1、 中考物理 （广东专用） 题型突破三 物理问题探究题 1.(2020云南,22,7分)现有如下器材:光具座、焦距为12.5 cm的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴。小明根据上 述实验器材,进行了“探究凸透镜成像规律”的实验。 (1)实验前应将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上,把烛焰、凸透镜、光屏的中心大致调到 。为了验证凸透镜的焦距是否等于12.5 cm,小明把蜡烛和凸透镜放在如图所示的刻度线处,把光屏移 到光具座的 cm刻度线处,观察光屏上是否承接到等大、清晰的像。经验证,凸透镜的焦距准 确。 (2)实验进行一段时间后,发现光屏上烛焰的像上移了一段距离,在没有移动器材的情况下,造成上述现象 的原因
2、是 。保持蜡烛、凸透镜的位置和高度不动,需将光屏 (选填“向 上”或“向下”)移动,使烛焰的像呈现在光屏中央。 (3)分别把蜡烛放在如图所示的A、B、C、D四个点对应的刻度线处,在 点能够在光屏上承接 到清晰、最大的烛焰的像,在 点所成像的性质与眼睛的相同。 (4)实验结束,小明又将一只眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间且较靠近凸透镜,结果光屏上原来清晰的像变 得模糊,将光屏远离凸透镜移动到某一位置时,光屏上又看到烛焰清晰的像,由此可知该眼镜片可用来矫 正 眼(选填“近视”或“远视”)。 答案答案 (1)同一高度(同一水平直线) 75(每空1分,共2分) (2)蜡烛燃烧变短(“烛焰、凸透镜和光屏三 者
3、中心不在同一高度”也给分) 向上(每空1分,共2分) (3)C A(每空1分,共2分) (4)近视(1分) 解析解析 (1)实验前应将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调节到同一水平高度,可保证像成在光屏中央,更便 于研究。当物距等于二倍焦距时,在光屏上可得到等大的实像,此时对应的像距也等于二倍焦距,即25 cm,透镜位于50 cm刻度线处,所以光屏应当位于75 cm刻度线处。(2)蜡烛燃烧导致蜡烛变短,烛焰向下 移动,实像都是倒立的,所以光屏上的像会向上移动,故应向上移动光屏。(3)题中要求能在光屏上成像, 所以应当成实像,D点在一倍焦距以内,成虚像,所以D点不满足要求,根据“物近像远像变大”可 知
4、,A、B、C三点中C点离透镜最近,所以成的像最大。眼睛的工作原理是物距大于二倍焦距,所成的像 为倒立、缩小的实像,图中A点所成像的性质与之相同。(4)由题意可知,此眼镜片放在已经成像的光路 中,会使像远离透镜,起发散作用,则此眼镜片为凹透镜,所以该眼镜片可用来矫正近视眼。 2.(2020陕西,20,7分)为探究影响滑动摩擦力大小的因素,实验小组的同学用如图-1所示的装置和器材进 行实验。 图-1 图-2 (1)将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计沿 方向拉动,使其做 运动,此 时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。 (2)在木块上加放砝码,是为了探究滑动摩擦力大小与 的关系;在长木板
5、上铺上棉布或毛巾,是 为了探究滑动摩擦力大小与接触面 的关系。 (3)实验中,大家发现弹簧测力计示数很难稳定,于是设计了如图-2所示的装置来进行实验。水平传送带 的速度可以调节,定滑轮摩擦忽略不计。 启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面 ,此时弹簧测力计示数等于木块所 受滑动摩擦力的大小,木块所受滑动摩擦力的方向沿水平向 。 某次实验中,当弹簧测力计的示数稳定后,改变传送带的速度大小,大家发现弹簧测力计的示数没有改 变,说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小 。 答案答案 (1)水平(或水平向右) 匀速直线 (2)压力大小(或压力) 粗糙程度 (3)静止 左 无关 解析
6、解析 (1)实验中是利用二力平衡的原理来测滑动摩擦力大小,所以只有当木块在水平方向上做匀速直 线运动时,受到的拉力才与滑动摩擦力相平衡。 (2)木块及砝码放在水平长木板上时,产生的压力大小等于木块及砝码的总重力,所以在木块上加放砝码 可以增大压力,由此可以探究压力对滑动摩擦力大小的影响。棉布、毛巾与木块之间的粗糙程度不同, 所以铺上棉布或毛巾可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。 (3)实验中弹簧测力计示数稳定时,以地面为参照物,木块是静止的。木块下的传送带向左运动,木块相 对于传送带向右运动,所以木块受到的摩擦力方向向左。如题图-2所示,定滑轮只改变力的方向,不改 变力的大小,因此实
7、验中滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数,改变传送带速度时,测力计示数不变,说 明滑动摩擦力大小与相对运动速度大小无关。 易错警示易错警示 滑动摩擦力大小不便于直接测量,通常采用转换法来间接测量。只有当被测物体在水平面 上做匀速直线运动时,物体在水平方向上受到的拉力才与滑动摩擦力是一对平衡力。 3.(2020四川南充,30,11分)图甲为某自动注水装置的部分结构简图,杠杆AOB始终在水平位置保持平衡, O为杠杆的支点,OA=3OB,竖直细杆a的一端连接在杠杆的A点,另一端与高为0.2 m的长方体物块C固定; 竖直细杆b的下端通过力传感器固定,上端连接在杠杆的B点(不计杠杆、细杆及连接处的重力和细
8、杆的 体积)。圆柱形水箱中有质量为3 kg的水,打开水龙头,将水箱中的水缓慢放出,通过力传感器能显示出细 杆b对力传感器的压力或拉力的大小;图乙是力传感器示数F的大小随放出水质量m变化的图像。当放 出水的质量达到2 kg时,物体C刚好全部露出水面,此时装置由传感器控制开关开始注水。(g=10 N/kg) 求: (1)物块C的重力。 (2)物块C受到的最大浮力。 (3)从开始放水到物块C上表面刚好与液面相平时,水对水箱底部的压强变化了多少? 答案答案 (1)2 N (2)10 N (3)1 000 Pa 解析解析 (1)分析图像乙可知:当放出水的质量达到2 kg时,物块C全部露出水面,力传感器受
9、到6 N的拉力; 此时细杆a对杠杆A点的拉力大小等于物块C的重力大小,由杠杆平衡条件得: FAOA=FBOB FA=6 N=2 N 所以GC=FA=2 N(3分) (2)分析图像乙可知:当放出水的质量m1 kg时,物块C浸没在水中,物块C所受浮力最大,力传感器受到24 N的压力,由杠杆平衡条件得: FAOA=FBOB FA=24 N=8 N(2分) 物块C在竖直方向受力平衡,F浮=GC+FA=2 N+8 N=10 N(1分) (3)物块C全部浸入水中时,浮力等于10 N VC=V排=110-3 m3 B FOB OA 1 3 B FOB OA 1 3 F g 浮 水 33 10N 1 10 k
10、g/m10N/kg SC=510-3 m2(1分) 当物块C上表面与液面相平到全部露出水面,放出1 kg水 V水=110-3 m3 S水=510-3 m2 S箱=S水+SC=510-3 m2+510-3 m2=110-2 m2(2分) 压力差F=m水g=1 kg10 N/kg=10 N p=1 000 Pa(2分) C C V h -33 1 10 m 0.2m m 水 33 1kg 1 10 kg/m C V h 水 -33 1 10 m 0.2m F S箱 -22 10N 1 10 m 思路分析思路分析 (1)结合图像乙分析,当放出水的质量达到2 kg时,物块C全部露出水面,细杆a对杠杆A
11、点的拉 力大小等于物块C的重力大小,细杆b对力传感器向上的拉力为6 N,根据杠杆平衡条件计算出物块C的重 力;(2)分析图像乙可知,当放出水的质量小于或等于1 kg时,细杆b对力传感器的压力不变,说明物块C受 到的浮力不变,即物块C始终浸没在水中,受到的浮力最大,细杆b对传感器向下的压力为24 N,根据杠杆 平衡条件计算出此时细杆a对杠杆A点向上的作用力FA,而细杆a对杠杆A点的作用力大小等于细杆a对 物块C的作用力大小,再根据受力平衡,计算出物块C受到的浮力F浮=GC+FA;(3)分析图像乙可知,当放出水 的质量为1 kg时,物块C上表面刚好与液面相平,则水对水箱底减小的压力等于放出的那部分
12、水的重力, 根据p=,计算出水对水箱底部的压强变化值。 F S 4.(2020广西北部湾经济区,27,7分)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压保持不变,待测小灯泡的 额定电压为2.5 V。 (1)为了比较精确地测量小灯泡的电功率,电压表的量程应选0 V。 (2)实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电压表有示数,电流表示数几乎为零, 则故障 可能是 (选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”)接触不良。 (3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数是2.5 V,电流表示数如图甲所示,则小灯泡的额定功 率是 W。 甲 (4)测量结束后,应先 ,再拆除导线,最后整理好器材。
13、(5)某实验小组在处理实验数据时,采用描点法,在坐标纸上作出了如图乙所示的I-U图像,请指出作图过 程中存在的错误或不足之处是 。 乙 丙 (6)某实验小组设计了如图丙所示的电路(还缺一根导线连接才完整) ,可以测量小灯泡的额定功率,其中 R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量: 电路连接完整后,开关S2断开,S1、S3闭合,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为U额。 ,开关S3断开,S1、S2闭合,记录电压表的示数U2。 小灯泡额定功率的表达式P额= 。 (用R、U额、U2表示) 答案答案 (7分)(1)3 (2)灯泡与灯座 (3)1.25 (4)断开开关 (5)图线不应画成直线或
14、横坐标的标度取值 过大 (6)保持滑动变阻器滑片位置不变 2 (-)UU U R 额额 解析解析 (1)由灯泡额定电压为2.5 V可知,电压表应选用03 V量程;(2)若电流表与导线接触不良,电压表将 不能与电源接通,不会有示数,故不符合题意;电路故障应为灯泡与灯座接触不良,即灯泡断路,电压表串 联在电路中,由于电压表内阻很大,电路中的电流很小,所以灯泡不亮,电流表示数几乎为0,电压表有示数, 且接近电源电压,符合题意;(3)电流表选用00.6 A量程,分度值为0.02 A,电压表示数为2.5 V时,由图可知 电流表示数为0.5 A,故灯泡的额定功率P=UI=2.5 V0.5 A=1.25 W
15、;(4)测量结束后,为保护电路,应先断开 开关,再整理器材;(5)由于灯丝电阻随温度的升高而增大,故通过灯泡的电流与其两端电压不成正比,图 线不能画成直线,另外,横坐标的标度值过大,不便于更精准地描述电流与电压的关系;(6)为了便于用 电压表测量灯泡两端电压以及灯泡和定值电阻两端总电压,将电压表的“-”接线柱与开关S3左侧接线 柱连接,断开S2,闭合S1、S3时,定值电阻R、灯泡L和滑动变阻器R1串联,电压表测量灯泡两端电压,移动滑 片使电压表示数为U额,灯泡正常发光;断开开关S3,闭合S1、S2, 定值电阻R、灯泡L和滑动变阻器R1仍串 联在电路中,保持R1滑片位置不变,电路中电流大小不变,
16、灯泡仍正常发光,此时电压表测量定值电阻R和 灯泡L两端的电压之和,大小为U2,则此时定值电阻两端电压UR=U2-U额,灯泡正常发光时通过灯泡的电流I = ;灯泡的额定功率P=U额I=。 2- U U R 额2 (-)UU U R 额额 5.(2020湖南常德,27,6分)某实验小组想要探究某热敏电阻的阻值和温度的关系,已接入电路中的器材有: 电源、电压表、阻值为R0的定值电阻,滑动变阻器R1、单刀开关S1,如图甲所示;置于温控室(图中虚线 区域,温度可调且自动显示)中的热敏电阻RT暂未接入电路,符号如图a所示。 可供选择的器材有: 电压表 电阻箱R2(阻值可以直接读出的变阻器),符号如图b所示
17、 单刀开关2只,导线若干。 (1)小明同学选择电压表与热敏电阻RT按图乙所示接入M、N之间。在闭合S1前,图乙中R1的滑片应移 动到 (填“A”或“B”)端;当温控室的温度为t1时,两电压表示数分别为U1、U2,则此时热敏电 阻的阻值RT= (用已知量和测量值表示)。 (2)小惠同学没有选择电压表,而是选择了电阻箱R2,请你在图甲中帮她完善电路图。 (3)在小惠设计的实验中,热敏电阻的阻值RT满足的关系式为( ) A.RT=R0 B.RT=R1 C.RT=R2 (4)通过实验探究,小明和小惠都得出了热敏电阻的阻值随温度变化的规律,如图丙中的图像曲线所示,此 规律是: 。 图丙 答案答案 (1)
18、B(1分) (1分) (2)如图所示(2分) (3)C(1分) (4)热敏电阻的阻值随温度的升高而减小(1分) 20 1 U R U 解析解析 (1)在闭合S1前,图乙中R1的滑片应移动到阻值最大处的B端。R0和RT串联,当温控室的温度为t1时, 两电压表示数分别为U1、U2,根据分压原理可知=,则此时热敏电阻的阻值RT=。 (2)小惠同学没有选择电压表V2,而是选择了电阻箱R2,先将热敏电阻接入电路中,记录电压表V1的示数,随 后热敏电阻与电路断开,再将电阻箱接入电路中,通过改变电阻箱的电阻,控制电压表V1示数不变,根据等 效替代法可求出热敏电阻阻值。 (3)小惠选择的是等效替代法,所以在小
19、惠设计的实验中,热敏电阻的阻值RT满足的关系式为RT=R2,故 选C。 (4)由图丙中的图像可知,随温度的升高,热敏电阻阻值变小。 1 2 U U 0 T R R 20 1 U R U 6.(2020江西,26,7分)如图-1所示,是某学校科技节上展示的两件作品,小明为此作了以下解说: 图-1 图-2 (1)甲是简易的温度计,它是利用 的性质而制成的。它的测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管 的 有关;所用的测温物质是煤油而不是水,这是因为煤油的 较小,吸收(或放出)相同的 热量时,玻璃管内液柱变化更为明显。 (2)乙是简易的气压计,当外界气压减小时,玻璃管内液柱的液面会 。 【提出问题】小华发现
20、甲、乙的构造非常相似,提出乙是否也能做温度计使用? 【设计实验和进行实验】把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中,观察到乙装置中玻璃管内液柱 上升更明显,这是由于瓶内的 受热膨胀更显著,故乙也能做温度计使用。 【拓展】查阅相关资料,了解到人们很早就发明了如图-2所示的气体温度计,当外界环境气温升高时,该 温度计中的管内液面会 。但由于受外界 、季节等环境因素变化的影响,所以,这种温 度计测量误差较大。 答案答案 (1)液体热胀冷缩 内径大小 比热容 (2)上升 【设计实验和进行实验】气体 【拓展】下降 大气压 解析解析 (1)甲图相当于液体温度计,它是利用液体热胀冷缩的性质制成的。温度计的测温
21、效果与玻璃瓶 的容积和玻璃管的内径大小有关,管子越细,温度计越精确。煤油的比热容比较小,因此在吸收(或放出) 相同的热量时,温度变化明显,更便于观察。 (2)外界大气压减小,而瓶内由于密闭气压不变,所以存在气压差,液柱的液面上升。 【设计实验和进行实验】气体比液体受热膨胀更明显。 【拓展】当外界环境气温升高时,会导致管中的气体体积膨胀,液面下降。气体温度计的液面升高主要 是由气压差引起的,温度计受外界大气压影响较大。 7.(2020新疆,16,8分)目前,口罩是抗击新冠疫情的重要防护用品已成为国际共识。自疫情爆发以来,我国 已向世界各国捐赠和出口口罩一百多亿只,彰显了中国的大国情怀和国际担当。
22、 (1)普通医用口罩由内、中、外三层构成,口罩外层具有防水作用,可阻断部分病毒通过飞沫传播。戴过 的口罩内层会变得潮湿,将其晾干的过程中,水发生的物态变化是 ,该过程 热。 (2)口罩中间层熔喷布始终带有静电,则熔喷布属于 (填“导体”或“绝缘体”)。当不带 电的病毒靠近熔喷布外表面时,会被熔喷布 (填“吸附”或“排斥”),使病毒不能通过熔喷布 从而阻断病毒的传播。若制作熔喷布的高压设备输出的电压为22 kV,该电压为家庭电路电压的 倍。 (3)在熔喷布的生产环节熔融挤压时,熔喷布受到的压强为5105 Pa,约为 个标准大气压。 若某规格的熔喷布密度为0.9103 kg/m3,1 m2熔喷布的
23、质量为25 g,则该熔喷布的厚度为 m(结果 保留1位有效数字)。1吨该规格的熔喷布大约可以制造普通医用口罩(单层熔喷布) (填“15” “40”或“120”)万个。 答案答案 (1)汽化(蒸发) 吸 (2)绝缘体 吸附 100 (3)5 310-5 120 解析解析 (1)戴过的口罩内层会变得潮湿,将其晾干的过程中,水由液态变成气态,是汽化现象,汽化吸热。 (2)熔喷布始终带有静电,不容易导电,属于绝缘体;由于带电体能够吸引不带电的轻小物体,因此当不带 电的病毒靠近熔喷布外表面时,会被熔喷布吸附,使病毒不能通过熔喷布从而阻断病毒的传播;家庭电路 的电压为220 V,设高压设备输出的电压为家庭
24、电路电压的n倍,则n=100。 (3)1个标准大气压约为105 Pa,熔喷布受到的压强为5105 Pa,则可知该压强是标准大气压的5倍;1 m2熔喷 布的体积 V=27.8 cm3=2.7810-5 m3 由V=Sh可得,该熔喷布的厚度h=2.7810-5 m310-5 m 1 t该规格的熔喷布的面积为S总=1 m2=4104 m2 一个口罩的面积约S1=18 cm18 cm=324 cm2=0.032 4 m2 因此1吨该规格的熔喷布大约可以制造普通医用口罩的个数 3 22 10 V 220V m 3 25g 0.9g/cm V S -53 2 2.78 10 m 1m 6 1 10 g 2
25、5g N=1.23106(个),约为120万个。 1 S S 总 42 2 4 10 m 0.032 4m 规律总结规律总结 解答估算类题目时,先根据生活常识估测出需要用到的物理量再进行计算。 8.(2020云南,25,9分)如图甲所示,水平桌面上有个质量为2.5 kg,底面边长为0.5 m的正方体水槽,水槽内有 一实心球。逐渐往水槽内加水,球受到的浮力F与水深h的关系如图乙所示,水深h=7 cm时,球刚好有一半 体积浸入水中。不考虑水槽厚度,水的密度为1.0103 kg/m3,求: (1)实心球的体积和水深7 cm时水槽底部受到的压强; (2)实心球的密度; (3)实心球刚好离开水槽底部时水
26、槽对水平桌面的压强。 答案答案 (1)1.4410-3 m3 700 Pa (2)0.90103 kg/m3 (3)1 100 Pa 解析解析 (1)实心球有一半体积浸在水中时受到的浮力:F=7.18 N(1分) 实心球一半体积:V排=7.1810-4 m3 实心球体积:V球=2V排=27.1810-4 m3=1.43610-3 m3(1.4410-3 m3)(1分) (用球体体积公式计算也给分) 水深7 cm时水槽底部受到的压强: p1=水gh=1.0103 kg/m310 N/kg710-2m=700 Pa(2分) (2)球漂浮时受到浮力与重力平衡:G=F=12.92 N 球的质量:m球=
27、1.292 kg(1.29 kg)(1分) 球的密度:=0.90103 kg/m3(1分) (3)容器底受到水的压强:p水=水gh水=1.0103 kg/m310 N/kg0.1 m=103 Pa(1分) 容器底受到水的压力:F水=p水S底=103 Pa0.5 m0.5 m=250 N 正方体水槽对桌面的压力:F压=F水+G槽=250 N+2.5 kg10 N/kg=275 N(1分) F g 水 33 7.18N 1.0 10 kg/m10N/kg G g 12.92N 10N/kg m V 球 球 -33 1.292kg 1.436 10 m -33 1.29kg 1.44 10 m 水槽
28、对桌面的压强:p=1 100 Pa(1分) F S 压 底 275N 0.5m0.5m 9.(2020浙江温州,33,10分)小明对“篮球在空气中是否受到浮力”进行探究,由此进行一系列的思考与 实验,并最终设计出可直接测量空气密度的简易“空气密度仪”。 (1)如图甲,将一个带阀门的篮球放在天平的托盘上,阀门连接未充气的气球,且处于关闭状态。加砝码使 天平平衡。打开阀门,气球变大,天平指针向右偏转。指针向右偏转的原因是 。 甲 (2)为测量篮球受到的浮力大小,小明设计了如图乙所示的电路。电路中电源电压U为6伏,定值电阻R0的 阻值为10欧,R是力敏电阻,其阻值与所受压力FB的关系如图丙所示。当左
29、盘中篮球未给气球充气时,电 流表示数为0.2安;当篮球给气球充气到体积为篮球的2倍时(篮球体积不变),电流表示数为0.15安。力敏 电阻R所受压力FB与篮球对左侧托盘的压力FA的关系如图丁所示。请计算篮球所受的浮力。 丙 乙 丁 (3)图乙中篮球和气球内的气体总质量保持不变,并控制气球体积为篮球的2倍,在电压表指针所指的刻 度盘上标上对应的空气密度值,就制成了一台测量当地空气密度的“空气密度仪”。现用此装置测量 大于1.29千克/米3的空气密度,指针大致指示在何处?请在图戊的刻度盘中用箭头标出,并写出你的判断 依据。 戊 答案答案 见解析 解析解析 (1)随着气球体积变大,排开空气体积变大;根
30、据阿基米德原理,受到空气浮力也变大,篮球对左盘 的压力减小。 (2)由欧姆定律I1=U/R总得R总=U/I1=6伏/0.2安=30欧, 则R1=R总-R0=30欧-10欧=20欧,由图丙得FB1=309牛,根据图丁可知FB是FA的50倍,故FB1=309牛对应的FA1=6. 18牛; I2=U/R总得R总=U/I2=6伏/0.15安=40欧 则R2=R总-R0=40欧-10欧=30欧, 由图丙得FB2=300牛,由图丁得FA2=6.00牛; 根据阿基米德原理及对篮球和气球整体受力分析,A盘前后2次受到的压力差等于篮球所受浮力的2倍, 即FA1-FA2=2F浮 F浮=(FA1-FA2)/2=(6
31、.18牛-6.00牛)/2=0.09牛。 (3)指针如图;与密度为1.29千克/米3的空气相比,装置在密度大于1.29千克/米3的空气中,受到浮力较大,则 篮球对盘的压力较小,力敏电阻所受压力也较小,电阻较大,电路中的电流较小,则电压表示数较小。 解题关键解题关键 本题为力电综合题,考查阿基米德原理、串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是从图中 获取有效的信息。 10.(2020内蒙古包头,11,6分)物理兴趣小组为了“测量液体的密度”,设计了如图甲所示的实验装置。 特制容器底部是一个压敏电阻R(厚度不计),通过导线与电路相连。电源电压恒为12 V,定值电阻R0=20 ,电流表的量程00.6
32、A。压敏电阻R上表面涂有绝缘漆,其阻值随所受液体压强的大小变化关系如图 乙所示。工作时容器底部始终保持水平。(水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg) 甲 乙 (1)闭合开关,电流表示数为0.08 A。缓慢向容器内注水,电流表示数将 (填“变大”“变 小”或“不变”),注入深度为50 cm的水时,水对压敏电阻的压强是 Pa,电流表示数为 A。 (2)断开开关,将水倒出,擦干容器,置于水平操作台上。注入深度为50 cm的待测液体,闭合开关,电流表示 数为0.24 A。则待测液体的密度 水的密度,该液体的密度是 kg/m3。 (3)若注入待测液体时俯视读数,该液体密度的测量值 真实值。
33、答案答案 (1)变大 5103 0.3 (2)小于 0.7103 (3)小于 解析解析 (1)由题图乙可知随着容器内水量增加,水对压敏电阻的压强增大,压敏电阻阻值逐渐减小,则电流 表示数将会变大;水深为50 cm时,水对压敏电阻的压强p=水hg=1.0103 kg/m30.5 m10 N/kg=5 000 Pa; 当压强为5 000 Pa时,由题图乙可知,R=20 ,电流I=0.3 A。 (2)当电流表示数I=0.24 A时,R=-R0=-20 =30 ,由题图乙可知R=30 时,液体对压敏电阻的压 强p=3 500 Pa,可得液=700 kg/m3水。 (3)如果俯视读数,h的测量值将会偏大
34、,根据液=可知液体密度的测量值偏小,小于真实值。 0 U RR 12V 2020 U I 12V 0.24A p hg 3 500Pa 0.5m 10N/kg p hg 11.(2020新疆,20,10分)在测量小灯泡的电阻实验中,有两个规格相同的小灯泡,将其中一个小灯泡接入测 量电路,通过实验得到的实验数据如下列表格所示。将另一个小灯泡的玻璃罩敲碎,把保存完好的灯丝 接入测量电路,并将灯丝浸没在常温纯净水中,通过实验得到灯丝的I-U图像如图所示。 U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 I/A 0.10 0.18 0.23 0.26 0.28 0.30 (1)请画出测量小灯泡
35、的电阻的电路图。 (2)在测量灯丝的电阻时,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到阻值 (填“最大”或“最小”) 处;将灯丝浸没在常温纯净水中,且每次测量时,电表指针稳定后立即读数并断开开关,目的是控制灯丝 的 不变。 (3)小灯泡两端的电压为3 V时的电阻是常温时小灯泡电阻的 倍;某一手电筒的小灯泡与上述实 验中的小灯泡相同,手电筒的开关闭合后小灯泡的电功率 (填字母代号)。 A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后不变 D.先减小后不变 答案答案 (1)电路如图 (2)最大 温度 (3)10 D 解析解析 (1)用伏安法测小灯泡的电阻时,电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表串联组成电路,将电压
36、 表并联在灯泡两端测电压,电路图如答案图所示。 (2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到接入电路中的阻值最大处;将灯丝浸没在常温纯净水中,且每次 测量时,电表指针稳定后立即读数并断开开关,目的是控制灯丝的温度不变。 (3)由表格中数据可知,小灯泡两端的电压为3 V时通过的电流为0.30 A,由I=可得,小灯泡的电阻R= =10 ;由图像可知,常温时小灯泡的电阻不变,且电压为2.5 V时通过的电流为2.5 A,此时灯泡的电 阻R=1 ,则小灯泡两端的电压为3 V时的电阻是常温时小灯泡电阻的10倍;根据以上分析可 知,小灯泡的电阻随温度的升高而增大,且温度达到一定值时其阻值不变,手电筒的开关闭合后
37、,灯丝的温 度先升高,后保持不变,而小灯泡两端的电压不变,由P=UI=可知,小灯泡的电功率先减小后不变,故选 D。 U R U I 3V 0.30A U I 2.5V 2.5A 2 U R 12.(2020陕西,23,9分)小明将废旧电热器上规格为“220 V 968 W”的完好电热丝R0拆下,用于科技小 组制作电烘箱,设计电路如图-1所示。经过多次试验,当选用的电阻R1的阻值为5 时,刚好满足箱体内烘 干功率要求。(不考虑温度对电阻的影响) 图-1 图-2 (1)电热丝R0的阻值是多少? (2)整个电路工作时的电流是多少?整个电路工作1 h产生的热量是多少? (3)图-1电路工作时存在着电能
38、没有被充分利用的不足。在保证箱体内烘干功率及R0不变的情况下,请 你针对电路中的不足进行改进,在图-2中将改进后的电路图补充完整,并在图中标出相关电阻的阻值(此 问不要求写出计算过程)。 答案答案 (1)50 (2)4 A 3.168106 J (3)如图所示 或 注:电路图正确得1分,在电路图中正确标出R2的阻值得2分。其他正确答案参照赋分。 解析解析 (1)由P=UI和I=得 电热丝的阻值R0=50 (2分) 或:由P=UI得,电热丝的额定电流I额=4.4 A(1分) 由I=得,电热丝的阻值R0=50 (1分) (2)整个电路工作时的电流I=4 A(2分) 整个电路工作1 h产生的热量 Q
39、=I2Rt=I2(R0+R1)t=(4 A)2(50 +5 )13 600 s=3.168106 J(2分) 或:整个电路工作1 h产生的热量 Q=W=UIt=220 V4 A13 600 s=3.168106 J(2分) (3)题图-1所采用的电路,在工作过程中,电阻R1没有安装在电烘箱体内,其工作过程中产生的热量没有被 U R 2 U P 额 额 2 (220V) 968W P U 额 额 968W 220V U R U I 额 额 220V 4.4A U R 01 U RR 220V 505 充分利用,这样会导致电能利用率低,因此可以不使用R1或将R1改装到箱体内部。为保证烘干功率不变,
40、 可以再串联一个电阻R2。需设计的电烘箱体总功率P=I2R0=(4 A)250 =800 W。 若不使用R1,仅串联一个电阻R2,为保证烘干功率不变,P=800 W,解得R2 =10.5 。 若使用R1,需要再串联一个电阻R2,为保证烘干功率不变, R2 =10.5 -5 =5.5 。 2 U R 2 02 U RR 2 2 (220V) 50R 易错警示易错警示 本题考查烘干箱的电功率计算,判断哪部分是箱体的发热电阻是本题的易错点,题中图-1设 计的电路中,只有R0在箱体中,R1产生的热量不会释放到箱体中。 13.(2020新疆,15,6分)目前,我国时速600公里高速磁悬浮列车研制已取得重
41、大技术突破,标志着我国磁悬 浮技术已达到世界领先水平。 (1)我国高速磁悬浮列车上装有电磁体,铁轨上装有线圈(相当于电磁铁),通电后,可使列车悬浮起来,悬浮 后列车的惯性 (填“大于”“小于”或“等于”)悬浮前的惯性。由于磁悬浮列车与轨道不接 触,磁悬浮列车行驶时的噪声比普通轮轨列车行驶时的噪声 (填“大”或“小”)。列车以600 km/h的速度匀速行驶时,列车牵引系统的电功率为2.4107 W,不计能量转化损失,列车受到的阻力大小 为 N。 (2)高速磁悬浮列车上电磁体始终通有直流电,铁轨上线圈通电后,电磁体和线圈会变成一节节带有N极 和S极的电磁铁,列车所受磁力如图所示 ,图中列车在磁力作
42、用下正在向 (填“左”或“右”)行 驶;要保证列车一直向前行驶,线圈的N极和S极就要不断变换,则铁轨上线圈中应通 (填“直 流”或“交流”)电;为了节约能源,列车行驶时应对铁轨上线圈 (填“分区段”或“全线路”) 供电。 答案答案 (1)等于 小 1.44105 (2)右 交流 分区段 解析解析 (1)惯性大小跟物体的质量有关,因列车的质量不变,所以悬浮后列车的惯性等于悬浮前的惯性。 由于磁悬浮列车与轨道不接触,因此磁悬浮列车行驶时的噪声比普通轮轨列车行驶时的噪声小。列车 牵引系统的电功率为2.4107 W,不计能量损失,列车的速度v=600 km/h=600 m/s= m/s;由P=Fv得
43、牵引力F=1.44105 N。 (2)由题图可知列车受到的合力方向向右,所以图中列车在磁力作用下正在向右行驶;要保证列车一直向 前行驶,线圈的N极和S极就要不断变换,而改变电流方向可以改变磁极,则铁轨上线圈中应通交流电;为 了节约能源,列车行驶时应对铁轨上线圈分区段供电。 1 3.6 500 3 P v 7 2.4 10 W 500 m/s 3 易错警示易错警示 物体的惯性只与质量有关,与物体所处的位置、速度无关。 审题技巧审题技巧 注意题目所给图中箭头的方向就是磁铁与列车之间作用力的方向。 14.(2020陕西,21,7分)如图是科技小组的同学利用电磁转换的知识制作的“电能无线传输”装置的示
44、意 图。图中送电线圈利用电流产生磁场,受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可 以产生电流,使灯泡发光,实现电能的无线传输。 (1)送电线圈是利用电流的 效应工作的,与受电线圈产生电流的原理相同的是 (选填 “电动机”或“发电机”)。 (2)受电线圈中电流大小可以通过灯泡 来反映。 (3)在图中的电源、调节装置和送电线圈不改变的情况下,该小组同学想探究影响受电线圈两端电压大 小的因素,猜想它可能与受电线圈的匝数、直径及两线圈之间的距离有关。通过查阅资料,他们了解到 了受电线圈两端电压与线圈匝数的关系。接着,他们用相同规格的漆包线绕制了多个匝数相同、直径 不同的线圈,对其余两个猜想
45、进行探究。实验数据如下表: (送电线圈直径为70.0 mm) 实验次数 受电线圈的 直径D/mm 两线圈之间的 距离d/mm 受电线圈两端的 电压U/V 1 70.0 22.0 8.6 2 70.0 11.0 14.1 3 70.0 5.5 20.5 4 145.0 5.5 10.3 5 105.0 5.5 16.9 6 45.0 5.5 13.9 7 32.0 5.5 5.4 分析 三次实验数据可初步得出结论:在受电线圈的直径和匝数相同时,两线圈之间的距 离越小,受电线圈两端的电压越大。 分析3、4、5、6、7五次实验数据可初步得出结论:在两线圈之间的距离和受电线圈的匝数相同的情 况下,受电
46、线圈直径增大时,其两端电压 。 (4)通过实验,小组同学发现电能无线传输存在传输距离 的缺点。尽管如此,电能无线传输技术 仍然有着广阔的应用前景,如部分手机和电动牙刷的无线充电装置已经采用了该技术。 答案答案 (1)磁 发电机 (2)亮度(或明暗程度、两端的电压) (3)1、2、3 先增大后减小(或先变 大后变小) (4)小(或近、短) 解析解析 (1)送电线圈通电时,其周围可以产生磁场,这是电流的磁效应。受电线圈利用变化的磁场产生电 流,这是电磁感应现象,发电机的原理与其相同。(2)电路中的电流越大,则电路中的灯泡亮度越大,与其 并联的电压表示数越大。(3)根据控制变量法的要求,要探究受电线圈两端电压与两线圈间距离大小 的关系,应当选择只有两线圈之间距离不同的1、2、3三次实验进行分析。对表格中3、4、5、6、7 五次实验对应的信息按线圈直径从小变大的顺序重新排序可以得出:其他条件相同时,受电线圈直径从 32.0 mm变大到145.0 mm过程中,受电线圈两端电压先变大后变小。(4)分析表格中的数据可知:两线圈 间距离越小,受电线圈两端电压越大,所以传输距离小是无线传输电能的缺点。
