


2024年福建省永春第一中学自主招生模拟考试物理试题一(含答案与解析)
展开 这是一份2024年福建省永春第一中学自主招生模拟考试物理试题一(含答案与解析),共32页。试卷主要包含了多选题,填空题,综合题,计算题等内容,欢迎下载使用。
一、多选题(共48分)
1.(本题4分)(2022上·四川成都·九年级统考期末)利用如图所示的电路图探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,电流表取0~0.6A的量程,电压表取0~3V的量程,选择阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻,先后与滑动变阻器R2串联,在能完成实验的前提下,下列判断正确的是( )
A.向右移动滑动变阻器,则电压表示数变小,电压表与电流表的示数之比不变
B.实验过程中,当R1的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,滑动变阻器的滑片应向左端滑动
C.若电源电压为6V不变,R2最大阻值为20Ω,则控制电压的选取范围是1.2V~3V
D.若电源电压6V不变,控制电压为2V,则变阻器R2最大阻值至少为40Ω
2.(本题4分)(2023上·辽宁大连·九年级统考期末)如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关,将滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动的过程中,电压表V1的示数变化量为ΔU1,电压表V2的示数变化量是ΔU2,电流表A的示数变化量是ΔI。则下列说法正确的是( )
A.ΔU1>ΔU2B.ΔU1和ΔI的乘积不变
C.ΔU1=ΔU2D.ΔU1和ΔI的比值不变
3.(本题4分)(2023上·辽宁沈阳·九年级统考期末)如图甲所示,电源电压为6V,小灯泡L的额定电压是2.5V,滑动变阻器R标有“50Ω,1A”的字样。闭合开关S后,当滑片P从右向左移动的过程中,根据获得数据画出小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器在实验中的调节范围是0Ω﹣35Ω
B.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率为0.875W
C.在滑片从右向左移动的过程中,小灯泡的电阻逐渐变大
D.电路中最大总功率为0.96W
4.(本题4分)(2023上·四川成都·九年级统考期末)如图所示电路,电源电压恒定不变,电流表A1(量程为0~3A),电流表A2(量程为0~0.6A),电压表(量程为0~15V),滑动变阻器R2(0~100 Ω,5 A)。当断开开关S1、S2,闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P位于最左端时,电流表A1的示数为0.3 A,电压表的示数为3V,电路中R1与R3消耗的电功率之比为3∶1。当三个开关同时闭合时,在确保电路安全的前提下,下列判断正确的是( )
A.电源电压为18V
B.R1=30Ω
C.R2接入电路的最小阻值为40Ω
D.电路的最大电功率为21.6W
5.(本题4分)(2022·四川成都·四川省成都市七中育才学校校考二模)如图所示,电源电压U保持不变。当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器R0的滑片在最右端时,电压表示数是U1,R1的功率是P1;当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数是U1′,R2和R3的功率之和是1.6W;当开关S1和S3都闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1的功率是P1′;再闭合开关S2,电流表示数变化了0.4A,R2、R3的功率分别为P2、P3,已知P2∶P3=1∶3,U1∶U1′=1∶2,P1∶P1′=1∶36。下列结论正确的是( )
A.滑动变阻器R0的最大阻值是100Ω
B.电源电压是15V
C.R1:R2=2:3
D.该电路的最小功率2.4W
6.(本题4分)(2020上·四川成都·九年级统考期末)如图所示的电路中,电源电压U=4.5V且保持不变,电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2的最大值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,为保证电表安全,闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器连入电路的阻值范围是2.5Ω~10Ω
B.滑动变阻器连入电路的阻值范围是7.5Ω~15Ω
C.电压表示数的最小值是1.5V
D.电阻R1的电功率最小是0.315W
7.(本题4分)(2022·四川成都·统考二模)如图所示电路,电源电压U恒定。当A、B间接入标有“4V、2W”字样的灯泡L(忽略灯丝电阻变化),闭合S、S1、S2,断开S3,滑片P移到某一位置时电流表示数为I,滑片P再向上移动一段距离,R的阻值变化了6Ω,电流表示数变化了0.1A,L恰好正常发光;当A、B间换接为R3,闭合S、S3断开S1、S2,电压表示数为U2,R1的功率为P1,R2的功率为P2,P1≠P2,电路的总功率为6W。R1、R2、R3均为定值电阻,每个电阻的阻值只有4Ω、6Ω、7Ω、9Ω这四种可能。下列结论正确的是( )
A.I=0.4AB.U=10V
C.U2可能是2.5VD.P1可能是1.5W
8.(本题4分)(2021上·天津河东·九年级统考期末)如图所示电路中的a、b、c为三只电表,闭合开关S,标有“3V 3 W"的灯泡L1正常发光,标有"6V 3 W"的灯泡L2虽能发光但较暗。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.电表a为电流表,且示数为1.25A
B.电表b为电压表,且示数为15V
C.灯泡L2的实际功率为1.5 W
D.电表a和c的乘积与b和c的乘积之比为5:1
9.(本题4分)(2020·辽宁抚顺·统考模拟预测)如图甲所示,电源电压恒定,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端时,小灯泡恰好正常发光,两电压表示数随电流表示数变化的U-I图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为12V
B.滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C.小灯泡的额定功率为3.2W
D.整个电路的最大功率为12W
10.(本题4分)(2022上·四川成都·九年级统考期末)如图所示电路,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻,R2=5Ω,滑动变阻器最大阻值为R3.闭合开关,当滑片位于a端时,电压表V1、V2的示数分别为U1、U2;当滑片位于b端时,电流表的示数为0.2A,电压表V1、V2的示数分别为U1'、U2'。已知U1:U2=1∶1,U1':U2'=3∶5,U1'∶U1=2∶3,下列说法正确的是( )
A.a端在滑动变阻器的最右端
B.R1∶R3=3∶2
C.滑动变阻器最大阻值为30Ω
D.电源电压为6V
11.(本题4分)(2019上·河南商丘·九年级统考期末)下列电路中,能够测出定值电阻Rx阻值的是( )
A.B.
C.D.
12.(本题4分)(2023·山东威海·统考二模)水平桌面上放着两个相同的足够高的柱形水槽,水中的两个木块也相同。将铁块a放在木块上面,木块刚好浸没在水中,如图甲所示;将铁块b用细线系在木块下面,木块也刚好浸没在水中,如图乙所示,且此时两水槽的水面相平,已知水的密度为ρ水,铁的密度为ρ铁,则( )
A.a铁块的重力小于b铁块的重力
B.a、b两个铁块的体积之比ρ铁−ρ水ρ铁
C.两种情况相比较,乙图中水槽对桌面的压强较大
D.若将a取下投入水中,并剪断b的细线,静止时水对容器底压强p甲>p乙
二、填空题(共20分)
13.(本题4分)(2022·重庆·重庆一中校考二模)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡L上标有“18V”的字样,通过灯泡的电流随两端电压变化的关系如图乙所示,滑动变阻器R1标有“?Ω 2.5A”字样,定值电阻R2的阻值为40Ω,电压表量程为0~30V,电流表量程为0~3A。当开关S、S1闭合,滑动变阻器R1的滑片P置于a端时,电压表示数为U1,R1消耗的功率为P1;将滑片P向右移动至某处,灯泡L恰好正常发光,此时电压表示数为U2,R1消耗的功率为P2。则灯泡L正常发光时的电阻为 Ω。已知P1:P2=5:3,U1:U2=2:1,在保证电路安全且电路中有电流的情况下,通过开关的断开与闭合及滑片位置的移动,该电路消耗的最大总功率和最小总功率之比为 。
14.(本题4分)(2022·重庆·重庆八中校考二模)在如图所示的电路中,电源电压可调。R1为12Ω,R2为24Ω,闭合开关S,电流表示数为0.5A,则此时的电源电压为 V。已知图中电压表有“0~3V、0~15V”两种量程,电流表有“0-0.6A、0~3A”两种量程,保持电源电压为原来的值不变,选择甲“20Ω 2A”、乙“50Ω 2A”、丙“100Ω 1A”三个滑动变阻器中的一个来替换R1或者R2,替换后,在移动滑片的过程中,两表示数分别能达到某个量程的最大值。做好替换后,该同学又找来规格为“0.3A”的小灯泡替换另一个定值电阻(忽略温度对灯丝电阻的影响),保持其余连接不变,调节电源电压为某--值,在电路安全的前提下,移动滑片,灯泡的功率只能在1.8W~0.2W之间变化,则电源电压可以调节的最小值为 V。(答案可以用根号表示)
15.(本题4分)(2020·四川成都·校考模拟预测)如图,电源电压恒定,滑动变阻器R1的规格为“40Ω,2A”。当在AB间接入图乙中的电阻R2时,闭合开关S,移动滑动变阻器R1的滑片P,当滑片P位于中点时,电路中的电流为0.25A。若将乙图中的电阻R2和R3以不同的连接方式接入时,闭合开关S,并调节滑片P,R2消耗的最小功率为P1,R3消耗的最大功率为P2,则电源电压为 V,功率P1:P2为 。
16.(本题4分)(2019·重庆·重庆巴蜀中学校考一模)如图,电源电压恒为20V,灯泡L上标有“12V 6W”字样,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~15V。当滑动变阻器R的滑片P在B点,且RAB=0.2R时,只闭合S和S1,灯泡恰好正常发光,当只闭合S和S2,滑动变阻器R的滑片P分别在中点O和B点时,电压表示数之UAO∶UAB=3∶2,(不考虑温度对灯丝电阻的影响)电路中电阻R0= Ω,分析电路图,如果每次只闭合其中两个开关,改变滑片P的位置,在保证电路安全的况下,则整个电路中的最大功率和最小功率之比为 。
17.(本题4分)(2022·重庆·九年级重庆巴蜀中学校考开学考试)如图所示电路,电源两端电压U保持不变,闭合开关S,当开关S1闭合时,电路消耗的电功率P,电压表V1、V2的示数分别为U1和U2,开关S1断开时,电路消耗的电功率为P′,电压表V1,V2的示数分别为U1′,U2′,电阻R3的消耗的电功率为6W。已知U1:U1′=3:2,U2:U2′=15:16,则前后两次电流之比为 ;P大小为 W。
三、综合题(共10分)
18.(本题10分)(2019·山东青岛·三模)探究物体受力运动
一个物体在一个恒定的拉力F的作用下会做匀加速直线运动,从静止开始做匀加速直线运动的物体,经过一段时间t后,速度增大到v,在其他条件一定时,速度v与时间t的关系图象如下图,在时间t为10s时,探究速度v与拉力F、质量m、时间t的关系,得到表格中的数据,请回答问题:
(1)速度v与拉力F、质量m、时间t之间的关系的表达式为:v= k,其中k= 。
(2)运动的物体具有动能,动能用字母Ek表示,动能大小与物体的质量和物体的速度的关系可以用公式Ek=12mv2表示,一个质量为m的物体,在一个恒定的拉力F的作用下,在一定时间内增大的动能等于拉力在这段时间内对物体做的功。
请推导:一个质量为m的物体,在一个恒定的拉力F的作用下,从静止开始运动,当通过的路程为s时,所用的时间t=2msF 。
四、计算题(共12分)
19.(本题12分)(2021·河北石家庄·校考二模)如图所不电路,电器两端电压保持不交。小灯泡标有“6V 3W”字样,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,只闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,从B端向左滑至某一位置时,小灯泡正常发光,两次电压表V1示数变化了8V。电压表V2指针指在同一位置,电流表示数变化了0.4A;(电表表盘如下图所示,调节过程中电压表量程可能更换,灯丝电阻不随温度改变)求∶
(1)小灯泡正常发光时的电流;
(2)电阻的R1阻值;
(3)闭合开关S、S1,断开S2,各电表量程均可以更换,移动滑动变阻器滑片,在各电表及元件安全条件下,滑动变阻器的取值最大范围为多少。
拉力F/N
0. 2
0. 2
0. 6
质量m/kg
1
2
3
速度v/m·s-1
2
1
2
参考答案:
1.AD
【详解】由电路图可知,R1与R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;
A.由电路图可知,向右移动滑动变阻器,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中的电流变小,由欧姆定律的变形式U=IR可知,定值电阻两端的电压变小,即电压表的示数变小;由欧姆定律的变形式R=UI可知,电压表示数与电流表示数的比值等于R1的阻值,则电压表示数与电流表示数的比值不变,故A正确;
B.根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由5Ω更换为10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数不变,B错误;
C.因为串联电路的电流相等,所以
I=UVR=U−UVR滑
当定值电阻最大为20Ω时且滑动变阻器的电阻最大时定值电阻两端的电压最小,最小为
UV20Ω=6V−UV20Ω
解得
UV=3V
因为电流表为0~0.6A的量程,电流最大值为0.6A,根据欧姆定律可知,定值电阻两端的最大电压为
U最大=I最大R1=0.6A×5Ω=3V
故定值电阻两端的电压只能为3V,故C错误;
D.由题意可知,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U−UV=6V−2V=4V
变阻器分得的电压为电压表示数的4V2V=2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=2×20Ω=40Ω
即变阻器R2最大阻值至少为40Ω,故D正确;
故选AD。
2.AD
【详解】AC.开关闭合后,两个定值电阻与变阻器串联,当变阻器滑片向右滑动时,其连入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,在电源不变的情况下,电路中的电流减小。电压表V1测量两个定值电阻两端的总电压,据U=IR可以知道,每个定值电阻两端的电压都减小,故电压表V1的示数变化值是两个定值电阻两端电压减小的总和。电源电压不变,两个定值电阻两端电压变小了,变阻器两端电压就变大了,变阻器两端增加的电压等于两个定值电阻两端电压减小的数值。电压表V2测量一个定值电阻与变阻器两端电压,这个定值电阻两端电压减小,变阻器两端电压增大,故电压表V2的示数变化比电压表V1的示数变化小。故A正确,C错误;
B.两个定值电阻两端电压逐渐变小,通过它们的电流也逐渐变小,所以定值电阻两端电压变化值与通过它们的电流变化值的积也是变小的。故B错误;
C.电压表V1测量的是两个定值电阻两端电压和,定值电阻的阻值是不变的,所以它们两端电压的变化值与通过它们的电流的变化值等于它们的总电阻,也是不变的。故D正确。
故选AD。
3.BC
【详解】开关闭合后,小灯与变阻器串联,电压表测量小灯两端电压。
①变阻器滑片在右端开始滑动的位置时,读图象可知电路中电流为0.16A,小灯两端电压为0.4V,此时,小灯电阻为
R1=U1I=Ω
变阻器两端电压为
U2=U−U1=6V−0.4V=5.6V
此时变阻器连入电路的阻值为
R2=U2I=Ω
②当变阻器滑片停止滑动时,读图象可知,此时小灯两端电压为2.5V,小灯正常发光,此时电路中电流为0.25A。此时小灯电阻为
R1=U1I=Ω
在滑片从右向左移动的过程中,小灯泡的电阻逐渐变大,变阻器两端电压为
U2=U−U1=6V−2.5V=3.5V
此时变阻器连入电路的阻值为
R2=U2I=Ω
动变阻器在实验中的调节范围是14Ω~35Ω,此时变阻器功率为
P2=U2I2=3.5V×0.25A=0.875W
此时电路中电流最大,总功率最大,为
P=UI=6V×0.25A=1.5W
此时小灯正常发光,额定功率为
P1=P−P2=1.5W−0.875W=0.625W
由上述计算可以知道,AD错误,BC正确。
故选BC。
4.BD
【详解】AB.当只有开关S闭合,变阻器滑片在最左端时,电路中R1R3串联。电压表测量R3两端电压,为3V。知道两个定值电阻消耗的功率为3:1,且串联电路中电流处处相等,有
P1P3=U1IU3I=U1U3
得
U1U3=31
根据U3=3V得
U1=9V
则电源电压为
U=U1+U3=9V+3V=12V
各个定值电阻的阻值分别为
R1=U1I=9V0.3A=30Ω
R3=U3I=3V0.3A=10Ω
故A错误,B正确;
CD.所有的开关都闭合时,三个电阻并联,电流表A2测量通过R1与变阻器的电流的和,电流表A1测量干路电流,此时通过R1、R3的电流分别为
I1=UR1=12V30Ω=0.4A
I3=UR3=12V10Ω=1.2A
因为电流表A2的量程为0~0.6A,则通过变阻器的最大电流可以为
I2=I最大−I1=0.6A−0.4A=0.2A
则变阻器连入电路中的电阻最小为
R2=UI2=12V0.2A=60Ω
电流表A1的量程为0~3A,则通过变阻器的最大电流可以为
I2'=I最大'−I1−I2=3A−0.4A−1.2A=1.4A
综上,变阻器中的电流最大不得大于0.2A,阻值不得小于60Ω。当变阻器中的最大电流为0.2A时,电路的最大功率为
P=UI=U(I1+I2+I3)=12V×(0.4A+0.2A+1.2A)=21.6W
故C错误,D正确。
故选BD。
5.AC
【详解】当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器R0的滑片在最右端时,此时R0处于最大阻值,R0和R1串联,电压表测R1两端电压,示数为U1,R1的功率是P1,即
P1=U12R1
当开关S1和S3都闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,此时R1和R3并联,电压表测电源电压,R1的功率是P1′,即
P1′=U总R1
已知P1∶P1′=1∶36,即
U12R1∶U总2R1=1∶36
得U1∶U总=1∶6,则U总=6U1,
题干中再闭合开关S2时,即S1,S2,S3全部闭合时,R1、R2和R3并联,R2、R3的功率分别为P2、P3,分别可表示为
P2=U总2R2=6U12R2
P3=U总2R3=6U12R3
由于P2∶P3=1∶3,可得R2∶R3=3∶1,即R2=3R3
此时电流表测干路电流,闭合S2后电流表示数增大0.4A,即此时通过R2的电流为0.4A,则
I2=U总R2=6U13R3=0.4A①
当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,此时R1,R2,R3串联,电压表测R1两端电压,示数是U1′。而U1∶U1′=1∶2,即此时R1两端电压U1′=2U1,R2和R3的电压之和为
U2+3=U总−U1′=6U1−2U1=4U1
由于此时R2和R3的功率之和是1.6W,则
P2+3=U2+32R2+R3=4U124R3=1.6W②
联立①②可解得U1=2V,R3=10Ω。
因为R2=3R3,所以R2=30Ω,因为U总=6U1,所以U总=12V。
当开关S1闭合、S2和S3断开,R1,R2,R3串联,根据串联分压可知
U1U2+3=R1R2+R3=2V4V=12
则R1的阻值为
R1=R2+R32=20Ω
A.当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器R0的滑片在最右端时,此时R0处于最大阻值,R0和R1串联,根据串联分压规律可知U1U0=R1R0,则滑动变阻器的最大阻值为
R0=U0R1U1=6U1−U1R1U1=12V−2V20Ω2V=100Ω
故A正确;
B.根据上述分析可知,电源电压为12V,故B错误;
C.根据上述分析可知,R1=20Ω,R2=30Ω,则R1∶R2=2∶3,故C正确;
D.根据公式P=U2R可知,当电路中电阻最大时,电路的电功率最小,即滑动变阻器滑到阻值最大端,且开关S2闭合、S1和S3断开,此时电路中电阻最大。此时,R0,R1,R2,R3四个电阻串联,电路的电功率为
P小=U总2R大=U总2R0+R1+R2+R3=12V2100Ω+20Ω+30Ω+10Ω=0.9W
故D错误。
故选AC。
6.AC
【详解】C.由电路图可知,滑动变阻器R2与电阻R1串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路总电流,已知电流表量程为0~0.6A,所以电路中允许通过的最大电流I最大=0.6A;电流最大时,总电阻最小,滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据欧姆定律可得,电阻R1两端的电压
U1最大=I最大R1=0.6A×5Ω=3V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的最小电压
U2最小=U−U1最大=4.5V−3V=1.5V
故C正确;
AB.因串联电路中各处的电流相等,所以,根据I=UR可得,滑动变阻器连入电路的最小电阻
R2最小=U2最小I最大=Ω
当电压表示数最大为U2最大=3V时,根据分压原理可知,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时R1两端电压
U1最小=U−U2最大=4.5V−3V=1.5V
电路中的最小电流为
I最小=U1最小R1=1.5V5Ω=0.3A
滑动变阻器接入电路的最大电阻
Rmax=U2最大I最小=3V0.3A=10Ω
变阻器接入电路的阻值范围为2.5Ω~10Ω;故A正确,B错误。
D.所以,电阻R1的最小电功率
P1最小=U1最小I最小=1.5V×0.3A=0.45W
故D错误。
故选AC。
7.AD
【详解】A.闭合S、S1、S2,断开S3时,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R的电压,设滑片P移到某一位置时接入电路中电阻为R,此时电流表示数为I,再向上移动一段距离,R的阻值变化了6Ω,电流表示数变化了0.1A,则接入电路中的电阻为R-6Ω,电路中的电流为I+0.1A,因此时L恰好正常发光,所以由P=UI可得
I+0.1A=PLUL=2W4V=0.5A
解得I=0.4A,故A正确;
B.由
P=UI=U2R
可得,灯泡的电阻
RL=UL2PL=(4V)22W=8Ω
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,所以电源的电压
U=I(R+RL)=(I+0.1A)[(R-6Ω)+RL]
代入数据可得
0.4A×(R+8Ω)=(0.4A+0.1A)[(R-6Ω)+8Ω]
解得R=22Ω,电源的电压
U=I(R+RL)=0.4A×(22Ω+8Ω)=12V
故B错误;
C.当A、B间换接为R3,闭合S、S3、断开S1、S2时,R1、R2、R3串联,电压表测R2两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,且P1≠P2,由
P=UI=I2R
可知R1≠R2,且电路中的电流
I'=PU=6W12V=0.5A
此时电路的总电阻
R=UI'=12V0.5A=24Ω
因R1、R2、R3的阻值只有4Ω、6Ω、7Ω、9Ω这四种可能,所以R1、R2、R3的电阻依次可能为9Ω、6Ω、9Ω,也可能为6Ω、9Ω、9Ω,电阻R2两端的电压
U2=I′R2=0.5A×9Ω=4.5V
或
U2=I′R2=0.5A×6Ω=3V
故C错误;
D.电阻R1的功率
P1=I′2R1=(0.5A)2×9Ω=2.25W
或
P1=I′2R1'=(0.5A)2×6Ω=1.5W
故D正确。
故选AD。
8.AD
【详解】根据P=UI可知,灯泡L1正常发光的电流为
I1额=P1额U1额=3W3V=1A
灯泡L2正常发光的电流为
I2额=P2额U2额=3W6V=0.5A
由题意知,灯泡L1正常发光,则通过灯泡L1的电流为I1=1A,L2虽能发光但较暗,则通过灯泡L2的电流小于额定电流0.5A,由此可知:通过L1、L2的电流不相等,所以L1、L2并联;故a是电流表,测干路电路,b是相当于导线的电流表,测量通过灯泡L2的电流,c是相当于开路的电压表,测量并联电路两端的电压,也是测量电源电压。由于标有“3V 3W”的灯泡L1正常发光,根据并联电路电压特点知,c电压表示数为
U=U1额=3V
由R=U2P得,灯泡L1的电阻
R1=U1额2P1额=(3V)23W=3Ω
灯泡L2的电阻
R2=U2额2P2额=(6V)23W=12Ω
电表a和c的乘积是两灯的实际功率之和
P=U2R1+U2R2=(3V)23Ω+(3V)212Ω=3.75W
b和c的乘积是R2的实际功率
P2=U2R2=(3V)212Ω=0.75W
电表a和c的乘积与b和c的乘积之比为
P:P2=3.75W∶0.75W=5∶1
此时通过R2的电流为
I2=UR2=3V12Ω=0.25A
电流表a的示数为
I=I1+I2=1A+0.25A=1.25A
故BC错误,AD正确。
故选AD。
9.ABD
【详解】由甲图可知,灯泡与滑动变阻器R串联,电流表测电路中电流,电压表V1测灯泡L两端电压,电压表V2测滑动变阻器R两端的电压。
滑片P从B点滑到A点的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,电路中的电流变大;根据串联分压原理可知,滑动变阻器R两端的电压变小;由于电源电压不变,则灯泡L两端的电压变大;所以,如下图中①为电压表V1示数随电流表示数变化的U-I图像,②为电压表V2示数随电流表示数变化的U-I图像。
A.由甲图可知,滑片在A点时滑动变阻器连入电路的电阻为0,此时电压表V1示数最大,电压表测V1量电源电压,所以由乙图可知,电源电压为
U=U1最大=12V
故A正确;
B.由乙图可知,滑片在B点时滑动变阻器的电阻最大,电流最小为:IB=0.4A,此时U1B=4V,U2B=8V;则根据I=UR可得滑动变阻器的最大电阻为
R2大=U2BIB=8V0.4A=20Ω
故B正确;
C.已知滑动变阻器的滑片P在A端时,小灯泡恰好正常发光,由乙图可知:IA=1A,此时U1最大=12V;灯泡的额定功率
P额=PL=U1最大IA=12V×1A=12W
故C错误;
D.滑动变阻器的滑片P在A端时电路中的电流最大,则整个电路的最大功率为
P最大=U1最大IA=12V×1A=12W
故D正确。
故选ABD。
10.BD
【详解】由图知三个电阻串联,电流表测量电路的电流,电压表V1测量电阻R1两端的电压,电压表V2测量电阻R1和R3两端的电压。
A.已知U1∶U2=1∶1,只有当滑动变阻器的滑片位于最左端,即滑动变阻器接入电路的阻值为零时,两只电压表的示数才相等,所以a端在R3的最左端,故A错误;
B.当滑片位于b端(右端)时,R3接入电路的阻值最大,根据串联电路的电流相等知,R1与R3的电阻之比等于它们两端的电压之比,即
R1R3=U1′U2′−U1′
已知U1':U2'=3∶5,所以R1和R3的比值为3∶2,故B正确;
CD.已知U1'∶U1=2∶3,由U=IR可知,通过电阻R1的电流之比为2∶3,当滑片位于b端时,电流表的示数为0.2A,则滑片在a端时,电流表的示数为0.3A,由电源电压不变列等式得
0.3A×R1+R2=U0.2A×R1+R2+R3=U
将R2=5Ω,R1∶R3=3∶2代入得
R3=10Ω
U=6V
故C错误,D正确。
故选BD。
11.ACD
【详解】A.如图,Rx与R串联,电压表测电源电压U,电流表测电路中的电流I,根据I=UR 可得总电阻R总,又因串联电路
R总=Rx+R
由R=10Ω,所以
Rx=R总−R
故A符合题意;
B.如图,Rx与R并联,电压表测电源电压U,电流表测通过R的电流IR,已知R=10Ω,根据I=UR可得UR,由并联电路可得Rx两端电压
U=UR=Ux
Rx两端电压Ux,但无法测得或者求得通过R的电流,因此不能得出R的值.,故B不符合题意;
C.如图,Rx与R并联,电流表A测干路电流I,A1通过R的电流IR,已知R=10Ω,.根据I=UR可得UR,由并联电路可得Ux、Ix,根据并联电路电压、电流规律可得
Ux=UR=U
Ix=I−IR
由欧姆定律可得Rx
Rx=UxIx=UI−IR
故C符合题意;
D.如图,电压表测滑动变阻器两端电压UR,电流表测电路中电流I,且Rx与R串联,设总电压为U,则电源电压
U=Ux+UR=IRx+UR
分别测出两组数据,代入上式,即可求出Rx,故D符合题意。
故选ACD。
12.ABD
【详解】AB.甲图中,铁块a和木块一起漂浮在水面,则
F浮木=Ga+G木
所以
Ga=F浮木﹣G木
即
ρ铁gVa=ρ水gV木﹣ρ木gV木
乙图中,铁块b和木块一起悬浮在水中,则
F浮木+F浮b=Gb+G木
所以
Gb=F浮b+F浮木﹣G木
比较可知a铁块的重力小于b铁块的重力,即
F浮木﹣G木=Gb﹣F浮b
所以
ρ铁gVa=ρ铁gVb﹣ρ水gVb=(ρ铁﹣ρ水)gVb
所以
VaVb=ρ铁−ρ水ρ铁
故AB正确;
C.因为两水槽完全相同且水槽内水面相平,由p=ρgℎ可知水对容器底面的压强相等,由p=FS可知水对容器底面的压力相等,因为水平桌面上放着两个相同的柱形水槽,由F压=F水+G容可知容器对桌面的压力也相等,故图中水槽对桌面的压强相等,故C错误;
D.将a取下投入水中,并剪断b的细线,静止时,木块漂浮,a、b沉底,甲中排开液体体积的变化量等于木块露出的体积与a的体积之差,乙中排开液体体积的变化量等于木块露出的体积,所以甲则排开液体体积的变化量小于乙中排开液体体积的变化量,因为水平桌面上放着两个相同的柱形水槽,所以水对容器底的压力变化量等于排开水的重力的变化量,等于浮力的变化量,由
Δp=ΔF压S=ΔF浮S
可知,Δp甲<Δp乙,两图中两水槽的水面相平,则水对容器底部的压强相等,此时水对容器底压强
p甲=p﹣Δp甲
p乙=p﹣Δp乙
则p甲>p乙,故D正确。
故选ABD。
13. 15 5:1
【详解】[1]因为灯泡的额定电压为18V,所以当灯泡两端的电压
UL=U额=18V
此时灯泡正常发光,由图乙可知,此时通过灯泡的电流IL=1.2A,由欧姆定律可知,灯泡L正常发光时的电阻
RL=ULIL=18V1.2A=15Ω
[2]当开关S、S1闭合时,滑动变阻器R1与灯泡串联,电压表测滑动变阻器R1两端的电压,电流表测电路中电流,由
P=UI=U2R
可知,滑片P置于a端和某处时滑动变阻器接入电路的电阻之比
R1aR1=U12P1U22P2=U12U22×P2P1=(21)2×35=125
即
R1a=125R1
由P=UI可知,滑片P置于a端和某处时电路的电流之比
I1I2=P1U1P2U2=P1P2×U2U1=53×12=56
则滑片P置于a端时电路中的电流
I1=56I2=56IL=56×1.2A=1A
由图乙可知,此时灯泡两端的电压
UL1=9V
由欧姆定律可知,此时灯泡的电阻
RL1=UL1I1=9V1A=9Ω
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,滑片P置于a端时和某处时电路的总电阻之比
R1a+RL1R1+RL=125R1+9ΩR1+15Ω=UI1UI2=I2I1=65
解得
R1=152Ω
因此
R1a=125R1=125×152Ω=18Ω
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,电源电压
U=I1R总1=1A×(18Ω+9Ω)=27V
由P=UI可知,电源电压一定时,电路中的电流最大时电路消耗的电功率最大;由欧姆定律可知,当电路中电阻最小时,电流最大;由图甲可知,当所有的开关都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,此时电路中的电阻最小,此时通过R2的电流
I2'=UR2=27V40Ω=0.675A
因为电流表的量程为0~3A,所以干路中的最大电流为3A,由并联电路的电流特点可知,此时通过滑动变阻器的最大电流
I1'=I大'﹣I2'=3A﹣0.675A=2.325A
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