1010 【解析】 【分析】 【详解】
滑片P在最右端时,根据欧姆定律:
,代入数据解得:
;
根据题意得:;
;
;
解得:,。
所以在a,b两点时连入电路的电阻变化了10Ω。
17.中华诗词蕴含着丰富的物理知识。“霜叶红于二月花”中“霜”的形成是_______(填写物态变化名称)现象,需要________热量。 凝华 放出 【解析】 【详解】
霜是固体,是由空气中的水蒸气遇冷形成的,气态变为固态的现象叫凝华;凝华是放热过程。
18.水平桌面上两个完全相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的小球分别放入两烧杯中,当两球静止时,两液面高度相同,球所处的位置如图所示。小球在甲液体中所受浮力为FA、所排开甲液体的重力为GA、甲液体对容器底的压强为p甲;小球在乙液体中所受浮力为FB、所排开乙液体的重GA_____GB、p甲_____p乙力为GB、乙液体对容器底的压强为p乙,则FA_____FB、(均选填“>”、“=”或“<”)。
= = >
【解析】 【详解】
由图可知,A球漂浮,B球悬浮,所以根据悬浮和漂浮条件可知两球受到的浮力都等于各自的重力,由于两个小球是相同的,重力相等,所以FA=FB=G。
根据阿基米德原理可知:排开液体重力GA=FA,GB=FB,所以GA=GB; 由于A球漂浮,B球悬浮,根据物体的浮沉条件可知:ρ甲>ρ球,ρ乙=ρ球, 则两种液体的密度大小关系是:ρ甲>ρ乙。
且两烧杯中液面相平即h甲=h乙,根据液体压强的计算公式p=ρgh可知:p甲>p乙。 四、计算题(本大题共3小题,共29分)
19.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由a端移动到b端的过程中,根据测得电压表和电流表数据,画出了电阻R1两端的电压U与通过的电流I之间的关系图象如图乙所示,求:
定值电阻R1的阻值?滑动变阻器R2的最大阻值?滑片P
移动到中点时,定值电阻R1消耗的电功率? (1)8Ω;(2)16Ω;(3)4.5W. 【解析】 【详解】
(1)由甲图知,当滑片在a端时,电路为R1的简单电路,电压表V1测电源的电压,此时电路中电流最大,
V1的示数最大;由图乙可得:电源的电压U?12V,电路中的电流I?1.5A,由欧姆定律可得R1的阻值:
R1?U12V?=8Ω; I1.5A(2)由甲图知,当滑片在b端时,R1与R2的最大阻值串联,电压表V1测R1两端的电压,此时电路中电流最小,V1的示数最小;由乙图知:U1?4V,电路中的电流I??0.5A,则滑动变阻器两端的电压:
U28V?=16Ω; ?I0.5AR16Ω+8Ω=16Ω;此时电路中的(3)滑片P移动到滑动变阻器的中点时,电路总电阻:R总?2?R1?22U2?U?U1?12V-4V=8V,滑动变阻器的最大阻值:R2?电流:I???U12V3322?=A,则电阻R1消耗的电功率:P???IR?(A)?8Ω=4.5W. 11R总16Ω4420.如图所示,是某家用电热水壶内部的电路简化结构图,其中R1、R2为阻值相同的电热丝,有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式。该电热水壶有高温、中温、低温三档,中温档的额定功率为500W。求:
电热水壶调至中温档
正常加热,将2kg温度为30℃的水烧开(标准大气压下)需要20min,水所吸收的热量及电热水壶的效率;h,通过计算判断此时电热电热水壶高温档的额定功率;若某次电热水壶用高温档加热0.1h,耗电0.09KW·水壶是否正常工作?
105J,98%;(1)5.88×(2)1000W;(3)电热水壶非正常工作。 【解析】 【详解】
(1)电热水壶调至中温档正常加热时,P中=500W,仅R1接入电路,U=220V,则
,加热时间t=20min=1200s,将m=2kg温度为30℃的水烧开(标准大气
103J/(kg ·℃)℃)压下),Δt=100℃-30℃=70℃,c=4.2×;水所吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg ·×2kg×70℃=5.88×105J,电热水壶放出的热量Q=W=P中t=500W×1200s=6×105J,效率为
。
(2)当电热水壶处于高温档时,R1与R2并联,则额定功率为。
h,则功率P0=W0/t0=0.09KW·h/0.1h=900W,(3)若某次电热水壶用高温档加热t0=0.1h,耗电W0=0.09KW·小于1000W,故电热水壶非正常工作。
21.某款油电混合动力小汽车,具有省油、能量利用率高等特点,其相关信息如表1 所示.对该汽车做测试,只调整轮胎气压,测得单个轮胎数据如表2所示: 表1
纯电动 驱动模式 纯燃油 表2 次数 l05Pa 轮胎气压/×1 4.6 2 8.1 3 10.5 高速 启动、低速 油电混动 中速 l0-2m2 地面的受力面积/×l05Pa 对地压强/×3.6 5.0 3.0 6.0 2.4 7.5 (每次单个轮胎对地压力不变) (1)求单个轮胎对地的压力为多少?
(2)根据表2,要减小空车停在水平路面时的对地压强,提出可行的方法
(3)某次道路测试中,该车以中速匀速行驶170km,共消耗汽油10L.测试过程中,内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过电动车向轮胎输送,此时内燃机和电动机共同驱动车辆前进.求:
①在水平道路中速匀速行驶测试中,若平均阻力为1000N,牵引力做的功是多少?
②在水平道路中速匀速行驶测试中,若该车内燃机的效率为53%,此过程最终使蓄电池增加了多少能量?l07J/kg,ρ汽油=0.7×l03kg/m3) (忽略蓄电池和电动机的热损失,q汽油=4.6×
1.8×104N;108J;105J (1)(2)要减小对地压强,应增大地面的受力面积,减小轮胎气压;(3)①1.7×②6.6×【解析】 【分析】 【详解】
l05Pa×3.6×l0-2m2=1.8×104N; (1)单个轮胎对地的压力:F=pS=5×
(2)由表格数据可知,轮胎气压越大,地面的受力面积越小,对地压强越大,则空车停在水平路面时,对地面的压力不变,要减小对地压强,应增大地面的受力面积,减小轮胎气压;
(3)①由题可知,汽车做匀速直线运动,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小是相等的,可得牵引170×103m=1.7×108J; 力F牵=f=1000N,汽车牵引力做的功W机械=F牵s=1000N×
②汽车消耗汽油的质量m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×10×10-3m3=7kg, 4.6×107J/kg=3.22×108J, 汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq汽油=7kg×
53%=1.7066×108J; 内燃机输出的有用能量W有用=Q放η=3.22×108J×
108J-1.7×108J=6.6×105J. 最终蓄电池增加的能量W=W有用-W机械=1.7066×104N; 答:(1)单个轮胎对地的压力为1.8×
(2)要减小对地压强,应增大地面的受力面积,减小轮胎气压; 108J; (3)①牵引力做的功是1.7×
②此过程最终使蓄电池增加了6.6×105J能量. 五、作图题(本大题共2小题,共4分)
22.如图所示,轻质杠杆OA在路灯和轻绳AB的共同作用下,在水平方向处于静止状态,请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图.