2024年山东省聊城市东昌府区中考物理一模试卷(原卷版+解析版)
展开1. 生活中经常需要估测,下列估测的数据最接近实际的是( )
A. 一个羽毛球的质量约为3kg
B. 一本物理课本的厚度约为3mm
C. 奥运会篮球比赛通用篮板的下沿离地面高度约为3m
D. 一块普通橡皮的体积约为3dm3
【答案】C
【解析】
【详解】A.一个羽毛球的质量约为5g,故A不符合题意;
B.一本物理课本的厚度约为1cm,即10mm,故B不符合题意;
C.由生活常识可知专业篮球比赛通用篮板的下沿离地面高度在3m左右,故C符合题意;
D.生活中常见的橡皮的体积在8-10cm3之间,故D不符合题意。
故选C。
2. 图中有关声和电磁波的应用,分析正确的是( )
A. 甲是摩托车的消声器,其作用是在传播过程中减弱噪声
B. 乙是手按小提琴上一根弦的不同位置,其目的是为了改变音色
C. 丙是利用卫星系统导航,其信息传播的媒介与“B超”相同
D. 丁是利用声呐探测海深,其原理与蝙蝠在夜间飞行的原理相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.摩托车的消音器,其作用是在声源处减弱噪声,故A错误;
B.小提琴是琴弦振动发出声音的,当在小提琴上不同位置按弦,琴弦振动的快慢会不一样,所以声音的音调就会发生变化,故B错误;
C.卫星导航系统传递信息利用的是电磁波,“B超”是利用超声波,故C错误;
D.利用声呐探测海深与蝙蝠在夜间能正常飞行的原理相同,都是利用超声波传递信息,故D正确。
故选D。
3. 小明在预习物理新课时,对“纸锅烧水”的实验非常感兴趣。机智的他在家就地取材,利用如图所示的实验装置进行纸杯烧水实验。纸杯里装些水,放到蜡烛火焰上加热,发现过一会儿水就沸腾了,而纸杯不会燃烧。他还用温度计测量了水的温度,下列小明对实验现象的分析正确的是( )
A. 当有大量气泡不断上升、变大时,说明水沸腾了
B. 在水沸腾过程中,发现温度计的示数保持不变,说明水沸腾过程中不吸热
C. 纸锅不会燃烧,说明火焰的温度低于纸的着火点
D. 水的沸腾现象比较剧烈,说明水沸腾时不会伴有蒸发现象
【答案】A
【解析】
【详解】A.沸腾前由于水上方的温度较低,所以气泡上升的过程中会慢慢减小,沸腾时气泡不断上升、变大,到达水面破裂,故A正确;
B.水的沸腾特点是继续吸热,温度不变,故B错误;
C.纸锅不会燃烧,是因为纸杯的温度低于纸的着火点,火焰的温度远高于纸的着火点,故C错误;
D.蒸发可以在任何温度下进行,水的沸腾时,水会发生蒸发现象,故D错误。
故选A。
4. 以下关于体育运动的说法错误的是( )
A. 打篮球时,篮球上升的过程中重力势能增大
B. 跳高时,运动员上升到最高点时受平衡力的作用
C. 潜泳时,运动员下潜越深,他受到的液体压强越大
D. 滑雪时,穿上滑雪板是为了减小对雪地的压强
【答案】B
【解析】
【详解】A.投篮上升的过程中,质量不变,高度升高,重力势能增大,故A正确,不符合题意;
B.跳高时,运动员上升到最高点时只受重力作用,所以受力不平衡,故B错误,符合题意;
C.根据液体压强公式p=ρ液gh可知,运动员下潜越深,他受到的液体压强越大,故C正确,不符合题意;
D.穿上滑雪板是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对雪地的压强,故D正确,不符合题意。
故选B。
5. 小明妈妈在网上购买了一袋真空包装的大米,运输车把大米从黑龙江省五常市运输到聊城市,小明妈妈收到大米后,对快递公司进行了评价:“包装完好,货物无损,非常满意。”下列有关情形描述正确的是( )
A. 聊城市的地理纬度低于五常市的地理纬度,所以这袋大米的质量会减小
B. 运输车在高速公路水平路段加速行驶过程中,其所受重力不做功
C. 运输车内的热机,利用了机械能做功的原理
D. 在行驶的运输车上,如果这袋大米所受外力全部消失,它将静止
【答案】B
【解析】
【详解】A.质量大小与空间位置无关,这袋大米的质量不变,故A错误;
B.运输车在高速公路水平路段加速行驶过程中,在竖直方向上没有移动距离,故所受的重力不做功,故B正确;
C.运输车内的热机,利用了内能做功的原理,故C错误;
D.在行驶的运输车上,这袋大米处于运动状态,根据牛顿第一定律,若所受外力全部消失,它将做匀速直线运动,故D错误。
故选B。
6. 下列是四种中国传统节日中的美食,描述正确的是( )
A. 冬至节——煮饺子时,通过热传递改变了饺子的内能
B. 端午节——粽叶和粽子粘在一起说明分子间有间隙
C. 元宵节——刚煮熟的元宵很烫,是因为含有的热量多
D. 中秋节——吃月饼时,掰开月饼需要克服分子间的斥力
【答案】A
【解析】
【详解】A.煮饺子时,没有涉及能量的转化,故是通过热传递的方式改变了饺子的内能,故A正确;
B.粽叶和粽子粘在一起,这说明分子之间有引力,故B错误;
C.热量是过程量,不能含有,只能吸收和放出热量,故C错误;
D.分子之间同时存在引力和斥力,掰开月饼需要克服分子间的引力,故D错误。
故选A。
7. 学习家庭电路的相关知识后,小浩对如图所示的家庭电路做了以下分析,正确的是( )
A. 图中两盏灯泡与其对应控制开关的连接都是正确的
B. 电冰箱插头①金属片脱落,仍可插入插座P长期使用
C. 如果灯泡L2不能正常工作,则插座Q也一定不能正常工作
D. 断开开关S2,正确使用验电笔检查灯泡L2两端接线柱,氖管都不会发光
【答案】D
【解析】
【详解】A.为了保证用电安全,控制灯泡的开关应连接在火线与灯泡之间,即开关应控制火线;图中S1控制的是零线,故A错误;
B.电冰箱的插头地线插脚脱落,插入插座P,若电冰箱漏电,会引起触电事故,故B错误;
C.灯泡L2、插座Q是并联的,如果灯泡L2不能正常工作,插座Q还可以正常工作,故C错误;
D.图中S2控制的是火线,开关断开,灯L2不带电,若断开开关S2,正确使用验电笔检查灯泡L2两端接线柱,氖管都不会发光,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,某款直饮水机可通过刷卡(闭合“感应”开关)或投币(闭合“投币”开关)接通供水电机取水;光线较暗时“光控”开关自动闭合,提供照明。下列简化电路图,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由题知,直饮水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”,也可以通过投币闭合“投币开关”,来接通供水电机取水,这说明刷卡和投币互不影响,故感应开关和投币开关应是并联的,然后与电动机串联;光线较暗时“光控开关”自动闭合,接通灯泡提供照明,这说明灯泡能独立工作,故灯泡与电动机是并联的;结合图示可知,只有C符合题意。
故选C。
9. 如图甲所示,小明在山东省科技馆体验利用滑轮组提拉重物。她发现重物上标有54kg字样,小明重400N,为了便于研究滑轮组的相关知识,小明借助真实情境绘制了图乙,滑轮组悬挂在水平支架上,小明站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使重物A以0.2m/s的速度匀速上升,提升重物A的过程中,滑轮组的机械效率为90%。两个滑轮质量相等,不计绳重和滑轮组的摩擦(g=10N/kg),关于该过程,下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端受到竖直向下的拉力为200N
B. 绳子自由端拉力的功率为60W
C. 小明对地面的压力为200N
D. 支架受到滑轮组的拉力为960N
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图知,通过动滑轮绳子的段数n=2,滑轮组的机械效率为
则绳子端的拉力为
故A错误;
B.绳端速度为
v=nvA=2×0.2m/s=0.4m/s
绳端拉力的功率为
P=FvA=300N×04m/s=120W
故B错误;
C.小明受竖直向上的拉力、地面竖直向上的支持力与竖直向下的重力平衡,则
F支=G小明﹣F=400N﹣300N=100N
因为力的作用是相互的,所以小明对地面的压力为100N,故C错误;
D.不计绳重和滑轮组的摩擦,一个滑轮的重力为
G动=2F﹣G物=2×300N﹣54kg×10N/kg=60N
由两个滑轮质量相等可知,定滑轮的重力为
G定=G动=60N
由图知,支架受到滑轮组的拉力为
F拉=3F+G定=3×300N+60N=960N
故D正确。
故选D。
10. 聊城迈入“高铁时代”后,这座现今大运河与黄河交汇的唯一城市,将借力高铁,谱写“黄河+大运河时代”高质量发展的新篇章。如图所示是乘客“刷身份证”进高铁站时的情景,将身份证靠近检验口(身份证阅读器),身份证内的线圈中就会产生电流,从而识别乘客身份。下图中能说明这一原理的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.刷身份证时身份证内的线圈产生感应电流属于电磁感应现象,图中有电源,为电动机的工作原理,是根据通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的,故A不符合题意;
B.图中没有电源,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,这是电磁感应现象,故B符合题意;
C.图示的实验是探究通电螺线管的磁性强弱与电流大小的关系,运用了电流的磁效应,故C不符合题意;
D.图示为奥斯特实验,说明通电导线周围存在磁场,故D不符合题意。
故选B。
二、多项选择题(本题包括3个小题;每小题4分,共12分。每小题的选项中至少有两个选项符合题意。全部选对得4分,选对但不全得2分,错选或不选得0分)
11. 下列四幅图片描述的场景中,成虚像的是( )
A. 放大镜看字B. 笔在水面处“折断”
C. 小女孩照镜子D. 树荫下圆形“光斑”
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.放大镜所成的像是虚像,故A正确;
B.笔在水面处“折断”是折射现象,也是虚像,故B正确;
C.平面镜所成的像是虚像,故C正确;
D.树荫下圆形“光斑”是光的直线传播现象,是实像,故D错误。
故选ABC。
12. 小明发现乘坐火车、轮船、飞机时遇到的一些情景,可以用物理知识解释,其中解释正确的是( )
A. 铁路站台上设置安全线的原因,可以用流体压强与流速的关系解释
B. 船闸是利用连通器的特点让轮船通行的
C. 飞机上升时耳朵会难受,原因之一是机舱气压逐渐升高
D. 不管乘坐哪种交通工具,都要系上安全带,以防止受到惯性
【答案】AB
【解析】
【详解】A.当火车经过站台时,车身附近的空气流速大、压强小,此时人外侧的空气流速慢、压强较大,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险,故A正确;
B.船闸是利用连通器液体静止时,液面相平的特点让轮船通行的,故B正确;
C.飞机上升时高度增大,大气压减小,人体内压强不变,耳朵会难受,故C错误;
D.不管乘坐哪种交通工具,都要系上安全带,以防止惯性的危害,惯性不是力,但不能说防止受到惯性,故D错误。
故选AB。
13. 《城市燃气管理条例》规定,管道燃气经营企业应当每年至少免费对燃气用户进行一次家庭安全检查。所用天然气泄漏检测仪器的电路如图甲所示,图甲:中R为气敏电阻,其阻值R与天然气浓度β的变化关系如图乙所示,已知R0为定值电阻,电源电压恒定不变,则下列判断正确的是( )
A. 天然气浓度减小时,电流表示数变大
B. 天然气浓度增大时,电压表示数变大
C. 天然气浓度增大时,电压表与电流表示数的比值不变
D. 天然气浓度减小时,电路消耗的总功率变小
【答案】BCD
【解析】
【详解】由甲图可知,R和R0串联,电流表测量电路的电流,电压表测量R0两端的电压。
A.由乙图可知,天然气浓度减小时,气敏电阻R的阻值增大,根据可知,电路中的电流变小,则电流表示数变小,故A错误;
B.由串联分压可得,天然气浓度增大时,气敏电阻R的阻值减小,其两端分压减小,则定值电阻R0两端电压增大,则电压表示数增大,故B正确;
C.电压表和电流表示数的比值是R0的阻值,由于R0是定值电阻,所以无论天然气浓度怎样变化,电压表与电流表示数的比值不变,故C正确;
D.天然气浓度减小时,气敏电阻R的阻值增大,电路的总电阻增大,电源电压不变,由欧姆定律可得,电路电流减小,电流表示数减小,根据P=UI可知,电路总功率变小,故D正确。
故选BCD。
三、填空题(本题包括5个小题;每空1分,共10分)
14. 2023年12月17日,第24届哈尔滨冰雪大世界试开园,今年再次推出史上最长超级冰滑梯。如图超级冰滑梯长度约500m,游客乘坐雪橇板从冰滑梯上滑下时间约为50s,则游客的速度是______m/s,以雪橇板为参照物该游客是______。
【答案】 ①. 10 ②. 静止的
【解析】
【详解】[1]由知道,游客的速度是
[2]游客相对于下滑的雪橇板,位置没有发生改变,因此以下滑的雪橇板为参照物是静止的。
15. 如图哈尔滨冰雪大世界开园后,数以万计的南方“小士豆”们共赴冰雪盛宴。园内城堡、滑梯等都是由冰块雕琢而成,地上还积了厚厚的雪,冰与雪形成的原因分别是__________、__________(填写物态变化的名称),以上过程需要__________热。
【答案】 ①. 凝固 ②. 凝华 ③. 放
【解析】
【详解】[1][2][3]冰是液态的水在放出热量时凝固成固态的冰;雪是气态的水蒸气在在放出热量时凝华成小冰晶,综上以上过程需要放热。
16. 太阳这个巨大的“核能火炉”已经“燃烧”了近50亿年。在太阳内部,氢原子核在超高温下发生 _______(选填“裂变”或“聚变”),释放出巨大的核能;核能既是新型能源,又是 _______(选填“可”或“不可”)再生能源。
【答案】 ①. 聚变 ②. 不可
【解析】
【详解】[1]在太阳内部,太阳之所以能发光发热,实质相当于无数个的氢弹爆炸而造成的,即氢原子核在超高温下发生聚变释放核能。
[2]核能消耗后短期内无法恢复,属于不可再生能源。
17. 某物理兴趣小组在探究通电螺线管磁场的实验中,把小磁针和螺线管放置于同一水平面内,小磁针可在水平面内自由转动。开关S闭合后,小磁针的指向如图所示,则电源A端为________(选填“正”或“负”)极。
【答案】负
【解析】
【详解】由图得,小磁针的S极靠近螺线管的左端。由异名磁极相吸引得,螺线管的左端为N极,由安培定则得,电流从螺线管右端进入,左端流出,在电源外部电路中的电流流向为从电源正极流向电源负极,所以电源A端为负极。
18. 如图所示是小新家中电能表上信息。若小新只让家中2000W的热水器工作15min,消耗的电能为______J,此时电能表的示数变为______。
【答案】 ①. 1.8×106 ②. 6861.1
【解析】
【详解】[1]由得,小新只让家中2000W的热水器工作15min,消耗的电能为
[2]由得
此时电能表的示数变为
四、作图题(本题包括2个小题;每小题2分,共4分)
19. 如图,敦煌的塔式光热电站通过平面镜把太阳光反射后会聚到吸热塔,请根据图中光路画出平面镜的位置。
【答案】
【解析】
【详解】由光的反射定律可知,反射角等于入射角,所以先作出反射光线与入射光线的夹角的平分线,然后再过入射点作这个角平分线的垂线,即为平面镜的位置,如图所示:
20. 如图是工人利用独轮车搬运砖头的情境,人手向上的力为F,请画出力F的力臂。
【答案】
【解析】
【详解】车轮的中心为支点O,反向沿长力F的作用线,再过点O向其作垂线段即为该力的力臂L,如图所示:
五、实验探究题(本题包括3个小题,共15分)
21. 小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律:
(1)如图甲所示,小明将一束平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上形成一个最小最亮的光斑,该凸透镜的焦距为 _________cm;
(2)小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处,如图乙所示,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是倒立、_______的实像;
(3)在图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现 ________(选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况;
(4)在图乙所示实验情形下,将凸透镜换成平面镜,可以在光具座的 _______cm刻度线处成一个等大的虚像。
【答案】 ①. 10.0 ②. 缩小 ③. 近视眼 ④. 80
【解析】
【详解】(1)[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,由图甲可知凸透镜位于刻度尺20cm处,光屏即焦点的位置位于刻度尺30cm处,所以凸透镜的焦距是
f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
(2)[2]小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处,如图乙所示,此时物距为
u=50cm-20cm-30cm>2f
由凸透镜成像规律可知成倒立、缩小的实像。
(3)[3]在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小的规律可知,此时像成在光屏的前面,而近视眼的成像情况就是像成在视网膜前方,所以可以体现近视眼的成像情况。
(4)[4]由平面镜成像的规律可知,平面镜成正立、等大的虚像,像与物到平面镜的距离相等,由图中的位置关系可知换成平面镜后蜡烛到平面镜的距离是30cm,那么像距离平面镜也应该为30cm,平面镜的位置在50cm刻度线处,故可知会在光具座的80cm的刻度处成一个等大的虚像。
22. 为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,小明设计了如图所示实验(实验所用棉布比木板表面粗糙)。
(1)实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做 _________运动,根据 _________知识,可知滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)比较乙、丙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 _____________是否有关;在乙实验中,物块A上的砝码和物块A一起向右匀速运动,砝码和物块A之间 _______(选填“有”或“没有”)摩擦力;
(3)如图丁所示,切去物块A的一半,然后叠放在一起,这一操作的目的是控制甲、丁两次实验中的 _______相同。比较甲、丁两次实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数等于丁实验中弹簧测力计的示数,由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小 _______(选填“有关”或“无关”)。
【答案】 ①. 匀速直线 ②. 二力平衡 ③. 接触面的粗糙程度 ④. 没有 ⑤. 压力 ⑥. 无关
【解析】
【详解】(1)[1][2]弹簧测力计可以测出拉力大小,当弹簧测力计水平拉动物块进行匀速直线运动时,水平方向上物块受到拉力和滑动摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,根据二力平衡条件,滑动摩擦力大小等于拉力大小即弹簧测力计的示数。
(2)[3]乙、丙两次实验,接触面粗糙程度不相同,压力相同,弹簧测力计示数不同,即物体所受滑动摩擦力大小不同,故乙、丙两次实验是为了探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度是否有关。
[4]在乙实验中,物块A上的砝码和物块A一起向右匀速运动,砝码和物块A之间没有相对运动或相对运动趋势,故没有摩擦力。
(3)[5][6]甲、丁两次实验,接触面的粗糙程度相同,压力大小相同,接触面积不同,弹簧测力计的示数相同,即物体所受滑动摩擦力的大小相同,说明动摩擦力跟接触面积无关。
23. 在探究“电流与电压的关系”的实验中,电源使用两节新干电池串联,滑动变阻器的规格是“10Ω,1.5A”,实验电路如图所示。
(1)接好电路闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在最 _____(选填“左”或“右”)端;
(2)实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还有 _______________的作用;
(3)闭合开关后,发现电流表、电压表示数均为零,移动变阻器的滑片,电流表和电压表示数始终为零,原因是图中a、b、c三根导线中有一根断了,则该导线是 _____;
(4)电路连接正确后,小刚同学的实验数据记录如表所示,分析得出结论:电阻一定时,电流与电压成 _______;
(5)另一位同学分析发现他的其中一组数据是捏造的,你认为是第 _____组。
【答案】 ①. 左 ②. 改变定值电阻两端电压 ③. a ④. 正比 ⑤. 1
【解析】
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在阻值最大处,即最左端。
(2)[2]探究电流与电压的关系时,需要改变定值电阻两端的电压,因此本实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还有改变定值电阻两端电压的作用。
(3)[3]闭合开关后,发现电流表为零,说明电路可能断路,电压表示数为零,说明电压表没有与电源连通,若原因是图中a、b、c三根导线中有一根断了,则该导线是a。
(4)[4]由表中数据可知,各组实验中电压与电流之比均为
为一定值,故可得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比。
(5)[5]电源由两节干电池组成,则电源电压
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,最小电流为
故第1组实验数据不是真实的。
六、计算题(本题包括3个小题,共29分。解答时应写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步骤,只写最后答案不得分,有数值计算的题,计算中必须写出数值和单位)
24. 花生油是人们烹饪时常用的材料,最适宜的烹饪温度在:160℃到220℃之间。某酒店厨师在炸制酥肉时,将2kg的花生油从20℃加热到180℃(未沸腾)。[花生油的比热容为1.8×103J/(kg•℃),天然气的热值为4.0×107J/m3)]求:
(1)花生油吸收热量;
(2)如果这些热量由天然气燃烧来提供,假设天然气完全燃烧释放的热量有40%被花生油吸收,那么需要完全燃烧多少立方米天然气?
【答案】(1)5.76×105J;(2)0.036m3
【解析】
【详解】解:(1)花生油吸收的热量:
(2)天然气燃烧释放出的热量有40%被花生油吸收,则天然气燃烧放出的热量为
由Q放=Vq得天然气的体积为:
答:(1)花生油吸收的热量为5.76×105J;
(2)需要完全燃烧0.036m3的天然气。
25. 某项目研究小组,在一次探究过程中,如图甲所示,将重为7N,边长为10cm的正方体木块放入某液体中。然后,将重为4N的石块小心地放在木块上,静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。(g=10N/kg)求:
(1)木块的密度;
(2)液体的密度;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强。
【答案】(1)0.7×103kg/m3;(2)1.1×103kg/m3;(3)1.1×103Pa
【解析】
【详解】解:(1)由题意及可得,木块的质量为
木块的体积
V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3
木块的密度
(2)木块排开液体的体积为
V排=V=1×10﹣3m3
石块和木块的总重力
G总=G+G石=7N+4N=11N
因为整体漂浮,浮力等于重力,所以有
F总浮=G总=11N
由F浮=ρ液gV排可知,图乙中液体的密度为
(3)图乙中木块下表面所处的深度为
h=L=10cm=0.1m
则下表面受到液体的压强
p=ρ液gh=1.1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.1×103Pa
答:(1)木块的密度为0.7×103kg/m3;
(2)液体的密度为1.1×103kg/m3;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强为1.1×103Pa。
26. 如图所示,电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。R0是阻值为40Ω的定值电阻,R为滑动变阻器,其上标有“50Ω 4A”字样,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,灯泡上标有“8V 2.4W”字样。闭合开关S,断开开关S1、S2时,灯泡正常发光。求:
(1)灯泡的额定电流;
(2)电源电压的大小;
(3)开关S、S1、S2都闭合时,在不损坏电流表的前提下,求滑动变阻器R接入电路的最小阻值。
【答案】(1)0.3A;(2)20V;(3)8Ω
【解析】
【详解】解:(1)由P=UI得灯泡L额定电流为
(2)闭合S,断开S1、S2,灯泡L与电阻R0串联,灯泡正常发光,则此时灯泡两端的电压为
UL=U额=8V
此时电路中的电流为
I=I额=03A
由可知,电阻R0两端的电压为
U0=IR0=0.3A×40Ω=12V
所以,电源电压
U=U0+UL=12V+8V=20V
(3)开关S、S1、S2都闭合时,电阻R0和滑动变阻器R并联,灯泡被短路;电流表A1测通过电阻R0的电流,电流表A2测干路中的总电流。此时通过R0的电流为
电流表A1测通过电阻R0的电流,电流表A2测干路中的总电流,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,所以,通过R的最大电流为
Imax=I﹣I0=3A﹣0.5A=2.5A
根据欧姆定律得,滑动变阻器R接入电路的最小阻值
答:(1)灯泡的额定电流为0.3A;
(2)电源电压为20V;
(3)滑动变阻器R接入电路的最小阻值为8Ω。实验序号
1
2
3
4
电压/V
0.6
1.2
1.8
2.4
电流/A
0.12
0.24
0.36
0.48
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