四川省江油市八校2019-2020学年九年级下学期物理开学考试试卷
一、单选题
1.(2020九下·江油开学考)小明通过平静的湖面看到“云在水中飘,鱼在云上游”。下列关于云和鱼的分析正确的是( )
A.小明看到的都是实像,水中的云是由于光的折射形成的
B.小明看到的都是实像,水中的鱼是由于光的反射形成的
C.小明看到的都是虚像,水中的鱼是由于光的反射形成的
D.小明看到的都是虚像,水中的鱼是由于光的折射形成的
【答案】D
【知识点】光的反射;光的折射规律
【解析】【解答】水中的云属于平面镜成像,是由光的反射形成的与物体等大的虚像。看到的水中的鱼,由于光的折射,从上面看时,会感到鱼的位置比实际位置高一些,是鱼的虚像。
故答案为:D。
【分析】物体表面会把光从一个方向反射到另一个方向上去,这种现象叫做光的反射,云中的鱼是光的反射;光从一种介质斜射入另一种介质中时,光的传播路程会发生偏折,即光的折射,水中的与光的折射。
2.(2020九下·江油开学考)有一支用过后未甩的体温计,其示数为39℃。用这支体温计先后去测两个体温分别是38℃和40℃的病人的体温,体温计显示的示数分别是( )
A.38℃,39℃ B.39℃,40℃ C.38℃,40℃ D.39℃,38℃
【答案】B
【知识点】体温计的使用及其读数
【解析】【解答】根据体温计的特点,使用前用力甩一下玻璃泡上方的水银才能回到玻璃泡中;
没有甩的体温计原来的读数是39℃,直接用来测量病人的体温,病人的体温38℃,低于39℃,体温计中的水银不会下降,则显示病人体温为39℃,测量不准确;
病人体温为40℃,高于39℃,体温计中的水银会上升,测量是准确的,显示病人体温为40℃。
故答案为:B。
【分析】体温计内的液面只能往上涨,示数会增加,不能自行回落。
3.(2020·杨浦模拟)有一个装满水的柱形容器,已知容器中水的重力为10牛,现在容器中放入一个重为4牛的物体,溢出水的重力为1牛。则此时水对容器底的压力为( )
A.9牛 B.13牛 C.10牛 D.3牛
【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】解:由题知,柱形容器装满水时,水的重力为10N,所以水对容器底压力大小等于10N;
放入一个重为4N的物体,溢出水的重力为1N,水仍是满的,深度不变,
由F=pS=ρ水ghS可知,水对容器底压力保持不变,仍为10N。
故答案为:C。
【分析】柱形容器中液体对容器底的压力大小等于液体重力,由此可知装满水时水对容器底的压力大小;放入物体后,有水溢出,则水仍是满的,由F=pS=ρ水ghS分析水对容器底压力的变化从而得到答案。
4.(2020九下·江油开学考)如图所示,小林利用滑轮组提升800N的重物,他在绳子自由端施加的拉力F为500N,物体在5s内匀速上升了1m,则5s内( )
A.绳子自由端移动了 3m
B.小林做的有用功是 500J
C.动滑轮的重力大小不会影响滑轮组的机械效率
D.增大物体重力,有利于提高滑轮组的机械效率
【答案】D
【知识点】增大或减小机械效率的方法
【解析】【解答】A.由图知,n=2,绳子自由端移动的距离:s=2h=2×1m=2m;
A不符合题意;
B.小林做的有用功:W有用=Gh=800N×1m=800J;
B不符合题意;
C.使用滑轮组提升重物时,对重物做的功为有用功,克服摩擦、提升动滑轮做的功为额外功,若提升相同的物体、提升相同的高度,做的有用功相同,若动滑轮重力越大,做的额外功越多,总功越多,则有用功与总功的比值越小,机械效率越低,可见,动滑轮的重力大小会影响滑轮组的机械效率,C不符合题意;
D.增大物体重力,若提升的高度不变,做的有用功增大,而额外功几乎不变,这样有用功与总功的比值变大,滑轮组的机械效变大,D符合题意。
故答案为:D
【分析】用滑轮组提升物体,拉力作的功为总功,克服重力做的功为有用功,两者相除即为机械效率,结合公式求解机械效率的表达式,通过分析表达式分析影响滑轮组机械效率的因素,结合实验进行证明即可。
5.(2020九下·江油开学考)如图所示足球在平整草坪上沿直线运动,速度越来越慢,测得SAB=SBC=3m,通过BC段所用的时间为0.5s,则足球从A运动到C的平均速度可能是( )
A.7m/s B.6m/s C.4m/s D.无法确定
【答案】A
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】通过BC段的平均速度 6 m/s
又因为速度越来越慢,所以从A运动到C的平均速度会大于BC段的平均速度,
故答案为:A。
【分析】求解物体的平均速度,利用物体走过的总位移除以总时间即可。
6.(2020九下·江油开学考)手掌按住正在发声的鼓面,鼓声消失了,原因是手( )
A.把声音反射回去了 B.吸收了声波
C.改变了鼓面的振动频率 D.使鼓面停止了振动
【答案】D
【知识点】声音的产生
【解析】【解答】声音是由物体振动产生的,振动停止了,声音也就停止了。手掌按住正在发声的鼓面,使鼓面停止了振动,因此鼓声消失了,
故答案为:D
【分析】该题目考查的声音产生的条件,声音是由物体振动产生的,物体的振动必然会产生声音。
7.(2020八下·麻城月考)关于物体的重力,下列说法中正确的是( )
A.物体的重力就是地球对物体的吸引力
B.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
C.物体的重心是物体所受重力的作用点,所以重心一定在物体上
D.物体受到的重力跟它所含物质的多少成正比
【答案】D
【知识点】重力及其大小的计算;重力的方向
【解析】【解答】A.物体的重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,是地球对物体的吸引力的一个分力,不能说物体的重力就是地球对物体的吸引力,A不符合题意;
B.地球附近的所有物体都受到重力的作用,物体所受重力的施力物体是地球,B不符合题意;
C.重心是物体整体所受到的总重力的作用点,质量分布均匀、形状规则的物体,其重心在几何中心上,但重心不一定在物体上,如空心物体环状物体;质量分布不均匀、形状不规则的物体,重心也可能不在物体上,C不符合题意;
D.物体所含物质的多少叫质量,而物体所受的重力跟它的质量成正比,即物体受到的重力跟它所含物质的多少成正比,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由于地球的吸引使物体受到的力是重力,重力的方向竖直向下,重力跟物体的质量成正比。
8.(2020九下·江油开学考)如图所示,粗糙的弧形轨道固定在地面上,轨道平面竖直,一小球由A点以一定的速度v沿轨道滚下,经另一侧与A等高点B后到达最高点C,下列分析正确是( )
A.整个过程中支持力对小球做了功
B.小球在A点的惯性比在C点的惯性大
C.小球在A点的动能比在B点的动能大
D.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的机械能
【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A.小球受到支持力的方向垂直于接触面,小球并没有沿支持力的方向移动距离,所以支持力对小球没有做功,A不符合题意;
B.惯性大小只与质量有关,小球在运动过程中,质量不变,其惯性的大小不变,B不符合题意;
C.小球在粗糙的弧形轨道运动,要克服摩擦力做功,其机械能减小,则小球在A点的机械能大于B点的机械能;小球质量不变,小球在A、B两点时的高度相同,其重力势能相同,因小球在A点的机械能大于B点的机械能(机械能等于动能与势能的总和),所以可知小球在A点的动能比在B点的动能大,C符合题意;
D.小球运动过程中,要克服摩擦力做功,机械能减小,所以小球在A点具有的机械能大于它在C点具有的机械能,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】当物体不受到摩擦力时,物体的机械能守恒,即动能与重力势能之和是定值,动能减小,重力势能增加,反之,动能增大,重力势能减小。
9.(2020九下·江油开学考)关于家庭电路和安全用电,下列说法中正确的是( )
A.家中空气开关“跳闸”了,不一定发生了短路
B.电灯的开关必须接在零线与电灯之间
C.用测电笔辨别火线与零线时,手不能接触测电笔上的任何金属
D.工作的用电器越多,总电阻越大
【答案】A
【知识点】安全用电原则
【解析】【解答】A.家中空气开关“跳闸”了,可能是由于短路或用电器总功率过大引起的,A符合题意;
B.从火线出来的线必须先接入开关,再接入用电器,这样能够起到防触电作用,B不符合题意;
C.使用测电笔,如果不用手接触笔使用测电笔尾的金属体,就不会构成通路,测电笔就无法使用,C不符合题意;
D.并联电路,同时工作的用电器越多,相当于增大了导体的横截面积,因此总电阻越小,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】该题目考查的是安全用电原则,例如,维修电路时应将电路断开;有人触电时,不能用手接触,应先将电源断开;测电笔测量电路中是否有电时,手指必须得与测电笔后的金属帽相接触,与地面构成回路才可以;结合四个选项中的行为分析即可。
10.(2020九下·江油开学考)关于生活中一些光学现象及其解释不正确的是( )
A.漫反射的光线杂乱无章、也遵循光的反射定律
B.木工师傅观察木板是否光滑平整利用了光的直线传播的性质
C.对于近视眼的成像情况、应该配戴凹透镜来校正
D.小红站在平而镜前看镜中的自己,如果小红距离平面镜5m,镜中像距她也是5m
【答案】D
【知识点】平面镜成像的原理、特点
【解析】【解答】A.漫反射的光线杂乱无章,但每条光线也要遵循光的反射定律;A正确,不符合题意;
B.木工师傅利用光沿直线传播的原理来检测木板是否光滑平整;B正确,不符合题意;
C.近视眼是晶状体太厚,成像在视网膜前,所以应该配戴具有发散作用的凹透镜来纠正,C正确,不符合题意;
D.小红站在平而镜前看镜中的自己,如果小红距离平面镜5m,则镜中的像距离平面镜也是5m,镜中像距她是10m,D错误,符合题意。
故答案为:D
【分析】平面镜成像时,成的像是正立、等大的虚像,物距等于像距,物和像关于平面镜对称。
11.(2020九下·江油开学考)如图所示,人用绳子拉着木块在水平地面上做匀速直线运动。在该过程中,下列说法中正确的是( )
A.木块受到地面的摩擦力和绳子对木块的拉力是一对平衡力
B.木块受到的重力和地面对木块的支持力是一对平衡力
C.木块对地面的压力和地面对木块的支持力是一对相互作用力
D.木块对绳子的拉力和人对绳子的拉力是一对相互作用力
【答案】C
【知识点】力作用的相互性;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.由图知木块受到的摩擦力和绳子对木块的拉力不在同一直线上,不是一对平衡力,则A不符合题意;
B.木块受到的重力大于地面对木块的支持力,不是一对平衡力,则B不符合题意;
C.木块对水平面的压力和水平面对木块的支持力作用在地面和木块两个物体上,大小相等、方向相反、在同一直线上,是一对相互作用力,则C符合题意;
D.木块对绳子的拉力和手对绳子的拉力作用在同一物体上,不是相互作用力,则D不符合题意。
故答案为:C
【分析】平衡力和相互作用力的区别在于是否作用在同一物体上,两个等大反向的力作用在同一物体上,即位平衡力,作用在不同物体上即为相互作用力。
12.(2020九下·江油开学考)两个灯泡分别标有“10V 10W”和“9V 5.4W”的字样,若不考虑温度对灯丝电阻的影响。两灯串联后接在电压为U的电路中,要保证两灯不损坏,电压U的最大值( )
A.10V B.25V C.9V D.15V
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】两个灯泡正常工作的电流I1= = =1A,I2= = =0.6A
“10V 10W”的灯泡的电阻R1= = =10Ω
根据串联电路各处电流都相等所以电路电流为0.6A,则电压U的最大值U=U1+U2=0.6A×10Ω+9V=15V
故答案为:D。
【分析】两个灯泡串联,电流相同,故电流取最小值,利用欧姆定律求解分电压,相加即为加在两个灯泡两端的最大电压。
13.(2020九下·江油开学考)如图所示电路中,电源电压E=6V,R0标有“6V 12W”字样,滑动变阻器标有Rx“1.5A 12Ω”字样,闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.为了保证各元件安全,电流表量程应选“0~3A”,电路的总功率变化范围是9~12W
B.为了保证各元件安全,Rx的最小接入电阻为2Ω
C.在电路各元件安全情况下,R0的功率变化范围是1.92W~12W
D.以上说法均不对
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】定值电阻的额定电流为
R0的阻值
当电流为1.5A时,电路中的电流最大,此时电路的总功率为
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电功率最小,此时电功率为
电路中的电流为
R0的电功率为
为了保证各元件安全,当电流为1.5A时,Rx接入电路中的电阻为最小
此时有
故答案为:D。
【分析】分析电路结构,定值电阻和滑动变阻器是串联关系,明确电流表和电压表的测量对象,滑动变阻器接入电路中的电阻越大,电路中的电流越小,分得的电压越大,定值电阻分得的电压越小,整个电路的功率越小,结合欧姆定律求解电路中的电流和电压,利用功率公式P=UI求解功率即可。
二、填空题
14.(2020九下·江油开学考)如图是用水下照相机拍摄的小球在水中下落的一张频闪照片。已知水池壁上每块瓷砖的高度为15cm,闪光灯每隔0.1s 闪亮一次(即拍摄一次)。由图可知,小球从位置A到D做的是 (选填“匀速”或“变速”)运动;小球通过D点时的速度为 m/s。
【答案】变速;1.5
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】由图像可知,小球在相同时间间隔内通过的路程并不完全相同,因此是变速运动;由图像可知,小球在相同时间间隔内通过BC、CD段距离相等,因此BC、CD段为匀速运动,BD段小球做匀速直线运动,sBD=2×15cm=30cm=0.3m,
tBD=0.1s×2=0.2s,
则 。
【分析】对于频闪照相来说,相邻两个点之间的时间间隔相同,像越密集,说明物体运动的越慢,像越稀疏,物体运动的就越快。
15.(2020八上·长春期末)将一个凸透镜正对太阳,其下方20cm处的白纸上呈现出一个较小的光斑。说明凸透镜对光有 作用;若将该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中,光斑一直变大,由此可以判断该透镜的焦距一定 20cm(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】会聚;大于
【知识点】透镜及其特点与分类;主光轴、光心、焦点和焦距
【解析】【解答】将一个凸透镜正对太阳,其下方的白纸上呈现出一个较小的光斑,说明凸透镜对光有会聚作用;如题图所示,白纸最初距凸透镜20cm,若将该透镜向纸面再靠近一小段距离,光斑一直变大,则没有经过焦点,该透镜的焦距一定大于20cm。
【分析】(1)太阳光可以看作是平行光,经过凸透镜折射后形成最小最亮光斑,表明光线会聚;(2)太阳光是平行光,凸透镜正对阳光,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上一个最小、最亮的点,这点是凸透镜的焦点。
16.(2020九下·江油开学考)如图为甲、乙两种物质的质量跟体积关系的图象,根据图象分析,体积为3dm3的甲物质质量为 kg。若用0.09kg乙物质制作成质量分布均匀的空心球体,该球体的体积为120cm3,则该球体的空心部分体积为 m3。
【答案】8.1;2×10﹣5
【知识点】密度公式及其应用
【解析】【解答】由图象可知,当V甲=1dm3时,其质量m甲=2.7kg,因图象中甲物质的质量和体积成之比,所以,甲物质的体积V甲′=3dm3时,有 = 即 =
解得m甲′=8.1kg,即甲物质质量为8.1kg。由图象可知,当V乙=3dm3时,其质量m乙=2.7kg,因图象中乙物质的质量和体积成之比,所以,乙物质的质量m乙′=0.09kg时,有: = ,即 =
解得V乙′=0.1dm3=100cm3
则用0.09kg乙物质制作成质量分布均匀的空心球体,其体积为120cm3时的空心部分体积V空=V球-V乙′=120cm3-100cm3=20cm3=2×10-5m3
该球体的空心部分体积为2×10-5m3。
【分析】结合题目给出的物体质量与体积的图像分析,图像的斜率表示物体的密度,结合图像中的数据求解物体的密度,在结合选项和密度公式分析求解即可。
17.(2020九下·江油开学考)用弹簧测力计拉着重200N的物体在水平桌面上做匀速直线运动,当速度为2m/s时,弹簧测力计的示数为40N.若速度为1m/s时,该物体受到的摩擦力为 N;若将拉力增大,当弹簧测力计的示数变为50N时,该物体受到的摩擦力为 N.
【答案】40;40
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)物体以2m/s的速度做匀速直线运动时,摩擦力与拉力二力平衡,弹簧测力计示数是40N,所以摩擦力也是40N.由于影响动摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度,两因素都没变,当速度变化时,摩擦力不变,仍是40N.(2)当拉力为50N时,物体与桌面的间的压力、接触面材料、接触面的粗糙程度不变,物体受的摩擦力不变,仍为40N.
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,即物体处于平衡状态,此时物体受到的力为平衡力。
18.(2020九下·江油开学考)将质量和初温均相同的铝、铁、铜三个金属块(c铝>c铁>c铜), 浸没在沸水中煮足够长的一段时间,则三个金属块的温度 ,从沸水中吸收热量最多是 金属块。
【答案】相等;铝
【知识点】比热容
【解析】【解答】由于热传递的结果是温度相等,所以煮较长的一段时间后三个金属块的温度都与沸水温度相同;根据热量公式Q=cmΔt分析可知,三种质量和初温相同的物质升高相同的温度,比热容大的吸收的热量多,所以铝球吸收的热量最多。
【分析】当两个物体存在温度差时,热量就会由高温物体传向低温物体;相同质量的物体上升相同的温度,比热容大的物体吸收的热量多。
19.(2020九下·江油开学考)完全燃烧42g酒精放出的热量是 J,如果这些热量完全被水吸收,则可使质量为5kg、温度为20℃的水温度升高到 ℃。[酒精的热值:3.0×107J/kg,水的比热容:4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】1.26×106;80
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】酒精完全燃烧释放的热量Q放=mq=0.042kg×3.0×107J/kg=1.26×106J
酒精完全燃烧释放的热量为1.26×106J。因为Q吸=cm t=Q放,所以 t= = =60℃
水的末温t=t0+ t =20℃+60℃=80℃
则水的温度可以升高到80℃。
【分析】结合燃料的质量,利用热值公式求解燃料释放的热量;结合水的质量和吸收的热量,利用比热容公式求解水温度的变化量即可。
20.(2019·沈阳)在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中,小明将长度和横截面积均相同,但材料不同的电阻丝A和电阻丝B按照如图所示的方式连接起来。闭合开关,一段时间后,如果电流通过电阻丝A比电阻丝B产生的热量少,这表明电阻丝 (选填“A”或“B”)的电阻较大,由此可见导体电阻大小与导体的 有关。(不考虑温度对电阻的影响)
【答案】B;材料
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】当导体的长度、横截面积相同材料不同时,产生的热量不同,电阻越大,产生的热越大,则产生热量多的电阻丝B电阻大,则电阻和导体的材料有关。
故答案为:B;材料。
【分析】电阻和导体的材料有关,在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
三、实验题
21.(2019·龙东)某班级同学为了帮助体委解决参加学校拔河比赛的组队问题,做了如图1所示的“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验:
①分析总结:实验现象表明在拔河比赛中可以通过 接触面的粗糙程度和 来增大人与地面的摩擦力,使班级赢得比赛。
②科学决策:组队时在班级选体重 的同学参加比赛,同时在比赛时穿图2中的 (填“甲”、“乙”或“丙”)种鞋。
【答案】增大;压力;大;甲
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】解:①实验现象说明,滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关,压力越大,接触面越粗糙,摩擦力越大;所以在拔河比赛中可以通过增大接触面的粗糙程度和压力来增大人与地面的摩擦力,使班级赢得比赛;②根据生活经验可知,压力越大,摩擦力越大,所以组队时,在班上选体重大的同学参加比赛鞋;底越粗糙摩擦力越大,所以拔河时脚要穿鞋底花纹大的鞋,
故答案为:甲。
故答案为:①增大;压力;②大;甲。
【分析】滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系,增大有益摩擦的方法:增大压力和使接触面粗糙些.减小有害摩擦的方法:(1)使接触面光滑和减小压 力;(2)用滚动代替滑动;(3)加润滑油;(4)利用气垫.(5)让物体之间脱离接触(如磁悬浮列车).
22.(2020九下·江油开学考)康巴什是全国首个以城市景观命名的国家4A级景区,来自南京的小华拍了一张康巴什大桥的照片,如图甲,感觉有点小,更换镜头站在原地又拍了一张,如图乙。两次像的大小不同是何原因呢?他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的,为此,返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究:
(1)如图丙,他先将f=10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度处,再将蜡烛放在10cm刻度处,移动光屏直到成清晰的像,此时光屏应在 刻度范围内。
(2)基于实验目的,接下来他换用f=5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处,保持蜡烛位置不变,移动光屏找到最清晰的像,此像大小比(1)中所成的像 。
(3)依据(2)问的结论,他又联想到望远镜的物镜(凸透镜)和目镜(凸透镜)的焦距大小也不同,为了尽可能成更大更清晰的像,则f物 f目,若将物镜和目镜互换位置,站在原地看同一物体,此时所成像的大小 不换位置时所成像的大小(均选填“>”“<”“=”)。
【答案】(1)60﹣70cm
(2)变小
(3)>;<
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)当焦距为f=10cm,由图可知物距u=40cm,那么u>2f,此时的像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即在60﹣70cm之间。(2)换用f=5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处,保持蜡烛位置不变,焦距变小,相当于增大了物距,物距变大时实像会变小。(3)望远镜的物镜相当于是照相机,成的是倒立、缩小的实像,为了使像更大一些,应增大焦距,望远镜的目镜相当于是放大镜,在物距不变的情况下,焦距越小,成的像越大,由于望远镜的长度不变,故为了成更大的像,应使f物>f目。若将物镜和目镜互换位置,站在原地看同一物体,由于在光的折射中,光路是可逆的,放大作用没有改变,此时所成像要小于不换位置时所成像的大小。
【分析】(1)当物距u>2f时,像距f(2)当凸透镜成实像时,物距发生改变时,像距和像的大小的变化遵循“物远像近小、物近像远大”的变化规律;
(3)当物距不同时,成像的性质也不同,结合凸透镜成像规律分析求解即可。
23.(2020九下·江油开学考)在测量小灯泡额定功率的实验中,电源电压为6V,现有一个额定电压为2.5V,电阻大约为 的小灯泡,实验电路如图.
(1)实验室里有规格为甲“10Ω 1A”和乙“50Ω 1A”的滑动变阻器,为了完成该实验,你认为应该选择 (选填“甲”、“乙”)滑动变阻器.
(2)在实验器材选择无误,电路连接正确的情况下,闭合开关,电压表和电流表都有示数,小灯泡不亮,其原因是 .调整电路正常后,在调节滑动变阻器的过程中,灯泡突然熄灭,电流表示数突然变为0,电压表的指针偏转超过最大刻度,你判断故障可能是 .
(3)请根据实验数据绘出的小灯泡的 图象,计算出小灯泡的额定功率是 W.
【答案】(1)乙
(2)小灯泡的实际功率太小;灯泡断路
(3)0.5
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)电源电压为6V,现有一个额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω的小灯泡,由欧姆定律,灯的额定电流约为: ,
根据串联电路电压的规律及欧姆定律,灯正常发光时变阻器连入的电阻: ,
故答案为:用“50Ω 1A”的滑动变阻器,即选择乙滑动变阻器;(2)在实验器材选择无误,电路连接正确的情况下,闭合开关,电压表和电流表都有示数,则电路为通路,小灯泡不亮,其原因是,电路的电流过小,导致灯的实际功率过小;调整电路正常后,在调节滑动变阻器的过程中,灯泡突然熄灭,电流表示数突然变为0,则电路可能断路,电压表的指针偏转超过最大刻度,则电压表与电源连通,故障可能是灯泡断路;(3)根据绘出的小灯泡的 图象可知,灯在额定电压下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率是: .
【分析】(1)灯泡和滑动变阻器串联,滑动变阻器的规格大于定值电阻的阻值即可;
(2)电路闭合开关,灯泡不亮,可能是由于滑动变阻器接入电路中的电阻过大导致电流功小,应减小滑动变阻器接入电路中的电阻;
(3)测量小灯泡功率的原理即为功率公式P=UI。
24.(2019·阜新)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图甲,把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点,其目的是消除 对实验的影响。为了方便直接测出力臂,实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,当在A处挂上钩码后杠杆转动,说明力能改变物体的 。
(2)图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡,若在A处下方再挂一个相同的钩码,为使杠杆保持水平平衡,需将挂在B处的钩码向右移动 格。当杠杆平衡、钩码静止时,挂在A处的钩码所受重力和钩码所受拉力是一对 力。
(3)如图丙,小明取下B处钩码,改用弹簧测力计钩在C处,使杠杆再次在水平位置平衡,弹簧测计示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)1N,如果竖直向上拉动弹簧测力计,它是 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)(每个钩码重0.5N)。
(4)小明经过多次实验,分析实验数据后得出了杠杆平衡条件 。
【答案】(1)杠杆自重;运动状态
(2)1;平衡
(3)大于;省力
(4)F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】解:(1)把质量分布均匀的杠杆中点置于支架上,杠杆的重心通过支点,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;为了方便直接测出力臂,实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,当在A处挂上钩码后杠杆转动,说明力能改变物体的运动状态;(2)设一个钩码重为G,一格的长度为L;根据杠杆的平衡条件可得:4G×2L=2GxnL,解得:n=4故应该将B处所挂钩码须向右移动4-3=1格;静止的钩码处于平衡状态,受到的重力和测力计对钩码的拉力是一对平衡力。(3)如图丙,小明取下B处钩码,改用弹簧测力计钩在C处,使杠杆再次在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件,弹簧测计示数:F-= =2G=2×0.5N=1N,由于弹簧测力计拉力F的力臂小于4L,故F大于1N;如果竖直向上拉动弹簧测力计,弹簧测力计力的力臂大于钩码的力臂,故它是省力杠杆;(4)杠杆的平衡条件为F111=F2l2(或动力x动力臂=阻力x阻力臂)。
故答案为:(1)杠杆自重;运动状态;(2)1;平衡;(3)大于;省力;(4)F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)
【分析】(1)探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂,同时杠杆的重心通过支点,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响.
力能改变物体的运动状态.
(2)根据杠杆的平衡条件:动力x动力臂=阻力x阻力臂分析解答;当钩码处于静止状态时处于平衡状态,受到的力为平衡力,再根据平衡力的条件,即大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上进行解答.
(3)杠杆在水平位置平衡,阻力、阻力臂不变,弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,动力臂变小,动力变大.
(4)杠杆的平衡条件为动力x动力臂=阻力x阻力臂.
25.(2020九下·江油开学考)小久利用电压恒为6V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡,10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻,铭牌上标有“20Ω 1A”的滑动变阻器,电压表电流表,开关,导线完成了下列电学实验.
(1)探究电流与电阻关系.
①他设计的电路图如图甲所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最 (填“左”或“右”)端.他将10Ω的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压为4V读出电流表示数.保持滑动变阻器的滑片位置不变,把10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻,为了使电压表的示数保持不变,应将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)端移动.
②他将定值电阻分别单独接入电路中,保持定值电阻两端电压为4V,最多可以完成 次实验.通过实验可得出结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 .
(2)测量小灯泡额定功率.
①小久设计了如图乙所示的电路.闭合开关,观察到小灯泡不发光,电流表无示数,则电压表示数为 V.
②小久检查电路时,发现所连接电路存在一处错误.请你在错误的导线上画“×”,用笔画线代替导线,画出正确的连线 .
③排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片.当电压表示数为3.8V时,电流表的示数如图丙所示,则电流表示数为 A,小灯泡的额定功率为 W.
(3)小久找来额定电压为2.5V的小灯泡和开关,利用上述实验用过的电压为6V的电源和“20Ω 1A”的滑动变阻器,设计了如图丁所示的电路,测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率.请帮他将实验过程补充完整:
①闭合开关S、S1、S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V时,小灯泡正常发光.
②闭合开关S、S1,断开S2,保持滑片位置不变,读出电压表示数为2.5V.
③ (填所有开关的闭合或断开状态),读出电压表的示数为5V.
④小灯泡的额定功率P额= W.
【答案】(1)右;右;4;反比
(2)6;;0.3;1.14
(3)3.5;闭合开关S、S2,断开S1;0.875
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)①为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片在阻值最大处,即最右端;将10Ω电阻换成20Ω电阻时,根据分压原理可知,电压表示数将增大,为保持电压表示数不变(应使电压表示数减小为原来的电压值),根据串联电路电压的规律,应增大变阻器分得的电压,应增大变阻器连入电路中的电阻大小,即滑片向右移动,直到电压表示数为4V;②根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣UR=6V﹣4V=2V,
通过电路的最小电流为:I最小= =0.1A,
定值电阻的最大值为R最大= =40Ω,
所以只有10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻可以适用,故最多可以完成4次实验;通过实验可得出结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;(2)①若电流表示数为0,灯不亮,说明电路可能断路,此时电压表有示数,且等于电源电压,为6V;②分析实物图可知,变阻器与电流表串联后与灯并联,电压表串联在电路中,是错误的,电流表应与灯串联,变阻器与灯串联,电压表与灯并联,将小灯泡右侧连线改接到电压表的负接线柱,如下图所示:
;③图丙中电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,灯泡的额定功率为:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;(3)①开关S、S1闭合、S2断开,调节滑动变阻器滑片,此时电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压的规律知,使电压表示数为6V-2.5V=3.5V
时,灯泡正常发光;②闭合开关S、S1,断开S2,保持滑片位置不变,读出电压表示数为2.5V.③闭合开关S、S2,断开S1,此时电压表测量滑动变阻器两端的电压,读出电压表的示数为5V,此时电压表的示数为“闭合开关S、S1,断开S2”时的2倍,由图知这两次电路的连接不变,电流大小不变,只是电压表的测量范围变化了,根据串联电路的分压作用知此时滑片在中间位置,即闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器的滑片在中点处,即滑动变阻器的电阻为10Ω,通过滑动变阻器的电流为:I= =0.35A,
小灯泡正常发光.④小灯泡的额定功率P额=UI=2.5V×0.35A=0.875W.
【分析】(1)为了保证电路安全,拆装电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器应处在阻值最大端,结合滑动变阻器的接法求解即可;定值电阻和滑动变阻器是串联关系,串联分压,分得的电压和电阻成正比,保证定值电阻两端的电压不变,结合定值电阻阻值的变化判断滑动变阻器的移动方向;当电压一定时,电流和电阻成反比;
(2)滑动变阻器有四个接线柱,选择的接线柱应一上一下,结合题目要求选择相应的接线柱;明确电流表的量程和对应的分度值,结合表盘的指针读数;利用功率公式P=UI求解功率即可;
(3)结合题目给出的电流和电压值,利用功率公式求解功率的表达式即可。
四、计算题
26.(2020九下·江油开学考)举世嘱目的港珠澳大桥于2018年10月24日正式通车,是集桥、岛、隧道于一体的跨海桥梁。图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图,若使用柴油机和滑轮组将高h=1m的实心长方体A从海底以0.1m/s的速度匀速吊出海面;图乙是物体A所受拉力F1随时间t变化的图象。(ρ海=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,不计摩擦、水的阻力及绳重)。求:
(1)物体A的密度;
(2)当物体A在计时起点的位置时,上表面受到海水的压力;
(3)物体A露出水面前,柴油机对绳的拉力F做的功W随时间t的变化图象,如图丙,求此过程滑轮组的机械效率。
【答案】(1)解:根据图乙可知,物体完全露出水面后,拉力:F1=3×105N,则物体的重力G=F1=3×105N
由G=mg可得,物体的质量m= = =3×104kg
由图乙可知,物体全部浸没时,物体A所受的拉力:F1′=2×105N,则物体浸没时受到的浮力F浮=G-F1′=3×105N-2×105N=1×105N
由F浮=ρ水gV排可得物体的体积V=V排= = =10m3
物体A的密度ρ= = =3×103kg/m3
物体A的密度为3×103kg/m3。
答:物体A的密度为3×103kg/m3;
(2)解:由v= 可得物体在80s内通过的距离s=vt=0.1m/s×80s=8m
即在计时起点时物体上表面在水中所处的深度h=s=8m
物体上表面受到的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa
由V=Sh可得,物体的底面积S= = =10m2
则物体A上表面受到海水的压力F=pS=8×104Pa×10m2=8×105N
物体A上表面受到海水的压力为8×105N。
答:当物体A在计时起点的位置时,上表面受到海水的压力为8×105N;
(3)解:根据图丙读出物体运动80s,拉力做的功:W总=2×106J,而有用功W有=F1′s=2×105N×8m=1.6×106J
滑轮组的机械效率η= ×100%= ×100%=80%
滑轮组的机械效率为80%。
答:滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】重力及其大小的计算;液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)结合物体的重力求解物体的质量;利用称重法求解物体的浮力,结合阿基米德原理求解物体的体积,结合密度公式求解物体的密度即可;
(2)求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;已知压强的大小,结合压强的变形公式F=pS求解压力;
(3)用滑轮组提升物体,拉力作的功为总功,克服重力做的功为有用功,两者相除即为机械效率。
27.(2020九下·江油开学考)一个有加热和保温两种状态的微型电热水器,内部简化电路如图所示,它由控制电路和工作电路两部分组成,其中R0为热敏电阻,它的阻值随温度的升高而减小,开关S0和S都闭合时,电热水器开始加热,当电热水器中水的温度达到50℃时,电磁铁才会把衔铁吸下,使B、C两个触点接通,电热水器处于保温状态.已知R1=44Ω,R2=2156Ω.求:
(1)将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃,水吸收的热量(c水=4.2×103J/(kg ℃))
(2)电热水器处于加热状态时工作电路的功率.
(3)将2.2kg的水从15℃加热到45℃,需要通电5min,电热水器的加热效率为多少?
(4)当温度达到50℃后,通电10min,R2产生的热量.
【答案】(1)解:水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2.2kg×(45℃﹣15℃)=2.772×105J;
答:将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃,水吸收的热量为2.772×105J
(2)解:由题意可知,开关S0和S都闭合时,B触点与A接通,电热水器处于保温状态,则电热水器处于加热状态时工作电路的功率:P加热= =1100W;
答:电热水器处于加热状态时工作电路的功率为1100W
(3)解:将2.2kg的水从15℃加热到45℃时,水吸收的热量为2.772×105J,由P= 可得,通电5min内消耗的电能:W=Pt′=1100W×5×60s=3.3×105J,
电热水器的加热效率:η= ×100%= ×100%=84%;
答:将2.2kg的水从15℃加热到45℃,需要通电5min,电热水器的加热效率为84%
(4)解:当温度达到50℃后,电磁铁会把衔铁吸下,B触点与C接通,R1与R2串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,工作电路的电流:I= =0.1A,
则通电10min内R2产生的热量:Q2=I2R2t=(0.1A)2×2156Ω×10×60s=12936J.
答:当温度达到50℃后,通电10min,R2产生的热量为12936J.
【知识点】热量的计算;电功的计算;电功率的计算
【解析】【分析】(1)结合水的质量和温度的变化量,利用比热容公式求解水吸收的热量即可;
(2)结合用电器两端的电压和用电器的电阻,利用功率公式P=U2/R求解功率即可;
(3)水吸收的热量为有用功,消耗的电能为总功,利用水吸收的热量除以电能即为加热效率;
(4)电流通过导体时会产生热量,此现象就是电流的热效应,产生的热量通过焦耳定律Q=I2Rt来计算。
1 / 1四川省江油市八校2019-2020学年九年级下学期物理开学考试试卷
一、单选题
1.(2020九下·江油开学考)小明通过平静的湖面看到“云在水中飘,鱼在云上游”。下列关于云和鱼的分析正确的是( )
A.小明看到的都是实像,水中的云是由于光的折射形成的
B.小明看到的都是实像,水中的鱼是由于光的反射形成的
C.小明看到的都是虚像,水中的鱼是由于光的反射形成的
D.小明看到的都是虚像,水中的鱼是由于光的折射形成的
2.(2020九下·江油开学考)有一支用过后未甩的体温计,其示数为39℃。用这支体温计先后去测两个体温分别是38℃和40℃的病人的体温,体温计显示的示数分别是( )
A.38℃,39℃ B.39℃,40℃ C.38℃,40℃ D.39℃,38℃
3.(2020·杨浦模拟)有一个装满水的柱形容器,已知容器中水的重力为10牛,现在容器中放入一个重为4牛的物体,溢出水的重力为1牛。则此时水对容器底的压力为( )
A.9牛 B.13牛 C.10牛 D.3牛
4.(2020九下·江油开学考)如图所示,小林利用滑轮组提升800N的重物,他在绳子自由端施加的拉力F为500N,物体在5s内匀速上升了1m,则5s内( )
A.绳子自由端移动了 3m
B.小林做的有用功是 500J
C.动滑轮的重力大小不会影响滑轮组的机械效率
D.增大物体重力,有利于提高滑轮组的机械效率
5.(2020九下·江油开学考)如图所示足球在平整草坪上沿直线运动,速度越来越慢,测得SAB=SBC=3m,通过BC段所用的时间为0.5s,则足球从A运动到C的平均速度可能是( )
A.7m/s B.6m/s C.4m/s D.无法确定
6.(2020九下·江油开学考)手掌按住正在发声的鼓面,鼓声消失了,原因是手( )
A.把声音反射回去了 B.吸收了声波
C.改变了鼓面的振动频率 D.使鼓面停止了振动
7.(2020八下·麻城月考)关于物体的重力,下列说法中正确的是( )
A.物体的重力就是地球对物体的吸引力
B.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
C.物体的重心是物体所受重力的作用点,所以重心一定在物体上
D.物体受到的重力跟它所含物质的多少成正比
8.(2020九下·江油开学考)如图所示,粗糙的弧形轨道固定在地面上,轨道平面竖直,一小球由A点以一定的速度v沿轨道滚下,经另一侧与A等高点B后到达最高点C,下列分析正确是( )
A.整个过程中支持力对小球做了功
B.小球在A点的惯性比在C点的惯性大
C.小球在A点的动能比在B点的动能大
D.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的机械能
9.(2020九下·江油开学考)关于家庭电路和安全用电,下列说法中正确的是( )
A.家中空气开关“跳闸”了,不一定发生了短路
B.电灯的开关必须接在零线与电灯之间
C.用测电笔辨别火线与零线时,手不能接触测电笔上的任何金属
D.工作的用电器越多,总电阻越大
10.(2020九下·江油开学考)关于生活中一些光学现象及其解释不正确的是( )
A.漫反射的光线杂乱无章、也遵循光的反射定律
B.木工师傅观察木板是否光滑平整利用了光的直线传播的性质
C.对于近视眼的成像情况、应该配戴凹透镜来校正
D.小红站在平而镜前看镜中的自己,如果小红距离平面镜5m,镜中像距她也是5m
11.(2020九下·江油开学考)如图所示,人用绳子拉着木块在水平地面上做匀速直线运动。在该过程中,下列说法中正确的是( )
A.木块受到地面的摩擦力和绳子对木块的拉力是一对平衡力
B.木块受到的重力和地面对木块的支持力是一对平衡力
C.木块对地面的压力和地面对木块的支持力是一对相互作用力
D.木块对绳子的拉力和人对绳子的拉力是一对相互作用力
12.(2020九下·江油开学考)两个灯泡分别标有“10V 10W”和“9V 5.4W”的字样,若不考虑温度对灯丝电阻的影响。两灯串联后接在电压为U的电路中,要保证两灯不损坏,电压U的最大值( )
A.10V B.25V C.9V D.15V
13.(2020九下·江油开学考)如图所示电路中,电源电压E=6V,R0标有“6V 12W”字样,滑动变阻器标有Rx“1.5A 12Ω”字样,闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.为了保证各元件安全,电流表量程应选“0~3A”,电路的总功率变化范围是9~12W
B.为了保证各元件安全,Rx的最小接入电阻为2Ω
C.在电路各元件安全情况下,R0的功率变化范围是1.92W~12W
D.以上说法均不对
二、填空题
14.(2020九下·江油开学考)如图是用水下照相机拍摄的小球在水中下落的一张频闪照片。已知水池壁上每块瓷砖的高度为15cm,闪光灯每隔0.1s 闪亮一次(即拍摄一次)。由图可知,小球从位置A到D做的是 (选填“匀速”或“变速”)运动;小球通过D点时的速度为 m/s。
15.(2020八上·长春期末)将一个凸透镜正对太阳,其下方20cm处的白纸上呈现出一个较小的光斑。说明凸透镜对光有 作用;若将该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中,光斑一直变大,由此可以判断该透镜的焦距一定 20cm(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
16.(2020九下·江油开学考)如图为甲、乙两种物质的质量跟体积关系的图象,根据图象分析,体积为3dm3的甲物质质量为 kg。若用0.09kg乙物质制作成质量分布均匀的空心球体,该球体的体积为120cm3,则该球体的空心部分体积为 m3。
17.(2020九下·江油开学考)用弹簧测力计拉着重200N的物体在水平桌面上做匀速直线运动,当速度为2m/s时,弹簧测力计的示数为40N.若速度为1m/s时,该物体受到的摩擦力为 N;若将拉力增大,当弹簧测力计的示数变为50N时,该物体受到的摩擦力为 N.
18.(2020九下·江油开学考)将质量和初温均相同的铝、铁、铜三个金属块(c铝>c铁>c铜), 浸没在沸水中煮足够长的一段时间,则三个金属块的温度 ,从沸水中吸收热量最多是 金属块。
19.(2020九下·江油开学考)完全燃烧42g酒精放出的热量是 J,如果这些热量完全被水吸收,则可使质量为5kg、温度为20℃的水温度升高到 ℃。[酒精的热值:3.0×107J/kg,水的比热容:4.2×103J/(kg ℃)]
20.(2019·沈阳)在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中,小明将长度和横截面积均相同,但材料不同的电阻丝A和电阻丝B按照如图所示的方式连接起来。闭合开关,一段时间后,如果电流通过电阻丝A比电阻丝B产生的热量少,这表明电阻丝 (选填“A”或“B”)的电阻较大,由此可见导体电阻大小与导体的 有关。(不考虑温度对电阻的影响)
三、实验题
21.(2019·龙东)某班级同学为了帮助体委解决参加学校拔河比赛的组队问题,做了如图1所示的“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验:
①分析总结:实验现象表明在拔河比赛中可以通过 接触面的粗糙程度和 来增大人与地面的摩擦力,使班级赢得比赛。
②科学决策:组队时在班级选体重 的同学参加比赛,同时在比赛时穿图2中的 (填“甲”、“乙”或“丙”)种鞋。
22.(2020九下·江油开学考)康巴什是全国首个以城市景观命名的国家4A级景区,来自南京的小华拍了一张康巴什大桥的照片,如图甲,感觉有点小,更换镜头站在原地又拍了一张,如图乙。两次像的大小不同是何原因呢?他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的,为此,返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究:
(1)如图丙,他先将f=10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度处,再将蜡烛放在10cm刻度处,移动光屏直到成清晰的像,此时光屏应在 刻度范围内。
(2)基于实验目的,接下来他换用f=5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处,保持蜡烛位置不变,移动光屏找到最清晰的像,此像大小比(1)中所成的像 。
(3)依据(2)问的结论,他又联想到望远镜的物镜(凸透镜)和目镜(凸透镜)的焦距大小也不同,为了尽可能成更大更清晰的像,则f物 f目,若将物镜和目镜互换位置,站在原地看同一物体,此时所成像的大小 不换位置时所成像的大小(均选填“>”“<”“=”)。
23.(2020九下·江油开学考)在测量小灯泡额定功率的实验中,电源电压为6V,现有一个额定电压为2.5V,电阻大约为 的小灯泡,实验电路如图.
(1)实验室里有规格为甲“10Ω 1A”和乙“50Ω 1A”的滑动变阻器,为了完成该实验,你认为应该选择 (选填“甲”、“乙”)滑动变阻器.
(2)在实验器材选择无误,电路连接正确的情况下,闭合开关,电压表和电流表都有示数,小灯泡不亮,其原因是 .调整电路正常后,在调节滑动变阻器的过程中,灯泡突然熄灭,电流表示数突然变为0,电压表的指针偏转超过最大刻度,你判断故障可能是 .
(3)请根据实验数据绘出的小灯泡的 图象,计算出小灯泡的额定功率是 W.
24.(2019·阜新)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图甲,把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点,其目的是消除 对实验的影响。为了方便直接测出力臂,实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,当在A处挂上钩码后杠杆转动,说明力能改变物体的 。
(2)图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡,若在A处下方再挂一个相同的钩码,为使杠杆保持水平平衡,需将挂在B处的钩码向右移动 格。当杠杆平衡、钩码静止时,挂在A处的钩码所受重力和钩码所受拉力是一对 力。
(3)如图丙,小明取下B处钩码,改用弹簧测力计钩在C处,使杠杆再次在水平位置平衡,弹簧测计示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)1N,如果竖直向上拉动弹簧测力计,它是 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)(每个钩码重0.5N)。
(4)小明经过多次实验,分析实验数据后得出了杠杆平衡条件 。
25.(2020九下·江油开学考)小久利用电压恒为6V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡,10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻,铭牌上标有“20Ω 1A”的滑动变阻器,电压表电流表,开关,导线完成了下列电学实验.
(1)探究电流与电阻关系.
①他设计的电路图如图甲所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最 (填“左”或“右”)端.他将10Ω的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压为4V读出电流表示数.保持滑动变阻器的滑片位置不变,把10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻,为了使电压表的示数保持不变,应将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)端移动.
②他将定值电阻分别单独接入电路中,保持定值电阻两端电压为4V,最多可以完成 次实验.通过实验可得出结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 .
(2)测量小灯泡额定功率.
①小久设计了如图乙所示的电路.闭合开关,观察到小灯泡不发光,电流表无示数,则电压表示数为 V.
②小久检查电路时,发现所连接电路存在一处错误.请你在错误的导线上画“×”,用笔画线代替导线,画出正确的连线 .
③排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片.当电压表示数为3.8V时,电流表的示数如图丙所示,则电流表示数为 A,小灯泡的额定功率为 W.
(3)小久找来额定电压为2.5V的小灯泡和开关,利用上述实验用过的电压为6V的电源和“20Ω 1A”的滑动变阻器,设计了如图丁所示的电路,测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率.请帮他将实验过程补充完整:
①闭合开关S、S1、S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V时,小灯泡正常发光.
②闭合开关S、S1,断开S2,保持滑片位置不变,读出电压表示数为2.5V.
③ (填所有开关的闭合或断开状态),读出电压表的示数为5V.
④小灯泡的额定功率P额= W.
四、计算题
26.(2020九下·江油开学考)举世嘱目的港珠澳大桥于2018年10月24日正式通车,是集桥、岛、隧道于一体的跨海桥梁。图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图,若使用柴油机和滑轮组将高h=1m的实心长方体A从海底以0.1m/s的速度匀速吊出海面;图乙是物体A所受拉力F1随时间t变化的图象。(ρ海=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,不计摩擦、水的阻力及绳重)。求:
(1)物体A的密度;
(2)当物体A在计时起点的位置时,上表面受到海水的压力;
(3)物体A露出水面前,柴油机对绳的拉力F做的功W随时间t的变化图象,如图丙,求此过程滑轮组的机械效率。
27.(2020九下·江油开学考)一个有加热和保温两种状态的微型电热水器,内部简化电路如图所示,它由控制电路和工作电路两部分组成,其中R0为热敏电阻,它的阻值随温度的升高而减小,开关S0和S都闭合时,电热水器开始加热,当电热水器中水的温度达到50℃时,电磁铁才会把衔铁吸下,使B、C两个触点接通,电热水器处于保温状态.已知R1=44Ω,R2=2156Ω.求:
(1)将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃,水吸收的热量(c水=4.2×103J/(kg ℃))
(2)电热水器处于加热状态时工作电路的功率.
(3)将2.2kg的水从15℃加热到45℃,需要通电5min,电热水器的加热效率为多少?
(4)当温度达到50℃后,通电10min,R2产生的热量.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】光的反射;光的折射规律
【解析】【解答】水中的云属于平面镜成像,是由光的反射形成的与物体等大的虚像。看到的水中的鱼,由于光的折射,从上面看时,会感到鱼的位置比实际位置高一些,是鱼的虚像。
故答案为:D。
【分析】物体表面会把光从一个方向反射到另一个方向上去,这种现象叫做光的反射,云中的鱼是光的反射;光从一种介质斜射入另一种介质中时,光的传播路程会发生偏折,即光的折射,水中的与光的折射。
2.【答案】B
【知识点】体温计的使用及其读数
【解析】【解答】根据体温计的特点,使用前用力甩一下玻璃泡上方的水银才能回到玻璃泡中;
没有甩的体温计原来的读数是39℃,直接用来测量病人的体温,病人的体温38℃,低于39℃,体温计中的水银不会下降,则显示病人体温为39℃,测量不准确;
病人体温为40℃,高于39℃,体温计中的水银会上升,测量是准确的,显示病人体温为40℃。
故答案为:B。
【分析】体温计内的液面只能往上涨,示数会增加,不能自行回落。
3.【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】解:由题知,柱形容器装满水时,水的重力为10N,所以水对容器底压力大小等于10N;
放入一个重为4N的物体,溢出水的重力为1N,水仍是满的,深度不变,
由F=pS=ρ水ghS可知,水对容器底压力保持不变,仍为10N。
故答案为:C。
【分析】柱形容器中液体对容器底的压力大小等于液体重力,由此可知装满水时水对容器底的压力大小;放入物体后,有水溢出,则水仍是满的,由F=pS=ρ水ghS分析水对容器底压力的变化从而得到答案。
4.【答案】D
【知识点】增大或减小机械效率的方法
【解析】【解答】A.由图知,n=2,绳子自由端移动的距离:s=2h=2×1m=2m;
A不符合题意;
B.小林做的有用功:W有用=Gh=800N×1m=800J;
B不符合题意;
C.使用滑轮组提升重物时,对重物做的功为有用功,克服摩擦、提升动滑轮做的功为额外功,若提升相同的物体、提升相同的高度,做的有用功相同,若动滑轮重力越大,做的额外功越多,总功越多,则有用功与总功的比值越小,机械效率越低,可见,动滑轮的重力大小会影响滑轮组的机械效率,C不符合题意;
D.增大物体重力,若提升的高度不变,做的有用功增大,而额外功几乎不变,这样有用功与总功的比值变大,滑轮组的机械效变大,D符合题意。
故答案为:D
【分析】用滑轮组提升物体,拉力作的功为总功,克服重力做的功为有用功,两者相除即为机械效率,结合公式求解机械效率的表达式,通过分析表达式分析影响滑轮组机械效率的因素,结合实验进行证明即可。
5.【答案】A
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】通过BC段的平均速度 6 m/s
又因为速度越来越慢,所以从A运动到C的平均速度会大于BC段的平均速度,
故答案为:A。
【分析】求解物体的平均速度,利用物体走过的总位移除以总时间即可。
6.【答案】D
【知识点】声音的产生
【解析】【解答】声音是由物体振动产生的,振动停止了,声音也就停止了。手掌按住正在发声的鼓面,使鼓面停止了振动,因此鼓声消失了,
故答案为:D
【分析】该题目考查的声音产生的条件,声音是由物体振动产生的,物体的振动必然会产生声音。
7.【答案】D
【知识点】重力及其大小的计算;重力的方向
【解析】【解答】A.物体的重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,是地球对物体的吸引力的一个分力,不能说物体的重力就是地球对物体的吸引力,A不符合题意;
B.地球附近的所有物体都受到重力的作用,物体所受重力的施力物体是地球,B不符合题意;
C.重心是物体整体所受到的总重力的作用点,质量分布均匀、形状规则的物体,其重心在几何中心上,但重心不一定在物体上,如空心物体环状物体;质量分布不均匀、形状不规则的物体,重心也可能不在物体上,C不符合题意;
D.物体所含物质的多少叫质量,而物体所受的重力跟它的质量成正比,即物体受到的重力跟它所含物质的多少成正比,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由于地球的吸引使物体受到的力是重力,重力的方向竖直向下,重力跟物体的质量成正比。
8.【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A.小球受到支持力的方向垂直于接触面,小球并没有沿支持力的方向移动距离,所以支持力对小球没有做功,A不符合题意;
B.惯性大小只与质量有关,小球在运动过程中,质量不变,其惯性的大小不变,B不符合题意;
C.小球在粗糙的弧形轨道运动,要克服摩擦力做功,其机械能减小,则小球在A点的机械能大于B点的机械能;小球质量不变,小球在A、B两点时的高度相同,其重力势能相同,因小球在A点的机械能大于B点的机械能(机械能等于动能与势能的总和),所以可知小球在A点的动能比在B点的动能大,C符合题意;
D.小球运动过程中,要克服摩擦力做功,机械能减小,所以小球在A点具有的机械能大于它在C点具有的机械能,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】当物体不受到摩擦力时,物体的机械能守恒,即动能与重力势能之和是定值,动能减小,重力势能增加,反之,动能增大,重力势能减小。
9.【答案】A
【知识点】安全用电原则
【解析】【解答】A.家中空气开关“跳闸”了,可能是由于短路或用电器总功率过大引起的,A符合题意;
B.从火线出来的线必须先接入开关,再接入用电器,这样能够起到防触电作用,B不符合题意;
C.使用测电笔,如果不用手接触笔使用测电笔尾的金属体,就不会构成通路,测电笔就无法使用,C不符合题意;
D.并联电路,同时工作的用电器越多,相当于增大了导体的横截面积,因此总电阻越小,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】该题目考查的是安全用电原则,例如,维修电路时应将电路断开;有人触电时,不能用手接触,应先将电源断开;测电笔测量电路中是否有电时,手指必须得与测电笔后的金属帽相接触,与地面构成回路才可以;结合四个选项中的行为分析即可。
10.【答案】D
【知识点】平面镜成像的原理、特点
【解析】【解答】A.漫反射的光线杂乱无章,但每条光线也要遵循光的反射定律;A正确,不符合题意;
B.木工师傅利用光沿直线传播的原理来检测木板是否光滑平整;B正确,不符合题意;
C.近视眼是晶状体太厚,成像在视网膜前,所以应该配戴具有发散作用的凹透镜来纠正,C正确,不符合题意;
D.小红站在平而镜前看镜中的自己,如果小红距离平面镜5m,则镜中的像距离平面镜也是5m,镜中像距她是10m,D错误,符合题意。
故答案为:D
【分析】平面镜成像时,成的像是正立、等大的虚像,物距等于像距,物和像关于平面镜对称。
11.【答案】C
【知识点】力作用的相互性;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.由图知木块受到的摩擦力和绳子对木块的拉力不在同一直线上,不是一对平衡力,则A不符合题意;
B.木块受到的重力大于地面对木块的支持力,不是一对平衡力,则B不符合题意;
C.木块对水平面的压力和水平面对木块的支持力作用在地面和木块两个物体上,大小相等、方向相反、在同一直线上,是一对相互作用力,则C符合题意;
D.木块对绳子的拉力和手对绳子的拉力作用在同一物体上,不是相互作用力,则D不符合题意。
故答案为:C
【分析】平衡力和相互作用力的区别在于是否作用在同一物体上,两个等大反向的力作用在同一物体上,即位平衡力,作用在不同物体上即为相互作用力。
12.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】两个灯泡正常工作的电流I1= = =1A,I2= = =0.6A
“10V 10W”的灯泡的电阻R1= = =10Ω
根据串联电路各处电流都相等所以电路电流为0.6A,则电压U的最大值U=U1+U2=0.6A×10Ω+9V=15V
故答案为:D。
【分析】两个灯泡串联,电流相同,故电流取最小值,利用欧姆定律求解分电压,相加即为加在两个灯泡两端的最大电压。
13.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】定值电阻的额定电流为
R0的阻值
当电流为1.5A时,电路中的电流最大,此时电路的总功率为
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电功率最小,此时电功率为
电路中的电流为
R0的电功率为
为了保证各元件安全,当电流为1.5A时,Rx接入电路中的电阻为最小
此时有
故答案为:D。
【分析】分析电路结构,定值电阻和滑动变阻器是串联关系,明确电流表和电压表的测量对象,滑动变阻器接入电路中的电阻越大,电路中的电流越小,分得的电压越大,定值电阻分得的电压越小,整个电路的功率越小,结合欧姆定律求解电路中的电流和电压,利用功率公式P=UI求解功率即可。
14.【答案】变速;1.5
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】由图像可知,小球在相同时间间隔内通过的路程并不完全相同,因此是变速运动;由图像可知,小球在相同时间间隔内通过BC、CD段距离相等,因此BC、CD段为匀速运动,BD段小球做匀速直线运动,sBD=2×15cm=30cm=0.3m,
tBD=0.1s×2=0.2s,
则 。
【分析】对于频闪照相来说,相邻两个点之间的时间间隔相同,像越密集,说明物体运动的越慢,像越稀疏,物体运动的就越快。
15.【答案】会聚;大于
【知识点】透镜及其特点与分类;主光轴、光心、焦点和焦距
【解析】【解答】将一个凸透镜正对太阳,其下方的白纸上呈现出一个较小的光斑,说明凸透镜对光有会聚作用;如题图所示,白纸最初距凸透镜20cm,若将该透镜向纸面再靠近一小段距离,光斑一直变大,则没有经过焦点,该透镜的焦距一定大于20cm。
【分析】(1)太阳光可以看作是平行光,经过凸透镜折射后形成最小最亮光斑,表明光线会聚;(2)太阳光是平行光,凸透镜正对阳光,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上一个最小、最亮的点,这点是凸透镜的焦点。
16.【答案】8.1;2×10﹣5
【知识点】密度公式及其应用
【解析】【解答】由图象可知,当V甲=1dm3时,其质量m甲=2.7kg,因图象中甲物质的质量和体积成之比,所以,甲物质的体积V甲′=3dm3时,有 = 即 =
解得m甲′=8.1kg,即甲物质质量为8.1kg。由图象可知,当V乙=3dm3时,其质量m乙=2.7kg,因图象中乙物质的质量和体积成之比,所以,乙物质的质量m乙′=0.09kg时,有: = ,即 =
解得V乙′=0.1dm3=100cm3
则用0.09kg乙物质制作成质量分布均匀的空心球体,其体积为120cm3时的空心部分体积V空=V球-V乙′=120cm3-100cm3=20cm3=2×10-5m3
该球体的空心部分体积为2×10-5m3。
【分析】结合题目给出的物体质量与体积的图像分析,图像的斜率表示物体的密度,结合图像中的数据求解物体的密度,在结合选项和密度公式分析求解即可。
17.【答案】40;40
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)物体以2m/s的速度做匀速直线运动时,摩擦力与拉力二力平衡,弹簧测力计示数是40N,所以摩擦力也是40N.由于影响动摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度,两因素都没变,当速度变化时,摩擦力不变,仍是40N.(2)当拉力为50N时,物体与桌面的间的压力、接触面材料、接触面的粗糙程度不变,物体受的摩擦力不变,仍为40N.
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,即物体处于平衡状态,此时物体受到的力为平衡力。
18.【答案】相等;铝
【知识点】比热容
【解析】【解答】由于热传递的结果是温度相等,所以煮较长的一段时间后三个金属块的温度都与沸水温度相同;根据热量公式Q=cmΔt分析可知,三种质量和初温相同的物质升高相同的温度,比热容大的吸收的热量多,所以铝球吸收的热量最多。
【分析】当两个物体存在温度差时,热量就会由高温物体传向低温物体;相同质量的物体上升相同的温度,比热容大的物体吸收的热量多。
19.【答案】1.26×106;80
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】酒精完全燃烧释放的热量Q放=mq=0.042kg×3.0×107J/kg=1.26×106J
酒精完全燃烧释放的热量为1.26×106J。因为Q吸=cm t=Q放,所以 t= = =60℃
水的末温t=t0+ t =20℃+60℃=80℃
则水的温度可以升高到80℃。
【分析】结合燃料的质量,利用热值公式求解燃料释放的热量;结合水的质量和吸收的热量,利用比热容公式求解水温度的变化量即可。
20.【答案】B;材料
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】当导体的长度、横截面积相同材料不同时,产生的热量不同,电阻越大,产生的热越大,则产生热量多的电阻丝B电阻大,则电阻和导体的材料有关。
故答案为:B;材料。
【分析】电阻和导体的材料有关,在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
21.【答案】增大;压力;大;甲
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】解:①实验现象说明,滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关,压力越大,接触面越粗糙,摩擦力越大;所以在拔河比赛中可以通过增大接触面的粗糙程度和压力来增大人与地面的摩擦力,使班级赢得比赛;②根据生活经验可知,压力越大,摩擦力越大,所以组队时,在班上选体重大的同学参加比赛鞋;底越粗糙摩擦力越大,所以拔河时脚要穿鞋底花纹大的鞋,
故答案为:甲。
故答案为:①增大;压力;②大;甲。
【分析】滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系,增大有益摩擦的方法:增大压力和使接触面粗糙些.减小有害摩擦的方法:(1)使接触面光滑和减小压 力;(2)用滚动代替滑动;(3)加润滑油;(4)利用气垫.(5)让物体之间脱离接触(如磁悬浮列车).
22.【答案】(1)60﹣70cm
(2)变小
(3)>;<
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)当焦距为f=10cm,由图可知物距u=40cm,那么u>2f,此时的像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即在60﹣70cm之间。(2)换用f=5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处,保持蜡烛位置不变,焦距变小,相当于增大了物距,物距变大时实像会变小。(3)望远镜的物镜相当于是照相机,成的是倒立、缩小的实像,为了使像更大一些,应增大焦距,望远镜的目镜相当于是放大镜,在物距不变的情况下,焦距越小,成的像越大,由于望远镜的长度不变,故为了成更大的像,应使f物>f目。若将物镜和目镜互换位置,站在原地看同一物体,由于在光的折射中,光路是可逆的,放大作用没有改变,此时所成像要小于不换位置时所成像的大小。
【分析】(1)当物距u>2f时,像距f(2)当凸透镜成实像时,物距发生改变时,像距和像的大小的变化遵循“物远像近小、物近像远大”的变化规律;
(3)当物距不同时,成像的性质也不同,结合凸透镜成像规律分析求解即可。
23.【答案】(1)乙
(2)小灯泡的实际功率太小;灯泡断路
(3)0.5
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)电源电压为6V,现有一个额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω的小灯泡,由欧姆定律,灯的额定电流约为: ,
根据串联电路电压的规律及欧姆定律,灯正常发光时变阻器连入的电阻: ,
故答案为:用“50Ω 1A”的滑动变阻器,即选择乙滑动变阻器;(2)在实验器材选择无误,电路连接正确的情况下,闭合开关,电压表和电流表都有示数,则电路为通路,小灯泡不亮,其原因是,电路的电流过小,导致灯的实际功率过小;调整电路正常后,在调节滑动变阻器的过程中,灯泡突然熄灭,电流表示数突然变为0,则电路可能断路,电压表的指针偏转超过最大刻度,则电压表与电源连通,故障可能是灯泡断路;(3)根据绘出的小灯泡的 图象可知,灯在额定电压下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率是: .
【分析】(1)灯泡和滑动变阻器串联,滑动变阻器的规格大于定值电阻的阻值即可;
(2)电路闭合开关,灯泡不亮,可能是由于滑动变阻器接入电路中的电阻过大导致电流功小,应减小滑动变阻器接入电路中的电阻;
(3)测量小灯泡功率的原理即为功率公式P=UI。
24.【答案】(1)杠杆自重;运动状态
(2)1;平衡
(3)大于;省力
(4)F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】解:(1)把质量分布均匀的杠杆中点置于支架上,杠杆的重心通过支点,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;为了方便直接测出力臂,实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,当在A处挂上钩码后杠杆转动,说明力能改变物体的运动状态;(2)设一个钩码重为G,一格的长度为L;根据杠杆的平衡条件可得:4G×2L=2GxnL,解得:n=4故应该将B处所挂钩码须向右移动4-3=1格;静止的钩码处于平衡状态,受到的重力和测力计对钩码的拉力是一对平衡力。(3)如图丙,小明取下B处钩码,改用弹簧测力计钩在C处,使杠杆再次在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件,弹簧测计示数:F-= =2G=2×0.5N=1N,由于弹簧测力计拉力F的力臂小于4L,故F大于1N;如果竖直向上拉动弹簧测力计,弹簧测力计力的力臂大于钩码的力臂,故它是省力杠杆;(4)杠杆的平衡条件为F111=F2l2(或动力x动力臂=阻力x阻力臂)。
故答案为:(1)杠杆自重;运动状态;(2)1;平衡;(3)大于;省力;(4)F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)
【分析】(1)探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂,同时杠杆的重心通过支点,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响.
力能改变物体的运动状态.
(2)根据杠杆的平衡条件:动力x动力臂=阻力x阻力臂分析解答;当钩码处于静止状态时处于平衡状态,受到的力为平衡力,再根据平衡力的条件,即大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上进行解答.
(3)杠杆在水平位置平衡,阻力、阻力臂不变,弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,动力臂变小,动力变大.
(4)杠杆的平衡条件为动力x动力臂=阻力x阻力臂.
25.【答案】(1)右;右;4;反比
(2)6;;0.3;1.14
(3)3.5;闭合开关S、S2,断开S1;0.875
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)①为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片在阻值最大处,即最右端;将10Ω电阻换成20Ω电阻时,根据分压原理可知,电压表示数将增大,为保持电压表示数不变(应使电压表示数减小为原来的电压值),根据串联电路电压的规律,应增大变阻器分得的电压,应增大变阻器连入电路中的电阻大小,即滑片向右移动,直到电压表示数为4V;②根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣UR=6V﹣4V=2V,
通过电路的最小电流为:I最小= =0.1A,
定值电阻的最大值为R最大= =40Ω,
所以只有10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻可以适用,故最多可以完成4次实验;通过实验可得出结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;(2)①若电流表示数为0,灯不亮,说明电路可能断路,此时电压表有示数,且等于电源电压,为6V;②分析实物图可知,变阻器与电流表串联后与灯并联,电压表串联在电路中,是错误的,电流表应与灯串联,变阻器与灯串联,电压表与灯并联,将小灯泡右侧连线改接到电压表的负接线柱,如下图所示:
;③图丙中电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,灯泡的额定功率为:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;(3)①开关S、S1闭合、S2断开,调节滑动变阻器滑片,此时电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压的规律知,使电压表示数为6V-2.5V=3.5V
时,灯泡正常发光;②闭合开关S、S1,断开S2,保持滑片位置不变,读出电压表示数为2.5V.③闭合开关S、S2,断开S1,此时电压表测量滑动变阻器两端的电压,读出电压表的示数为5V,此时电压表的示数为“闭合开关S、S1,断开S2”时的2倍,由图知这两次电路的连接不变,电流大小不变,只是电压表的测量范围变化了,根据串联电路的分压作用知此时滑片在中间位置,即闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器的滑片在中点处,即滑动变阻器的电阻为10Ω,通过滑动变阻器的电流为:I= =0.35A,
小灯泡正常发光.④小灯泡的额定功率P额=UI=2.5V×0.35A=0.875W.
【分析】(1)为了保证电路安全,拆装电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器应处在阻值最大端,结合滑动变阻器的接法求解即可;定值电阻和滑动变阻器是串联关系,串联分压,分得的电压和电阻成正比,保证定值电阻两端的电压不变,结合定值电阻阻值的变化判断滑动变阻器的移动方向;当电压一定时,电流和电阻成反比;
(2)滑动变阻器有四个接线柱,选择的接线柱应一上一下,结合题目要求选择相应的接线柱;明确电流表的量程和对应的分度值,结合表盘的指针读数;利用功率公式P=UI求解功率即可;
(3)结合题目给出的电流和电压值,利用功率公式求解功率的表达式即可。
26.【答案】(1)解:根据图乙可知,物体完全露出水面后,拉力:F1=3×105N,则物体的重力G=F1=3×105N
由G=mg可得,物体的质量m= = =3×104kg
由图乙可知,物体全部浸没时,物体A所受的拉力:F1′=2×105N,则物体浸没时受到的浮力F浮=G-F1′=3×105N-2×105N=1×105N
由F浮=ρ水gV排可得物体的体积V=V排= = =10m3
物体A的密度ρ= = =3×103kg/m3
物体A的密度为3×103kg/m3。
答:物体A的密度为3×103kg/m3;
(2)解:由v= 可得物体在80s内通过的距离s=vt=0.1m/s×80s=8m
即在计时起点时物体上表面在水中所处的深度h=s=8m
物体上表面受到的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa
由V=Sh可得,物体的底面积S= = =10m2
则物体A上表面受到海水的压力F=pS=8×104Pa×10m2=8×105N
物体A上表面受到海水的压力为8×105N。
答:当物体A在计时起点的位置时,上表面受到海水的压力为8×105N;
(3)解:根据图丙读出物体运动80s,拉力做的功:W总=2×106J,而有用功W有=F1′s=2×105N×8m=1.6×106J
滑轮组的机械效率η= ×100%= ×100%=80%
滑轮组的机械效率为80%。
答:滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】重力及其大小的计算;液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)结合物体的重力求解物体的质量;利用称重法求解物体的浮力,结合阿基米德原理求解物体的体积,结合密度公式求解物体的密度即可;
(2)求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;已知压强的大小,结合压强的变形公式F=pS求解压力;
(3)用滑轮组提升物体,拉力作的功为总功,克服重力做的功为有用功,两者相除即为机械效率。
27.【答案】(1)解:水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2.2kg×(45℃﹣15℃)=2.772×105J;
答:将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃,水吸收的热量为2.772×105J
(2)解:由题意可知,开关S0和S都闭合时,B触点与A接通,电热水器处于保温状态,则电热水器处于加热状态时工作电路的功率:P加热= =1100W;
答:电热水器处于加热状态时工作电路的功率为1100W
(3)解:将2.2kg的水从15℃加热到45℃时,水吸收的热量为2.772×105J,由P= 可得,通电5min内消耗的电能:W=Pt′=1100W×5×60s=3.3×105J,
电热水器的加热效率:η= ×100%= ×100%=84%;
答:将2.2kg的水从15℃加热到45℃,需要通电5min,电热水器的加热效率为84%
(4)解:当温度达到50℃后,电磁铁会把衔铁吸下,B触点与C接通,R1与R2串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,工作电路的电流:I= =0.1A,
则通电10min内R2产生的热量:Q2=I2R2t=(0.1A)2×2156Ω×10×60s=12936J.
答:当温度达到50℃后,通电10min,R2产生的热量为12936J.
【知识点】热量的计算;电功的计算;电功率的计算
【解析】【分析】(1)结合水的质量和温度的变化量,利用比热容公式求解水吸收的热量即可;
(2)结合用电器两端的电压和用电器的电阻,利用功率公式P=U2/R求解功率即可;
(3)水吸收的热量为有用功,消耗的电能为总功,利用水吸收的热量除以电能即为加热效率;
(4)电流通过导体时会产生热量,此现象就是电流的热效应,产生的热量通过焦耳定律Q=I2Rt来计算。
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