2020-2021学年江苏省苏州市张家港市、常熟市、昆山市、太仓市九年级(上)期末物理试卷
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2020-2021学年江苏省苏州市张家港市、常熟市、昆山市、太仓市九
年级(上)期末物理试卷
一、单选题(本大题共12小题,共24.0分)
1.如图所示是一款不锈钢夹碗器,手指扣紧后可以抓取滚烫的碗,它在使用时属于()
A. 省力杠杆
B. 费力杠杆
C. 等臂杠杆
D. 无法确定
2.如图所示,学校升旗仪式时,在庄严的国歌声中,小明和小芳作为升旗手利用绳子和
旗杆顶部的滑轮将固定在金属短杆上的五星红旗缓缓升到杆顶,已知国旗和固定国旗
的金属杆总重15N,旗杆高12m,不计绳重及摩擦,请你估算升旗时的功率约为()
A. 0.5W
B. 4W
C. 18W
D. 36W
3.快递小哥宋学文作为一名普通劳动者当选2020年全国劳模,有关宋学文在工作中对货物做功情况叙
述正确的是()
A. 把货物从地上搬上运输车,他对货物没有做功
B. 货物太重未搬动,他对货物做了功
C. 抱着货物上楼时,他对货物做了功
D. 抱着货物在原地等待签收时,他对货物做了功
4.如图所示是冰熔化时温度随时间变化的图象,C点与B点相比()
A. 内能相同
B. 比热容相同
C. 温度相同
D. 密度相同
5.某家用电器2h消耗的电能为2.4kW⋅ℎ,该用电器可能是()
A. 挂壁式空调
B. 液晶电视机
C. 家用照明灯
D. 电风扇
6.灯泡L1和L2连接在同一电路中,根据以下哪个特点可以确认两灯是并联的()
A. 两灯亮度不同
B. 两灯都亮时,将L1从灯座中取下,L2也不亮
C. 两灯两端的电压相等
D. 通过两灯的电流不相等
7.如图所示分别是小明家11月1日和12月1日电能表的示数,结合表盘上的信息可知,下列判断正确
的是()
A. 电能表是测量电功率的仪表
B. 小明家11月份消耗的电能为1011kW⋅ℎ
C. 电能表工作时允许通过的最大电流不能超过10A
D. 电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2kW⋅ℎ
8.电动自行车的两只手柄中,分别装有开关S1和S2,行驶中使用任何一只手柄刹车时,该手柄的开关就
会立即断开,电动机停止工作,从而起到减速刹车的作用。
如图所示的四个电路图中符合上述要求的是()
A. B. C. D.
9.雨滴从高空由静止开始下落,由于空气阻力的影响,最终会以恒定的速度匀速下降。
雨滴在空中下落
的整个过程中(不计雨滴质量变化)()
A. 动能一直增大,机械能一直减小
B. 重力势能一直减小,机械能不变
C. 动能先增大后不变,机械能不变
D. 动能先增大后不变,机械能一直减小
10.如图所示是一根“工”字型杠杆,已知上下、左右相邻的悬挂点位间的距离相等,每个钩码重0.5N,
此时在已调节水平平衡的杠杆左侧挂上4个钩码,右侧用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆刚好处于水平平衡状态,以下说法正确的是(不计弹簧测力计自重)()
A. 以此时弹簧测力计的示数为2N
B. 将左侧钩码减少1个并向左移一格,弹簧测力计的示数不变
C. 只将右侧弹簧测力计的悬挂点下移一格,弹簧测力计的示数不变
D. 只将弹簧测力计按如图所示方向转动30°,弹簧测力计的示数变小
11.如图甲所示,是某款手持式电子测温仪。
图乙是它工作的原理图,其
中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0
为保护电阻,显示仪是由电流表或电压表改装而成。
在测量人的体温
时,显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,则下列分析正确的
是()
A. 显示仪是由电流表改装成的
B. 热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
C. 被测温者体温越高,电路消耗的电功率越大
D. 将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度,显示仪示数变大
12.如图甲所示电路中,电源电压不变,R1是定值电阻,R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体
EF、FG、GH连接而成,其中一段是铜导体,其电阻可忽略不计,另两段导体的阻值与自身长成正比,P是与R2良好接触并能移动的滑动触头。
闭合开关S将P从H端移到E端时,电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。
已知R1=10Ω,则下列判断正确的是()
A. 电源电压为12V
B. GH导体的电阻为10Ω
C. 当电流表示数为0.5A时,x的值为3lcm
D. P位于x=0cm时,R2消耗的功率为0.6W
二、填空题(本大题共10小题,共26.0分)
13.我国家庭电路正常供电电压是______ V;节日里,店面和街道树常用“满天星”进行装饰,这类装饰
一般是把数十个小彩灯______ (选填“串联”或“并联”)而成。
14.对比我国新疆和海南地区2020年近一年天气统计数据,可以发现______ (选填“内陆”或“沿海”)
地区昼夜温差更大,这一气候特点产生的原因之一是沿海地区水域众多且水的______ 较大。
15.如图是四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,此时它正处在______ 冲程,此
时气缸内汽油与空气的混合气体的内能______ (选填“增大”、“减小”或“不变”);
若汽油机曲轴的转速为1200r/min,则1s内该汽油机完成了______ 个如图所示的冲程。
16.(1)如图甲,2020年11月24日4时30分,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,
将嫦娥五号探测器运送至地月转移轨道。
长征五号遥五运载火箭采用液氢作为燃料,是因为液氢具有较大的______ ,点火时,将燃料的化学能转化为燃气的______ 能,进而转化为火箭的机械能;
(2)如图乙,2020年12月17日1时59分,在历经了23天的太空之旅后,探月工程嫦娥五号返回器在
内蒙古四子王旗预定区域成功着陆,标志着中国首次地外天体采样返回任务圆满完成,返回器进入大气层时与空气剧烈摩擦,通过______ (选填“做功”或“热传递”)的方式将______ 能转化为内能。
17.如图所示,如图甲为某亮度可调节台灯。
如图乙为其用于调光的电位器结构图,a、b、c是它的三个
接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连、为实现调光功能,电位器应与灯______ (选填“串联”或“并联”);当将a、b接线柱接入电路,为使灯变亮,应______ (选填“顺时针”或“逆时针”)旋动滑片。
18.如图所示,在水平地面上,B物体在20N的水平拉力F的作用下向左做匀速直线运动,5s内通过了3m,
摩擦力对A物体做的功是______ J,拉力F做功的功率为______ W。
19.如图所示,用力F1直接将物体A匀速提高h,若借助滑轮组把物体A匀速提
升相同高
度,绳子自由端拉力为F2,滑轮组把物体A匀速提升的过程中,拉力做的有
用功为______ ,滑轮组的机械效率为______ 。
20.将分别标有“6V3W”和“3V3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为6V的电源两端,则______ (选
填“甲”或“乙”)灯更亮;若将两灯并联接在电压可调的电源上,为保证其中一盏灯正常发光,另一盏灯不被烧毁,则此时两灯总功率为______ W。
(忽略温度对灯丝电阻的影响)
21.在如图所示电路中,电源电压不变,闭合开关后,当滑片P在某一端点时。
电流表示数为0.3A,小灯泡消耗的功率为0.9W,此时小灯泡电阻为______
Ω;当滑片P移至中点时,电压表示数变化了2V,小灯泡消耗的功率为2W,
则电源电压为______ V,滑动变阻器的最大阻值为______ Ω。
22.阅读下面短文,回答以下问题。
感应发光冰块
感应发光冰块产品是采用食品级PS材料及电子元件组成的发光冰块,
装有液体感应器,具有入水即亮的特性,外形仿如真实冰块一般,感应
发光冰块采用电池供电,无化学变化,无毒无害,可放置于各类饮品中
增添浪漫及神秘的气氛。
感应发光冰块内部电子元件有:液体感应器、AG3电池和LED灯泡(LED灯泡是一种发光二极管,能够将电能转化为可见光的固态器件)。
使用时将感应发光冰块放入水中,它将自动发亮;使用完毕后,擦干消毒并放置于干燥的地方以备下次使用。
感应发光冰块还可以放入冰箱内冷冻后,再放入饮料内,可以降低饮料的温度。
需要注意的是,请勿吞食感应发光冰块,避免放置于温度过高的饮品中。
如图为某品牌感应发光冰块,其内部电源由3个AG3电池串联组成(AG3电池额定电压5V,容量30mA⋅ℎ),能发出彩色光,持续正常发光l5h后AG3电池电能耗尽。
(1)液体感应器是先进的触水式______ (选填“电源”、“灯泡”或“开关”);
(2)LED灯泡是由______ 材料制成(选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”);
(3)一个AG3电池最多释放的电能为______ J,一个感应发光冰块正常工作时的功率为______ W。
三、作图题(本大题共3小题,共6.0分)
23.按照题目要求作图:
如图所示,杠杆OBA处于平衡状态,请画出F2的力臂L2和作用在A点的最小力F。
24.如图所示,人站在地面上向下拉绳子,请画出滑轮组的绕线方法。
25.如图所示,试在甲、乙两个“O”内选填“电压表”和“电流表”的符号,
使两灯组成并联电路。
四、实验探究题(本大题共4小题,共27.0分)
26.如图甲所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系”的实验装置。
在其它条件
一定时获取了表格中的实验数据。
(1)实验时,沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做______ 运动。
(2)通过比较表格中“______ ”和“______ ”两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械。
实验次数
斜面的倾斜
程度物重G/N
斜面高度
ℎ/m
拉力F/N
斜面长度
s/m
机械效力η
1较缓100.1 5.50.536.4%
2较陡100.27.00.5
3最陡100.38.50.570.6%
(3)表格中空缺处的数据为______ 。
依据完整的数据可得出结论:在其它条件一定时,斜面______ ,
机械效率越高。
(4)学习小组进一步分析实验数据,发现在其它条件一定时,斜面越陡,物体所受的摩擦力越______ 。
(5)请你结合所学物理知识,解决斜面的有关物理问题。
图乙中木块分别沿斜面1、2滑到底端,木块
到达斜面1、2底端时的速度分别为的v1、v2,若斜面粗糙程度相同则v1______ v2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
27.在探究“不同物质吸热升温现象”的实验中:
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入______ (选填“质量”或“体积”)、初温都相同的水和煤油。
(2)实验中选择完全相同的加热方式,可以认为在相同时间内水和煤油______ 相同,通过比较______
来完成探究实验的。
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象,由图象可知煤
油的比热容与水的比热容之比为______ 。
(4)结合所学知识和生活经验,汽车发动机应用循环流动的______ 进行冷却(选填“水”或“煤油”)。
28.某科技兴趣小组在某次科技活动中看到若干个长方体电阻,它们的材料相同,上下表面均为正方形,
外形都如图甲所示,接入实物电路的连接方式都如图乙所示,有电流通过时都如图丙所示。
他们想探究长方体电阻的阻值与厚度及边长的关系,在老师的帮助下,他们测量了部分电阻的厚度h、边长a 和电阻R,并记录在表格中(长方体电阻的阻值不受温度影响)。
次数厚度ℎ/cm边长a/cm电阻R/Ω
12410
22810
321210
44125
5812
61612 1.25
(1)该实验主要采用的研究方法是______ 法。
(2)由上方表中实验数据可知,材料相同,上下表面均为正方形的长方体电阻的阻值与边长a______ (
选填“有关”或“无关”)。
(3)根据表中数据进一步可以推知,相同条件下,其阻值与厚度h成______ 比。
并推测第5次的电阻R=
______ Ω。
(4)从已测的长方体电阻中选取其中两个电阻,分别为R1和R2,它们对应的厚度h之比为1:2、边长
a之比为2:3,将R1和R2并联接在同一电源上,设通过R1的电流为I1,通过R2的电流为I2,则I1:I2= ______ 。
29.小芳做测量小灯泡电功率的实验,已知电源电压为6V,所使用的小灯泡上标有3.8V的字样。
(1)小芳连接的部分实验电路如图甲所示,请你帮助她将电路连接完整(导线不能交叉)。
(2)闭合开关S前,应把图甲中滑动变阻器的滑片P置于______ (选填“A”或“B”)。
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。
接下来应进行的操作是______ ,
在这个过程中,眼睛要注意观察______ 表的示数,直至小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______ W。
(4)某次实验时因操作不当,小灯泡灯丝被烧断,小芳观察到此时电流表示数约为0,电压表示数约为
______ V。
(5)某同学利用图丙的实验装置也测出了另一规格小灯泡的额定功率,已知电路中定值电阻阻值为R0,
灯泡的额定电压为U额。
请帮他完成实验方案:
①闭合S1,将开关S2拨到触点1,移动滑片,使电压表的示数为______ ;
②______ ,闭合S1,将开关S2拨到触点2,读出电压表的示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式P额=______ 。
(用U额、U、R0表示)
五、计算题(本大题共3小题,共17.0分)
30.小明学习了热学的有关知识后,知道水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃),他用酒精炉把初温为20℃,
质量为5kg的一壶水温度升高到100℃,这一过程中燃烧了80g的酒精。
(q酒精=3.0×107J/kg)求:
(1)水吸收的热量;
(2)酒精完全燃烧放出的热量;
(3)加热时的效率。
31.如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图,在竖直向下的拉力F作用下,使重
900N的建筑材料A以0.4m/s的速度匀速竖直上升了5s,在这个过程中,拉力
F为500N。
(不计绳重与摩擦)求:
(1)拉力F做的有用功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)使用相同的滑轮组,用300N的拉力匀速提升其它建筑材料B时,求被提升建筑材料B的重力。
32.如图所示,电源电压为6V,两个定值电阻R1=100Ω,R2=300Ω,请计
算:
(1)只闭合S2时,电路中的电流;
(2)S1断开,S2、S3,闭合时,通电5min电路消耗的电能;
(3)S2断开,S1、S3,闭合时,该电路的总功率。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:
不锈钢夹碗器,手指扣紧后可以抓取滚烫的碗,它在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
故ACD错误,B正确。
动力臂小于阻力臂的杠杆称为费力杠杆。
区分生活中各类杠杆,是解答此题的关键。
2.【答案】B
【解析】解:不计摩擦和绳重,国旗顶端是一个定滑轮,故人的拉力F=G=15N,
人升旗做的功W=Fs=15N×12m=180J,
红旗升到杆顶的时间一般在45s左右,则:
人升旗的功率P=W
t =180J
45s
=4W。
故选:B。
旗杆顶是定滑轮,滑轮摩擦、绳重不计,人的拉力等于国旗总重,已知国旗重力和旗杆高度,可利用W=Fs
计算,克服国旗重做的功,然后估测红旗升到杆顶的时间,再根据P=W
t
计算升旗的功率。
本题综合考查功和功率的计算和定滑轮的特点,本题注意时间的估测。
3.【答案】C
【解析】解:A、把货物从地上搬上运输车,人对货物有向上的力,在这个力的作用下货物上升一定高度,所以这个力对货物做了功。
故A错误;
B、货物太重未搬动,虽然对货物施加了力,但货物在力的方向上没有通过一定的距离,所以对货物没有做功。
故B错误;
C、抱着货物上楼,人对货物有向上的力,在这个力的作用下货物上升一定高度,所以这个力对货物做了功。
故C正确;
D、抱着货物在原地等待签收时,人对货物有向上的力,但货物在力的方向上没有通过一定的距离,所以对货物没有做功。
故D错误。
故选:C。
做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。
二者缺一不可。
明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动,搬而未起),二是有距离无力(靠惯性运动),三
是力的方向与运动方向垂直。
4.【答案】C
【解析】解:AB段为固态。
BC段为固液共存态,CD段为液态。
临界点B点为固态的冰,C点为液态的水。
冰熔化成水的过程中温度不变,吸收热量,故B点和C点温度相同,但C点的内能比B点大。
比热容和密度都是物质的特性,只与物质的种类和状态有关,冰和水的状态不同,故二者的比热容和密度都不同。
故选:C。
晶体熔化时有固定的熔化温度,熔化过程温度不变。
比热容和密度为物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关。
掌握晶体熔化图象,并理解内能,比热容,密度等概念。
5.【答案】A
【解析】解:用电器的电功率为:P=W
t =2.4kW⋅ℎ
2ℎ
=1.2kW=1200W;
挂壁式空调的功率较大,约为1200W,液晶电视机的功率约为150W,家用照明灯的功率约为30W,电风扇的功率约为60W,故A正确。
故选:A。
根据P=W
t
求出用电器的功率,然后分析各个选项。
本题考查了电功率公式的运用,也是一估测题,对于估测题要注意将自己不熟悉的物理量换算成自己熟悉的物理量再进行判断。
6.【答案】D
【解析】解:
A、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,两灯亮度不同,只能是实际功率不同,不能说明灯泡的串并联方式,故A错误;
B、两灯都亮时将L1从灯座中取下,L2也不亮,说明一定是串联,故B错误;
C、并联电路中两灯两端的电压一定相等;而在串联电路中,当两个灯泡的规格相同时,两灯两端的电压也相等;所以,根据“两灯两端的电压相等”不能说明两灯泡的连接方式,故C错误;
D、因串联电路中电流处处相等,所以,通过两灯的电流不相等,说明两灯不是串联,而一定是并联,故D正确。
故选:D。
(1)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率;
(2)串联电路中各用电器互相影响;
(3)并联电路中,各支路两端的电压是相同的,在串联电路中,当两个灯泡的规格相同时,两灯两端的电压也相等;
(4)串联电路中电流处处相等,通过两灯的电流不相等说明它们一定是并联的。
本题主要考查了串并联电路的特点、电流和电压的规律,是一道综合题。
7.【答案】D
【解析】解:A、电能表是测量电功的仪表。
故A错误;
B、小明家11月份消耗的电能:5647.8kW⋅ℎ−5546.7kW⋅ℎ=101.1kW⋅ℎ。
故B错误;
C、“10(40)A”表示电能表的标定电流为10A,平时工作允许通过的最大电流为40A。
故C错误;
kW⋅ℎ=0.2kW⋅ℎ。
故D正确。
D、指示灯闪烁320次消耗的电能:W=320
1600
故选:D。
从电能表表盘可得到的信息:
①电能表是测量电功的仪表;
②电能表读数时,最后一位是小数,单位kW⋅ℎ;
③“10(40)A”表示电能表的标定电流为10A,平时工作允许通过的最大电流为40A;
④1600imp/(kW⋅ℎ)表示每消耗1kW⋅ℎ的电能,指示灯闪烁1600次,据此求出指示灯闪烁320次消耗的电能。
本题考查对电能表参数的理解,关键是要明白各参数的物理意义,还要能读出电能表的示数和计算出当月消耗的电能。
8.【答案】B
【解析】【试题解析】
解:经分析可知,开关S1和S2任意一个开关断开时,电动机就会停止工作。
A.由电路图可知,开关S1和S2并联,断开S1和S2中的任何一个开关时,电动机仍工作,故A不符合要求;
B.由电路图可知,开关S1和S2串联,开关S1和S2都闭合后,电动机工作;S1和S2中的任何一个开关断开时,电动机就会停止工作,故B符合要求;
C.由电路图可知,断开开关S1,闭合开关S2时,电动机工作;闭合开关S1时,会造成电源短路,故C不符合要求;
D.由电路图可知,断开开关S2,闭合开关S1时,电动机工作;闭合开关S2时,会造成电源短路,故D不符
合要求。
由题意可知,任何一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作,说明两开关相互影响、不能独立工作即为串联,据此进行解答。
本题考查了电路图的设计,根据题意得出两开关的连接方式是关键。
9.【答案】D
【解析】解:不计雨滴质量变化。
雨滴从高空由静止开始下落,开始一段时间速度不断变大,故动能不断变大;以恒定的速度匀速下降后,速度不变,动能不变,故动能先增大后不变;
雨滴在空中下落的整个过程中,高度不断变小,故重力势能一直减小;
雨滴在空中下落的整个过程中,需要不断克服空气阻力做功,一部分机械能会转化为内能,所以机械能一直减小。
综上分析可知,选项ABC错误,D正确。
故选:D。
影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度,其中动能和势能统称为机械能.在分析各个能量的变化时,根据各自的影响因素进行分析。
掌握动能、重力势能的影响因素,理解重力势能和动能的转化可从高度和速度来理解,可以帮助我们更好的理解能量的转化。
10.【答案】C
【解析】解:杠杆在水平位置平衡时,设杠杆上每一小格的长度为L;
=1N,故A错误;
A、根据杠杆的平衡条件,0.5N×4×2L=F×4L,则F=0.5N×4×2L
4L
B、将左侧钩码减少1个并向左移一格,此时左边的力与力臂的乘积为:0.5N×3×3L=4.5N×L≠
1N×4L=4N×L,此时右侧的力臂不变,要使杠杆平衡,则弹簧测力计的示数应变大,故B错误;
C、只将右侧弹簧测力计的悬挂点下移一格,此时右侧的力臂不变,由于左侧的力与力臂的乘积不变,则右侧的力与力臂的乘积不变,根据杠杆的平衡条件可知,弹簧测力计的示数不变,故C正确;
D、只将弹簧测力计按如图所示方向转动30°,此时的弹簧测力计的拉力的力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,弹簧测力计的示数变变大,故D错误。
故选:C。
根据杠杆的平衡条件求出弹簧测力计的示数;根据杠杆平衡条件分析弹簧测力计的示数的变化。
本题考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用,在利用平衡条件公式时,要注意分析力和对应的力臂。
11.【答案】C
【解析】解:
A、由图可知,R与R0串联,因显示仪与保护电阻并联,故显示仪是由电压表改装成的,故A错误;
B、当被测者体温较高时,显示仪的示数也会变大,由串联电路电压的规律,热敏电阻的电压变小,由分压原理,热敏电阻的电阻变小,即热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小,故B错误;
C、被测者体温越高,电压表示数越大,由欧姆定律I=U
R
可知,电路的电流越大,根据P=UI可知,电路消耗的电功率越大;故C正确;
D、温度相同时热敏电阻的阻值不变,将R0更换为阻值更大的电阻,由串联电路分压特点可知,R0两端分得的电压变大,根据串联电路的电压特点可知,R两端的电压越小,因此显示仪示数会变小,故D错误。
故选:C。
(1)分析电路的连接,根据电压表与待测电阻并联分析;
(2)当被测者体温较高时,显示仪D的示数也会变大,由串联电路电压的规律和分压原理分析;
(3)被测者体温越高,电压表示数越大,由欧姆定律I=U
R
分析电路的电流变化,根据P=I2R确定R消耗的电功率变化;根据P=UI确定电路消耗的电功率变化;
(4)当温度相同时,热敏电阻的阻值不变,若将R0更换为阻值更大的电阻,由串联电路分压特点可知显示仪示数的变化
本题结合当前的热点问题,考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,要掌握。
12.【答案】C
【解析】解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。
(1)当P位于x=35cm时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,图乙可知I大=0.6A,
由I=U
R
可得,电源的电压U=I大R1=0.6A×10Ω=6V,故A错误;
(2)当P位于x=0cm时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知I小=0.2A,
则电路中的总电阻R总=U
I
小
=6V
0.2A
=30Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器的最大阻值R EH=R总−R1=30Ω−10Ω=20Ω,
R2消耗的功率P2=I小2R EH=(0.2A)2×20Ω=0.8W,故D错误;
由图乙可知,滑片从G向F移动时,电路中的电流I=0.4A不变,即GF段为铜导线,
此时电路的总电阻R总′=U
I =6V
0.4A
=15Ω,
EF段的总电阻R EF=R总′−R1=15Ω−10Ω=5Ω,
所以,GH导体的电阻R GH=R EH−R EF=20Ω−5Ω=15Ω,故B错误;
(3)由于滑片P从H端向E端移动,由图象的拐点可知:
GH=15cm,FG=25cm−15cm=10cm,EF=35cm−25cm=10cm,因EF段导体的阻值与自身长成正比,
所以,EF段导体每1cm的电阻5Ω
10cm
=0.5Ω/cm,
当电流表示数为0.5A时,电路中的总电阻R总″=U
I′=6V
0.5A
=12Ω,
此时R2接入电路中电阻R2=R总″−R1=12Ω−10Ω=2Ω,
由R EF>R2可知,滑片应位于EF段,此时接入电路中的长度2Ω
0.5Ω/cm
=4cm,
所以,x=35cm−4cm=31cm,故C正确。
故选:C。
由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中电流最大,根据图象读出电路中的最大电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值,根据P=I2R求出R2消耗的功率;根据图乙可知滑片从G向F移动时电路中的电流不变,则GF段为铜导线,根据欧姆定律求出电路的总电阻,利用电阻的串联求出EF
段的总电阻,然后求出GH导体的电阻;
(3)由图象可知滑片P从H端向E端移动出现拐点,据此确定GH、FG、EF的长度,由EF段导体的阻值与自身长成正比得出导体每1cm的电阻,根据欧姆定律求出电流表示数为0.5A时电路中的总电阻,然后求出此时R2接入电路中电阻,与R EF比较判断出滑片应位于EF段,进一步求出变阻器接入电路中电阻的长度,最后求出x的值。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,从图象中获取有用的信息是关键。
13.【答案】220 串联。