内容正文:
物理试题
注意事项:
1.物理试卷共四大题23小题,满分70分。
2.试卷包括“试题卷”(4页)和“答题卷”(2页)两部分,请务必在“答题卷”上答题,在“试题卷”上答题是无效的。
3.考试结束后,请将“试题卷”和“答题卷”一并交回。
一、填空题(每小题2分,共20分)
1. “鸣笛”抓拍系统的工作原理是先通过麦克风阵列收集声音,识别出机动车鸣笛声后进行抓拍,并实时呈现在电子屏上。这套系统可将机动车鸣笛声与其他交通工具产生的声音精确区分,据此可知“鸣笛”抓拍系统识别的是声音的_____(选填“响度”“音调”或“音色”)。
2. 速度相同的甲、乙两架战斗机,其中甲战斗机的动能较大,则_____(选填“甲”或“乙”)战斗机的惯性更小,在战斗过程中会更加灵活。
3. 百米赛跑时,甲、乙两同学同时从起点起跑,甲到达终点时,乙离终点还有10m;若甲从起点后退10m,乙仍在原来的起点,二人同时起跑,则_____(选填“甲先”、“乙先”或“甲乙同时”)到达终点。
4. 在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,先将U形管压强计的金属盒放入液体中深度处,再将形管压强计的金属盒放入水中深度处,两次U形管内液面高度差相同,则液体的密度为_____。()
5. 在“探究冰的熔化”实验中,冰熔化前和熔化过程中的温度-时间图像如图所示,到第6min时冰恰好熔化完。在此过程中,不考虑热量损失,且相同时间内吸收的热量相同。已知m冰=100g,c冰=2.1×103J/(kg∙℃),则冰在熔化过程中吸收的热量为_____J。
6. 如图所示,小明已正确连接三孔插座,请你根据安全用电原则帮助小明完成开关和螺口灯泡的连接。
7. 如图所示, AOB为轻质杠杆,O点为支点,且OB=2OA,在杠杆两端各悬挂一个G=20N的物体。用一固定在细杆上的滑轮水平向左推细线的C点,当细线BC段与水平方向夹角θ为_____度时,杠杆恰好在水平位置静止。(不计滑轮与细线的摩擦)
8. 如图所示,虚线框内是由两个滑轮组成的滑轮组,已知利用该滑轮组提升的物体时,绳端需要施加的拉力是,则该滑轮组的机械效率为_____。(百分号前保留一位小数)
9. 如图所示电路,电源电压保持不变,为滑动变阻器,定值电阻。闭合开关后,在移动变阻器滑片P的过程中,两个电流表示数之差始终为0.3A,则电源电压为_____V。(电表全程安全)
10. 如图所示电路,开关断开、和闭合时,灯泡消耗的功率为;开关闭合、和断开时,灯泡消耗的功率为,则此时灯泡消耗的电功率为_____。(不考虑灯丝电阻变化)
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11. 如图所示是某同学利用玻璃瓶和吸管制作的简易气压计。在气温不变的情况下,当细管内的水面上升时,则下列判断正确的是( )
A. 可能是从32楼下到了1楼 B. 可能是用吹风机在细管口上方沿水平方向吹风
C. 瓶内密封空气的密度不变 D. 瓶内密封空气的内能不变
12. 如图甲所示,木块放在水平桌面上,图乙、丙分别是桌面受到木块的压力和木块受到桌面的支持力的示意图。关于这两个力,下列分析正确的是( )
A. 乙图中是由于桌面发生弹性形变而产生的
B. 和两个力大小和作用点均相同
C. 和是一对平衡力
D. 和是一对相互作用力
13. 王芳在探究凸透镜成像规律时,把同一物体分别放在A、B、C位置时,它们所成像的位置分别是A’、B’、C’,光路图如图所示。根据该光路图可以得出如下推论,其中正确的是( )
A. 物体在C点时成像规律与放大镜工作原理相同
B. 物体向右移动时,其上端点所成实像点的移动路径在上端点和光心连线的延长线上
C. 物体从A点向左移动过程中,像也会向左移动
D. 物体从A点向二倍焦距靠近,像也会远离二倍焦距
14. 如图所示,导体棒水平放置,要使灵敏电流计指针发生偏转,下列做法可行的是( )
A. 开关闭合,导体棒ab左右水平运动 B. 开关闭合,导体棒ab竖直上下运动
C. 开关断开,导体棒ab左右水平运动 D. 开关断开,导体棒ab竖直上下运动甲
15. 同样的现象,不同的操作。情境一:实验前,调节天平水平平衡过程中,天平指针偏转情况如图甲所示;情境二:图乙的基础上为了量取水,称量空烧杯水平平衡后,在右盘中再加入20g砝码,往左盘空烧杯内加入适量水后指针位置也如图甲所示。下列操作正确的是( )
A. 情境一中,要调节天平平衡,需向右移动游码
B. 情境二中,接下来的操作是向右调节平衡螺母
C. 情境二中,接下来的操作是向右移动游码
D. 情境二中,接下来的操作是用胶头滴管从烧杯中取出适量水
16. 为了探究“电流产生的热量与哪些因素有关”,某物理小组设计了如图所示的电路,其中且阻值均不变。关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 只闭合时是探究电流产生热量的多少与电流的关系
B. 和都闭合时是探究电流产生热量的多少与电流的关系
C. 和都闭合时,和中电流之比是2:1
D. 和都闭合时,和中产生热量之比为4:1
17. 如图所示电路中,和为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压保持不变,滑片向左移动过程中,电压表、和电流表的示数分别记为、和,它们示数变化量分别记为、和,则下列等式错误的是( )
A. B. C. D.
三、实验探究题(第18题4分,第19题4分,第20题8分,共16分)
18. 如图所示是“探究光的折射规律”实验,其中光是从空气斜射入玻璃砖中:
(1)根据三幅图的对比可以得出的结论是:____________________________(写出一条即可);
(2)图丁是水里的人看水外的物体的光路原理图,若在A、B之间放上一个不透明挡板,则人______(选填“能”或“不能”)看到像。
19. 如图甲所示是小聪探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验装置,实验要求向右拉着物体做水平匀速直线运动,读取弹簧测力计的示数:
(1)小聪做实验时发现,很难控制物体做水平匀速直线运动,于是做了如图乙所示的改进(其中为表面粗糙程度均匀的长木板),改进后的优点是:_____;
(2)为了区分“压力”和“重力”,在测得的重力为后,小聪又取了一块下表面粗糙程度与相同的物体,测得的重力为,小聪竖直调整弹簧测力计的高度,当弹簧测力计的示数为_____时,缓慢拉动木板,同时观察丙图右侧弹簧测力计的示数和乙图弹簧测力计示数相同,即可得出“接触面粗糙程度相同时75%,滑动摩擦力大小与物体压力有关,与其重力大小无关”这个结论。
20. 在“测量定值电阻阻值”实验中,小聪连接了部分电路如图所示:
(1)请用笔画线代替导线将电路补充完整;
(2)由于电路中没有灯泡,只能根据电压表和电流表指针偏转情况来判断电路是否有故障,在分析的时候,可以将电表示数分为如下几种情况:①电压表和电流表都没有示数;②电压表有示数,电流表无示数;③电压表无示数,电流表有示数;则下列电路故障对应关系可能正确的是( )
A. ①——滑动变阻器开路;②——待测电阻短路;③——待测电阻开路
B. ①——滑动变阻器开路;②——待测电阻开路;③——待测电阻短路;
C. ①——滑动变阻器短路;②——待测电阻短路;③——待测电阻开路;
D. ①——滑动变阻器短路;②——待测电阻开路;③——待测电阻短路;
(3)电路无故障后,闭合开关,移动变阻器滑片,得到如下表所示的数据:
次数
电压
电流
1
1.0
0.10
2
2.0
0.21
3
3.0
0.28
则被测电阻的阻值为_____(保留一位小数);
(4)小聪同学还想利用该电路探究电流与电阻的关系,他把待测电阻替换为电阻箱,将电阻箱阻值调整为,调节滑片,使电压表示数为;断开开关,将电阻箱阻值调整为,闭合开关向_____移动滑片,使电压表示数为,记下电流表示数……
四、计算与推导题(第21题5分,第22题7分,第23题8分,共20分;解答要有不要的公式和解答过程,只有最后答案的不能得分)
21. 你知道橡皮下落过程中重力做功情况吗?课桌的高度约为,橡皮的质量为,当橡皮自由掉落到地面,不计空气阻力时,需要的时间约为,g取。求:
(1)下落过程中橡皮重力所做的功。
(2)下落过程中橡皮重力做功的功率。
22. 如图甲所示电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,为滑动变阻器,滑片从一端移动到另一端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化关系如图乙所示,请完成下列问题:
(1)分析说明电压表示数随电流表示数变化的图像是Ⅰ还是Ⅱ;
(2)求出定值电阻的阻值和电源电压;
(3)当变阻器接入电路阻值和定值电阻阻值相等时,电路消耗的总功率。
23. 如图甲所示,物体A在水中静止时有体积露出水面;如图乙所示,将密度为的物体B放在A上,A的上表面恰好和水平齐平。请完成下列问题:()
(1)物体A的密度;
(2)A、B两物体的体积之比;
(3)若把B用质量和体积忽略不计的细线吊在A的下方(如图丙所示),请计算A露出水面部分的体积和A的体积之比。
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物理试题
注意事项:
1.物理试卷共四大题23小题,满分70分。
2.试卷包括“试题卷”(4页)和“答题卷”(2页)两部分,请务必在“答题卷”上答题,在“试题卷”上答题是无效的。
3.考试结束后,请将“试题卷”和“答题卷”一并交回。
一、填空题(每小题2分,共20分)
1. “鸣笛”抓拍系统的工作原理是先通过麦克风阵列收集声音,识别出机动车鸣笛声后进行抓拍,并实时呈现在电子屏上。这套系统可将机动车鸣笛声与其他交通工具产生的声音精确区分,据此可知“鸣笛”抓拍系统识别的是声音的_____(选填“响度”“音调”或“音色”)。
【答案】音色
【解析】
【详解】每个发声体因其材料、结构和振动方式的不同,会产生独特的波形和频率谱,从而形成独特的音色。这套系统可将机动车鸣笛声与其他交通工具产生的声音精确区分,据此可知“鸣笛”抓拍系统识别的是声音的音色。
2. 速度相同的甲、乙两架战斗机,其中甲战斗机的动能较大,则_____(选填“甲”或“乙”)战斗机的惯性更小,在战斗过程中会更加灵活。
【答案】乙
【解析】
【详解】速度相同的甲、乙两架战斗机,其中甲战斗机的动能较大,根据动能的影响因素可知,甲战斗机的质量大于乙战斗机;惯性是物体的属性,与物体的质量有关,且质量越大,惯性越大,因此甲战斗机的惯性大,乙甲战斗机的惯性小。
3. 百米赛跑时,甲、乙两同学同时从起点起跑,甲到达终点时,乙离终点还有10m;若甲从起点后退10m,乙仍在原来的起点,二人同时起跑,则_____(选填“甲先”、“乙先”或“甲乙同时”)到达终点。
【答案】甲先
【解析】
【详解】由题可知甲的速度比乙快。如果让甲从起跑线后退10米与乙同时赛跑,那么甲跑了100米,乙刚好跑了90米,此时他们相遇,离终点还有10米;这样就等于让他们在距终点10米处同时起跑比赛。而甲的速度比较快,所以他先到达终点。
4. 在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,先将U形管压强计的金属盒放入液体中深度处,再将形管压强计的金属盒放入水中深度处,两次U形管内液面高度差相同,则液体的密度为_____。()
【答案】
【解析】
【详解】由得
则液体的密度为
5. 在“探究冰的熔化”实验中,冰熔化前和熔化过程中的温度-时间图像如图所示,到第6min时冰恰好熔化完。在此过程中,不考虑热量损失,且相同时间内吸收的热量相同。已知m冰=100g,c冰=2.1×103J/(kg∙℃),则冰在熔化过程中吸收的热量为_____J。
【答案】4.2×103
【解析】
【详解】由图可知,0~2min冰的温度变化为-10~0℃,吸收的热量
2~6min冰处于熔化过程中,熔化时间是熔化前时间的2倍,由于相同时间内吸收的热量相同,所以冰在熔化过程中吸收的热量为
6. 如图所示,小明已正确连接三孔插座,请你根据安全用电原则帮助小明完成开关和螺口灯泡的连接。
【答案】
【解析】
【详解】火线首先进入开关,然后再进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入灯泡的螺旋套。三孔插座的上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线,如图所示:
7. 如图所示, AOB为轻质杠杆,O点为支点,且OB=2OA,在杠杆两端各悬挂一个G=20N的物体。用一固定在细杆上的滑轮水平向左推细线的C点,当细线BC段与水平方向夹角θ为_____度时,杠杆恰好在水平位置静止。(不计滑轮与细线的摩擦)
【答案】30
【解析】
【详解】由杠杆平衡条件,且滑轮为定滑轮可知B点的力臂是从O点向BC的延长线做垂线,所以有
且OB=2OA,所以,所以细线BC段与水平方向夹角θ为30度。
8. 如图所示,虚线框内是由两个滑轮组成的滑轮组,已知利用该滑轮组提升的物体时,绳端需要施加的拉力是,则该滑轮组的机械效率为_____。(百分号前保留一位小数)
【答案】83.3%
【解析】
【详解】已知利用该滑轮组提升的物体时,绳端需要施加的拉力是,则绳子股数
说明动滑轮上有三股绳子,如图,则该滑轮组的机械效率为
9. 如图所示电路,电源电压保持不变,为滑动变阻器,定值电阻。闭合开关后,在移动变阻器滑片P的过程中,两个电流表示数之差始终为0.3A,则电源电压为_____V。(电表全程安全)
【答案】3
【解析】
【详解】闭合开关后,在移动变阻器滑片P的过程中,R1和R2并联,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测通过干路的电流,据并联电流关系得两个电流表示数之差0.3A即为通过R2的电流,据欧姆定律得
R2两端电压U2=I2R2=0.3A×10Ω =3V
据并联电压关系得电源电压U=U2=3V
10. 如图所示电路,开关断开、和闭合时,灯泡消耗的功率为;开关闭合、和断开时,灯泡消耗的功率为,则此时灯泡消耗的电功率为_____。(不考虑灯丝电阻变化)
【答案】4
【解析】
【详解】设电源电压为U,灯L1的电阻为R1,灯L2的电阻为R2,由图可知,只闭合开关S时,灯L1和灯L2串联在电路中,此时电路中的电流为
此时灯L1的功率为
据图可知,开关断开、和闭合时,电路为两灯泡并联,此时灯泡消耗的功率为
则
化简得
解得,由于串联时,电流是相等的,电功率之比等于电阻之比,即,已知灯泡消耗的功率为,则此时灯泡消耗的电功率为4W。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11. 如图所示是某同学利用玻璃瓶和吸管制作的简易气压计。在气温不变的情况下,当细管内的水面上升时,则下列判断正确的是( )
A. 可能是从32楼下到了1楼 B. 可能是用吹风机在细管口上方沿水平方向吹风
C. 瓶内密封空气的密度不变 D. 瓶内密封空气的内能不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.从32楼到了1楼,海拔高度下降,大气压增大,瓶内气压不变,在气压差作用下,则细管内的水面会下降,故A错误;
B.用吹风机在细管口上方沿水平方向吹风,吸管上方空气流速加快,由于流体在流速越快的地方压强越小,所以细管内的水面会上升,故B正确;
C.当细管内水面上升时,瓶内水面会下降,水面上方空气体积会增大,瓶内气体的质量不变,由得,瓶内气体密度变小,故C错误;
D.温度保持不变,但瓶内气体对水做功,故瓶内气体内能会减少,故D错误。
故B正确。
12. 如图甲所示,木块放在水平桌面上,图乙、丙分别是桌面受到木块的压力和木块受到桌面的支持力的示意图。关于这两个力,下列分析正确的是( )
A. 乙图中是由于桌面发生弹性形变而产生的
B. 和两个力大小和作用点均相同
C. 和是一对平衡力
D. 和是一对相互作用力
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙图是木块对桌面的压力,是由于木块下表面发生弹性形变而产生的,故A错误;
BC.的受力物体是桌面,受力物体是木块,故二者的作用点不同,不是平衡力,故BC错误;
D.和作用在不同物体上,大小相等、方向相反、在同一条直线上,是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
13. 王芳在探究凸透镜成像规律时,把同一物体分别放在A、B、C位置时,它们所成像的位置分别是A’、B’、C’,光路图如图所示。根据该光路图可以得出如下推论,其中正确的是( )
A. 物体在C点时成像规律与放大镜工作原理相同
B. 物体向右移动时,其上端点所成实像点的移动路径在上端点和光心连线的延长线上
C. 物体从A点向左移动过程中,像也会向左移动
D. 物体从A点向二倍焦距靠近,像也会远离二倍焦距
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据光路图可知,物体在C点时成倒立、放大的实像,而放大镜是根据成正立、放大的虚像原理制成的,故A错误;
B.物体向右移动,上端点的像所成的实像点的移动的路径是平行线与凸透镜交点与焦点的连线,故B错误;
C.从光路图可以看出,物体向左移动时,像也向左移动,则物体从A点向左移动过程中,像也会向左移动,故C正确;
D.根据光路图可以看出,当时,物体移动的距离大于像移动的距离,物体从A点向二倍焦距靠近1cm,像远离一倍焦距大于1cm,会故D错误。
故C正确。
14. 如图所示,导体棒水平放置,要使灵敏电流计指针发生偏转,下列做法可行的是( )
A. 开关闭合,导体棒ab左右水平运动 B. 开关闭合,导体棒ab竖直上下运动
C. 开关断开,导体棒ab左右水平运动 D. 开关断开,导体棒ab竖直上下运动甲
【答案】B
【解析】
【详解】AB.闭合回路中,部分导体切割磁感线会产生感应电流,指针会偏转。开关闭合,导体棒左右水平运动,不切割磁感线,不会产生感应电流;开关闭合,导体棒竖直上下运动,切割磁感线,会产生感应电流,故A不符合题意,B符合题意;
CD.开关断开,未形成闭合回路,无论导体棒怎么运动都不会产生感应电流,指针不偏转,故CD不符合题意。
故选B。
15. 同样的现象,不同的操作。情境一:实验前,调节天平水平平衡过程中,天平指针偏转情况如图甲所示;情境二:图乙的基础上为了量取水,称量空烧杯水平平衡后,在右盘中再加入20g砝码,往左盘空烧杯内加入适量水后指针位置也如图甲所示。下列操作正确的是( )
A. 情境一中,要调节天平平衡,需向右移动游码
B. 情境二中,接下来的操作是向右调节平衡螺母
C. 情境二中,接下来的操作是向右移动游码
D. 情境二中,接下来的操作是用胶头滴管从烧杯中取出适量水
【答案】D
【解析】
【详解】A.在调节天平平衡时,指针如图甲向左偏转,说明左端偏重,所以应向右移动平衡螺母,直至天平衡量水平。故A错误;
BCD.乙图,由于需要测量定量的水,在天平称量好空烧杯的质量后,在右盘中再加入20g砝码,就不能再移动平衡螺母和游码了,只能通过增加或减少烧杯中的水来实现天平的平衡。若指针偏转如图甲所示,则说明烧杯内的水偏多,需要用胶头滴管从烧杯内取出适量水,故D正确,BC错误。
故选D。
16. 为了探究“电流产生的热量与哪些因素有关”,某物理小组设计了如图所示的电路,其中且阻值均不变。关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 只闭合时是探究电流产生热量的多少与电流的关系
B. 和都闭合时是探究电流产生热量的多少与电流的关系
C. 和都闭合时,和中电流之比是2:1
D. 和都闭合时,和中产生热量之比为4:1
【答案】C
【解析】
【详解】A.只闭合时,电阻和串联,通过两个电阻丝的电流相等,但,故该电路是探究电流产生热量与电阻的关系,故A错误;
B.和都闭合时与并联,然后再与串联,但实验研究的对象是密闭容器内的电热丝,所以,,电流和电阻均不相同,故不能探究电流产生热量与电流的关系,B错误;
C.根据可知,和都闭合时和中产生热量之比为,故C正确;
D.根据可知,和都闭合时和中产生热量之比为,故D错误;
故选C。
17. 如图所示电路中,和为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压保持不变,滑片向左移动过程中,电压表、和电流表的示数分别记为、和,它们示数变化量分别记为、和,则下列等式错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.在电路中,R0、R1、R2串联,电压表V1测量R1两端的电压U1,电压表V2测量R2两端的电压U2,电流表A测量电路中的电流I。根据欧姆定律可得,。故AB正确,不符合题意;
C.滑片未移动时,R1两端电压U1=IR1,滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电路中电流变小,此时电路中电流I'=I-ΔI。则此时R1两端的电压U'1=I'R1=(I-ΔI)R1。则R1电压的变化量
解得。故C正确,不符合题意;
D.因为滑片P向左移动过程中,滑动变阻器R2阻值变大,整个电路电流变小,定值电阻和的电压均变小,滑动变阻器两端电压变大,因为电源电压保持不变,所以,则,故D错误,符合题意。
故选D。
三、实验探究题(第18题4分,第19题4分,第20题8分,共16分)
18. 如图所示是“探究光的折射规律”实验,其中光是从空气斜射入玻璃砖中:
(1)根据三幅图的对比可以得出的结论是:____________________________(写出一条即可);
(2)图丁是水里的人看水外的物体的光路原理图,若在A、B之间放上一个不透明挡板,则人______(选填“能”或“不能”)看到像。
【答案】(1)折射角随入射角的减小而减小
(2)能
【解析】
【小问1详解】
对比三幅图可得,入射角越小,折射角越小,故可得结论:折射角随入射角的减小而减小。
【小问2详解】
水里的人看到的是物体的虚像,图中实际的入射光线是从空气里的物体A发出、穿过界面折射后进入人眼,虚像B是折射光线反向延长线的交点,挡板MN放在A、B之间,并没有挡住从A射向水面折射点的实际入射光线,进入人眼的折射光线没有被遮挡,因此人仍能看到像。
19. 如图甲所示是小聪探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验装置,实验要求向右拉着物体做水平匀速直线运动,读取弹簧测力计的示数:
(1)小聪做实验时发现,很难控制物体做水平匀速直线运动,于是做了如图乙所示的改进(其中为表面粗糙程度均匀的长木板),改进后的优点是:_____;
(2)为了区分“压力”和“重力”,在测得的重力为后,小聪又取了一块下表面粗糙程度与相同的物体,测得的重力为,小聪竖直调整弹簧测力计的高度,当弹簧测力计的示数为_____时,缓慢拉动木板,同时观察丙图右侧弹簧测力计的示数和乙图弹簧测力计示数相同,即可得出“接触面粗糙程度相同时75%,滑动摩擦力大小与物体压力有关,与其重力大小无关”这个结论。
【答案】(1)可以不需要水平匀速拉动长木板B
(2)3
【解析】
【小问1详解】
乙图所示的实验装置,拉动木板运动时,无论木板是做匀速运动还是变速运动,木块相对于地面静止,处于平衡状态,此时其受到摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力,故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动。
【小问2详解】
探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关,需要控制压力和接触面的粗糙程度相同,乙图中木块对木板的压力大小与木块A 的重力大小相等为4N,因此弹簧测力计D始终保持竖直状态,并调整高度,使其示数为3N时,木块对木板的压力与乙相同,都是4N,拉动木板,木块相对于地面静止,受平衡力,此时观察丙图右侧弹簧测力计的示数和乙图弹簧测力计示数相同,分析可得滑动摩擦力大小与物体重力大小无关。
20. 在“测量定值电阻阻值”实验中,小聪连接了部分电路如图所示:
(1)请用笔画线代替导线将电路补充完整;
(2)由于电路中没有灯泡,只能根据电压表和电流表指针偏转情况来判断电路是否有故障,在分析的时候,可以将电表示数分为如下几种情况:①电压表和电流表都没有示数;②电压表有示数,电流表无示数;③电压表无示数,电流表有示数;则下列电路故障对应关系可能正确的是( )
A. ①——滑动变阻器开路;②——待测电阻短路;③——待测电阻开路
B. ①——滑动变阻器开路;②——待测电阻开路;③——待测电阻短路;
C. ①——滑动变阻器短路;②——待测电阻短路;③——待测电阻开路;
D. ①——滑动变阻器短路;②——待测电阻开路;③——待测电阻短路;
(3)电路无故障后,闭合开关,移动变阻器滑片,得到如下表所示的数据:
次数
电压
电流
1
1.0
0.10
2
2.0
0.21
3
3.0
0.28
则被测电阻的阻值为_____(保留一位小数);
(4)小聪同学还想利用该电路探究电流与电阻的关系,他把待测电阻替换为电阻箱,将电阻箱阻值调整为,调节滑片,使电压表示数为;断开开关,将电阻箱阻值调整为,闭合开关向_____移动滑片,使电压表示数为,记下电流表示数……
【答案】(1) (2)B
(3)10.1 (4)右
【解析】
【小问1详解】
根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中的电流,连接的实物图如下图所示:
【小问2详解】
①②串联电路中无电流,说明电路发生断路,若电压表无示数,说明电压表未与电源接通,故障可能是变阻器断路,电压表无示数,因此①的故障是变阻器断路;若电压表有示数,电压表与电源接通,则故障可能是定值电阻断路,电压表串联接入电路,测电源电压,有示数,因此②的故障是定值电阻断路;③串联电路中有电流,说明电路发生短路,电压表无示数,可能是定值电阻短路,电压表相当于测导线电压,无示数,因此③的故障是定值电阻短路,故B正确,ACD错误。
故选B。
【小问3详解】
据表格可知,三次测量中,定值电阻的阻值分别为,,
则被测电阻的阻值为
【小问4详解】
根据串联分压原理可知,将电阻箱阻值调整为,定值电阻两端电压会变大,而探究电流与电阻关系的实验中需要保持电压不变,因此需要将变阻器两端电压变大,变阻器的阻值变大,滑片向右调节至电压表的示数为2V。
四、计算与推导题(第21题5分,第22题7分,第23题8分,共20分;解答要有不要的公式和解答过程,只有最后答案的不能得分)
21. 你知道橡皮下落过程中重力做功情况吗?课桌的高度约为,橡皮的质量为,当橡皮自由掉落到地面,不计空气阻力时,需要的时间约为,g取。求:
(1)下落过程中橡皮重力所做的功。
(2)下落过程中橡皮重力做功的功率。
【答案】(1)0.08J
(2)0.2W
【解析】
【小问1详解】
橡皮重力
重力对橡皮所做的功
【小问2详解】
重力对橡皮做功的功率
22. 如图甲所示电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,为滑动变阻器,滑片从一端移动到另一端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化关系如图乙所示,请完成下列问题:
(1)分析说明电压表示数随电流表示数变化的图像是Ⅰ还是Ⅱ;
(2)求出定值电阻的阻值和电源电压;
(3)当变阻器接入电路阻值和定值电阻阻值相等时,电路消耗的总功率。
【答案】(1)Ⅱ (2),8V
(3)3.2W
【解析】
【小问1详解】
分析电路图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量两端电压,所以示数与电流表示数成正比例关系,故电压表示数随电流表示数变化的图像是Ⅱ。
【小问2详解】
分析可知,图像Ⅱ是电压表示数随电流表示数变化的图像,可得的阻值为
电压表测量变阻器两端电压,两个电压表示数之和为电源电压,分析图像可知,电源电压为8V。
【小问3详解】
当变阻器接入电路阻值和定值电阻阻值相等时,和示数应该相等,根据图像可知变阻器两端电压应为,通过电路的电流为,则电路消耗的总功率为
23. 如图甲所示,物体A在水中静止时有体积露出水面;如图乙所示,将密度为的物体B放在A上,A的上表面恰好和水平齐平。请完成下列问题:()
(1)物体A的密度;
(2)A、B两物体的体积之比;
(3)若把B用质量和体积忽略不计的细线吊在A的下方(如图丙所示),请计算A露出水面部分的体积和A的体积之比。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
因为物体A漂浮在水面上,且
由沉浮条件可知,
由与得
则物体A的密度
【小问2详解】
由甲图可知
即①
由乙图可知②
由①②可得
由得
由于物体B的密度,,所以
由得
【小问3详解】
图丙中把AB看成整体,则AB处于漂浮状态,则由
由得
故
所以
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