内容正文:
物理试题卷
注意事项:
1.本试卷满分为70分,物理和化学的考试时间共120分钟。
2.本试卷包括“试题卷”和“答题卷”两部分。“试题卷”共4页,“答题卷”共4页。
3.本试卷试题中值均取。
一、填空题(每小题2分,共20分)
1. 2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京天安门广场隆重举行。56门礼炮齐鸣,发出震耳欲聋的炮声。其中“震耳欲聋”是描述声音的______(选填声音的基本特性的名称)。
2. 歌曲《红星照我去战斗》的歌词写道:“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走……”如图所示,“走”表示青山相对于______(选填“青山”或“竹排”)在运动。
3. 如图所示,一束光从空气中斜射到某种透明液面上,同时发生了反射与折射,已知反射光线与折射光线的夹角为,则折射角的大小为______(填写具体的角度度数)。
4. 如图所示,使用燃气灶时,打开燃气阀门,拧动点火装置,燃气和空气先在进口处混合,然后流向燃烧头被点燃。燃气在此过程中并不会发生外泄,其原因是进口处燃气的流速较大,压强______(选填“大于”“等于”或“小于”)外界大气压强。
5. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,小灯泡发光,电流表有示数,电压表的示数为零,则该电路的故障可能是______(正确写出一种即可得分)。
6. 如图甲所示,某同学用弹簧测力计挂着一个实心圆柱体物块,使其由空气中缓慢浸入烧杯内的水中(水一直没有溢出),记录弹簧测力计的示数与圆柱体物块下表面离水面的距离,并根据测量数据描绘出图像,如图乙所示。分析图像,可计算出该圆柱体的体积为______。(水的密度,)
7. 如图所示,用大小恒为的拉力作用在绳子的自由端,使物块沿着水平地面向左移动,已知该过程中滑轮组的机械效率为,则物块受到水平地面的摩擦力大小为______。(不计空气阻力)
8. 给螺线管上的线圈通电后,观察到位于螺线管正下方的小磁针发生旋转,小磁针最终静止时如图所示(其中涂黑的一端为小磁针的极)。请用笔画线代替导线在图中的铁芯上正确画出螺线管线圈的绕法。
9. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为,闭合开关,断开开关,电压表的示数为,此时再闭合开关,电压表的示数变为,则定值电阻的阻值为______。
10. 在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,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关系图像如图乙所示。若将图甲中滑动变阻器的滑片移至变阻器线圈中点,闭合开关,则整个电路消耗的电功率为______W。(不计电源、导线及电表的内阻)
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意)
11. 下列说法中正确的是( )
A. 声音越大,其音调就越高
B. 作用在物体上的力越大,对物体做的功就越大
C. 平面镜也可成倒立的虚像或实像
D. 只要物质的状态不变,其比热容大小就不变
12. 如图甲所示,某无人机携带高清照相机在拍摄风景。如图乙所示,高清照相机镜头的焦距为,无人机飞的高度越高,其拍摄地面的景物所成的像越靠近图乙中的( )
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
13. 哈尔滨的冰雕奇观晶莹剔透,巧夺天工。如图所示的冰雕在零下几十摄氏度的环境中,其体积和质量依然会不断减小。为了保持冰雕造型持久,工作人员会在低温环境下向冰面浇水,水会迅速( )
A. 凝固 B. 凝华 C. 液化 D. 升华
14. 如图所示,跳伞运动员从高空跳下,打开降落伞一段时间后,便会匀速下落。在运动员匀速下落的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 运动员的动能和重力势能都增大
B. 运动员的动能和重力势能都减小
C. 运动员受平衡力作用,其机械能不断减小
D. 运动员受非平衡力作用,其机械能不断增大
15. 如图所示,将两个完全一样的长方体A、B分别竖直与水平放置在盛水的容器中,它们最终处于静止状态。此时两个长方体上、下表面所受液体的压强差分别记为、;两个长方体上下表面所受液体的压力差分别记为、。下列分析中正确的是( )
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
16. 某物理实验兴趣小组利用自行设计的装置探究电与磁之间的联系。如图所示,U形磁体可以产生强磁场,E、F是光滑的金属导轨,和是表面光滑的导体棒,其中导体棒固定在金属导轨上。导体棒在金属导轨E、F上沿着金属轨道快速向左运动的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 在该过程中,电能转化为机械能
B. 导体棒相当于电热器,会产生热量
C. 导体棒和构成的回路中不会产生感应电流
D. 导体棒不会受到强磁场的作用力
17. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右缓慢移动的过程中,电路中的电流I以及滑动变阻器、定值电阻、小灯泡L两端的电压、、都发生变化,其变化量的大小分别用、、和表示(不考虑电源内阻,且忽略灯丝电阻的变化)。下列分析判断中正确的是( )
A. 小灯泡L变亮,电压表和电流表的示数都变大
B.
C.
D. 消耗的电功率变小,且
三、实验题(每空2分,每图2分,共16分)
18. 利用如图所示的实验装置测量小车沿斜面下滑的平均速度。
(1)在实验中,所使用的垫块高度要矮一点,使斜面成较小的坡度,其目的是______。
(2)实验中,让小车从斜面顶端由静止释放,测得小车从斜面顶端运动到金属片位置的路程为,所用的时间为;小车通过上半程路程所用的时间为,则小车通过下半程的平均速度为______(用所测量的物理量的表达式表示)。
19. 如图所示,利用半透明玻璃板、两根完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点。
(1)如图甲所示,将蜡烛A点燃放置在玻璃板前面,观察到蜡烛A在玻璃板后面成两个靠得较近的像,其原因是______。
(2)如图乙所示,将玻璃板倾斜与水面实验台面成角,并固定在实验台面上。如果让点燃的蜡烛A沿着水平台面向左做直线运动,则透过倾斜的玻璃板观察到蜡烛A的像将______运动。(选填代表正确答案的字母)
A. 水平向左 B. 水平向右 C. 竖直向下 D. 竖直向上
20. 某物理实验小组的同学们利用如图甲所示的实验装置(未连接完整)测量小灯泡发光时的电阻,其中小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整,要求在接线柱之外导线不得交叉。
(2)连接好电路后,将滑片P移至阻值最大处,闭合开关进行实验,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则该小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。(计算结果保留一位小数)
(3)继续正确进行实验操作,测量多组实验数据,并根据实验数据绘制小灯泡发光时其两端电压与流过灯丝的电流的关系图像,如图丙中的曲线A所示。小组的另一位同学用相同的器材和电路做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I-U图像如图丙中的曲线所示。你认为错误的原因可能是______。
(4)另外一位同学想继续利用“伏安法”来测量定值电阻(阻值未知)的阻值,他设计的电路图的一部分如图丁所示。如果使用的电流表的内阻为,实验过程中记录电流表的示数为,电压表的内阻为,电压表的示数为,则该同学所测的未知电阻的阻值______(用题目给出的字母表示)。
四、计算与推导题(第21小题5分,第22小题7分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程,只有最后答案的不能得分)
21. 如图所示的是一台压路机,其总质量为。在一次压路作业中,压路机以的速度在水平路面上匀速直线行驶,行驶过程中受到的阻力是其总重力的。
(1)求压路机在这次压路作业中牵引力做的功。
(2)已知这次作业消耗柴油,求该压路机发动机的效率。(柴油的热值取)
22. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,小灯泡标有“”字样,定值电阻的阻值为,滑动变阻器的最大阻值为。不考虑温度对灯丝电阻的影响。
(1)求小灯泡正常发光时的电阻。
(2)当开关S、都闭合,滑动变阻器的滑片移到端时,小灯泡恰好正常发光,求电流表的示数大小。
(3)当开关断开,S闭合,滑动变阻器的滑片移到端时,求通电小灯泡消耗的电能。
23. 如图甲所示,一根质量为、粗细均匀的实心木材平放在水平地面上,在其右端施加竖直向上的拉力可使其右端微微抬起(刚好离开地面,即与水平地面有一个很小的夹角)。如图乙所示的是另一根粗细不均匀、长度为的实心木材,在其右端施加竖直向上的、大小为的拉力,可使其右端刚好微微抬起。若从其左端施加竖直向上的、大小为的拉力,也可以使其左端微微抬起,如图丙所示。
(1)求将木材右端抬起的竖直向上的拉力的大小。
(2)求木材的质量及木材的重心位置距其左端的距离。
(3)如图丁所示,假设是实心木材的重心位置,过点沿竖直方向将木材切开成左、右两段,请你利用所学的知识判断和的大小,并写出分析判断的理由。
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物理试题卷
注意事项:
1.本试卷满分为70分,物理和化学的考试时间共120分钟。
2.本试卷包括“试题卷”和“答题卷”两部分。“试题卷”共4页,“答题卷”共4页。
3.本试卷试题中值均取。
一、填空题(每小题2分,共20分)
1. 2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京天安门广场隆重举行。56门礼炮齐鸣,发出震耳欲聋的炮声。其中“震耳欲聋”是描述声音的______(选填声音的基本特性的名称)。
【答案】响度
【解析】
【详解】声音的大小叫响度,声音越大,响度越大。 “震耳欲聋”形容声音非常大,描述的是声音的响度。
2. 歌曲《红星照我去战斗》的歌词写道:“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走……”如图所示,“走”表示青山相对于______(选填“青山”或“竹排”)在运动。
【答案】竹排
【解析】
【详解】以竹排为参照物,青山的位置会随着竹排的前进而发生变化,因此看起来青山在“走”,因此,“走”表示青山相对于竹排在运动。
3. 如图所示,一束光从空气中斜射到某种透明液面上,同时发生了反射与折射,已知反射光线与折射光线的夹角为,则折射角的大小为______(填写具体的角度度数)。
【答案】
【解析】
【详解】入射角是入射光线与法线的夹角,由图可知入射光线和界面的夹角为,因此入射角为
根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角也为,折射角是折射光线与法线的夹角,因此折射角大小为
4. 如图所示,使用燃气灶时,打开燃气阀门,拧动点火装置,燃气和空气先在进口处混合,然后流向燃烧头被点燃。燃气在此过程中并不会发生外泄,其原因是进口处燃气的流速较大,压强______(选填“大于”“等于”或“小于”)外界大气压强。
【答案】小于
【解析】
【详解】流体压强与流速的关系:流体流速越大的位置,压强越小。燃气灶进口处燃气流速较大,因此压强小于外界大气压强,外界大气压会将空气压入管内和燃气混合,同时燃气不会外泄。
5. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,小灯泡发光,电流表有示数,电压表的示数为零,则该电路的故障可能是______(正确写出一种即可得分)。
【答案】电阻被短路##电压表被短路##电压表开路
【解析】
【详解】灯泡和电阻串联,电流表测电路总电流,电压表并联在两端,测的电压。闭合开关后,小灯泡发光、电流表有示数,说明主电路是通路,不存在整体断路; 电压表示数为零,说明:若故障在R,短路后,相当于导线,两端电压为0,主电路依然通路,符合“灯亮、电流表有示数、电压表示数为零”的现象;
若故障在电压表,电压表自身接线短路,不影响主电路通路,因此灯亮、电流表有示数,电压表无法接入电路,示数为零,也符合条件。
若故障在电压表,电压表自身接线断路,不影响主电路通路,因此灯亮、电流表有示数,电压表无法接入电路,示数为零,也符合条件。
6. 如图甲所示,某同学用弹簧测力计挂着一个实心圆柱体物块,使其由空气中缓慢浸入烧杯内的水中(水一直没有溢出),记录弹簧测力计的示数与圆柱体物块下表面离水面的距离,并根据测量数据描绘出图像,如图乙所示。分析图像,可计算出该圆柱体的体积为______。(水的密度,)
【答案】200
【解析】
【详解】由图像可知,物块在空气中时,测力计示数为3N,则物块重力为3N。物块完全浸没在水中时,测力计示数为1N,则此时物块受到的浮力为
则该圆柱体的体积为
7. 如图所示,用大小恒为的拉力作用在绳子的自由端,使物块沿着水平地面向左移动,已知该过程中滑轮组的机械效率为,则物块受到水平地面的摩擦力大小为______。(不计空气阻力)
【答案】240
【解析】
【详解】由图可知,拉动滑轮的绳子段数 ,因此绳子自由端移动距离满足,有用功, 总功
机械效率
则摩擦力
8. 给螺线管上的线圈通电后,观察到位于螺线管正下方的小磁针发生旋转,小磁针最终静止时如图所示(其中涂黑的一端为小磁针的极)。请用笔画线代替导线在图中的铁芯上正确画出螺线管线圈的绕法。
【答案】
【解析】
【详解】小磁针静止时N极的指向就是该点的磁场方向,本题中小磁针N极向右,说明螺线管正下方磁场向右;螺线管外部磁场方向由N极指向S极,因此螺线管左端是N极,右端是S极。
电源符号中长线段为正极、短线段为负极,因此电流从电源正极流出,从螺线管右端流入,左端流出回到电源负极。
右手握住铁芯,大拇指指向左端N极,四指弯曲的方向就是电流方向,绕法为: 从右端上端接线处开始,从铁芯里侧开始绕线,依次缠绕后从左端上端引出接电源负极。
9. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为,闭合开关,断开开关,电压表的示数为,此时再闭合开关,电压表的示数变为,则定值电阻的阻值为______。
【答案】5
【解析】
【详解】闭合开关和时,被短路,电路只有工作,电压表测量电源电压,因此电源电压;闭合、断开时,与串联,电压表测量两端电压,,则电路电流
串联电路总电压等于各部分电压之和,因此两端电压
串联电流处处相等,因此
10. 在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,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关系图像如图乙所示。若将图甲中滑动变阻器的滑片移至变阻器线圈中点,闭合开关,则整个电路消耗的电功率为______W。(不计电源、导线及电表的内阻)
【答案】0.25
【解析】
【详解】由图甲可知,R与R0串联,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路中的电流,当滑动变阻器的滑片在最左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,电压表示数为零,电路为只有R0的简单电路,由乙图可知,此时电路中的电流为0.5A,电源电压为①
当滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,R与R0串联,由乙图可知,此时电路中的电流为0.1A,滑动变阻器两端电压为1.2V,电源电压为②
联立①②可得,,。
滑动变阻器的最大阻值为
当滑动变阻器的滑片移至变阻器线圈中点时,
此时电路中的总电阻为
整个电路消耗的电功率为
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意)
11. 下列说法中正确的是( )
A. 声音越大,其音调就越高
B. 作用在物体上的力越大,对物体做的功就越大
C. 平面镜也可成倒立的虚像或实像
D. 只要物质的状态不变,其比热容大小就不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.声音的大小叫响度,声音越大,响度越大,故A错误;
B.力对物体做功的多少与力的大小和物体沿力的方向上通过距离有关,作用在物体上的力越大,对物体做的功不一定大,因为没有说明物体沿力的方向移动距离的大小,故B错误;
C.平面镜只能成虚像,不能成实像,平面镜成的虚像的正立的,不是倒立的,故C错误;
D.比热容的大小与物质的种类和状态有关,同一种物质的状态不变,其比热容大小就不变,故D正确。
故选D。
12. 如图甲所示,某无人机携带高清照相机在拍摄风景。如图乙所示,高清照相机镜头的焦距为,无人机飞的高度越高,其拍摄地面的景物所成的像越靠近图乙中的( )
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
【答案】B
【解析】
【详解】照相机成倒立、缩小的实像,像在凸透镜的一倍焦距与二倍焦距之间,根据凸透镜成像规律:物远像近像变小,无人机飞行高度越高,离地面景物越远,物距越大,像距越小(像越靠近透镜),且物距越大,像越靠近焦点(一倍焦距位置)。图乙中点紧邻焦点,因此像越靠近点。
故选B。
13. 哈尔滨的冰雕奇观晶莹剔透,巧夺天工。如图所示的冰雕在零下几十摄氏度的环境中,其体积和质量依然会不断减小。为了保持冰雕造型持久,工作人员会在低温环境下向冰面浇水,水会迅速( )
A. 凝固 B. 凝华 C. 液化 D. 升华
【答案】A
【解析】
【详解】工作人员在低温环境下向冰面浇水,此时环境温度仍为零下几十摄氏度(远低于水的凝固点0℃)。水在低温环境中会直接从液态变为固态,该过程称为凝固,凝固形成的冰附着在冰雕表面,可保持冰雕造型。故选A。
14. 如图所示,跳伞运动员从高空跳下,打开降落伞一段时间后,便会匀速下落。在运动员匀速下落的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 运动员的动能和重力势能都增大
B. 运动员的动能和重力势能都减小
C. 运动员受平衡力作用,其机械能不断减小
D. 运动员受非平衡力作用,其机械能不断增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.在匀速下落的过程中,速度大小不变,质量不变,动能不变;高度降低,质量不变,重力势能减小,故AB错误;
CD.运动员在空中匀速直线下降,处于平衡状态,因此受到的重力和空气阻力是一对平衡力,由于动能不变,重力势能减小,所以机械能减小,故C正确,D错误。
故选C。
15. 如图所示,将两个完全一样的长方体A、B分别竖直与水平放置在盛水的容器中,它们最终处于静止状态。此时两个长方体上、下表面所受液体的压强差分别记为、;两个长方体上下表面所受液体的压力差分别记为、。下列分析中正确的是( )
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
【答案】B
【解析】
【详解】竖直放置时,上下表面的高度差大于水平放置时上下表面的高度差,根据可知,压强差;由浮力产生的原因可知,浮力等于物体上下表面的压力差,两个长方体完全相同,且都悬浮在水中,根据阿基米德原理,它们受到的浮力相等,即,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
16. 某物理实验兴趣小组利用自行设计的装置探究电与磁之间的联系。如图所示,U形磁体可以产生强磁场,E、F是光滑的金属导轨,和是表面光滑的导体棒,其中导体棒固定在金属导轨上。导体棒在金属导轨E、F上沿着金属轨道快速向左运动的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 在该过程中,电能转化为机械能
B. 导体棒相当于电热器,会产生热量
C. 导体棒和构成的回路中不会产生感应电流
D. 导体棒不会受到强磁场的作用力
【答案】B
【解析】
【详解】AC.由题意可知,当导体棒在磁场中向左运动时,、和导轨组成闭合回路,做切割磁感线运动,回路中会产生感应电流,机械能转化为电能,故AC错误;
B.回路产生感应电流后,电流通过导体棒,有电阻,电流的热效应会使产生热量,故B正确;
D.cd中有感应电流通过,通电导体在磁场中会受到力的作用,因此受到磁场的作用力,故D错误。
故选B。
17. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右缓慢移动的过程中,电路中的电流I以及滑动变阻器、定值电阻、小灯泡L两端的电压、、都发生变化,其变化量的大小分别用、、和表示(不考虑电源内阻,且忽略灯丝电阻的变化)。下列分析判断中正确的是( )
A. 小灯泡L变亮,电压表和电流表的示数都变大
B.
C.
D. 消耗的电功率变小,且
【答案】D
【解析】
【详解】A.滑片向右移动,接入电阻变大,总电阻变大,由得,电路电流变小;小灯泡功率,不变,变小则变小,小灯泡变暗;
变小则变大,电压表示数变大,故A错误;
BC.由于电源电压不变,因此电压变化量满足:;两边同除以得:
故BC错误;
D.R1是定值电阻,电流变小,由得,消耗的电功率变小; 定值电阻两端的电压,,,两式作差得,即,故D正确。
故选 D。
三、实验题(每空2分,每图2分,共16分)
18. 利用如图所示的实验装置测量小车沿斜面下滑的平均速度。
(1)在实验中,所使用的垫块高度要矮一点,使斜面成较小的坡度,其目的是______。
(2)实验中,让小车从斜面顶端由静止释放,测得小车从斜面顶端运动到金属片位置的路程为,所用的时间为;小车通过上半程路程所用的时间为,则小车通过下半程的平均速度为______(用所测量的物理量的表达式表示)。
【答案】(1)便于精确测量时间,减小测量误差
(2)
【解析】
【小问1详解】
斜面坡度越小,小车沿斜面向下加速运动越慢,通过某点的时间会越长,计时会越准确,所以使斜面成较小的坡度,是为了便于精确测量时间,减小测量误差。
【小问2详解】
小车通过下半程的路程为,下半程所用的时间,小车通过下半程的平均速度为
19. 如图所示,利用半透明玻璃板、两根完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点。
(1)如图甲所示,将蜡烛A点燃放置在玻璃板前面,观察到蜡烛A在玻璃板后面成两个靠得较近的像,其原因是______。
(2)如图乙所示,将玻璃板倾斜与水面实验台面成角,并固定在实验台面上。如果让点燃的蜡烛A沿着水平台面向左做直线运动,则透过倾斜的玻璃板观察到蜡烛A的像将______运动。(选填代表正确答案的字母)
A. 水平向左 B. 水平向右 C. 竖直向下 D. 竖直向上
【答案】(1)玻璃板有一定厚度,蜡烛A经玻璃板前、后两个表面都成像 (2)D
【解析】
【小问1详解】
本次实验用的半透明玻璃板有一定厚度,玻璃板的前表面和后表面都可以反射光线,蜡烛A的光经过两个表面分别反射成像,因此会观察到两个靠得很近的像。
【小问2详解】
平面镜成像的特点是物和像关于镜面对称,当玻璃板和水平台面成角时,蜡烛水平方向的运动,对应像会沿竖直方向运动;结合对称关系推导,蜡烛沿水平台面向左运动时,它的像会竖直向上运动,故选D。
20. 某物理实验小组的同学们利用如图甲所示的实验装置(未连接完整)测量小灯泡发光时的电阻,其中小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整,要求在接线柱之外导线不得交叉。
(2)连接好电路后,将滑片P移至阻值最大处,闭合开关进行实验,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则该小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。(计算结果保留一位小数)
(3)继续正确进行实验操作,测量多组实验数据,并根据实验数据绘制小灯泡发光时其两端电压与流过灯丝的电流的关系图像,如图丙中的曲线A所示。小组的另一位同学用相同的器材和电路做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I-U图像如图丙中的曲线所示。你认为错误的原因可能是______。
(4)另外一位同学想继续利用“伏安法”来测量定值电阻(阻值未知)的阻值,他设计的电路图的一部分如图丁所示。如果使用的电流表的内阻为,实验过程中记录电流表的示数为,电压表的内阻为,电压表的示数为,则该同学所测的未知电阻的阻值______(用题目给出的字母表示)。
【答案】(1) (2)9.6
(3)电压表与滑动变阻器并联接入电路
(4)
【解析】
【小问1详解】
测量小灯泡发光时的电阻,电压表应与小灯泡并联,因为小灯泡的额定电压为2.5V,因此电压表选择0~3V的测量范围,电压表负接线柱接小灯泡左端,电压表“3”接线柱接小灯泡右端。
【小问2详解】
由图乙可知,电流表选择0~0.6A的测量范围,分度值为0.02A,示数为0.26A,所以该小灯泡正常发光时的电阻为
【小问3详解】
曲线B的特点是:电压表示数越大,电流越小。当电路中电流减小时,由图A可知,灯泡电压降低,电源电压不变,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器电压升高,因此电压表可能与滑动变阻器并联接入电路,测量滑动变阻器两端的电压。
【小问4详解】
由图丁可知,电压表测电流表和待测电阻串联的总电压,示数为;电流表测通过的电流,示数为,则电流表两端电压为,由串联电路电压的特点可知,未知电阻两端电压为
未知电阻的阻值
四、计算与推导题(第21小题5分,第22小题7分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程,只有最后答案的不能得分)
21. 如图所示的是一台压路机,其总质量为。在一次压路作业中,压路机以的速度在水平路面上匀速直线行驶,行驶过程中受到的阻力是其总重力的。
(1)求压路机在这次压路作业中牵引力做的功。
(2)已知这次作业消耗柴油,求该压路机发动机的效率。(柴油的热值取)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
压路机的总质量
因为压路机沿水平路面匀速直线行驶,所以其牵引力与所受的摩擦力是一对平衡力,则有
压路机行驶的时间
压路机行驶过程中牵引力做的功
【小问2详解】
在上述过程中,压路机消耗柴油释放的热量
压路机发动机的效率
22. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,小灯泡标有“”字样,定值电阻的阻值为,滑动变阻器的最大阻值为。不考虑温度对灯丝电阻的影响。
(1)求小灯泡正常发光时的电阻。
(2)当开关S、都闭合,滑动变阻器的滑片移到端时,小灯泡恰好正常发光,求电流表的示数大小。
(3)当开关断开,S闭合,滑动变阻器的滑片移到端时,求通电小灯泡消耗的电能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小灯泡正常发光时的电阻
【小问2详解】
当开关S、都闭合,滑动变阻器的滑片移到端时,灯和并联,电流表测量干路电流,此时灯恰好正常发光,根据并联电路电压规律可知,电源电压
此时通过灯的电流等于其额定电流为
通过的电流
则电流表的示数
【小问3详解】
当开关断开,S闭合,滑动变阻器的滑片P移到b端时,滑动变阻器接入电路的阻值达到最大值,小灯泡与滑动变阻器串联,不考虑温度对灯丝电阻的影响,此时串联电路的总电阻
则串联电路的电流
小灯泡消耗的电能
23. 如图甲所示,一根质量为、粗细均匀的实心木材平放在水平地面上,在其右端施加竖直向上的拉力可使其右端微微抬起(刚好离开地面,即与水平地面有一个很小的夹角)。如图乙所示的是另一根粗细不均匀、长度为的实心木材,在其右端施加竖直向上的、大小为的拉力,可使其右端刚好微微抬起。若从其左端施加竖直向上的、大小为的拉力,也可以使其左端微微抬起,如图丙所示。
(1)求将木材右端抬起的竖直向上的拉力的大小。
(2)求木材的质量及木材的重心位置距其左端的距离。
(3)如图丁所示,假设是实心木材的重心位置,过点沿竖直方向将木材切开成左、右两段,请你利用所学的知识判断和的大小,并写出分析判断的理由。
【答案】(1)
(2);
(3)如图丁所示,由于木材的点左侧这一段的长度为,点右侧这一段长度为,则点左侧这段木材的重心到点的距离,即左段木材重力的力臂记为;同理点右侧这段木材的重心到点的距离,即右段木材重力的力臂记为;由题意可知:;根据杠杆的平衡条件可得:;因为,所以
【解析】
【小问1详解】
如图甲所示,设粗细均匀的实心木材的长度为,其重心位置就在其几何中心上,当在其右端施加竖直向上的拉力时,可将木材的左端与水平地面接触点视作其转动的支点,则其所受的动力的力臂为,所受重力(即阻力)对应的力臂为
木材的重力
根据杠杆平衡条件可得:,整理得:
【小问2详解】
如图乙所示,设粗细不均匀的木材的重心距离其左端长度为,在拉力作用下可使其右端刚好微微抬起,根据杠杆平衡条件可得:······①
如图丙所示,从木材的左端施加竖直向上的力亦可使其左端微微抬起,同理可得:······②
联立①②可得:,其中、,故,则
将代入①或②式,解得:
【小问3详解】
略
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