一.简答题1. 随着人们生活水平的不断提高,汽车已成为寻常百姓家里的代步工具.小丽的爸爸用汽车送她上学,走到学校附近的路口,向左急转弯,小丽顿时产生被向右甩出的感觉.请用惯性的知识解释这一现象.答:人和车原来都是沿某个方向运动的,当车突然向左急转时,人的下半身随着车向左急转,而人的上半身由于惯性,仍然保持原来的运动状态,所以人感觉被向右甩出.2. 食品运输过程中,通常用干冰或冰块来保鲜.请分别说出这两种方法的物理依据.答:干冰易升华,由固态直接变为气态,在升华过程中需要从外界吸收大量的热,会使食品温度降低,起到防止腐烂变质的作用;冰熔化时,由固态变成液态的过程中从周围吸收热量,导致冰块周围温度降低,起到保鲜的作用.3.第3题图阅读上述小资料,请你在小组合作学习交流中,给小组其他同学解释“使锤头紧套在锤柄上”所包含的物理道理.答:锤头和锤柄一起向下运动,锤柄撞击板凳时受到阻力,运动状态改变,由运动变为静止;而锤头由于惯性,仍然保持原来的运动状态,继续向下运动;这样反复几次,锤头就能紧套在锤柄上.4. 如图所示是同学们在参观铁路工地时看到的场景.请用物理知识简要回答下列两个问题:第4题图(1) 铁轨为什么要铺在一根根路枕上?(2) 出发前,老师通常会嘱咐同学们骑自行车时不要太快,也不能骑车带人,为什么?答:(1)铁轨铺在枕木上,增大受力面积,减小压强;(2)骑自行车太快或者骑车带人,当遇到障碍物时,车轮遇到障碍物停止下来,而人由于惯性继续向前运动,造成摔伤.5.在高速公路上,坐在客车车窗旁的王桦感觉道路两旁的树木在急速后退.当她推开车窗玻璃时,长长的披肩秀发被“吸”到了窗外,请你用所学物理知识解释上述两种现象.答:(1)因为王桦是以自己所乘坐的客车(包括车内的乘客、司机、座椅等)为参照物,道路两旁的树木相对所乘坐的客车(参照物)的位置发生了变化,所以感到道路两旁的树木在向后运动.(2)由于客车极速行驶,客车外的空气流动速度较大,压强较小,车内的空气流动速度较小,压强较大,车内的气体压强大于车外的气体压强,所以她的头发被“吸”到了窗外.6.如图所示,商场中,一位卖微波炉的售货员和一位顾客产生了不同意见,售货员说,微波炉很省电,用它加热食品花不了多少电费;顾客说,微波炉很费电,他家的微波炉一开就“烧保险”.他们各自是从什么角度说的?请你用科学术语说明“微波炉一开就烧保险”的原因.第6题图答:售货员是从加热时间角度来说的,售货员认为微波炉很省电,是说用微波炉虽然功率大,但加热食物用时很短,消耗的电能并不多,所以不“费电”;顾客是从电功率角度考虑的,因为微波炉属于大功率用电器,工作时电路中电流很大,会烧断保险丝,相同时间内消耗的电能多,所以认为很“费电”.之所以一开微波炉保险丝就会熔断,是因为微波炉的功率大,根据错误!未指定书签。
可知,家庭电路中电压U=220 V,使用时会导致电路中总电流过大,根据焦耳定律,Q=I2Rt可知,电流越大、产生的热量越多,因而会烧断保险丝.二.测量小灯泡电功率1. 为了测定额定电压为“2.5V”小灯泡的电功率,小明设计了图甲所示的电路图,实验中各元件完好,电源电压保持不变.第1题图(1)电路连接完整后、小明闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的操作是(选填下面字母序号).A. 检査电路是否断路B. 检查电路是否短路C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光(2)为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器.当电压表的示数为V时,灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为A,该灯泡的额定功率为W.【答案】(1)C;(2)2.5;0.3;0.75【解析】(1)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片置于阻值最大处;闭合开关后,电流表、电压表均有示数,说明电路是通路,电路不存在短路和断路;由于滑动变阻器阻值全部接入电路,电路总电阻很大,电路电流很小,故灯泡实际功率很小,可能不足以引起灯泡发光;因此接下来的操作是:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故选C.(2)当灯泡正常发光时,它两端的电压应为其额定电压2.5V;由图乙可知,电流表所选的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,故其示数为0.3A;该灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W2. 在“测量标有‘2. 5V’字样小灯泡的电功率”的实验中,实验室提供的器材有电压表、电流表、开关、电压为4.5 V的电源和标有“30Ω 0.5A”的滑动变阻器,小宇同学已连接好如图甲所示的部分实验电路.第2题图(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求闭合开关后,使滑片P向右端移动时小灯泡的亮度变亮;(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,且电压表的示数为0,电流表示数不为0,则出现故障的原因可能是;(3)排除故障后,调节滑动变阻器,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定电流为A,小灯泡的额定功率为W;小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻为Ω(保留1位小数). 【答案】(1)如答图所示第2题答图(2)小灯泡短路;(3)0.24,0.6,8.3【解析】(1)闭合开关后,使滑片P向右端移动时小灯泡的亮度变亮,说明电阻在变小,因此接线柱应接在D上.(2)电路故障分析要先分析电路,再看清现象,根据现象作出故障的判断.分析电路可知:灯与滑动变阻器串联,电流表测电路中电流,电压表测灯泡两端电压,故障现象是“闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表的示数为0”,这说明电路中是有电流的,但是电流不经过灯泡和电压表,故电压表或灯泡被短路.(3)电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值是0.02A,因此电流表的读数I=0.24A,此时为灯泡的额定电流,所以灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.24A=0.6W;灯泡正常发光,则电路电流I=I L=0.24A,滑动变阻器两端的电压U1=U-U L=4.5V-2.5V=2V,此时滑动变阻器接入电路的电阻错误!未指定书签。
.3.小芳到实验室做“测量小灯泡的额定功率”的实验时,老师只给她提供了如下器材:标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表(没有电流表)、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干.她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路,如图甲是该电路的不完整电路图.第3题图(1)请你将甲电路图补充完整.(2)闭合开关前,应将滑动变阻器调至阻值的位置.(3)闭合开关后,为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表V1的示数为V,此时电压表V2的示数如图乙所示,是V.(4)小灯泡的额定功率为W.(5)她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法,其电路图如图丙所示,R0=10Ω,并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器,是电流表A2的示数为A时,再读出电流表A1的示数,才能计算出小灯泡的额定功率.【答案】(1)如答图所示第3题答图(2)最大(3)2.5 2.4 (4)0.6 (5)0.25【解析】(1)在测量小灯泡电功率的实验中,没有电流表,而多给了一个电压表和定值电阻,于是我们利用欧姆定律把定值电阻与灯泡串联,其中一只电压表测量定值电阻的电压,据错误!未指定书签。
,即可得到通过定值电阻的电流,再由串联电路电流处处相等,从而进一步计算出电功率;连接电路图如图所示;(2)在测量电功率的实验中,为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片一定要移动到滑动变阻器最大阻值处;(3)闭合开关后,为了测量小灯泡的额定功率,小灯泡标有“2.5V”字样,即小灯泡的额定电压为2.5V,所以应调节滑动变阻器,使电压表错误!未指定书签。
的示数为2.5V,此时电压表错误!未指定书签。
的示数如图乙所示,量程选择为0~3V量程,故读数为2.4V;(4)小灯泡的额定功率等于额定电压与对应电流的乘积,而电流等于定值电阻流,错误!未指定书签。
,故灯泡的额定功率错误!未指定书签。
;(5)在只有电流表没有电压表的情况下测灯泡的功率其方法思路是,将定值电阻与灯泡并联,用电流表测量定值电阻的电流即可计算出电压,根据并联电路电压相等,可得灯泡两端电压,故灯泡额定电压为2.5V时,通过定值电阻的电流错误!未指定书签。
;所以使电流表错误!未指定书签。
的示数为0.25A时,灯泡才正常发光.再读出电流表错误!未指定书签。
的示数,才能计算出小灯泡的额定功率.4.在测量标有“2.5V”字样小灯泡的电功率的实验中,小明同学设计了如图所示的电路图做实验,测量的数据如下表:第4题图数据1 2 3 4 5 6 7序号电压0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 3.0U/V电流0.16 0.19 0.21 0.25 0.26 0.28 0.32I/A灯泡不亮微亮微亮较亮较亮明亮很亮发光(1)请根据表中的数据计算出小灯泡额定功率为W,当小灯泡两端电压为1.7V时,小灯泡的电阻为Ω.(2)有一位同学在连接电路后,闭合开关,在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现:灯泡变亮时电压表示数变小;灯泡变暗时,电压表示数变大.经检查所用器材完好,请指出问题可能是:.(3)若将小灯泡换成发光二极管,测量发光二极管的电功率,发现在亮度相当的情况下,每次所测得的电功率都比小灯泡的小,从能量转化角度来分析,其原因是【答案】(1)0.7 6.8 (2)电压表并联在滑动变阻器两端(3)发光二极管将电能转化成光能的效率更高【解析】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,从表中可得对应的额定电流为0.28A,则该灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.28A=0.7W.小灯泡两端的电压为1.7V时,通过它的电流为0.25A,则它的电阻为错误!未指定书签。
;(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P时,灯泡变亮,说明加在灯泡两端的实际电压变大了,但此时电压表示数变小,可以判断电压表并不是测的灯泡两端的电压,分析电路图可知,该电路中是把电压表并联到变阻器两端了;(3)亮度相同的情况下,每次测定发光二极管的功率都比灯泡小,这说明发光二极管将电能转化成光能的效率更高.三.测量物质的密度1.在探究质量与体积的关系时,小明找来大小不同的铝块进行实验.第1题图(1)图甲是小明在水平桌面上使用托盘天平的情景,他的操作错误是.(2)改正错误后,小明正确操作,根据实验数据画出了铝块质量随体积变化的图像,如图乙所示.分析图像可知:铝块的质量与体积的比值是一个定值,为g/cm3.【答案】(1)用手直接拿砝码;(2)2.7.【解析】(1)图甲是小明在水平桌面上使用托盘天平的情景,他的操作错误是在称量时直接用手拿砝码;(2)由图像可知,铝块的质量和体积成正比,说明同种物质的质量与体积的比值相同;铝块的质量为13.5g时,对应的体积为5cm3,其密度错误!未找到引用源。