___________s被接收;
②被监测的车辆第一次遇到超声波信号时距离测速仪___________m,监测过程中汽车正在___________测速仪(选填“远离”或“靠近”);
③如果监测过程中汽车在做匀速直线运动,则该车行驶的速度约为___________m/s。(计算结果保留整数)
2.阅读短文,回答问题
可调式眼镜
据调查,我国低视力近千万人,尤其是在儿童及青少年当中,患病率极高。全国学生体质健康调研最新数据表明,我国小学生近视眼发病率为22.78%,中学生为55.22%,高中生为70.34%。更令人震惊的是,有份调查报告称,因高度近视导致盲者已达30多万人。预防近视,珍爱双眼,注意用眼卫生,青少年要从我做起。人类的眼睛很像一架照相机,如1图,眼睛与照相机的不同之处是:人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距来获得清晰的实像,如2图。如3图所示,一项被称作“可调式眼镜”的新技术可以帮助人们不用通过眼科医生就可以矫正自己的视力。这种眼镜的镜片中含有一种液体,通过调节此液体的含量,镜片的形状会随之改变,如4图所示,改变滑块的位置就可实现镜片形状的变化。
(1)由短文可知,人的眼睛是通过调节晶状体的___________,从而改变晶状体的焦距来获得清晰倒立、___________的实像;
(2)其实可调式眼镜的想法也是一种仿生学研究的成果,人眼睛的晶状体就是根据观察对象自动调节的可调式镜片,通过眼部肌肉调节晶状体可以实现的功能的是 ;
A.帮助我们看清不同亮度的物体 B.帮助我们看清不同颜色的物体
C.帮助我们看清不同距离的物体 D.帮助我们看清不同大小的物体
(3)2图是不同位置处的两个物体的成像示意图,由图得出:眼睛看近处的物体时,晶状体的焦距___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。人眼若长期观近处物体,会造成晶状体过度弯曲,形成___________(选填“远”或“近”)视眼;
(4)按如4图所示,近视眼患者如果用“可调式眼镜”加以矫正,应将滑块从中间逐渐向___________(选填“左”或“右”)移动,直至看清物体。
3.阅读短文,回答问题。
山东舰
如图甲是中国首艘国产航母山东舰正式列装服役,标志着我国海军正式迈入了双航母时代。山东舰一直被称为首艘国产航母,不仅因为它是我国独立自主建造的第一艘航母,更因为山东舰的设计理念,重要系统,建造材料,如电磁兼容系统,动力系统,阻拦系统,航母特种钢等,都是我国自主研发的,完全没有依赖进口,并且拥有完全自主产权,百分百实现了中国航母中国造。航母上配备大量先进装备,其中舰载机是航母战斗力的核心,舰载机可以在航母上起飞,降落,执行各种军事任务。
(1)舰载机在航母上降落时必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,这个过程说明力可以改变物体的___________。舰载机在航母上着落时,舰钩对拦阻索的拉力___________(选填“大于”“等于”或“小于”)拦阻索对舰钩的拉力。
(2)若航母排开的水质量为6万吨,则航母受到的浮力为___________N。(g取10N/kg)
(3)为庆祝“山东舰”列装服役,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重5倍的恒定的推力,因其速度大产生啸声,所以被称为“高声”,经实验测量,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图乙所示,则焰火受到的最大推力为___________N,最大阻力为___________N,能够达到的最大速度为___________m/s。(火药的质量不计,g取10N/kg)
4.阅读材料, 回答问题。
人形机器人
2025年春晚,科技融合传统文化的舞蹈节目《秧BOT》引发较大关注。如题图1,这款宇数H1机器人名叫福兮,表演转手绢不亚于专业舞者。人转手绢时速度是由慢到快,但机器人却能在一秒钟使手绢垂直旋转不会掉。秘密就在于它的关节扭矩、什么叫关节扭矩呢?关节扭矩是指作用在关节上使关节产生转动效应的力的力矩。扭矩 (T)等于力 (F)与力臂 (r)的乘积,即T=F×r。专业的举重运动员在屈膝发力的瞬间,关节扭矩可达350N·m,福兮腿部关节扭矩可达360N·m,手臂关节扭矩可达75N·m,这就是它能够瞬时转得又快又稳的原因。福兮的头部配有3D激光雷达和深度摄像头,配合全自动定位导航技术,实现自动走位和队形变换;未来人形机器人还可以用机械臂抓取危险用品,穿越核污染区自动消毒;在发生自然灾害时成为人类的电子战士等等。在世界的科技舞台上,人形机器人盛世拿手绢博人一笑,乱世携武器保家卫国。
(1)3D激光遇到障碍物后,在障碍物表面发生________(选填“反射”或“折射”),激光_________(选填“属于”或“不属于”)电磁波。
(2)为了使机器人跳舞更灵活,它的双臂关节连接处要尽量_________(选填“增大”或“减小”)摩擦。
(3)如题图2,机器人搬运货物,它的前臂相当于一根杠杆,支点在肘关节处,其原理如题图3所示。当前臂从水平位置向上提起重物时,在θ角增大到90°的过程中,动力 F1逐渐_________(填“增大”、“减小”或“不变”);机器人的前臂长度为300mm,当水平搬运物体时,最多可搬起________N的重物(忽略摩擦和前臂的重力)。
(4)题图4是某款人形机器人站在地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图,题图5是地板所受压力随时间变化的图像;根据图像分析可知,机器人离开地面至再次落地所用的时间为________。
5.阅读短文,回答问题。
电动汽车电池性能及运动阻力分析
电池是电动汽车的核心部件之一,衡量电池性能的一个重要参数是能量密度,它指的是电池单位质量所储存的电能。电动汽车的电池支持多种充电模式,通常情况下,快充模式采用的是直流电,特点是电压高、电流大。
某电动汽车部分参数见表,它在水平方向匀速行驶时受到的阻力包括空气阻力和机械阻力,其中的大小与车速的平方()成正比。
题表
长×宽×高
4.7m×2.0m×1.4m
电池容量
60kW·h
最高续航里程
600km
电池质量
400kg
(1)电动机是电动汽车的动力来源,它的工作原理是通电导体在磁场中受到______的作用。
(2)此款电动汽车电池的能量密度是______(W·h)/kg。
(3)采用快充模式给电池充电时,为了避免导线过热,快充线宜选用横截面积较______(选填“大”或“小”)的导线。若该车采用快充模式充电0.5h,电池电量由30%升至80%,则此时的充电功率为______kW。
(4)若该车车速是20m/s时,受到的空气阻力为160N,则当车速是30m/s时,的大小变为______N。若机械阻力分布(机械阻力占总阻力的百分比)与车速的关系如图所示,当汽车以最大速度水平匀速行驶时,牵引力的功率为90kW,则此最大速度为______m/s。
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2026年中考物理终极押题猜想(广东省卷专用)
考情为骨 密押为翼
押题猜想一 估测类问题 1
押题猜想二 声现象及其辨析 7
押题猜想三 透镜与光现象辨析 14
押题猜想四 内能与物态变化辨析 20
押题猜想五 运动和力 27
押题猜想六 大气压和流体压强及应用 34
押题猜想七 电学基础知识 42
押题猜想八 电路故障与电路设计分析 49
押题猜想九 机械能及其转化 58
押题猜想十 电磁现象辨析 66
押题猜想十一 生活用电 73
押题猜想十二 压强的简单分析 81
押题猜想十三 动态电路分析 88
押题猜想十四 浮力综合 99
押题猜想十五 光、力、电磁学作图题 109
押题猜想十六 探究电流与电阻、电压的关系 121
押题猜想十七 探究杠杆的平衡条件 135
押题猜想十八 电阻的测量 148
押题猜想十九 电热综合计算题 162
押题猜想二十 力学计算题 169
押题猜想二十一 光、电综合能力题 174
押题猜想二十二 热、力学综合题 184
押题猜想二十三 科普阅读题 195
押题猜想一 估测类问题
试题前瞻·能力先查
1.小华校园生活中的物理量最合适的是( )
A.夏天教室内的温度约为48℃
B.运动会上100米赛跑冠军用时约为7s
C.书桌的高度约为80cm
D.同学们课间聊天声音可达180dB
【答案】C
【详解】A.人的体温是37℃,夏天教室内的温度大约为30℃,故A不符合题意;
B.中学生跑步的速度大约5m/s,运动会上100米赛跑冠军用时约为20s,故B不符合题意;
C.中学生身高约160cm,书桌的高度约为中学生身高的一半,约为80cm,故C符合题意;
D.同学们朗读课文时声音可高达70dB,180dB的声音可以将人的耳朵震聋,故D不符合题意。
故选C。
2.估测是学习物理的一种常用方法,下列估测数据与实际最符合的是( )
A.中学生课桌高度约80cm
B.体育测试用的篮球质量约为50g
C.人体感觉舒适的洗澡水的温度大约是80℃
D.中学生的脉搏1s正常跳动次数约为60次
【答案】A
【详解】A.中学生的身高在160cm左右,课桌的高度大约是中学生身高的一半,在80cm左右,故A符合题意;
B.一个鸡蛋的质量约为50g,篮球的质量大于鸡蛋的质量,故B不符合题意;
C.人的正常体温大约为37℃,人体感觉舒适的洗澡水的温度比正常体温稍微高一些,约为40℃,故C不符合题意;
D.人在平静状态下,脉搏跳一次的时间接近1s,所以1min脉搏跳动次数大约60次,故D不符合题意。
故选A。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,与生活联系紧密。
主要考查生活中常见物理量的估测,如长度、质量、温度、时间、速度、电功率、电压等。
解题时可结合生活经验判断,例如课桌高度约 0.75m、中学生质量约 50kg、人体正常体温约 37℃、家用空调功率约 1000W、家庭电路电压 220V 等,需注意单位换算和实际场景匹配。
终极猜想·精练通关
1.赛龙舟是一项中国特色的民俗活动,在端午节,人们登上龙舟,手持船桨,河上竞渡,热闹非凡。图片是人们在龙舟上划桨的图片,男人手持的船桨总长度约为( )
A.12m B.120dm C.120cm D.1.2dm
【答案】C
【详解】由图可知,船桨长度约为成年人身高的大半,12m、120dm、1.2dm显然与之不符,120cm换算为1.2m,约为成年人身高的大半,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.如图是红军长征时常使用的铁皮马灯,宽度约为17cm,高度约为35cm。下列物体尺寸与铁皮马灯宽度最接近的是( )
A.中学生的身高 B.教室门的高度
C.物理课本的宽度 D.课桌的长度
【答案】C
【详解】中学生的身高一般在150cm - 170cm左右,远大于17cm。教室门的高度通常在200cm左右,远大于17cm。物理课本的宽度一般在15cm - 20cm左右,与17cm较为接近。课桌的长度一般在60cm - 120cm左右,远大于17cm。
故选C。
3.作为初中生,我们要了解一些与自身相关物理量的估测,以下估测最切合实际的是( )
A.正常步行的速度约为10m/s B.脉搏1s跳动80次
C.正常体温约为37℃ D.身高约为165dm
【答案】C
【详解】A.正常成年人步行的速度约为,故A不符合题意;
B.人脉搏跳动约次,换算下来约跳动次,故B不符合题意;
C.正常情况下,人的体温在37℃左右,变化幅度很小,故C符合题意;
D.初中生的身高一般在之间,故D不符合题意。
故选C。
4.小华有一款智能运动手表,可以测量人体的健康数据,以下测量数据符合实际的是( )
A.小华的体温为36.5℃
B.跑步时的速度为200km/h
C.正常步行一步的距离为200cm
D.正常情况下人心跳两次的间隔时间为1min
【答案】A
【详解】A.人正常体温是在37℃左右,小华的体温为36.5℃,属于正常体温,故A符合题意;
B.跑步时的速度约为,故B不符合题意;
C.正常步行一步的距离为50cm,故C不符合题意;
D.正常情况下人一分钟心跳跳动约75次,心跳两次的间隔时间为0.8s,故D不符合题意。
故选A。
5.每年端午假期,新会区都会开展龙舟赛等系列活动,小明在现场目睹了盛况,下列他估测的数据中,最接近实际的是( )
A.龙舟的长度约为20 m
B.龙舟的质量约为2 kg
C.龙舟冲刺时速度约为200 m/s
D.当天的气温约为5℃
【答案】A
【详解】A.正规比赛用龙舟的长度通常在之间,20m符合实际,故A符合实际;
B.龙舟由木材或复合材料制成,能载多人,质量应在几百千克甚至上千千克,2kg是玩具小船的质量。故B不符合实际;
C.200m/s=720km/h,远超汽车甚至高铁速度,龙舟不可能达到。实际龙舟速度约5 m/s左右,故C不符合实际;
D.端午为夏季,新会地处南方,夏季气温在以上,远低于实际气温,故D不符合实际。
故选A。
6.如图所示,小明轻松的将排球托起,排球的质量约为( )
A.26g B.260g C.2600g D.26kg
【答案】B
【详解】根据生活经验可知,排球的质量约为260g,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.下列估测中,最接近实际的是( )
A.冰箱保鲜室中矿泉水的温度约为 B.中学生百米赛跑的速度约为7m/s
C.初中物理课本的质量约为20g D.正常成年人脉搏1min跳动10次
【答案】B
【详解】A.冰箱冷藏室中矿泉水的温度可能为5℃,故A不符合题意;
B.中学生百米赛跑的时间约15s,则中学生百米赛跑的速度约为7m/s,故B符合题意;
C.一本初中物理书的质量约为200g,故C不符合题意;
D.正常成年人脉搏1min跳动约70次,故D不符合题意。
故选B。
8.下列对数据的估测中,最接近实际的是( )
A.托起两个鸡蛋所用的力大约是1N B.一只鸡重约150N
C.一个苹果重约15N D.八年级物理课本的重力约为20N
【答案】A
【详解】A.2个鸡蛋的质量约为100g,其重力约为
则托起两个鸡蛋所用的力大约是1N,故A符合题意;
B.一只鸡质量约为2kg,重力约为,故B不符合题意;
C.一个苹果的质量约为150g=0.15kg,其重力为,故C不符合题意;
D.一本八年级物理课本的质量约为0.2kg,重力约,故D不符合题意。
故选A。
9.下列说法符合实际情况的是( )
A.小强刚出生时的质量约为300g
B.小刚体育中考1000米跑步的平均速度大约是8m/s
C.智能手机电池的电压约为37V
D.读初三的小明的课桌面板面积约为0.3m2
【答案】D
【详解】A.新生儿的质量通常在4kg(4000g)左右,故A不符合题意;
B.中考1000米跑步的满分时间约3分30秒(210秒),平均速度约
8m/s相当于世界级短跑水平,故B不符合题意;
C.智能手机电池的电压通常为3.7V左右,37V远高于安全电压,故C不符合题意;
D.课桌面板的常见尺寸约为长0.6m、宽0.5m,面积约为,故D符合题意。
故选D。
10.下列数据中,基本符合事实的是( )
A.人洗澡时的适宜水温约为70℃ B.客厅柜式空调工作时的电流约0.3A
C.一本物理书的质量约为200g D.正常人心跳一次的时间约为2s
【答案】C
【详解】A.人洗澡时的适宜水温约为40℃,故A不符合题意;
B.客厅柜式空调工作时的电流约5A,故 B不符合题意;
C.一本物理书的质量约为,故C符合题意;
D.正常人心跳一次的时间约为1s,故D不符合题意。
故选C。
11.下列数据中最符合生活实际的是( )
A.一节干电池的电压为1.5V
B.对人体安全的电压一般是50V
C.家用电冰箱正常工作时的电流约为5A
D.家用空调正常工作时的电功率约为100W
【答案】A
【详解】A.一节干电池的标准电压为1.5V,符合生活实际。故A符合题意;
B.对人体安全的电压应不高于36V,50V已超过安全范围,不符合实际。故B不符合题意;
C.家用电冰箱功率约 200W,正常工作电流约,远小于5A。故C不符合题意;
D.家用空调功率通常在1000W以上,100W远低于实际,故D不符合题意。
故选A。
12.物理老师鼓励大家对常见的物理量进行估测,下列数据符合实际的是( )
A.物理课本宽度约12dm
B.珠穆朗玛峰峰顶的大气压约为
C.教室内气温约为
D.中学生从一楼上到四楼克服自身重力做功约4500J
【答案】D
【详解】A.物理课本宽度约2dm,故A不符合题意;
B.一个标准大气压为1.01×105Pa,大气压随海拔高度的增加而减小,珠穆朗玛峰的高度较高,峰顶气压远小于1.01×105Pa,故B不符合题意;
C.教室内气温约为26℃,故C不符合题意;
D.中学生的体重约G=450N,从一楼到四楼的高度约h=10m,中学生从一楼上到四楼克服自身重力做功约
W=Gh=450N×10m=4500J
故D符合题意。
故选D。
押题猜想二 声现象及其辨析
试题前瞻·能力先查
1.“羌笛何须怨杨柳,春风不度玉门关”。如图所示,是我国少数民族特有的古老的气鸣管乐器——羌笛,下列有关分析正确的是( )
A.吹奏羌笛时,一定是物体振动发出的声音
B.能分辨出羌笛是因为声音的响度不同
C.“不度玉门关”是因为羌笛声不能在固体中传播
D.羌笛声在真空中的传播速度的为3×105m/s
【答案】A
【详解】A.一切声音都是由物体振动产生的,吹奏羌笛时是靠笛腔内空气柱的振动发出声音,故A正确;
B.不同乐器材料、结构等因素不同,发出声音的音色不同,能分辨出羌笛是因为声音的音色不同,故B错误;
C.“不度玉门关”是由于气候、地理位置等原因,春风吹不到玉门关,声音可以在固体中传播,故C错误;
D.声音不能在真空中传播,故D错误。
故选A。
2.关于声现象的描述,下列说法正确的是( )
A.物体的振幅越大,发出声音的频率越大
B.声音在真空中传播的传播速度是
C.频率超过声音称为超声波
D.跳广场舞时将音量调小是在声源处减弱噪声
【答案】D
【详解】A.振幅决定声音的响度(振幅越大,响度越大);频率决定声音的音调(频率越大,音调越高),振幅与频率无直接关联,故A错误;
B.声音的传播需要介质,真空不能传声,因此声音在真空中的传播速度为0,故B错误;
C.超声波是指频率超过20000Hz的声音(人耳听觉范围为20~20000Hz),选项中“2000Hz”表述错误,故C错误;
D.减小音量是直接对发声源(音响)进行控制,属于在声源处减弱噪声,故D正确。
故选D。
3.潮汕大锣鼓是潮汕民间传统音乐,以大鼓为核心,打击乐器配合,形成大型的合奏音乐。其中,鼓声是由于鼓手击打鼓面,使鼓面发生_________产生的,声音在听众耳朵里属于_________(选填“噪声”或“乐音”),鼓手更用力击打鼓面,是为了增大_________(选填“音调”,“响度”或“音色”)。
【答案】 振动 乐音 响度
【详解】鼓面被击打后发生振动,进而发出鼓声。
噪声是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,对于正在欣赏潮汕大锣鼓的听众来说,鼓声是悦耳的、符合需求的,因此属于乐音。
鼓手更用力击打鼓面,会增大鼓面振动的振幅,从而增大声音的响度。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,与生活联系紧密。
声现象的核心内容包括声音的产生与传播、声音的特性、噪声的控制、声的利用。
声音由物体振动产生,传播需要介质,真空不能传声,15℃空气中声速为 340m/s。
声音的特性包括音调、响度、音色:音调由频率决定,频率越高音调越高;响度由振幅和距离决定,振幅越大、距离越近,响度越大;音色由发声体的材料和结构决定,用于区分不同发声体。
噪声控制途径有:声源处减弱、传播过程中减弱、人耳处减弱;声的利用包括传递信息(如 B 超)和传递能量(如超声波清洗)。
终极猜想·精练通关
1.自然界中有许多奇妙的声音,关于声现象,下列说法中正确的是( )
A.辨别不同类型的乐器声,主要是靠它们的音调不同
B.利用超声波击碎人体内的结石说明声波可以传递能量
C.在马路上安装噪声监控装置,可以减弱噪声
D.声音在空气中的传播速度为
【答案】B
【详解】A.辨别不同乐器的声音,依据是不同发声体的音色不同,音色由发声体的材料、结构决定,故A错误;
B.声波可以传递信息和能量。超声波能够击碎人体内结石,说明声波可以传递能量,故B正确;
C.噪声监控装置只能监测噪声的响度大小,无法减弱噪声,故C错误;
D.声音在15℃空气中的传播速度约为340m/s,故D错误。
故选B。
2.如图所示,是某次智能机器人展示活动中智能机器人和小朋友进行互动交流的情景,下列说法正确的是( )
A.机器人是高科技产品,它发出的声音不是由物体振动产生的
B.机器人发出的声音是超声波
C.机器人的声音在空气中的传播速度为
D.机器人发出的声音不能在真空中传播
【答案】D
【详解】A.声音的产生是由于物体的振动,机器人虽然是高科技产品,但它发出的声音也是由物体振动产生的,故A错误;
B.机器人发出的声音在人类的听觉范围之内,不属于超声波,故B错误;
C.机器人的声音在空气中的传播速度约为,而为光在真空中的传播速度,故C错误;
D.声音的传播需要介质,真空不能传声,机器人发出的声音不能在真空中传播,故D正确。
故选D。
3.“爆竹声声驱年兽”,爆竹的巨响能驱赶“年兽”,这里的“巨响”是指声音的( )
A.响度大 B.音调高 C.音色好 D.速度快
【答案】A
【详解】声音的大小用响度表示。“巨响”是指声音很大,即响度大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.2025年4月11日0时47分,长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空,将通信技术试验卫星十七号顺利送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。火箭点火发射时,发出震耳欲聋的响声,“震耳欲聋”描述的是声音的( )
A.响度 B.音调 C.音色 D.声速
【答案】A
【详解】“震耳欲聋”是指声音的响度大,几乎把耳朵震聋,反映了声音的响度大,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
5.小明学校旁边的道路在进行路面打孔维修,声音太大影响上课,于是他把教室的门窗紧闭,声音就变小很多。关于此现象以下说法正确的是( )
A.听到的打孔声是由于空气振动产生的
B.听到的打孔声是超声波
C.关上门窗后声音的响度变小
D.关上门窗后声音变小说明可以从声源处减弱噪声
【答案】C
【详解】A.路面打孔时的声音主要是由于钻头与路面材料之间的摩擦和冲击造成的振动产生的,不是由于空气振动产生的,故A错误;
B.超声波高于人的听觉上限,人能听到打孔声,说明打孔声不是超声波,故B错误;
C.关上门窗后阻碍了声音的传播,声音的响度变小,故C正确;
D.关上门窗后声音变小说明可以从传播过程中减弱噪声,故D错误。
故选C。
6.图书馆的静读空间采用了以下措施防止噪声,其中属于在声源处减弱噪声的是( )
A.天花板安装智能降噪装置,实时生成反向声波抵消环境噪音
B.入口处设置隔音玻璃门,阻隔外部交通噪声传入
C.座椅配备骨传导耳机,读者通过耳机来听书
D.电子屏滚动播放“请轻步慢行,勿大声喧哗”的提示语
【答案】D
【详解】A.天花板安装智能降噪装置,实时生成反向声波抵消环境噪音,是在传播过程中减弱噪声,故A不符合题意;
B.入口处设置隔音玻璃门,阻隔外部交通噪声传入,是在传播过程中减弱噪声,故B不符合题意;
C.座椅配备骨传导耳机,读者通过耳机来听书,是在人耳处减弱噪声,故C不符合题意;
D.电子屏滚动播放“请轻步慢行,勿大声喧哗”的提示语,属于在声源处减弱噪声,故D符合题意。
故选D。
7.潮汕环线轻轨采用浮置板减振技术,可将列车噪声降至50dB以下。下列说法正确的是( )
A.50dB是人耳听到的最微弱声音
B.该技术利用了声波反射原理
C.减振技术通过阻断声波传播减弱噪声
D.地铁噪声频率一定高于20000Hz
【答案】C
【详解】A.人们以分贝为单位来表示声音强弱的等级,0dB是人刚能听到的最微弱的声音,故A错误;
BC.浮置板减振技术基本原理是通过在轨道道床和基础结构之间设置钢弹簧隔振装置,使轨道结构形成一个 “浮置” 的状态。当列车在轨道上运行时,车轮与钢轨之间产生的振动能量传递到道床,钢弹簧隔振装置利用自身的弹性变形来吸收和隔离这些振动,减少振动向下方基础结构以及周围环境的传递,即浮置板减振技术是通过减少振动的传递来削弱噪声,属于在 “传播过程中” 控制噪声,并非利用声波反射,故B错误,C正确;
D.地铁噪声属于人耳可听声,频率范围在20~20000Hz之间;高于20000Hz的是超声波,人耳无法感知,故D错误。
故选C。
8.古筝、琵琶是我国的传统乐器,有经验的人只凭听就能分辨出它们合奏时各自的声音,这是因为古筝声和琵琶声( )
A.音色不同 B.频率不同 C.响度不同 D.音调不同
【答案】A
【详解】A.音色是指不同声音表现在波形方面总是有与众不同的特性,不同的乐器由于材料、结构不同,发出声音的音色也就不同。所以有经验的人能通过音色分辨出是古筝还是琵琶在演奏,故A符合题意;
B.频率决定音调,演奏同一首乐曲,同一个音的频率是相同的,故B不符合题意;
C.响度与发声体的振幅有关,与分辨乐器种类无关,故C不符合题意;
D.演奏同一首乐曲,同一个音的音调是相同的,故D不符合题意。
故选A。
9.如图所示是甲、乙、丙物体发出的声音在示波器上显示的波形图(纵轴数值的单位相同,横轴中1ms=10-3s),以下说法正确的是( )
A.甲1s内振动的次数是2次
B.甲发出的声音的响度比乙的小
C.甲、丙发出的声音的音调相同
D.乙发出的声音在真空中的传播速度为3×108m/s
【答案】C
【详解】A.由图可知,甲在0.2ms内振动了2次,故A错误;
B.声音的大小叫响度,响度与振幅和距离声源的远近有关;在波形图中,波的波峰或波谷的长度表示振幅。由图甲、乙可知,甲、乙图像的振幅相同,所以响度相同,故B错误;
C.声音的高低叫音调,音调与发声体振动的频率有关;在波形图中,波的疏密程度表示声音的频率。由图甲、丙可知,甲、丙0.2ms内均振动2次,所以频率相同,音调相同,故C正确;
D.声音的传播需要介质,真空不能传声,即乙发出的声音在真空中的传播速度为0,故D错误。
故选C。
10.下列有关声的说法,正确的是( )
A.只要物体振动,就一定能听到声音
B.因为次声波响度很低,所以人耳听不到
C.分贝是音调的单位
D.超声波可以击碎人体内的结石,这说明声波能传递能量
【答案】D
【详解】A.声音是由物体振动产生的,但声音的传播需要介质,在无介质的情况下,声音无法传播,故A错误;
B.人耳能听到的声音的频率为20Hz~20000Hz之间,次声波的频率在20Hz以下,所以人耳听不到,是因为次声波频率很低,故B错误;
C.分贝是响度的单位,故C错误;
D.超声波可以传递能量和信息,超声波震碎结石是因为声波可以传递能量,故D正确。
故选D。
11.某年央视春晚的戏曲节目《春晖满梨园》,以京剧武生的高亢唱腔震撼开场,观众即使不看画面,仅凭声音也能判断是京剧名家张幼麟在演唱,这是根据声音的_______来判断的,动听的戏曲是由演员的声带_______而产生,京剧武生高亢唱腔的“高亢”,主要描述的是声音的_______高。
【答案】 音色 振动 音调
【详解】音色是发声体特有的声音特征,不同发声体的音色存在差异,可依靠这一特征区分不同的演唱者,因此该空填音色。
声音的产生源于物体的振动,戏曲的声音是由演员的声带振动产生的,所以该空填振动。
音调用于描述声音的高低,“高亢”主要体现的是声音的音调高,音调由发声体振动的频率决定,频率越高,音调越高,故该空填音调。
12.如图为中国古代的“计程车”——记里鼓车。当车行驶一里时,车上的木人就敲一下鼓,鼓面由于______发声;当车行驶十里时,木人就敲一下镯,人能区分鼓声和镯声,是依据声音的______不同(选填“响度”“音调”或“音色”);听鼓声或镯声可判断鼓车行驶距离,利用了声音传递______(选填“信息”或“能量”)。
【答案】 振动 音色 信息
【详解】声音是由物体的振动产生的,因此鼓面发声是振动导致的。
由于鼓和镯的材料和结构不同,所以发出声音的音色不同,人们能区分鼓声和镯声就是依据声音的音色不同。人们根据音色来辨别发声的物体,从而确定车行驶的路程的多少,这利用的是声音可以传递信息。
押题猜想三 透镜与光现象辨析
试题前瞻·能力先查
1.关于生产生活中的光现象,下列说法正确的是( )
A.开凿隧道时用激光束来引导掘进机,利用了光的折射
B.验钞机利用紫外线辨别钞票的真伪
C.海边出现的海市蜃楼是光的折射形成的实像
D.漫反射光射向四面八方,不遵守光的反射定律
【答案】B
【详解】A.开凿隧道时用激光束引导掘进机确保机器沿直线开凿,是利用光沿直线传播特性,而非折射,故A错误;
B.紫外线可以使荧光物质发光,钞票上涂有荧光物质,验钞机据此辨别钞票真伪,故B正确;
C.海市蜃楼是光的折射现象,但形成的是虚像,而非实像,故C错误;
D.漫反射同样遵循光的反射定律,只是反射光线方向各异,故D错误。
故选 B。
2.如图所示,探究凸透镜成像的规律时,在光屏上得到清晰的像。下列分析正确的是( )
A.光屏上成倒立、放大的实像
B.投影仪利用这一成像原理
C.若只移动蜡烛到70cm处,则在光屏上能观察到缩小的像
D.若只移动凸透镜到60cm处,则在光屏上能重新得到清晰的像
【答案】D
【详解】AB.由图可知,物距 u 大于像距 v ,根据凸透镜成像规律,此时光屏上成倒立、缩小的实像,照相机是利用这一成像原理工作的,故AB错误;
C.根据凸透镜成像规律,物距 25cm >2f,像距f<10cm<2f,由此可得焦距范围为5cm<f<10cm。若只移动蜡烛到 70cm 处,此时物距为5cm,小于焦距,成正立、放大的虚像,而虚像不能在光屏上呈现,故C 错误;
D.若只移动凸透镜到 60cm 处,此时物距和像距的关系会发生对调,根据光路可逆可知,能在光屏上重新得到清晰的像,故D 正确。
故选 D。
3.如图所示,博物馆会在较为精巧的文物前放置透镜,以便观察文物细节,该透镜是______(选填“凸”或“凹”)透镜;通过该透镜看到文物的像是______(选填“实像”或“虚像”);此类透镜可用于矫正______(选填“近视”或“远视”)眼。
【答案】 凸 虚像 远视
【详解】[1]博物馆观察文物细节用的透镜是凸透镜。凸透镜作为放大镜使用时,物体位于一倍焦距以内,能成正立、放大的像,便于观察细节。
[2]当物体位于凸透镜一倍焦距以内时,光线经透镜折射后发散,人眼逆着折射光线看去,会形成正立、放大的虚像。
[3]远视眼的成因是晶状体太薄,折光能力太弱,近处物体的像成在视网膜后方,需要配戴凸透镜,使像前移到视网膜上。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重现象辨析与应用。
光现象包括光的直线传播(如影子、小孔成像)、光的反射(如平面镜成像)、光的折射(如筷子弯折、凸透镜成像)、光的色散(如彩虹)。
凸透镜成像规律是核心:物距大于 2 倍焦距成倒立缩小实像(照相机),物距在 1-2 倍焦距间成倒立放大实像(投影仪),物距小于焦距成正立放大虚像(放大镜);凹透镜对光有发散作用,用于矫正近视眼。
解题需结合生活实例判断光现象类型,掌握透镜成像的应用场景。
终极猜想·精练通关
1.徒步者从多个角度都能看到不发光的宣传标语,是因为光在宣传标语表面发生了( )
A.漫反射 B.镜面反射
C.直线传播 D.折射
【答案】A
【详解】当光照射到宣传标语的粗糙表面时,会发生漫反射,反射光线向各个方向散射,所以徒步者从多个角度都能看到标语。故选A。
2.阳燧(如图)是我国古代劳动人民用于取火的一种工具,可以聚集日光,点燃艾炷。阳燧的工作原理是( )
A.光的反射 B.平面镜成像 C.光的直线传播 D.光的折射
【答案】A
【详解】阳燧属于凹面镜,对光线有会聚作用,其工作原理是光的反射,故选A。
3.2026年元宵节,夜空出现“红月亮”,月食形成的原因是( )
A.光的色散 B.光的反射 C.光的折射 D.光的直线传播
【答案】D
【详解】当太阳、地球、月球在同一直线上,地球位于太阳与月球之间时,太阳发出的光被不透明的地球挡住,光线照不到月球上,在地球上看不到月亮的现象就是月食,月食是由光的直线传播形成的,故选D。
4.站在湖边,看到清澈的湖水中游动的鱼、飘动的“云朵”、茂密的树下一个个圆形的小光斑及湖面上嬉水的鸭子的倒影。属于实像的是( )
A.飘动的“云朵” B.游动的鱼
C.茂密的树下一个个圆形的小光斑 D.鸭子的倒影
【答案】C
【详解】A.飘动的“云朵”是平面镜成像形成的虚像,不是实像,故A不符合题意;
B.游动的鱼是光的折射形成的虚像,故B不符合题意;
C.树下的圆形小光斑是光的直线传播形成的实像,故C符合题意;
D.鸭子的倒影是平面镜成像形成的虚像,不是实像,故D不符合题意。
故选C。
5.如图所示,圭表是中国古代重要的天文仪器,依据正午时刻表的影子在圭上的位置就能推算出相应节气。其应用的光学原理是( )
A.光沿直线传播 B.光的折射 C.光的反射 D.光的色散
【答案】A
【详解】当阳光在空气中沿直线传播时,遇到不透明的表,就会其后面形成一片光照射不到的阴影区域(即表的影子)在圭上,不同的时刻,其影子的位置不同,故圭表应用的光学原理是光沿直线传播,故A正确,BCD错误。
故选A。
6.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏处于图所示的位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这一成像原理可以制成( )
A.照相机 B.幻灯机 C.放大镜 D.潜望镜
【答案】B
【详解】由图可知像距大于物距,根据凸透镜成实像的规律可知此时物距 满足 ,像距 ,成倒立、放大的实像,这是幻灯机的成像原理。照相机成倒立缩小实像,放大镜成正立放大虚像,潜望镜利用平面镜反射成像。故选B。
7.广东省清远市的“永丰石拱桥”历史悠久,又称“小赵州桥”。如图所示,桥与它在水面的倒影相映成趣。以下的像与“倒影”的形成原理相同的是( )
A.小孔成像 B.平面镜成像
C.照相机成像 D.放大镜成像
【答案】B
【详解】A.水面的“倒影”是平静的水面相当于平面镜,属于光的反射形成的平面镜成像,小孔成像的原理是光的直线传播,故A不符合题意;
B.平面镜成像的原理就是光的反射,和倒影的形成原理相同,故B符合题意;
CD.照相机镜头和放大镜都是凸透镜,成像原理是光的折射,故CD不符合题意。
故选B。
8.如图所示,为先天性眼病患者的眼球与正常眼球的对比图,患者看不清近处的物体。关于该患者的眼病及应佩戴的镜片是( )
A.近视眼 凸透镜 B.远视眼 凹透镜 C.近视眼 凹透镜 D.远视眼 凸透镜
【答案】D
【详解】正常眼睛可将进入眼睛的光线折射后,使像在视网膜上,由图可知,患者眼球的晶状体比正常眼睛的晶状体前后径过短,使像在视网膜后方,说明患者是远视眼,远视眼需要配戴凸透镜将光线会聚一些,这样像可以成在视网膜上,故ABC不符合题意,故D符合题意。
故选D。
9.随着人们生活水平的提高,汽车已经进入平常百姓的家庭.下列关于汽车的说法,正确的是( )
A.冬季汽车玻璃上的“水雾”,是在玻璃内侧形成
B.小轿车挡风玻璃倾斜,车内景物的像成在下方,影响驾驶安全
C.汽车前大灯的反光装置相当于凹面镜,对光线有发散作用
D.夏季车上小水珠相当于凹透镜,对光线有发散作用
【答案】A
【详解】A.冬季车内温度高,车内的水蒸气遇冷玻璃内侧液化形成,故A正确;
B.挡风玻璃倾斜使车内景物像成在玻璃上方,避免干扰,故B错误;
C.凹面镜对光线有会聚作用,故C错误;
D.小水珠是凸透镜,对光线有会聚作用,故D错误。
故选A。
10.春晚《喜雨》水幕投影节目中,投影仪的镜头属于______(选填“凸”或“凹”)透镜,水幕上的画面是透镜成的______(选填“实”或“虚”)像,为使画面更清晰,需调节镜头到水幕的距离,使距离______(选填“大于”“小于”或“等于”)2倍焦距。
【答案】 凸 实 大于
【详解】[1]投影仪的镜头对光线有会聚作用,为凸透镜。
[2]根据凸透镜成像规律,当物体位于一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,投影仪正是利用该原理工作,则水幕上的画面是透镜成的实像。
[3]结合凸透镜成像规律,当物体在一倍焦距与二倍焦距之间时,像距(镜头到水幕的距离)需大于二倍焦距,才能成清晰的实像。
11.蜻蜓在平静水面上空飞行,它在水中的倒影是______(选填“虚”或“实”)像;蜻蜓距水面3m,水深2m,它的倒影距水面______m;当它向水面俯冲时,它的像大小将______。
【答案】虚 3 不变
【详解】平静水面相当于平面镜,成像原理是光的反射,平面镜成虚像。
依据平面镜成像特点,像与物体到镜面(水面)的距离相等,已知蜻蜓距水面3m,故倒影(像)距水面3m。
平面镜成像中,像与物体的大小始终相等,与物体到镜面的距离无关,因此蜻蜓向水面俯冲时,像的大小不变。
12.如图是小明家的窗户,窗户可绕固定轴转动,小明在给窗户贴上马年特色窗花时,发现窗户的玻璃像平面镜一样可以成像,且像会随着窗户的转动发生变化。当Q窗从关闭状态向外打开至的过程中,窗框上A点在Q窗中所成像的大小_______(选填“变大”、“变小”或“不变”);A点和其像之间的距离_______(选填“增大”、“减小”或“不变”);该像是一个_______(选填“实像”、“虚像”)。
【答案】 不变 增大 虚像
【详解】平面镜成像的特点之一是:像与物体的大小始终相等,与物体到镜面的距离、镜面的角度无关。所以,不管窗户怎么转动,A点的像的大小不变;平面镜成像中,像与物体到镜面的距离相等。当窗户从关闭状态向外打开时,A点到镜面(Q窗玻璃)的距离会逐渐变大,因此A点到镜面的距离和像到镜面的距离都会变大,所以A点和其像之间的距离增大;平面镜成的是虚像,它不是由实际光线会聚而成,而是由反射光线的反向延长线会聚形成的,不能用光屏承接。
押题猜想四 内能与物态变化辨析
试题前瞻·能力先查
1.“冰火花”是一种新型的液体降温材料,把它喷在人的皮肤上,会迅速形成9℃的固态凝胶,几秒钟后固态凝胶又直接消失不见了,人感到很凉爽,但皮肤上却一直没有湿黏的感觉。下列关于“冰火花”的说法正确的是( )
A.形成固态凝胶的过程属于凝华现象,需要放热
B.固态凝胶消失的过程属于升华现象,需要吸热
C.凝胶消失是因为固态凝胶在皮肤上吸热熔化后又汽化了
D.人感到很凉爽是因为固态凝胶的形成和消失都需要吸热
【答案】B
【详解】A.形成固态凝胶是液态变固态,属于凝固,不是气态直接变固态的凝华,故A错误;
B.固态凝胶直接消失、无液态残留,是升华现象,升华需要吸热,故B正确;
C.若凝胶先熔化再汽化,皮肤会出现湿黏感,与题干描述矛盾,故C错误;
D.固态凝胶形成过程是凝固,凝固放热,只有消失过程吸热,故D错误。
故选B。
2.我国古代科技著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固纯铁柄构从嘴受注(如图所示)”这样的记载,下列说法正确的是( )
A.“铁化如水”是通过热传递改变铁的内能
B.铸好的釜很难被压缩,是因为分子间存在引力
C.用铁铸造的釜加热升温快是因为比热容大
D.炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块没有内能
【答案】A
【详解】A.“铁化如水”是铁由固态变为液态,属于熔化现象,熔化需要吸热,是通过热传递的方式改变铁的内能,故A正确;
B.铸好的釜很难被压缩,是因为分子间存在斥力,而不是引力,故B错误;
C.用铁铸造的釜加热升温快,是因为铁的比热容小,相同质量的铁和其他物质,吸收相同的热量,铁升高的温度多,故C错误;
D.一切物体在任何情况下都具有内能,所以炽热的铁水和冰冷的铁块都具有内能,故D错误。
故选A。
3.自行车轮胎打气时,越往下压打气筒手柄越费力,这是因为筒内气体气压不断______(填“增大”或“减小”),这个过程中,手柄的机械能转化为筒内气体的______,使得打气筒外壁明显发烫。此时,筒内气体的______(填“质量”或“体积”)不断增加,这与汽油机压缩冲程中气体质量不变的原理不同。
【答案】 增大 内能 质量
【详解】在向下压打气筒手柄的过程中,活塞向下运动,压缩打气筒内的气体。随着气体被压缩,其体积减小。同时,打气筒的出气口是连接轮胎的,在越往下压的过程中,为了将气体压入已经具有一定气压的轮胎中,打气筒内的气体需要达到更高的压强。因此,筒内气体的气压在不断增大;下压手柄时,人对筒内气体做功,手柄的机械能转化为筒内气体的内能,气体内能增加,使打气筒外壁温度升高发烫;打气过程中,筒内气体被压缩,同时持续有外界气体进入打气筒内,筒内气体的体积减小,筒内气体的质量不断增加;而汽油机压缩冲程是封闭空间内的气体被压缩,气体质量始终不变,二者原理存在差异。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,与生产、生活联系比较密切。
物态变化有 6 种:熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华。
物质从固态变成液态的过程叫做熔化;物质从液态变成固态的过程叫做凝固;物质从液态变为气态的过程叫汽化;物质从气态变为液态的过程叫液化;物质从固态直接变为气态的过程叫升华;物质从气态直接变为固态的过程叫凝华。
熔化、汽化、升华,需要吸热;凝固、液化、凝华,需要放热。
内能部分:内能是物体内所有分子动能和势能的总和,与温度、质量、状态有关;改变内能的方式有做功和热传递;比热容是物质的特性,水的比热容大,常用于调节温度。
终极猜想·精练通关
1.《天工开物》记载了铸造大钟时,要将蜡做的模型“施火力灸化”成蜡油从模具中流出。蜡由固态变为液态是( )
A.凝固 B.熔化 C.液化 D.升华
【答案】B
【详解】熔化是物质由固态变为液态的过程,蜡由固态变为液态属于熔化现象。故选B。
2.如图对应二十四节气中的白露和霜降,下列有关说法正确的是( )
A.露的形成是凝固现象 B.露的形成需要吸热
C.霜的形成是凝华现象 D.霜的形成需要吸热
【答案】C
【详解】AB.露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴,而凝固是物质由液态变为固态的过程,它们都会放出热量,故AB错误;
CD.霜是空气中的水蒸气遇冷直接变为固态小冰晶形成的,该过程属于凝华现象,其会放出热量,故C正确,D错误。
故选 C。
3.如图所示,是以勺为容器,用糖作画,糖汁成型的过程属于哪种物态变化?( )
A.熔化 B.凝固 C.汽化 D.凝华
【答案】B
【详解】糖作画过程中,糖汁原本是液态,在平面上成型后变为固态糖,该过程是物质从液态变为固态,属于凝固现象。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.吃粽子、赛龙舟是端午节的传统习俗。下列说法错误的是( )
A.煮粽子是利用做功的方法改变粽子的内能
B.煮粽子时粽子的温度越高,分子热运动越剧烈
C.煮熟的粽子透出的香味是扩散现象
D.赛龙舟时向后划桨,桨会受到水向前的力,这说明物体间力的作用是相互的
【答案】A
【详解】A.煮粽子是热量从高温热源传递给粽子,属于热传递改变内能,故A错误,符合题意;
B.分子热运动的剧烈程度与温度有关,物体温度越高,分子热运动越剧烈,故B正确,不符合题意;
C.能闻到粽子的香味,是香味分子不停做无规则运动,扩散到空气中的结果,属于扩散现象,故C正确,不符合题意;
D.向后划桨时,桨对水施加向后的力,同时水对桨施加向前的反作用力,说明物体间力的作用是相互的,故D正确,不符合题意;
故选A。
5.如图是一道招牌客家菜酿豆腐,也称“让豆腐”,下列说法正确的是( )
A.滚烫的豆腐含有的热量多
B.随着豆腐的温度降低,其内能减小
C.当豆腐完全冷却后,其内能为零
D.刚出锅的让豆腐“热”得烫嘴,其中的“热”表示的是内能
【答案】B
【详解】A.热量是过程量,不能用含有来描述,故A错误;
B.同一物体质量不变时,内能随温度降低而减小,因此温度降低的豆腐内能减小,故B正确;
C.一切物体在任何温度下都具有内能,豆腐冷却后内能也不为零,故C错误;
D.“热得烫嘴”里的“热”描述的是温度高,指的是温度,故D错误。
故选B。
6.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的冰块,内能为零
B.物体的温度越高,所含有的热量越多
C.两个物体的内能相同,一定不会发生热传递
D.物体吸收热量,温度不一定升高
【答案】D
【详解】A.一切物体在任何温度下都具有内能,0℃的冰块内能不为零,故A错误;
B.热量是过程量,只能描述为“吸收/放出热量”,不能说物体“含有热量”,故B错误;
C.热传递的条件是物体间存在温度差,与内能是否相等无关,内能相同的两个物体温度可能不同,仍可以发生热传递,故C错误;
D.物体吸收热量温度不一定升高,例如晶体熔化、液体沸腾过程中,物体持续吸热但温度保持不变,故D正确。
故选D。
7.2024年,我国嫦娥六号任务取得圆满成功,探测器于5月3日发射,并成功采集月球样品1935.3g带回地球。关于此过程,以下说法正确的是( )
A.火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的比热容大
B.火箭升空过程中,受到的力是平衡力
C.月球样品从月球带到地球后,质量不变
D.火箭升空过程中,外壳与大气摩擦温度升高,其内能转化为机械能
【答案】C
【详解】A.火箭使用液氢作为燃料,是因为液氢的热值大,完全燃烧相同质量的液氢能释放出更多的热量,而不是因为比热容大,故A错误;
B.火箭加速升空的过程中,速度不断增加,运动状态发生了改变,因此受到的是非平衡力,故B错误;
C.质量是物体本身的一种属性,它不随物体的形状、状态、温度以及空间位置的改变而改变,因此样品带回地球后质量不变,故C正确;
D.火箭升空克服大气摩擦做功的过程,实质上是将火箭的机械能转化为内能,从而导致外壳温度升高,故D错误。
故选C
8.如图是我国古籍《天工开物》中描绘造纸时“透火焙干”的情景。下列说法正确的是( )
A.木柴燃烧——化学能转化为电能 B.湿纸变干——升华
C.砖块升温——内能减少 D.透火焙干——热传递
【答案】D
【详解】A.木柴燃烧是一种化学反应,化学能转化为内能。故A错误;
B.湿纸变干,水分由液态变为气态,是汽化过程。故B错误;
C.砖块温度升高,内能增大。故C错误;
D.透火焙干,热量从高温物体传递给低温物体,是热传递过程。故D正确。
故选D。
9.煲白菜鱼头的过程中,小华看到锅边冒出“白气”,并闻到香味,下列说法正确的是( )
A.“白气”是汽化形成的水蒸气
B.燃烧过程中天然气热值不断减小
C.闻到香味是因为分子在不停地做无规则的运动
D.加大火力可以加快汤沸腾,这是因为提高了汤的沸点
【答案】C
【详解】A.“白气”是水蒸气液化形成的小水滴,故A错误;
B.热值是燃料的一种属性,表示单位质量燃料完全燃烧时放出的热量,则燃烧过程中天然气热值不变,故B错误;
C.闻到香味是扩散现象,说明分子在不停地做无规则的运动,故C正确;
D.加大火力可以加快汤沸腾,但汤的沸点并没有提高,故D错误。
故选C。
10.盛夏时节,公园荷花盛开,微风拂过,荷香四溢,这是_______现象,荷塘边上昼夜温差比远离荷塘的区域小,是因为水的_______较大,在同样受热或冷却时,水的温度变化更小。如图所示的卡式炉经常被用于露营等户外活动,其主要以丁烷作为燃气:利用卡式炉烹煮食物是通过_______的方式改变食物的内能。
【答案】 扩散 比热容 热传递
【详解】荷香四溢是因为荷花中的香气分子在不停地做无规则运动,扩散到空气中,被人闻到,这是扩散现象;
因为水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,在吸收或放出相同热量时,水的温度变化量较小,所以荷塘边上昼夜温差比远离荷塘的区域小;
卡式炉烹煮食物,食物从外界吸收热量,这是通过热传递的方式改变食物的内能。
11.夏季是吃烧烤的季节,如图所示,路过烧烤小吃店时,很远就能闻到香味,说明分子在不停地做__________;各种食材在炭火上方烤制过程中温度升高,这是通过_______(选填“做功”或“热传递”)的方式增大内能。竹签被削得很尖,这是通过__________的方法增大了压强。
【答案】 无规则运动 热传递 减小受力面积
【详解】在很远就能闻到烤肉串的香味,是香味分子不停地做无规则运动进入到空气中,是扩散现象。
将肉串放在炭火上烤制时,肉串从炭火中吸收热量,温度升高,这是采用热传递的方式增加内能。
小吃店用的竹签的一端通常很尖,这是为了在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
12.我国风电装机容量已连续多年位居全球首位。风力发电利用空气流动具有的动能对外做功,同一风场中,空气质量一定,风速越大,空气具有的动能越________;风能具有间歇性,电网常利用抽水蓄能电站消纳过剩电能:用电动机带动水泵将下水库的水抽到高处水库,相同的水,位置越高,它的________能越大;抽水蓄能电站的能量转化效率________(选填“可能”或“不可能”)达到100%。
【答案】大 重力势 不可能
【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关,当空气质量(质量)一定时,风速越大,空气的速度越大,因此空气具有的动能越大;重力势能的大小与物体的质量和高度有关,相同的水质量相同,位置越高,高度越大,它的重力势能越大;在能量转化过程中,总会有一部分能量因克服摩擦、散热等损耗掉,无法完全转化为有用能量,所以抽水蓄能电站的能量转化效率不可能达到100%。
押题猜想五 运动和力
试题前瞻·能力先查
1.如图所示为在水平直轨道上匀速行驶的复兴号列车,它受到的重力为G,支持力为N、牵引力为F、阻力为f。则下列说法正确的是( )
A.G与N是一对相互作用力 B.G与F是一对平衡力
C.F与f是一对相互作用力 D.F与f是一对平衡力
【答案】D
【详解】列车在水平直轨道上匀速行驶,即列车处于平衡状态,列车在水平方向上受到向前的牵引力F和向后的阻力f,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,是一对平衡力,列车在竖直方向上受到向上的支持力N和向下的重力G,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,是一对平衡力,故ABC错误,D正确。
故选D。
2.在2025年春晚《秧BOT》节目中,宇树科技的人形机器人与舞者一同精彩表演,背后蕴涵了许多物理知识为了增大机器人鞋底与地面之间的摩擦力,下列措施可行的是( )
A.给机器人换上更粗糙的鞋底 B.减小机器人对地面的压力
C.在机器人的鞋底安装滚轮 D.通过编程让机器人运动更快
【答案】A
【详解】A.给机器人换上更粗糙的鞋底,在压力大小不变的情况下,接触面越粗糙,摩擦力越大,故A符合题意;
B.减小机器人对地面的压力,在接触面粗糙程度不变的情况下,压力越小,摩擦力越小,故B不符合题意;
C.在机器人的鞋底安装滚轮,机器人鞋底与地面之间的摩擦由滑动摩擦变为滚动摩擦。 在相同条件下,滚动摩擦力远小于滑动摩擦力,所以安装滚轮会使摩擦力减小,故C不符合题意;
D.运动速度的大小并不影响摩擦力的大小, 因为滑动摩擦力的大小只与压力大小、接触面的粗糙程度以及接触面的材料有关,与物体的运动速度无关。所以通过编程让机器人运动更快不能增大机器人鞋底与地面之间的摩擦力,故D不符合题意。
故选A 。
3.如图所示,在篮球比赛中,篮球向下撞击地面,球却会向上弹起,说明力的作用是_________的,篮球的运动由下落变成上升,说明力改变了物体的___________。撞击地面的瞬间篮球发生了___________(选填 “弹性” 或 “塑性”) 形变。
【答案】 相互 运动状态 弹性
【详解】[1]篮球向下撞击地面,球对地面有向下的作用力,球却向上弹起,说明地面对球有向上的作用力,所以力的作用是相互的。
[2]篮球的运动由下落变成上升,其运动方向发生了改变,这是力改变了物体的运动状态。
[3]篮球撞击地面的瞬间发生了形变,离开地面后能恢复到原来的形状,说明撞击地面的瞬间篮球发生了弹性形变。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,力学模块的核心内容。
运动部分:机械运动的相对性、速度计算、匀速直线运动的特点。
力的部分:力的作用效果、弹力与重力(重力方向竖直向下,G=mg)、二力平衡条件(同体、等大、反向、共线)、惯性(物体固有属性,与质量有关)、摩擦力的基础认知。
解题需结合受力分析判断物体运动状态,区分平衡力与相互作用力,能用惯性解释生活现象。
终极猜想·精练通关
1.下列各对力是互相作用力的是( )
A.手对水桶向上的拉力、地球对水桶向下的引力
B.电线对电灯的拉力、电灯对电线的拉力
C.书对桌面的压力、地面对桌子的支持力
D.地面对车的阻力、车对地面的压力
【答案】B
【详解】A. 手对桶是桶受力、地面对桶也是桶受力,这两个力不是分别作用在发生作用的两物体上,所以不是相互作用力,故A不符合题意;
B. 电线对电灯的拉力、电灯对电线的拉力分别作用在两个物体上,且大小相等,方向相反。是相互作用力,故B符合题意;
C. 书对桌面的压力、地面对桌子的支持力,这两个不是分别作用在发生作用的两物体上,所以不是相互作用力,故C不符合题意;
D. 地面对车的阻力是水平方向的、车对地面的压力是向下的,两个力不是方向相反且不是作用在一条直线上,所以不是相互作用力,故D不符合题意。
故选B。
2.如图所示,小明沿水平方向用推力F推动沙发,使其在水平地面上做匀速直线运动。关于沙发受到地面摩擦力f的大小,下列说法正确的是( )
A.f=0 B.f<F C.f=F D.f>F
【答案】C
【详解】沙发在水平地面上做匀速直线运动,说明它在水平方向上受力平衡,小明对沙发的推力和沙发受到地面的摩擦力是一对平衡力,即,故选C。
3.关于自行车的摩擦力应用,下列分析正确的是( )
A.自行车的滚珠轴承是通过变滑动为滚动,增大摩擦力
B.骑行时自行车匀速前进,后轮受到的摩擦力方向向后
C.刹车时用力捏闸,是通过增大压力来增大摩擦力,使车停下
D.自行车轮胎的花纹是为了减小接触面粗糙程度,减小摩擦力
【答案】C
【详解】A.滚珠轴承是通过变滑动为滚动来减小摩擦力的,故A错误;
B.自行车匀速前进时,后轮与地面接触处有相对地面向后滑动的趋势,地面会给后轮一个向前的摩擦力,故B错误;
C.刹车时用力捏闸,增大了闸皮与车轮之间的压力。在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大,从而使车停下,故C正确;
D.自行车轮胎的花纹是为了增大接触面的粗糙程度,从而增大摩擦力,防止打滑,故D错误。
故选C。
4.如图所示,用线将灯悬挂在天花板上,当灯静止时,灯所受到的重力为平衡力的是( )
A.线所受的重力 B.灯对线的拉力 C.灯所受到的重力 D.线对灯的拉力
【答案】D
【详解】用线将灯悬挂在天花板上,灯受到重力与线对拉力的作用,当灯静止时,灯受到重力与线对灯的拉力是平衡力,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.如图所示,磁性板擦吸在竖直悬挂的白板上保持静止,白板由铁质材料制成,下列说法正确的是( )
A.板擦受到的重力与板擦受到的摩擦力大小相等
B.增大板擦对白板的压力,板擦仍处于静止时,板擦受到的摩擦力增大
C.板擦对白板的吸引力与白板对板擦的吸引力是一对平衡力
D.板擦受到的重力与白板对板擦的摩擦力是一对相互作用力
【答案】A
【详解】A.磁性板擦吸在竖直悬挂的白板上保持静止,受到平衡力的作用,板擦受到的重力与板擦受到的摩擦力是一对平衡力,大小相等,故A正确;
B.增大板擦对白板的压力,板擦仍处于静止时,板擦受到的重力与板擦受到的摩擦力是一对平衡力,大小相等,重力不变,摩擦力不变,故B错误;
C.板擦对白板的吸引力与白板对板擦的吸引力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D.板擦受到的重力与白板对板擦的摩擦力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故D错误。
故选A。
6.图甲是机场内正在匀速运行的水平行李传送带,图乙是其俯视示意图。与传送带保持相对静止的行李箱M、N运动到如图位置时,下列分析正确的是( )
A.此时M受摩擦力
B.此时N的运动状态没有改变
C.对传送带的压力和传送带对的支持力是一对相互作用力
D.对传送带的压力和受到的重力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.由图可知,行李箱M做匀速直线运动,处于平衡状态,受到重力和支持力是平衡力,没有受到摩擦力,故A错误;
B.此时N正在转弯,运动状态发生改变,处于非平衡状态,故B错误;
C.对传送带的压力和传送带对的支持力,大小相等,方向相反,作用在一条直线上,互相作用在彼此,是一对相互作用力,故C正确;
D.M对传送带的压力受力物体是传送带,M受到的重力受力物体是M,两个力不在同一个物体上,且方向相同,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
7.如图所示,当人驾驶电动平衡车在水平路面上做匀速直线运动时,下列说法正确的是( )
A.以电动平衡车为参照物,人是运动的
B.此时人不会向前倾是因为人没有惯性
C.人与车的总重力与地面对车的支持力是一对相互作用力
D.轮胎上有花纹目的是为了增大接触面粗糙程度来增大摩擦
【答案】D
【详解】A.以平衡车为参照物,人和车之间的位置没有发生变化,所以人是静止的,故A错误;
B.一切物体在任何情况下都具有惯性,人在运动时也具有惯性,故B错误;
C.当人驾驶电动平衡车在水平路面上做匀速直线运动时,处于平衡状态,将人与车看做一个整体,整体在竖直方向上只受到总重力与地面对车的支持力,所以二力是一对平衡力,故C错误;
D.轮胎上刻有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦的,故D正确。
故选D。
8.如图甲,在F的作用下,木块与小球从P点到Q点保持相对静止做匀速直线运动;抵达Q点之后,木块撞上等高的台阶,木块粘附在台阶上,其运动停止。忽略小球与木块和空气的摩擦,则以下说法正确的是( )
A.木块在Q点停下来时,小球也停在木块上
B.从P到Q运动的过程中,小球的受力示意图如图乙
C.从P到Q运动的过程中,以木块为参照物,小球向右运动
D.从P到Q运动的过程中,木块一定受到地面的滑动摩擦力的作用,且大小为5N,方向水平向左
【答案】D
【详解】A.木块在Q点停下来时,小球由于惯性继续向前运动,故A错误;
B.从P到Q运动的过程中,小球相对木块静止,没有受到木块的摩擦力,故B错误;
C.从P到Q运动的过程中,小球相对木块静止,故C错误;
D.从P到Q运动的过程中,木块匀速直线运动,处于平衡状态,受到平衡力,水平方向受到向右的推力和向左的摩擦力,大小相等,推力为5N,所以摩擦力为5N,故D正确。
故选D。
9.火箭搭载飞船升空过程中:火箭向下喷出气体而加速向上运动,说明力的作用是_______的,也说明力可以改变物体的_______;宇航员座椅的质量_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 相互 运动状态 不变
【详解】物体间力的作用是相互的,火箭对气体施加向下的力时,气体也会对火箭施加向上的反作用力,使火箭向上运动;
火箭加速向上运动,其运动速度发生变化,说明力可以改变物体的运动状态;
质量是物体的固有属性,不随物体的位置变化而改变,因此宇航员座椅的质量不变。
10.如图是小华同学描绘的两个物体运动的s-t图像。由图像可知,甲物体前4s内运动的路程是_________m,受力_________(填“平衡”或“不平衡”);乙物体处于_________状态。
【答案】 0 平衡 匀速直线运动
【详解】由s-t图像可知,甲前4s内路程始终为零,故运动的路程为0m。
前4s甲物体静止,处于平衡状态,因此受力平衡。
乙物体的路程随时间均匀增加,图线为倾斜直线,表明速度不变,因此乙处于匀速直线运动状态。
11.雨滴在竖直下落过程中,由于受到重力和阻力作用,会经历加速和匀速两个阶段,最终落到地面。若一滴雨滴受到的重力是,在某时刻受到的阻力是,此时雨滴受到的合力是______,方向______。该雨滴匀速下落阶段受到的阻力是______。(雨滴质量不变)
【答案】 竖直向下
【详解】[1][2]雨滴下落时,重力方向竖直向下,大小为,阻力方向竖直向上,大小为,由于二力方向相反,合力大小为
因重力大于阻力,合力方向与重力方向一致,即竖直向下。
[3]雨滴匀速下落时,处于平衡状态,所受合力为零,即重力与阻力是一对平衡力。根据二力平衡条件,阻力大小等于重力大小,故
12.阳光照射在士兵的钢盔上,钢盔闪闪发亮,这是因为光在钢盔表面发生了________反射,观众能从不同方位看到迷彩服,是因为光在迷彩服表面发生了________反射。士兵在起步走时,脚向后蹬地,身体向前运动,士兵受到地面的摩擦力方向向________(选填“前”或“后”)。
【答案】 镜面 漫 前
【详解】钢盔表面较为光滑,平行光线照射到其表面后,反射光线会平行射出,这种反射属于镜面反射,因此钢盔会闪闪发亮。
迷彩服表面粗糙,光线照射到其表面后,反射光线会向各个方向散射,这种反射属于漫反射,所以观众能从不同方位看到迷彩服。
士兵脚向后蹬地时,脚相对于地面有向后运动的趋势,而摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反,因此士兵受到地面的摩擦力方向向前。
押题猜想六 大气压和流体压强及应用
试题前瞻·能力先查
1.关于如图所示的情景,说法不正确的是( )
A.甲图:建筑工人在砌墙时常使用铅垂线,是利用重力的方向竖直向下
B.乙图:洗手池排水管的U形“反水管”,是连通器原理在生活中的应用
C.丙图:飞机飞行时获得升力,是应用了流体压强和流速的关系
D.丁图:把自制气压计从山下移到山顶,细管内的水柱下降
【答案】D
【详解】A.建筑工人用铅垂线,正是利用重力方向始终竖直向下的特点,来检查墙体是否竖直,故A正确,不符合题意;
B.洗手池U形反水管符合“上端开口、底部连通”的连通器特征,利用连通器原理存水,阻挡下水道异味进入室内,故B正确,不符合题意;
C.飞机机翼上凸下平,飞行时机翼上方空气流速大、压强小,下方流速小、压强大,形成向上的压强差获得升力,应用了流体压强和流速的关系,故C正确,不符合题意;
D.大气压随海拔升高而减小,把自制气压计从山下移到山顶,外界大气压降低,瓶内气压大于外界气压,会将瓶内水压入细管,细管内水柱上升,故D错误,符合题意。
故选D。
2.“风雨兼程十余载,逐梦蓝天向未来 ”。承载着中国人“大飞机梦 ”的 C919 于 2023 年 5 月 28 日圆满完成首个商业航班飞行,下列说法正确的是( )
A.落地后,静止在停机坪上的飞机受到的力相互平衡
B.起飞时,飞机在跑道上加速滑行时惯性逐渐增大
C.飞机座椅上安全带做得比较宽为了增大压强
D.机翼是利用气体流速大,压强大的原理获得升力
【答案】A
【详解】A.落地后,静止在停机坪上的飞机受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在同一物体上,为一对平衡力,故A正确;
B.惯性大小取决于物体的质量,与物体的运动状态无关,起飞时,飞机在跑道上加速滑行时惯性不变,故B错误;
C.飞机座椅上安全带做得比较宽,是为了在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C错误;
D.机翼是利用机翼上方凸起,气体流速大,压强小,下方较平,空气流速慢,压强大,机翼上下方的压强差,使机翼获得向上的升力,故D错误。
故选A。
3.中国高铁里程数高居世界第一。如图甲所示,为了保障安全,高铁站台边有一条黄色警戒线,若高铁提速,站台上乘客与行驶的高铁之间安全距离应______(选填“变大”“变小”或“不变”);如图乙乘客从高铁玻璃窗上看到自己的像,则像的大小与乘客的大小______(选填“相等”或“不相等”);乘客坐在行驶的高铁上,他相对所坐的椅子是______(选填“运动”或“静止”)的。
【答案】 变大 相等 静止
【详解】[1]当高铁急速驶过车站,警戒线区域内的空气流速会变大,由流体压强与流速的关系可知,警戒线以内的地方空气压强减小,而此时人外侧的空气流动速度慢,人外侧的空气压强大,会产生一个向内侧的压强差,将人推向列车,易出现危险;若高铁提速,则向内侧的压强差会更大,所以应该增大站台上乘客与行驶的高铁之间安全距离。
[2]根据平面镜成像的特点可知,平面镜成正立等大的虚像,因此看到的像的大小与乘客的大小相等。
[3]乘客坐在行驶的高铁上,高铁行驶过程中,乘客和椅子之间没有发生位置变化,因此他相对所坐的椅子是静止的。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,与生活、生产联系比较密切。
大气压相关内容:大气压的存在证明、标准大气压的数值、大气压随海拔的变化规律、液体沸点与气压的关系。常见的应用实例包括吸盘挂钩、吸管吸饮料、活塞式抽水机、高压锅等,解题时需结合生活场景辨析大气压的作用。
流体压强部分:流体压强与流速的关系是核心,即流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。常见应用有飞机机翼升力、火车站安全线、汽车尾翼、喷雾器等,需能结合实例分析流体压强的变化与应用原理。
终极猜想·精练通关
1.如图是一部负压救护车,它利用负压设备使车内气压低于外界,空气单向流入并通过过滤系统净化后排出。下列情境中与负压救护车中气压状态最相似的是( )
A.高空飞行中的飞机机舱
B.吸饮料时的吸管内部
C.充满气后的自行车轮胎
D.烧煮中的高压锅
【答案】B
【详解】因为车内气压低于外界气压,所以外界空气被压进车内。
A.高空飞行中的飞机机舱外气体流速大、压强小,小于机舱内的气压,故B不符合题意;
B.用吸管从瓶子中吸饮料,当吸气时,吸管中的气压减小,小于外界的大气压,饮料在大气压的作用下进入嘴里,故B符合题意;
C.充完气的汽车轮胎内的气压大于大气压,故C不符合题意;
D.烧煮中的高压锅,内部气压越来越高,最后气压大于外界气压,所以沸腾时沸点较高,故D不符合题意。
故选B。
2.生活处处有物理,下列关于小明生活中的一些现象的说法正确的是( )
A.小明走路时,脚遇到障碍物,向前倾倒,是因为受到向前的力
B.小明站在水平地面上时,受到的重力与支持力是一对相互作用力
C.小明穿上鞋底粗糙的运动鞋走路,是为了减小对地面的压强
D.小明将吸盘挂衣钩“吸”在墙上挂衣服,是利用大气压的原理
【答案】D
【详解】A.走路时,脚遇到障碍物,受到力的作用,停止运动,而身体由于惯性,要保持原来的运动状态向前,所以向前倾倒,故A错误;
B.小明站在水平地面上时,在竖直方向上受到的重力和支持力大小相等,方向相反,作用在同一物体上,是一对平衡力,故B错误;
C.鞋底粗糙的运动鞋在走路时,可在压力不变时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C错误;
D.吸盘能吸在墙上,是因为吸盘与墙壁间的空气压强小于大气压强,是利用大气压的原理,故D正确。
故选D。
3.如图是人体在平静呼吸时,肺内气体容量变化示意图,下列相关叙述中,正确的是( )
A.表示人正在吸气,肺内气压小于大气压
B.表示人正在吸气,肺内气压大于大气压
C.表示人正在呼气,肺内气压大于大气压
D.当人的胸部在水面以下时,感觉呼吸不畅,是因为过程受到了影响
【答案】C
【详解】A.a→b段表示肺内气体容量由大变小,表示呼气,肺内气压大于大气压,故A错误;
B.b→c段表示肺内气体容量由小变大,表示吸气,肺内气压小于大气压,故B错误;
C.c→d段表示肺内气体容量由大变小,表示呼气,胸廓容积缩小,肺内气压大于大气压,故C正确;
D.人的胸部在水面以下,感觉到呼吸不畅,这是因为b→c表示的吸气过程受到了影响,故D错误。
故选C。
4.小明发现,并行的龙舟不能靠得太近,其中蕴含的原理跟以下哪个一样( )
A.洗手池下的U形排管 B.铁路站台上设置安全线
C.活塞式抽水机抽水 D.拔火罐吸附在皮肤上
【答案】B
【详解】流体在流速越大的位置压强越小。龙舟在高速运动时,并行的龙舟如果靠得太近,中间的水的流速大,压强小,容易发生撞船事件。
A.洗手池下的排水管做成U形,水不流动时,U形管里的水相平,可以防止下水道里的气味散发出来,是利用了连通器原理,故A不合题意;
B.地铁进站时,若人站在安全线内,人靠近地铁一侧的空气流速大,压强小,人远离地铁一侧的空气流速小,压强大,使人受到一个向列车的压力差,可能引发安全事故,利用了“流体压强与流速的关系”,故B符合题意;
C.活塞式抽水机抽水利用的是大气压,故C不符合题意;
D.拔火罐时,先把罐内烧一下,罐内空气受热膨胀,罐内空气冷却后气压降低,罐内气压小于外面的大气压,外界大气压将罐压在皮肤上,所以拔火罐利用的是大气压,故D不符合题意。
故选B。
5.关于图中的物理知识,下列说法正确的是( )
A.图甲中铁轨下方铺设轨枕可以减小列车对地面的压力
B.图乙中船闸的设计利用了连通器原理,工作时阀门A和阀门B不能同时打开
C.图丙是自制气压计,把它从山脚移到山顶,玻璃管内的水柱会下降
D.图丁中站台上必须设置安全白线,这是因为流体中流速大的位置压强大
【答案】B
【详解】A.在铁轨下方铺设轨枕是通过增大受力面积来减小压强,而列车对地面的压力大小不变,故A错误;
B.根据连通器原理可知,当液体静止时,各部分中的液面总保持相平,若两个闸门同时打开,右侧水位会快速下降,船只将难以安全通过船闸,故B正确;
C.山顶的大气压强比山脚的大气压强小,而自制压强计内部气体的压强大小不变,故将自制压强计从山脚移到山顶,玻璃管内的水柱会上升,故C错误;
D.由于流体流速大的地方压强小,当列车高速通过车站时,靠近列车的空气流速大,压强小,站在站台上的旅客前后会存在压强差,人会被“吸”向列车,所以设置安全线防止事故的发生,故D错误。
故选B。
6.将一个乒乓球放入漏斗中,用电吹风从细管吹向漏斗的大口,来探究流体压强与流速的关系,以下方案不合理的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.不吹气时,乒乓球受到的重力和支持力是平衡力,乒乓球处于静止状态;竖直向上吹气时,乒乓球底部空气流速大压强小,乒乓球上面流速小压强大,产生向下的压力,乒乓球受竖直向下的重力,乒乓球还受到支持力作用,这三个力是平衡力,乒乓球也处于静止状态,所以竖直向上吹气没有改变乒乓球的运动状态,不能很好地探究流体流速对流体压强的影响,故A符合题意;
B.不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下来;水平向右吹气时,乒乓球左侧空气流速大压强小,乒乓球右侧空气流速小压强大,产生向左的压力,乒乓球保持静止状态,所以水平向右吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故B不符合题意;
C.不吹气时,乒乓球由于重力作用会落下来;竖直向下吹气时,乒乓球上方空气流速大压强小,乒乓球下方空气流速小压强大,产生向上的压力,乒乓球保持静止状态,所以竖直向下吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故C不符合题意;
D.不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下来;斜向下吹气时,乒乓球左上方空气流速大压强小,乒乓球右下方空气流速小压强大,产生向左上方的压力,乒乓球保持静止状态,所以斜向下吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故D不符合题意。
故选A。
7.如题图所示,无风天气下,汽车在马路上快速驶过时,马路两边的树叶会沿着哪一个方向飘动( )
A.a B.b C.c D.无法判断
【答案】A
【详解】在流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。因此快速行驶的汽车使得马路中央的空气流速大,压强小,马路两边的空气流速小,压强大,所以两边的气压大于中央的气压,气压差使树叶向马路中央飘动。即马路两边的树叶会沿着a方向飘动。
故选A。
8.下列说法正确的是( )
A.物体的运动需要力来维持
B.自行车刹车时,通过增大粗糙程度来增大摩擦
C.破窗锤的锤头很尖是通过减小受力面积来增大压强
D.抽油烟机是利用流体中流速大的位置压强大的原理将油烟“抽”出厨房的
【答案】C
【详解】A.物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因,故A错误;
B.刹车时用力捏车闸,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故B错误;
C.破窗锤的敲击端做成锥状,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C正确;
D.流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强大;转动的扇叶处气体的流速大、压强小,从而在周围大气压的作用下将油烟抽到室外,所以其原理是气体流速大的地方压强小,故D错误。
故选C。
9.如图所示,无人驾驶汽车的流线型外形与飞机的机翼类似,当汽车高速行驶时,其上表面空气流速大,压强________________;汽车轮胎采用特殊橡胶材料制作,主要是利用橡胶有良好的_______(选填“弹性”或“导电性”),轮胎刻有花纹是为了_________________(选填“增大”或“减小”)摩擦力。
【答案】 小 弹性 增大
【详解】[1]流体中流速越大的位置,压强越小;无人驾驶汽车高速行驶时,其上表面空气流速大,压强小。
[2]通常情况下,橡胶不具有导电性;橡胶有较好的弹性,能起到一定的缓冲作用,所以汽车轮胎采用特殊橡胶材料制作。
[3]轮胎刻有花纹是为了在压力一定时,通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
10.小陆用乒乓球做了以下三个实验:如图a所示,用力吹乒乓球,球不会掉落,这说明流速越大的位置压强越______;如图b所示,用乒乓球做“覆杯实验”,杯中装满水后用乒乓球盖在杯口,倒转杯子,乒乓球不下落,该实验证明了______的存在;如图c所示,敲击音叉,乒乓球接触被敲击的音叉后被弹起,说明声音是由物体______产生的。
【答案】 小 大气压 振动
【详解】[1]用力吹乒乓球,乒乓球上方空气流速大,压强小,乒乓球下方空气流速小,压强大,从而产生一个向上的合力,该合力大于球的重力,从而导致球不会掉落,这说明流速越大的位置压强越小。
[2]杯中装满水后用乒乓球盖在杯口,倒转杯子,乒乓球不下落,乒乓球和水被大气压托起的,从而证明了大气压的存在。
[3]敲击音叉,音叉发出声音,乒乓球被弹开反映了音叉的振动,说明声音是由于物体振动产生的。
11.小林用酒精灯加热盛有适量冷水的纸杯,一段时间后水沸腾了。沸腾过程中,他多次测得水温为98℃,这说明水沸腾时温度_________;还说明当地的大气压_________(选填“低于”、“高于”或“等于”)标准大气压;水在沸腾时小林发现杯子上方冒着阵阵白气,这属于_________现象(填写物态变化名称)。
【答案】 不变 低于 液化
【详解】水沸腾后小林多次测得水温为98℃,说明水沸腾时温度保持不变;标准大气压下,水的沸点为100℃,液体的沸点随气压降低而降低,此次水的沸点为98℃,低于100℃,因此当地大气压低于标准大气压;杯子上方的“白气”是高温水蒸气遇冷后,由气态变为液态的小水滴,这种物态变化属于液化。
12.图甲为我国战国时期青铜汲酒器示意图,它由顶端封闭的铜管与一个空心的铜球相连而成,在铜管上部和铜球下部各开有小孔a、b。如图乙所示,将汲酒器铜球放入酒水中时,汲酒器和酒缸就构成了一个______。酒水由底部的b孔流进汲酒器内,用拇指压住a孔提起汲酒器离开酒缸,在______的作用下酒水不会从b孔流出;松开拇指,酒水会在______力的作用下流出。
【答案】 连通器 大气压强 重
【详解】当汲酒器铜球放入酒水中时,汲酒器和酒缸上端均开口,底部相通,构成一个连通器;当用拇指压住a孔并向上提起时,汲酒器内部与外界大气隔绝,由于大气压强的作用,酒水被压在汲酒器内,不会从b孔流出;松开拇指,汲酒器内部与外界大气相通,酒水会在重力作用下从b孔流出汲酒器。
押题猜想七 电学基础知识
试题前瞻·能力先查
1.在题图所示的原子结构图中,a是( )
A.分子 B.质子 C.中子 D.电子
【答案】C
【详解】原子是由原子核和核外电子组成的,原子核又是由质子和中子组成的,其中质子带正电,中子不带电;由原子结构示意图可知,a位于最内部而且不带电,是中子,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.关于静电的知识,下列说法正确的是( )
A.验电器工作原理是异种电荷相互吸引
B.摩擦起电的实质是分子的转移
C.静电除尘利用了带电体能够吸引轻小物体的性质
D.验电器外壳是由半导体材料制成的
【答案】C
【详解】A.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,并非异种电荷相互吸引,故A错误;
B.摩擦起电的实质是电子的转移,不是分子的转移,故B错误;
C.带电体具有吸引轻小物体的性质,静电除尘正是利用这一性质吸附空气中的灰尘,故C正确;
D.验电器外壳需要防止电荷被导走,因此是由绝缘材料制成的,不是半导体材料,故D错误。
故选C。
3.如图是使用一根三合一充电线同时给三部手机充电的情景。正在充电的三台手机是___________(选填“串联”或“并联”)的,拔掉两部手机,剩下的那一部正在充电的手机获得的电压___________(选填“变高”“不变”或“变低”);长期使用的手机屏幕上会吸附很多灰尘,这是因为带电体具有___________的性质。
【答案】 并联 不变 吸引轻小物体
【详解】[1]三台手机充电时工作互不影响,因此是并联的。
[2]并联电路中各支路电压都等于电源电压,拔掉两部手机后,剩余手机两端电压仍等于电源电压,因此电压不变。
[3]带电体的基本性质是能够吸引轻小物体,因此带静电的手机屏幕会吸附灰尘。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,电学模块的入门内容。
电路的组成:电源、用电器、开关、导线,电路的三种状态(通路、断路、短路)。
电流、电压、电阻:电流的形成与方向、电压的作用、电阻的影响因素(材料、长度、横截面积、温度)。
串并联电路的特点:串联电路电流处处相等,总电压等于各部分电压之和;并联电路各支路电压相等,总电流等于各支路电流之和。
解题需能识别串并联电路,掌握基本电学量的关系,区分电源短路与用电器短路的危害。
终极猜想·精练通关
1.用两块毛皮分别摩擦两个橡胶气球,使气球带电。将两个气球靠近,下列图中能正确反映两个气球所带电荷及相互作用情况的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据摩擦起电的原理,不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同。在摩擦过程中,束缚能力弱的物质会失去电子,带正电;束缚能力强的物质会得到电子,带负电。毛皮与橡胶摩擦时,毛皮上的电子会转移到橡胶上,所以橡胶气球会得到电子而带上负电荷。由于两个气球都是用同样的方法(毛皮摩擦)处理的,所以两个气球都带负电荷,由于同种电荷互相排斥,所以将两个气球靠近时,它们会相互排斥,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选 B。
2.在冬季,气候较为干燥,小明的身上产生了静电。那么,放在地面上的下列物品中,小明触摸哪一个能够将电荷导走( )
A.橡胶手套 B.玻璃水杯 C.铁质文具盒 D.塑料直尺
【答案】C
【详解】A.橡胶是绝缘体,无法传导电荷,所以触摸橡胶手套不能导走身上的静电,故A不符合题意;
B.玻璃属于绝缘体,不能传导电荷,因此触摸玻璃水杯也无法导走静电,故B不符合题意;
C.铁是金属导体,导体能让电荷通过自身转移,所以触摸铁质文具盒时,身上的静电会通过铁传导到地面,从而被导走,故C符合题意;
D.塑料是绝缘体,无法传导电荷,触摸塑料直尺不能导走静电,故D不符合题意。
故选C。
3.如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置。甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域,分别加入海水和纯水,甲渗透膜只能让海水中带正电的钠离子通过,乙渗透膜只能让海水中带负电的氯离子通过,此时容器就变成了一个电源,把小灯泡接入电路,闭合开关,小灯泡发光。则下列说法正确的是( )
A.通过小灯泡的电流方向是从a到b
B.该发电装置左边是电源的负极
C.该发电装置内部,只有负电荷在发生定向移动
D.该发电装置不做任何改变,可以一直工作下去
【答案】A
【详解】AB.钠离子(正电荷)向左移动,氯离子(负电荷)向右移动,电源左端聚集正电荷,右端聚集负电荷,电源左端是正极,右端是负极,电源外部电流从正极流向负极,所以通过小灯泡的电流方向是从a到b,故A正确,B错误;
C.该装置内部,正电荷(钠离子)、负电荷(氯离子)都发生定向移动,故C错误;
D.随着电荷移动,两边正负电荷会逐渐减少,最终无法形成电流,不能一直工作下去,故D错误。
故选A。
4.为了揭示大自然的奥秘,人类总是在不断地探索,下列说法正确的是( )
A.原子由质子和中子组成
B.在原子、质子、电子三种微粒中,尺度最小的是质子
C.橡胶棒与毛皮摩擦,毛皮的电子会转移到橡胶棒上
D.玻璃棒与丝绸摩擦,丝绸的电子会转移到玻璃棒上
【答案】C
【详解】AB.原子由原子核和电子构成,原子核由质子和中子组成,原子核集中了原子质量的大部分,因此原子、质子、电子三种微粒中,尺度最小的是电子,故AB错误;
C.橡胶棒中原子核对电子的束缚能力强,毛皮中原子核对电子的束缚能力弱,所以橡胶棒与毛皮摩擦,毛皮的电子会转移到橡胶棒上,故C正确;
D.玻璃棒和丝绸相比,玻璃棒上的原子核束缚电子的本领弱,玻璃棒跟丝绸摩擦,玻璃棒的一些电子转移到丝绸上,玻璃棒因失去电子而带正电荷,故D错误。
故选C。
5.粘有保护膜的PVC板块原来不带电。迅速撕下保护膜能使保护膜带上电荷,保护膜此时与衣服相吸引,也与PVC板相吸引。以下说法正确的是( )
A.衣服可能不带电
B.撕下保护膜后,PVC板块可能不带电
C.若保护膜与带正电的玻璃棒相排斥,则PVC板块应该带正电
D.撕下保护膜后,如果PVC板块带电,则它与保护膜带上同种电荷
【答案】A
【详解】A.粘有保护膜的PVC板块原来不带电,迅速撕下保护膜能使保护膜带上电荷,保护膜此时与衣服相吸引,因为异种电荷相互吸引或带电体吸引轻小物体,衣服可能不带电,故A正确;
B.撕下保护膜后,与PVC板块相吸引,PVC带异种电荷,故B错误;
C.保护膜与带正电的玻璃棒相排斥,同种电荷相互排斥,PVC板块与保护膜带异种电荷,应该带负电,故C错误;
D.撕下保护膜后,如果PVC板块带电,则它与保护膜带上异种电荷,故D错误。
故选A。
6.如图所示,闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,根据此实验现象可知,影响导体电阻大小的因素是( )
A.导体的长度 B.导体两端的电压
C.通过导体的电流 D.导体的温度
【答案】D
【详解】闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,说明电路中的电流变小,电阻变大,此过程中,钨丝的材料、长度和横截面积不变,温度升高,说明导体的温度可以影响导体的电阻,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.小明利用两个规格不同的小灯泡,设计了如图所示的电路,同时探究串联电路中的电流和电压规律,在某组实验中,测出了a、b、c三点的电流,以及ab、bc、ac间的电压,则下列选项中,符合实际的是( )
A.Uac=Uab=Ubc B.Uac=Uab+Ubc
C.Ia>Ib>Ic D.Ia=Ib+Ic
【答案】B
【详解】AB.串联电路中总电压等于各部分电路电压之和,即,故A不符合题意,B符合题意;
CD.因为电路中两灯泡串联,而a、b、c三点是串联电路中的三处,由于串联电路中电流处处相等,因此,故CD不符合题意。
故选B。
8.小明把家里的玩具警车拆开后,研究后准确画出了如图所示电路图,关于玩具警车电路的说法不正确的是( )
A.电动机M和灯泡L并联连接
B.S1和S2都闭合时,灯泡L和电动机M的两端电压相等
C.当灯泡烧坏了,玩具警车还能行进
D.S1控制灯泡L和电动机M
【答案】D
【详解】A.当开关S1和S2都闭合时,电动机M和灯泡L并列连接在两点之间,是并联,故A正确,不符合题意;
B.S1和S2都闭合时,灯泡L和电动机M并联,根据并联电路中电压的规律可知,灯泡L和电动机M的两端电压相等,故B正确,不符合题意;
C.灯泡L和电动机M并联,当灯泡烧坏后,当S2闭合时,仍能构成闭合回路,有电流经过电动机M,玩具警车还能行进,故C正确,不符合题意;
D.S1与灯泡L串联,在灯泡L所在支路,故S1只能控制灯泡L,故D错误,符合题意。
故选D。
9.如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒因得到电子而带______电,将其靠近静止的带电小球时,小球向左运动,说明______电荷相互______。
【答案】 负 同种 排斥
【详解】[1][2][3]用毛皮摩擦过的橡胶棒因得到电子而带负电;将其靠近静止的带电小球时,小球向左运动,即橡胶棒和小球相互排斥,说明同种电荷相互排斥。
10.过年贴窗花是我国春节重要的习俗。如图所示的窗花采用PVC塑料静电膜材质,将窗花在玻璃上轻轻摩擦后便可贴上,窗花在摩擦的过程中由于得到电子而带______电荷,玻璃带_______电荷,静电窗花能紧贴在玻璃上的原因是异种电荷相互________。
【答案】 负 正 吸引
【详解】[1][2][3]将窗花在玻璃上轻轻摩擦,静电窗花在摩擦的过程中由于得到电子而带负电荷,玻璃失去电子带正电荷,由于异种电荷相互吸引,这样静电窗花就吸附到玻璃面上。
11.河岸边繁花盛开,到处弥漫着花的芬芳,这是______现象;分子、电子、原子核、病毒四个中尺度最小的是______;2024 年元宵节虎门公园安装了LED 灯带,LED 灯是由______ (选填“半 导体 ”或“超导体 ”或“导体 ”)材料制成的。
【答案】 扩散 电子 半导体
【详解】[1]河岸边繁花盛开,到处弥漫着花的芬芳,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
[2]物质是由分子、原子组成的,原子由原子核和核外电子组成,所以电子的尺度最小。
[3]LED 灯是由半导体材料制成的,具有单向导电性。
12.如图所示,闭合开关后,发现灯泡L1比L2亮,设通过灯泡L1的电流为I1,通过灯泡L2的电流为I2,则I1______I2(选填“>”“<”或“=”);已知电源电压为3V,用电压表测得灯泡L1两端电压为1.7V,则灯泡L2两端电压为______V;若此时灯泡L1突然烧坏,则灯泡L2______(选填“仍发光”或“不发光”)。
【答案】 = 1.3 不发光
【详解】[1]由图可知,两个灯泡串联,因为串联电路中电流处处相等,所以通过L1、L2的电流相等,即I1=I2。
[2]串联电路总电压等于各用电器两端电压之和,已知电源电压为3V,灯泡L1两端电压为1.7V,则L2两端电压为U2=U-U1=3V-1.7V=1.3V
[3]串联电路中各个用电器互相影响,所以如果灯泡L1突然烧坏,则灯泡L2不亮。
押题猜想八 电路故障与电路设计分析
试题前瞻·能力先查
1.抓娃娃机接通电源后,指示灯L发光。当投币或扫码成功时,对应开关闭合,电动机开始工作。下列电路图符合以上要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】依题意,接通电源后指示灯L始终发光:指示灯L必须直接连接在电源两端,不受任何开关控制。当投币或扫码成功时电动机开始工作:投币开关与扫码开关 应并联后与电动机M串联,任意一个闭合即可启动电动机M。电动机和指示灯独立工作互不影响:电动机M与指示灯L应为并联关系。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.发光二极管(LED)具有单向导电性。如图甲,把LED与小灯泡L连在电路中,闭合开关后,电压表和电流表的示数如图乙,若电路中只有一个故障,则可能的原因是( )
①L断路 ②L短接 ③LED断路 ④LED短接 ⑤LED反接
A.② B.①或② C.③或⑤ D.③、④或⑤
【答案】C
【详解】由图甲可知,灯泡和LED串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量LED两端的电压,由图乙可知,电流表的示数为零,电压表的示数是2.9V。
①如果L断路,电路断路,电压表和电流表没有示数,故①不符合题意;
②如果L短接,LED、电流表和变阻器串联电路中,电压表测量LED两端的电压,电流表和电压表都有示数,故②不符合题意;
③如果LED断路,电压表串联在电路中,电压表的示数接近电源电压,电压表内阻很大,通过电路的电流很小,故③符合题意;
④如果LED短接,电压表被短路,电压表的示数为零,电路是通路,电流表有示数,故④不符合题意;
⑤LED由于具有单向导电性,如果LED反接,相当于LED断路,电压表串联在电路中,电压表的示数接近电源电压,电压表内阻很大,通过电路的电流很小,故⑤符合题意。
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.很多学校都安装了如题图甲所示的门禁系统,通过刷脸识别(开关S1)可开启闸口,通过手动按钮(开关S2)也可开启闸口,闸口由电动机控制,请将题图乙的电路图补充完整。
【答案】
【详解】人脸识别成功(S1闭合)或刷卡成功(S2闭合)均能打开门闸(由电动机M控制),由此可知,S1、S2两个开关并联,故作图如下:
分析有理·押题有据
本考点为常考中档题,与实验操作和生活电路联系密切。
电路故障分析部分,主要考查断路和短路两种常见情况,结合电流表、电压表的示数变化判断故障位置。例如电流表无示数、电压表有示数接近电源电压,通常是与电压表并联的用电器断路;电流表有示数、电压表无示数,多为与电压表并联的用电器短路。
电路设计分析部分,常以生活场景为载体,如声光控灯、交通信号灯、病房呼叫电路等,考查串并联电路的特点和开关的控制作用。解题时需根据题目要求,分析用电器的工作逻辑,判断电路的连接方式和元件的作用,确保设计的电路符合安全、合理的原则。
终极猜想·精练通关
1.某自动售水机可以通过扫码支付,支付后“感应”开关闭合取水,还可以通过投币使“投币”开关闭合取水。下列电路符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】AB.支付后“感应”开关闭合可以取水,投币使“投币”开关闭合也可以取水,两个开关可以独立工作,互不影响,说明两个开关并联,故A符合题意,B不符合题意;
C.图中闭合“投币”开关,电源短路,故C不符合题意;
D.图中闭合“感应”开关,电源短路,故D不符合题意。
故选A。
2.电脑正常工作时,需用风扇给中央处理器(即CPU)降温,带动风扇的电动机(-M-)要先启动;CPU断电后,风扇仍然工作散热,下列符合要求的电路图是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据题意可知,带动风扇的电动机要先启动;CPU断电后,风扇仍然工作散热;则风扇和CPU是并联的,且风扇工作时,CPU不一定工作;CPU工作时,风扇一定工作;所以,干路开关同时控制风扇和CPU,CPU支路有另一个开关单独控制,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.某家用抽油烟机的主要部件是照明灯和抽气扇(电动机)。若只闭合开关S₁时,则只有照明灯亮;抽气扇有“弱吸”和“强吸”两个挡位,且电功率大小不同;照明灯和抽气扇能独立工作,在图示的简化电路图中,符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.本电路图的功能具有:只闭合开关S₁时,只有照明灯亮;当只闭合开关时,抽气扇以“弱吸”挡工作,当开关都闭合时,抽气扇以“强吸”挡工作;照明灯和抽气扇并联能独立工作;本电路符合电路设计的所有要求,故A符合题意;
B.本电路图中,当开关都闭合时,抽气扇工作,但只能以“弱吸”挡工作,无法实现“弱吸”和“强吸”两个挡位的要求,故B不符合题意;
C.本电路图中,只闭合开关S₁时,照明灯不亮,抽气扇也不能工作,不能实现若只闭合开关S₁时,则只有照明灯亮的设计要求,故C不符合题意;
D.本电路图中,照明灯与电动机串联,只闭合开关S₁时,照明灯与电动机都工作,不能实现若只闭合开关S₁时,则只有照明灯亮的设计要求,故D不符合题意。
故选A。
4.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,观察到电压表无示数,已知电路中仅有一处故障,发生在定值电阻R1或R2上,现将一个完好的电流表串联接入电路中,下列说法正确的是( )
A.若电流表无示数,故障可能是定值电阻R1断路
B.若电流表有示数,故障一定是定值电阻R1断路
C.若电流表无示数,故障一定是定值电阻R2断路
D.若电流表有示数,故障可能是定值电阻R2短路
【答案】C
【详解】由电路图可知,闭合开关,两电阻串联,电压表V测量电阻R1两端的电压,电路中仅有的一处故障发生在电阻R1或R2上。闭合开关S,电压表无示数,说明电路故障可能是R1短路或R2断路。再串联一个电流表,若电流表有示数,说明电路故障是R1短路;若电流表无示数,说明电路故障是R2断路,故C正确,ABD错误。
故选C。
5.如图所示电路,闭合开关后灯泡、均不发光,电流表无示数。现用电压表检测故障,分别测得、、间电压为、、,由此可判断电路故障可能是( )
A.断路 B.断路 C.短路 D.开关断路
【答案】B
【详解】闭合开关后灯泡L1、L2均不发光,电流表无示数,说明电路存在断路故障。用电压表检测故障,测得bc间电压为3V,说明电压表与电源两极是连通的,bc之间的电路出现断路,即L2断路。
A.若L1断路,bc间电压应为0V,故A不符合题意;
B.L2断路,符合bc间电压为3V的情况,故B符合题意;
C.若L2短路,电路是通路,灯泡L1会发光,电流表有示数,故C不符合题意;
D.若开关断路,bc间电压应为0V,故D不符合题意。
故选B。
6.如图所示,在“探究电流与电阻的关系”的实验过程中,小明发现电压表有示数,但是电流表指针几乎不偏转,故障可能是( )
A.电流表断路 B.断路 C.滑动变阻器短路 D.开关接触不良
【答案】B
【详解】图中电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量电阻的电压,电流表无示数,说明电路故障为断路;电压表指针有明显偏转,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为定值电阻断路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.如图所示电路,闭合开关S后,均能发光,电流表、电压表均有示数。过了一会,电压表示数变大,则该电路中的故障是( )
A.可能是断路 B.一定是短路
C.可能是断路 D.一定是短路
【答案】C
【详解】闭合开关S后,电路为两灯泡串联,电压表测灯泡L2两端电压;
A.若断路,此时电路中无通路,电流表、电压表均无示数,示数会变小,故A不符合题意;
B.若短路,电路为灯泡L2单独串联,获得电源电压,因此电压表的示数会变大;若断路,电压表串联接入电路,测电源电压,因此电压表的示数会变大,两种情况均满足题意,故B不符合题意,C符合题意;
D.若短路,电压表相当于测导线电压,电压表的示数会变小,故D不符合题意。
故选C。
8.如图所示的电路,闭合开关S后,灯泡L1、L2的连接方式是_________(选填“串联”或“并联”);已知电源电压为3V,电压表的示数为1.2V,则灯泡L1两端的电压为 _________V。闭合开关S后,两灯均发光,两电表均有示数,过一会儿由于某个灯泡发生故障而熄灭,电流表有示数,电压表示数为零,则故障原因是灯泡_________。
【答案】 串联 1.8 L2短路
【详解】[1]由图可知,两灯依次连接,闭合开关S后,灯泡L1、L2的连接方式是串联。
[2]由图可知,电压表测量灯L2两端的电压,灯泡L1、L2串联,已知电源电压U=3V,电压表的示数为1.2V,即U2=1.2V,则灯泡L1两端的电压
[3]某个灯泡发生故障,电流表示有读数,说明电路出现了短路现象,电压表示数为零,说明电压表测的是导线两端的电压,所以故障是与电压表并联的灯泡L2短路。
9.在图所示的电路中,电源电压保持不变。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R或灯L上。
(1)小王同学只观察了小灯的亮暗情况之后,直接排除了一种故障:______,然后他又根据此时电流表的示数情况排除了第二种故障:______;
(2)小王同学排除了两种故障后,闭合开关S,根据闭合开关后的现象最终确定了故障情况,请写出闭合开关后灯L的发光情况、电表的示数变化情况及其对应的故障:______。
【答案】(1) 电阻R短路 灯L短路
(2)灯L不发光,电流表示数不变(为0),则L断路;灯L发光,电流表示数变大,则R断路
【详解】(1)[1]由图可知,闭合开关前,定值电阻R与灯泡L串联,电流表测量电路中的电流,此时,若灯泡L发光,说明电路故障为定值电阻R短路,若灯泡L不发光,说明电路故障为定值电阻R断路或灯泡L断路或灯泡L短路,小王同学只观察了小灯的亮暗情况之后,直接排除了一种故障,说明此时灯泡L不发光,排除的故障为定值电阻R短路。
[2]灯泡L不发光,说明电路故障为定值电阻R断路或灯泡L断路或灯泡L短路,若电流表有示数,说明电路故障为灯泡L短路,若电流表无示数,说明电路故障为定值电阻R断路或灯泡L断路,小王同学根据此时电流表的示数情况排除了第二种故障,说明此时电流表无示数,排除的故障为灯泡L短路。
(2)灯泡L不发光、电流表无示数,说明电路故障为定值电阻R断路或灯泡L断路,闭合开关S,若灯泡L不发光,电流表仍然没有示数,说明电路故障为灯泡L断路;闭合开关S,若灯泡L发光,电流表示数变大,说明电路故障为定值电阻R断路。
10.如图所示的电路中,铅笔芯两端接入电路中,闭合开关S,小灯泡L不亮,且电压表有示数,若电路中仅有一处故障,且只发生在灯L或铅笔芯上,请判断故障可能是________;再将导线从a端沿笔芯向左移动时,只有一个电表示数发生变化,示数发生变化的电表是_______,电路故障是_______。
【答案】 小灯短路或铅笔芯断路 电流表 小灯泡短路
【详解】[1]由图可知,灯泡和铅笔芯串联,电压表测量铅笔芯两端的电压,电流表测量电路中的电流,闭合开关S,小灯泡L不亮,且电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此故障可能是灯L短路或铅笔芯断路。
[2][3]如果铅笔芯断路,电路中出现断路,电流表没有示数,电压表的正负接线柱与电源两极相连,电压表示数等于电源电压,将导线从a端沿笔芯向左移动时,电流表仍然没有示数,电压表的正负接线柱与电源两极相连,电压表示数等于电源电压,所以两个电表示数都没有变化;如果灯L短路,只有铅笔芯的简单电路,电压表测量电源电压,电压表的示数等于电源电压,将导线从a端沿笔芯向左移动时,笔芯接入电路的电阻长度变短,电阻变小,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,电压表测量电源电压,电压表的示数不变,只有电流表示数发生变化。
11.如图甲所示为一款带风扇的便携式台灯桌。台灯和风扇可以单独工作,且风扇有两挡风力(通过串联定值电阻实现),图乙是其部分简化电路。请你在虚框内分别填入灯泡、电动机和定值电阻的电路元件符号。
【答案】
【详解】台灯和风扇可以单独工作,说明台灯和风扇是并联的;风扇有两档风力,说明通过它的电流可变,用一个开关和定值电阻并联,开关断开时,定值电阻和电动机串联;开关闭合时,将定值电阻短路,如图所示:
押题猜想九 机械能及其转化
试题前瞻·能力先查
1.小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是( )
A.通过最低点时的动能不变 B.下降过程中的动能变小
C.到达最高点的重力势能为零 D.上升过程中的重力势能增大
【答案】D
【详解】A.人的质量一定,通过最低点时速度最大,动能最大,故A错误;
B.下降过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度增大,动能增大,故B错误;
CD.上升过程中,质量不变,高度增大,重力势能增大;到达最高点时,高度最大,重力势能最大,故C错误,D正确。
故选D。
2.某研究团队利用无人机对如等高线图所示的山地进行地形进行勘察(等高线数值代表海拔高度,单位:米)。结合图中信息和物理知识,下列说法正确的是( )
A.无人机从B点匀速运动到A点的过程中,机械能变小,不需要消耗电能
B.山间溪流从C点流向B点的过程中,水的重力势能全部转化为动能
C.无人机在C点、D点两处的重力势能相等
D.无人机从A点匀速运动到C点的过程中,机械能不变
【答案】C
【详解】A.无人机从匀速到,速度不变动能不变,高度降低,重力势能减小,因此机械能减小,但无人机飞行需要动力维持飞行,需要消耗电能,故A错误;
B.溪流从流向的过程中,受摩擦力作用,一部分重力势能会转化为内能,不可能全部转化为动能,故B错误;
C.重力势能与质量和高度有关,同一无人机质量相同,、海拔高度相同,因此两处重力势能相等,故C正确;
D.无人机从匀速运动到,速度不变,动能不变,高度升高,重力势能增大,总机械能增大,故D错误。
故选C。
3.如图所示,荡秋千的人由B点向A点下落的过程中,将___________能转化为___________能。若无外人推动,此人荡秋千的高度会越来越低,他的机械能总量___________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 重力势 动 减小
【详解】[1][2]人由B点向A点下落,高度降低、速度增大,重力势能转化为动能。
[3]若无外人推动,荡秋千时存在空气阻力等,机械能会因克服阻力做功转化为内能,所以机械能总量减小。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重能量的转化与守恒。
机械能包括动能和势能(重力势能、弹性势能):动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,弹性势能与弹性形变程度有关。
机械能的转化:动能与势能可以相互转化,只有重力或弹力做功时,机械能守恒;若存在摩擦阻力,机械能会转化为内能,总量减少。
解题需结合实例分析能量转化过程,如滚摆、单摆、人造卫星的能量变化,判断动能、势能的变化趋势。
终极猜想·精练通关
1.如图是2025年深圳北站春节期间的无人机表演活动,“飞龙”逐渐幻化成“灵蛇”。某架无人机加速升空的过程中,它的( )
A.动能保持不变 B.重力势能增大 C.机械能不变 D.动能转化为重力势能
【答案】B
【详解】无人机在加速升空的过程中,质量不变,速度变大,动能增大;高度变大,重力势能增大;机械能包括动能和势能,即机械能增大。在无人机加速升空过程中,动能和势能均增大,故动能没有转化为重力势能,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.长征系列运载火箭为我国的航天事业做出了巨大贡献。2024年1月17日,搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射。火箭加速上升的过程中,天舟七号货运飞船( )
A.质量变大 B.动能增大
C.惯性变小 D.运动状态不变
【答案】B
【详解】A.火箭加速上升的过程中,天舟七号货运飞船的位置发生了变化,但其所含物质的多少没有变化,所以质量不变,故A不符合题意;
B.火箭加速上升的过程中,天舟七号货运飞船的质量不变,速度增大,所以动能增大,故B符合题意;
C.物体保持运动状态不变的性质叫做惯性,惯性只与物体的质量有关,火箭加速上升的过程中,天舟七号货运飞船的质量不变,所以惯性不变;故C不符合题意;
D.火箭加速上升的过程中,天舟七号货运飞船的速度大小改变,运动状态改变,故D不符合题意。
故选B。
3.如图所示,小智在河源巴伐利亚庄园乘坐缆车匀速上升,下列说法正确的是( )
A.机械能不变 B.重力势能减小
C.动能增大 D.动能不变
【答案】D
【详解】小智乘坐缆车匀速上升时,她的质量不 变,速度不变,则动能不变;质量不变,高度升高,重力势能增加,机械能=动能+重力势能,所以机械能增加,故选D。
4.无人机已广泛应用于航拍、农业、植保、测绘、救灾等等领域,“无人机+行业应用”发展前景广阔。无人机在加速上升的过程中,下列说法正确的是( )
A.机械能的总量增大 B.动能一直保持不变
C.重力势能转化为动能 D.动能转化为重力势能
【答案】A
【详解】A.无人机加速上升时,速度增大导致动能增加,高度升高导致重力势能增加,机械能的总量必然增大,故A正确;
B.无人机处于“加速”状态,在质量不变的前提下,其速度的增加必然导致动能持续增大,故B错误;
CD.无人机的动能和重力势能同时增加,本质是旋翼升力做正功将外界能量转化为机械能,并不存在系统内动能与势能的相互转化,故CD错误。
故选A。
5.将排球水平抛出,其部分运动轨迹如图甲所示,位置①和③离地高度相等。排球在运动过程中经过①、②、③位置中的某两点M、N,其动能和重力势能的数据如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.排球在整个运动过程中,机械能保持不变
B.排球在“①”点的动能可能小于“②”点的动能
C.排球在M点的重力势能大于在N点的重力势能
D.排球经过的M点就是“③”点
【答案】D
【详解】A.根据排球水平抛出其部分运动轨迹可知,排球反弹起的最大高度越来越小,说明机械能越来越小,整个运动过程中,机械能是不守恒的 ,故A错误;
B.因为排球在运动过程中机械能在减小,则排球在“①”点的机械能大于“②”点的机械能,而排球在“①”点的重力势能小于“②”点的重力势能,所以排球在“①”点的动能大于“②”点的动能,故B错误。
CD.M点:重力势能,占总机械能的,因此总机械能
动能
N点:动能,占总机械能的,因此总机械能
重力势能
综上所述,在M点的重力势能小于在N点的重力势能,即M点的高度小于N点,因此N点就是“②”点;因为排球在运动过程中机械能在减小,M点的机械能小于在N点的机械能,则经过的M点就是“③”点,故C错误,D正确;
故选D。
6.2024年10月30日4时27分,“长征二号F遥十九”运载火箭成功发射“神舟十九号”载人飞船,如图所示。在火箭加速升空的过程中,下列有关“神舟十九号”飞船的说法错误的是( )
A.动能增大 B.重力势能增大
C.机械能增大 D.惯性增大
【答案】D
【详解】A.动能的大小与物体的质量和速度有关。神舟十九号加速升空,其质量不变,速度增大,所以动能增大,故A正确,不符合题意;
B.重力势能的大小与物体的质量和高度有关。神舟十九号升空过程中,质量不变,高度增加,所以重力势能增大,故B正确,不符合题意;
C.机械能等于动能与重力势能之和。由于飞船的动能增大,重力势能也增大,所以机械能增大,故C正确,不符合题意;
D.惯性的大小只与物体的质量有关,神舟十九号在加速升空过程中,其质量不变,所以惯性不变,故D错误,符合题意。
故选D。
7.小明练习投篮,篮球投出去后的轨迹如图所示,下列对于篮球描述正确的是( )
A.离开手后的篮球能继续上升,是因为受到惯性作用
B.若在最高点时篮球所受的全部外力为零,篮球将保持静止
C.上升过程,篮球的重力势能增大,动能减小
D.下落过程中,篮球受力平衡
【答案】C
【详解】A.离开手后的篮球继续上升,是因为篮球具有惯性,惯性不是力,不能说“受到惯性作用”,故A错误;
B.篮球在最高点时,水平方向上有一定的速度,若此时所受的全部外力为零,根据牛顿第一定律,篮球将沿水平方向做匀速直线运动,而不是保持静止,故B错误;
C.上升过程中,篮球的质量不变,高度增加,所以重力势能增大;速度减小,所以动能减小,故C正确;
D.下落过程中,篮球的速度越来越大,运动状态不断改变,说明篮球受力不平衡,故D错误。
故选C。
8.2026年米兰奥运会,中国选手谷爱凌不负众望,成为冬奥会历史上自由式滑雪项目获得金牌和奖牌最多的运动员。运动员腾空后,仍能向前运动,是由于_______。运动员在空中加速下降时,重力势能_______,动能_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 惯性 减小 增大
【详解】物体具有保持原来运动状态不变的性质叫惯性,运动员腾空后,由于惯性会保持原来向前的运动状态,因此仍能继续向前运动;
重力势能大小与质量、高度有关:运动员加速下降时,质量不变,高度降低,因此重力势能减小;
动能大小与质量、速度有关:运动员加速下降时,质量不变,速度增大,因此动能增大。
9.目前,中国是世界上高铁规模最大、发展速度最快的国家。坐在行驶列车上的乘客以站台为参照物是______(选填“静止的”或“运动的”);列车进站时动能______(选填“增大”“不变”或“减小”);候车时,需站在安全黄线以外,是因为列车经过时,空气流速变大,压强变______,形成压强差,容易造成安全事故。
【答案】运动的 减小 小
【详解】[1]乘客与站台的相对位置发生改变,因此以站台为参照物乘客是运动的。
[2]动能的大小与质量和速度有关,列车进站时速度减小,质量不变,所以动能减小。
[3]空气流速越大的位置压强越小,列车经过时空气流速变大,所以压强变小。
10.我国自主研制的战斗机歼-35A在航展上飞行表演的画面如图所示。战斗机向后喷出高温气体,获得向前的推力,从而加速前进,这表明力可以改变物体的______;此时它的机械能______(选填“守恒”或“不守恒”);以地面为参照物,它是______(选填“静止”或“运动”)的。
【答案】 运动状态 不守恒 运动
【解析】【小题1】由题可知,推力使得战斗机加速,这体现了力改变了物体的运动状态的这一效果。
战斗机在加速,虽然燃料燃烧导致质量略微变少,但可忽略,所以其动能增大,势能基本不变,因此机械能增大,即机械能不守恒。
战斗机在空中飞行表演,它相对于地面的位置在不断改变,所以相对于地面,飞机是运动的。
11.嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。AB段返回器的动能_______ (选填“变大”或“变小”);BC段返回器的机械能_______ (选填“不变”或“改变”),CD段返回器C点的机械能_______ D点的机械能(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】 变小 不变 大于
【详解】[1]AB段,返回器的质量不变,高度变大,重力势能变大,返回器的动能转化为重力势能和内能,所以返回器的动能变小。
[2]BC段没有受到空气的阻力,机械能是守恒的,所以BC段返回器的机械能保持不变。
[3]CD段,质量不变,高度变小,重力势能减小,速度变大,动能变大,在大气层中,从C到D,一部分机械能转化为内能,C点的机械能大于D点的机械能。
押题猜想十 电磁现象辨析
试题前瞻·能力先查
1.当电动汽车经过颠簸路面时,车内减震系统的上下运动带动电机内导体切割磁感线发电.下列选项中与其工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】当车辆经过颠簸路面时,减震系统的上下运动带动电机内导体切割磁感线发电,利用电磁感应原理。
A.图中导线中有电流通过,小磁针的方向发生偏转,说明通电导体周围存在磁场,故A不符合题意。
B.图中通电螺线管插入铁芯会吸引铁钉,说明通电导体周围存在磁场,故B不符合题意。
C.图中线圈中有电流通过,线圈在磁场中会发生运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用,故C不符合题意。
D.图中导体棒切割磁感线使电流表指针发生偏转,说明产生感应电流,利用电磁感应原理,故D符合题意。
故选D。
2.如题图所示,小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来研究电磁感应现象中感应电流方向的问题,发现将磁铁快速向下运动时,指针向左偏转。保持起始位置不变的前提,下列可以使灵敏电流计指针向右偏转的操作是( )
A.线圈不动,磁极反转后的磁铁快速向上运动
B.磁极反转后磁铁不动,线圈快速向下运动
C.磁极方向不变磁铁不动,线圈快速向上运动
D.线圈不动,磁极反转后磁铁快速向下运动
【答案】D
【详解】感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线运动的方向有关,磁场方向和切割磁感线运动的方向改变其中的一个,感应电流的方向将改变,如果二者同时改变电流方向不变。
A.线圈不动,磁极反转、磁铁快速向上运动,磁场方向和切割磁感线运动的方向同时改变,感应电流方向不变,故A不符合题意;
B.磁极反转后磁铁不动,线圈快速向下运动,此时磁场方向和切割磁感线运动的方向同时改变,感应电流方向不变,故B不符合题意;
C.磁极方向不变磁铁不动,线圈快速向上运动,磁场方向和切割磁感线运动的方向都不改变,感应电流方向不变,故C不符合题意;
D.线圈不动,磁极反转后磁铁快速向下运动,只改变磁场方向,感应电流方向改变,故D符合题意。
故选D。
3.如图甲所示,这是科技节上展示的一只“悬浮灯泡”,其内部结构简化图如图乙所示,基座电路的电源右端为_______极;接通电源后,由于同名磁极相互______,灯泡能够悬浮在空中。若要使灯泡的高度降低一些,应向_______移动滑片。
【答案】 正 排斥 右
【详解】由乙图可知,灯泡能悬浮是基座电磁铁对灯座电磁铁有向上的排斥力,由于同名磁极相互排斥使灯泡悬浮在空中。图乙中灯座电磁铁下端为S极,根据同名磁极相互排斥知道,基座电磁铁上端应为S极,下端为N极,由安培定则知道,电源右端为正极,左端为负极。
向右调节滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中的电流变小,此时基座电磁铁磁性减弱,对上面灯座电磁铁的排斥力变小,灯泡的高度会降低一些。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,电与磁模块的核心内容。
磁现象:磁体的性质、磁极间的相互作用、磁场的存在与磁感线的分布。
电生磁:奥斯特实验证明电流的磁效应,通电螺线管的磁场(安培定则)、电磁铁的特点(磁性强弱与电流、匝数有关)。
磁生电:电磁感应现象(闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线产生感应电流,是发电机的原理);磁场对电流的作用(通电导体在磁场中受力运动,是电动机的原理)。
解题需区分电生磁、磁生电的条件和应用,掌握安培定则的使用。
终极猜想·精练通关
1.将导体棒a与发光二极管按图甲所示的方式相连。在图乙所示的磁场中,当导体棒a垂直于纸面向右运动时,发光二极管发光。则当a在下列各磁场中沿虚线方向运动时,能够使发光二极管发光的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,且电流方向与磁场方向和导体棒切割磁感线方向有关,发光二极管发光,就证明了电路中有感应电流产生。
A. 磁感线方向水平向右,导体棒a的运动方向也水平向右。导体棒的运动方向与磁感线方向平行,没有切割磁感线,因此不会产生感应电流,故A不符合题意;
B.磁感线方向竖直向上,导体棒a的运动方向竖直向下。导体棒的运动方向与磁感线方向平行(方向相反),没有切割磁感线,因此不会产生感应电流,故B不符合题意;
C.磁感线方向斜向右下方,导体棒a的运动方向也斜向右下方。导体棒的运动方向与磁感线方向平行,没有切割磁感线,因此不会产生感应电流,故C不符合题意;
D. 磁感线方向竖直向下,导体棒a的运动方向水平向左,与如图所示的磁场方向和导体棒运动方向刚好都相反,产生感应电流的方向相同,能使发光二极管发光,故D符合题意。
故选 D。
2.人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载,古人先将空腔铁鱼烧红,此时铁鱼没有磁性;让铁鱼头尾分别朝向南北方向,待其冷却后,就具有了磁性,成为可以用来辨别南北方向的指南鱼,如图。此指南鱼( )
A.是被地磁场磁化的 B.指向南方的那端是它的N极
C.腹部磁性最强 D.可以用铜来制作
【答案】A
【详解】A.铁鱼烧红后沿南北方向放置,冷却过程中在地磁场的作用下被磁化,获得磁性,故A符合题意;
B.异名磁极相互吸引,地理南极附近对应地磁场的北极,因此指南鱼指向南方的一端是它的S极(南极),故B不符合题意;
C.磁体的磁极在两端,两端磁性最强,中间磁性最弱,因此指南鱼腹部磁性最弱,故C不符合题意;
D.铜不是铁磁性材料,无法被磁化获得磁性,不能用来制作指南鱼,故D不符合题意。
故选A。
3.如图是学校餐卡内部构造。当其靠近刷卡器时,铜线圈产生感应电流,从而为芯片供电,芯片再将饭卡信息传送出去。刷卡时,铜线圈相当于( )
A.用电器 B.电动机 C.电磁铁 D.电源
【答案】D
【详解】根据题意,刷卡时铜线圈切割磁感线产生感应电流,为芯片供电,作用是提供电能,因此铜线圈相当于电源。用电器是消耗电能的装置;电动机是将电能转化为机械能的装置,属于用电器;电磁铁的原理是电流的磁效应,工作时将电能转化为磁能,属于用电器。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.如图所示,闭合开关,下列操作能使静止的铜棒ab运动的是( )
A.断开开关 B.使条形磁铁向下运动
C.适当增加ab的长度 D.换磁性更强的蹄形磁铁
【答案】B
【详解】铜棒ab运动的本质是通电导体在磁场中受到力的作用,而本题中铜棒ab原本静止,说明电路中无持续电流。要让铜棒运动,必须让电路中产生感应电流,使铜棒成为通电导体,从而在蹄形磁铁的磁场中受力运动。电磁感应产生电流的条件:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,条形磁铁向下运动相当于螺线管周围的磁场发生了变化,符合电磁感应产生电流的条件,闭合的电路中会产生感应电流,电流会通过铜棒ab。其余操作均无法让电路中产生电流,故B符合题意;ACD不符合题意。
故选B。
5.如图所示是电流表的内部结构示意图。当电流通过线圈时,线圈在磁场中转动从而带动指针偏转。下列选项图中和电流表工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】电流表的工作原理是,通电线圈在磁场中受力转动,从而带动指针偏转。
A.装置中没有电源,是导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,属于电磁感应现象,与电流表原理不同,故A不符合题意;
B.这是奥斯特实验,说明通电导线周围存在磁场,与电流表原理不同,故B不符合题意;
C.这是通电螺线管,利用的是电流的磁效应,与电流表原理不同,故C不符合题意;
D.装置中有电源,通电导体在磁场中受力运动,属于电动机的工作原理,与电流表原理相同,故D符合题意。
故选 D。
6.如图所示,闭合开关,静止的导体棒ab在轨道上向左运动,说明了通电导体在磁场中受到___________的作用,根据该原理可以制成___________(选填“发电机”或“电动机”)。若断开开关后只将电源的正、负极对调,则重新闭合开关后导体棒ab将向___________(选填“左”或“右”)运动。
【答案】 力 电动机 右
【详解】闭合开关后,导体棒ab中有电流通过,在磁场中向左运动,说明通电导体在磁场中受到了力的作用。该装置对应电动机的原理,电动机正是通电导体在磁场中受力运动,将电能转化为机械能;当只对调电源的正、负极时,导体中的电流方向会反向,而磁场方向不变,因此导体棒ab的受力方向也会反向,运动方向也随之改变,即从原来的向左运动变为向右运动。
7.
(1)如图1所示,电压表读数为____________。
(2)图2是使用试电笔的两种方式,其中正确的是_____;若氖管不发光,则正在测试的导线是______(选填“相”或“中性”)线。
(3)利用图3的实验装置探究什么情况下磁可以生电时,需在导线夹a、b间接入____(选填“电源”或“电流表”),闭合开关,当导体左右运动时,_______(选填“能”或“不能”)产生电流。
【答案】(1)2.3
(2) 乙 中性
(3) 电流表 能
【详解】(1)图1中电压表测量范围是0~3V,分度值为0.1V,电压表的示数为2.3V。
(2)正确使用试电笔时,手接触笔尾金属体,笔尖金属体接触导线。所以图2中正确的是乙;若氖管不发光,则正在测试的导线是中性线。
(3)利用图3的实验装置探究什么情况下磁可以生电时,需要检验是否有感应电流产生,应在导线夹a、b间接入电流表,闭合开关,当导体左右运动时切割磁感线,能产生电流。
8.如图甲是磁悬浮盆栽,简化电路如图乙所示,底座内部是电磁铁,盆栽下部有一个磁铁,通电后,因为____名磁极相互排斥的原理盆栽受到向上的力而悬空盆栽中磁铁端为____极,若向右移动滑片,则电磁铁磁性变____(选填强、弱),盆栽重新保持悬浮时,受到的排斥力与之前相比,将____(选填变大、变小、不变)。
【答案】 同 S 强 不变
【详解】[1][2]根据磁极间作用规律可知,磁悬浮盆栽是利用同名磁极相互排斥的原理工作的;由图乙可知,电流从螺线管的上端流入、下端流出,由右手螺旋定则得,螺线管的下端为N极、上端为S极,则盆栽中磁铁B端为S极。
[3]由图乙可知,电磁铁与滑动变阻器串联,当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中电阻变小,电路中总电阻变小,则通过电磁铁的电流变大,则电磁铁磁性变强。
[4]盆栽悬浮时,处于平衡状态,此时受到的磁力和重力是一对平衡力,大小相等,当电磁铁磁性变强后,盆栽重新保持悬浮时,仍处于平衡状态,故磁力和重力仍大小相等,但盆栽悬浮高度将会升高。
9.小明利用如图所示的装置探究磁场对电流的作用。闭合开关,导体ab运动起来,___________能转化为机械能,小明交换电源正负极后,导体向反方向运动,说明通电导体在磁场中的受力方向与___________有关,根据此原理可以制成___________机。
【答案】 电 电流方向 电动
【详解】[1]该装置有电源,闭合开关后,通电导体ab在磁场中受力运动,是将电能转化为机械能的过程。
[2]小明交换电源正负极,改变了导体中电流的方向,导体向反方向运动,说明受力方向与电流的方向有关。
[3]通电导体在磁场中受力运动的原理,是电动机的工作原理,因此根据此原理可以制成电动机。
10.家用小型风扇的电动机工作利用了通电导体在磁场中受到______的作用原理;电动机转动一段时间后会发热,这是电流的______效应。若不用电源,将小风扇与发光二极管接通,用手转动扇叶可使发光二极管发光,此时小风扇相当于______(选填“用电器”或“电源”)。
【答案】力 热 电源
【详解】家用小型风扇的电动机工作利用了通电导体在磁场中受到力的作用而转动。电动机转动一段时间后会发热,电能转化为内能,这是电流的热效应。
若不用电源,将小风扇与发光二极管接通,用手转动扇叶可使发光二极管发光,说明小风扇将机械能转化为电能,此时小风扇相当于电源。
押题猜想十一 生活用电
试题前瞻·能力先查
1.“安全用电无小事,时时刻刻要牢记”。下列说法正确的是( )
A.使用测电笔检查电路时,手不能触碰到笔尾金属体
B.可以用潮湿的抹布擦拭客厅里正在发光的灯泡
C.了解家庭电路中总开关位置,能够在紧急情况下断开总开关
D.电冰箱的金属外壳不需要连接地线
【答案】C
【详解】A.使用测电笔检查电路时,手不能触碰到笔尖金属体,必须触碰笔尾金属体才能正常使用,故A错误;
B.生活用水是导体,不能用湿布擦拭带电设备(正在发光的灯泡),否则可能发生触电事故,故B错误;
C.当发生触电事故或电路着火时,首先要断开电路的总开关,因此生活中应了解家庭电路中总开关位置,学会在紧急情况下断开总开关,故C正确;
D.电冰箱的金属外壳必须连接地线,防止外壳漏电时发生触电事故,故D错误。
故选C。
2.下列做法中符合安全用电原则的是( )
A.用湿手插拔电源插头 B.有金属外壳的用电器采用三脚插头
C.发现有人触电,立即用手将他拉开 D.使用试电笔时,手能接触笔尖
【答案】B
【详解】A.根据安全用电原则,用湿手插拔电源插头,容易发生触电事故,不安全,故A不符合题意;
B.有金属外壳的用电器采用三脚插头,其中的接地线能够将用电器金属外壳上积聚的电荷及时导入大地,避免发生触电事故,符合安全用电原则,故B符合题意;
C.发现有人触电,立即用手将他拉开,这是不符合安全用电原则的,应立即想办法断开电源,故C不符合题意;
D.使用试电笔时,因为笔尖为金属体且与导线直接接触,接触笔尖容易发生触电事故,不符合安全用电原则,故D不符合题意。
故选B。
3.如图所示的三孔插座最好安装在较高处,可以防止幼儿玩耍时因接触______线而触电;该三孔插座的插孔①对应的接线柱必须接_______线,避免接触用电器带电的金属外壳而触电。正常情况下,插孔②和插孔③之间的电压为_______V。
【答案】 相 保护 220
【详解】插座如果安装在低处,幼儿玩耍时接触相线会发生触电现象,所以插座最好安装在较高处。
三孔插座的①插孔对应的接线柱必须接保护线,使金属外壳与大地相连通,这样若用电器的金属外壳带电,电流会通过保护线导入大地,防止触电事故的发生。
插孔②和插孔③分别接相线和中性线。我国家庭电路中,正常情况下,相线和中性线之间的电压为220V。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重安全用电常识。
家庭电路的组成:进户线、电能表、总开关、保险丝、用电器、插座,相线与中性线的区分(试电笔的使用)。
安全用电原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体;开关接在火线上,用电器金属外壳接地;触电的原因与急救措施。
常见电路故障:短路、断路、过载,保险丝的作用(电流过大时熔断,保护电路)。
解题需结合家庭电路实例判断用电是否安全,掌握触电的预防与处理方法。
终极猜想·精练通关
1.图是家庭电路局部图,闭合开关后灯不亮。测电笔测a点氖管发光,测b、c、d三点氖管均不亮。故障可能是( )
A.ab间断路 B.cd间断路 C.灯丝断了 D.灯短路了
【答案】A
【详解】A.测a点氖管能发光,说明和相线连通,如果ab间断路,那么b点就无法通过开关、ab段接到相线上,导致b、c、d都不会发光,灯也不亮,故A符合题意;
B.若cd间断路,c点会通过灯丝、b点、开关、ab段接到相线上,测c点氖管应该发光,故B不符合题意;
C.灯丝在b、c之间断了,那么b点仍能通过开关接到相线上,测b点氖管会发光,故C不符合题意;
D.灯短路会造成相线和中性线直接连通,会烧保险丝/跳闸,且a点也可能因短路断电而氖管不发光,同时短路会有安全隐患,故D不符合题意。
故选A。
2.我国电力供电系统全球领先,为国家经济建设提供了强有力的保障。但使用不当也会给人们带来危害,下列说法符合安全用电原则的是( )
A.当发现电器设备着火时,应立即泼水灭火
B.低于220V的电压对人体是安全的
C.家庭电路中各用电器都是并联连接,互不影响,所以无论多少用电器都可以同时工作
D.使用试电笔时,手指要按住笔尾金属体,用笔尖接触被测导线
【答案】D
【详解】A.发现电器设备着火时,不能立即泼水灭火,因为水具有导电性,会引发触电危险,还可能导致电路短路,故A不符合题意;
B.低于220V的电压不一定是安全的,只有不高于36V的电压对人体才是安全的,所以B不符合题意;
C.家庭电路中各用电器是并联连接,但同时工作的用电器过多,会导致总功率过大,可能引发电路过载、跳闸甚至火灾,故C不符合题意;
D.使用试电笔时,手指要按住笔尾金属体,这样才能形成电流回路,使氖管发光来判断火线,故D符合题意。
故选D。
3.以下做法中,能遵守安全用电原则,不会引起安全事故的是( )
A.在家里同时使用空调、微波炉、电饭煲等大功率用电器
B.家里保险丝坏了,临时用铁丝替换
C.为了方便,把热水壶的三孔插头改成两孔插头
D.家里大扫除,不可以用湿抹布擦拭插座
【答案】D
【详解】A.同时使用空调、微波炉、电饭煲等大功率用电器,可能引起过载、保险丝熔断或火灾,故A不符合题意。
B.保险丝应选用电阻大,熔点低的材料,而铁丝电阻小,熔点高,不易熔断,所以不能用铁丝替换保险丝,故B不符合题意。
C.热水壶等金属外壳电器若漏电,保护线可将电流导入大地,避免触电。改为两孔插头后失去接地保护,漏电时可能引发触电事故。故C不符合题意。
D.湿抹布含水分,生活中的水是导体,擦拭插座时可能使电流通过抹布传入人体,导致触电,或引起短路,故D符合题意。
故选D。
4.抽油烟机是现代家庭中的“好帮手”,它内部装有照明灯和电动机。使用时,有时需要照明灯和电动机各自独立工作,有时需要它们同时工作。如图所示是小福画的抽油烟机的基本原理电路图,以下说法正确的是( )
A.闭合电路中,自由电子定向移动的方向为a→b
B.家用抽油烟机正常工作时的电压为220V
C.小福所画的电路图能够保证照明灯和电动机独立工作,符合生活实际情况
D.抽油烟机因为功率不大,所以不需要使用三孔插座
【答案】B
【详解】A.闭合电路时,电流方向从a到b,自由电子定向移动的方向为b→a,故A错误;
B.我国家庭电路的电压为220V,家用抽油烟机在家庭电路中能正常工作,说明抽油烟机正常工作时的电压为220V,故B正确;
C.小福所画的电路图能够保证照明灯和电动机同时工作,由于开关在干路上,不能独立控制,不符合生活实际情况,故C错误;
D.抽油烟机虽然功率不大,但是有金属外壳,应该使用三孔插座和三脚插头,这样更安全,故D错误。
故选 B。
5.安全用电,人人有责。如图所示四幅图中符合安全用电原则的是( )
A.图甲:在楼道里给电动车充电
B.图乙:用湿布擦拭插座
C.图丙:多个大功率用电器同时使用一个插座
D.图丁:电灯的开关接在灯和火线之间
【答案】D
【详解】A.在楼道里给电动车充电时,若发生火灾,不能及时疏散居民,易造成严重后果,不符合安全用电原则,故A不符合题意;
B.由于生活用水含有杂质,容易导电,所以用湿布擦拭插座时,容易与火线接通,容易发生触电事故,故B不符合题意;
C.多个大功率用电器同时使用一个插座时,插座上总功率过大,则通过插座的电流过大,容易引起火灾,故C不符合题意;
D.电灯的开关接在灯和火线之间时,若开关断开,灯泡与火线断开,人接触到灯泡,零线与地面之间没有电压,人不会触电,符合安全用电原则,故D符合题意。
故选D。
6.电给我们的生活带来了极大的便利,但不正确用电也会带来很大的危害。在家庭用电中,下列做法符合安全用电原则的是( )
A.冰箱使用三脚插头和三孔插座
B.电线着火时应迅速泼水浇灭火焰
C.使用试电笔时用手接触笔尖的金属体
D.在同一个插线板上同时使用多个大功率用电器
【答案】A
【详解】A.家用电器金属外壳相连接的是地线,这样即使金属外壳带电,电流会通过地线导入大地,防止造成触电事故的发生,冰箱应使用三脚插头和三孔插座,符合安全用电原则,故A符合题意;
B.生活用水是导体,电线着火时迅速泼水浇灭火焰,易造成触电,电线着火时应先断电再灭火,故B不符合题意;
C.使用试电笔时,手必须接触笔尾金属体,试电笔接触火线时氖管才能发光,但不能接触笔尖,防止发生触电事故,故C不符合题意;
D.家庭电路中各用电器是并联的,一个插线板上同时使用多个大功率用电器,会造成干路电流过大,容易引起火灾,故D不符合题意。
故选A。
7.小明家在进行家庭电路改装时,若不小心使火线和零线直接连通就会造成______(填“短路”或“过载”)故障,使电路中的______过大,因此需要在电路总开关的后面安装______(填“漏电保护器”或“空气开关”)保护电路。
【答案】短路 电流 空气开关
【详解】火线与零线直接连通,这种情况属于短路故障,此时电路中只有导线,电阻极小。
根据欧姆定律,家庭电路的电压保持不变,电路电阻极小,所以电路中的电流会过大;空气开关是当电路中电流超过额定电流时就会自动断开的装置,能在短路导致电流过大时切断电路保护电路;漏电保护器主要针对漏电或触电情况起作用,因此这里应安装空气开关。
8.如图所示家庭电路,用测电笔辨别火线、零线时,图中执笔方式正确的是______(选填“甲”或“乙”),闭合开关S,灯泡L不发光,用测电笔检查电路故障时,发现只有接在a点时试电笔的氖管不发光,接b、c、d点时氖管均发光,则电路出现的故障是______(选填“进户零线断路”、“ab间断路”、“bc间断路”或“cd间断路”),氖管发光时,______(选填“有”、“没有”)电流通过人的身体。
【答案】 乙 ab间断路 有
【详解】正确使用测电笔的方法是手必须接触测电笔的金属笔尾,使火线、测电笔、人体形成通路,才能正常检测火线零线。甲图手未接触金属笔尾,乙图操作正确。
检测时,点氖管都发光,说明从火线到点的电路是通路;只有a点氖管不发光,说明到b之间的线路断开,因此故障为间断路。
氖管发光时,火线、测电笔、人体、大地形成了闭合回路,因此有微弱电流通过人体。
9.如图所示,充电站内各充电桩是______(选填“串联”或“并联”)的;利用充电桩给汽车电池充电的过程中,汽车电池相当于电路中的______;充电桩外壳常采用铝合金材料,为避免触电,外壳需连接______线。
【答案】 并联 用电器 保护
【详解】各个充电桩之间独立工作,互不影响,它们之间是并联的。
充电桩给汽车电池充电的过程中,汽车电池消耗电能,相当于电路中的用电器。
为了安全用电,防止触电,带金属外壳的用电器,它的外壳必须连接保护线。
10.集成电路板上的芯片是利用_______(选填“绝缘体”“超导体”或“半导体”)材料制成的。超导是温度降低到一定值时,导体的电阻变为_______的现象,若超导体在常温也具有这种性质,最适合应用于__________(选填“远距离输电”或“制作家用保险丝”)。
【答案】 半导体 零 远距离输电
【详解】[1]制作芯片的核心材料是半导体材料,半导体具有单向导电性,可用于集成电路等。
[2][3]当温度降到某一值时,有些导体的电阻会变为零,这种现象叫做超导现象,若超导体在常温也具有这种性质,由于超导材料电阻为零,在远距离输电时可以减少电能损耗,而保险丝是利用电阻发热原理工作的,不能用超导材料。所以它可以用于制作远距离输电导线。
11.如图所示,这是新能源汽车在充电站充电的场景,充电站里的一排充电桩之间是______(选填“串联”或“并联”)的;充电桩有较好的防水保护功能,可以防止线路过于潮湿而出现______(选填“短路”或“断路”)现象。充电桩的金属外壳一定要与______相连,防止触电事故的发生。
【答案】 并联 短路 地线
【详解】[1]充电站里的一排充电桩之间可以单独工作,因此是并联的。
[2]正常情况下,水是导体,充电桩有较好的防水保护功能,是为了防止线路过于潮湿出现短路现象。
[3]充电桩的金属外壳一定要与地线相连,金属外壳带电时可以将电流导入大地,防止触电事故的发生。
12.如图所示是小明家的部分电路,其中控制电灯的开关应装在虚线框______(选填“1”或“2”)中,另一处安电灯,装好后闭合开关,电灯不亮,他用测电笔分别测a、b、c点,氖管都发光,则电路故障可能为______(选填“火线”或“零线”)断了。测电笔氖管发光时,______(选填“有”或“无”)电流通过小明。
【答案】 2 零线 有
【详解】[1]为了用电的安全,开关应接在火线与灯之间。因此开关应接在2处。
[2]灯不亮,可能是电路开路或短路;当测电笔分别测试a、b、c点时,测电笔的氖管都发光,说明火线上有电,保险丝没有烧断,不会是短路;只能是断路,由于火线上有电,说明火线没有断路,只能是零线断路。
[3]测电笔氖管发光时,有电流通过,此时人与测电笔构成通路,故有电流通过小明。
押题猜想十二 压强的简单分析
试题前瞻·能力先查
1.小明的爷爷喜欢打太极拳,若爷爷从图甲姿势换成图乙姿势时,他对水平地面的( )
A.压力变大,压强不变 B.压力变大,压强变大
C.压力不变,压强变小 D.压力不变,压强变大
【答案】C
【详解】水平地面上的物体,对地面的压力等于自身重力。爷爷的重力不变,因此从甲到乙,爷爷对地面的压力不变。甲姿势是单脚接触地面,受力面积为一只脚的面积;乙姿势是双脚接触地面,受力面积更大,因此换姿势后受力面积增大。根据压强公式,压力不变,受力面积增大,所以压强变小,故选C。
2.如图所示,水平桌面上放置甲、乙两个完全相同的玻璃容器,容器中盛有等体积的两种液体;分别测得这两种液体中a、b、c三点压强,发现,下列分析一定正确的是( )
A.a、c两点深度相等 B.甲玻璃杯底受到液体的压强更大
C.甲杯中液体质量大于乙杯中液体质量 D.水平桌面受到甲杯的压力比乙杯的压力小
【答案】D
【详解】A.根据图示可知,a的深度要小于c的深度,故A错误;
B.,a的深度小于c的深度,根据可知,甲中液体的密度要小于乙中液体的密度;液体总的深度相同,根据可知,乙玻璃杯底受到液体的压强更大,故B错误;
C.液体的体积相同,根据可知,甲杯中液体质量小于乙杯中液体质量,故C错误;
D.玻璃容器完全相同,重力相同;甲杯中液体质量小于乙杯中液体质量,根据可知,甲杯中液体重力小于乙杯中液体重力,所以甲杯总重力小于乙杯的总重力。两杯对桌面压力等于自身总重,则甲杯的压力比乙杯的压力小,故D正确。
故选D。
3.如图所示,将一个长方体物块放在水平桌面上。若沿虚线 aa'将它切成两块,拿去上面的部分,则剩余物块对桌面的压力将___________。若沿虚线 bb'将它切成两块,拿去右边的部分,则剩余物块对桌面的压力将___________、压强将___________。(均填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】 变小 变小 不变
【详解】[1]图中物体是长方体,当沿aa′线将它切成两块,拿去上面的部分后,物体的重力减小,物体对桌面的压力等于物体的重力,故物体对桌面的压力减小。
[2][3]沿bb′线切开,拿去右半部分后,物体的重力减小,物体对桌面的压力等于物体的重力,故物体对桌面的压力减小。物体的种类没有发生改变,所以物体的密度大小不变,物体的高度不变,是长方体,根据
可知,物体对桌面的压强不变。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,力学模块的重点内容。
压强:固体压强公式(压力一定时,受力面积越小压强越大;受力面积一定时,压力越大压强越大);液体压强公式p=ρgh(与液体密度和深度有关),连通器的应用(如茶壶、船闸)。
解题需结合能计算简单的固体、液体压强,分析压强变化的实例。
终极猜想·精练通关
1.我国古代科技著作《天工开物》中记载了脚踏碓(duì)舂米的情景。碓是一种给稻谷去壳的工具,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落。如图所示,碓头的下端较尖,是为了( )
A.增大重力 B.减小摩擦力 C.增大压强 D.减小压力
【答案】C
【详解】碓的下端较尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故选C。
2.全球气候变暖,部分冰层变薄。一只北极熊在通过一处薄冰时,它趴下身子向前爬行,如图甲所示,到达厚冰层后就变成正常行走,如图乙所示。这只北极熊通过薄冰时采用特殊姿势是为了( )
A.减小对冰层的压力 B.减小冰层所受压力与受力面积之比
C.减小受到的支持力 D.减小冰面的摩擦
【答案】B
【详解】北极熊重力不变,它对地面的压力等于自身重力,因此对冰面的压力不变,冰面对北极熊的支持力与压力是一对相互作用力,大小相等,所以压力也保持不变。北极熊趴下爬行时,增大了与冰面的受力面积,根据压强公式,压力与受力面积之比为压强,压力不变、受力面积增大,则压强减小,也就是减小了冰层所受压力与受力面积之比,目的是避免冰面破裂,与摩擦力无关,故选B。
3.酒店的新牙膏外形如图所示,使用时需要利用牙膏盖上的尖头刺破封口膜,应用的物理知识是( )
A.增大压强 B.增大摩擦 C.减小压强 D.减小摩擦
【答案】A
【详解】使用牙膏盖上的尖头刺破封口膜,在压力一定时,减小了受力面积,可以增大压强,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.如图所示,容器左右两边装密度不同的液体,两侧液面等高时,橡皮膜向左凸起。此现象说明液体的压强与下列哪个因素有关( )
A.液体密度 B.橡皮膜深度
C.橡皮膜面积 D.液体体积
【答案】A
【详解】已知容器左右两边装密度不同的液体,两侧液面等高,根据液体压强公式,此时相同,(深度)相同,而液体密度不同,橡皮膜向左凸起,说明两边压强不同,由此可知液体压强与液体密度有关。橡皮膜面积和液体体积并不会直接影响液体压强的大小,该实验主要体现的是液体密度对压强的影响。
故选A。
5.用如图甲所示的电水壶(内胆为圆柱形)给壶中的水加热,水的质量和体积分别用m、V表示,水对壶底的压力和压强分别用F和p表示。水的密度随温度变化的图像如图乙所示。把壶中的水从20℃加热到90℃的过程中,关于各物理量与温度关系的描述,下列图像正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.电水壶给壶中的水加热,水的质量保持不变,图像应为一条水平直线,故A错误;
B.壶中水的质量不变,由图乙可知水的密度随温度变化图像是一条曲线,根据,水的密度随温度变化的图像也应是一条曲线,故B错误;
C.电水壶内胆为圆柱形,水对壶底的压力大小等于其重力大小,水的质量不变,重力不变,对壶底的压力大小也不变,图像为一条水平直线,故C正确;
D.电水壶内胆为圆柱形,根据,水对壶底的压力大小不变,水壶底面积不变,对底部的压强大小也不变,图像应为一条水平直线,故D错误。
故选C。
6.我国自主研制的深海探测器“蛟龙号”可下潜至7000m的深海,此时受到海水的压强约为______Pa。它搭载的机械臂能灵活抓取海底样本,这是因为力能改变物体的______;完成探测任务后,“蛟龙号”通过抛卸压载物实现上浮,上浮过程中,科研人员利用遥控器发出的______(选填“超声波”或“次声波”)与探测器保持通讯,实时传输数据。(海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】 7107 运动状态 超声波
【详解】海水压强
机械臂抓取样本时,使样本的运动状态发生改变(如从静止变为运动),说明力能改变物体的运动状态;
水下通信一般用超声波,因为超声波方向性好、能量集中,适合短距离水下通信。次声波波长太长,不易定向发射。
7.在“探究液体压强与哪些因素有关”时,如图所示,从结构上来看,压强计______(选填“是”或“不是”)连通器;比较甲、乙两次实验可得出液体压强与______的关系;由乙、丙两次实验可以判断出丙图中未知液体的密度ρ液与水的密度ρ水的大小关系是ρ液______ρ水(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】 不是 深度 >
【详解】[1]上端开口,底部连通的容器叫连通器,而压强计的左端是密闭的,所以不是连通器。
[2]甲、乙两次实验中都是水,液体的密度相同,但压强计在液体中的深度不同,可以探究液体内部压强大小与液体深度关系。
[3]乙、丙两图中,压强计在液体中的深度相同,丙中U形管的液面高度差较大,说明液体中橡皮膜所受的液体压强较大,根据p=ρgh可知,液体的密度较大,即ρ液>ρ水。
8.如图是一个连体花瓶,瓶中水不流动时,各部分的水面高度总是相同的,这种花瓶实质上是一个_________;若花瓶底部受到水的压强为800Pa,则花瓶中水的深度为__________m;当向图中A瓶加水后,花瓶对水平桌面压力将__________(选填“变大”“不变”或“变小”)。(g取,)
【答案】 连通器 0.08 变大
【详解】[1]连体花瓶各部分的水面高度相同,说明其结构符合连通器的定义。连通器是指上端开口、底部相连的容器,内部装入同种液体且不流动时,各容器中的液面保持相平。这是连通器原理的直接应用。
[2]根据液体压强公式p=ρgh,已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3、g=10N/kg,当压强p=800Pa时,通过变形公式求得:深度
[3]向A瓶加水会导致花瓶内水的总质量增加,而花瓶对桌面的压力F=G=mg,由于重力G增大,压力必然变大。
9.2021年12月15日,科学家们通过轨道飞行器发现火星峡谷中心区域存在大量的水,若该星球表面存在着大量的液态水,且在该星球表面上物体的重力大小与物体质量的关系如图所示。则在该星球上,水的深度为5m处产生的压强为_________Pa,它表示的物理意义是____________,这个压强相当于该星球_________m深的煤油产生的压强。(ρ水=1.0×103kg/m3;ρ煤油=0.8×103kg/m3)
【答案】 见解析 6.25
【详解】[1][2]由图可知,当物体的重力是4N时,其质量为m=0.8kg,重力G与其质量m的比值为
则在该星球上,水的深度为5m处产生的压强为
它表示的物理意义是:1m2面积上受到的压力为。
[3]根据p=ρgh可得,该星球上煤油产生这个压强的深度为
10.对某汽车做测试,只调整轮胎气压,测得单个轮胎数据如下表,(每次单个轮胎对地压力不变)。根据公式________,单个轮胎对地压力为________N。查表可知,要减小空车停在水平路面时的对地压强,可行方法是__________。
次数
1
2
3
轮胎气压/×105Pa
4.6
8.1
10.5
地面的受力面积/×10-2m2
3.6
3.0
2.4
对地压强/×105Pa
5.0
6.0
7.5
【答案】 F=pS 1.8×104 减小轮胎气压
【详解】[1][2]每次单个轮胎对地压力不变,根据F=pS得到单个轮胎对地压力F=p1S1=5.0×105Pa×3.6×10-2m2=1.8×104N
[3]由表格数据可知,轮胎气压越大,地面的受力面积越小,对地压强越大,则小空车停在水平路面时,对地面的压力不变,要减小对地压强,应增大地面的受力面积,减小轮胎气压。
11.某同学测得物理课本的长度为26.12________(填单位):把上面放有文具盒的物理课本放在课桌上,缓缓推动物理课本,文具盒随物理课本一起移动,以物理课本为参照物,文具盒是________(选填“运动”或“静止”)的;当把文具盒从课本上拿下来时,物理课本对桌面产生的压强会________(选填“增大”或“减小”)。
【答案】 cm 静止 减小
【详解】[1]中学生伸开手掌,大拇指指尖到中指指尖的距离大约20cm,物理课本的长度比20cm大一些,物理课本的长度为26.12cm。
[2]以物理课本为参照物,文具盒与物理课本的相对位置没有发生变化,因此文具盒是静止的。
[3]当把文具盒从课本上拿下来时,物理课本对桌面的压力变小,受力面积不变,根据可知,产生的压强会减小。
12.如图所示,这是《天工开物》中记载的名为“北耕兼种”的农具,在耩(jiǎng)的中间有一个小斗,底部挖有一个小孔,将种子放入耩中,牛行走的时候带动耩摇动,种子便从小孔中撒下,耩使用铁尖的目的是增大________,便于“起土”;绳对耩的拉力和耩对绳的拉力大小________(选填“相等”或“不相等”);牛行走的时候带动耩摇动,种子在________力的作用下从小孔中撒下。
【答案】 压强 相等 重
【详解】[1]使用铁尖的目的是减小受力面积,增大压强。
[2]绳对耩的拉力和耩对绳的拉力是一对相互作用力,大小相等。
[3]牛行走的时候带动耩摇动,由于重力的方向竖直向下,种子在重力的作用下从小孔中撒下。
押题猜想十三 动态电路分析
试题前瞻·能力先查
1.对食物进行真空包装,可以延长食物保质期.真空包装机(如图甲)的工作原理是抽出塑料袋内的气体后,再利用电热丝加热塑料袋口进行密封。图乙是该真空包装机的简易电路图,电源电压不变,其中开关S1、S2可根据该真空包装机的工作状态自动断开或闭合。由于电热丝的温度过低将无法完成密封、温度过高将导致袋口破损,因此该真空包装机工作时,需要控制电热丝的温度在一定范围内,下列相关说法正确的是( )
A.该真空包装机工作时,开关S和S1先闭合,一段时间后开关S2再闭合
B.为了避免电热丝的温度过低,应向左移动滑动变阻器的滑片
C.向右移动滑动变阻器的滑片时,抽气机的电功率将变小
D.该真空包装机密封袋口时,向左移动滑动变阻器的滑片,电路的总功率将变小
【答案】D
【详解】A.由题知,真空包装机的工作流程为“先抽气,再封口”;由电路图可知,开关S和S2闭合时,抽气机所在电路接通,可进行抽气操作;一段时间后开关S2断开、S1闭合,电热丝所在电路接通,能进行封口操作,所以,该真空包装机工作时,开关S和S2先闭合,一段时间后开关S1再闭合,故A错误;
B.要避免电热丝温度过低,需增大电热丝的功率;电源电压不变,电热丝的电阻不变,由可知应增大电热丝两端的电压,减小变阻器分得的电压,根据串联电路的分压规律可知,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以应向右移动滑动变阻器的滑片,故B错误;
C.由图可知抽气机与电热丝所在支路并联,二者互不影响,所以向右移动滑动变阻器的滑片时,抽气机的电功率将不变,故C错误;
D.密封袋口时,开关S、S1闭合,滑动变阻器与电热丝串联,向左移动滑动变阻器的滑片,变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路的电阻特点,总电阻变大,且电源电压不变,根据可知电路的总功率将变小,故D正确。
故选D。
2.商场为了统计出入的人流量,在大门前安装自动计数装置。简化电路图如图甲所示。为红外线感应电阻(有人员通过时,阻值较小;无人员通过时,阻值较大),为定值保护电阻。某时段电压表示数随时间变化的图象如图乙所示。已知计数器电路的电源电压恒为,保护电阻的阻值为。则( )
A.电压表示数为1V时,计数器会计数一次
B.有人通过购物中心大门时,感应电阻的阻值为
C.有人通过购物中心大门时,两端的电压与通过的电流的比值变大
D.有人通过购物中心大门和没有人通过购物中心大门电路的电流之比为
【答案】B
【详解】A.由题意可知,有人通过时,R1阻值较小,电路中电流较大,根据串联分压原理,定值电阻R0两端的电压较大,即电压表示数较大。由图乙可知,此时电压表示数为2V。故电压表示数为2V时,计数器会计数一次,故A不符合题意;
B.由于R1和R0串联,电源电压为3V,则有人通过时,R1两端的电压为
根据欧姆定律可知,电路中的电流为
此时感应电阻的阻值为
故B符合题意;
C.R0两端的电压与通过R0的电流的比值就是R0的阻值。因为R0是定值电阻,其阻值是固定不变的,不会因为是否有人通过而改变,故C不符合题意;
D.有人通过时,电路中的电流为0.1A,没有人通过时,R1阻值较大,电压表示数较小,由图乙可知,此时电压表示数1V。电路中的电流
所以,有人通过和没有人通过时电路的电流之比为
故D不符合题意。
故选B。
3.如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为,电压表量程为,定值电阻大于,滑动变阻器的规格为“,1A”,小灯泡L的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示。若闭合开关S,接1,在电路安全的情况下,变阻器允许接入电路的最大阻值为,则电源电压为___________V,灯泡的最小功率为___________W;若闭合开关S,接2,在电路安全的情况下,电路中允许通过的最大电流是最小电流的倍,则电阻的阻值为___________。
【答案】 40
【详解】[1]由图甲可知:闭合开关S、接1时,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量两端的电压,电流表测量电路中的电流;由于电压表量程为,所以,在电路安全的情况下,变阻器允许接入电路的最大阻值时电压表的示数最大为3V,则根据串联电路的电流处处相等的特点可知,通过灯泡的电流为,由图乙可知,此时灯泡两端的电压为,根据串联电路电压的规律可知,电源电压
[2]由串联电路的电压特点可知,当变阻器两端的电压最大为3V时,灯泡两端的电压最小为,此时灯泡的电功率最小,则灯泡的最小功率为
[3]若闭合开关S、接2,与滑动变阻器串联,电流表接“”量程,根据串联电路电流特点结合滑动变阻器的规格可知通过电路的最大电流为,或最大电流为,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑动变阻器接入电路最大电阻时,通过电路的电流最小,通过电路的最小电流为,在移动滑动变阻器滑片的过程中,电路中的最大电流恰好是最小电流的倍,分以下几种情况讨论:
①若最大电流为,则最小电流为,由欧姆定律,此时两端的电压最小,滑动变阻器两端的电压最大,由电压表的量程,此时电压表示数最大为3V,滑动变阻器的阻值
由串联分压的规律可知,则分得的电压
电阻的阻值
已知定值电阻大于,则这种情况不符合题意。
②若最大电流为(变阻器接入电路的阻值为),最小电流为,则有,解得:
分析有理·押题有据
本考点为常考中档题,侧重电路变化的分析。
动态电路的两种常见类型:滑动变阻器滑片移动引起的电路变化、开关通断引起的电路变化。
分析步骤:明确电路的连接方式(串并联)、确定电表测量的物理量、分析电阻的变化、根据欧姆定律和串并联电路特点判断电流、电压的变化。
解题需注意电源电压不变,定值电阻的阻值不变,结合欧姆定律和电功率公式分析电表示数、灯泡亮度的变化。
终极猜想·精练通关
1.小爱设计了一款电子量角器,如题图甲所示,图乙为简化电路图,其中AB为粗细均匀的半圆弧形电阻丝,当滑片OP沿顺时针方向转动时( )
A.AB间电阻丝的电阻变小 B.通过电阻丝AB的电流变小
C.电压表的示数变大 D.电压表的示数与通过量角器的电流之比不变
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,电路为AB均匀半圆弧形电阻的简单电路,电压表测AP间电阻两端的电压,因电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,所以滑片P移动时,AB间的电阻不变,故A不符合题意;
B.当滑片沿顺时针方向转动时,电路中的电阻不变,由欧姆定律可知,电路中的电流大小不变,故B不符合题意;
C.因滑片P沿顺时针方向转动时,AP间电阻变大,由U=IR可知,电压表示数会变大,故C符合题意;
D.当滑片OP沿顺时针方向转动,AP间的电阻变大,电压表的示数与通过量角器的电流之比就是所测(即AP)部分的电阻,是变大的,故D不符合题意。
故选C。
2.酒驾易造成交通事故,利用图示电路可以检测司机是否酒驾,图中的 R1为定值电阻,R2是一个气敏传感器,它的电阻值会随着其周围酒精蒸气浓度的增大而减小。检测时,喝了酒的司机对着气敏传感器吹气,则( )
A.电流表的示数增大,电压表的示数减小 B.电流表的示数增大,电压表的示数增大
C.电流表的示数减小,电压表的示数减小 D.电流表的示数减小,电压表的示数增大
【答案】B
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
当喝了酒的司机对着气敏传感器吹气时,酒精气体浓度增大,气敏传感器R2的电阻值减小,电路的总电阻减小。根据,电源电压不变,总电阻减小,所以电路中的电流增大,即电流表的示数增大。又因为U=IR,R1为定值电阻,电流增大,所以R1两端的电压增大,即电压表的示数增大。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.控制大气污染物浓度是确保空气质量,实现碧水蓝天的重要措施。如图甲所示是物理学习小组设计的大气污染物浓度监测简化电路,R为气敏电阻,其阻值随污染物浓度变化的关系如图乙所示。当污染物浓度增大时,污染物浓度监测表的示数增大。当污染物浓度增大时,下列说法正确的是( )
A.气敏电阻的阻值增大 B.电流表示数增大
C.电压表示数增大 D.污染物浓度监测表是电压表改装而成的
【答案】B
【详解】由图甲可知,电阻R0与气敏电阻R串联,电流表测串联电路的电流,电压表测气敏电阻两端的电压。
ABC.根据图像知,当污染物浓度增大时,气敏电阻的阻值减小,总电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律 可知,总电阻减小,电路中电流增大,即电流表示数增大,根据可知,电阻R0两端的电压增大,由串联电路电压的关系可知,气敏电阻两端的电压减小,即电压表示数减小,故AC错误,B正确;
D.要求当污染物浓度增大时,污染物浓度监测表的示数增大,根据以上分析,电流表示数增大,所以污染物浓度监测表是电流表改装而成的,故D错误。
故选B。
4.如图是测量货车质量的地磅示意图,货车的质量可以通过电流表的示数转换测出,为定值电阻,下列说法正确的是( )
A.测量电路是一个并联电路
B.货车质量变大时,电流表的示数变小
C.货车质量变大时,消耗的电功率变大
D.将电流表换成电压表也能测量货车的质量
【答案】C
【详解】A.据图可知,电路是、滑动变阻器、电流表组成串联电路,故A错误;
BC.货车质量变大时,滑片下移,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,根据可知,电流变大,电流表示数变大;根据可知,R0阻值不变,消耗的电功率变大,故B错误,C正确;
D.将电流表换成电压表,电路断路,电压表测量电源电压,示数不会变化,无法测量货车质量,故D错误。
故选C。
5.水中溶氧量是水产养殖的一项关键指标。小粤利用溶解氧传感器设计了自动充氧装置,其中监测电路如图所示,电源电压保持不变。溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小。闭合开关,当溶氧量降低时,电流表的示数______,电压表的示数______,滑动变阻器的功率______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 变大 变小 变大
【详解】由图可知,溶解氧传感器与滑动变阻器串联,电流表测电路总电流,电压表测溶解氧传感器两端电压,滑动变阻器接入电路的阻值保持不变;当溶氧量降低时,溶解氧传感器阻值减小,电路总电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律,电路电流变大,因此电流表示数变大;滑动变阻器阻值不变,电流变大,根据,滑动变阻器两端电压变大,电源总电压不变,根据串联电路电压规律,溶解氧传感器两端电压等于总电压减去滑动变阻器两端电压,因此传感器两端电压变小,电压表示数变小;滑动变阻器的功率,不变,电流变大,因此滑动变阻器的功率变大。
6.如图甲所示,这是为探测准确的气象数据而释放的气象气球,为了显示气球上升的高度,小伟设计了如图乙所示的简易电路图,电源电压不变,传感器R的阻值会随海拔的增大而减小,R0是定值电阻,随着海拔的增大,电流表的示数____,电压表的示数____,电路消耗的总功率____。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 变大 变大 变大
【详解】[1]据乙图可知,两电阻串联,电压表测定值电阻R0两端电压,电流表测电路中的电流;已知传感器R的阻值会随海拔高度的增大而减小,当海拔高度增大时,传感器R的阻值会变小,电路中的总电阻变小,电路中的电流会变大,即电流表的示数变大。
[2]R0是定值电阻,电路中的电流变大,根据可知,R0两端电压变大,即电压表的示数变大。
[3]电源电压不变,电路中的电流变大,根据可知,电路消耗的总功率变大。
7.如图甲所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中,两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图乙所示,根据图像的信息可知:______(选填“a”或“b”)是电压表V1示数变化的图像,电源电压为______V,滑动变阻器R2的最大阻值为______Ω。
【答案】 a 6 40
【详解】[1]由电路图可知,闭合开关S,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测定值电阻R1两端电压,电压表V2测滑动变阻器R2两端电压,电流表测电路中电流,变阻器滑片P从右端移到左端的过程中,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,则电路中总电阻变小,由欧姆定律可得,电路中电流变大,由串联分压可知,定值电阻R1两端电压变大,滑动变阻器R2两端电压变小,即电压表V1的示数随电流的增大而增大,电压表V2的示数随电流的增大而减小,故a是电压表V1示数变化的图像。
[2][3]由图中可知,电路中的最大电流为I大=0.3A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为0,电压表V1两端电压为6V,故可知电源电压为U=6V。由欧姆定律可得,定值电阻R1的阻值为
电路中的最小电流为I小=0.1A,此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值最大,由欧姆定律可得,此时电路中的总电阻为
由串联电路的电阻规律可得,滑动变阻器R2最大阻值为R2=R总-R1=60Ω-20Ω=40Ω
8.如图所示为探究电流与电压关系的电路,闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片移到__________(选填“A”或“B”)端;闭合开关后,小明向另一端移动滑片的过程中,电流表的示数__________,电压表的示数__________(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 B 变大 变大
【详解】[1]为了保护电路,闭合开关前开关要处于断开状态,滑动变阻器滑片要处于阻值最大处,即滑片处于远离底端已接线的接线柱,滑动变阻器底端接在A端,故滑片需要移动B端。
[2][3]如图所示,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,测量定值电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流,当滑片向另一端移动的过程中,其接入电路的电阻变小,则电路中总电阻就变小,根据可知,在电源电压不变时,总电阻变小,电路中总电流就变大,故电流表示数变大,根据可知,定值电阻两端的电压变大。
9.有一种亮度可调的台灯,其电路图如题图甲所示,电源电压恒为12V,灯泡L的额定电压为12V,通过灯泡L的电流跟两端电压的关系如图乙所示,当滑片P向左移动,灯________(选填“变暗”或“变亮”),当滑片P在a端时,电路中的电流为________A,当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为________。
【答案】 变亮 0.4 30
【详解】[1]如图甲,滑动变阻器与灯泡串联,当将滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则电路总电阻变小,电流变大,故灯泡会变亮。
[2][3]观察灯泡的电流与其两端电压的关系I-U图像,横轴方向表示电压,纵轴方向表示电流;当滑片P在a端时,电路为灯泡L的简单电路,灯泡两端的电压等于电源电压12V,灯处于正常工作状态,由图乙可知,此时灯泡对应的额定电流为0.4A,灯丝的电阻为
10.某测温棚内的自动测温装置除测量体温外还能记录通过的人数,其原理图如题图所示,R为定值电阻,是光敏电阻,电源电压为3V。闭合开关S,无人通过时,电压表示数为2.5V。有人通过时,挡住入射到光敏电阻上的光,光敏电阻阻值变为10Ω,电压表示数变为2V,装置计数一次。则有人通过时,电路中的电流为______A,定值电阻R的阻值为______Ω。无人通过时,光敏电阻的阻值为______Ω。
【答案】 0.1 20 4
【详解】[1][2]由电路图可知,闭合开关S,光敏电阻R0和定值电阻R串联,电压表测量定值电阻R两端的电压。有人通过时,电压表的示数为2V,即R两端的电压为UR=2V,电源电压U=3V,根据串联电路的电压规律可知,R0两端的电压为U0=U-UR=3V-2V=1V
由串联电路的电流特点和欧姆定律可得,此时电路中的电流为
定值电阻R的阻值为
[3]无人通过时,电压表示数为2.5V,即R两端的电压为UR′=2.5V,此时电路中的电流为
此时R0两端的电压为U0′=U-UR′=3V-2.5V=0.5V
此时R0的阻值为
11.如图所示电路,电源电压,定值电阻。
(1)当开关闭合、断开,滑动变阻器R2的滑片位于a端时,电流表的示数为0.2A。求此时电路的总电阻。
(2)当开关、都闭合,滑动变阻器R2的滑片位于中点时,电流表的示数为0.3A。求滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中,电流表示数的变化范围。
【详解】(1)S1闭合,S2断开,滑片位于a端时,R1和R3串联,电路的总电阻
(2)当开关、都闭合,滑片位于中点时,滑动变阻器接入电路的阻值为总阻值的一半,R1和R2串联,此时电路中的总电阻为
则滑动变阻器的总阻值为
开关、都闭合,滑片在a端时,仅R1接入电路,此时电路中的电流为
开关、都闭合,滑片在b端时,R1和R2串联,此时电路中的电流为
故滑片从a端移至b端的过程中,电流表示数的变化范围是0.2~0.6A。
押题猜想十四 浮力综合
试题前瞻·能力先查
1.三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个由同种材料制成的等质量的实心的卡通小动物轻轻放入容器中,小动物静止后的状态如图所示,以下判断正确的是( )
A.液体的密度关系是
B.卡通小动物受到的浮力大小关系是
C.液体对容器底部的压强关系是
D.容器对桌面的压强关系是
【答案】C
【详解】已知三个小动物是同种材料、等质量实心物体,因此三者重力相等,物体密度相等,体积相等。根据浮沉条件,甲中物体沉底:,;乙中物体漂浮:,;丙中物体悬浮:,。
A.由浮沉条件得液体密度关系为,故A错误;
B.浮力大小关系为,故B错误;
C.容器原本盛满液体,放入物体后液体深度h不变,根据可知,h相同,密度满足,因此液体对容器底部压强,故C正确;
D.容器对桌面的压力,甲液体密度最小剩余液体较少,乙液体密度最大剩余液体最多,故容器对桌面压力关系为;容器底面积相同,由得容器对桌面压强关系为,故D错误。
故选C。
2.用细线将两个体积相同的实心小球A和B连在一起,放入水中静止后状态如图所示,线已绷紧。A、B两球的重力分别为 ,受到的浮力分别为FA、FB,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.线已绷紧,说明绳子有拉力,B对A的拉力和A对B的拉力是相互作用力,大小相等。小球A受到重力、浮力和绳的拉力,A处于静止状态,受到的力是平衡力,所以有,因此,故A错误;
B.小球B受到重力、浮力和绳的拉力,B处于静止状态,受到的力是平衡力,所以有,因此,故B错误;
C.已知A、B体积相同,且都完全浸没在水中,则,根据阿基米德原理,可得,故C错误;
D. 对于A物体有,则
对于B物体
又因为,因此,故D正确。
故选D。
3.2025年11月5日,我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰福建舰正式入列,满载排水量为8万吨,在海上航行时,水下8 m处海水对舰体的压强为______Pa;满载时福建舰受到的浮力为______N;假如福建舰从密度大的海域驶入密度小的海域,浮力______(选填“增大”,“减小”或“不变”)。(海水密度,)
【答案】/84000 不变
【详解】水下8 m处海水对舰体的压强为
满载时福建舰漂浮,浮力等于排开海水的重力,福建舰受到的浮力为
福建舰在不同海域始终处于漂浮状态,漂浮时浮力等于自身重力,福建舰的重力不变,所以浮力不变。
分析有理·押题有据
本考点为常考中档题,力学模块的综合应用。
浮力部分:浮力的产生原因(上下表面的压力差)、阿基米德原理、物体的浮沉条件(漂浮、悬浮、下沉的条件及应用,如轮船、潜水艇、密度计)。
解题需结合受力分析和阿基米德原理计算浮力,分析物体在液体中的状态,解决压强与浮力的综合问题。
终极猜想·精练通关
1.小京洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。已知桔子的密度小于芒果的密度,下列说法正确的是( )
A.因为桔子的密度小,所以受到的浮力大
B.因为桔子排开水的体积小,所以受到的浮力小
C.因为芒果的密度大,所以受到的浮力大
D.因为芒果沉在水底,所以受到的浮力小
【答案】B
【详解】AC.浮力与物体的密度没有关系,故AC错误;
BD.影响浮力的大小因素有液体的密度、物体排开液体的体积有关,与漂浮或者沉底的状态无关,桔子排开水的体积小,所以受到的浮力小,故B正确,D错误。
故选B。
2.甲、乙两个实心小球质量和体积的大小如图所示,下列说法正确的是(取)( )
A.甲球的密度为
B.甲球的密度大于乙球的密度
C.乙球在水中静止时处于悬浮状态
D.乙球浸没在水中时所受浮力大小为0.03N
【答案】B
【详解】A.由图可知甲球质量,体积。根据密度公式,甲球密度,故A错误;
B.乙球质量,体积,则乙球密度。
因为,,所以,故B正确;
C.水的密度,,。根据物体的浮沉条件,当物体密度小于液体密度时,物体在液体中漂浮,所以乙球在水中静止时处于漂浮状态,不是悬浮状态,故C错误;
D.乙球浸没在水中时,
根据阿基米德原理,乙球浸没在水中时所受浮力,故D错误。
故选B。
3.小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面不动,如题图,下列说法正确的是( )
A.茄子受到的浮力和它的重力一样大 B.茄子受到的浮力比它的重力小
C.茄子受到的浮力比它的重力大 D.茄子的平均密度比水大
【答案】A
【详解】ABC.如图,茄子处于漂浮状态,由二力平衡知,茄子受到的浮力等于自身重力,故A正确,BC错误;
D.由浮沉条件可知,茄子的平均密度小于水的密度,所以处于漂浮状态,故D错误。
故选A。
4.如图甲为我国古代的滴水计时工具——漏刻,图乙为它的模拟示意图。漏水壶通过底部的出水口向受水壶中滴水,受水壶中的箭尺始终处于漂浮状态,当受水壶中液面升高时,变化的是( )
A.箭尺受到的浮力 B.箭尺排开水的质量
C.箭尺排开水的重力 D.水对受水壶底的压强
【答案】D
【详解】A.当物体漂浮在液体中时,物体受到的浮力等于物体自身的重力。已知受水壶中的箭尺始终处于漂浮状态,由于箭尺的重力不变,根据漂浮条件可知,箭尺受到的浮力始终等于其重力,所以箭尺受到的浮力不变。故A不符合题意;
BC.由阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力,即F浮=G排。 箭尺受到的浮力F浮不变,则箭尺排开水的重力G排不变。根据重力公式G=mg可得。所以箭尺排开水的质量m排不变。故BC不符合题意;
D.由液体压强公式为p=ρgh可知,当受水壶中液面升高时,水的深度h变大,水对受水壶底的压强p变大。故D符合题意。
故选D。
5.如题图所示,两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示,两容器中液面刚好相平。则下列说法正确的是( )
A.小球A的质量大于小球B的质量
B.甲液体的密度小于乙液体的密度
C.小球A在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中的浮力
D.甲液体对容器底的压强等于乙液体对容器底的压强
【答案】B
【详解】A.在乙液体中,A漂浮,则A的密度小于乙液体的密度;B下沉,B的密度大于乙液体的密度;比较可知,A的密度小于B的密度;两个小球的体积相同,根据m=ρV可知,A的质量小于B的质量,故A错误;
B.A、B实心小球在甲液体中均下沉,则甲液体的密度均小于两个小球的密度,由A项解答可知,乙液体的密度大于A的密度,所以甲液体的密度小于乙液体的密度,故B正确;
C.由图可知,在甲液体中A球下沉,则GA>F浮甲,在乙液体中A漂浮,GA=F浮乙,所以F浮甲<F浮乙,故C错误;
D.甲液体的密度小于乙液体的密度,两容器中液面相平,根据p=ρgh可知,甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强,故D错误。
故选B。
6.科技馆的浮力实验装置中装有三层、每层高度为10cm的互不相溶的液体:上层是浅黄色植物油(ρ植物油=0.8g/cm3),中层是水(ρ水=1.0g/cm3),下层是染成蓝色的工业油(ρ工业油=1.2g/cm3)。将一个直径为5cm的球轻轻放入液体中,发现该球最终静止在水和工业油之间,则该球的密度约为( )
A.0.7g/cm3 B.0.9g/cm3 C.1.1g/cm3 D.1.3g/cm3
【答案】C
【详解】将一个直径为5cm的球轻轻放入液体中,发现该球最终静止在水和工业油之间,相当于沉在水底,说明密度比水大,而浮在工业油面,比工业油的密度小,故密度可能是1.1g/cm3,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.如图所示,水平桌面上两个质量相等的圆柱形薄壁容器甲、乙,底面积,分别装入两种不同液体,A、B是两个完全相同的物体。A静止时有体积露出液面,B用细线拴在容器底部且B对细线有拉力。已知液面相平。液体对容器底的压力相等,下列说法中( )
①两物体受的浮力;
②甲、乙容器中两种液体的密度之比;
③两容器对桌面的压力;
④若将B下方的细线剪断,则静止时B将有体积露出液面。
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①③正确 D.只有②③④正确
【答案】B
【详解】②由题意知,液面等高且液体对容器底的压力相等,即,因为容器底面积,所以由公式得,液体对容器底部的压强之比为,根据液体压强公式得,甲、乙容器中两种液体的密度之比为,故②正确;
①因为A、B是两个完全相同的物体,即,则A受到的浮力
B受到的浮力
两物体受的浮力之比为,所以两物体受的浮力,故①错误;
③甲容器对桌面的压力为
乙容器对桌面的压力为
两液面相平,则,
即两液体的重力比为
因为A、B是两个完全相同的物体,即,得,则
由题可知圆柱形薄壁容器甲、乙质量相等,A、B物体完全相同,所以,则,故③正确;
④,由题干和②可知,绳子剪断后,B物块会漂浮,由阿基米德原理可知,A受到的浮力
剪断绳子后B受到的浮力
根据浮沉条件可知漂浮状态的物体,重力等于浮力则
解得,即静止时B有体积浸没在水中,体积露出水面,故④错误;故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8.如图(a)所示,重为6×107N的潜艇悬停在海水某深度处,潜艇的水舱向外排出1×107N的海水后开始上浮,在图(b)所示位置时潜艇受到的浮力为___________N。最终潜艇静止在图(c)所示海面,潜艇受到的浮力为___________N。由此可见潜水艇是通过改变___________来实现上浮和下沉。
【答案】 自身重力
【详解】潜艇悬停在海水某深度处,处于悬浮状态。根据物体的浮沉条件,当物体悬浮时,其受到的浮力等于自身的重力。此时潜艇受到的浮力
在图(b)所示位置时潜艇依然完全浸没在海水中,根据阿基米德原理,海水密度不变,排开海水的体积不变,因此浮力大小不变,即
潜艇静止在图(c)所示海面,处于漂浮状态。根据物体的浮沉条件,当物体漂浮时,其受到的浮力等于此时的重力。即此时潜艇受到的浮力等于排出水后潜艇的总重力,为
潜艇受到的浮力基本不变,通过水舱充水、排水,改变自身的总重力,改变重力与浮力的大小关系来改变运动状态,从而实现上浮和下沉。
9.划龙舟是我国端午节的习俗之一(如图所示)。比赛的龙舟必须在各自的赛道上前行,因为当两龙舟并列前行时,两龙舟之间水流速度大,压强_______,容易“吸”在一起发生碰撞:队员们奋力用桨划水,龙舟快速前行,是因为力的作用是_______,当有队员下龙舟上岸后,龙舟受到的浮力将_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 小 相互的 减小
【详解】根据流体压强与流速的关系:流体流速越大,压强越小。两龙舟并列时中间水流速度大,压强更小,外侧压强大就会把龙舟压向一起。
划桨时,桨对水施加向后的力,水对桨施加向前的反作用力推动龙舟前进,说明力的作用是相互的。
龙舟始终漂浮,漂浮时浮力等于总重力;队员上岸后,龙舟和队员的总重力减小,因此浮力减小。
10.如图甲所示,用针将木块按入水中,此时木块受到的浮力_________木块的重力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。如图乙所示,拔掉细针,木块受到的浮力_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。如果不断向容器中加入适量食盐,木块受到的浮力将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 大于 变小 不变
【详解】用针将木块按入水中时,木块完全浸没并处于静止状态,在竖直方向上受到向下的重力、手对针向下的压力以及向上的浮力而平衡,因此浮力大于重力。
拔掉细针后木块上浮并最终漂浮在水面上,根据漂浮条件可知浮力等于重力,相比之前完全浸没时排开水的体积减小,因此浮力变小。
不断加入食盐使液体密度增大,但木块始终处于漂浮状态,漂浮时浮力始终等于自身重力,重力不变,所以浮力不变。
11.“辽宁号”航空母舰的满载排水量约为67500t,在海上满载静止时,它所受到的浮力是_________N,如图是国产歼-15舰载机在“辽宁号”航空母舰上起飞时的情景。飞机升空是利用流速大的地方压强比较__________(选填“大”或“小”)的原理。当战斗机从航母上起飞后,航母所受浮力将__________(选填“变大”或“变小”或“不变”)。
【答案】 小 变小
【详解】已知满载排水量
由根据阿基米德原理可得
流体压强的规律是流速越大的位置压强越小,飞机机翼上凸下平,上方空气流速大压强小,下方流速小压强大,产生向上的升力;航母始终漂浮在水面,浮力始终等于航母的总重力;战斗机起飞后,航母总重力减小,因此所受浮力变小。
12.如图所示,两个完全相同的容器中装有质量相等的水,水中有瓶口扎上橡皮膜的两个空塑料瓶,质量均为50g。若图甲中瓶子恰好悬浮,则该瓶子受到的浮力是___________N:图甲、乙中橡皮膜受到水的压强分别为p甲、p乙,图甲、乙中两容器对水平桌面的压强分别为p'甲、p'乙,则p甲___________p乙,p'甲___________P'乙(最后两空均选填“>”“<”或“=”)。(g取10N/kg)
【答案】 0.5 < =
【详解】[1]甲中瓶恰好悬浮,受到的浮力等于自身重力,浮力大小
[2]乙中瓶的橡皮膜所处深度大于甲中瓶的橡皮膜所处的深度,根据液体压强特点,同种液体,深度越深,压强越大,可知放入甲、乙瓶后橡皮膜受到水的压强大小关系为;
[3]容器对水平桌面的压力
容器对水平桌面的压强
由题意知两个容器完全相同,容器中装的水质量相等,水中的塑料瓶质量相等,故甲、乙中两容器对水平桌面的压强。
押题猜想十五 光、力、电磁学作图题
试题前瞻·能力先查
1.如图所示,岸上的人看池底的A点是在点的位置,请你作出人在岸上看A点的光路。
【答案】
【详解】根据光从水中斜射入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角,连接AO,则AO是入射光线,OB是折射光线,如图所示
2.如图所示,点O为支点,请在图中画出动力F1的力臂L1和阻力F2。
【答案】
【详解】由图知,F1为动力,过支点O作动力F1作用线的垂线段,可得动力臂L1;阻力是杠杆受到的力,阻力阻碍杠杆转动,作用在杠杆上,物体通过细绳对杠杆的竖直向下的拉力为阻力F2,如图所示:
3.如图为冰箱工作时部分电路示意图,冰箱内照明灯由开关控制,压缩机由开关控制,在符合安全用电原则下,请在图中用笔画线代替导线将电路连接完整。
【答案】
【详解】根据题目要求,冰箱内照明灯L1与压缩机M并联(可独立工作,互不影响);开关S1控制L1,开关S2控制M,且开关必须接在火线上;冰箱金属外壳接地线(防止漏电触电),如图所示:
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重规范作图能力。
光学作图:光的反射(反射光线、法线、反射角)、光的折射(折射光线的方向)、平面镜成像(对称法作图)、凸透镜和凹透镜的光路图(三条特殊光线)。
力学作图:力的示意图(重力、弹力、摩擦力的方向和作用点)、杠杆的力臂(支点、动力臂、阻力臂)、滑轮组的绕线(根据省力要求绕线)。
电磁学作图:通电螺线管的磁感线、安培定则的应用(标出电流方向或磁极)、家庭电路的连接(开关、插座、用电器的连接)。
解题需注意作图规范,使用直尺和铅笔,保留作图痕迹,明确箭头方向和符号标注。
终极猜想·精练通关
1.如图所示,水中有一物体A,A′为岸上的人看到物体A的像,请画出人看到物体A的光路图。
【答案】
【详解】根据光的折射规律,人眼接收到的光线是经过水面折射后的光线,而A'是折射光线反向延长线的交点。故连接A′与眼睛在水面交于一点O,O为折射点,点O和眼睛的连线为折射光线;连接AO,此为入射光线。如图所示:
2.如图所示,一束光线从水中斜射向水面,入射光线及法线已画出。请画出这条入射光线的反射光线和大致的折射光线。
【答案】
【详解】根据反射角等于入射角画出反射光线;光线从水中斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,据此画出大致的折射光线,作图如下:
3.如图所示,请画出经过凸透镜后的折射光线。
【答案】
【详解】根据凸透镜的特殊光线可知,过光心的光线传播方向不变;过焦点的光线经过凸透镜后平行于主光轴,作图如下图所示:
4.如图所示是已矫正好的近视眼,请完成光路图。
【答案】
【详解】近视眼的成因是:晶状体太厚,对光的折射能力太强,把像成在视网膜的前方。矫正的方法:利用凹透镜对光的发散作用,让光线先通过凹透镜,适当的发散一点之后再通过晶状体,就能使像成在视网膜上。光路如图
5.如图甲,小圳同学周末去万达商场,站在商场的手扶电梯上,随梯匀速下楼。在图乙中画出小圳的受力示意图。(图中“·”表示小圳)
【答案】
【详解】小圳随自动扶梯一同匀速下降,因此小圳相对于扶梯静止,因此小圳受竖直向下的重力和竖直向上的支持力,并且二力是一对平衡力,过重心作竖直向下的力(即重力)和竖直向上的力(即支持力),据此作图。
6.如图所示,人站在地面上用滑轮组提起重物,请画出适合其工作情景的绕线方式。
【答案】
【详解】人站在地面上向下拉绳子提起重物,绳子的一端先从定滑轮连接,然后依次绕过动滑轮和定滑轮,如下图所示:
7.在古代,为了抵御外敌入侵,常在城池周围建造护城河,通过吊桥的升降控制人员进出。如图所示,是吊桥被拉起时的模型图,请你在图中画出拉力F的力臂L1和吊桥重力G 的力臂L2。
【答案】
【详解】确定支点:吊桥绕 O 点转动,O 为支点。拉力的力臂: 从支点O向F的作用线作垂线,垂足到O的距离即为力臂。重力的力臂: 重力G方向竖直向下,作用点在吊桥重心。从支点O向G的作用线作垂线,垂足到O的距离即为力臂,如图所示:
8.如图所示,某快递公司使分拣出来的货物随着传送带一起匀速向左运动,画出此过程中货物受重力和支持力的示意图。
【答案】
【详解】货物随着传送带一起匀速向左运动,处于平衡状态,货物受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力,作用点都画在货物的重心,二力是一对平衡力,大小相等,从作用点分别沿力的方向画一带箭头线段,在箭头附近标上G、F,如图所示:
9.(1)小明设计了一个晚上自动给盆栽浇水的电路。光控开关在天黑时闭合,湿敏开关在土壤过于干燥时闭合。浇花器仅在土壤过于干燥的夜间才开始工作,给花草浇水。请在图中帮助小明完成电路连接;
(2)放在通电螺线管旁边的通电导线受力情况如图所示(“•”表示电流方向垂直纸面向外,“×”表示电流方向垂直纸面向里),在图中,标出通电导线的受力方向;
(3)如图所示,轻质弹簧一端固定在墙上,物体沿粗糙地面水平向左运动,压缩弹簧运动到点时,速度为,在方框内以点代替,画出经过点时水平方向的受力示意图。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)浇花器仅在土壤过于干燥的夜间才开始工作,所以光控开关S1与湿敏开关S2不能独立工作,应串联控制浇花器,根据家庭电路连接方式及安全用电,开关应接在火线和用电器之间,据此作图。
(2)由右图可知,电流从螺线管的右端流入,左端流出,故螺线管的右端为S极,且电流方向垂直纸面向里,此时导线受力方向竖直向上;左图中电流从螺线管的左端流入,右端流出,故螺线管的左端为N极,此时电流方向垂直纸面向外,即磁场方向不变,电流的方向发生改变,则导体受力的方向发生改变,受力方向竖直向下,据此作图。
(3)物体压缩弹簧运动到点,故在水平方向上,受到弹簧对M的向右的弹力,且此时物体M相对于粗糙的水平地面向左运动,所以,地面对M有水平向右的滑动摩擦力,沿力的方向各画一条有向线段,并标上力的符号。
10.(1)如图所示,一束光射向水面O点,请画出反射光线和大致的折射光线。
(2)A、B两位同学在同一起跑线同时同向做匀速直线运动,某时刻他们的位置如图甲所示,请在图乙中画出他们运动的s-t图像(须分别注明“A”“B”)。
(3)如图是小明为电动窗帘设计的电路原理图,通过电磁继电器改变电动机M的电流方向来实现窗帘的开与合。请按要求将电路连接完整,并在括号内标出电磁铁上端的极性。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)垂直分界面画出法线,在法线右侧空气中画出反射光线,使反射角等于入射角;在水中法线的另一侧画出折射光线,使折射角小于入射角,据此作图。
(2)由图甲可知,相同时间,B运动的路程大于A运动的路程,则B的s-t图像更陡峭,据此作图。
(3)由图可知,电流由电磁铁的下端流入,上端流出,由安培定则可知,电磁铁的上端为N极; 电流的方向控制电动机的转向,故改变电流方向即可实现窗帘的开与合,当衔铁被吸引时,电机与左边的电源构成闭合回路,电流从电机的上端流入;衔铁释放时,电机与右边的电源构成闭合回路,电流从电机的下端流入,据此作图。
11.用笔画线代替导线,按照图甲所示电路图,将乙图中的实物图连接完整(其中)。
【答案】
【详解】由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流,电源是由两节干电池串联组成,则电源电压为,当变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,则最大电流
所以,电流表的量程为,由电路图可知,滑片左移时接入电路中的电阻变小,所以实物图中变阻器的左下方接线柱接入电路中,如下图所示:
12.如图所示,小新家新买了一台洗衣机,请用笔画线代替导线,将洗衣机接入家庭电路中的导线补齐。
【答案】
【详解】洗衣机有金属外壳,外壳接地线,用电部分分别接火线和零线,三孔插座左零右火上接地,如图所示:
押题猜想十六 探究电流与电阻、电压的关系
试题前瞻·能力先查
1.在“探究电流与电阻关系”实验时,老师给小明提供了如下器材:电源(电压恒定为4.5V)、电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器a(102A)和滑动变阻器b(201A)各一个,定值电阻5、10、15各一个,导线若干。
(1)注意在连接电路时,开关必须处于___________状态,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,目的是___________。
(2)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整。(要求:滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,导线不允许交叉)
(3)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,则故障可能是___________(答出一种情况即可)。
(4)排除故障后,小明把5的电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,读出电流表示数如图乙所示,正确记录后,小明又改用10电阻继续实验,闭合开关后,小明应将滑片P向___________(填“左”或“右”)移动至电压表示数为___________V。
(5)小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是___________(填“a”或“b”)。
【答案】(1) 断开 保护电路
(2)
(3)定值电阻短路
(4) 右 2.5
(5)b
【详解】(1)在连接任何电路时,为了防止因接线错误导致短路从而烧坏电源或电路元件,开关必须处于断开状态。同时,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,这样在闭合开关的瞬间,电路中的总电阻最大,电流最小,可以起到保护电路的作用。
(2)滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,说明电路电阻要变小,即滑动变阻器滑片左滑时接入电路的电阻变小。将滑动变阻器A接线柱与定值电阻右端接线柱相连即可。
(3)闭合开关后,电流表有示数,说明整个电路是通路,没有断路现象。电压表并联在定值电阻R两端,如果定值电阻R短路,则电压表也被短路,无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,且电路中有电流,符合题意。
(4)根据图乙,电流表的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A。此时5Ω电阻两端的电压
探究电流与电阻关系时,需控制定值电阻两端电压不变。将5Ω换成10Ω,根据串联分压,定值电阻两端电压会变大,因此需增大滑动变阻器的分压,即滑片向右移动,使电压表示数回到2.5V。
(5)电源电压为4.5V,定值电阻两端电压控制为2.5V,则滑动变阻器两端电压
当定值电阻取最大阻值15Ω时,滑动变阻器的阻值应为
因此滑动变阻器的最大阻值需至少为12Ω,故应选b。
2.小明和小东在探究电流与电阻的关系时,所用的实验电路如图甲所示,其中电源电压为3V。
(1)小明在连接电路前发现电压表指针如图乙所示,原因是:______。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最______(选填“左”或“右”)端,从而保护电路。
(3)闭合开关后,小明发现电流表有示数,电压表无示数,出现该现象的原因可能是定值电阻______(选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,小明换用阻值不同的定值电阻,并控制______不变进行实验。
(5)小明根据实验数据作出I-R图像如图丙所示,图丙中,阴影部分面积的物理意义是______。
(6)小东还想将40Ω的定值电阻接入电路进行实验,则滑动变阻器的最大阻值至少为______Ω。
(7)小东对实验数据处理之后,作出了如图丁所示的I-图像。与图丙图像相比,图丁图像的优点是______。
【答案】(1)电压表未调零
(2)左
(3)短路
(4)定值电阻两端的电压
(5)定值电阻两端的电压
(6)20
(7)图像是一条过原点的直线,能直观反映出电压一定时,电流与电阻的倒数成正比。比I-R曲线更易判断规律。
【详解】(1)连接电路前电压表指针不在零刻度线,是因为使用前没有进行调零操作。
(2)闭合开关前,滑动变阻器需调到最大阻值处,即图甲中的左端,以保护电路(防止电流过大烧坏元件)。
(3)电流表有示数说明电路是通路;电压表无示数,可能是与电压表并联的定值电阻短路,电压表被短路所以无示数。
(4)探究电流与电阻的关系,需用控制变量法,控制定值电阻两端电压不变,改变电阻阻值。
(5)I-R 图像中,阴影部分面积 =电流I×电阻R,根据欧姆定律的变式,面积表示定值电阻两端的电压。
(6)由图丙可知,定值电阻两端控制电压,滑动变阻器两端电压
当接入时,电路中的电流
滑动变阻器的最大阻值至少是
(7)I- 图像为过原点的直线,能直观、清晰地体现电流与电阻成反比的关系,比I-R曲线更易判断规律。
分析有理·押题有据
本考点为常考实验题,是电学实验的核心内容,侧重控制变量法的应用与实验操作分析。
实验分为两部分:一是探究电流与电压的关系,控制电阻不变,改变定值电阻两端的电压,记录电流表示数,得出电阻一定时,电流与电压成正比的结论;二是探究电流与电阻的关系,控制定值电阻两端的电压不变,更换不同阻值的电阻,记录电流表示数,得出电压一定时,电流与电阻成反比的结论。
实验中滑动变阻器的作用需重点掌握:前者用于改变定值电阻两端的电压,多次实验得出普遍规律;后者用于控制定值电阻两端的电压不变,同时二者都有保护电路的作用。解题时需关注实验器材的选择、电路故障分析、数据处理与误差分析,结合欧姆定律理解实验结论
。
终极猜想·精练通关
1.如图所示,小明用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻来探究电流与电阻的关系,电源电压恒为6V,滑动变阻器的规格为“40Ω 0.5A”。
(1)他连接了图甲所示的电路,其中有一根导线接错,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到______(选填“左”或“右”)端;
(3)将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,直到电压表示数为2.5V。此时电流表示数如图乙,记录为______A,滑动变阻器接入电路的阻值为______Ω。
(4)依次更换定值电阻,重复实验。若分别将10Ω、15Ω定值电阻接入电路,调节滑动变阻器,控制电压表示数保持不变,若滑动变阻器接入电路中的阻值分别为、,则______。
(5)多次更换定值电阻进行实验的目的是______。
【答案】(1)
(2)左
(3) 0.5 7
(4)小于/<
(5)避免偶然性,寻找普遍规律
【详解】(1)实验电路中,定值电阻、电流表、滑动变阻器应为串联电路,电压表测定值电阻电压,实物图中定值电阻未接入电路,定值电阻左接线柱与电流表正接线柱之间的导线错误;应将定值电阻右接线柱与电流表正接线柱连接起来,据此作图。
(2)闭合开关前,滑动变阻器应调到最大阻值处,本题滑动变阻器右下接线柱接入电路,滑片移到最左端时接入电阻最大。
(3)[1]由图甲可知,电流表选用0~0.6A量程。由图乙可知,电流表的读数为0.5A。
[2]电源总电压,滑动变阻器两端电压
串联电流相等,因此滑动变阻器接入电阻
(4)实验控制定值电阻两端电压不变,因此滑动变阻器两端电压也不变,根据串联分压规律
定值电阻越大,需要滑动变阻器接入的阻值也越大,,因此小于。
(5)本实验是探究性实验,多次更换不同定值电阻重复实验,是为了得到电流与电阻关系的普遍规律,避免单次实验的偶然性。
2.小明在“探究电流与电阻的关系”实验中,设计了如图甲所示的电路图,实验中用到的实验器材主要有电压恒为6 V的电源,滑动变阻器(标有“20Ω 2 A”的字样),阻值分别为5 Ω、10Ω、20Ω、40 Ω的定值电阻各一个。
(1)小明根据电路图连接的实物电路如图乙所示,其中存在连线错误,如果此时闭合开关,________会因超过量程而损坏。现只要改接一根导线就可以将电路连接正确,请你在接错的那根导线上画“×”,用笔画线代替导线画出正确的连线(导线不允许交叉) ________。
(2)电路改正以后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最_______(选填“左”或“右”)端。
(3)小明依次换用5Ω、10Ω、20Ω、40Ω电阻的过程中,不断改变滑动变阻器滑片的位置,当将5Ω电阻换成10Ω时,应在闭合开关后,将滑片向右移动,其目的是__________。
(4)图丙是根据实验数据画出的I—R图像,由此得出结论:__________。其中阴影部分的面积表示的物理量是小明在实验过程中确定的定值电阻两端的电压,其数值为_______V。
(5)实验中,在接入40Ω的定值电阻后,小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都不能使电压表的示数达到原来的数值。为了能完成这次实验,小明采取的措施可行的是 。
A.调高电源电压
B.更换一个最大阻值为40 Ω的滑动变阻器
C.在开关和滑动变阻器之间再串联一个10Ω的电阻
D.将电压表改接到滑动变阻器的两端
【答案】(1) 电压表
(2)右
(3)使电压表示数保持不变
(4) 在电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比 3
(5)B
【详解】(1)由图乙得,电压表、定值电阻R、滑动变阻器串联,电流表与定值电阻R并联,电压表的示数接近电源电压6V,而电压表的量程选用0~3V,电流表的示数几乎为0,则此时闭合开关,电压表会因超过量程而损坏。由图甲可得,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流,图乙的实物图更改如答案图。
(2)电路改正以后,闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大的最右端。
(3)实验中要控制定值电阻的电压不变,小明依次换用5Ω、10Ω、20Ω、40Ω电阻的过程中,不断改变滑动变阻器滑片的位置,当将5Ω电阻换成10Ω时,应在闭合开关后,将滑片向右移动,其目的是通过增大滑动变阻器接入电路中的电阻,控制定值电阻的电压不变。
(4)根据图丙的图像可得,当电压一定时,电阻的电流与电阻阻值的乘积为定值,由此可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比。根据图丙的图像可得,当定值电阻的阻值为5Ω时,其电流为0.6A,定值电阻两端的电压为
(5)B.由串联电路电压特点得,滑动变阻器的电压为
串联电路电流处处相等,由欧姆定律得
实验中,在接入40Ω的定值电阻后,滑动变阻器接入电路中的电阻为
则更换一个最大阻值为40 Ω的滑动变阻器可以完成实验,故B符合题意;
A.若调高电源电压,定值电阻控制的电压不变,滑动变阻器分到的电压变大,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,不可以完成实验,故A不符合题意;
C.在开关和滑动变阻器之间再串联的电阻阻值至少为
故C不符合题意;
D.由上述B可知,为了能完成这次实验,需要将滑动变阻器的最大阻值增大为40Ω。将电压表改接到滑动变阻器的两端,无法使滑动变阻器接入电路中 的阻值增大到40Ω,不可以完成实验,故D不符合题意。
故选B。
3.小九用如图甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变大;
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则出现该故障的原因可能是___________
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流如图乙所示,则该数据应为___________ A;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
______
0.40
0.50
0.60
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
① 将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直至电压表示数为1V接下来用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,应将滑片向___________(选填“左”或“右)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别按入电路,重复以上步骤:
② 当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,小九认为可以改变电压表的预设电压,该预设值应不低于___________V;同组的小洲认为不改变电压预设值也可解决上述问题,只将上述准备的10Ω电阻___________(选填“串联”或“并联”)在电路中就可以顺利完成实验。
【答案】(1)
(2)定值电阻R断路
(3)0.3
(4) 左 1.2 串联
【详解】(1)滑动变阻器应“一上一下”串联在电路中,由于滑片P向右滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器接入的电阻减小,需将B接线柱接入电路,据此作图。
(2)闭合开关后,电流表无示数,说明电路可能断路或电流表短路;电压表有示数且接近电源电压,说明电压表两接线柱到电源两极是连通的,所以故障原因可能是定值电阻R断路。
(3)由图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表读数为0.3A。
(4)[1]用10Ω的电阻替换取5Ω的电阻,根据串联分压规律,此时电压表示数将增大,为使电压表示数仍为1V,应将滑片向左滑动,增大滑动变阻器接入电阻,增大滑动变阻器两端的电压,减小定值电阻两端的电压。
[2]当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,由串联分压规律可知,应增大滑动变阻器接入电阻,当其阻值到最大30Ω时,有,代入已知数据可得,解得,故为完成实验可以改变电压表的预设电压,该预设值应不低于1.2V。
[3]若不改变预设电压,仍为1V,根据串联分压,需增大滑动变阻器的最大阻值,可将10Ω电阻与滑动变阻器串联。
4.小明在探究“电流与电阻的关系”,准备的实验器材有:三节新的干电池(电压为),电流表,滑动变阻器(标有“”字样),定值电阻4个(、、、),导线若干。
(1)小明按照图甲所示的电路图连实物图,请用笔画线代替导线将图乙连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小;
(2)闭合开关前,应将滑片P调到_____(选填“A”或“B”)处;闭合开关后,若电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因可能是_____;
(3)排除故障后,将定值电阻由更换为时,应将滑动变阻器的滑片P向_____(选填“左”或“右”)适当调节,使电压表示数_____;
(4)若小明再次换接的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了完成这次实验,他采取的措施可行的是_____(选填字母)。
A.更换阻值更大的滑动变阻器 B.将电压表改接到滑动变阻器两端
【答案】(1)
(2) 电阻短路
(3) 右 保持不变
(4)A
【详解】(1)滑片向右移动时电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻串联。如图所示:
(2)[1]闭合开关前,应将滑片位于滑动变阻器阻值最大处,即处。
[2]闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明可能是电压表并联的电路短路,即电路故障原因可能是电阻短路。
(3)[1][2]在探究电流与电阻关系实验时,定值电阻两端电压需要保持不变。将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,定值电阻两端电压变大,为了保持定值电阻两端电压不变,由串联分压规律可知,需要增大滑动变阻器两端电压,应增大滑动变阻器的阻值,故将滑动变阻器的滑片向右调节,使电压表示数保持不变。
(4)A.定值电阻两端电压需要保持不变,由串联分压原理可知,定值电阻变大时,滑动变阻器需要接入的阻值变大,可能会超过滑动变阻器的最大阻值。更换阻值更大的滑动变阻器可以增大调节范围,故A符合题意;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端,电压表原来测定值电阻的电压,现在测变阻器两端的电压,对改变定值电阻的电压大小没有影响,无论怎样移动滑片,都不能使定值电阻两端的电压达到原来的数值,所以不能完成这次实验,故B不符合题意。
故选A。
5.为完成“探究电流与电阻的关系”实验,某实验小组连接了如图甲所示的电路,选用5、10、 25的定值电阻各一个,电源电压保持6V不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大___________。
(2)连接电路时,开关应处于___________状态。连接好电路,闭合开关,发现电压表示数为零,电流表示数不为零,则实验电路出现的故障可能是定值电阻处___________(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,小海将5的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,直到电压表的示数 如图乙所示,为___________V,并记录电流表的示数;接着断开开关,用10的电阻替换5的电阻,然后闭合开关,一边移动滑动变阻器的滑片,一边观察电压表示数,使___________,并记下此时电流表的示数。
(4)通过实验得到电流随电阻变化的关系图像如图丙所示,由图像可得出实验结论:电压一定时,通过导体的电流跟电阻成___________。
(5)为使结论更具普遍性,在不增加器材的基础上,可以___________。
【答案】(1)
(2) 断开 短路
(3) 2.5 电压表示数为2.5 V
(4)反比
(5)改变电源电压并多次实验
【详解】(1)滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电路中电阻的大小。由题目要求可知,滑片向右移动时,电流要变大,就说明接入电路中的电阻丝的长度要变短,则滑动变阻器下接线柱应接B端,如图所示
(2)[1]为保护电路,连接时开关应处于断开状态。
[2]电压表示数为零,电流表示数不为零,则电路无断路,与电压表并联的用电器短路,即定值电阻处短路。
(3)[1]由图可知电压表选择小量程,分度值为0.1V,故读数为2.5V。
[2]探究电流与电阻的关系需要保持电阻两端电压不变,故需要将电压表调至2.5V,即使电压表示数为2.5V。
(4)由图中数据可知,电流和电阻乘积保持不变,则在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)在不增加器材的基础上,可以改变电源电压进行多次实验,使得结论具有普遍性。
6.小明用如图所示的器材探究电流与电阻关系,电源电压是6V保持不变,定值电阻5个,滑动变阻器的规格为“,1A”。
(1)用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,则电路可能出现的故障是___________。
(3)排除故障后,进行实验,测量出的数据如下表。
实验次数
1
2
3
4
5
5
10
15
20
30
……
①换用15Ω的电阻进行实验时,当电压表示数达到U0时,电流表的示数如图乙所示,是___________ A。
②实验中小明控制电阻R两端的电压是U0=___________V。
(4)前4次实验的数据可得出结论:电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成___________。
(5)当小明用30Ω的电阻替换20Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调为U0,可能的原因是___________,在不更换器材的情况下,可以采用___________的方法完成这次实验。
【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3) 0.2 3
(4)反比
(5) 滑动变阻器的最大电阻过小 在电路中串联一个阻值为10Ω的电阻
【详解】(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流;电源电压为6V,所以电压表量程选择的,电路图如下:
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表无示数存在断路,电压表有示数,说明电压表与电源形成通路,与电压表并联的定值电阻断路。
(3)[1]根据电路图确定电流表量程为,分度值为,电流表读数为。
[2]由欧姆定律得,R两端的电压是
(4)根据表中数据知,当定值电阻的电压不变时,定值电阻的电流与电阻的乘积为定值,由此可得结论:电路两端电压一定,电流与电阻成反比。
(5)[1][2]两端的电压始终保持
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
串联电路电流处处相等,由欧姆定律得
当接入30Ω的定值电阻时,滑动变阻器接入电路中电阻为
而滑动变阻器的规格为“,1A”,所以滑动变阻器的最大阻值为,根据串联电路电阻规律可知需在电路中串联一个阻值至少为
的电阻,即在不增加原有实验器材时,在电路中串联10Ω的电阻。
7.小明探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:两节新干电池(约3V)、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、3个定值电阻,导线若干。
(1)连接的电路如图甲所示,连接有误的电路元件是________。
(2)改正电路后,闭合开关移动滑片过程中观察到电压表无示数,电流表示数有明显的变化。则故障原因可能是定值电阻________。
(3)小明发现探究此实验要不断更换电阻很麻烦,他利用旋钮开关设计了如图乙电路进行实验。
①为了保证电路安全,应先将旋至________处(选填“1”“2”或“3”),再闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为,记录此时电流表示数;
②接着将旋至2处,发现电压表示数变小了,接下来应向________(选填“左”或“右”)调节滑动变阻器,眼睛要观察________表。
③完成最后一组实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器,很难使电压表示数达到设定值,原因可能是________________________________。
【答案】(1)电源
(2)短路
(3) 3 左 电压 滑动变阻器的最小阻值太大了
【详解】(1)干电池串联使用时,应把电池的“+、-”极连接,所以连接有误的电路元件是电源。
(2)电流表示数有明显的变化,说明电路出现了短路故障,观察到电压表无示数,说明出现故障的地方在于电压表并联的地方,则故障原因可能是定值电阻短路。
(3)[1]为保护电路,连接电路时,应该连接阻值较大电阻,所以应该先将S2旋至3处,再闭合电路。
[2][3]探究电流与电阻的关系时,应控制电压不变,将S2旋至2处,定值电阻阻值变小,为了增大定值电阻两端的电压,根据串联分压,应将滑动变阻器接入电路中的阻值调小,故应将滑片向左移,并要观察电压表的示数,直到示数与①中相同。
[4]根据串联分压可知
当R1 = 5Ω的定值电阻接入电阻时,则有
解得
故滑动变阻器的最小阻值过大,所以无论怎样移动滑动变阻器滑片,都很难使电压表示数达到设定值。
押题猜想十七 探究杠杆的平衡条件
试题前瞻·能力先查
1.跨学科实践小组设计了“测量气球在空气中所受浮力”的实验∶
(1)实验过程∶
①如图a,用细线穿过自制标尺的O点并悬挂,使其处于水平平衡状态,其中标尺分度值为1mm(图中毫米刻度线没有画出);
②将充足气的篮球和套有气针的干瘪气球,固定悬挂在标尺左端距O点为L0的位置∶在标尺右端对称位置悬挂小桶,往桶内装入适量细沙,使标尺处于水平平衡状态。若测得小桶和细沙的总重力为G,则篮球和气球(含气针)的总重力为_____;
③把气针插入篮球的气门内,气球随即膨胀,如图b,标尺的_______(选填“左端” “右端”)向下发生倾斜,理由是∶左端气球受到向上的_______,导致平衡状态发生变化;
④测量膨胀气球受到的浮力大小;
方法一∶在不改变小桶悬挂位置的情况下,__________(选填“向小桶内添加”“从小桶内取出“)重力为G0的细沙,使标尺重新处于水平平衡状态,则膨胀气球受到的浮力大小为________;
方法二∶保持小桶和细沙总重力为G的情况下,移动小桶悬挂的位置,使标尺重新处于水平平衡状态,此时小桶悬挂位置与O点的距离为L,利用杠杆平衡条件也可计算出膨胀气球受到的浮力大小为________。
(2)实验评估∶
如图c,如果用钩码替换图a中的小桶和桶内细沙,为了较精准测量膨胀气球受到的浮力大小,采用④中的方法_______更合理。
【答案】(1) G 右端 浮力 从小桶内取出 G0
(2)二
【详解】(1)[1]根据杠杆平衡条件,左右力臂均为,因此:,解得篮球和气球(含气针)的总重力
[2][3]气球膨胀后,排开空气的体积变大,根据阿基米德原理,受到向上的浮力增大,左端向下的拉力减小,因此标尺的右端向下倾斜。
(2)[4]两边力臂仍为,左端拉力为,则左端力和力臂的乘积减小,要使杠杆重新平衡,右端力减小,即从小桶内取出细沙G0,根据杠杆平衡条件得,解得。
[5]保持右端总重力G不变,移动后力臂为L,根据杠杆平衡得
解得
[6]用钩码替换细沙后,钩码重力为固定值,无法连续微调,因此方法二移动钩码位置更合理。
2.图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置;
(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于_________(填“平衡”或“非平衡”)状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向_________(填“左”或“右”)侧调节。
(2)图乙是一个平衡的杠杆,此时若推动右侧钩码的悬线(如图丙所示),就会发现杠杆_________(填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”)。
(3)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是_________。
(4)实验可得,杠杆的平衡条件是动力×动力臂_________(填“大于”“等于”或“小于”)阻力×阻力臂。
(5)某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是该小组利用图丁所示的装置进行探究,在杠杆O点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为_________N。以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子拉力为阻力F2,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,F1L1总是_________(填“大于”“等于”或“小于”)F2L2,其原因可能是_________。
(6)图丁中,弹簧测力计处在A点位置时,此杠杆属于_________(填“省力”或“费力”)杠杆,请举出它在生活生产中的一个应用实例:_________。
【答案】(1) 平衡 左
(2)左端下沉
(3)使实验结论具有普遍性
(4)等于
(5) 2.6 大于 杠杆自身重力
(6) 费力 船桨、镊子
【详解】(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于平衡状态;
由图甲知,杠杆的左端较高,所以接下来应将两端的螺母向左调节,使杠杆保持水平并静止。
(2)图丙中改变了右侧拉力的力臂,使右侧拉力的力臂减小,故此时,故左端会下沉。
(3)本实验进行多次实验,是为避免偶然性,得出普遍结论。
(4)实验可得,杠杆的平衡条件是动力×动力臂等于阻力×阻力臂。
(5)分度值为,弹簧测力计示数为;图丁中,设杠杆的重力为,力臂为,当杠杆平衡时,根据杠杆的平衡条件:,由丁图可知,所以杠杆自重对杠杆平衡有影响,此时。
(6)由图丁可知此时,故为费力杠杆,生活中常见的船桨、镊子、钓鱼竿等都是费力杠杆.
分析有理·押题有据
本考点为常考实验题,力学模块的重点实验。
实验目的:探究杠杆的平衡条件,即动力×动力臂 = 阻力×阻力臂(F1L1=F2L2)。实验器材:杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台。
实验步骤:调节杠杆在水平位置平衡(便于测量力臂)、在杠杆两侧挂不同数量的钩码,调节钩码位置使杠杆平衡、记录力和力臂的数值、多次实验得出普遍规律。
解题需注意杠杆平衡条件的应用,分析实验中的错误和误差,如杠杆自重的影响、力臂的测量错误。
终极猜想·精练通关
1.探究杠杆的平衡条件。
实验序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1
0.1
0.5
0.2
2
1
0.1
1
0.1
3
1.5
0.3
3
0.15
(1)图甲所示为实验前杠杆静止时的状态,此时杠杆______(选填“是”或“不是”)处于平衡状态;为使其在水平位置平衡,应向______(选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母;调节完成后,若不计摩擦,则杠杆自重对实验______(选填“有”或“没有”)影响。
(2)小明对杠杆的平衡条件提出如下两种猜想。
猜想1:动力+动力臂=阻力+阻力臂
猜想2:动力×动力臂=阻力×阻力臂
用已调节完成的杠杆进行实验,所得的实验数据见表,分析数据可知,猜想______是正确的。
(3)小明继续探究“杠杆的平衡是否受支点到力的作用点的距离影响”。如图乙所示,他用薄片制作了一个圆盘(相当于杠杆),圆盘可以绕着圆心O转动,直径AD上所标各点间距离相等(转轴阻力忽略不计)。
①根据前面的探究结论,他在圆盘的A点挂上3个相同的钩码,在B点挂______个相同的钩码,可使圆盘在图示位置平衡。
②保持A点所挂钩码不变,将挂在B点的钩码移动到C点,发现圆盘仍能在图示位置保持平衡,这一现象说明支点到力的作用点的距离______(选填“是”或“不是”)直接影响杠杆平衡的因素。
③实验中小明发现悬挂和移动钩码很不方便,可采取的改进措施是______。
【答案】(1) 是 右 没有
(2)2
(3) 4 不是 将钩码换成弹簧测力计进行实验
【详解】(1)杠杆静止即为平衡状态。图甲中杠杆左端下沉,说明左端偏重,平衡螺母需向右调节。调节至水平位置后,杠杆自重过支点,自重力臂为0,不计摩擦时自重不影响实验。
(2)将表中数据代入猜想,实验1、3的数据对于猜想1不支持,三组数据中均满足猜想2,故猜想2是正确的。
(3)设每格长度为l,每个钩码重力为G。由杠杆平衡条件可得,
解得,即在B点挂4个相同的钩码,可使圆盘在图示位置平衡。
将钩码从B移至C,支点到作用点距离不变,但力的方向垂直于半径,力臂为支点到力作用线的垂直距离,力臂仍为不变,圆盘仍平衡。说明支点到作用点的距离不是直接影响平衡的因素。
改进措施:可用弹簧测力计代替钩码,便于调节力的大小和方向。
2.(一)某同学用密度为的纯酒精配制浓度为75%的酒精。他查阅资料得知浓度为75%的医用酒精的密度为,为检验自己配制的酒精是否合格,进行了如图所示的实验和分析:
(1)将天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,横梁静止时,指针指在如图甲所示位置,接下来的操作是向______(选填“左”或“右”)移动平衡螺母,直到天平平衡;再将适量配制的酒精倒入烧杯中,测出烧杯和酒精的总质量为98 g后,将烧杯中的一部分酒精倒入量筒中,如图乙所示,则量筒中酒精的体积为______;
(2)再测量烧杯和剩余酒精的总质量,天平横梁平衡时如图丙所示,则烧杯和剩余酒精的总质量为______g;
(3)该同学配制的酒精密度为_____。为符合要求,他应该向已配制的酒精中添加适量的______(填“纯酒精”或“水”)。
(二)该同学利用杠杆测量一石块的密度,实验装置如图丁所示:
(4)将石块悬挂在杠杆左侧,通过调节细线长度使石块缓慢浸没在下方装满水的溢水杯中(未触底),同时用质量可忽略不计的薄塑料桶接住溢出的水;
(5)将薄塑料桶悬挂在杠杆右侧,调节塑料桶的悬挂位置,使杠杆在水平方向平衡;
(6)测量出A、B两悬挂点距支点O的距离和,则石块密度______(已知水的密度)。
【答案】 右 40 62 0.9 纯酒精
【详解】[1]将天平放在水平台上,把游码移到横梁标尺的零刻度线处,横梁静止时,指针如图甲所示左偏,因此应按“左偏右移、右偏左移”向右移动平衡螺母。
[2]如图乙所示,量筒中酒精的体积为
[3]如图丙所示,烧杯和剩余酒精的总质量
[4]由题意可知,在量筒中的酒精质量
所以该同学配制的酒精密度
[5]配制的酒精密度大于医用酒精密度,为符合要求,他应该向配制的酒精溶液中添加适量的密度较低的纯酒精。
[6]如图丁所示,小石块在水中受到浮力的作用,根据阿基米德原理可知,所以杠杆左侧受到的动力
杠杆右侧受到的阻力
根据杠杆平衡条件可得,所以有
而
又因为,所以
因此
由此解得
3.在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)挂钩码前,为了使杠杆在水平位置保持平衡,则应将平衡螺母向____(选填“左”或“右”)移动,目的是便于测量____的大小。
(2)如图乙所示,在A点挂2个质量均为50g的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其平衡,此时弹簧测力计的示数为____N。(g取10N/kg)
(3)如图丙所示,保持A点所挂钩码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕B点从a位置缓慢转到b位置,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中拉力F将____(选填“变大”“变小”或“不变”),原因是____。
(4)为了探究轻质杠杆的动力大小与动力臂的关系,只改变动力臂,多次测量,根据记录的数据画出如图丁所示的动力随动力臂变化的图像。小华发现图像中每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积总相等,原因是____。
【答案】(1) 右 力臂
(2)1.5
(3) 变大 动力臂变小
(4)阻力与阻力臂乘积保持不变
【详解】(1)[1][2]挂钩码前,杠杆左端低、右端高,为了使杠杆在水平位置保持平衡,应将平衡螺母向右移动。杠杆处于水平位置时,力臂在杠杆上,方便测量力臂的长度。
(2)由题意可知,两个钩码的质量
两个钩码的重力
设杠杆每格长度为,根据杠杆平衡条件,可得,解得。
(3)[1][2]将弹簧测力计绕B点从a位置缓慢转到b位置,阻力和阻力臂一定,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件,可得拉力变大。
(4)图像中每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积与动力和动力臂的乘积相等。只改变动力臂,根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂乘积不变,所以动力与动力臂的乘积恒定。
4.同学们用杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的若干钩码探究“杠杆的平衡条件”。
(1)调节杠杆水平平衡后,第一组同学按图甲进行实验,第二组同学按图乙进行实验,你认为第_______(填“一”或“二”)组实验更方便,理由是_______;
(2)如图丙所示,小刚调节杠杆在水平位置平衡,然后在B点下方加挂一些钩码,若仍要保持杠杆在水平位置平衡,需要用弹簧测力计在A点施加一个竖直_______(填“向上”或“向下”)的动力;
(3)保持所挂钩码位置不变,不断改变弹簧测力计的作用点,每次都使得杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计施加的动力F与其力臂的图像如图丁所示。由图像可知,各个数据点与两坐标轴所围成的矩形的面积(图丁中阴影部分)是_______(填“相等”或“不等”)的;
(4)如图戊所示,在杠杆左侧挂一轻质小桶,桶里装满水,测力计示数为_______N时,杠杆平衡,则水的质量为80g;若保持小桶和弹簧测力计的位置不变,改装满另一种液体时,测力计示数变为1N,则这种液体的密度为_______(g取10N/kg)。根据此原理,可以制作杠杆密度计,要使其测量精度更高一些,应选择容积更_______的空桶。
【答案】(1) 一 便于测量力臂
(2)向下
(3)相等
(4) 0.8 1.25 大
【详解】(1)[1][2]甲图中两个力作用在竖直方向,当杠杆水平位置平衡时,杠杆与这两个力互相垂直,故支点到这两个力作用线的垂线的长度就是杠杆上支点到力的作用点的长度,故这两个力的力臂可以从杠杆上直接读出,乙图中弹簧测力计斜着拉杠杆,这个力不与杠杆相互垂直,力臂不能从杠杆上直接读出,故甲图中的操作更方便。故第一组实验便于测量力臂的大小,操作更方便。
(2)在图丙中,杠杆原来处于平衡状态。在B点下方加挂一些钩码后,B点处的阻力增大,为了保持杠杆在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件,动力与阻力应使杠杆绕支点转动的方向相反。由于B点处阻力使杠杆逆时针转动,所以在A点施加的动力应使杠杆顺时针转动,即需要用弹簧测力计在A点施加一个竖直向下的动力。
(3)分析图丁中图像数据可知,各个数据点与两坐标轴所围成的矩形的面积为
是一个定值,因此,各个数据点与两坐标轴所围成的矩形的面积(图丁中阴影部分)是相等的。
(4)[1]设图戊杠杆每个小格的长度为L,由杠杆的平衡条件可得,
水的质量为80g,则测力计的示数为
[2]小桶的容积等于水的体积,小桶的容积
若保持小桶和弹簧测力计的位置不变,改装满另一种液体时,杠杆平衡时,可得
则液体的质量
这种液体的密度为
[3]设弹簧测力计对杠杆的力为动力,则液体和桶对杠杆的力为阻力,根据杠杆平衡的条件可知,在动力和阻力臂不变的情况下,增大液体的重力,根据可知,即通过增大小桶的容积,则动力臂变大,即该密度秤的精确度会增大,所以,应选择容积更大的空桶。
5.如图所示是小明探究和应用杠杆平衡条件的过程。
(1)杠杆在图甲所示的位置静止,为使其在水平位置平衡,应向______(选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母。
(2)完成上述操作后,在两侧悬挂钩码,使横梁水平平衡,如图乙所示,进行多次实验,将数据记录在表格中,分析数据,归纳出杠杆的平衡条件是______(用表格中的字母表示)。
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
2
1
3
3
2
4
1
(3)调节杠杆在水平位置平衡后,在杠杆两边挂上钩码后出现了图丙所示的现象,要使杠杆恢复水平平衡,下一步进行的最简单的操作是:______。
(4)探究完杠杆的平衡条件后,小明利用简单的材料制作杆秤。
①如图丁所示,用木棒作为秤杆,用细线系一个20g的钩码作为秤砣,把空小盆挂在A点作为秤盘,在B点挂粗绳作为提纽,则______点相当于支点,移动细线的位置,直到杆秤水平平衡,标记此时细线的位置 C,C对应刻度值应为______ g。
②根据杠杆的平衡条件,小明制作的杆秤的刻度是______(选填“均匀”或“不均匀”)的。
【答案】(1)右
(2)
(3)将右侧钩码向左移动一个格
(4) B 0 均匀
【详解】(1)如图甲的位置,杠杆左端低,右端高,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右端调节。
(2)由表中第1组数据可得
由表中第2组数据可得
由表中第3组数据可得
由计算结果可得杠杆的平衡条件:。
(3)如图丙,杠杆右端下沉,说明右侧力和力臂的乘积大,根据杠杆平衡条件可得
右侧钩码应在第三个格,因此应将右侧钩码向左移动一个格,才能使杠杆平衡。
(4)①[1]图甲中,秤杆相当于一个杠杆,秤砣和秤盘对秤杆的力会使秤杆绕B点转动,即B点相当于支点。
[2]秤盘中未放物体时,调节秤砣位置使杆秤水平平衡,标记此时细线的位置,则该位置对应的质量刻度值为0g。
②[3]由杠杆平衡条件:可得
上式变形可得
在和一定时,秤砣移动的距离与物体的质量成正比,小明制作的杆秤的刻度是均匀的。
6.如图所示是小冬学习了杠杆和浮力的知识后制作的一支密度秤,其外形与杆秤类似,装秤钩的B处吊着一个密度均匀合金块,提纽位于O处,秤砣放在A处时,秤杆恰好水平平衡(如图甲),测得OA=80cm。把合金块浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。
(1)在图示甲位置平衡时,整个装置的总重心位于_____(选填“A处”、“B处”、“O处”);
(2)将合金块浸没在水中,秤砣移到C处时密度秤水平平衡,如图乙所示,则可在C处标上水的密度1×103kg/m3;
(3)现在向水中加入一定量的食盐,则秤砣向______(选填“左”或“右”)移才能使密度秤再次在水平位置平衡,可知提纽右边越靠近提纽O处的刻度,表示的液体密度值越____;
(4)将合金块浸没于某一种液体中,秤砣移到D位置时密度秤水平平衡,测得OB=20cm,OD=72cm,如图丙所示;聪明的小冬发现,为了得到该种液体的密度,还可以利用合金块的密度来进行计算,于是他设计了下面实验,如图丁所示,将合金块从密度计中取下,用弹簧测力计测出合金块的重力,将合金块完全浸没在水中,待稳定后,读出弹簧测力计示数,则合金块的密度为_________kg/m3,从而得到丙图中液体的密度是________kg/m3,然后在D处标上该液体密度值。
(5)若测量液体的密度时,合金块没有完全浸没,则测量值_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
【答案】 O处 左 大 8×103 0.8×103 小于
【详解】(1)[1]由图甲可知,整个装置可绕O点转动,构成一个杠杆,当杠杆在水平位置平衡时,此时整个装置的重心位于杠杆的支点O处。
(3)[2]根据阿基米德原理可知,向水中加入一定量的食盐后,液体的密度变大,则合金块所受浮力变大,由受力分析可知,绳子对合金块的拉力变小,即杠杆的阻力变小,杠杆的动力等于秤砣的重力,由题意可知,杠杆的阻力臂和动力不变,故由F1l1=F2l2可知,杠杆的动力臂变小,即秤砣应向左移才能使密度秤再次在水平位置平衡。
[3]提纽右边越靠近提纽O处,动力臂越短,由杠杆原理可知,在阻力臂与动力不变时,阻力越小,即绳子对合金块的拉力越小,则由受力分析可知,合金块所受浮力越大,由阿基米德原理可知,液体密度也越大,即提纽右边越靠近提纽O处的刻度,表示的液体密度值越大。
(4)[4]根据称重法,由图丁可知,合金块在水中受到的浮力为F浮水=4N-3.5N=0.5N
根据阿基米德原理可知,合金块的体积为
则合金块的密度为
[5]由题意知,开始时,装秤钩的B处吊着一个密度均匀合金块,提纽位于O处,秤砣放在A处时,秤杆恰好水平平衡(如图甲),测得OA=80cm,OB=20cm,根据杠杆平衡的条件可得G合金块×OB=G秤砣×OA,4N×20cm=G秤砣×80cm
解得G秤砣=1N;将合金块浸没于某一种液体中,秤砣移到D位置时密度秤水平平衡,测得OB=20cm,OD=72cm,根据杠杆平衡的条件可得F合金块×OB=G秤砣×OD,F合金块×20cm=1N×72cm
解得F合金块=3.6N,则绳子对合金块的向上的拉力F拉=3.6N,根据称重法,由图丙可知,合金块在液体中受到的浮力为F浮液体=4N-3.6N=0.4N
根据阿基米德原理可知,液体的密度
(5)[6]若测量液体的密度时,合金块没有完全浸没,则会使得合金块所受浮力变小,故会使杠杆的阻力变大,而动力和阻力臂不变,故动力臂会变大,即秤砣会向右移,由(3)中分析可知,会使得测量值小于真实值。
7.在探究“杠杆的平衡条件”的实验中(已知每个钩码重1N):
(1)调节杠杆水平平衡后,第一组同学按图甲进行实验,第二组同学按图乙进行实验,你认为第___________(选填“一”或“二”)组实验更方便,理由是___________;
(2)如图丙所示,小明调节杠杆在水平位置平衡。然后在B处挂3个钩码,若仍要保持杠杆在水平位置平衡,需要用弹簧测力计在A处竖直向下施加___________的拉力;
(3)保持B处所挂钩码位置不变,不断改变弹簧测力计的作用点和拉力的大小,使杠杆始终在水平位置平衡,绘制出弹簧测力计的拉力与其力臂的图像如图丁所示,图像中每次描出的点与两坐标轴围成的矩形面积(如图丁中阴影部分)___________(选填“相等”或“不等”);
(4)本实验可得出杠杆的平衡条件是:___________;
(5)实验结束后,小明想到一个新问题:在生活中,杠杆是有自重的,当支点不在杠杆的中点时,杠杆也会平衡。如图戊所示,已知弹簧测力计的示数为,杠杆恰好平衡,则杠杆自身受到的重力为___________。
【答案】(1) 一 见解析
(2)2
(3)相等
(4)动力×动力臂=阻力×阻力臂
(5)4
【详解】(1)[1][2]力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,因此第一组实验设计的好,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,力臂从杠杆上直接读取。
(2)设一个钩码的重力为G,杠杆一格长为L,由杠杆平衡条件可知3G×2L=F×3L
得到F=2G=2×1N=2N
(3)图丙中阻力和阻力臂不变,图丁中动力和动力臂的乘积等于两坐标轴围成的矩形面积,每次实验中动力与动力臂的乘积相等,所以每次描出的点与两坐标轴围成的矩形面积相等。
(4)根据实验数据,每次实验中动力与动力臂的乘积与对应的阻力与阻力臂的乘积都相等,可以得到杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂,可写作F1L1=F2L2。
(5)杠杆的重心在其中心,故阻力臂为3L,动力臂为6L,根据杠杆的平衡条件有2N×6L=G×3L
解得G=4N。
押题猜想十八 电阻的测量
试题前瞻·能力先查
1.在用伏安法测量电阻实验中,使用的器材如下:电阻为的待测电阻器,电压恒为3V的电源,电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一只,导线若干。
实验序号
1
2
3
电压
1.50
2.25
2.65
电流
0.15
0.22
①
电阻
10.0
10.2
电阻平均值
(1)测量电阻的原理是______(填写公式即可)。
(2)连接电路过程中,开关应处于______状态;如图甲所示,若此时闭合开关,______(选填“电流”或“电压”)表的指针将会偏转到最大处。
(3)请用笔画线表示导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(4)连接好电路后,将滑动变阻器调到阻值最大处,闭合开关,移动滑片P,将实验数据记录在表中。表中①处电流表的示数如图乙所示,为______A;电阻器的电阻Rx的平均测量值为______Ω(结果保留一位小数)。
(5)要完成这几组实验所选用滑动变阻器的最大阻值至少是______Ω。
【答案】(1)
(2) 断开 电压
(3)
(4) 0.26 10.1
(5)10
【详解】(1)伏安法测电阻的原理是欧姆定律变形公式,通过测量待测电阻两端电压和通过的电流计算电阻。
(2)连接电路时,为了保护电路,开关必须处于断开状态;图甲中电压表串联在电路中,电压表内阻极大,电路电流极小,电流表几乎无偏转,电压表测得电源电压3V,电压表选0~3V量程,因此电压表指针偏转到最大刻度处。
(3)伏安法测电阻要求电压表并联在待测电阻两端,即将电阻的右接线柱与电压表的“3”接线柱相连即可。
(4)电流表接0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.26A;第三次测得电阻
电阻平均值为
(5)第一组实验待测电阻两端电压最小时,滑动变阻器接入阻值最大,此时滑动变阻器两端电压
电流,因此滑动变阻器最大阻值至少为
2.小明同学在“测量定值电阻的阻值”实验中,电路图如图甲所示,请回答以下问题。
(1)连接电路时,开关应处于_____状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于_______端(选填“A”或“B”);闭合开关后指针如图甲原因是_____;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,则电阻的阻值为_____。小明进行了多次测量,计算出R的阻值的平均值,目的是_____;
(3)实验后,小明要利用上述器材测量未知电阻的阻值,设计的实验电路如图丁所示,电源电压保持不变,定值电阻的阻值记为,请将实验步骤补充完整:
①闭合开关、,断开开关,读出电流表的示数为;
②_____,读出电流表的示数为;
③未知电阻阻值的表达式:_____(用、和表示)。
【答案】(1) 断开 B 电流表正负接线柱接反了
(2) 5 减小误差
(3) 闭合开关S、S2、断开S1
【详解】(1)[1]为了保护电路安全,连接电路时开关必须处于断开状态。
[2]闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大端。根据图乙,滑片应置于B端。
[3]闭合开关后,若电流表指针反向偏转(向左偏),说明电流从电流表的负接线柱流入、正接线柱流出了。
(2)[1]根据图丙,电流表量程为0~0.6 A,分度值0.02 A,指针指在0.5 A处,电流。电压,由欧姆定律得电阻:
[2]在本实验中,测量的定值电阻阻值是个定值,多次测量求平均值的目的是减小误差,使测量结果更接近真实值。
(3)步骤①两电阻并联,电流表测量通过R0的电流,可得电源电压(等于定值电阻两端电压)
步骤②应为闭合开关、,断开开关使待测电阻与定值电阻并联,电流表测干路电流I2,电源电压不变,则根据并联电路电流特点,通过的电流为
电源电压不变,由并联电路电压规律及欧姆定律得:
可得未知电阻:
分析有理·押题有据
本考点为常考实验题,电学模块的核心实验。
伏安法测电阻:实验原理,器材包括电源、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻、开关、导线。
实验步骤:连接电路、闭合开关,调节滑动变阻器,记录多组电压和电流值、计算电阻的平均值(减小误差);若测量小灯泡的电阻,需注意灯丝电阻随温度变化,不能求平均值。
其他方法:缺电流表或电压表时,利用已知电阻和串并联电路特点测量电阻(如安阻法、伏阻法)。
解题需掌握实验电路的连接,分析电路故障(如电流表无示数、电压表有示数的原因),处理实验数据。
终极猜想·精练通关
1.按要求完成下列实验题;
(1)如图甲,在“测量物体运动的平均速度”实验中,小木块从斜面A点滑下,AC段的距离为_________cm,小木块在A、C点的时间如图所示,则通过AC段的时间为_________s,则小木块在AC段的平均速度为_________m/s。
(2)同学们利用伏安法测量某定值电阻的阻值,电源电压为U且保持不变
①某同学连接了如图乙所示的部分电路.请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左移动时,电压表示数变大_________。
②按要求连接电路后,闭合开关,发现电压表指针一直来回摆动,电流表有示数且稳定,其原因可能是_________(填“定值电阻”“滑动变阻器”或“电压表”)接触不良。
③排除故障后,某次测量时电压表的示数为1.6V,电流表的示数如图乙所示,此定值电阻的阻值为_________。
④另一位同学进行测量时,在分别读取电压表和电流表的示数为U1、I1后,发现误将电压表与滑动变阻器并联.则待测电阻的阻值应为R=_________(用字母表示)。
【答案】(1) 28.0 2 0.14
(2) 电压表 5
【详解】(1)刻度尺分度值为1cm,A对齐0.0cm刻度线,C对齐28.0cm处,因此AC段距离为28.0cm;
通过AC段的时间为
根据平均速度公式,小木块在AC段的平均速度
(2)要求滑片左移时电压表示数变大,则定值电阻电压变大,说明电路电流变大,滑动变阻器接入电阻需要变小,因此将定值电阻右接线柱接滑动变阻器的左下接线柱即可,据此作图;
电流表有示数且稳定,说明主电路通路完好,只有电压表来回摆动,因此故障是电压表接触不良;若定值电阻或滑动变阻器接触不良,电流表示数也会波动,不符合题意;
电流表接0~0.6A量程,分度值0.02A,读数为,根据欧姆定律,定值电阻的阻值为
电压表并联在滑动变阻器两端,根据串联电路电压规律,定值电阻两端电压为,电路电流为,因此待测电阻
2.小粤在“探究电流与电压的关系”实验时,选用了如下实验器材:电源(电压恒为3V),电流表(量程为),电压表(量程为),滑动变阻器,开关,定值电阻,小灯泡(额定电压),导线若干。实验电路图如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整(要求滑片P向左移动时电流表示数变大);
(2)实验前应将滑片P调至最______(选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电压表、电流表均无示数。小粤将另一个电压表接在a、b两点时,电压表示数为;接在a、c两点时,电压表无示数;接在b、c两点时,电压表示数为。由此可判断出电路中______(选填“开关”“定值电阻”或“滑动变阻器”)断路;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录实验数据见表。第3次实验时,电流表示数如图丙所示,读数为______A;
实验序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.50
0.80
1.20
1.50
2.00
2.50
电流I/A
0.10
0.16
0.30
0.40
0.50
(4)分析实验数据可得出实验结论:当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______比;
(5)小粤用小灯泡代替定值电阻,调节滑动变阻器,测出小灯泡在不同电压下的电流,作出小灯泡电流与电压变化的图像如图丁所示,由图可知:
①小灯泡的电阻随其两端电压的增大而______(选填“增大”“减小”或“不变”);
②实验中______(选填“应该”或“不应该”)对小灯泡在不同电压下的电阻值取平均值。
【答案】(1)
(2) 右 开关
(3)0.24
(4)正
(5) 增大 不应该
【详解】(1)实验中,滑动变阻器应与定值电阻串联接入电路中,要求滑片P向左移动时电流表示数变大,说明滑片左移滑动变阻器接入电路的电阻变小,由此可判断滑动变阻器的左下端接线柱与电源正极接线柱相连接入电路即可。
(2)为了保护电路,在开关闭合前,应将滑片P调至阻值最大端,即图中的最右端。
闭合开关两表都无示数,说明电路整体断路。接a、b电压为电源电压,说明a、b外电路通;接a、c无示数,说明c到电源负极不通;接b、c电压为电源电压,说明断路位置在b、c之间,也就是开关断路。
(3)电流表选0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针读数为0.24A。
(4)分析数据可知,电阻不变时,电流随电压增大成比例增大,因此电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(5)观察图丁可知灯泡两端电压增大幅度大于通过灯泡的电流增大幅度,即由此可知小灯泡的电阻随其两端电压的增大而变大。
实验中不应该对小灯泡在不同电压下的电阻值取平均值,因为小灯泡的电阻随温度的变化而变化,取平均值无意义。
3.在做“伏安法测电阻”的实验中,小林设计并连接了如图甲所示的部分电路。
(1)请用笔画线补齐图中缺失的一根导线,使电路连接完整(导线不可交叉)。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最______(选填“左”或“右”)端。此时,滑动变阻器的作用是保护电路。
(3)在实验过程中,电压表指针猛然偏向表盘最右侧,电流表示数几乎为0,若电路中只有一处故障,则发生的故障可能是______。
(4)排除故障后,小林继续进行实验,某次测量中电压表和电流表的示数如图乙所示时,则该次测得未知电阻Rx的阻值______Ω。
(5)为了减小实验误差,应调节______,改变电压表、电流表的示数,记录多组电压、电流值,并算出相应的电阻值,取这些阻值的平均值记为电阻Rx的阻值。
(6)小林对实验进一步拓展,在缺少电流表的情况下,设计了如图丙所示的实验电路来测量未知电阻Rx的阻值,已知滑动变阻器的最大阻值为R0,电源电压未知且恒定不变。实验步骤如下:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至a端,读出电压表的示数为U1;
②再将滑动变阻器的滑片移至b端,读出电压表的示数为U2;
③未知电阻Rx阻值的表达式:Rx=______(用U1、U2、R0表示)。
【答案】(1)
(2)右
(3)定值电阻R断路
(4)10
(5)滑动变阻器的滑片
(6)
【详解】(1)如图所示,电压表并联在定值电阻两端,电压表已经确定了量程,只要连接电阻与电压表正接线柱即可。
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,即最右端。
(3)闭合开关后,电压表指针猛然偏向表盘最右侧,电流表示数几乎为0,电路发生断路,电压表指针猛然偏向表盘最右侧,电压表与电源相通,故发生的故障可能是定值电阻R断路。
(4)由图乙可知,电压表是0~3V量程,分度值0.1V,示数为1.2V;电流表的量程0~0.6A,分度值0.02A,示数为0.12A,未知电阻Rx的阻值
(5)测量电阻时为了减小实验误差,应调节滑动变阻器的滑片,改变电压表、电流表的示数,记录多组电压、电流值,并算出相应的电阻值,取这些阻值的平均值记为电阻Rx的阻值。
(6)将滑动变阻器的滑片移至a端,测量定值电阻的电压,为U1;再将滑动变阻器的滑片移至b端,测量总电压为U2;变阻器两端的电压为
电路中的电流为
未知电阻Rx阻值的表达式
4.在测量标有2.5V小灯泡电阻的实验中,图-1是甲同学连接好的电路。
(1)乙同学发现电路连接错误,只需更改一根导线即可。请你把接错的那一根导线找出来,并画上“×”。再用笔画线把它改接到正确的位置上;
(2)___________开关前,应将滑片移到滑动变阻器的最左端;
(3)闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数较大,则电路故障可能是___________(写出一种可能即可);
(4)排除故障后,甲同学先闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低,实验中观察到的现象和测量的数据记录如表:当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图-2所示为___________,则此时小灯泡的电阻约为___________(结果保留一位小数);
序号
1
2
3
4
5
发光情况
明亮
较亮
较暗
暗
不发光
电压
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流
0.22
0.20
0.14
0.12
电阻
11.4
10.0
7.1
4.2
(5)最后甲同学用表格中的电阻取平均值做小灯泡的电阻,乙同学认为这样处理不正确。请你说明理由:___________。
【答案】(1)
(2)闭合
(3)小灯泡断路
(4) 0.18 8.3
(5)小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化
【详解】(1)在测小灯泡电阻实验中,小灯泡要与滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端电压,电流表测电流,且电流表与电压表接线柱需正进负出,滑动变阻器要一上一下接入,如图所示:
(2)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器接入阻值调到最大,如图,应将滑片P移到滑动变阻器的最左端。
(3)闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表无示数,说明$
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