浙江省杭州市蕭山區(qū)城區(qū)四校聯(lián)考2016屆九年級物理上學期期初試卷（含解析）新人教版

PAGE2016學年浙江省杭州市蕭山區(qū)城區(qū)四校聯(lián)考九年級（上）期初物理試卷一、選擇題（每題3分，本大題共60分）1．如圖，風速計是由風葉和改裝的電流表構(gòu)成．風速越大，風葉轉(zhuǎn)動越快，電流表讀數(shù)也越大．則四個選項中與這一過程的工作原理相同的是（）A． B． C． D．2．下列現(xiàn)象所反映的科學原理正確的是（）A．踢出去的足球繼續(xù)飛行，說明足球受到慣性力的作用B．從冰箱冷凍室取食物時手常被食物粘住，說明水遇冷會凝固C．從樹上掉下來的蘋果越落越快，說明動能會轉(zhuǎn)化為勢能D．長時間行駛的汽車輪胎發(fā)熱，說明通過熱傳遞能改變輪胎的內(nèi)能3．把籃球拋向空中，忽略空氣阻力，如圖所示的哪一幅圖象能正確反映球離手后至落回地面前，機械能E與籃球離地高度h的關(guān)系（）A． B． C． D．4．小李同學先后用同樣大小的力F使同一木箱分別在如圖所示甲、乙、丙三個表面上沿力的方向移動相同的距離，該力F在這三個過程中所做的功分別為W甲、W乙、W丙，關(guān)于做功大小的下列說法正確的是（）A．W甲＜W乙＜W丙 B．W甲＞W(wǎng)乙＞W(wǎng)丙 C．W甲=W乙=W丙 D．W甲=W乙＜W丙5．如圖所示，小芳持續(xù)施加一定力推動木柜，該木柜沿水平地面做勻速直線運動，在木柜移動的過程中，下列敘述正確的是（）A．木柜受到的重力對木柜有做功B．木柜受到的支持力做功為零C．地面對木柜可能沒有摩擦力D．移動過程中推力做功功率越來越大6．關(guān)于能量及其轉(zhuǎn)化的說法中，正確的是（）A．原子彈和核電站都是利用輕核聚變的原理制成的B．灑水車在水平路面上勻速行駛灑水，其動能保持不變C．一個物體吸收了熱量，其內(nèi)能會增大，但溫度可以不變D．單缸四沖程汽油機的壓縮沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能7．如圖是直流電動機提升重物的示意圖，電源電壓為110V且保持不變，電路中的電流是5A，重500N的物體在電動機帶動下以0.9m/s的速度勻速上升，不計各處摩擦，則電動機線圈的電阻是（）A．4? B．22? C．10? D．2?二、填空題（本大題共31分）8．汽車觀后鏡是一面鏡，可以使光線．照相機的鏡頭相當于一個，在底片上成的是_（填“正立”或“倒立”）的（填“縮小”或“放大”）的（填“實”或“虛”）像．9．在中考體育考試的測試中，某同學1min跳了180次，若他的質(zhì)量為40㎏，每次跳起的高度為5cm，他跳一次做的功是J，跳繩時的功率是W（取g=10N/㎏）．10．如圖甲所示，用細線拴住一質(zhì)量為0.4千克、密度為5×103千克/米3的實心小球，接著將小球放在燒杯內(nèi)，與燒杯底部接觸，細線掛在固定在支架上的彈簧秤上，最后調(diào)節(jié)支架的高度，使彈簧秤的示數(shù)為2牛．往燒杯內(nèi)注水，在水面沒有浸沒小球前，小球所受的浮力（選填“變大”、“變小”或“不變”），彈簧秤的讀數(shù)（選填“變大”、“變小”或“不變”）．若將此小球先后放入裝有水的燒杯A和裝有水銀的燒杯B中，如圖乙所示，則燒杯A中小球所受的浮力（選填“大于”、“等于”或“小于”）燒杯B中小球所受的浮力．三、實驗探究題（本大題共49分）11．某興趣小組探究滑動摩擦力大小與壓力、重力是否有關(guān)，設(shè)計的實驗裝置如圖所示．將質(zhì)量不計的白紙放在水平放置的臺式測力計上，再在白紙上放金屬盒，金屬盒連接固定在墻上的彈簧測力計．興趣小組進行了3次實驗，實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄如表所示．請回答下列問題：實驗步驟臺式測力計示數(shù)F/N金屬盒重力G/N彈簧測力計示數(shù)f/N①把金屬盒放在質(zhì)量不計的白紙上，在拉動白紙的過程中讀出測力計的示數(shù)4.84.81.9②接著，將質(zhì)量不計的氫氣球系在金屬盒上，在拉動白紙的過程中讀出測力計的示數(shù)3.24.81.2③接著，往金屬盒注入適量的沙子，使臺式測力計的示數(shù)為4.8N，在拉動白紙的過程中讀出測力計的示數(shù)4.86.41.9（1）下列情況中，能最方便的通過對彈簧測力計讀數(shù)測出滑動摩擦力大小的是A．白紙、金屬盒都必須勻速運動B．白紙必須勻速運動，要等金屬盒停止運動C．白紙、金屬盒都必須停止運動D．白紙運動可以不勻速，要等金屬盒停止運動（2）要判斷重力的大小是否直接決定摩擦力的大小，應(yīng)對比步驟．（3）通過本次實驗探究，可得出的結(jié)論：．12．用伏安法測量L1和L2兩個小燈泡的電功率的實驗．已知L1和L2的額定電壓分別為3.8V和2.5V、阻值均約為10Ω．所提供的器材有：電源（電壓約為6V）、電流表、電壓表和開關(guān)各一個，滑動變阻器（“10Ω2A”、“50Ω1A”）兩個，導線若干．（1）將圖甲中的實物電路連接完整．（此時所用滑動變阻器是“10Ω2A”）（2）先將滑片移到最左端，再閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡微弱發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表指針指向零刻度線．電路可能存在的故障是．（3）故障排除后，再移動變阻器的滑片，當電壓表的示數(shù)為3V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，這時L1的實際功率是W．（4）完成L1的測量后，為測燈泡L2的電功率，只將圖甲中的L1換成L2．閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)L2發(fā)光過亮，不能進行實驗．為了完成燈炮L2電功率的測量，并使測量結(jié)果能更準確一些，在測量L2電功率之前應(yīng)該進行的操作是首先斷開開關(guān)，然后，最終測出了燈泡L2的額定功率．13．家庭用的電熱飲水機，有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)．加熱前溫控開關(guān)S1處于閉合狀態(tài)，閉合開關(guān)S后飲水機開始加熱，當水箱內(nèi)水溫達到98℃時溫控開關(guān)S1自動斷開，飲水機處于保溫狀態(tài)；當水溫降至一定溫度t時，S1又閉合重新加熱．飲水機的銘牌數(shù)據(jù)與電路原理圖如下：水箱容量額定電壓加熱功率保溫功率2L220V440W40W求：（1）正常加熱時通過飲水機的電流；（2）正常加熱時電阻R2的阻值；（3）通過觀察，飲水機每加熱4min，就顯示保溫狀態(tài)16min，如此狀況下，飲水機工作一小時消耗的電能．14．由航空工業(yè)部六O五研究所自行設(shè)計的“海鷗300”輕型水陸兩棲飛機（如圖所示）已于2010年11月10月在石家莊首飛成功，該機可載4﹣6名乘客，配置有高性能的發(fā)動機和先進航空儀表設(shè)備，可用于公務(wù)飛行、貨物運輸、海岸巡邏等．設(shè)飛機和乘客的總質(zhì)量為4000kg．（忽略飛機所受空氣的浮力）（1）若飛機在空中以100m/s的速度水平勻速飛行時，飛機在水平方向受到的阻力為飛機重力的0.1倍，求此時飛機發(fā)動機的功率是多少？（2）若在（1）的條件下增大飛機發(fā)動機的功率，試討論飛機在水平方向上受力和運動速度的變化，以及飛機升力的變化．（3）飛機在試飛過程中曾以最大功率沿著上下高度差為120m，長1200m的航線飛行，若飛機和乘客的總質(zhì)量不變，飛行速度保持100m/s，配套航空發(fā)動機的功率至少應(yīng)該是多少kW？15．為了將放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高處．小明同學設(shè)計了圖1所示的滑輪組裝置．當小明用圖2所示隨時間變化的豎直向下拉力F拉繩時，重物的速度υ和上升的高度h隨時間t變化的關(guān)系圖象分別如圖3和4所示．若重物與地面的接觸面積S=5×10﹣2m2，不計摩擦，繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向．求：（1）在2～3s內(nèi)，拉力F的功率P及滑輪組的機械效率η．（2）在1～2s內(nèi)，拉力F做的功W．（3）在0～1s內(nèi)，重物對地面的壓強p．16．如圖所示，杠桿AD放在鋼制水平凹槽BC中，杠桿AD能以B點或C點為支點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，BC=0.2m．細繩的一端系在杠桿的A端，另一端繞過動滑輪固定在天花板上，物體E掛在動滑輪的掛鉤上．浸沒在水中的物體H通過細繩掛在杠桿的D端，動滑輪的質(zhì)量m0=2kg，物體E的質(zhì)量為12kg．物體H的密度ρ=1.7×103kg/m3，AD=0.8m，CD=0.2m，杠桿、細繩的質(zhì)量及摩擦均忽略不計，g取10N/kg．為使杠桿AD保持水平平衡，求：（1）杠桿D端受到繩子拉力的最大值？（2）浸沒在水中的物體H的體積應(yīng)滿足什么條件？

2015-2016學年浙江省杭州市蕭山區(qū)城區(qū)四校聯(lián)考九年級（上）期初物理試卷參考答案與試題解析一、選擇題（每題3分，本大題共60分）1．如圖，風速計是由風葉和改裝的電流表構(gòu)成．風速越大，風葉轉(zhuǎn)動越快，電流表讀數(shù)也越大．則四個選項中與這一過程的工作原理相同的是（）A． B． C． D．【考點】發(fā)電機的構(gòu)造和原理．【分析】改裝后的風速計的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，以及產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小和線圈的轉(zhuǎn)速有關(guān)．【解答】解：風速計的原理是電磁感應(yīng)原理，即利用導體在磁場中切割磁感線，使電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流．A、是通電導體在磁場中受力的實驗，故A錯誤；B、是電磁感應(yīng)實驗，閉合電路的一部分導體在磁場中切割磁感線，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，符合風速計的原理，故B正確；C、是有關(guān)電磁鐵的實驗，C錯誤．D、是通電導線周圍存在磁場的奧斯特實驗，故D錯誤．故選B．2．下列現(xiàn)象所反映的科學原理正確的是（）A．踢出去的足球繼續(xù)飛行，說明足球受到慣性力的作用B．從冰箱冷凍室取食物時手常被食物粘住，說明水遇冷會凝固C．從樹上掉下來的蘋果越落越快，說明動能會轉(zhuǎn)化為勢能D．長時間行駛的汽車輪胎發(fā)熱，說明通過熱傳遞能改變輪胎的內(nèi)能【考點】慣性；凝固與凝固放熱特點；動能和勢能的轉(zhuǎn)化與守恒；做功改變物體內(nèi)能．【分析】A、物體都有保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)稱之為慣性，慣性不是力；B、物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的現(xiàn)象稱為凝固；C、物體在下落過程中，動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；D、改變內(nèi)能的方式：做功和熱傳遞．【解答】解：A、踢出去的足球繼續(xù)飛行，說明足球由于慣性，慣性不是力的作用，故A錯誤；B、物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的現(xiàn)象稱為凝固，從冰箱冷凍室取食物時手常被食物粘住，說明水遇冷會凝固；故B正確；C、蘋果從樹上自由落下時，由于受到重力作用，速度越來越大，蘋果的質(zhì)量不變，動能不斷增大．高度不斷減小，蘋果的重力勢能不斷減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故C錯誤．D、長時間行駛的汽車輪胎發(fā)熱，說明通過做功改變輪胎的內(nèi)能，故D錯誤．故選B．3．把籃球拋向空中，忽略空氣阻力，如圖所示的哪一幅圖象能正確反映球離手后至落回地面前，機械能E與籃球離地高度h的關(guān)系（）A． B． C． D．【考點】機械能．【分析】（1）動能大小的影響因素：質(zhì)量、速度．質(zhì)量越大，速度越大，動能越大．（2）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度．質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大．（3）只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化時，機械能守恒．【解答】解：把籃球拋向空中，忽略空氣阻力，只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒，機械能不變．故選D．4．小李同學先后用同樣大小的力F使同一木箱分別在如圖所示甲、乙、丙三個表面上沿力的方向移動相同的距離，該力F在這三個過程中所做的功分別為W甲、W乙、W丙，關(guān)于做功大小的下列說法正確的是（）A．W甲＜W乙＜W丙 B．W甲＞W(wǎng)乙＞W(wǎng)丙 C．W甲=W乙=W丙 D．W甲=W乙＜W丙【考點】功的大小比較．【分析】物理中，功的大小等于力與在力的方向上通過的距離的乘積；即W=Fs．【解答】解：一個人先后用同樣大小的力F使物體沿力的方向移動相同的距離S；該力在這三個過程中所做的功分別為W甲、W乙、W丙，三個功的大小都等于W=Fs；即W甲=W乙=W丙；故C正確；ABD錯誤．故選C．5．如圖所示，小芳持續(xù)施加一定力推動木柜，該木柜沿水平地面做勻速直線運動，在木柜移動的過程中，下列敘述正確的是（）A．木柜受到的重力對木柜有做功B．木柜受到的支持力做功為零C．地面對木柜可能沒有摩擦力D．移動過程中推力做功功率越來越大【考點】力是否做功的判斷；摩擦力產(chǎn)生的條件；功率的概念．【分析】（1）做功的條件是：作用在物體上有力，沿力的方向移動一段距離；（2）產(chǎn)生摩擦力的條件是：兩個物體相互接觸，且有一個運動的趨勢；（3）據(jù)P=Fv判斷功率的變化即可．【解答】解：A、此過程中，重力的方向是豎直向下的，但木柜移動的距離是水平的，所以重力沒有做功，故A錯誤；B、此時支持力的方向是豎直向上的，但木柜移動的距離是水平的，所以支持力沒有做功，故B正確；C、此時地面和木柜相互接觸，且有一個運動的趨勢，所以它們之間是有摩擦力的，故C錯誤；D、木柜沿水平地面做勻速直線運動，故此時的推力和摩擦力是一對平衡力，此過程中，木柜對地面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，所以木柜與地面的摩擦力不變，故該過程中的推力不變，據(jù)P=Fv可知，F(xiàn)不變，v不變，所以功率P不變，故D錯誤；故選B．6．關(guān)于能量及其轉(zhuǎn)化的說法中，正確的是（）A．原子彈和核電站都是利用輕核聚變的原理制成的B．灑水車在水平路面上勻速行駛灑水，其動能保持不變C．一個物體吸收了熱量，其內(nèi)能會增大，但溫度可以不變D．單缸四沖程汽油機的壓縮沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能【考點】核能；動能和勢能的大小變化；溫度、熱量與內(nèi)能的關(guān)系；內(nèi)燃機的四個沖程．【分析】（1）如果原子核的鏈式反應(yīng)在可控制的核反應(yīng)堆中進行，就可和平利用核能發(fā)電，若不加控制，就會發(fā)生原子彈爆炸；（2）動能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)；（3）溫度、內(nèi)能和熱量的相互影響；（4）掌握四個沖程中的能量轉(zhuǎn)化情況，吸氣和排氣沖程不發(fā)生能量轉(zhuǎn)化，壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能．【解答】解：A．原子彈是核裂變不加控制，在極短的時間內(nèi)釋放出巨大的能量的武器，而用人工控制鏈式反應(yīng)的速度和平利用核能，是核電站的原理．故A錯誤；B．灑水車勻速前進不斷灑水的過程中，速度不變、質(zhì)量減小，灑水車的動能變?。蔅錯誤；C．物體吸收熱量，內(nèi)能一定增加，溫度不一定升高．比如：晶體熔化過程，雖然吸收熱量，但溫度保持不變．故C正確；D．內(nèi)燃機的四個沖程是吸氣、壓縮、做功、排氣沖程．壓縮沖程將汽油和空氣的混合物壓縮，將機械能轉(zhuǎn)化內(nèi)能．故D錯誤．故選C．7．如圖是直流電動機提升重物的示意圖，電源電壓為110V且保持不變，電路中的電流是5A，重500N的物體在電動機帶動下以0.9m/s的速度勻速上升，不計各處摩擦，則電動機線圈的電阻是（）A．4? B．22? C．10? D．2?【考點】電功的計算．【分析】本題為非純電阻電路，所以歐姆定律不適用．可以由能量的轉(zhuǎn)化和守恒來解答．電動機消耗的總功一部分用來輸出功，另一部分被電機消耗．而消耗部分可以由焦耳定律求解．即可求得電阻．【解答】解：電動機中消耗的總功率由P=UI得：P1=UI=110×5=550（w）電機輸出的機械功率等于物體克服重力做功的功率：P2=mgv=500×0.9=450（w）由能量守恒得電機熱功率等于總功率與輸入功率的差：P3=P1﹣P2=550﹣450=100（W）由焦耳定律知電機的發(fā)熱功率為：P3=I2R則：R==4（Ω）即電動機的電阻為4Ω，故選A．二、填空題（本大題共31分）8．汽車觀后鏡是一面凸面鏡，可以使光線發(fā)散．照相機的鏡頭相當于一個凸透鏡，在底片上成的是_倒立（填“正立”或“倒立”）的縮小（填“縮小”或“放大”）的實（填“實”或“虛”）像．【考點】凸面鏡和凹面鏡；凸透鏡成像的應(yīng)用．【分析】凸面鏡對光有發(fā)散作用；凸透鏡能成倒立縮小實像．【解答】解：汽車觀后鏡是一面凸面鏡，對光有發(fā)散作用，起到擴大視野的作用；照相機的鏡頭相當于一個凸透鏡，利用其能成倒立、縮小的實像．故答案為：凸面；發(fā)散；凸透鏡；倒立；縮?。粚崳?．在中考體育考試的測試中，某同學1min跳了180次，若他的質(zhì)量為40㎏，每次跳起的高度為5cm，他跳一次做的功是20J，跳繩時的功率是60W（取g=10N/㎏）．【考點】功的計算；功率的計算．【分析】知道每次跳高高度和自身體重，利用功的公式求每次做功；求出跳180次做的功，知道跳180次用的時間，利用功率的公式求跳繩功率．【解答】解：每次跳繩做功：W=Gh=mgh=40kg×10N/kg×0.05m=20J，180次跳繩做功：W′=W×180=20J×180=3600J，跳繩時的功率．故答案為：20，60．10．如圖甲所示，用細線拴住一質(zhì)量為0.4千克、密度為5×103千克/米3的實心小球，接著將小球放在燒杯內(nèi)，與燒杯底部接觸，細線掛在固定在支架上的彈簧秤上，最后調(diào)節(jié)支架的高度，使彈簧秤的示數(shù)為2牛．往燒杯內(nèi)注水，在水面沒有浸沒小球前，小球所受的浮力變大（選填“變大”、“變小”或“不變”），彈簧秤的讀數(shù)不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）．若將此小球先后放入裝有水的燒杯A和裝有水銀的燒杯B中，如圖乙所示，則燒杯A中小球所受的浮力小于（選填“大于”、“等于”或“小于”）燒杯B中小球所受的浮力．【考點】阿基米德原理．【分析】根據(jù)F浮=ρ液gV排判斷浮力的變化，計算小球的體積，由F浮=ρ液gV排得出其完全浸沒時的浮力，根據(jù)F=G﹣F浮計算出小球受到的最小拉力，判斷出測力計的示數(shù)變化；根據(jù)浮沉條件判斷物體重力與浮力的關(guān)系，從而可得出圖乙浮力的大小．【解答】解：由F浮=ρ水gV排，往燒杯內(nèi)注水，在水面沒有浸沒小球前，排開水的體積不斷增大，所以受到的浮力變大；當未加水時，測力計的示數(shù)為2N，則容器對小球的支持力為F支持=mg﹣F=0.4kg×10N/kg﹣2N=2N；小球的體積V===8×10﹣5m3；小球完全浸沒時所受浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣5m3=0.8N＜2N；則小球在整個過程中，測力計的示數(shù)將不變；小球的密度大于水的密度，在水中下沉，所以受到的浮力小于重力；小球的密度小于水銀的密度，在水銀中漂浮，所以在水銀中受到的浮力等于重力，則圖乙中燒杯A中小球所受的浮力小于燒杯B中小球所受的浮力．故答案為：變大；不變；小于．三、實驗探究題（本大題共49分）11．某興趣小組探究滑動摩擦力大小與壓力、重力是否有關(guān)，設(shè)計的實驗裝置如圖所示．將質(zhì)量不計的白紙放在水平放置的臺式測力計上，再在白紙上放金屬盒，金屬盒連接固定在墻上的彈簧測力計．興趣小組進行了3次實驗，實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄如表所示．請回答下列問題：實驗步驟臺式測力計示數(shù)F/N金屬盒重力G/N彈簧測力計示數(shù)f/N①把金屬盒放在質(zhì)量不計的白紙上，在拉動白紙的過程中讀出測力計的示數(shù)4.84.81.9②接著，將質(zhì)量不計的氫氣球系在金屬盒上，在拉動白紙的過程中讀出測力計的示數(shù)3.24.81.2③接著，往金屬盒注入適量的沙子，使臺式測力計的示數(shù)為4.8N，在拉動白紙的過程中讀出測力計的示數(shù)4.86.41.9（1）下列情況中，能最方便的通過對彈簧測力計讀數(shù)測出滑動摩擦力大小的是DA．白紙、金屬盒都必須勻速運動B．白紙必須勻速運動，要等金屬盒停止運動C．白紙、金屬盒都必須停止運動D．白紙運動可以不勻速，要等金屬盒停止運動（2）要判斷重力的大小是否直接決定摩擦力的大小，應(yīng)對比步驟①③．（3）通過本次實驗探究，可得出的結(jié)論：摩擦力大小與重力大小無關(guān)．【考點】探究摩擦力的大小與什么因素有關(guān)的實驗．【分析】在探究摩擦力與哪些因素有關(guān)的實驗中，利用二力平衡條件來測量摩擦力的大??；此題探究摩擦力與重力、壓力的關(guān)系，所以在探究過程中，要注意控制變量法的應(yīng)用．【解答】解：（1）金屬盒在水平方向受到彈簧測力計的拉力與摩擦力的作用，金屬盒處于平衡狀態(tài)時，拉力與摩擦力是一對平衡力，由平衡條件可知，摩擦力等于測力計的示數(shù)；實驗時必須保持金屬盒處于平衡狀態(tài)，即金屬盒靜止或做勻速直線運動，白紙既可以做勻速直線運動，也可以不做勻速直線運動，故ABC錯誤，D正確，故選D．（2）要判斷重力的大小是否直接決定摩擦力大小，應(yīng)控制接觸面的粗糙程度與物體間壓力相同而物體的重力不同，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選擇①③實驗步驟進行分析．（3）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，摩擦力大小與重力大小無關(guān)．故答案為：（1）D；（2）①③；（3）摩擦力大小與重力大小無關(guān)．12．用伏安法測量L1和L2兩個小燈泡的電功率的實驗．已知L1和L2的額定電壓分別為3.8V和2.5V、阻值均約為10Ω．所提供的器材有：電源（電壓約為6V）、電流表、電壓表和開關(guān)各一個，滑動變阻器（“10Ω2A”、“50Ω1A”）兩個，導線若干．（1）將圖甲中的實物電路連接完整．（此時所用滑動變阻器是“10Ω2A”）（2）先將滑片移到最左端，再閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡微弱發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表指針指向零刻度線．電路可能存在的故障是電壓表斷路．（3）故障排除后，再移動變阻器的滑片，當電壓表的示數(shù)為3V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，這時L1的實際功率是0.84W．（4）完成L1的測量后，為測燈泡L2的電功率，只將圖甲中的L1換成L2．閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)L2發(fā)光過亮，不能進行實驗．為了完成燈炮L2電功率的測量，并使測量結(jié)果能更準確一些，在測量L2電功率之前應(yīng)該進行的操作是首先斷開開關(guān)，然后把“10Ω2A”的變阻器換成“50Ω1A”的變阻器，并把電壓表“15V”接線柱改接“3V”，最終測出了燈泡L2的額定功率．【考點】電功率的測量．【分析】（1）實驗中電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，由此連接實物；（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片在最大處；根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因；（3）根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置，讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)P=UI計算出燈泡的實際功率；（4）根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路特點計算L2正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路中的電阻，然后確定電流表和滑動變阻器是否需要改動，同時根據(jù)兩燈泡的額定電壓確定電壓表的量程需要修改．【解答】解：（1）測量小燈泡的電功率的實驗中，應(yīng)將電壓表與燈泡并聯(lián)，如圖所示：；（2）先將滑片移到左端，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大；閉合開關(guān)S，小燈泡微弱發(fā)光，電流表有示數(shù)，說明電路不存在斷路，燈泡也沒有發(fā)生短路，電壓表指針指向零刻度線，可能是電壓表斷路造成的；（3）由圖乙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，當電壓表的示數(shù)為3V時，示數(shù)為0.28A，燈泡L1的實際功率：P=UI=3V×0.28A=0.84W；（4）測L2的額定功率時，電路中的電流約為：I2===0.25A，此時滑動變阻器接入電路中的電阻：R滑′=R總﹣R2=﹣R2=﹣10Ω=14Ω，所以滑動變阻器的最大值過小，為了完成燈L2額定功率的測量，并使測量結(jié)果能更準確一些，在測量L2額定功率之前應(yīng)該進行的操作是先斷開開關(guān)，把“10Ω2A”的變阻器換成“50Ω1A”的變阻器；因為L2的額定電壓為2.5V，所以應(yīng)把電壓表“15V”接線柱改接“3V”．故答案為：（1）見上圖；（2）電壓表斷路；（3）0.84；（4）把“10Ω2A”的變阻器換成“50Ω1A”的變阻器，并把電壓表“15V”接線柱改接“3V”．13．家庭用的電熱飲水機，有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)．加熱前溫控開關(guān)S1處于閉合狀態(tài)，閉合開關(guān)S后飲水機開始加熱，當水箱內(nèi)水溫達到98℃時溫控開關(guān)S1自動斷開，飲水機處于保溫狀態(tài)；當水溫降至一定溫度t時，S1又閉合重新加熱．飲水機的銘牌數(shù)據(jù)與電路原理圖如下：水箱容量額定電壓加熱功率保溫功率2L220V440W40W求：（1）正常加熱時通過飲水機的電流；（2）正常加熱時電阻R2的阻值；（3）通過觀察，飲水機每加熱4min，就顯示保溫狀態(tài)16min，如此狀況下，飲水機工作一小時消耗的電能．【考點】電功率與電壓、電流的關(guān)系；電功的計算．【分析】（1）正常加熱時飲水機的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出通過飲水機的電流；（2）由題意可知，閉合開關(guān)S、S1時，R1與R2并聯(lián)，飲水機處于加熱狀態(tài)，閉合開關(guān)S、斷開S1時，電路為R1的簡單電路，飲水機處于保溫狀態(tài)，電阻R2的功率等于加熱功率減去保溫功率，根據(jù)P=求出正常加熱時電阻R2的阻值；（3）根據(jù)題意求出一個小時內(nèi)加熱和保溫各用的時間，根據(jù)W=Pt求出加熱和保溫消耗的電能，兩者消耗的電能之和即為飲水機工作一小時消耗的電能．【解答】解：（1）由P=UI可得，正常加熱時通過飲水機的電流：I===2A；（2）由題意可知，閉合開關(guān)S、S1時，R1與R2并聯(lián)，飲水機處于加熱狀態(tài)，閉合開關(guān)S、斷開S1時，電路為R1的簡單電路，飲水機處于保溫狀態(tài)，因電路中的總功率等于各用電器功率之和，所以，電阻R2的功率：P2=P加熱﹣P保溫=440W﹣40W=400W，由P=可得，正常加熱時電阻R2的阻值：R2===121Ω；（3）飲水機每加熱4min，就顯示保溫狀態(tài)16min，即每小時加熱3次、保溫3次，則加熱時間t加熱=3×4min=12min=12×60s=720s，保溫時間t保溫=3×16min=48min=48×60s=2880s，由P=可得，飲水機工作一小時消耗的電能：W=W加熱+W保溫=P加熱t(yī)加熱+P保溫t保溫=440W×720s+40W×2880s=4.32×105J．答：（1）正常加熱時通過飲水機的電流為2A；（2）正常加熱時電阻R2的阻值為121Ω；（3）飲水機工作一小時消耗的電能是4.32×105J．14．由航空工業(yè)部六O五研究所自行設(shè)計的“海鷗300”輕型水陸兩棲飛機（如圖所示）已于2010年11月10月在石家莊首飛成功，該機可載4﹣6名乘客，配置有高性能的發(fā)動機和先進航空儀表設(shè)備，可用于公務(wù)飛行、貨物運輸、海岸巡邏等．設(shè)飛機和乘客的總質(zhì)量為4000kg．（忽略飛機所受空氣的浮力）（1）若飛機在空中以100m/s的速度水平勻速飛行時，飛機在水平方向受到的阻力為飛機重力的0.1倍，求此時飛機發(fā)動機的功率是多少？（2）若在（1）的條件下增大飛機發(fā)動機的功率，試討論飛機在水平方向上受力和運動速度的變化，以及飛機升力的變化．（3）飛機在試飛過程中曾以最大功率沿著上下高度差為120m，長1200m的航線飛行，若飛機和乘客的總質(zhì)量不變，飛行速度保持100m/s，配套航空發(fā)動機的功率至少應(yīng)該是多少kW？【考點】功率的計算．【分析】（1）飛機勻速飛行，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，而阻力f=0.1G，知道飛行速度，再利用P=Fv求發(fā)動機的功率；（2）在（1）的條件下，根據(jù)P=Fv可知飛機發(fā)動機的功率增大時牽引力的變化，然后判斷飛機速度的變化、受到阻力的變化；根據(jù)流速和壓強的關(guān)系判斷水機升力的變化；（3）根據(jù)W=Gh求出克服重力所做的功，根據(jù)W=fs求出克服阻力做的功，兩者之和即為發(fā)動機做的功，利用P=求出發(fā)動機的最小功率．【解答】解：（1）飛機的重力：G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N，飛機在空中以100m/s的速度水平勻速飛行時，飛機在水平方向上發(fā)動機的牽引力F牽與飛機在水平方向受到的阻力f是平衡力．則：F牽=f=0.1G=0.1×4×104N=4×103N，飛機發(fā)動機的功率：P=F牽v=4×103N×100m/s=4×105W；（2）在（1）的條件下，若增大飛機發(fā)動機的功率，飛機發(fā)動機的牽引力會增大，牽引力大于飛機在水平方向受到的阻力，飛機的飛行速度就會增大；飛機的飛行速度增大，飛機在水平方向受到的阻力會增大；由于飛機的飛行速度增大，飛機機翼上下兩個表面所受空氣的壓強差就越大，故飛機的升力就會增大；（3）飛機在試飛過程中需要克服重力所做的功：W1=Gh=4×104N×120m=4.8×106J，需要克服阻力所做的功：W2=fs=4×103N×1200m=4.8×106J，則至少需要做的功為：W=W1+W2=4.8×106J+4.8×106J=9.6×106J，由v=得所用時間：t===12s，則最小功率：P===8×105W=800kW．答：（1）飛機發(fā)動機的功率是4×105W；（2）若在（1）的條件下增大飛機發(fā)動機的功率，飛機在水平方向上受力、運動速度、飛機升力均變大，分析過程如上所述；（3）配套航空發(fā)動機的功率至少應(yīng)該是800kW．15．為了將放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高處．小明同學設(shè)計了圖1所示的滑輪組裝置．當小明用圖2所示隨時間變化的豎直向下拉力F拉繩時，重物的速度υ和上升的高度h隨時間t變化的關(guān)系圖象分別如圖3和4所示．若重物與地面的接觸面積S=5×10﹣2m2，不計摩擦，繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向．求：（1）在2～3s內(nèi)，拉力F的功率P及滑輪組的機械效率η．（2）在1～2s內(nèi)，拉力F做的功W．（3）在0～1s內(nèi)，重物對地面的壓強p．【考點】滑輪（組）的機械效率；力作用的相互性；壓強的大小及其計算；功的計算．【分析】由滑輪組的結(jié)構(gòu)可以看出，承擔物重的繩子股數(shù)n=3，則拉力F移動的距離s=3h．（1）由F﹣t圖象得出在2～3s內(nèi)的拉力F，由v﹣t圖象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用點下降的速度，利用P===Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及S與h的關(guān)系，利用效率求滑輪組的機械效率．（2）由F﹣t圖象得出在1～2s內(nèi)的拉力F，由h﹣t圖象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用點下降的距離，利用W=Fs求此時拉力做功．（3）因不計摩擦，通過（1）中數(shù)據(jù)，利用F=（G物+G動）求出動滑輪重，此時物體靜止在地面上，受力平衡，動滑輪和物體受到的重力等于地面的支持力加上3股繩子的拉力即：F支+3F1=G+G動，由圖知拉力大小，據(jù)此求出地面的支持力，根據(jù)力的作用是相互的，求出對地面的壓力，再利用壓強公式求對地面的壓強．【解答】解：（1）由圖可知在2～3s內(nèi)，重物做勻速運動，v3=2.50m/s，拉力F3=40N，∵從動滑輪上直接引出的繩子股數(shù)（承擔物重的繩子股數(shù)）n=3，∴拉力F的作用點下降的速度v3′=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s，拉力做功功率（總功率）：P總===F3v3′=40N×7.5m/s=300W滑輪組的機械效率：η=×100%=×100%=×100%≈83.33%．（2）在1～2s內(nèi)，拉力F2=50N，重物上升高度h2=1.25m拉力F的作用點下降的距離s2=3h2=3×1.25m=3.75m，拉力做的功：W=F2s2=50N×3.75m=