2023年河北省唐山市丰南区中考物理一模试题(含答案)
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一、选择题(本大题共22个小题,共47分。1~19小题为单选题,每小题的四个选项中,只有一个选项符合题意,每小题2分;20~22小题为多选题,每小题的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题意,每小题2分,全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选或不选的不得分)
1.(2分)理化知识在生活、生产中有重要的应用,下列生活中的做法不合理的是( )
A.海水晒盐利用了降温结晶的方法
B.利用悬挂重物的细线检查墙壁是否竖直
C.发生火灾时,用湿毛巾捂住口鼻,蹲下靠近地面,迅速离开火灾现场
D.铁轨下铺设枕木是为了减小压强
2.(2分)下列有关物质的分类正确的是( )
A.绝缘体:干木材、陶瓷、橡胶
B.氧化物:磁铁矿、二氧化锰、干冰
C.省力杠杆:羊角锤、理发剪、钳子
D.铁、锌、碘、氟、钙都是人体必需的微量元素
3.(2分)下列实验过程所用的实验方法与其他三项不相同的是( )
A.探究影响滑动摩擦力大小的因素
B.配制一定量一定溶质质量分数的溶液
C.探究不同物质的吸热能力
D.探究影响金属和酸反应速率的因素
4.(2分)下列利用分子、原子观点解释的现象中不正确的是( )
A.金刚石很硬,石墨很软——原子的排列方式不同
B.一氧化碳可燃,水可灭火——构成物质的分子不同
C.自行车轮胎在阳光下暴晒而炸裂――分子体积变大‧
D.两端磨平的铅棒压紧后能够吊起大钩码不分开——分子间有引力
5.(2分)对如图所示实验的分析正确的是( )
A.图甲:用等大的力拉伸和压缩弹簧,弹簧形状不同——力的作用效果与作用点有关
B.图乙:呼出气体中CO2含量比空气中的多
C.图丙:将用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管时,吸管被吸引,说明吸管带负电
D.图丁:验证铁生锈与氧气有关
6.(2分)下列数据最接近实际情况的是( )
A.加冰的可乐饮料的温度为﹣30℃
B.教室里凳子的高度约为40dm
C.一支签字笔的质量约为1.2kg
D.中学生游泳时所受的浮力约为500N
7.(2分)下列有关声现象的说法正确的是( )
A.敲鼓时,鼓面振动的幅度越大,发出声音的音调越高
B.蝴蝶翅膀振动的声音我们听不到,是因为它的翅膀振动幅度太小
C.航母甲板上的士兵戴着有耳罩的头盔,这是在传播过程中减弱噪声
D.超声波洁牙利用了声音可以传递能量
8.(2分)关于下列四幅图中的物态变化,表述正确的是( )
A.图甲:灯泡外壳发黑是由钨丝升华后凝固形成的
B.图乙:草叶上的露珠是由水蒸气液化形成的小水珠
C.图丙:水烧开时冒出大量的“白气”是由水汽化形成的水蒸气
D.图丁:流水形成的冰锥是由水凝华形成的
9.(2分)如图所示,这是北京冬奥会比赛场馆中的消毒机器人,机器人接到指令后,内部的电动机会驱动底部的轮子,使机器人运动到指定地点进行消毒工作。下列四幅图中的工作原理与电动机的工作原理相同的是( )
A.
B.
C.
D.
10.(2分)如图所示,用拉力F1将物体B匀速提升高度h,若借助滑轮组用拉力F2把物体B匀速提升相同的高度。下列说法正确的是( )
A.使用滑轮组的过程中,绳子自由端移动的距离是物体上升高度的2倍
B.两个过程中拉力F1=3F2
C.滑轮组的机械效率为
D.拉力F2做功的功率比拉力F1做功的功率大
(多选)11.(3分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,光屏上呈现一个清晰的烛焰的像。下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距小于10cm
B.此时的成像特点与照相机的成像特点相同
C.将近视镜片放在凸透镜与蜡烛之间,向右适当移动光屏仍可成清晰的实像
D.若蜡烛燃烧变短,光屏上的像会向上移动
(多选)12.(3分)在两支相同的平底试管内装入等量铁砂,然后分别放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里,其静止状态如图所示,则下列说法正确的是( )
A.试管在甲液体中受到的浮力较大
B.两个烧杯底部所受液体压强相等
C.乙液体的密度较大
D.两支试管底部所受液体压强相等
(多选)13.(3分)如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻,R为滑动变阻器,a、b、c是电流表、电压表或定值电阻R2且不相同。当闭合开关S、S1、S3时,两表均有示数,移动滑片P,两表的示数均不变。以下说法正确的是( )
A.a是电压表,b是电流表
B.只闭合开关S、S2,移动滑片P到最左端时,电路消耗的总功率最小
C.闭合开关S、S1、S3,向右移动滑片P时,电压表示数与电流表示数的比值变大
D.用此电路可以测出定值电阻R2的阻值
二、填空及简答题(本大题共9个小题;每空1分,共31分)
14.(3分)小明家装有两孔插座和三孔插座,插在插座上的电视机和洗衣机之间是 (选填“串”或“并”)联的;洗衣机的三脚插头插入三孔插座后,洗衣机的金属外壳与三孔插座中的 (选填“火”、“零”或“地”)线相连,防止发生触电事故;小明家的电能表如图所示,若该电视机的额定功率为120W,则该电视机在额定功率下工作3h,电能表指示灯闪烁 次。
15.(2分)如图甲所示,这是四冲程汽油机的 冲程。如图乙所示,这是我国自主生产的某品牌小汽车,汽油机的转速为2400r/min,汽油机1s内对外做功 次。
16.(3分)如图所示,这是蹦床运动员进行比赛的情景。思考这项运动中涉及的物理知识,回答下列问题。
(1)问题:运动员从最低点到达最高点的过程中,运动员的动能和重力势能如何变化?
回答: 。
(2)请从力学角度提出一个问题并回答。
问题: ?
回答: 。
17.(2分)如图甲所示的拉杆式书包在使用时相当于 (选填“省力”或“费力”)杠杆。已知书包的质量为5kg,若拉动书包时,动力臂是阻力臂的5倍,则竖直向上的拉力F至少为 N。如图乙所示,这是拉杆式书包的简化图,O是轮子的转轴,相当于杠杆的支点,书包在图乙所示位置静止,请画出施加在端点A的最小作用力F。(g取10N/kg)
18.(3分)目前,核电站是利用 (选填“核裂变”或“核聚变”)的方式获得核能的。太阳是人类能源的宝库,获得太阳能的方式有三种:①光热转换,②光电转换,③光化转换,太阳能热水器是通过 (选填序号)方式获得内能的;太阳能属于 (选填“一次”或“二次”)能源。
三、实验探究题(本大题共4个小题;第32小题4分,第33小题6分,第34、35小题各7分,共24分)
19.(4分)小明用两根完全相同的蜡烛和一块薄玻璃板探究“平面镜的成像特点”,如图所示。
(1)实验时用透明玻璃板代替平面镜的目的是 。
(2)为了比较像与物到平面镜的距离,除了图示的实验器材外,还需要的测量工具是 。
(3)实验中,有同学用一张白纸挡在玻璃板和像之间,该同学 (选填“能”或“不能”)观察到蜡烛的像。
(4)如图乙所示,A是烛焰上的一点,B是人眼的位置,请画出A点发出的一条光线经平面镜反射后经过B点的光路图。
20.(6分)小明和小聪要探究二力平衡的条件,准备了如图所示的实验器材。
(1)如图甲所示,小明用弹簧测力计测得铝块所受的重力为 N;他提出能否利用图甲实验装置来探究二力平衡的条件,小聪认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的拉力和重力的大小来进行比较,分析发现,在小明的方案中,在未知二力平衡条件的前提下,无法测量 力的大小,所以这一方案无法实施下去。
(2)小明设计了如图乙所示的实验装置进行实验,其中滑轮的作用是 。
(3)当卡片平衡时,小明将卡片转过一个角度,松手后卡片不能平衡,这样做是证实 的两个力不能平衡。
(4)小明为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,下一步的做法是 。
(5)小聪在进行探究时设计了如图丙所示的实验装置,他发现当左盘和右盘放相同的砝码时,木块静止不动;当将图甲中的铝块放入左盘,右盘放三个重1N的相同砝码时木块仍静止不动,这是由于 。
21.(7分)小明利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,有如下实验器材:新干电池两节,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,“30Ω,1A”的滑动变阻器一个,电压表、电流表、开关各一只,导线若干。
(1)图乙是按照图甲连接的实物图,其中有一根导线连接错了,请你在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。(导线不允许交叉)
(2)正确连接后闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表示数均为零,电压表示数接近电源电压,经检查线路连接没有问题,则故障原因可能是 。
(3)排除故障后,小明将5Ω的电阻接入电路中时,移动滑动变阻器的滑片,直至电压表示数如图丙所示,此时通过定值电阻的电流为 A。
(4)他将5Ω的电阻换成10Ω的电阻进行实验,此时要将滑动变阻器的滑片向 移动,使电压表的示数仍如图丙所示,并记录相关数据;接着他将15Ω、20Ω的电阻接入电路,继续进行实验。当他把20Ω的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到如图丙所示,原因是 。于是,他改变定值电阻两端的电压,重新依次进行实验,调节后的电压值应该不低于 V。
【评估】实验结束后,小明进行了反思,他认为如果把阻值为 Ω的电阻最先接入电路进行实验,就可以避免实验中出现电压表示数无法达到控制电压的问题。
四、计算应用题(本大题共3个小题;第36小题5分,第37小题6分,第38小题7分,共18分。解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
22.(6分)如图所示,实心正方体A、B放置在水平地面上,物体A的质量为6kg,物体B所受的重力为80N,A、B的边长分别为10cm和20cm。(g取10N/kg)
(1)求物体A所受的重力。
(2)求物体B对水平地面的压强。
(3)将物体B沿水平方向切去一部分,并将切去部分平放在物体A上,使物体B切去部分对物体A的压强与物体A对地面的压强之比为1:3,求物体B切去部分的质量。
23.(7分)在如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R1是定值电阻,R2是一个最大阻值30Ω的滑动变阻器。闭合开关S2,R2的滑片P置于最右端时,电压表的示数为U1,R1的电功率P=0.9W,将滑片P置于R2的最左端时,电压表示数为U2,U2:U1=4:1。求:
(1)R1的阻值。
(2)电源电压。
(3)用定值电阻R3替换R2,闭合开关S,电压表示数为U3,U3与U1相比变化1V,则R3可能的阻值。
2023年河北省唐山市丰南区中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共22个小题,共47分。1~19小题为单选题,每小题的四个选项中,只有一个选项符合题意,每小题2分;20~22小题为多选题,每小题的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题意,每小题2分,全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选或不选的不得分)
1.【解答】解:A、海水晒盐利用的是蒸发结晶的方法,故A错误;
B、重力的方向竖直向下,所以利用悬挂重物的细线检查墙壁是否竖直,故B正确;
C、火灾现场中有害物质聚集于高空中,故应用湿毛巾捂住口鼻,蹲下靠近地面,迅速离开火灾现场,故C正确;
D、铺设枕木可在压力一定时,增大接触面积,从而减小压强,故D正确。
故选:A。
2.【解答】解:A、干木材、陶瓷、橡胶都是绝缘体,故A正确;
B、磁铁矿属于混合物,故B错误;
C、理发剪是费力杠杆,故C错误;
D、钙属于人体所需的常量元素,故D错误。
故选:A。
3.【解答】解:探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究不同物质的吸热能力、探究影响金属和酸反应速率的因素等,采用了控制变量法;配制一定量一定溶质质量分数的溶液没有采用此方法。
所以B所用的实验方法与ACD不同。
故选:B。
4.【解答】解:
A、金刚石很硬,石墨很软,是因为原子的排列方式不同导致了硬度的不同,故A正确;
B、一氧化碳可燃,水可灭火,这说明构成物质的分子不同,故B正确;
C、自行车轮胎暴晒炸裂是由于分子之间的间隔增大,分子的体积并没有变化,故C错误;
D、两端磨平的铅棒压紧后能够吊起大钩码不分开,这说明分子间有引力,故D正确。
故选:C。
5.【解答】解:A、用等大的力拉伸和压缩弹簧,力的方向不同,弹簧形状不同,说明力的作用效果与力的方向有关,故A错误;
B、呼出气体中CO2含量比空气中的多,可比较得出呼出气体中氧气含量比空气中的少,故B错误;
C、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,玻璃棒靠近吸管时,吸管被吸引,说明吸管带负电或不带电,故C错误;
D、a试管与空气接触,b试管中铁钉与空气隔绝,a中铁钉生锈,b中铁钉不生锈,说明铁生锈与氧气有关,故D正确。
故选:D。
6.【解答】解:A、1个标准大气压下,冰水混合物的温度为0℃,加冰的可乐饮料的温度与冰水混合物的温度差不多,也在0℃左右,故A不符合实际;
B、教室里课桌的高度约为80cm,凳子的高度约为桌子的一半,约为40cm,故B不符合实际;
C、一支签字笔的质量约为20g,故C不符合实际;
D、中学生重约为500N,游泳时处于漂浮状态,所受的浮力与重力相等,所以中学生游泳时所受的浮力约为500N,故D符合实际。
故选:D。
7.【解答】解:A、敲鼓时,鼓面振动幅度越大,发出声音的响度越大,故A错误;
B、蝴蝶翅膀振动的声音我们听不到,是因为它的翅膀振动频率太低,低于人耳的听觉频率范围,故B错误;
C、航母甲板上的士兵戴着有耳罩的头盔,这是在人耳处减弱噪声,故C错误;
D、超声波洁牙利用了声音可以传递能量,故D正确。
故选:D。
8.【解答】解:A、灯泡的钨丝在温度较高时会直接变成气体,发生升华现象,当这种气体遇到冷的灯泡壁时,又会直接变成固体附着在灯泡内壁上,发生凝华现象,故A选项错误;
B、露是由地面附近的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故B选项正确;
C、水烧开时冒出大量的“白气”是由水蒸气在壶嘴处遇冷液化形成的小水滴,故C选项错误;
D、流水形成的冰锥是由水凝固形成的,故D选项错误。
故选:B。
9.【解答】解:电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。
A.图中所示的实验为奥斯特实验,说明通电导线周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图中所示的实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素,故B不符合题意;
C.图中所示的实验探究通电导体在磁场中受力运动,是电动机的工作原理,故C符合题意;
D.图中所示的实验中,导体ab沿水平方向运动时做切割磁感线运动,导体中就会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的工作原理,故D不符合题意。
故选:C。
10.【解答】解:A、由右图可知n=3,绳子自由端移动的距离s=nh=3h,即绳子自由端移动的距离是物体上升高度的三倍,故A错误;
B、左图中,因为物体做匀速直线运动,所以,由二力平衡条件可知,F1=G,
右图中,若不计绳重和摩擦,绳子自由端的拉力:F2=(G+G动)=(F1+G动),则F1=3F2﹣G动,但题中未说明不计绳重和摩擦,因此F1>3F2﹣G动,故B错误;
C、滑轮组的机械效率:η=====,故C正确;
D、由题意可知,拉力F1做的功为有用功,拉力F2做的功为总功,因此拉力F2比拉力F1做的功多,但将物体提升相同高度的时间不确定,则根据可知,无法确定两个拉力做功的功率大小,故D错误。
故选:C。
11.【解答】解:A、由图可知,物距小于像距,此时应成倒立放大的实像,故f<u<2f,v>2f',即f<20.0cm<2f,30.0cm>2f,所以10.0cm<f<15.0cm,故A错误;
B、由A分析知,凸透镜成倒立放大的实像,投影仪根据这个原理制成,故B错误;
C、凹透镜对光线有发散作用,将近视镜片放在凸透镜与蜡烛之间,通过凸透镜的光线比原来延迟会聚成像,所以应将光屏向右移动,才可能在光屏上成清晰的像,故C正确;
D、蜡烛燃烧变短后,烛焰的位置向下移动,根据光线过透镜的光心不改变方向可知,像的位置向上移动,故D正确。
故选:CD。
12.【解答】解:
A、由于装入等量铁砂的相同平底试管在两液体中都漂浮,所以试管受到的浮力:F甲=F乙=G,故A错误;
BC、由图可知,排开的液体体积V排甲>V排乙,而F甲=F乙,
则根据ρ液=可知ρ甲<ρ乙,即乙液体的密度较大,故C正确;
由图可知,放入试管后液面等高,根据p=ρgh可知,烧杯底部所受压强p甲<p乙,故B错误;
D、物体受到的浮力等于物体上下表面受到液体的压力差,而上表面受到的压力为0,
所以F浮=F下表面﹣F上表面=F下表面,
由于受到的浮力相等,所以下表面受到的压力相等,即:F甲=F乙,
由p=可知,试管底部所受液体压强:p甲′=p乙′,故D正确。
故选:CD。
13.【解答】解:A、只闭合开关S、S1、S3时,c被短路,两表均有示数,因此c为定值电阻R2,移动滑片P,两表的示数不变,说明滑动变阻器R被短路或未接入电路,由电路图可知,b为电压表时,滑动变阻器未接入电路,所以a为电流表,b为电压表,c为定值电阻R₂,故A错误;
B、只闭合开关S、S2时,电阻R2、滑动变阻器R、定值电阻R1之间是串联的,滑动变阻器R的滑片在最左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的总电阻最大,电源电压不变,根据P=可知,电路消耗的总功率最小,故B正确;
C、闭合开关S、S1、S3时,电路为R1的简单电路,电表b测量定值电阻R1两端的电压,电表a测量电路中的电流,移动滑片对电路没有影响,两表的示数均不变,电压表示数与电流表示数的比值不变,故C错误;
D、闭合开关S、S1、S3时,电路为R1的简单电路,电表b测量定值电阻R1两端的电压,电表a测量电路中的电流,可测出电源电压和定值电阻R1的阻值;断开开关S1,R1与R2串联,电表a测量电路中的电流,电源电压已知,根据欧姆定律计算出R1与R2的阻值之和,再求出R2的阻值,故D正确。
故选:BD。
二、填空及简答题(本大题共9个小题;每空1分,共31分)
14.【解答】解:家庭电路中各用电器之间是并联的;
洗衣机的三脚插头插入三孔插座后,洗衣机的金属外壳与三孔插座中的地线相连;
电视机在额定功率下工作3h,消耗的电能W=Pt=0.12kW×3h=0.36kW•h;
此时电能表的指示灯闪烁的次数为:n=1600r/kW•h×0.36kW•h=576r。
故答案为:并;地;576。
15.【解答】解:由图可知,汽油机的进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是四冲程汽油机的吸气冲程;
四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min=40r/s,因为一个工作循环飞轮转2圈,完成四个工作冲程,做功1次,所以1s对外做功20次。
故答案为:吸气;20。
16.【解答】解:(1)运动员从最低点到达最高点的过程中,质量不变,开始时弹力大于运动员的重力,运动员向上做加速运动,速度变大,动能变大;当弹力等于重力时,运动员的速度最大,动能最大;继续向上运动,运动员做减速运动,速度变小,动能变小;整个过程中,质量不变,高度变大,重力势能变大;
(2)运动员向下压蹦床后,为什么会向上运动?物体间力的作用是相互的,运动员给蹦床一个向下的力,蹦床给运动员一个向上的力;
人向上运动过程中,运动状态是否发生改变?人受到弹力的作用,人的运动状态发生了改变,这说明力可以改变物体的运动状态。
故答案为:(1)动能先增大后减小,重力势能增大;(2)运动员向下压蹦床后,为什么会向上运动;物体间力的作用是相互的,运动员给蹦床一个向下的力,蹦床给运动员一个向上的力。
17.【解答】解:(1)拉杆式书包在使用的过程中,动力臂大于阻力臂,相当于一个省力杠杆。
(2)书包所受的重力:
G=mg=5kg×10N/kg=50N,
动力臂是阻力臂的5倍,根据杠杆的平衡条件,动力是阻力的五分之一,可得竖直向上的拉力:。
(3)图乙中阻力和阻力臂为一定值,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2,当动力臂L1最长时,动力最小,最长的动力臂即为OA的长度,故过A点作OA的垂线,方向斜向上即为最小动力,如下所示:
故答案为:省力;10;
18.【解答】解:(1)由于核裂变是可控的,故核电站中的核反应堆是通过核裂变过程中释放的核能带动发电机发电的;
(2)太阳能热水器是将太阳能转化为内能的装置,属于光热转换;
(3)太阳能属于一次能源。
故答案为:核裂变;①;一次。
三、实验探究题(本大题共4个小题;第32小题4分,第33小题6分,第34、35小题各7分,共24分)
19.【解答】解:(1)实验中,用玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置;
(2)实验中需要测量物体和像到平面镜的距离进行比较,所以用到的测量工具是刻度尺;
(3)因为平面镜所成像是由光的反射形成的虚像,虚像不能用光屏承接,所以用一张白纸挡在玻璃板和像之间,能看到像;
(4)先作出点A关于平面镜的对称点A′,即A在平面镜中成的像,连接A′B交平面镜于点O,为入射点,连接AO、OB可得入射光线、反射光线,如图所示:
。
故答案为:(1)便于确定像的位置;(2)刻度尺;(3)能;(4)如图所示。
20.【解答】解:(1)如图所示,弹簧测力计分度值为0.2N,用弹簧测力计测得铝块的重力为3.4N;
小聪认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的拉力和重力的大小来进行比较;研究发现,在小明的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出拉力的大小,在未知二力平衡条件的前提下,重力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去;
(2)在图乙的装置中滑轮的作用是改变力的方向;
(3)当硬纸片平衡时,将硬纸片转过一定角度,硬纸片两端的拉力就不在一条直线上,硬纸片就会转动,说明了只有作用在同一直线上的两个力才能平衡;
(4)为了验证只有作用在同一物体上两个力才能平衡,下一步的操作是将卡片从中间剪开;
(5)当将图甲中的铝块放入左盘,右盘放三个重1N的相同砝码时木块仍静止不动,发现木块仍然处于静止状态的原因是木块受到来自桌面水平向右的摩擦力。
故答案为:(1)3.4;重;(2)改变力的方向;(3)不在同一直线上;(4)用剪刀将卡片剪断;(5)木块与桌面间存在摩擦力。
21.【解答】解:(1)原电路图中,电流表与定值电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,在探究电流与电阻的关系实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:
;
(2)正确连接后闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表示数均为零,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即故障原因可能是定值电阻断路;
(3)排除故障后,小明将5Ω的电阻接入电路中时,移动滑动变阻器的滑片,直至电压表示数如图丙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1V,则通过定值电阻的电流为:
I1===0.2A;
(4)实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向右移动,使电压表的示数仍如图丙所示,并记录相关数据;
电源为干电池两节,电压3V,电压表示数保持1V不变,根据串联电路电压的特点,滑动变阻器分得的电压为:U滑=U﹣U定=3V﹣1V=2V,由此可知滑动变阻器分得的电压为定值电阻的电压的2倍,根据串联分压原理,当把20Ω的电阻接入电路后,滑动变阻器应接入的电阻值为:R滑=2×20Ω=40Ω>30Ω,当20Ω的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到1V的原因是滑动变阻器的最大阻值太小;
研究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,根据串联电路电压和分压原理得出滑动变阻器的最大电阻连入电路中时对应的最大的电阻值;
由串联电路电压的规律及分压原理有:
=,
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当滑动变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,此时,电阻的电压最小,
即:=,
解得U0=1.2V,所以调节后定值电阻两端的电压U0不低于1.2V;
【评估】研究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,由分压原理,当定值电阻连入电路的电阻越大时,滑动变阻器连入电路的电阻越大,故为避免实验中存在的问题(因定值电阻的电压过小,导致用较大的定值电阻时,因滑动变阻器的最大电阻过小而无法完成实验),合理的顺序是:先将20Ω电阻连入电路,滑动变阻器的滑片从阻值最大处向阻值较小处滑动,控制定值电阻两端的电压不变,进行实验,可以避免实验中存在的问题。
故答案为:(1)见解答图;(2)定值电阻断路;(3)0.2;(4)右;滑动变阻器的最大阻值太小;1.2;【评估】20。
四、计算应用题(本大题共3个小题;第36小题5分,第37小题6分,第38小题7分,共18分。解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
22.【解答】解:(1)物体A所受的重力GA=mAg=6kg×10N/kg=60N;
(2)物体B对水平地面的压强p===;
(3)设物体B切去部分的质量为m′,将物体B切去部分放在物体A上,物体B切去部分对物体A的压强……①,
物体A对水平地面的压强pA=……②,
由于pB:pA=1:3……③,
联立①②③,代人数据解得:m′=3kg。
答:(1)物体A所受的重力为60N。
(2)物体B对水平地面的压强为2×103Pa。
(3)求物体B切去部分的质量为3kg。
23.【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压。
(1)当滑片P置于R2的最左端时,接入电路中的电阻为0,电压表测电源两端的电压,即U=U2,
当滑片P置于最右端时,接入电路中的电阻最大,电压表的示数U1最小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且U2:U1=4:1,
所以,R2两端的电压:
U2′=U﹣U1=U2﹣U1=4U1﹣U1=3U1,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I==,即=,
解得:R1=10Ω;
(2)滑片P置于最右端时,R1的电功率P=0.9W,
由P=UI=可得,R1两端的电压:
U1===3V,
所以,电源的电压:
U=U2=4U1=4×3V=12V;
(3)用定值电阻R3替换R2后,电压表测R1两端的电压,
当U3与U1相比增加了1V即U3=4V时,电路中的电流:
I1===0.4A,
电路的总电阻:
R===30Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R3阻值:
R3=R﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω;
当U3与U1相比减少了1V即U3=2V时,电路中的电流:
I1===0.2A,
电路的总电阻:
R===60Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R3阻值:
R3=R﹣R1=60Ω﹣10Ω=50Ω。
答:(1)R1的阻值为10Ω;
(2)电源电压为6V;
(3)R3阻值的可能为20Ω,也可能为50Ω。
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