2026年山东省淄博市桓台县中考物理一模试卷
2026-08-12
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摘要:
**基本信息**
融合“祝融号”火星车、福建舰电磁弹射等科技前沿与“顿牟掇芥”“车梯”等传统文化,注重科学探究与实际应用的中考物理一模卷。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|15/30|能源信息、声现象、物态变化等|以自动售货机电路设计考查串并联知识,体现科学思维|
|理解与应用|5/14|浮力、电磁继电器、比热容等|结合敦煌光热电站光路作图,培养科学探究能力|
|实验与探究|3/21|平面镜成像、液体压强、伏安法测电阻|设计电流表损坏时测电阻方案,提升创新应用能力|
|分析与计算|2/15|压强、电功率、动态电路|电动自行车续航计算联系实际,强化物理观念应用|
内容正文:
2026年山东省淄博市桓台县中考物理一模试卷
一、选择题(本题包括15个小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2分)下列关于能源和信息说法正确的是( )
A.我国的北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息的
B.煤、石油、天然气等化石能源蕴藏量较大,属于可再生能源
C.超导材料可以用于制作电饭煲的发热电阻
D.现有的核电站都是利用核聚变释放能量来发电的
2.(2分)我国民族乐器历史悠久、品类繁多,按演奏方式可分为吹奏乐器、弹拨乐器、打击乐器和拉弦乐器四大类。如图分别为四类乐器中的代表:笛子、琵琶、鼓、二胡。下列关于乐器说法正确的是( )
A.笛子和鼓通过空气柱的振动发声,琵琶和二胡通过弦的振动发声
B.人们听到声音就能区分出不同的乐器,是由于各类乐器的音调不同
C.同学们到专用的练乐室去演奏各种乐器,有利于在传播过程中减弱演奏声,减轻对他人的影响
D.悦耳的民乐使人们感到心旷神怡,主要是由于声音可以传递能量
3.(2分)火星的昼夜温差有时可达到一百多摄氏度。如图,“祝融号”火星车在集热窗中利用“正十一烷”材料进行保温。早上,该材料吸热,状态发生变化,晚上,该材料放热,状态发生变化,整个过程中基本没有气态物质出现,则该材料发生的物态变化过程是( )
A.先汽化后液化 B.先熔化后凝固
C.先液化后汽化 D.先升华后凝华
4.(2分)洋洋同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象,如图所示,下列选项正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是30cm
B.当u=20cm时,在光屏上能得到一个放大的像
C.当u=12cm时,凸透镜的成像特点与投影仪的成像特点相同
D.把物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中,像逐渐变大
5.(2分)东汉思想家王充在《论衡》中记载了“顿牟掇芥”这一物理现象,即用毛皮摩擦过的龟壳能吸引芥菜籽粉末。对该现象的解释正确的是( )
A.若毛皮带正电,是因为其失去了电子
B.芥菜籽粉末和龟壳一定带异种电荷
C.摩擦龟壳使原子核发生转移而带电
D.龟壳与毛皮摩擦时创造了电荷
6.(2分)把卡片放在瓶口上面,再将光滑的扣子放在卡片上静止。用手指使劲弹一下卡片,卡片飞出去,但扣子却落入了瓶中。关于这个游戏说法正确的是( )
A.扣子静止时对卡片的压力与扣子受的支持力是一对平衡力
B.用光滑的扣子是为了增大扣子与卡片之间的摩擦力
C.卡片被弹开说明力可以改变物体的运动状态
D.扣子不随卡片飞出是因为扣子没有受到惯性
7.(2分)下列说法正确的是( )
A.冰是一种晶体,它在熔化过程中温度和内能都不变
B.汽油机在压缩冲程中,将内能转化为机械能
C.“端午佳节,粽叶飘香”,人们闻到粽子的香味是扩散现象
D.冬天“搓手取暖”和“烤火”都是通过热传递的方式增加手的内能
8.(2分)如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图,在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力F,使小车绕O点慢慢转动到图中虚线位置,忽略小车受到的重力,此过程中力F的大小( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
9.(2分)如图所示为小宇探究电磁感应现象的原理图,A、B为两块电磁铁的两端,让线圈从不同高度竖直下落,观察灵敏电流计的指针偏转角度,其中h1<h2,下列说法正确的是( )
A.调节变阻器的滑片右移,小灯泡越暗,两块电磁铁的磁性越强
B.调节变阻器的滑片左移,小灯泡越亮,两块电磁铁的磁性越弱
C.若将电源正、负极对调,可探究感应电流大小与磁场强弱的关系
D.若线圈分别从高为h1和h2处自由竖直下落,可探究感应电流大小与线圈切割磁感线快慢的关系
10.(2分)将小灯泡L1和L2接入电路,测得电流如图所示,下列说法正确的是( )
A.L1两端电压比L2大 B.L1电流做功比L2快
C.L1的实际功率比L2小 D.L1发光时电阻比L2大
11.(2分)随处可见的自动售货机大大方便了我们的购物生活,小明在学习电路设计后去自学了解了自动售货机的工作原理:可通过手机扫码(闭合S1)或投币(闭合S2),启动电动机完成自动售货;在光线较暗时光控开关S3自动闭合,接通灯泡照明。于是他尝试设计了如下四个电路,其中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
12.(2分)科学选种是提高粮食产量的关键环节,小华想测量稻谷种子的密度。如图甲是他调节天平时的情形,图乙和图丙分别是测量稻谷种子质量和体积(已知量筒中水的体积为300mL)时的情形,则下列说法正确的是( )
A.甲图中应将平衡螺母向左调,使横梁平衡
B.乙图中测出稻谷种子的质量是153.4 g
C.由丙图测出稻谷种子的体积是400 cm3
D.计算出稻谷种子的密度是1.53 g/cm3
13.(2分)如图所示的投壶是中国古代士大夫宴饮时玩的一种投掷游戏,也是一种礼仪。游戏时,需把箭向壶里投,投中多者为胜。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.在空中飞行的箭受到重力和手对箭的作用力
B.掷出的箭能在空中飞行是由于受到惯性作用
C.在空中飞行的箭所受重力的方向一直是竖直向下
D.箭在空中下落时,动能转化为重力势能
14.(2分)水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别装有体积相同而密度不同的两种液体。现将质量相同、体积不同的A、B两个小球分别放入甲、乙两容器中,静止时如图所示。则下列说法正确的是( )
A.小球A,B受到的浮力FA>FB
B.两容器中液体的密度ρ甲<ρ乙
C.液体对容器底的压强p甲<p乙
D.容器对水平桌面的压力F甲>F乙
15.(2分)某同学设计了一个计数装置,用于模拟测试中考跳绳次数,其电路如图甲所示。电源电压恒为6V,R0为阻值40Ω的定值电阻,RT为光敏电阻,当光照强度减弱时,RT阻值会增大,信号记录仅记录到电压变化便会计数一次。该同学进行了一次模拟测试信号记录仅记录的电压随时间变化的图像如图乙所示,则( )
∮
A.有红外线照射RT时,R0两端电压为1V
B.有红外线照射RT时,电路中电流为25mA
C.绳子挡住红外线时,R0两端电压为4V
D.绳子挡住红外线时,RT的阻值为200Ω
二、理解与应用(本题包括5个小题,共14分)
16.(3分)中国福建舰是我国首艘电磁弹射航母,满载时排水量约8万吨,所受浮力约为 N;电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接,处于强磁场中。当弹射车内的导体通入强电流时,立即产生强大的推力,使舰载机快速起飞,这与 (选填“电动机”或“发电机”)的工作原理相同;航母上搭载的歼﹣20舰载机具有隐形功能,其机身材料和涂层对雷达发射的电磁波有良好的 (选填“吸收”或“反射”)作用。
17.(3分)如图是小红利用光敏电阻R1和电磁继电器等元件设计的“智能照明灯”电路,A点应接家庭电路的 线。闭合开关S后电磁铁的上端为 极(选填“N”或“S”)。设计要求是:天暗时灯L自动点亮,天亮时自动熄灭,则R1的阻值随光照强度的增加而 (选填“增大”或“减小”)。
18.(2分)如图所示,质量为500g的某液体,比热容为c=3.2×103J/(kg•℃),在均匀放热的条件下凝固成固态物质,则凝固过程中该物质放热 J;该物质固态时的比热容为 J/(kg▪℃)。
19.(3分)如图是《墨经》中记载的古代提升重物的工具“车梯”,利用此“车梯”缓慢匀速提升重为1000N的物体,拉力F为400N,若不计绳重和摩擦,则该“车梯”的动滑轮总重为 N,机械效率为 %;若要提高“车梯”的机械效率,请提出一条合理的建议: (选填“增加提升物体的重力”或“增加动滑轮的重力”)。
20.(3分)甲图是我国敦煌的塔式光热电站,它由12000面“定日镜”围绕吸热塔组成,每面镜子能追踪太阳并把阳光反射到塔顶的吸热器上。某时刻太阳在S点,地面上的一面追日镜MN恰好将太阳光反射到吸热器的A点,请在乙图中画出该时刻的反射光路(保留作图痕迹)。
三、实验与探究(本题包括3个小题,共21分)
21.(5分)如图甲所示是小华探究“平面镜成像的特点”的实验装置,图中A、B是两根外形完全相同的蜡烛。
(1)选用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板能透光的特点,便于 。
(2)小华将玻璃板竖立在水平桌面上,在玻璃板前放置点燃的蜡烛A,将蜡烛B放在玻璃板后并移动,直到B与A的像完全重合,这说明 。
(3)实验时,应使玻璃板与纸面保持垂直,若实验中玻璃板的放置如图乙所示,玻璃板没有竖直放置,实验中会出现的情况是:像的位置偏 (选填“高”或“低”)且倾斜,蜡烛B无法与蜡烛A的像重合,不能确定像的位置。
(4)实验结束后,小华想,若把玻璃板沿MN截成两部分,如图丙所示,并分别向两侧平移一小段距离,则蜡烛通过左右两部分玻璃板成像的情况是 (选填“A”“B”或“C”)。
A.都成完整的像,且两个像在同一位置
B.各成半个像,合起来成一个完整的像
C.都成完整的像,且两个像在不同的位置
(5)小明反思实验过程,提出一个质疑:实验中利用玻璃板镀膜的那一面成像。应该在镀膜那一面下边划线,作为平面镜的位置。怎样判断玻璃板哪面镀膜呢?小组同学讨论出一种方法:将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面,观察到铅笔较清楚的像如图丁所示,由此可以判断镀膜在玻璃板的 (选填“左”或“右”)面。
22.(7分)如图是小华用压强计“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中,液体内部压强的大小通过观察U形管中液面的 来反映;实验所用探头的金属盒上的橡皮膜应选用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好;
(2)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论 ;
(3)比较图甲和图丁,可以得到结论: ;
(4)小华想探究液体压强与液体的重力是否有关?现有以下物品:两个粗细不同但瓶口大小相同的饮料瓶(如图戊)、橡皮膜、细线、剪刀、水、烧杯、刻度尺。请在下方写出你设计实验方案。
23.(9分)某小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,导线不得交叉;闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片P移到最 端(选填“左”或“右”)。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是 。
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻Rx= Ω。
(4)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出Rx阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,滑动变阻器最大阻值为Rmax,请你把以下测量步骤补充完整。
①闭合开关S,滑片p移到a端时,读出电压表示数为U1;
②闭合开关S, ,读出电压表示数为U2;
③待测电阻Rx= (用已知和测量出的物理量符号表示)。
四、分析与计算(本题包括2个小题,共15分)
24.(7分)广西常见的交通工具是电动自行车,某型号的电动自行车质量为50kg,输出电压60V,电动机的额定功率600W,电池最大储能能量E=1.2kW•h。
(1)如图所示停放,若整车与水平地面的接触总面积为4×10﹣3m2,求车对水平地面的压强;
(2)若电动自行车以额定功率行驶,求通过电动机的电流;
(3)若电动自行车匀速行驶时受到的阻力为40N,能量转化率为80%,求充满电后能行驶的最远路程。
25.(8分)某科技创新小组设计了一台由电压表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=15Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,闭合开关S,当体重计空载时,电压表的示数为3V,踏板重力不计,求:
(1)体重计空载时,电路中的电流;
(2)电源电压;
(3)体重为600N的同学站在体重计上时,R0的功率。
2026年山东省淄博市桓台县中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题包括15个小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2分)下列关于能源和信息说法正确的是( )
A.我国的北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息的
B.煤、石油、天然气等化石能源蕴藏量较大,属于可再生能源
C.超导材料可以用于制作电饭煲的发热电阻
D.现有的核电站都是利用核聚变释放能量来发电的
【分析】(1)电磁波可以传递信息。
(2)短期内不能从自然界中得到补充的能源叫不可再生能源。
(3)超导体的电阻为零。
(4)核电站是利用核裂变释放的能量来发电的。
【解答】解:A.卫星导航系统通过电磁波传递信息,电磁波能在真空中传播,我国的北斗卫星导航系统正是利用电磁波传递信息,故A正确;
B.煤、石油、天然气等化石能源形成周期漫长,消耗后短期内无法再生,属于不可再生能源,故B错误;
C.超导材料的电阻为零,电流通过时不产生热量,因此超导材料无法用于制作发热电阻,故C错误;
D.现有核电站利用铀核裂变释放能量发电,核聚变技术仍处于实验阶段,尚未实现商业化应用,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查的是电磁波的特点及应用;知道能源的分类和核电站的基本原理;知道超导体的特点及应用。
2.(2分)我国民族乐器历史悠久、品类繁多,按演奏方式可分为吹奏乐器、弹拨乐器、打击乐器和拉弦乐器四大类。如图分别为四类乐器中的代表:笛子、琵琶、鼓、二胡。下列关于乐器说法正确的是( )
A.笛子和鼓通过空气柱的振动发声,琵琶和二胡通过弦的振动发声
B.人们听到声音就能区分出不同的乐器,是由于各类乐器的音调不同
C.同学们到专用的练乐室去演奏各种乐器,有利于在传播过程中减弱演奏声,减轻对他人的影响
D.悦耳的民乐使人们感到心旷神怡,主要是由于声音可以传递能量
【分析】A、声音产生的原因是由物体的振动产生的;
B、发声体的声音品质,由发声体本身的特征决定.是区别声音的重要标志;
C、防治噪声的途径:在声源处减弱噪声;在传播过程中减弱噪声;在人耳处减弱噪声;
D、声音可以传递信息和能量。
【解答】解:A、笛子通过空气柱的振动发声,鼓通过鼓面振动发声,琵琶和二胡通过弦的振动发声,故A错误;
B、人们听到声音就能区分出不同的乐器,是由于各类乐器的音色不同,故B错误;
C、同学们到专用的练乐室去演奏各种乐器,有利于在传播过程中减弱演奏声,减轻对他人的影响,故C正确;
D、悦耳的民乐使人们感到心旷神怡,主要是由于声音可以传递信息,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查声现象的有关知识,是一道综合题。
3.(2分)火星的昼夜温差有时可达到一百多摄氏度。如图,“祝融号”火星车在集热窗中利用“正十一烷”材料进行保温。早上,该材料吸热,状态发生变化,晚上,该材料放热,状态发生变化,整个过程中基本没有气态物质出现,则该材料发生的物态变化过程是( )
A.先汽化后液化 B.先熔化后凝固
C.先液化后汽化 D.先升华后凝华
【分析】物质由液态变成固态是凝固,凝固放热;物质由固态变成液态是熔化,熔化吸热。
【解答】解:由题意可知,“祝融号”火星车中的正十一烷的物质.这种物质在白天温度高熔化为液态,吸收热量;夜间温度低时会由液态变成固态,凝固放热,从而起到控温作用。故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查物态变化,属于基础题。
4.(2分)洋洋同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象,如图所示,下列选项正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是30cm
B.当u=20cm时,在光屏上能得到一个放大的像
C.当u=12cm时,凸透镜的成像特点与投影仪的成像特点相同
D.把物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中,像逐渐变大
【分析】(1)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断:
u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机。
u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距。
2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪。
u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜。
(2)当物距大于焦距时,凸透镜成实像。
凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。
【解答】解:A.由图可知,当物距u=v=30cm时,成倒立、等大的实像,满足u=v=2f=30cm,可得f=15cm,故A错误;
B.当u=20cm时,f<u<2f,成倒立、放大的实像,能在光屏上呈现,故B正确;
C.当u=12cm时,u<f,成正立、放大的虚像,是放大镜的成像特点,与投影仪不同,故C错误;
D.物体从距凸透镜15cm(u=f,不成像)移动到30cm(u=2f)的过程中,物距增大,像距减小,像会逐渐变小,故D错误。
故选:B。
【点评】凸透镜成像的四种情况和应用,以及凸透镜成实像时,物距、像距、像之间的关系,是凸透镜成像习题的重要依据,一定要熟练掌握。
5.(2分)东汉思想家王充在《论衡》中记载了“顿牟掇芥”这一物理现象,即用毛皮摩擦过的龟壳能吸引芥菜籽粉末。对该现象的解释正确的是( )
A.若毛皮带正电,是因为其失去了电子
B.芥菜籽粉末和龟壳一定带异种电荷
C.摩擦龟壳使原子核发生转移而带电
D.龟壳与毛皮摩擦时创造了电荷
【分析】摩擦起电的实质是电子的转移;带电体具有吸引轻小物体的性质;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:A.摩擦起电的实质是电子的转移,得到电子的物体带负电荷,失去电子的物体带正电荷,若毛皮带正电,是因为失去了电子,故A正确;
B.芥菜籽粉末被带电的龟壳吸引,不一定带异种电荷,可能只是带电体吸引轻小物体,故B错误;
CD.摩擦起电的实质是电子的转移,而不是原子核的转移,更不是摩擦创造了电荷,故CD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了对摩擦起电现象的认识与理解,对带电体性质和电荷间相互作用的了解,属基础题,难度不大。
6.(2分)把卡片放在瓶口上面,再将光滑的扣子放在卡片上静止。用手指使劲弹一下卡片,卡片飞出去,但扣子却落入了瓶中。关于这个游戏说法正确的是( )
A.扣子静止时对卡片的压力与扣子受的支持力是一对平衡力
B.用光滑的扣子是为了增大扣子与卡片之间的摩擦力
C.卡片被弹开说明力可以改变物体的运动状态
D.扣子不随卡片飞出是因为扣子没有受到惯性
【分析】(1)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
(2)减小摩擦的方法:减小压力、减小接触面的粗糙程度、变滑动为滚动、使得接触面分离;
(3)力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态;
(4)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质称为惯性。
【解答】解:A.扣子静止时对卡片的压力与扣子受的支持力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B.用光滑的扣子是减小接触面的粗糙程度减小摩擦,故B错误;
C.卡片被弹开,由静止变为运动,运动状态改变,说明力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D.扣子不随卡片飞出是因为扣子具有惯性,保持原来的静止状态,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查二力平衡、减小摩擦的方法、惯性和力的作用效果,属于综合题。
7.(2分)下列说法正确的是( )
A.冰是一种晶体,它在熔化过程中温度和内能都不变
B.汽油机在压缩冲程中,将内能转化为机械能
C.“端午佳节,粽叶飘香”,人们闻到粽子的香味是扩散现象
D.冬天“搓手取暖”和“烤火”都是通过热传递的方式增加手的内能
【分析】(1)晶体在熔化过程中吸收热量,内能增加,温度不变;
(2)汽油机四个冲程中的能量转化情况:吸气和排气冲程不发生能量转化,压缩冲程将机械能转化为内能;做功冲程将内能转化为机械能;
(3)分子在永不停息地做无规则运动;
(4)改变内能的方式:做功和热传递。
【解答】解:A、冰是一种晶体,冰在熔化过程中,吸收热量,内能增加,温度保持不变,故A错误;
B、四冲程汽油机在压缩冲程中是将机械能转化为内能,故B错误;
C、人们闻到粽子的香味是由于分子在不停地做无规则运动引起的,所以它是扩散现象,故C正确;
D、冬天“搓手取暖”是通过做功增加手的内能,“烤火”是通过热传递的方式增加手的内能,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查的知识点比较多,主要考查学生对所学物理知识点的综合应用能力,学以致用。
8.(2分)如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图,在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力F,使小车绕O点慢慢转动到图中虚线位置,忽略小车受到的重力,此过程中力F的大小( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
【分析】根据杠杆平衡条件,结合图中动力臂、阻力大小不变,而阻力臂的改变分析动力变化。
【解答】解:在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力F,使小车绕O点慢慢转动,可以看成是杠杆,支点是O,而动力臂始终不变,等于挡板的长,当转动过程,阻力大小等于物体的重力而不变,慢慢转动到图中虚线位置,货物的重心靠近O点正上方,故阻力臂减小,根据杠杆平衡条件知,动力臂和阻力不变时,阻力臂逐渐减小,动力减小。
故选:A。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用,属于中档题。
9.(2分)如图所示为小宇探究电磁感应现象的原理图,A、B为两块电磁铁的两端,让线圈从不同高度竖直下落,观察灵敏电流计的指针偏转角度,其中h1<h2,下列说法正确的是( )
A.调节变阻器的滑片右移,小灯泡越暗,两块电磁铁的磁性越强
B.调节变阻器的滑片左移,小灯泡越亮,两块电磁铁的磁性越弱
C.若将电源正、负极对调,可探究感应电流大小与磁场强弱的关系
D.若线圈分别从高为h1和h2处自由竖直下落,可探究感应电流大小与线圈切割磁感线快慢的关系
【分析】(1)电磁铁的磁场随着电流的增大而增强;与电流方向无关;
(2)电磁感应现象中,感应电流的大小与磁场强弱和切割磁感线的速度等因素有关。
【解答】解:ABC、图中两块电磁铁与小灯泡、滑动变阻器之间为串联电路,闭合开关,向左调节变阻器的滑片,小灯泡越亮;说明电路中电流越大,两块电磁铁的磁性越强,故AB错误;
C、若将电源正、负极对调,根据安培定则可知,两块电磁铁的极性发生改变,可探究感应电流大小与磁场方向的关系,但磁场强弱不变,不可以探究探究感应电流大小与磁场强弱的关系,故C错误;
D、若线圈分别从高为 h1 和 h2 处自由竖直下落,线圈切割磁感线的快慢不同,控制其他条件相同时,可探究感应电流大小与线圈切割磁感线快慢的关系,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查电磁铁的磁性强弱有关因素与电磁感应的电流大小有关因素,属于中档题。
10.(2分)将小灯泡L1和L2接入电路,测得电流如图所示,下列说法正确的是( )
A.L1两端电压比L2大 B.L1电流做功比L2快
C.L1的实际功率比L2小 D.L1发光时电阻比L2大
【分析】(1)并联电路中各支路电压相等,都等于电源电压;
(2)根据P=UI可得出L1、L2的电功率,电功率越大,做功越快;
(3)已知两灯电压和电流关系,由I判断L1、L2的电阻关系。
【解答】解:A、由图可知,两灯泡并联,并联电路中各支路电压都相等,则L1两端电压和L2两端电压相等,故A错误;
BC、根据P=UI可知,P1>P2,即L1的实际功率比L2大,由于功率表示电流做功的快慢,功率越大,做功越快,所以L1做功比L2做功快,故B正确,C错误;
D、已知图中灯泡发光时的电流分别为I1=0.4A,I2=0.3A,两灯泡并联,并联电路中各支路电压都相等,由R可知,L1发光时电阻比L2小,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查并联电路的电压规律和电功率公式的应用,难度不大。
11.(2分)随处可见的自动售货机大大方便了我们的购物生活,小明在学习电路设计后去自学了解了自动售货机的工作原理:可通过手机扫码(闭合S1)或投币(闭合S2),启动电动机完成自动售货;在光线较暗时光控开关S3自动闭合,接通灯泡照明。于是他尝试设计了如下四个电路,其中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意可知,通过手机扫码和投币都可以启动电动机完成自动售货,说明开关S1和开关S2可以独立工作、互不影响即为并联;再由照明灯泡与电动机工作时互不影响可知电动机与照明灯并联,且照明灯泡只由光控开关控制,据此分析进行解答。
【解答】解:由题意可知,通过手机扫码使开关S1闭合或通过投币使开关S2闭合,都能启动电动机完成自动售货,说明开关S1和开关S2可以独立工作、互不影响,则开关S1和开关S2应并联,再与电动机串联;
由题知,在光线较暗时光控开关S3自动闭合,接通灯泡照明(即灯泡只由光控开关S3控制),因灯泡与电动机工作时互不影响,则两用电器应并联;
结合选项图可知,只有B图符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查了串并联电路的设计,关键要知道:串联电路中各元件间相互影响,并联电路中各支路间互不影响。
12.(2分)科学选种是提高粮食产量的关键环节,小华想测量稻谷种子的密度。如图甲是他调节天平时的情形,图乙和图丙分别是测量稻谷种子质量和体积(已知量筒中水的体积为300mL)时的情形,则下列说法正确的是( )
A.甲图中应将平衡螺母向左调,使横梁平衡
B.乙图中测出稻谷种子的质量是153.4 g
C.由丙图测出稻谷种子的体积是400 cm3
D.计算出稻谷种子的密度是1.53 g/cm3
【分析】A.图中指针向左偏,此时应该将平衡螺母向右调节;
B.天平读数等于砝码质量加上游码示数;
C.根据排水法得出稻谷种子的体积;
D.由BC选项结合密度公式得出稻谷种子的密度。
【解答】解:A.测量物体质量前,通过调节平衡螺母使横梁平衡,甲图中指针向左偏,此时应该将平衡螺母向右调节,直到横梁平衡,故A错误;
B.天平读数等于砝码质量与游码的示数和,游码示数为3g,故稻谷种子的质量为100g+50g+3g=153g,故B错误;
C.量筒中未放入稻谷种子时,量筒中水的体积为300mL,量筒中放入稻谷种子后,量筒读数变为400mL,由排水法,所以稻谷种子的体积为,故C错误;
D.BC选项分析可知,稻谷种子的密度为,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查天平的使用及测量固体密度的常规方法。
13.(2分)如图所示的投壶是中国古代士大夫宴饮时玩的一种投掷游戏,也是一种礼仪。游戏时,需把箭向壶里投,投中多者为胜。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.在空中飞行的箭受到重力和手对箭的作用力
B.掷出的箭能在空中飞行是由于受到惯性作用
C.在空中飞行的箭所受重力的方向一直是竖直向下
D.箭在空中下落时,动能转化为重力势能
【分析】(1)结合受力分析判断;
(2)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(3)重力的方向竖直向下;
(4)动能与质量和速度有关;重力势能与质量和高度有关。
【解答】解:A.在空中飞行的箭受到重力作用,故A错误;
B.掷出的箭能在空中飞行是由于箭具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故B错误;
C.重力的方向总是竖直向下的,在空中飞行的箭所受重力的方向竖直向下,故C正确;
D.箭在空中下落时,高度变低,重力势能变小;速度变大,动能变大;重力势能转化为动能,故D错误。
故选:C。
【点评】本题是一道综合题,考查学生对物理基础知识的掌握。
14.(2分)水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别装有体积相同而密度不同的两种液体。现将质量相同、体积不同的A、B两个小球分别放入甲、乙两容器中,静止时如图所示。则下列说法正确的是( )
A.小球A,B受到的浮力FA>FB
B.两容器中液体的密度ρ甲<ρ乙
C.液体对容器底的压强p甲<p乙
D.容器对水平桌面的压力F甲>F乙
【分析】(1)根据浮沉条件,判断浮力大小关系;
(2)根据F浮=ρ液gV排分析液体密度大小关系;
(3)根据浮沉条件和阿基米德原理判断出AB排开液体的重力的关系,进而甲、乙液体对容器底的压力的关系,根据p判断出甲、乙液体对容器底压强的关系;
(4)根据甲、乙液体体积和密度的关系,根据ρ判断出甲、乙液体质量的关系,根据G=mg判断出甲、乙液体重力的关系,根据在水平面上压力等于重力判断出对桌面压力的关系。
【解答】解:
A、两球质量相等,其重力也相等,
甲图,小球A漂浮,浮力等于重力,即F甲=G;
乙图,小球B悬浮,浮力等于重力,即F乙=G,
所以A球受到的浮力等于B球受到的浮力,故A错误;
B、根据F浮=ρ液gV排,在浮力相同时,由图知VA排<VB排,所以ρ甲>ρ乙,故B错误;
C.因为液体的体积相同,甲液体的密度大于乙液体的密度,根据G=mg=ρVg知,甲液体的重力大于乙液体的重力;A、B球的重力相等,两球在甲、乙液体中漂浮或悬浮,与容器底不接触,容器为柱形容器,液体对容器底的压力等于液体的重力与小球重力之和,则甲液体对容器底的压力大于乙液体对容器底的压力,容器的底面积相同,根据可知,液体对容器底的压强p甲>p乙,故C错误;
D.根据以上分析可知,甲液体的重力大于乙液体的重力;两容器质量相同,则容器的重力相同,小球质量相同,其重力也相等,两容器对桌面的压力分别为F甲=G器+G球+G甲液,F乙=G器+G球+G乙液
所以F甲>F乙,故D正确。
故选:D。
【点评】此题主要考查的是学生对液体压强计算公式和固体压强计算公式的理解和掌握,是一道综合题,有一定的难度。
15.(2分)某同学设计了一个计数装置,用于模拟测试中考跳绳次数,其电路如图甲所示。电源电压恒为6V,R0为阻值40Ω的定值电阻,RT为光敏电阻,当光照强度减弱时,RT阻值会增大,信号记录仅记录到电压变化便会计数一次。该同学进行了一次模拟测试信号记录仅记录的电压随时间变化的图像如图乙所示,则( )
∮
A.有红外线照射RT时,R0两端电压为1V
B.有红外线照射RT时,电路中电流为25mA
C.绳子挡住红外线时,R0两端电压为4V
D.绳子挡住红外线时,RT的阻值为200Ω
【分析】由甲图可知,R0与RT串联,信号记录仪测R0两端的电压;
(1)有红外线照射RT时,光照强度增强,其阻值会减小,根据串联分压的规律可知光敏电阻两端的电压减小,定值电阻R0两端的电压增大,由图乙可知信号记录仪记录的电压(即R0两端的电压);反之,绳子挡住红外线时,R0两端的电压减小,由图乙可知信号记录仪记录的电压;
知道有红外线照射RT时R0两端电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律计算此时电路中的电流,
(2)知道绳子挡住红外线时R0两端的电压,根据串联电路的特点和欧姆定律计算此时光敏电阻的阻值。
【解答】解:由甲电路图可知,R0与RT串联,信号记录仪测R0两端的电压;
ABC、由题知,当光照强度减弱时,RT阻值会增大;当有红外线照射RT时,光照强度增强,RT阻值会减小,根据串联分压的规律可知光敏电阻RT两端的电压减小,则R0两端的电压增大,信号记录仪的示数变大,所以,由图乙可知,有红外线照射RT时,R0两端电压为4V,故A错误;
反之,绳子挡住红外线时,信号记录仪的示数变小,由图乙可知此时R0两端电压为1V,故C错误;
因串联电路各处电流相等,且有红外线照射RT时,R0两端电压为4V,
则有红外线照射RT时电路中的电流:I=I0大0.1A=100mA,故C错误;
D、绳子挡住红外线时,R0两端电压为1V,且串联电路各处电流相等,
则此时电路中的电流:I′=I0小0.025A,
此时光敏电阻两端的电压:UT=U﹣U小=6V﹣1V=5V,
根据欧姆定律可得此时光敏电阻的阻值:RT′200Ω,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查串联电路特点、串联分压原理、欧姆定律的灵活运用。
二、理解与应用(本题包括5个小题,共14分)
16.(3分)中国福建舰是我国首艘电磁弹射航母,满载时排水量约8万吨,所受浮力约为 8×108 N;电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接,处于强磁场中。当弹射车内的导体通入强电流时,立即产生强大的推力,使舰载机快速起飞,这与 电动机 (选填“电动机”或“发电机”)的工作原理相同;航母上搭载的歼﹣20舰载机具有隐形功能,其机身材料和涂层对雷达发射的电磁波有良好的 吸收 (选填“吸收”或“反射”)作用。
【分析】(1)航母漂浮在海面上,航母所受的浮力等于自身的重力;
(2)电动机的工作原理是通电导体在磁场中会受力运动,而发电机的工作原理是电磁感应。
(3)根据雷达通过反射的电磁波成像的分析。
【解答】解:福建舰满载航行时排水量为8万吨,此时它受到的浮力:
F浮=G排=m排g=80000×103kg×10N/kg=8×108N;
电磁系统的弹射车与舰载机的前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通入强电流时,立即产生强大的推力,使舰载机快速起飞,因此电磁弹射系统的工作原理是:磁场对电流的作用,这与电动机的工作原理相同。
雷达通过反射的电磁波成像的,而歼﹣20舰载机具有隐形功能,雷达发现不了,原因是机身材料和涂层对雷达发射的电磁波有良好的吸收作用。
故答案为:8×108;电动机;吸收。
【点评】本题考查了磁场对电流的作用、电磁波的应用、浮力大小的计算等,属于综合题。
17.(3分)如图是小红利用光敏电阻R1和电磁继电器等元件设计的“智能照明灯”电路,A点应接家庭电路的 火 线。闭合开关S后电磁铁的上端为 N 极(选填“N”或“S”)。设计要求是:天暗时灯L自动点亮,天亮时自动熄灭,则R1的阻值随光照强度的增加而 减小 (选填“增大”或“减小”)。
【分析】(1)为了用电的安全,开关应该接在火线与用电器之间;
(2)根据安培定则判定电磁铁的极性;
(3)天暗时自动点亮说明此时照明电路闭合,由图可知此时电磁铁磁性的变化,进一步判断控制电路电流的变化,根据欧姆定律判断电路中电阻的变化,即可判断光敏电阻阻值的变化。
【解答】解:(1)电磁继电器的实质是一个开关,为了用电的安全,开关应该接在火线与用电器之间,A点接火线,B点应接零线;
(2)由图可知,电流从电磁铁的下端流入,上端流出,根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极;
(3)天暗时自动点亮说明此时照明电路闭合即衔铁断开,由图可知此时电磁铁的磁性减弱即电路中的电流变小,根据R可知电路中的电阻变大即此时光敏电阻的阻值变大;反之,天亮时光敏电阻的阻值变小,所以他选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而减小。
故答案为:火;N;减小。
【点评】本题考查了安培定则的应用、欧姆定律的应用、安全用电等知识,涉及的知识点较多,关键是会分析电路图结合所学知识进行解决实际问题。
18.(2分)如图所示,质量为500g的某液体,比热容为c=3.2×103J/(kg•℃),在均匀放热的条件下凝固成固态物质,则凝固过程中该物质放热 6.4×103 J;该物质固态时的比热容为 1.6×103 J/(kg▪℃)。
【分析】(1)根据Q放=cmΔt求出液体状态时放出的热量;相同时间内,物质放出的热量相等,据此求出凝固过程中该物质放热;
(2)由图可知,该物质固态在20min~30min时间内降低的温度,根据c求出该物质固态时的比热容。
【解答】解:由图可知,物质在液态时经历了5min,温度降低了2℃,此过程中放出的热量:
Q放=c液mΔt=3.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×2℃=3.2×103J,
根据题意可知,物质均匀放热,且质量不变,所以,相同时间内,物质放出的热量相等,
由图可知,物质从10min到20min时温度不变,处于凝固过程,凝固过程用了10min,则放出热量为Q凝固放=2Q放=2×3.2×103J=6.4×103J;
由图象可知,物质从20min到25min,经历了5min,温度降低了4℃,此段时间该物质状态为固态,该物质固态时放出的热量为Q固态放=Q放=3.2×103J,
根据Q=cmΔt可得,该物质固态时的比热容:c1.6×103J/(kg•℃)。
故答案为:6.4×103;1.6×103。
【点评】本题考查热量的计算以及比热容公式的灵活运用,能从图中获取相关信息是解题的关键。
19.(3分)如图是《墨经》中记载的古代提升重物的工具“车梯”,利用此“车梯”缓慢匀速提升重为1000N的物体,拉力F为400N,若不计绳重和摩擦,则该“车梯”的动滑轮总重为 600 N,机械效率为 62.5 %;若要提高“车梯”的机械效率,请提出一条合理的建议: 增加提升物体的重力 (选填“增加提升物体的重力”或“增加动滑轮的重力”)。
【分析】(1)根据滑轮组装置确定绳子股数,若不计绳重和摩擦,利用F(G+G动)求出动滑轮的总重;
(2)根据η求出该滑轮组的机械效率;
(3)增大机械效率的方法有二:一是增大有用功,即拉更重的重物;二是减小额外功,如减小摩擦、减轻动滑轮重。
【解答】解:由图可知,n=4,根据可知,该“车梯”的动滑轮总重为:
G动=nF﹣G=4×400N﹣1000N=600N;
该“车梯”的机械效率为:
;
根据可知,提高机械效率的方法:增加物重以增大有用功和减小动滑轮的重量以减小额外功。
故答案为:600;62.5;增加提升物体的重力。
【点评】本题考查了机械效率公式和滑轮组绳子拉力公式的综合应用。
20.(3分)甲图是我国敦煌的塔式光热电站,它由12000面“定日镜”围绕吸热塔组成,每面镜子能追踪太阳并把阳光反射到塔顶的吸热器上。某时刻太阳在S点,地面上的一面追日镜MN恰好将太阳光反射到吸热器的A点,请在乙图中画出该时刻的反射光路(保留作图痕迹)。
【分析】先根据平面镜成像的特点作出S的像;再根据平面镜成像原理可知,反射光线的反向延长线会过S的像点;连接像点与A点,与平面镜的交点为入射点,再完成光路图即可。
【解答】解:先通过平面镜作出发光点S的对称点S′,即为S的像;连接S′A交平面镜于点O,连接SO即为入射光线,OA为反射光线;如图所示:
【点评】本题考查了平面镜成像特点(物像关于平面镜对称)的应用,要利用好:反射光线的反向延长线过S的像点。画图时注意实线、虚线的区别。
三、实验与探究(本题包括3个小题,共21分)
21.(5分)如图甲所示是小华探究“平面镜成像的特点”的实验装置,图中A、B是两根外形完全相同的蜡烛。
(1)选用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板能透光的特点,便于 确定像的位置 。
(2)小华将玻璃板竖立在水平桌面上,在玻璃板前放置点燃的蜡烛A,将蜡烛B放在玻璃板后并移动,直到B与A的像完全重合,这说明 平面镜所成的像与物体大小相等 。
(3)实验时,应使玻璃板与纸面保持垂直,若实验中玻璃板的放置如图乙所示,玻璃板没有竖直放置,实验中会出现的情况是:像的位置偏 低 (选填“高”或“低”)且倾斜,蜡烛B无法与蜡烛A的像重合,不能确定像的位置。
(4)实验结束后,小华想,若把玻璃板沿MN截成两部分,如图丙所示,并分别向两侧平移一小段距离,则蜡烛通过左右两部分玻璃板成像的情况是 A (选填“A”“B”或“C”)。
A.都成完整的像,且两个像在同一位置
B.各成半个像,合起来成一个完整的像
C.都成完整的像,且两个像在不同的位置
(5)小明反思实验过程,提出一个质疑:实验中利用玻璃板镀膜的那一面成像。应该在镀膜那一面下边划线,作为平面镜的位置。怎样判断玻璃板哪面镀膜呢?小组同学讨论出一种方法:将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面,观察到铅笔较清楚的像如图丁所示,由此可以判断镀膜在玻璃板的 左 (选填“左”或“右”)面。
【分析】(1)用透明的玻璃板代替平面镜,便于确定像的位置。
(2)在玻璃板前放置点燃的蜡烛A,将蜡烛B放在玻璃板后并移动,若B与A的像完全重合,这说明平面镜所成的像与物体大小相等。
(3)根据平面镜成像像与物关于镜面对称的特点分析。
(4)平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称,像与物大小相等,据此分析。
(5)平面镜成像时,像与物关于镜面对称,镀银面是反射面,据此分析。
【解答】解:(1)用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透光的特点,便于确定像的位置,能同时看到蜡烛A的像和代替像的蜡烛B,从而确定像的位置。
(2)将蜡烛B放在玻璃板后并移动,直到B与A的像完全重合,这说明平面镜所成的像与物体大小相等。
(3)若玻璃板没有竖直放置(如图乙倾斜),根据平面镜成像像与物关于镜面对称的特点,像的位置会偏低且倾斜,导致蜡烛B无法与蜡烛A的像重合。
(4)平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称,即使玻璃板被截成两部分,每一部分都能独立成像,且像的位置不变。所以蜡烛通过左右两部分玻璃板都成完整的像,且两个像在同一位置,故选A。
(5)平面镜成像时,像与物关于镜面对称,镀银面是反射面。将铅笔尖分别贴在玻璃板的左右两面,观察到铅笔较清楚的像如图丁所示,左边的像离笔尖更远,说明左边是像的位置,因此镀银面在左面。
故答案为:(1)确定像的位置;(2)平面镜所成的像与物体大小相等;(3)低;(4)A; (5)左。
【点评】本题探究“平面镜成像的特点”的实验,掌握平面镜成像规律是关键。
22.(7分)如图是小华用压强计“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中,液体内部压强的大小通过观察U形管中液面的 高度差 来反映;实验所用探头的金属盒上的橡皮膜应选用 薄 (选填“薄”或“厚”)一些的较好;
(2)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论 在同一液体的同一深度,液体向各个方向的压强都相等 ;
(3)比较图甲和图丁,可以得到结论: 同一深度处,液体密度越大,液体压强越大 ;
(4)小华想探究液体压强与液体的重力是否有关?现有以下物品:两个粗细不同但瓶口大小相同的饮料瓶(如图戊)、橡皮膜、细线、剪刀、水、烧杯、刻度尺。请在下方写出你设计实验方案。
【分析】(1)实验中,液体内部压强的大小通过观察U形管中液面的高度差来反映;
橡皮膜越薄,越容易发生形变,装置越灵敏;
(2)在同一液体的同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
(3)液体深度一定,密度越大,液体压强越大;
(4)按照实验目的设计实验即可,注意研究对象,根据控制变量法,控制水的深度相同。
【解答】解:(1)实验中,液体内部压强的大小通过观察U形管中液面的高度差来反映,高度差越大,表面液体压强越大,这种方法叫转换法;
实验所用探头的金属盒上的橡皮膜应选用薄一些的较好,因为橡皮膜越薄,越容易发生形变,装置越灵敏;
(2)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,由转换法可知,液体产生的压强相等,根据实验现象可以初步得出结论:同种液体,同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
(3)由图甲和图丁可知,液体深度相同,压强计的探头所处的液体密度不同,且液体密度越大,U形管左右两侧的水面高度差越大,故可得出结论:液体深度一定,液体密度越大,液体压强越大;
(4)选择物品:两个粗细不同但瓶口大小相同的饮料瓶;橡皮膜;水;橡皮膜的凸出程度反映压强的大小,将橡皮薄膜固定在瓶口,瓶口朝下,在两瓶内分别倒入相同深度的水,观察橡皮膜的凸出程度是相同的,易得出结论:水对容器底部的压强与水质量无关,即重力无关。
故答案为:(1)高度差;薄;
(2)在同一液体的同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
(3)同一深度处,液体密度越大,液体压强越大;
(4)选择物品:两个粗细不同但瓶口大小相同的饮料瓶;橡皮膜;水;橡皮膜的凸出程度反映压强的大小,将橡皮薄膜固定在瓶口,瓶口朝下,在两瓶内分别倒入相同深度的水,观察橡皮膜的凸出程度是相同的,易得出结论:水对容器底部的压强与水质量无关,即重力无关。
【点评】此题主要考查的是学生对液体压强的影响因素实验的理解和掌握,注意控制变量法和转换法的运用。
23.(9分)某小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,导线不得交叉;闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片P移到最 右 端(选填“左”或“右”)。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是 定值电阻Rx断路 。
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为 0.16 A,则未知电阻Rx= 10 Ω。
(4)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出Rx阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,滑动变阻器最大阻值为Rmax,请你把以下测量步骤补充完整。
①闭合开关S,滑片p移到a端时,读出电压表示数为U1;
②闭合开关S, 滑片P移到b端时 ,读出电压表示数为U2;
③待测电阻Rx= •Rmax (用已知和测量出的物理量符号表示)。
【分析】(1)根据电源电压选择电压表的量程,将电压表并联在定值电阻的两端;为保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数且示数接近3V,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;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律得出未知电阻大小;多次测量求平均值可以减小误差;
(4)用电压表分别测量出电源电压和变阻器的最大电阻连入电路中时定值电阻的电压,根据串联电路的规律和欧姆定律求出定值电阻的大小。
【解答】解:(1)由图知电源电压为3V,所以电压表选用0~3V的量程与定值电阻并联,如下图所示:
为保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端;
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数且示数接近3V,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,即电路故障原因可能是定值电阻Rx断路;
(3)由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流为0.16A,
由欧姆定律I得未知电阻:
Rx10Ω;
(4)①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为U1;
②闭合开关S,滑片P移到b端时,读出电压表示数为U2;
③在步骤①中,电压表测电源电压U1;
在步骤②中,滑动变阻器的最大电阻与定值电阻串联,由串联电路电压的规律,滑动变阻器两端的电压为:
U滑=U1﹣U2,由欧姆定律,电路中的电流:
I,
根据串联电路的规律和欧姆定律得待测电阻:
Rx•Rmax。
故答案为:(1)见解答图;右;(2)定值电阻Rx断路;(3)0.16;10;(4)②滑片P移到b端时;③•Rmax。
【点评】此题是“测量未知电阻Rx阻值”的实验,考查了电路连接、注意事项、电路故障、电流表的读数、电阻的计算以及特殊的方法测量电阻等,考查的知识点多,综合性强,这些都是经常考查问题,需熟练掌握。
四、分析与计算(本题包括2个小题,共15分)
24.(7分)广西常见的交通工具是电动自行车,某型号的电动自行车质量为50kg,输出电压60V,电动机的额定功率600W,电池最大储能能量E=1.2kW•h。
(1)如图所示停放,若整车与水平地面的接触总面积为4×10﹣3m2,求车对水平地面的压强;
(2)若电动自行车以额定功率行驶,求通过电动机的电流;
(3)若电动自行车匀速行驶时受到的阻力为40N,能量转化率为80%,求充满电后能行驶的最远路程。
【分析】(1)由G=mg计算电动自行车的重力,根据受力分析可求车车对水平地面的压力,根据压强公式计算车对水平地面的压强;
(2)由P=UI计算通过电动机的电流;
(3)由效率公式计算电动自行车匀速行驶时,获得的机械能,根据二力平衡计算电动自行车匀速行驶时受到的牵引力;由W=Fs计算充满电后能行驶的最远路程。
【解答】解:(1)车对水平地面的压力:F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,
车对水平地面的压强:p1.25×105Pa;
(2)电动自行车以额定功率行驶时,通过电动机的电流:I10A;
(3)电动自行车匀速行驶时,获得的机械能:W=80%E=80%×1.2×3.6×106J=3.456×106J;
电动自行车匀速行驶时受到的牵引力与阻力平衡,大小相等,即F牵=f=40N,
则充满电后能行驶的最远路程:s8.64×104m=86.4km。
答:(1)车对水平地面的压强是1.25×105Pa;
(2)电动自行车以额定功率行驶,通过电动机的电流是10A;
(3)充满电后能行驶的最远路程86.4km。
【点评】本题考查压强、效率、电功率和机械功的计算公式的应用,是基础题。
25.(8分)某科技创新小组设计了一台由电压表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=15Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,闭合开关S,当体重计空载时,电压表的示数为3V,踏板重力不计,求:
(1)体重计空载时,电路中的电流;
(2)电源电压;
(3)体重为600N的同学站在体重计上时,R0的功率。
【分析】(1)根据欧姆定律可求得体重计空载时,电路中的电流;
(2)知道体重计空载时,电路中的电流,可求得电源电压;
(3)由图乙可知体重为600N时R的阻值,可以求得此时时,R0的功率;
【解答】解:(1)由图甲可知,闭合开关,定值电阻R0与压敏电阻R串联,电压表测定值电阻R0两端的电压;
由图乙可知,当体重计空载时,电压表的示数为3V,电路中的电流:;
(2)由图乙可知,当体重计空载时,压力为零,压敏电阻的阻值R=45Ω,
由串联电路电流的规律和欧姆定律可知R两端的电压:
UR=IR=I0R=0.2A×45Ω=9V,
根据串联电路的总电压等于用电器两端的电压之和可得电源电压:
U=UR+U0=9V+3V=12V;
(3)由图乙可知,当体重计示数为600N时,压敏电阻的阻值R′=15Ω,此时电路中电流为
;
R0的功率:。
答:(1)体重计空载时,电路中的电流是0.2A;
(2)电源电压是12V;
(3)体重为600N的同学站在体重计上时,R0的功率是2.4W。
【点评】本题考查电路分析能力,读图能力,串联分压原理,欧姆定律应用,电功率的计算。
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