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一、填空题
1、随着我国电视生产技术的完善和人们生活水平的提高,彩色电视机已进入家家户户。但同学们是否注意观察到电视屏幕特别容易粘灰尘,其原因是 ;电视机工作时,从显像管尾部的阴极发射出的电子高速撞击荧光屏三色荧光粉,使屏幕发光,则该电子束的电流方向是从 流向 ;电视图像的各种艳丽色彩是由红、 、蓝三种颜色按不同强度组合而成的。
2、为了探究常用温度计的工作原理,小明取来一只墨水瓶装满带红色的煤 油,用橡皮塞塞紧瓶口,再将两端开口的空圆珠笔芯,穿过橡皮塞插入 煤油中, 这就制成了一个简单温度计。他选定早晨、中午和傍晚的三个时刻,观察细管中液柱的高度,并在管上画出记号,如图所示,请你指出中午所对应的刻线是 。此温度计的原理是 。 你觉得此自制温度计还有哪些地方可以进行改进:
(1)___________; (2)___________。
二、选择题
3、在国际单位制中,电荷的单位是
A. 伏特 B. 安培 C. 库仑 D.瓦特
三、计算题
4、图甲是内胆为铝质材料的电饭锅,内部电路如图乙所示,R1是加热电阻,阻值为48.4Ω;R2是限流电阻,阻值为484Ω。煮饭时,接通电源(220V50Hz),闭合手动开关S1,电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到103℃时,开关S1会自动断开,断开后若无外力作用则不会自动闭合,S2是一个自动温控开关,当锅内食物温度达到80℃时会自动断开,温度低于70℃时会自动闭合。(已知水的比热容为4.2×103J/(kg. ℃);查表可知铝的熔点为660℃)
请解答下列问题:
(1)如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S1,电饭锅 的内胆是否会熔化?为什么?
(2)在保温和加热两种情况下,电饭锅消耗的电功率之比是多少?
(3)若在一个标准大气压下将温度为20℃,质量为2.5kg的水烧开需要16min40s,求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少?
5、小明和小强两位同学进行100m短跑比赛。小明是位短跑健将,他12.5s到达终点时,小强才跑了80m。小明得意地说:“我们再跑一次,刚才你比我落后了20m,下次我的起跑线后退20m,我们还按原来的速度跑,我多跑20m,你和我就可以同时到达终点了。小强却说:“你既然要让我20m,那么,你不用后退了,只要把我的起跑线向前移20m,我少跑20m就行了,这样,我们准能同时到达终点。”小明说:“嗨!反正是差20m,我多跑20m,你少跑20m,还不是一回事?”小强怀疑地说:“不一定吧!我觉得好像不是一回事如果将他们的运动都看作是匀速直线运动。
问: (1)小明和小强的速度分别是多大?
(2)请你通过计算说明用他俩说的办法都能同时到达终点吗?
6、如图甲所示电路,电源电压为12V,电阻R1的阻值为20Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为100Ω,当开关S闭合时,电流表A的示数为0.2A。求:
(1)电压表V的示数;
(2)R2消耗的功率;
(3)滑动变阻器的滑片P移到另一位置时,电压表V1的示数如图所示乙所示,求此时滑动变阻器R2接入电路的阻值。
7、学校课外活动小组为检测某传感器而设计的电路如图所示.传感器上标有“3V0.9W”的字样(传感器可看作一个电阻),滑动变阻器 上标有“10Ω 1A”的字样,电流表量程为0.6A,电压表量程为3V.则:
(1)该传感器的电阻和额定电流各是多少?
(2)若电路各元件均完好,检测时,为了确保电路各部分的安全,在a、b之间所加的电源电压最大值是多少?
(3)根据技术资料可知,如果传感器的电阻变化超过1Ω,则该传感器就失去了作用.实际检测时,将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间(该电源电压小于上述所求电压的最大值),闭合开关S,通过调节 来改变电路的电流和 两端的电压.检测记录如下:
电压表示数/V 电流表示数/A
第一次 1.48 0.16
第二次 0.91 0.22
通过计算分析,你认为这个传感器是否仍可使用?此时a、b间所加的电压是多少?
8、将电阻R1和R2接在如图所示的电路中,通过闭合与断开开关可以组成三种功率的电路,其中电路总功率最大时,电阻R2在10s的时间内产生的热量为Q2;当电路总功率最小时,电阻R2在10s的时间内产生的热量为Q2′=14.4J,已知Q2 :Q2′=25:4。当开关S2闭合、S1和S3断开时,电流表的示数为1A
求:(1):R1:R2 。 (2)电源电压。
9、某同学设计了一个电加热器,有加热状态和保温状态,如图25所示。发热体AB是一根阻值为500Ω的电阻丝,C、D是电阻丝AB上的两点,S1是温控开关。当开关S1断开时,加热器处于保温状态。当开关S1闭合,S 接 a 或接 b 时, 加热器分别处于两个不同的加热状态。已知电加热器在三个状态中,每分钟放出的热量之比是20∶10∶3,在保温状态中,电阻丝CD两端的电压是33V(电源电压不变,电阻丝电阻不随温度变化)。
求:(1)电源电压;(2)电加热器处于保温状态中每分钟放出的热量。
10、风能具有来源丰富,安全卫生等优点。风力发电机中的风车叶片在风力的推动下转动,并带动机头发电机发电,为人们提供电能。若一台风车1S获得的风能为1.2×105J,这些能量如果全部被水吸收,能使1kg水温度升高多少?100台这样的风车在一年(工作时间按4000h计算)中获得的风能相当于完全燃烧多少kg的煤?[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤的热值为3×107J/kg]
11、在某风景区的建设中,需要将一株千年古樟移动.施工人员先将古樟的枝叶作了修剪,再在其四周深挖.把古樟连根带土挖起,宛如一个长方体的大“花盆”(如图).然后施工人员在“花盆”下铺上平行轨道,用4个推力均为5×106N的千斤顶将古樟沿轨道匀速缓慢滑动了35m.求:
不变地把压强向各个方向传递,而且 ,现已知两活塞的直径比D1∶D2=1∶20,则要产生以上推力,需用多大的力作用在小活塞上?
12、某人乘坐出租车在平直公路上匀速行驶,图为他乘车到达目的地时的车费发票。请你细心阅读车费发票,求出:
(1)出租车行驶的速度
(2)牵引力在这段时间内所做的功(设出租车的牵引力为4×103N)
(3)出租车发动机的功率
13、某电梯公寓楼高约40m完成此建筑物需要浇制钢筋混凝土1×104m3,用其他建筑材料3.5×104t,混凝土的密度为2.5×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)已知自来水的密度为1×103kg/m3,若要从地面向楼顶提供自来水,加压设备至少需给水施加多大的压强?
(2)测量表明,该楼的地基所承受的压强不得超过1.2×106Pa,若房基与地面的接触面积为1×103m2,则此大楼另外添加的装饰材料、各种设备等物质及进入大楼的人员的总质量不得超过多少?
评卷人 得分
四、实验,探究题
(每空? 分,共? 分)
14、在做研究“充水玻璃管中气泡的运动规律”实验时,小明取长50cm的细玻璃管注满水,管中留5mm高的小气泡,将玻璃管反转后,观察气泡的运动情况,如图所示。
(1)小明将实验所测得的数据记录在表一中,请你在图的坐标中画出s-t图像。
表一:
从0点开始的距离S/cm 0 10 20 30 40
5mm高的气泡从0点开始的时间t/s 0 4.7 9.7 14.8 19.6
表二:
从0点开始的距离S/cm 0 20 40 60 80
1cm高的气泡从
0点开始的时间t/s 0 3.6 7.1 10.8 14.4
2cm高的气泡从
0点开始的时间t/s 0 3.4 6.8 10.2 13.6
(2)从实验数据和所画的图象,你认为:小气泡所做的是:_______运动,你判断的依据是:________________________________。
(3)小明换用粗玻璃管又做了2组实验,数据记录如表二所示。观察数据可知:__________气泡运动较快。由于气泡上升较快,会造成时间的测量难度较大,为了解决这一困难,根据小明的实验数据,请你提出一点建议:__________________。
(4)本次实验中,小明还发现,玻璃管与水平成60°角放置,管中气泡的上升要比竖直放置快一些;而当玻璃管水平放置时,气泡几乎不动。根据此现象你能推测出:随倾斜角度的增大,气泡上升速度的大小将:___________________________。
15、某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中,按正确的方法安装和调节好实验装置。他们使光从空气斜射入水中,按表一中的入射角i依次进行了三次实验,并将相应的折射角r记录在表一中。然后他们使光从空气斜射入玻璃中,重复上述实验,并将数据记录在表二中。为了进一步探究入射角i和折射角r之间的关系,他们进行适量的运算,将结果分别记录在表一和表二的后四列中。
表一(空气斜射入水)
实验
序号 入射角i(度) 折射角r(度) 入射角的正弦sini(×10-2) 折射角的正弦sinr(×10-2) 入射角的余弦cosi(×10-2) 折射角的余弦cosr(×10-2)
1 23.0 17.5 39 30 92 95
2 36.0 26.7 59 45 81 89
3 51.0 36.9 78 60 63 80
表二(空气斜射入玻璃)
实验
序号 入射角i(度) 折射角r(度) 入射角的正弦sini(×10-2) 折射角的正弦sinr(×10-2) 入射角的余弦cosi(×10-2) 折射角的余弦cosr(×10-2)
4 23.0 15.0 39 26 92 97
5 36.0 23.0 59 39 81 92
6 51.0 31.3 78 52 63 85
(1)分析比较实验序号______数据中的入射角i与折射角r变化关系及相关条件,可得出的初步结论是:光从空气斜射入其它介质,折射角随入射角的增大而增大。
(2)分析比较每一次实验数据中的入射角i与折射角r的大小关系及相关条件,可得出的初步结论是:_____________。
(3)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)数据中的入射角i与折射角r的关系及相关条件,可得出的初步结论是:______。
(4)请进一步综合分析比较表一、表二中经运算后得到的数据及相关条件,并归纳得出结论。
(a)分析比较______;(b)分析比较_______。
16、在测定小灯泡功率的实验中,某同学用四节新干电池作电源,额定电压为3.8伏的小灯泡(估计额定功率为1瓦左右),以及实验所需的其他器材,他按如图a所示电路图正确连接电路。当滑片P在b端时,他闭合电键K,电压表和电流表的示数如图b所示,他将滑片P向a端移动的过程中,发现当小灯泡正常发光时,滑片P正好在滑动变阻器的中点上(即连入电路的电阻正好是其最大阻值的一半)。此时由于电流表指针晃动剧烈无法准确读数,该同学经过思考、分析,最后求出了小灯泡的额定功率。请你根据上述实验过程,帮这位学生求出小灯泡的额定功率。
a b
17、某小组同学用DIS实验装置研究影响电阻大小的因素,他选取了三种材料:钨丝、锰铜丝和镍铬丝。保持温度不变,所测得实验数据记录在表一、表二和表三中的前四列,为了进一步探究电阻大小与导体的横截面、长度、材料之间的关系,他们对实验数据进行适量的运算,将结果分别记录在三个表格中的后四列中。
表一(钨丝)
序号 长度L(m) 横截面积S(10-6m2) 电阻值R(10-2Ω) L/S(1/m) S/L(m) RS (Ω•m2) RL (Ω•m)
1 0.5 0.5 5.30 1.0×106 1.0×10-6 2.65×10-8 2.65×10-2
2 0.5 1.0 2.65 0.5×106 2.0×10-6 2.65×10-8 1.33×10-2
3 1.5 0.5 15.9 3.0×106 0.33×10-6 7.95×10-8 23.85×10-2
表二(锰铜)
序号 长度L(m) 横截面积S(10-6m2) 电阻值R(10-2Ω) L/S(1/m) S/L(m) RS (Ω•m2) RL (Ω•m)
4 0.5 0.5 44.0 1.0×106 1.0×10-6 22.0×10-8 22.0×10-2
5 0.5 1.0 22.0 0.5×106 2.0×10-6 22.0×10-8 11.0×10-2
6 1.5 0.5 132.0 3.0×106 0.33×10-6 66.0×10-8 198.0×10-2
表三(镍铬)
序号 长度L(m) 横截面积S(10-6m2) 电阻值R(10-2Ω) L/S(1/m) S/L(m) RS (Ω•m2) RL (Ω•m)
7 0.5 0.5 100.0 1.0×106 1.0×10-6 50.0×10-8 50.0×10-2
8 0.5 1.0 50.0 0.5×106 2.0×10-6 50.0×10-8 25.0×10-2
9 1.5 0.5 300.0 3.0×106 0.33×10-6 150.0×10-8 450.0×10-2
⑴分析比较实验序号1与2(或4与5、7与8)的数据,可初步得出结论是:在导体的材料与长度相同时,导体的横截面积越小,导体的电阻 。
⑵分析比较表中的实验序号 ,以及相应的数据,可初步得出结论是:在长度、横截面积相同时,不同材料的导体电阻不同。
⑶进一步综合分析比较表一、二、三中经运算后得到的数据及相关条件,归纳得出结论。
(a)分析比较 。(b) 分析比较 。
18、测定小灯泡额定功率的实验器材如图所示,其中小灯泡上标有“3.8V”的字样,它的电阻约10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,把图中的器材连接成实验电路(导线不要交叉)。
(2)小刚合理地连接好电路,闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮。于是小刚提出以下猜想:
A.可能是灯丝断了 B.可能是小灯泡短路 C.可能是变阻器开路
究竟哪个猜想正确,可根据电流表和电压表的示数进行判断(电流表、电压表均无故障)。下表给出了电流表、电压表可能出现的几种情况,请判断每种情况下哪个猜想是正确的,并把其序号填写在对应的空格里。
电流表 电压表 判断结果 判断依据说明
示数不为零 示数为零
示数为零 示数不为零
(3)小刚排除故障后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图所示,则通过小灯泡的电流为____A,小灯泡的额定功率为______W。
评卷人 得分
五、作图题
(每空? 分,共? 分)
19、如图,利用电磁原理,(黑色的为软铁片,ABC也为软铁片)帮忙连接电路图,使甲、乙两灯能交叉发光,并解释一下两灯交叉发光的工作原理:
评卷人 得分
六、综合题
(每空? 分,共? 分)
20、由于降水偏少以及火力发电用煤安排不足等原因,全国大多数省份供电不足,频频跳闸停电,影响居民生活及农业生产。某校为了维持正常教学用电,自购了一台发电机,铭牌上的参数如下表。
型号 200GF 额定频率 50Hz
转速 1500r/min 额定电流 400A
额定功率 200kW 效率 80%
请回答下列问题:
⑴ 柴油发电机由柴油机和发电机两部分组合而成,工作时的能量转化是:柴油燃烧________能转变为内能,柴油机__________冲程中内能转变为机械能,最后通过发电机转化为电能。
⑵ 发电机的工作原理是:
A、电流的磁效应; B、电磁感应现象;
C、磁场对电流有作用力; D、通电线圈在磁场中转动.
⑶到了夏天,全校50个教室,各个教室要增开“220V100W”的电风扇4台,学生公寓、教师办公室要增开“220V0.8kW”的空调机40台,多媒体教室、会议室、计算机房要增开“220V2.5kW”空调机8台。若其他设备总功率为80kW并照常运行。
试通过计算说明现有发电机能否满足需要。
(4)柴油发电机对学校的环境会造成哪些影响?(至少两点)
21、小林同学家新买了一台电热水器,说明书的部分内容如下表所示。小林按说明书要求给热水器装满水,通电50 min,观察到热水器上温度计示数由23℃上升到45℃。求:
(1)在加热过程中,水箱中水吸收的热量是多少?
(2)电热水器加热过程中消耗的电能是多少?
(3)比较(1)、(2)两问计算结果,你认为违背能量守恒吗?为什么?
额定电压 220V
额定频率 50Hz
输入功率 1600W
水箱容积 50L
生产编号 ××
22、如图所示,是夏雨同学设计的电子秤(g取10N/kg)。
(1)已知压力传感器与托盘的接触面积为1×10-3m2,托盘的质量为1kg。电子秤不称量时,压力传感器受到的压力和压强分别是多大?
(2)压力传感器R的阻值会随压力的大小发生变化,它们间的关系如由上表所示。已知R0的阻值为50Ω,电源电压为30V。当电压表的示数为10V时,电流表示数多大?被测物体的质量有多大?
参考答案
一、填空题
1、屏幕带电吸引轻小物体(带电体吸引轻小物体) 荧光屏(屏幕) 阴极 绿
2、A 液体热胀冷缩 (1)(2) 换用更细的玻璃管、用更长的管子、改用容积大的瓶子、将管子向上拔一些等。
二、选择题
3、C
三、计算题
4、(1)不会熔化;当锅内温度达到103℃时,开关S1会自动,而铝的熔点为660℃,所以不会熔化。1分
(2)1:11 2分
(3)水吸收的热量8.4×105J 1分
电饭锅消耗的电能106J 1分
电能转化为内能的效率84% 1分
5、(1)
(2)
6、(1)4V; (2)1.6W; (3)100Ω或4Ω.
7、(1)传感器的电阻为:R传=U2/P=(3V)2/0.9W=10Ω
传感器的额定电流为:I传=P传/U传=0.9W/3V=0.3A
(2)要求电路各部分安全,则要求电路的最大电流:I=I传=0.3A
此时电源电压最大值:Um=U传+U0
U传为传感器的额定电压,U0为R0调至最大值
时, 两端的电压,即,
电源电压最大值:
(3)设实际检测时,加在a、b间的电压为U,传感器的实际电阻为 .
根据第一次实验记录数据有: =0.16A× +1.48V ①
根据第二次实验记录数据有: =0.22A× +0.91V ②
由①、②两式解得:
传感器的电阻变化为:
所以,此传感器仍可使用 .
8、当开关S1断开、S2和S3闭合时,电路总功率最大,如图1
当开关S1闭合、S2和S3断开时,电路总功率最小,如图2
当开关S2闭合、S1和S3断开时,如图3
(1)由图1、图2和Q2 :Q2′=25:4可得:
∵ ∴
由图2得:
(2)由图2、图3可得:∵ ∴I ′=0.6A
由图2可得:Q ′2=I′2 R2 t
R2= =……=4Ω
∵R1=1.5R2 ∴R1=6Ω
U=I ′(R1+R2)=……=6 V
9、
电加热器三个状态的等效电路如图1、图2和图3所示。
电加热器在这三个状态中,电源电压不变,由 可知,在通电时间相同时,电阻丝的电阻越小,放出的热量越多。因为R DB<R CB<R AB,所以, Q DB>Q CB>Q AB。
因为保温状态比加热状态需要的热量少,所以图3为保温状态的等效电路。
由以上的分析可知: Q DB:Q CB:Q AB = 20:10:3。
三个状态的电路图为:图甲、图乙和图丙
根据 可得
令RCB=2R0 RDB=R0
10、能使1kg水温度升高
△t=Q/cm=1.2×105J/[4.2×103J/(kg•℃)•1kg]=28.6℃
100台风车一年获得的风能
W总=100Pt=100×1.2×105W×4000×3600S=1.728×1014 J
如果这些能量是由完全燃烧煤来获得,则煤的质量为:
m=W总/q=1.728×1014 J /3×107J/kg=5.76×106kg
11、(1)古樟匀速移动,阻力等于推力。f阻=F推=4×5×106N=2×107N
(3)由 ,有 , ,
5×104N 为所求
12、(1)车行驶时间t=10min=600s,行驶距离s=4200m
(2)F=4×103N s=4200m
4×103N*4200m=1.68×107J
(3)
13、(1)由题意知加压设备至少给水施加的压强P至少等于40m高水柱产生的压强。
∴ P至少=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×40m=4×105Pa
(2)该楼地基承受的最大压力
F最大=P最大•S=1.2×106Pa×1×103m2=1.2×109N
钢筋混凝土重
G混=ρ混V混g=2.5×103kg/m3×1×104m3×10N/kg=2.5×108N
其他建筑材料重
G其他=m其他•g=3.5×104×103kg×10N/kg=3.5×108N
设大楼另外添加的装饰材料、各种设备等物质及进入大楼的人员的总质量最大为m总,由题知:
F最大=G混+G其他+m总g
∴ 1.2×109N=2.5×108N+3.5×108N+m总×10N/kg
∴ m总=6×107kg.
四、实验,探究题
14、 (1)见图
(2)匀速直线 相等时间通过相等的路程(或路程和时间成正比.)
(3)大 用小气泡做实验(用较细玻璃管、用较长玻璃管.)
(4)先变大后变小.
15、(1)1、2与3(或4、5与6)
(2)光从空气斜射入其它介质时,折射角总是小于入射角。
(3)光从空气斜射入其它介质,当入射角相同时,玻璃中的折射角较水小。
(4)(a)表一或表二中入射角和折射角的正弦两列数据及相关条件,可初步得出的结论是:光从空气斜射入同一种介质时,入射角的正弦与折射角的正弦的比值是一个定值;
(b)表一和表二中入射角和折射角的正弦两列数据及相关条件,可初步得出的结论是:光从空气斜射入不同介质时,入射角的正弦与折射角的正弦的比值是不同的,且光从空气斜射入玻璃时,这个比值较大。
16、估算I灯 =P灯/U灯额=1瓦/3.8伏=0.26安<0.6安
当闭合电键时I = 0.2安 U 灯′= 2V
R 滑最大值 = (U-U 灯′)/ I =(6伏-2伏)/0.2安=20欧
当P在中点时,I 灯额 =(U-U 灯额)/R滑′ =
P 灯额 = U 灯额I 灯额 = 3.8伏 ×0.22安 = 0.836瓦
17、(1)越大。
(2)1、4、7(或2、5、8或3、6、9)。
⑶ ①分析比较表一、表二或表三中的第四列和第六列数据,可得:同种材料,电阻值与S/L乘积相同。(或分析比较表一、表二或表三中的第四列和第五列数据:可得同种材料电阻与L/S的比值是一个定值)。
②分析比较表一、表二和表三中的第四列和第六列数据,可得:不同种材料,电阻与S/L的数值乘积不同。(或分析比较表一、表二和表三中的第四列和第五列数据,可得不同种材料,电阻与L/S的比值不同)。
18、分析与解答:
(1)实物图如图所示:除了基本连线规则外,连线时我们还应该注意到根据题目为电表选择合适的量程,例如额定电压为3.8V的灯泡,电压表应该选择0~15V档;电阻约为10Ω,通过计算我们应该选择量程为0~0.6A的电流表档位。
(2)这是判定电路故障的题目,我们经常通过电流表或整电路工作情况来判定电路故障是属于“短路”还是“断路”,再根据电压表的示数情况确定具体的故障位置。
(3)电流表示数由于是连接0~0.6A量程,因此读数是0.36A,通过P=UI计算出小灯泡的额定功率是1.368W。
实物连线图 电流表 电压表 判断结果 判断依据说明
示数不为零 示数为零 B 电流表不为零,因此电路发生局部短路,根据电压表为零,判断出小灯泡短路了。
示数为零 示数不为零 A 电流表为零。因此电路某处发生断路,根据电压表有示数,判断出灯泡断路。
五、作图题
19、
六、综合题
20、(1)化学 做功
(2)(B)
(3)所有用电器的总功率为P总=152kw<200kw,故能满足需要
(4)①污气污染 ② 噪声污染.
21、(1)m=50kg Q=4.62×106J
(2)W电=4.8×106J
(3)不违背。因为在加热过程中,有部分热量散失到空气中,故水吸收热量比电热器放出热量少。
22、(1)F = G = mg =1kg×10N/kg =10N
P = F/S = 10N/(1×10-3m2)=104Pa
(2)I = U0/R0 = 10V/50Ω = 0.2A
由I = U/R 得R总 = U/ I =30V/0.2A =150Ω
R = R总- R0 =150Ω-50Ω=100Ω
G1 = F1 = 200N
由G = mg 得m1= G1/g=200N/(10N/kg)=20kg
被测物体质量m物= m1-m
1、随着我国电视生产技术的完善和人们生活水平的提高,彩色电视机已进入家家户户。但同学们是否注意观察到电视屏幕特别容易粘灰尘,其原因是 ;电视机工作时,从显像管尾部的阴极发射出的电子高速撞击荧光屏三色荧光粉,使屏幕发光,则该电子束的电流方向是从 流向 ;电视图像的各种艳丽色彩是由红、 、蓝三种颜色按不同强度组合而成的。
2、为了探究常用温度计的工作原理,小明取来一只墨水瓶装满带红色的煤 油,用橡皮塞塞紧瓶口,再将两端开口的空圆珠笔芯,穿过橡皮塞插入 煤油中, 这就制成了一个简单温度计。他选定早晨、中午和傍晚的三个时刻,观察细管中液柱的高度,并在管上画出记号,如图所示,请你指出中午所对应的刻线是 。此温度计的原理是 。 你觉得此自制温度计还有哪些地方可以进行改进:
(1)___________; (2)___________。
二、选择题
3、在国际单位制中,电荷的单位是
A. 伏特 B. 安培 C. 库仑 D.瓦特
三、计算题
4、图甲是内胆为铝质材料的电饭锅,内部电路如图乙所示,R1是加热电阻,阻值为48.4Ω;R2是限流电阻,阻值为484Ω。煮饭时,接通电源(220V50Hz),闭合手动开关S1,电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到103℃时,开关S1会自动断开,断开后若无外力作用则不会自动闭合,S2是一个自动温控开关,当锅内食物温度达到80℃时会自动断开,温度低于70℃时会自动闭合。(已知水的比热容为4.2×103J/(kg. ℃);查表可知铝的熔点为660℃)
请解答下列问题:
(1)如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S1,电饭锅 的内胆是否会熔化?为什么?
(2)在保温和加热两种情况下,电饭锅消耗的电功率之比是多少?
(3)若在一个标准大气压下将温度为20℃,质量为2.5kg的水烧开需要16min40s,求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少?
5、小明和小强两位同学进行100m短跑比赛。小明是位短跑健将,他12.5s到达终点时,小强才跑了80m。小明得意地说:“我们再跑一次,刚才你比我落后了20m,下次我的起跑线后退20m,我们还按原来的速度跑,我多跑20m,你和我就可以同时到达终点了。小强却说:“你既然要让我20m,那么,你不用后退了,只要把我的起跑线向前移20m,我少跑20m就行了,这样,我们准能同时到达终点。”小明说:“嗨!反正是差20m,我多跑20m,你少跑20m,还不是一回事?”小强怀疑地说:“不一定吧!我觉得好像不是一回事如果将他们的运动都看作是匀速直线运动。
问: (1)小明和小强的速度分别是多大?
(2)请你通过计算说明用他俩说的办法都能同时到达终点吗?
6、如图甲所示电路,电源电压为12V,电阻R1的阻值为20Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为100Ω,当开关S闭合时,电流表A的示数为0.2A。求:
(1)电压表V的示数;
(2)R2消耗的功率;
(3)滑动变阻器的滑片P移到另一位置时,电压表V1的示数如图所示乙所示,求此时滑动变阻器R2接入电路的阻值。
7、学校课外活动小组为检测某传感器而设计的电路如图所示.传感器上标有“3V0.9W”的字样(传感器可看作一个电阻),滑动变阻器 上标有“10Ω 1A”的字样,电流表量程为0.6A,电压表量程为3V.则:
(1)该传感器的电阻和额定电流各是多少?
(2)若电路各元件均完好,检测时,为了确保电路各部分的安全,在a、b之间所加的电源电压最大值是多少?
(3)根据技术资料可知,如果传感器的电阻变化超过1Ω,则该传感器就失去了作用.实际检测时,将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间(该电源电压小于上述所求电压的最大值),闭合开关S,通过调节 来改变电路的电流和 两端的电压.检测记录如下:
电压表示数/V 电流表示数/A
第一次 1.48 0.16
第二次 0.91 0.22
通过计算分析,你认为这个传感器是否仍可使用?此时a、b间所加的电压是多少?
8、将电阻R1和R2接在如图所示的电路中,通过闭合与断开开关可以组成三种功率的电路,其中电路总功率最大时,电阻R2在10s的时间内产生的热量为Q2;当电路总功率最小时,电阻R2在10s的时间内产生的热量为Q2′=14.4J,已知Q2 :Q2′=25:4。当开关S2闭合、S1和S3断开时,电流表的示数为1A
求:(1):R1:R2 。 (2)电源电压。
9、某同学设计了一个电加热器,有加热状态和保温状态,如图25所示。发热体AB是一根阻值为500Ω的电阻丝,C、D是电阻丝AB上的两点,S1是温控开关。当开关S1断开时,加热器处于保温状态。当开关S1闭合,S 接 a 或接 b 时, 加热器分别处于两个不同的加热状态。已知电加热器在三个状态中,每分钟放出的热量之比是20∶10∶3,在保温状态中,电阻丝CD两端的电压是33V(电源电压不变,电阻丝电阻不随温度变化)。
求:(1)电源电压;(2)电加热器处于保温状态中每分钟放出的热量。
10、风能具有来源丰富,安全卫生等优点。风力发电机中的风车叶片在风力的推动下转动,并带动机头发电机发电,为人们提供电能。若一台风车1S获得的风能为1.2×105J,这些能量如果全部被水吸收,能使1kg水温度升高多少?100台这样的风车在一年(工作时间按4000h计算)中获得的风能相当于完全燃烧多少kg的煤?[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤的热值为3×107J/kg]
11、在某风景区的建设中,需要将一株千年古樟移动.施工人员先将古樟的枝叶作了修剪,再在其四周深挖.把古樟连根带土挖起,宛如一个长方体的大“花盆”(如图).然后施工人员在“花盆”下铺上平行轨道,用4个推力均为5×106N的千斤顶将古樟沿轨道匀速缓慢滑动了35m.求:
不变地把压强向各个方向传递,而且 ,现已知两活塞的直径比D1∶D2=1∶20,则要产生以上推力,需用多大的力作用在小活塞上?
12、某人乘坐出租车在平直公路上匀速行驶,图为他乘车到达目的地时的车费发票。请你细心阅读车费发票,求出:
(1)出租车行驶的速度
(2)牵引力在这段时间内所做的功(设出租车的牵引力为4×103N)
(3)出租车发动机的功率
13、某电梯公寓楼高约40m完成此建筑物需要浇制钢筋混凝土1×104m3,用其他建筑材料3.5×104t,混凝土的密度为2.5×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)已知自来水的密度为1×103kg/m3,若要从地面向楼顶提供自来水,加压设备至少需给水施加多大的压强?
(2)测量表明,该楼的地基所承受的压强不得超过1.2×106Pa,若房基与地面的接触面积为1×103m2,则此大楼另外添加的装饰材料、各种设备等物质及进入大楼的人员的总质量不得超过多少?
评卷人 得分
四、实验,探究题
(每空? 分,共? 分)
14、在做研究“充水玻璃管中气泡的运动规律”实验时,小明取长50cm的细玻璃管注满水,管中留5mm高的小气泡,将玻璃管反转后,观察气泡的运动情况,如图所示。
(1)小明将实验所测得的数据记录在表一中,请你在图的坐标中画出s-t图像。
表一:
从0点开始的距离S/cm 0 10 20 30 40
5mm高的气泡从0点开始的时间t/s 0 4.7 9.7 14.8 19.6
表二:
从0点开始的距离S/cm 0 20 40 60 80
1cm高的气泡从
0点开始的时间t/s 0 3.6 7.1 10.8 14.4
2cm高的气泡从
0点开始的时间t/s 0 3.4 6.8 10.2 13.6
(2)从实验数据和所画的图象,你认为:小气泡所做的是:_______运动,你判断的依据是:________________________________。
(3)小明换用粗玻璃管又做了2组实验,数据记录如表二所示。观察数据可知:__________气泡运动较快。由于气泡上升较快,会造成时间的测量难度较大,为了解决这一困难,根据小明的实验数据,请你提出一点建议:__________________。
(4)本次实验中,小明还发现,玻璃管与水平成60°角放置,管中气泡的上升要比竖直放置快一些;而当玻璃管水平放置时,气泡几乎不动。根据此现象你能推测出:随倾斜角度的增大,气泡上升速度的大小将:___________________________。
15、某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中,按正确的方法安装和调节好实验装置。他们使光从空气斜射入水中,按表一中的入射角i依次进行了三次实验,并将相应的折射角r记录在表一中。然后他们使光从空气斜射入玻璃中,重复上述实验,并将数据记录在表二中。为了进一步探究入射角i和折射角r之间的关系,他们进行适量的运算,将结果分别记录在表一和表二的后四列中。
表一(空气斜射入水)
实验
序号 入射角i(度) 折射角r(度) 入射角的正弦sini(×10-2) 折射角的正弦sinr(×10-2) 入射角的余弦cosi(×10-2) 折射角的余弦cosr(×10-2)
1 23.0 17.5 39 30 92 95
2 36.0 26.7 59 45 81 89
3 51.0 36.9 78 60 63 80
表二(空气斜射入玻璃)
实验
序号 入射角i(度) 折射角r(度) 入射角的正弦sini(×10-2) 折射角的正弦sinr(×10-2) 入射角的余弦cosi(×10-2) 折射角的余弦cosr(×10-2)
4 23.0 15.0 39 26 92 97
5 36.0 23.0 59 39 81 92
6 51.0 31.3 78 52 63 85
(1)分析比较实验序号______数据中的入射角i与折射角r变化关系及相关条件,可得出的初步结论是:光从空气斜射入其它介质,折射角随入射角的增大而增大。
(2)分析比较每一次实验数据中的入射角i与折射角r的大小关系及相关条件,可得出的初步结论是:_____________。
(3)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)数据中的入射角i与折射角r的关系及相关条件,可得出的初步结论是:______。
(4)请进一步综合分析比较表一、表二中经运算后得到的数据及相关条件,并归纳得出结论。
(a)分析比较______;(b)分析比较_______。
16、在测定小灯泡功率的实验中,某同学用四节新干电池作电源,额定电压为3.8伏的小灯泡(估计额定功率为1瓦左右),以及实验所需的其他器材,他按如图a所示电路图正确连接电路。当滑片P在b端时,他闭合电键K,电压表和电流表的示数如图b所示,他将滑片P向a端移动的过程中,发现当小灯泡正常发光时,滑片P正好在滑动变阻器的中点上(即连入电路的电阻正好是其最大阻值的一半)。此时由于电流表指针晃动剧烈无法准确读数,该同学经过思考、分析,最后求出了小灯泡的额定功率。请你根据上述实验过程,帮这位学生求出小灯泡的额定功率。
a b
17、某小组同学用DIS实验装置研究影响电阻大小的因素,他选取了三种材料:钨丝、锰铜丝和镍铬丝。保持温度不变,所测得实验数据记录在表一、表二和表三中的前四列,为了进一步探究电阻大小与导体的横截面、长度、材料之间的关系,他们对实验数据进行适量的运算,将结果分别记录在三个表格中的后四列中。
表一(钨丝)
序号 长度L(m) 横截面积S(10-6m2) 电阻值R(10-2Ω) L/S(1/m) S/L(m) RS (Ω•m2) RL (Ω•m)
1 0.5 0.5 5.30 1.0×106 1.0×10-6 2.65×10-8 2.65×10-2
2 0.5 1.0 2.65 0.5×106 2.0×10-6 2.65×10-8 1.33×10-2
3 1.5 0.5 15.9 3.0×106 0.33×10-6 7.95×10-8 23.85×10-2
表二(锰铜)
序号 长度L(m) 横截面积S(10-6m2) 电阻值R(10-2Ω) L/S(1/m) S/L(m) RS (Ω•m2) RL (Ω•m)
4 0.5 0.5 44.0 1.0×106 1.0×10-6 22.0×10-8 22.0×10-2
5 0.5 1.0 22.0 0.5×106 2.0×10-6 22.0×10-8 11.0×10-2
6 1.5 0.5 132.0 3.0×106 0.33×10-6 66.0×10-8 198.0×10-2
表三(镍铬)
序号 长度L(m) 横截面积S(10-6m2) 电阻值R(10-2Ω) L/S(1/m) S/L(m) RS (Ω•m2) RL (Ω•m)
7 0.5 0.5 100.0 1.0×106 1.0×10-6 50.0×10-8 50.0×10-2
8 0.5 1.0 50.0 0.5×106 2.0×10-6 50.0×10-8 25.0×10-2
9 1.5 0.5 300.0 3.0×106 0.33×10-6 150.0×10-8 450.0×10-2
⑴分析比较实验序号1与2(或4与5、7与8)的数据,可初步得出结论是:在导体的材料与长度相同时,导体的横截面积越小,导体的电阻 。
⑵分析比较表中的实验序号 ,以及相应的数据,可初步得出结论是:在长度、横截面积相同时,不同材料的导体电阻不同。
⑶进一步综合分析比较表一、二、三中经运算后得到的数据及相关条件,归纳得出结论。
(a)分析比较 。(b) 分析比较 。
18、测定小灯泡额定功率的实验器材如图所示,其中小灯泡上标有“3.8V”的字样,它的电阻约10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,把图中的器材连接成实验电路(导线不要交叉)。
(2)小刚合理地连接好电路,闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮。于是小刚提出以下猜想:
A.可能是灯丝断了 B.可能是小灯泡短路 C.可能是变阻器开路
究竟哪个猜想正确,可根据电流表和电压表的示数进行判断(电流表、电压表均无故障)。下表给出了电流表、电压表可能出现的几种情况,请判断每种情况下哪个猜想是正确的,并把其序号填写在对应的空格里。
电流表 电压表 判断结果 判断依据说明
示数不为零 示数为零
示数为零 示数不为零
(3)小刚排除故障后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图所示,则通过小灯泡的电流为____A,小灯泡的额定功率为______W。
评卷人 得分
五、作图题
(每空? 分,共? 分)
19、如图,利用电磁原理,(黑色的为软铁片,ABC也为软铁片)帮忙连接电路图,使甲、乙两灯能交叉发光,并解释一下两灯交叉发光的工作原理:
评卷人 得分
六、综合题
(每空? 分,共? 分)
20、由于降水偏少以及火力发电用煤安排不足等原因,全国大多数省份供电不足,频频跳闸停电,影响居民生活及农业生产。某校为了维持正常教学用电,自购了一台发电机,铭牌上的参数如下表。
型号 200GF 额定频率 50Hz
转速 1500r/min 额定电流 400A
额定功率 200kW 效率 80%
请回答下列问题:
⑴ 柴油发电机由柴油机和发电机两部分组合而成,工作时的能量转化是:柴油燃烧________能转变为内能,柴油机__________冲程中内能转变为机械能,最后通过发电机转化为电能。
⑵ 发电机的工作原理是:
A、电流的磁效应; B、电磁感应现象;
C、磁场对电流有作用力; D、通电线圈在磁场中转动.
⑶到了夏天,全校50个教室,各个教室要增开“220V100W”的电风扇4台,学生公寓、教师办公室要增开“220V0.8kW”的空调机40台,多媒体教室、会议室、计算机房要增开“220V2.5kW”空调机8台。若其他设备总功率为80kW并照常运行。
试通过计算说明现有发电机能否满足需要。
(4)柴油发电机对学校的环境会造成哪些影响?(至少两点)
21、小林同学家新买了一台电热水器,说明书的部分内容如下表所示。小林按说明书要求给热水器装满水,通电50 min,观察到热水器上温度计示数由23℃上升到45℃。求:
(1)在加热过程中,水箱中水吸收的热量是多少?
(2)电热水器加热过程中消耗的电能是多少?
(3)比较(1)、(2)两问计算结果,你认为违背能量守恒吗?为什么?
额定电压 220V
额定频率 50Hz
输入功率 1600W
水箱容积 50L
生产编号 ××
22、如图所示,是夏雨同学设计的电子秤(g取10N/kg)。
(1)已知压力传感器与托盘的接触面积为1×10-3m2,托盘的质量为1kg。电子秤不称量时,压力传感器受到的压力和压强分别是多大?
(2)压力传感器R的阻值会随压力的大小发生变化,它们间的关系如由上表所示。已知R0的阻值为50Ω,电源电压为30V。当电压表的示数为10V时,电流表示数多大?被测物体的质量有多大?
参考答案
一、填空题
1、屏幕带电吸引轻小物体(带电体吸引轻小物体) 荧光屏(屏幕) 阴极 绿
2、A 液体热胀冷缩 (1)(2) 换用更细的玻璃管、用更长的管子、改用容积大的瓶子、将管子向上拔一些等。
二、选择题
3、C
三、计算题
4、(1)不会熔化;当锅内温度达到103℃时,开关S1会自动,而铝的熔点为660℃,所以不会熔化。1分
(2)1:11 2分
(3)水吸收的热量8.4×105J 1分
电饭锅消耗的电能106J 1分
电能转化为内能的效率84% 1分
5、(1)
(2)
6、(1)4V; (2)1.6W; (3)100Ω或4Ω.
7、(1)传感器的电阻为:R传=U2/P=(3V)2/0.9W=10Ω
传感器的额定电流为:I传=P传/U传=0.9W/3V=0.3A
(2)要求电路各部分安全,则要求电路的最大电流:I=I传=0.3A
此时电源电压最大值:Um=U传+U0
U传为传感器的额定电压,U0为R0调至最大值
时, 两端的电压,即,
电源电压最大值:
(3)设实际检测时,加在a、b间的电压为U,传感器的实际电阻为 .
根据第一次实验记录数据有: =0.16A× +1.48V ①
根据第二次实验记录数据有: =0.22A× +0.91V ②
由①、②两式解得:
传感器的电阻变化为:
所以,此传感器仍可使用 .
8、当开关S1断开、S2和S3闭合时,电路总功率最大,如图1
当开关S1闭合、S2和S3断开时,电路总功率最小,如图2
当开关S2闭合、S1和S3断开时,如图3
(1)由图1、图2和Q2 :Q2′=25:4可得:
∵ ∴
由图2得:
(2)由图2、图3可得:∵ ∴I ′=0.6A
由图2可得:Q ′2=I′2 R2 t
R2= =……=4Ω
∵R1=1.5R2 ∴R1=6Ω
U=I ′(R1+R2)=……=6 V
9、
电加热器三个状态的等效电路如图1、图2和图3所示。
电加热器在这三个状态中,电源电压不变,由 可知,在通电时间相同时,电阻丝的电阻越小,放出的热量越多。因为R DB<R CB<R AB,所以, Q DB>Q CB>Q AB。
因为保温状态比加热状态需要的热量少,所以图3为保温状态的等效电路。
由以上的分析可知: Q DB:Q CB:Q AB = 20:10:3。
三个状态的电路图为:图甲、图乙和图丙
根据 可得
令RCB=2R0 RDB=R0
10、能使1kg水温度升高
△t=Q/cm=1.2×105J/[4.2×103J/(kg•℃)•1kg]=28.6℃
100台风车一年获得的风能
W总=100Pt=100×1.2×105W×4000×3600S=1.728×1014 J
如果这些能量是由完全燃烧煤来获得,则煤的质量为:
m=W总/q=1.728×1014 J /3×107J/kg=5.76×106kg
11、(1)古樟匀速移动,阻力等于推力。f阻=F推=4×5×106N=2×107N
(3)由 ,有 , ,
5×104N 为所求
12、(1)车行驶时间t=10min=600s,行驶距离s=4200m
(2)F=4×103N s=4200m
4×103N*4200m=1.68×107J
(3)
13、(1)由题意知加压设备至少给水施加的压强P至少等于40m高水柱产生的压强。
∴ P至少=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×40m=4×105Pa
(2)该楼地基承受的最大压力
F最大=P最大•S=1.2×106Pa×1×103m2=1.2×109N
钢筋混凝土重
G混=ρ混V混g=2.5×103kg/m3×1×104m3×10N/kg=2.5×108N
其他建筑材料重
G其他=m其他•g=3.5×104×103kg×10N/kg=3.5×108N
设大楼另外添加的装饰材料、各种设备等物质及进入大楼的人员的总质量最大为m总,由题知:
F最大=G混+G其他+m总g
∴ 1.2×109N=2.5×108N+3.5×108N+m总×10N/kg
∴ m总=6×107kg.
四、实验,探究题
14、 (1)见图
(2)匀速直线 相等时间通过相等的路程(或路程和时间成正比.)
(3)大 用小气泡做实验(用较细玻璃管、用较长玻璃管.)
(4)先变大后变小.
15、(1)1、2与3(或4、5与6)
(2)光从空气斜射入其它介质时,折射角总是小于入射角。
(3)光从空气斜射入其它介质,当入射角相同时,玻璃中的折射角较水小。
(4)(a)表一或表二中入射角和折射角的正弦两列数据及相关条件,可初步得出的结论是:光从空气斜射入同一种介质时,入射角的正弦与折射角的正弦的比值是一个定值;
(b)表一和表二中入射角和折射角的正弦两列数据及相关条件,可初步得出的结论是:光从空气斜射入不同介质时,入射角的正弦与折射角的正弦的比值是不同的,且光从空气斜射入玻璃时,这个比值较大。
16、估算I灯 =P灯/U灯额=1瓦/3.8伏=0.26安<0.6安
当闭合电键时I = 0.2安 U 灯′= 2V
R 滑最大值 = (U-U 灯′)/ I =(6伏-2伏)/0.2安=20欧
当P在中点时,I 灯额 =(U-U 灯额)/R滑′ =
P 灯额 = U 灯额I 灯额 = 3.8伏 ×0.22安 = 0.836瓦
17、(1)越大。
(2)1、4、7(或2、5、8或3、6、9)。
⑶ ①分析比较表一、表二或表三中的第四列和第六列数据,可得:同种材料,电阻值与S/L乘积相同。(或分析比较表一、表二或表三中的第四列和第五列数据:可得同种材料电阻与L/S的比值是一个定值)。
②分析比较表一、表二和表三中的第四列和第六列数据,可得:不同种材料,电阻与S/L的数值乘积不同。(或分析比较表一、表二和表三中的第四列和第五列数据,可得不同种材料,电阻与L/S的比值不同)。
18、分析与解答:
(1)实物图如图所示:除了基本连线规则外,连线时我们还应该注意到根据题目为电表选择合适的量程,例如额定电压为3.8V的灯泡,电压表应该选择0~15V档;电阻约为10Ω,通过计算我们应该选择量程为0~0.6A的电流表档位。
(2)这是判定电路故障的题目,我们经常通过电流表或整电路工作情况来判定电路故障是属于“短路”还是“断路”,再根据电压表的示数情况确定具体的故障位置。
(3)电流表示数由于是连接0~0.6A量程,因此读数是0.36A,通过P=UI计算出小灯泡的额定功率是1.368W。
实物连线图 电流表 电压表 判断结果 判断依据说明
示数不为零 示数为零 B 电流表不为零,因此电路发生局部短路,根据电压表为零,判断出小灯泡短路了。
示数为零 示数不为零 A 电流表为零。因此电路某处发生断路,根据电压表有示数,判断出灯泡断路。
五、作图题
19、
六、综合题
20、(1)化学 做功
(2)(B)
(3)所有用电器的总功率为P总=152kw<200kw,故能满足需要
(4)①污气污染 ② 噪声污染.
21、(1)m=50kg Q=4.62×106J
(2)W电=4.8×106J
(3)不违背。因为在加热过程中,有部分热量散失到空气中,故水吸收热量比电热器放出热量少。
22、(1)F = G = mg =1kg×10N/kg =10N
P = F/S = 10N/(1×10-3m2)=104Pa
(2)I = U0/R0 = 10V/50Ω = 0.2A
由I = U/R 得R总 = U/ I =30V/0.2A =150Ω
R = R总- R0 =150Ω-50Ω=100Ω
G1 = F1 = 200N
由G = mg 得m1= G1/g=200N/(10N/kg)=20kg
被测物体质量m物= m1-m
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