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电学难题压轴题
2011全国各地模拟试卷创新题、压轴题汇编(下)
57.如图25所示电路,电源两端电压和小灯泡的电阻保持不变,灯L上标有“8V6.4W”字样。
只闭合S1时,电流表的示数I1为0.6A,电阻R1消耗的功率为P1;若S1、S2、S3都闭合,滑片移到B端,电流表的示数I2为2A,电阻R1消耗的功率为P1;已知:
P1∶P1=1∶9。
⑴求电源电压U;⑵求变阻器的最大阻值R2;
⑶若只闭合S2时,电压表的量程选为0~3V,电流表量程选为0~3A,在保证电路正常工作的情况下,求滑动变阻器连入电路的最大阻值Rmax。
【答案】
只闭合开关S1,电路如图31甲;
同时闭合开关S1、S2和S3,将滑动变阻器R2的滑片移至B端时,电路如图31
乙;只闭合开关S2,电路如图31丙。
…………………1分
⑴灯泡电阻RL=10Ω
在甲、乙两图中,电阻R1不变
=
=
可得
=
,I4=
1.8A………………………………1分
总电压U一定
=
=
可得R1=5Ω……………………………………………1分
U=I1(RL+R1)=0.6A×(10Ω+5Ω)=9V…………………………………1分
⑵R2=
=
=
=45Ω……………………………………1分
⑶在丙图中,总电压U=9V一定,当滑动变阻器连入电路的阻值最大时,
滑动变阻器两端电压U2=3V。
Rmax=
RL=
×10Ω=5Ω……………………………1分
58.小明一家搬进刚装修完的新家的这天晚上,小明闭合床头灯的开关准备坐在床头看书,可是发现房间的日光灯也亮了,他断开床头灯的开关,两盏灯都熄灭了;他过去闭合日光灯的开关,床头灯不亮,但日光灯更亮了。
小明很想知道他的床头灯为什么会出现
这种“奇怪现象”?
关于小明家的日光灯与床头灯此时的连接电路图是()
59.如图所示,放在M、N两水平桌面上的P、Q两物体,分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,可以确定()
A.桌面M一定比桌面N粗糙B.P受到的摩擦力一定大于Q受到的摩擦力
C.P的质量一定大于Q的质量D.P的速度一定大于Q的速度
60.如图5所示,R1=200Ω,R2=600Ω,则下列说法错误的是()
A.在A、B两端加电压U,CD间电压也为U
B.在C、D间加电压U,A、B间电压为0.25U
C.无论A、C间是否加压电,B、D间电压总为零
D.在B、C间
加电压U,C、D间电压也是U
61.轻质杠杆每小格的长度相等,O为支点。
在杠杆左侧挂一物体甲,若在杠杆右侧挂一物体乙,并在物体乙的下方拴接一个弹簧,如图6所示,当杠杆在水平位置时,整个装置处于平衡状态。
已知物体乙的重力为500N,弹簧对物体乙的作用力为300N。
下列说法不正确的是()
A.物体甲的重力可能为400NB.物体甲的重力可能为100N
C.物体乙受到弹簧的作用力方向可能向下D.物体乙受到绳子的拉力不可能为800N
62.如图所示,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,定值电阻R0为5Ω。
闭合开关后,移动滑片,发现能使电流表(“0~0.6A”或“0~3A”)和电压表(“0~3V”或“0~15V”)的指针同时达到满刻度线。
则R0的电功率与电流的关系图像可能是下图中的()
【答案】58.B59.B60.B61.D62.C
63.在透明塑料袋中滴入几滴酒精,将袋挤瘪,尽量排出空气后用绳把口扎紧,然后放入80℃的热水中,看到塑料袋鼓起来了。
小红认为是酒精汽化造成的,小阳则认为是塑料袋中未排尽的空气受热膨胀造成的。
请你用实验的方法证明小阳的认识是不对的。
【答案】实验方法:
将塑料袋挤瘪,尽量排出空气(1分)
排出空气后把口扎紧,放入盛有80℃的热水中(1分)
发现塑料袋鼓起来不多,由此说明小阳的认识是不对的。
(1分)
64.某同学在学习浮力时感到物体上浮和下沉是受浮力大小影响的,因此他得出结论“受浮力大的物体在液体中会上浮,受浮力小的物体在液体中会下沉。
”请你选取身边的器材或物品证明他的观点是错误的。
(2分)
【答案】把一个体积比较小的木块浸没于水中,放手后它将上浮;把一个体积比较大的石块浸没于水中,放手后它将下沉。
由此可以说明此观点错误。
65.在做探究大气压强存在的实验时,小英将酒精棉点燃放入瓶中,将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,如图26所示。
发现瓶子把鸡蛋“吞”了进去。
因此,小英认为是大气压把鸡蛋压入了瓶中。
小青不同意这个观点,她认为瓶中空气受热后,有部分空气
跑到瓶外,瓶中空气稀薄,对鸡蛋的托力变小,鸡蛋是在重力作用下进入瓶中的。
请你用小英的实验器材,做实验证明,小英的观点是正确的。
【答案】将酒精棉点燃放入瓶中,手拿着瓶子使瓶口向下,
再将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口。
1分
实验现象:
鸡蛋照样“吞入”瓶中。
1分
实验结论:
由于重力方向是竖直向下的,鸡蛋向上运动,鸡蛋受的重力对鸡蛋进瓶没有帮助。
鸡蛋完全是在大气压作用下进入瓶中的,所以小英的观点是正确的1分
66.实验桌上有如下实验器材:
满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个,电阻箱(电路图符号)一个。
已调零的电流表一块,开关两个,导线若干。
请选用上述实验器材,设计一个实验证明“两个电阻R1与R2并联时,如果R1的阻值保持不变,则电阻R1与R2并联消耗的总功率P跟电阻R2消耗的功率P2关系为:
P=P2+k(k为常量)”。
请你画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表。
实验电路图如右图所示。
(1分)
实验步骤:
(1)按电路图连接电路。
(2)断开开关,调节电阻箱R2的阻值。
闭合开关S1,
断开开关S2时,电流表的示数用I1表示,开关S1、
S2都闭合时,电流表的示数用I2表示,将R1、I1、
I2、R2的测量数据记录在实验数据记录表中。
(1分)
(3)仿照步骤
(2),分别改变5次电阻箱R2的阻值,用电流表分别测量S1闭合
时相应的电流I1的数据,再用电流表分别测量S1、S2都闭合时相应的电流
I2的
数据,并分别将R1、I1、I2、R2的测量数据记录在实验数据记录表中。
(1分)
(4)利用P2=UI’=I1R1(I2-I1)—分别计算出R2的电功率数据,并分别记录在
实验数据记录表中。
利用公式P=UI=I1R1I2,分别计算出6次并联电路的
总功率,并分别记录在实验数据记录表中。
(1分)
实验数据记录表(1分)
R1/Ω
I1/A
I2/A
R2/Ω
P2/W
P/W
(其他答案正确均可得分)
同学
实验
序号
l(米)
m(克)
θ(度)
30T
(秒)
甲
1
1.0
30
4
60
2
1.0
40
4
60
3
1.0
50
4
60
乙
4
1.0
30
3
60
5
1.0
30
4
60
6
1.0
30
5
图29
60
丙
7
0.8
30
4
54
8
1.0
40
4
60
9
1.2
50
3
66
67.某小组三位同学发现钟摆的摆动似乎是有规律的。
于是他们在细绳下面挂一小球制成了单摆,研究在摆动角度θ不大的情况下,单摆来回摆动一次所用的时间(摆动周期T)与哪些因素有关,如图29所示,l为单摆的摆长,m为单摆摆球的质量。
为了减小误差,三位同学在实验中每次测量单摆摆动30次(30T)的时间。
丙同学在甲、乙同学实验的基础上继续实验,三位同学的实验数据分别记录在下表中。
为了进一步探究单摆的摆动规律,他们进行了适量的运算,将结果记录在下表的后三列中。
(1)三位同学在实验中都要测量单摆摆动30个周期的用的时间,目的是____________。
(2)分析比较实验序号1、2与3,可知甲同学得出的结论是:
当单摆的摆长和摆动角度相同时,单摆的周期与摆球的质量____________(选填“有关”、“无关”)。
(3)分析比较实验序号4、5与6,可知乙同学研究的是:
单摆的周期与摆球_________的关系,他得出的结论是:
当单摆的摆长和摆球质量相同时,单摆的周期与_______。
(4)分析比较实验序号7、8与9中单摆的周期与摆长的关系,可知丙同学得出的结论是_______________________________________________________________________。
【答案】
(1)减小误差
(2)无关(3)摆动角度θ、
摆动角度θ大小无关(4)单摆的摆长越长,摆动周期越长
68.激光打印机的光路如图所示,光从激光光源到“转动反光镜”是沿_____________传播的。
“转动反光镜”转动时,引起入射角减小,则反射角将______________。
光经过透镜组被会聚,透镜组相当于____________透镜。
69.如图6所示,平静的湖面上有两艘小船,绳的一端拴在甲船上,绕过乙船上的滑轮,站在岸上
的人用100N的力拉绳子的自由端
。
如果在20s内甲船向右匀速移动了10m,同时乙船向左匀速移动了4m,则人拉绳子的功率为W。
70.如图是一种新型圆规。
它一脚的末端装有吸盘,使用时利用_______的作用可将其固定在黑板上,另一脚末端的粉笔通过螺母固定,螺母上刻有细小花纹是为了增大__________,作图时,转动手柄便可在黑板上画出漂亮的圆,圆规在这一过程中相当于简单机械中的____(选填:
杠杆、轮轴、斜面、滑轮)。
【答案】68.直线减小凸69.90
70.大气压摩擦力轮轴
71.如图所示的新型小艇,由铺满船面的光伏太阳能电池板提供工作能源,依赖太阳能进行环球旅行.小艇上太阳能光伏板面积约为500m2,在阳光的照射下,通过太阳能板可以获得100kW的功率.
这种小艇有两个相同的引擎,仅需20kW的牵引功率就能驱动单引擎,使小艇以18km/h的速度匀速行驶.用40kW的牵引功率驱动双引擎,能使小艇匀速行驶的速度高达30km/h.这种小艇采用密度较小,硬度大的新型材料制造,自重仅为9×104N,满载的排水量为60t.
(1)太阳能光伏板工作时,是____能转化为____能.
(2)这种小艇满载漂浮在海面上时,受到的浮力是____N.空载漂浮在海面上,排开海水的体积是____m3.(
海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)如果每天阳光照射太阳能电池板的时间为10h,获得的电能约为____kW·h,
____J.这些电能相当于完全燃烧___kg的焦炭释放的能量.(焦炭的热值取3.0×107J/kg)
(4)若引擎的电能转化为机械能的效率为80%.试求用20kW的电量驱动单引擎时,小艇受到的阻力大小.
(5)20kW的牵引功率驱动单引擎,小艇以l8km/h的
速度行驶.40kW的牵引功率驱动双引擎,小艇以30km/h的速度行驶,而不是以36km/h的速度行驶.这是为什么呢?
请你提出一种合理的猜想.
【答案】
72.医学上对病人进行脑部手术时,需要将体温降到合适的温度。
准备手术之前,病人的心肺功能开始由心肺机取代。
(1)心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏,推动血液循环。
如图所示,将线圈ab缠绕并固定在活塞一端,利用与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,抽送血液。
图中阀门K1只能向外自由开启,反向则封闭管路;阀门K2只能向内自由开启,反向则封闭管路。
①当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为 极,活塞处于 状态(填“抽血”或“送血”)。
②在抽送血液的过程中,电动泵将 能转化为 能。
(2
)心肺机的另一个功能是用“热交换器”进行热量交换,通过血液循环调节体温。
经监测,病人体温由17℃上升到正常体温37℃历时1小时。
在这段时间内,假设人体所需热量完全由热交换器所提供,试求热交换器消耗的功率。
设病人质量为75kg,人体组织的比热容与水相当,为c=4.2×103J/(kg·℃)
【答案】
(1)①K2(1分)K1(1分)②N或北(1分)送血(1分)
③电(1分)机械(1分)
(2)在时间t=1h=3600s内,热交换器提供的热量为
Q=cm(t2-t1)(1分)
=4.2×103J/(kg・℃)×75kg×(37℃-17℃)=6.3×106J(1分)
热交换器消耗的功率P=Q/t=1750W(2分)
73.下图是一种煲汤用的电热锅工作原理图,其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间。
电热锅的部分参数如下表所示。
容积
4.5L
额定电压
220V
保温功率
80W
加热功率
500W
(1)三脚插头上标着E的导线和电热锅的金属外壳相连,插头插入插座时,插座上跟E相连的导线应和(选填“火线”、“零线”或“地线”)相连。
(2)调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态,则原理图中的切换开关连接触点“”时为保温档,保温时的电流约为A。
(3)当该电热锅处于高温档时,正常加热1分钟将会产生J的热量。
【答案】
(1)地线
(2)30.36(3)3×104
74.2010年诺贝尔物理学奖被授予发现石墨烯的两位俄裔科学家。
石墨烯被证实是世界上已经发现的最薄、最坚硬的物质,它的导电性能好、导热性能强,熔点超过3000℃。
你认为用石墨烯做成的导线(选填“能”或“不能”)用来做保险丝;(选填“能”或“不能”)用来做高压输电线。
科学试验表明:
如果将一张和食品保鲜膜一样薄的石墨烯薄片覆盖在一只杯子上,然后试图用一支削尖的铅笔戳穿它,那么需要一头大象站在铅笔上,才能戳穿只有保鲜膜厚度的石墨烯薄层。
若铅笔尖的横截面积为1×10-7m2,一头大象的质量为3000kg,铅笔的质量忽略不计,则这种保鲜膜厚度的石墨烯薄层所能承受的最大压强约为Pa。
(g取10N/kg)
【答案】不能 能3×1011
75.四川境内地层深处有食盐水。
为了把地下食盐水取出来,古人发明了卓筒井。
卓筒井被誉为中国古代第五大发明,如图甲所示。
卓筒井的钻探原理是通过如下图乙所示的装置,使钻头一起一落上下运动,连续不断,即可将井中岩石击碎,然后再用专用工具将井中泥沙、碎石取出,直至打到食盐水层。
卓筒井一般深约100m,井口直径10~12cm,为了防止井壁坍塌,古人用一种粗如碗口大小的竹子,将竹节淘空,筒筒相连,插入井中,起到了固定井壁的作用。
取食盐水时,将钻头换成取水桶,放入井底,将食盐水装满,再扳起花车,食盐水便取出来。
请回答下列问题:
(1)打井时,为了增强击碎岩石的效果,钻头的质量取大一些还是小一些好?
简要说明理由。
(2)“花车”属于我们学过的一种简单机械,使用它提升重物时的优点是。
(3)把食盐水变成盐主要经过“晒”和“煎”两个过程。
“晒”是通过太阳的晒提高食盐水的浓度,“煎”是将晒过的食盐水放入锅中,经加热获取食盐。
则下列说法正确的是()
A.“晒”涉及到的物态变化是汽化,而“煎”涉及到的物态变化是凝固
B.“晒”涉及到的物态变化是汽化,而“煎”涉及到的物态变化是凝华
C.“晒”涉及到的物态变化是升华,而“煎”涉及到的物态变化是凝固
D.“晒”和“煎”涉及到的物态变化都是汽化
(4)若工人把总质量为10kg盛满食盐水的桶从100m深的井底匀速提升到地面,所用时间为200s,在此提升过程中的效率为50%,求该工人做功的功率。
(g取10N/kg)(写出计算过程)
【答案】
(1)取大一些好(1分)因为质量越大,下落同一高度时获得的动
能越大,击石效果越好。
(1分)(其他说法合理即可)
(2)省力(1分)(3)D(2分)
(4)
=
=
=2×104J…………(1分)
=
=100W…………………(1分)
76.美国建筑师凯文•朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市(如右图所示),漂浮城市装有动力装置,可以移动。
该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的,强风能从中通过,可以确保当飓风来临时,把飓风对建筑的破坏降至最低。
该漂浮城市高达360m,占地270万平方米,可容纳多达4万居民。
酒店、商店只要是普通城市有的,这里都一应俱全。
漂浮城市的表面安装有太阳能电池板,接收太阳能的功率为8.0×108W,请回答下列问题:
(1)假如某班级有50位中学生从岸上进入漂浮城市参观,则漂浮城市受到的浮力约增加()
A.2.5×102NB.2.5×103NC.2.5×104ND.2.5×105N
(2)若三角形建筑空洞的面积为2.0×104m2,某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入,1s钟流入空洞的空气质量是1.92×106kg,该地的空气密度是1.2kg/m3。
则飓风的风速是m/s。
(3)若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量,漂浮城市在平静的水面上沿直线运动,运动过程中受到的阻力不变。
从某一时刻开始,漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如下图甲所示,漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如下图乙所示。
①漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为N。
从第50s钟到100s钟内牵引力做的功为J。
②漂浮城市在匀速运动过程中,太阳能转化为机械能的效率为多少?
(写出计算过程)
【答案】
(1)C(2分)
(2)80(2分)
(3)①8×108N(1分)2×1010J(1分)
②
=
……………………………(1分)
=
=50%……………………(1分)
77.小阳在利用吸管喝饮料时认为“饮料是靠嘴的吸力进入口中的,而不是靠大气压进入口中的”,而小明认为他的说法是错误的,为此他准备了如下一些器材:
一个装满水(可以饮用)的玻璃瓶,一个可以塞紧瓶口的塞子,塞子上开有两个孔,其中一个孔中插有一支吸管并与塞子压紧。
请你帮助小明设计一个实验证明小阳的说法是错误的。
写出实验步骤并加以说明。
(3分)
【答案】用塞子将瓶口塞紧,堵住
没有吸管的小孔(不漏气),不能将水吸入口中;再将没有插入吸管的小孔放开,用吸管吸水,能将水吸入口中。
……1分
通过两次实验对比可知:
第一次堵住没有插入吸管的小孔,没有大气压的作用,不能将水吸入口中;第二次放开没有插入吸管的小孔,有大气压的作用,能将水吸入口中;所以小阳的说法是错误的。
……2分
78.物理课上,同学们正以“科技创新让上海世博更精彩”为主题开展活动.以下是几位同学介绍世博会中的物理知识,其中不正确的是()
A.图2甲:
中国馆主要部分呈现红色,是因为反射日光中的红色光
B.图2乙:
园区多处使用太阳能光伏发电系统,将太阳能转化为电能
C.图2丙:
多数场馆顶部有雨水回收系统,水从顶部流下时重力势能变小
D.图2丁:
游客等待区大量采用喷雾降温技术降低气温,主要利用水液化吸热
79.图8中的电源电压U保持不变,小灯泡的额定电压为U0,且U>U0,定值电阻的阻值为R.在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是()
80.将一半径为R的实心金属球,用细线拉着,匀速缓慢地放入水深为2R的盛水容器中,直至容器底部,水未溢出。
下图6能反映金属球从水面刚接触处开始至容器底部过程中,所受浮力的大小F与金属球浸入水中深度h的关系的是()
81.在研究“一定电压下,电流与电阻的关系”时,电路如图7
所示。
电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“15Ω1A”
字样。
在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻R,移动滑
片P,使电压表示数为1.5V,读出电流表的示数。
当20Ω
的电阻接入a、b间时,电压表示数始终无法达到1.5V,
其原因可能是()
A.滑动变阻器阻值太小B.电源电压3V太高
C.20Ω的阻值太小D.控制的电压1.5V太高
82.如图6所示,小明在自己的房间里安装了一盏“220V100W”顶灯和一盏“220V3W”的壁灯。
接好电路后,闭合开关S,S1,发现顶灯亮、壁灯不亮。
他断开
开关S1,结果不亮的灯亮了,而原来亮的灯却不亮了;再闭合开关S1,又恢复了原状。
他所连接的电路图是()
S
S
火
火
【答案】78.D79.C80.C81.A82.A
83.某电力公司开发出一种圆柱形气球状的发电机(如图17),悬于风力足够大且较稳定的300m高空,中心处大的风扇随风转动,带动发电机,产生的电流通过系着的电线到地面.假如气球体积3.0×105m3,最大发电功率为3000kW.(设300m高空的空气密度为1.2㎏/m3)问:
(1)气球在高空受到的浮力是N;
(2)若该风力发电机每年工作6000h,则它的最大年发电量是
kW·h;
(3)风能是属于再生能(选填“可”或“不可”),根据发电机工作的原理推测其内部必备的组成是、.
【答案】
(1)3.6×106
(2)1.8×107(3)可磁场线圈
84.2011年3月,日本发生了强烈地震并引发了海啸,对福岛核电站造成了很大的破坏,如图27所示.
(1)核电站是利用能来发电的,其能量是原子核发生了核(选填“裂变”或“聚变”);
(2)由于一系列的爆炸,使得大量的核燃料外泄,周围的人们处在核污染中.图28中是核辐射标志的是;
(3)为了给处于高温中的核反应堆外壳降温,消防员通过喷水的方法来有效降温,这是用的方法来改变内能的;
(4)如果核电站每年需要50t的核燃料,而同等规模火电站每年需要6×106t的煤炭.6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量是J(煤炭的热值为3×107J/kg).
(5)“能源和环境”是世界各国共同面临的问题,保护环境、节约能源要从我做起.下列说法中需要改正的是.
A.尽可能用太阳能热水器代替电热水器
B.养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯
C.用洗脸水冲厕所,将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站
D.及时将生活垃圾,废电池装在一起丢入垃圾箱
【答案】
(1)核裂变
(2)C(3)热传递(4)1.8×1017(5)D
85.在用电阻箱、电压表测定一个未知定值电阻RX的阻值时,小明设计了如图26甲所示的实验电路,其中R/是电阻箱,R0是定值电阻.
(1)图甲中,为测出RX的阻值,闭合开关S后,小明应该先把开关S1接到触点(选填“1”或“2”),记录电压表的示数U;然后把开关S1接到另一触点,并调节电阻箱R/,直到电压表示数也为U,读出此时电阻箱R/的示数(各旋钮的位置如图乙所示),则待测电阻RX的阻值为Ω.
(2)小兰认为将图甲中的电阻R0去掉,也能测出RX的阻值.你认为可行吗?
答:
______
(3)小亮设计了图丙的电路测RX的阻值.与图甲的方法比较,你觉得图丙最显著的优点
是:
_____________;若图甲也想具备这个优点,只需更换图甲的一个元件就可以了,如何替换?
答:
_________________________.
【答案】118不可行能多次测量求平均值
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