内容正文:
九年级物理
(总分100分,考试时间90分钟,本卷g取10 N/kg)
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 京剧是我国的国粹,关于京剧常见的伴奏乐器,下列说法正确的是( )
A. 乐器发出的声音一定不是噪声
B. 敲击鼓时,鼓面振动发声
C. 拉二胡时,用手按压弦的不同位置,是为了改变声音的响度
D. 观众能分辨出不同乐器发出的声音,主要依据声音的音调不同
2. 谚语是我国劳动人民生活实践经验的结晶,下列说法正确的是( )
A. 早雾阴,晚雾晴——雾的形成需要放热
B. 水缸出“汗”,不用挑担——“汗”的形成是熔化现象
C. 冰冻三尺,非一日之寒——冰的形成需要吸热
D. 霜降见霜,米谷满仓——霜的形成是凝固现象
3. 《淮南万毕术》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则得火”,如图所示,下列光现象与其原理相同的是( )
A. 照镜子 B. 海市蜃楼 C. 手影 D. 小孔成像
4. 下列估测符合实际的是( )
A. 人体感觉舒适的环境温度约为37℃
B. 普通中学生百米赛跑的时间约为5s
C. 电饭锅煮饭时的电流约为5A
D. 笔记本电脑工作3h消耗电能约为1kW·h
5. 下列关于厨房中的热现象及其解释合理的是( )
A. 炒菜时闻到香味是由于分子的无规则运动
B. 饭煮熟后,米粒间有缝隙,说明分子间有空隙
C. 从冰箱冷冻室取出的冻肉,由于其温度低于0℃,所以没有内能
D. 高压锅限压阀被顶起过程中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同
6. 下列有关物质的物理属性,说法正确的是( )
A. 人们常说铁比棉花“重”,是因为铁的质量更大
B. 电线外皮常用橡胶制作,主要利用橡胶硬度大
C. 避雷针常用镀锌钢制作,主要利用镀锌钢导电性好
D. 飞机外壳常用铝合金制作,主要利用铝合金密度大
7. 下列关于粒子和宇宙、信息及能源的描述正确的是( )
A. 汤姆孙通过研究,建立了原子核式结构模型
B. 太阳是宇宙的中心,地球等行星绕太阳转动
C. 光纤通信是利用光的多次折射传输光信号
D. 水能、风能和太阳能都是可再生能源
8. 部分新能源汽车应用了能量回收技术:汽车在刹车减速过程中,车轮带动电机发电。下列装置中也利用了该技术原理的是( )
A. 电磁起重机 B. 司南
C. 自制电动机 D. 动圈式话筒
9. 如图所示,小华从蹦床竖直向上运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 她的运动状态保持不变
B. 她离开蹦床后向上运动时惯性减小
C. 若她到达最高点时所受外力全部消失,她将保持静止
D. 离开蹦床前她对蹦床的力和蹦床对她的力是一对平衡力
10. 在“探究影响压力作用效果的因素”和“探究影响重力势能大小的因素”两个实验中,均可利用如图所示器材完成实验,下列说法正确的是( )
①两个实验都需要将小桌正放和倒放
②两个实验都需要观察小桌陷入沙中的深度
③前者实验选用大小不同的木块是为了改变“质量”这个物理量
④后者实验需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④
11. 置于水平桌面上的三个相同烧杯,分别装有质量相等的三种不同液体,如图甲、乙、丙所示,x、y、z是三种液体中距杯底等高的点,下列说法正确的是( )
A. 液体密度:ρ乙>ρ丙>ρ甲 B. x、y、z三点液体的压强:py>pz>px
C. 液体对烧杯底部的压强:p乙>p丙>p甲 D. 烧杯对桌面的压力:F乙>F丙>F甲
12. 小强设计了一个电子身高测量仪,如图所示,电源电压恒为24V,定值电阻R1=30Ω,R2是长度为60cm、总电阻为60Ω的金属丝,其阻值与长度成正比,允许通过的最大电流为0.5A,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A。当身高为1.60m的小丽站立于测量台MN测量时,电流表示数为0.48A。为保证电路中各元件安全工作,以下说法:
①R2接入电路的最小电阻是18Ω
②电路允许的最大功率是14.4W
③身高测量仪能测量的最大身高是1.90m
④适当提高电源电压可增大身高测量仪的测量范围
其中正确的是( )
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①③④
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共26分)
13. 神舟二十一号载人飞船由长征二号F运载火箭送入太空,火箭应选用热值较________的燃料;在加速升空的过程中,飞船的机械能________;飞船与天宫空间站成功对接后,以空间站为参照物,飞船是________的;空间站的图像信息是通过________传回地面的。
14. 如图甲,被隔板隔开的E、F两个人偶不能直接“看到”对方,但E能从平面镜中“看到”F,F________(选填“能”或“不能”,下同)从平面镜中“看到”E;将一块与镜面一样大的木板贴在镜后,E________从平面镜中“看到”F。如图乙,将平面镜绕O点顺时针旋转90°,该过程中F帽顶的小球与其像之间的距离________(填变化情况,下同),像的大小________。
15. 我国古代劳动人民创造了很多工具。
(1)如图甲,黑漆描金手炉是一种取暖工具,手炉使手变暖,是通过________的方式改变内能;
(2)如图乙,紫砂壶是一种茶具,壶嘴和壶盖上的气孔与空气相通,因此壶嘴与壶身构成________;
(3)如图丙,桔槔是一种汲水工具,在B处向下用力拉绳放下水桶时,桔槔相当于________杠杆。
16. 一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速是2400r/min,该汽油机每秒做功________次,若每次做功500J,该汽油机的功率为________W;若汽油机工作一段时间消耗汽油200g,这些汽油完全燃烧所放出的热量为________J(汽油的热值为)。
17. 工人用如图所示的动滑轮,将重500N的物体在5s内沿竖直方向匀速提升1m,所用拉力F=300N,不计绳重和摩擦。此过程中有用功为________J,拉力的功率为________W,机械效率为________%(百分号前保留一位小数);用此装置沿竖直方向匀速提升________N重物时,机械效率为90%。
18. 小帅设计了一款玩具车,有三种工作模式:通过控制单刀双掷开关S1、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮度,实现“原地灯光秀”模式;通过改变直流电动机的转动方向及转速,实现“调速前进”模式或“定速后退”模式,如图所示。已知电源电压不变,标有“0.6A”的灯L的电阻恒为10Ω,定值电阻R2=5Ω。当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时,电流表的最大示数为0.4A。电源电压为________V;S闭合,S1接1,S2接2时,玩具车处于“________”模式;玩具车“定速后退”时,电路消耗的总功率P总________2.4W(选填“<”、“=”或“>”)。
19. 康康家有一台电火锅,其部分技术参数如表所示,其中。图甲是其内部电路的工作原理简图,R1、R2均为阻值不变的加热电阻,通过控制开关S1和单刀双掷开关S2可实现三个挡位功能的切换,则R1=________Ω,P保=________W。用电火锅将质量为4kg、初温为50℃的水加热到70℃,此过程中水吸收的热量为________J,锅内水温随时间变化的图像如图乙所示,由图像可知,使用________挡更节能。若对该电火锅电路进行改造,保持其低温挡功率不变,将高温挡功率提高到1320W,请写出一条改造的具体措施:________。[水的比热容为]
三、解答题(本题共9小题,共50分。解答第27、28题时应有公式和解题过程)
20.
(1)如图,为测量放在水平桌面上容器中水的深度,将刻度尺竖直插入水中。从A处向水中看去,看到刻度尺上B点在水中所成的像位于C点,同时看到水中D点的像也位于C点。请据此:①用虚线画出水面位置;②完成从A处看到D点的光路图。
(2)如图,人随电梯一起匀速运动,请在O点作出她的受力示意图。
(3)如图,电流表正确连接在电路中,闭合开关,请在括号中标出电源右端的极性及小磁针静止时右端的磁极名称。
21. 图甲为眼睛的结构示意图,图乙为小美自制的一个用来模拟眼睛成像的装置。
(1)图甲中的视网膜相当于图乙中的________。若在图乙光屏上已成蜡烛清晰的像(像未画出),其成像情况与________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)类似。
(2)如图乙,在模拟看近处物体时,发现光屏上的像变模糊了,缓慢________(选填“注入”或“吸出”)适量水来改变水凸透镜厚度,或在水凸透镜和光屏间添加一个焦距合适的________透镜,像又变清晰了。
(3)若仅将图乙中水凸透镜换成焦距相同、直径较小的水凸透镜,光屏上所成的像与原来相比________(选填“变小”、“变暗”或“变不完整”)了。
(4)完成实验后,小美又进行了如图丙的探究,凸透镜的焦距为10cm,保持光屏位置不变,让蜡烛和凸透镜分别以4cm/s和2cm/s的速度同时沿光具座匀速向左运动,经过2.5s,光屏上成清晰________(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像。
22. 如图甲,小明做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验,向水壶中注入水,闭合开关加热。
(1)图乙是实验中某一时刻温度计的示数,其读数是________℃。
(2)水温升高到90 ℃开始计时,60 s后水沸腾,图丙是根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像,由图像可知:水沸腾时,温度________;周围环境大气压比一个标准大气压________。
(3)水烧开后,小明觉得水不够,又迅速向壶中加了一大碗水(水量比壶里少),继续加热直至将水再次烧开。下面能说明整个烧水过程中温度随时间变化的图像是________(填字母)。
A. B. C. D.
23. 如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)分析甲、乙两图可得出结论:________,滑动摩擦力越大。
(2)下列事例中应用了甲、丙两图所得结论来增大摩擦的是________(填字母)。
A. 自行车轮胎上刻有花纹
B. 给自行车链条涂抹润滑油
C. 用力捏自行车的车闸,车更容易停下来
(3)完成上述探究后,继续用图甲装置在水平面上进行实验,并作出拉力F与时间t的关系图像和物体运动速度v与时间t的关系图像如图所示,则物体在0~2 s所受摩擦力为________N,在t=3 s时所受的合力为________N。
24. 小刚做“测量橙汁密度”的实验。
(1)操作步骤如下:
①如图甲,测量空烧杯质量为________g;
②如图乙,向烧杯中倒入适量橙汁,测出烧杯和橙汁的总质量;
③如图丙,将烧杯中的橙汁倒入量筒,测出橙汁体积。
算出橙汁密度为________g/cm3.
请分析:他测得的密度偏________,将①②③顺序调整为________可减小误差。
(2)完成实验后,小刚又做了如图丁所示的实验来测量橙汁密度,操作步骤如下:
①用细线将小石块绑好,挂在弹簧测力计下,读出测力计示数F1;
②在烧杯中倒入适量的水,将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中,读出测力计示数F2;
③在擦干水的烧杯中倒入适量的橙汁,将已擦干的小石块挂在弹簧测力计下,并使其浸没在橙汁中,读出测力计示数F3.
橙汁密度的表达式ρ=________(用ρ水、F1、F2和F3表示)。
25. 利用遥控玩具小车可以做很多物理实验。
(1)如图甲,将小车悬挂起来,用遥控器启动,车轮转动但车不前进,向上托起一块木板,当木板接触到轮子时,小车就会前进,使小车前进的动力是________力,施力物体是________。
(2)如图乙,将小车放在木板上,启动小车,小车向前运动,同时木板向后运动,这说明力的作用是________的。
(3)如图丙,在小车上放一木块,当小车突然向右运动时,木块将向________倒(选填“左”或“右”),这体现了________具有惯性。
26. 小云在测量未知电阻Rx的实验中,用到的实验器材有:电源(电压不变)、未知电阻Rx、电压表、电流表、开关、滑动变阻器、导线若干。
(1)请画一根导线把图甲所示的实验电路补充完整,并使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路故障可能是________。
(3)排除故障后闭合开关,当电流表示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,由该组数据初步计算出Rx=________Ω;通过调节滑动变阻器,测得多组电压、电流值,最后算出Rx的平均值,这样做的目的是________。
(4)完成上述实验后,小云利用阻值已知的定值电阻R1,设计了如图丙所示的电路来测量额定电流为I额的小灯泡正常发光时的电阻。
①仅闭合开关________,调节滑动变阻器滑片的位置,使电流表的示数为I额;
②仅闭合开关S、S1,________,读出电流表的示数为I1;将滑动变阻器滑片移到最左端,读出电流表的示数为I2.
计算出小灯泡正常发光时的电阻RL=________(用R1、I额、I1和I2表示)。
27. 如图,轮船在海上航行,经过13h到达目的地,总航程约286km。
(1)该航程轮船的平均速度约为多少km/h?
(2)质量为1.6×103kg的汽车静止在轮船的水平甲板上,汽车对甲板的压强约为2×105Pa,则汽车轮胎与甲板的总接触面积约为多少m2?
28. 为了能节约电能又不影响照明,小敏设计出一个路灯改造方案。此前,每个路灯装有一只“220V 100W”的灯泡L0.此次改造要为每个路灯加装一只相同规格的灯泡L,并安装一个电磁控制感应装置,当夜幕降临时,光控开关闭合,路灯处于低功率的柔光状态;当行人走进感应区时,路灯瞬间变亮,离开感应区时,路灯又恢复柔光状态。图甲是她设计的电路(加装的灯泡L未画出),控制电路的电源电压恒为4.5V,压敏电阻R的阻值随压力大小变化的图像如图乙所示,当通过电磁铁的电流大于或等于临界值时,衔铁会被电磁铁吸引。工作电路的电源电压恒为220V,不考虑灯丝电阻变化,电磁铁线圈电阻忽略不计。
(1)为达到改造要求,小敏需要将灯泡L接在电路中________(选填“A”或“B”)处。从安全用电角度考虑,工作电路的导线________(选填“C”或“D”)端应接火线。
(2)若控制电路中R1接入的阻值为55Ω,当感应区上受到的压力F≥300N时,衔铁被电磁铁吸引,则感应装置中电磁铁的电流临界值是多少________A?保持电磁铁电流临界值不变,要想让重力更小的人经过感应区时路灯变亮,写出一种可行的改进办法。________
(3)若改造后的某路灯每天工作总时间为10h,处于柔光状态的时间累计为8h,求该路灯在四月份(30天)消耗的电能(控制电路消耗的电能忽略不计)。
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九年级物理
(总分100分,考试时间90分钟,本卷g取10 N/kg)
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 京剧是我国的国粹,关于京剧常见的伴奏乐器,下列说法正确的是( )
A. 乐器发出的声音一定不是噪声
B. 敲击鼓时,鼓面振动发声
C. 拉二胡时,用手按压弦的不同位置,是为了改变声音的响度
D. 观众能分辨出不同乐器发出的声音,主要依据声音的音调不同
【答案】B
【解析】
【详解】A.从噪声的定义来看,凡是妨碍人们正常休息、学习、工作,或是对人们要听的声音产生干扰的声音都属于噪声。如果京剧伴奏干扰了他人的正常活动,此时乐器发出的声音就是噪声,故A错误;
B.声音是由物体振动产生的,敲击鼓时,正是鼓面振动产生声音,符合物理规律,故B正确;
C.拉二胡时按压弦的不同位置,改变了弦振动部分的长度,从而改变弦的振动频率,目的是改变声音的音调,不是响度,故C错误;
D.不同乐器的材料、结构不同,发出声音的音色不同,观众分辨不同乐器的声音,主要依靠音色的区别,不是音调,故D错误。
故选B。
2. 谚语是我国劳动人民生活实践经验的结晶,下列说法正确的是( )
A. 早雾阴,晚雾晴——雾的形成需要放热
B. 水缸出“汗”,不用挑担——“汗”的形成是熔化现象
C. 冰冻三尺,非一日之寒——冰的形成需要吸热
D. 霜降见霜,米谷满仓——霜的形成是凝固现象
【答案】A
【解析】
【详解】A.雾是空气中的水蒸气液化形成的小水滴,液化过程放热,故A正确;
B.“水缸出汗”是水蒸气遇到低温的水缸后液化形成的小水珠,是一种液化现象,需要放热,故B错误;
C.冰是液态水凝固形成的固态冰晶,需要放热,故C错误;
D.霜是空气中的水蒸气在低于0°C时直接凝华成固态小冰晶附着在物体表面的现象,需要放热,故D错误。
故选A。
3. 《淮南万毕术》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则得火”,如图所示,下列光现象与其原理相同的是( )
A. 照镜子 B. 海市蜃楼 C. 手影 D. 小孔成像
【答案】B
【解析】
【详解】题图中利用了太阳光经凸透镜时发生折射,光线会聚于一点,所以能够生火;照镜子利用了光的反射,海市蜃楼是光的折射现象,手影和小孔成像都是光的直线传播现象,只有B符合题意。
故选B。
4. 下列估测符合实际的是( )
A. 人体感觉舒适的环境温度约为37℃
B. 普通中学生百米赛跑的时间约为5s
C. 电饭锅煮饭时的电流约为5A
D. 笔记本电脑工作3h消耗电能约为1kW·h
【答案】C
【解析】
【详解】A.人体正常体温约为37℃,人体感觉舒适的环境温度约为,37℃会明显感到炎热,故A不符合实际。
B.百米赛跑的世界纪录都在9s以上,普通中学生百米赛跑时间约为,故B不符合实际。
C.家庭电路电压为220V,电饭锅煮饭时功率约为1000W,电流约为,故C符合实际。
D.笔记本电脑功率约为,工作3h消耗电能
远小于1kW⋅h,故D不符合实际。
故选C。
5. 下列关于厨房中的热现象及其解释合理的是( )
A. 炒菜时闻到香味是由于分子的无规则运动
B. 饭煮熟后,米粒间有缝隙,说明分子间有空隙
C. 从冰箱冷冻室取出的冻肉,由于其温度低于0℃,所以没有内能
D. 高压锅限压阀被顶起过程中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.炒菜时闻到香味属于扩散现象,这正是因为分子在不停地做无规则运动,故A符合题意;
B.米粒是宏观物体,米粒之间的缝隙属于宏观现象,不能用来证明微观层面的分子间有空隙,故B不符合题意;
C.一切物体在任何温度下都具有内能,因此温度低于0℃的冻肉依然具有内能,故C不符合题意;
D.限压阀被顶起是水蒸气对外做功,将内能转化为机械能,而汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能,两者能量转化方向相反,故D不符合题意。
故选A。
6. 下列有关物质的物理属性,说法正确的是( )
A. 人们常说铁比棉花“重”,是因为铁的质量更大
B. 电线外皮常用橡胶制作,主要利用橡胶硬度大
C. 避雷针常用镀锌钢制作,主要利用镀锌钢导电性好
D. 飞机外壳常用铝合金制作,主要利用铝合金密度大
【答案】C
【解析】
【详解】A.人们常说铁比棉花“重”,实际是指相同体积下铁的质量更大,即铁的密度更大,没有控制体积相同,不能直接说铁的质量更大,故A错误;
B.电线外皮常用橡胶制作,主要利用橡胶是绝缘体,导电性差,能防止触电,故B错误;
C.避雷针的作用是将雷电传导到大地,需要材料具有良好的导电性,镀锌钢导电性好,适合制作避雷针,故C正确;
D.飞机外壳常用铝合金制作,主要利用铝合金密度小,在体积相同的情况下,铝合金的质量更小,能减轻飞机自重,节省燃料,故D错误。
故选C。
7. 下列关于粒子和宇宙、信息及能源的描述正确的是( )
A. 汤姆孙通过研究,建立了原子核式结构模型
B. 太阳是宇宙的中心,地球等行星绕太阳转动
C. 光纤通信是利用光的多次折射传输光信号
D. 水能、风能和太阳能都是可再生能源
【答案】D
【解析】
【详解】A.原子核式结构模型是卢瑟福通过粒子散射实验提出建立的,汤姆孙只发现了电子,故A错误;
B.太阳只是太阳系的中心,宇宙没有中心,太阳不是宇宙的中心,故B错误;
C.光纤通信是利用光在光纤内发生多次反射传输光信号,不是折射,故C错误;
D.水能、风能、太阳能都可以源源不断从自然界获得,都属于可再生能源,故D正确。
故选D。
8. 部分新能源汽车应用了能量回收技术:汽车在刹车减速过程中,车轮带动电机发电。下列装置中也利用了该技术原理的是( )
A. 电磁起重机 B. 司南
C. 自制电动机 D. 动圈式话筒
【答案】D
【解析】
【详解】汽车在减速过程中内部线圈切割磁感线产生感应电流,将机械能转化为电能,这属于电磁感应原理。
A.电磁起重机是利用电流的磁效应工作的,即通电导体周围存在磁场,利用电磁铁来吸引钢铁等物质,不是利用电磁感应原理,故A不符合题意;
B.司南是磁体受地磁场作用指示方向,和电磁感应无关,故B不符合题意;
C.自制电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动,将电能转化为机械能,不符合电磁感应原理,故C不符合题意;
D.动圈式话筒是利用电磁感应原理将机械能转化为电能,与题目中电动汽车能量回收技术原理相同,故D符合题意。
故选D。
9. 如图所示,小华从蹦床竖直向上运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 她的运动状态保持不变
B. 她离开蹦床后向上运动时惯性减小
C. 若她到达最高点时所受外力全部消失,她将保持静止
D. 离开蹦床前她对蹦床的力和蹦床对她的力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A.小华向上运动过程中速度逐渐减小,运动状态发生改变,故A错误;
B.小华离开蹦床后向上运动时质量不变,惯性大小不变,故B错误;
C.小华到达最高点时速度为0,根据牛顿第一定律,若此时外力全部消失,她将保持静止,故C正确;
D.小华对蹦床的力作用在蹦床上,蹦床对小华的力作用在小华身上,两个力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
10. 在“探究影响压力作用效果的因素”和“探究影响重力势能大小的因素”两个实验中,均可利用如图所示器材完成实验,下列说法正确的是( )
①两个实验都需要将小桌正放和倒放
②两个实验都需要观察小桌陷入沙中的深度
③前者实验选用大小不同的木块是为了改变“质量”这个物理量
④后者实验需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④
【答案】D
【解析】
【详解】分析①: 探究影响压力作用效果的实验,需要通过小桌正放/倒放改变受力面积;但探究影响重力势能大小的实验,不需要改变小桌的放置方式,只需要改变木块质量或下落高度,故①错误;
分析②: 两个实验都用到转换法:压力作用效果、重力势能的大小,都通过观察小桌陷入沙中的深度来反映,故②正确;
分析③: 前者(探究压力作用效果的实验)中,选用大小不同的木块,目的是改变对小桌的压力大小,不是改变质量,故③错误;
分析④: 后者(探究重力势能大小的实验)中,就是将木块从小桌正上方一定高度自由释放,通过下落撞击小桌,观察下陷深度反映重力势能大小,故④正确。
综上,②④正确,故选D。
11. 置于水平桌面上的三个相同烧杯,分别装有质量相等的三种不同液体,如图甲、乙、丙所示,x、y、z是三种液体中距杯底等高的点,下列说法正确的是( )
A. 液体密度:ρ乙>ρ丙>ρ甲 B. x、y、z三点液体的压强:py>pz>px
C. 液体对烧杯底部的压强:p乙>p丙>p甲 D. 烧杯对桌面的压力:F乙>F丙>F甲
【答案】B
【解析】
【详解】A.已知三个烧杯装有质量相等的三种不同液体,由图可知液体的体积关系为,根据密度公式可知,质量相等时体积越大密度越小,故液体真实密度关系为,故A错误;
BC.三杯液体质量相等则重力相等,受力面积也相同,由压强公式可知液体对烧杯底部的压强相等,即;
x、y、z是三种液体中距杯底等高的点,且,三个等高点下部液体产生的压强;
则x、y、z三点液体的压强大小关系为,故B正确,C错误;
D.由于三个空烧杯相同且所盛液体质量均相等,总重力也必然相等,且它们对桌面的压力均等于烧杯重力与液体重力之和,因此,故D错误。
故选B。
12. 小强设计了一个电子身高测量仪,如图所示,电源电压恒为24V,定值电阻R1=30Ω,R2是长度为60cm、总电阻为60Ω的金属丝,其阻值与长度成正比,允许通过的最大电流为0.5A,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A。当身高为1.60m的小丽站立于测量台MN测量时,电流表示数为0.48A。为保证电路中各元件安全工作,以下说法:
①R2接入电路的最小电阻是18Ω
②电路允许的最大功率是14.4W
③身高测量仪能测量的最大身高是1.90m
④适当提高电源电压可增大身高测量仪的测量范围
其中正确的是( )
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①③④
【答案】B
【解析】
【详解】电路允许的最大电流由各元件限制决定:R2允许最大电流0.5A,电流表量程,因此最大电流,总电阻
则R2接入电路的最小电阻,①正确。
电路最大功率,②错误。
身高越高,R2接入电路的电阻越大,电压表示数越大,电压表最大示数时,
电路中的电流
此时滑动变阻器接入电路的阻值
对应接入的长度为50cm。 电流为0.48A时,电路中的总电阻
此时R2接入电路的电阻
对应接入的长度为20cm。 接入长度增加了
因此最大身高为,③正确。
若提高电源电压,R2接入电路的电阻相同的情况下,R2分得的电压更大,电压表会更早达到其量程15V,能测量的最大身高变小,身高测量范围减小,④错误。
综上,①③正确,故选B。
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共26分)
13. 神舟二十一号载人飞船由长征二号F运载火箭送入太空,火箭应选用热值较________的燃料;在加速升空的过程中,飞船的机械能________;飞船与天宫空间站成功对接后,以空间站为参照物,飞船是________的;空间站的图像信息是通过________传回地面的。
【答案】 ①. 大 ②. 增大 ③. 静止 ④. 电磁波
【解析】
【详解】相同质量的燃料,热值越大完全燃烧放出的热量越多,火箭升空需要大量能量,因此要选用热值较大的燃料。
飞船在加速升空的过程中,质量不变,速度增大导致动能增大,同时高度升高导致重力势能增大,动能与重力势能之和即机械能随之增大。
飞船与空间站成功对接后,两者之间的相对位置保持不变,以空间站为参照物,飞船的位置没有发生变化,所以是静止的。
太空属于真空环境,声音无法在真空中传播,而电磁波可以在真空中传播,因此空间站的图像信息是通过电磁波传回地面的。
14. 如图甲,被隔板隔开的E、F两个人偶不能直接“看到”对方,但E能从平面镜中“看到”F,F________(选填“能”或“不能”,下同)从平面镜中“看到”E;将一块与镜面一样大的木板贴在镜后,E________从平面镜中“看到”F。如图乙,将平面镜绕O点顺时针旋转90°,该过程中F帽顶的小球与其像之间的距离________(填变化情况,下同),像的大小________。
【答案】 ①. 能 ②. 能 ③. 先变小后变大 ④. 不变
【解析】
【14题详解】
光路是可逆的,既然E能看到F的像,那么F也一定能看到E的像。
平面镜成像是由光的反射形成的虚像,镜后放木板不影响光的反射和成像,因此E仍能看到F。
根据平面镜成像特点,像与物关于镜面对称。当平面镜绕O点旋转时,F到镜面的距离先变小后变大,因此物与像之间的距离(物距的2倍)也先变小后变大。
平面镜成像的大小始终与物体大小相等,与镜面的位置无关,因此像的大小不变。
15. 我国古代劳动人民创造了很多工具。
(1)如图甲,黑漆描金手炉是一种取暖工具,手炉使手变暖,是通过________的方式改变内能;
(2)如图乙,紫砂壶是一种茶具,壶嘴和壶盖上的气孔与空气相通,因此壶嘴与壶身构成________;
(3)如图丙,桔槔是一种汲水工具,在B处向下用力拉绳放下水桶时,桔槔相当于________杠杆。
【答案】(1)热传递 (2)连通器 (3)费力
【解析】
【小问1详解】
改变内能的方式分为做功和热传递,手炉温度高于手,热量从手炉转移到手上,是通过热传递的方式增加手的内能。
【小问2详解】
上端开口、底部连通的容器是连通器,紫砂壶的壶嘴和壶身底部连通,且通过气孔与空气相通,满足连通器的结构特点,因此构成连通器。
【小问3详解】
由图可知桔槔支点为O,在B处拉绳时,动力臂OB小于阻力臂OA,动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆。
16. 一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速是2400r/min,该汽油机每秒做功________次,若每次做功500J,该汽油机的功率为________W;若汽油机工作一段时间消耗汽油200g,这些汽油完全燃烧所放出的热量为________J(汽油的热值为)。
【答案】 ①. 20 ②. ##10000 ③.
【解析】
【详解】先把飞轮转速换算为每秒转动圈数
单缸四冲程汽油机每完成一个工作循环,飞轮转2圈、对外做功1次,因此每秒做功次数为次;已知每秒做功20次,每次做功500J,则每秒总功
汽油机功率为
汽油质量
燃料完全燃烧放热
17. 工人用如图所示的动滑轮,将重500N的物体在5s内沿竖直方向匀速提升1m,所用拉力F=300N,不计绳重和摩擦。此过程中有用功为________J,拉力的功率为________W,机械效率为________%(百分号前保留一位小数);用此装置沿竖直方向匀速提升________N重物时,机械效率为90%。
【答案】 ①. 500 ②. 120 ③. 83.3 ④. 900
【解析】
【详解】提升重物做的有用功
该动滑轮承担物重的绳子段数,绳子自由端移动距离
总功
拉力功率
机械效率
不计绳重和摩擦,由得动滑轮重力
不计绳重和摩擦,机械效率公式可变形为,代入得:
解得
18. 小帅设计了一款玩具车,有三种工作模式:通过控制单刀双掷开关S1、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮度,实现“原地灯光秀”模式;通过改变直流电动机的转动方向及转速,实现“调速前进”模式或“定速后退”模式,如图所示。已知电源电压不变,标有“0.6A”的灯L的电阻恒为10Ω,定值电阻R2=5Ω。当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时,电流表的最大示数为0.4A。电源电压为________V;S闭合,S1接1,S2接2时,玩具车处于“________”模式;玩具车“定速后退”时,电路消耗的总功率P总________2.4W(选填“<”、“=”或“>”)。
【答案】 ①. 6 ②. 调速前进 ③. <
【解析】
【详解】当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时,电流表A的最大示数为0.4A,电源电压不变,根据可知,电路中总电阻最小时电流最大,因此此时滑动变阻器R1连入电路的电阻为零,电路为灯L与R2的串联电路,电源电压为
S闭合,S接1,S接2时,灯、滑动变阻器,和直流电动机串联,需要用滑动变阻器,来实现“调速”,玩具车处于“调速前进”模式。
玩具车“定速后退”时,电路消耗的总功率为
因为RM不为零,电路为灯L与直流电动机、定值电阻R2的串联电路,因此电路消耗的总功率小于2.4W。
19. 康康家有一台电火锅,其部分技术参数如表所示,其中。图甲是其内部电路的工作原理简图,R1、R2均为阻值不变的加热电阻,通过控制开关S1和单刀双掷开关S2可实现三个挡位功能的切换,则R1=________Ω,P保=________W。用电火锅将质量为4kg、初温为50℃的水加热到70℃,此过程中水吸收的热量为________J,锅内水温随时间变化的图像如图乙所示,由图像可知,使用________挡更节能。若对该电火锅电路进行改造,保持其低温挡功率不变,将高温挡功率提高到1320W,请写出一条改造的具体措施:________。[水的比热容为]
【答案】 ①. 55 ②. 176 ③. ④. 高温 ⑤. 将R2更换为阻值为110Ω的电阻
【解析】
【分析】根据电功率计算公式分析电路挡位,并算出阻值、保温挡功率;再根据计算水吸热的热量,再根据,对比两挡能耗判断节能挡位;最后按要求调整电阻完成改造。
【详解】因为,根据可知,当开关S闭合,接b时,和串联,电阻最大,为保温挡,此时①
当开关S、闭合,接a时,和并联,电阻最小,为高温挡,此时②
当闭合开关S、时,电路为的简单电路,为低温挡,此时③
由③可得
联立②③可得
将和阻值代入①可得
水吸收的热量为
由图乙可得,加热水升高相同的温度时,高温挡消耗的电能为
则高温挡的加热效率为
低温挡消耗的电能为
则低温挡的加热效率为
因为,所以使用高温挡更节能。
由高温挡功率为,当低温挡功率880W不变时,将高温挡功率提高到1320W,由此可得,此时电阻
因此可以将R2更换为阻值为110Ω的电阻。
三、解答题(本题共9小题,共50分。解答第27、28题时应有公式和解题过程)
20.
(1)如图,为测量放在水平桌面上容器中水的深度,将刻度尺竖直插入水中。从A处向水中看去,看到刻度尺上B点在水中所成的像位于C点,同时看到水中D点的像也位于C点。请据此:①用虚线画出水面位置;②完成从A处看到D点的光路图。
(2)如图,人随电梯一起匀速运动,请在O点作出她的受力示意图。
(3)如图,电流表正确连接在电路中,闭合开关,请在括号中标出电源右端的极性及小磁针静止时右端的磁极名称。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
水面是平面镜,B点在水中的像为C点,根据平面镜成像 “像与物关于镜面对称” 的特点,水面应位于B、C两点的中垂线上。连接B、C两点,作线段BC的垂直平分线,这条线就是水面的位置,用虚线画出即可,D在水中,折射成像在C,先连接A、C,AC与水面的交点记为O(入射点);连接D、O:DO是水中入射光线(带箭头D→O);OA是空气中折射光线(带箭头O→A),据此作图。
【小问2详解】
人随电梯匀速运动,处于平衡状态,合力为零,因此只受两个力:重力G:作用点在O点,方向:竖直向下。画法:从O点画一条竖直向下的带箭头线段,标上G。
支持力F支:作用点在O点,方向:竖直向上,画法:从O点画一条竖直向上的带箭头线段,标上F,且线段长度与重力G的线段长度相等。
【小问3详解】
电流表正确连接,说明电流从电流表的 “+” 接线柱流入,“-” 接线柱流出。因此电流方向为:电源右端 →开关→螺线管右端→电流表 “+” → 电流表 “-” → 螺线管左端→ 电源左端。所以电源右端为正极(+);用右手螺旋定则:右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向螺线管的N极。因此螺线管的右端为 S极。根据磁极间的相互作用规律:异名磁极相互吸引。螺线管右端为S极,会吸引小磁针的N极,因此小磁针的左端为N极,右端为S极。
21. 图甲为眼睛的结构示意图,图乙为小美自制的一个用来模拟眼睛成像的装置。
(1)图甲中的视网膜相当于图乙中的________。若在图乙光屏上已成蜡烛清晰的像(像未画出),其成像情况与________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)类似。
(2)如图乙,在模拟看近处物体时,发现光屏上的像变模糊了,缓慢________(选填“注入”或“吸出”)适量水来改变水凸透镜厚度,或在水凸透镜和光屏间添加一个焦距合适的________透镜,像又变清晰了。
(3)若仅将图乙中水凸透镜换成焦距相同、直径较小的水凸透镜,光屏上所成的像与原来相比________(选填“变小”、“变暗”或“变不完整”)了。
(4)完成实验后,小美又进行了如图丙的探究,凸透镜的焦距为10cm,保持光屏位置不变,让蜡烛和凸透镜分别以4cm/s和2cm/s的速度同时沿光具座匀速向左运动,经过2.5s,光屏上成清晰________(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像。
【答案】(1) ①. 光屏 ②. 照相机
(2) ①. 注入 ②. 凸
(3)变暗 (4)等大
【解析】
【小问1详解】
人眼的晶状体相当于凸透镜,视网膜起到了承接像的作用,相当于实验装置中的光屏。
正常眼睛观察物体时,会在视网膜上成倒立、缩小的实像,这与照相机的成像原理相同。
【小问2详解】
模拟看近处物体时物距减小,导致像成在光屏后方,为增强透镜的折光能力使其重新在光屏上成清晰的像,应向水凸透镜内注入适量水使其变厚。
若不改变水凸透镜厚度,也可在透镜和光屏间添加一个对光线有会聚作用的凸透镜,使光线提前会聚到光屏上。
【小问3详解】
换用焦距相同但直径较小的水凸透镜,不会改变像的位置和性质,但因透光面积减小导致透过透镜的光线减少,光屏上的像会变暗。
【小问4详解】
根据图丙可知初始时物距为15cm,经过2.5s后,蜡烛向左移动
透镜向左移动
可推算出此时的新物距
已知凸透镜焦距,此时满足的成像条件,因此光屏上成倒立、等大的实像。
22. 如图甲,小明做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验,向水壶中注入水,闭合开关加热。
(1)图乙是实验中某一时刻温度计的示数,其读数是________℃。
(2)水温升高到90 ℃开始计时,60 s后水沸腾,图丙是根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像,由图像可知:水沸腾时,温度________;周围环境大气压比一个标准大气压________。
(3)水烧开后,小明觉得水不够,又迅速向壶中加了一大碗水(水量比壶里少),继续加热直至将水再次烧开。下面能说明整个烧水过程中温度随时间变化的图像是________(填字母)。
A. B. C. D.
【答案】(1)94 (2) ①. 保持不变 ②. 低 (3)D
【解析】
【小问1详解】
图乙中温度计的分度值为1℃,示数为94℃。
【小问2详解】
由图丙可知,水沸腾时,温度保持不变(沸点为 99℃);标准大气压下,水的沸点为 100℃,气压越低,沸点越低。此处沸点为99℃,说明周围环境大气压比一个标准大气压 低。
【小问3详解】
水烧开后加入冷水,会出现以下过程:水沸腾时温度稳定在沸点(99℃)。加入冷水后,水温会迅速下降。继续加热,水温又会逐渐上升,最终再次达到沸点并保持不变(沸点不变,因为气压不变)。因此,只有D图符合这个过程:温度先下降,再上升到原来的沸点并保持不变。
故选D。
23. 如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)分析甲、乙两图可得出结论:________,滑动摩擦力越大。
(2)下列事例中应用了甲、丙两图所得结论来增大摩擦的是________(填字母)。
A. 自行车轮胎上刻有花纹
B. 给自行车链条涂抹润滑油
C. 用力捏自行车的车闸,车更容易停下来
(3)完成上述探究后,继续用图甲装置在水平面上进行实验,并作出拉力F与时间t的关系图像和物体运动速度v与时间t的关系图像如图所示,则物体在0~2 s所受摩擦力为________N,在t=3 s时所受的合力为________N。
【答案】(1)当接触面的粗糙程度相同时,压力越大
(2)A (3) ①. 1 ②. 1
【解析】
【小问1详解】
甲、乙两图接触面的粗糙程度相同,乙对接触面的压力更大,根据控制变量法,得出结论:当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
【小问2详解】
甲、丙两图压力相同,接触面的粗糙程度不同,结论为接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。自行车轮胎刻花纹,是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦的,符合该结论;给链条涂润滑油,是通过使接触面分离来减小摩擦的,不符合该结论;用力捏车闸,是通过增大压力来增大摩擦的,不符合该结论。故选A。
【小问3详解】
由速度-时间图像可知,物体速度为0,保持静止,静止时摩擦力和拉力大小相等;由拉力-时间图像可知,拉力为1N,因此摩擦力为1N。
物体做匀速直线运动,拉力和滑动摩擦力平衡,此时拉力为2N,因此滑动摩擦力为2N;滑动摩擦力大小只和压力、接触面的粗糙程度有关,时物体加速运动,滑动摩擦力仍为2N,此时拉力为3N,因此合力为
24. 小刚做“测量橙汁密度”的实验。
(1)操作步骤如下:
①如图甲,测量空烧杯质量为________g;
②如图乙,向烧杯中倒入适量橙汁,测出烧杯和橙汁的总质量;
③如图丙,将烧杯中的橙汁倒入量筒,测出橙汁体积。
算出橙汁密度为________g/cm3.
请分析:他测得的密度偏________,将①②③顺序调整为________可减小误差。
(2)完成实验后,小刚又做了如图丁所示的实验来测量橙汁密度,操作步骤如下:
①用细线将小石块绑好,挂在弹簧测力计下,读出测力计示数F1;
②在烧杯中倒入适量的水,将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中,读出测力计示数F2;
③在擦干水的烧杯中倒入适量的橙汁,将已擦干的小石块挂在弹簧测力计下,并使其浸没在橙汁中,读出测力计示数F3.
橙汁密度的表达式ρ=________(用ρ水、F1、F2和F3表示)。
【答案】(1) ①. 110.2 ②. 1.13 ③. 大 ④. ②③①
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]如图甲,测量空烧杯质量为
[2]如图乙,测出烧杯和橙汁的总质量为
如图丙,测出橙汁体积
量筒中橙汁的质量
则橙汁的密度为
[3]将烧杯中的橙汁倒入量筒时,烧杯内壁会留有残液,测量的体积偏小,根据可知,测得的密度偏大;
[4]为避免此种情况引起的误差,可先测体积后测质量,测量顺序为②③①;
【小问2详解】
①用细线将小石块绑好,挂在弹簧测力计下,读出测力计示数
②在烧杯中倒入适量的水,将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中,读出测力计示数
小石块在水中受到的浮力为
根据阿基米德原理得,小石块排开水的体积为
算出小石块的体积,小石块浸没在水中,所以小石块的体积为
③在擦干水的烧杯中倒入适量的橙汁,将已擦干的小石块挂在弹簧测力计下,使其浸没在橙汁中,读出测力计示数
小石块在橙汁中受到的浮力为:
根据阿基米德原理得,小石块排开橙汁的体积为:
所以,解得,
25. 利用遥控玩具小车可以做很多物理实验。
(1)如图甲,将小车悬挂起来,用遥控器启动,车轮转动但车不前进,向上托起一块木板,当木板接触到轮子时,小车就会前进,使小车前进的动力是________力,施力物体是________。
(2)如图乙,将小车放在木板上,启动小车,小车向前运动,同时木板向后运动,这说明力的作用是________的。
(3)如图丙,在小车上放一木块,当小车突然向右运动时,木块将向________倒(选填“左”或“右”),这体现了________具有惯性。
【答案】(1) ①. 摩擦 ②. 木板
(2)相互 (3) ①. 左 ②. 木块
【解析】
【小问1详解】
木板接触汽车轮子后,汽车受到木板向前的摩擦力,汽车向前运动,使小车前进的动力是摩擦力,施力物体是木板;
【小问2详解】
桌面上排放几支圆柱形铅笔,铅笔上放一块较长的薄木板,小车放在木板上,用遥控器启动小车,观察到小车向前前进同时,木板向后运动,小车受到木板的摩擦力,根据力的作用是相互的,木板也受到小车的摩擦力,大小相等,方向相反,所以小车向后运动时,木板受到向后的摩擦力。
【小问3详解】
木块和小车原来静止,小车突然向右运动,木块的底部随小车一起运动,木块的上部由于惯性仍要保持原来的运动状态,因此木块向左倾倒。
26. 小云在测量未知电阻Rx的实验中,用到的实验器材有:电源(电压不变)、未知电阻Rx、电压表、电流表、开关、滑动变阻器、导线若干。
(1)请画一根导线把图甲所示的实验电路补充完整,并使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路故障可能是________。
(3)排除故障后闭合开关,当电流表示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,由该组数据初步计算出Rx=________Ω;通过调节滑动变阻器,测得多组电压、电流值,最后算出Rx的平均值,这样做的目的是________。
(4)完成上述实验后,小云利用阻值已知的定值电阻R1,设计了如图丙所示的电路来测量额定电流为I额的小灯泡正常发光时的电阻。
①仅闭合开关________,调节滑动变阻器滑片的位置,使电流表的示数为I额;
②仅闭合开关S、S1,________,读出电流表的示数为I1;将滑动变阻器滑片移到最左端,读出电流表的示数为I2.
计算出小灯泡正常发光时的电阻RL=________(用R1、I额、I1和I2表示)。
【答案】(1) (2)未知电阻断路
(3) ①. 5 ②. 减小误差
(4) ①. 、 ②. 保持滑动变阻器滑片的位置不动 ③.
【解析】
【小问1详解】
测量未知电阻的实验中,电源、开关、电流表、滑动变阻器,未知电阻串联在一起,电压表并联在未知电阻两端,滑动变阻器一上一下接入电路,题中要求滑动变阻器接入电路的阻值最大,滑片远离下方接线柱,据此作图。
【小问2详解】
电路连接正确后,闭合开关,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即电路中的故障可能是未知电阻断路。
【小问3详解】
电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,其示数为1.5V。
未知电阻的阻值为
根据一组数据得出的电阻误差较大,通过调节滑动变阻器,测得多组的电压和电流值,最后算出阻值的平均值,这样做的目的是减小误差。
【小问4详解】
仅闭合开关、,调节滑动变阻器滑片的位置,使电流表的示数为I额;
仅闭合开关S、S1,保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电流表的示数为I1;将滑动变阻器滑片移到最左端,读出电流表的示数为I2。
由于电源电压不变,则有……①
……②
由①②联立可得:
当电流表示数为时,电路的总电阻为
则小灯泡正常发光时的电阻
27. 如图,轮船在海上航行,经过13h到达目的地,总航程约286km。
(1)该航程轮船的平均速度约为多少km/h?
(2)质量为1.6×103kg的汽车静止在轮船的水平甲板上,汽车对甲板的压强约为2×105Pa,则汽车轮胎与甲板的总接触面积约为多少m2?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
已知轮船总航程,航行时间。
根据平均速度公式,该航程轮船的平均速度
【小问2详解】
已知汽车质量,
因汽车静止在水平甲板上,其对甲板的压力F等于自身重力G,即
已知汽车对甲板的压强,根据压强公式求得汽车轮胎与甲板的总接触面积
28. 为了能节约电能又不影响照明,小敏设计出一个路灯改造方案。此前,每个路灯装有一只“220V 100W”的灯泡L0.此次改造要为每个路灯加装一只相同规格的灯泡L,并安装一个电磁控制感应装置,当夜幕降临时,光控开关闭合,路灯处于低功率的柔光状态;当行人走进感应区时,路灯瞬间变亮,离开感应区时,路灯又恢复柔光状态。图甲是她设计的电路(加装的灯泡L未画出),控制电路的电源电压恒为4.5V,压敏电阻R的阻值随压力大小变化的图像如图乙所示,当通过电磁铁的电流大于或等于临界值时,衔铁会被电磁铁吸引。工作电路的电源电压恒为220V,不考虑灯丝电阻变化,电磁铁线圈电阻忽略不计。
(1)为达到改造要求,小敏需要将灯泡L接在电路中________(选填“A”或“B”)处。从安全用电角度考虑,工作电路的导线________(选填“C”或“D”)端应接火线。
(2)若控制电路中R1接入的阻值为55Ω,当感应区上受到的压力F≥300N时,衔铁被电磁铁吸引,则感应装置中电磁铁的电流临界值是多少________A?保持电磁铁电流临界值不变,要想让重力更小的人经过感应区时路灯变亮,写出一种可行的改进办法。________
(3)若改造后的某路灯每天工作总时间为10h,处于柔光状态的时间累计为8h,求该路灯在四月份(30天)消耗的电能(控制电路消耗的电能忽略不计)。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. ## ②. 减小滑动变阻器接入的阻值
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1]当无人进入压力感应区时,的阻值很大,控制电路中电流很小,电磁铁磁性弱,故动触点与左静触点接触,此时应处于节能状态。反之,当有人进入压力感应区时,的阻值减小,控制电路中电流增大,电磁铁磁性增强,故动触点与右静触点接触,此时应处于正常照明状态。通过两只相同规格灯泡的连接达到改造要求,处于节能状态时,只能是两只灯串联,处于正常照明状态时,只能让一只灯工作,所以,灯泡L应接在电路的处。
[2]根据安全用电的原则,开关应接在火线与灯泡之间,因此工作电路的导线端应接火线。
【小问2详解】
[1]由于题意可知,当感应区上受到的压力时,衔铁被电磁铁吸引转换触点,此时电流即为感应装置中电磁铁的临界值。由乙图可知,当压力时,电阻,且与串联,根据欧姆定律可知电流的临界值为
[2]重力更小的人,压力更小,由图乙可知,更大,保持电磁铁电流临界值不变,根据可知,可减小滑动变阻器接入的阻值。
【小问3详解】
处于柔光状态工作时,加装的灯泡与灯泡串联,又两灯泡规格相同,根据串联电路电压规律可知,每个灯泡两端的实际电压为,由于灯丝电阻不变,所以有
灯泡的实际功率为
与串联的总功率
每天消耗的电能为
天消耗的电能为
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