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2017年度湖南长沙市中考.物理试卷.doc

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2017 年度 湖南 长沙市 中考 物理 试卷
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\\2017年湖南省长沙市中考物理试卷 一、选择题(本大题共12小题,每小题3分,共81分,每小题只有1个选项符合题意)1.(3分)(2017•长沙)下列有关声现象的说法正确的是(  )A.声音在各种介质中的传播速度均为340m/sB.只要物体在振动,人就一定能听到声音C.利用超声波清洗眼镜,说明了超声波可以传递能量D.真空也能传声2.(3分)(2017•长沙)小天在使用电冰箱时,发现了许多与物态变化有关的现象,他的判断正确的是(  )A.拉开冷冻室的门,有时能看见“白气”,这是液化现象B.湿手伸进冷冻室取冰棒时,有时感觉到手被冰棒粘住了,这是汽化现象C.放入冷冻室的矿泉水结了冰,这是凝华现象D.从冷冻室中取出一瓶冰冻的汽水,过一段时间后瓶的外壁出现了小水珠,小水珠的形成是升华现象3.(3分)(2017•长沙)下列光路图正确的是(  )A. 凸透镜对光线的作用 B.凹透镜对光线的作用C.放大镜的成像图 D.近视眼的成像图4.(3分)(2017•长沙)下列操作正确的是(  )A.B.C.D.5.(3分)(2017•长沙)近年来,中国科技成就让世人瞩目:探月“嫦娥”、入海“蛟龙”、中国高铁、“天舟一号”、国产大飞机C919…一大批对国民经济和社会发展有重大影响的标志性科技创新成果不断涌现.下列说法正确的是(  )A.高铁因为速度快所以惯性大B.国产大飞机高度上升时,机舱外的大气压变大C.绕月飞行的“嫦娥”卫星如果不受任何外力作用,将会一直绕月作圆周运动D.“天舟一号”经火箭发射上升的过程中,“天舟一号”的重力势能变大6.(3分)(2017•长沙)班级大扫除时,小天发现许多现象与摩擦有关,其中减少摩擦的措施是(  )A.擦玻璃时把抹布压紧在玻璃上去擦B.书柜下装有滚轮便于移动位置C.黑板刷的刷面使用更粗糙的材料制成D.水桶的手柄上刻有凹凸不平的花纹7.(3分)(2017•长沙)现代社会倡导文明出行,过人行横道时行人应遵守交通信号灯指示.小天发现人行横道的红、绿灯是独立工作的,他设计了下列几种电路图,其中合理的是(  )A.B.C.D.8.(3分)(2017•长沙)关于导体的电阻,下列说法中正确的是(  )A.导体导电说明它对电流没有任何阻碍作用B.导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越小C.相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与材料有关D.导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定9.(3分)(2017•长沙)下列关于家庭电路的说法正确的是(  )A.家庭电路中各用电器都是串联在电路中的B.发现触电事故时,应首先切断电源再想办法C.控制用电器的开关应接在该用电器和零线之间D.当干路中电流过大时,漏电保护器就会自动切断电路10.(3分)(2017•长沙)小天利用手中的条形磁体做了以下小实验,其中结论正确的是(  )A.条形磁体能够吸引小铁钉B.同名磁极相互吸引C.将条形磁体用细线悬挂起来,当它在水平面静止时北极会指向地理南方D.条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就不可能有互相作用了11.(3分)(2017•长沙)小天用电热水壶将1千克20℃的水加热至70℃,在这个过程中,下列分析正确的是(  ){c水=4.2×103J/(kg•℃)}.A.水吸收的热量为2.1×105JB.电热水壶消耗的电能全部转化为水的内能C.水的温度升高,它的内能减小D.水的温度升高,它的比热容变大12.(3分)(2017•长沙)在两个完全相同的容器中分别倒入甲和乙两种不同的液体,如图所示,下列分析正确的是(  )A.若甲和乙的质量相等,则甲的密度小于乙的密度B.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度C.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的质量小于乙的质量D.若甲和乙的质量相等,则甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强 二、填空题(本大题共5小题,11空,每空2分,共22分)13.(4分)(2017•长沙)2017年5月,我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试开采获得成功.我国可燃冰的总资源是常规天然气、页岩气资源总和的两倍,它与天然气、石油一样,都是   (选填“可再生”或“不可再生”)能源;可燃冰燃烧时将化学能转化成为   能.14.(4分)(2017•长沙)“共享单车”是互联网、智能手机、GPS定位系统和单车的资源整合,为人们的绿色出行带来极大的方便,装在单车上的GPS定位系统会及时地把单车的位置信息通过   波传递给信息处理中心,再发送到我们的手机上,方便存取单车.小天某次扫码后骑行9km,耗时30min,此次骑行的平均速度为   km/h.15.(4分)(2017•长沙)如图是小天探究某晶体熔化时温度随时间变化的图象,根据图 象可知该晶体的熔点是   ℃,它在熔化过程中需要   (选填“吸收”或者“放出”)热量.16.(4分)(2017•长沙)某品牌电炖锅有高温、低温两档,它的内部简化电路如图所示.当开关S1和S2都闭合时,电炖锅处于   温档(选填“高”或“低”);用电炖锅炖汤是利用了电流的   (选填“热效应”或“磁效应”).17.(6分)(2017•长沙)“背漂”是儿童练习游泳时常佩戴的一种救生装置.某科技小组的同学为测量背漂浸没在水中时的浮力,进行了如下实验:在底部装有定滑轮的圆台形容器中加入适量的水后,再静放在水平台秤上(如图甲),台秤的示数m1为6kg,然后把质地均匀的长方体背漂浸入水中,用一轻质的细线通过定滑轮缓慢地将背漂拉入水中,拉力F的方向始终竖直向上,当背漂的一半体积浸入水中时(如图乙),台秤的示数m2为5kg,当背漂的全部体积浸没在水中时,台秤的示数m3与m2相比变化了2kg,则(不考虑滑轮的摩擦,在整个过程中水始终没有溢出,背漂不吸水、不变形,且未与容器接触,取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3);(1)容器、水和滑轮的总重力为   N;(2)台秤的示数m3为   kg;(3)为确保儿童游泳时的安全,穿上这种背漂的儿童至少把头部露出水面,若儿童头部的体积占人体总体积的十分之一,儿童的密度取1.08×103kg/m3,则穿着此背漂游泳的儿童体重不能超过   kg(结果保留整数). 三、实验探究题(本大题共4小题)18.(6分)(2017•长沙)小天用图示装置探究“光的反射定律”,请在下列空格中填写适当内容:(1)图1中反射角是    度;(2)图1中当入射角变大时,反射光束   (选填“偏离”或“靠拢”)法线;(3)如图2所示,将纸板NOF向后折,在纸板NOF上   (选填“能”或“不能”)看到反射光束,这说明了反射光线,入射光线和法线在同一平面上.19.(6分)(2017•长沙)为了帮助家人用盐水选种,小天从实验室借来了天平和量筒测量盐水的密度,他进行了三次测量,以下是其中的一次测量过程:(1)将天平放在水平桌面上,把游码移到零刻线处,发现指针位置如图甲所示,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母向   移动;(2)用天平测出烧杯和盐水的总质量如图乙所示,记录下烧杯和盐水的总质量为   g;(3)再将部分盐水倒入量筒中,量筒中盐水的体积如图丙所示:接下来小天称得烧杯和剩余盐水的质量为25.6g,则小天在这次试验中测得盐水的密度为   g/cm3.20.(4分)(2017•长沙)在探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验中,用一根绝缘的细线将一根导体棒AB悬挂在球形磁体的磁场中,再将导体棒AB,电流表及开关用导线连成一个闭合电路(如图所示);(1)闭合开关,让导体棒AB保持静止,电路中   (选填“有”或“无”)感应电流产生;(2)闭合开关,当导体棒AB沿   (选填“竖直方向上下”或“水平方向左右”)运动时,电路中有感应电流产生.21.(6分)(2017•长沙)小天同学在做“用伏安法测电阻”的实验时,除了滑动变阻器的名牌不清楚之外其他实验器材齐全且完好,电源电压不变,电流表和电压表对电路的影响均忽略不计.以下是他的实验过程,请回答下列问题:(1)小天连接了如果图甲所示的电路测量待测电阻Rx的阻值,请指出电路连接的错误之处:   (写出一种即可)(2)更正电路之前,小天发现可以利用甲图所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值;他闭合开关,读出电压表的示数为10V,电流表的示数为0.2A,则可计算出滑动变阻器的最大阻值为   Ω(3)小天按照图乙所示电路图正确连接好电路后,为了减小实验误差,他选用了合适的量程进行了多次测量,以下是他的实验记录.第一次:当滑动变阻器的滑片位于最左端时,电压表的指针位置如图丙所示;第二次:当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.58A,电压表的指针位置如图丁所示;第三次:当滑动变阻器的滑片位于最右端时,电流表的示数为1.1A,则Rx的平均阻值为   Ω(精确到0.1Ω) 四、(本大题共3小题,第37题、38题每题6分,第39题8分,共20分)22.(6分)(2017•长沙)阅读短文,然后回答文后问题手工制茶,指尖上的传承 中国是茶的故乡,中国的茶文化源远流长.在长沙以北有一条贯穿了9个乡镇的“百里茶廊”,2017年清明节,小天在几位“世界非物质文化遗产”传人的带领下,到“百里茶廊”的某茶厂体验手工制茶,小天把手工制茶的部分工序记录如下: 萎凋:将采摘回来的茶叶摊晾于无直射阳光的通风干燥处,鲜叶水分降到65%左右. 杀青:将萎凋以后的茶叶放入电炒锅内,把电炒锅调至高温档,用收快速翻炒,去除青叶味,蒸发一部分水分. 摇青:把茶叶置于摇青器具中,通过摇动,茶叶与茶叶摩擦,造成叶细胞损伤,促进茶叶氧化,诱发香气,形成茶所特有的清香. 揉捻:手工揉捻,让茶叶细胞壁破碎,并揉成卷曲的样子,使其成线成条,从而使茶汁在冲泡时易溶于茶汤,提高浸出率. 烘焙:使揉捻成条的茶叶放入电炒锅内用手翻炒,蒸发叶内多余水分,定型、产香. 复焙:打开电炒锅的低温档用手慢速翻炒,再次蒸发茶叶内多余的水分.(1)平整的茶叶被揉捻卷曲成线说明了力可以改变物体的   ;(2)在制茶的过程中可以闻到茶叶的清香,说明分子在做   运动;(3)从文中找出加快茶叶水分蒸发的工序,并指出其加快蒸发的方法.工序:   ;加快蒸发的方法:   .23.(6分)(2017•长沙)如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景,在10s的时间内,工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m,已知拉力F为400N,建筑材料的重力G为900N,求这个过程中:(1)绳子自由端移动的距离;(2)此滑轮组的机械效率;(3)拉力F的功率.24.(8分)(2017•长沙)如图甲所示,已知电源电压为60V且保持不变,电阻R1标有“35V 245W”的字样,R2是一个最大阻值为70Ω的滑动变阻器,电阻R3的额定电流为7A(不计温度对电阻的影响).求:(1)R1的阻值;(2)R1正常工作100s消耗的电能;(3)闭合S,当R2的阻值为Rm时,V1的示数为U1,V2的示数为U2;当R2的阻值为R0时,V1的示数为U′1,V2的示数为U′2;已知U′1=U1,U′2=U2,U1=U2,求R3的阻值;(4)在电路安全的前提下,小天同学用以上器材组成一个如乙图所示的电路:在R1、R2和R3 中任选两个电阻分别连入电路的“AB”和“CD”处,组成不同的电路,在同一电路中两个电阻的功率之差如果超过200W,电路外的检测装置将自动报警,请通过计算和推导,判断哪些电路始终不会导致检测装置报警,哪些电路会导致检测装置报警,并计算报警时R2的取值范围. 2017年湖南省长沙市中考物理试卷参考答案与试题解析 一、选择题(本大题共12小题,每小题3分,共81分,每小题只有1个选项符合题意)1.(3分)(2017•长沙)下列有关声现象的说法正确的是(  )A.声音在各种介质中的传播速度均为340m/sB.只要物体在振动,人就一定能听到声音C.利用超声波清洗眼镜,说明了超声波可以传递能量D.真空也能传声【解答】解:A、声音在不同介质中传播速度不同,在15℃空气中,传播速度为340m/s,在液体和固体中传播速度更快,故A错误;B、物体振动,我们不一定就能听到声音,只有频率在人耳听觉范围内,且达到一定响度的声音人耳才能听到,故B错误.C、声波可以传递能量在实际生活中的应用非常广泛、实用,利用超声波清洗眼睛就说明了声波可以传递能量.故C正确;D、声音在空气中的传播速度是340m/s,真空不能传声,故D错误.故选C.2.(3分)(2017•长沙)小天在使用电冰箱时,发现了许多与物态变化有关的现象,他的判断正确的是(  )A.拉开冷冻室的门,有时能看见“白气”,这是液化现象B.湿手伸进冷冻室取冰棒时,有时感觉到手被冰棒粘住了,这是汽化现象C.放入冷冻室的矿泉水结了冰,这是凝华现象D.从冷冻室中取出一瓶冰冻的汽水,过一段时间后瓶的外壁出现了小水珠,小水珠的形成是升华现象【解答】解:A、打开冰箱门,看见冒白气,“白气”的形成原因是空气中的水蒸气遇冷液化形成的.故A正确;B、湿手伸进冷冻室取冰棒时,有时感觉到手被冰棒粘住了是手上的水遇冷凝固成冰,这是凝固现象,故B错误;C、放入冷冻室的矿泉水结了冰,这是水由液态变为固态,是凝固现象,故C错误;D、从冷冻室中取出一瓶冰冻的汽水,过一段时间后瓶的外壁出现了小水珠,小水珠是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水珠,故D错误.故选A.【点评】本题用生活中的事例考查物质的六种物态变化.体现了物理和生活的密切关系.3.(3分)(2017•长沙)下列光路图正确的是(  )A.凸透镜对光线的作用 B.凹透镜对光线的作用C.放大镜的成像图 D.近视眼的成像图【解答】解:A、凸透镜对光线具有会聚作用,而图中的光线发散了,故A错误;B、凹透镜对光线有发散作用,图中的光线会聚了,故B错误;C、放大镜成的是正立、放大的虚像,平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚到焦点上,经过光心的光线的传播方向不变,这两条光线的反向延长线的交点为像,故C正确;D、近视眼的成因是因为像呈现在视网膜的前方,图中呈在了视网膜的后方,故D错误.故选C.4.(3分)(2017•长沙)下列操作正确的是(  )A.B.C.D.【解答】解:A、使用试电笔时,手必须接触笔尾的金属体,图中没有接触,故A错误;B、温度计在测量液体的温度时,玻璃泡不能接触容器底,故B错误;C、弹簧测力计在测量物体重力时,测力计必须要在竖直方向上,故C错误;D、用刻度尺测量物体的长度时,读数时视线要与刻度尺的刻度垂直,故D正确..故选D.【点评】本题考查了各种仪器的使用方法合测量方法,属于基础知识的考查. 5.(3分)(2017•长沙)近年来,中国科技成就让世人瞩目:探月“嫦娥”、入海“蛟龙”、中国高铁、“天舟一号”、国产大飞机C919…一大批对国民经济和社会发展有重大影响的标志性科技创新成果不断涌现.下列说法正确的是(  )A.高铁因为速度快所以惯性大B.国产大飞机高度上升时,机舱外的大气压变大C.绕月飞行的“嫦娥”卫星如果不受任何外力作用,将会一直绕月作圆周运动D.“天舟一号”经火箭发射上升的过程中,“天舟一号”的重力势能变大【解答】解:A、惯性的大小只与质量有关,与速度无关,故A错误;B、因为大气压随高度的增加而减小,所以,国产大飞机在上升时,高度增加,外界的大气压减小,故B错误;C、物体不受力时会保持静止状态或匀速直线运动状态;绕月飞行的“嫦娥”卫星原来是运动的,如果不受任何外力作用,卫星将做匀速直线运动,故C错误;D、“天舟一号”经火箭发射上升的过程中,高度增加,重力势能变大,故D正确.故选D.【点评】本题考查的知识点较多,但都属于基础知识的考查,比较简单. 6.(3分)(2017•长沙)班级大扫除时,小天发现许多现象与摩擦有关,其中减少摩擦的措施是(  )A.擦玻璃时把抹布压紧在玻璃上去擦B.书柜下装有滚轮便于移动位置C.黑板刷的刷面使用更粗糙的材料制成D.水桶的手柄上刻有凹凸不平的花纹【解答】解:A、擦玻璃时把抹布压紧在玻璃上去擦,这是通过增大压力来增大摩擦的,故A错误;B、书柜下装有滚轮便于移动位置,是通过变滑动为滚动来减小摩擦的,故B正确;C、黑板刷的刷面使用更粗糙的材料制成,这是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故C错误;D、水桶的手柄上刻有凹凸不平的花纹,这是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故D错误.故选B.【点评】此题考查的是摩擦力知识在生活中的应用,物理知识就是要应用于生活的,这也是我们学习物理的目的,是一道好题. 7.(3分)(2017•长沙)现代社会倡导文明出行,过人行横道时行人应遵守交通信号灯指示.小天发现人行横道的红、绿灯是独立工作的,他设计了下列几种电路图,其中合理的是(  )A.B.C.D.【解答】解:A.两开关均闭合时红绿交通信号灯同时发光,只闭合一个开关均不发光,故A错误;B.只闭合开关S1时绿灯亮,只闭合开关S2时红灯亮,两灯独立工作,互不影响,故B正确;C.两开关都闭合时会造成绿灯短路,只有红灯发光;S1断开、S2闭合时,两个灯同时发光,不能实现各自独立工作,故C错误;D.两开关都闭合时会造成红灯短路,只有绿灯发光;S1断开、S1闭合时,两个灯同时发光,不能实现各自独立工作,故D错误;故选B.【点评】本题考查了电路图的设计,关键是知道红绿交通信号灯两灯泡不会同时亮,要注意从选项中找出最符合题意的答案. 8.(3分)(2017•长沙)关于导体的电阻,下列说法中正确的是(  )A.导体导电说明它对电流没有任何阻碍作用B.导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越小C.相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与材料有关D.导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定【考点】I9:电阻.菁优网版权所有【分析】导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关.【解答】解:A、任何导体都对电流有阻碍作用;导体导电的同时,也对电流有阻碍作用;故A错误;B、导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越大;故B错误;C、电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关;相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与材料有关;故C正确;D、电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关.故D错误;故选C【点评】此题考查对电阻概念的理解和影响电阻大小因素的认识;要抓住导体的电阻是导体本身具有的一种性质. 9.(3分)(2017•长沙)下列关于家庭电路的说法正确的是(  )A.家庭电路中各用电器都是串联在电路中的B.发现触电事故时,应首先切断电源再想办法C.控制用电器的开关应接在该用电器和零线之间D.当干路中电流过大时,漏电保护器就会自动切断电路【考点】IO:家庭电路的连接;IS:熔断器的作用及保险丝的选择方法;IU:触电危害及常见的触电类型与预防.菁优网版权所有【分析】(1)串联的各用电器相互影响,不能独立工作,并联的各用电器互不影响,能独立工作;(2)当有人触电时,应先切断电源;(3)开关应接在用电器和火线之间;(4)漏电保护器:漏电保护器俗称漏电开关,是用于在电路或电器绝缘受损发生对地短路时防人身触电和电气火灾的保护电器,一般安装于每户配电箱的插座回路上和全楼总配电箱的电源进线上,后者专用于防电气火灾.【解答】解:A、在家庭电路中各用电器都互不影响,能独立工作,它们是并联的,故A错误;B、发现有人触电后,应该首先切断电源,然后再进行其他的救护措施,故B正确;C、开关应接在用电器和火线之间,这样在断开开关时,用电器才不会带电,故C错误;D、漏电保护器一般是在电路发生对地漏电现象时才会自动跳闸,而电路中电流过大不会跳闸,故D错误.故选B.【点评】本题考查了学生对家庭电路连接、安全用电知识的了解与掌握,平时学习时多了解、多积累,加强安全意识,不能违反. 10.(3分)(2017•长沙)小天利用手中的条形磁体做了以下小实验,其中结论正确的是(  )A.条形磁体能够吸引小铁钉B.同名磁极相互吸引C.将条形磁体用细线悬挂起来,当它在水平面静止时北极会指向地理南方D.条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就不可能有互相作用了【考点】C1:磁性、磁体、磁极;C4:磁极间的相互作用;C8:地磁场.菁优网版权所有【分析】(1)磁体能吸引铁、钴、镍等物质;(2)根据磁极间的相互作用规律;(3)磁体具有指向性,当自由转动的磁体静止时,其N极指北,S极指南;(4)磁体周围存在磁场,玻璃不能隔离磁场.【解答】解:A、条形磁体周围存在磁场,能够吸引小铁钉,故A正确;B、由磁极间的相互作用规律可知,同名磁极相互排斥,故B错误;C、将条形磁体用线悬挂起来,让磁体自由转动,静止时指向地理南极的磁极叫南(或S)极,指向地理北极的是磁体的北极(N极),地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,故C错误;D、玻璃不能隔离磁场,条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后仍有互相作用,故D错误.故选A.【点评】本题考查了磁体的指向性和磁极间的相互作用,是一道基础题目. 11.(3分)(2017•长沙)小天用电热水壶将1千克20℃的水加热至70℃,在这个过程中,下列分析正确的是(  ){c水=4.2×103J/(kg•℃)}.A.水吸收的热量为2.1×105JB.电热水壶消耗的电能全部转化为水的内能C.水的温度升高,它的内能减小D.水的温度升高,它的比热容变大【考点】GG:热量的计算;G6:温度、热量与内能的关系;GD:比热容的概念.菁优网版权所有【分析】A、知道水的质量、水的初温末温以及比热容,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;B、电热水壶消耗的电能转化为内能,除了转化为水的内能、水壶的内能外,还有部分内能传递给周围的物质;C、物体的温度升高、内能增大;D、比热容是物质的一种特性,其大小仅与物质的种类和所处的状态有关,而与物体的质量和温度无关.【解答】解:A、水吸收的热量Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(70℃﹣20℃)=2.1×105J,故A正确;B、电热水壶消耗的电能转化为内能,其中有水的内能、水壶的内能,部分热量散失到空气中,故B错;C、水的温度升高,它的内能增加,故C错;D、比热容是物质的一种特性,水的温度升高,它的比热容不变,故D错.故选A.【点评】本题考查了热量的计算、内能与温度的关系、对比热容的理解,属于基础题目. 12.(3分)(2017•长沙)在两个完全相同的容器中分别倒入甲和乙两种不同的液体,如图所示,下列分析正确的是(  )A.若甲和乙的质量相等,则甲的密度小于乙的密度B.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度C.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的质量小于乙的质量D.若甲和乙的质量相等,则甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强【考点】2B:密度公式的应用;86:压强的大小及其计算;8A:液体压强计算公式的应用.菁优网版权所有【分析】(1)由题意可知,质量相等,体积不等,根据ρ=分析密度大小;(2)若甲和乙对容器底部的压强相等,根据p=ρgh分析密度大小;(3)知道密度大小关系,根据p=比较出压力大小,采用割补法,比较液体重力大小关系,再比较出质量大小;(4)根据ρ=分析密度大小,再根据割补法分析甲和乙对容器底的压力大小,再根据p=比较出压强大小.【解答】解:A、由题意可知,甲和乙的质量相等,由图可知,V甲<V乙,根据ρ=可知,ρ甲>ρ乙,故A错误;B、若甲和乙对容器底部的压强相等,由图可知,h甲<h乙,根据p=ρgh可知,ρ甲>ρ乙,故B错误;C、液体压强相等,两容器底面积相等,由p=可知,甲、乙对容器底的压力相等,即F甲=F乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①采用割补法(如下图所示),分别把容器两侧半球部分补上同种液体,此时液体为圆柱形;割补后深度不变,液体密度不变,所以液体对容器底的压强不变,又因为容器底面积不变,所以割补前后液体对容器底部的压力不变,且此时液体为圆柱形(液体对容器底的压力等于液体的总重力);所以,F甲=G甲总﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,F乙=G乙总﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,两容器完全相同,则补上的液体体积相等,设补充的液体体积为V,由①②③可得:G甲总=G乙总,即m甲g+ρ甲gV=m乙g+ρ乙gV﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④,由B选项可知,ρ甲>ρ乙;所以由④式可得:m甲﹣m乙=(ρ乙﹣ρ甲)V<0,所以m甲<m乙,故C正确;D、由A选项可知,ρ甲>ρ乙,由割补法可知,甲对容器底部的压力F甲=m甲g+ρ甲gV,乙对容器底部的压力F乙=m乙g+ρ乙gV,而m甲=m乙,ρ甲>ρ乙,所以F甲>F乙,又因为两容器的底面积相等,所以根据公式p=可知,p甲>p乙,故D错误.故选C.【点评】此题主要考查的是学生对压强、压力、密度、重力计算公式的理解和掌握,选项CD中采用割补法是本题的难点,割补前后液体对容器底部的压强、压力不变,难度较大. 二、填空题(本大题共5小题,11空,每空2分,共22分)13.(4分)(2017•长沙)2017年5月,我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试开采获得成功.我国可燃冰的总资源是常规天然气、页岩气资源总和的两倍,它与天然气、石油一样,都是 不可再生 (选填“可再生”或“不可再生”)能源;可燃冰燃烧时将化学能转化成为 内 能.【考点】K2:能源的分类.菁优网版权所有【分析】(1)能够短时间内从自然界源源不断得到补充的是可再生能源,短时间内从自然界得不到补充的是不可再生能源;(2)燃料燃烧时,燃料的化学能转化为内能.【解答】解:页岩气、天然气、石油随着使用不断减少,短时间内从自然界得不到补充,因此属于不可再生能源;可燃冰在燃烧时,内部的化学能转化成内能.故答案为:不可再生;内.【点评】本题考查了能源的分类以及能量转化情况,属于基础知识的考查,比较简单. 14.(4分)(2017•长沙)“共享单车”是互联网、智能手机、GPS定位系统和单车的资源整合,为人们的绿色出行带来极大的方便,装在单车上的GPS定位系统会及时地把单车的位置信息通过 电磁 波传递给信息处理中心,再发送到我们的手机上,方便存取单车.小天某次扫码后骑行9km,耗时30min,此次骑行的平均速度为 18 km/h.【考点】D2:电磁波的传播;6D:变速运动与平均速度.菁优网版权所有【分析】GPS定位系统是利用电磁波传递信息的;根据速度的计算公式求出速度.【解答】解:“GPS”会利用电磁波自动发送使用者所在的位置信息;小天骑行的平均速度为:v===18km/h.故答案为:电磁;18.【点评】本题考查了电磁波的应用、速度的计算,是一道基础题. 15.(4分)(2017•长沙)如图是小天探究某晶体熔化时温度随时间变化的图象,根据图 象可知该晶体的熔点是 80 ℃,它在熔化过程中需要 吸收 (选填“吸收”或者“放出”)热量.【考点】1C:熔化和凝固的温度—时间图象.菁优网版权所有【分析】会分析晶体的熔化图象.知道晶体熔化时的温度为熔点.熔化过程吸热温度不变.【解答】解:由图知,该晶体熔化过程中,温度保持80℃不变,所以晶体的熔点为80℃,它在熔化过程中吸热温度不变.故答案为:80;吸收.【点评】此题主要考查了晶体的熔化图象.要学会从图象中找出与晶体有关的信息.关键是掌握晶体的熔化特点:吸热但温度保持不变. 16.(4分)(2017•长沙)某品牌电炖锅有高温、低温两档,它的内部简化电路如图所示.当开关S1和S2都闭合时,电炖锅处于 高 温档(选填“高”或“低”);用电炖锅炖汤是利用了电流的 热效应 (选填“热效应”或“磁效应”).【考点】J9:电功率与电压、电流的关系;HF:电流的热效应、化学效应和磁效应.菁优网版权所有【分析】(1)电源电压U一定,由P=可知,电阻越大,电功率越小,电炖锅处于保温状态;电阻越小,电炖锅功率越大,电炖锅处于加热状态,分析电路图确定当开关S1和S2都闭合时的电路组成,确定电炖锅处于高温档还是低温档;(2)当电流通过电阻时,电流做功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应.电热器就是根据这个原理工作的.【解答】解:(1)由电路图可知,当开关S1、S2闭合时,R1和R2并联,因为电阻越并越小,所以此时电路电阻最小,而电源电压一定,由P=可知,此时电炖锅电功率最大,为高温档;(2)用电炖锅炖汤消耗电能转化为内能,是利用了电流的热效应.故答案为:高温;热效应.【点评】本题易错点在第一空的回答,分析清楚电路结构、应用好电功率公式P=以及并联电阻的特点是关键. 17.(6分)(2017•长沙)“背漂”是儿童练习游泳时常佩戴的一种救生装置.某科技小组的同学为测量背漂浸没在水中时的浮力,进行了如下实验:在底部装有定滑轮的圆台形容器中加入适量的水后,再静放在水平台秤上(如图甲),台秤的示数m1为6kg,然后把质地均匀的长方体背漂浸入水中,用一轻质的细线通过定滑轮缓慢地将背漂拉入水中,拉力F的方向始终竖直向上,当背漂的一半体积浸入水中时(如图乙),台秤的示数m2为5kg,当背漂的全部体积浸没在水中时,台秤的示数m3与m2相比变化了2kg,则(不考虑滑轮的摩擦,在整个过程中水始终没有溢出,背漂不吸水、不变形,且未与容器接触,取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3);(1)容器、水和滑轮的总重力为 60 N;(2)台秤的示数m3为 3 kg;(3)为确保儿童游泳时的安全,穿上这种背漂的儿童至少把头部露出水面,若儿童头部的体积占人体总体积的十分之一,儿童的密度取1.08×103kg/m3,则穿着此背漂游泳的儿童体重不能超过 21 kg(结果保留整数).【考点】8S:物体的浮沉条件及其应用.菁优网版权所有【分析】(1)根据G=mg即可求出容器、水和滑轮的总重力;(2)由于台秤的示数是显示物体对其产生的压力,根据容器对台秤产生的压力变化即可求出G3,最后求出m3;(3)将容器、背漂、水和滑轮看做一个整体,进行受力分析,根据受力平衡,即可求出背漂的重力G和体积V;这种背漂的儿童的总重力应该与背漂和儿童身体的浮力相同.利用F浮=ρ水gV排求儿童最小的体重.【解答】解:(1)图甲中台秤的示数m1为6kg,即容器、水和滑轮的总质量为6kg,则容器、水和滑轮的总重力:G1=m1g=6kg×10N/kg=60N;(2)由于台秤的示数显示了物体对其产生的压力,把容器、水、滑轮和背漂看做一个整体,则受竖直向下的总重力G背漂+G1,竖直向上的拉力F拉和支持力F支的作用,如下图1所示,所以由力的平衡条件可得G背漂+G1=F拉+F支;当背漂的全部体积浸没在水中时,背漂受到的浮力变大,则通过定滑轮的竖直向上的拉力F拉变大,所以支持力减小,即容器对台秤产生的压力变小,台秤的示数减小,故m3<m2,已知m3与m2相比变化了2kg,所以m3=5kg﹣2kg=3kg;(3)当背漂的一半体积浸入水中时,台秤的示数m2为5kg,则容器受到的支持力:F支=F压=G2=m2g=5kg×10N/kg=50N;设背漂的重力为G背漂,体积为V,当背漂的一半体积浸入水中时,以背漂为研究对象,受力情况如图2,根据力的平衡条件可得,绳子的拉力:F1=F浮1﹣G背漂=ρ水gV排1﹣G背漂=ρ水gV﹣G背漂 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,把容器、水、滑轮和背漂看做一个整体,如图1所示,则受竖直向下的总重力G背漂+G1,竖直向上的拉力F1和支持力F支的作用,由于容器静止,则:G背漂+G1=F1+F支 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,①代入②可得:G背漂+G1=ρ水gV﹣G背漂+F支,代入数据有:G背漂+60N=ρ水gV﹣G背漂+50N,整理可得:2G背漂=ρ水gV﹣10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③当背漂的全部体积浸没在水中时,则容器受到的支持力:F支′=F压′=G3=m3g=3kg×10N/kg=30N;由图2可得,此时的拉力:F2=F浮2﹣G背漂=ρ水gV排2﹣G背漂=ρ水gV﹣G背漂 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④,此时整体受竖直向下的总重力G背漂+G1,竖直向上的拉力F2和支持力F支′的作用,由于受力平衡,则:G背漂+G1=F2+F支′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤,由④、⑤并代入数据可得:G背漂+60N=ρ水gV﹣G背漂+30N,整理可得:2G背漂=ρ水gV﹣30N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥联立③⑥解得:V=4×10﹣3m3,G背漂=5N;设儿童的最小质量为m人,由于儿童和背漂的整体漂浮,所以F浮总=G总,即:F浮人+F浮背=G人+G背漂,则:ρ水g(1﹣)V人+ρ水gV=ρ人gV人+G背漂,整理可得:V人===×10﹣3m3,则儿童的最小质量:m人=ρ人V人=1.08×103kg/m3××10﹣3m3=21kg.故答案为:(1)60;(2)3;(3)21.【点评】本题考查学生对阿基米德原理、物体受力分析、二力平衡条件的应用以及压强公式的应用.关键是公式及其变形的灵活运用,还要注意单位的换算. 三、实验探究题(本大题共4小题)18.(6分)(2017•长沙)小天用图示装置探究“光的反射定律”,请在下列空格中填写适当内容:(1)图1中反射角是 44  度;(2)图1中当入射角变大时,反射光束 偏离 (选填“偏离”或“靠拢”)法线;(3)如图2所示,将纸板NOF向后折,在纸板NOF上 不能 (选填“能”或“不能”)看到反射光束,这说明了反射光线,入射光线和法线在同一平面上.【考点】A7:光的反射定律.菁优网版权所有【分析】光的反射定律:反射光线、入射光线和法线都在同一平面内,反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角.【解答】解:(1)由图知OE是入射光线,则OF是反射光线.入射角是入射光线与法线的夹角,所以入射角为44°;(2)当入射光线向法线偏离时,反射光线与法线的夹角变大,所以入射角变大,此时反射角也变大,反射光线将偏离法线;(3)因为反射光线、入射光线和法线在同一平面内,所以在实验过程中,将纸板向前或向后折,此时在纸板NOF上将不能看到反射光线.故答案为:(1)44;(2)偏离;(3)不能.【点评】要掌握光的反射定律的内容,知道反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角.同时考查了光路的可逆性. 19.(6分)(2017•长沙)为了帮助家人用盐水选种,小天从实验室借来了天平和量筒测量盐水的密度,他进行了三次测量,以下是其中的一次测量过程:(1)将天平放在水平桌面上,把游码移到零刻线处,发现指针位置如图甲所示,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母向 右 移动;(2)用天平测出烧杯和盐水的总质量如图乙所示,记录下烧杯和盐水的总质量为 69.6 g;(3)再将部分盐水倒入量筒中,量筒中盐水的体积如图丙所示:接下来小天称得烧杯和剩余盐水的质量为25.6g,则小天在这次试验中测得盐水的密度为 1.1 g/cm3.【考点】2L:液体的密度测量实验.菁优网版权所有【分析】(1)调节天平平衡时,应把天平放在水平桌面上,把游码跳到横梁标尺的零刻度线处,然后调节平衡螺母使天平平衡;当指针向分度盘左侧偏时,应向右调节平衡螺母,当指针向分度盘右侧偏时,应向左调节平衡螺母,从而使天平平衡.(2)天平砝码与游码示数之和是天平所测物体的质量;(3)由图乙所示量筒可读出量筒中盐水的体积;总质量减去烧杯与烧杯的质量是量筒中盐水的质量;已知量筒中盐水的质量与体积,由密度公式可以求出密度.【解答】解:(1)指针偏向分度盘的左侧,应向右调节平衡螺母,使天平平衡.(2)由图甲可知,烧杯与盐水的总质量:m总=50g+10g+5g+4.6g=69.6g,量筒中盐水的质量:m=m总﹣m杯=69.6g﹣25.6g=44g;由图乙所示量筒可知,量筒中盐水的体积:V=40ml=40cm3;盐水的密度:ρ=═=1.1g/cm3.故答案为:(1)右;(2)69.6;1.1.【点评】本题考查了天平的读数及调节、量筒读数、求密度等问题,是实验的常考问题,但难度不大,熟练应用基础知识即可正确解题. 20.(4分)(2017•长沙)在探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验中,用一根绝缘的细线将一根导体棒AB悬挂在球形磁体的磁场中,再将导体棒AB,电流表及开关用导线连成一个闭合电路(如图所示);(1)闭合开关,让导体棒AB保持静止,电路中 无 (选填“有”或“无”)感应电流产生;(2)闭合开关,当导体棒AB沿 水平方向左右 (选填“竖直方向上下”或“水平方向左右”)运动时,电路中有感应电流产生.【考点】CP:电磁感应.菁优网版权所有【分析】产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感应运动时,电路中就会产生感应电流.其条件之一是导体必须做切割磁感线运动,导体不运动是不会产生电流的,运动了,没沿切割磁感线方向运动,还不会产生电流.【解答】解:(1)闭合开关,让导体棒AB保持静止,AB没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流;(2)闭合开关,当导体棒AB沿水平方向左右运动时,会切割磁感线,电路中有感应电流产生.故答案为:(1)无;(2)水平方向左右.【点评】产生感应电流的条件注意三点:一是“闭合电路”,电路必须是完整的回路,二是“一部分导体”,不是全部的导体都在参与运动,三是“切割磁感线运动”,导体的运动必须是切割磁感线的,正切、斜切都可以,但不能不切割. 21.(6分)(2017•长沙)小天同学在做“用伏安法测电阻”的实验时,除了滑动变阻器的名牌不清楚之外其他实验器材齐全且完好,电源电压不变,电流表和电压表对电路的影响均忽略不计.以下是他的实验过程,请回答下列问题:(1)小天连接了如果图甲所示的电路测量待测电阻Rx的阻值,请指出电路连接的错误之处: 电压表并联在变阻器的两端了(或滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路) (写出一种即可)(2)更正电路之前,小天发现可以利用甲图所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值;他闭合开关,读出电压表的示数为10V,电流表的示数为0.2A,则可计算出滑动变阻器的最大阻值为 50 Ω(3)小天按照图乙所示电路图正确连接好电路后,为了减小实验误差,他选用了合适的量程进行了多次测量,以下是他的实验记录.第一次:当滑动变阻器的滑片位于最左端时,电压表的指针位置如图丙所示;第二次:当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.58A,电压表的指针位置如图丁所示;第三次:当滑动变阻器的滑片位于最右端时,电流表的示数为1.1A,则Rx的平均阻值为 10.4 Ω(精确到0.1Ω)【考点】IM:伏安法测电阻的探究实验.菁优网版权所有【分析】(1)(2)用伏安法测电阻电压表与待测电阻并联,变阻器按一下一上原则接入电路中;根据欧姆定律求滑动变阻器的最大阻值;(3)由(2)根据欧姆定律和串联电路电压的规律求出电源电压;第2次实验和第1次比,变阻器连入电路中的电阻变小,根据分压原理电压表示数变大,据此确定电压表选用的量程,分别根据欧姆定律得出电阻值,并求平均值.【解答】解:(1)(2)甲图中,电压表并联在变阻器的两端了(或将滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路),因电压表的示数为10V,电流表的示数为0.2A,则可计算出滑动变阻器的最大阻值为:R滑==50Ω;(3)在第1次实验中,电路中电流为0.2A,根据欧姆定律和串联电路电压的规律,故电源电压:U=IR滑+U表=0.2A×50Ω+2V=12V;第2次实验和第1次比,变阻器连入电路中的电阻变小,故电压表示数变大,故丙只能选用小量程,分度值为0.1V,示数为2V,丁图中选用大量程,分度值为0.5V,示数为6V,待测电阻R1==10Ω;在第2次测量中,R2==≈10.3Ω,;第3次测量中,R3==≈10.9Ω.则Rx的平均阻值为:==10.4Ω.故答案为:(1)电压表并联在变阻器的两端了(或滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路);(2)50;(3)10.4.【点评】本题测电阻大小,考查反常现象的分析、电阻的计算及数据的处理,最后一问根据分压原理确定电压表量程是关键. 四、(本大题共3小题,第37题、38题每题6分,第39题8分,共20分)22.(6分)(2017•长沙)阅读短文,然后回答文后问题手工制茶,指尖上的传承 中国是茶的故乡,中国的茶文化源远流长.在长沙以北有一条贯穿了9个乡镇的“百里茶廊”,2017年清明节,小天在几位“世界非物质文化遗产”传人的带领下,到“百里茶廊”的某茶厂体验手工制茶,小天把手工制茶的部分工序记录如下: 萎凋:将采摘回来的茶叶摊晾于无直射阳光的通风干燥处,鲜叶水分降到65%左右. 杀青:将萎凋以后的茶叶放入电炒锅内,把电炒锅调至高温档,用收快速翻炒,去除青叶味,蒸发一部分水分. 摇青:把茶叶置于摇青器具中,通过摇动,茶叶与茶叶摩擦,造成叶细胞损伤,促进茶叶氧化,诱发香气,形成茶所特有的清香. 揉捻:手工揉捻,让茶叶细胞壁破碎,并揉成卷曲的样子,使其成线成条,从而使茶汁在冲泡时易溶于茶汤,提高浸出率. 烘焙:使揉捻成条的茶叶放入电炒锅内用手翻炒,蒸发叶内多余水分,定型、产香. 复焙:打开电炒锅的低温档用手慢速翻炒,再次蒸发茶叶内多余的水分.(1)平整的茶叶被揉捻卷曲成线说明了力可以改变物体的 形状 ;(2)在制茶的过程中可以闻到茶叶的清香,说明分子在做 无规则 运动;(3)从文中找出加快茶叶水分蒸发的工序,并指出其加快蒸发的方法.工序: 萎凋、杀青、烘焙、复焙 ;加快蒸发的方法: 提高液体的温度,增大液体的表面积,加快液体上方的空气流动速度 .【考点】1L:影响蒸发快慢的因素;6F:力的作用效果;GW:扩散现象.菁优网版权所有【分析】(1)掌握力的作用效果:力可以改变物体的运动状态、力可以改变物体的形状;(2)扩散现象表面组成物质的分子在不停地做无规则运动;(3)影响蒸发快慢的因素有:液体的温度;液体的表面积;液体上方的空气流动速度.【解答】解:(1)平整的茶叶被揉捻卷曲成线说明了力可以改变物体的形状;(2)在制茶的过程中可以闻到茶叶的清香,是扩散现象,说明组成物质的分子在不停地左无规则运动;(3)加快茶叶水分蒸发的工序有:①萎凋:将采摘回来的茶叶摊晾于无直射阳光的通风干燥处,鲜叶水分降到65%左右,此过程通过增大液体的表面积,加快液体上方的空气流动速度来加快蒸发;②杀青:将萎凋以后的茶叶放入电炒锅内,把电炒锅调至高温档,用收快速翻炒,去除青叶味,蒸发一部分水分,此过程通过提高液体的温度来加快蒸发;③烘焙:使揉捻成条的茶叶放入电炒锅内用手翻炒,蒸发叶内多余水分,定型、产香,此过程通过提高液体的温度来加快蒸发;④复焙:打开电炒锅的低温档用手慢速翻炒,再次蒸发茶叶内多余的水分,此过程通过提高液体的温度来加快蒸发;故答案为:(1)形状;(2)无规则;(3)萎凋、杀青、烘焙、复焙;提高液体的温度,增大液体的表面积,加快液体上方的空气流动速度.【点评】本题考查的是物理知识在日常生活中的应用,体现了物理知识和生活实际的联系.充分体现了物理来源于生活,服务于社会的理念. 23.(6分)(2017•长沙)如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景,在10s的时间内,工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m,已知拉力F为400N,建筑材料的重力G为900N,求这个过程中:(1)绳子自由端移动的距离;(2)此滑轮组的机械效率;(3)拉力F的功率.【考点】F4:滑轮(组)的机械效率;7!:滑轮组绳子拉力的计算;FF:功率的计算.菁优网版权所有【分析】(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据s=nh求出绳子自由端移动的距离;(2)根据W=Gh求出有用功,根据W=Fs求出总功,利用η=×100%求出此滑轮组的机械效率;(3)根据P=求出拉力F的功率.【解答】解:(1)由图可知,n=3,则绳子自由端移动的距离:s=nh=3×1m=3m;(2)有用功:W有=Gh=900N×1m=900J,总功:W总=Fs=400N×3m=1200J,此滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=75%;(3)拉力F的功率:P===120W.答:(1)绳子自由端移动的距离为3m;(2)此滑轮组的机械效率为75%;(3)拉力F的功率为120W.【点评】本题考查了做功公式和功率公式、机械效率公式的应用,明确滑轮组绳子的有效股数是关键. 24.(8分)(2017•长沙)如图甲所示,已知电源电压为60V且保持不变,电阻R1标有“35V 245W”的字样,R2是一个最大阻值为70Ω的滑动变阻器,电阻R3的额定电流为7A(不计温度对电阻的影响).求:(1)R1的阻值;(2)R1正常工作100s消耗的电能;(3)闭合S,当R2的阻值为Rm时,V1的示数为U1,V2的示数为U2;当R2的阻值为R0时,V1的示数为U′1,V2的示数为U′2;已知U′1=U1,U′2=U2,U1=U2,求R3的阻值;(4)在电路安全的前提下,小天同学用以上器材组成一个如乙图所示的电路:在R1、R2和R3 中任选两个电阻分别连入电路的“AB”和“CD”处,组成不同的电路,在同一电路中两个电阻的功率之差如果超过200W,电路外的检测装置将自动报警,请通过计算和推导,判断哪些电路始终不会导致检测装置报警,哪些电路会导致检测装置报警,并计算报警时R2的取值范围.【考点】IH:欧姆定律的应用;J3:电功的计算.菁优网版权所有【分析】(1)由P=计算R1的阻值;(2)由P=计算R1正常工作100s消耗的电能;(3)由图知,三个电阻串联,电压表V1测R1和R2的电压,电压表V2测R3和R2的电压,根据串联电路中电流、电压特点和欧姆定律表示出R2连入不同阻值时R1和R3的电流,解方程可得U1、U2,从而计算出R3的阻值;(4)分析将三个电阻接入AB和CD处,由三个电阻的规格和两电阻功率差要求,根据电路特点和电功率计算分析判断.【解答】解:(1)由题知R1的额定电压和额定功率,由P=可得R1的阻值:R1===5Ω;(2)由P=可得R1正常工作100s消耗的电能:W=P额t=245W×100s=2.45×104J;(3)由图甲知,三个电阻串联,电压表V1测R1和R2的电压,电压表V2测R3和R2的电压,由串联电路特点当R2的阻值为Rm时:IR1=IR3,欧姆定律有:=…①因为U1=U2,所以:=,即:=…②同理,当R2的阻值为R0时,IR1′=IR3′,=,因为U′1=U1,U′2=U2,所以:===,即:=…③②÷③得:U22﹣6U2=0,解得:U2=50V,所以:U1=U2=×50V=40V;将U1、U2代入①可得:R3=2R1=2×5Ω=10Ω;(4)已知R1的额定电压35V,额定功率245W,由P=UI可得R1正常工作电流:I1===7A;变阻器最大值R2=70Ω;R3=10Ω,额定电流I3=7A.电阻分别连入电路的“AB”和“CD”处两电阻串联,①若将R1和R3分别接入AB、CD间,由串联电路特点和欧姆定律可得电路中电流:I===4A,由P=I2R可得:P3﹣P1=I2R3﹣I2R1=(4A)2×10Ω﹣(4A)2×5Ω=80W<200W,不会导致检测装置报警;②若将R1和R2分别接入AB、CD间,电路中最大电流I=I1=7A,此时变阻器连入阻值最小,此时R1正常工作,即P1=245W,P2=U2I=(U﹣U额)I=(60V﹣35V)×7A=175W,P1﹣P2=245W﹣175W=70W<200W,由串联电路特点和欧姆定律以及电功率公式有:R2的功率:P2=I2R2=()2×R2=当R1=R2=5Ω时R2的功率有最大值,P2最大===180W,此时R1的功率:P1=P2最大=180W,两电阻功率差不超过200W;③若将R2和R3分别接入AB、CD间,若连入阻值为0,功率为0,则P3===360W,两电阻功率差大于200W,检测装置会报警;两电阻功率差不超过200W,由串联电路特点、欧姆定律和电功率公式有:P3﹣P2=I2R3﹣I2R2=I2(R3﹣R2)=()2(R3﹣R2)≤200W,即:()2(10Ω﹣R2)≤200W,解得:R2≥2Ω、R2≥﹣40Ω(舍去),所以报警时变阻器R2的取值范围为0﹣2Ω.答:(1)R1的阻值为5Ω;(2)R1正常工作100s消耗的电能为2.45×104J;(3)R3的阻值为10Ω;(4)R1和R3、R1和R2分别接入电路始终不会导致检测装置报警,R2和R3分别接入电路会导致检测装置报警,报警时R2的取值范围0﹣2Ω.【点评】本题考查了串联电路特点、欧姆定律电功率公式的应用,正确识别电路的连接方式和电压表所测电压,充分利用串联电路特点和R2取值不同情况下电压表示数关系是解题的关键.本题计算计算量大,过程复杂,有相当的难度. 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