内容正文:
九年级物理第20周评学单
1. 下列估测最接近实际的是( )
A. 一节新干电池电压为2V
B. 家用荧光灯正常工作时的电流约0.2A
C. 家用挂壁空调正常工作时的电功率约10kW
D. 人骑自行车的功率约2000W
2. 图中工具属于费力杠杆的是( )
A. 开瓶器 B. 钓鱼竿
C. 核桃夹 D. 钢丝钳
3. 电动扫地车正沿斜坡向上匀速前进,并将地面上的垃圾吸入车内。此过程中,扫地车整体的( )
A. 动能变小,重力势能变大
B. 动能不变,重力势能变大
C. 机械能增大,电能转化为机械能
D. 机械能不变,动能转化为重力势能
4. 如图所示,老师正在给小施讲解垃圾分类的知识,下列各环节中小施对瓶子做功的是( )
A. 从地上拾起瓶子 B. 拿着瓶子在水平方向上匀速运动
C. 拿着瓶子站在垃圾桶旁不动 D. 瓶子离开手后掉落桶中
5. 如图所示,用简单机械分别提起同一重物G,滑轮重20N,均质杠杆(OB=2OA)重10N,手的拉力始终沿竖直方向,不计绳重及摩擦,下列说法错误的是( )
A. 如图甲,该装置不省力,不省距离,也不省功
B. 如图乙,该装置的机械效率是三者中最低的
C. 如图丙,匀速拉动物体上升的过程中,F3逐渐变小
D. 若提升的物体越重,乙、丙的机械效率就会越高
6. 如图所示,甲、乙、丙、丁装置中涉及的研究对象分别是:① 厚玻璃筒内气体② 试管内水蒸气③ 汽缸内高温燃气④ 铁丝。当发生图片中的物理过程时,研究对象的内能减小的有( )
A. ① ② B. ② ③ C. ③ ④ D. ① ④
7. 小明同学设计了“楼道门禁”模型。光线较暗时,光控开关闭合提供照明;通过刷脸或输入密码时开关闭合,门锁打开。下列电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
8. 下列说法正确的是( )
A. 铅笔芯、橡皮、塑料吸管都是绝缘体
B. 发光二极管由超导体材料制成
C. 电源是提供电压的装置,电路中有电源就一定会产生电流
D. 同一电路中通过两个灯泡的电流相等时,这两个灯泡可能是并联
9. 关于磁场、磁感线的概念,下列说法中不正确的是( )
A. 磁针北极在某点所受的磁力方向跟该点的磁场方向一致
B. 磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密
C. 磁感线上任意一点的切线方向与该点磁场方向相反
D. 磁感线是一种假想的曲线,在磁体外部是从北极到南极
10. 关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A. 用电器的金属外壳应该接地 B. 熔丝熔断后可以使铜丝替代
C. 电灯的开关应安装在零线上 D. 用测电笔时手要接触笔尖金属
11. 某台秤的显示端由电压表改装而成,电路设计如图所示。闭合开关S,正确的说法是( )
A. 保持阻值不变,被测物体质量变大时,电路中电流变大
B. 保持阻值不变,被测物体质量变大时,电压表和电流表示数之比变小
C. 保持被测物体质量不变,当滑片向左滑动,电压表示数变大
D. 若增大台秤量程,可以将滑片向左滑动
12. 噪声是污染环境的公害之一,某科技小组为了监测噪声的强弱,用学生电源、电压表、定值电阻、声敏电阻R等实验器材进行探究,设计如图甲所示电路。其中R的阻值随声音强弱变化如图乙所示。某次测试中,当噪声为70dB时,电压表示数为6V;当噪声为40dB时,电压表示数为3V。下列说法正确的是( )
A. 阻值为20Ω
B. 电源电压为24V
C. 电路中电压表示数随声音强弱增大而减小
D. 当电压表示数为4.5V时,噪声强度为50dB
二 、填空题(本题共7小题,每空1分,共27分
13. 水果电池供电时是将________能转化为电能,其电压由电压表直接测量,如图甲可知铜片是________极;乙图中电阻箱的示数是________Ω。
14. 杠杆在生产生活中被普遍使用,请完成下列问题:
(1)如图甲是我国传统提水工具“桔槔”,用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点,A端挂有重为40N的石块,OA长为1.2m,OB长为0.6m。使用时,人向下拉绳放下空桶,此时桔槔为______(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;在桶内装水后向上拉绳缓慢将桶提起,则桔槔B点处受到的力为______N(硬棒质量、摩擦忽略不计)。
(2)如图乙所示,用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,阻力臂l阻和动力F动的变化情况是l阻______,F动______(均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
15. 如图,动滑轮重力为10N, 用 40N 的拉力F 将90N 的重物5s内匀速提升了1m, 此过程中有用功为___________ J,滑轮组的机械效率为___________%,拉力F的功率为___________W
16. 如图所示是一台四冲程汽油机的某个冲程,在此冲程中__________能转化为__________能;在一段时间内消耗了汽油,若这些汽油完全燃烧,放出的热量是_______________J。()
17. 小叶同学利用如图所示的电能表测量电热水器的电功率,此时电能表的示数为______kW·h,他家同时工作的用电器总功率不能超过______W。将电热水器单独连接在电压为220V的电路中,观察到电能表的指示灯1min闪了100次,则该电热水器的电功率是______W,电阻是______Ω。
18. 家庭电路中:
(1)各用电器之间的连接方式是 ___________
(2)控制照明灯泡的开关应该与___________ (选填“火线”或“零线”)相连,照明灯泡与控制它的 开关之间的连接方式是 ___________ 。
(3)一只标有“220V 12W”字样的节能灯,若它与一只标有“220V 60W”的白炽灯正常工作时 的发光亮度相当,则与白炽灯相比,在家庭电路使用节能灯在相同时间内可以节约 ___________% 电能 。
19. 如图,灯泡L标有“6V,3.6W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),L正常发光时电阻为___________Ω;当开关断开,、闭合时,电流表示数为0.4A,R电阻为10Ω,则电源电压___________ V : 当、断开,闭合时,电流表示数为 ___________ A。
20. 如图1,是光敏电阻,R是阻值为的定值电阻,电源电压。光敏电阻的阻值与光的照度(光照越强,照度越大,单位为Lux)关系如图2,当照度增大时,的阻值将______ ,小芳将量程为3V的电压表接入图1电路,将其改装成照度表,为使光的照度增大时电压表的示数也增大,则该电压表应并联在______ 两端,能够测量的最大照度为______ Lux。
三 、解答题(本题共8小题,共50分。解答第26、27题时应有公式和解题过程。
21. 按要求作图:
(1)将铁锹视为杠杆,O为支点,请在图甲中画出在A处施加最小动力的示意图及阻力臂l;
(2)人站地面用滑轮组提升物体,请在图乙中画出滑轮组的绕线方式;
(3)请在图丙中圈内填入电表,使开关S闭合后,两灯并联且都能发光。
22. 在生活和生产中,简单机械有着十分重要的作用。
(1)探究“杠杆的平衡条件”实验时,最开始杠杆处于如图甲所示状态(静止), 此时杠杆处于___________(填“平衡”或“不平衡”)状态;为使杠杆在水平位置平衡, 应将右端的平衡螺母向 ___________ (填“左”或“右”)调节:使杠杆在水平位置平衡, 目 的是___________
(2)用图乙所示的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同 一 滑轮组提升 钩码,记录数据如下表。
实验次数
钩码重G/N
物体上升高度h/cm
测力计的示数F/N
测力计移动的距离s/cm
1
3
3
1.6
9
2
6
3
9
3
9
3
3.6
9
①实验时应竖直向上___________拉动弹簧测力计
②分析实验数据可得:同 一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越___________ (填“高”或“低”)。
23. 如图甲所示是“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验,让小球从同一斜面由静止开始滚下,推动同一木块在水平面向 前移动一段距离后停下。
(1)实验中,小球的动能是由 ___________能转化来的;
(2)图甲中(a)、(c)实验让小球从斜面的相同高度下滑,目的是___________;
(3)图甲中(b)、(c)实验无法探究动能和速度的关系,理由是___________
24. 如图所示,小明对以下三个实验进行复习总结。
(1)请完成表格内的填空。
实验
研究对象
如何比较研究对象吸(放)热的多少
测量工具
甲
水、沙子
① ___________
温度计、天平、秒表
乙
酒精、碎纸片
温度计示数变化
温度计、②___________
丙
电阻丝
③___________
温度计、秒表
(2)乙实验中:a.试管内液体种类、b.试管内液体质量、c.加热时间、d.试管内液体温度的变化量。其中要求相等的是 ___________ (填序号);
(3)若图丁为甲实验所测数据,则 ___________(选填“能”或“不能”)解释沿海地区昼夜温差比内陆地区小。若不计热量损失,丙实验中电阻丝和 产生的热量之比为___________, 该实验结论是___________
25. 某实验小组在“探究电流与电阻的关系”的实验中,逐次在a、b间接入阻值为5Ω、10Ω、15Ω的电阻,每次换接电阻后,都要调节滑动变阻器,使电阻两端的电压保持不变。
(1)如图甲所示,连接的电路中有一根导线有错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将甲图连接完整__________;
(2)改正错误后,a、b间接入电阻为5Ω时,将滑动变阻器滑片滑至__________端(填字母),闭合开关,电流表无示数,电压表示数如图乙所示,移动滑片,两表指针保持不动。若电路只有一个元件故障,则故障是__________;电源两端电压为__________V;
(3)图丙是根据上述实验数据绘制的I-R图像,则电阻两端的电压为__________V;
(4)三个定值电阻中选取某一个电阻R,添加一个电阻箱R′,其余的利用原有器材,可以测量标有“0.2A”字样的小灯泡正常发光时的电阻RL,电路如图丁所示:
①闭合开关前,将滑动变阻器滑片滑到b端,电阻箱调为某一阻值R1;
②闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表示数为__________A,记录电压表示数;
③断开开关,再将电压表与待测电阻C端间的导线改接到D端(图中虚线所示),闭合开关,反复调节__________,使两表的示数与②中相同,记录此时电阻箱的阻值R2,断开开关;
④小灯泡正常发光时的电阻RL=__________。
26. 小明用“伏安法”测量未知电阻R的阻值。
(1)根据图甲电路图,用笔画线代替导线,将图乙的实物图补充完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时,它的电阻增大,电压表选择合适的量程:
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图丙所示, 为___________A, 可算出电阻R的阻值 为___________Ω;
(3)小明接着移动滑动变阻器的滑片测出多组电压和电流值,算出对应的电阻值及电阻平均值,计算电阻平均值的目的是___________
27. 如图甲是某新型太阳能汽车,该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。某次试车过程中,该车在水平路面上以恒定功率P做直线运动,图像如图乙所示。已知,汽车(包括司乘人员)的总质量为,汽车行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍。求:
(1)汽车的功率P;
(2)在0~15s内汽车牵引力做的功。
28. 某学校食堂购置了一批加热餐台,加热器简化电路如图乙所示,旋转开关S 分别连通0、1、2 触点,可实现加热器的断电、快速加热、保温多挡位功能调节。R1、R2是定值电阻,R2=96.8Ω。容器内水质量10kg, 比热容,加热器使用的电源电压恒为220V, 加热器快速加热时的功率为2kW。求:
(1)R1的阻值:
(2)加热器保温时的功率;
(3)加热器使用快速加热挡工作900s可使水温升高40℃,则 加热器对水加热的效率是多少?(结果保留一位小数)
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九年级物理第20周评学单
1. 下列估测最接近实际的是( )
A. 一节新干电池电压为2V
B. 家用荧光灯正常工作时的电流约0.2A
C. 家用挂壁空调正常工作时的电功率约10kW
D. 人骑自行车的功率约2000W
【答案】B
【解析】
【详解】A.一节新干电池的电压为1.5V,故A不符合题意;
B.家用荧光灯的电流较小,约为0.2A,故B符合题意;
C.家用挂壁空调正常工作的功率约为1kW,故C不符合题意;
D.人骑自行车的功率约60W,故D不符合题意。
故选B。
2. 图中工具属于费力杠杆的是( )
A. 开瓶器 B. 钓鱼竿
C. 核桃夹 D. 钢丝钳
【答案】B
【解析】
【详解】A.开瓶器起瓶子时,瓶顶处支点,瓶盖边缘给开瓶器的力是阻力,手给开瓶器的力是动力,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C.核桃夹夹核桃时,两个杠杆交叉处是支点,手给核桃夹的力是动力,核桃给核桃夹的力是阻力,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.钢丝钳使用时,两个杠杆交叉处是支点,手给钢丝钳的力是动力,钢丝给钢丝钳的力是阻力,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
3. 电动扫地车正沿斜坡向上匀速前进,并将地面上的垃圾吸入车内。此过程中,扫地车整体的( )
A. 动能变小,重力势能变大
B. 动能不变,重力势能变大
C. 机械能增大,电能转化为机械能
D. 机械能不变,动能转化为重力势能
【答案】C
【解析】
【详解】AB.电动扫地车正沿斜坡向上匀速前进,并将地面上的垃圾吸入车内,其质量变大,速度不变,所以动能变大;高度变高,所以重力势能变大,故A不符合题意;
C.扫地车的动能和势能均变大,所以机械能变大,且在此过程中,扫地车消耗电能,将电能转化为机械能,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
4. 如图所示,老师正在给小施讲解垃圾分类的知识,下列各环节中小施对瓶子做功的是( )
A. 从地上拾起瓶子 B. 拿着瓶子在水平方向上匀速运动
C. 拿着瓶子站在垃圾桶旁不动 D. 瓶子离开手后掉落桶中
【答案】A
【解析】
【详解】A.拾起瓶子的过程中,小施对瓶子施加一个向上的力,瓶子向上移动了距离,所以小明对瓶子做了功,故A符合题意;
B.沿水平方向匀速运动的过程中,小施对瓶子施加一个向上的力,瓶子在水平方向上移动了距离,并没有在向上的方向上移动距离,所以小施对瓶子没有做功,故B不符合题意;
C.拿着瓶子站在垃圾桶旁不动时,小施对瓶子施加一个向上的力,瓶子没有移动距离,所以小施对瓶子没有做功,故C不符合题意;
D.瓶子掉落垃圾桶的过程中,瓶子向下移动了距离,但小施没有对瓶子施加力,所以小施对瓶子不做功,故D不符合题意。
故选A。
5. 如图所示,用简单机械分别提起同一重物G,滑轮重20N,均质杠杆(OB=2OA)重10N,手的拉力始终沿竖直方向,不计绳重及摩擦,下列说法错误的是( )
A. 如图甲,该装置不省力,不省距离,也不省功
B. 如图乙,该装置的机械效率是三者中最低的
C. 如图丙,匀速拉动物体上升的过程中,F3逐渐变小
D. 若提升的物体越重,乙、丙的机械效率就会越高
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图是定滑轮,定滑轮的实质是等臂杠杆,使用定滑轮不省力也不省距离也不省功,故A正确,不符合题意;
B.根据
可知,忽略绳重及摩擦,甲图中不用克服摩擦和滑轮做额外功,该装置的机械效率最高;乙图中克服动滑轮的重力做的功为额外功,机械效率为
丙图中,克服杠杆的重力做的功为额外功,当物体被提升h时,根据数学的相似三角形知识可知,拉力端移动2h,杠杆的重心上升h,则该装置的机械效率为
可知
可得:乙装置的机械效率是三者中最低的,故B正确,不符合题意;
C.若始终保持拉力F3的方向竖直向上,则在杠杆匀速拉动物体上升过程中,结合数学知识可知,动力臂总是阻力臂的2倍,由杠杆平衡条件可知,拉力F3保持不变,故C错误,符合题意;
D.若提升的物体越重,提升相同的高度,所做的有用功越大,而额外功不变,由可知,机械效率就会越高,故D正确,不符合题意。
故选C。
6. 如图所示,甲、乙、丙、丁装置中涉及的研究对象分别是:① 厚玻璃筒内气体② 试管内水蒸气③ 汽缸内高温燃气④ 铁丝。当发生图片中的物理过程时,研究对象的内能减小的有( )
A. ① ② B. ② ③ C. ③ ④ D. ① ④
【答案】B
【解析】
【详解】图甲,厚玻璃筒内的气体被压缩时,活塞对气体做功,瓶内气体温度升高,气体的内能增加;
图乙,瓶子内的气体推动塞子跳起时,气体对塞子做功,气体的内能化为塞子的机械能,瓶子内空气内能减小;
图丙,汽缸内的燃气推动活塞向下运动时(即做功冲程),内能转化为机械能,气缸内燃气的内能减少;
图丁,对铁丝做功,温度升高,铁丝内能增大。
综上分析,研究对象的内能减小的有:②③,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7. 小明同学设计了“楼道门禁”模型。光线较暗时,光控开关闭合提供照明;通过刷脸或输入密码时开关闭合,门锁打开。下列电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,光线较暗时,光控开关闭合,灯泡发光,即光控开关控制灯泡;通过刷脸或输入密码时开关闭合,门锁打开,说明刷脸或密码开关均能控制电动机,即两开关并联;光线较强时,灯泡可以不工作,说明灯泡与电动机是并联的,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8. 下列说法正确的是( )
A. 铅笔芯、橡皮、塑料吸管都是绝缘体
B. 发光二极管由超导体材料制成
C. 电源是提供电压的装置,电路中有电源就一定会产生电流
D. 同一电路中通过两个灯泡的电流相等时,这两个灯泡可能是并联
【答案】D
【解析】
【详解】A.铅笔芯是导体,橡皮和塑料吸管是绝缘体,故A错误;
B.发光二极管由半导体材料制成,故B错误;
C.电源是提供电压的装置,电路中有电源且电路是闭合的,就一定会产生电流,故C错误;
D.同一电路中通过两个灯泡的电流相等时,这两个灯泡的规格相同,这两个灯泡可能是并联,故D正确。
故选D。
9. 关于磁场、磁感线的概念,下列说法中不正确的是( )
A. 磁针北极在某点所受的磁力方向跟该点的磁场方向一致
B. 磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密
C. 磁感线上任意一点的切线方向与该点磁场方向相反
D. 磁感线是一种假想的曲线,在磁体外部是从北极到南极
【答案】C
【解析】
【详解】A.某点磁场方向与小磁针N极(北极)静止时所受的磁力方向一致,故A正确;
B.磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁极处磁场最强,越靠近磁极磁感线越密,故B正确;
C.磁感线上任意一点切线方向与该点的磁场方向相同,故C错误;
D.磁感线是人为假想的曲线,实际不存在,磁体外部磁感线走向为,从北极出发,回到南极,故D正确。
本题选择不正确的,故选C。
10. 关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A. 用电器的金属外壳应该接地 B. 熔丝熔断后可以使铜丝替代
C. 电灯的开关应安装在零线上 D. 用测电笔时手要接触笔尖金属
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.用电器的金属外壳一定要接地,以防用电器外壳带电,危及人身安全,故A正确;
B.熔丝应该具有熔点较低的特性,所以熔丝熔断后不可以使铜丝替代,故B错误;
C.为了用电安全,电灯的开关应与火线相连,故C错误;
D.使用验电笔时,一定要用手触及笔尾的金属部分,不能用手触及测电笔笔尖金属,故D错误。
故选A。
11. 某台秤的显示端由电压表改装而成,电路设计如图所示。闭合开关S,正确的说法是( )
A. 保持阻值不变,被测物体质量变大时,电路中电流变大
B. 保持阻值不变,被测物体质量变大时,电压表和电流表示数之比变小
C. 保持被测物体质量不变,当滑片向左滑动,电压表示数变大
D. 若增大台秤量程,可以将滑片向左滑动
【答案】D
【解析】
【详解】A.保持阻值不变,被测物体质量变大时,滑片P向下滑,但是由于电路中滑动变阻器接入的阻值不变,总电阻不变,电路中的电流不变,故A错误;
B.保持阻值不变,被测物体质量变大时,滑片P向下滑,电路中的电流不变,电压表所测量的部分电阻变大,根据可知,电压表测量范围的电压变大,则电压表的示数变大,电压表和电流表示数之比变大,故B错误;
C.保持被测物体质量不变,当滑片向左滑动,R2接入的阻值变大,总电阻变大,电路中的电流变小,保持被测物体质量不变,R1的滑片不会移动,则电压表所测量部分电阻的大小不变,根据可知,通过电阻R1的电流变小,故电压表的示数变小,故C错误;
D.当所测的质量变大时,R1的滑片P向下滑,当R2接入的阻值不变时,电压表所测量部分的电阻变大,电压表的示数变大,而电压表示数的最大值是不变的,要增大台秤量程,则电路中的电流需要变小,可以采用将滑片向左滑动来实现,故D正确。
故选D。
12. 噪声是污染环境的公害之一,某科技小组为了监测噪声的强弱,用学生电源、电压表、定值电阻、声敏电阻R等实验器材进行探究,设计如图甲所示电路。其中R的阻值随声音强弱变化如图乙所示。某次测试中,当噪声为70dB时,电压表示数为6V;当噪声为40dB时,电压表示数为3V。下列说法正确的是( )
A. 阻值为20Ω
B. 电源电压为24V
C. 电路中电压表示数随声音强弱增大而减小
D. 当电压表示数为4.5V时,噪声强度为50dB
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图甲可知,两电阻串联,电压表测量定值电阻的电压,噪声为70dB时,由图乙可知,此时声敏电阻的阻值为R=20Ω,噪声为40dB时,由图乙可知,此时声敏电阻的阻值为R'=50Ω,根据串联电路的电压之比等于电阻之比,故有R0∶R=U0∶(U-U0)
则得R0∶20Ω=6V∶(U-6V)①
则得R0∶50Ω=3V∶(U-3V)②
解得U=18V,R0=10Ω,故AB错误;
C.由图乙可知,当声音强度增大时,声敏电阻的阻值减小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路电流增大,根据U=IR可知R0两端的电压变大,即电压表示数变大,故C错误;
D.当电压表示数为4.5V时,根据R0∶R″=U0∶(U-U0)
得到10Ω∶R″=4.5V∶(18V-4.5V)
解得R″=30Ω,根据乙图可知,噪声强度为50dB,故D正确。
故选D。
二 、填空题(本题共7小题,每空1分,共27分
13. 水果电池供电时是将________能转化为电能,其电压由电压表直接测量,如图甲可知铜片是________极;乙图中电阻箱的示数是________Ω。
【答案】 ①. 化学 ②. 正 ③. 7858
【解析】
【详解】[1]水果电池供电时将储存起来的化学能转化为电能,为电路提供电能。
[2]如图甲,铜片与电压表正接线柱相连,且电压表指针向右偏转,而电压表需要按照正进负出接线,在电源外部,电流从正极流出,流回负极,所以铜片是正极。
[3]如图电阻箱的示数为
R=7×1000Ω+8×100Ω+5×10Ω+8×1Ω=7858Ω
14. 杠杆在生产生活中被普遍使用,请完成下列问题:
(1)如图甲是我国传统提水工具“桔槔”,用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点,A端挂有重为40N的石块,OA长为1.2m,OB长为0.6m。使用时,人向下拉绳放下空桶,此时桔槔为______(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;在桶内装水后向上拉绳缓慢将桶提起,则桔槔B点处受到的力为______N(硬棒质量、摩擦忽略不计)。
(2)如图乙所示,用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,阻力臂l阻和动力F动的变化情况是l阻______,F动______(均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】(1) ①. 费力 ②. 80
(2) ①. 变大 ②. 变大
【解析】
【小问1详解】
[1]人向下拉绳放下空桶时,杠杆B端受到向下的力为动力,A端受到向下的力为阻力,由图可知,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡的条件可知,动力大于阻力,为费力杠杆。
[2]根据杠杆平衡的条件可知,即,解得
【小问2详解】
[1][2]由图可知,剪刀的轴是支点,剪纸时阻力作用在纸和剪刀的接触点,用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,阻力F阻不变,动力臂L动不变,阻力臂L阻逐渐变大,由杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂可知,动力F动逐渐变大。
15. 如图,动滑轮重力为10N, 用 40N 的拉力F 将90N 的重物5s内匀速提升了1m, 此过程中有用功为___________ J,滑轮组的机械效率为___________%,拉力F的功率为___________W
【答案】 ①. 90 ②. 75 ③. 24
【解析】
【详解】由题可知,有用功为
由图可知,绳子自由端移动的距离
总功为
机械效率
拉力的功率
16. 如图所示是一台四冲程汽油机的某个冲程,在此冲程中__________能转化为__________能;在一段时间内消耗了汽油,若这些汽油完全燃烧,放出的热量是_______________J。()
【答案】 ①. 内 ②. 机械 ③.
【解析】
【详解】[1][2]由图可知,两个气门都关闭,火花塞产生电火花,活塞向下运动,因此是做功冲程,汽油机的做功冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能。
[3]500g汽油完全燃烧放出的热量
17. 小叶同学利用如图所示的电能表测量电热水器的电功率,此时电能表的示数为______kW·h,他家同时工作的用电器总功率不能超过______W。将电热水器单独连接在电压为220V的电路中,观察到电能表的指示灯1min闪了100次,则该电热水器的电功率是______W,电阻是______Ω。
【答案】 ①. 5546.7 ②. 4400 ③. 2000 ④. 24.2
【解析】
【详解】[1]电能表最后一位是小数,所以图中示数为5546.7kW·h。
[2]该电能表允许通过的最大电流是20A,故他家同时工作的用电器最大总功率为Pmax=UI=220V×20A=4400W
[3]3000imp/(kW·h)表示电路中每消耗1 kW·h的电能,指示灯闪3000次,指示灯1min闪了100次,则消耗的电能为
该电热水器的电功率是
[4]由可得,其电阻
18. 家庭电路中:
(1)各用电器之间的连接方式是 ___________
(2)控制照明灯泡的开关应该与___________ (选填“火线”或“零线”)相连,照明灯泡与控制它的 开关之间的连接方式是 ___________ 。
(3)一只标有“220V 12W”字样的节能灯,若它与一只标有“220V 60W”的白炽灯正常工作时 的发光亮度相当,则与白炽灯相比,在家庭电路使用节能灯在相同时间内可以节约 ___________% 电能 。
【答案】(1)并联 (2) ①. 火线 ②. 串联
(3)80
【解析】
【小问1详解】
家庭电路中,各用电器需要独立工作、互不影响,且都要满足额定电压220V的工作要求,因此采用并联连接。
【小问2详解】
从安全用电原则出发,断开开关后用电器需要与火线断开连接,因此控制灯泡的开关必须接在火线上;开关要控制灯泡的通断,因此开关和灯泡之间为串联连接。
【小问3详解】
设工作时间为,正常工作时功率等于额定功率,节能灯消耗电能
白炽灯消耗电能
节约电能的百分比为
19. 如图,灯泡L标有“6V,3.6W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),L正常发光时电阻为___________Ω;当开关断开,、闭合时,电流表示数为0.4A,R电阻为10Ω,则电源电压___________ V : 当、断开,闭合时,电流表示数为 ___________ A。
【答案】 ①. 10 ②. 4 ③. 0.2
【解析】
【详解】灯泡正常发光时的电阻
当断开、、闭合时,灯泡L与电阻R并联,电流表测通过R的电流。 电源电压
当、断开、闭合时,灯泡L与电阻R串联,总电阻
电路电流(电流表示数)
20. 如图1,是光敏电阻,R是阻值为的定值电阻,电源电压。光敏电阻的阻值与光的照度(光照越强,照度越大,单位为Lux)关系如图2,当照度增大时,的阻值将______ ,小芳将量程为3V的电压表接入图1电路,将其改装成照度表,为使光的照度增大时电压表的示数也增大,则该电压表应并联在______ 两端,能够测量的最大照度为______ Lux。
【答案】 ①. 变小##减小 ②. 定值电阻R ③. 1.2
【解析】
【详解】[1]由图2可知,光敏电阻的阻值随光的照度的增大而变小。
[2]由图1可知,两电阻串联,又知道光敏电阻的阻值随光的照度的增大而变小,根据串联分压原理,为使光的照度增大时电压表的示数也增大,应将电压表并联在定值电阻R的两端。
[3]当电压表达到3V时,电路中的电流为
两端的电压为
的阻值
对照图2可得,此时的最大照度为。
三 、解答题(本题共8小题,共50分。解答第26、27题时应有公式和解题过程。
21. 按要求作图:
(1)将铁锹视为杠杆,O为支点,请在图甲中画出在A处施加最小动力的示意图及阻力臂l;
(2)人站地面用滑轮组提升物体,请在图乙中画出滑轮组的绕线方式;
(3)请在图丙中圈内填入电表,使开关S闭合后,两灯并联且都能发光。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
从O点作阻力F2的反向延长线的垂线段即为阻力臂l;根据杠杆平衡条件,在A点垂直于OA向上作用动力F时,动力臂最大,动力最小,如图所示:
【小问2详解】
因为人站在地面上拉绳子自由端,所以可以由外向里画出滑轮组的绕线,如图所示:
【小问3详解】
要使两灯并联,则应将两灯泡两端分别相连,然后再连入电源两端,即L1左端与L2上端用导线相连,该连线接入电源正极;L1右端与L2下端用导线(开关、电流表看成导线)相连,该连线接入电源负极,所以电流通过下方圆圈,下方圆圈内为电流表;若上方圆圈内为电流表,则电源被短路,所以上方圆圈内为电压表。如图所示:
22. 在生活和生产中,简单机械有着十分重要的作用。
(1)探究“杠杆的平衡条件”实验时,最开始杠杆处于如图甲所示状态(静止), 此时杠杆处于___________(填“平衡”或“不平衡”)状态;为使杠杆在水平位置平衡, 应将右端的平衡螺母向 ___________ (填“左”或“右”)调节:使杠杆在水平位置平衡, 目 的是___________
(2)用图乙所示的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同 一 滑轮组提升 钩码,记录数据如下表。
实验次数
钩码重G/N
物体上升高度h/cm
测力计的示数F/N
测力计移动的距离s/cm
1
3
3
1.6
9
2
6
3
9
3
9
3
3.6
9
①实验时应竖直向上___________拉动弹簧测力计
②分析实验数据可得:同 一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越___________ (填“高”或“低”)。
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 右 ③. 便于直接测量力臂
(2) ①. 匀速 ②. 高
【解析】
【小问1详解】
题图甲杠杆静止,因此处于平衡状态;
杠杆左端下沉、右端偏高,说明左侧偏重,平衡螺母向偏高的右侧调节;
杠杆水平平衡时,力臂在杠杆上,方便测量。
【小问2详解】
实验时需竖直向上匀速拉动弹簧测力计,根据二力平衡,匀速直线运动时,拉力保持不变,保证弹簧测力计示数稳定;
同一滑轮组,提升的物体越重,有用功占总功的比例越大,机械效率越高。
23. 如图甲所示是“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验,让小球从同一斜面由静止开始滚下,推动同一木块在水平面向 前移动一段距离后停下。
(1)实验中,小球的动能是由 ___________能转化来的;
(2)图甲中(a)、(c)实验让小球从斜面的相同高度下滑,目的是___________;
(3)图甲中(b)、(c)实验无法探究动能和速度的关系,理由是___________
【答案】(1)重力势 (2)使小球到达水平面时的初速度相同
(3)没有控制小球的质量相同,变量不唯一
【解析】
【小问1详解】
小球从斜面上滚下时,高度降低,重力势能减小,动能增大,因此小球的动能是由重力势能转化而来的。
【小问2详解】
本实验用到控制变量法:a、c实验中,小球质量不同,让它们从斜面相同高度下滑,目的是控制小球到达水平面时的初速度相同,以便探究动能与质量的关系。
【小问3详解】
探究动能和速度的关系时,需要控制小球质量相同,只改变小球到达水平面的速度,b、c实验中,小球的质量不同,因此无法满足控制变量的要求,不能探究动能和速度的关系。
24. 如图所示,小明对以下三个实验进行复习总结。
(1)请完成表格内的填空。
实验
研究对象
如何比较研究对象吸(放)热的多少
测量工具
甲
水、沙子
① ___________
温度计、天平、秒表
乙
酒精、碎纸片
温度计示数变化
温度计、②___________
丙
电阻丝
③___________
温度计、秒表
(2)乙实验中:a.试管内液体种类、b.试管内液体质量、c.加热时间、d.试管内液体温度的变化量。其中要求相等的是 ___________ (填序号);
(3)若图丁为甲实验所测数据,则 ___________(选填“能”或“不能”)解释沿海地区昼夜温差比内陆地区小。若不计热量损失,丙实验中电阻丝和 产生的热量之比为___________, 该实验结论是___________
【答案】(1) ①. 加热时间的长短 ②. 天平 ③. 温度计示数的变化量
(2)ab (3) ①. 能 ②. 1:2 ③. 在电流和通电时间相同时,导体的电阻越大,产生的热量越多
【解析】
【小问1详解】
甲实验中用相同的方式加热,则相同时间内物质吸收的热量相同,所以通过加热时间来比较研究对象吸热的多少。
乙实验需要控制燃料的质量相同,所以需用天平测量燃料质量。
丙实验通过温度计示数变化量反映电阻丝产热多少,温度计示数变化量越大,说明产生的热量越多。
【小问2详解】
等质量的同种液体,温度变化越大,吸收热量越多,说明燃料放出的热量越多,故选ab。
【小问3详解】
水的吸热能力强于沙子,等质量的水和沙子,吸收相同的热量,水的温度升高小,能解释沿海地区昼夜温差比内陆地区小。
由图丙可知,,,且两电阻串联,故通过两个电阻的电流相等,根据可得,通电时间相同,电阻和产生的热量之比为
故实验结论为电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
25. 某实验小组在“探究电流与电阻的关系”的实验中,逐次在a、b间接入阻值为5Ω、10Ω、15Ω的电阻,每次换接电阻后,都要调节滑动变阻器,使电阻两端的电压保持不变。
(1)如图甲所示,连接的电路中有一根导线有错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将甲图连接完整__________;
(2)改正错误后,a、b间接入电阻为5Ω时,将滑动变阻器滑片滑至__________端(填字母),闭合开关,电流表无示数,电压表示数如图乙所示,移动滑片,两表指针保持不动。若电路只有一个元件故障,则故障是__________;电源两端电压为__________V;
(3)图丙是根据上述实验数据绘制的I-R图像,则电阻两端的电压为__________V;
(4)三个定值电阻中选取某一个电阻R,添加一个电阻箱R′,其余的利用原有器材,可以测量标有“0.2A”字样的小灯泡正常发光时的电阻RL,电路如图丁所示:
①闭合开关前,将滑动变阻器滑片滑到b端,电阻箱调为某一阻值R1;
②闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表示数为__________A,记录电压表示数;
③断开开关,再将电压表与待测电阻C端间的导线改接到D端(图中虚线所示),闭合开关,反复调节__________,使两表的示数与②中相同,记录此时电阻箱的阻值R2,断开开关;
④小灯泡正常发光时的电阻RL=__________。
【答案】 ①. ②. A ③. R断路 ④. 6.0 ⑤. 3 ⑥. 0.2 ⑦. 电阻箱R′和滑动变阻器R ⑧. R1-R2
【解析】
【详解】(1)[1]原电路图中,滑动变阻器与电流表串联后和定值电阻并联,电压表串联在电路中是错误的;在“探究电流与电阻的关系”的实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示
(2)[2]为了保护电路,a、b间接入电阻为5Ω时,应将滑动变阻器滑片滑至阻值最大处,即A端。
[3]闭合开关,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数如图乙所示,说明电压表与电源连通,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,若电路只有一个元件故障,则故障是R断路。
[4]此时电压表测电源电压,由图乙可知,电压表选用大量程,分度值0.5V,其示数为6.0V。
(3)[5]由图丙可知,电流与电阻的乘积为
即电阻两端的电压为3V。
(4)②[6]由于测量标有“0.2A”字样的小灯泡正常发光时的电阻RL,则通过小灯泡的额定电流为0.2A,因此闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表示数为0.2A,记录电压表示数。
③[7]断开开关,再将电压表与待测电阻C端间的导线改接到D端,与电压表并联的那部分电阻变大,电压表示数会发生变化,而实验中需保持两表的示数不变,因此闭合开关,反复调节电阻箱R′和滑动变阻器,使两表的示数与②中相同,记录此时电阻箱的阻值R2,断开开关。
④[8]在步骤②中,电阻箱R′、滑动变阻器、定值电阻R和灯泡串联,电流表测电路中的电流,电压表测电阻箱R′和定值电阻R两端的电压,调节滑动变阻器,使电流表示数为0.2A,此时灯泡正常发光;在步骤③中,电阻箱R′、滑动变阻器、定值电阻R和灯泡仍串联,电流表测电路中的电流,电压表测电阻箱R′、定值电阻R和灯泡两端的电压,反复调节电阻箱R′和滑动变阻器,使两表的示数与②中相同,此时灯泡仍正常发光;根据欧姆定律可得
则电阻箱减少的电阻就等于小灯泡正常发光时的电阻,根据等效替代法可知,小灯泡正常发光时的电阻为
26. 小明用“伏安法”测量未知电阻R的阻值。
(1)根据图甲电路图,用笔画线代替导线,将图乙的实物图补充完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时,它的电阻增大,电压表选择合适的量程:
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图丙所示, 为___________A, 可算出电阻R的阻值 为___________Ω;
(3)小明接着移动滑动变阻器的滑片测出多组电压和电流值,算出对应的电阻值及电阻平均值,计算电阻平均值的目的是___________
【答案】(1) (2) ①. 0.3 ②. 5 (3)减小实验误差
【解析】
【小问1详解】
要求滑片向右移电阻增大,说明接入电路的电阻丝长度随滑片右移变长,因此开关右端连接滑动变阻器的左下接线柱;电源为两节干电池,总电压为3V,因此电压表选0~3V量程,电压表的“3”接线柱并联在R的右端,完成电路连接。
【小问2详解】
电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针读数为0.3A。
根据欧姆定律
【小问3详解】
本实验测量定值电阻,多次测量计算电阻平均值,可以减小单次测量的误差,提高测量准确度。
27. 如图甲是某新型太阳能汽车,该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。某次试车过程中,该车在水平路面上以恒定功率P做直线运动,图像如图乙所示。已知,汽车(包括司乘人员)的总质量为,汽车行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍。求:
(1)汽车的功率P;
(2)在0~15s内汽车牵引力做的功。
【答案】(1)960W
(2)14400J
【解析】
【小问1详解】
由图像可知,10s后汽车做匀速直线运动,受力平衡,牵引力为
汽车的功率恒定,根据,功率大小为
【小问2详解】
汽车的功率恒定,在0~15s内汽车牵引力做的功
28. 某学校食堂购置了一批加热餐台,加热器简化电路如图乙所示,旋转开关S 分别连通0、1、2 触点,可实现加热器的断电、快速加热、保温多挡位功能调节。R1、R2是定值电阻,R2=96.8Ω。容器内水质量10kg, 比热容,加热器使用的电源电压恒为220V, 加热器快速加热时的功率为2kW。求:
(1)R1的阻值:
(2)加热器保温时的功率;
(3)加热器使用快速加热挡工作900s可使水温升高40℃,则 加热器对水加热的效率是多少?(结果保留一位小数)
【答案】(1)24.2Ω
(2)400W (3)93.3%
【解析】
【小问1详解】
开关接1触点时,只有R1接入电路,为快速加热挡 ,R1的阻值为
【小问2详解】
开关接2触点时,R1与R2串联,为保温挡,串联总电阻为
保温挡功率为
【小问3详解】
加热900s消耗的电能为
水吸收的热量为
加热效率为
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