精选重点中学中考物理专题训练透镜及其应用
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透镜及其应用
1.(2018年杭州)小王同学用光具座探究凸透镜成像规律时,蜡烛的像成在了光屏上侧,为了使蜡烛的像能成在光屏的中央,以下操作可以达到目的的是( )
A.将凸透镜往上移B.将光屏往下移
C.将蜡烛往上移D.将蜡烛往下移
2.某同学做“探究凸透镜成像规律”的实验,当他把蜡烛移到距离透镜36 cm的地方时,在光屏上观察到如图2-2-14所示的像,则该凸透镜的焦距可能是( )
图2-2-14
A.40 cm B.30 cm C.20 cm D.10 cm
3.(2018年聊城)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛在距凸透镜40 cm时,在透镜另一侧的光屏上得到清晰、缩小的像.若将像与光屏的位置对调,则所成的像一定是( ) A.放大的虚像B.放大的实像
C.缩小的虚像D.缩小的实像
4.(2018年咸宁)物体AB通过凸透镜成像如图2-2-15所示,利用这一成像规律制造的光学仪器是( )
图2-2-15
A.照相机B.放大镜C.幻灯机D.潜望镜
5.(2018年宜昌)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,已知凸透镜的焦距为15 cm,若将蜡烛放在离凸透镜10 cm处时,移动光屏,在光屏上将看到( )
A.倒立、缩小的实像B.倒立、放大的实像
C.正立、放大的虚像D.无法成像
6.小方同学做“探究凸透镜成像规律”的实验,当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图2-2-16所示时,光屏上得到了清晰的像,则( )
图2-2-16
A.得到的像是正立、缩小的实像
B.得到的像是倒立、放大的实像
C.把蜡烛向左移动,调整光屏的位置,得到的清晰像变小
D.把蜡烛向右移动少许,要得到清晰的像,应向左移动光屏
7.在很远处的电灯光射到凸透镜上,此电灯的像( )
A.在透镜两倍焦距外B.在透镜的焦点以内
C.在电灯的同一侧D.在焦点以外两倍焦距以内
8.老奶奶用放大镜看报纸时,为了能看到更大的、清晰的像,应( )
A.报纸与眼睛不动,放大镜离报纸远一些
B.报纸与眼睛不动,放大镜离报纸近一些
C.报纸与放大镜不动,眼睛离报纸近一些
D.报纸与放大镜不动,眼睛离报纸远一些
9.下列有关凸透镜的说法不正确的是( )
A.凸透镜对光有会聚作用
B.凸透镜可以矫正近视眼的视力
C.凸透镜所成的虚像一定是放大的
D.凸透镜所成的实像可以是放大的,也可以是缩小的
10.一个同学用照相机(不用闪光灯)拍摄自己在平面镜中的像,其结果是( )
A.拍摄不出,因为平面镜成的是虚像
B.拍摄不出,因为平面镜发生的是镜面反射
C.能拍摄出,但照片上像的左、右与人相反
D.能拍摄出,但照片上像的上、下、左、右与人相反
11.(2018年桂林)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当烛焰、凸透镜和光屏处于如图2-2-17所示的位置时,恰能在光屏上得到一个清晰、缩小的像.利用这个成像规律可以制成( )
图2-2-17
A.照相机B.平面镜C.幻灯机D.放大镜
12.(2018年绵阳)光学器件在我们的生活、学习中有着广泛的应用.下面的介绍有一项不符合实际,它是( )
A.近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用
B.照相时,被照者与相机的距离是在镜头的二倍焦距之外
C.借助放大镜看地图时,地图到放大镜的距离应略大于一倍焦距
D.阳光通过凸透镜可以点燃纸屑,这利用了凸透镜对光的会聚作用
13.放电影时,电影胶片上的图案经凸透镜在银幕上成的是( )
A.倒立、放大的虚像B.正立、放大的实像
C.正立、放大的虚像D.倒立、放大的实像
14.“五·四”青年节那天,学校请来摄影师给我们拍毕业照,列好队后,摄影师发现有几位同学没有进入取景框内,这时他重新调整照相机的正确方法是( )
A.照相机向前移,镜头向前伸B.照相机向前移,镜头向后缩
C.照相机向后移,镜头向前伸D.照相机向后移,镜头向后缩
15.(2018年菏泽)在森林中旅游时,请不要随意丢弃饮料瓶,因为饮料瓶内进入水后,相当于一个__________镜,对太阳光有__________作用,容易引发火灾.
16.(2018年襄阳)市公交公司为了保证人们的上下车安全,在公交车上安装了“电视监控器”.凸透镜是该装置的光学系统,“电视监控器”的摄像头能成______(填“正立”或“倒立”)、________(填“放大”或“缩小”)的实像.
17.在探究凸透镜成像规律时,调节凸透镜、光屏和烛焰,使它们的中心在同一直线上,并且大致在同一高度,当物距为20 cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的等大、倒立的实像.当物距为25 cm时,移动光屏,可得到一个清晰的________、倒立的实像.当物距为5 cm时,成____________像,在放大镜和投影仪中,成像情况与此类似的是________.
18.如图2-2-18所示,凸透镜的焦距为10 cm,把蜡烛和透镜放在图中位置时,移动光屏,能在光屏上成一个清晰的________、________的实像,利用该成像原理可以制成________(填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”).为了得到更大的、清晰的像,应将蜡烛向凸透镜靠近,同时应将光屏向
____________(填“远离透镜”或“靠近透镜”)的方向移动.
图2-2-18
19.在一些公共场所安装的一种电子监控器,如图2-2-19所示,它们主要由两部分组成,一部分为光学系统,另一部分为光电转换系统,光学系统收集监控区域内的景物信息,它的镜头相当于________镜,成________像.在镜头周围安装有红外发光二极管,它的好处是________________.光电转换系统把
光信号转换成________,输送到监控中心,实现间接监控的目的.
图2-2-19
20.如图2-2-20所示,两条入射光线分别过凸透镜的焦点F和光心O,分别画出经过凸透镜折射后的光线.
图2-2-20
图2-2-21
21.(2018年连云港)如图2-2-21所示,SA、SB是光源S发出的两条光线,其中SA平行于主光轴,SB过左焦点,请画出这两条光线通过凸透镜折射后的光线.
22.(2018年扬州)探究凸透镜成像规律:
(1)实验中出现了如图2-2-22所示的情形,要使像成在光屏中央,应将光屏向________(填“上”或“下”)调整.
(2)已知凸透镜的焦距为10 cm,将烛焰放在距离凸透镜25 cm处,调节光屏可得到倒立、
____________(填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像,应用这个原理工作的仪器有____________.
(3)在上述实验的基础上,将蜡烛向远离透镜的方向移动,要在光屏上得到清晰的像则应将光屏
____________(填“远离”或“靠近”)透镜,此时观察到光屏上的像____________(填“变大”、“变小”或“不变”).
图2-2-22
23.(2018年广安)在探究凸透镜成像规律时,小捷用了9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源,实验装置如图2-2-23所示:
图2-2-23
(1)为了确定凸透镜的焦距,小捷将凸透镜正对太阳光,再把光屏放在另一侧,改变凸透镜与光屏的距离,直到光屏上出现一个________(填“亮点”或“亮环”)为止,测得它与凸透镜中心的距离为10 cm,确定出焦距f=________(填“5cm”或“10cm”).
(2)凸透镜固定在光具座的零刻度线上,小捷将光源移至光具座30 cm处后,再移动光屏,到如图所示位置,光屏上会出现清晰的________(填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像;如果她将光源再远离凸透镜一些,这时光屏应向________(填“左”或“右”)移动,以获得清晰的实像.
(3)如果将光源移至7 cm处,凸透镜此时成的是放大的________(填“虚像”或“实像”).
24.【探究名称】探究凸透镜成像的大小与哪些因素有关.
【提出问题】小明通过前面物理知识的学习,知道放大镜就是凸透镜.在活动课中,他用放大镜观察自己的手指(图2-2-24甲),看到手指________的像;然后再用它观察远处的房屋(图乙),看到房屋
________的像.(填“放大”、“等大”或“缩小”)
图2-2-24
他问:凸透镜成像的大小可能与哪些因素有关?
【进行猜想】凸透镜成像的大小可能与________________有关.
【设计并进行实验】
小明在图2-2-25所示的光具座上,不断改变蜡烛与凸透镜间的距离,并移动光屏进行实验,所获得的实验数据如下表所示.
图2-2-25
物体到凸透镜的距离/cm 光屏上的像到凸透镜的距离/cm 光屏上像的大小
40 13.5 缩小
30 15 缩小
20 20 等大
15 30 放大
10 光屏上没有像
8 光屏上没有像
(1)分析数据可知物体到凸透镜的距离越短,光屏上像的大小就越________,同时发现像到凸透镜的距离就越________.
(2)小明班照毕业照时,摄影师发现两旁还有同学没有进入取景框内,这时摄影师应使照相机
________(填“靠近”或“远离”)同学,同时还应________(填“增长”、“缩短”或“不改变”)照相机的暗箱长度.
1.C 2.D 3.B 4.B 5.D 6.C 7.D
8.A 解析:放大镜是凸透镜成虚像的应用,要得到更大的虚像,可增大物距.这点与凸透镜成实像刚好相反.
9.B 10.C 11.A
12.C 解析:近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,像成在视网膜的前方,应配戴发散透镜,故A正确;照相机照相的原理是将二倍焦距以外的物体成像在胶片上,所以照相时应该站在镜头的二倍焦距以外,故B正确;借助放大镜看地图时,地图到放大镜的距离应小于一倍焦距,故C 错误;凸透镜对光线有会聚作用,所以阳光通过凸透镜可以会聚成一点,集中热量,使温度升高从而点燃纸屑,故D正确.
13.D
14.D 解析:此时应该使成的像缩小,因此应使物距增大,物距增大后像距会缩小,因此照相机应向后移使得物距增大,镜头向后移减小像距,D正确.
15.凸透会聚
16.倒立缩小
17.缩小正立、放大的虚放大镜
18.倒立缩小照相机远离透镜
19.凸透倒立、缩小的实能在夜间摄像电信号
20.如图14所示.
图14
21.如图15所示.
图15
能力题组
22.(1)下(2)缩小照相机(3)靠近变小
23.(1)亮点10 cm (2)缩小左(3)虚像
24.【提出问题】放大缩小
【进行猜想】物体到凸透镜的距离
【结论与应用】(1)大长
(2)远离缩短
2019-2020学年物理中考模拟试卷
注意事项:
1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1.小明将铁丝快速弯折十余次,铁丝弯折处的温度会升高,以下四个事例中能量转化与之相同的是()
A.甲、丙B.甲、丁C.乙、丙D.乙、丁
2.如图甲,水平桌面上盛满水的容器中放有一个钢珠.如图乙,把一个木块轻轻放入容器中,木块静止在水面上.下列说法正确的是
A.钢珠所受的浮力等于它的重力
B.木块受到的浮力大于钢珠受到的浮力
C.两图中容器对桌面的压强相等
D.两图中水对容器底的压强不相等
3.甲、乙两车分别从P、Q两点同时相向运动,它们的s﹣t图象分别如图(a)、(b)所示,经过9s两车相遇。
设甲、乙两车的速度分别为v甲、v乙,两车行驶的路程分别记为s甲、s乙,P、Q间的距离为s,则
A.v甲>v乙,s=16m
B.两车的路程比为s甲:s乙=3:2
C.v甲<v乙,s=24m
D.两车的速度比为v甲:v乙=3:1
4.在如图所示的电路中,已知电源电压为6V,电流表示数为0.3A,电压表示数为1.5V,则变阻器接入电路的阻值为
A.5ΩB.20Ω C.15Ω D.无法确定
5.马航MH370航班在飞行途中与地面失去联系.一种叫“蓝鳍金枪鱼”的自主式水下航行器参与了搜寻,它可以潜入水下4500m深处,利用声呐搜寻物体.下列说法正确的是()
A.失联前,马航MH370是通过超声波与地面进行联系的
B.飞机在空中水平匀速飞行时,受到平衡力的作用
C.“蓝鳍金枪鱼”下潜过程中,其所受的浮力和压强不变
D.“蓝鳍金枪鱼”是利用电磁波探寻水下物体的
6.如图所示为家庭电路的一部分,图甲中、乙两处分别装用电器和开关,另外还连接了两孔、三孔插座各一个。
下列说法正确的是
A.电路中甲处应装开关,乙处应装用电器 B.用电器装在甲处、乙处均可
C.三孔插座的接线错误 D.两孔插座的接线错误
7.如图甲所示电路,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端的过程中,RR1、R R2的II﹣U﹣U关系图象如图乙所示.则下列判断不正确的是
A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象 B.电源电压为18V
C.R1的阻值是20Ω
D.滑动变阻器R2的最大阻值为70Ω
二、多项选择题
8.如图所示,把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路,闭合开关,观察到电路中小灯泡的亮度不同。
根据上述现象,提出可以探究的科学问题是
A.导体电阻的大小与导体的长度是否有关?
B.导体电阻的大小与导体的材料是否有关?
C.如果改变导体材料,电路中的电流会改变吗?
D.小灯泡的亮度影响电路中的电流吗?
9.下列说法错误的是
A.可以用铁锅来熔化铜块
B.加热质量相同的铜和铝,其吸收热量与升高温度的关系图象如图所示,其中图线a表示的是铜C.质量相同的实心铁球和铝球浸没在水中,铁球受到的浮力比铝球大
D.用力分别匀速提升体积之比为2:1的实心铜块和铝块,提升的高度之比为5:4,则两次拉力做功之比
为55:6
10.小林想测量小灯泡的额定功率及正常发光时的电阻,小灯泡的额定电压为 2.5V,实验电路如图甲所示。
实验中,当电压表示数为 2.5V 时,电流表示数如图乙所示。
根据实验过程及现象,下列四个选项中,判断正确的是
A.为使小灯泡正常发光,电压表示数应为 2.5V
B.图乙中的电流表示数为 2.5A
C.小灯泡正常发光时的电阻为5Ω
D.小灯泡的额定功率为5W
三、填空题
11.一艘小船船底离水面0.5m,水对船底的压强为_____Pa;若船底有一面积为2cm2的小洞被一木塞堵住,水对该木塞的压力为_____N。
12.冰糖葫芦(如图)的制作方法是:将洗净的山楂穿在竹签上,然后将一定量的白糖放入锅中加热,待白糖_______(填物态变化名称)为糖浆后,将山楂蘸上糖浆,等山楂上的糖浆_______(选填“吸收”或“放出”)热量变成固态.
13.如图所示,水平桌面上放置两个底面积不同(S甲<S乙),高度相同,质量可忽略不计的薄壁圆柱形容器甲和乙,分别盛满质量相等的水和酒精。
此时,甲和乙两容器底对桌面的压强关系为P甲____ P乙,现将两个完全相同、密度为ρ的实心物体分别放入水和酒精中(ρ酒精<ρ<ρ水),待它们静止后,两物体
在液体中受到的浮力关系为F水 ______F酒精,甲和乙两容器底对桌面的压力关系为F甲______ F乙(均选填“>”、“<”或“=”)。
14.持续三年的干旱让云南大地备受煎熬。
据悉,截至2月16日10时,干旱已造成云南全省13州市91个县(市、区)631.83万人受灾,饮水困难人口242.76万人,其中生活困难需政府救助人口231.38万人,饮水困难大牲畜155.45万头。
为抗旱救灾石林县某村新安装了一台质量为300 kg、功率为8 KW的抽水机。
安装时为了对地面的压强不超过4×104Pa,抽水机底座下的轻质木板面积至少为_____cm2.已知该抽水机出水流量是90 m3/h,正常工作30 min,抽水高度为20 m,则抽水机的工作效率是_____。
(g=10 N/kg)
15.冬季,汽车排气管附近常常“白气”滚滚,这是________ 现象(填物态变化);液化石油气携带方便,应用广泛,已知液化石油气热值为3.5×107J/kg,完全燃烧放出的热量只有60%被水吸收,将质量为5kg,初温为20℃的水加热到90℃,需要燃烧液化石油气________ kg。
(c水=4200J/(kg·℃))
16.春节期间,许多人都喜欢在家里插一束香水百合,使自己的室内弥漫着百合花的花香,这是因为
_________ ;家家户户都要贴对联,用胶水将对联贴到墙上,是因为分子间存在___的缘故。
17.钢球沿20m长的斜面滚下后,又在水平地面上滚动25m距离才停止。
钢球在斜面和地面上滚动时间分别是5s和10s,则钢球在斜面上的平均速度是________m/s,在整个路程上的平均速度是__________m/s。
18.体积是50cm3,质量是45g的物体,将其缓缓放入装满水的杯中,物体静止后,溢出水的质量是_____g.将其缓缓放入装满酒精的杯中,溢出酒精的质量是________g.(ρ酒=0.8×103kg/m3)
19.如图所示,一个未装满水的瓶子,正立在水平桌面上时,瓶对桌面的压强为p1,瓶底受到水的压力为F1;倒立时瓶对桌面的压强为p2,瓶盖受到水的压力为F2,则p1 p2,F1 F2.(选填:“大于”、“小于”或“等于”)
20.用质量相等的0℃的水和0℃的冰来冷却物体,_____的冷却效果较好。
因为它在_____过程中要_____热量。
四、作图题
21.重为3牛的物体静止放在水平地面上,用力的图示法在图中画出物体受到的支持力F。
(____)
22.请将如图所示元件连接成电路,使两灯并联,开关同时控制两灯,要求最多只能用五根导线。
(____)
23.在图中括号内标出通电螺线管的N、S极和小磁针的N、S极.
五、实验题
24.某小组在“观察水的沸腾”实验中:
(1)图(a)中甲、乙、丙三种读温度计的方式正确的是_______;
(2)图(b)安装实验器材时,应按照_______(自上而下/自下而上)的顺序进行;
(3)从实验数据可以看出,水的沸点是_______,由此可以判断此时大气压_______(小于/大于)一个标
准大气压。
为说明水沸腾过程中是否需要吸热,应_______,观察水是否继续沸腾;
(4)小明和小红分别利用质量相等的水按图(b)装置同时进行实验,正确操作,却得出了如图(c)所示的两个不同的图线,原因可能是_______。
25.如图所示,有灯泡L1、L2,开关S,电源,电压表、电流表,滑动变阻器和导线若干,要求:L1、L2并联,开关控制整个电路,电流表测总电流,电压表测L1的电压,滑动变阻器改变通过L2的电流。
请画出电路图并连接实物图。
26.在探究“滑轮组机械效率”时,小强利用两组滑轮组进行了4次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据,如下表:
(1)根据表中前3次实验数据,画出甲图中滑轮组的绕绳方法___________。
(2)在实验中,测量绳端拉力F时,应尽量_____匀速向上拉动弹簧测力计,读出乙图中弹簧测力计的示数为_____N,第3次实验时滑轮组的机械效率为_____。
(3)由表中第______组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关。
(4)由表中第3、4组数据可知,同一滑轮组的机械效率与摩擦和______有关,请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功______J。
六、计算题
27.如图所示,L上标有“6V 3W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,变阻器R的最大电阻为100Ω。
只闭合S1,滑片置于a点时,变阻器连入电路中的电阻为R a ,电流表示数为I a。
只闭合
S2,移动滑片,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图所示;当滑片置于b点时,电压表示数U b =8V,电流表示数为I b。
已知R a∶R0 =12:5,I a∶I b =3:5。
(灯丝电阻不随温度变化)求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)定值电阻R0和电源电压;
(3)在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,只闭合S1时,电路消耗的功率范围为多少?
七、综合题
28.2018年2月12日,我国用长征三号乙运载火箭发射了北斗全球卫星导航系统的第28、29颗卫星,到2020年,该系统将拥有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,可在全球范围内为各类用户提供高精度的定位、导航、授时服务,并具有短报文通信能力。
(1)火箭加速上升的过程中,搭载的卫星的机械能_____(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)卫星工作所需的能量,主要由太阳帆板提供,太阳帆板将_____转化为电能。
(3)静止轨道卫星离地面的高度约为3.6×104km,地面控制中心通过_____向该卫星发送指令,指令从地面传到卫星所用的时间约为_____s。
【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
三、填空题
11. 1
12.熔化放出
13.> > <
14.62.5%
15.液化 0.07kg
16.分子在不停的做无规则的运动引力
17.4;3.
18.40
19.小于大于
20.0℃的冰熔化吸收
四、作图题
21.
22.
23.
五、实验题
24.乙自下而上 99℃小移去酒精灯酒精灯火焰大小不同
【解析】
【详解】
(1)使用温度计测量液体温度读数时,玻璃泡要继续留在被测液体中,且视线与温度计中的液柱上表面相平,所以,图(a)中甲、乙、丙三种读温度计的方式正确的是乙;
(2)实验时,因为需用酒精灯的外焰加热,所以首先要根据酒精灯的位置,调整好铁圈的高度,即安装实验器材时,应按照自下而上顺序进行;
(3)液体的沸点与气压的关系是:气压越大,沸点越高,气压越低,沸点越低。
由表格中数据知道,从第4min开始,水温达到99℃后吸热,温度不再升高,说明已经沸腾,即沸点是99℃,由于水的沸点低于100℃,所以当地的大气压低于1标准大气压;为说明水沸腾过程中是否需要吸热,应移去酒精灯,若水不能吸热后,停止沸腾,这说明水沸腾时要吸收热量;
(4)小明和小红分别利用质量相等的水按图(b)装置同时进行实验,且正确操作,却得出了如图(c)所示的两个不同的图线,原因可能是酒精灯火焰大小不同,即相同时间内吸收的热量不同造成的。
【点睛】
本题考查的是探究水的沸腾实验,涉及了温度计的读数、实验的装置的装配,并能分析影响其结果的实验
条件,同时还要求会分析温度随时间变化的图象,考查的知识点较多。
25.
【解析】
(1)L2与滑动变阻器串联后与L2并联,电压表并联在L1两端,开关、电流表位于干路上,如图所示:
(2)按先串后并的原则:从电源的正极开始,先将电源、开关、电流表、滑动变阻器按一上一下的原则与灯泡L2串联,再将L1与滑动变阻器和灯泡L2并联,电压表并联在L1两端,如图所示:
26.竖直 1.6 66.7% 1、2、3 动滑轮重 0.15
【解析】解答:(1)由前3组实验数据可知s=3h,所以滑轮组由3段绳子承担物重,因此应从动滑轮上面挂钩开始绕起,如图所示:
(2)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,这样才能准确测出拉力的值;由图知,测力计的分度值为0.2N,所以其示数为1.6N;第3次实验时滑轮组的机械效率:
η=≈66.7%(3)根据题意可知,前3组数据是用同一滑轮组做的实验,且物重越大,机械效率越高,所以由表中第1、2、3组数据可知,同一滑轮组的机械效率与
物重有关。
(4)根据表中第3组数据可知,有用功:W有=Gh=4N×0.1m=0.4J;克服动滑轮做的功:W动=G
动h=0.5N×0.1m=0.05J;总功:W总=Fs=2N×0.3m=0.6J;则克服绳重及摩擦做的那部分额外功:W额=W总−W有−W动=0.6J−0.4J−0.05J=0.15J.
六、计算题
27.(1)12Ω;(2)20Ω;18V;(3)4.5W~9W
【解析】
【分析】
(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,根据电功率的公式得到小灯泡的电阻;
(2)当开关S2闭合、S1断开,滑片P置于变阻器上的b点时,R与R0串联,U b=8V,由图2可知电阻R b的
阻值,根据欧姆定律求出电路中的电流,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律表示出电源的电压;只闭合
S1,R与L串联,当滑片P置于a点,根据I a:I b=3:5求出I a,再根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源
的电压,根据电源的电压不变得出等式,然后结合R a:R0=12:5即可求出R0的阻值和电源的电压;
(3)只闭合S1时,根据P=UI求出灯泡的额定电流,然后与电流表的量程比较确定电路中的最大电流,此
时变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,根据电阻的串联求出变阻器接入电
路中的最小阻值;当电压表的示数最大时,电路中的电流最小,电路消耗的总功率最小,根据串联电路的
电压特点求出灯泡两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,利用P=UI求出电路消耗的最小功率。
【详解】
(1)灯泡电阻:;
(2)由图2可知电阻R b=16Ω,则电路中电流:,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电源电压:
U=I b(R b+R0)=0.5A×(16Ω+R0)------------①
只闭合S1,滑片置于a点时,R a与L串联,因I a:I b=3:5,
所以,,
则电源的电压:U=I a(R a+R L)=0.3A×(R a+12Ω)----②
由①②式和R a:R0=12:5可得:R0=20Ω,U=18V;
(3)只闭合S1时,灯泡L与滑动变阻器R串联,
由P=UI可得,灯泡的额定电流:,
因串联电路中各处电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,当电路中的电流I大=0.5A时,变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的最小阻值:,
则变阻器接入电路中的最小阻值:R小=R总-R L=36Ω-12Ω=24Ω;
当电压表的示数最大时,电路中的电流最小,电路消耗的总功率最小,
灯泡两端的电压:U L小=U-U R大=18V-15V=3V,
此时电路中的电流:,
电路消耗的最小功率:P min=UI小=18V×0.25A=4.5W,
电路消耗的最大功率:P最大=UI大=18V×0.5A=9W,
所以电路消耗的功率范围为:4.5W~9W。
七、综合题
28.(1)增大;(2)太阳能;(3)电磁波; 0.12
【解析】
【分析】
动能的影响因素是质量和速度,重力势能的影响因素是质量和高度;机械能等于动能与势能之和;太阳能电池板将太阳能转化为电能;电磁波能够在真空中传播,传播的速度和光速相同,由速度公式计算指令从地面传到卫星所用的时间,据以上内容即可解答。
【详解】
(1)火箭加速上升的过程中,搭载的卫星的质量不变,速度增大,动能变大,同时高度增加,重力势能。