内容正文:
初四物理阶段性检测
一、单选题
1. 如图所示,物块A放在木板B上,用水平向左的力推A,A向左运动而B保持静止,已知A、B接触面粗糙,则下列说法正确的是( )
A. B对A的摩擦力方向水平向左
B. 桌面对B的摩擦力方向水平向右
C. 桌面和A对B的摩擦力是一对相互作用力
D. 桌面对B的支持力与A对B的压力是一对平衡力
2. 如图甲所示,放在水平地面上的物体受到水平方向的拉力F的作用,F的大小与时间t的关系和运动速度v的大小与时间t的关系分别如图乙、丙所示( )
A. 0~2s内,物体未被推动,推力小于摩擦力
B. 2~4s内,物体做加速运动,摩擦力等于7N
C. 6~8s内,物体做减速运动,物体受到的摩擦力小于2~4s时的摩擦力
D. 物体在6~8s内受到的合力与2~4s内受到的合力大小相等
3. 如图所示,水平桌面上放有两个完全相同的容器甲、乙,分别盛有质量相同的不同液体,液体的高度相同,则液体对甲、乙两容器底部的压强、和容器对水平桌面的压强、的关系是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
4. 如图所示装置叫作单摆,细线一端固定于M点,另一端栓一小球,小球由A点静止释放后,将在A、B两点之间往复运动(不计任何风力),如果运动到B点时,受到的力全部消失,下列猜想正确的是( )
A. 继续往复运动 B. 做圆周运动
C. 静止不动 D. 做匀速直线运动
5. 将标有“6V 6W”的甲灯泡和“6V 3W”的乙灯泡串联后,接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )
A. 甲灯能正常发光 B. 乙灯能正常发光
C. 两灯均能正常发光 D. 两灯均不能正常发光
6. 如图所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,则( )
A. 电流表A示数变小
B. 电压表示数不变
C. 电压表示数与电流表A示数之比变大
D. 电压表示数与电流表A示数之比变小
7. 如图取两个相同的验电器A和B,使A带负电,B不带电,现用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来。则( )
A. 可以看到A金属箔的张角增大,B金属箔张开
B. B金属箔张开,是因为箔片都带正电荷相互排斥
C. 连接的瞬间,B中的正电荷通过金属棒流向A
D. 连接的瞬间,棒中有方向为从B流向A的电流
8. 如图所示的电路,电源电压恒为,灯泡标有“”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为。闭合开关,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片,则( )
A. 滑动变阻器接入电路的阻值范围是
B. 电流表示数的变化范围是
C. 电压表示数的变化范围是
D. 电路总功率的变化范围是
9. 如图所示,用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的两种液体进行加热,两图装置均相同。燃料的质量用m表示,燃料充分燃尽时液体升高的温度用表示(液体未沸腾)( )
A. 若甲乙燃料种类相同,两个烧杯中液体的种类不相同,两个装置用来探究燃料的热值大小
B. 若甲乙燃料种类相同,两个烧杯中液体的种类不相同,的值越大,液体的吸热能力越强
C. 若甲乙两种燃料种类不同,两个烧杯中液体种类相同,的值越大,燃料的热值越大
D. 若甲乙两种燃料种类不同,两个烧杯中液体种类相同的值越大,燃料的热值越大
10. 如图所示用同一个实验装置分别加热的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化的图线,乙从加热至沸腾刚好消耗了酒精。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等。已知,,下列说法中( )
①
②乙的吸热能力大于甲的吸热能力
③乙吸收的热量为
④该酒精灯的加热效率为17.5%
A. 只有①③正确 B. 只有②③正确
C. 只有③④正确 D. 只有①④正确
二、多选题
11. 关于物体的温度、热量、内能的说法中,正确的是( )
A. 物体温度升高,它的内能一定增加
B. 物体温度升高,一定是吸收了热量
C. 物体吸收热量,温度不一定升高
D. 温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
12. 如图所示,重600N的工人通过滑轮组用竖直向下的拉力匀速提升货物,表中是他某次工作的相关数据。若三个滑轮重均相等,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
货物所受重力G/N
货物被提升高度h/m
绳端所受拉力F/N
所用时间t/s
540
3
200
25
A. 工人做功的功率为72W
B. 滑轮组对悬挂点A的拉力为920N
C. 滑轮组的机械效率为90%
D. 若货物离开水平地面之前,工人用100N的力竖直向下拉绳端,则地面对货物的支持力为200N
13. 一质量为900g、底面积为100cm2、高为12cm的不吸水圆柱体放在盛有4.2kg水的薄壁(厚度不计)柱形容器内,容器底面积为300cm2,如图所示。打开阀门K,放出3kg的水后关闭阀门(=1.0×103kg/m3)。下列说法正确的是( )
A. 圆柱体的密度为0.75×103kg/m3
B. 放水前水面距容器底部的高度为l4cm
C. 放水后水对容器底部的压力为21N
D. 放水后水对容器底部的压强为600Pa
14. 如图(a),电源电压保持不变,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证各元件安全的情况下(灯泡两端的电压不超过额定电压,电表均不超过量程),进行下列操作:只闭合S1、S2,最大范围内移动滑动变阻器滑片P,电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值的关系如图(b)所示;只闭合S3,滑片P从最右端向左滑动,直至灯泡正常发光,电流表示数与电压表示数的关系如图(c)所示。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为5V
B. 小灯泡的额定功率为2.64W
C. 小灯泡工作时的最小电压为1V
D. 只闭合S1、S2与只闭合S2、S3,滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为5:1
15. 如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1和S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则( )
A. R1的电阻为5Ω B. R2的电阻为7.5Ω
C. 前一种情况中a表的示数为3V D. 后一种情况中b表的示数为1.2A
三、填空题
16. 如图所示,电源电压为6V且恒定不变,R1是定值电阻,其阻值为20Ω。闭合开关S后,电流表A2的示数为0.2A,则电流表A1的示数为__________A,电阻R2的阻值为__________Ω,整个电路1min消耗的电能为__________J。
17. 闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图象如图乙所示。则定值电阻的阻值为________Ω,电源电压为________V.
18. 如图所示,用20N的力握着一重为3N的装有水的玻璃杯静止悬在空中时,杯子所受摩擦力方向___________,大小为___________N;如果增大握力,则杯子受到的摩擦力___________(选填“变大”“变小”或“不变”);当在杯中再加入少量的水,仍使杯子静止悬在空中时,则杯子受到的摩擦力将___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
19. 水平桌面上有物体A、B,如图甲,A在F1的作用下向左做匀速直线运动;如图乙,A、B用轻绳水平连接,在F1和F2共同作用下一起向右做匀速直线运动,水平拉力F1=6N,F2=24N,图乙中A受摩擦力的方向是水平向___________,物体B与桌面的摩擦力为___________N。
20. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中,用如图所示的实验器材进行实验,若凸透镜的焦距为10cm,将蜡烛放在距离凸透镜______(填“5.0”或“15.0”)cm位置时,移动光屏,可以在光屏上呈现清晰的______(填“缩小”或“放大”)的像。若使光屏上能呈现清晰的等大的像,选用的凸透镜的焦距最大为______cm。
四、实验题
21. 小滨同学“探究凸透镜成像的规律”。
(1)如图甲所示,小滨让凸透镜正对平行光,调整凸透镜到光屏的距离,光屏上会出现一个很小、很亮的光斑,则该凸透镜的焦距f=________cm;
(2)小滨在组装器材时,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上,目的是让烛焰的像成在_________;
(3)如图乙所示,小滨将凸透镜固定在50cm刻度线处,当蜡烛距凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、________(选填“缩小”、“等大”或“放大”)的实像,利用该成像规律制成的光学仪器是________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。此时,若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片,要在光屏上成清晰的像,光屏应向________(选“左”、“右” )移动;
(4)小滨在实验过程中,光屏上得到清晰的像,突然,一只飞虫落到了凸透镜表面上,则光屏上出现________。
A.飞虫的像 B.飞虫的影子 C.仍是烛焰的像
22. 小明摘来李子,用天平、量筒和水测量李子的密度。
(1)调节天平时,应先将游码移至标尺的___________处,然后调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)用天平测量李子的质量,当天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图所示,李子的质量为___________g;用量筒和水测得李子的体积为,则李子的密度为___________。
(3)完成上述实验后,在不用量筒的情况下,小明利用天平、烧杯和该李子测量凉茶的密度,实验步骤如下:
①在烧杯中加入适量的凉茶,如图甲所示,并在烧杯上标记此时液面的位置,测得凉茶和烧杯的总质量为240g。
②将李子放入凉茶中,李子沉底,如图乙所示,在烧杯上标记此时液面的位置。
③取出李子,然后向烧杯中加凉茶,使液面上升至位置___________,测得此时凉茶和烧杯的总质量为282g。根据实验数据,可得凉茶的密度为___________。从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,这对凉茶密度的测量结果___________(选填“有”或“无”)影响,原因是___________。
23. 俊俊同学在实验室对热学中的相关实验进行探究。
(1)俊俊同学用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲所示),探究水和煤油的吸热能力。
①组装实验装置时,放置陶土网的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置的调节非常重要。实验时他应当先调整固定___________(填“铁圈”或“铁夹”)的位置;
②在两个相同的烧杯中应加入初温和___________相同的水和煤油,实验中用相同的酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内___________;
③水和煤油的温度随时间变化的图像如图乙所示。根据图乙可判断:a物质是___________(填“水”或“煤油”),b物质吸热能力较___________(填“强”或“弱”);
(2)如图丙所示,为比较酒精和碎纸片的热值,俊俊用两个相同规格的烧杯装相等质量的水,取质量___________(填“相等”或“不相等”)的酒精和碎纸片,分别放入两个燃烧皿中,分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃尽,通过比较___________(填“加热时间”或“水升高的温度”)来确定酒精和碎纸片热值的大小。
24. 小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验,设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于______(选填“A”或“B”)端。闭合开关后,移动滑片,发现小灯泡不亮,则电路故障可能是滑动变阻器______(选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,某次实验电压表的示数如图乙所示,为______V;为了让小灯泡达到正常发光状态,此时滑动变阻器的滑片应向______(选填“A”或“B”)端滑动;
(4)小明测得多组数据,并画出如图丙所示的图像。由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为______Ω,小灯泡的额定功率为______W。
25. 小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω;1A”字样,导线若干。
(1)请你根据图甲电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物连接完整_______;
(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于_______状态;闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最_______(填“左”或“右”)端;
(3)小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是_______V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向_______(填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为_______V;
(4)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是( )
A. 滑动变阻器的阻值太大
B. 电压表量程选小了
C. 滑动变阻器的阻值太小
D. 滑动变阻器烧坏了
五、计算题
26. 如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω,R2=10Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0~15V,V2的量程为0~3V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时,电路中的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路总功率保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求R0接入电路的阻值范围。
27. 一底面积为100cm2的平底薄壁圆柱形容器,装有适量的水放置在水平桌面上。将体积为500cm3的物体A轻放入容器中,静止后水面上升4cm如图甲所示。若将一体积为50cm3的物体B用细绳系于A的下方,使A、B两物体恰好悬浮在水中如图乙所示,不计绳重及其体积,水的密度。求:
(1)A的重力;
(2)物体B的密度;
(3)甲乙中底部压强的变化量。
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初四物理阶段性检测
一、单选题
1. 如图所示,物块A放在木板B上,用水平向左的力推A,A向左运动而B保持静止,已知A、B接触面粗糙,则下列说法正确的是( )
A. B对A的摩擦力方向水平向左
B. 桌面对B的摩擦力方向水平向右
C. 桌面和A对B的摩擦力是一对相互作用力
D. 桌面对B的支持力与A对B的压力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】A..A向左运动而B保持静止,所以A受到B对其水平向右的摩擦力,故A错误;
B.对B受力分析,B受重力、桌面对B的支持力、A对B的压力、A对B水平向左的摩擦力、桌面对B水平向右的摩擦力,故B正确;
C.桌面和A对B的摩擦力是不同物体对B的作用力,大小相等,方向相反,是一对平衡力,不是一对相互作用力,故C错误;
D.桌面对B的支持力大小等于A对B的压力与B的重力大小之和,桌面对B的支持力与A对B的压力不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
2. 如图甲所示,放在水平地面上的物体受到水平方向的拉力F的作用,F的大小与时间t的关系和运动速度v的大小与时间t的关系分别如图乙、丙所示( )
A. 0~2s内,物体未被推动,推力小于摩擦力
B. 2~4s内,物体做加速运动,摩擦力等于7N
C. 6~8s内,物体做减速运动,物体受到的摩擦力小于2~4s时的摩擦力
D. 物体在6~8s内受到的合力与2~4s内受到的合力大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.0~2s内,物体未被推动,处于平衡状态,推力等于摩擦力,故A不符合题意;
BC.2~4s内,物体做加速运动,6~8s内,物体做减速运动,产生的摩擦力均为滑动摩擦力,由于物体在运动过程中压力和接触面的粗糙程度不变,则摩擦力不变,根据二力平衡可知,4~6s内,物体做匀速直线运动,受到的滑动摩擦力等于此时的外力为5N,即2~4s内、6~8s内受到的摩擦力均为5N,故BC不符合题意;
D.物体在6~8s内受到的合力为,2~4s内受到的合力为:,则物体在6~8s内受到的合力与2~4s内受到的合力大小相等,故D符合题意。
故选D。
3. 如图所示,水平桌面上放有两个完全相同的容器甲、乙,分别盛有质量相同的不同液体,液体的高度相同,则液体对甲、乙两容器底部的压强、和容器对水平桌面的压强、的关系是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【详解】液体对容器底部的压强: 由图可知,甲容器中液体体积,且液体质量。根据密度公式,可得。 液体深度h相同,由液体压强公式,可知。容器对桌面的压强: 容器和液体总质量相同,对桌面的压力相等。但甲容器底面积,由压强公式,可知。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. 如图所示装置叫作单摆,细线一端固定于M点,另一端栓一小球,小球由A点静止释放后,将在A、B两点之间往复运动(不计任何风力),如果运动到B点时,受到的力全部消失,下列猜想正确的是( )
A. 继续往复运动 B. 做圆周运动
C. 静止不动 D. 做匀速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】由题意知,当小球运动到B点时,速度为0,此时受到的力全部消失,根据牛顿第一定律,小球将保持静止,故ABD错误,C正确。
故选C。
5. 将标有“6V 6W”的甲灯泡和“6V 3W”的乙灯泡串联后,接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )
A. 甲灯能正常发光 B. 乙灯能正常发光
C. 两灯均能正常发光 D. 两灯均不能正常发光
【答案】B
【解析】
【详解】甲灯的电阻为
乙灯的电阻为
两灯串联,串联电路的总电阻等于各串联电阻之和,则电路中的总电阻为R=R甲+R乙=6Ω+12Ω=18Ω
电路中的电流为
甲灯的额定电流
甲灯不能正常发光,乙灯的额定电流
所以乙灯能正常发光,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6. 如图所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,则( )
A. 电流表A示数变小
B. 电压表示数不变
C. 电压表示数与电流表A示数之比变大
D. 电压表示数与电流表A示数之比变小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图可知,电阻R1和变阻器R2串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量变阻器两端的电压,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,变阻器R2连入电路的电阻变小,由电阻的串联可知电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,由U=IR可知电阻R1两端的电压变大,即电压表示数变大,故AB不符合题意;
C.由可知电压表示数与电流表A示数之比等于R1的阻值,R1的阻值不变,所以电压表示数与电流表A示数之比不变,故C不符合题意;
D.由可知电压表示数与电流表A示数之比等于R2的阻值,R2的阻值变小,所以电压表示数与电流表A示数之比变小,故D符合题意。
故选D。
7. 如图取两个相同的验电器A和B,使A带负电,B不带电,现用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来。则( )
A. 可以看到A金属箔的张角增大,B金属箔张开
B. B金属箔张开,是因为箔片都带正电荷相互排斥
C. 连接的瞬间,B中的正电荷通过金属棒流向A
D. 连接的瞬间,棒中有方向为从B流向A的电流
【答案】D
【解析】
【详解】A.A带负电,B不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来,此过程中,A上的负电荷转移到B,A的张角变小,故A不符合题意;
B.B验电器的两个箔片都带负电电荷,金属箔张开,是因为同种电荷相互排斥,故B不符合题意;
C.连接的瞬间,A中的负电荷通过金属棒流向B,故C不符合题意;
D.物理学规定正电荷定向移动的方向是电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,连接的瞬间,棒中有方向为从B流向A的电流,故D符合题意。
故选D。
8. 如图所示的电路,电源电压恒为,灯泡标有“”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为。闭合开关,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片,则( )
A. 滑动变阻器接入电路的阻值范围是
B. 电流表示数的变化范围是
C. 电压表示数的变化范围是
D. 电路总功率的变化范围是
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图知道,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压,由于灯泡标有“”字样,由知道,灯泡的额定电流
灯泡的电阻
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
当电压表的示数为3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,灯泡的功率最小,此时灯泡两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的最小电流
滑动变阻器接入电路中的最大阻值
所以,滑动变阻器允许的调节范围是4Ω~10Ω,电流表的变化范围是,故AB错误;
C.滑动变阻器接入电路中的电阻最小时,电压表的示数
则电压表示数的变化范围是,故C错误;
D.由知道,电路最小总功率
电路最大总功率
即电路总功率的变化范围是,故D正确。
故选D。
9. 如图所示,用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的两种液体进行加热,两图装置均相同。燃料的质量用m表示,燃料充分燃尽时液体升高的温度用表示(液体未沸腾)( )
A. 若甲乙燃料种类相同,两个烧杯中液体的种类不相同,两个装置用来探究燃料的热值大小
B. 若甲乙燃料种类相同,两个烧杯中液体的种类不相同,的值越大,液体的吸热能力越强
C. 若甲乙两种燃料种类不同,两个烧杯中液体种类相同,的值越大,燃料的热值越大
D. 若甲乙两种燃料种类不同,两个烧杯中液体种类相同的值越大,燃料的热值越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.探究燃料的热值大小时,由控制变量法可知,应控制燃料的种类不同,两个烧杯中液体的种类相同,故A不符合题意;
B.若甲乙燃料种类相同,燃料的质量用m表示,燃料充分燃尽时,两个烧杯中液体吸收热量相同,燃料放出热量
两个烧杯中液体的种类不相同,质量相同,燃料充分燃尽时液体升高的温度用表示,则液体的比热容
当的值越大,液体的吸热能力越弱,故B不符合题意;
CD.若两个烧杯中液体种类相同,质量相同,燃料充分燃尽时液体升高的温度用表示,则液体吸收热量
若甲乙两种燃料种类不同,则燃料的热值
当的值越大,燃料的热值越小;的值越大,燃料的热值越大,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
10. 如图所示用同一个实验装置分别加热的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化的图线,乙从加热至沸腾刚好消耗了酒精。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等。已知,,下列说法中( )
①
②乙的吸热能力大于甲的吸热能力
③乙吸收的热量为
④该酒精灯的加热效率为17.5%
A. 只有①③正确 B. 只有②③正确
C. 只有③④正确 D. 只有①④正确
【答案】C
【解析】
【详解】由图2知,温度由20摄氏度升高至100摄氏度,甲所需时间为8min,乙所需时间为4min,实验中用相同的实验装置加热,则在相同的时间内酒精灯放出的热量相同,相同的时间内,两种液体吸收的热量相等,升高相同的温度80摄氏度时,甲吸收的热量比乙大,则甲的吸热能力比乙的强,甲的比热容比乙大,所以甲是水。此加热过程,甲和乙吸收热量的关系
解得,
①②错误;0~8min,乙吸收的热量与甲吸收的热量相等,为
③正确;乙从20摄氏度加热至沸腾用时10min,吸收的热量
消耗酒精放出的热量
该酒精灯的加热效率
④正确。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
二、多选题
11. 关于物体的温度、热量、内能的说法中,正确的是( )
A. 物体温度升高,它的内能一定增加
B. 物体温度升高,一定是吸收了热量
C. 物体吸收热量,温度不一定升高
D. 温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.物体的温度升高了,分子无规则运动加快,分子动能增加,它的内能一定增加,故A正确;
B.物体温度升高,可能是吸收了热量,有可能是外界对物体做了功,故B错误;
C.物体吸收热量,它的温度不一定升高,例如:晶体熔化时,吸收热量,但温度不变,故C正确;
D.内能的大小与质量、温度、状态等因素有关,故温度高的物体内能不一定大,温度低的物体内能不一定小,故D错误。
故选AC。
12. 如图所示,重600N的工人通过滑轮组用竖直向下的拉力匀速提升货物,表中是他某次工作的相关数据。若三个滑轮重均相等,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
货物所受重力G/N
货物被提升高度h/m
绳端所受拉力F/N
所用时间t/s
540
3
200
25
A. 工人做功的功率为72W
B. 滑轮组对悬挂点A的拉力为920N
C. 滑轮组的机械效率为90%
D. 若货物离开水平地面之前,工人用100N的力竖直向下拉绳端,则地面对货物的支持力为200N
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由图可知,滑轮组由3段绳子承担货物的重力,所以绳子股数,则绳端移动的距离
工人做的总功
工人做功的功率,故A正确;
B.不计滑轮组的绳重和摩擦,根据滑轮组的工作原理,则绳端拉力,则动滑轮的自重
由于三个滑轮重均相等,所以定滑轮的重力也为60N。由图可知,滑轮组有2个定滑轮,则定滑轮总重。将2个定滑轮看作整体受力分析,整体受自身重力、受到4股绳子的拉力,受到悬挂点A的拉力。整体静止,受平衡力,则悬挂点对整体的拉力
因为力的作用是相互的,则滑轮组对悬挂点A的拉力,故B正确;
C.滑轮组的机械效率,故C正确;
D.当工人用100 N的力拉绳端时,绳端拉力。将动滑轮和物体看作整体,整体受重力、3股绳子的拉力、地面的支持力,由于整体静止,受平衡力,则此时地面对货物的支持力,故D错误。
故选ABC。
13. 一质量为900g、底面积为100cm2、高为12cm的不吸水圆柱体放在盛有4.2kg水的薄壁(厚度不计)柱形容器内,容器底面积为300cm2,如图所示。打开阀门K,放出3kg的水后关闭阀门(=1.0×103kg/m3)。下列说法正确的是( )
A. 圆柱体的密度为0.75×103kg/m3
B. 放水前水面距容器底部的高度为l4cm
C. 放水后水对容器底部的压力为21N
D. 放水后水对容器底部的压强为600Pa
【答案】AD
【解析】
【详解】A.圆柱体的密度
故A正确;
B.放水前水的体积
圆柱体漂浮时受到的浮力
根据得圆柱体排开水的体积
圆柱体浸没水中的体积和水的总体积
放水前水面距容器底部的高度为
故B错误;
D.圆柱浸没水中的高度
放水后水的质量
m后=4.2kg-3kg=1.2kg
放水后水的体积
假设圆柱体已经沉底,则放水后水的高度为
所以放出3kg的水后圆柱体已经沉底,放水后水对容器底部的压强
故D正确;
C.因圆柱体不会与容器底密切接触,会受到水的浮力,故放水后水对容器底部的压力
故C错误。
故选AD。
14. 如图(a),电源电压保持不变,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证各元件安全的情况下(灯泡两端的电压不超过额定电压,电表均不超过量程),进行下列操作:只闭合S1、S2,最大范围内移动滑动变阻器滑片P,电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值的关系如图(b)所示;只闭合S3,滑片P从最右端向左滑动,直至灯泡正常发光,电流表示数与电压表示数的关系如图(c)所示。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为5V
B. 小灯泡的额定功率为2.64W
C. 小灯泡工作时的最小电压为1V
D. 只闭合S1、S2与只闭合S2、S3,滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为5:1
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图(a)知,只闭合S1、S2时,灯泡与滑动变阻器并联接入电路,电压表测电源电压,电流表测干路的电流。最大范围内移动变阻器的滑片,由图(b)知,变阻器接入电路的阻值为50欧时,干路的电流最小为0.56A,此时变阻器接入电路的阻值是其最大阻值。进行各操作时,须保证各元件安全(灯泡两端的电压不超过额定电压,电表均不超过量程),则电源电压等于灯泡的额定电压。只闭合S3时,灯泡与变阻器串联接入电路,滑片从最右端向左滑动,变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流为0.10A,灯泡正常发光时,电路的电流为0.44A,则灯泡的额定电流为0.44A。则有
解得电源电压U=6V
故A错误;
B.灯泡的额定功率
故B正确;
C.灯泡与变阻器串联,变阻器接入电路的阻值最大时,据串联电路的分压特点知,变阻器两端的电压最大,小灯泡两端的电压最小,此时变阻器两端的电压
小灯泡工作时的最小电压U小=U-U大=6V-5V=1V
故C正确;
D.只闭合S1、S2,电流表的量程为0~0.6A,则电路中的最大电流为0.6A,变阻器接入电路的阻值最小时,通过的最大电流I大=I总大-IL=0.6A-0.44A=0.16A
变阻器接入电路的最小阻值
只闭合S2、S3,电路中只有变阻器工作,电路中的最大电流为0.6A,变阻器接入电路的最小阻值
变阻器允许接入电路的最小电阻之比
故D错误。
故选BC。
15. 如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1和S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则( )
A. R1的电阻为5Ω B. R2的电阻为7.5Ω
C. 前一种情况中a表的示数为3V D. 后一种情况中b表的示数为1.2A
【答案】BC
【解析】
【详解】C.当a、b同为电流表时,闭合S1和S2,电路被短路,不符合题意;当a、b同为电压表时,闭合S1和S2,电压表a测量R1和R2的总电压为3V,电路的总电压为3V,故C正确;
B.电压表b测量R2的电压为1V,R1两端的电压为
U1=3V-1V=2V
将a、b换为另一种电流表,闭合S1、断开S2,两电阻并联,电流表b测量干路的总电流,电流表a测量流过的R2电流为0.4A,则电阻R2的阻值为
故B正确;
A.当a、b同为电压表时,闭合S1和S2,两电阻串联,电流为
R1的电阻为
故A错误;
D.后一种情况中,电流表a测量流过的R2电流为0.4A,流过R1电流为
电流表b测电路总电流,的示数为
I总=I1+I2=0.2A+0.4A=0.6A
故D错误。
故选BC。
三、填空题
16. 如图所示,电源电压为6V且恒定不变,R1是定值电阻,其阻值为20Ω。闭合开关S后,电流表A2的示数为0.2A,则电流表A1的示数为__________A,电阻R2的阻值为__________Ω,整个电路1min消耗的电能为__________J。
【答案】 ①. 0.5 ②. 30 ③. 180##
【解析】
【详解】[1]如图所示,电阻R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测所在R2支路的电流,通过R1所在支路的电流为
则干路的电流即电流表A1的示数为
[2]电阻R2的阻值为
[3]整个电路1min消耗的电能为
17. 闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图象如图乙所示。则定值电阻的阻值为________Ω,电源电压为________V.
【答案】 ①. 3 ②. 1.5
【解析】
【详解】[1][2]由图知,两电阻串联,电压表 测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测量电路的电流;滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,滑动变阻器连入电路的阻值从最大变为0,从而使电路中的总电阻变小,电路中的电流变大,根据串联分压可知,R两端的电压变小直至0。由图像可知:当电路中的电流为0.1A时,电压表的示数为1.2V,电源电压为
…….①
当电路中的电流为0.5A时,电压表的示数为0,电源电压为
…….②
联结①②,解得
18. 如图所示,用20N的力握着一重为3N的装有水的玻璃杯静止悬在空中时,杯子所受摩擦力方向___________,大小为___________N;如果增大握力,则杯子受到的摩擦力___________(选填“变大”“变小”或“不变”);当在杯中再加入少量的水,仍使杯子静止悬在空中时,则杯子受到的摩擦力将___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 竖直向上 ②. 3 ③. 不变 ④. 变大
【解析】
【详解】[1]用20N的力握着一重为3N的装有水的玻璃杯静止悬在空中时,杯子受到的摩擦力与重力为平衡力,两力的大小相等,方向相反;重力方向竖直向下,杯子所受摩擦力方向竖直向上,大小为
[2]如果增大握力,则杯子受到的摩擦力始终与杯子的重力为平衡力,大小相等,杯子的重力不变,则杯子受到的摩擦力大小不变。
[3]当在杯中再加入少量的水,仍使杯子静止悬在空中时,此时杯子受到的摩擦力仍与杯子的重力为平衡力,大小相等,杯子的重力变大,杯子受到的摩擦力将变大。
19. 水平桌面上有物体A、B,如图甲,A在F1的作用下向左做匀速直线运动;如图乙,A、B用轻绳水平连接,在F1和F2共同作用下一起向右做匀速直线运动,水平拉力F1=6N,F2=24N,图乙中A受摩擦力的方向是水平向___________,物体B与桌面的摩擦力为___________N。
【答案】 ①. 左 ②. 12
【解析】
【详解】[1]如图乙,A、B用轻绳水平连接,在F1和F2共同作用下一起向右做匀速直线运动,由于滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反,所以整体所受摩擦力是向左的,因此图乙中A受摩擦力的方向是水平向左。
[2]如图甲,A在F1的作用下向左做匀速直线运动,A受力平衡,拉力和摩擦力为一对平衡力,大小相等,因此此时A受到的摩擦力大小
如图乙,A、B用轻绳水平连接,在F1和F2共同作用下一起向右做匀速直线运动,整体受力平衡,A、B整体受到F1、F2、A向左的摩擦力和B向左的摩擦力,结合平衡条件有
甲乙两图相比,A对地面的压力和接触面的粗糙程度均不变,所以滑动摩擦力的大小不变,因此
由上可知
解得。
20. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中,用如图所示的实验器材进行实验,若凸透镜的焦距为10cm,将蜡烛放在距离凸透镜______(填“5.0”或“15.0”)cm位置时,移动光屏,可以在光屏上呈现清晰的______(填“缩小”或“放大”)的像。若使光屏上能呈现清晰的等大的像,选用的凸透镜的焦距最大为______cm。
【答案】 ①. 15.0 ②. 放大 ③. 25
【解析】
【详解】[1]凸透镜的焦距为10cm,要能在光屏上呈现清晰的像,则蜡烛到凸透镜的距离物距一定到大于一倍焦距,即10cm,故选择15.0cm。
[2]当物距等于15.0cm时,物距在一倍焦距和两倍焦距之间,成倒立、放大的实像。
[3] 如图所示的实验器材光具座总长度为100cm,在光屏上成等大的实像,一定物距等于像距等于两倍焦距,即
因此焦距最大为25cm。
四、实验题
21. 小滨同学“探究凸透镜成像的规律”。
(1)如图甲所示,小滨让凸透镜正对平行光,调整凸透镜到光屏的距离,光屏上会出现一个很小、很亮的光斑,则该凸透镜的焦距f=________cm;
(2)小滨在组装器材时,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上,目的是让烛焰的像成在_________;
(3)如图乙所示,小滨将凸透镜固定在50cm刻度线处,当蜡烛距凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、________(选填“缩小”、“等大”或“放大”)的实像,利用该成像规律制成的光学仪器是________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。此时,若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片,要在光屏上成清晰的像,光屏应向________(选“左”、“右” )移动;
(4)小滨在实验过程中,光屏上得到清晰的像,突然,一只飞虫落到了凸透镜表面上,则光屏上出现________。
A.飞虫的像 B.飞虫的影子 C.仍是烛焰的像
【答案】 ①. 10.0 ②. 光屏正中央 ③. 放大 ④. 投影仪 ⑤. 左 ⑥. C
【解析】
【详解】(1)[1]平行主光轴的光线会聚于一个很小、很亮的光斑,这个光班称为焦点,焦点到光心的距离是焦距,故焦距为
30.0cm-20.0cm=10.0cm
(2)[2]点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上,烛焰的中心发出的光线经过凸透镜的光心传播方向不变,故当烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上,像成在光屏的正中央。
(3)[3][4]当蜡烛距凸透镜15cm时,物距在一倍焦距和两倍的焦距之间,成的是倒立的放大的实像,投影仪就是利用这一原理制成的。
[5]远视眼是晶状体太薄,折光能力变弱,需要佩戴凸透镜,故远视镜片是凸透镜,当在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片,对光线有会聚作用,故需要将光屏向左移动。
(4)[6] A.飞虫在1倍焦距以内,成的是虚像,无法用光屏承接,故A不符合题意;
B.影子是光照射不到的地方形成区域,而凸透镜成像原理是烛焰发出光线经过凸透镜折射后形成的像,经光屏反射后进入人眼,人就可以看到像,光屏上比较亮,不会形成影子,故B不符合题意;
C.凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,小虫落在透镜上后,整个物体发出的光虽有一小部分被挡住,但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,仍是烛焰的像,大小不变;由于透镜的一小部分被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了,像将完好,但亮度会变暗。故C符合题意。
故选C。
22. 小明摘来李子,用天平、量筒和水测量李子的密度。
(1)调节天平时,应先将游码移至标尺的___________处,然后调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)用天平测量李子的质量,当天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图所示,李子的质量为___________g;用量筒和水测得李子的体积为,则李子的密度为___________。
(3)完成上述实验后,在不用量筒的情况下,小明利用天平、烧杯和该李子测量凉茶的密度,实验步骤如下:
①在烧杯中加入适量的凉茶,如图甲所示,并在烧杯上标记此时液面的位置,测得凉茶和烧杯的总质量为240g。
②将李子放入凉茶中,李子沉底,如图乙所示,在烧杯上标记此时液面的位置。
③取出李子,然后向烧杯中加凉茶,使液面上升至位置___________,测得此时凉茶和烧杯的总质量为282g。根据实验数据,可得凉茶的密度为___________。从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,这对凉茶密度的测量结果___________(选填“有”或“无”)影响,原因是___________。
【答案】 ①. 零刻度线 ②. 44 ③. 1.1 ④. M2 ⑤. 1.05 ⑥. 无 ⑦. 取出李子后向烧杯中加凉茶使液面上升至位置M2时已经将被带走的凉茶补齐了
【解析】
【详解】(1)[1]在调节天平平衡时,应先将游码移至标尺的左端零刻度线处,这是天平使用前的必要步骤,以确保测量的准确性。然后,通过调节平衡螺母,使天平的横梁在水平位置平衡,为后续的测量做好准备。
(2)[2]根据图示的天平读数,我们可以知道右盘中的砝码总质量为
20g+20g=40g
标尺上游码的示数为4g。因此,李子的质量m为砝码总质量与游码示数之和,即
m=40g+4g=44g
[3]已知李子的体积V=40cm3,根据密度公式,我们可以计算出李子的密度为
(3)[4][5]在测量凉茶密度的实验中,我们需要确保在取出李子后加入的凉茶量能够使液面恢复到原来的标记位置M2。这样,我们就可以通过比较加入凉茶前后的质量差来计算出被李子排开的凉茶的质量,进而利用李子的体积(即被排开凉茶的体积)来求出凉茶的密度。
具体计算如下:首先,根据图示我们可以知道,加入凉茶后凉茶和烧杯的总质量为282g,而最初凉茶和烧杯的总质量为240g。因此,被李子排开的凉茶的质量为
m排=282g−240g=42g
由于李子沉底,所以李子的体积就等于被排开凉茶的体积,即
V排=V李=40cm3
因此,凉茶的密度ρ茶可以通过公式计算得出,即
[6][7]关于实验误差的分析,从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,但这并不会影响凉茶密度的测量结果。因为我们在计算凉茶密度时,是通过比较加入凉茶前后的质量差来求出被排开凉茶的质量的,而这个质量差与是否带出少量凉茶无关。只要我们确保加入的凉茶量能够使液面恢复到原来的标记位置M2,就可以准确地求出凉茶的密度。
23. 俊俊同学在实验室对热学中的相关实验进行探究。
(1)俊俊同学用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲所示),探究水和煤油的吸热能力。
①组装实验装置时,放置陶土网的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置的调节非常重要。实验时他应当先调整固定___________(填“铁圈”或“铁夹”)的位置;
②在两个相同的烧杯中应加入初温和___________相同的水和煤油,实验中用相同的酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内___________;
③水和煤油的温度随时间变化的图像如图乙所示。根据图乙可判断:a物质是___________(填“水”或“煤油”),b物质吸热能力较___________(填“强”或“弱”);
(2)如图丙所示,为比较酒精和碎纸片的热值,俊俊用两个相同规格的烧杯装相等质量的水,取质量___________(填“相等”或“不相等”)的酒精和碎纸片,分别放入两个燃烧皿中,分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃尽,通过比较___________(填“加热时间”或“水升高的温度”)来确定酒精和碎纸片热值的大小。
【答案】(1) ①. 铁圈 ②. 质量 ③. 吸收相等的热量 ④. 水 ⑤. 弱
(2) ①. 相等 ②. 水升高的温度
【解析】
【小问1详解】
[1]由于需要用酒精灯的外焰加热,所以实验装置应按自下而上的顺序组装,应当先调整固定铁圈的位置。
[2][3]为了达到实验目的前提条件是:在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和煤油,选取相同的酒精灯可以在相同的时间内提供的热量相同,使水和煤油在相同时间内吸收的热量相同。
[4][5]由图乙可知,a、b两物质加热相同时间后(吸热相同),b物质的温度变化的快,b物质的吸热本领弱,b物质是煤油,a物质是水。
【小问2详解】
[1]燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量有关,又与燃料的热值大小有关,所以在设计实验时应控制燃料的质量相同。
[2]将酒精和碎纸片放入两个燃烧皿中,分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃烧,通过比较水升高的温度比较热值的大小,水升高的温度比较多,说明该燃料的热值较大。
24. 小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验,设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于______(选填“A”或“B”)端。闭合开关后,移动滑片,发现小灯泡不亮,则电路故障可能是滑动变阻器______(选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,某次实验电压表的示数如图乙所示,为______V;为了让小灯泡达到正常发光状态,此时滑动变阻器的滑片应向______(选填“A”或“B”)端滑动;
(4)小明测得多组数据,并画出如图丙所示的图像。由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为______Ω,小灯泡的额定功率为______W。
【答案】(1) (2) ①. B ②. 断路
(3) ①. 1.2 ②. A
(4) ①. 6.25 ②. 1
【解析】
【小问1详解】
实验中,应将灯泡和滑动变阻器串联,且滑动变阻器要“一上一下”接线,电流表串联在电路中,电压表并联在灯泡两端,且“正进负出”,故电路图如图所示:
<>
【小问2详解】
[1]为保护电路,闭合开关前,滑片应置于阻值最大处,即B端。
[2]若滑动变阻器短路,则电路中有电流,此时灯泡会亮,当滑动变阻器断路时,电路中无电流,此时灯泡不亮。
【小问3详解】
[1]由图乙可知,电压表选小量程,其分度值为0.1V,故此时电压表的示数为1.2V。
[2]此时灯泡两端电压小于其额定电压2.5V,故需增大灯泡两端电压,即减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压可知,应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,故滑片应向A端移动。
【小问4详解】
[1][2]灯泡正常发光时的电压U=2.5V,由图丙可知,此时通过灯泡的电流为I=0.4A,则灯泡正常发光时的电阻为
小灯泡的额定功率为
25. 小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω;1A”字样,导线若干。
(1)请你根据图甲电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物连接完整_______;
(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于_______状态;闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最_______(填“左”或“右”)端;
(3)小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是_______V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向_______(填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为_______V;
(4)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是( )
A. 滑动变阻器的阻值太大
B. 电压表量程选小了
C. 滑动变阻器的阻值太小
D. 滑动变阻器烧坏了
【答案】(1) (2) ①. 断开 ②. 右
(3) ①. 2.4 ②. 右 ③. 2
(4)C
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,滑动变阻器采用“一上一下”的原则与定值电阻串联,且滑动变阻器左下部分电阻接入电路,同时电压表与定值电阻并联,由于电源电压为3V,电压表接入0~3V量程,如图所示:
【小问2详解】
[1]为保护电路,连接电路时,应断开开关。
[2]闭合开关前,将滑片移至最大阻值处,由图乙知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到最右端。
【小问3详解】
[1]由图丙中电压表选用小量程0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V。
[2][3]由图丁可知,定值电阻阻值为10Ω时,通过定值电阻的电流为0.2A,由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压
由图丙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V>2V,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V不变。
【小问4详解】
改用50Ω的电阻时,电路中的电流
滑动变阻器的阻值为
因此无法使电压表的示数达到实验要求的值,可能由于滑动变阻器的最大阻值太小,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
五、计算题
26. 如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω,R2=10Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0~15V,V2的量程为0~3V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时,电路中的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路总功率保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求R0接入电路的阻值范围。
【答案】(1)0.2A;(2)18V;(3)10Ω~20Ω
【解析】
【详解】解:(1)求滑片置于A时,变阻器R、R1和R2串联,V2测量R2两端的电压,根据串联电路规律可知,电路中的电流等于通过R2的电流,为
(2)R1两端的电压为
V1测量变阻器R和R2两端的总电压,则电源电压为
(3)根据可知,当R阻值越小时,电路中电流越大,R2两端电压越大,V2的量程为0~3V,则R2两端的最大电压为3V,电路中的最大电流为
R1两端的电压为
则R两端的电压为
则替换前R最小电阻为
当R阻值最大时,R和R2两端电压最大,为15V,则此时R1两端电压为
电路中的电流为
则R2两端的电压为
则此时R两端电压为
R的最大阻值为
即R的范围为30Ω~90Ω,闭合开关,使电路总功率保持最大,根据可知,当电流恒为最大值时,电路的总功率保持最大,由上述可知,电流最大时为
电路中的总电阻为
此时R在阻值最小值时,为30Ω,则R0的最大阻值为
当R阻值最大时,R0两端的电压最小,R和R2两端电压最大为15V,则R0两端的电压为
则R0的最小阻值为
综上所述,R0的阻值范围为10Ω~20Ω。
答:(1)求滑片置于A时,电路中的电流0.2A;
(2)求电源电压18V;
(3)R0接入电路的阻值范围为10Ω~20Ω。
27. 一底面积为100cm2的平底薄壁圆柱形容器,装有适量的水放置在水平桌面上。将体积为500cm3的物体A轻放入容器中,静止后水面上升4cm如图甲所示。若将一体积为50cm3的物体B用细绳系于A的下方,使A、B两物体恰好悬浮在水中如图乙所示,不计绳重及其体积,水的密度。求:
(1)A的重力;
(2)物体B的密度;
(3)甲乙中底部压强的变化量。
【答案】(1)4N (2)3×103kg/m3 (3)150Pa
【解析】
【小问1详解】
将物体A轻放入容器中,静止后物体A排开水的体积
由图甲可知,A漂浮在水面,则A受到的浮力等于重力,即
【小问2详解】
由图乙可知,将物体B系于A下方后整体悬浮于水中,则物体B与A排开水的总体积
物体A与B受到的总浮力
物体A与B整体悬浮于水中,则总重力
物体B的重力
物体B的密度
【小问3详解】
甲乙中水面高度变化量
甲乙中底部压强的变化量
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