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湖南省长沙市2024-2025学年九年级(下)开学适应性测试练习卷物理试卷(解析版)
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这是一份湖南省长沙市2024-2025学年九年级(下)开学适应性测试练习卷物理试卷(解析版),共17页。
1.(2024秋•雨花区校级月考)下列关于验电器的说法不正确的是( )
A.验电器的作用是检验物体是否带电
B.若带电体带正电,则金属箔张开是由于带电体上的正电荷转移到金属箔上,同种电荷相互排斥而张开
C.带电体接触不带电的验电器的金属球时,验电器的金属箔就会张开
D.验电器的原理是同种电荷相互排斥
【答案】B
【解析】A.如果物体带电,接触验电器的金属球时,验电器的金属箔张开,因此,验电器的作用是检验物体是否带电,故A正确,不符合题意;
B.若带电体带正电,当它与验电器的金属球接触时,由于金属是导体,其内部的自由电子会重新分布,在这个过程中,验电器的金属箔会带上与带电体相同的正电荷,但这并不是因为带电体上的正电荷直接转移到金属箔上,而是因为金属箔上的负电荷(电子)被带电体吸引而转移到带电体上,使得金属箔留下正电荷,故B错误,符合题意;
C.当带电体接触不带电的验电器的金属球时,由于电荷的转移和重新分布,验电器的金属箔会带上与带电体相同的电荷,并因为同种电荷相互排斥而张开,故C正确,不符合题意;
D.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,当带电体接触验电器的金属球时,金属箔带上同种电荷而相互排斥而张开,故D正确,不符合题意。故选:B。
2.(2024秋•长沙月考)二氧化碳(CO2)爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术,起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电加热管发热。使筒内的液态CO2迅速汽化,形成的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是( )
A.高压泵压缩CO2,气体内能增大,温度降低
B.高压泵压缩CO2,气体内能减小,温度升高
C.高压CO2气体喷出时,内能增大,温度升高
D.高压CO2气体喷出时,内能减小,温度降低
【答案】D
【解析】AB.高压泵压缩CO2,对气体做功,气体内能增大,温度升高,故AB错误;
CD.高压CO2气体喷出时,气体对外做功,气体内能减小,温度降低,故C错误,D正确。故选:D。
3.(2024•雨花区校级开学)2023年10月15日,郑州市举行了第一届青少年科技运动会。运动会设有水火箭比高等比赛项目。图甲是小明用可乐瓶制作的水火箭,图乙是水火箭的示意图。小明先在瓶里装适量水,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气;打开阀门后,水从尾部的金属管向下喷出,水火箭向上飞向空中。下列分析错误的是( )
A.使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同
B.水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程
C.水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能
D.在整个过程中,能量总量是保持不变的
【答案】B
【解析】A.向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能,汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能;能量转化方式是相同的,故A正确;
B.水从水火箭中喷出,是里面的气体对外做功,相当于内燃机的做功冲程,故B错误;
C.水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能,故C正确;
D.根据能量守恒定律可知,在整个过程中,能量总量是保持不变的,故D正确。
故选:B。
4.(2024秋•长沙期中)图甲是单缸汽油机工作时其中一个冲程,乙图中四种情景与甲图能量转化相同的选项是( )
A.在图a中,寒冷的天气,人们通过搓手来“取暖御寒”
B.在图b中,小孩从滑梯上滑下来,感觉臀部发热
C.在图c中,试管中加热的水蒸气将试管口的活塞“冲”出去
D.在图d中,手下压活塞,使密闭圆筒内的棉花发生燃烧
【答案】C
【解析】图甲中汽缸内的气体推动活塞向下运动时(即做功冲程),内能转化为机械能,气体的内能减小;
A.寒冷的天气,人们通过搓手来“取暖御寒”,是克服摩擦做功,机械能转化为内能,手的内能增加,故A不符合题意;
B.小孩从滑梯上滑下来,感觉臀部发热,是克服摩擦做功,机械能转化为内能,臀部的内能增加,故B不符合题意;
C.水蒸气将试管口的活塞“冲”出去,内能转化为机械能,水蒸气的内能减小,故C符合题意;
D.手下压活塞,使密闭圆筒内的棉花发生燃烧,是压缩空气做功,使棉花的内能增加,故D不符合题意。故选:C。
5.(2024•雨花区校级开学)科技的发展让智能家居进入了人们的生活。小明家新安装了一个智能锁,需要通过“密码+人脸”两次识别成功才会开锁。密码识别成功时仅S1闭合,灯L发光,照亮人脸进行识别,但不开锁,人脸识别成功后S2才会闭合,电动机M工作,开锁成功。下列电路符合要求的是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】根据题意知,S1闭合,灯L发光;灯光照亮人脸完成人脸识别时S2闭合,即S1、S2同时闭合,电动机M才工作。由图知,
A.只S1闭合,灯L发光,再S2闭合,电动机M也工作,故A符合题意;
B.只闭合S1时,电动机工作,同时闭合S1和S2时,电动机和灯泡都工作,故B不符合题意;
C.只闭合S1时,电动机和灯泡都工作,故C不符合题意;
D.只闭合S1时,电动机和灯泡都工作,故D不符合题意。故选:A。
6.(2024秋•长沙期中)如图所示,在开关和小灯泡之间连着两个金属夹A和B,在金属夹之间分别接入硬币、铅笔芯、橡皮和塑料尺,闭合开关后小灯泡能发光的是( )
A.硬币和铅笔芯B.硬币和橡皮
C.橡皮和塑料尺D.铅笔芯和塑料尺
【答案】A
【解析】常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等,题中铅笔芯和硬币是导体,橡皮、塑料尺是绝缘体,所以开关闭合后小灯泡能发光的是硬币和铅笔芯。
故选:A。
7.(2024•长沙模拟)如图甲电路正常工作时,两个电压表的指针偏转角度相同(如图乙)。下列说法正确的是( )
A.L1和L2两灯并联B.L1两端电压为8V
C.L2两端电压为10VD.电源电压为12V
【答案】B
【解析】AD.由电路图可知:电灯L1、L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端的电压;两个电压表的指针位置相同,因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电压表V1的示数应大于V2的示数;则电压表V1的量程是0~15V,分度值为0.5V,读数为10V,则电源电压U=10V,故A、D错误;
BC.电压表V2的量程是0~3V,分度值为0.1V,示数UV2=2V;
电压表V2测L2两端的电压,读数为2V,即L2两端的电压为U2=2V,
根据串联电路中总电压等于各分电压之和,可得,则L1两端电压U1=U﹣U2=10V﹣2V=8V,故B正确,C错误。故选:B。
8.(2023•长沙模拟)将L1“3V 2W”和L2“4V 2W”两灯连接在如图所示的电路中。闭合开关S、S1,下列说法正确的是( )(不考虑灯丝电阻的变化)
A.两灯都会发光,且亮度一样
B.L2会比较亮,L1两端的电压比较大
C.通电时间相同,L1消耗的电能较多
D.若L1出现断路故障,则L2也不会发光
【答案】C
【解析】由实物电路可知,闭合开关S、S1后,灯泡L1、L2并联;
不考虑灯丝电阻的变化,根据两灯的铭牌数据可知,两灯的额定功率相同,L1的额定电压小于L2的额定电压,根据R=可知L1的电阻较小,即R1<R2;
AB.闭合两个开关后,两灯泡所在支路均为通路,则两灯都会发光;两灯泡并联,由并联电路的电压规律可知两灯的电压相同,因R1<R2,则由欧姆定律可知通过L1的电流较大,根据P=UI可知L1的实际功率较大,则L1更亮,故AB错误;
C.因L1的实际功率较大,则根据W=Pt可知,通电时间相同,L1消耗的电能较多,故C正确;
D.若L1出现断路故障,根据并联电路中各支路互不影响可知,L2还会发光,故D错误。
故选:C。
9.(2024秋•开福区期中)如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S、S1和S2,灯L1、L2都正常发光,下列说法正确的是( )
A.电流表A2测通过灯L2的电流
B.电流表A1和A2示数相等
C.断开S2,电流表A2示数变小
D.断开S2,灯L1变暗
【答案】C
【解析】A.如图所示的电路,闭合开关S、S1和S2,灯L1和L2并联,电流表A1 测通过灯L1 的电流,电流表A2 测干路中的电流,故A错误;
B.由并联电路中,干路中的电流等于各支路中的电流之和可知,电流表A1 的示数比电流表A2 的示数小,故B错误;
C.断开S2,电路只有一个灯L1,电流表A2的示数与电流表A1 的示数相等,所以电流表A2示数变小,故C正确;
D.并联电路,用电器互不影响,所以断开开关S2,灯L1 亮度不变,故D错误。
故选:C。
10.(2024•雨花区校级开学)小明和同学们在做电学实验过程中,他们经过讨论,依次改进了“探究电流跟电压的关系”的实验电路图,如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲改进为图乙:为保证实验过程中电压这一因素不变
B.图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的定量关系
C.图丙:移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
D.图丙:在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
【答案】B
【解析】A.探究“电流与电压的关系”实验中,应控制电阻不变,而灯的电阻随温度的改变而改变,由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这一因素不变,故A错误;
B.由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节滑动变阻器的滑片使定值电阻R两端的电压改变,得到电流跟电压之间的定量关系,故B正确;
C.探究电流跟电压的关系实验中,需多次改变电流和电压的数值,移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流,故C错误;
D.在“探究电流跟电阻关系”的实验中,需控制电阻两端电压不变,多次改变电阻阻值,故需要添加几个阻值不同的电阻,故D错误。故选:B。
11.(2024•雨花区校级二模)下列有关生活中物理量的数据估测,符合实际的是( )
A.人体感觉舒适的环境温度约为37℃
B.初中学生跑完100m约用时15s
C.八年级物理课本的质量约为1kg
D.家用电饭锅的额定功率约为80W
【答案】B
【解析】A.人体感觉舒适的环境温度约为26℃,故A错误;
B.初中学生跑完100m用时可能为15s,故B正确;
C.八年级物理课本的质量约为250g=0.25kg,故C错误;
D.家用电饭锅的额定功率比较大,约为800W,故D错误。故选:B。
12.(2024•芙蓉区校级一模)小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I﹣U关系图象如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.图乙中曲线A表示电阻R的I﹣U关系图象
B.当电源电压为4V时、电流表示数为0.5A
C.当电源电压为4V时,小灯泡L的实际功率为1.6W
D.如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端,电路消耗的总功率为2W
【答案】D
【解析】A.定值电阻R的I﹣U关系图象是一条直线,故A错误;
BC.由图甲可知小灯泡L和定值电阻R并联在电压为4V的电源上时,并联电路中各支路两端的电压相等,它们两端的电压均为4V,由图象可知对应的电流:
IL=0.3A,IR=0.1A,干路电流:I=IL+IR=0.3A+0.1A=0.4A;
小灯泡L的实际功率:PL=UIL=4V×0.3A=1.2W,故B、C错误;
D.如果把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,由乙图可知当通过电路的电流为0.2A时,灯泡两端的电压为2V,电阻两端的电压为8V,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时电路总电压U=UL+UR=2V+8V=10V,恰好等于电源电压,即把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,电路中的电流等于0.2A,总功率P=UI=10V×0.2A=2W,故D正确。故选:D。
二.填空题(共8小题)
13.(2023春•岳麓区校级期中)11月中国探月工程三期中技术难度最高的“再入返回飞行试验”完美成功,在火箭携带飞船加速升空阶段,飞船的机械能 (增大/减小/不变),火箭与大气间剧烈摩擦使得火箭表面温度急剧升高,这是通过的 方式增大了火箭的内能,火箭升空燃料燃烧时将 能转化为内能。
【答案】增大;做功;化学
【解析】发射阶段加速上升时,质量不变,速度增大,动能增大;质量不变,高度增大,重力势能增大。机械能=势能+动能,动能增大,重力势能增大,所以机械能增大。
火箭与大气间剧烈摩擦使得火箭表面温度急剧升高,这是通过的做功的方式增大了火箭的内能,火箭升空燃料燃烧时将化学能转化为内能。
14.(2024•长沙模拟)潮汐现象是由于月球、太阳与地球的引力作用而产生的。潮涨和潮落都蕴藏着巨大的能量,这种能量可以用来发电。在利用潮汐发电的过程中,能量的转化情况是海水的 能转化为电能;与火力发电相比,潮汐发电的优点有: 。(写一条)
【答案】机械;无污染。
【解析】在利用潮汐发电的过程中,能量的转化情况是海水的机械能传递给发电机,通过发电机转化为电能;与火力发电相比,潮汐发电的优点是环保,无污染。
15.(2024秋•开福区期中)金秋十月,校园里桂花盛开,同学们在远处就能闻到花香,这是 现象;在内燃机的四个冲程中,把机械能转化为内能的是 冲程。
【答案】扩散;压缩。
【解析】金秋十月,校园里桂花盛开,同学们在远处就能闻到花香,这是扩散现象;在内燃机的四个冲程中,把机械能转化为内能的是压缩冲程。故答案为:扩散;压缩。
16.(2024•长沙)我国学者王充在《论衡》中记有“顿牟掇芥”,意思是摩擦过的琥珀能吸引像草芥一类的轻小物体。用毛皮摩擦过的琥珀因为得到电子而带 电,两个带有同种电荷的琥珀靠近时会相互 。
【答案】负;排斥
【解析】电子带负电,用毛皮摩擦过的琥珀因为得到电子而带负电,摩擦过的琥珀带了电荷,用摩擦的方法使物体带电叫做摩擦起电;
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,因此两个带有同种电荷的琥珀靠近时会相互排斥。故答案为:负;排斥。
17.(2024秋•长沙期中)如图a所示电路,V1、V2是两只相同的电压表。当闭合开关后,灯L1和灯L2都发光,这时两只电压表的指针偏转角度均如图b所示,指针刚好对准刻度线位置。灯泡L2两端电压是 V;若将L1和L2改接为如图c所示电路,电源电压不变,闭合开关后灯泡L1和L2都发光,此时电流表A1的示数为0.8A,电流表A2的示数为1A,则通过L2的电流是 A。
【答案】4.8;0.2。
【解析】(1)由图a所示电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L1两端电压;由图b所示电压表可知,两电压表指针位置相同,由于串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,所以由图b所示电压表可知,电压表V1的量程为0~15V,示数为6V,即电源电压U=6V,电压表V2的量程为0~3V,示数为1.2V,即灯L1两端电压为U1=1.2V,则灯L2两端电压U2=U﹣U1=6V﹣1.2V=4.8V;
(2)由图c所示电路可知,两灯泡并联,电流表A1测L1支路电流I1=0.8A,电流表A2测干路电流,通过L2的电流:I2=I﹣I1=1A﹣0.8A=0.2A。
18.(2023春•岳麓区校级期中)自动照相机所用的感光元件是一种光敏电阻,它是由
材料制造的。我国年仅22岁的优秀青年科学家曹原研究发现:当两层平行石墨烯堆成约1.1°的“魔角”时,石墨烯的电阻突然变为0,此现象中的石墨烯是 体。
【答案】半导体;超导
【解析】(1)自动照相机的感光元件由光敏电阻制成,光敏电阻器是利用光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器,其主要材料是半导体;
(2)由于超导材料是一种电阻为零的材料,石墨烯的电阻突然变为0,说明石墨烯是超导体。故答案为:半导体;超导。
19.(2023春•岳麓区校级期中)将两个定值电阻R1“4Ω,1A”和R2“1Ω,2A”的字样,若将他们串联,允许通过的最大电流值是 A;若将它们并联,干路中的最大电流值是 A。
【答案】1,2.5。
【解析】∵电阻R1允许通过的最大电流为1A,电阻R2允许通过的最大电流为2A,
∴当把它们串联起来,也不能超过1A,否则会将电阻R1烧坏;
电阻R1两端的最大电压:U1=1A×4Ω=4V,
R2两端的最大电压:U2=2A×1Ω=2V,
∴当把它们并联起来时,电路中的电源电压只能取U=2V,
∵R1=4Ω,R2=1Ω,
∴它们并联后的总电阻为:R===0.8Ω,
干路中的最大电流为:I===2.5A。
20.(2023秋•长沙月考)如图所示是某家用电子式电能表的表盘,该表盘上显示已用电
kW•h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了32次。该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW•h。
【答案】5546.7;0.02。
【解析】(1)该表盘上显示数字为55467,因为最后一位是小数、单位是kW•h,所以显示已用电5546.7kW•h;
(2)1600imp/(kW•h)表示每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁1600次,
指示灯闪烁32次,则该用电器消耗的电能: W=kW•h=0.02kW•h。
故答案为:5546.7;0.02。
三.实验探究题(共3小题)
21.(2024秋•岳麓区校级月考)小明同学探究了“不同燃料燃烧的放热能力”的实验,他设计的实验装置如图所示。
(1)为了保证实验结论可靠,小明同学选择了两套完全相同的装置,在实验中还应控制水的质量相等,煤油与菜籽油的质量 (选填“相等”或“不相等”)。除了图中所提供的测量工具之外,还需要 ;
(2)燃料燃烧放出热量多少是通过 (选填“温度计升高的示数”或“加热时间”)来反映的;
(3)分析得出:煤油和菜籽油这两种燃料中,热值较大的是 ;
(4)利用以上实验方法计算出的燃料热值将比真实值 (选填“偏大”或“偏小”),原因可能是: 。(写出一条原因即可)
【答案】(1)相等;天平;(2)温度计升高的示数;(3)煤油;(4)偏小;燃料燃烧放出的热量不能全部被水吸收。
【解析】(1)为比较煤油和菜籽油热值的大小,实验过程中应采用控制变量法,需要控制煤油和菜籽油的质量相同;实验中,为了测量燃料和水的质量,则还需要天平;
(2)在探究“燃料燃烧放出的热量“实验中,要用不同的燃料,加热质量相同的同种液体,根据Q=cmΔt,液体升温越高,则燃料放出的热量越多,故在探究“燃料燃烧放出的热量”燃料放热多少是通过温度计上升的示数来反映的;
(3)用相同质量的煤油和菜籽油燃烧后加热相同的水,由表中数据可知,用煤油加热的水温度升的高,则说明煤油燃烧放出的热量多,由Q=mq,煤油的热值大;
(4)根据Q吸=cmΔt求出水吸收的热量,即燃料燃烧放出的热量,再根据Q放=qm求出燃料的热值;但实际上燃料燃烧放出的热量不能全部被水吸收,因此得出的Q放比实际值偏小,则计算出的热值比真实值偏小。
22.(2024秋•长沙期中)小周同学在“探究影响导体电阻大小的因素”时,他做出了如下猜想。猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关;
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关;
猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。
为了验证上述猜想,小蜀设计了如图的电路,其中A、B、C、D是四根导体,这四根导体的材料、长度、横截面积如图所示。
(1)实验中,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小会更加准确;
(2)为了验证猜想二,应该选用序号为 的两根电阻丝进行实验;
(3)如果选用序号为A、D的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号)。
【答案】(1)电流表示数变化;(2)A、C;(3)三。
【解析】(1)实验中,在两个金属夹子之间接上不同的导体,闭合开关,通过观察电流表示数变化来比较导体电阻的大小,这里采用了转换法;
(2)为了验证猜想二,即电阻与导体的横截面积的关系,要控制导体的长度、温度和材料均相同,而导体的横截面积不同,由题中信息可知应选择编号A、C的两根金属丝分别接入电路进行实验;
(3)如果选用序号为A、D的两根电阻丝进行实验,此时导体的长度和横截面积均相同,导体的材料不同,所以是为了验证猜想三。
23.(2024•雨花区校级模拟)如图为小聪和同学们一起测量小灯泡的电功率的实验电路(小灯泡标有“2.5V”的字样)。
(1)请你用笔画线代替导线帮小聪把图甲的实物电路补充完整(要求滑片向左移动时灯泡变暗);
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,小聪发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V,则电路中可能的故障原因是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,小聪发现小灯泡还是不亮,但电流表和电压表都有较小的示数,接下来他应该进行的操作是 ;
(4)当电压表示数为2V时,电流表指针偏转如图乙所示,则小灯泡此时的功率为 W。
【答案】(1)见解析;(2)灯泡断路
(3)将滑动变阻器的滑片向右滑动(4)0.56。
【解析】(1)根据题意可知,灯泡与滑动变阻器串联接入电路中,滑片向左移动时灯泡变暗,说明电流变小,则滑动变阻器接入电路的电阻变大,由图甲可知,导线应接在滑动变阻器右边的下接线柱,又电压表测量灯泡两端的电压,所以电压表并联在灯泡的两端,则电路连接如下图所示
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,说明电路处于断路状态,而电压表示数接近3V,说明电压表与电源连接,则电路中可能的故障原因是灯泡断路。
(3)排除故障后,闭合开关,小聪发现小灯泡还是不亮,但电流表和电压表都有较小的示数,说明此时电路中的电阻较大,所以接下来的操作是将滑动变阻器的滑片向右滑动。
(4)根据实物图的连接可知,电流表的小量程接入电路,小量程的分度值为0.02A,则图乙所示的电流表的示数为0.28A,此时电压表示数为2V时,根据P=UI可得,小灯泡此时的功率为:P=UI=2V×0.28A=0.56W。
四.计算题(共2小题)
24.(2023秋•开福区校级月考)质量为5kg的某种物质,当温度从40℃下降到20℃时,放出的热量为3.76×104J。则:
(1)该物质的比热容是多少?
(2)若该物质吸收了7.52×104J的热量,则温度应升高多少?
【答案】(1)该物质的比热容是3.76×102 J/(kg•℃);
(2)若该物质吸收了7.52×104J的热量,则温度应升高40℃。
【解析】(1)某种物质的温度从40℃下降到20℃,则降低的温度:Δt=40℃﹣20℃=20℃;根据Q放=cmΔt可得,该物质的比热容:
c===3.76×102 J/(kg•℃);
(2)由题可知,Q吸=7.52×104J,物质的质量和比热容均不变;
由Q吸=cmΔt可得升高的温度:Δt′===40℃。
答:(1)该物质的比热容是3.76×102 J/(kg•℃);
(2)若该物质吸收了7.52×104J的热量,则温度应升高40℃。
25.(2023•雨花区校级二模)某物理兴趣小组设计了一套测量货车重力的模拟装置,工作原理如图所示。ABO为一水平杠杆,OA长1.2m,O为支点,AB:OB=5:1,平板上物体所受重力大小通过电压表读数显示。压力传感器R固定放置,R的阻值随所受压力F变化的关系如表所示。当电源电压U为12V,平板空载时,闭合开关S,电压表的示数为1.5V。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。
(1)定值电阻R0的阻值;
(2)当平板上物体重120N时,电压表的示数;
(3)电池组用久后电源电压变小为9V,要求平板上重为120N的物体对应的电压表读数和电池组的电压U=12V的情况下相同,其它条件不变,只水平调节杠杆上触点B的位置即可实现,试判断并计算触点B应向哪个方向移动?移动多少距离?
【答案】(1)定值电阻R0的阻值为10Ω;
(2)当平板空载时,电压表的示数为4V;
(3)如果只水平调节杠杆上触点B的位置,则触点B应向右移动,移动3cm。
【解析】(1)压力传感器和定值电阻串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,
由表格可知当平板空载时,压力传感器的阻值为70Ω,
因串联电路总电压等于各部分电压之和,串联电路各处电流相等,
则由欧姆定律可得:=,即=,解得:R0=10Ω;
(2)平板上物体对平板的压力:FB=G=120N,
由题知,AB:OB=5:1,则OA:OB=6:1,
由杠杆平衡条件FA×OA=FB×OB得杠杆A点受到的压力:FA=FB=×120N=20N,
由于力的作用是相互的,压力传感器受到的压力为20N,
由表格可知压敏电阻的阻值:R′=20Ω,串联电路总电阻等于各分电阻之和,
由欧姆定律得:I====0.4A,
此时电压表的示数;U0′=IR0=0.4A×10Ω=4V;
(3)电源用久后电压变小,电路中电流变小,若要求此时平板上重为120N的物体对应的电压表示数和电源电压为12V的情况下相同,则需减小压力传感器的电阻,就要增大压力传感器受到的压力,其它条件不变,由杠杆平衡条件可知,需向右移动B触点,设调节距离为L,此时压力传感器阻值为R′′,因为此时电压表示数和R0的阻值不变,所以由欧姆定律可知电路中电流不变,仍然为0.4A,
则此时的电源电压:U1=IR总′=I(R′′+R0),
即9V=0.4A×(R′′+10Ω),解得R′′=12.5Ω,
由表格可知,传感器受到的压力为23N,
由于力的作用是相互的,杠杆A点受到的压力为:FA′=23N,
由杠杆平衡条件可得:FA′×OA=FB×(OB+L),
23N×1.2m=120N×( ×1.2m+L),解得:L=0.03m=3cm。
答:(1)定值电阻R0的阻值为10Ω;
(2)当平板空载时,电压表的示数为4V;
(3)如果只水平调节杠杆上触点B的位置,则触点B应向右移动,移动3cm。燃料
加热前的水温
燃料燃尽后水温
煤油
25℃
44℃
菜籽油
25℃
34℃
F/N
0
4
8
12
16
20
23
…
R/Ω
70
60
50
40
30
20
12.5
…
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