物 理
(本卷共22小题,考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卷规定的位置上。
2.回答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卷上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案编号。
3.回答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色墨迹签字笔,将答案书写在答题卡指定的位置内。 4.所有题目必须在答题卷作答,在试题卷上答题无效。 5.考试结束后,只将答题卷交回。
一、选择题(本大题有10小题,每小题只有一个正确的选项,每小题3分,共30分)
1.下列估测正确的是( )。
A.我国1元硬币的直径约2.4mm B.一本八年级物理书的质量约为0.7kg
C.人感觉最舒适的环境温度约为23℃ D.普通中学生百米奔跑的平均速度可以达到10m/s
2.标有甲、乙两点的筷子放在空碗中如图1所示,向碗中加水至虚线处,观察到如图2所示场景,此时看到筷子上的甲点或乙点,光的传播路径正确的是( )。
A. B. C. D.
3.如图所示,自然界中的雪、雾、露、霜等现象,都是水这种物质发生物态变化形成的。对这些现象的描述,正确的是( )。
A.雪的形成是凝华现象,需要吸热;B.雾的形成是汽化现象,需要吸热; C.露的形成是液化现象,需要放热;D.霜的形成是凝固现象,需要放热 4.关于声现象,下列说法中正确的是( )。 A.用大小不同的力敲击同一个编钟,发出的音色不同; B.敲击鼓面发声,是因为鼓面正在振动; C.道路两旁的隔音墙是在声源处减弱噪声;
D.航天员在月球上可以面对面交谈是因为真空可以传声
5.如图所示,甲、乙是两个演示实验的示意图,丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。下列说法正确的是( )。
A.丙图所示的是做功冲程,其工作原理如甲图所示的实验; B.丙图所示的是压缩冲程,其工作原理如乙图所示的实验; C.丁图所示的是压缩冲程,其工作原理如甲图所示的实验; D.丁图所示的是做功冲程,其工作原理如乙图所示的实验
6.如图甲所示,将质量相等的甲、乙两种物质分别装在两个相同的试管中,放入装有水的烧杯中加热。绘制出温度随时间变化的图像,如图乙所示,下列说法正确的是( )。
A.甲物质是晶体,乙物质是非晶体; B.0~2min内乙物质比甲物质吸收的热量多; C.乙物质在BC段不断吸热,温度不变,内能增加; D.乙物质在AB段的比热容比CD段的比热容大 7.下列关于家庭电路的说法正确的是( )。 A.家庭电路中各用电器都是串联在电路中的; B.发现触电事故时,应首先切断电源再想办法施救; C.控制用电器的开关应接在该用电器和零线之间; D.当干路中的电流过大时,漏电保护器就会自动切断电路 8.下列关于力和运动关系的说法中正确的是( )。 A.小明没有推动静止的汽车,是由于推力小于摩擦力; B.竖直向上抛出的篮球达到最高点时,受到平衡力的作用; C.行驶中的客车突然刹车时,乘客由于受到惯性的作用会向前倾倒;
D.粉笔盒放在水平桌面上,桌面对粉笔盒的支持力是由于桌面发生弹性形变产生的 9.关于本题图中所示的四种情景,下列说法中正确的是( )。 A.甲图为使杠杆水平平衡,可将平衡螺母向左调;
B. 乙图托里拆利实验的玻璃管倾斜放置时,管内的水银柱高度仍为760mm; C. 丙图铅块紧压在一起后能吊住重物,说明分子间存在斥力; D.丁图向饮料管A中吹气时,饮料管B中的液面会下降
10.如图所示,闭合电磁铁开关 S ,条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是( )。
A.条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力; B.条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力;
C.将滑动变阻器的滑片向右移动,条形磁铁受到的摩擦力不变; D.若只改变电源的正负极,条形磁铁受到的摩擦力变大 二、填空题(本大题有7小题,每小题4分,共28分)
11.2019年6月23日,我省首条轨道交通线路﹣﹣兰州地铁I号线正式开通试运营,标志着我省正式进人“地铁时代”。如图所示,小丽乘坐新地铁,她发现地铁严禁携带有“异味”的物品,这是因为“异味”物品的分子发生了 现象,充满了整个密闭空间,影响其他乘客;地铁启动时,她看见墙上的广告牌快速向后飞去,这是以 为参照物的。
12.将一个凸透镜正对太阳光,在透镜另一侧15cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前20cm处,则可在透镜另一侧光屏上得到倒立、______的实像,利用此原理工作的光学仪器是______(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
13.随着社会的发展,小汽车已进入了千家万户,小汽车用水作为发动机的冷却液,是利用水的_________比较大的特性;水属于_________(选填“一次能源”或“二次能源”)。
14.小勇放学后,背着重40N的书包沿水平路面走了200m,用时3min,又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家,小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______J,他所做总功的功率是______W。
15.一块冰内含有一小石块,放入盛有水的量筒内,正好悬浮于水中,当冰完全熔化后,水对容器底部的压强______,容器对桌面的压强______。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
16.“频闪照相” 常用来研究物体的运动.下图是某小球运动时每隔0.1s的频闪照片,A、B、C是小球运动过程中连续的三个位置。由图可知小球从A位置运动到C位置通过的路程是_____cm,此过程中小球运动的平均速度是_______cm/s。
17.如图所示,斜面长拉力是
,高。工人在6s内将重的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端,
。此过程中工人做的有用功为______J,斜面的机械效率为_______。
三、作图与实验题(第18题4分,第19题8分,第20题8分,共20分) 18.按照要求规范作图(作图时请把图线画清晰)
(1)请根据光的反射定律,在图甲中画出入射光线。(_____)
(2)请画出图乙中茶杯所受重力的示意图。(_____)
19.小辉在生活中发现木块总浮在水面上,铁块却沉入水底,由此他提出两个问题:
问题1:浸入水中的铁块是否受到浮力? 问题2:浮力大小与哪些因素有关? 要为此他设计并完成了如图所示实验。
(1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均______(选被块填“大于”或“等于”或“小于”)(a)图中弹簧测力计示数,说明浸入水中的铁块______(选填“受到”或“不受到”)浮力;
(2)做______(选填字母)三次实验,是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度的关系。 (3)做(a)、(d)、(e)三次实验,是为了探究浮力大小与______的关系,得到的结论是______。 20.在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压为4.5V且保持不变,滑动变阻器的规格为20Ω 2A,选用30Ω、25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻R随机正确接入电路。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电路中电流变大,导线不得交叉:( ________ )
(2)连接电路时,开关应___________;
(3)图乙是小致根据测得实验数据绘制的电流I随电阻R变化图象,由图象可知,记录数据时R两端电压为___________V;
(4)某次实验,更换电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片P,直接闭合开关,此时电压表示数为1.5V,则刚拆下电阻R的阻值为___________Ω。
四、综合应用题(第21题10分,第22题12分,共22分。解答时要写出必要的文字说明公式和具体步骤)
21.如图所示,是某救援队利用滑轮组打捞水中物体的示意图。在湖底有一个体积为0.02m的物体,其所受重力为1000N。用滑轮组将其缓慢匀速打捞,该物体露出水面前,在50s的时间内匀速竖直上升了5m,在这个过程中,拉力F做的功为5500J。物体完全露出水面后,继续匀速提升。(不计绳重,摩擦及阻力,水的密度为1.0×103 kg/m3 ,g取10N/kg)求:
3
(1)物体露出水面前,拉力F为多大? (2)物体露出水面前拉力F的功率为多大? (3)动滑轮的重力为多大?
(4)物体完全露出水面后,继续匀速上升的过程,滑轮组的机械效率为多大?
22.如图甲是定值电阻R0和有“6V 6W”灯泡L的信息图象,将它们接入图乙所示的电路,其中电源电压不变,滑动变阻器R最大阻值为8Ω,当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时,灯泡L的实际功率为lW,求:
(1)R0的阻值;
(2)灯泡正常发光100s,电流通过灯泡产生的热量; (3)电源电压;
(3)电路消耗的最大电功率。
参考答案
一、选择题(本大题有10小题,每小题只有一个正确的选项,每小题3分,共30分) 1.下列估测正确的是( )。
A.我国1元硬币的直径约2.4mm B.一本八年级物理书的质量约为0.7kg
C.人感觉最舒适的环境温度约为23℃ D.普通中学生百米奔跑的平均速度可以达到10m/s 【答案】C。
【解析】A.我国1元硬币的直径约2.4cm,故A错误; B.一本八年级物理书的质量约为0.3kg,故B错误; C.人感觉最舒适的环境温度在23℃左右,故C正确;
D.普通中学生百米奔跑所用时间在12s左右,平均速度约为8 m/s,奥运会运动员百米奔跑的平均速度可以达到10m/s,故D错误。故选C。
2.标有甲、乙两点的筷子放在空碗中如图1所示,向碗中加水至虚线处,观察到如图2所示场景,此时看到筷子上的甲点或乙点,光的传播路径正确的是( )。
A. B. C. D.
【答案】D。
【解析】光线是由筷子反射的,所以光线的传播方向从水中到眼睛,空气中折射角大于水中的入射角。 故选D。
3.如图所示,自然界中的雪、雾、露、霜等现象,都是水这种物质发生物态变化形成的。对这些现象的描述,正确的是( )。
A.雪的形成是凝华现象,需要吸热;B.雾的形成是汽化现象,需要吸热; C.露的形成是液化现象,需要放热;D.霜的形成是凝固现象,需要放热 【答案】C。
【解析】A.“雪”是由空气中的水蒸气遇冷直接变成固态的小冰晶,是凝华现象,凝华放热,故A错误;
B.“雾”是由空气中的水蒸气遇冷液化而成的小水滴,附着在空中小尘埃上形成的,是液化现象,液化放热,故B错误;
C.“露”是由空气中的水蒸气遇冷液化而成的小水滴,附着在草叶上形成的,是液化现象,液化放热,故C正确;
D.“霜”是由空气中的水蒸气遇冷直接变成固态的小冰晶,是凝华现象,凝华放热,故D错误。故选C。 4.关于声现象,下列说法中正确的是( )。 A.用大小不同的力敲击同一个编钟,发出的音色不同; B.敲击鼓面发声,是因为鼓面正在振动; C.道路两旁的隔音墙是在声源处减弱噪声;
D.航天员在月球上可以面对面交谈是因为真空可以传声 【答案】B。
【解析】A.用大小不同的力敲击同一个编钟,编钟的振幅不同,发出的声音响度不同,故A错误; B.声音是由物体振动产生的。敲击鼓面发声,是因为鼓面正在振动,故B正确;
C.减弱噪声的途径:在声源处减弱,在传播过程中减弱,在人耳处减弱。道路两旁的隔音墙是在传播过程中处减弱噪声,故C错误;
D.声音的传播需要介质,真空不能传声。月球的表面接近真空,月球上可以面对面交谈需要借助无线电通信设备,故D错误。故选B。
5.如图所示,甲、乙是两个演示实验的示意图,丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。下列说法正确的是( )。
A.丙图所示的是做功冲程,其工作原理如甲图所示的实验; B.丙图所示的是压缩冲程,其工作原理如乙图所示的实验; C.丁图所示的是压缩冲程,其工作原理如甲图所示的实验; D.丁图所示的是做功冲程,其工作原理如乙图所示的实验 【答案】D。
【解析】由甲图知,活塞往下运动,对筒内的空气做功,筒内的空气内能增加,温度升高,活塞的机械能转化为空气的内能;
由乙知,水蒸气对橡皮塞做功,水蒸气的内能减小,橡皮塞由静止变为运动,机械能增加,即水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能;
由丙图知,两气门关闭,活塞向上运动,对气缸内的气体做功,活塞的机械能转化为气体的内能,此冲程是汽油机的压缩冲程,其工作原理如甲所示;
由图丁知,两气门关闭,火花塞点火,气体对活塞做功,活塞往下运动,此冲程为汽油机的做功冲程,其原理如乙所示的实验。故选D。
6.如图甲所示,将质量相等的甲、乙两种物质分别装在两个相同的试管中,放入装有水的烧杯中加热。绘制出温度随时间变化的图像,如图乙所示,下列说法正确的是( )。
A.甲物质是晶体,乙物质是非晶体; B.0~2min内乙物质比甲物质吸收的热量多;
C.乙物质在BC段不断吸热,温度不变,内能增加; D.乙物质在AB段的比热容比CD段的比热容大 【答案】C。
【解析】A.甲物质没有固定的熔化温度,是非晶体;乙有固定的熔化温度,是晶体,故A错误; B.相同时间内两种物质吸收的热量相同,故B错误;
C.酒精灯不断加热,乙物质在BC段不断从水吸热,温度不变,内能增加,故C正确; D.乙物质在AB段升温比CD段快,说明AB段的比热容较小,故D错误。故选C。 7.下列关于家庭电路的说法正确的是( )。 A.家庭电路中各用电器都是串联在电路中的; B.发现触电事故时,应首先切断电源再想办法施救; C.控制用电器的开关应接在该用电器和零线之间; D.当干路中的电流过大时,漏电保护器就会自动切断电路 【答案】B。
【解析】A.在家庭电路中各用电器都互不影响,能独立工作,它们是并联的,故A错误; B.发现有人触电后,应该首先切断电源,然后再进行其他的救护措施,故B正确; C.开关应接在用电器和火线之间,这样在断开开关时,用电器才不会带电,故C错误;
D.漏电保护器一般是在电路发生对地漏电现象时才会自动跳闸,而电路中电流过大不会跳闸,故D错误。
8.下列关于力和运动关系的说法中正确的是( )。 A.小明没有推动静止的汽车,是由于推力小于摩擦力; B.竖直向上抛出的篮球达到最高点时,受到平衡力的作用; C.行驶中的客车突然刹车时,乘客由于受到惯性的作用会向前倾倒;
D.粉笔盒放在水平桌面上,桌面对粉笔盒的支持力是由于桌面发生弹性形变产生的 【答案】D。
【解析】A.小明没有推动静止的汽车,是由于推力等于摩擦力,使车处于平衡状态,故A错误; B.竖直向上抛出的篮球达到最高点时,篮球只受到重力的作用,所以篮球受到不是平衡力,故B错误; C.行驶中的客车突然刹车时,乘客由于惯性会向前倾倒,惯性不是力,不能说受到惯性,故C错误; D.粉笔盒放在水平桌面上,粉笔盒对桌面的压力使桌面发生弹性形,桌面要恢复原状对粉笔盒产生支持力,故D正确。故选D。
9.关于本题图中所示的四种情景,下列说法中正确的是( )。 A.甲图为使杠杆水平平衡,可将平衡螺母向左调;
B. 乙图托里拆利实验的玻璃管倾斜放置时,管内的水银柱高度仍为760mm; C. 丙图铅块紧压在一起后能吊住重物,说明分子间存在斥力; D.丁图向饮料管A中吹气时,饮料管B中的液面会下降
【答案】B。
【解析】A、由图可知,杠杆左端下沉(说明左端较重),则需要将平衡螺母向右调节,故A错误; B、管内的水银柱高度与玻璃管的长短、粗细和倾斜程度都无关,管内的水银柱高度只与大气压的大小有关;由于大气压大小不变,所以,玻璃管倾斜放置时,管内的水银柱高度仍为760mm,故B正确;
C、图中将接触面被削平的两个铅块用力压紧,可以使它们结合在一起,即便在下端悬挂一定质量的重物也不分开,这个实验说明分子间存在相互作用的引力,故C错误;
D、向饮料管A中吹气时,吸管B上方空气的流速增大,压强减小,B管中液体受到向上的压强大于向下的压强,液面上升,故D错误。故选:B。
10.如图所示,闭合电磁铁开关 S ,条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是( )。
A.条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力; B.条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力;
C.将滑动变阻器的滑片向右移动,条形磁铁受到的摩擦力不变; D.若只改变电源的正负极,条形磁铁受到的摩擦力变大 【答案】A。
【解析】A.由安培定则得,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向电磁铁右端为N极,左侧为S极,同名磁极相互排斥,所以条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力,故A正确;
B.条形磁铁处于静止状态,水平方向上受到平衡力的作用,水平向左的排斥力和桌面对条形磁铁的水平向右的摩擦力为一对平衡力,故B错误;
C.将滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电磁铁的磁性变弱,排斥力变小,摩擦力和排斥力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力变小,故C错误;
D.若只改变电源的正负极,电流的方向改变,大小不变,则电磁铁的磁性不变,条形磁体受到电磁铁的吸引力大小等于原来的排斥力大小,此时吸引力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,则摩擦力不变,故D错误。故选A。
二、填空题(本大题有7小题,每小题4分,共28分)
11.2019年6月23日,我省首条轨道交通线路﹣﹣兰州地铁I号线正式开通试运营,标志着我省正式进人“地铁时代”。如图所示,小丽乘坐新地铁,她发现地铁严禁携带有“异味”的物品,这是因为“异味”物品的分子发生了 现象,充满了整个密闭空间,影响其他乘客;地铁启动时,她看见墙上的广告牌快速向后飞去,这是以 为参照物的。
【答案】扩散;地铁。
【解析】(1)高铁严禁携带有“异味”的物品,是因为物品的“异味”分子在不停地做无规则运动,发生了扩散现象,使“异味”充满了整个密闭空间,影响其他乘客;
(2)地铁启动时,小丽看见墙上的广告牌快速向后飞去,广告牌相对于地铁的位置在发生变化,是以小丽乘坐的地铁为参照物。
12.将一个凸透镜正对太阳光,在透镜另一侧15cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前20cm处,则可在透镜另一侧光屏上得到倒立、______的实像,利用此原理工作的光学仪器是______(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
【答案】放大;投影仪。
【解析】把一个凸透镜对准太阳光,可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑,所以凸透镜的焦距是15cm,若将一个物体放在此透镜前20cm处,物距大于1倍焦距小于2倍焦距,成倒立放大的实像,投影仪根据此原理制成的。
13.随着社会的发展,小汽车已进入了千家万户,小汽车用水作为发动机的冷却液,是利用水的_________比较大的特性;水属于_________(选填“一次能源”或“二次能源”)。
【答案】比热容;一次能源。
【解析】(1) 小汽车用水作为发动机的冷却液,是利水的比热容大,水每上升 1 ℃,才能吸收更多的能量。
(2) 水属于一次能源,而电能为二次能源,由其他形式能量转化而来的,而水能转化为其他的能量。 14.小勇放学后,背着重40N的书包沿水平路面走了200m,用时3min,又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家,小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______J,他所做总功的功率是______W。
【答案】360;24。
【解析】[1]小勇回家过程中对书包的作用力沿竖直方向,所以他背着书包在水平路面行走时,他对书包不做功,只在爬楼过程对书包做了功。所做的功
[2]上楼时,小勇不仅要克服书包的重力做功,还要克服自身重力做功。克服自身重力做的功
做的总功整个过程所用时间所做总功的功率
。
15.一块冰内含有一小石块,放入盛有水的量筒内,正好悬浮于水中,当冰完全熔化后,水对容器底部的压强______,容器对桌面的压强______。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】变小;不变。
【解析】(1) 冰熔化成水时,质量不变,密度变大,体积会变小,液面会降低,故水对容器底部的压强会变小。
(2) 冰熔化成水后,质量不变,故容器对桌面总的压力不变,受力面积不变,故容器对桌面的压强不变。
16.“频闪照相” 常用来研究物体的运动.下图是某小球运动时每隔0.1s的频闪照片,A、B、C是小球运动过程中连续的三个位置。由图可知小球从A位置运动到C位置通过的路程是_____cm,此过程中小球运动的平均速度是_______cm/s。
【答案】3.84;19.2。
【解析】由图示可读出从A位置运动到C位置通过的路程是3.84cm,此时所用的时间是0.2s,所以可求出此过程中小球运动的平均速度是:
17.如图所示,斜面长拉力是
,高
。工人在6s内将重
。
的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端,
。此过程中工人做的有用功为______J,斜面的机械效率为_______。
【答案】360;80。
【解析】(1)工人利用斜面提升重物,所做的有用功W有用 =Gh=600N0.6m=360J; 即此过程中工人做的有用功为360J。 (2) 斜面的机械效率η=即斜面的机械效率为80
。
==80;
三、作图与实验题(第18题4分,第19题8分,第20题8分,共20分) 18.按照要求规范作图(作图时请把图线画清晰)
(1)请根据光的反射定律,在图甲中画出入射光线。(_____)
(2)请画出图乙中茶杯所受重力的示意图。(_____)
【解析】(1)由光的反射定律可知,反射角等于入射角,故入射光线如下图所示:
(2)茶杯所受重力G作用在茶杯上,方向竖直向下,如下图所示:
19.小辉在生活中发现木块总浮在水面上,铁块却沉入水底,由此他提出两个问题:
问题1:浸入水中的铁块是否受到浮力? 问题2:浮力大小与哪些因素有关? 要为此他设计并完成了如图所示实验。
(1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均______(选被块填“大于”或“等于”或“小于”)(a)图中弹簧测力计示数,说明浸入水中的铁块______(选填“受到”或“不受到”)浮力;
(2)做______(选填字母)三次实验,是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度的关系。 (3)做(a)、(d)、(e)三次实验,是为了探究浮力大小与______的关系,得到的结论是______。
【答案】小于;受到;(a)(c)(d);液体密度;当物体排开液体体积一定时,液体密度越大,物体所受浮力越大。
【解析】(1)[1][2]由实验知道,(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数,弹簧测力计的示数变小,说明物体浸入液体后,受到了向上托起的力,这个力就是浮力。
(2)[3]由(a)(c)(d)三次实验图知道,(c)(d)实验中,液体种类不变,铁块都是完全浸没,排开液体的体积不变,只是改变了在水中的深度,测力计示数不变,说明铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度无关。
(3)[4][5]观察(a)(d)(e)三次实验知道,(d)(e)实验中,铁块均完全浸没,只是改变了液体的种类,导致测力计示数变化即浮力变化,是为了探究浮力大小与液体密度的关系;得出的结论是:物体排开液体体积相同时,液体的密度越大,物体所受浮力越大。
20.在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压为4.5V且保持不变,滑动变阻器的规格为20Ω 2A,选用30Ω、25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻R随机正确接入电路。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电路中电流变大,导线不得交叉:( ________ )
(2)连接电路时,开关应___________;
(3)图乙是小致根据测得实验数据绘制的电流I随电阻R变化图象,由图象可知,记录数据时R两端电压为___________V;
(4)某次实验,更换电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片P,直接闭合开关,此时电压表示数为1.5V,则刚拆下电阻R的阻值为___________Ω。
【答案】如图;断开;3;20。
【解析】(1)[1]根据题意,滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电路中电流变大,电阻变小,所以将滑动变阻器A端与定值电阻串联,如图
(2)[2]连接电路时,为了安全起见,开关应断开。
(3)[3]根据乙图可知,当电阻为10Ω时,电流为0.3A,则电压为U=IR=0.3A×10Ω=3V 故R两端电压为3V。 (4)[4]设此时的电阻为根据串联分压可知所以
,此时滑动变阻器两端的电压为
更换电阻前,R两端的电压为3V不变,则滑动变阻器两端的电压为U滑 =U-UR =4.5V-3V=1.5V 设拆下的电阻为R,根据串联分压所以R=2R滑
由题意,更换电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片P,即滑动变阻器的电阻没有变,则R=4R ′
由题意,选用30Ω、25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻R随机正确接入电路,所以满足条件的电阻只能是R′ =5Ω,R=20Ω;
即刚拆下电阻R的阻值为20Ω。
四、综合应用题(第21题10分,第22题12分,共22分。解答时要写出必要的文字说明公式和具体步骤)
21.如图所示,是某救援队利用滑轮组打捞水中物体的示意图。在湖底有一个体积为0.02m3 的物体,其所受重力为1000N。用滑轮组将其缓慢匀速打捞,该物体露出水面前,在50s的时间内匀速竖直上升了5m,在这个过程中,拉力F做的功为5500J。物体完全露出水面后,继续匀速提升。(不计绳重,摩擦及阻力,水的密度为1.0×103 kg/m3 ,g取10N/kg)求:
(1)物体露出水面前,拉力F为多大? (2)物体露出水面前拉力F的功率为多大? (3)动滑轮的重力为多大?
(4)物体完全露出水面后,继续匀速上升的过程,滑轮组的机械效率为多大? 【答案】(1)550N;(2)110W;(3)300N;(4)76.9%。 【解析】滑轮组的动滑轮绕2段绳;
(1)绳子自由端通过的距离s=2h=2×5m=10m, 物体露出水面前,拉力F=
(2)物体露出水面前拉力F的功率P=
=550N;
=110W ;
(3)物体受到的浮力F浮 =ρ水 g V排 =1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×0.02m3 =200N, 因为不计绳重、摩擦,所以,2F=(G物 -F浮 )+G动 ,
动滑轮的重力G动 =2F-(G物 -F浮 )=2×550N-(1000N-200N)=300N; (4)因为不计绳重、摩擦,所以,滑轮组的机械效率 η=
≈76.9%。
答:(1)物体露出水面前,拉力F为550N;(2)物体露出水面前拉力F的功率为110W;(3)动滑轮的重力为300N;(4)物体完全露出水面后,继续匀速上升的过程,滑轮组的机械效率为76.9%。
22.如图甲是定值电阻R0和有“6V 6W”灯泡L的信息图象,将它们接入图乙所示的电路,其中电源电压不变,滑动变阻器R最大阻值为8Ω,当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时,灯泡L的实际功率为lW,求:
(1)R0的阻值;
(2)灯泡正常发光100s,电流通过灯泡产生的热量; (3)电源电压;
(3)电路消耗的最大电功率。
【答案】(1)10Ω;(2)600J;(3)6V;(4)9.6W。
【解析】(1)根据图甲知,2V时,通过R0的电流为0.2A,根据欧姆定律得R0的电阻(2)灯泡正常发光100s,电流通过灯泡产生的热量等于电流做的功,即
(3)当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时,灯泡L与R最大值串联,灯泡L的实际功率为lW,由
根据
结合图甲可得,此时UL=2V,IL=0.5A
可得滑动变阻器两端的电压
电源电压等于灯泡L的电压与R两端的电压之和,即电源电压为
(4)电源电压为6V,当三个开关都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,电路电阻最小,灯与R0并联,两端电压都为6V,此时功率最大;灯正确工作,功率为6W;R0的功率为
电路消耗的最大电功率。
答:(1)R0的阻值是10Ω;(2)灯泡正常发光100s,电流通过灯泡产生的热量是600J;(3)电源电压是6V;(3)电路消耗的最大电功率是9.6W。
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