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期末培优试卷二(解析版)
一、单选题
1.下列有关物理量的估测,符合生活实际的是( )
A.中学生完成一次引体向上做的功约为2000J
B.中学生骑自行车的功率约为80kW
C.中学生用20s从一楼登上三楼的功率约为10W
D.中学生从地上捡起一个鸡蛋缓缓举过头顶,对鸡蛋做的功约为1J
【标答】D
【分析】
A.中学生完成一次引体向上做的功约为
W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.4m=200J
故A不符合题意;
B.中学生骑自行车的速度v=5m/s左右,自行车的牵引力在F=16N左右,则骑行功率
为
P= = = Fv=16N×5m/s=80W
故B不符合题意;
C.中学生体重G=500N左右,一层楼的高度h=3m左右,中学生从一楼登上三楼,克
服重力做的功约为
W=Gh=500N×6m=3000J
登楼做功的功率为
P= = =150W
故C不符合题意;
D.一个鸡蛋的重力约为0.5N,将一个鸡蛋从地面举过头顶做功约为
W=Gh=0.5N×2m=1J
故D符合题意。
故选D。
2.用如图所示滑轮组匀速提升物体时,保持拉力F对滑轮组的功率不变,动滑轮重为
G ,不计绳重和摩擦。物体重为G、匀速提升物体的速度为v、动滑轮对物体做功的
m
功率为P、滑轮组的机械效率为η。如所示图像可能正确的是( )A. 拉力F随物重G的变化图像
B. 动滑轮对物体做功的功率P随物重G的变化图像
C. 物体上升速度v的倒数随物重G的变化图像
D. 滑轮组的机械效率 随物重G的变化图像
【标答】C
【分析】
A.不计绳重及摩擦,则拉力
当物重为0时,动滑轮重力不为0,所以拉力不为0,故A错误;
B.动滑轮对物体做有用功,其功率
当物体重力为0时,动滑轮对物体做功的功率为0,故B错误;
C.拉力F对滑轮组的功率
2则
其中P、Gm是定值,故该图像符合物体上升速度v的倒数随物重G的变化图像,故C
正确;
D.滑轮组的机械效率为
所以随着物体重力的增大,滑轮组的机械效率是增大的,但即使物体重力再大,机械
效率始终小于1,故D错误。
故选C。
3.小明在阅读课本“一些物质的比热容”后(见下表),得出了如下的结论,其中不
正确的是( )
几种物质的比热容/(J/(kg・℃))
水 4.2×103 干泥土 0.84×103 煤油、冰 2.1×103
酒精 2.4×103 水银 0.14×103 铁、钢 0.46×103
A.在太阳光照射下,干泥土比湿泥土升温慢
B.同种物质升高相同的温度,吸收的热量不一定相等
C.不同物质的比热容有可能相同
D.被测物体质量很小但温度较高时,为了使测量值更接近真实值,应选择水银温度
计
【标答】A
【分析】
A.湿泥土中的水分比干泥土多,在太阳光照射下,水蒸发会带走热量,干泥土比湿
泥土升温快,故A不正确,符合题意;
B.从表格中可知,水与冰的比热容不同,因此同种物质升高相同的温度,吸收的热量
不一定相等,故B正确,不符合题意;
C.从表格中可知,煤油与冰的比热容相同,没有与除了冰外的其他物体比热容不同,
因此不同物质的比热容有可能相同,可能不同,故C正确,不符合题意;D.水银的比热容较小,由
得,相同质量的水银吸收相同的热量,升高的温度比酒精大,因此被测物体质量很小
但温度较高时,为了使测量值更接近真实值,应选择水银温度计,故D正确,不符合
题意。
故选A。
4.下列事例中,通过做功使物体内能减小的是( )
A.刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花
B.将烧红的工件放入冷水中降温
C.打开啤酒瓶盖,瓶口处气体温度降低
D.0℃的水全部凝固成0℃的冰
【标答】C
【分析】
A.刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花,克服摩擦做功使刀的内能增大,温度升高,
故A不符合题意;
B.将烧红的工件放入冷水中降温,是通过热传递的方式减小工件内能的,故B不符
合题意;
C.打开啤酒瓶盖,瓶内气体对外做功,内能减小,瓶口处气体温度降低,故C符合
题意;
D.0℃的水全部凝固成0℃的冰的过程中,要不断放出热量,这是通过热传递的方式
减小内能的,故D不符合题意。
故选C。
5.下列是有关小明同学对于有关物理量的估测,符合实际的是( )
A.小明骑自行车上学时的功率约为1000W
B.小明将一本物理书从地上捡起到课桌上,对物理书做功约为2J
C.小明家的空调正常工作时的电流大约为0.2A
D.一个普通家庭烧一顿饭,大约需要消耗天然气10千克
【标答】B
【分析】
A.人骑自行车的功率约为80W,不会达到1000W,故A不符合题意;
B.一本物理书重力约为2N,课桌的高度约为1m,则捡起物理书所做的功
W=Gh=2N×1m=2J
故B符合题意;
4C.家用空调正常工作时的电流约为5A,故C不符合题意;
D.一个普通家庭烧一顿饭,大约消耗天然气0.5m3,那么消耗的天然气的质量
m=ρV=0.8kg/m3×0.5m3=0.4kg
故D不符合题意。
故选B。
6.如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S由断开到闭合,电压表V 的示
1
数始终等于V 的示数。若电路中只有一处故障,且只发生在电阻R或灯泡L处,则可
2
能是( )
A.灯泡L不发光,电阻R断路
B.灯泡L不发光,电阻R短路
C.灯泡L发光,电阻R断路
D.灯泡L发光,电阻R短路
【标答】D
【分析】
从电路图中可以看出,电阻R与灯泡L串联,电压表V 测量电源电压,电压表V 测量
1 2
灯泡L电压。
AC.若电阻R断路,灯泡L不发光,电压表V 的示数为0,电压表V 的示数等于电
1 2
源电压,故AC不符合题意;
BD.若电阻R短路,灯泡L会发光,电压表V 与电压表V 的示数都等于电源电压,
1 2
故B不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”,在此实验过程中,当
A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作
是( )A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动 D.适当增加电池的节数
【标答】C
【分析】
ABC.要探究“一段电路中电流跟电阻的关系”,需要保持该电阻两端的电压大小不
变,从图中可以看到,这是一个串联电路,两电阻是串联的,在此实验过程中,当
A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω,即A、B两点间的电阻变大,滑动变阻器接入电
路的电阻大小不变,根据串联电路的分压原理可知,电压表的示数也变大,即A、B两
点间电阻的电压变大,此时应该增大滑动变阻器的阻值,将滑片适当向右端滑动,使
电压表的示数与原来相同;故A、B不符合题意,C符合题意;
D.适当增加电池的节数,这样会使电源电压增大,A、B两点间电阻的电压更加大,
不能保持电压不变,不合适;故D不符合题意。
故选C。
8.如图所示电路,电源电压恒为6V,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变
阻器规格“50Ω 1A”,小灯泡规格“2.5V 0.625W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变
化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,为保证电路安全,下列说法正确
的是( )
A.滑片向右滑动,电流表示数变小,电压表示数变大
B.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是14~50Ω
C.电路中允许通过最大电流为0.6A
D.电路的最小功率是1.5W
【标答】B
【分析】
6由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中
的电流。
A.当滑动变阻器滑片向右滑动,接入电路中的电阻变大时,根据欧姆定律可知电路
中的电流变小,即电流表示数变小;根据U=IR可知灯泡两端的电压变小,即电压表示
数变小;故A错误;
BC.灯的额定电流
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流
为I =0.25A;灯泡的电阻
max
电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R =R -R =24Ω-10Ω=14Ω
滑min min L
所以滑动变阻器的阻值允许调节的范围是14~50Ω,故B正确,C错误;
D.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,此时电路中的电流
电路的最小功率为
P=UI =6V×0.1A=0.6W
min
故D错误。
故选B。
9.下列关于家庭电路和安全用电的说法正确的是( )
A.用电器的金属外壳应该要接地
B.有人触电应立即用手将其拉开
C.用测电笔区别火线和零线时,人体不能接触笔尾金属电极
D.家庭电路中空气开关跳闸,一定是因为用电器总功率过大
【标答】A
【分析】
A.为了避免漏电而发生事故,带金属外壳的用电器需要接地,故A正确;
B.发现有人触电,为了避免二次触电,应该先断开电源开关,再将其拉开,故B错
误;C.用测电笔区别火线和零线时,为了构成通路,让氖管发光,人体应该接触笔尾金属
电极,故C错误;
D.家庭电路中空气开关跳闸,是因为电路电流过大,可能是因为用电器总功率过大
或者电路短路造成的,故D错误。
故选A。
10.如图是九年级教科书上的插图:探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素
有关 的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,通电一段时间后,右侧 U 形
管中液面高度差比左侧的大。下列说法正确的是( )
A.该装置可以用来探究电流通过导体产生热量跟电阻大小的关系
B.该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系
C.左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大
D.U 形管中液面高度发生变化是由 U 形管中液体的热胀冷缩造成的
【标答】A
【分析】
ABC.由图示知,两个导体串联在电路中,则通过两个导体的电流相等,而在相同时
间内,右侧U形管中液面高度差比左侧的大,说明右侧密封容器中导体的产生的热量
比左侧密封容器中是导体产生的热量多,即右侧导体的电阻大于左侧是导体的电阻,
所以该装置可用来探究电流通过导体产生的热量跟电阻的大小有关,故A正确,BC错
误;
D.U形管中液面高度发生变化是由密封容器中空气的热胀冷缩造成的,故D错误。
故选A。
11.超市的商品上贴有磁性标签,当未消磁的标签通过超市门口的安全门时,安全门
上的线圈会产生电流触发警报器,达到防盗目的,图中的实验与超市防盗装置的工作
原理相符的是( )
8A. B.
C. D.
【标答】B
【分析】
当未消磁的标签通过超市门口的安全门时,安全门上的线圈会产生电流,触发警报器,
是电磁感应现象,该过程是将机械能转化为电能的过程;
A.如图所示的实验是奥斯特实验,说明通电导线周围有磁场,故A不符合题意;
B.图中没有电源,闭合导体在磁场中切割磁感线能产生感应电流,是电磁感应实验,
将机械能转化为电能,故B符合题意;
C.图中有电源,闭合导体在磁场中受力运动,是电动机的原理,将电能转化为机械能,
故C不符合题意;
D.该实验是探究电磁铁磁性强弱影响因素的实验,故D不符合题意。
故选B。
12.周末,小明同学在家与父母一起做清洁卫生,美化家居环境。小明用扫帚扫动地
面上一小块果皮的过程中
A.扫帚对果皮做功改变了果皮的内能
B.扫帚对果皮做功消耗了扫帚的内能
C.小明对扫帚做功改变了扫帚的内能
D.小明对扫帚做功消耗了体内的化学能
【标答】D
【分析】
小明用扫帚扫动地面上一小块果皮的过程中,小明对扫帚做功消耗了体内的化学能并
将其转化为扫帚的机械能;扫帚运动时对果皮做功,果皮运动,在此过程中改变了扫
帚与果皮的机械能;故D符合题意。故选D。
二、填空题
13.2020年12月11日,连淮扬镇高铁正式通车,如图所示动车头型呈流线型,这是
为了______;车厢内实现了网络全覆盖,网络通过______传输信号;车厢内座椅旁都
安装了插座便于旅客充电,这些插座之间的连接方式是______;车身长度约400m的
动车,某次通过1600m长的路段只用了20s,该动车的速度约______km/h。
【标答】减小阻力 电磁波 并联 360
【分析】
[1]动车在高速行驶过程中,受到的空气阻力很大,车头呈流线型是为了减小空气阻力。
[2]电磁波能传递信息,网络通信是利用电磁波来传输信号的。
[3]旅客充电时,各插座并不需要同时工作,所以插座之间是并联的。
[4]动车通过的路程
s=1600m+400m=2000m
动车通过这段路程的时间t=20s,动车行驶的速度
14.如图是十三世纪法国亨内考设计的“魔轮”,轮子边缘上通过可以自由转动的铰
链等距安装了12个相同的活动短杆,杆端分别套上一个相同重球,他认为由于右侧重
球距离转轴较远,也即重力的______较大,转轮会沿顺时针方向越转越快,其实根据
______的原理,无需精确测量就能判定他的这一设想是不能实现的。
【标答】力臂 能量守恒
【分析】
[1]整个轮子可以看成是多跟杠杆,转轴是杠杆的支点,对右侧重球来说,重力竖直向
10下,此时,重球到转轴的距离即为重力的力臂,重球距离转轴较远时,重力的力臂也
就较大。
[2]能量守恒告诉我们能量不会凭空消失也不会凭空产生,只会从一种能量转化成另一
种能量或者从一个物体转移到另一个物体,所有在没有能量输入的情况下,转轮的动
能是不可能增大的,所以这一设想是不能实现的。
15.小丽家中的电能表表盘如图所示,她家已经消耗了______kW·h的电能,该电能表
可同时使用的用电器总功率不能超过______W,若电冰箱单独正常工作一天(24小
时)(电冰箱的主要技术参数见表),电能表转盘转______圈。
【标答】1326.8 4400
【分析】
[1]电能表的读数为1326.8kW·h。
[2] 该电能表可同时使用的用电器总功率不能超过
则电能表可同时使用的用电器总功率不能超过 。
[3] 若电冰箱单独正常工作一天(24小时)消耗的电能为0.8kW·h,故电能表转盘转
则电能表转盘转 。
16.如图,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,
欲使其一端抬离地面。且两次所提高度相同,则F _____F ,两次拉力做功W
甲 乙 甲
________W 。克服重力做的功 ______ 。
乙
【标答】= = =
【分析】[1]水泥板厚度、密度均匀,所以它的重心在其几何中心,两种情况下,都可以把水泥
板视为杠杆,阻力为水泥板自身重力,动力臂均为阻力臂的二倍,所以
[2]设提升高度为h,则第一次拉力做功为
第二次拉力做功为
所以
[3]根据三角形相似可知,水泥板重心上升高度为 ,第一次克服重力做功为
第二次克服重力做功为
所以有
17.在做“探究物质熔化规律”的实验时,实验中小军让该物质吸收热量使其熔化,
并将实验数据描绘成如图所示的图象(假设这种物质在相同时间内吸收的热量相同)。
该物质在熔化过程中内能_______(选填“增加”或“减少”)。若该物质液态时比热
容为 4.2×10 3 J/(kg ℃),质量为 20g,由图象可知,该物质的熔化过程中 BC段
吸收的热量为_______J。该物质固态时的比热容是________J/(kg ℃)。
【标答】增加 672 2.1×103
【分析】
[1]整个过程中是“探究物质熔化规律”的实验,物质吸收热量,所以内能增大。
12[2]CD段,液体物质在2min内吸收热量,温度升高4℃,吸收的热量为
Q=c mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.02kg×4℃=336J
1 液
则物质一分钟吸收的热量
由图象可知,物质从B到C点处于熔化过程,共经历4分钟,吸收热量为
Q =4Q=4×168J=672J
熔 1
[3]物质在固态时,1分钟升高4℃,物质固态时比热容
18.如图所示为某科技馆里“有趣的静电小球”装置。在底面为浅凹面的圆盘中心有
一半球体金属电极M,圆盘边缘为圆环形电极N。断电时,不带电的小球静止在M周
围,通电时M、N分别带上正、负电荷。此时,小球因与M接触而带上_____电,由
于M的排斥力和N的_____,小球从中心向边缘运动,当接触到圆盘边缘电极N时由
于_____的转移而带上负电,在重力和电荷之间力的作用下,小球又回到圆盘中心。若
干个小球如此往复运动,使形成了有趣的静电现象。
【标答】正 吸引力 电子
【分析】
[1]通电时M带正电荷,此时不带电的小球因与M接触而带上同种电荷,即正电。
[2][3]通电时N带负电荷,根据同种电荷相斥、异种电荷相吸,由于M的排斥力和N
的吸引力,小球从中心向边缘运动,当接触到圆盘边缘电极N时由于电子的转移,原
先的正电荷被中和后再带上负电,在重力和电荷之间力的作用下,小球又回到圆盘中
心。
19.测温模拟电路如图1所示,温度表由量程为3V的电压表改装而成,电源电压U为
6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值R 随温度t变化的关系如图2所示,则当开关S
t闭合后,电路可测量的最高温度为______℃,温度表的10℃应标在电压表______处,
若增大U,电路可测量的最高温度将_______ 若U增大3V,R增大40Ω,电路可测量
的最高温度为________℃。
【标答】30 2 变小 30
【分析】
[1]由1图可知,R、R串联,电压表测R两端电压,当电压表的示数最大,即U=3V
t t t
时,电路允许测量的温度最高,根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压
之和可得:定值电阻R两端的电压
U =U-U=6V-3V=3V
R t
则电路中的电流
I=
热敏电阻的阻值
由图象可知,此电路允许的最高环境温度为30℃。
[2]温度表在10℃时,R =20Ω,电路中的电流
t1
=0.1A
电压表的示数
[3]若增大电源电压U,电压表的量程仍为0-3V,根据串联电路的分压作用知,定值电
阻两端的电压增大,由欧姆定律 知电路的电流增大,热敏电阻的阻值R的阻值
t
减小,电路可测量的最高温度减小。
14[4]若U增大3V,即电源电压为
3V+6V=9V
R增大40Ω,此时电压表的量程仍为0-3V,根据串联电路的分压作用知,定值电阻两
端的电压增大,变为
9V-3V=6V
此时电路的电流为
热敏电阻的阻值R的阻值为
t
=40Ω
由图2知此时电路可测量的最高温度是30℃。
20.某电热器接入220V的电路中正常工作时,其电热丝的阻值为110Ω,则通过该电
热丝的电流为_______A,10s内该电热丝会产生________J的热量。
【标答】2 4.4×103
【分析】
[1]通过该电热丝的电流为
[2]10s内该电热丝产生的热量
Q=I2Rt=(2A)2×110Ω×10s=4.4×103J
21.如图所示,是一款“运动手环”,其主要部分是一段内置一小块磁铁的密闭空心
塑料管,管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时,塑料管跟着手一起运动,磁铁则在
管内反复运动,线圈中便会产生感应电流,此过程利用了______现象,这一原理是科
学家______发现的,并发明了________(选填“电动机”或“发电机”)。
【标答】电磁感应 法拉第 发电机
【分析】
[1][2]根据“运动手环”的特点可知,当塑料管运动时,磁铁在管中运动,线圈切割磁
感线而产生电流,因此,运动手环的基本原理是电磁感应,产生电流的过程中将机械
能转化为电能,这一原理是科学家法拉第发现的。[3]根据这个电磁感应现象,产生电流的现象,发明了发电机。
三、作图题
22.请按要求作图:
(1)如图所示,轻质杠杆的A点挂一重物G,O为杠杆的支点。请在杠杆上画出使杠
杆保持静止的最小的动力F 的示意图,并作出阻力F ;
1 2
(2)如图所示,某人站立在地面上用滑轮组将物体A匀速向上拉起,请画出滑轮组绳
子的绕法;
(3)如图所示,根据图甲所示的电路图,连接实物电路图(图2)。
【标答】(1)
(2)
16(3)
【分析】
(1)根据杠杆平衡条件 ,在阻力和阻力臂一定的情况下,动力和动力臂成反
比,故要力最小,力臂要最大,又因重物对杠杆的力的方向是竖直下的,故应过B点
向与杠杆垂直向上的方向上作力,力臂才最大。如图
(2)因为人的位置已经固定了,且末端的线是向下拉的,可以反向画出其绕线方向,
即先画出手到上端定滑轮的线,然后上下轮流绕线,如图
(3)由电路图可知,两灯是并联,且S 在干路,S 只控制L,而并联应该首首尾尾
1 2 2
相联,故如图四、实验题
23.在探究并联电路的电流特点时,某班各组同学从甲、乙、丙、丁四种规格的灯中,
选取两个并联起来接在相同电源上,组成如图1所示的电路。
(1)用电流表测出电路中三个位置的电流来寻找规律,以下取点不合适的是
_________;
A.E、A、D B.E、B、C C.F、C、D D.F、A、D
(2)小王组在连接电路时,刚接好最后一根导线,小灯泡就发光了,原因是
___________;
(3)小明组连接了如图2的实物连接图,此时,电流表测的是通过______(选填
“L ”、“L ”、“干路”)的电流。若要测灯L 的电流,请你在图上只改动一根导线,
1 2 2
完成电路的连接(在需改动的导线上打“×”,再画出重新连接后的导线);
(________)
(4)小李组闭合开关,电流表示数如图3所示。为了测量结果准确,她应该________;
(5)某次测量中,小红发现电流表接线柱上共连接了三根导线,如图4所示,其中导
线甲中的电流为0.2A,导线乙中的电流为0.3A,则根据电路中的电流特点,导线丙中
的电流为_______;
(6)老师收集到几个组的数据如表:
18组别 L 规格 L 规格 I /A I /A I /A
1 2 A C E
1 甲 甲 0.12 0.12 0.22
2 乙 丙 0.16 0.20 0.34
3 甲 丁 0.14 0.14 0.26
4 甲 丁 0.16 0.18 0.32
对于测量数据的相关分析,以下说法正确的是___________。
A.第1组数据没有测量误差
B.I +I 总是略大于I 可能是电流表未调零引起的
A C E
C.选用多组实验数据,是为了减小误差
D.若测量E处电流,由于E处更接近电源正极,故会发现I >I
E F
【标答】C 连接电路时,开关没有断开 干路
断开开关,换小量程 0.1A或0.5A B
【分析】
(1)[1]要探究并联电路的电流特点,应将电流表测量各支路及干路的电流,所选择的
点应分别在两个支路及干路上,而F点在干路上,C、D点是在同一支路上,故ABD
不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)[2]连接好最后一根导线,小灯泡便发光了,是因为连接电路时,开关没有断开。
(3)[3]由图2知,电流从电源正极出来,经开关、电流表后,再分为两个支路,所以
电流表测量的是干路的电流。
[4]要使电流表测灯L 的电流,只需将L 与电流表负接线柱连接的导线,改接在开关的
2 1
右接线柱上。作图如下:(4)[5]由图3知,电流表选用大量程,而指针偏转过小,说明选用的量程太大,应断
开开关后,改接电流表的小量程。
(5)[6]本实验探究的是并联电路的电流特点,而乙导线中的电流大于甲导线中的电流,
则甲导线连接的是其中一个支路。那么乙可能连接的是另一支路,则丙连接的是干路,
所以它的电流
I=0.2A+0.3A=0.5A
乙也可能连接的是干路,则丙连接的是另一支路,所以丙的电流
I=0.3A-0.2A=0.1A
1
(6)[7]A.在实验探究中,误差只能减小,不可避免,且在第一组实验中
I +I =0.12A+0.12A=0.24A>0.22A
A C
说明实验中有误差,故A错误;
B.若电流表使用前指针在零刻度线偏右的位置,则每次测量值都比真实值偏大,由并
联电路电流的特点知,各支路的电流之和会比干路的电流大,故B正确;
C.这个探究进行多次实验得出多组数据,是为了得出更具普遍性的规律。故C错误;
D.在干路的任何一点电流都是相同的,所以E点靠近或不靠近电源,测得的电流都
相同,故D错误。
故选B。
五、计算题
24.把标有“6V 3W”字样的灯泡L与滑动变阻器R串联接入如图所示的电路,测得电
路中的电流与滑动变阻器R两端的电压的系列数据如下表所示。
物理量序号 ① ② ③ ④ ⑤
U/V 2.4 3 4.5 6 7.5
I/A 0.55 0.5 0.4 0.3 0.24
则:(1)灯泡L的额定电流是多大?
(2)当灯泡L正常发光时,整个电路的电功率是多大?
(3)移动滑片P,当滑动变阻器与灯泡L消耗的实际功率相等时,滑动变阻器连入电
20路的阻值;
(4)设电路在实验③和实验④的状态下都工作1min,在哪种状态下,滑动变阻器接
入电路中的电阻丝温度升得高?(通过计算说明,不考虑热量损失)
【标答】(1) ;(2) ;(3) ;(4)实验③时滑动变阻器接入电
路的那部分电阻丝温度高
【分析】
解:(1)灯泡L的额定电流为
(2)当灯泡L正常发光时,整个电路的电功率是
(3)移动滑片P,当滑动变阻器与灯泡L消耗的实际功率相等时,滑动变阻器连入电
路的阻值为
(4)实验③时滑动变阻器接入电路的那部分电阻丝温度高,因为
所以实验③时接入电路的电阻丝更短,质量更小,又因为
所以工作相同时间产生的热量一样多,由
可知,质量小的电阻丝温度升得更高。
答:(1)灯泡L的额定电流是 。
(2)当灯泡L正常发光时,整个电路的电功率是 。
(3)移动滑片P,当滑动变阻器与灯泡L消耗的实际功率相等时,滑动变阻器连入电路的阻值为 。
(4)设电路在实验③和实验④的状态下都工作1min,实验③时滑动变阻器接入电路
的那部分电阻丝温度高,滑动变阻器接入电路中的电阻丝温度升得高。
25.如图所示,斜面高为2m,用沿斜面向上大小为25N的拉力F,将重为60N的木箱
由斜面的底端以 的速度匀速拉动,经过20s后到达顶端,求:
(1)拉力做的有用功。
(2)拉力做功的功率。
(3)斜面的机械效率。
【标答】(1)120J;(2)7.5W;(3)80%
【分析】
解:(1)拉力做的有用功
W =Gh=60N×2m=120J
有
(2)斜面的长度为
s=vt=0.3m/s×20s=6m
拉力所做的总功为
W =Fs=25N×6m=150J
总
拉力的功率为
(3)斜面的机械效率为
答:(1)拉力做的有用功是120J;
(2)拉力做功的功率是7.5W;
(3)斜面的机械效率是80%。
26.我国自主研制的新一代战斗机,它最大起飞质量为37t,最大飞行高度达
20000m,最大航行速度达2.5倍声速(合3060km/h),飞机航行时所受阻力的大小与
速度的关系见下表:
速度v /(m/s) 100 200 300 400 500
阻力f /(×104N) 0.3 1.2 2.7 4.8 7.5
22该飞机发动机的热效率和推进效率都较高,所谓热效率是指发动机获得的机械能W
机械
与燃料完全燃烧产生的内能Q 之比,而推进效率是指发动机传递给飞机的推进功
放
(推力所做的功W )与其获得的机械能之比,飞机使用的航空燃油的热值为
推力
5×107J/kg。若该机以巡航速度500m/s匀速水平飞行15min的过程中消耗燃油2.5t。求:
(1)飞机发动机推力的功率;
(2)如该发动机此时的热效率为 50%,则此过程中发动机的推进效率为多大?
【标答】(1)3.75×107W;(2)54%
【分析】
解:(1)由表格中数据得,飞机以500m/s的速度航行时,阻力为7.5×104N,由二力
平衡得,此时的推力为
飞机发动机推力的功率
(2)飞机的推进功为
燃料放出的热量
该发动机此时的热效率为 50%,则飞机获得的机械能为
此过程中发动机的推进效率为
答:(1)飞机发动机推力的功率为3.75×107W;
(2)如该发动机此时的热效率为 50%,则此过程中发动机的推进效率为54%。
27.亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路。其电路原理图如
图所示,电源电压保持不变。电压表量程为 , 是定值电阻,阻值为 ,
是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图所示。闭合开关S后,当环境温度
为20℃时,求:
(1) 的阻值为多少?此时电压表的示数为 ,通过 的电流为多少?(2)电源电压为多少?
(3)电压表两端电压不能超过其最大测量值,则此电路所允许的最高环境温度是多少?
【标答】(1)250Ω,0.01A;(2)4V;(3)100℃
【分析】
(1)根据题意和图乙可得,环境温度为20℃时对应R 的阻值为R=250Ω,根据欧姆定律
1 1
可知
(2)R 与R 串联,电流相等,由欧姆定律可得
1 0
U=IR=0.01A×250Ω=2.5V
1 1 1
电源电压为
U=U+U=2.5V+1.5V=4V
1 0
(3)由题意可知电压表示数允许最大值U=3V,则此时电路能够测量的温度最高,此时
0
电路中的电流为
此时热敏电阻的电压为1V,阻值为
根据图乙可查得热敏电阻的阻值为50Ω时对应温度为100℃。
答:R 的阻值为250Ω,通过R 的电流为0.01A;(2)电源电压为4V;(3)此电路所允许
1 0
的最高环境温度是100℃。
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