2023年四川省乐山市沙湾区中考物理一调试卷(含答案)
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一、选择题(本卷共16题,每小题2.5分,共40分,在下列各题的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1.(2.5分)下列估测数据最符合实际的是( )
A.正式比赛的篮球架的篮板高约10dm
B.电冰箱冷藏室的温度约为4℃
C.教室内一盏灯的功率约为1000W
D.普通饭碗的质量约为2kg
2.(2.5分)信息、能源、材料是现代文明的三大支柱,下列说法中正确的是( )
A.因为能量是守恒的,所以不必节约能源
B.光纤通信是利用光的折射原理来传递信息的
C.利用风能和水能发电,是将空气和水的内能转化为了电能
D.5G网络速度比4G更快,但它们电磁波传播速度是一样的
3.(2.5分)图为观察微小形变的装置。平面镜M放置在水平桌面上,光源S发出一束激光射到镜面上,经反射后在标尺上形成光斑P.若在图示位置用力F向下挤压桌面,则( )
A.激光束的入射角增大反射角减小
B.激光束的入射角减小反射角增大
C.标尺上的光斑右移
D.标尺上的光斑左移
4.(2.5分)火锅是以麻、辣、鲜、香吸引众多食客的。以下说法正确的是( )
A.锅内汤料煮沸后香气四溢说明分子在做无规则运动
B.火锅上方有大量的“白气”,是火锅中的汤发生了汽化现象
C.给火锅不断加热直至沸腾,增大火力会使汤的温度继续升高
D.煮熟的鱼丸漂浮在汤面,其受到的浮力大于重力
5.(2.5分)如果将以下物理实验放在空间站中进行,不能完成的是( )
A.用刻度尺测物理书中一张纸的厚度约100μm
B.用称量为200g的天平测出100g物体的质量
C.航天员用弹簧测力计对物体施加3N的拉力
D.用实验室温度计测出一袋水的温度为60℃
6.(2.5分)从能量转化角度看,下列装置中与其他三个不同的是( )
A.电磁感应
B.直流电动机
C.交流发电机
D.动圈话筒
7.(2.5分)如图所示,是合唱团正在演唱的情景。在演唱的过程中,合唱团的每一位成员所发出的声音不可能做到( )
A.音调相同 B.响度相同 C.声速相同 D.音色相同
8.(2.5分)如图,是国旗护卫队战士整齐通过长安街的画面。此时他们( )
A.对地面的压力与他们的重力相平衡
B.对地面的压强大于双脚站立状态
C.对地面的压力大于他们双脚站立时
D.因为受到了惯性而能够向前行走
9.(2.5分)如图所示的实例中利用大气压的是( )
A.紧固锤头 B.U型“反水弯”
C.用吸管喝饮料 D.潜水艇的浮沉
10.(2.5分)下表中的物理知识与事例不相符的是( )
序号
事例
物理知识
①
砌墙时用铅垂线
重力的方向
②
鞋底刻有花纹
减小摩擦
③
乘车时系安全带
防范惯性的危害
④
远离门轴推门
力的作用点影响力的作用效果
A.① B.② C.③ D.④
11.(2.5分)实验时,小芳用如图所示的滑轮组,将重为8N的物体匀速提升0.5m。已知动滑轮的重为2N,不计绳重和摩擦,则( )
A.拉力F为4N
B.有用功为5J
C.绳子自由端移动距离为1.5m
D.该滑轮组的机械效率为80%
12.(2.5分)如图所示的实验电路,闭合开关S后,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.3A。则通过小灯泡L1、L2的电流分别是( )
A.0.3A 0.2A B.0.2A 0.3A
C.0.5A 0.3A D.0.5A 0.2A
13.(2.5分)如图所示的电路,闭合开关后,当滑片P向左移动时,以下说法正确的是( )
A.灯泡L变亮 B.电压表示数变大
C.电流表A2示数变大 D.电路消耗的总功率变大
14.(2.5分)如图所示,体温安检门是一种集人体温度检测和金属探测为一体的安全检测门,门头装有高精度的体温检测探头,能够测量人体额头的温度,门中建立有电磁场,能够探测人体是否携带金属物品。当人体温度过高(S1闭合)或人身上携带金属物品(S2闭合)时,报警指示灯就会亮起且电铃发出报警声。下面的简化电路图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
15.(2.5分)如图所示是某加热器的电路图,电源电压为220V,R1、R2均为发热电阻丝。通过开关S1和S2的通断组合,可得到不同加热挡位。其中加热挡功率为4840W,保温挡功率为400W。下列说法正确的是( )
A.开关S1、S2都闭合时,加热器处于保温挡
B.发热电阻丝的阻值大小关系为R1<R2
C.处于加热挡时,R1的功率为400W
D.保温5min,加热器需消耗2000J的电能
16.(2.5分)如甲图所示的电路中,电源电压为16V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息可知,下列说法不正确的是( )
A.R0的阻值是10Ω
B.滑动变阻器的最大阻值是70Ω
C.R0的最小功率是4W
D.电路的最大总功率是25.6W
二、填空题(本大题共4小题,每空1分,共8分)
17.(2分)火箭升空利用了力的作用是 的原理,火箭发动机的工作过程中的能量转化和四冲程汽油机的 冲程相同。
18.(2分)如图所示是时下流行用手机自拍杆拍照的情景,手机的镜头相当于 镜,与直接拿手机自拍相比,使用自拍杆增大了 (填“物距”或“像距”)。
19.(2分)如图所示,重为2N、底面积为2×10﹣3m2的薄壁容器中盛有重为8N的水,将容器放置在水平地面上,容器内水深h为0.3m,则容器对水平地面的压强为 Pa,水对容器底部的压力为 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
20.(2分)如图所示,电源电压不变,当S1、S2同时闭合时,电流表示数是0.3A,电压表示数是9V,那么R1= Ω。假设两表位置互换,S1闭合、S2断开时,电流表示数是0.2A,那么R2消耗的功率为 W。
三、作图题(本大题共两小题,每题3分,共6分)
21.(3分)如图所示,小车自A点自由滑下,运动到C点时停了下来,请画出当小车滑到B点时所受的力的示意图。
22.(3分)开关S闭合后通电螺线管和条形磁铁A之间磁感线的形状如图所示,请在图中标出三条磁感线的方向和条形磁铁A的两个磁极。
四、实验与探究题(本大题共两小题,共14分)
23.(6分)在探究“二力平衡的条件”的实验中,小明同学采用的实验装置如图所示:
(1)当物体处于静止状态或 状态时,我们认为它受到的力是相互平衡的。
(2)实验时,小明发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用,这两个力是平衡的。小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是 ,这时木块在水平方向受到的力 (填“平衡”或“不平衡”).要避免这种现象产生,请你对该实验装置提出改进意见: 。
(3)实验改进后,如果想验证二力平衡条件的“两个力必须作用在同一条直线上”,小明的做法是 。
(4)某同学认为:物体在平衡力的作用下,其机械能可能会增大。你认为他的观点是 的(填“正确”或“错误”)。
24.(8分)在测定小灯泡额定功率的实验中(所用灯泡的额定电压U0=3.8V):
(1)小明小组采用图甲所示的方案,这种测量方法叫做 ;测量时发现闭合开关后,无论怎样移动滑片P,灯都不亮,电流表示数始终为0,电压表示数约为6V,则电路中出现的故障可能是: ;排除故障后,调节滑动变阻器,直到电压表的示数为3.8V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(2)小红小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知,电阻R的阻值已知):
实验步骤:
①电路如图丙所示,请你按电路图在图丁中用笔画线连好电路;
②开关S拨到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电流表示数I1;
③开关S拨到位置2,滑片P位置不动,读出电流表示数I2。
数据处理:先算出灯泡的电阻RL= (请你用所测的物理量表示),再根据P0=,计算出灯的额定功率。
(3)他们按此方案测量,发现实验结果与真实值相差较大,原因是: 。
五、计算题(本大题共两小题,共12分)
25.(6分)高速公路已广泛应用ETC收费系统,这种系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。如图是某高速公路入口处的ETC通道示意图。现有一辆总质量M=1500kg的汽车,在进入ETC收费岛区域前s1=50m处开始减速,经t1=4s后运动至ETC收费岛边界,然后再经t2=6s匀速通过ETC收费岛,其长s2=36m。不计车长,取g=10N/kg。
(1)求汽车的重力大小;
(2)求汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小;
(3)若汽车在ETC收费岛匀速行驶所受阻力为车重力的0.2倍,求汽车通过ETC收费岛牵引力所做的功和功率。
26.(6分)如图所示,电源电压为6V且保持不变,小灯泡L标有“6V 6W”字样,滑动变阻器R1接入电路中的最大阻值为10Ω,定值电阻R2的阻值为5Ω。求:
(1)小灯泡正常发光2min消耗的电能;
(2)只闭合S1,移动滑片P使电路消耗的总功率最大时,通过小灯泡的电流;
(3)S1、S2、S3都闭合,当滑片P移至最右端时,电路消耗的总功率。
2023年四川省乐山市沙湾区中考物理一调试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本卷共16题,每小题2.5分,共40分,在下列各题的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1.(2.5分)下列估测数据最符合实际的是( )
A.正式比赛的篮球架的篮板高约10dm
B.电冰箱冷藏室的温度约为4℃
C.教室内一盏灯的功率约为1000W
D.普通饭碗的质量约为2kg
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解:A、一层楼的高度在3m左右,篮球架的篮板高度与此差不多,在3m左右,故A不符合实际;
B、电冰箱冷藏室的温度高于0℃,约为4℃,故B符合实际;
C、教室内一盏灯的功率约为40W,故C不符合实际;
D、普通饭碗的质量约为200g=0.2kg,故D不符合实际。
故选:B。
【点评】本题考查学生对生活中常见物体的数据的了解情况,本题告诉我们一定要对实际生活中常见的物体做到熟知,以免闹了笑话自己还不知道。
2.(2.5分)信息、能源、材料是现代文明的三大支柱,下列说法中正确的是( )
A.因为能量是守恒的,所以不必节约能源
B.光纤通信是利用光的折射原理来传递信息的
C.利用风能和水能发电,是将空气和水的内能转化为了电能
D.5G网络速度比4G更快,但它们电磁波传播速度是一样的
【分析】(1)虽然能量是守恒的,但是能量的转移和转化是具有方向性,且在能源的使用过程中,使能源从便于利用的变成不便于利用的,同时节能有利于环保,所以需要节约能源;
(2)光纤通信是利用光的反射原理来工作的;
(3)风能和水能发电,是机械能转化成电能;
(4)4G和5G网络通信的载体是电磁波,电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s,当速度不变时波长与频率成反比。
【解答】解:A、虽然能量是守恒的,但是能量的转移和转化是具有方向性,且在能源的使用过程中,使能源从便于利用的变成不便于利用的,同时节能有利于环保,所以需要节约能源,故A错误;
B、光纤通信是利用光的反射原理来工作的,故B错误;
C、利用风能和水能发电,是将空气和水的机械能转化为了电能,故C错误;
D、5G网络速度比4G更快,原因是5G电磁波的波长比4G更短,但它们电磁波传播速度是一样的,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了能源的守恒和节约能源、光纤通信、风能和水能发电的能量转化以及电磁波的相关知识,难度一般。
3.(2.5分)图为观察微小形变的装置。平面镜M放置在水平桌面上,光源S发出一束激光射到镜面上,经反射后在标尺上形成光斑P.若在图示位置用力F向下挤压桌面,则( )
A.激光束的入射角增大反射角减小
B.激光束的入射角减小反射角增大
C.标尺上的光斑右移
D.标尺上的光斑左移
【分析】力可以改变物体的形状;用力压桌面,桌面发生形变,然后根据光的反射定律作图可得出结论。
【解答】解:
光源S发出一束激光射到镜面上,当用力压桌面时,平面镜向中间倾斜(如下图所示),造成入射角增大,根据反射角等于入射角可知,反射光线远离法线,导致了标尺上的光斑右移。
故选:C。
【点评】解答此题的关键是学生要明确“用力压桌面,桌面将向中间倾斜,则桌面的位置降低,光束的位置相对升高,”这也是此题的难点。
4.(2.5分)火锅是以麻、辣、鲜、香吸引众多食客的。以下说法正确的是( )
A.锅内汤料煮沸后香气四溢说明分子在做无规则运动
B.火锅上方有大量的“白气”,是火锅中的汤发生了汽化现象
C.给火锅不断加热直至沸腾,增大火力会使汤的温度继续升高
D.煮熟的鱼丸漂浮在汤面,其受到的浮力大于重力
【分析】(1)物体是由大量分子组成的,分子永不停息地做无规则运动;
(2)“白气”是高温水蒸气遇冷液化形成的;
(3)液体沸腾时的特点:继续吸热,温度保持不变;
(4)物体漂浮时,受到的浮力等于重力。
【解答】解:A、火锅中的香气分子在做不停息地做无规则运动,进入到空气中,所以香气四溢,故A正确;
B、火锅上方的大量“白气”,是水蒸气在上升过程中遇冷形成的小水滴,是液化现象,故B错误;
C、因为液体沸腾时,吸热但是温度保持不变,所以给火锅不断加热直至沸腾,增大火力汤的温度不变,故C错误;
D、漂浮时,浮力等于重力,煮熟的鱼丸漂浮在汤面,其受到的浮力等于重力,故D错误。
故选:A。
【点评】本题体现了物理知识联系生活实际,考查了学生对于热学知识以及物体的浮沉条件的应用,具有综合性,需要学生认真分析。
5.(2.5分)如果将以下物理实验放在空间站中进行,不能完成的是( )
A.用刻度尺测物理书中一张纸的厚度约100μm
B.用称量为200g的天平测出100g物体的质量
C.航天员用弹簧测力计对物体施加3N的拉力
D.用实验室温度计测出一袋水的温度为60℃
【分析】在太空中,测量工具用到重力作用的都不能正常使用。
【解答】解:A、物体的长度不受重力影响,在空间站中可以用刻度尺测量物体的长度,故A能完成;
B.在地球上用天平测量物体的质量,是因为物体和砝码都受到重力作用,放在天平上对天平有力的作用,天平才能完成质量的测量,在空间站中,物体和砝码都处于失重状态,放在天平上对天平没有力的作用,天平不能测量物体质量,故B不能完成;
C.弹簧测力计在空间站中能测量拉力,拉力能使弹簧伸长,能用弹簧测力计测量拉力,故C能完成;
D.温度计是根据液体热胀冷缩性质工作的,液体热胀冷缩跟物体是否失重没有关系,可以用温度计测量温度,故D能完成。
故选:B。
【点评】太空中能使用的测量工具:刻度尺测量长度、温度计测温度、电流表测电流、电压表测电压、电子表测时间、电能表测量耗电量、弹簧测力计测拉力等等。
6.(2.5分)从能量转化角度看,下列装置中与其他三个不同的是( )
A.电磁感应
B.直流电动机
C.交流发电机
D.动圈话筒
【分析】(1)电磁感应现象的内容是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这是机械能转化为电能;
(2)直流电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用,从直流电动机的作用可知其工作时能量的转化;
(3)交流发电机是利用电磁感应现象原理制成的,是把机械能转化为电能的装置;
(4)动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中振动,产生电流,是电磁感应现象原理。
【解答】解:(1)电磁感应现象的内容是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这是机械能转化为电能;
(2)直流电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用,是电能转化为机械能;
(3)交流发电机是利用电磁感应现象原理制成的,是把机械能转化为电能的装置;
(4)动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中振动,产生电流,是把机械能转化为电能。
故选:B。
【点评】本题考查发电机和电动机的工作原理,明确其原理,知道它们的能量是怎样转化的是解答本题的关键。
7.(2.5分)如图所示,是合唱团正在演唱的情景。在演唱的过程中,合唱团的每一位成员所发出的声音不可能做到( )
A.音调相同 B.响度相同 C.声速相同 D.音色相同
【分析】声音的三个特征分别是:音调、响度、音色,是从不同角度描述声音的,音调指声音的高低,由振动频率决定;响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离有关;音色是由发声体本身决定的一个特性。
【解答】解:在演唱的过程中,合唱团的每一位成员所发出的声音可以做到频率相同——音调相同;振幅相同——响度相同;速度相同,但不可能做到音色完全相同,因为音色是发声体本身的特性,不同演唱者的音色不同。
故选:D。
【点评】理解声音的三个特征,明确各自的影响因素,可解答此题。
8.(2.5分)如图,是国旗护卫队战士整齐通过长安街的画面。此时他们( )
A.对地面的压力与他们的重力相平衡
B.对地面的压强大于双脚站立状态
C.对地面的压力大于他们双脚站立时
D.因为受到了惯性而能够向前行走
【分析】(1)战士对地面的压力的受力物体为地面,他们的重力受力物体为战士,而平衡力作用在同一物体上;
(2)战士对地面的压力等于自身重力大小,据此得出行走时对地面的压力与他们双脚站立时对地面的压力的大小关系;行走时受力面积为一只脚的面积,比双脚站立时受力面积变小,根据p=可知压强两种情况下的压强的大小关系;
(3)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质。
【解答】解:A、战士对地面的压力的受力物体为地面,他们的重力受力物体为战士,故两力不平衡,故A错误;
BC、战士对地面的压力等于自身重力大小,故战士行走时对地面的压力等于他们双脚站立时对地面的压力;行走时受力面积为一只脚的面积,比双脚站立时受力面积变小,根据p=可知压强大于双脚站立状态时的压强,故B正确、C错误;
D、惯性是物体的一种性质,不能说“受到了惯性”,故D错误。
故选B。
【点评】本题考查压强、平衡力和惯性的有关知识,综合性较强。
9.(2.5分)如图所示的实例中利用大气压的是( )
A.紧固锤头 B.U型“反水弯”
C.用吸管喝饮料 D.潜水艇的浮沉
【分析】大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
【解答】解:A、撞击中,锤头和锤柄一块运动,锤柄受力静止,而锤头由于惯性还要继续运动,与锤柄结合的更结实,属于惯性现象,与大气压无关,故A不符合题意;
B、排水管U形“反水弯”是利用连通器来工作的,不是利用大气压,故B不符合题意;
C、用力一吸气,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内,利用了大气压,故C符合题意;
D、潜水艇依靠改变自身的重力来实现沉浮的,利用的是物体的浮沉条件,与大气压无关,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对大气压的应用的了解与掌握,利用大气压的生活例子是很多的,学习时,多举例、多解释,分析时不要说成“被吸上来”,而是“被外界的大气压压上来”。
10.(2.5分)下表中的物理知识与事例不相符的是( )
序号
事例
物理知识
①
砌墙时用铅垂线
重力的方向
②
鞋底刻有花纹
减小摩擦
③
乘车时系安全带
防范惯性的危害
④
远离门轴推门
力的作用点影响力的作用效果
A.① B.② C.③ D.④
【分析】①重力的方向总是竖直向下的,竖直向下是指和物体所在处水平面垂直向下的方向;
②增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
③惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,其大小与物体的质量有关;一切物体都有惯性;
④力的三要素有:力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果。
【解答】解:①砌墙时利用悬挂重物的细线来确定竖直方向,以此来检查所砌的墙壁是否竖直,这是利用了重力方向总是竖直向下的,故①正确;
②鞋底上刻有花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的,故②错误;
③系安全带是为了减小在紧急刹车时人由于惯性而向前冲时受到的伤害,故③正确;
④力的三要素为:力的方向、力的大小、力的作用点,这三个因素共同影响力的作用效果,推门时,远离门轴推门越省力,说明力的作用效果与力的作用点有关,故④正确。
故选:B。
【点评】本题考查重力的方向、摩擦力、惯性和力的三要素,要求知识点掌握准确。这也体现了生活中时时处处都蕴含着物理知识的思想。
11.(2.5分)实验时,小芳用如图所示的滑轮组,将重为8N的物体匀速提升0.5m。已知动滑轮的重为2N,不计绳重和摩擦,则( )
A.拉力F为4N
B.有用功为5J
C.绳子自由端移动距离为1.5m
D.该滑轮组的机械效率为80%
【分析】(1)图中使用的滑轮组承担物重的绳子股数n=2,不计绳重和摩擦,利用F=(G物+G动)求拉力大小;
(2)根据W有用=Gh求拉力做的有用功;
(3)由图知,n=2,则绳子自由端移动距离s=2h;
(4)利用W总=Fs求拉力做的总功,利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率。
【解答】解:A、由图可知,n=2;不计绳重和摩擦时,拉力F=(G物+G动)=×(8N+2N)=5N,故A错误;
B、拉力做的有用功:W有用=Gh=8N×0.5m=4J,故B错误;
C、绳子自由端移动距离s=2h=2×0.5m=1m,故C错误;
D、拉力做的总功:W总=Fs=5N×1m=5J,
滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对有用功、总功、机械效率公式、滑轮组s=nh的理解和运用,本题关键是利用好不计绳重和摩擦时拉力F=(G物+G动)。
12.(2.5分)如图所示的实验电路,闭合开关S后,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.3A。则通过小灯泡L1、L2的电流分别是( )
A.0.3A 0.2A B.0.2A 0.3A
C.0.5A 0.3A D.0.5A 0.2A
【分析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表A测干路的电流,电流表A1测灯L1的电流;由并联电路的特点求出流过小灯泡L1上的电流。
【解答】解:因为两灯泡并联,电流表A测干路的电流,电流表A1测灯L1的电流,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以流过灯泡L2的电流:I2=IA﹣IA1=0.5A﹣0.3A=0.2A。
故通过灯泡L1的电流是0.3A;通过灯泡L2的电流是0.2A;
故选:A。
【点评】分析清楚电路结构、熟练应用并联电路的电流特点可以正确解题。
13.(2.5分)如图所示的电路,闭合开关后,当滑片P向左移动时,以下说法正确的是( )
A.灯泡L变亮 B.电压表示数变大
C.电流表A2示数变大 D.电路消耗的总功率变大
【分析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表测电源两端的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测L支路的电流;
根据电源电压不变可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过L的电流和实际功率均不变,根据滑片的移动方向可知变阻器接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R的电流变化,利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化,根据P=UI可知电路消耗总功率的变化。
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表测电源两端的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测L支路的电流。
AC、因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过灯泡的电流和实际功率均不变,即灯泡L的亮度不变、电流表A2示数不变,故AC错误;
B、因电源电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故B错误;
D、当滑片P向左移动时,变阻器R接入电路中的电阻变小,由I=可知,通过R的电流变大;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变大,由P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
14.(2.5分)如图所示,体温安检门是一种集人体温度检测和金属探测为一体的安全检测门,门头装有高精度的体温检测探头,能够测量人体额头的温度,门中建立有电磁场,能够探测人体是否携带金属物品。当人体温度过高(S1闭合)或人身上携带金属物品(S2闭合)时,报警指示灯就会亮起且电铃发出报警声。下面的简化电路图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【分析】当人体温度过高(S1闭合)或人身上携带金属物品(S2闭合)时,报警指示灯就会亮起且仪器发出报警声,这说明任何一个开关闭合,整个电路工作,据此判定电路的连接方式。
【解答】解:根据题意可知,当人体温度过高(S1闭合)或人身上携带金属物品(S2闭合)时,报警指示灯就会亮起且仪器发出报警声,这说明任何一个开关闭合,整个电路工作,即这两个开关互不影响,是并联在电路中的,然后与灯泡和电铃串联在电路中,故只有D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的设计,明确两个开关的连接方式是解题的关键。
15.(2.5分)如图所示是某加热器的电路图,电源电压为220V,R1、R2均为发热电阻丝。通过开关S1和S2的通断组合,可得到不同加热挡位。其中加热挡功率为4840W,保温挡功率为400W。下列说法正确的是( )
A.开关S1、S2都闭合时,加热器处于保温挡
B.发热电阻丝的阻值大小关系为R1<R2
C.处于加热挡时,R1的功率为400W
D.保温5min,加热器需消耗2000J的电能
【分析】(1)由P=UI=可知,当电源电压一定时,电路电阻越大,功率越小,根据电路图分析电路结构,结合并联电路电阻规律和P=UI=可知各挡位时电路的连接;
(2)根据并联电路的特点可知加热挡时R2的电功率,根据电路的总功率等于各用电器电功率之和求出加热挡时R1的电功率,根据P=UI=比较R1、R2的阻值大小关系;
(3)根据P=求出保温5min,加热器消耗的电能。
【解答】解:A、当S1、S2闭合时,R1、R2并联;当S1闭合、S2断开时,电路为R2的简单电路;因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻,所以由P=UI=可知,R1、R2并联时,电路中的电阻最小,电功率最大,加热器为加热挡;电路为R2的简单电路时,电路中的电阻最大,电功率最小,加热器为保温挡,即开关S1、S2都闭合时,加热器处于加热挡,故A错误;
BC、因为保温挡时,电路为R2的简单电路,所以保温挡时R2的电功率:P保温=400W;由并联电路的特点可知,加热挡时R2两端的电压与保温挡时R2两端的电压相同,因此加热挡时R2的电功率:P2=P保温=400W,由电路的总功率等于各用电器电功率之和可知,加热挡时R1的电功率:P1=P加热﹣P2=4840W﹣400W=4440W,故C错误;
由并联电路的电压特点和P=UI=可知,===<1,即R1<R2,故B正确;
D、由P=可知,保温5min,加热器消耗的电能:W=P保温t=400W×5×60s=1.2×105J,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查并联电路的特点、电功和电功率公式的应用,正确的判断加热器处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
16.(2.5分)如甲图所示的电路中,电源电压为16V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息可知,下列说法不正确的是( )
A.R0的阻值是10Ω
B.滑动变阻器的最大阻值是70Ω
C.R0的最小功率是4W
D.电路的最大总功率是25.6W
【分析】根据图甲可知R0、R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据串联电路的分压原理可知,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,滑动变阻器两端的电压为零,由欧姆定律可知此时电路中的电流最大,根据图乙可知,当电压表的示数为0V时电路中的电流,根据欧姆定律求出R0的阻值;
(2)根据串联电路的分压原理可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时滑动变阻器两端的电压最大,根据欧姆定律可知电路中的电流最小,根据图乙可知,当电压表的示数最大时电路中的最小电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;
(3)根据P=UI=I2R求出R0的最小功率;
(4)根据P=UI求出电路的最大总功率。
【解答】解:根据图甲可知R0、R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、由串联电路的分压原理可知,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,滑动变阻器两端的电压为零,由欧姆定律可知,此时电路中的电流最大,
由图乙可知,当电压表的示数为0V时,电路中的最大电流I最大=1.6A,由欧姆定律可知,R0的阻值:R0===10Ω,故A正确;
B、由串联电路的分压原理可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,由欧姆定律可知,此时电路中的电流最小,
图乙可知,当电压表的示数最大为14V时,电路中的最小电流I最小=0.2A,由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值:R最大===70Ω,故B正确;
C、R0的最小功率:P最小=I最小2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W,故C错误;
D、电路的最大总功率:P最大=UI最大=16V×1.6A=25.6W,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,关键是根据图象读出相关的信息。
二、填空题(本大题共4小题,每空1分,共8分)
17.(2分)火箭升空利用了力的作用是 相互的 的原理,火箭发动机的工作过程中的能量转化和四冲程汽油机的 做功 冲程相同。
【分析】(1)依据力的相互作用去解释,即一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用。
(2)四冲程汽油机的做功冲程能量转化:内能转化为机械能。
【解答】解:(1)火箭升空时,向后喷出高温高压的燃气,火箭给燃气向下的作用力,由于力的作用是相互的,燃气给火箭向上的作用力,使火箭上升;
(2)在火箭上升过程中发动机工作时,燃料燃烧产生的内能转化为机械能,这和四冲程汽油机的做功冲程相同。
故答案为:相互的;做功。
【点评】解决此类题目要掌握:(1)作用力和反作用力,即一个物体在施力的同时必然也受力,另一个物体在受力的同时必然也是施力物体;
(2)内燃机的做功冲程中的能量转化。
18.(2分)如图所示是时下流行用手机自拍杆拍照的情景,手机的镜头相当于 凸透 镜,与直接拿手机自拍相比,使用自拍杆增大了 物距 (填“物距”或“像距”)。
【分析】“自拍神器”是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的,凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小。
【解答】解:手机的摄像头相当于一个凸透镜。根据凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小,可知“自拍神器”与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以增大物距,减小人像的大小,从而增大取景范围,取得更好的拍摄效果。
故答案为:凸透;物距。
【点评】此题主要考查了有关凸透镜成像的规律及应用。一定要熟练掌握规律的内容,特别是成像特点与物距之间的关系。
19.(2分)如图所示,重为2N、底面积为2×10﹣3m2的薄壁容器中盛有重为8N的水,将容器放置在水平地面上,容器内水深h为0.3m,则容器对水平地面的压强为 5×103 Pa,水对容器底部的压力为 6 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【分析】(1)容器对水平地面的压力等于容器和容器内水的总重力,根据p=求出容器对水平地面的压强;
(2)根据p=ρgh求出水对容器底部的压强,利用p=求出水对容器底部的压力。
【解答】解:容器对水平地面的压力:F=G总=G水+G容=8N+2N=10N,
容器对水平地面的压强:p===5×103Pa;
(2)水对容器底部的压力:p′=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa,
由p=可知,水对容器底部的压力:F′=p′S=3000Pa×2×10﹣3m2=6N。
故答案为:5×103;6。
【点评】本题考查液体压强公式和固体压强公式的应用,计算过程中注意公式的正确选择。
20.(2分)如图所示,电源电压不变,当S1、S2同时闭合时,电流表示数是0.3A,电压表示数是9V,那么R1= 30 Ω。假设两表位置互换,S1闭合、S2断开时,电流表示数是0.2A,那么R2消耗的功率为 0.8 W。
【分析】(1)当S1、S2同时闭合时,两电阻并联,电压表测电源的电压,电流表测R1支路的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R1的阻值;
(2)若两表位置互换,当S2闭合、S1断开,两电阻串联,电压表仍测电源电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出R2的阻值,根据P=I2R求出R2消耗的功率。
【解答】解:(1)当S1、S2同时闭合时,两电阻并联,电压表测电源的电压,电流表测R1支路的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,R1的阻值:
R1===30Ω;
(2)若两表位置互换,当S2闭合S1断开,两电阻串联,电压表仍测电源电压,电流表测电路中的电流,
由I=可得,电路中的总电阻:
R===45Ω,
因串联电路中总电阻等于各串联电阻之和,
所以,R2的阻值:
R2=R﹣R1=45Ω﹣30Ω=15Ω,
R2消耗的功率:
P2=I2R2=(0.2A)2×15Ω=0.6W。
故答案为:30;0.6。
【点评】本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,关键是两种情况下电路连接方式的判断和电表所测电路元件的判断。
三、作图题(本大题共两小题,每题3分,共6分)
21.(3分)如图所示,小车自A点自由滑下,运动到C点时停了下来,请画出当小车滑到B点时所受的力的示意图。
【分析】由题意分析小车滑到B点时处于运动状态,受摩擦力,竖直方向受到重力和支持力,据此画图,作用点在重心。
【解答】解:小车滑到C点时处于静止状态,在B继续运动,受向左的摩擦力和竖直方向的重力和支持力,据此画图,作用点在重心。画图如下:
故答案为:如图见解答。
【点评】此题考查的是力的示意图,关键是正确分析小车在B点受到的各力。
22.(3分)开关S闭合后通电螺线管和条形磁铁A之间磁感线的形状如图所示,请在图中标出三条磁感线的方向和条形磁铁A的两个磁极。
【分析】首先要通过电流的方向,利用安培定则判断出左侧螺线管的极性,再根据磁极间的相互作用,判断出磁铁A的磁极,最后根据磁极,画出磁感线的方向。
【解答】解:如图,电流方向由右端流入左端,利用安培定则判断可知,螺线管的左端为N极,右端为S极,
又知道在磁体的外部,磁感线都是从其N极出发指向S极的,所以磁感线的方向都指向S极,条形磁铁的左端为N极,如图所示;
【点评】解决此题的突破口在于利用安培定则,通过电源的方向判断出通电螺线管的极性,再依次确定条形磁铁的极性、磁感线的方向。
四、实验与探究题(本大题共两小题,共14分)
23.(6分)在探究“二力平衡的条件”的实验中,小明同学采用的实验装置如图所示:
(1)当物体处于静止状态或 匀速直线运动 状态时,我们认为它受到的力是相互平衡的。
(2)实验时,小明发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用,这两个力是平衡的。小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是 木块受到向左的摩擦力 ,这时木块在水平方向受到的力 平衡 (填“平衡”或“不平衡”).要避免这种现象产生,请你对该实验装置提出改进意见: 用小车代替木块,用光滑的水平面代替桌面 。
(3)实验改进后,如果想验证二力平衡条件的“两个力必须作用在同一条直线上”,小明的做法是 让F1=F2,把木块沿水平方向扭动一下,松手时观察是否平衡 。
(4)某同学认为:物体在平衡力的作用下,其机械能可能会增大。你认为他的观点是 正确 的(填“正确”或“错误”)。
【分析】静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用。
两个物体接触时,要发生或已经发生相对运动时,物体之间产生阻碍物体运动的摩擦力。减小摩擦力的方法:减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代替滑动、使接触面脱离。
扭动一个角度后,小车受到的两个拉力不再在同一直线上,由此入手分析小车的运动状态。
动能和势能的和是机械能,从动能和势能上分别考虑。
【解答】解:(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力的作用。
(2)小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,木块还受平衡力的作用,木块有向右运动的趋势,木块和桌面之间产生了向左的摩擦力的作用,向左的拉力和摩擦力与向右的拉力是平衡力。
要避免这种现象要减小木块与桌面之间的摩擦力的作用,用小车代替木块,用光滑的水平面代替桌面等。
(3)让F1=F2,把木块沿水平方向扭动一下,松手时观察是否平衡。
(4)物体在平衡力作用下,质量不变,速度不变,动能不变,物体可以匀速直线上升,高度增大,重力势能增大,机械能增大。说法是正确的。
故答案为:(1)匀速直线运动;
(2)木块受到向左的摩擦力;平衡;用小车代替木块,用光滑的水平面代替桌面;
(3)让F1=F2,把木块沿水平方向扭动一下,松手时观察是否平衡;
(4)正确。
【点评】掌握此装置用小车代替木块可以探究二力平衡条件,实验比较典型,一定要掌握。
24.(8分)在测定小灯泡额定功率的实验中(所用灯泡的额定电压U0=3.8V):
(1)小明小组采用图甲所示的方案,这种测量方法叫做 伏安法 ;测量时发现闭合开关后,无论怎样移动滑片P,灯都不亮,电流表示数始终为0,电压表示数约为6V,则电路中出现的故障可能是: 灯泡断路 ;排除故障后,调节滑动变阻器,直到电压表的示数为3.8V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 1.14 W;
(2)小红小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知,电阻R的阻值已知):
实验步骤:
①电路如图丙所示,请你按电路图在图丁中用笔画线连好电路;
②开关S拨到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电流表示数I1;
③开关S拨到位置2,滑片P位置不动,读出电流表示数I2。
数据处理:先算出灯泡的电阻RL= (请你用所测的物理量表示),再根据P0=,计算出灯的额定功率。
(3)他们按此方案测量,发现实验结果与真实值相差较大,原因是: 灯泡电阻随温度的变化而变化,题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等,所以根据P0=计算出的功率与额定功率的真实值相差较大 。
【分析】(1)在测定小灯泡额定功率的实验中,实验原理为P=UI,常用的方法是伏安法,
灯泡不亮,可能是由电路断路或灯泡短路造成的,根据故障现象分析电路故障原因;
由图示电流表确定电流表量程与分度值,读出电流表示数,然后由P=UI求出灯泡额定功率。
(2)根据电路图连接实物图时,应根据电路路径一条一条支路连接且要注意一一对应;根据开关S拨到位置1和开关S拨到位置2时,判断电路的连接方式,由②可得灯泡两端电压U=I1R,由③得灯泡电流I=I2﹣I1,然后根据欧姆定律可求灯泡电阻;
(3)灯泡电阻随温度的变化而变化,题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等,所以根据P0=计算出的功率与额定功率的真实值相差较大。
【解答】解:(1)在测定小灯泡额定功率的实验中,实验原理为P=UI,常用的方法是伏安法,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片P,灯都不亮,电流表示数始终为0,说明电路断路,电压表示数约为6V,则电路中出现的故障可能是:灯泡断路;
由图知:电流表量程是0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是0.3A,灯泡额定功率P=U额I=3.8V×0.3A=1.14W;
(2)开关S拨到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电流表示数I1;
开关S拨到位置2,滑片P位置不动,读出电流表示数I2;开关在位置1时,灯泡与电阻并联,灯泡两端的电压UL=UR=I1R,
开关打到2位置时,由并联电路特点知:流过灯泡的电流I灯=I2﹣I1,
则灯泡电阻RL==;
(3)电路连接如下:
因为灯泡电阻随温度的变化而变化,题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等,
所以根据求出的功率与额定功率的真实值相差较大。
故答案为:(1)伏安法;灯泡断路;1.14;(2)见解答图;;(3)灯泡电阻随温度的变化而变化,题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等,所以根据P0=计算出的功率与额定功率的真实值相差较大。
【点评】本题考查测定小灯泡额定功率的实验原理、电路故障分析、电流表读数、求灯泡功率、利用替代法测量电功率,有一定难度。
五、计算题(本大题共两小题,共12分)
25.(6分)高速公路已广泛应用ETC收费系统,这种系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。如图是某高速公路入口处的ETC通道示意图。现有一辆总质量M=1500kg的汽车,在进入ETC收费岛区域前s1=50m处开始减速,经t1=4s后运动至ETC收费岛边界,然后再经t2=6s匀速通过ETC收费岛,其长s2=36m。不计车长,取g=10N/kg。
(1)求汽车的重力大小;
(2)求汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小;
(3)若汽车在ETC收费岛匀速行驶所受阻力为车重力的0.2倍,求汽车通过ETC收费岛牵引力所做的功和功率。
【分析】(1)根据G=mg求出重力大小;
(2)根据路程和时间求出速度的大小;
(3)先求出阻力,根据P=Fv求出功率,再根据W=Pt求出功。
【解答】解:
(1)汽车的重力为:
G=mg=1500kg×10N/kg=15000N;
(2)由题意可知,汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小为:
v===8.6m/s;
(3)因为汽车在ETC收费岛匀速行驶,
所以汽车受到的牵引力:
F=f=0.2G=0.2×15000N=3000N;
汽车在收费岛匀速行驶的速度:
v'===6m/s;
汽车的功率:
P=Fv′=3000N×6m/s=18000W;
汽车所做的功:
W=Pt=18000W×6s=1.08×105J。
答:(1)汽车的重力为15000N;
(2)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度为8.6m/s;
(3)汽车通过ETC收费岛牵引力所做的功为1.08×105J,功率为18000W。
【点评】本题考查了重力的计算、速度的计算、功和功率的计算,是一道基础题。
26.(6分)如图所示,电源电压为6V且保持不变,小灯泡L标有“6V 6W”字样,滑动变阻器R1接入电路中的最大阻值为10Ω,定值电阻R2的阻值为5Ω。求:
(1)小灯泡正常发光2min消耗的电能;
(2)只闭合S1,移动滑片P使电路消耗的总功率最大时,通过小灯泡的电流;
(3)S1、S2、S3都闭合,当滑片P移至最右端时,电路消耗的总功率。
【分析】(1)小灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,根据P=求出小灯泡正常发光2min消耗的电能;
(2)只闭合S1时,灯泡L与变阻器R1串联,当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为灯泡的简单电路,此时电路中电阻最小,电路消耗的总功率最大;此时灯泡两端的电压和额定电压相等,根据P=UI求出移动滑片P使电路消耗的总功率最大时通过小灯泡的电流;
(3)S1、S2、S3都闭合,当滑片P移至最右端时,R1的最大阻值和R2并联,根据电阻的并联求出电路中的总电阻,利用P=UI=求出电路消耗的总功率。
【解答】解:(1)小灯泡正常发光时的功率PL=6W,
由P=可得,小灯泡正常发光2min消耗的电能:
WL=PLt=6W×120s=720J;
(2)只闭合S1时,灯泡L与变阻器R1串联,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为灯泡的简单电路,此时电路中电阻最小,电路消耗的总功率最大,
此时灯泡两端的电压等于电源电压6V,也与其额定电压相等,
由P=UI可得此时通过小灯泡的电流:
IL===1A;
(3)S1、S2、S3都闭合,当滑片P移至最右端时,R1的最大阻值和R2并联,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路的总电阻:
R===Ω,
电路消耗的总功率:
P===10.8W。
答:(1)小灯泡正常发光2min消耗的电能为720J;
(2)只闭合S1,移动滑片P使电路消耗的总功率最大时,通过小灯泡的电流为1A;
(3)S1、S2、S3都闭合,当滑片P移至最右端时,电路消耗的总功率为10.8W。
【点评】本题考查了并联电路的特点和电功公式、电功率公式的应用,要注意额定电压下灯泡正常发光。
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