资源描述
河南省三门峡市义马二中达标名校2024-2025学年初三5月阶段性考试物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型(B)填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题(本大题7小题,每题3分,共21分)
1.下列关于凸透镜应用的说法中,正确的是
A.近视眼镜的镜片是凸透镜
B.放大镜一定成正立、放大的实像
C.照相机所成的像是倒立、缩小的实像
D.老年人用放大镜看书时,书距放大镜的距离要大于1倍焦距
2.如图 为杂技表演中独轮车和人静止在地面的情景,下列分析正确的是
A.人受到的重力与人对独轮车的压力是一对相互作用力
B.人受到的重力与人对独轮车的压力是一对平衡力
C.人对独轮车的压力与独轮车对人的支持力是一对平衡力
D.人受到的重力与独轮车对人的支持力是一对平衡力
3.下列有关物理量的估计,符合实际的是
A.你所在考场的声音约为70 dB B.你所在考场的温度约为
C.你所在考场课桌的高约为80 cm D.你正常行走的速度约为5
4.如图的西安牛羊肉泡馍“料重汤鲜,肉烂味醇,馍筋光滑,造型美观,香气四溢”,备受我国各地人民和外国友人喜爱. 下列有关说法正确的是
A.泡馍上的“白气”是水先汽化后液化产生的
B.腌制糖蒜时,把糖放入水中,水变甜是熔化现象
C.“香气四溢”说明分子间存在相互作用力
D.冬季吃泡馍可以驱寒暖胃,这是通过做功改变内能的
5.重为的石块在空中下落,则此过程中石块受到重力和空气阻力的合力的大小
A.等于 B.等于零 C.大于 D.小于
6.为了探究压强大小跟哪些因素有关,老师准备了如图所示的器材:
①用钉子做腿的小桌;②海绵;③砝码;④木板;⑤盛有适量水的矿泉水瓶;⑥装有沙的容器等供同学们选择.同学所选的四组器材中,不能达到探究目的是
A.①③⑥ B.②⑤
C.②③④ D.④⑤
7.如图所示电路,电源电压恒为4.5V,定值电阻R1为5Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6 A.闭合开关,调节滑动变阻器,在不损坏各电路元件的前提下,下列说法正确的是
A.电路中通过的最小电流是0.18A
B.电路消耗的最大功率为4.5W
C.滑动变阻器R2接入电路的阻值范围是2.5~10Ω
D.滑动变阻器R2消耗的功率最大为20W
二、填空题(本大题7小题,共21分)
8.阅读短文,并回答问题.
第四代电光源﹣﹣﹣﹣﹣LED光源
如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯,它的主要部分是高亮度白色发光二极管,这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点,是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源,是极具发展前途的新光源.LED的发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同,是直接把电能转换成光能的器件,因而其发光效率较高,是新一代固体冷光源,将逐步取代传统光源.图乙是LED的元件实物及符号.
由于二极管具有单向导电性,使用时必须将它的正极与电源正极相连,二极管才能处于导通状态,否则处于截止状态.利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性:把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路,闭合开关S,LED即处于导通状态,调节变阻器滑片,改变LED两端的电压和电路中电流,记录多组电压、电流数据,可以得到电压表与电流表示数关系,如丁所示.
(1)LED灯主要由_____(导体/半导体/超导体)材料制成;它之所以节能,被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯_____(高/低);
(2)在图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED正常发光;断开S,改变电源的正负极后再闭合S,LED_____(能/不能)发光;此时两电表的示数为_____
A.4.5V 20mA B.3V 20mA C.4.5V 0mA D.3V 0mA
(3)某个家庭原来全部用白炽灯来照明,平均每月照明用电50kW•h,现全部改用LED灯.相同情况下可节能约70%.已知每消耗l度电相当于排入1.1kg的二氧化碳,则改用LED灯后,这个家庭平均每月能减排二氧化碳约_____kg.
9.秦山核电站发电时,是将核能最终转化为_____能,然后通过_____输电的方式输送到用电区。我国家电路中所使用的节能灯正常工作时的电压为_____伏。
10.水平地面上两个相同的烧杯装满了水,将质量相等的a、b两个小球分别放入水中,静止时a漂浮,b沉底,如图所示.若a,b两球的密度分别为ρ1和ρ2,甲、乙两图中水对杯底的压强分别为p1和p2,a、b两球所受的浮力分别为F1和F2,烧杯对地面的压强分别为p1′和p2′,则它们的大小关系为:ρ1_____ρ2,p1_____p2,F1_____F2,p1′_____ p2′
11.体积是50cm3, 质量是45g的物体,将其缓缓放入装满水的杯中,物体静止后,溢出水的质量是_____g.将其缓缓放入装满酒精的杯中,溢出酒精的质量是________g.(ρ酒=0.8×103kg/m3)
12.小明家的电热水壶主要参数如下图甲所示, 电热水壶在额定电压下工作6min恰好将装满25℃的水在标准大气压下烧开,则此过程中水吸收的热量是___________J,电热水壶的加热效率为_____________,他家的电能表(图乙)的转盘转___________圈。
13.如图,轻质小盘通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上重为4N的木块相连.当小盘内放有重为0.5N的砝码,木块未被拉动,这时木块受到的摩擦力为___ N;当小盘内放有重为0.7N的砝码时,木块正好作匀速运动;当小盘内放上重为0.8N的砝码时,小盘拖动木块运动,当小盘落在地面上后,木块继续运动,此时木块所受到的摩擦力大小为____N.
14.探究声音的传播时,将手机装入塑料袋,扎紧袋口后用细线悬于水中,用另一部手机拨打袋中的手机,手机接通后能听到手机发出的铃声,这说明_____可在水中传播,我们听出手机铃声是汪峰唱的《飞得更高》,这是根据声音的_____来辨别的.
三、作图题(共7分)
15.如图所示,一束激光α斜射向半圆形玻璃砖圆心O,结果在屏幕上出现两个光斑,请画出形成两个光斑的光路图.
16.如图用螺丝刀撬图钉,请画出在A点处所用最小力F1的示意图,并画出阻力F2的力臂.
17.如图所示,ab是光源S射向平面镜后的一条反射光线,射向凹透镜的焦点F.S′是光源S在平面镜中的像.请画出:(1)光源S的位置;(2)ab的入射光线;(3)ab经凹透镜的折射光线.
四、实验题(本大题共5小题,共20分)
18.立志考一中的刘昱挥同学在做“测量小灯泡电功率”的实验时,连接了如图甲所示的电路,实验前观察小灯泡上标有“2.5V”字样,电源电压恒为3V.
(1)他检查电路连接,发现有一根导线连接错了,请你在甲图中应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法.
(_______)
(2)改正连接后,闭合开关,电流表的示数为0.11A,电压表的示数如图乙所示,则电压表的示数为________V,此时滑动变阻器的连入电路中电阻为_________Ω.(保留1位小数)
(3)改变变阻器滑片的位置,测得多组对应的电压、电流值,如下表所示,由测得数据可知,小灯泡的正常发光时的功率为__________W.请根据此设计的表格和实验记录,说出方案设计中存在的一个问题:_________________________.
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.8
1.2
1.6
2.5
电流I/A
0.11
0.22
0.38
0.36
0.44
灯泡功率P/W
平均功率P/W
(4)分析表中数据,发现第_________次实验数据有误.请在图丙中画出小灯泡的I-U关系图像.
(_______)
(5)昱挥同学思考后觉得:用定值电阻来替代某一电表也能测出小灯泡正常发光时的功率,并设计了四个电路图,其中正确的是________.
A. B. C. D.
19.小玉同学想探究“电流与电阻的关系”,实验室提供的器材有:电源(电压恒为6V),滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,可供选择的定值电阻的阻值为10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、40Ω和50Ω.
小玉根据图甲连接的实物电路如图乙所示,其中有一根导线连接是错误的,请在图乙中将这根线打上“×”,并补画出正确的连线.
(________)
(2)电路连接正确后,先用10Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,则该电路故障可能是_____排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P,此时电流表的示数如图丙所示,断开开关,不更换或移动其他元件,仅将10Ω的定值电阻直接换成15Ω的定值电阻进行实验,然后再闭合开关.此时应将滑片P向_____(选填“左”或“右”)移动.
(3)小玉还想多测几组数据,但她不能选用的定值电阻的阻值为_____.
20.如图所示的实验器材,现用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和灯泡两端的电压,电路中电流约为0.5A,并用变阻器改变小灯泡的电流,要求滑片向右滑动时灯泡变亮.
按要求连接实物图画出相应的电路图连接电路时开关应处于_____状态,变阻器的滑片应处于_____端(A或B).滑片P向左移动时,电流表示数变_____,灯泡亮度_____(填“变亮”、“变暗”或“不变”)若闭合开关灯不亮,但电压表示数约等电源电压,此时故障可能是_____;如发现电流表、电压表的指针均反偏,最简单的解决方法是_____;如移动滑片P发现两表示数均比较小且不变,则原因为_____.
21.小华用如图所示的实验装置探究滑动摩擦力跟接触面的粗糙程度的关系.
(1)实验中小华应该用弹簧测力计水平拉动木块在长木板上做_______运动,这样做是根据_______的知识得出拉力等于摩擦力,从而测出木块所受的摩擦力的大小.
(2)通过在木板上分别铺棉布、毛巾测出滑动摩擦力的大小.某次实验中弹簧测力计的指针位置如图丙所示,它的示数是_______N.
实验次数
1
2
3
接触面的粗糙程度
木块与木板
木块与棉布
木块与毛巾
摩擦力f/N
0.5
1.2
(3)甲、乙、丙三个实验说明:在压力一定时,__________,滑动摩擦力越大.
(4)在图丁中,同组的小梦同学想探究滑动摩擦力是否与接触面积大小有关,她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力,然后将木块沿竖直方向锯掉一半,测得摩擦力的大小也变为原来的一半.她由此得出:当接触面的粗糙程度一定时,接触面越小,滑动摩擦力越小.你认为她的结论正确吗?_____,正确的做法应该是________.
22.在“探究物体质量与体积关系”和“测定金属块的密度”两个实验中,所用的器材是_____(选填“相同”或“不同”)的,实验过程中都采用多次测量,其目的是_____(选填“相同”或“不同”)的.用图(a)装置可以“测定金属块的密度”,实验时用电子天平测量金属块的_____,实验中V2﹣V1表示_____.用图(b)装置可以验证“_____”的实验,实验中V2﹣V1表示_____
五、计算题(本大题共2小题,共13分)
23.如图所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R1=5Ω,灯L标有"8V 10Ω"字样,电流表量程为0~3A, 电压表的量程为0~3V,滑动变阻器R2标有“45Ω2A”字样.
(1)只闭合S1时,电流表的示数为0.6A,求电源电压.
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端时, 滑动变阻器R2消耗的电功率.
(3)只闭合S2时,在保证电路安全的情况下,求变阻器连入电路的阻值范围.
24.如图所示,电源电压保持不变,R1=10Ω.当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图线段AB表示.求:
电源电压.滑片P滑到ab中点时电压表的示数.
六、综合能力题(本大题共3小题,共18分)
25.如图是某同学制作的简易温控装置,变阻器R的最大电阻为200Ω,Rt是热敏电阻,其阻值与温度t的关系如下表所示.当电磁继电器(电阻不计)的电流超过18mA时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控.加热器的功率是1000W,所用电源为家用交流电.
t/℃
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
Rt/Ω
219.5
164.5
128.1
101.8
82.9
(1)电磁继电器是利用_____(选填“电生磁”或“磁生电”)来工作的.Rt的阻值随着温度的降低逐渐_____.闭合开关S后发现电路有断路的地方.该同学将一个电压表接到ab两点时指针不偏转,接到ac两点时指针偏转,断路处在_____之间(选填“ab“或“bc“).为使该装置能对30℃~70℃之间任意温度进行控制,电源E用_____节干电池.若在50℃时衔铁被吸合,应将滑动变阻器R的阻值调到_____Ω.将调节好的装置(50℃衔铁被吸合)放在容积为100m3的密闭保温容器中,已知空气的比热容为1000J(/kg•℃),密度为1.3kg/m3,则容器中的空气从30℃加热到空气达到的最高温度至少需要_____s.
26.某加热器有高、中、低三温档,其额定电压为220V,低温档、中温档的额定功率分别为22W和44W.简化电路如图所示,用两定值电阻R1和R2表示两电热丝,单刀双掷开关S1可接a或b.
电路只闭合开关S2时,为中温档.
①电流多大?
②R2的阻值是多大?只让开关S1接b时,为低温档.
①低温档加热5h,消耗多少kW·h的电能?
②定值电阻R1两端的电压是多大?用高温档加热时,应如何操作开关?
27.如图甲所示,是一款家用电火锅,容量4L,额定电压220V,它能实现发热电阻丝R1在160W—1210W之间无极调温,图乙是它的电路简化图.
(1)为了保护发热电阻丝,开关刚刚闭合时,电火锅处于保温状态,滑片应位于电阻丝R2的_____端.(选填“A”或“B”)
(2)当滑片从R2的最右端移到最左端时能够实现R1电功率从160W—1210W的无极调温,则R1的阻值为多大,R2的最大阻值为多大?_____
(3)电火锅以最大功率加热时,求电路中的电流._____
参考答案
一、单项选择题(本大题7小题,每题3分,共21分)
1、C
【解析】
A.近视眼观察远处物体时,像成在视网膜的前方,为使光线延迟会聚,应佩戴具有发散作用的凹透镜来矫正,故A错误;
B.放大镜可以成倒立、放大的实像,也可以成倒立、缩小的实像,也可以正立、放大的虚像(不是实像),故B错误;
C.照相机是利用物距大于2倍焦距时,相距处在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像的原理,故C正确;
D.用放大镜看书时,书距放大镜的距离应小于1倍焦距,此时成正立、放大的虚像,故D错误。
2、D
【解析】
杂技表演独轮车在某一时刻停止在地面,处于平衡状态.
AB.人受到的重力与人对独轮车的压力作用在两个物体上,方向相同,所以既不是一对平衡力,也不是一对相互作用力,故AB错误.
C.人对独轮车的压力与独轮车对人的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力.故C错误.
D.人受到的重力与独轮车对人的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在同一个物体上,是一对平衡力,故D正确.
答案为D.
点睛:平衡力与相互作用力的区别在于:平衡力是作用在同一个物体上的两个力,相互作用力是作用在两个物体上的力.
3、C
【解析】
A. 70dB影响同学们的考试,因此所在考场的声音不能超过70dB,约为30∼40dB,故A错误;B. 夏天所在考场的温度约为34℃左右,冬天约为20℃左右,不可能达到40℃,故B错误;C. 考场课桌内的高约为80cm,故C正确;D. 成人正常行走的速度约为1.2m/s,故D错误.故选C.
4、A
【解析】
A、泡馍上的“白气”是水汽化成水蒸气,水蒸气到空气中遇冷液化形成“白气”,故A正确;
B、把糖放入水中,水变甜是扩散现象,故B错误;
C、“香气四溢”说明分子不停地做无规则的运动,故C错误;
D、冬季吃泡馍可以驱寒暖胃,这是通过热传递改变内能的,故D错误。
5、D
【解析】
重力为G的石块在下落时,受到重力和空气阻力的作用,重力竖直向下,空气阻力竖直向上,两力的方向相反,在下落过程中,下落速度越来越大,说明石块受到向下的力,即重力和空气阻力的合力向下,合力大小小于G.故D正确.
6、D
【解析】
A、选择①用钉子做腿的小桌、 ③砝码、⑥装有沙的容器,小桌放在沙子上,观察小桌陷入沙子的深度;在小桌上再放砝码,再观察小桌陷入沙子的深度;把小桌的桌面朝下,小桌上放砝码,再观察桌面陷入沙子的深度,不符合题意;
B、选择②海绵 、⑤盛有适量水的矿泉水瓶.瓶口拧紧,瓶子正放和倒放在海绵上,观察海绵的凹陷程度;瓶子正放时,瓶子中有水和空瓶分别放在海绵上,观察海绵的凹陷程度,不符合题意;
C、选择②海绵、 ③砝码、 ④木板,木板放在海绵上,观察海绵凹陷程度;木板上再放砝码观察海绵的凹陷程度;砝码放在海绵上,再在砝码上面放木板,观察海绵的凹陷程度,不符合题意;
D、④木板、⑤盛有适量水的矿泉水瓶,没有明显发生形变的物体,无法显示压强大小,符合题意.
7、C
【解析】
A.电压表量程为0~3V,当电压表示数为3V时,电路中通过的电流最小,此时R1的电压为1.5V,故电路中通过的最小电流I==0.3A,故A错误;B.电流表量程为0~0.6 A,当电流等于0.6A时,电路消耗的功率最大,P=U=4.5V0.6A=2.7W,故B错误;当电流表示数为I1=0.6A时,电阻R1两端电压为U1=I1R1=0.6A×5Ω=3V;滑动变阻器两端的电压U2=U-U1=4.5V-3V=1.5V,所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为R小==2.5Ω;当电压表示数最大为U大=3V时,R1两端电压为U3=U-U大=4.5V-3V=1.5V,电路电流为I==0.3A;滑动变阻器接入电路的电阻最大为R大==10Ω,所以R2的取值范围为2.5Ω≤R2≤10Ω.故C正确;D. 设滑动变阻器的阻值为R时,其消耗的电功率最大,则串联电路的电流为I=,滑动变阻器消耗的电功率为P=()2R=;当R=5Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大为P=1.0125W,故D错误.故选C.
二、填空题(本大题7小题,共21分)
8、半导体 低 不能 C 38.5
【解析】
(1)发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点.(2)由电路图可知LED灯与滑动变阻器串联,根据LED的单向导电性,判断电路所处的状态,然后根据电表所测的量判断示数,(3)先求出全部改用LED灯后的节约的电能,再计算减少排放的二氧化碳的质量.
【详解】
(1)由材料可知:二极管是由半导体做成的器件;发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点,所以,LED灯主要由半导体材料制成;节能被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯低;
(2)闭合开关S,LED发光;断开S,改变电源的正负极后闭合S,LED由于具有单向导电性,所以电路处于开路状态,LED不能发光;此时电压表示数为电源电压4.5V,电流表的示数为0,故选C.(3)全部改用LED灯后节约电能△E=50kW⋅h×70%=35kW⋅h,可减排二氧化碳△m=△E×1kg/kW⋅h=35kW⋅h×1.1kg/kW⋅h=38.5kg,
9、电 高压 220
【解析】
核电站发电时,消耗核能,产生电能,将核能转化为电能,通过高压输电的方式输送到用电区,高压输电能减少电能的损耗;电灯是家用电器,其额定电压是220V,也就是正常工作的电压是220V。
10、< = > <
【解析】
[1]由图知道,a在甲中漂浮,即a密度小于水 的密度;b在乙中下沉,即说明b密度大于水的密度,所以,b的密度大于a的密度;
[2]甲、乙两个完全相同的烧杯装满了水,a、b两个小球分别放入水中后,水的深度h仍然相同,根据p=ρgh知道,水对烧杯底部的压强相等,即:p1=p2;
[3]由于两球质量相等,所以重力相等,当静止时a漂浮,b沉底,所以F1 等于球的重力,F2小于球的重力,所以F1>F2;
[4]烧杯对水平面的压力等于烧杯、水、小球的总重.两个相同烧杯重相同;两小球重相同;两个相同的烧杯装满了水,放入小球后a浮力大于b,所以a排出的水重,所以,a烧杯对水平面的压力小,受力面积相同,压力小的压强小,所以p1′<p2′.
11、45 40
【解析】
物体的密度ρ物==0.9 g/cm3,因ρ物<ρ水,物体在水中漂浮,根据漂浮条件:F浮=G,即m水g=m物g,则m水=m物=45g;因ρ物>ρ酒,物体在酒精中沉底,则F′浮=ρ酒gV排,溢出酒精质量为:m酒=ρ酒V物=0.8g/cm3×50cm3=40g.
点睛:先求物体的密度判断此物体在水和酒精中的状态,再根据沉浮状态和阿基米德原理求出溢出液体的质量.
12、3.15×105 87.5% 360
【解析】
1L水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10−3m3=1kg,
水吸收的热量:Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−25℃)=3.15×105J,
电热水壶消耗的电能:W电=Pt=1000W×6×60s=3.6×105J,
电热水壶的加热效率为: ;
1kW的电热水壶6min消耗的电能:W=Pt=1kW×h=0.1kW⋅h,
电能表的转盘转动的圈数:n=0.1kW⋅h×3600r/ kW⋅h =360r。
13、0.5 0.7
【解析】
木块静止时,所受的摩擦力与小盘中砝码对它的拉力是平衡力,所以摩擦力等于拉力(大小等于砝码重)0.5N;
当木块受到0.7N的拉力做匀速直线运动时,滑动摩擦力为:0.7N,
小盘落地,木块仍运动,压力与接触面的粗糙程度没变,故滑动摩擦力不变,仍为0.7N.
14、声音 音色
【解析】
声音可以在液体中传播;声音的三个要素是指:音调、响度和音色,音调由振动的频率决定;响度由振动的幅度决定;音色由发生体本身决定.
【详解】
用另一部手机拨打袋中的手机,能听到手机发出的铃声,是由水和空气传过来的,故能说明声音可在水中传播;我们能够清楚地辨别出是汪峰唱歌的声音,这是根据声音的音色来辨别的.
故答案为声音;音色.
三、作图题(共7分)
15、.
【解析】
根据反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,画出反射光线;根据光由空气斜射进入玻璃时遵循:折射光线、入射光线、法线在同一个平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角,作出折射光线,光有玻璃垂直进入空气传播方向不改变.
【详解】
光线从空气斜射入玻璃砖时,在O点会同时发生反射和折射现象.根据光的反射定律,反射角等于入射角;发生折射时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角.折射光线从玻璃砖射入空气中时,由于此光线是由圆心O射出,沿半径方向,与出射点切线方向垂直,因此第二次折射光线的传播方向不变.如图.
16、
【解析】
由图知道O是支点,由杠杆的平衡条件知道,力臂最长,力最小;若在A点处所用最小力F1,则力臂应是最长,即OA,此时F1的方向要与OA垂直,方向向下;过O点向力F2的作用线作垂线,则为阻力F2 的力臂l2,如图
本题考查的是杠杆中的最小力的问题,由杠杆的平衡条件知道,当杠杆平衡时,力臂最长,力最小.
17、
【解析】
(1)画出像S′的对称点S,可得光源S的位置;(2)连接Sa,可得ab的入射光线;(3)ab的延长线过凹透镜的焦点,折射光线平行于凹透镜的主光轴射出,如图所示:
四、实验题(本大题共5小题,共20分)
18、 0.4 23.6 1.1 测量电功率无需取平均值且没有测量电压略大与额定电压时的功率 3 C
【解析】
(1)电压表并联在灯泡和滑动变阻器的两端,测灯泡和滑动变阻器的总电压,所以电压表的“−”接线柱和滑动变阻器左上端接线柱连接错误,应把电压表并联在灯泡两端,电压表的“−”接线柱和滑动变阻器的右下接线柱相连(或与灯泡左端接线柱相连),如下图:
(2)电压表使用的0∼3V,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,电压为0.4V,电压表测量的是灯泡的电压UL=0.4V,则滑动变阻器的电压为:U滑=U−UL=3V−0.4V=2.6V,则R滑===23.6Ω;
(3)有表知灯泡正常发光的电压为2.5V,电流为0.44A,则灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.44A=1.1W;灯泡的电功率随着电压和电流的变化而变化,不能求平均值,且没有测量电压略大于额定电压时的功率;
(4)根据表中的数据画出I−U关系图象,如图所示:
由图象知,第3次数据与其他几组差别较大,是错误的数据;
(5)A.灯泡与定值电阻并联,不能判断灯泡是否正常工作,故A错误;
B.闭合右边的开关,电压表上端为正接线柱,下端为负接线柱;只闭合左边的开关,电压表上端为负接线柱,下端为正接线柱,又不能更改电路,所以其中有一次电压表接线柱一定接反,不能读出电压表示数,故不能测出灯泡的额定功率,故B错误;
C.灯泡与定值电阻并联,通过开关的断开或闭合能测出干路电流和定值电阻的电流,当定值电阻的电流为IR=时,灯泡正常工作,则根据P=UI即可求出灯泡的额定功率,故C正确;
D.闭合左边的开关,电流表把灯泡短路,灯泡不发光;只闭合右边的开关,电流表把电阻短路;两个都闭合或断开时,电流表均无示数,测不出灯泡的额定电流,故D错误.
19、 定值电阻断路 右 50Ω
【解析】
(1)由图甲知,变阻器与电阻并联,且电压表串联在电路中了,应将电压表与电阻并联,可将电阻右侧的导线接在电压表的负接线柱上,如图所示:
(2)电流表示数为0,电路可能断路;电压表示数接近4.5V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电阻之外的电路是完好的,则与电压表并联的定值电阻断路了;
研究电流与电阻的关系时,应保持电阻两端的电压不变,将10Ω电阻换成15Ω电阻后,分担的电压变大,所以应向右移动滑片增大滑动变阻器的阻值,让它分担的电压变大,从而使电阻两端的电压变小而保持不变;
(3)由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,示数为0.4A;电阻两端的电压为U=IR=0.4A×10Ω=4V,实验中,应保持定值电阻两端的电压为4V不变,变阻器的最大阻值为20Ω,电路中的电流应为I小==0.1A;则允许接的最大电阻值为:R==40Ω,50Ω大于40Ω,所以不可以使用.
20、 断开 A 变小 变暗 小灯泡的灯丝断了(小灯泡处断路) 将电源正负极对调 滑动变阻器接下端两个接线柱了
【解析】
(1)由电路图可知,电源的电压为3V,所以电压表的量程为0~3V,且与与灯泡并联测灯泡的电压;电流表选0~0.6A的量程,且与灯泡串联测通过灯泡的电流;滑动变阻器向右滑动时灯泡变亮说明滑动变阻器接入电路的电阻变小,即滑动变阻器右下端的接线柱必须接到电路中,然后把上端的任意接线柱连入电路,开关串联在电路中控制电路.如图所示:
(2)根据电路图可知,从正极开始连接,依次是开关、灯泡、电流表、滑动变阻器串联回到负极,最后电压表并联在灯泡的两端.如图:
(3)为避免接错线路,造成电流过大烧坏用电器,在连接电路时开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片应处于最大阻值的A端.
(4)滑片P向左移动时接入电路的电阻变大、电路的总电阻变大;
根据欧姆定律可知电路中的电流变小,即电流表的示数变小;
根据P=I2R可知,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗.
(5)a、闭合开关灯不亮,但电压表示数约等电源电压说明电压表并联的部分断路,即电路故障可能是灯泡断路;
b、流表、电压表的指针均反偏,最简单的解决方法是调换电源的正负极;
c、在使用滑动变阻器时,只有选用一上一下两个接线柱,滑动变阻器才具有调节作用;
当同时选用下面两个接线柱时或同时选用上面两个接线柱时滑动变阻器不起调节作用,两电表的示数较小说明下面两个接线柱同时接入电路.
21、匀速直线 二力平衡 1.6 接触面越粗糙 不正确 将木块由平放改为竖放,用弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动
【解析】
(1)用弹簧测力计匀速拉动木块时,木块在水平方向上受到的力是平衡力,根据二力平衡的知识,此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小;
(2)由图丙可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,故弹簧测力计的示数为1.6N;
(3)根据题意和表中数据可以知道,甲、乙、丙三次实验中木块对木板的压力相同,木块与接触面的粗糙程度不同,所以可以得出的结论是:在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(4)在探究滑动摩擦力大小跟接触面积大小的关系时,应控制压力大小和接触面粗糙程度不变,改变木块与长木板之间的接触面积大小;小梦将木块沿竖直方向锯掉一半后,虽然接触面的粗糙程度没有改变,但木块对木板的压力减小了一半,所以得出的结论不正确,正确的做法应该是:将木块由平放改为竖放,用弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动.
22、相同 不同 质量 金属块的体积 阿基米德原理 物体排开液体的体积
【解析】
测密度的实验目的是为了求出密度,原理是密度的计算公式;在“探究物质质量与体积关系”实验中,实验目的是通过分析相同物质的质量和体积的比值、不同物质质量和体积的比值,找出质量与体积的关系;
在“探究物质质量与体积的关系”的实验中,多次测量的目的是为了对数据分析,得到质量与体积关系的普遍规律;而在“测定物质的密度”实验中多次测量的目的是为了多次测量取平均值,减小测量误差;
“测定金属块的密度”,实验时用电子天平测量金属块的质量,实验中V2﹣V1表示金属块的体积.用图(b)装置可以验证“阿基米德原理”的实验,实验中V2﹣V1表示物体排开液体的体积.
五、计算题(本大题共2小题,共13分)
23、(1)9V (2)1.8W (3)1.25Ω—5Ω
【解析】
(1)只闭合S1时,灯L和R1串联,如图,
电源电压:
U=I(R1+RL)=0.6A×(5Ω+10Ω)=9V,
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端(R2全连入)时,R1和R2并联,
由P=得滑动变阻器R2消耗的电功率:P===1.8W;
(3)只闭合S2时,如图所示,灯L和R2串联,
为保证电路安全,要考虑电压表的量程、电流表的量程是否合适,以及灯两端的电压要小于等于8V:
①对于电流表,量程为0∼3A,当滑动变阻器连入电阻为0时,电流最大:
I大===0.9A<3A,
∴当滑片左右移动时,电路中的电流不会超出电流表的量程;
②对于电压表,量程为0∼3V,滑动变阻器两端的最大电压U大=3V,此时连入的电阻最大:
∵I= =
∴R大= = =5Ω;
③由题知,UL=8V是灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏,
此时滑动变阻器两端的电压最小(U小=U−UL=9V−8V=1V),连入电路的电阻最小:
∵I′==,
∴R小== =1.25Ω;
由①②③可知,为保证电路安全,滑动变阻器连入的电阻范围是1.25Ω−5Ω.
24、(1)6V (2)3V
【解析】
(1)由图示电路图可知,当滑片在b端时只有R1接入电路,此时电路电流最大,
由U-I图像可知,电路中最大电流为0.6 A,
由公式I=变形得电源电压:U=U1=IR1=0.6 A×10 Ω=6 V;
(2)由图示电路图可知,滑片在a端时,滑动变阻器阻值全部接入电路,
由U-I图像可知,此时电路电流Iˊ=0.2 A,
滑动变阻器两端电压U滑=4 V,
由公式I=变形可得滑动变阻器最大阻值:R2==20Ω,
滑片在ab中点时电路电流:I″==0.3 A,
此时电压表得示数为:U=UV=U2′=I″×R2=0.3 A××20 Ω=3 V.
六、综合能力题(本大题共3小题,共18分)
25、电生磁 增大 bc 3 121.9 2600
【解析】
(1)电磁继电器是根据电流的磁效应制成的;根据表格数据可知Rt的阻值随着温度的变化而变化情况;
(2)电压表指针不偏转,说明断路在电压表两接线柱之外的位置;电压表指针偏转,说明电压表与电源两极是连通的,其断路处在两接线柱之间;
(3)由于电磁继电器(电阻不计)的衔铁被吸合的电流不变,当温度为30℃时,热敏电阻Rt的阻值最大,根据欧姆定律求出热敏电阻Rt两端的电压,
知道一节干电池的电压为1.5V,从而可以求出需要的干电池的节数;
先求出电源电压,再利用欧姆定律和串联电路电阻的特点求出滑动变阻器R接入电路的阻值;根据求出密闭保温容器中空气的质量,再根据和求出需要的加热时间.
【详解】
(1)电磁继电器的核心部件是电磁铁,通电时有磁性,断电时无磁性,是根据电流的磁效应制成的,即利用电生磁来工作的.
由表格数据可知,温度t越低,热敏电阻Rt的阻值越大,即Rt的阻值随着温度的降低逐渐增大.
(2)该同学将一个电压表接到ab两点时指针不偏转,说明ab两点之间是连通的,断路在ab两点之外的位置;
将电压表接到ac两点时指针偏转,说明电压表与电源两极是连通的,其断路处在bc之间.
(3)由于电磁继电器(电阻不计)的衔铁被吸合的电流不变,
当温度为30℃时,热敏电阻Rt的阻值最大,其阻值,
由得,热敏电阻Rt两端的电压:
,
由于一节干电池的电压为1.5V,所以需要的干电池的节数:,
所以,n取3节,即电源E用3节干电池.
电源E的电压:,
此时电路总电阻:,
由表格数据可知,在温度为50℃时,热敏电阻,
根据串联电路电阻特点可知,滑动变阻器R接入电路的阻值:
.
由得,密闭保温容器中空气的质量:
,
则容器中的空气从30℃加热到空气达到的最高温度吸收的热量:
,
由题意知,加热器消耗的电能,
再根据得,需要的加热时间:
.
26、(1)0.2A(2)1100Ω(3)0.11kW·h(4)110V(5)S2闭合,S1接a
【解析】
(1)电路只闭合开关S2时,为中温档,此时电路中只有R2工作.因中温档功率为
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