精品解析:安徽省亳州市涡阳县高炉镇大呼中学2025-2026学年九年级上学期第三次月考物理试卷
2026-07-23
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | 亳州市 |
| 地区(区县) | 涡阳县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.08 MB |
| 发布时间 | 2026-07-23 |
| 更新时间 | 2026-07-23 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58933384.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
九年级物理
一、填空题(每空2分,共20分)
1. 如图所示是一款多挡位挂烫机的工作电路图,只闭合开关S1时,挂烫机处于______挡(选填“高温”或“低温”)。
2. 将包装口香糖的锡箔纸剪成如图形状,其他条件相同时,C处的横截面积较小,电阻较大。A、B两端分别与电池正负极接触,观察到C处起火,该现象利用了电流的______效应。
3. 芯片体积小,元件密集。当芯片中有电流通过时,由于电流的热效应不可避免地会产生热量。为了不影响芯片的性能,通常让散热部件与芯片紧密结合,来降低芯片的温度,这是通过______的方式改变芯片内能。
4. 我校学生在物理学科活动中将铜片和锌片插入柠檬中,制成了水果电池,并点亮了发光二极管,则铜片是水果电池的___(填“正极”或“负极”)。
5. 如图所示的电路,闭合开关S,两盏灯都发光。过一会儿,灯熄灭,灯仍发光,则电路故障可能是灯发生______路。
6. 如图所示,A和B是两个相同的验电器,验电器A带负电荷,B不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B两个验电器的金属球连接起来,金属棒把A和B连接瞬间,A的金属箔张角减小,则金属棒中瞬间电流的方向是______(均选填“从A到B”或“从B到A”)。
7. 如图所示,小刚同学用50N的水平拉力F拉重力为400N的木箱,使木箱在水平面上匀速直线运动前进了4m,若木箱与地面之间的摩擦力是80N。此过程中该滑轮组的机械效率是________。
8. 如图所示,有一重为10N的物体,沿着长为2m,高为1m的光滑斜面自顶端滑下,所用时间为2.5s,物体对斜面的压力为5N,则重力做功的平均功率为___W。
9. 如图所示的电路中,若闭合开关S后,两灯并联,则乙是___________表(选填“电流”或“电压”)。
10. 把凉的奶制品放入盛有热水的保温桶中,经过一段时间,它们的温度随时间变化的图像如图所示,奶制品与热水的质量相同,从图像可以发现,甲、乙的比热容之比为______。
二、单选题(每题2分,共14分)
11. 某小区的门禁智能锁通过人脸、刷卡或密码三种方式中的任意一种来识别解码开门,每种方式相当于一个开关,语音提示仪工作模拟开门成功,图中的电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
12. 如图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙从地面提到二楼,用甲滑轮所做的总功为,机械效率为;用乙滑轮所做的总功为、机械效率为。若不计绳重与摩擦,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
13. 关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A. 物体的温度越高,所含的热量越多
B. 0℃的冰没有内能,100℃水的内能肯定比它大
C. 一个物体内能增大,温度不一定升高
D. 对物体做功,物体的温度一定升高
14. 如图所示,小明自制了一个验电器,用一根被毛皮摩擦过的带负电的橡胶棒接触金属橡胶棒金属球,发现验电器的箔片张开,以下说法正确的是( )
A. 橡胶棒在与毛皮摩擦过程中失去了电子
B. 图中两条箔片都带上了正电而相互排斥
C. 当橡胶棒与金属球接触时,验电器便自己产生了电荷
D. 验电器上连接金属球和箔片的杆子应该具有很好的导电性
15. 如图所示,一架无人机正在空中斜向匀速飞行,进行灭蚊消杀作业,随着消杀药剂的减少,关于无人机(包括药箱和药剂)下列说法正确的是( )
A. 重力势能一定增大 B. 动能一定不变
C. 动能一定减小 D. 机械能一定不变
16. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,向左移动滑动变阻器的滑片。在移动滑片的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变大,电压表的示数变大 B. 电流表的示数变大,电压表的示数变小
C. 电流表的示数变小,电压表的示数变大 D. 电流表的示数变小,电压表的示数变小
17. 如图所示的电路,电源电压恒为3V,小灯泡L上标有“2V,1W”字样(忽略灯丝电阻的变化),滑动变阻器R规格为“20Ω,1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”。闭合开关S。在不损坏电路元件情况下,下列选项正确的是( )
A. 电路中最大电流为0.6A
B. 电路的最大功率为2.25W
C. 电压表示数变化范围为0.5~2V
D. 滑动变阻器阻值变化范围为0~20Ω
三、实验题(每空2分,共18分)
18. 小刘在放学的路上常看到如图甲所示的交通警示牌,为了研究车辆超速、超载对交通安全的影响,他用铁球A、木球B()碰撞静止在同一水平长木板上的木块,进行了“动能的大小与什么因素有关”的探究实验。如图乙所示。
(1)a、b两图是探究动能与__________的关系,需要将同一小球分别放置于斜面的不同高度后,使其由静止状态自由滚下。
(2)分析a、c两次实验的现象,可得出的结论是__________。
19. 在探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”实验中,设计了如图所示甲、乙两组实验装置。
(1)实验中通过观察U形管中______的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)利用图______(选填“甲”或“乙”)装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系;
(3)图乙装置通电一段时间,______(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
20. 小明探究“通过导体的电流与电阻的关系”。图甲为实验装置,电源电压恒为6V,实验时将电阻箱的阻值依次调为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大。
(2)改正电路后,闭合开关,电压表有示数,电流表示数几乎为零,经检查排除导线和接线柱故障,则原因可能是____。
(3)排除故障后,根据数据得的图像如图乙所示,可得出的结论是:在电压一定时,___。
(4)完成某次实验后,仅调节好电阻箱的阻值,观察到电压表示数如图丙所示,滑动变阻器的滑片应向_______(选填“A”或“B”)端移动。
四、计算题(21题6分,21题4分,21题8分,共18分)
21. 杭州亚运会开幕式的主火炬首次创新使用零碳甲醇燃料,开创了世界先河。若完全燃烧的零碳甲醇所释放出的热量,可以将质量为的水升高,水的比热容为,零碳甲醇的热值约为。求:
(1)零碳甲醇完全燃烧产生的热量;
(2)水所吸收的热量;
(3)该主火炬的热效率。
22. 建筑工地上,用电动卷扬机通过动滑轮将重G为的建筑材料匀速提升到的高度,如图所示,该过程中卷扬机对钢丝绳的拉力为。求:
(1)拉力做的功;
(2)动滑轮的机械效率。
23. 科技小组制作了一个小的“灯光秀”玩具,其电路图如图所示。电源电压保持不变,其中,小灯泡L的规格为“3V,0.75W”。当开关S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数变为0.6A。(不考虑灯丝电阻变化)求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)电路消耗的最小功率。
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九年级物理
一、填空题(每空2分,共20分)
1. 如图所示是一款多挡位挂烫机的工作电路图,只闭合开关S1时,挂烫机处于______挡(选填“高温”或“低温”)。
【答案】低温
【解析】
【详解】由图可知,只闭合开关S1时,只有R1工作,同时闭合开关S1、S2时,R1、R2并联;根据并联电路的电阻特点可知,并联电路的总电阻小于任一分电阻,所以当只闭合开关S1时,只有R1工作,电路中总电阻最大,根据可知,电路中的总功率最小,挂烫机处于低温挡。
2. 将包装口香糖的锡箔纸剪成如图形状,其他条件相同时,C处的横截面积较小,电阻较大。A、B两端分别与电池正负极接触,观察到C处起火,该现象利用了电流的______效应。
【答案】热
【解析】
【详解】A、B两端分别与电池正负极接触,观察到C处起火,此时电源被短路,由于C处电阻大,根据欧姆定律,电流在C处产生的热量多,所以起火,该现象利用了电流的热效应。
3. 芯片体积小,元件密集。当芯片中有电流通过时,由于电流的热效应不可避免地会产生热量。为了不影响芯片的性能,通常让散热部件与芯片紧密结合,来降低芯片的温度,这是通过______的方式改变芯片内能。
【答案】热传递
【解析】
【详解】改变物体内能的方法有两种:热传递和做功。让散热部件与芯片紧密结合,当芯片的温度较高时,内能由芯片传递给散热部件,这是通过热传递的方式改变芯片内能。
4. 我校学生在物理学科活动中将铜片和锌片插入柠檬中,制成了水果电池,并点亮了发光二极管,则铜片是水果电池的___(填“正极”或“负极”)。
【答案】正极
【解析】
【详解】发光二极管具有单向导电性,电流从它的正极流入、负极流出时才会发光。图中发光二极管的正极与铜片相连,负极与锌片相连,且二极管被点亮,说明电流从铜片流出,经过二极管,流向锌片。在电源外部,电流从正极流出、负极流入,因此铜片是水果电池的正极。
5. 如图所示的电路,闭合开关S,两盏灯都发光。过一会儿,灯熄灭,灯仍发光,则电路故障可能是灯发生______路。
【答案】断
【解析】
【详解】由题图可知,灯L1与L2并联,故障出现后L2仍发光,说明L2支路和电源干路都正常,故障在L1支路;如果L1短路,会造成电源短路,L2也会熄灭,和题意矛盾,因此电路故障可能是L1断路。
6. 如图所示,A和B是两个相同的验电器,验电器A带负电荷,B不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B两个验电器的金属球连接起来,金属棒把A和B连接瞬间,A的金属箔张角减小,则金属棒中瞬间电流的方向是______(均选填“从A到B”或“从B到A”)。
【答案】从B到A
【解析】
【详解】验电器B不带电,而A带负电,表明验电器A有多余电子,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来,验电器A上的电子转移到B验电器上,电子带负电,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,故瞬间电流的方向是从B到A。
7. 如图所示,小刚同学用50N的水平拉力F拉重力为400N的木箱,使木箱在水平面上匀速直线运动前进了4m,若木箱与地面之间的摩擦力是80N。此过程中该滑轮组的机械效率是________。
【答案】80%
【解析】
【详解】由图可知,滑轮组绳子段数n=2,因为木箱在水平面上匀速直线运动前进,所以动滑轮对木块的拉力为
有用功为
绳子自由端移动的距离为
总功为
此过程中该滑轮组的机械效率是
8. 如图所示,有一重为10N的物体,沿着长为2m,高为1m的光滑斜面自顶端滑下,所用时间为2.5s,物体对斜面的压力为5N,则重力做功的平均功率为___W。
【答案】4
【解析】
【详解】重力做的功
重力做功的平均功率
9. 如图所示的电路中,若闭合开关S后,两灯并联,则乙是___________表(选填“电流”或“电压”)。
【答案】电压
【解析】
【详解】闭合开关S后,两个灯泡都能发光,如果乙表为电流表,则灯泡L2会被短路;当两表均是电压表,灯泡L2会被断路;当乙是电压表时,甲为电流表,则两灯并联,均可发光,故乙表为电压表。
10. 把凉的奶制品放入盛有热水的保温桶中,经过一段时间,它们的温度随时间变化的图像如图所示,奶制品与热水的质量相同,从图像可以发现,甲、乙的比热容之比为______。
【答案】2:1
【解析】
【详解】若不考虑热损失,热水和凉牛奶发生热传递时,凉牛奶吸收的热量和热水放出的热量相同,根据图象可知,凉牛奶温度升高了60℃-20℃=40℃
热水温度降低了80℃-60℃=20℃
即Δt奶=2Δt水;不考虑热损失,则Q奶吸=Q水放,已知m奶=m水,且Δt奶=2Δt水,由Q=cmΔt可得甲、乙的比热容之比
二、单选题(每题2分,共14分)
11. 某小区的门禁智能锁通过人脸、刷卡或密码三种方式中的任意一种来识别解码开门,每种方式相当于一个开关,语音提示仪工作模拟开门成功,图中的电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】因人脸、指纹或密码均可以解锁说明三个开关可以独立工作、互不影响,所以三个开关为并联,再与灯泡串联,连接到电源上,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
12. 如图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙从地面提到二楼,用甲滑轮所做的总功为,机械效率为;用乙滑轮所做的总功为、机械效率为。若不计绳重与摩擦,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】C
【解析】
【详解】因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面,所以两种情况的有用功相同; 甲中所做的总功为对一袋沙所做的功,乙是动滑轮,乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功,则总功比甲多,即, 由可知,当有用功一定时,总功越少,机械效率越高,则,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
13. 关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A. 物体的温度越高,所含的热量越多
B. 0℃的冰没有内能,100℃水的内能肯定比它大
C. 一个物体内能增大,温度不一定升高
D. 对物体做功,物体的温度一定升高
【答案】C
【解析】
【详解】A.热量是过程量,描述的是物体间发生热传递时传递内能的多少,不能说“含有”热量。故A错误;
B.一切物体在任何温度下都有内能,0℃的冰也有内能。内能大小与温度、质量、状态等因素有关,仅凭温度高低无法直接比较冰和水的内能大小。故B错误;
C.物体内能增大时温度可能不变,例晶体在熔化过程中,持续吸热,内能增大但温度保持不变,故C正确;
D.对物体做功可能增加内能,但内能增加不一定表现为温度升高,如对0℃的冰做功,内能增加,冰熔化,温度不变。故D错误。
故选C。
14. 如图所示,小明自制了一个验电器,用一根被毛皮摩擦过的带负电的橡胶棒接触金属橡胶棒金属球,发现验电器的箔片张开,以下说法正确的是( )
A. 橡胶棒在与毛皮摩擦过程中失去了电子
B. 图中两条箔片都带上了正电而相互排斥
C. 当橡胶棒与金属球接触时,验电器便自己产生了电荷
D. 验电器上连接金属球和箔片的杆子应该具有很好的导电性
【答案】D
【解析】
【详解】A.橡胶棒在与毛皮摩擦过程中得到了电子带负电,故A错误;
B.橡胶板带负电,与验电器接触后,两条箔片都带上了负电而相互排斥,故B错误;
C.当橡胶棒与金属球接触时,电子转移到验电器上带上了电荷,故C错误;
D.验电器上连接金属球和箔片的杆子应该具有很好的导电性,故D正确。
故选D。
15. 如图所示,一架无人机正在空中斜向匀速飞行,进行灭蚊消杀作业,随着消杀药剂的减少,关于无人机(包括药箱和药剂)下列说法正确的是( )
A. 重力势能一定增大 B. 动能一定不变
C. 动能一定减小 D. 机械能一定不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.重力势能由质量和高度共同决定。无人机斜向飞行,高度可能增加、不变或减小;同时,随着药剂的喷洒,无人机的总质量减小。因此,重力势能的变化情况不确定,不一定增大,故A错误;
BC.动能由质量和速度共同决定。无人机匀速飞行,速度的大小不变;但随着药剂的喷洒,无人机的总质量减小。因此,其动能一定减小,故B错误,C正确;
D.机械能是动能和势能的总和。由以上分析可知,无人机的动能一定减小,而重力势能的变化情况不确定,所以机械能不一定不变,故D错误。
故选C。
16. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,向左移动滑动变阻器的滑片。在移动滑片的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变大,电压表的示数变大 B. 电流表的示数变大,电压表的示数变小
C. 电流表的示数变小,电压表的示数变大 D. 电流表的示数变小,电压表的示数变小
【答案】B
【解析】
【详解】据图可知,电路是串联的,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流,当向左移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,由串联电阻规律可知,电路中的总电阻变小,根据可知,电路中的电流变大;由串联分压原理可知,滑动变阻器两端电压会变小,故B正确,ACD错误。
故选B。
17. 如图所示的电路,电源电压恒为3V,小灯泡L上标有“2V,1W”字样(忽略灯丝电阻的变化),滑动变阻器R规格为“20Ω,1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”。闭合开关S。在不损坏电路元件情况下,下列选项正确的是( )
A. 电路中最大电流为0.6A
B. 电路的最大功率为2.25W
C. 电压表示数变化范围为0.5~2V
D. 滑动变阻器阻值变化范围为0~20Ω
【答案】C
【解析】
【详解】如图,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端电压,电流表测电路中电流。
A.小灯泡的字样“”,小灯泡的额定电流,,所以电路中的最大电流为,故A错误;
B.根据可知,当电压一定时,电流越大,电路中的电功率越大,当电路中的电流为时,电路中的最大功率,故B错误;
CD.小灯泡L的字样“”,根据得小灯泡的电阻
由小灯泡字样“”,小灯泡的额定电压小于,所以电压表的最大示数为时,滑动变阻器接入阻值最小,此时滑动变阻器两端的电压
通过滑动变阻器的电流
滑动变阻器接入电路中的阻值
当滑片P移到最大阻值端时,电路中的总电阻
电路中的电流
此时通过小灯泡的电流最小,小灯泡两端的电压最小,最小电压
所以电压表示数的变化范围是,滑动变阻器阻值的变化范围是,故C正确,D错误。
故选C。
三、实验题(每空2分,共18分)
18. 小刘在放学的路上常看到如图甲所示的交通警示牌,为了研究车辆超速、超载对交通安全的影响,他用铁球A、木球B()碰撞静止在同一水平长木板上的木块,进行了“动能的大小与什么因素有关”的探究实验。如图乙所示。
(1)a、b两图是探究动能与__________的关系,需要将同一小球分别放置于斜面的不同高度后,使其由静止状态自由滚下。
(2)分析a、c两次实验的现象,可得出的结论是__________。
【答案】(1)速度 (2)速度相同时,质量越大,动能越大
【解析】
【小问1详解】
a、b两图中同一铁球A分别放置于斜面的不同高度后,由静止状态自由滚下的过程中,重力势能转化为动能,质量相同,斜面的不同高度,重力势能不同,转化为的动能大小不同,速度也不同,故探究动能与速度的关系。
【小问2详解】
分析a、c两次实验的现象,铁球A的质量大于木球B的质量,铁球A、木球B放置于斜面相同的高度后,静止滚下后,铁球A将同一水平长木板上的木块推动得更远,说明铁球具有的动能更大,得出的结论是:在速度一定时,物体的质量越大,具有的动能越大。
19. 在探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”实验中,设计了如图所示甲、乙两组实验装置。
(1)实验中通过观察U形管中______的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)利用图______(选填“甲”或“乙”)装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系;
(3)图乙装置通电一段时间,______(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
【答案】(1)液面高度差
(2)乙 (3)左瓶
【解析】
【小问1详解】
电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但容器中气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,实验中通过观察U形管中左右两侧液面的高度变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。这种研究方法叫转换法。
【小问2详解】
如图甲,两个电阻串联在电路中,通过两个电阻的电流相同,通电时间相同,电阻不同,可以探究电流产生热量跟电阻的关系;乙图中,两个容器中的电阻相同,通电时间相同,通过两个电阻的电流不同,可以探究电热与电流大小的关系。
【小问3详解】
乙装置中,在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多,左瓶内电阻处于干路上,电流大于右瓶中支路的电流,所以左瓶内的电阻丝产生的热量多。
20. 小明探究“通过导体的电流与电阻的关系”。图甲为实验装置,电源电压恒为6V,实验时将电阻箱的阻值依次调为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大。
(2)改正电路后,闭合开关,电压表有示数,电流表示数几乎为零,经检查排除导线和接线柱故障,则原因可能是____。
(3)排除故障后,根据数据得的图像如图乙所示,可得出的结论是:在电压一定时,___。
(4)完成某次实验后,仅调节好电阻箱的阻值,观察到电压表示数如图丙所示,滑动变阻器的滑片应向_______(选填“A”或“B”)端移动。
【答案】(1) (2)电阻箱断路
(3)电流与电阻成反比
(4)B
【解析】
【小问1详解】
该实验中,除电压表外,其余所有元件串联,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大,即电阻变小,则变阻器应选择右下接线柱B;电压表与电阻箱并联接入电路,据此作图。
【小问2详解】
闭合开关,电压表有示数,电流表示数几乎为零,说明电路断路;电压表有示数,则电压表两端与电源相通,所以电路故障为电阻箱断路。
【小问3详解】
如图乙所示,图像为正比例函数图像,即说明电压一定时,电流与电阻的倒数成正比,所以可得出的结论是:在电压一定时,电流与电阻成反比。
【小问4详解】
由丙图可知,电阻箱两端的电压此时为1.5V;而由图乙可知实验中要保证电阻箱两端的电压不变,故要增大电阻箱两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压;根据串联分压的原理,此时滑动变阻器的阻值要变小,即滑片要靠近下接线柱向B端滑动。
四、计算题(21题6分,21题4分,21题8分,共18分)
21. 杭州亚运会开幕式的主火炬首次创新使用零碳甲醇燃料,开创了世界先河。若完全燃烧的零碳甲醇所释放出的热量,可以将质量为的水升高,水的比热容为,零碳甲醇的热值约为。求:
(1)零碳甲醇完全燃烧产生的热量;
(2)水所吸收的热量;
(3)该主火炬的热效率。
【答案】(1)
(2)
(3)42%
【解析】
【小问1详解】
零碳甲醇完全燃烧产生的热量
【小问2详解】
水所吸收的热量
【小问3详解】
该主火炬的热效率
22. 建筑工地上,用电动卷扬机通过动滑轮将重G为的建筑材料匀速提升到的高度,如图所示,该过程中卷扬机对钢丝绳的拉力为。求:
(1)拉力做的功;
(2)动滑轮的机械效率。
【答案】(1)20000J
(2)80%
【解析】
【小问1详解】
动滑轮绳子股数为2,拉力F做的功为
【小问2详解】
拉力F做的有用功为
动滑轮的机械效率为
23. 科技小组制作了一个小的“灯光秀”玩具,其电路图如图所示。电源电压保持不变,其中,小灯泡L的规格为“3V,0.75W”。当开关S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数变为0.6A。(不考虑灯丝电阻变化)求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)电路消耗的最小功率。
【答案】(1)
8V (2)
40Ω (3)
2W
【解析】
【小问1详解】
由图可知,当开关、都断开时,电阻与小灯泡L串联,此时小灯泡L正常发光,其两端电压,所以根据电功率公式 P = UI,可得此时电路中的电流为
根据欧姆定律,电阻两端的电压
串联电路中总电压等于各部分电压之和的规律,电源电压
【小问2详解】
当开关、都闭合时,电阻与并联,小灯泡L被开关短路,电流表测量干路电流,示数为
并联电路中各支路电压等于电源电压,由欧姆定律,可得通过电阻的电流
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和的规律,通过电阻的电流
所以电阻的阻值
【小问3详解】
电源电压U保持不变,根据电功率公式可知,当电路的总电阻最大时,电路消耗的总功率最小。由题可知,电路的四种状态:
1. 当开关、都闭合,电阻与并联,总电阻最小。
2.闭合、断开,与并联后与L串联。
3. 断开、闭合,断路,接入电路(L被短路)。总电阻为。
4. 、都断开:与L串联。
由于,,
结合串并联电路电阻规律可知,当与L串联时,电路的总电阻最大。
此状态即为第(1)问中的情况,电路总电阻最大,总电流最小,为0.25A。
因此,电路消耗的最小功率
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