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2022年廣西玉林市中考物理試卷
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這是一份2022年廣西玉林市中考物理試卷,共30頁(yè)。試卷主要包含了單項(xiàng)選擇題,填空題,作圖,綜合應(yīng)用題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
?2022年廣西玉林市中考物理試卷
一、單項(xiàng)選擇題(本大題共15小題,每小題3分,共45分。在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一項(xiàng)符合題目要求,每小題選對(duì)的得3分,不選、多選或錯(cuò)選的均得0分)
1.(3分)在國(guó)際單位制中,電流的基本單位是( )
A.A B.V C.m D.W
2.(3分)當(dāng)水結(jié)成冰后,它的質(zhì)量( )
A.變大 B.不變
C.變小 D.先變小后變大
3.(3分)如圖所示,能體現(xiàn)電動(dòng)機(jī)工作原理的圖是( )
A.
B.
C.
D.
4.(3分)如圖所示的四種做法中,符合安全用電原則的是( )
A.在同一個(gè)插座中同時(shí)使用多個(gè)大功率用電器
B.用濕抹布擦發(fā)光的燈泡
C.家用冰箱的金屬外殼已接地
D.在電線上晾曬濕衣服
5.(3分)在一場(chǎng)大型交響音樂(lè)會(huì)中,聽(tīng)眾能根據(jù)不同樂(lè)音區(qū)分出不同的樂(lè)器,主要是根據(jù)聲音的( ?。?br />
A.音色 B.音調(diào) C.響度 D.頻率
6.(3分)宋代大詩(shī)人蘇軾在《登州海市》的詩(shī)中描述過(guò)海市蜃樓的奇觀。如圖所示,這種現(xiàn)象形成的主要原因是由于光的( )
A.會(huì)聚 B.折射 C.發(fā)散 D.反射
7.(3分)“北斗+5G”技術(shù)助力北京打造了智慧型冬奧會(huì)。冬奧會(huì)的信息傳遞主要是利用( )
A.電磁波 B.次聲波 C.超聲波 D.紅外線
8.(3分)下列關(guān)于環(huán)境保護(hù)和能源利用的說(shuō)法正確的是( ?。?br />
A.保護(hù)生態(tài)環(huán)境,“綠水青山就是金山銀山”
B.在安靜的圖書(shū)館大聲說(shuō)話
C.提倡減排,可不必提倡節(jié)能
D.電能是一次能源,它便于輸送和轉(zhuǎn)化
9.(3分)在神舟載人航天飛船發(fā)射升空過(guò)程中,若說(shuō)宇航員是靜止的,則選擇的參照物是( ?。?br />
A.太陽(yáng) B.地球 C.月亮 D.飛船
10.(3分)如圖所示,杠桿處于水平平衡狀態(tài),若在杠桿兩側(cè)掛鉤碼處各增加一個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼,則杠桿( ?。?br />
A.仍然平衡 B.右端下降 C.左端下降 D.勻速轉(zhuǎn)動(dòng)
11.(3分)如圖所示,新鮮雞蛋沉在盛有純水的容器底部,若要其上浮,可加(已知ρ酒精<ρ植物油<ρ純水<ρ濃鹽水)( )
A.酒精 B.植物油 C.純水 D.濃鹽水
12.(3分)如圖所示,艦載機(jī)在“山東艦”航母上起飛,其在加速上升過(guò)程中( ?。?br />
A.動(dòng)能減小,重力勢(shì)能增大
B.動(dòng)能增大,重力勢(shì)能減小
C.動(dòng)能增大,重力勢(shì)能增大
D.動(dòng)能減小,重力勢(shì)能減小
13.(3分)如圖所示,電源電壓為3V,電壓表示數(shù)為2V,則燈泡L2兩端的電壓為( ?。?br />
A.5V B.3V C.2V D.1V
14.(3分)如圖所示,某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)樓道照明“智能化”電路,即利用“光控開(kāi)關(guān)”(天黑時(shí)自動(dòng)閉合,天亮?xí)r自動(dòng)斷開(kāi))和“聲控開(kāi)關(guān)”(當(dāng)有人走過(guò)發(fā)出聲音時(shí),自動(dòng)閉合,無(wú)人走過(guò)沒(méi)有聲音時(shí),自動(dòng)斷開(kāi))來(lái)控制燈泡。下列符合要求的電路圖是( ?。?br />
A. B.
C. D.
15.(3分)已知甲電阻是乙電阻的3倍,若分別對(duì)甲、乙兩種導(dǎo)體通電,通過(guò)甲、乙兩導(dǎo)體的電流之比為2:3,則甲、乙的功率之比為( )
A.2:1 B.2:3 C.4:3 D.9:2
二、填空題(本大題共6小題,每空1分,共12分)
16.(2分)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員快速助跑后,飛身一躍,利用自身的 在空中繼續(xù)前行,以提高成績(jī);體操運(yùn)動(dòng)員上器械前,會(huì)在手上涂防滑粉,這是通過(guò)增大接觸面的 (選填“粗糙程度”或“壓力”)來(lái)增大摩擦力。
17.(2分)如圖所示,航天員王亞平在中國(guó)空間站用“水球”做成像實(shí)驗(yàn),“水球”成像的原理與 (選填“放大鏡”或“照相機(jī)”)的相同,所成的是倒立、縮小的 (選填“實(shí)”或“虛”)像。
18.(2分)如圖所示是一臺(tái)四沖程內(nèi)燃機(jī)的 (選填“壓縮”或“做功”)沖程,這個(gè)沖程是通過(guò) (選填“做功”或“熱傳遞”)的方式改變氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能。
19.(2分)把磨得很光滑的鉛片和金片緊壓在一起,一段時(shí)間后,可以看到它們互相滲入對(duì)方,這種現(xiàn)象屬于
現(xiàn)象;若使質(zhì)量為5kg的水溫度從20℃升高到40℃,則水吸收的熱量為 J。已知c水=4.2×103J/(kg?℃)。
20.(2分)如圖所示,某同學(xué)把重為1.5N的物體勻速提升10cm,所用的拉力是0.8N,則他做的有用功為 J,滑輪組的機(jī)械效率為 。
21.(2分)20世紀(jì)初,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),某些物質(zhì)在很低溫度時(shí),電阻就變成了0,這就是 現(xiàn)象;如圖所示是“探究電熱與電流的關(guān)系”的部分裝置,已知A、B兩點(diǎn)間的電壓為6V,R1=R2=R3=5Ω,通電時(shí)間2min,則R1與R2產(chǎn)生的熱量相差 J。
三、作圖、實(shí)驗(yàn)與探究題(22、23每小題2分,24、25、26小題每空1分,共19分)
22.(2分)如圖所示是某同學(xué)在勞動(dòng)基地摘下的一個(gè)南瓜,請(qǐng)畫(huà)出南瓜靜止在水平地面上時(shí)的受力示意圖。
23.(2分)小明同學(xué)不注意用眼衛(wèi)生,造成了高度近視,請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出遠(yuǎn)處物體發(fā)出的兩束
入射光線經(jīng)他的晶狀體折射后對(duì)應(yīng)的光線。
24.(4分)如圖甲所示是“探究水沸騰的實(shí)驗(yàn)”裝置。
(1)用酒精燈持續(xù)對(duì)水加熱,發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)示數(shù)緩慢
(選填“升高”或“降低”)。一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)示數(shù)不變,此時(shí)溫度計(jì)示數(shù)如圖乙所示,可知水的沸點(diǎn)為 ℃;
(2)若在更高緯度的地方進(jìn)行此實(shí)驗(yàn),則發(fā)現(xiàn)水的沸點(diǎn)
(選填“降低”、“不變”或“升高”);
(3)水沸騰后,燒杯上方出現(xiàn)大量“白氣”,這是水蒸氣 ?。ㄌ钗飸B(tài)變化名稱)形成的小水珠。
25.(5分)如圖1所示是“探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn),將小鋼球從高度為h的同一斜面上由靜止開(kāi)始滾下,推動(dòng)同一木塊在水平面向前移動(dòng)一段距離s后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三組實(shí)驗(yàn)。
(1)小鋼球在滾下斜面的過(guò)程中,其動(dòng)能大小是通過(guò) (選填“高度h”或“距離s”)大小來(lái)反映的;
(2)分析比較甲和乙兩組實(shí)驗(yàn)可得,物體質(zhì)量相同時(shí),速度越大,動(dòng)能越 ??;
(3)分析比較 兩組實(shí)驗(yàn)可得,物體速度相同時(shí),質(zhì)量越大,動(dòng)能越大;
(4)綜合上述可知,如圖2所示的交通標(biāo)志牌是交通管理部門(mén)對(duì)不同車(chē)型設(shè)定不同的最高 ?。?br />
(5)在實(shí)驗(yàn)中,若增大水平面的粗糙程度,則木塊移動(dòng)的距離將 (選填“增大”、“不變”或“減小”)
26.(6分)如圖1甲所示是“測(cè)量小燈泡的電阻”的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(1)請(qǐng)根據(jù)圖1甲所示電路圖,用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線完成圖乙未連接好的實(shí)物電路(要求滑片P向右移動(dòng)時(shí)小燈泡變亮);
(2)電路連接好后閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無(wú)示數(shù),小燈泡不亮,如果電路只有一個(gè)元件有故障,該故障可能是小燈泡 ;
(3)排除故障后,繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),小燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓表示數(shù)如圖1丙所示,其讀數(shù)為 V;
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出小燈泡工作時(shí)I﹣U的關(guān)系圖像如圖2所示,則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為 Ω;
(5)由圖2可知,不同電壓下,小燈泡電阻值不同,燈絲的電阻會(huì)隨溫度升高而變 ?。?br />
(6)若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電壓表?yè)p壞,現(xiàn)增加一個(gè)已知阻值為R0的定值電阻和一個(gè)開(kāi)關(guān),設(shè)計(jì)如圖3所示的電路,也能測(cè)出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,其實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①閉合開(kāi)關(guān)S,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電流表的示數(shù)為I額,并記錄下來(lái);
②保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不動(dòng),閉合開(kāi)關(guān)S和S1,記下此時(shí)電流表的示數(shù)為I1;
③保持開(kāi)關(guān)S和S1閉合,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片至最右端,記下此時(shí)電流表的示數(shù)為I2;
④則小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻的表達(dá)式為:R燈= (用I額、I1、I2和R0表示)。
四、綜合應(yīng)用題(26小題6分,27小題8分,28小題10分,共24分。計(jì)算題的解答過(guò)程應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、主要公式和重要演算步驟,只寫(xiě)出最后答案的不能得分,結(jié)果應(yīng)寫(xiě)明數(shù)值和單位)
27.(6分)如圖所示,質(zhì)量為200g的小車(chē)從斜面頂端由靜止下滑,圖中顯示小車(chē)到達(dá)A、B、C三處的時(shí)刻(數(shù)字分別表示“時(shí):分:秒”)。問(wèn):
(1)小車(chē)通過(guò)AB段、BC段的路程分別為多少m?
(2)小車(chē)通過(guò)AC段的平均速度為多少m/s?
(3)小車(chē)重力在BC段所做的功比在AB段所做的功多幾分之幾?
28.(8分)如圖所示,一個(gè)底面積為200cm2的溢水杯放在水平桌面上,溢水口離其底部距離為20cm。已知彈簧原長(zhǎng)為10cm,且彈簧每受1N的作用力其長(zhǎng)度變化1cm?,F(xiàn)將彈簧與底面積為100cm2的實(shí)心長(zhǎng)方體A和溢水杯底部相連,此時(shí)彈簧被壓縮,其彈力為2N;向溢水杯加水,當(dāng)水深為16cm時(shí),A剛好有一半浸入水中,此時(shí)彈簧長(zhǎng)為12cm;繼續(xù)向溢水杯加水,直至彈簧所受的彈力不再發(fā)生變化(在彈性限度內(nèi))。不計(jì)彈簧的重力、體積及其所受的浮力,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)A的重力;
(2)A的一半浸入水中時(shí)A所受的浮力;
(3)A的密度;
(4)A的一半浸入水中與彈簧不再發(fā)生變化,溢水杯對(duì)桌面壓強(qiáng)的變化量。
29.(10分)科技研究小組在實(shí)驗(yàn)室模仿工程師做“鋼梁承重后的下垂量h”的測(cè)試,他們用厚鋼尺制成了一座跨度為L(zhǎng)的橋梁(如圖甲所示),并設(shè)計(jì)了一個(gè)方便讀取“厚鋼尺橋梁受壓后下垂量”的測(cè)試儀,測(cè)試儀由壓力傳感器R與外部電路組成(如圖乙所示)。已測(cè)得跨度為L(zhǎng)時(shí),在一定范圍內(nèi),其壓力F與下垂量h滿足關(guān)系F=,k=1×10﹣3m/N。已知電源電壓不變,當(dāng)電壓表的示數(shù)為4V時(shí),電流表示數(shù)為0.4A。當(dāng)壓力F1=32N時(shí),電路中的電流為I1,此時(shí)R的功率為P1;當(dāng)壓力F2=40N時(shí),電路中的電流為I2,此時(shí)R的功率為P2;且I1與I2相差0.1A。傳感器的電阻R與壓力F的關(guān)系圖像是一條直線(如圖丙所示),忽略傳感器與鋼梁自重產(chǎn)生的影響。求:
(1)R0的阻值;
(2)當(dāng)橋梁的下垂量為3cm時(shí),壓力傳感器受到的壓力;
(3)當(dāng)壓力為零時(shí),電路中的總電阻;
(4)P1與P2的差值。
2022年廣西玉林市中考物理試卷
參考答案與試題解析
一、單項(xiàng)選擇題(本大題共15小題,每小題3分,共45分。在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一項(xiàng)符合題目要求,每小題選對(duì)的得3分,不選、多選或錯(cuò)選的均得0分)
1.(3分)在國(guó)際單位制中,電流的基本單位是( ?。?br />
A.A B.V C.m D.W
【解答】解:在物理學(xué)中,
A、A是電流的基本單位,故A符合題意;
B、V是電壓的基本單位,故B不符合題意;
C、m是長(zhǎng)度的基本單位,故C不符合題意;
D、W是功率的基本單位,故D不符合題意。
故選:A。
2.(3分)當(dāng)水結(jié)成冰后,它的質(zhì)量( )
A.變大 B.不變
C.變小 D.先變小后變大
【解答】解:水結(jié)冰后,狀態(tài)發(fā)生變化,所含物質(zhì)多少?zèng)]有變化,所以質(zhì)量不變。
故選:B。
3.(3分)如圖所示,能體現(xiàn)電動(dòng)機(jī)工作原理的圖是( ?。?br />
A.
B.
C.
D.
【解答】解:A、此圖研究的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,不符合題意,故A錯(cuò)誤;
B、此實(shí)驗(yàn)研究的是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng),能說(shuō)明電動(dòng)機(jī)工作原理,故B正確;
C、此圖是研究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱的影響因素,故C錯(cuò)誤;
D、此圖是奧斯特實(shí)驗(yàn),證明了電流的周?chē)嬖诖艌?chǎng),不符合題意,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
4.(3分)如圖所示的四種做法中,符合安全用電原則的是( ?。?br />
A.在同一個(gè)插座中同時(shí)使用多個(gè)大功率用電器
B.用濕抹布擦發(fā)光的燈泡
C.家用冰箱的金屬外殼已接地
D.在電線上晾曬濕衣服
【解答】解:A、在同一個(gè)插座上同時(shí)使用多個(gè)大功率的用電器,容易造成電流過(guò)大,引發(fā)火災(zāi),故A錯(cuò)誤;
BD、水容易導(dǎo)電,用濕抹布擦發(fā)光的燈泡和在電線上晾曬濕衣服,會(huì)發(fā)生觸電事故;故BD錯(cuò)誤;
C、有金屬外殼的用電器,其金屬外殼一定要通過(guò)三腳插頭接地,以防用電器外殼帶電,會(huì)危及人身安全。故C正確。
故選:C。
5.(3分)在一場(chǎng)大型交響音樂(lè)會(huì)中,聽(tīng)眾能根據(jù)不同樂(lè)音區(qū)分出不同的樂(lè)器,主要是根據(jù)聲音的( ?。?br />
A.音色 B.音調(diào) C.響度 D.頻率
【解答】解:不同的樂(lè)器即便演奏相同的樂(lè)曲,發(fā)出的音色也不相同,故可用音色來(lái)辨別,故A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選:A。
6.(3分)宋代大詩(shī)人蘇軾在《登州海市》的詩(shī)中描述過(guò)海市蜃樓的奇觀。如圖所示,這種現(xiàn)象形成的主要原因是由于光的( ?。?br />
A.會(huì)聚 B.折射 C.發(fā)散 D.反射
【解答】解:海市蜃樓是一種由光的折射產(chǎn)生的現(xiàn)象,是由于空氣的密度不均勻而引起的,故B正確;
故選:B。
7.(3分)“北斗+5G”技術(shù)助力北京打造了智慧型冬奧會(huì)。冬奧會(huì)的信息傳遞主要是利用( ?。?br />
A.電磁波 B.次聲波 C.超聲波 D.紅外線
【解答】解:“北斗+5G”技術(shù)是利用電磁波傳遞信息的。故A符合題意。
故選:A。
8.(3分)下列關(guān)于環(huán)境保護(hù)和能源利用的說(shuō)法正確的是( ?。?br />
A.保護(hù)生態(tài)環(huán)境,“綠水青山就是金山銀山”
B.在安靜的圖書(shū)館大聲說(shuō)話
C.提倡減排,可不必提倡節(jié)能
D.電能是一次能源,它便于輸送和轉(zhuǎn)化
【解答】解:A、保護(hù)生態(tài)環(huán)境,“綠水青山就是金山銀山”,故A正確;
B、從生活的角度考慮,不管聲音是優(yōu)美動(dòng)聽(tīng),還是雜亂刺耳的,只要對(duì)人們的生活和工作造成影響的,都可以稱為噪聲,故在安靜的圖書(shū)館不能大聲說(shuō)話,故B錯(cuò)誤;
C、提倡減排,也必須提倡節(jié)能,故C錯(cuò)誤;
D、電能無(wú)法從自然界直接獲取,必須經(jīng)過(guò)一次能源的消耗才能得到,是二次能源,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
9.(3分)在神舟載人航天飛船發(fā)射升空過(guò)程中,若說(shuō)宇航員是靜止的,則選擇的參照物是( ?。?br />
A.太陽(yáng) B.地球 C.月亮 D.飛船
【解答】解:A、以太陽(yáng)為參照物,宇航員和太陽(yáng)之間的位置發(fā)生了變化,宇航員是運(yùn)動(dòng)的,故A不合題意;
B、以地球?yàn)閰⒄瘴?,宇航員離地球越來(lái)越遠(yuǎn),位置發(fā)生了變化,故B不合題意;
C、以月球?yàn)閰⒄瘴?,宇航員和月球之間的位置也發(fā)生了變化,故C不符合題意;
D、以飛船為參照物,因?yàn)橛詈絾T固定在艙內(nèi),與飛船之間的位置沒(méi)有發(fā)生變化,所以宇航員是靜止的,故D符合題意。
故選:D。
10.(3分)如圖所示,杠桿處于水平平衡狀態(tài),若在杠桿兩側(cè)掛鉤碼處各增加一個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼,則杠桿( ?。?br />
A.仍然平衡 B.右端下降 C.左端下降 D.勻速轉(zhuǎn)動(dòng)
【解答】解:設(shè)杠桿上每一格的長(zhǎng)度為L(zhǎng),每個(gè)鉤碼的重力為G,
原來(lái)杠桿水平平衡時(shí),有:2G×3L=3G×2L,即動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂;
在杠桿兩側(cè)掛鉤碼處各增加一個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼時(shí),
左側(cè)動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積為:3G×3L=9GL,
右側(cè)阻力與阻力臂的乘積為:4G×2L=8GL,
因?yàn)?GL>8GL,根據(jù)杠桿平條件可知,杠桿左端會(huì)下降,
故選:C。
11.(3分)如圖所示,新鮮雞蛋沉在盛有純水的容器底部,若要其上浮,可加(已知ρ酒精<ρ植物油<ρ純水<ρ濃鹽水)( ?。?br />
A.酒精 B.植物油 C.純水 D.濃鹽水
【解答】解:A、向杯中加酒精,只能使杯內(nèi)水的密度減小,使雞蛋受到的浮力減小,不能使雞蛋上浮,故A錯(cuò)誤;
B、向杯中加植物油,植物油不溶于水,不會(huì)改變水的密度,不能增大雞蛋受到的浮力,不能使雞蛋上浮,故B錯(cuò)誤;
C、向杯內(nèi)加水、不會(huì)改變水的密度,不能增大雞蛋受到的浮力,不能使雞蛋上浮,故C錯(cuò)誤。
D、向杯中加鹽,鹽溶解后,使水的密度增大,在雞蛋排開(kāi)水的體積不變的情況下,根據(jù)F?。溅阉甐排g可知,雞蛋受到的浮力增大,當(dāng)受到的浮力大于雞蛋重時(shí),雞蛋將上浮,故D正確。
故選:D。
12.(3分)如圖所示,艦載機(jī)在“山東艦”航母上起飛,其在加速上升過(guò)程中( ?。?br />
A.動(dòng)能減小,重力勢(shì)能增大
B.動(dòng)能增大,重力勢(shì)能減小
C.動(dòng)能增大,重力勢(shì)能增大
D.動(dòng)能減小,重力勢(shì)能減小
【解答】解:艦載機(jī)在“山東艦”航母上起飛,其在加速上升過(guò)程中,質(zhì)量不變,速度和高度都變大,所以其動(dòng)能和重力勢(shì)能都增大。
故選:C。
13.(3分)如圖所示,電源電壓為3V,電壓表示數(shù)為2V,則燈泡L2兩端的電壓為( ?。?br />
A.5V B.3V C.2V D.1V
【解答】解:
由電路圖可知,兩燈泡串聯(lián),電壓表并聯(lián)在L1兩端,故電壓表的示數(shù)即為L(zhǎng)1兩端的電壓,即燈泡L1兩端的電壓U1=2V;
由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知,L2兩端的電壓:U2=U﹣U1=3V﹣2V=1V。
故選:D。
14.(3分)如圖所示,某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)樓道照明“智能化”電路,即利用“光控開(kāi)關(guān)”(天黑時(shí)自動(dòng)閉合,天亮?xí)r自動(dòng)斷開(kāi))和“聲控開(kāi)關(guān)”(當(dāng)有人走過(guò)發(fā)出聲音時(shí),自動(dòng)閉合,無(wú)人走過(guò)沒(méi)有聲音時(shí),自動(dòng)斷開(kāi))來(lái)控制燈泡。下列符合要求的電路圖是( ?。?br />
A. B.
C. D.
【解答】解:A、當(dāng)聲控開(kāi)關(guān)閉合時(shí),形成電源短路,電燈不亮,故A不符合題意;
B、光控開(kāi)關(guān)和聲控開(kāi)關(guān)是并聯(lián)的,光暗到一定程度或有聲音時(shí)都能使電燈發(fā)光,故B不符合題意;
C、當(dāng)光控開(kāi)關(guān)閉合時(shí),形成電源短路,電燈不亮,故C不符合題意;
D、光控開(kāi)關(guān)、聲控開(kāi)關(guān)和電燈是串聯(lián)的,光控開(kāi)關(guān)、聲控開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合時(shí)電路形成通路,電燈發(fā)光,故D符合題意。
故選:D。
15.(3分)已知甲電阻是乙電阻的3倍,若分別對(duì)甲、乙兩種導(dǎo)體通電,通過(guò)甲、乙兩導(dǎo)體的電流之比為2:3,則甲、乙的功率之比為( )
A.2:1 B.2:3 C.4:3 D.9:2
【解答】解:由題意可知,R甲=3R乙,甲、乙兩導(dǎo)體的電流之比為I甲:I乙=2:3,
則甲、乙的功率之比==×=×3=×3=。
故選:C。
二、填空題(本大題共6小題,每空1分,共12分)
16.(2分)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員快速助跑后,飛身一躍,利用自身的 慣性 在空中繼續(xù)前行,以提高成績(jī);體操運(yùn)動(dòng)員上器械前,會(huì)在手上涂防滑粉,這是通過(guò)增大接觸面的 粗糙程度?。ㄟx填“粗糙程度”或“壓力”)來(lái)增大摩擦力。
【解答】解:跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員快速助跑后,飛身一躍,由于慣性還要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),在空中繼續(xù)前行,以提高成績(jī);
體操運(yùn)動(dòng)員上器械前,在手上涂防滑粉,這是在壓力一定時(shí),通過(guò)增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦力。
故答案為:慣性;粗糙程度。
17.(2分)如圖所示,航天員王亞平在中國(guó)空間站用“水球”做成像實(shí)驗(yàn),“水球”成像的原理與 照相機(jī)?。ㄟx填“放大鏡”或“照相機(jī)”)的相同,所成的是倒立、縮小的 實(shí)?。ㄟx填“實(shí)”或“虛”)像。
【解答】解:水球具有中間厚,邊緣薄的特點(diǎn),因此水球相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡,此時(shí)王亞平到水球的距離與水球焦距的關(guān)系是大于2倍焦距,當(dāng)u>2f時(shí),成倒立、縮小的實(shí)像,照相機(jī)利用了此原理。
故答案為:照相機(jī);實(shí)。
18.(2分)如圖所示是一臺(tái)四沖程內(nèi)燃機(jī)的 壓縮?。ㄟx填“壓縮”或“做功”)沖程,這個(gè)沖程是通過(guò) 做功 (選填“做功”或“熱傳遞”)的方式改變氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能。
【解答】解:由圖可知,內(nèi)燃機(jī)兩氣門(mén)都關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng),故可以判斷這個(gè)沖程是壓縮沖程,此沖程是通過(guò)壓縮氣體做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使得缸內(nèi)氣體的內(nèi)能變大,這是通過(guò)做功的方式改變氣體的內(nèi)能的。
故答案為:壓縮;做功。
19.(2分)把磨得很光滑的鉛片和金片緊壓在一起,一段時(shí)間后,可以看到它們互相滲入對(duì)方,這種現(xiàn)象屬于 擴(kuò)散
現(xiàn)象;若使質(zhì)量為5kg的水溫度從20℃升高到40℃,則水吸收的熱量為 4.2×105 J。已知c水=4.2×103J/(kg?℃)。
【解答】解:把磨得很光滑的鉛片和金片緊壓在一起,一段時(shí)間后,可以看到它們互相滲入對(duì)方,表明固體之間也能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象,說(shuō)明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng);
水吸收的熱量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×5kg×(40℃﹣20℃)=4.2×105J。
故答案為:擴(kuò)散;4.2×105。
20.(2分)如圖所示,某同學(xué)把重為1.5N的物體勻速提升10cm,所用的拉力是0.8N,則他做的有用功為 0.15 J,滑輪組的機(jī)械效率為 62.5% 。
【解答】解:由圖知,n=3,物體被提升的高度h=10cm=0.1m,
拉力端移動(dòng)的距離:
s=nh=3×0.1cm=0.3m,
拉力做的有用功:
W有=Gh=1.5N×0.1m=0.15J,
拉力做的總功:
W總=Fs=0.8N×0.3m=0.24J,
滑輪組的機(jī)械效率:
η=×100%=×100%=62.5%。
故答案為:0.15;62.5%。
21.(2分)20世紀(jì)初,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),某些物質(zhì)在很低溫度時(shí),電阻就變成了0,這就是 超導(dǎo) 現(xiàn)象;如圖所示是“探究電熱與電流的關(guān)系”的部分裝置,已知A、B兩點(diǎn)間的電壓為6V,R1=R2=R3=5Ω,通電時(shí)間2min,則R1與R2產(chǎn)生的熱量相差 288 J。
【解答】解:
(1)20世紀(jì)初,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),某些物質(zhì)在很低溫度時(shí),電阻就變成了0,這就是超導(dǎo)現(xiàn)象;
(2)由圖知,R2、R3并聯(lián)后再與R1串聯(lián),R1=R2=R3=5Ω,
R2、R3并聯(lián)后的總電阻R23=×5Ω=2.5Ω,
電路的總電阻R=R1+R23=5Ω+2.5Ω=7.5Ω,
由歐姆定律可得,電路中的電流:
I1=I23=I===0.8A,
I2=I1=×0.8A=0.4A,
通電時(shí)間2min,R1與R2產(chǎn)生的熱量差:
Q1﹣Q2=I12R1t﹣I22R2t=(0.8A)2×5Ω×2×60s﹣(0.4A)2×5Ω×2×60s=288J。
故答案為:超導(dǎo);288。
三、作圖、實(shí)驗(yàn)與探究題(22、23每小題2分,24、25、26小題每空1分,共19分)
22.(2分)如圖所示是某同學(xué)在勞動(dòng)基地摘下的一個(gè)南瓜,請(qǐng)畫(huà)出南瓜靜止在水平地面上時(shí)的受力示意圖。
【解答】解:南瓜靜止在水平地面上,處于平衡狀態(tài),受到重力G和支持力F是一對(duì)平衡力,大小相等、方向相反,從南瓜的重心O,分別沿豎直向下和豎直向上的方向畫(huà)一條帶箭頭的有向線段,注意兩條線段的長(zhǎng)度要相等,并分別標(biāo)上符號(hào)G、F,如圖所示:
23.(2分)小明同學(xué)不注意用眼衛(wèi)生,造成了高度近視,請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出遠(yuǎn)處物體發(fā)出的兩束
入射光線經(jīng)他的晶狀體折射后對(duì)應(yīng)的光線。
【解答】解:近視眼看遠(yuǎn)處的物體時(shí),物體發(fā)出的光會(huì)會(huì)聚在視網(wǎng)膜前面,如圖所示:
。
24.(4分)如圖甲所示是“探究水沸騰的實(shí)驗(yàn)”裝置。
(1)用酒精燈持續(xù)對(duì)水加熱,發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)示數(shù)緩慢 升高
(選填“升高”或“降低”)。一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)示數(shù)不變,此時(shí)溫度計(jì)示數(shù)如圖乙所示,可知水的沸點(diǎn)為 98 ℃;
(2)若在更高緯度的地方進(jìn)行此實(shí)驗(yàn),則發(fā)現(xiàn)水的沸點(diǎn) 降低
(選填“降低”、“不變”或“升高”);
(3)水沸騰后,燒杯上方出現(xiàn)大量“白氣”,這是水蒸氣 液化?。ㄌ钗飸B(tài)變化名稱)形成的小水珠。
【解答】解:(1)用酒精燈持續(xù)對(duì)水加熱,水的溫度緩慢升高,后沸騰后,溫度不變,溫度計(jì)示數(shù)緩慢升高;
溫度計(jì)的分度值是1℃,溫度計(jì)的示數(shù)是98℃;
(2)若在更高緯度的地方進(jìn)行此實(shí)驗(yàn),氣壓減小,則發(fā)現(xiàn)水的沸點(diǎn)降低;
(3)水沸騰后,燒杯上方出現(xiàn)大量“白氣”,“白氣”是水蒸氣液化形成的小水滴。
故答案為:(1)升高;98;(2)降低;(3)液化。
25.(5分)如圖1所示是“探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn),將小鋼球從高度為h的同一斜面上由靜止開(kāi)始滾下,推動(dòng)同一木塊在水平面向前移動(dòng)一段距離s后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三組實(shí)驗(yàn)。
(1)小鋼球在滾下斜面的過(guò)程中,其動(dòng)能大小是通過(guò) 距離s?。ㄟx填“高度h”或“距離s”)大小來(lái)反映的;
(2)分析比較甲和乙兩組實(shí)驗(yàn)可得,物體質(zhì)量相同時(shí),速度越大,動(dòng)能越 大??;
(3)分析比較 甲、丙 兩組實(shí)驗(yàn)可得,物體速度相同時(shí),質(zhì)量越大,動(dòng)能越大;
(4)綜合上述可知,如圖2所示的交通標(biāo)志牌是交通管理部門(mén)對(duì)不同車(chē)型設(shè)定不同的最高 速度 ;
(5)在實(shí)驗(yàn)中,若增大水平面的粗糙程度,則木塊移動(dòng)的距離將 減小?。ㄟx填“增大”、“不變”或“減小”)
【解答】解:(1)小鋼球從斜面滾下過(guò)程中,其動(dòng)能大小是通過(guò)小木塊移動(dòng)距離s的大小來(lái)反映的。
(2)分析比較甲和乙兩組實(shí)驗(yàn)可知,小球的質(zhì)量相同,而小球在斜面上釋放時(shí)的高度不同,甲圖中小球釋放時(shí)的高度大,到達(dá)水平面時(shí)的速度大,推動(dòng)木塊滑行的距離遠(yuǎn),故可得出結(jié)論:物體質(zhì)量相同時(shí),速度越大,動(dòng)能越大。
(3)研究物體的動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系,要控制速度大小相同(即小球在斜面上釋放時(shí)的高度相同),而小球的質(zhì)量不同,故分析比較甲、丙兩組實(shí)驗(yàn)可得出物體的動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系;
(4)圖2所示的交通標(biāo)志牌是交通管理部門(mén)對(duì)不同車(chē)型設(shè)定的最高速度,質(zhì)量越大的車(chē),限速越低;
(5)在實(shí)驗(yàn)中,若增大水平面的粗糙程度,木塊受到的阻力增大,則木塊移動(dòng)的距離將減小。
故答案為:(1)距離s;(2)大;(3)甲、丙;(4)速度;(5)減小。
26.(6分)如圖1甲所示是“測(cè)量小燈泡的電阻”的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(1)請(qǐng)根據(jù)圖1甲所示電路圖,用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線完成圖乙未連接好的實(shí)物電路(要求滑片P向右移動(dòng)時(shí)小燈泡變亮);
(2)電路連接好后閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無(wú)示數(shù),小燈泡不亮,如果電路只有一個(gè)元件有故障,該故障可能是小燈泡 短路??;
(3)排除故障后,繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),小燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓表示數(shù)如圖1丙所示,其讀數(shù)為 2.5 V;
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出小燈泡工作時(shí)I﹣U的關(guān)系圖像如圖2所示,則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為 10 Ω;
(5)由圖2可知,不同電壓下,小燈泡電阻值不同,燈絲的電阻會(huì)隨溫度升高而變 大??;
(6)若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電壓表?yè)p壞,現(xiàn)增加一個(gè)已知阻值為R0的定值電阻和一個(gè)開(kāi)關(guān),設(shè)計(jì)如圖3所示的電路,也能測(cè)出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,其實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①閉合開(kāi)關(guān)S,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電流表的示數(shù)為I額,并記錄下來(lái);
②保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不動(dòng),閉合開(kāi)關(guān)S和S1,記下此時(shí)電流表的示數(shù)為I1;
③保持開(kāi)關(guān)S和S1閉合,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片至最右端,記下此時(shí)電流表的示數(shù)為I2;
④則小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻的表達(dá)式為:R燈= ?。ㄓ肐額、I1、I2和R0表示)。
【解答】解:(1)滑片P向右移動(dòng)時(shí)小燈泡變亮,說(shuō)明電路中電流變大,變阻器阻值變小,故變阻器右下接線柱與燈泡串聯(lián)接入電路中,如下圖所示:
;
(2)電路連接好后閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),說(shuō)明電路是通路;電壓表無(wú)示數(shù),小燈泡不亮,說(shuō)明電壓表并聯(lián)的支路短路或電壓表短路,如果電路只有一個(gè)元件有故障,該故障可能是小燈泡短路;
(3)排除故障后,繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),小燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓表示數(shù)如圖1丙所示,電壓表選用小量程,分度值0.1V,其示數(shù)為2.5V;
(4)由I﹣U的關(guān)系圖像可知,當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí),通過(guò)燈泡的額定電流為0.25A,小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為:
R===10Ω;
(5)由I﹣U的關(guān)系圖像可知,當(dāng)燈泡兩端的電壓增大,通過(guò)燈泡的電流也變大,根據(jù)P=UI可知,燈泡的功率變大,燈絲的溫度升高,燈絲的電阻隨溫度的升高而變大;
(6)實(shí)驗(yàn)步驟:
①閉合開(kāi)關(guān)S,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電流表的示數(shù)為I額,并記錄下來(lái);
②保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不動(dòng),閉合開(kāi)關(guān)S和S1,記下此時(shí)電流表的示數(shù)為I1;
③保持開(kāi)關(guān)S和S1閉合,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片至最右端,記下此時(shí)電流表的示數(shù)為I2;
④在步驟①中,R、R0和L串聯(lián)在電路中,電流表測(cè)串聯(lián)電路電流,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電流表的示數(shù)為I額,此時(shí)燈泡正常發(fā)光;根據(jù)R=可知,電路的總電阻為:
R總=;
在步驟②中,R和R0串聯(lián)在電路中,電流表測(cè)串聯(lián)電路電流,保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不動(dòng),此時(shí)電流表的示數(shù)為I1,根據(jù)R=可知,電路的總電阻為:
R總1=;
在步驟③中,電路為只有R0的簡(jiǎn)單電路,此時(shí)電流表的示數(shù)為I2,根據(jù)U=IR可知,電源電壓為U源=I2R0;
由電阻的串聯(lián)可知,小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻的表達(dá)式為:
R燈=R總﹣R總1=﹣=I2R0(﹣)=。
故答案為:(1)見(jiàn)解答圖;(2)短路;(3)2.5;(4)10;(5)大;(6)。
四、綜合應(yīng)用題(26小題6分,27小題8分,28小題10分,共24分。計(jì)算題的解答過(guò)程應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、主要公式和重要演算步驟,只寫(xiě)出最后答案的不能得分,結(jié)果應(yīng)寫(xiě)明數(shù)值和單位)
27.(6分)如圖所示,質(zhì)量為200g的小車(chē)從斜面頂端由靜止下滑,圖中顯示小車(chē)到達(dá)A、B、C三處的時(shí)刻(數(shù)字分別表示“時(shí):分:秒”)。問(wèn):
(1)小車(chē)通過(guò)AB段、BC段的路程分別為多少m?
(2)小車(chē)通過(guò)AC段的平均速度為多少m/s?
(3)小車(chē)重力在BC段所做的功比在AB段所做的功多幾分之幾?
【解答】解:
(1)由圖可知:sAB=10.00dm﹣6.00dm=4.00dm=40.0cm=0.400m;
sBC=6.00dm﹣1.00dm=5.00dm=0.500m,
(2)由圖可知:sAC=10.00dm﹣1.00dm=9.00dm=0.900m;tAC=23s﹣20s=3s;
小車(chē)通過(guò)AC段的平均速度為:
vAC===0.3m/s;
(3)設(shè)斜面的角度為α,小車(chē)重力在BC段所做的功:
W1=GsBC×sinα=0.5Gsinα,
小車(chē)重力在AB段所做的功:
W2=GsAB×sinα=0.4Gsinα,
小車(chē)重力在BC段所做的功比在AB段所做的功多:
ΔW=W1﹣W2=0.5Gsinα﹣0.4Gsinα=0.1Gsinα,
小車(chē)重力在BC段所做的功比在AB段所做的功多=即四分之一。
答:(1)小車(chē)通過(guò)AB段、BC段的路程分別為0.400m,0.500m;
(2)小車(chē)通過(guò)AC段的平均速度為0.3m/s;
(3)小車(chē)重力在BC段所做的功比在AB段所做的功多四分之一。
28.(8分)如圖所示,一個(gè)底面積為200cm2的溢水杯放在水平桌面上,溢水口離其底部距離為20cm。已知彈簧原長(zhǎng)為10cm,且彈簧每受1N的作用力其長(zhǎng)度變化1cm。現(xiàn)將彈簧與底面積為100cm2的實(shí)心長(zhǎng)方體A和溢水杯底部相連,此時(shí)彈簧被壓縮,其彈力為2N;向溢水杯加水,當(dāng)水深為16cm時(shí),A剛好有一半浸入水中,此時(shí)彈簧長(zhǎng)為12cm;繼續(xù)向溢水杯加水,直至彈簧所受的彈力不再發(fā)生變化(在彈性限度內(nèi))。不計(jì)彈簧的重力、體積及其所受的浮力,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)A的重力;
(2)A的一半浸入水中時(shí)A所受的浮力;
(3)A的密度;
(4)A的一半浸入水中與彈簧不再發(fā)生變化,溢水杯對(duì)桌面壓強(qiáng)的變化量。
【解答】解:(1)沒(méi)有加水時(shí),A受到豎直向下的重力和彈簧對(duì)A豎直向上的彈力,由二力平衡條件可知,A的重力:G=F0=2N;
(2)A剛好有一半浸入水中,此時(shí)彈簧長(zhǎng)為12cm,由題意可知,此時(shí)彈簧被拉伸,對(duì)A產(chǎn)生的彈力為對(duì)A豎直向下拉力,
由題意可知,當(dāng)彈簧長(zhǎng)為12cm時(shí),彈簧的拉力:F1=(12cm﹣10cm)×1N/cm=2N,
此時(shí)A受到豎直向下的重力、拉力和豎直向上的浮力,由力的平衡條件可知,A的一半浸入水中時(shí)受到的浮力:F?。紾+F1=2N+2N=4N,
(3)由F?。溅岩篻V排可知,A剛好有一半浸入水中時(shí)排開(kāi)水的體積:V排===4×10﹣4m3,
則A的體積:V=2V排=2×4×10﹣4m3=8×10﹣4m3=800cm3,
由m===0.2kg,
因此A的密度:ρ===0.25×103kg/m3;
(4)由V=Sh可知,A的高度:hA===8cm,
則A剛好有一半浸入水中時(shí),溢水杯中水的體積:V水1=200cm2×12cm+(200cm2﹣100cm2)××8cm=2800cm3,
此時(shí)溢水杯中水的重力:G水1=m水1g=ρ水V水1g=1.0×103kg/m3×10N/kg×2800×10﹣6m3=28N;
由阿基米德原理原理可知,當(dāng)A浸沒(méi)后A受到的浮力不再發(fā)生變化,由力的平衡條件可知,此時(shí)彈簧的彈力不再發(fā)生變化,
由F?。溅岩篻V排可知,A浸沒(méi)時(shí)受到的浮力:F浮沒(méi)=2F?。?×4N=8N,
由力的平衡條件可知,此時(shí)彈簧對(duì)A的拉力:F=F浮沒(méi)﹣G=8N﹣2N=6N,
由題意可知,此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度:L2=10cm+=16cm,
則此時(shí)水面的高度:h=L2+hA=16cm+8cm=24cm>20cm,
故彈簧不再發(fā)生變化時(shí),A不會(huì)浸沒(méi),
因此彈簧不再發(fā)生變化時(shí),溢水杯中的到達(dá)溢口,即當(dāng)溢水杯最后的水溢出后,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不再發(fā)生變化,
設(shè)此時(shí)A浸在水中的深度為L(zhǎng)cm,則A排開(kāi)水的體積:V排1=100cm2×Lcm=100Lcm3,
此時(shí)A受到的浮力:F浮1=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×100L×10﹣6m3=LN;
此時(shí)彈簧對(duì)A的拉力:F2=(20cm﹣Lcm﹣10cm)×1N/cm=(10cm﹣Lcm)×1N/cm=(10﹣L)N,
由力的平衡條件有:F浮1=G+F2,
即LN=2N+(10﹣L)N,
解得:L=6,
即彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不再發(fā)生變化時(shí),A浸在水中的深度為6cm,
此時(shí)溢水杯中水的體積:V水2=200cm2×20cm﹣100cm2×6cm=3400cm3,
溢水杯中水的重力:G水2=m水2g=ρ水V水2g=1.0×103kg/m3×10N/kg×3400×10﹣6m3=34N;
因?yàn)橐缢瓕?duì)水平桌面的壓力大小等于溢水杯、水和A的重力之和,加水前后溢水杯的重力、A的重力均沒(méi)有發(fā)生變化,因此溢水杯對(duì)桌面壓力的變化量:ΔF=G水2﹣G水1=34N﹣28N=6N,
則溢水杯對(duì)桌面壓強(qiáng)的變化量:Δp===300Pa。
答:(1)A的重力為2N;
(2)A的一半浸入水中時(shí)A所受的浮力為4N;
(3)A的密度為0.25×103kg/m3;
(4)A的一半浸入水中與彈簧不再發(fā)生變化,溢水杯對(duì)桌面壓強(qiáng)的變化量為300Pa。
29.(10分)科技研究小組在實(shí)驗(yàn)室模仿工程師做“鋼梁承重后的下垂量h”的測(cè)試,他們用厚鋼尺制成了一座跨度為L(zhǎng)的橋梁(如圖甲所示),并設(shè)計(jì)了一個(gè)方便讀取“厚鋼尺橋梁受壓后下垂量”的測(cè)試儀,測(cè)試儀由壓力傳感器R與外部電路組成(如圖乙所示)。已測(cè)得跨度為L(zhǎng)時(shí),在一定范圍內(nèi),其壓力F與下垂量h滿足關(guān)系F=,k=1×10﹣3m/N。已知電源電壓不變,當(dāng)電壓表的示數(shù)為4V時(shí),電流表示數(shù)為0.4A。當(dāng)壓力F1=32N時(shí),電路中的電流為I1,此時(shí)R的功率為P1;當(dāng)壓力F2=40N時(shí),電路中的電流為I2,此時(shí)R的功率為P2;且I1與I2相差0.1A。傳感器的電阻R與壓力F的關(guān)系圖像是一條直線(如圖丙所示),忽略傳感器與鋼梁自重產(chǎn)生的影響。求:
(1)R0的阻值;
(2)當(dāng)橋梁的下垂量為3cm時(shí),壓力傳感器受到的壓力;
(3)當(dāng)壓力為零時(shí),電路中的總電阻;
(4)P1與P2的差值。
【解答】解:(1)由圖乙可知,R和R0串聯(lián),電壓表測(cè)R0的電壓,
電壓表的示數(shù)為4V,即R0的電壓為4V,
電流表的示數(shù)為0.4A,即R0的電流為0.4A,
根據(jù)歐姆定律得:R0===10Ω;
(2)壓力F與下垂量h滿足關(guān)系F=,k=1×10﹣3m/N,h=3cm=0.03m,
代入數(shù)據(jù)F==30N;
(3)由圖丙可知,壓力為零時(shí)R=30Ω,
由(1)得R0為10Ω,
R總=R+R0=30Ω+10Ω=40Ω;
(4)傳感器的電阻R與壓力F的關(guān)系圖像是一條直線,設(shè)R=aF+b,
代入(0N,30Ω)、(60N,0Ω)兩組數(shù)據(jù)得到R=﹣0.5Ω/N×F+30Ω,
當(dāng)壓力F1=32N時(shí),代入得:R1=﹣0.5Ω/N×32N+30Ω=14Ω,
當(dāng)壓力F2=40N時(shí),代入得R2=0.5Ω/N×40N+30Ω=10Ω,
所以R1時(shí)電路總電阻更大,電流更小,
I1與I2相差0.1A,因此I2=I1+0.1A,
電源電壓不變,因此I1(R0+R1)=I2(R0+R2),
代入數(shù)據(jù)I1(10Ω+14Ω)=(I1+0.1A)×(10Ω+10Ω),
解得I1=0.5A,I2=0.6A,
P1=I×R1=(0.5A)2×14Ω=3.5W,
P2=I×R2=(0.6A)2×10Ω=3.6W,
ΔP=P2﹣P1=3.6W﹣3.5W=0.1W。
故答案為:(1)10Ω;(2)30N;(3)40Ω;(4)0.1W。7755529
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