贵州省安顺市中考物理试卷解析

贵州省安顺市中考物理试卷解析

‎2019年贵州省安顺市中考物理试卷 一、选择（下列各题给出的选项中，只有一个选项符合题意，请将符合题意的选项编号填涂在答题卡规定的地方，每题3分，共15分）‎ ‎1．（3分）端午节是我国的传统节日，有吃粽子的习俗。下面与粽子有关的说法中正确的是（　　）‎ A．包粽子时，米粒之间有缝隙，说明分子间有间隙 ‎ B．煮粽子时，锅上方冒出“白气”是汽化现象 ‎ C．手上沾些水，刚拿出锅的粽子不烫手，利用了汽化吸热 ‎ D．粽子放入冰箱冷冻一段时间，外表结了一层霜，这是凝固现象 ‎【答案】C。‎ ‎【考查知识点】物态变化、分子 ‎【解析】‎ A、分子直径非常小，分子之间的间隙距离也非常小，不可能用肉眼直接观察。此选项错误；‎ B、煮粽子时，锅上方的水蒸气遇到温度较低的空气变成小水滴，形成“白气”，是液化现象。此选项错误；‎ C、手上沾些水，取放刚出锅温度较高的粽子时，手表面的水会汽化吸热，避免手烫伤。此选项正确；‎ D、粽子表面的霜是冰箱中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶。此选项错误。‎ ‎2．（3分）质量相等的甲、乙两个小车同时同地沿同一直线匀速直线运动，它们的s﹣t图象分别如图所示，根据图象分析正确的是（　　）‎ A．V甲＝0.6m/s，V乙＝0.2m/s，甲车的惯性大于乙车的惯性 ‎ B．经过6s两小车一定相距6.0m，运动过程中，甲车的动能等于乙车的动能 ‎ C．经过6s两小车一定相距4.8m，运动过程中，甲车的动能小于乙车的动能 ‎ D．经过6s两小车可能相距2.4m，运动过程中，甲车的动能大于乙车的动能 ‎【答案】D。‎ ‎【考查知识点】惯性、动能、速度图像 ‎【解析】‎ A、由图象知，甲运动6s通过的路程是3.6m，乙运动6s通过的路程是1.2m，‎ 所以v甲＝＝＝0.6m/s，v乙＝＝＝0.2m/s，‎ 因甲、乙两个小车的质量相等，所以惯性相同，故A错误。‎ BCD、因为动能大小跟质量和速度有关，甲、乙的质量相同，甲的速度大于乙的速度，所以甲的动能大于乙的动能；当甲乙反向运动时，6s后相距s＝3.6m+1.2m＝4.8m；当甲乙同向运动时，6s后相距s＝3.6m﹣1.2m＝2.4m。故BC错误，D正确。‎ ‎3．（3分）下列图中关于光学现象的描述或解释不正确的是（　　）‎ A．甲图中小孔成的是倒立的实像 ‎ B．乙图中凹透镜可以矫正远视眼 ‎ C．丙图中白光通过三棱镜会分解成多种色光 ‎ D．丁图中漫反射的光线遵循光的反射定律 ‎【答案】B。‎ ‎【考查知识点】光现象 ‎【解析】A、小孔成的是倒立的实像，是光在同种介质中沿直线传播形成的，故A正确；‎ B、近视眼需要佩戴凹透镜矫正，是光的折射原理，故B错误；‎ C、白光通过三棱镜可以分解成多种色光，从上往下依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，说明太阳光是由各种色光混合而成的，故C正确；‎ D、漫反射的光线尽管杂乱无章，但每条光线仍然遵循光的反射定律，故D正确。‎ ‎4．（3分）物理兴趣小组的同学对下图所示的现象进行讨论，其中错误的是（　　）‎ A．图中的实验说明液体压强与液体的深度有关 ‎ B．图中对瓶内沸腾的水停止加热，倒置后，向瓶底浇冷水，瓶内的水会重新沸腾 ‎ C．图中用吸管喝饮料时，杯里的饮料是被嘴“吸力”吸上来的 ‎ D．图中洗手池下方排水管的U形“反水弯”利用了连通器原理 ‎【答案】C。‎ ‎【考查知识点】压强、连通器、大气压强 ‎【解析】‎ A、图中实验液体越深，水喷出的越远，表示压强越大，表明液体的压强与液体深度有关；故A正确；‎ B、当向瓶底浇冷水时，瓶内气体温度突然降低，气压减小，瓶内液面上方气压减小，导致沸点降低，所以水重新沸腾起来的，故B正确；‎ C、人喝饮料时，嘴内的气压小于嘴外部的大气压，饮料在大气压力的作用下，被吸入嘴中，故C错误；‎ D、洗手池下方排水管的U形“反水弯”上端开口、底部连通，利用了连通器原理，故D正确。‎ ‎5．现有电源、开关、电流表、电压表、灯泡、滑动变阻器各一个，其中灯泡的U﹣I图象如图所示。将这些元件用导线连成电路后，闭合开关，滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中，电压表的示数从5V开始减小，电流表的示数从0.3A开始增大。下列结论正确的是（　　）‎ A．电源的电压为5V ‎ B．小灯泡的最大功率为0.3W ‎ C．滑动变阻器的最大阻值为20Ω ‎ D．整个电路的最小功率是1.8 W ‎【答案】D。‎ ‎【考查知识点】电功率、动态电路 ‎【解析】‎ ‎（1）根据题意可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，如图所示：‎ ‎（2）当电压表的示数为5V时，电路中的电流为0.3A，由图象得出此时灯泡两端的电压UL＝1V，‎ 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压：‎ U＝U滑+UL＝5V+1V＝6V，故A错误；‎ 由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：‎ R滑＝＝≈16.7Ω，故C错误；‎ 整个电路的最小功率：‎ Pmin＝UI＝6V×0.3A＝1.8W，故D正确；‎ ‎（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，灯泡两端的电压和电源的电压相等，‎ 由图象可知通过灯泡的电流I′＝0.5A，则小灯泡的最大功率：‎ PLmax＝UI′＝6V×0.5A＝3W，故B错误。‎ 二、填空（每空2分，共32分）‎ ‎6．（4分）小军测量一个体积为25cm3的长方体木块的密度，他用托盘天平测量木块的质量，托盘天平放在水平台上，将游码移至标尺“0”刻度线，再调节　 　，使指针对准分度盘的中央刻度线，把木块放在左盘，当天平平衡时右盘添加的砝码数和游码位置如图所示，由此测得木块的密度为　 　kg/m3。‎ 故答案是：平衡螺母；0.56×103。‎ ‎【考查知识点】天平的使用、密度 ‎【解析】（1）①使用天平时候，称量物品之前，要把天平调平衡，方法是：游码归零，调节平衡螺母；②放上物品后，也要把天平再次调平衡，方法是：增减砝码，调节游码。题中物品还没放置到托盘进行称量，故事调节平衡螺母。‎ ‎（2）木块质量＝砝码+游码＝10g+4g＝14g；‎ 木块密度。‎ ‎7．（4分）小军同学在中考开考时听到“开始答卷”的指令后立即答卷，这说明声音可以传递　 　，小军同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示时，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像，生活中使用的　 　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像规律来工作的。‎ ‎【答案】信息；照相机。‎ ‎【考查知识点】声的利用、凸透镜成像规律 ‎【解析】（1）声音可以传递信息和能量，在中考开考时听到“开始答卷”的指令后立即答卷，这说明声音可以传递信息；‎ ‎（2）由图可知，物距大于像距，u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像，照相机、摄像机就是根据这个原理工作的。‎ ‎8．（4分）微信是时下广为流行的一款手机软件，微信信息是手机利用　 　（选填“电磁波”或“超声波”）进行传播的。小军看到平面镜中自己的像，当他走近平面镜时，他在平面镜中像的大小将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。‎ ‎【答案】电磁波；不变。‎ ‎【考查知识点】信息的传递、平面镜成像的特点 ‎【解析】‎ 微信信息是利用手机通过一定频率的电磁波进行传播的；‎ 平面镜所成的像与物体是等大的，当小军向平面镜走近时，由于他的大小不变，所以他在平面镜中像的大小不变。‎ ‎9．（4分）如甲、乙两图所示，能说明电动机工作原理的是图　 　，如图丙所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，当开关S闭合后，在渐片P由b端向a端滑动过程中，弹簧长度　 　（选填“变长”或“缩短”）。‎ ‎【答案】乙；变长。‎ ‎【考查知识点】电动机原理、电磁铁 ‎【解析】（1）电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的，电路中有电源，故应为图乙；发电机是根据电磁感应原理制成的，电路中无电源，为图甲；‎ ‎（2）读图可知，当滑片P从b端到a端滑动过程中，变阻器的阻值变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强；‎ 电流从螺线管的下端流入，上端流出，右手握住螺线管，使四指指向电流方向，则螺线管的上端为N极。根据异名磁极相互吸引可知，条形磁铁与电磁铁的相互作用为吸引，当电路中的电流变大时，电磁铁的磁性变强，吸引力变大，则弹簧长度变长。‎ ‎10．（4分）我国“一带一路”战略推进了能源的国际合作，其中太阳能、风能是　 　（选填“一次能源”或“二次能源”）。人造地球卫星在大气层外环绕地球运行，它的速度很快，其中有一种卫星相对于地球是静止的，称为地球“同步”卫星，此“同步”卫星是相对于地球　 　（选填“自转”或“公转”）而言的。‎ ‎【答案】一次能源；自转。‎ ‎【考查知识点】能源、参照物 ‎【解析】太阳能、风能可从自然界中直接取得，属于一次能源；‎ 人造地球卫星在大气层外环绕地球运行，它的速度很快，其中有一种卫星相对于地球是静止的，称为地球“同步”卫星，此“同步”卫星是相对于地球自转而言的。‎ ‎11．（4分）如图甲所示，完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上，用F1＝50N的水平力作用在B物块上，A、B一起做匀速直线运动，此时B物块所受的摩擦力为　 　N；若将F2＝80N的水平力按如图乙所示作用在A物块上，它们一起做直线运动，则桌面对A物块的摩擦力为　 　N。‎ ‎【答案】50；50。‎ ‎【考查知识点】摩擦力、平衡力 ‎【解析】‎ ‎（1）甲图中推力在B上，以AB为研究对象，AB做匀速直线运动，所以其受到的推力F1与摩擦力平衡，以B为研究对象，相对于A处于静止状态，所以其受到的推力F1与摩擦力平衡，B物块所受的摩擦力为50N；‎ ‎（2）若将F2＝80N的水平力按如图乙所示作用在A物块上，它们仍一起做直线运动，乙图中推力作用在A上，此时接触面的粗糙程度不变，压力也不变，因此摩擦力也不变，所以A所受的摩擦力仍为50N。‎ ‎12．（4分）图为电热水器的简化电路，它有加热和保温功能，R1和R2是两根电热丝，S为温控开关，1、2为开关的两个触点，当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时，S在两个触点间自动切换，使水温维持在设定的范围，已知热水器的加热功率为400W，保温功率为100W（忽略温度对电阻的影响），则电路中R2＝　 　Ω．在使用过程中，若热水器连续工作10min消耗电能1.2×105J，此过程中热水器的保温工作时间是　 　s。‎ ‎【考查知识点】动态电路、焦耳定律 ‎【解析】（1）由电路图可知，开关与触点1连通时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，‎ 电源的电压一定时，由P＝UI＝可知，电路的总功率最大，电热水器处于加热状态，‎ 开关与触点2连通时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，电热水器处于保温状态；‎ 因开关与触点1连通时，电路为R1的简单电路，电热水器处于加热状态，‎ 由P＝UI＝可得，R1的阻值：‎ R1＝＝＝121Ω，‎ 开关与触点2连通时，R1与R2串联，电热水器处于保温状态，‎ 此时电路的总电阻：‎ R＝＝＝484Ω，‎ 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，‎ 所以，R2的阻值：‎ R2＝R﹣R1＝484Ω﹣121Ω＝363Ω；‎ ‎（3）热水器10min消耗电能1.2×105J，则电热器的平均电功率：‎ P＝＝＝200W，‎ 由P保温＜P＜P加热可知，电热水器应先加热后保温，‎ 设加热时间为t1，则保温时间为（600s﹣t1），则有：‎ W＝P加热t1+P保温（600s﹣t1），‎ 即1.2×105J＝400W×t1+100W×（600s﹣t1），‎ 解得：t1＝200s，‎ 即电热水器的加热时间为200s，保温时间为600s﹣200s＝400s。‎ 答：363；400。‎ ‎13．（4分）如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机，已知AB长40cm，BC长50cm。室外机的质量为30kg，室外机的重力作用线正好通过AB中点，则A处钉受到的水平拉力F为　 　N（支某重力不计）•为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量　 　（选填“靠近”或“远离”）墙壁。‎ ‎【考查知识点】杠杆平衡条件 ‎【解析】由勾股定理可得，AC＝＝＝30cm。‎ 由题意可知，以C为支点，ABC是一个杠杆。AC为A处螺钉水平拉力的力臂，室外机对其压力的力臂为AB长的，‎ 由杠杆平衡条件可得：F×AC＝G×AB；‎ 即：F×30cm＝300N××40cm；‎ 解得：F＝200N；‎ 为了安全，应减小A处的拉力（若拉力过大，支架对螺钉拉力会使螺钉松动而造成危险）；‎ 在A处拉力和阻力G一定时，室外机的位置越靠近墙壁，室外机对支架压力力臂越小，根据杠杆平衡条件可知，A处的拉力将减小，以保证支架和室外机的安全。‎ ‎【答案】200；靠近。‎ 三、探究（共18分）‎ ‎14．（6分）小军利用如图所示装置和器材，探究水的沸腾特点和物质的吸热能力。‎ ‎（1）小军设计的电路中的R甲、R乙的阻值大小必须满足的条件是　 　‎ ‎（2）只闭合开关S2，观察水的加热过程，测得数据如下表：‎ 时间（min）‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ 温度（℃）‎ ‎90‎ ‎92‎ ‎94‎ ‎96‎ ‎97‎ ‎98‎ ‎98‎ ‎98‎ ‎98‎ ‎（3）断开S2，特水冷却后，继续探究物质的吸热能力，小军应控制水和煤油的　 　、初温度相同，且应先闭合开关　 　，并控制水的末温度低于　 　℃，实验表明：水的末温度比煤油　 　。水的吸热能力比煤油强。‎ ‎【答案】（1）R甲＝R乙；（3）质量相同；S1；98；低。‎ ‎【考查知识点】沸腾的特点、物质的吸热能力 ‎【解析】（1）探究物质的吸热能力，应控制物质吸收的热量相等，由图示电路图可知，两电阻并联，它们的电压相等，要使电阻在相等时间内产生的热量相等，应控制两电阻阻值相等，即：R甲＝R乙。‎ ‎（2）由表中实验数据可知，在水沸腾后，水不断吸收热量，但温度保持不变。‎ ‎（3）要探究水与油的吸热能力，应控制水与油的质量、初温、吸收的热量相等，要控制水与油吸收的热量相等，应控制两个电阻同时开始加热，因此应先闭合开关S1，然后再闭合开关S2；实验过程中水不能达到沸腾，应控制水的末温度低于98℃；实验表明：水的末温比油低，水的吸热能力比油强。‎ ‎15．（6分）小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N，每个钩码的重力为0.5N，实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数（见下表）‎ 序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ 动滑轮重G0/N ‎1.0‎ ‎1.0‎ ‎1.3‎ ‎1.0‎ ‎1.0‎ ‎1.0‎ ‎1.0‎ ‎1.0‎ 所挂钩码的重力G/N ‎0.5‎ ‎1.0‎ ‎1.5‎ ‎2.0‎ ‎2.5‎ ‎3.0‎ ‎3.5‎ ‎4.0‎ 弹簧测力计示数F/N ‎0.8‎ ‎1.2‎ ‎1.3‎ ‎1.6‎ ‎1.8‎ ‎2.2‎ ‎2.3‎ ‎2.7‎ ‎（1）分析实验数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用该滑轮组　 　（选填“省力”或“不省力”）‎ ‎（2）在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为　 　‎ ‎（3）小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法：物块移动的距离为　 　cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为　 　。‎ ‎【答案】（1）不省力；（2）F＝；（3）如上图所示；3.10；60%。‎ ‎【考查知识点】滑轮组、机械效率的测量 ‎【解析】‎ ‎（1）分析表中序号为1、2的两组数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，测力计示数大于所挂钩码的重力G，故此时使用该滑轮组不省力；‎ ‎（2）由图1可知n＝2，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为：F＝；‎ ‎（3）用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，当绳子的有效段数最多为3时，最省力，如下图所示：‎ 由图知，物块移动的距离为44.10cm﹣41.00cm＝3.10cm；‎ 若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为：‎ η＝＝＝×100%＝60%。‎ ‎16．（7分）小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）‎ ‎（1）为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用　 　（选填“A”或“B”）‎ A．“10Ω 5A”的滑动变阻器 B．“50Ω 0.5A”的滑动变阻器 ‎（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是　 　。‎ ‎（3）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图乙所示），分析图象可知：小灯泡的额定功率为　 　W。‎ ‎（4）完成上面实验后，小军同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经坏，于是他又找来了两个开关和一定值电阻，设计了如图丙所示的电路，已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，请你完成下面实验步骤：‎ ‎①　 　（填写S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为　 　；‎ ‎【答案】（1）B；（2）小灯泡断路；（3）0.625；（4）①闭合开关S、S1；U﹣U额；②闭合开关S、S2；③‎ ‎。‎ ‎②　 　（填写S、S1、S2的通断情况），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；‎ ‎③灯泡额定功率的表达式为P额＝　 　。‎ ‎【考查知识点】测量小灯泡的额定功率 ‎【解析】（1）灯泡正常工作时电流为IL＝＝≈0.2A．测定灯泡功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点得，灯泡正常工作时，滑动变阻器电压为：U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，‎ 由I＝可得滑动变阻器电阻为：R滑＝＝＝17.5Ω．滑动变阻器应选“50Ω 0.5A”的滑动变阻器，故选B；‎ ‎（2）闭合开关后，小灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的；，电流表无示数，说明电路存在断路；电压表示数有示数，说明与电压表并联的灯泡断路；‎ ‎（3）根据图乙知，当电压为额定电压U＝2.5V时，电流I＝0.25A，‎ 小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W ‎（4）分析实验的原理可以得出其具体的步骤为：‎ ‎①闭合开关S、S1，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U﹣U额；‎ ‎②闭合开关S、S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，读出电压表示数为U1；‎ ‎③通过灯泡的电流：I＝IR0＝，‎ 灯泡的额定功率的表达式为P额＝U额I＝U额×＝。‎ 四、回答（共20分）‎ ‎17．（6分）如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，其满载时的质量为600kg，每个车轮与沙滩接触的面积为500cm2，卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动，10min行驶6km，它的发动机功率恒为11.5kW。‎ ‎（1）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为多少帕？‎ ‎（2）此次行驶中卡丁车所受的阻力为多少牛？‎ ‎（3）该卡丁车以汽油为燃料，若在这次行驶中消耗汽油0.6kg，求该卡丁车汽油机的效率。（q汽油＝4.6×107J/kg）‎ ‎【考查知识点】压强、热效率的计算 解：（1）卡丁车满载时的重力：‎ G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N，‎ 卡丁车满载时对地面的压力：‎ F＝G＝6000N，‎ 受力面积：S＝4×500cm2＝2000cm2＝0.2m2，‎ 卡丁车满载时对地面的压强：‎ p＝＝＝3×104Pa；‎ ‎（2）卡丁车的行驶速度：‎ v＝＝＝10m/s，‎ 由P＝Fv得牵引力：‎ F牵＝＝＝1.15×103N，‎ 由于车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，则卡丁车所受的阻力：‎ f＝F牵＝1.15×103N；‎ ‎（3）卡丁车汽油机的效率：‎ η＝×100%＝×100%＝×100%＝25%。‎ 答：（1）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为3×104Pa；‎ ‎（2）此次行驶中卡丁车所受的阻力为1.15×103N；‎ ‎（3）该卡丁车以汽油为燃料，若在这次行驶中消耗汽油06kg，卡丁车汽油机的效率为25%。‎ ‎18．（7分）如图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V 1.6W“的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2＝20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．求：‎ ‎（1）小灯泡正工作时的电阻是多少？‎ ‎（2）只闭合开关S、S2和S3移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，R2消耗的电功率为1.25W．此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少？‎ ‎（3）只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？‎ ‎【考查知识点】电功率的计算、动态电路、欧姆定律 解：（1）灯泡L标有“4V，1.6W”字样表示灯的额定电压为4V，额定功率为1.6W，根据P＝UI＝可得：‎ 灯泡的电阻RL＝＝＝10Ω；‎ ‎（2）只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，由于变阻器和R2并联，则电流表测总电流I＝0.5A，‎ 根据P＝UI＝得电源电压：‎ U＝＝＝5V；‎ 则通过R2的电流，‎ I2＝＝＝0.25A；‎ 由并联电路电流的规律，通过动变阻器R1的电流：‎ I1＝0.5A﹣0.25A＝0.25A，‎ 由I＝可得R1接入电路中的阻值为：‎ R1＝＝＝20Ω；‎ ‎（3）只闭合开关S和S1，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，根据P＝UI，灯正常工作时的电流：‎ IL＝＝＝0.4A，‎ 电流表量程为0～0.6A，根据串联电路电流的规律，电路中的最大电流为I最大＝0.4A，此时灯正常发光，由欧姆定律和电阻的串联规律，变阻器有最小阻值；‎ 由串联电路电压的规律和欧姆定律，滑动变阻器R1的最小阻值：‎ R滑小＝﹣RL＝﹣10Ω＝2.5Ω；‎ 因电压表的量程为0～3V，电压表的最大示数为U最大＝3V时，变阻器连入电路中的电阻最大，‎ 根据串联电路两端的电压等于各电阻两端的电压之和可知：‎ 灯泡两端的最小电压UL最小＝5V﹣3V＝2V，‎ 由图乙可知，此时通过灯的电流为电路中的最小电流，则I最小＝0.25A，‎ 由欧姆定律和串联电路电流的规律，变阻器连入电路中的最大电阻：‎ R滑大＝＝＝12Ω，‎ 故滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω﹣12Ω。‎ ‎【答案】（1）小灯泡正常工作时的电阻是10Ω；‎ ‎（2）只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是20Ω；‎ ‎（3）在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω﹣12Ω。‎ ‎19．（7分）如图所示，水平桌面上放置一圆柱形容器，其内底面积为200cm2，容器侧面称近底部的位置有一个由阀门K控制的出水口，均匀物体A是边长为10cm的正方体，用不可伸长的轻质细线悬挂放入水中静止，此时物体A有的体积露出水面，细线受到的拉力为12N，容器中水深为18cm。已知细线能承受的最大拉力为15N，打开阀门K，使水缓慢流出，当细线断裂时立即关闭阀门K，关闭阀门K时水流损失不计，细线断裂后物体A下落过程中不翻转，物体A不吸水。‎ ‎（1）从细线断裂到物体A下落到容器底部的过程中，求重力对物体A所做的功。‎ ‎（2）物体A下落到容器底部稳定后，求水对容器底部的压强。‎ ‎（3）阅读后解答：‎ 当细线断裂后，物体A所受重力与浮力将不平衡，物体A所受重力与浮力之差称为物体A所受的合外力F（不计水对物体A的阻力），由牛顿第二定律可知：所受的合外力会使物体产生运动的加速度a，并且合外力与加速度之间关系式为：F＝ma（式中的F单位为N，a的单位为m/s2，m为物体的质量，其单位为kg）‎ 通过阅读以上材料，求物体A从全部浸没于水面之下时至恰好沉到圆柱形容器底部的过程中加速度a的大小。‎ ‎【考查知识点】功、压强、浮力的计算、初高中知识衔接 解：（1）正方体的体积：V＝（0.1m）3＝1×10﹣3m3，‎ 由于用细绳悬挂放入水中，有的体积露出水面，‎ 则V排＝（1﹣）V＝×1×10﹣3m3＝8×10﹣4m3，‎ 正方体受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3＝8N，‎ 此时正方体受到竖直向上的浮力和绳子的拉力、竖直向下的重力处于平衡状态，‎ 则物体A的重力：G＝F+F浮＝12N+8N＝20N；‎ 物体A原来浸入水的深度：h＝（1﹣）×0.1m＝0.08m，‎ 细线断裂后，物体A下落的高度：h下落＝0.18m﹣0.08m＝0.1m，‎ 则重力对物体A所做的功：W＝Gh下落＝20N×0.1m＝2J；‎ ‎（2）细线刚好断裂时，物体受到的浮力：F浮'＝G﹣F'＝20N﹣15N＝5N，‎ 此时物体排开水的体积：V排′＝＝＝5×10﹣4m3，‎ 则此时物体浸入水中的深度：h'═＝＝0.05m，‎ 水下降的深度：△h下降＝h﹣h'＝0.08m﹣0.05m＝0.03m，‎ 则细线刚好断裂时，露出水面的体积为：V露＝V﹣V排′＝1×10﹣3m3﹣5×10﹣4m3＝5×10﹣4m3，‎ 细线断裂后，物体A下落到容器底部稳定后，液面上升的高度：‎ ‎△h上升＝＝＝0.025m，‎ 物体A下落到容器底部稳定后水深：‎ h水＝h﹣△h下降+△h上升＝0.18m﹣0.03m+0.025m＝0.175m，‎ 此时水对容器底部的压强：‎ p＝ρ水gh水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.175m＝1.75×103Pa；‎ ‎（3）物体全部浸没时受到的浮力：‎ F浮″＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N，‎ 物体A从全部浸没于水面之下时至恰好沉到圆柱形容器底部的过程中受到的合力：‎ F合＝G﹣F浮″＝20N﹣10N＝10N，‎ 物体A的质量：‎ m＝＝＝2kg，‎ 由牛顿第二定律可得，该过程中的加速度：‎ a＝＝＝5m/s2。‎ 答：（1）从细线断裂到物体A下落到容器底部的过程中，重力对物体A所做的功为2J；‎ ‎（2）物体A下落到容器底部稳定后，水对容器底部的压强为1.75×103Pa；‎ ‎（3）物体A从全部浸没于水面之下时至恰好沉到圆柱形容器底部的过程中加速度为5m/s2。‎ 五、设计（5分）‎ ‎20．（5分）如图甲是一种测定油箱内油量的装置，其中R是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时，油面下降，浮子随液面落下，带着油面的一定高度，把电流表刻度盘改为相应的油量体积数，就可以直接读出油箱中的油量，其中浮子应用了　 　条件。如果把量程足够大的电压表改装成油量表，要求油量增加时，电压表的读数也增加，电压表应接在甲图中　 　两端（按图中所标示字母填写）。‎ 小军在以上设计的启发下，设计了一种测量体重的装置（如乙图所示），当没有测体重时，滑片P在图中绝缘体处，绝缘体使电路　 　（选填“切断”或“接通”），电路中R1的作用是　 　，在称量过程中，弹簧（在弹性限度内）的弹性势能随称量物体的重力增大而　 　（填“增大”、“减小”或“不变”）。‎ ‎【答案】漂浮；c和b；切断；保护电路；增大。‎ ‎【考查知识点】杠杆平衡条件、浮力、动态电路 ‎【解析】（1）浮子应用了漂浮条件；‎ ‎（2）油量增加时，浮子受到的浮力也变大，杠杆顺时针转动，变阻器连入电路的电阻变小，由分压原理，变阻器的电压变小，根据串联电路电压的规律，定值电阻的电压变大，要求电压表的读数也增加，故电压表应接在甲图中c他b两端；‎ ‎（3）当没有测体重时，滑片P在图中绝缘体处，绝缘体使电路切断；‎ ‎（4）电路中R1串联在电路中起保护电路的作用；‎ ‎（5）在称量过程中，当体重逐渐增加时，在杠杆的作用下滑片上移，弹簧伸长长度变大，根据影响弹性势能的因素，故弹簧（在弹性限度内）的弹性势能随称量物体的重力增大而增大。‎