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2020年安徽省黄山市黄山区中考物理一模试卷(解析版+原卷版)
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2020年安徽省黄山市黄山区中考物理一模试卷
一、填空题(每空2分,共28分;)
1.各种管乐器在演奏时,乐音是管中空气柱的振动产生的.在进行管乐器的演奏过程中,当用手指堵在管上不同位置的孔时,就改变了振动部分空气柱的长度,从而改变了所产生乐音的 .
2.把装有水深为1Ocm的茶杯放在水平桌面上.如图所示.水对杯底的压强为 Pa.
3.如图所示的电路中,电源电压保持6V不变,电阻R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关S,则R1消耗的电功率为 W;若通电30s,电阻R2产生的热量为 J.
4.有一潜水艇悬浮在水中,如图所示.当用压缩气体把水舱中的水排出一部分时,潜水艇将 (选填“上浮”或“下沉”),在未露出水面之前,潜水艇所受的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
5.如图所示,把小磁针放在桌面上,将一根直导线平行架在静止的小磁针上方,当导线中有电流通过时,小磁针就会发生偏转.请运用场的观点解释小磁针发生偏转的原因: .
6.如图所示,电源电压保持不变.当闭合开关后,滑动变阻器的滑片向左移动的过程中.电压表的示数 (填“变大”、“变小”或“不变”)灯泡变 .(填“亮”或“暗”)
7.某太阳能热水器装有100kg初温为20℃的冷水,经过一天的太阳照射,水温升高到70℃,则这些水吸收的热量等于完全燃烧 m3天然气所放出的热量;(不计热量损失)假如用功率为2kW的电热水器产生同样多的热量,则通电的时间为 s.(已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)、天然气的热值为4.2×107J/m3)
8.古诗“花气袭人知骤暖”的意思是,从花的芳香气味变浓可以知道周围的气温突然升高.从物理学的角度分析,这是因为温度越高, .
9.现在地震时有发生,于是人们开始重视加固维修房屋,常常可以看到图示的场景.假如该工人通过滑轮把50㎏的水泥缓缓提升4m 到房顶,所用拉力约300N.该机械的效率约为 .
10.大多数家用电器在待机状态(关机但未拔掉电源插头)时也会消耗电能.以有1000个家庭的社区为例,假设每个家庭所有用电器待机时的总功率约为20W,每天处于待机状态的时间约为20h,则该社区每天因用电器待机而浪费的总电能约为
kW•h.
二、选择题(每小题3分,共21分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意)
11.下列物态变化现象中,属于液化现象的是( )
A.初春,冰雪消融汇成溪流
B.盛夏,刚从冰箱中拿出的饮料瓶外壁出现水滴
C.金秋,清晨的雾在太阳出来后散去
D.寒冬,晾在室外冰冻的衣服也会干
12.如图所示四个实验中能够研究磁场对电流作用的是( )
A. B. C. D.
13.小明用凸透镜先后两次观察书本上的字,看到如图所示两种情景.以下说法中正确的是( )
A.甲图中成的是虚像;乙图中成的是实像
B.甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外;乙图中书本在凸透镜l倍焦距以内
C.甲图中凸透镜靠近书本,所成的像变小;乙图中凸透镜远离书本,所成的像也变小
D.甲图中成像规律可应用于投影仪;乙图中成像规律可应用于照相机
14.小明同学在物理实践活动中,设计了如图所示的四种用电压表示数反映弹簧所受压力大小的电路,其中R′是滑动变阻器,R是定值电阻,电源两极间的电压恒定,则符合要求的设计是( )
A. B. C. D.
15.如图所示,作用在杠杆一端且始终竖直向上的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个过程中,力F( )
A.不变 B.变大 C.变小 D.先变大后变小
16.把标有“6V 3W”和“12V 3W”字样的两个灯泡L1、L2串联在15V的电源上,下列说法正确的是( )
A.灯L1正常发光 B.灯L2正常发光
C.两灯都能正常发光 D.两灯都不能正常发光
17.如图所示的电路中,闭合开关,发现每个电表都有一定的示数.向右移动变阻器的滑片,则( )
A.电流表A1示数减小,电流表A2和电压表V示数增加
B.电流表A1和A2示数都减小,电压表V示数增加
C.电流表A1、A2和电压表V示数都减小
D.电流表A1、A2和电压表V示数都增加
三、实验题(每空2分,共20分;)
18.电磁铁和永磁体产生的磁场如图所示,请标出永磁体A左端的磁极和电磁铁电源的“十”、“﹣”极.
19.如图甲是某种物体熔化时温度随加热时间变化的图象(假设在加热过程中物质的质量不变,单位时间内吸收的热量相等).
(1)图乙是该物质的固体在某一时刻用温度计测得的温度为 ℃.
(2)在CD段时,此物质处于 (选填“固”、“液”或“固液共存”)态.
(3)该物质在AB段和CD段的比热容分别为c1、c2,则c1:c2= .
20.小阳利用已有的实验器材,为了测定标有“2.5V”字样小灯泡的额定功率,设计了如图甲所示的电路图,其中定值电阻R0的阻值为5Ω.
(1)请你依据电路图用笔画线代替导线,把图乙连接完整.(导线不得交叉)
(2)正确连接好电路后,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,使电流表A1示数为 A时,小灯泡正常发光.此时电流表A2的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W.
(3)在实验测量过程中,电流表A1与R0串联起来作用相当于 .
四、计算与推导题(第21小题5分,第22小题9分,第23小题7分,共21分;解答要有必要的公式和过程,只有最后答案的不能得分)
21.“等效替代法”是物理学中常用的一种方法.若图甲的两个电阻并联后接入电路中的效果与图乙一个电阻接入电路的效果相同,请你利用并联电路电压、电流的规律及欧姆定律推导出R与R1、R2的关系式.
22.下表是某品牌电动自行车的一些主要技术参数:
最高车速
≤30km/h
一次充电连续行驶里程
50km
蓄电池工作电压
36V
充电时间
8h
一次充电耗电量
0.6kwh
电动机效率
75%
质量
40kg
最大骑行噪声
≤62dB
若质量是60kg的人骑该车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶时,受到的阻力是人与车总重的0.02倍.求:
(1)电动机牵引力做功的功率.
(2)行驶10分钟,电动机对自行车做的功.
(3)行驶10分钟,电动机消耗的电能.
23.电压表既是测量仪表,同时也是一个接入电路中的特殊电阻.电压表的电阻一般很大,如图所示电压表的电阻为6.0kΩ,某同学连接了如图所示的电路,电源电压为4.5V,并保持不变,R1=3.0kΩ.当闭合开关S1、S2时,电压表示数是多少;闭合开关S1,断开S2时,电压表的示数是多少?
2020年安徽省黄山市黄山区中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(每空2分,共28分;)
1.各种管乐器在演奏时,乐音是管中空气柱的振动产生的.在进行管乐器的演奏过程中,当用手指堵在管上不同位置的孔时,就改变了振动部分空气柱的长度,从而改变了所产生乐音的 音调 .
【考点】音调.
【分析】音调跟频率有关,频率越大,音调越高.
质量大体积大的物体难振动,频率小,音调低.
【解答】解:吹笛子是笛子内的空气柱振动发声,用手分别按住不同的笛孔,空气柱的长度不同,质量不同,体积不同,振动频率不同,音调不同.
故答案为:音调.
2.把装有水深为1Ocm的茶杯放在水平桌面上.如图所示.水对杯底的压强为 980 Pa.
【考点】液体的压强的计算.
【分析】已知水的密度和深度,利用公式P=ρgh计算水对杯底的压强.
【解答】解:水的深度h=1Ocm=0.1m,
水对杯底的压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa.
故答案为:980.
3.如图所示的电路中,电源电压保持6V不变,电阻R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关S,则R1消耗的电功率为 0.4 W;若通电30s,电阻R2产生的热量为 24 J.
【考点】电功率的计算;焦耳定律.
【分析】由电路图可知,两电阻串联.
(1)根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流;
(2)根据P=I2R求出R1的电功率;根据Q=I2Rt求出通电时间30s电阻R2产生的热量.
【解答】解:由电路图可知,两电阻串联.
(1)∵串联电路中总阻值等于串联的各电阻之和,
∴R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,
根据欧姆定律可得,电路中的电流:
I===0.2A;
(2)由P=UI=I2R得:R1的电功率P1=I2R1=(0.2A)2×10Ω=0.4W;
串联电路中总电压等于各分电压之和,
电阻R2产生的热量Q2=I2R2t═(0.2A)2×20Ω×30s=24J.
故答案为:0.4;24.
4.有一潜水艇悬浮在水中,如图所示.当用压缩气体把水舱中的水排出一部分时,潜水艇将 上浮 (选填“上浮”或“下沉”),在未露出水面之前,潜水艇所受的浮力将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
【考点】物体的浮沉条件及其应用;浮力大小的计算.
【分析】由物体的浮沉条件可知当排出一部分水时潜水艇的运动状态;由浮力公式可知浮力的变化.
【解答】解:当将水舱内的水排出一部分后,潜水艇的重力减小,故重力小于浮力,潜水艇将上浮;
在未露出水出之前,由于排开水的体积不变,故潜水艇所受到的浮力不变.
故答案为:上浮;不变.
5.如图所示,把小磁针放在桌面上,将一根直导线平行架在静止的小磁针上方,当导线中有电流通过时,小磁针就会发生偏转.请运用场的观点解释小磁针发生偏转的原因: 通电导体周围产生磁场,小磁针在磁场力作用下偏转 .
【考点】通电直导线周围的磁场.
【分析】1820年奥斯特发现:当小磁针发生偏转时,说明了磁场的存在,当电流方向改变时,产生的磁场的方向也改变,故小磁针的偏转方向也改变.
【解答】解:放在磁场中的磁体会受到力的作用,当小磁针发生偏转时,说明磁针处在磁场中,即说明通电导体周围存在着磁场.
故答案为:通电导体周围产生磁场,小磁针在磁场力作用下偏转.
6.如图所示,电源电压保持不变.当闭合开关后,滑动变阻器的滑片向左移动的过程中.电压表的示数 变小 (填“变大”、“变小”或“不变”)灯泡变 亮 .(填“亮”或“暗”)
【考点】欧姆定律的应用;串联电路的电压规律;滑动变阻器的使用;实际功率.
【分析】由图可知灯泡与滑动变阻器串联,由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化,则可知电路中总电阻的变化,则由欧姆定律可得出电路中电流的变化,则可知灯泡亮度的变化及灯泡两端电压的变化;根据串联电路的电压规律则可知电压表示数的变化.
【解答】解:滑片左移,则滑动变阻器接入电阻变小,由总电阻减小;则由欧姆定律可得电路中电流增加,则由P=I2R可得,灯泡的功率增加,故灯泡变亮;
灯泡两端的电压增加,总电压不变,则由串联电路的电压规律可得:滑动变阻器两端的电压减小,即电压表示数变小.
故答案为:变小;亮.
7.某太阳能热水器装有100kg初温为20℃的冷水,经过一天的太阳照射,水温升高到70℃,则这些水吸收的热量等于完全燃烧 0.5 m3天然气所放出的热量;(不计热量损失)假如用功率为2kW的电热水器产生同样多的热量,则通电的时间为 1.05×104 s.(已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)、天然气的热值为4.2×107J/m3)
【考点】电功与热量的综合计算.
【分析】(1)已知水的比热容、质量和温度变化,可利用Q吸=cm△t计算水吸收热量;然后利用Q放=qV的变形公式求出天然气的体积;
(2)根据Q=W=Pt的变形公式即可求出电热水器的通电时间.
【解答】解:(1)水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103 J/(㎏•℃)×100kg×(70℃﹣20℃)=2.1×107J;
因为Q吸=Q放,所以由Q放=qV可知,V===0.5m3;
(2)由Q吸=W=Pt可知,t===1.05×104s.
故答案为:0.5;1.05×104.
8.古诗“花气袭人知骤暖”的意思是,从花的芳香气味变浓可以知道周围的气温突然升高.从物理学的角度分析,这是因为温度越高, 分子的无规则运动越剧烈 .
【考点】分子的运动.
【分析】要解答本题需掌握:温度对扩散现象的影响,温度越高扩散现象越明显.
【解答】解:花朵分泌的芳香分子不停地做无规则运动,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,“花气袭人”是因为花朵的芳香分子无规则运动加剧,很快扩散到了空气中,说明周边的气温突然升高了.
故答案为:分子的无规则运动越剧烈.
9.现在地震时有发生,于是人们开始重视加固维修房屋,常常可以看到图示的场景.假如该工人通过滑轮把50㎏的水泥缓缓提升4m 到房顶,所用拉力约300N.该机械的效率约为 83.3% .
【考点】滑轮(组)的机械效率;重力的计算.
【分析】该装置为动滑轮,拉力移动的距离是物体升高高度的2倍,机械效率等于有用功除以总功,有用功等于物体上升的高度乘以物重,总功等于拉力乘以绳子自由端移动的距离.
【解答】解:η=.
故答案为:83.3%.
10.大多数家用电器在待机状态(关机但未拔掉电源插头)时也会消耗电能.以有1000个家庭的社区为例,假设每个家庭所有用电器待机时的总功率约为20W,每天处于待机状态的时间约为20h,则该社区每天因用电器待机而浪费的总电能约为
400 kW•h.
【考点】电功的计算.
【分析】求待机时的总功率、总时间,就可以利用W=Pt求用电器待机时浪费的总电能.
【解答】解:1000个家庭所有用电器待机时的总功率:
P=20W×1000=20000W=20kW,
每天因用电器待机而浪费的总电能:
W=Pt=20kW×20h=400kW•h.
故答案为:400.
二、选择题(每小题3分,共21分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意)
11.下列物态变化现象中,属于液化现象的是( )
A.初春,冰雪消融汇成溪流
B.盛夏,刚从冰箱中拿出的饮料瓶外壁出现水滴
C.金秋,清晨的雾在太阳出来后散去
D.寒冬,晾在室外冰冻的衣服也会干
【考点】液化及液化现象;熔化与熔化吸热特点;蒸发及其现象;生活中的升华现象.
【分析】物体由液态变为固态的过程叫凝固,物体由固态变为液态的过程叫熔化.物体由液态变为气态的过程叫汽化,汽化的两种方式是蒸发和沸腾.物体由气态变为液态的过程叫液化.物体由固态变为气态的过程叫升华.
【解答】解:A、冰雪消融汇成溪流是由固态变为液态,属于熔化现象.不符合题意.
B、刚从冰箱中拿出的饮料瓶温度很低,空气中的水蒸气遇冷凝结成小水滴,由气态变为液态,属于液化现象.符合题意.
C、深秋早晨的雾是水蒸气遇冷发生的液化现象,是液态的.雾在太阳出来后散去是因为吸热又蒸发了,属于汽化现象.不符合题意.
D、冰冻的衣服会干是冰吸热直接变成气态,属于升华现象.不符合题意.
故选B.
12.如图所示四个实验中能够研究磁场对电流作用的是( )
A. B. C. D.
【考点】磁场对通电导线的作用;电磁感应.
【分析】磁场对电流力的作用,即通电导体在磁场中受力,前提条件是通电,结果是受力运动,电能转化成机械能.
【解答】解:A、这图的含义是安培定则,即右手握螺线管,四指指向是电流方向,则拇指指向就是螺线管的N极,故A不符合题意;
B、这是研究电磁感应现象的实验,故B不符合题意;
C、这是研究通电导体在磁场中受力的实验,故C符合题意;
D、这是研究电磁铁磁性弱与电流大小关系的实验,故D不符合题意.
故选C.
13.小明用凸透镜先后两次观察书本上的字,看到如图所示两种情景.以下说法中正确的是( )
A.甲图中成的是虚像;乙图中成的是实像
B.甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外;乙图中书本在凸透镜l倍焦距以内
C.甲图中凸透镜靠近书本,所成的像变小;乙图中凸透镜远离书本,所成的像也变小
D.甲图中成像规律可应用于投影仪;乙图中成像规律可应用于照相机
【考点】凸透镜成像的应用;实像与虚像的区别.
【分析】凸透镜成像规律:
①物距小于焦距成正立放大虚像,物像同侧.应用是放大镜.
②物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距.应用是幻灯机、投影仪.
③物距等于二倍焦距成倒立等大实像,像距等于二倍焦距.
④物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距.应用是照相机.
⑤成虚像时,物距变大,像距变大,像变大,成实像时,物距变大,像距变小,像变小.
【解答】解:A、实像都是倒立的,虚像都是正立的,故A选项正确,符合题意;
B、甲图成正立放大的虚像,物距小于焦距;乙图成倒立放大的实像,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,不符合题意;
C、甲图成虚像,物距变小,像变小;乙图成实像,物距变大,像变小,符合题意;
D、甲图中成像规律可应用于放大镜;乙图中成像规律可应用于投影仪,不符合题意;
故选A、C.
14.小明同学在物理实践活动中,设计了如图所示的四种用电压表示数反映弹簧所受压力大小的电路,其中R′是滑动变阻器,R是定值电阻,电源两极间的电压恒定,则符合要求的设计是( )
A. B. C. D.
【考点】欧姆定律的应用.
【分析】先识别电路,然后根据压力的改变,判断滑动变阻器接入电路的阻值的变化,再根据欧姆定律判断电压表和电流表示数的变化.
【解答】解:A.电压表串联在电路中,电路相当于断路,压力变化时电压表的示数不变,故A不符合题意;
B.电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器两端的电压,当压力增大时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,根据欧姆定律可得电路中的电流变小,定值电阻R两端的电压变小,根据串联电路总电压等于各分电压之和可知,变阻器两端的电压变大即电压表的示数变大,故B选项符合题意;
C.电压表测电源的电压,因电源电压不变,所以压力变化时,电压表的示数不变,故C不符合题意;
D.电路为串联电路,电压表测量定值电阻两端的电压,当压力增大时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,定值电阻两端的电压变小,即电压表的示数变小,故D符合题意.
故选BD.
15.如图所示,作用在杠杆一端且始终竖直向上的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个过程中,力F( )
A.不变 B.变大 C.变小 D.先变大后变小
【考点】杠杆的动态平衡分析.
【分析】画出动力臂和阻力臂,杠杆的动力臂与阻力臂的大小关系不变,而阻力臂不变,由杠杆的平衡条件可知动力不变.
【解答】解:如图,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,
∵动力、阻力作用点不变,
∴=不变;
又∵阻力(物重G不变),
∴由FLOB=GLOA得:F==G.
∴当杠杆匀速转动到水平位置时,动力F的大小不变.
故选A.
16.把标有“6V 3W”和“12V 3W”字样的两个灯泡L1、L2串联在15V的电源上,下列说法正确的是( )
A.灯L1正常发光 B.灯L2正常发光
C.两灯都能正常发光 D.两灯都不能正常发光
【考点】欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电功率的计算;额定功率;实际功率.
【分析】已知两灯泡的额定电压和额定功率,根据公式R=求出灯泡的电阻,还知道电源电压,根据公式I=求出电路电流,再利用公式P=I2R求出各自的实际功率,与额定功率进行比较,即可得出结论.
【解答】解:灯泡L1电阻R1===12Ω,灯泡L2电阻R2===48Ω,
电路电流为I===0.25A,
灯泡L1的实际功率P3=I2R1=(0.25A)2×12Ω=0.75W<3W,
不能正常发光.
灯泡L2的实际功率P4=I2R2=(0.25A)2×48Ω=3W=3W,
所以能正常发光.
故选B.
17.如图所示的电路中,闭合开关,发现每个电表都有一定的示数.向右移动变阻器的滑片,则( )
A.电流表A1示数减小,电流表A2和电压表V示数增加
B.电流表A1和A2示数都减小,电压表V示数增加
C.电流表A1、A2和电压表V示数都减小
D.电流表A1、A2和电压表V示数都增加
【考点】电路的动态分析.
【分析】根据电路图可知,R1、R2并联后与滑动变阻器串联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量R1支路电流,电压表测量并联电路两端电压;
根据滑片移动的方向确定电路电阻的变化,然后根据欧姆定律判断干路电流的变化,再根据U=IR判断电压表示数的变化,最后根据欧姆定律可知电流表A2示数的变化.
【解答】解:由电路图可知,R1、R2并联后与滑动变阻器串联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量R1支路电流,电压表测量并联电路两端电压;
当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,根据I=可知,干路电流变大,即电流表A1的示数变大;
由于并联电路部分的电阻不变,根据U=IR可知,并联电路两端电压变大,即电压表示数变大;
由于R1的阻值不变,由I=可知,通过R1的电流变大,即电流表A2的示数变大;
综合上述分析可得,电流表A1、A2和电压表V示数都变大.
故选D.
三、实验题(每空2分,共20分;)
18.电磁铁和永磁体产生的磁场如图所示,请标出永磁体A左端的磁极和电磁铁电源的“十”、“﹣”极.
【考点】通电螺线管的极性和电流方向的判断.
【分析】根据磁感线判断磁体的磁极,再根据安培定则判断电流的方向确定电源的正负极.
【解答】解:在磁体的外部,磁感线总是从磁体的N极发出最后回到S极,所以永磁体A的左端及电磁铁的右端都是N极.再根据安培定则,伸出右手使右手大拇指指向电磁铁的N极,四指弯曲所指的方向为电流的方向,即电流从电磁铁的左端流入,所以电源的左端为“+”极,右端为“﹣”极.
故答案为:
19.如图甲是某种物体熔化时温度随加热时间变化的图象(假设在加热过程中物质的质量不变,单位时间内吸收的热量相等).
(1)图乙是该物质的固体在某一时刻用温度计测得的温度为 ﹣6 ℃.
(2)在CD段时,此物质处于 液 (选填“固”、“液”或“固液共存”)态.
(3)该物质在AB段和CD段的比热容分别为c1、c2,则c1:c2= 1:2 .
【考点】熔化和凝固的温度—时间图象.
【分析】(1)晶体和非晶体在熔化过程中的区别:晶体在熔化过程中,温度不变;非晶体在熔化过程中温度不断上升,晶体熔化时的温度为熔点.
温度计读数时,首先要看清温度计的分度值,再根据液柱上表面对应的刻度进行读数,还要注意是在零上还是零下;
(2)由上面已知该物质的熔点是0℃,所以当该物质在CD段时,该物质已经熔化为液态.
(3)解决此题要结合热量公式Q=cm△t进行求解,由表格可知AB段和CD段的温度变化,从而可计算比热容之比.
【解答】解:(1)由图知,该物质在熔化过程中,温度保持0℃不变,所以该物质为晶体.并且熔点为0℃.
由乙图可知,该温度计的分度值是1℃,而且液柱上表面对应的刻度在零刻度以下,故读数为﹣6℃;
(2)当该物质在CD段时,已熔化结束,变为液态.
(3)∵Q=cm△t,
∴c=,
∵AB段和CD段物质的质量m相同,由图象知,升高的温度相同,都是10℃,加热时间之比为1:2,
所以吸收的热量之比为,从而计算得比热容之比为.
故答案为:(1)﹣6;(2)液;(3)1:2.
20.小阳利用已有的实验器材,为了测定标有“2.5V”字样小灯泡的额定功率,设计了如图甲所示的电路图,其中定值电阻R0的阻值为5Ω.
(1)请你依据电路图用笔画线代替导线,把图乙连接完整.(导线不得交叉)
(2)正确连接好电路后,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,使电流表A1示数为 0.5 A时,小灯泡正常发光.此时电流表A2的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 0.75 W.
(3)在实验测量过程中,电流表A1与R0串联起来作用相当于 电压表 .
【考点】探究用电器的电功率实验;实物的电路连接;电流表的读数方法;额定功率.
【分析】(1)根据图甲连接实物图,R0与电流表A1串联,然后与灯泡并联,注意电流表量程的选择.
(2)由题意知,小灯泡的额定电压U=2.5V,电阻R0=5Ω与灯泡并联,它们的电压相等,由I==可求出灯泡正常灯泡正常发光时电流表A1的示数I1;由电路图知:电流表A2的量程是3A,由图可读出电流表A2的示数I2,根据并联电路的特点求出流过灯泡的电流IL=I2﹣I1,由P=UI2,求出灯泡功率.
(3)已知R0=5Ω,由电流表A1可测出电流I1,由U=I1R0可求出R0两端的电压,所以电流表A1与R0串联起来作用相当于电压表.
【解答】解:(1)电阻R左端接线柱与滑动变阻器左端上面的接线柱相连,灯泡左端的接线柱与电流表A2的3A接线柱相连,电路图如图所示.
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,使电流表A1示数为I1=0.5A时,小灯泡正常发光,此时并联电路电压U=I1R0=0.5A×5=2.5V.由图知电流表A2的示数I2=0.8A,流过灯泡的电流IL=I2﹣I1=0.8A﹣0.5A=0.3A,灯泡功率P=UI2=2.5V0.3A=0.75W.
(3)在实验测量过程中,电流表A1与R0串联起来作用相当于电压表.
故答案为:(1)电路图如图所示.(2)0.5;0.75.(3)电压表.
四、计算与推导题(第21小题5分,第22小题9分,第23小题7分,共21分;解答要有必要的公式和过程,只有最后答案的不能得分)
21.“等效替代法”是物理学中常用的一种方法.若图甲的两个电阻并联后接入电路中的效果与图乙一个电阻接入电路的效果相同,请你利用并联电路电压、电流的规律及欧姆定律推导出R与R1、R2的关系式.
【考点】欧姆定律的应用;物理学方法;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律.
【分析】本题先利用欧姆定律得出并联电路中各电阻上的电流,然后将各电阻上的电流值,代入并联电路的电流关系式中,结合并联电路的电压特点即可导出R与R1、R2的关系式.
【解答】解:根据欧姆定律可得并联电路中两个电阻上的电流分别为:
I1=;I2=;一个电阻R上的电流为:I=;
由并联电路的电流关系I=I1+I2得:
=+;
又因为并联电路电压的特点是:U=U1=U2;
所以=+.
22.下表是某品牌电动自行车的一些主要技术参数:
最高车速
≤30km/h
一次充电连续行驶里程
50km
蓄电池工作电压
36V
充电时间
8h
一次充电耗电量
0.6kwh
电动机效率
75%
质量
40kg
最大骑行噪声
≤62dB
若质量是60kg的人骑该车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶时,受到的阻力是人与车总重的0.02倍.求:
(1)电动机牵引力做功的功率.
(2)行驶10分钟,电动机对自行车做的功.
(3)行驶10分钟,电动机消耗的电能.
【考点】功率的计算;功的计算;电功的计算.
【分析】(1)当自行车匀速行驶时处于平衡状态,根据题意求出电动自行车受到的阻力,再根据二力平衡条件求出牵引力,最后根据P=Fv求出电动机牵引力做功的功率;
(2)根据W=Pt求出行驶10分钟,电动机对自行车做的功;
(3)根据效率公式求出行驶10分钟,电动机消耗的电能.
【解答】解:(1)电动自行车受到的阻力:
f=0.02G=0.02mg=0.02×(40kg+60kg)×10N/kg=20N;
因匀速行驶的电动车受到的阻力和牵引力是一对平衡力,
所以F=f=20N;
牵引力做功的功率:
P=Fv=20N×6m/s=120W.
(2)行驶10分钟,电动机对自行车做的功:
W=Pt=120W×600s=7.2×104J.
(3)行驶10分钟,电动机消耗的电能:
W总===9.6×104J.
答:(1)电动机牵引力做功的功率为120W;
(2)行驶10分钟,电动机对自行车做的功为7.2×104J;
(3)行驶10分钟,电动机消耗的电能9.6×104J.
23.电压表既是测量仪表,同时也是一个接入电路中的特殊电阻.电压表的电阻一般很大,如图所示电压表的电阻为6.0kΩ,某同学连接了如图所示的电路,电源电压为4.5V,并保持不变,R1=3.0kΩ.当闭合开关S1、S2时,电压表示数是多少;闭合开关S1,断开S2时,电压表的示数是多少?
【考点】欧姆定律的应用.
【分析】分析清楚电路结构,根据电路结构应用串联电路特点与欧姆定律分析答题.
【解答】解:由图示电路图可知,当闭合开关S1、S2时,只有电压表接入电路,电压表测电源电压,此时电压表示数为:4.5V;
由图示电路图可知,闭合开关S1、断开S2时,电阻与电压表串联接入电路,
电路电流:I=,电压表示数:UV=IRV===3V;
答:当闭合开关S1、S2时,电压表示数是4.5V,闭合开关S1,断开S2时,电压表的示数是3V.
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