2020 年中考物理模拟试卷
题号
一、未
分类
二、填
空题
三、实
验,探
究题
四、计
算题
总分
得分
一、未分类
(每空? 分,共? 分)
1、如图是用木槌敲击同一音叉时,示波器在相同时间内截取的二列声波图,一次重敲,一次轻敲,下列说法正确的是
( )
A.重敲时音调高,甲图是重敲时的声波图
B.轻敲时响度大,两次敲击音色相同
C.两次敲击音调、音色都相同,乙图是轻敲时声波图
D.甲的音量比乙的音量大,甲的音调也比乙的音调高
2、“共享单车”已入驻我区,推动了绿色出行,深受市民欢迎。骑共享单车时,用手机摄像头扫描二维码后自动开锁
(如图所示)。①手机扫描二维码时,二维码位于摄像头一倍焦距以内;②单车轮胎表面有凹凸不平的花纹是为了增
大摩擦;③骑行时,看见树木向后退是以自行车为参照物;④尾灯是靠光的折射来提醒后方司机注意安全的;⑤车铃
利用振动发出声音来提醒行人注意安全;⑥单车的踏脚相当于省力杠杆,以上说法中正确的是( )
A.①②⑥ B.②③⑤ C.①④⑥ D.②③⑥
3、关于电磁波,有以下说法:①看电视时调节频道实际上是在改变电视台发射电磁波的频率;②向某卫星发出波长为
0.1m 的电磁波,0.3s 后收到反射波,该电磁波的频率是 3×109Hz,卫星距离地面 9×107m;③无线广播信号发射时,
调制器的作用把声音信号转变为电流信号;④4G 是新的移动通信技术,它的传输速度更快,且没有电磁波辐射;⑤手
机既能发射电磁波也能接收电磁波;⑥红外线和 X 光线的传播都不需要介质,声波的传播却需要介质,但都具有能量。
以上这些说法正确的是( )
A.①②③④ B.③④⑤⑥ C.①②③⑥ D.②③⑤⑥
4、有四位同学在同一地点同时做托里拆利实验,其中有两人不小心使玻璃管内混入了一些空气,有一人把管放斜了,
只有一人操作完全正确。他们记录到玻璃管内水银柱的长度分别为:725mm,733mm,749mm,760mm,那么,实验地点
当时的实际大气压与下列哪种情况的水银柱产生的压强相同( )
A.725mmHg B.733mmHg C.749mmHg D.760mmHg
5、一次家庭探究活动中,小华把一个正在发光的灯泡放到 U 形磁体中间,惊讶的发现了灯丝突然晃动起来。关于这种
现象,下列说法正确的是( )
A.灯丝晃动是一种电磁感应现象
B.灯丝晃动是内能转化成了机械能
C.磁体对钨这种材料有吸引作用
D.灯丝晃动是磁场对电流的作用
6、某同学用焦距分别为 f1 和 f2 的甲、乙两凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,先将点燃的蜡烛、凸透镜甲和
光屏放置在光具坐上,调整后的位置如图所示,此时光屏上得到烛焰清晰的像;再用凸透镜乙替换凸透镜甲,且保持
蜡烛和凸透镜的位置不变,将光屏向左移动,再次得到烛焰清晰的像。①图中光屏上的像是烛焰发出的光线经过凸透
镜折射后形成的,②图中光屏上的像是倒立放大的实像,③f1<f2,④f1>f2,对以上判断完全正确的是( )
评卷人 得分A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
7、夏天,有经验的人为了防止饭菜变味,常把饭菜放入盆中,再把盆浮在水缸里,对于这种做法,下列最合理的解释
是( )
A.水的比热容较大,可以吸收较多的热量
B.水缸是砂石材料做成的,比热容较小,有散热作用
C.水缸中的水不断蒸发,水缸内水的内能相对减少导致温度降低
D.水缸周围的水蒸汽在缸壁液化,使水缸内温度降低
8、某金属箔是由密度大于水的材料制成,取适量这种金属箔制成中空的筒,放入桌面上盛有适量水的烧杯中,发现它
漂浮在水面上,然后再将此制成的金属筒揉成紧密的小团放入同一杯水中,发现它沉入水底,比较前后两种情况,下
列说法正确的是( )
A.漂浮时受到的浮力比沉底时大,漂浮时比沉入水底时水对杯底的压强也大
B.揉成团后下沉是因为金属箔密度减小,受到的浮力小于重力
C.漂浮时水对浮筒的浮力和浮筒受到的重力是一对相互作用力,水对杯底压强不变
D.沉入水底时,金属团各面所受水的压强相同,沉入前后杯对桌面压强不变
9、医院里利用高温高压蒸汽消毒锅对器械进行消毒,不同的器械所要求的温度和压强不同,如图为自动测量锅内温度、
气压的电路原理图(虚线框为锅内部分电路),电源电压恒定为 4.5V,下列说法错误的是( )
A.若对总质量为 5kg、初温为 15℃的钢制器械进行消毒,消毒温度达到 115℃时,器械共吸 2.4×105J(c 钢=0.48×
103J/kg•℃)
B.电阻 R1 的阻值随压强变化,其受压力面积为 2cm2,R1 表面能承受压力为 70N,则锅内允许的最高气压不超过 3.5×
105Pa
C.通过电流表 A1 显示锅内气压,当锅内气压不高于 1 标准大气压时,A1 显示值为 0,此时电阻 R1 为 200Ω,则气压表
零刻度应标在 A1 的 22.5mA 处
D.消毒锅的发热器是由功率为 100W,效率为 80%的发热器提供,对总质量为 5kg、初温为 15℃的钢制器械进行消毒,
消毒温度达到 115℃时,发热器的工作时间是 4min
10、如图所示,是“探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的实验装置,下列说法正确的是( )
A.电磁铁 A 的上端为 N 极,电磁铁 B 的上端为 S 极
B.向右移动滑片 P 时,A 吸引大头针的数量会增加
C.该实验装置可以用来探究电流方向与电磁铁磁性强弱的关系
D.该实验装置可以用来探究电磁铁磁性强弱与绕线匝数的关系
11、如图,电阻 R1 与 R3 相等,电阻 R2 与 R4 相等。现有一个两端电压为 10V 的电源,当把该电源接在 A、B 两个接线端
时,电压表的示数为 7.5V,电阻 R1 两端的电压为 U1.当把该电源接在 C、D 两个接线端时,电压表的示数为 5V,电阻
R2 两端的电压为 U2.则下列选项不正确的是( )
A.U1:U2=1:2 B.R1:R5=1:3 C.R2:R5=1:2 D.R1:R2=1:3
12、有 A、B 两个密度分别为ρA、ρB 的实心正方体,它们所受的重力分别为 GA 和 GB,它们的边长之比为 2:1.将它
们如图所示叠放在水平桌面上时,A 对 B 的压强与 B 对桌面的压强之比为 6:7.水平桌面上有两个圆柱形容器,分别
装有足量的水和酒精。将物体 A 和 B 分别放入水和酒精中,物体 A 漂浮,有 的体积露出水面。液体静止时,物体 A、
B 所受浮力分别为 FA 和 FB.已知酒精密度是水密度的 0.8 倍。下列判断正确的是( )A.FA:FB=5:2,GA>GB B.ρA:ρB=3:4,FA<FB
C.GA:GB=1:6,ρA<ρB D.FA:FB=15:2,ρA<ρB
13、现有两个用电器,上面分别标有“6V 0.2A”和“12V 0.5A”的字样,如果把这两个用电器串联起来,为了使
其中的一个用电器正常工作,那么加在串联电路两端的电压应该是 V,在 1min 内电流对后一用电器所做的功
是 。
14、一支未标刻度的温度计,将它放入冰水混合物中时,水银柱长 4cm,放入标准大气压下的沸水中时,水银柱长度
为 24cm,若将它放入 40℃的水中时,水银柱的长度是 cm;质量、初温均相同的甲乙两物体,先将甲投入一
杯热水中,达到热平衡后水温降低了 5℃,将甲取出,接着把乙放入这杯水中,达到热平衡后水温又降低了 5℃,则甲
的比热容 乙的比热容(选填“<”、“>”或“=”)。
15、如图甲所示,一同学发现,人眼在 A 点看见河里 B 点有一条鱼,若从 A 点射出一束激光,要使激光能照到小鱼,
该激光应该向 ,(选填“B 点”、“B 点上方”或“B 点下方”)射出;另一同学在“探究凸透镜成像”规律
的实验中记录并绘制到了像到凸透镜的距离和物体到凸透镜的距离之间的图象,如图乙所示,由此可见,当把物体从
距离凸透镜 3cm 处移动 8cm 处的过程中,像的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
二、填空题
(每空? 分,共? 分)
16、甲、乙两个薄壁圆柱形容器(容器足够深)置于水平地面上,甲容器底面积为6×10﹣2m2,盛有 8kg 的水,乙容器
盛有深度为 0.1m,质量为 2kg 的水,现从甲容器抽取部分水注入乙容器后,甲、乙容器底部受到水的压力相同,抽水
前后甲容器底部受到水的压强的变化量为 ,注水后乙容器中水的深度为 m。
17、如图所示,在 15N 的水平拉力 F 作用下,木块 A 在水平地面上匀速向右运动的过程中,物体 B 相对于地面静止,
此时弹簧测力计的示数为 3N,A 受到地面的摩擦力大小为 N,物体 B 的温度会 的(选填“升高”、
“降低”或“不变”)。
18、如图所示,甲、乙分别是某同学在探究“冰熔化时温度变化规律”过程中的某时刻温度计示数和温度随时间变化
图象。图甲所示温度计的示数是 ;第 6min 时它的内能 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第
8min 的内能。
三、实验,探究题
(每空? 分,共? 分)
19、如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。
(1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体 的关系(物体 A、B 质量不变);
(2)该实验中所探究物体的动能是指物体 (选填“A”或“B”)的动能;
(3)该实验物体动能的大小是通过 来反映的;
(4)该实验物体的速度是指物体 A 从斜面上由静止滚下与物体 B 即将碰撞时的速度,它是通过 (选填“高
度”或“质量”)来改变的;
(5)实验表明,同一物体 A 从斜面高处滚下,高度越大,物体 B 被撞得越远,可得结论 。
评卷人 得分
评卷人 得分20、现有下列器材:学生电源(6V)、电流表(0﹣0.6A,0﹣3A)、电压表(0﹣3V,0﹣15V)、定值电阻(5Ω、10
Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。
①请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉)。
②实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得
到如图丙所示的电流 I 随电阻 R 变化的图象。上述实验中,用 5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不
变,接着把 R 换为 10Ω的电阻接入电路,闭合开关,向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,使电压表示数为
V 时,读出电流表的示数。
③为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 。
A.50Ω 1.0A B.30Ω 1.0A C.20Ω 1.0A
四、计算题
(每空? 分,共? 分)
21、如图所示,用汽车通过滑轮组以 2m/s 的速度匀速拉起深井中的物体 A 时,对绳的拉力为 F1,F1 的功率为 P1;第
二次以 6m/s 的速度匀速拉起物体 B 时,对绳的拉力为 F2,F2 的功率为 P2.已知 GA=5.7×103N,GB=1.2×104N,
P2=6P1.若不计摩擦、绳重等,则
①动滑轮重为多少?
②在这两个过程中,滑轮组的最大效率是多少?
22、某学校科技小组制作了一个多档位电热器,为了分析接入电路的电阻对电热器功率的影响,他们将电表接入电路
中,如图所示。当只闭合开关 S1 时,电压表的示数为 U1,电阻 R3 消耗的电功率为 P3,当只闭合开关 S2 时,电压表的
示数为 U2,电阻 R3 消耗的电功率为 P’3,测得此时电阻 R2 消耗的电功率为 3.2W.已知,2U1=U2,P3=4P’3,电源电压
保持不变,则
(1)请你求出电阻 R1 与电阻 R2 的比值
(2)科技小组的同学们通过测量发现:当开关 S1、S2、S3 都闭合时,电路消耗的电功率最大,请你计算出这个电功率
参考答案
一、未分类
1、C 解:
由图可知,两幅图中音叉振动的快慢相同(都有 3 个波峰和 2 个波谷),因此声音的音调相同;
由图知,物体振动时偏离原位置的程度不相同(即振幅不同),因此响度不相同;甲振动时偏离程度大,甲的振幅大,
所以甲的响度大,即音量大,所以,甲图是重敲时的声波图,乙图是轻敲时声波图。
用木槌敲击同一音叉,音色是不变的,只有 C 选项说法正确。
故选:C。
评卷人 得分2、B 解:①照相机是利用物距大于二倍焦距时,成倒立缩小实像的规律制成的,因此,“扫入”二维码时镜头和二维
码的距离大于二倍焦距,故①错误;
②轮胎上有凹凸不平的花纹,是压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。故②正确;
③骑自行车时看到树木向后退,是树木相对于自行车发生位置的变化,参照物是他的自行车,故③正确。
④自行车的尾灯是利用互成直角的小平面镜,将汽车射来的光再沿原路反射回来,引起司机的注意,故④错误。
⑤车铃通过振动发出声音,从而能够提醒前方的行人,故⑤正确;
⑥单车的踏脚板在使用过程中,动力臂小于阻力臂,相当于费力杠杆。故⑥错误。
故选:B。
3、D 解:①观众在家中选择不同频道是为了选择合适频率的电磁波,不能改变电视台发射的电磁波的频率,故错误;
②由 v= 得,s=vt=3×108m/s×0.3s=9×107m;故正确;
③无线广播信号发射时,调制器的作用把声音信号转变为电流信号,故正确;
④4G 网络是利用电磁波来传递信息的,只要是电磁波就有电磁波辐射,故错误;
⑤手机既可以发射电磁波,也可以接收电磁波,故正确;
⑥光的传播不需要介质,声音可以传递信息,也可以传递能量,声音的传播需要介质,故正确。
故选:D。
4、C 解:最小的两个数值是混入了空气的,所以 725mmHg 和 733mmHg 是错误的;
最大的数值是测量把管放倾斜的,所以 760mmHg 也是错误;
所以正确的数值是 749mmHg。
故选:C。
5、D 解:有电流通过的灯丝置于磁场中晃动,体现了通电导体在磁场中受到力的作用,故选择 AC 错误,D 正确;
在这个过程中,是电能转化为机械能,故 B 错误;
故选:D。
6、D 解:①凸透镜成像是光的折射现象;故①正确;
②由 U>v 知成倒立缩小的实像,故②错误;
③④、由“保持蜡烛和透镜的位置不变,将光屏向左移动再次得到烛焰清晰的像”可知,像距减小,像变小,相当于
物距变大,但物距没变,是焦距变小了,故 f1>f2,故③错误,④正确。
故选:D。
7、C 解:A、由 Q 吸=cm△t 可知,比热大的物质吸热的热量不一定多。故 A 不符合题意。
B、饭菜盆放入水中降温与水缸的材料无关,故 B 不符合题意。
C、汽化吸热,水通过蒸发带走热量,可使水的内能减小,温度降低。故 C 符合题意。
D、液化是要放热的。故 D 不符合题意。
故选:C。
8、A 解:A、漂浮时受到的浮力比沉底时大,排开液体体积大,液面上升大,由液体压强公式 p=ρ液 gh 可知,漂浮时
比沉入水底时水对杯底的压强也大,故 A 正确;
B、金属箔漂浮和沉底时自身密度是不变的,故 B 错误;
C、漂浮时水对浮筒的浮力和浮筒受到的重力是一对平衡力,水对杯底压强不变,故 C 错误;
D、沉入水底时,金属团上面受到水的压强,小于下面受到水的压强,沉入前后杯对桌面压强不变,故 D 错误。
故选:A。
9、D 解:
A、器械吸收的热量:Q 吸=cm△t=0.48×103J/(kg•℃)×5kg×(115℃﹣15℃)=2.4×105J;故 A 正确;
B、锅内允许的最高气压:p= = =3.5×105Pa;故 B 正确;
C、由图知,两电阻并联,电流表 A1、A2 分别测 R1、R2 的电流大小,电源电压恒为 4.5V,
通过 R1 的电流:I1= = =0.0225A=22.5mA;气压表零刻度线应标在电流表 Al 刻度盘 22.5 毫安处;故 C 正确;D、由η= 可得消耗的电能:W= = =3×105J,
由 P= 可得,发热器的工作时间 t′= = =3000s=50min,故 D 错误。
故选:D。
10、D 解:
A、用安培定则判断:用右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向 N 极,图中电磁铁 A 的上端为 N 极,电磁
铁 B 的上端也是 N 极,故 A 错误;
B、滑动变阻器滑片向右移动时,电路中电阻增大,电流变小,电磁铁的磁性减弱,电磁铁甲吸引大头针的个数减少,
故 B 错误;
CD、由图可知,两个电磁铁串联在电路中,所以两个电磁铁的电流相等,乙吸引的大头针多,说明乙的磁性强,这说
明电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强,该实验装置可以用来探究电磁铁磁性强弱与绕线匝数的关系,故 C
错误、D 正确。
故选:D。
11、B 解:根据串联电路电压特点电阻 R1 与 R3 相等,则 R1 与 R3 两端的电压相等,同理电阻 R2 与 R4 两端的电压相等。
,
,
,
。
所以 A,C,D 的结果是正确的,B 是错误的,
故选:B。
12、D 解:(1)由图知,A 与 B 的接触面积 S 和地面的受力面积相同,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,A 对 B 的压强为 pA= = ,B 对桌面的压强为 pAB= =
因 A 对 B 的压强与 B 对桌面的压强之比为 6:7,
所以, = = = ,
即 GA:GB=6:1,故 C 错误;
(2)因 AB 的边长之比为 2:1,
所以,由 V=L3 可得,AB 的体积之比:
= =( )3=( )3= ,
由ρ= = 可得,AB 的密度之比:= = × = × = ;
(3)由题知,物体 A 漂浮,有 的体积露出水面,则:
FA=ρ水 gV 排=ρ水 g VA=ρAVAg,
解得:ρA= ρ水,
因 = ,
所以,ρB= ρA= × ρ水=ρ水,
则物体 B 在酒精中下沉,受到的浮力:
FB=ρ酒精 gV 排=ρ酒精 gVB,
所以,FA:FB=ρAVAg:ρ酒精 VBg= ρ水 8VBg:0.8×ρ水 VBg=15:2,故 AB 错误、D 正确。
故选:D。
13、解:
(1)由两个用电器的铭牌可知,正常工作的电流分别为:I1=0.2A,I2=0.5A,
当它们串联接到电路里时,为了使其中的一个用电器正常工作(且不损坏另一用电器),则串联电路中的最大电流为
I=I1=0.2A;
又知道正常工作电压分别为:U1=6V,U2=12V,
所以两用电器的电阻分别为:
R1= = =30Ω,
R2= = =24Ω,
则电路中的总电阻为:
R=R1+R2=30Ω+24Ω=54Ω,
串联电路两端的电压为:
U=IR=0.2A×54Ω=10.8V;
(2)在 1min 内电流对后一用电器所做的功:
W2=I2R2t=(0.2A)2×24Ω×60s=57.6J。
故答案为:10.8;57.6J。
14、解:(1)当冰水混合物中,即温度为 0℃时,水银柱的长度是 4cm;在标准大气压下的沸水中,即温度是 100℃
时,水银柱的长度是 24cm,
两者之间的水银柱长度为 L=24cm﹣4cm=20cm,
所以外界温度每升高 1℃时,玻璃管内的水银伸长是 =0.2cm;
当水温为 40℃时,相对于 0℃,水银柱上升的高度是 40℃×0.2cm/℃=8cm,所以水银柱的长度为 4cm+8cm=12cm;
(2)由题可知,甲、乙两物体分别放入水中达到热平衡时,水温都是降低 5℃,
根据 Q=cm△t 可知,两物体吸收的热量相同。
达到热平衡时,
甲物体升高的温度:△t 甲=t 水﹣5℃﹣t0,
乙物体升高的温度:△t 乙=t 水﹣5℃﹣5℃﹣t0,
可见,△t 甲>△t 乙,根据 c= 可知,甲的比热容小于乙的比热容。
故答案为:12;<。
15、解:(1)连接 AB,过折射点做法线,根据光从空气斜射入水中,折射角小于入射角画出折射光线的位置,虽然
人看到的 B 点是鱼的虚像,鱼的实际位置在 B 点的正下方,因为激光在进入水的时候也会发生折射,所以照着 B 点,
激光也就刚好落在鱼上了。如图所示:
(2)u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,如图,u=v=2f=4cm 时,所以 f=2cm。
物体从距凸透镜 3cm 处移动到 8cm 处的过程中,凸透镜的物距始终大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距增大,
像距减小,像变小。
故答案为:B 点;变小。
二、填空题
16、解:
(1)由题知,从甲容器中抽取部分水注入乙容器后,甲、乙两容器底部受到水的压力相同,也就是此时两容器中水的
重力相同、质量也相同,
则甲容器中剩余水的质量:
m 剩= (8kg+2kg)=5kg,
甲抽出水的质量:
△m=m 甲﹣m 剩=8kg﹣5kg=3kg,
甲容器中水对容器底减小的压力:
△F=△G=△mg=3kg×9.8N/kg=29.4N,
甲容器中水对容器底压强的变化量:
△p= = =490Pa;
(2)原来乙容器内水的体积:
V 乙 1= = =2×10﹣3m3,
乙容器的横截面积:
S 乙= = =2×10﹣2m2,
注水后乙容器水的质量:m 乙 2=m 剩=5kg,
此时乙容器水的体积:
V 乙 2= = =5×10﹣3m3,
注水后乙容器中水的深度为:
h2= = =0.25m。
故答案为:490Pa;0.25。
17、解:弹簧测力计的示数为 3N,则弹簧测力计对 B 的拉力为 3N,方向向左;B 水平方向上受拉力和摩擦力,由二力
平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,故摩擦力大小为 3N;摩擦力水平向右;
以 A 为研究对象,它受到向右的拉力为 15N,同时受到地面对它的摩擦力和物体 B 对它的摩擦力,二者之和为 15N,
所以地面对物体 A 的摩擦力为 15N﹣3N=12N。物体 B 与 A 之间有摩擦力,且相对于 A 物体有位置的变化,物体 B 会克服摩擦力做功,机械能转化为内能,内能增加,
温度升高。
故答案为:12;升高。
18、解:
(1)由图甲可知,温度计的分度值为 1℃,温度在 0℃以下,故示数为﹣3℃;
(2)由图乙知,4min 到 10min 是冰的熔化阶段,此过程中不断吸热,内能增加,温度不变,故物质第 6min 时具有的
内能小于第 8min 时的内能。
故答案为:﹣3℃;小于。
三、实验,探究题
19、解:(1)动能的大小与物体的质量和速度都有关系,由于这一实验中只有一个物体 A 从斜面上滑下,质量不能改
变,所以本实验要探究的是物体动能的大小与物体速度的关系;
(2)该实验研究的主体是小球 A,研究的是小球 A 动能的大小与速度和质量的关系;
(3)该实验中小球动能的大小是通过物体 B 移动的距离体现的,B 被撞的越远,说明小球的动能越大,被撞的越近,
说明小球的动能越小,这里采用了转换法的思想;
(4)该实验物体的速度是指物体 A 从斜面上静止滚下与物体 B 碰撞时碰撞前 A 的速度,这个速度的大小是通过控制小
球 A 在斜面上的高度改变的;
(5)同一物体 A 从斜面高处滚下,高度越大,物体 B 被撞得越远,说明动能越大,可得结论为:当物体质量相同时,
物体的速度越大,动能越大。
故答案为:(1)速度;(2)A; (3)物体 B 被撞的距离大小; (4)高度;(5)当物体质量相同时,物体的速度越
大,动能越大。
20、解:①变阻器按一下一上接入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联,如下所示:
②由图知,电阻两端的电压始终保持 U=IR═0.4A×5Ω=﹣﹣﹣﹣﹣=0.1A×20Ω=2V,
根据串联分压原理可知,将定值电阻由 5Ω改接成 10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动
变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向 A 端移动,使电压表的示数为
2V。
③根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U 滑=6V﹣2V=4V,变阻器分得的电压为电压表示数的 =2 倍,根据分压原理,当接入 20Ω电阻时,变阻器连入电路中
的电阻为:
R 滑=2×20Ω=40Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少 40Ω的滑动变阻器,选 A。
故答案为:①如上图;②A;2;③A。
四、计算题
21、解:
(1)①由图知,有 3 段绳子绕过动滑轮拉重物,即 n=3,
不计摩擦、绳重,提升 A 物体时的拉力:F1= (GA+G 动);
F1 的功率:P1=F1v1= (GA+G 动)v1,
同理可得,F2 的功率:P2= (GB+G 动)v2,依题意可得 P1:P2=1:6= (GA+G 动)v1: (GB+G 动)v2﹣﹣﹣﹣﹣①,且 v2=3v1﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②代入数据解得:G 动=600N;
②设拉起重物的高度为 h,则将重物匀速提升 h 所做的有用功:W 有用=Gh,
不计摩擦、绳重等,做的额外功为 W 额外=G 动 h;
同一滑轮组,提升的物体越重,机械效率越高,因为第二次物体重力大,所以机械效率高,
所以,在这两个过程中,滑轮组的最大效率为:
η2= = = = = ≈95.2%。
答:①动滑轮重为 600N;
②在这两个过程中,第二次物体重,机械效率高,机械效率为 95.2%。
22、解:
(1)由图可知,当只闭合 S1 时,电路变为 R1 与 R3 串联,电流表测电路中电流,电压表测 R1 两端电压,电路中电流为
I,电压表测 R1 两端的电压 U1;
只闭合 S2 时,电路变为 R2 与 R3 串联,电压表测 R2 两端电压,电路中电流为 I’,电压表测 R2 两端电压 U2,
由题知,P3=4P’3,由 P=I2R 得:
= =
所以:I=2I’,
由 I= 可知,U1=IR1,U2=I’R2,
由题知,U2=2U1,所以 2IR1=I’R2,即:2×2I’R1=I’R2,
所以:R2=4R1,所以 R1:R2=1:4;
(2)因为电源电压不变,所以:I(R1+R3)=I’(R2+R3)
= ,即: = ,
所以:R3=2R1,R2=2R3,
只闭合 S2 时,R2 与 R3 串联,由串联电路的分压原理知,U2= U,
则:U2= U22,
电阻 R2 消耗的电功率为 3.2W,即 P2= = =3W,则 = W,
当开关 S1、S2、S3 都闭合时,R1、R2 并联,R3 被短路,
电路的电功率:
P= + = + =5× =5× W=33.75W。
答:(1)电阻 R1 与电阻 R2 的比值为 1:4;
(2)当开关 S1、S2、S3 都闭合时,电路消耗的电功率为 33.75W。