资源描述
2026届山东省泰安市名校初三第二次(1月)学情调查物理试题
考生请注意:
1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。
2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3.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.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
2.关于家庭电路及安全用电,下列说法正确的是( )
A.低于220V的电压对人体都是安全的
B.家庭电路中,控制各个灯具的开关都应安装在相线(火线)上
C.只有当人体接触带电体时才可能发生触电事故
D.教室里一个开关可以同时控制三只日光灯,这三只日光灯一定是串联
3.(2017•营口卷)下列估测符合实际情况的是( )
A.同学们感觉舒适的教室内温度是36℃
B.一本九年级物理教材的质量约为300g
C.中考体育1000m测试的达标时间为6min
D.教学楼每层的高度约为6m
4.下列现象中,仅由于光的反射而形成的是( )
A.水中倒影 B.雨后彩虹 C.插在水中的铅笔“折断”了 D.手影
5.电给我们的生活带来了极大的便利但不正确使用,会造成很大的危害.下列符合安全用电常识的是
A.灯泡接在家用电路中
B.用湿手拨开关湿毛巾擦拭开着的灯
C.电线有点破损.可以继续使用
D.用绝缘棒救触电之人
6.如图所示的电路中,电源两端电压保持不变。闭合开关S,电流表、电压表均有示数;若再闭合开关S1,则下列说法中正确的是
A.电压表的示数变小
B.电流表的示数变大
C.电压表的示数不变
D.电压表的示数变大
7.为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如下两种方式拉升重物,下面关于探究的做法和认识正确的是( )
A.用动滑轮提升重物上升h高度,测力计也上升h高度
B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少
C.减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D.若用定滑轮拉重物,当拉力竖直向下最省力
二、填空题(本大题7小题,共21分)
8.如图所示的实验装置中,当导体棒 ab_____运动时(选填 “上下” 或“左、右”),灵敏电流计的指针会发生偏转。人们利用该实验原理发明了_____(选填“电动机”或“发电机”)。
9.初春北票大板镇湿地聚集上千只迁徒而来白天鹅等飞鸟,非常壮观,在很远的地方就能听见天鹅的叫声,这是通过_____传播的。如图所示,湖水水深0.5m,一只白天鹅离水面1m高度正平行于水面飞行,其美丽的倒影映入水中。若以白天鹅为参照物,它在水中的倒影是_____的(选填“运动”或“静止”),倒影距离水面_____m,在湿地边感觉到一丝寒意,是由于湿地的冰熔化_____(吸热或放热)的原因。
10.如图所示,是光在空气和玻璃之间发生折射的光路图,从图中可以看出,空气在界面的_____侧,折射角的大小是_____,此过程中还有部分发生了反射,反射角的大小是_____.
11.2015年3月9日,全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”,在阿联酋首都阿布扎比发射,开始5个月的环球飞行.机翼安有1.7万块太阳能电池板,翼展72米,重量仅相当于一辆汽车.太阳能电池板是将太阳能转化为 能,在空中飞行时是根据 原理获得升力的.飞行员通过 和地面指挥中心相联系.
12.在图所示的电路中,电源电压保持不变.灯L1、L2可能出现了断路故障,闭合电键S后:
① 若两灯均不发光,则三个电表中示数一定大于零的电表是______表.
② 若两灯中有一灯不发光,则三个电表中示数一定大于零的的电表是______表.
13.重为25牛、体积为1×10-3米的石块掉入水中,在下沉过程中,石块的惯性将_____、重力势能将_____(均选填“变大”、“不变”或“变小”)。当石块全部没入水中后,石块所受重力与浮力的合力大小为______牛。
14.在水平地面上有一长方体木箱.小林用水平推力F把木箱向前推动,如图甲所示.此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示,则木箱运动时所受的摩擦力为__________N,在匀速运动中,推力对木箱所做的功为______J,推力的功率为______W.
三、作图题(共7分)
15.小李同学观察学校楼道里的消防应急灯,平时灯是熄的,一旦停电,两盏标有“36V”灯泡就会正常发光。请按要求连接好如图所示电路。
(_____)
16.在图中画出在A点施加最小力F的示意图和动力臂L。
17.根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB所成的像;
四、实验题(本大题共5小题,共20分)
18.图甲是在“探究物质的密度”实验中使用的天平,砝码盒中配备的砝码有100g、50g、20g、10g、5g等。请你完成下列问题:
调节天平时应将______移至零刻度处,然后调节______,使天平横梁平衡。小王同学进行了下列实验操作:
A.将烧杯中盐水的一部分倒入量筒,测出这部分盐水的体积V;
B.用天平测出烧杯和盐水的总质量ml;
C.用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2;
以上操作的正确顺序是:______(填字母代号)。小王测量烧杯和盐水的总质量ml时,估计盐水和烧杯的总质量在150g左右。试加砝码时,应用镊子夹取100g、50g砝码各1个放入右盘中,若指针右偏,则应取下______g砝码,试加上其它砝码,最后调节游码。
(4)图乙是小李同学在实验操作过程中的情况。他的错误是:______
19.在“伏安法测电阻”实验中,提供的实验器材有:干电池、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、待测电阻、小灯泡(2.5V)、导线若干。
请用笔画线代替导线,把下图的电路补充完整(要求:滑片P向右滑,滑动变阻器接入电路的电阻变大)。同学们测完待测电阻的阻值后,又利用桌上的器材完成了测量小灯泡的电阻值。教师从全班8个小组中,选取了三个比较具有代表性的实验记录,编号依次为一、二、三组。
实验序号
定值电阻R2
电流I/A
电压U/V
电阻R/Ω
1
0.30
1.50
5.00
2
0.39
2.00
5.12
3
0.50
2.50
5.00
4
0.59
3.00
5.08
电阻平均值/Ω
5.05
一组实验记录表:二组实验记录表:
实验序号
定值电阻R1
电流I/A
电压U/V
电阻R/Ω
1
0.09
1.1
12.2
2
0.15
1.8
12.0
3
0.19
2.5
12.1
电阻平均值/Ω
12.1
三组实验记录表:
实验序号
小灯泡R3
电流I/A
电压U/V
电阻R/Ω
1
0.10
0.50
5.0
2
0.16
1.00
6.3
3
0.20
1.50
7.5
4
0.23
2.00
8.7
5
0.25
2.50
10.0
6
0.27
3.00
11.1
小灯泡平均电阻值/Ω
8.1
小组内合作交流后,分析上述实验数据,得出结论:_____。通过组际间的深入交流,发现正常发光的小灯泡的电阻不应为8.1Ω,正确数值为_____,简单阐述理由_____。
20.小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验.请你根据小明的实验探究回答下列问题.
在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与_______的关系;根据A与E两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为________N.小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关.对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而_________,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度___________.在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为____kg/m1.
21.在初中物理电学实验中,通常用电流表和电压表进行有关
小明同学在测定小灯泡的电功率时,选用的器材有:额定电压为2.5V的小灯泡(其阻值约为10Ω)“10Ω1A”的滑动变阻器、两节新干电池等。
①请用笔画线代替导线,帮小明同学将图甲中的实物电路连接完整,使闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大;
②小明同学连接电路后,闭合开关,滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为测量灯泡的额定功率,应将滑片P向_____端(选填“A”或“B”)移动,直至电压表的示数为2.5V时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是_____W。小华同学设计了如图所示的电路来测量一个阻值约为几百欧的电阻Rx,他使用的电源电压为3V,电流表量程为(0~0.6A、0~3A),电压表量程为(3~3V、0~15V)。
①小华同学须按照如图丁所示电路图连接电路后,闭合开关,观察到电流表指针不偏转,示数为零,电压表示数为2V,则他连接的电路出现该故障的原因是_____。
②排除故障换用新元件后,经检查电路完好。闭合开关,逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小时,电压表有示数,但电流表的指针偏转角度很小,电流太小的原因是_____,所以按小华所设计的电路来测量这个电阻是不合适的。
③为了测出电阻Rx的阻值,老师给小华同学又提供了两个开关和一个电阻箱R(0~9999Ω 5A),电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出阻值的变阻器,它的电路符号用表示,请你帮助小华同学设计一个能测出电阻Rx阻值的实验电路,要求电路只连接一次,将你设计的实验电路图画在图戊虚线方框中。
22.创新小组的同学们要探究“液体内部压强有多大”。
(1)如图甲所示,小明同学将一端带橡皮膜的玻璃管逐渐浸入水中时,他看到的现象是_____。
(2)实验前,同学们认为还能利用此装置定量研究液体压强大小,分别进行了如下实验:
①小明同学在玻璃管中分别倒入不同质量的细沙,将玻璃管竖直插入水中,直至橡皮膜没有凹凸时,并测出橡皮膜在水中的深度,数据记录在表中。
次数
1
2
3
沙子的质量/g
10
20
30
橡皮膜的深度/cm
5
10
15
分析表中数据,可得出的结论是_____。
②小聪同学将玻璃管浸入水中某一深度,然后往玻璃管中注入水,直至橡皮膜没有凹凸,观察玻璃管内水的高度,发现内外水面相平,如图乙,这是因为_____;她在此基础上进行理性探究,设水的密度是ρ,玻璃管内截面积是S,橡皮膜距水面的深度是h。他能得到的结论是:_____。
(3)在课后反思时,小聪同学脑洞大开,她拔掉压强计的胶管,在U形管中分别倒入了水和煤油。待液体不流动时,测出如图丙所示的两段液体的高度。若水的密度是ρ,则煤油的密度的表达式是_____。
五、计算题(本大题共2小题,共13分)
23.图1是一艘完全依靠太阳能驱动的船,该船长30米,宽15米,排水量60吨,船的表面安装有太阳能电池板,接收太阳能的功率为1.6×105W,若接收的太阳能只用来驱动船前进.在一次航行中,从某一时刻开始,太阳能船收到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图2甲所示,船的运动速度v随时间t的变化关系如图2乙所示.(g取10N/kg)
求:满载时太阳能船受到的浮力;第50s到第100s内牵引力做的功;第50s到第100s的运动过程中,太阳能船的效率.
24.生活中大多数电热器都有多个挡位,学习了电功率知识后,小锐同学利用电压为6V的电源,两个阻值不同的定值电阻,设计了如图所示的电路来探究电热器多挡位的问题.已知R1=10Ω,R2=30Ω,请计算:
S1、S2断开,S3闭合时,电路中的电流是多少? S1断开,S2、S3闭合时,通电5min电路消耗的电能是多少?该电路的最大功率和最小功率之比是多少?
六、综合能力题(本大题共3小题,共18分)
25.某同学设计的一个温控电加热装置,原理如图所示,电压U=6V,Rt为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大.电磁铁线圈电阻不计,当线中的电流I>=10mA时,铁吸下与下触点A接触;当I<10mA时,衔铁松开与B触点接触,U2=220V,R1=48.4Ω
衔铁刚被吸下时,求Rt的阻值;仅需在线框内加一根导线,即可安现该电加热器具有加热和保温功能请用笔画线画出这根导线求该电加热器处于加热挡时的电功率若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%,求R2的阻值
26.如图所示,是一个照明系统模拟控制电路.已知电源电压U =4.5V,定值电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2上标有“25Ω 1A”字样,R3为光敏电阻,其阻值随光照度的变化遵循某一规律,部分数据如下表所示(相同条件下,光越强,光照度越大,光照度单位为勒克斯,符号为lx,白天光照度大于3lx).当R1两端电压低至0.5V时,控制开关自动启动照明系统(不考虑控制开关对虚线框内电路的影响).利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时,
照明系统内照明灯自动工作.
标有“6V 3W”字样的照明灯,正常工作时的电流为多大?闭合开关S,将滑片P移至b端,求E0为多少?要使E0="1.2" lx,则R2接入电路的电阻应调为多大?若环境的光照度降至1.2 lx时能保持5min不变,求这段时间内R2消耗的电能.本系统可调E0的最小值是 lx.
27.我国将于2035年全面禁售燃油汽车,用电动汽车替代传统燃油汽车成为趋势.图表中是某公司最新型水陆两用电动汽车的部分参数,假设车上只有司机一人,质量为60kg,汽车在水上与陆地上匀速行驶时所受阻力均为总重力的0.04倍,(g=10N/kg)请回答下列问题:
空车质量
940kg
轮胎与地面总接触面积
400cm2
电池容量
40kW•h
最高时速
130km/h
最大功率
100kW
最大续航里程
?km
(1)电动汽车中电动机的工作原理是___________.电动汽车对水平地面的压强是多大_______?若汽车在水面上匀速行驶,其排开水的体积多大 ______?若电动汽车的电能转化为机械能的效率为50%,请问充满一次电,电动汽车能匀速行驶多远______?请写出两条电动车的优点!__________
参考答案
一、单项选择题(本大题7小题,每题3分,共21分)
1、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.
2、B
【解析】
A.只有不高于36V的电压,对人体才是安全的,故A错误;
B.家庭电路中,控制各个灯具的开关都应安装在相线(火线)上,这样在断开开关时,用电器才不会带电,更安全,故B正确;
C.人接触低压带电体时,可能会触电,而靠近高压带电体时,也可能会触电,故C错误;
D.教室里一个开关可以同时控制三只日光灯,这三只日光灯都可以在额定电压下工作,一只损坏,不影响其它的灯工作,所以是并联的,故D错误。
3、B
【解析】
试题分析:人体感觉最舒适的温度约为23℃,故A不符合实际;九年级物理教材的质量约为300g,故B符合实际;中考体育1000m测试的达标时间为4min,故C不符合实际;学楼每层的高度约为3m,故D不符合实际;故应选B.
【考点定位】温度;质量的估测;时间的估测;长度的估测
4、A
【解析】
水面相当于平面镜,水中倒影,是平面镜成像,是由于光的反射形成的,故A符合题意;雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生的折射形成的,故B不符合题意;插在水中的铅笔“折断”了,是因为从水中笔上反射的光从水中斜射入空气中时,发生折射,折射光线远离法线,当人逆着折射光线的方向看时,看到的是笔的虚像,比实际位置偏高,所以感觉折断了,故C不符合题意;手影的形成是因为光沿直线传播时被手挡住后,就会在墙面上呈现出阴影区域,形成影子,故D不符合题意,故选A.
本题考查的是用光学知识解释光现象,考查了光的直线传播、光的反射、光的折射等;需要熟记小孔成像,影子的形成,日、月食等是光的直线传播形成的;光遇到物体表面会发生反射;光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向会发生偏折:钢笔错位、海市蜃楼,凸透镜成像等都属于光的折射现象.
5、D
【解析】
A、控制电灯的开关接在零线上,断开开关时,电灯处仍带电,这样是很危险,故A错误;
B、水容易导电,用湿手拔热水器的开关,会发生触电事故,故B错误;
C、发现电线绝缘层破损后,导线外露,容易造成漏电,甚至出现触电事故,不可以继续使用,故C错误;
D、发现有人触电立即断开开关或用绝缘棒将电线挑开,符合触电急救措施,故D正确.
6、C
【解析】
由电路图可知,闭合开关S时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流,电压表测电源两端的电压;
再闭合开关S1后,R1与R2并联,电压表仍测电源两端的电压,电流表测R1支路的电流,根据电源的电压可知电压表的示数变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流变化。
【详解】
由电路图可知,闭合开关S时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流,电压表测电源两端的电压;因电源的电压不变,所以电压表的示数不变,故AD错误,C正确;
若再闭合开关S1后,R1与R2并联,电压表仍测电源两端的电压,电流表仍测R1支路的电流,示数不变,故B错误。
故选:C。
7、C
【解析】
A.用动滑轮提升重物上升h高度,因为有两段绳子承重,所以测力计上升2h高度,故A错误;
B.拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮时是否省力还取决于动滑轮的重和摩擦力的大小,而因为要提起动滑轮做功,故做功较多,故B错误;
C.减小动滑轮质量,可以减小额外功,根据可知,可以提高动滑轮的机械效率,故C正确.
D.用定滑轮拉重物,拉力的力臂为滑轮的半径,所以向各个方向的拉力都相等,故D错误.
重点理解机械效率为有用功与总功的比,有用功不变,当额外功减小时,总功减小,所以机械效率会提高.
二、填空题(本大题7小题,共21分)
8、 左右 发电机
【解析】如图为研究电磁感应现象的实验。
实验装置中,当导体棒 ab切割磁感线运动时才会产生感应电流,所以应左右运动;
灵敏电流计的指针会发生偏转,说明产生了电流,揭示了电磁感应原理,人们利用该原理发明了发电机。使人们大规模的使用电能成为可能。
点睛:电磁感应的实验中,牢记产生感应电流应具备三个条件,一、闭合回路,即必须是通路,二、一部分导体,三、切割磁感线运动。
9、空气 静止 1 吸热
【解析】
在很远的地方就能听见天鹅的叫声,这是天鹅的叫声通过空气传播到达人耳的;白天鹅平行于水面飞行,白天鹅所成的像与白天鹅相对于水面是对称的,若以白天鹅为参照物,像与白天鹅间没有位置的变化,故是静止的;已知白天鹅离水面1m,因为白天鹅到水面的距离等于“倒影”到水面的距离,即倒影距离水面也是1m;冰熔化需要吸收热量,会导致温度降低,故在湿地边感觉到一丝寒意。
10、左 35o 60o
【解析】
不论是光的反射还是光的折射,法线与界面都是垂直的,从图中可以看出折射角是小于入射角的,所以光是从空气射向玻璃的,所以界面的左侧是空气,折射角等于90o-55o=35o,入射角为90o-30o=60o,所以反射角大小是60o.
11、电 流体流速大的位置压强小(流体压强与流速的关系) 电磁波
【解析】
试题分析:太阳能电池板利用太阳能得到了电能,故是将太阳能转化为成电能;由流体的压强随流动的速度增大而减小,使得飞机获得了上升的升力;由于电磁波能在真空中传播,所以飞行员是通过电磁波与地面联系的;
【考点定位】太阳能;电磁波
12、V V、A
【解析】
① 若两灯均不发光,则表示灯L1、L2都出现了断路故障,电流表都没有示数,电源两端电压仍然存在;② 若两灯中有一灯不发光,则表示有一个灯在发光,则电压表一定有示数,干路中一定有电流.
13、不变 变小 15
【解析】
惯性的大小只与物体的质量有关,在下沉过程中,石块的质量不变,它的惯性将不变;在下沉过程中,石块的质量不变,但石块的高度降低,因此,其重力势能将变小;
当物体浸没水中时,物体排开水的体积等于物体的体积,石块受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N;石块所受重力与浮力的合力为:F合=G-F浮=25N-10N=15N。
14、204020
【解析】
由丙图可知,在1~3s内木箱做加速运动,在5~6s内木箱做减速运动,只有在3~5s内木箱做匀速运动,处于平衡状态,受到的推力和摩擦力是平衡力,由乙图可知,在3~5s内推力F=20N,则木箱受到的滑动摩擦力f=F=20N;由丙图知,木箱3~5s内做匀速运动,v=1.0m/s,该过程中木箱通过的距离:s=vt=1.0m/s×2s=2m,推力做功:W=Fs=20N×2m=40J,推力对木箱所做功的功率:.
三、作图题(共7分)
15、
【解析】
根据题意可知,当照明电路正常工作时,电磁铁具有磁性,吸引衔铁,使消防应急灯所在电路断开;
而当停电后,电磁铁失去磁性,衔铁在弹簧的作用下向上弹起,与触点接触,两灯泡连接,且为并联,如下图:
16、
【解析】
力臂越长越省力,最长的力臂即支点O与作用点A的连线,然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可.如图所示:
17、
【解析】
先作出物体AB的端点A、B在平面镜中的对称点A′、B′,连接A′、B′点即为物体AB在平面镜中的像,注意辅助线和像用虚线,如图所示:
四、实验题(本大题共5小题,共20分)
18、游码 平衡螺母 BAC 50 称量物体的质量时,调节了平衡螺母
【解析】
(1)天平在调节时应先将游码移至标尺的零刻线处,再调节平衡螺母.
(2)合理的实验顺序可以减小测量时的误差,并使操作简便,从这一角度分析步骤的合理性.
(3)天平的读数:砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值;
(4)计算出倒出水的质量,读出倒出水的体积,由ρ=计算出盐水的密度.
【详解】
(1)使用天平时,首先把天平放在水平台上,把游码移到标尺左端的零刻度。然后调节平衡螺母,使天平横梁平衡。
(2)根据题意知:应该先用天平测出烧杯和盐水的总质量ml;然后将烧杯中盐水的一部分倒入量筒,测出这部分盐水的体积V;用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2;根据密度公式ρ=就能求出密度。所以实验操作顺序为BAC.
(3)称量过程中,用镊子加取砝码,从大到小,最后还要调节游码。所以,应取下50g砝码,试加上其它砝码,同时调节游码。
(4)因为只能在调节天平的横梁平衡时,调节天平的平衡螺母,称量过程中绝对不能调节平衡螺母,只能通过加减砝码或移动游码使天平重新平衡。据图所知小李同学在实验操作过程中的情况。他的错误是:在试加砝码和调节游码时,调节平衡螺母。
19、 定值电阻的电流与它两端电压成正比;灯泡的电阻随电压的增大而增大 10.0Ω 温度会影响灯丝的电阻,应根据额定电压和额定电流求灯泡电阻
【解析】
(1)灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,滑片P向右滑,滑动变阻器接入电路的电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)由表一和表二数据知,考虑到误差因素,因电压与电流之比为一定值,故得出:定值电阻的电流与它两端电压成正比;
由表三数据知,灯的电流随电压的增大而变大,根据P=UI,灯的功率变大,灯的温度升高,灯的电阻变大,故得出灯泡的电阻随电压的增大而增大。
(3)灯在正常发光时的电阻为10.0Ω;
灯在不同电压下温度不同,温度会影响灯丝的电阻,故灯丝的电阻不能取平均值,应根据额定电压和额定电流求灯泡正常发光时的电阻。
20、液体密度 2.4 增大 无关 1.2×101
【解析】
(1) [1]观察C与E两图,发现只有物体浸入液体的密度发生了变化,故它研究的是浮力的大小与液体密度的关系;
[2]根据A与E两图可知,物体在空气中时测力计的示数为8N,在盐水中测力计的示数为5.6N,故物体在盐水中受到的浮力为
F浮盐=8N-5.6N=2.4N;
(2) [1][4]浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大,当排开水的体积相同时,浮力的大小与深度无关;
(1) [5]由图C可知,物体全部浸没在水中时的测力计示数为6N,太可计算出物体在水中时的浮力为
F浮水=8N-6N=2N,
则由F浮盐=2.4N,可得ρ盐水gV排=2.4N,由F浮水=2N,可得ρ水gV排=2N,联立两式,解之得ρ盐水=1.2×101kg/m1.
21、 B 0.65 电流表被短路;②;③如图2或图3所示 电源电压太小(或电阻太大)
【解析】
(1)闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大,故将变阻器B接线柱连入电路中,额定电压为2.5V的小灯泡,电压表选用小量程与灯并联,其阻值约为10Ω,由欧姆定律,灯正常发光时的电流为: =0.25A,故电流表选用小量程与灯串联,如下图1所示:
②灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.6V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B移动,直到电压表示数为额定电压2.5V;电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.26A,则小灯泡的额定功率是:P=UI=2.5V×0.26A=0.65 W;
(2)①因为电流表指针不偏转,示数为零,所以可能是电流表出现了短路或Rx出现了断路;图中电压表测待测电阻的电压,又因为电压表的示数不等于电源电压,则不是由于电阻断路造成的(若电阻断路,则电压表与电源连通,电压表示数应为3V),故可判断电路的故障是电流表短路;
②由于电源电压为3V,而电阻Rx的阻值大约为几百欧,根据欧姆定律可知电路中的电流太小,原因是电源电压太小(或电阻太大);所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值。
③电源电压为3V,根据分压原理知道,当两个串联的电阻阻值大小相等时,每个电阻分得的电压也相等,所以可以将Rx与电阻箱串联,电压表并联在Rx的两端,改变电阻箱连入电路中的电阻大小,当电压表示数为1.5V时,则电阻箱的阻值等于待测电阻的阻值,电路如图2所示:
另解:只闭合S、S1,将待测电阻与变阻器串联,电压表与待测电阻并联,移动变阻器的滑片,使电压表示数U;只闭合S、S2,将电阻箱与变阻器串联,电压表与电阻箱并联,移动变阻器的滑片,使电压表示数U;根据等效替代法,则电阻箱的阻值等于待测电阻的阻值;如图3所示;
22、橡皮膜向内凹,且随着浸入深度的增加凹陷的越明显 种液体内部的压强与深度成正比 橡皮膜处于二力平衡状态 液体压强p=ρgh ρ煤油=ρ
【解析】
(1)当小明同学将玻璃管逐渐浸入水中时,橡皮膜会逐渐向内凹,且随着浸入的深度的增加凹陷的越明显;因为液体有向上的压强,且液体的压强随深度的增加而增大;
(2)①由表中数据可知,沙子质量是原来的2倍,橡皮膜受到的压强也原来的2倍,此时橡皮膜的深度也是原来的2倍,因而可得出的结论是:同种液体内部的压强与深度成正比。②设水的密度是ρ,玻璃管的内截面积是S,橡皮膜距水面的深度是h,向玻璃管中倒水,直至橡皮膜变平,橡皮膜它受到玻璃管中水向下的压力即F向下和烧杯中水向上的压力即F向上,因为橡皮膜处于二力平衡状态,受平衡力。所以F向下=F向上,即:F向下=F向上=G=pS,p==ρgh。得到的结论是液体压强p=ρgh;
(3)由于左侧管中装有密度为ρ的液体水,液体水的深度为h1,则产生的向右的压强为p1=ρgh1;右侧管中装有密度为ρ煤油的液体煤油,液体煤油的深度为h2,则产生的向左的压强为p2=ρ煤油gh2;因为两种液体不流动,则p1=p2;即:ρgh1=ρ煤油gh2;所以,ρ煤油=
。
五、计算题(本大题共2小题,共13分)
23、(1)6×105N;(2)2×106J;(3)25%
【解析】
(1)满载时太阳能船受到的浮力:
F浮=G排=m排g=60×103kg×10N/kg=6×105N;
(2)第50s到第100s内,由图甲可知牵引力:
F=8×104N,
由图乙可知船匀速行驶的速度:
v=0.5m/s,
由v=s/t可得,船行驶的距离:
s=vt=0.5m/s×50s=25m,
第50s到第100s内牵引力做的功:
W=Fs=8×104N×25m=2×106J;
(3)由题可知,太阳能电池板接收太阳能的功率为1.6×105W,则第50s到第100s的运动过程中,太阳能电池板接收到的太阳能:
E=Pt=1.6×105W×50s=8×106J,
则太阳能船的效率:
η=W/E×100%=(2×106J/8×106J)×100%=25%.
24、(1)0.15(2)360(3)16:3
【解析】
(1)S1、S2断开,S3闭合时,整个电路是串联电路,R1和R2串联在电路中,总电阻等于各个电阻之和.
R串=R1+R2=10Ω+30Ω=40Ω
串联电路电流相等,等于电源电压和总电阻的比值.即
(2)S1断开,S2、S3闭合时,只有R2接入电路中,特别注意R1被短路,电流不经过,只有一个电阻接入电路.
1.2W
(3)根据公式,得:
故当总电阻最小是,电路功率最大.
当R1和R2并联在电路中时,总电阻最小,电路的总功率最大
当R1和R2串联在电路中时,总电阻最大,电路的总功率最小
六、综合能力题(本大题共3小题,共18分)
25、(1)600Ω(2)(3)1000W(4)435.6Ω
【解析】
(1) 当线中的电流I>=10mA时, 衔铁吸下,因此衔铁刚被吸下时,Rt的阻值为:
Rt===600Ω;
(2) 在线框内加一根导线,如图所示,衔铁吸下与下触点A接触,电路中只有R1,加热器处于加热状态,衔铁上触点B接触,电路中R1和R2串联,加热器处于保温状态.
(3)该电加热器处于加热挡时的电功率:
P加热===1000W
(4) 若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%,
则电加热器的保温时功率为:
P保温= P加热10%=1000W10%=100W,
由P=得,电加热器的保温时电路的总电阻为:
R总===484Ω,
则R2的阻值为:
R2= R总R1=484Ω48.4Ω=435.6Ω.
26、(1)标有“6V 3W”字样的照明灯,正常工作时的电流为0.5A;
(2)闭合开关S,将滑片P移至b端,则E0为2lx;
(3)要使E0=1.2lx,则R2接入电路的电阻应调为15Ω,这段时间内R2消耗的电能为45J;
(4)0.1.
【解析】解答:(1)由P=UI 得,照明灯正常工作时的电流I= ;(2)闭合开关S,将滑片P移至b端,变阻器接入电路中的电阻最大,由题可知,当R1两端电压低至0.5V时,控制开关自动启动照明系统,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I==0.1A,电路中的总电阻:R总==45Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R3的阻值:R3=R总−R1−R2=45Ω−5Ω−25Ω=15Ω,由表格数据可知,当R3=15Ω时,E0的值为2lx;(3)由表格数据可知,光照度与光敏电阻R3阻值的乘积不变,由第一组数据可知,光照度与光敏电阻R3阻值的乘积E×R3=0.5lx×60Ω=30lx⋅Ω,当E0=1.2lx时,此时光敏电阻的阻值:R′3=30lx⋅Ω1.2lx=25Ω,因启动照明系统的条件不变(启动照明系统时,控制电路中的电流恒为0.1A),则控制电路中的总电阻不变,所以,R2接入电路的电阻:R′2=R总−R1−R′3=45Ω−5Ω−25Ω=15Ω;这段时间内R2消耗的电能W=I2 R′2t=(0.1A)2×15Ω×5×60s=45J ;(4)由数据表可知光敏电阻的阻值越大E0 越小,控制电路中的总电阻不变,所以当R2接入为零时光敏电阻的阻值最大R3最大= R总−R1=45Ω−5Ω=40Ω,代入E0×R3最大=0.5lx×60Ω=30lx⋅Ω 解得E0的最小值是0.1lx
27、通电线圈在磁场中受力转动 2.5×105Pa 1m3 1.8×105m 清洁、噪音小
【解析】
(1)电动汽车上使用的电动机的原理是通电导体在磁场中受力转动.
(2) 电动汽车和人的总重力:
G总=m总g=(940kg60kg)×10N/kg=10000N,
对水平路面的压力:
F= G总=10000N,
受力面积S=400cm2=0.04m2,
电动汽车对水平地面的压强”
p===2.5×105Pa;
(3)汽车在水面上匀速行驶,汽车处于漂浮状态,浮力等于重力,即F浮= G总=10000N,由F浮=水gV排得,汽车排开水的体积:V===1m3;
(4)电池容量40kW•h,即W=40kW•h;
电动汽车的电能转化为机械能的效率为50%,则W机械=W50%=20kW•h=7.2107J;
电动汽车匀速行驶时,牵引力等于阻力,即F=f=0.04G总=0.0410000N=400N;
由W=Fs可得充满一次电电动汽车最多匀速路程:s===1.8105m;
(5)电动汽车和与以燃烧汽油为动力的汽车相比,不使用化石燃料,节省了石油能源,清洁无污染, 电动机噪音比汽油机小.
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