
試卷滿分100分,答題時(shí)間90分鐘
一、單項(xiàng)選擇題(本大題有12小題,每小題2分,共24分)
1. 下列關(guān)于聲波的應(yīng)用說(shuō)法不正確的是( )
A. 醫(yī)生通過(guò)聽(tīng)診器給病人診病的原理是減少聲音的分散,增大響度
B. 倒車?yán)走_(dá)的原理就是采用蝙蝠的“回聲定位”的方法
C. 通過(guò)靈敏的聲學(xué)儀器接收到的次聲波可以判斷地震的方位和強(qiáng)度
D. 城市里安裝噪聲監(jiān)測(cè)裝置,是通過(guò)音色來(lái)反映噪聲大小的
【答案】D
【解析】A.醫(yī)生通過(guò)聽(tīng)診器給病人診斷的原理是減少聲音的分散,增大響度,故A正確,不符合題意;
B.倒車?yán)走_(dá)的原理就是采用蝙蝠的“回聲定位”的方法,故B正確,不符合題意;
C.通過(guò)靈敏的聲學(xué)儀器接收到的次聲波可以判斷地震的方位和強(qiáng)度,屬于利用聲音傳遞信息,故C正確,不符合題意;
D.城市里安裝噪聲監(jiān)測(cè)裝置,是通過(guò)響度來(lái)反映噪聲大小的,故D錯(cuò)誤,符合題意。故選D。
2.如圖所示是海波熔化時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖象。由此可判斷( )
A.海波是非晶體
B.海波的熔化時(shí)間是5min
C.海波的熔點(diǎn)是50℃
D.海波在熔化過(guò)程中吸收熱量,溫度升高
【答案】C
【解析】(1)由圖象可知,海波從第5分鐘開(kāi)始溫度保持50℃不變,所以海波是晶體,其熔點(diǎn)為50℃,約到第8min時(shí)熔化完成,則熔化過(guò)程持續(xù)了約8min﹣5min=3min,故AB錯(cuò)誤,C正確;
(2)海波是晶體,在熔化過(guò)程中吸收熱量,溫度保持不變,故D錯(cuò)誤。3.中國(guó)古代的造紙術(shù)、指南針、火藥、印刷術(shù)“四大發(fā)明”影響了世界,現(xiàn)代的“新四大發(fā)明:高鐵、支付寶、共享單車和網(wǎng)購(gòu)”改變了中國(guó)。關(guān)于新的四大發(fā)明,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )
A.高鐵站臺(tái)設(shè)置黃色安全線是為了避免乘客過(guò)于靠近運(yùn)行中的列車而被“吸”進(jìn)軌道
B.支付盒子靜止于水平桌面上,它受到的重力和桌面對(duì)它的支持力是一對(duì)平衡力
C.共享單車的腳踏板上刻有凹凸不平的花紋是為了增大摩擦
D.行駛在平直路面的電動(dòng)無(wú)人快遞車關(guān)閉電源后會(huì)很快停下,說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持
【答案】B
【解析】A、高鐵站臺(tái)設(shè)置黃色安全線是為了避免乘客過(guò)于靠近運(yùn)行中的列車而被“吸”進(jìn)軌道,是流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系,故A錯(cuò)誤;
B、支付盒子靜止于水平桌面上,它受到的重力和桌面對(duì)它的支持力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上、作用在同一物體上,故是一對(duì)平衡力,故B正確;
C、共享單車的腳踏板上刻有凹凸不平的花紋,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C正確;
D、力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。關(guān)閉電源后汽車會(huì)慢慢停下來(lái),是因?yàn)槭艿侥Σ亮Φ淖饔茫悄Σ亮Ω淖兞丝爝f車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故D錯(cuò)誤。
4.如圖所示,燭焰在光屏上剛好成清晰的像。透鏡不動(dòng),將蠟燭移至40cm刻度處,移動(dòng)光屏,在光屏上能觀察到( )
A.倒立、縮小的實(shí)像B.倒立、放大的實(shí)像
C.正立、放大的實(shí)像D.光屏上不能呈現(xiàn)像
【答案】D
【解析】如圖,u=50cm﹣20cm=30cm,v=80cm﹣50cm=30cm,此時(shí)光屏上出現(xiàn)清晰的像,u=v=2f=30cm,所以f==15cm,
將蠟燭移至40cm刻度處,u'=50cm﹣40cm=10cm,
物距小于焦距,凸透鏡成正立、放大的虛像,虛像不能用光屏承接,所以光屏上不能呈現(xiàn)像。
5. 隨著5G信號(hào)的快速發(fā)展,5G無(wú)人物品派送車已應(yīng)用于實(shí)際生活中,圖甲所示為無(wú)人物品派送車沿直線路徑前往派送點(diǎn)的情景。該車從出發(fā)點(diǎn)到達(dá)派送點(diǎn),完成任務(wù)后返回出發(fā)位置,其行駛路程與所用時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。下列分析正確的是( )
A. 從派送點(diǎn)返回出發(fā)點(diǎn)用時(shí)
B. 派送點(diǎn)到出發(fā)點(diǎn)的距離為
C. 內(nèi)派送車的平均速度為0.08km/h
D. 內(nèi)派送車做勻速直線運(yùn)動(dòng)
【答案】C
【解析】AB.由圖像知,派送車由出發(fā)點(diǎn)到派送點(diǎn),再回到出發(fā)點(diǎn),用時(shí)19min,通過(guò)的路程為1.6km,故AB錯(cuò)誤;
C.0~10min,派送車通過(guò)的路程為0.8km,平均速度
故C正確;
D.10~13min內(nèi),派送車的路程保持不變,處于靜止?fàn)顟B(tài),故D錯(cuò)誤。
6.一定質(zhì)量的物體在水平拉力的作用下沿同一水平面做直線運(yùn)動(dòng),其路程(s)﹣時(shí)間(t)關(guān)系如圖所示,下列正確的是( )
A.物體20s時(shí)的速度大于8s時(shí)的速度
B.0~12s物體所受的拉力大于12s~24s物體所受的拉力
C.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功
D.0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率
【答案】C
【解析】(1)從圖象上分別讀出0~12s和12~24s過(guò)程中通過(guò)的距離,然后根據(jù)比較物體運(yùn)動(dòng)快慢的方法分析解答(運(yùn)動(dòng)相同的路程比時(shí)間,時(shí)間越短,速度越快;相同時(shí)間比路程,路程越長(zhǎng),速度越快);
(2)根據(jù)處于平衡狀態(tài)的物體受到的力是平衡力得出0~12s和12s~24s兩段中拉力和摩擦力的關(guān)系,然后根據(jù)摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)得出0~12s和12s~24s兩段的摩擦力關(guān)系,進(jìn)而可得兩段中的拉力關(guān)系;
(3)根據(jù)W=Fs比較拉力做功;
(4)根據(jù)P=比較拉力做功的功率。
A.從圖象上看,0~12s和12s~24s物體以不同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),而0~12s通過(guò)的路程是6m,12~24s通過(guò)路程為2m,因?yàn)橄嗤瑫r(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程越多,速度越大,因此0~12s過(guò)程中的速度大于12~24s的過(guò)程中的速度,即物體20s時(shí)的速度小于8s時(shí)的速度,故A錯(cuò)誤;
B.由圖象可知,物體在0~12s和12s~24s均做勻速直線運(yùn)動(dòng),拉力等于摩擦力,同一物體對(duì)水平面壓力相等,接觸面的粗糙程度不變,故物體受到的摩擦力相等,所以0~12s物體所受的拉力等于12s~24s物體所受的拉力,故B錯(cuò)誤;
C.由AB知,0~12s物體所受的拉力等于12s~24s物體所受的拉力,物體0~12s通過(guò)的路程大于12~24s通過(guò)路程,由W=Fs可知,0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功,故C正確;
D.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功,而兩段時(shí)間相同,根據(jù)P=可知,0~12s拉力做功的功率大于12s~24s拉力做功的功率,故D錯(cuò)誤。
【點(diǎn)評(píng)】此題考查速度、功和功率的大小比較,讀懂圖像,并能從圖像中獲取相關(guān)信息是解答此題關(guān)鍵。
7. 在“天宮課堂”中,航天員王亞平展示了“浮力消失”的實(shí)驗(yàn)。在中國(guó)空間站微重力環(huán)境中,她用吸管把乒乓球輕輕壓入水中,取出吸管后,觀察到乒乓球靜止不動(dòng),如圖甲所示。在中國(guó)科技館的同學(xué)們做了同樣的實(shí)驗(yàn),乒乓球卻迅速上浮直至漂浮,如圖乙所示。下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 圖甲中,乒乓球的質(zhì)量為零
B. 圖甲中,水所受的重力幾乎為零,因此“浮力消失”
C. 圖乙中,乒乓球上浮時(shí)所受的浮力小于所受的重力
D. 圖乙中,乒乓球上浮時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變大
【答案】B
【解析】A.質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少,跟物體所處的位置無(wú)關(guān),所以乒乓球在太空時(shí)的質(zhì)量不變,故A錯(cuò)誤;
B.在微重力的環(huán)境下,水受到的重力幾乎為零,由于此時(shí)乒乓球靜止不動(dòng),即處于平衡狀態(tài),所以此時(shí)乒乓球所受浮力等于重力,也幾乎為零,即浮力消失,故B正確;
C.由題意可知,乒乓球迅速上浮,說(shuō)明乒乓球所受的合外力不為零,且方向向上,即此時(shí)乒乓球所受浮力大于其所受重力,故C錯(cuò)誤;
D.乒乓球在上浮過(guò)程中,還沒(méi)露出水面前,V排不變,即此時(shí)容器內(nèi)液面的高度不變,根據(jù)液壓公式可知,此時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)不變;當(dāng)乒乓球逐漸露出水面后,V排變小,即此時(shí)容器內(nèi)液面的高度下降,根據(jù)液壓公式可知,此時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變小,故D錯(cuò)誤。故選B。
8. 如圖,小明同學(xué)做“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn),測(cè)得:物體重力為3N、在1s的時(shí)間內(nèi)將物體勻速提升0.2m、拉力F為1.8N。此過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 提升時(shí)物體的重力勢(shì)能變小B. 拉力所做的有用功為1.2J
C. 滑輪組的機(jī)械效率為55.6%D. 繩子自由端移動(dòng)的速度為0.4m/s
【答案】D
【解析】A.提升時(shí)物體的高度升高、質(zhì)量不變,重力勢(shì)能變大,故A錯(cuò)誤;
B.拉力所做的有用功為
故B錯(cuò)誤;
C.滑輪組的機(jī)械效率為
故C錯(cuò)誤;
D.在1s的時(shí)間內(nèi)將物體勻速提升0.2m,滑輪組由兩股繩承擔(dān)物重,因此繩子自由端在1s的時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離是0.4m,繩子自由端移動(dòng)的速度為0.4m/s,故D正確。
9.如圖所示電路中,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),電壓表V1、V2、V3的示數(shù)分別為U1、U2、U3,電流表A1、A2的示數(shù)分別為I1、I2(五塊電表的讀數(shù)均不為零),那么下列關(guān)系式正確的是( )
A.U2=U1═U3 I1=I2B.U2=U1+U3 I1=I2
C.U3=U1+U2 I1=I2D.U3=U1+U2 I1>I2
【答案】B【解析】根據(jù)電流的路徑判斷電路的串并聯(lián),只有一條路徑的是串聯(lián),否則為并聯(lián);
根據(jù)電壓表與被測(cè)用電器并聯(lián)、電流表與被測(cè)用電器串聯(lián)判斷電表測(cè)量的電路元件,根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)得出電表之間的關(guān)系。
由電路圖可知,電流從電源的正極出發(fā),依次經(jīng)電流表A1、下面的電阻、上面的電阻、電流表A2回到電源的負(fù)極,即電路只有一條路徑,兩電阻串聯(lián),且兩電流表均測(cè)電路中的電流;
根據(jù)電壓表與被測(cè)電路元件并聯(lián)可知,電壓表V1測(cè)下邊電阻兩端的電壓,電壓表V2測(cè)電源的電壓,電壓表V3測(cè)上面電阻兩端的電壓;
根據(jù)串聯(lián)電路中各處的電流相等可知,兩電流表的示數(shù)關(guān)系:I1=I2,故D錯(cuò)誤,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可,
所以三電壓表的示數(shù)關(guān)系為:U2=U1+U3,故AC錯(cuò)誤,B正確。
10. 下圖所示是一些與用電有關(guān)的現(xiàn)象,符合安全用電原則的是( )
A. 甲圖中電源線老化破損仍繼續(xù)使用B. 乙圖中爬樹(shù)取下落在電線上的風(fēng)箏
C. 丙圖中用濕手去插拔吹風(fēng)機(jī)的插頭D. 丁圖中電冰箱金屬外殼已可靠接地
【答案】D
【解析】A.電源線老化應(yīng)及時(shí)更換,因?yàn)槿私佑|破損的電源線時(shí),容易會(huì)發(fā)生觸電事故,故A不符合題意;
B.直接用手取下電線上的風(fēng)箏時(shí),容易發(fā)生觸電事故,因?yàn)榘踩秒娫瓌t:不接觸低壓帶電體,不靠近高壓帶電體。故B不符合題意;
C.用濕手插拔插頭,水是導(dǎo)體,人體的電阻會(huì)減小,極易發(fā)生觸電事故,故C不符合題意;
D.電冰箱的金屬外殼接地,能及時(shí)將外殼上的電導(dǎo)走,避免觸電事故,故D符合題意。
11. 電磁波的頻率與波長(zhǎng)的大致分布如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 紫外線屬于可見(jiàn)光
B. 紅外線的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光的短
C. X射線的頻率比無(wú)線電波的低
D. 可見(jiàn)光與射線在真空中的傳播速度相等
【答案】D
【解析】本題考查了電磁波多個(gè)方面的知識(shí),都是一些記憶型的,難度不大,在平時(shí)學(xué)習(xí)中注意多積累。
A.人看不見(jiàn)紅外線和紫外線,紅外線和紫外線都屬于不可見(jiàn)光,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)電磁波譜的波長(zhǎng)順序可知,紅外線的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光的波長(zhǎng)長(zhǎng),故B錯(cuò)誤;
C.由圖可知,體檢胸透用的X射線頻率比無(wú)線電波高,故C錯(cuò)誤;
D.可見(jiàn)光與射線都是電磁波,電磁波在真空中的傳播速度相同,故D正確。
12. 發(fā)電機(jī)發(fā)電是獲取電能的重要方式,下列實(shí)驗(yàn)揭示發(fā)電機(jī)原理的是( )
A.奧斯特實(shí)驗(yàn) B.電磁感應(yīng)現(xiàn)象 C.磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 D.自制電磁鐵
【答案】B
【解析】A.奧斯特實(shí)驗(yàn)證明了通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng),故A不符合題意;
B.閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,發(fā)電機(jī)就是利用這個(gè)原理制成的,故B符合題意;
C.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用,根據(jù)這個(gè)原理制成了電動(dòng)機(jī),故C不符合題意;
D.電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)工作的,故D不符合題意。
二、多項(xiàng)選擇題(本大題有3小題,每小題3分,共9分)
13. 如圖所示的情景展示了物理世界的平衡之美。用細(xì)線將鐵錘懸掛在光滑的尺子上,錘柄末端緊貼尺面,尺子一端置于水平桌面邊緣O點(diǎn)處,整個(gè)裝置恰好處于平衡狀態(tài)。若尺面水平且不計(jì)尺子和細(xì)線所受重力,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 尺子可以視為能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿
B. 細(xì)線對(duì)鐵錘的拉力與鐵錘所受重力是一對(duì)平衡力
C. 細(xì)線對(duì)尺子的拉力大于錘柄末端對(duì)尺子的作用力
D. 尺子與鐵錘組成的整體,其重心在O點(diǎn)的正下方
【答案】ACD
【解析】A.尺子繞著O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),故尺子可以視為能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿,故A正確;
B.對(duì)鐵錘受力分析,鐵錘受到了重力和細(xì)線對(duì)其的拉力,還受到了尺子對(duì)鐵錘的作用力,而鐵錘處于靜止?fàn)顟B(tài),故三個(gè)力處于平衡態(tài),故細(xì)線對(duì)鐵錘的拉力與鐵錘所受重力不是一對(duì)平衡力,故B錯(cuò)誤;
C.對(duì)鐵錘受力分析,鐵錘受到了豎直向下的重力,和尺子對(duì)其向下的力,還受到了細(xì)線給其向上的拉力,豎直向上的力等于豎直向下的合力,故細(xì)線對(duì)尺子的拉力大于錘柄末端對(duì)尺子的作用力,故C正確;
D.若將尺子與鐵錘組成的整體,這個(gè)整體受到了重力和桌面對(duì)其支持力,而支點(diǎn)是兩個(gè)力的作用點(diǎn),故重力的作用線是過(guò)O點(diǎn)的, 而尺子與鐵錘組成的整體,重心偏向密度大的一端,鐵錘的密度大,故重心在O點(diǎn)的正下方,故D正確。
故選ACD。
14. “摘星星的媽媽回來(lái)了!”2022年4月16日,“神舟十三號(hào)”載人飛船制動(dòng)減速、從大氣層外自由滑行進(jìn)入返航軌道;返回艙進(jìn)入大氣層后自由降落,與空氣劇烈摩擦產(chǎn)生上千攝氏度的高溫;又經(jīng)系列降落傘繼續(xù)減速、在四臺(tái)反推發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)下平穩(wěn)著陸在內(nèi)蒙古東風(fēng)著陸場(chǎng)。整個(gè)過(guò)程中,艙壁的燒蝕材料、高性能隔熱材料和艙內(nèi)恒溫系統(tǒng)的共同作用保持了返回艙內(nèi)溫度的正常;除“黑障”時(shí)段外,地面系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)著返回艙的位置。在上述過(guò)程中,返回艙( )
A. 在大氣層外自由滑行的階段仍受重力B. 在進(jìn)入大氣層之后機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C. 外壁的燒蝕材料升華吸熱以有效降溫D. 位置是通過(guò)超聲波被地面系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
【答案】ABC
【解析】A.在地球附近的物體都受到重力的作用,所以在大氣層滑行的返回艙受到重力的作用,故A符合題意;
B.進(jìn)入大氣層時(shí),返回艙克服空氣阻力做功,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,艙壁內(nèi)能增加,溫度升高,故B符合題意;
C.外壁的燒蝕材料克服摩擦做功的過(guò)程中,由固態(tài)變成氣態(tài),是升華過(guò)程,需要吸收大量的熱量,從而達(dá)到降溫效果,故C符合題意;
D.返回艙的位置是通過(guò)電磁波傳遞到地面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),而不是超聲波,故D不符合題意。
故選ABC。
15.如圖所示電路中,電源電壓恒為6V,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~15V,滑動(dòng)變阻器R2規(guī)格為“50Ω 0.5A”?;琍在中點(diǎn)時(shí),電流表示數(shù)為0.2A,電壓表示數(shù)為5V.下列說(shuō)法中正確的有( )
A.定值電阻R1為5Ω
B.如果出現(xiàn)電壓表示數(shù)為6V,可能是R1斷路
C.滑動(dòng)變阻器阻值可調(diào)節(jié)范圍為7Ω~50Ω
D.R2的功率占電路總功率的比值最小時(shí),電流表示數(shù)為0.6A
【答案】AC
【解析】A.滑動(dòng)變阻器和定值電阻串聯(lián)在電路中,電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓,電流表測(cè)量串聯(lián)電路的電流,電壓表示數(shù)是5V,電源電壓是6V,由于串聯(lián)電路的總電壓等于各串聯(lián)導(dǎo)體兩端電壓之和,所以定值電阻兩端的電壓為:U1=U﹣U2=6V﹣5V=1V,所以定值電阻的阻值為:R1===5Ω,故選項(xiàng)正確。
B.電源電壓是6V,滑動(dòng)變阻器和定值電阻串聯(lián)在電路中,當(dāng)電壓表示數(shù)是6V時(shí),定值電阻兩端電壓是0V,說(shuō)明定值電阻是短路,故選項(xiàng)錯(cuò)誤。
C.滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流是0.5A,電流表量程是0~0.6A,可以判斷電路最大電流是0.5A,
所以定值電阻兩端的最大電壓為:U'1=I'R1=0.5A×5Ω=2.5V,由于串聯(lián)電路的總電壓等于各串聯(lián)導(dǎo)體兩端電壓之和,所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓為:U'2=U﹣U'1=6V﹣2.5V=3.5V,
所以此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的最小電阻為:R2===7Ω;
滑動(dòng)變阻器向右移動(dòng)時(shí)電阻變大,分擔(dān)的電壓變大,電路電流變小,并且電源電壓是6V,不會(huì)超過(guò)電壓表量程,所以滑動(dòng)變阻器可以接入50Ω的電阻,
所以滑動(dòng)變阻器的取值范圍為:7Ω~50Ω,故選項(xiàng)正確。
D.滑動(dòng)變阻器和定值電阻串聯(lián)在電路中,滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流是0.5A,所以電路電流不會(huì)達(dá)到0.6A,故選項(xiàng)錯(cuò)誤。
三、填空題(本大題有9小題,每空1分,共18分)
16.小齊站在距平面鏡1.6m處整理衣著,他在鏡中的像與他本人的距離是 m;當(dāng)他沿著與鏡面垂直方向水平移動(dòng)1m后,他在鏡中像的大小將 (填“變大”“不變”或“變小”)。
【答案】3.2;不變。
【解析】小齊到平面鏡的距離是1.6m,根據(jù)物像到平面鏡的距離相等,所以小齊的像到平面鏡的距離也是1.6m,像與他本人的距離為3.2m;
平面鏡成像與成像物體大小相等,跟物體到平面鏡的距離、平面鏡的大小都沒(méi)有關(guān)系,所以小齊沿著與鏡面垂直方向水平移動(dòng)1m后,像的大小不變。
17. 某品牌盒裝酸奶凈含量250g,酸奶的體積約200mL,可估算酸奶的密度為_(kāi)______g/cm3;如果從酸奶盒中倒出一半酸奶后,剩余酸奶的密度________(選填“變大”、“變小”或“不變”)。
【答案】 1.25 不變
【解析】酸奶凈含量250g,酸奶的體積約
V= 200mL=200cm3
可估算酸奶的密度為
密度是物質(zhì)本身的一種特性,與物質(zhì)的質(zhì)量和體積無(wú)關(guān), 所以如果從酸奶盒中倒出一半酸奶后,剩余酸奶的密度不變。
18.如圖所示,甲、乙兩質(zhì)地均勻的正方體放在水平地面上,它們的邊長(zhǎng)之比l甲:l乙=2:3,質(zhì)量之比m甲:m乙=2:1,則它們對(duì)地面的壓力之比F甲:F乙= ,對(duì)地面的壓強(qiáng)之比p甲:p乙= 。
【答案】2:1;9:2。
【解析】(1)根據(jù)G=mg知甲乙的重力之比為:===,
水平面上物體的壓力和自身的重力相等,由此可知其對(duì)水平地面的壓力之比為:
==;
(2)已知邊長(zhǎng)之比l甲:l乙=2:3,則===,
對(duì)地面的壓強(qiáng)之比:==×=×=。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了壓強(qiáng)公式的靈活運(yùn)用,要注意p=適用與一切求壓強(qiáng)的計(jì)算。
19. 某款擦窗機(jī)器人如圖所示,它的“腹部”有吸盤,當(dāng)真空泵將吸盤內(nèi)的空氣向外抽出時(shí),由于_____的作用,它能牢牢地吸附在豎直玻璃上;若擦窗機(jī)器人的總質(zhì)量為1.1kg,當(dāng)它吸附在豎直玻璃上處于靜止時(shí),受到的摩擦力為_(kāi)____N。(g=10Nkg)
【答案】 大氣壓 11
【解析】機(jī)器人工作時(shí),真空泵將吸盤內(nèi)的空氣向外抽出時(shí),導(dǎo)致吸盤內(nèi)部的氣壓小于外界大氣壓,在大氣壓的作用下,時(shí)吸盤吸附在玻璃上。
機(jī)器人在豎直玻璃上靜止時(shí),處于平衡狀態(tài),豎直方向受到的重力和摩擦力是一對(duì)平衡力,平衡力大小相等,故機(jī)器人受到的摩擦力為
f=G=mg=1.1kg×10N/kg=11N
20. 烈日下,汽車玻璃窗上的小水珠應(yīng)盡快擦干,這是由于小水珠相當(dāng)于一個(gè) ___________(選填“凸透鏡”或“凹透鏡”),對(duì)太陽(yáng)光有 ___________(選填“會(huì)聚”或“發(fā)散”)作用,可能使車內(nèi)某處溫度升高而導(dǎo)致火災(zāi)。
【答案】 凸透鏡 會(huì)聚
【解析】小水珠邊緣薄,中間厚,所以相當(dāng)于凸透鏡。
凸透鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用,凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用,而小水珠相當(dāng)于凸透鏡,故對(duì)光線有會(huì)聚作用。
21. 近期某地出現(xiàn)了龍卷風(fēng)特殊天氣,龍卷風(fēng)內(nèi)外存在巨大的壓強(qiáng)差是由于其中心空氣流速大,壓強(qiáng)____ ,導(dǎo)致周邊的物體被“吸入”龍卷風(fēng)中心;某人用手機(jī)拍下龍卷風(fēng)的照片,手機(jī)鏡頭相當(dāng)于____ 透鏡。
【答案】小 凸
【解析】根據(jù)流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系可知,“東方之星”游輪受龍卷風(fēng)的影響而傾覆,這是因?yàn)辇埦盹L(fēng)的中心空氣流速大、壓強(qiáng)??;
手機(jī)鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡,成倒立、縮小的實(shí)像。
22. 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_(kāi)_______J。已知()。
【答案】 擴(kuò)散 4.2×105
【解析】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,說(shuō)明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),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
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(40℃-20℃)=4.2×105J
23. 如圖所示,用酒精燈加熱試管中水,當(dāng)水沸騰一段時(shí)間以后,塞子被試管內(nèi)水蒸氣推出。這是通過(guò) ________的方式將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能(選填“做功”或“熱傳遞”)。圖 _________(選填“甲”或“乙”)中汽油機(jī)的工作過(guò)程與這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程中原理是一致的。
【答案】 做功 乙
【解析】塞子被試管內(nèi)水蒸氣推出,氣體膨脹對(duì)外做功,將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,涉及能量的轉(zhuǎn)換,故是做功。
如圖甲所示,進(jìn)氣門關(guān)、排氣門關(guān),活塞向上,壓縮氣體做功,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而乙圖是進(jìn)氣門關(guān)、排氣門關(guān),活塞向下,高溫高壓氣體對(duì)活塞做功,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故圖乙中能量轉(zhuǎn)化與氣體對(duì)活塞做功實(shí)驗(yàn)的原理相同。
24.如圖甲所示的電路中,L1兩端的電壓為U1=3.7V,L2兩端的電壓如圖乙所示,則L2兩端的電壓U2= V,電源電壓U= V。
【答案】2.3;6。
【解析】先根據(jù)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)分析電路的連接方式,然后根據(jù)電壓表測(cè)量的對(duì)象可讀出L2兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可計(jì)算電源電壓。
解:當(dāng)開(kāi)關(guān)S2閉合時(shí),電路是一個(gè)串聯(lián)電路,電壓表測(cè)量的是L2兩端的電壓,由圖乙可知,此圖中電壓表接的是小量程,故分度值是0.1V,故示數(shù)U2=2.3V;
已知L1兩端的電壓為U1=3.7V,故電源電壓U=U1+U2=3.7V+2.3V=6V;
【點(diǎn)評(píng)】此題考查了串聯(lián)電路的電壓規(guī)律,關(guān)鍵是能夠正確地進(jìn)行分析電路的連接方式以及電壓表的測(cè)量對(duì)象。
四、作圖題(本大題有3小題,每小題2分,共6分)
25. 如圖所示,A是燭焰上的一點(diǎn),B是人眼的位置,請(qǐng)畫出A點(diǎn)發(fā)出的一條光線經(jīng)平面鏡反射后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的光路圖。
【答案】 如圖所示:
【解析】先作出發(fā)光點(diǎn)A關(guān)于平面鏡的對(duì)稱點(diǎn)A′即為A的像;連接A′B交平面鏡于點(diǎn)O(即入射點(diǎn)),連接AO,則AO為入射光線,OB為反射光線。
26.如圖所示,物體靜止在斜面上,畫出A所受重力G和支持力的示意圖。
【答案】如下圖所示:
【解析】畫重力的示意圖關(guān)鍵是要明確它的三要素,這里注意重力的方向始終是豎直向下的。
因?yàn)橹С至κ俏矬w受到的力,所以力的作用點(diǎn)一定要畫在物體上,并注意支持力的方向與斜面垂直。
重力的作用點(diǎn)在物體的重心,方向豎直向下,過(guò)重心作一條豎直向下的線段,在末端畫上箭頭,即為重力G的示意圖;
斜面對(duì)物體支持力的方向垂直于斜面向上,過(guò)物體的重心作一條垂直于斜面向上的線段,末端畫上箭頭,標(biāo)出支持力符號(hào)。
27. 如圖所示實(shí)物電路,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線按要求完成電路連接。要求:燈L1、L2串聯(lián),電壓表只測(cè)量L1兩端的電壓,不考慮電壓表量程的選擇,導(dǎo)線不交叉。
【答案】如圖所示。
【解析】由題意知,燈L1、L2串聯(lián),所以將燈L1、L2首尾連接,電壓表測(cè)燈L1兩端電壓,所以電壓表與L1并聯(lián).
五、實(shí)驗(yàn)探究題(本大題有4小題,共25分)
28.(4分)根據(jù)圖中提供的信息回答下列各題:
(1)根據(jù)國(guó)家疫情防控要求,體溫達(dá)37.3℃及以上者需要進(jìn)行醫(yī)學(xué)觀察。小明入校體溫檢測(cè)時(shí)體溫計(jì)顯示如圖1所示,則小明 (選填“需要”或“不需要”)進(jìn)行醫(yī)學(xué)觀察;
(2)“五一”假期,為響應(yīng)國(guó)家防疫號(hào)召,小明一家就近選擇駕車到本市陳毅故里參觀。經(jīng)過(guò)某路口時(shí),小明注意到交通指示牌標(biāo)示如圖2所示。在遵守交通規(guī)則的前提下,到達(dá)陳毅故里最少還需要時(shí)
間 min;(3)用同樣的加熱器給相同質(zhì)量的A、B兩種液體加熱,得到它們的溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖3所示,則A、B兩種液體的比熱容cA cB(選填“>”、“=”或“<”);
(4)容器被帶薄橡皮膜的擋板分隔為左、右兩部分,兩邊分別倒入甲、乙兩種液體。當(dāng)左右兩邊液面如圖4所示時(shí),橡皮膜剛好處于豎直狀態(tài),則甲、乙液體密度關(guān)系是ρ甲 ρ乙(選填“>”、“=”或“<”)。
【答案】(1)不需要;(2)18;(3)>;(4)>。
【解析】(1)由圖可知,溫度計(jì)的分度值為0.1℃,小明體溫為37.1℃,所以小明不需要進(jìn)行醫(yī)學(xué)觀察;
(2)圖中顯示距離陳毅故里還有18km,限速60km/h,則到達(dá)陳毅故里最少還需要時(shí)間;
(3)由吸熱公式Q=cm(t2﹣t1)可知,在質(zhì)量和吸收熱量一定的情況下,比熱容越大的物質(zhì),溫度變化越小,由圖3可知,0~5分鐘內(nèi),A溫度變化小,所以A的比熱容較大;
(4)由液體的壓強(qiáng)公式p=ρgh可知,液體的壓強(qiáng)大小取決于液體的密度和深度,由圖4可知,甲液面距橡皮膜的深度比乙小,因?yàn)橄鹌つぬ幱谪Q直狀態(tài),故p甲=p乙,由液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可知ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,由于h甲<h乙,所以ρ甲>ρ乙。
29. (6分)小華同學(xué)選用圖甲、圖乙所示的裝置,探究了冰的熔化及水沸騰時(shí)溫度的變化特點(diǎn),圖丙是由測(cè)量數(shù)據(jù)所繪制的圖像。
(1)要完成這個(gè)實(shí)驗(yàn),除了圖示的器材外,還需要的測(cè)量器材是 ___________;若只探究冰熔化應(yīng)選用圖 ___________(選填“甲”或“乙”)裝置來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),效果更好;在探究水沸騰時(shí)溫度的變化特點(diǎn)時(shí),試管口產(chǎn)生“白氣”的原因:水蒸氣遇冷 ___________成小水珠。
(2)由圖丙可知冰是 ___________(選填“晶體”或“非晶體”),水的沸點(diǎn)是 ___________
(3)在評(píng)估交流時(shí),有同學(xué)提出從開(kāi)始加熱到沸騰所用時(shí)間過(guò)長(zhǎng),請(qǐng)你說(shuō)出一種能節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間的方法 ___________。
【答案】 (1)秒表 乙 液化 (2)晶體 98 (3)見(jiàn)解析【解析】(1)要完成這個(gè)實(shí)驗(yàn),除了圖示的器材外,還需要秒表,因?yàn)檫€要測(cè)量和記錄加熱的時(shí)間。
只探究冰熔化規(guī)律,應(yīng)選用圖乙的裝置來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)加熱,即采用“水浴法”加熱,可以使物質(zhì)均勻受熱。
在探究水沸騰時(shí)溫度的變化特點(diǎn)時(shí),燒杯中的水汽化成水蒸氣,水蒸氣上升到試管口處又遇冷液化成小水珠,形成“白氣”。
(2)由圖丙可知, BC段表示冰塊的熔化過(guò)程,冰塊在熔化過(guò)程中溫度保持不變,可知冰是晶體。
由圖丙可知, DE段表示水的沸騰過(guò)程,水溫升高到98℃時(shí)溫度保持不變,可知水的沸點(diǎn)是98℃。
(3)在觀察水的沸騰實(shí)驗(yàn)中,節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間的方法主要有:減小水的質(zhì)量、用溫水做實(shí)驗(yàn)、在試管上蓋一個(gè)帶孔的蓋子。
30. (7分)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)測(cè)定一塊吊墜的密度。
(1)把天平放在水平桌面上,將游碼調(diào)到標(biāo)尺左端______處時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤的左側(cè),此時(shí)應(yīng)向______調(diào)節(jié)平衡螺母,使橫梁平衡;
(2)將吊墜放在天平左盤中,向右盤中加砝碼并調(diào)節(jié)游碼直到橫梁平衡。此時(shí),右盤中的砝碼和游碼的位置如圖甲所示,則吊墜的質(zhì)量是______g;
(3)往量筒中倒入50mL水,將吊墜浸沒(méi)在水中,液面位置如圖乙所示,則吊墜的密度是______;
(4)整理實(shí)驗(yàn)器材時(shí)發(fā)現(xiàn),使用的砝碼有磨損,則測(cè)得的密度值偏______;
(5)實(shí)驗(yàn)小組討論后,不用砝碼,只利用天平、兩個(gè)相同的燒杯、量筒和水也能測(cè)出吊墜的密度。請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。
①在兩個(gè)燒杯中倒入等量的水,分別放在已調(diào)平衡的天平的左右盤中如圖丙所示;
②將拴著細(xì)線的吊墜浸沒(méi)在左盤燒杯的水中(不碰燒杯底),用量筒向右盤的燒杯中加水到A處時(shí)橫梁平衡,記下加水的體積為,如圖丁所示;
③___________,用量筒繼續(xù)向右盤的燒杯中加水,直到橫梁平衡,并記下再次加入水的體積為;
④吊墜密度的表達(dá)式為_(kāi)_____。(用、、表示)
【答案】(1)零刻度線 右 (2)32.2 (3) (4) 大 (5)將吊墜直接放在左盤燒杯的水中
【解析】(1)根據(jù)托盤天平的使用規(guī)則可知,首先把天平放在水平桌面上,然后將游碼調(diào)到標(biāo)尺左端零刻度線處,若發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤的左側(cè),說(shuō)明左側(cè)較重,所以把平衡螺母向右調(diào)節(jié),才能使天平平衡。
(2)根據(jù)托盤天平的讀數(shù)規(guī)則可知,左盤上物體的質(zhì)量等于右盤砝碼的質(zhì)量與標(biāo)尺上游碼所表示的示數(shù)之和,所以吊墜的質(zhì)量為
m=20g+10g+2.2g=32.2g
(3)由圖可知,該量筒的分度值為2mL,根據(jù)液面所在的位置可知,此時(shí)量筒的示數(shù)為64mL,由題意可知,吊墜的體積等于量筒中水增加的體積,即吊墜的體積為
V=64mL-50mL=14mL=14cm3
根據(jù)密度公式可得,該吊墜的密度為
(4)使用的砝碼有磨損,會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的質(zhì)量偏大,根據(jù)可知,測(cè)得的密度值偏大。
(5)天平是一個(gè)等臂杠桿,將拴著細(xì)線的吊墜浸沒(méi)在左盤燒杯的水中(不碰燒杯底),用量筒向右盤的燒杯中加水到A處時(shí)橫梁平衡,記下加水的體積為, 此時(shí)右側(cè)增加的水的重力等于右側(cè)吊墜所受到的浮力,即,可得
所以此時(shí)V排=V1,又因?yàn)榈鯄嬙谒刑幱诮](méi)狀態(tài),所以
V吊墜=V排=V1
將吊墜直接放在左盤燒杯的水中,用量筒繼續(xù)向右盤的燒杯中加水,直到橫梁平衡,并記下再次加入水的體積為,此時(shí)天平兩側(cè)的重力大小相等,所以右側(cè)增加的水的重力等于吊墜的重力,即可得吊墜的重力為
所以吊墜的質(zhì)量為
根據(jù)密度公式可得,該吊墜的密度為
31. (8分)小華用如圖甲所示電路,測(cè)量標(biāo)有“2.5V”字樣小燈泡的電阻,現(xiàn)有器材:電源(3V)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器(20Ω,2A)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)根據(jù)圖甲,用筆畫線表示導(dǎo)線,將圖乙中的實(shí)物圖連接完整______;
(2)閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)調(diào)至______端。
(3)閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑片P,發(fā)現(xiàn)燈泡始終不亮,電流表示數(shù)為零,電壓表示數(shù)等于電源電壓,可判斷故障是______;
(4)排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。移動(dòng)滑片P,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.2V時(shí),電流表示數(shù)如圖甲,為_(kāi)_____A,此時(shí)小燈泡的電阻為_(kāi)_____Ω(結(jié)果保留一位小數(shù));
(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分別畫出小燈泡和滑動(dòng)變阻器的I-U圖像,如圖乙。根據(jù)圖像可知:小燈泡兩端電壓越大,電阻越______;當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻與小燈泡電阻相等時(shí),小燈泡消耗的功率是______W;
(6)小華發(fā)現(xiàn)無(wú)論如何移動(dòng)滑片,小燈泡兩端的電壓都無(wú)法調(diào)到0.5V?,F(xiàn)增加一個(gè)阻值為20Ω的定值電阻R和一個(gè)開(kāi)關(guān),對(duì)原電路進(jìn)行改進(jìn),使小燈泡兩端電壓能在0.5~3.0V之間變化,測(cè)出小燈泡在不同電壓下的電阻。請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出電路圖,要求電路連接后不再拆接______。
【答案】 (1) (2)右 (3)小燈泡斷路 (4)0.24 9.2 (5)大 0.3 (6)
【解析】(1)小燈泡的額定電壓是2.5V,電壓表選擇0~3V的量程,電壓表和燈泡并聯(lián),滑動(dòng)變阻器一上一下串聯(lián)接入電路,如圖所示
(2)為保護(hù)電路,連接電路時(shí),滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)調(diào)至阻值最大處,即最右端。
(3)閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑片P,發(fā)現(xiàn)燈泡始終不亮,電流表示數(shù)為零,說(shuō)明電路中出現(xiàn)斷路,電壓表示數(shù)等于電源電壓,可能小燈泡斷路。
(4)由圖甲可知,電流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,電流表的示數(shù)是0.24A。
[5]此時(shí)小燈泡的電阻為
(5)如圖所示
滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng),變阻器連入電路的電阻變小,電路的總電阻變小,由可知電路中的電流變大,由U=IR可知,燈泡兩端的電壓變大,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知變阻器兩端的電壓變小,圖像A是燈泡的I-U圖像,圖像B是滑動(dòng)變阻器的I-U圖像,燈泡的電壓分別為1.0V、1.5V、2.5V,對(duì)應(yīng)的電流分別為0.16A、0.2A、0.25A,電阻分別為
所以小燈泡兩端電壓越大,電阻越大。
由圖乙可知,當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻與小燈泡電阻相等時(shí),燈泡兩端的電壓是1.5V,通過(guò)燈泡的電流是0.2A,小燈泡消耗的功率
PL=ULIL=1.5V×0.2A=0.3W
(6)小華發(fā)現(xiàn)無(wú)論如何移動(dòng)滑片,小燈泡兩端的電壓都無(wú)法調(diào)到0.5V,說(shuō)明變阻器的最大阻值較小,由串聯(lián)分壓可知,在電路中串聯(lián)一個(gè)阻值為20Ω的定值電阻R,電源電壓是3.0V,為了使小燈泡兩端的電壓是3.0V,將開(kāi)關(guān)S1并聯(lián)在電阻R兩端,閉合開(kāi)關(guān)S1將R短路,變阻器的滑片移動(dòng)阻值最小處,此時(shí)只有燈泡的簡(jiǎn)單電路,燈泡兩端的電壓等于電源電壓,即燈泡兩端的電壓是3.0V,如圖所示
六、綜合應(yīng)用題(本大題有3小題,共18分)
32. (7分)圖甲是某衛(wèi)生間馬桶水箱的進(jìn)水調(diào)節(jié)裝置,圖乙為其結(jié)構(gòu)示意圖,浮臂AB可視為繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿,,,A端通過(guò)細(xì)連接桿AC與柱狀浮筒連接,浮筒質(zhì)量為,端通過(guò)細(xì)連接桿BD與圓餅狀止水閥連接,止水閥上下表面積與進(jìn)水管口面積均為。當(dāng)水箱中無(wú)水或水量較少時(shí),止水閥打開(kāi),水從進(jìn)水管流進(jìn)水箱。水位達(dá)到一定高度時(shí),浮筒推動(dòng)杠桿,使止水閥剛好堵住進(jìn)水管,停止進(jìn)水,此時(shí)AB處于水平位置,連接桿豎直,大氣壓強(qiáng),進(jìn)水管中水壓。除浮筒外其它裝置所受重力不計(jì),忽略所有摩擦,g取,水的密度。剛停止進(jìn)水時(shí),求:
(1)浮筒所受重力;
(2)進(jìn)水管中的水對(duì)止水閥的壓力;
(3)連接桿BD對(duì)止水閥的壓力;
(4)浮筒排開(kāi)水的體積。
【答案】(1)0.5N;(2)12N;(3)10N;(4)2.5×10-4m3
【解析】(1)根據(jù)重力的計(jì)算公式可得,浮筒所受重力為
(2)由
可知,進(jìn)水管中的水對(duì)止水閥的壓力為
(3)根據(jù)壓強(qiáng)的計(jì)算公式可得,止水閥上表面所受大氣壓力為
對(duì)止水閥進(jìn)行受力分析,如圖所示
則有
(4)浮臂平衡時(shí),由杠桿平衡條件有
則
對(duì)浮筒進(jìn)行受力分析如圖所示
則有
根據(jù)阿基米德定律的計(jì)算公式可得,浮筒排開(kāi)水的體積為
33.(6分)在如圖所示的電路中,電源電壓U=6V,小燈泡L標(biāo)有“4V 1.6W”的字樣(電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變),R1為定值電阻,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω 1A”的字樣,電流表A的量程為0~0.6A。求:
(1)小燈泡L的電阻RL;
(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合S2斷開(kāi)時(shí),電壓表的示數(shù)為4V,R1工作5分鐘消耗的電能;
(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)S2閉合時(shí),在電路安全的情況下,小燈泡電功率的變化范圍。
【答案】(1)小燈泡L的電阻RL為10Ω;
(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合S2斷開(kāi)時(shí),電壓表的示數(shù)為4V,R1工作5分鐘消耗的電能是240J;
(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)S2閉合時(shí),在電路安全的情況下,小燈泡電功率的變化范圍是0.4W~1.6W。
【解析】(1)根據(jù)燈泡銘牌,由P=UI=求出小燈泡L的電阻RL;
(2)閉合S1,斷開(kāi)S2時(shí),分析可知L與R1串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)及歐姆定律可求電路電流,再根據(jù)W=UIt可求R1工作5分鐘消耗的電能;
(3)閉合S2,斷開(kāi)S1,R與L串聯(lián),在電路安全的情況下,根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律,求出電路的最小電流和最大電流,再根據(jù)P=UI、P=I2RL可求小燈泡電功率,從而可求小燈泡電功率變化范圍。
解:(1)由題可知,燈泡L上標(biāo)有“4V 1.6W”的字樣,
燈泡電阻RL===10Ω;
(2)閉合S1,斷開(kāi)S2時(shí),分析可知L與R1串聯(lián),電壓表測(cè)量的是小燈泡兩端的電壓:UL=4V,
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn),電阻R1兩端的電壓:UR1=U﹣UL=6V﹣4V=2V,
流過(guò)R1的電流:IR1=IL===0.4A,
R1工作5分鐘消耗的電能:W=UR1IR1t=2V×0.4A×5×60s=240J;
(3)閉合S2,斷開(kāi)S1,滑動(dòng)變阻器R與小燈泡L串聯(lián),小燈泡的額定電流:IL額===0.4A,
滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為1A,電流表允許通過(guò)的最大電流為0.6A,小燈泡允許通過(guò)的最大電流為0.4A,
此時(shí)電流允許通過(guò)的最大電流:I最大=0.4A,
小燈泡的最大功率:P最大=PL額=1.6W,
當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值最大時(shí),串聯(lián)電路的總電阻:R總=R+RL=10Ω+20Ω=30Ω,
此時(shí)通過(guò)小燈泡的最小電流:I最?。剑剑?.2A,
小燈泡的最小功率:P最?。絀最小2RL=(0.2A)2×10Ω=0.4W,
小燈泡電功率的變化范圍:0.4W~1.6W。
【點(diǎn)評(píng)】本題考串聯(lián)電路規(guī)律、歐姆定律及電功率的公式及其變形的應(yīng)用,正確分析電路是關(guān)鍵。
34. (5分)閱讀材料,回答問(wèn)題
超級(jí)鏡子發(fā)電站
我國(guó)用熔鹽和1.2萬(wàn)塊鏡子,建成亞洲第一發(fā)電站——甘肅敦煌100MW熔鹽塔式太陽(yáng)能光熱電站如圖甲所示,該發(fā)電站通過(guò)電腦控制鏡子的反射方向,持續(xù)地將太陽(yáng)光聚集在塔頂?shù)奈鼰崞魃?,加熱其中的熔鹽,使其溫度升高。高溫熔鹽向下流入溫度為565℃的高溫熔鹽罐,熱泵將它打入蒸汽發(fā)生器,與其中的冷水進(jìn)行熱交換,產(chǎn)生高溫高壓的水蒸氣,水蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。經(jīng)過(guò)蒸汽發(fā)生器后的熔鹽,降溫回到低溫熔鹽罐,從而循環(huán)下去。該電站的兩個(gè)熔鹽罐中共存儲(chǔ)3萬(wàn)噸熔鹽(熔點(diǎn)為210℃),白天高溫熔鹽罐把能量?jī)?chǔ)存起來(lái),夜晚再把罐中的高溫熔鹽釋放出來(lái)發(fā)電,可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)穩(wěn)定電力輸出。
請(qǐng)回答:
(1)高溫熔鹽罐利用熔鹽儲(chǔ)存___________。高溫熔鹽進(jìn)入蒸汽發(fā)生器,通過(guò)___________(做功/熱傳遞)方式使冷水變成高溫高壓水蒸氣,推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電;
(2)低溫熔鹽罐的溫度應(yīng)___________(>/ (3)2.4×106 (4)b
【解析】(1)根據(jù)題意知,發(fā)電站利用鏡子將太陽(yáng)光聚集在塔頂?shù)奈鼰崞魃?,加熱其中的熔鹽,使其溫度升高。高溫熔鹽向下流入溫度為565℃的高溫熔鹽罐,故高溫熔鹽罐利用熔鹽儲(chǔ)存能量。
改變物體內(nèi)能的方法是做功和熱傳遞。高溫熔鹽向下流入溫度為565℃的高溫熔鹽罐,熱泵將它打入蒸汽發(fā)生器,與其中的冷水進(jìn)行熱交換,產(chǎn)生高溫高壓的水蒸氣,水蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。故高溫熔鹽進(jìn)入蒸汽發(fā)生器,通過(guò)熱傳遞方式使冷水變成高溫高壓水蒸氣,推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
(2)晶體熔化的條件是達(dá)到熔點(diǎn)繼續(xù)吸熱。熔鹽熔點(diǎn)為210℃,故低溫熔鹽罐的溫度應(yīng)>210℃。
(3)該發(fā)電站正常工作24h,可發(fā)電
W=Pt=100×103kW×24h=2.4×106 kW·h=2.4×106度
(4)根據(jù)光反射時(shí),反射角等于入射角,因太陽(yáng)光從吸熱塔南面射來(lái),要使反射光線射到吸熱器上,若鏡子在吸熱塔南面,太陽(yáng)光射到鏡面的入射角較大,則反射角也較大,這就使反射光線不容易射到吸熱器上。故在南面和北面同樣的鏡子a和b,b反射到吸熱塔的光能更多。
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