内容正文:
2024年1月永春一中月考物理模拟试卷
总分:100分;考试时间:90分钟
一、单选题(每题3分,共8题,共24分)
1. 有一支刻度均匀,但读数不准的温度计,在冰水混合物中示数为4℃,在1标准大气压下的沸水中的示数为94℃,用此温度计测得某杯液体的温度是31℃,则这杯液体的实际温度是( )
A. 27 ℃ B. 25 ℃ C. 30℃ D. 以上结论都不对
2. 对图中的自然现象解释正确的是( )
A. 冰挂的形成是凝华现象 B. 云的形成是汽化现象
C. 霜的形成是凝固现象 D. 雾的形成是液化现象
3. 如图所示,电源电压不变,a、b为电压表或定值电阻,若为定值电阻,其阻值与R相同均为。当和闭合、断开时,电流表的示数为;再闭合,电流表的示数为。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为
B. 开关均闭合后,a、b互换前后的示数之比为1∶2
C. 将最大阻值为的滑动变阻器与R串联,只闭合、,P从中点移到阻值最大端,电流的变化量为
D. 用最大阻值为的滑动变阻器替换a、b、R其中的一个,移动滑片,三个电流表的示数均发生变化且变化量相等。满足上述要求的电路连接方式有两种
4. 如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电灯和两端的电压分别为( )
A. 1.2V,4.8V B. 6V,1.2V C. 1.2V,6V D. 4.8V,1.2V
5. 小明设计了如图所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方的金属片受到压力的大小,其中是标有“1A 20Ω”的滑动变阻器,R是一个5Ω的定值电阻,电源电压恒为10V,下列有关说法错误的是( )
A. 压力表实际是电压表
B. 当金属片受到压力增大时,变阻器阻值变大
C. 当压力最大时,电路中的电流为0.4A
D. 当压力最大时,定值电阻R两端的电压为0
6. 如图所示,水平桌面上放置一底面积为3S的轻质圆柱形容器,容器足够深,里面放入一质量为m、底面积为S的圆柱形木块,在容器中缓慢加入水,木块恰好漂浮时水对容器底部的压力大小为( )
A. mg B. 2mg C. 3mg D. 1.5mg
7. 如图所示,电源电压不变。只闭合开关S1,将滑片移至最右端,电压表V2的示数为U1,电流表A1的示数为I1;再将滑片移至中点,电压表V2的示数为U2,R3的功率为P;只闭合开关S1、S2,电流表A1的示数为I1';闭合S1、S2和S3,将滑片移至最右端,R3的电功率为8.1W。已知滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω,U1︰U2=2︰3,I1︰I1'=1︰9,下列说法正确的是( )
A. R1=10Ω B. I1=0.2A C. U2=2V D. P=0.4W
8. 如图所示的电路中,电源电压保持不变.R1=10Ω,R2上标有“20Ω,1A”,电路完好无故障,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表A示数变大,电压表V2示数变大
B. 电压表V1示数变化量与电压表V2示数变化量相同
C. 当两电压表示数相等时,R1消耗的功率最大
D. 当两电压表示数相差最大时,R2消耗的功率最大
二、多选题(每题4分,共4题,共16分。漏选得2分,未选、错选不得分。)
9. 如图(a)所示电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V 0.5A”字样,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器R1的最大阻值20Ω。只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片P,得到电流表与电压表示数关系如图(b)所示。则( )
A. 小灯泡的额定功率为2W
B. 电源电压为5V
C. 定值电阻R2的阻值为12Ω
D. 只闭合开关S和S2,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L的I-U图象如图(c)所示,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围为2~7.5Ω
10. 如图甲所示,用“水浴法”给试管中某固态物质加热,得到该物质温度随时间变化的图像如图乙所示。下列分析判断正确的是( )
A. 实验采用“水浴法”加热的优点是使物质受热均匀
B. 根据图像可以看出该物质在熔化过程中温度不变,故该物质是晶体
C. 图像中的BC段表示该物质的熔化过程,这个过程不需要吸热
D. 图像中的AB段物质处于固态,BC段物质处于液态,CD段物质处于气态
11. 如图所示的电路中,电源电压U恒定, R2为滑动变阻器, R1、R3均为定值电阻,且R1=2R3。下列说法正确的是( )
A. 若 a 为电流表, b 为电压表,只闭合S、S1, 电流表 A 的示数大于a 的示数
B. 若 a、b 均为电压表,开关均闭合,滑片P 向右移动时,a表示数变化量与b 表示数变化量之比为1∶2
C. 若 a、b 均为电压表,开关均闭合,滑片P 向右移动时,电路消耗的最大功率为
D. 若a、b均为电流表,开关均闭合,滑片P 向右移动时, a、b 两表示数都变大
12. 如图所示的电路,电源电压不变,灯 L 标有“6V 3W”字样,不考虑灯丝电阻的变化。当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开,此时甲电流表 I 甲=0.5A,电路消耗的总功率为 P1;当甲、乙都是电压表,S1、S2都闭合,此时乙电压表 U 乙=2.4V,电路消耗的总功率为 P2,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为 6V
B. 当甲、乙都是电压表,S1、S2闭合时,电阻R的实际功率为 0.48W
C. 电路的总功率之比 P1∶P2=25∶6
D. 当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开时,两表示数之比 I 甲∶I 乙=2∶3
三、填空题(除第13题外,其余每空2分。共47分。)
13. 为寻找失联的马航MH370航班,搜救联合协调中心启用了“蓝鳍金枪鱼﹣21”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻,它的外形与潜艇相似,相关标准参数见表。“金枪鱼”漂浮在海面上时所受的浮力为______牛,露出水面的体积为______米3;当它由海水中2000米处下潜至最大潜水深度处时,海水对它的压强增加了______帕。(海水的密度近似为1.0×103千克/米3)
质量
750千克
体积
1米3
最大潜水深度
4500米
最大航速
7.4千米/时
14. 请阅读下列短文,然后回答问题。
地球上,水的三种状态在不断地相互转化。水的物态变化,形成了海洋、陆地、大气间的水循环,水循环的过程是地面(江河、海洋)的水在太阳的辐射下不断蒸发,在空中形成暖湿气流,暖湿气流遇到冷的空气后变成小水滴或小冰晶漂浮在空中,形成了美丽多姿的云朵。
暖湿气流没有遇到冷空气,就不会下雨。所以人工降雨的方法是向云层中输送冷却剂,一般是用飞机在适当的云层中播撒干冰(固态二氧化碳)。
阅读材料回答问题:
(1)暖湿气流在形成云朵的过程中,要 ______(吸热/放热),主要的物态变化是 ______和 ______;
(2)炎热的夏天,剥开冰棍的包装纸,会看到冰棍周围出现了“白气”,“白气”是 ______(选填室内或冰箱里)的高温水蒸气遇冷液化放热形成的小水滴;
(3)人工降雨时播撒干冰,干冰的作用是 ______。
15. 小明同学在体考后,对坐位体前屈仪器的工作原理产生了浓厚的兴趣。想自己设计一个测量坐位体前屈成绩的电路。于是找老师借了电压恒定为9V的电源、学生电流表、定置电阻岛、长为20cm的均匀电阻杆R(1Ω/cm)、开关、合适的弹簧、绝缘杆N,绝缘板M,刻度尺和导线若干。如图所示,小明把弹簧套在绝缘杆N上,另一端定在绝缘板M上,绝缘板M固定在右侧的杆K上,没推动杆K时,弹簧处于自然伸长状态:推动杆K时,M板带动滑片P向左一起移动,他设想将电表改装成长度显示仪一一推的越远,显示仪示数变大,且刻度均匀:
(1)老师指出小明的设计有不够合理的地方,你认为下列分析正确的是__________;
A.推动距离为0时,显示仪的示数为0
B.推动距离变大时,显示仪的示数不变
C.推动距离变大时,显示仪的示数变小
D.推动距离均匀变化时显示仪的示数变化不均匀
(2)在老师的帮助下,小明又借了一个量程为0-3V的电压表,设计出了正确的电路,是下列四个电路中的__________电路;
A. B. C. D.
(3)确定正确的电路设计方案后,为了让测量仪测量的推动距离范围达到最大,且测量精确度最高,选择的定值电局阻值应该为________Ω;
(4)利用选定的器材,小明连接好了测量电路,当小曾同学在测量时,电压表的示数为1.8V,则小曾同学推动距离为________cm。
16. 如图是小明用“伏安法”测量小灯泡发光时的电阻的实验;
(1)“伏安法”测电阻的实验原理是_______;
(2)如图甲所示,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应在_______端(选填“左”或者“右”);
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表的示数都比较小,导致这一现象可能的原因是_______;
(4)如图乙、丙所示,电压表示数是_______V,电流表示数是_______A,可以计算出此时小灯泡的电阻R=_______Ω;
(5)如图丁所示,是小明同学根据测量数据绘制的通过小灯泡电流随它两端电压U变化的关系图像;根据图像信息可知下列说法中正确的是_______。
A.小灯泡的电阻是5Ω
B.小灯泡的电阻随电压的增大而减小
C.若将两个同样规格的小灯泡并联在2V的电源两端,干路中总电流为0.45A
D.若将两个同样规格的小灯泡串联在2V的电源两端,电路中电流为0.3A
17. 某科技小组设计了如图甲所示的汽车转向灯电路模型原理图。接通相应指示灯后,该指示灯会亮(正常发光)、暗(微弱发光)交替闪烁。电路中电源电压12V不变,指示灯的规格均为“12V 6W”,R0为定值电阻,左转或右转指示灯单独闪烁时,电压表两端实际电压随时间的变化规律如图乙所示。(设指示灯的电阻不变,电磁铁线圈及衔铁的电值不计)求:
(1)正常发光时,指示灯的电阻为___________。
(2)当电磁铁通电时,衔铁被吸下,此时R0与电磁铁处于___________状态(选填“短路”或“断路”)。此时电压表___________示数。(选填“有”或“没有”)
(3)转向开关S与触点“3”和“4”接触时,指示灯正常发光状态下通过衔铁的电流___________。
(4)转向开关S与触点“2”和“3”接触时,指示灯微弱发光状态下的实际功率___________。
(5)转向开关S与触点“4”和“5”接通时,指示灯交替闪烁工作1min消耗的电能___________。
四、计算题(共13分)
18. 一薄壁圆柱形容器置于水平升降台中央,容器中原来装有16cm深的水;圆柱体A悬挂在轻质细杆下保持静止,其下表面刚好与水面接触,如下图甲所示。已知圆柱体A质量为3.2kg,其高度与容器高度相同。轻杆与圆柱体衔接处为力传感器,原理如图乙所示,其中力敏电阻R的阻值与所受弹力大小关系,如表格所示。从甲图开始,向上调节升降台直至圆柱体A与容器底部刚好接触时停止调节,此时A刚好浸没。记录下该过程中电流表示数I与升降台移动的距离h的关系,如图丙所示。其中,当升降台升高2cm时,水面刚好到达容器口,()求:
力敏电阻R与力传感器所受弹力F的关系
R/
2
3
6
9
18
F/N
32
20
8
4
0
(1)电源电压;
(2)圆柱体A的密度;
(3)圆柱体A的高度?
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2024年1月永春一中月考物理模拟试卷
总分:100分;考试时间:90分钟
一、单选题(每题3分,共8题,共24分)
1. 有一支刻度均匀,但读数不准的温度计,在冰水混合物中示数为4℃,在1标准大气压下的沸水中的示数为94℃,用此温度计测得某杯液体的温度是31℃,则这杯液体的实际温度是( )
A. 27 ℃ B. 25 ℃ C. 30℃ D. 以上结论都不对
【答案】C
【解析】
【详解】由题可知,刻度均匀,但读数不准的温度计上一个小格表示的实际温度为,用此温度计测得液体的温度是31℃,则这种液体的实际温度为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2. 对图中的自然现象解释正确的是( )
A. 冰挂的形成是凝华现象 B. 云的形成是汽化现象
C. 霜的形成是凝固现象 D. 雾的形成是液化现象
【答案】D
【解析】
【详解】A.冰挂是水凝固形成的,故A错误;
B.云层中主要是小水滴,这是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,故B错误;
C.霜是空气中的水蒸气直接变成固态形成的,属于凝华现象,故C错误;
D.雾是极小的水滴,是水蒸气液化形成的,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,电源电压不变,a、b为电压表或定值电阻,若为定值电阻,其阻值与R相同均为。当和闭合、断开时,电流表的示数为;再闭合,电流表的示数为。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为
B. 开关均闭合后,a、b互换前后的示数之比为1∶2
C. 将最大阻值为的滑动变阻器与R串联,只闭合、,P从中点移到阻值最大端,电流的变化量为
D. 用最大阻值为的滑动变阻器替换a、b、R其中的一个,移动滑片,三个电流表的示数均发生变化且变化量相等。满足上述要求的电路连接方式有两种
【答案】B
【解析】
【详解】A.当S1和S2都闭合,S3断开,R与b并联,电流表A1测干路电流,示数为I0;再闭合S3,a、b、R并联,电流表A1测干路电流,示数为2 I0,若a为电压表,因为电路电阻没有改变,所以电流表A1的示数也应不变,所以a为定值电阻。因为a的电阻和R相同,电压也相同,根据欧姆定律可知电流也相同,再根据并联电路干路等于各支路电流之和、电流表A1示数为2I0可知,b为电压表。当S1和S2都闭合,S3断开,电路只有R,电流表的示数是I0,所以电源电压即为R两端的电压,具体为
故A错误;
B.开关均闭合,则a与R并联,具体电路图如下所示:
由图可知,电流表A2测R的电流,具体为
a与b互换后,电路图如下所示:
由图可知,电流表A2测R和a的电流,示数为2I0。所以开关均闭合后,a、b互换前后的A2示数之比为
故B正确;
C.将最大阻值为的滑动变阻器与R串联,只闭合S1、S2,电路图如下:
当滑片从中点移到阻值最大端时,电流变化量为
故C错误;
D.用最大阻值为R0的滑动变阻器替换a、b、R其中的一个,移动滑片,三个电流表的示数均发生变化且变化量相等,当滑动变阻器替换a后,移动滑片时,通过R的电流不变,则电流表A2的示数不变,当滑动变阻器替换R后,移动滑片时,通过a处定值电阻的电流不变,则电流表A3的示数不变,综上可知,滑动变阻器应替换电压表b。
①当S1闭合、S2和S3断开时,电路为滑动变阻器的简单电路,三电流表均测电路中的电流,如下图所示:
因串联电路中各处的电流相等,所以移动滑片,三个电流表的示数均发生变化且变化量相等;
②当S1和S2闭合、S3断开时,滑动变阻器与R并联,电流表A1、A2均测干路电流,电流表A3测变阻器支路的电流,如下图所示:
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时通过R的电流不变,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,三电流表示数的变化量相等;
③当S1和S3闭合、S2断开时,a定值电阻与滑动变阻器并联,电流表A1、A3均测干路电流,电流表A2测变阻器支路的电流,如下图所示:
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时通过定值电阻a的电流不变,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,三电流表示数的变化量相等;
④当S1、S2、S3均闭合时,Ra、R、滑动变阻器并联,如下图所示:
电流表A1测干路电流,电流表A2测R与变阻器支路的电流之和,电流表A3测Ra与变阻器支路的电流之和,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时通过定值电阻Ra和R的电流不变,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,三电流表示数的变化量相等。由此分析可知:满足上述要求的电路连接方式有4种。故D错误。
故选B。
4. 如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电灯和两端的电压分别为( )
A. 1.2V,4.8V B. 6V,1.2V C. 1.2V,6V D. 4.8V,1.2V
【答案】A
【解析】
【详解】如图甲所示,电灯L1、L2串联,电压表V1测量电源电压U,电压表V2测量电灯L1两端电压U1,根据串联电路电压的规律可知,U大于U1,即电压表V1示数大于电压表V2的示数,因为两个电压表指针所指位置相同,如图所示,电压表V1所选量程为0~15V,分度值为0.5V,则其示数为6V,即电源电压,电压表V2所选量程为0~3V,分度值为0.1V,则其示数为1.2V,即电灯L1两端电压,电灯L2两端电压
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5. 小明设计了如图所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方的金属片受到压力的大小,其中是标有“1A 20Ω”的滑动变阻器,R是一个5Ω的定值电阻,电源电压恒为10V,下列有关说法错误的是( )
A. 压力表实际是电压表
B. 当金属片受到压力增大时,变阻器阻值变大
C. 当压力最大时,电路中的电流为0.4A
D. 当压力最大时,定值电阻R两端的电压为0
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电路图可知,电阻R和变阻器串联,压力表并联在R′两端,应为电压表,故A正确,不符合题意;
B.由电路图可知,当金属片受到压力增大时,滑片向下移动,R′接入电路的电阻变大,故B正确,不符合题意;
CD.当压力最大时,R与R′的最大阻值串联,串联电路中总电阻等于各分电阻之和,根据欧姆定律可得,电路中的电流
定值电阻R两端的电压
UR=IR=0.4A×5Ω=2V
故D错误,符合题意,C正确,不符合题意。
故选D。
6. 如图所示,水平桌面上放置一底面积为3S的轻质圆柱形容器,容器足够深,里面放入一质量为m、底面积为S的圆柱形木块,在容器中缓慢加入水,木块恰好漂浮时水对容器底部的压力大小为( )
A. mg B. 2mg C. 3mg D. 1.5mg
【答案】C
【解析】
【详解】在容器中缓慢加入水,当木块恰好漂浮时,根据漂浮条件可得F浮=G木,即
ρ水gV排=m木g
解得V排=,因V排=Sh,则此时水的深度为
①
则加入水的质量为
m水=ρ水V水=ρ水(3S﹣S)h=2ρ水Sh
则加入水的重力为
G水=m水g=2ρ水Shg ②
将①代入②可得G水=2m木g,因木块恰好漂浮且容器为柱形容器,则此时水对容器底部的压力为
F=G水+G木=2m木g+m木g=3m木g=3mg
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7. 如图所示,电源电压不变。只闭合开关S1,将滑片移至最右端,电压表V2的示数为U1,电流表A1的示数为I1;再将滑片移至中点,电压表V2的示数为U2,R3的功率为P;只闭合开关S1、S2,电流表A1的示数为I1';闭合S1、S2和S3,将滑片移至最右端,R3的电功率为8.1W。已知滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω,U1︰U2=2︰3,I1︰I1'=1︰9,下列说法正确的是( )
A. R1=10Ω B. I1=0.2A C. U2=2V D. P=0.4W
【答案】B
【解析】
【详解】只闭合开关S1,将滑片移至最右端,分析电路图可知,R1、R2的最大阻值与R3串联,电流表A1测串联电路中电流,电压表V2测R3两端电压,则电流表A1的示数
电压表V2的示数
①
将滑片移至中点,电压表V2的示数
②
R3的功率
只闭合开关S1、S2,电路中只有R1,电流表A1的示数
闭合S1、S2和S3,将滑片移至最右端,分析电路图可知,R1、R2的最大阻值与R3并联,R3的电功率
已知滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω,且
U1︰U2=2︰3③
I1︰I1'=1︰9
由①②③解得
R1=5Ω,R3=10Ω
由
解得
U=9V
则
故B正确,ACD错误。
故选B。
8. 如图所示的电路中,电源电压保持不变.R1=10Ω,R2上标有“20Ω,1A”,电路完好无故障,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表A示数变大,电压表V2示数变大
B. 电压表V1示数变化量与电压表V2示数变化量相同
C. 当两电压表示数相等时,R1消耗的功率最大
D. 当两电压表示数相差最大时,R2消耗的功率最大
【答案】C
【解析】
【详解】闭合开关,R1和R2串联,电流表测量电路电流,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量电源电压。
A.若滑片P向左移,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,则电路的总阻值变小,根据,可知电路电流变大,即电流表A示数变大,电压表V2测量的是电源电压,所以示数不变,故A错误;
B.电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量电源电压,所以电压表V1示数会变化,但电压表V2示数不变,故B错误;
C.R1是定值电阻,根据可知,要想R1消耗的功率最大,就要使R1两端的电压最大,所以两电压表示数相等时,即R1两端的电压等于电源电压,此时R1消耗的功率最大,故C正确;
D.设电源电压为U,R1的阻值为R,当滑动变阻器接入的电阻为时,此时滑动变阻器功率
化简得
则当
时,分母最小,功率P最大;当两电压表示数相差最大时,即电压表V2与电压表V1示数的差最大,因为电源电压不变即电压表V2示数不变,所以要保证电压表V1示数最小,又因为R1是定值电阻,所以保证电路的电流最小即可,此时电路的总阻值最大,则滑动变阻器的滑片P在最右端,此时滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω,由前面分析可知当滑动变阻器接入的电阻为10Ω时,滑动变阻器(R2)消耗的功率最大,故D错误。
故选C。
二、多选题(每题4分,共4题,共16分。漏选得2分,未选、错选不得分。)
9. 如图(a)所示电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V 0.5A”字样,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器R1的最大阻值20Ω。只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片P,得到电流表与电压表示数关系如图(b)所示。则( )
A. 小灯泡的额定功率为2W
B. 电源电压为5V
C. 定值电阻R2的阻值为12Ω
D. 只闭合开关S和S2,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L的I-U图象如图(c)所示,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围为2~7.5Ω
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.小灯泡L标有“4V 0.5A”字样,其额定功率
P额=U额I额=4V×0.5A=2W
故A正确;
BC.只闭合开关S、S1,定值电阻R2和滑动变阻器R1串联,电压表测量滑动变阻器R1两端的电压,电流表测电路中的电流,调节滑动变阻器滑片P,得到电流表与电压表示数关系如图(b)所示。由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电源电压
U=U1+IR2
在图(b)中取两组数据代入公式,可得
U=3.0V+0.2A×R2——①
U=1.0V+0.4A×R2——②
联立①②解得
U=5V,R2=10Ω
故B正确,C错误;
D.只闭合开关S和S2,灯泡L和滑动变阻器R1串联,电压表测量滑动变阻器R1两端的电压,电流表测电路中的电流,由串联电路的分压规律可知,当电压表示数最大为3V时,R1接入电路的电阻最大,此时小灯泡两端电压为
UL=U-U1大=5V-3V=2V
由图(c)可知电路中最小电流
I最小=0.4A
则R1接入电路的最大电阻
灯泡L正常工作时电流,电路中电流最大为
I最大=I额=0.5A<0.6A
电表安全。灯泡L正常工作时的电压为4V,此时滑动变阻器两端的电压
U1小=U-U额=5V-4V=1V
则R1接入电路的最小电阻
所以在保证各元件安全工作的情况下,R1允许的取值范围是2~7.5Ω,故D正确。
故选ABD。
10. 如图甲所示,用“水浴法”给试管中某固态物质加热,得到该物质温度随时间变化的图像如图乙所示。下列分析判断正确的是( )
A. 实验采用“水浴法”加热的优点是使物质受热均匀
B. 根据图像可以看出该物质在熔化过程中温度不变,故该物质是晶体
C. 图像中的BC段表示该物质的熔化过程,这个过程不需要吸热
D. 图像中的AB段物质处于固态,BC段物质处于液态,CD段物质处于气态
【答案】AB
【解析】
【详解】A.水的比热容大,吸收同样的热量温度变化小,实验采用“水浴法”加热可使物质受热均匀、温度变化缓慢,便于记录温度和观察现象,故A正确;
BC.图像中物质在BC段持续吸热但温度不变,为晶体的熔化过程中,故B正确,C错误;
D.图象中的AB段物质还没有开始熔化,处于固态,BC段物质为熔化过程,处于固、液共存态,CD段物质已经熔化完毕,处于液态,故D错误。
故选AB。
11. 如图所示的电路中,电源电压U恒定, R2为滑动变阻器, R1、R3均为定值电阻,且R1=2R3。下列说法正确的是( )
A. 若 a 为电流表, b 为电压表,只闭合S、S1, 电流表 A 的示数大于a 的示数
B. 若 a、b 均为电压表,开关均闭合,滑片P 向右移动时,a表示数变化量与b 表示数变化量之比为1∶2
C. 若 a、b 均为电压表,开关均闭合,滑片P 向右移动时,电路消耗的最大功率为
D. 若a、b均为电流表,开关均闭合,滑片P 向右移动时, a、b 两表示数都变大
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.若 a 为电流表, b 为电压表,只闭合S、S1,此时R1和R2被短路,电流表 A、电流表 a、R3三者串联,电流表 A 的示数等于a 的示数,故A错误;
B.若 a、b 均为电压表,开关均闭合后,三个电阻串联,a测R1和R2两端的电压,b测R2和R3两端的电压,设滑片P 向右移动过程中,电路电流由I1变为I2,则
因为R1=2R3,a表示数变化量与b 表示数变化量之比为
故B正确;
C.若 a、b 均为电压表,开关均闭合后,三个电阻串联,由可知,一定时,越小,越大,滑片P 向右移动到最右端R2=0时总电阻最小,电路消耗的最大功率为
故C正确;
D.若a、b均为电流表,开关均闭合,三个电阻并联,三个电阻两端的电压都是电源电压。a测流过电阻R2和R3的电流,b测流过电阻R1和R2的电流。R1和R3阻值不变,流过的电流也不变。滑片P 向右移动时,R2的阻值变小,流过的电流变大,所以a、b 两表示数都变大,故D正确。
故选BCD。
12. 如图所示的电路,电源电压不变,灯 L 标有“6V 3W”字样,不考虑灯丝电阻的变化。当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开,此时甲电流表 I 甲=0.5A,电路消耗的总功率为 P1;当甲、乙都是电压表,S1、S2都闭合,此时乙电压表 U 乙=2.4V,电路消耗的总功率为 P2,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为 6V
B. 当甲、乙都是电压表,S1、S2闭合时,电阻R的实际功率为 0.48W
C. 电路的总功率之比 P1∶P2=25∶6
D. 当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开时,两表示数之比 I 甲∶I 乙=2∶3
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由P=UI可得,灯泡的额定电流
当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开时,R与灯泡并联,电流表甲测灯泡所在支路的电流,电流表乙测干路电流,通过灯泡的电流
此时灯泡正常发光,灯泡的电压为额定电压,即电源的电压
故A正确;
B.灯泡的电阻
当甲、乙都是电压表,S1、S2都闭合,R与L串联,电压表甲测电源两端的电压,电压表乙测L两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R两端的电压
电阻R的阻值
电阻R的实际功率
故B错误;
CD.当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开时,R与L并联,此时通过R的电流
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和所以,干路电流
则两电流表示数之比
电路的总功率之比
故C正确,D错误。
故选AD。
三、填空题(除第13题外,其余每空2分。共47分。)
13. 为寻找失联的马航MH370航班,搜救联合协调中心启用了“蓝鳍金枪鱼﹣21”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻,它的外形与潜艇相似,相关标准参数见表。“金枪鱼”漂浮在海面上时所受的浮力为______牛,露出水面的体积为______米3;当它由海水中2000米处下潜至最大潜水深度处时,海水对它的压强增加了______帕。(海水的密度近似为1.0×103千克/米3)
质量
750千克
体积
1米3
最大潜水深度
4500米
最大航速
7.4千米/时
【答案】 ①. 7350 ②. 0.25 ③. 2.45×107
【解析】
【详解】[1]“金枪鱼”漂浮在海面上时所受的浮力为
[2]排开水的体积为
露出水面的体积为
[3]当它由海水中2000米处下潜至最大潜水深度处时,增加的深度为
海水对它的压强增加了
14. 请阅读下列短文,然后回答问题。
地球上,水的三种状态在不断地相互转化。水的物态变化,形成了海洋、陆地、大气间的水循环,水循环的过程是地面(江河、海洋)的水在太阳的辐射下不断蒸发,在空中形成暖湿气流,暖湿气流遇到冷的空气后变成小水滴或小冰晶漂浮在空中,形成了美丽多姿的云朵。
暖湿气流没有遇到冷空气,就不会下雨。所以人工降雨的方法是向云层中输送冷却剂,一般是用飞机在适当的云层中播撒干冰(固态二氧化碳)。
阅读材料回答问题:
(1)暖湿气流在形成云朵的过程中,要 ______(吸热/放热),主要的物态变化是 ______和 ______;
(2)炎热的夏天,剥开冰棍的包装纸,会看到冰棍周围出现了“白气”,“白气”是 ______(选填室内或冰箱里)的高温水蒸气遇冷液化放热形成的小水滴;
(3)人工降雨时播撒干冰,干冰的作用是 ______。
【答案】 ①. 放热 ②. 液化 ③. 凝华 ④. 室内 ⑤. 升华吸热,使周围温度降低
【解析】
【详解】(1)[1][2][3]暖湿气流遇到冷的空气后液化变成小水滴或凝华成小冰晶漂浮在空中,形成了美丽多姿的云朵,液化或凝华要放热。
(2)[4]炎热的夏天,剥开冰棍的包装纸,会看到冰棍周围出现了“白气”,室内水蒸气遇到冷空气液化成的小水珠就是我们看到的“白气”。
(3)[5]向云层中播撒干冰,云层中的干冰(固体二氧化碳)会迅速的吸热升华成二氧化碳,使周围的温度降低,使空气中的水蒸气液化成水滴,形成降雨。
15. 小明同学在体考后,对坐位体前屈仪器的工作原理产生了浓厚的兴趣。想自己设计一个测量坐位体前屈成绩的电路。于是找老师借了电压恒定为9V的电源、学生电流表、定置电阻岛、长为20cm的均匀电阻杆R(1Ω/cm)、开关、合适的弹簧、绝缘杆N,绝缘板M,刻度尺和导线若干。如图所示,小明把弹簧套在绝缘杆N上,另一端定在绝缘板M上,绝缘板M固定在右侧的杆K上,没推动杆K时,弹簧处于自然伸长状态:推动杆K时,M板带动滑片P向左一起移动,他设想将电表改装成长度显示仪一一推的越远,显示仪示数变大,且刻度均匀:
(1)老师指出小明的设计有不够合理的地方,你认为下列分析正确的是__________;
A.推动距离为0时,显示仪的示数为0
B.推动距离变大时,显示仪的示数不变
C.推动距离变大时,显示仪的示数变小
D.推动距离均匀变化时显示仪的示数变化不均匀
(2)在老师的帮助下,小明又借了一个量程为0-3V的电压表,设计出了正确的电路,是下列四个电路中的__________电路;
A. B. C. D.
(3)确定正确的电路设计方案后,为了让测量仪测量的推动距离范围达到最大,且测量精确度最高,选择的定值电局阻值应该为________Ω;
(4)利用选定的器材,小明连接好了测量电路,当小曾同学在测量时,电压表的示数为1.8V,则小曾同学推动距离为________cm。
【答案】 ①. D ②. A ③. 40 ④. 12
【解析】
【详解】(1)[1]推动距离为0时,两个电阻串联在电路中,此时电阻杆接入电阻最大,电流显示仪的示数不为0;向左推动距离变大时,电路中有效电阻变小,电流显示仪示数将变大;电流显示仪示数为
可见,推动距离均匀变化时显示仪的示数变化并不均匀。
故选D。
(2)[2]电压表应能测量电阻杆的电压,且随其有效接入长度而变化,初始状态下电压表示数为最小,故A为正确的电路。
(3)[3]由题意可知,测量的范围能达到最大且测量精确度最高,即滑片P移到电阻杆最左端时电压表满量程,则
即
可得定值电阻值应该为40Ω。
(4)[4]假设推动距离为L,此时电压表测量段的电阻为,
则
即
可得
16. 如图是小明用“伏安法”测量小灯泡发光时的电阻的实验;
(1)“伏安法”测电阻的实验原理是_______;
(2)如图甲所示,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应在_______端(选填“左”或者“右”);
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表的示数都比较小,导致这一现象可能的原因是_______;
(4)如图乙、丙所示,电压表示数是_______V,电流表示数是_______A,可以计算出此时小灯泡的电阻R=_______Ω;
(5)如图丁所示,是小明同学根据测量数据绘制的通过小灯泡电流随它两端电压U变化的关系图像;根据图像信息可知下列说法中正确的是_______。
A.小灯泡的电阻是5Ω
B.小灯泡的电阻随电压的增大而减小
C.若将两个同样规格的小灯泡并联在2V的电源两端,干路中总电流为0.45A
D.若将两个同样规格的小灯泡串联在2V的电源两端,电路中电流为0.3A
【答案】 ①. ②. 右 ③. 滑动变阻器连入电路的电阻很大 ④. 1.2 ⑤. 0.2 ⑥. 6 ⑦. D
【解析】
【详解】(1)[1]“伏安法”测电阻的实验原理是欧姆定律的推导式。
(2)[2]为了保护电路,在连接电路时,滑动变阻器应以最大阻值接入,所以滑片要在最右端。
(3)[3]电流表有示数,说明整个电路是通路,电压表示数比较小,说明灯泡分得的电压较小,由串联分压的规律可知,其原因是滑动变阻器连入电路阻值过大。
(4)[4][5][6]图乙电压表是小量程接入,分度值是0.1V,示数是1.2V,图丙电流表是小量程接入,分度值是0.02A,示数是0.2A,根据欧姆定律可计算出小灯泡的电阻是
(5)[7]AB.图丁图像是一条曲线,且小灯泡的电阻随电压的增大而增大,所以小灯泡的电阻不是一定值,故AB错误;
C.两个同样规格的小灯泡并联在2V的电源两端,根据并联电路各支路电压相等可知,两个小灯泡两端的电压都是2V,由图丁可知,此时电流是0.45A,再根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可得干路电流是
故C错误;
D.两个相同规格的小灯泡串联在2V电源两端,根据串联电路电源电压等于各用电器电压之和可得每个小灯泡应分到1V的电压,由图丁可知,此时小灯泡的电流0.3A,再根据串联电路电流处处相等可得电路中的电流为0.3A,故D正确。
故选D。
17. 某科技小组设计了如图甲所示的汽车转向灯电路模型原理图。接通相应指示灯后,该指示灯会亮(正常发光)、暗(微弱发光)交替闪烁。电路中电源电压12V不变,指示灯的规格均为“12V 6W”,R0为定值电阻,左转或右转指示灯单独闪烁时,电压表两端实际电压随时间的变化规律如图乙所示。(设指示灯的电阻不变,电磁铁线圈及衔铁的电值不计)求:
(1)正常发光时,指示灯的电阻为___________。
(2)当电磁铁通电时,衔铁被吸下,此时R0与电磁铁处于___________状态(选填“短路”或“断路”)。此时电压表___________示数。(选填“有”或“没有”)
(3)转向开关S与触点“3”和“4”接触时,指示灯正常发光状态下通过衔铁的电流___________。
(4)转向开关S与触点“2”和“3”接触时,指示灯微弱发光状态下的实际功率___________。
(5)转向开关S与触点“4”和“5”接通时,指示灯交替闪烁工作1min消耗的电能___________。
【答案】 ①. 24Ω ②. 短路 ③. 没有 ④. 1A ⑤. 0.24W ⑥. 244.8J
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]由指示灯的规格均为“12V 6W”,当灯泡正常发光时,此时指示灯的电阻为
故指示灯的电阻为24Ω。
(2)[2][3]当电磁铁通电时,衔铁被吸下,此时R0与电磁铁处于被短路的状态,因为电流直接衔铁、B触点与指示灯相连,故R0与电磁铁处于被短路的状态;此时没有电流通过,故电压表没有示数。
(3)[4] 转向开关S与触点“3”和“4”接触时,两灯并联,指示灯正常发光状态下,总功率为12W,则通过衔铁的电流
则通过衔铁的电流为1A。
(4)[5]转向开关S与触点“2”和“3”接触时,只有左转向灯接入电路,指示灯微弱发光状态下时,左转向灯与电阻R0串联,根据图乙可知,当微弱发光时,电阻R0两端的电压为9.6V,则小灯泡的实际电压为
则实际功率
则实际功率为0.24W。
(5)[6] 转向开关S与触点“4”和“5”接通时,右转向灯接入电路,工作1min,小灯泡亮暗一次,需要0.3s,则小灯泡一共进行了一亮一暗循环的次数为
每一次消耗的电能为
则工作1min消耗的电能为
则工作1min消耗的电能为。
四、计算题(共13分)
18. 一薄壁圆柱形容器置于水平升降台中央,容器中原来装有16cm深的水;圆柱体A悬挂在轻质细杆下保持静止,其下表面刚好与水面接触,如下图甲所示。已知圆柱体A质量为3.2kg,其高度与容器高度相同。轻杆与圆柱体衔接处为力传感器,原理如图乙所示,其中力敏电阻R的阻值与所受弹力大小关系,如表格所示。从甲图开始,向上调节升降台直至圆柱体A与容器底部刚好接触时停止调节,此时A刚好浸没。记录下该过程中电流表示数I与升降台移动的距离h的关系,如图丙所示。其中,当升降台升高2cm时,水面刚好到达容器口,()求:
力敏电阻R与力传感器所受弹力F的关系
R/
2
3
6
9
18
F/N
32
20
8
4
0
(1)电源电压;
(2)圆柱体A的密度;
(3)圆柱体A的高度?
【答案】(1)18V;(2);(3)0.2m
【解析】
【详解】解:(1)当升降台移动的距离h为0cm,圆柱体A质量为3.2kg,弹簧测力计的示数为
根据表格可知,此时力敏电阻的大小为2Ω,根据图丙可知,此时通过定值电阻的电流为9A,则电源电压为
(2)从图可知,向上调节升降台,圆柱体排开水的体积慢慢变大,浮力变大,弹簧测力计的示数变小,力敏电阻的阻值变大,电流变小,当h=12cm时,电流最小,则力敏电阻的阻值最大,弹簧测力计的示数最小,弹簧测力计的示数最小为0N,物体A所受的浮力等于32N,则物体A的体积为
当接着向上调节升降台时,圆柱体排开水的体积慢慢变大,浮力变大,弹簧测力计的示数变小,说明杆对圆柱体向下的压力,A完全浸没,h2=16cm,此时电流表的示数为3A,力敏电阻的阻值为
根据表格可知,此时弹簧测力计的示数为8N,此时的浮力为
物体A的体积为
圆柱体A的密度
(3)当升降台升高2cm时,水面刚好到达容器口,继续上升,有水溢出,此时电流为6A,则力敏电阻的阻值为
此时弹簧测力计的示数为20N,则此时浮力的大小为
物体排开水的体积为
从升降台上升2cm至升降台上升12cm,圆柱体A浸入的深度变化为10cm,合0.1m,则圆柱体A的底面积为
圆柱体A的高度为
答:(1)电源电压为18V;
(2)圆柱体A的密度为;
(3)圆柱体A的高度为0.2m。
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