2021年山东省聊城市莘县中考物理模拟试卷
展开1.(3分)下列有关运动的描述中,参照物的选取符合描述的是( )
A.“坐地日行八万里”是以地为参照物
B.“钱塘观潮时,观众只觉得潮水扑面而来”,是以“潮水”为参照物的
C.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”是以“万重山”为参照物的
D.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以“国旗”为参照物的
2.(3分)撑竿跳高是一项对压竿和起跳技术要求很高的体育运动。如图所示是运动员在一次比赛中的情景,从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中(不考虑空气阻力)( )
A.竿的弹性势能增大,运动员的机械能减小
B.竿的弹性势能增大,运动员的机械能增大
C.竿的弹性势能减小,运动员的机械能减小
D.竿的弹性势能减小,运动员的机械能增大
3.(3分)塑料梳子梳头时,头发容易被梳子“粘”起,下列现象中“粘”的原因与其相同的是( )
A.塑料吸盘“粘”在光滑的瓷砖上
B.黑板擦“粘”在磁性黑板上
C.化纤布料衣服易“粘”在身上
D.两个铅块削平后挤压,“粘”在一起
4.(3分)古诗词往往蕴含丰富的物理知识,在下列诗词中能体现“分子在不停息运动”的是( )
A.姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船
B.两岸青山相对出,孤帆一片日边来
C.去年今日此门中,人面桃花相映红
D.水晶帘动微风起,满架蔷薇一院香
5.(3分)下列有关声音的说法正确的是( )
A.上课时关闭教室的门窗是在声源处减弱噪声
B.声呐是利用次声波确定鱼群位置和海水深度的
C.“超声波”的速度总是大于“次声波”的速度
D.“曲高和寡”中的“曲高”是指音调高
6.(3分)以下关于实像和虚像的说法,正确的是( )
A.实像不可能与物体是等大的
B.实像一定是光发生折射形成的
C.虚像在成像时没有光进入人眼
D.虚像不能在光屏上呈现
7.(3分)体重为490N的小明用双手握住竖直的木杆匀速上攀,然后匀速下滑,他所受木杆对他的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.上攀过程中,等于490N,方向竖直向下
B.下滑过程中小于490N,方向竖直向上
C.上攀过程中,大于490N,方向竖直向下
D.下滑过程中等于490N,方向竖直向上
8.(3分)人体中有多个杠杆,如图所示的几个人体杠杆中,属于省力杠杆的是( )
①人将脚后跟向上提起
②人举铁球曲臂向上运动
③人抛铁球绕腕关节运动
④人做俯卧撑运动
A.①②B.③④C.①④D.②③
9.(3分)如图是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是( )
A.电流通过电磁铁时,电磁铁有磁性且A端为N极
B.电磁铁吸引衔铁,使电路断开
C.小锤击打铃碗发出声音,是由于铃碗发生了振动
D.小锤击打铃碗时,电磁铁仍具有磁性
10.(3分)如图所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置。下列有关涉及物理知识的说法中正确的是( )
A.油箱内油量越多,浮标受到的浮力越大
B.油量表是由电流表改装的,所以油量表的刻度是均匀的
C.选用R0时,应选用额定电流小于电流表量程的电阻
D.油箱内油量越多,电路消耗的电功率越大
二.多选题(共3小题,满分12分,每小题4分)
11.(4分)下列估测中最接近实际的是( )|
A.一盏台灯灯泡正常工作时的电流是0.2A
B.常人正常步行的速度约120dm/s
C.中学生爬一层楼所做的功大约1500J
D.济南市中考期间的最高气温可达50℃
12.(4分)水是人类生存环境的重要组成部分,地球上的水通过三态变化在自然界中不停地循环。下列说法正确的是( )
A.海洋和湖泊中的水变成水蒸气,属于汽化现象
B.水蒸气遇到冷空气变成小水滴,属于熔化现象
C.水蒸气遇到冷空气变成小冰晶,属于凝固现象
D.小水滴遇到冷空气变成小冰珠,属于凝华现象
13.(4分)如图所示,用一根细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A.橡皮的运动状态没有发生变化
B.橡皮受平衡力
C.细线发生了弹性形变
D.橡皮只受重力
三.填空题(共5小题,满分10分,每小题2分)
14.(2分)电视遥控器是用 来遥控电视机的;验钞机用 来辨别纸币的真伪的。(选填“红外线”或“紫外线”)
15.(2分)冬天,室外水管需用保暖材料包裹,否则结冰时水管容易破裂。因为气温低于 ℃时,水从表面开始凝固,而冰的密度 (大于/小于/等于)水的密度,水结成冰后质量 (变大/变小/不变),体积 (变大/变小/不变),从而会使水管胀裂。
16.(2分)能源、信息和材料是现代社会发展的三支柱,超导材料不能应用在 (选填“电风扇”或“电暖器”)上,手机已成为人们普遍使用的通信工具,它是由 来传递信息的。大亚湾核电站利用核能发电,核能属于 能源(选填“可再生”或“不可再生”)。
17.(2分)一体积为80立方厘米的物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有76g水溢出,则此物块在水中的状态是 (填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),且此物体的密度为 kg/m3;若将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,则此物块在酒精中的状态是 (填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),静止后会有 g酒精溢出,已知酒精的密度是0.8×103kg/m3。
18.(2分)如图所示用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场,闭合开关,由于磁场对 的作用,线圈会转动,线圈在磁场中 (填“能”或“不能”)持续转动,如果将电源和开关换成小量程电流表,用手缓慢转动线圈,发现电流表的指针左右摆动, (填“电动机”或“发电机”)就是根据这个原理工作的。
四.作图题(共2小题)
19.如图所示,F点是凹透镜的虚焦点,O点是光心,请画出两条光线经过凹透镜的光路图。
20.如图所示,甲为一个“一开三孔”开关(即一个开关和一个三孔插座连在一起)实物图,乙为背面接线示意图,“A”、“B”是从开关接线柱接出的两根导线,请你将图乙中的电路连接完整,使开关控制电灯,又不影响插座供其它电器使用。
五.实验探究题(共3小题,满分15分)
21.(4分)探究光的反射规律
如图所示,把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。
(1)当入射光线逐渐靠近法线ON时,发现反射光线逐渐 法线ON。
(2)当光线沿NO方向射入时,发现光的径迹更亮,说明此时反射光线与入射光线 。
(3)当光线沿FO方向射入时,发现反射光线沿OE方向射出,说明在反射现象中, 。
(4)实验中能从多个方向看到纸板上的光路,是因为光线在纸板上发生 。
22.(5分)在“探究影响液体压强大小的因素”的实验中,小华用压强计做了如图甲、乙、丙所示的三次实验:
(1)如图所示压强计在使用过程中是通过观察U形管中两端液面的 来反映被测压强大小的,这种方法是我们物理实验中常用到的 (选填:控制变量法、转换法)。
(2)图甲、乙、丙表示探究过程中的三个情景,容器中的液体、金属盒插入的深度以及U形管中液面情况,都可以从图上看出。比较实验甲和 可知液体压强与液体的 有关,比较实验乙、丙可知随液体的 增加,压强随之变 。
23.(6分)小明在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时,实验室提供了如下器材:电源(电压恒为8V),一个电流表,一个电压表,滑动变阻器“20Ω 2A”,小灯泡(额定电压2.5V,额定功率小于1.2W),一个阻值已知的定值电阻R0,开关及导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,完成实验电路图乙的连接(要求:滑动变阻器的滑片P向左滑动时灯变亮;连线不能交叉);
(2)闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数。若电路中仅有一处故障,这个故障可能是小灯泡 (选填:“断路”或“短路);
(3)排除故障后,闭合开关进行实验。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为 W;
(4)小灯泡的实际功率由 (选填:“额定功率”“额定电压”或“实际电压”)决定;
(5)完成实验后,利用上述器材,小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图丁所示的电路,所用电压表量程为“0~15V”,请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V;
②滑动变阻器滑片不动,再将开关S1拨至“2”,读出电压表示数为U0;
③小灯泡额定功率 (用U额、U0、R0表示)。若步骤②中,将开关S1拨至“2”时,不小心将滑片向右移动了少许,其他操作正确,则测出的小灯泡额定功率比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
六.计算题(共3小题,满分29分)
24.(9分)太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一,某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能,在5小时的有效照射时间内,将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃。求:
(1)在5小时内热水器中的水吸收的热量;[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(2)太阳能热水器的效率。
25.(9分)工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼,每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重量变化的图象如图乙所示,滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计,g取10N/kg。
(1)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m,作用在钢绳上的拉力为200N,求拉力的功率是多少?
(2)若某次运送建材的质量为50kg,则滑轮组的机械效率是多少?
(3)当滑轮组的机械效率为60%时,求运送建材的重力是多大?
26.(11分)如图小罗同学发现在学校实验室有电压可调两挡的学生电源,一挡为12V,另一挡未知(标示不清),灯泡L标有“6V 4.5W”字样,且阻值不变,滑动变阻器标有“50Ω 2A”字样,电压表V1、V2的量程均为“0~14V”。当开关S、S1闭合,可调电源调至12V,滑动变阻器滑片P滑至A点时,灯泡L恰好正常发光;当只闭合开关S并将电源电压调至未知电压挡,滑片仍处在A点时,灯泡L仍然正常发光:然后移动滑片P移至B点,此时电压表V1、V2的示数分别为11V和7V。求:
(1)灯泡L的额定电流;
(2)滑片处于A点时,滑动变阻器的电阻RA;
(3)另一挡未知电压的大小;
(4)当只闭合开关S,将电压调至未知电压挡,在保证电路元件安全情况下,求电阻R1的最小功率。
参考答案
一.选择题(共10小题,满分30分,每小题3分)
1.解:A、“坐地日行八万里”是以地球以外的物体(如月亮)为参照物,说明人是运动的,而不是以地为参照物,故A错误;
B、“钱塘观潮时,观众只觉得潮水扑面而来”,是描述潮水相对于观众在运动,是以观众为参照物的,故B错误;
C、“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山“是描述轻舟相对于“万重山”在运动,是以“万重山”为参照物的,故C正确;
D、升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以大地为参照物的,故D错误。
故选:C。
2.解:竿处于最大弹性形变时的弹性势能是最大的,从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中,杆的弹性形变程度变小,弹性势能变小,人的质量不变,高度变大,重力势能变大,速度变大,动能变大,人的机械能变大,是杆的弹性势能转化为人的机械能。
故选:D。
3.解:用塑料梳子梳头发时,头发容易被梳子“粘”起,这是摩擦起电现象。
A、挤出吸盘中的空气,在大气压的作用下吸盘就能“粘”在光滑的瓷砖上。故A不符合题意;
B、磁性黑板擦能“粘”在竖直的黑板上,是由于摩擦力与重力平衡。故B不符合题意;
C、化纤布料的衣服容易“粘”在身上,这是摩擦起电现象(化纤布料的衣服与人体摩擦)。故C符合题意;
D、两个铅柱底面削平挤压后能粘在一起,这是分子引力作用的结果。故D不符合题意;
故选:C。
4.解:A、姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船,说明空气能够传播声音,故A错误。
B、两岸青山相对出,孤帆一片日边来,说明物体的运动和静止,取决于参照物的选择,故B错误。
C、去年今日此门中,人面桃花相映红,说明物体的颜色由它反射的色光决定的,故C错误。
D、水晶帘动微风起,满架蔷薇一院香,说明花香分子在不停地做无规则运动,故D正确。
故选:D。
5.解:A、上课时关闭教室的门窗是在传播过程中减弱噪声,故A错误;
B、超声波具有较强的穿透性,并且能够传递信息,所以声呐是利用超声波确定鱼群位置和海水深度,故B错误;
C、声速与频率无关,超声波与次声波在相同介质中传播速度相同,故C错误;
D、“曲高和寡”在文学中指曲调高雅,能跟着唱的人就少,用来比喻知音难得。而在物理学中,成语“曲高和寡”中的“曲高”是指曲子的音调高,故D正确。
故选:D。
6.解:A、由凸透镜成像规律可知,物距等于二倍焦距成倒立等大实像,故A错误;
B、光的直线传播可以产生实像,光的折射也可以产生实像,也可以产生虚像,故B错误。
C、我们能看到虚像和实像,是因为有光线进入人的眼睛,故C错误。
D、是否用光屏能承接是实像和虚像的重要区别,实像能用光屏承接,虚像承接不到,故D正确。
故选:D。
7.解:该同学匀速上攀或匀速下滑过程中,处于平衡状态,受竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,所以摩擦力大小等于重力等于490N,所以ABC错误,D正确。
故选:D。
8.解:
①图示为踮起脚尖,踮起脚尖时动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故①符合题意
②③人举铁球曲臂向上运动、人抛铁球绕腕关节运动时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故②③不符合题意;
④图示为人做俯卧撑运动,动力臂要大于阻力臂,属于省力杠杆,故④符合题意。
故选:C。
9.解:A.电流通过电磁铁时,电磁铁有磁性,根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指所指的方向为螺线管的N极,由此可判断出A端为N极,故A正确;
B.电磁铁向下吸引衔铁时,弹簧片与衔铁断开,使电路断路,故B正确;
C.声音是由物体的振动产生的,小锤击打铃碗发出声音,是由于铃碗发生了振动,故C正确;
D.衔铁被吸引时,小锤击打铃碗,电路断路,电磁铁无磁性,故D错误。
故选:D。
10.解:A.油箱内油量增多时,浮标随油面上升,但排开油的体积不变,
根据阿基米德原理可知受到的浮力不变,故A不正确;
B.由图可知,油量表串联在电路中,是由电流表改装的,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴根据欧姆定律可得,电流表的示数:
I=,
∵I与R1不成正比,
∴油量表的刻度是不均匀,故B不正确;
C.选用R0时,应选用额定电流大于电流表量程的电阻,否则容易烧坏,故C不正确;
D.油箱内油量越多,浮子上升,滑片下移,R1的电阻越小,电路中的总电阻越小,
∵P=,且电源的电压不变,
∴电路消耗的电功率越大,故D正确。
故选:D。
二.多选题(共3小题,满分12分,每小题4分)
11.解:A、一盏台灯的最大功率为40W,而家庭电路中的电压为220V,则通过台灯的最大电流为0.18A,与0.2A很接近,符合实际,故A正确;
B、常人的正常步行速度约1.1m/s,120dm/s≈12m/s不符合实际,故B错误;
C、中学生的重力500N,每层楼的高度约为3m,学生爬一层楼所做的功约为W=Gh=500N×3m=1500J,符合实际,故C正确。
D、济南市中考期间,是刚刚进入夏天,最高气温一般不达到30℃;更不会达到50℃;故D错误。
故选:AC。
12.解:A、阳光晒暖了海洋,海水吸热使水从液态变为气态的水蒸气,这是汽化现象,故A正确;
BC、水蒸气上升到高空中,当水蒸气与冷空气接触后,会迅速液化成小水滴或凝华成小冰珠,故BC错误;
D、小水滴遇到冷空气变成小冰珠,属于凝固现象,故D错误。
故选:A。
13.解:
A、使橡皮绕手做匀速圆周运动,橡皮的运动方向不断发生变化,所以其运动状态不断改变,故A错误;
B、橡皮的运动状态不断变化,处于非平衡状态,其受到的力不是平衡力,故B错误;
C、手对细线施加力的作用,细线发生形变,停止用力后细线能够恢复原状,则细线发生的是弹性形变,故C正确;
D、橡皮在运动过程中受重力、细线的拉力以及空气阻力,故D错误。
故选:C。
三.填空题(共5小题,满分10分,每小题2分)
14.解:电视遥控器是用红外线来遥控电视机的;验钞机用紫外线来辨别纸币的真伪的。
故答案为:红外线;紫外线。
15.解:
(1)气温低于0℃时,水开始结冰;
(2)因为冰能漂浮在水面,所以冰的密度小于水;
(3)质量是物质的一种性质,不随状态的变化而变化,因此水结成冰后质量不变;
(4)因为水结成冰后质量不变,密度变小,由V=可知其体积变大。
故答案为:0;小于;不变;变大
16.解:
超导材料的电阻为零,由焦耳定律可知,电流流过超导体时,超导体不发热,而电暖器是利用电流的热效应工作的,所以超导体不能用来制作电暖器的发热体;
手机通信是利用电磁波来传递信息的;
核能会越用越少,核能不能在短期内从自然界得到补充,所以核能属于不可再生能源。
故答案为:电暖器;电磁波;不可再生。
17.解:(1)由题意知,物块在水中受到的浮力:F浮水=m排水g=76×10﹣3kg×10N/kg=0.76N,
根据F浮=ρ液gV排可知,
物块排开水的体积:V排水===7.6×10﹣5m3=76cm3<80cm3,所以物体在水中漂浮;
根据漂浮条件可知:F浮水=G物,
即m排水g=m物g,
所以,m物=m排水=76g=0.076kg,
则物体的密度:ρ物===0.95×103kg/m3;
(2)因为物体的密度大于酒精的密度,所以物体在酒精中会沉底;
由ρ=可知,物体静止时排开酒精的质量:m酒精=ρ酒精V物=0.8×103kg/m3×80×10﹣6m3=64×10﹣3kg=64g。
故答案为:漂浮;0.95×103;沉底;64。
18.解:(1)闭合开关,通电线圈在磁场中能够转动,说明磁场对电流有力的作用,线圈会转动;线圈两端的漆全部刮去,转到平衡位置时,由于电流的方向不能改变,所以不能持续转动。
(2)将电源和开关换成小量程电流表,组成闭合电路,缓慢转动线圈,线圈在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针左右摆动,说明线圈在磁场中转动时产生了感应电流,而且电流方向随时间发生变化,属于交流电,根据此原理可制成发电机。
故答案为:电流有力;不能;发电。
四.作图题(共2小题)
19.解:经过光心的光线传播方向不变;射向另外一侧虚焦点的光线经过凹透镜折射,折射光线平行于主光轴,如下图:
20.解:如图,A与火线连接,B与灯泡连接。这样使开关控制电灯,又不影响插座供其它电器使用。
五.实验探究题(共3小题,满分15分)
21.解:(1)由于反射角等于入射角,所以当入射光线逐渐靠近法线ON时,发现反射光线逐渐靠近法线ON;
(2)当光线沿NO方向射入时,反射光线也沿着法线ON射出,所以光的径迹更亮,说明此时反射光线与入射光线重合;
(3)当光线沿FO方向射入时,发现反射光线沿OE方向射出,说明在反射现象中,光路可逆;
(4)实验中能从多个方向看到纸板上的光路,是因为光线在纸板上发生了漫反射。
故答案为:(1)靠近;(2)重合;(3)光路可逆;(4)漫反射。
22.解:(1)液体内部压强大小通过U形管两侧液面高度差的大小来反映,这是转换法;
(2)甲、乙两图深度相同而液体密度不同,压强不同,说明液体压强和液体密度有关;
由实验乙、丙可知液体的密度相同,其深度不同,随液体的增加,压强随之变大。
故答案为:(1)高度差;转换法;(2)乙;密度;深度;大。
23.解:(1)由电路图可知,该电路为串联电路,灯泡、定值电阻、滑动变阻器串联接入电路中,滑动变阻器的滑片P向左滑动时灯变亮,表明通过灯泡的电流变大,根据I=可知,电路中的总电阻变小,滑动变阻器接入电路的电阻变小,故滑动变阻器接左下接线柱;
根据P=UI可知,灯泡正常发光时的额定电流为:I===0.48A<0.6A,故电流表选用小量程;如图所示:
;
(2)电路连接完整后,闭合开关,电流表有示数,说明电路为通路,发现小灯泡不发光,这表明电路出现了短路现象,电压表无示数,说明与电压表并联小灯泡短路了;
(3)由图可知,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.42A;
小灯泡的额定功率是:P额=U额I额=2.5V×0.42A=1.05W;
(4)对一个灯来说,灯的额定电压是不变的;而灯的电流随灯的电压的变大而增大,根据P=UI,小灯泡的实际功率变大,故小灯泡的实际功率由实际电压决定;
(5)①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为5.5V,电压表测定值电阻和变阻器的电压,根据串联电路电压的规律,此时灯泡的电压为:U额=8V﹣5.5V=2.5V,灯正常发光;
②滑动变阻器滑片不动,再将开关S1拨至“2”,读出电压表示数为U0;
③在②中,滑动变阻器滑片不动,再将开关S1拨至“2”,读出电压表示数为U0,电压表测定值电阻的电压,
可计算此时电流为:I′=,即灯的额定电流,则小灯泡的额定功率:P额=U额I′=U额×;
在将开关S1拨至“2”时,不小心将滑片向右移动了少许,会使电路中总电阻变大,电流变小,根据P=UI分析可知,测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。
故答案为:(1)如图;(2)短路;(3)1.05;(4)实际电压;(5)①5.5;③U额×;偏小。
六.计算题(共3小题,满分29分)
24.解:(1)在5小时内热水器中的水吸收的热量:
Q=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(40℃﹣20℃)=8.4×106J;
(2)热水器5小时内接收到的太阳能:E=Pt′=4.2×106J/h×5h=2.1×107J;
太阳能热水器的效率:η=×100%=×100%=40%。
答:(1)在5小时内热水器中的水吸收的热量是8.4×106J;
(2)太阳能热水器的效率为40%。
25.解:
(1)由甲图可知n=2,则1min绳子自由端移动的距离s=2h=2×12m=24m,
拉力做的功:W总=Fs=200N×24m=4800J,
拉力的功率:P===80W;
(2)由乙图象可知,当重物G1=400N时,η1=50%,
由η=====50%可得此时拉力:
F1===400N;
滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计,
因为拉力F=(G+G轮),
所以动滑轮的重力:G轮=2F1﹣G1=2×400N﹣400N=400N;
建材的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N;
送建材的质量为50kg,则滑轮组的机械效率为:η1====×100%≈55.6%
(3)η2=60%时,滑轮组的机械效率η===,
据此可知提升物体重力为:G′===600N。
答:
(1)若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m,作用在钢绳上的拉力为200N,求拉力的功率为80W;
(2)若某次运送建材的质量为50kg,则滑轮组的机械效率为55.6%
(3)当滑轮组的机械效率为60%时,求运送建材的重力为600N。
26.解:(1)已知灯泡的额定电压6V,额定功率4.5W,由P=UI可得,灯泡的额定电流:
IL===0.75A;
(2)由图知,当开关S、S1闭合,滑动变阻器滑片P滑至A点时,变阻器连入阻值为RA与L串联,电源电压12V,L恰好正常发光,
所以电路中电流:I=IL=IA=0.75A,
由串联电路特点可得,此时变阻器两端电压:UA=U﹣UL=12V﹣6V=6V,
由欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路的电阻:RA===8Ω;
(3)由欧姆定律可得灯泡电阻:RL===8Ω,
当只闭合开关S,并将电源电压调至未知电压挡(电压为U),滑片仍处在A点时,灯泡、RA和R1串联,电压表V1测L与变阻器总电压,V2测变阻器与R1的总电压,
灯泡L仍然正常发光,则灯L和RA的总电压仍为12V,即V1示数为12V,且I=IL=I1=0.75A,
由串联电路特点和欧姆定律有电源电压;U′=UV1+I1R1=12V+0.75A×R1…①
移动滑片P至B点,电压表V1、V2的示数分别为11V和7V。
所以此时灯泡两端电压:UL'=U′﹣UV2=U﹣7V,
R1两端电压:U1=U′﹣UV1=U﹣11V,
通过它们的电流相等,由欧姆定律有:=,即:=…②
解①②可得:R1=4Ω或R1=Ω(舍去),
代入①可得,未知电压挡时电源电压对应为15V;
(4)在保证电路元件安全情况下,电压表V1示数最大为14V,则电压表V2的示数为15V﹣14V=1V,
由欧姆定律可知=,解得:RP=48Ω,
此时通过电路的电流:I′===0.25A<2A,滑动变阻器安全,
此时灯泡两端的电压:UL1=I′RL=0.25A×8Ω=2V<6V,灯泡安全,
所以电阻R1的最小功率:P1最小=I′2R1=(0.25A)2×4Ω=0.25W。
答:(1)灯泡L的额定电流为0.75A;
(2)滑片处于A点时,滑动变阻器的电阻RA为8Ω;
(3)另一挡未知电压的大小为15V;
(4)当只闭合开关S,将电压调至未知电压挡,在保证电路元件安全情况下,电阻R1的最小功率为0.25W。
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