題目列表(包括答案和解析)
第十六屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽初賽試卷
一、選擇題 以下各小題給出的四個(gè)選項(xiàng)只有一個(gè)是正確的,把正確
選項(xiàng)前面的字母填在題后的括號內(nèi)(每小題3分,共15分)。
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1.小亮同學(xué)從超市買來一個(gè)玻璃瓶裝的鐵皮蓋罐頭,想把瓶蓋打開,可是怎么也擰不動(dòng)。小亮的哥哥用螺絲刀沿瓶蓋的邊輕輕撬了幾下,一擰就打開了。這主要是因?yàn)橛寐萁z刀撬瓶蓋可以 【 】
A.增大瓶蓋直徑,減小瓶蓋側(cè)壁對瓶的壓力
B.減小瓶蓋與瓶口的接觸面積
C.減小瓶內(nèi)外氣體的壓力差
D.由于撬了蓋的一邊,而增大了蓋的另一邊的壓力
2.高壓輸電線路的鐵塔頂端有一條(或兩條)比下面輸電線細(xì)的金屬線(如圖1~圖2),它的作用是 【 】
A.加強(qiáng)鐵塔的穩(wěn)定性
B.傳輸零線的電流
C.防雷電,起到避雷針的作用
D.作為備用線,供輸電線斷開時(shí)應(yīng)急使用
3.用普通照相機(jī)拍照時(shí),要按被照物體距相機(jī)鏡頭的遠(yuǎn)近進(jìn)行“調(diào)焦”,使用起來不太便捷。有一種“傻瓜”相機(jī),只要把想拍攝的景物全部納入取景器內(nèi),不論遠(yuǎn)處還是近處的物體,在照片上都比較清晰,從而使拍照的過程變得十分快捷。這種“傻瓜”相機(jī)不用“調(diào)焦”的奧秘是 【 】
A.采用了長焦距的鏡頭,使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相差不大
B.采用了短焦距的鏡頭,使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相差不大
C.采用了長焦距的鏡頭,使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相同
D.采用了短焦距的鏡頭,使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相同
4.磁帶錄音機(jī)既可以錄音,也可用以放音,其主要部件為運(yùn)行的磁帶和繞有線圈的磁頭。錄音時(shí),磁帶上的磁粉被由聲音信號轉(zhuǎn)化而來的電流產(chǎn)生的磁場所磁化,這樣便將聲音信號轉(zhuǎn)化為磁信號記錄在磁帶上;放音時(shí),再把磁帶上的磁信號通過磁頭轉(zhuǎn)化為電信號使揚(yáng)聲器發(fā)聲。對于錄音機(jī)錄音、放音過程的基本原理,下列各種說法中正確的是 【 】
A.錄音的基本原理是電磁感應(yīng),放音的基本原理是電流的磁效應(yīng)
B.錄音的基本原理是電流的磁效應(yīng),放音的基本原理是電磁感應(yīng)
C.錄音和放音的基本原理都是電流的磁效應(yīng)
D.錄音和放音的基本原理都是電磁感應(yīng)
5.王勇同學(xué)在賓館飯店看到一種自動(dòng)門,當(dāng)有人靠近時(shí),門會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉。王勇同學(xué)對此產(chǎn)生了濃厚的興趣,他很想知道自動(dòng)門是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。為此他反復(fù)做了幾次試驗(yàn):當(dāng)他輕輕地靠近自動(dòng)門時(shí),門自動(dòng)打開;當(dāng)把一個(gè)足球滾向自動(dòng)門時(shí),門自動(dòng)打開;當(dāng)把一面底部裝有滾珠的無色透明大玻璃板,直立著滑向自動(dòng)門時(shí),門不打開。王勇同學(xué)根據(jù)探究試驗(yàn)的結(jié)果,對自動(dòng)門的自控原理提出了以下幾種猜想,你認(rèn)為其中最合理的猜想是 【 】
A.自動(dòng)門“聽”到來者的聲音時(shí),通過聲控裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉
B啟動(dòng)門探測到靠近的物體發(fā)射出的紅外線,通過光控裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉
C自動(dòng)門本身能發(fā)射出一種紅外線信號,當(dāng)此種信號被靠近的物體反射時(shí),就會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉
D.靠近門的物體通過空氣能產(chǎn)生一種壓力傳給自動(dòng)門,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉
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二、填空題(共15分)
1.(3分)如圖3所不,小婷乘汽車到姥姥家去度假,汽車在平直公路上行駛。小婷的感覺是:遠(yuǎn)處的村莊相對于電線桿在向_________運(yùn)動(dòng);近處的小樹相對于電線桿在向_______運(yùn)動(dòng);電線桿周圍的景物看起來好像在繞電線桿做_____時(shí)針
轉(zhuǎn)動(dòng)。
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2.(3分)列車上出售的食品常常放在如圖4所示的小推車上,若貨物均勻擺在車內(nèi),當(dāng)前輪遇到障礙物A時(shí),售貨員向下按扶把,這時(shí)手推車可以視為杠桿,支點(diǎn)是_____(寫出支點(diǎn)位置的字母);當(dāng)后輪遇到障礙物A時(shí),售貨員向上提扶把,這時(shí)支點(diǎn)是______。后一種情況下,手推車可以視為______力杠桿。
3.(3分)在海拔3000 m以上的高原地區(qū),汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水容易沸騰,這是因?yàn)楦咴貐^(qū)_______的緣故。常年生活在平原地區(qū)的人到達(dá)該地區(qū)后,由于空氣稀薄會(huì)產(chǎn)生缺氧反應(yīng),為了得到足夠的氧氣,人會(huì)不自覺地進(jìn)行深呼吸,這時(shí)肺的容積與在平原上相比要擴(kuò)張得更_______(選填“大”或“小”)一些。
4.(3分)汽車上的機(jī)械式里程表是用安裝在輪上的一組計(jì)數(shù)齒輪來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的,而這些計(jì)數(shù)齒輪又通過特定的傳動(dòng)裝置被車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)所驅(qū)動(dòng)。同時(shí)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)還通過特定的傳動(dòng)裝置,傳遞給由電磁感應(yīng)原理制成的傳感器,傳感器再將反映車輪轉(zhuǎn)動(dòng)情況的電信號顯示在速度表上,從而指示此時(shí)的車速。當(dāng)輪胎用久了有明顯的磨損后,就會(huì)使所計(jì)里程和指示的時(shí)速產(chǎn)生誤差。若里程表記錄里程為12000 km,則汽車實(shí)際行駛的里程將 _______(填“大于”、“小于”或“等于”)示數(shù);若此車從北京駛往上海,以速度表上指示的時(shí)速為依據(jù),對整個(gè)行程所估算的行駛時(shí)間將________(選填“大于”、小于”或“等于”)實(shí)際行駛時(shí)間。
5.(3分)2005年春節(jié)晚會(huì)上,一群聾啞青年用精美絕倫的舞蹈“千手觀音”給人以美的享受,善的啟迪。
(1)如圖5所示,觀眾看不見領(lǐng)舞者邰麗華身后站著的其他舞蹈者,這是因?yàn)楣馐莀_____________傳播的。
(2)在觀看演出的過程中,我們雖然沒有看到樂隊(duì)卻也能分辨出是何種樂器在發(fā)聲,這主要是因?yàn)椴煌瑯菲魉l(fā)聲音的_________是不同的。
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(3)電視觀眾看到蓮花座上的千手觀音身披絢麗霞光,這些光是由________、_______、______三原色依不同的比例混合而成的。
三、簡答下列各題(共22分)
1.(4分)火箭點(diǎn)火發(fā)射時(shí),若高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺上,發(fā)射臺就會(huì)被燒
毀。為了保護(hù)發(fā)射臺,在它的底部建造了個(gè)大水池,從而巧妙地解決了這個(gè)技術(shù)問題。
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(1)火箭發(fā)射時(shí),底部噴出的龐大的白色氣團(tuán)(圖6)是由什么組成的?它是怎樣形成的?
(2)分析“大水池”對發(fā)射臺起到保護(hù)作用的道理。
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2.(4分)在高壓輸電線路中?煽吹 如圖7所示的一些絕緣子。請說明為什么懸掛高壓輸電線的絕緣子的表面要涂光亮的瓷釉,而且做成一節(jié)一節(jié)的?
3.(4分)小志家買了一種點(diǎn)綴節(jié)日用的小彩燈,他發(fā)現(xiàn)當(dāng)其中一個(gè)小彩燈的燈絲燒斷了以后,其余的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。于是小志對小彩燈之間的連接關(guān)系產(chǎn)生了興趣,為此他請教了科技人員,得到以下信息。
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他用的小彩燈規(guī)格是“2.5 V,0.25 A”,通過串聯(lián)一定數(shù)量的小彩燈,使單個(gè)小彩燈兩端所加的電壓比它的額定電壓稍低,每個(gè)小彩燈都能基本正常發(fā)光。
小彩燈的構(gòu)造如圖8所示,在燈絲導(dǎo)電支架上除了有燈絲和起固定作用的小玻璃珠以外,還繞有約4圈細(xì)金屬絲。燈絲電阻冷時(shí)約為2.5 Ω,熱時(shí)約為15 Ω。
細(xì)金屬絲的電阻為1 Ω,正常(低壓)情況下,由于支架表面有一層氧化銅的緣故,它與燈絲支架是不導(dǎo)通的,沒有電流流過。若加上較高的電壓(如220 V)時(shí)氧化層可被擊穿,細(xì)金屬絲與燈絲支架導(dǎo)通。
根據(jù)以上介紹的資料,請你說明為什么一個(gè)小彩燈的燈絲燒毀后,其他的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。
4.(4分)向陽中學(xué)廣播室想借助于雙刀雙擲開關(guān)控制南北兩教學(xué)樓的喇
叭:開關(guān)擲向A端時(shí)南面的三只喇叭接通,擲向B端時(shí)南北六只喇叭全部接通。
請你用筆畫線代替導(dǎo)線按上述要求完成圖9中的電路圖。
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5.(6分)長期以來,實(shí)心粘土磚一直是我國主要的建筑材料。由于粘土磚在生產(chǎn)過程中存在著諸多弊端,國家有關(guān)部門提出了減少粘土磚使用率、倡導(dǎo)新型
材料的要求。如圖10所示的空心水泥磚就是新型建筑材料的一種。請你從節(jié)能與環(huán)保等方面分析,使用空心水泥磚比使用實(shí)心粘土磚有哪些好處。(至少寫出三條)
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四、(6分)李明同學(xué)家要買一個(gè)燒水用的水壺,超市里有兩種容積相同但品種
不同的鋁質(zhì)水壺可供選購,一種是放在液化氣灶上用的,另一種是壺內(nèi)裝有電熱器的,如圖ll所示。李明想比較哪一種水壺?zé)″X。他首先進(jìn)行了調(diào)查,得到如下資料:當(dāng)?shù)鼐用裼秒姷膬r(jià)格是0.5元/度;瓶裝液化氣的價(jià)格是60元/瓶(每瓶中液化氣的質(zhì)量約為15 kg,液化氣的熱值為4.2×107J/kg),用液化氣燒水的熱效率約為30%,用電熱水壺?zé)臒嵝始s為90%。根據(jù)以上信息,請你通過計(jì)算分析一下用哪種水壺?zé)″X。
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五、(8分)為了保護(hù)環(huán)境,治理水土流失,學(xué)校的環(huán)保小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了河水含沙量的研究。
第一階段是理論分析:分別以ρ水、ρ沙、ρ泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度,以x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的質(zhì)量(稱做含沙量),導(dǎo)出了ρ泥水與ρ水、ρ沙、x的關(guān)系式;然后作出了泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化的圖象。
第二階段是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:在一個(gè)量筒里放入一定量干燥的黃土,再倒入一定量的清水,計(jì)算出含沙量x,并測出泥沙水的密度ρ泥水;接著再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水,進(jìn)行同樣的計(jì)算和測量,由此得出ρ泥水與x的多組數(shù)據(jù);然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出了表示泥沙水的密度與含沙量關(guān)系的ρ泥水-x圖象。他們驚喜地發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析是一致的。
第三階段是實(shí)際測量:在一次山洪沖刷地面時(shí),他們采集了40 L的水樣,稱出其總質(zhì)量為40.56kg。此前已經(jīng)測出干燥的泥沙的密度ρ沙:2.4×103kg/m3,于是求出了洪水中的平均含沙量。
(1)請你參與環(huán)保小組第一階段的工作,導(dǎo)出ρ泥水與ρ水、ρ沙、x的關(guān)系式。然后根據(jù)關(guān)系式作出泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化圖象的草圖。
(2)請你參與環(huán)保小組第三階段的計(jì)算工作,求出洪水中的平均含沙量。
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六、(10分)現(xiàn)在很流行的數(shù)碼相機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是可以直接生成數(shù)碼照片,從而可以方便地進(jìn)行編輯與加工,保存的時(shí)間也更長。而且數(shù)碼照片還可以直接在
電腦上顯示出來,或者通過電子郵件傳送出去。
下面是一款數(shù)碼相機(jī)的電池的一些資料。根據(jù)右面提供的信息以及下面對數(shù)碼相機(jī)工作過程的介紹,回答相關(guān)問題:
(1)數(shù)碼相機(jī)的電源打開后,就處于待機(jī)狀態(tài),這時(shí)要消耗一定的電能;拍攝時(shí),拍攝與處理數(shù)據(jù)所消耗的電能就更大。假設(shè)用一個(gè)充滿電的電池作電源進(jìn)行拍照,每5min拍一張照片,相機(jī)使用過程中的平
均工作電流為0.2A。請估算一節(jié)充滿電的電池最多可以拍攝多少張照片。
(2)對一個(gè)電能已全部耗盡的這種電池進(jìn)行完全充電,充電的效率多大?
七、(12分)空調(diào)的“匹數(shù)”,是對空調(diào)輸入功率的粗略標(biāo)識。因相同匹數(shù)不同品牌空調(diào)的制冷效能有較大的差異,為便于比較,空調(diào)的效能常以“制冷量”來表示。在選擇空調(diào)時(shí),除了制冷量和制熱量(對冷熱空調(diào)而言)外,還要考慮“能效比”。
空調(diào)的能效比=,它表示空調(diào)器是否高效節(jié)電。目前市場上空調(diào)器的能效比相差很大,一般在2~3之間,最高的可達(dá)到3.5左右,應(yīng)盡量挑選能效比高的空調(diào)。房間所需的制冷量和制熱量可按下面的公式計(jì)算:制冷量Q冷=S(房間面積)×140w-180 w;制熱量Q熱=S(房間面積)×180 W-240 W(此公式適用于層高2.5 m的房間,如果層高偏大,則應(yīng)適當(dāng)加大功率)。
下表是小明家準(zhǔn)備購買的某一型號空調(diào)的使用說明書的一部分。
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請結(jié)合上面所介紹的知識和空調(diào)使用說明書,通過計(jì)算回答下面的問題:
1.這臺空調(diào)的能效比是多少。
2小明家新購買樓房客廳的面積約為30 m2,層高為2.7 m,他想在客廳內(nèi)安裝上表所示的空調(diào)。請你通過計(jì)算說明這種選擇是否合理。
3.若小明家用此空調(diào)器制冷,空調(diào)器的壓縮機(jī)每天實(shí)際工作6 h,一個(gè)月僅空調(diào)一項(xiàng)所支付的電費(fèi)約為多少?(當(dāng)?shù)氐碾妰r(jià)為0.5元/度)
八、(12分)小軍家客廳墻壁上有一個(gè)控制燈的開關(guān)和一個(gè)兩孔插座裝在一起的“一開兩孔”的電工元件。圖12是元件的面板、圖13是元件殼體內(nèi)部的原接線圖。由于開關(guān)損壞,需要更換整個(gè)元件。小軍爸爸決定自己動(dòng)手完成,小軍給爸爸當(dāng)助手。
小軍爸爸?jǐn)嚅_家中進(jìn)戶線的總開關(guān),在拆舊換新的過程中發(fā)現(xiàn):拆下前沒有留意元件中的A、B、D三根導(dǎo)線(B、C間已有一短導(dǎo)線在內(nèi)部相連)與外面的①②③三根導(dǎo)線的連接關(guān)系(如圖14),因?yàn)槭覂?nèi)導(dǎo)線都在水泥墻內(nèi),無法觀察①②③各導(dǎo)線與墻內(nèi)導(dǎo)線的連接情況。
于是他閉合家中進(jìn)戶線的總開關(guān),用試電筆檢測各根導(dǎo)線,發(fā)現(xiàn):第①根導(dǎo)線可以使試電筆發(fā)光;第②、⑨根導(dǎo)線不能使試電筆發(fā)光。
根據(jù)小軍爸爸的檢測,能不能判斷各根導(dǎo)線的連接情況?
小軍經(jīng)過仔細(xì)思考后認(rèn)為,不能判斷每根導(dǎo)線的連接情況,如果在情況不明時(shí)盲目連接還可能出現(xiàn)更嚴(yán)重的問題。
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(1)你認(rèn)為小軍的觀點(diǎn)對不對?為什么?
(2)你能不能利用常用的家用電器,如臺燈等(均帶有插頭),鑒別出①②③根導(dǎo)線應(yīng)怎樣分別與A、B、D接線柱相連接?說出你的方法并簡述理由。
(3)根據(jù)你的判斷,將圖14中①②⑧根導(dǎo)線與下面的A、B、D接線柱和上面的火線、零線及燈泡連接起來。
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第十六屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽初賽試卷
一、選擇題 以下各小題給出的四個(gè)選項(xiàng)只有一個(gè)是正確的,把正確
選項(xiàng)前面的字母填在題后的括號內(nèi)(每小題3分,共15分)。
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1.小亮同學(xué)從超市買來一個(gè)玻璃瓶裝的鐵皮蓋罐頭,想把瓶蓋打開,可是怎么也擰不動(dòng)。小亮的哥哥用螺絲刀沿瓶蓋的邊輕輕撬了幾下,一擰就打開了。這主要是因?yàn)橛寐萁z刀撬瓶蓋可以 【 】
A.增大瓶蓋直徑,減小瓶蓋側(cè)壁對瓶的壓力
B.減小瓶蓋與瓶口的接觸面積
C.減小瓶內(nèi)外氣體的壓力差
D.由于撬了蓋的一邊,而增大了蓋的另一邊的壓力
2.高壓輸電線路的鐵塔頂端有一條(或兩條)比下面輸電線細(xì)的金屬線(如圖1~圖2),它的作用是 【 】
A.加強(qiáng)鐵塔的穩(wěn)定性
B.傳輸零線的電流
C.防雷電,起到避雷針的作用
D.作為備用線,供輸電線斷開時(shí)應(yīng)急使用
3.用普通照相機(jī)拍照時(shí),要按被照物體距相機(jī)鏡頭的遠(yuǎn)近進(jìn)行“調(diào)焦”,使用起來不太便捷。有一種“傻瓜”相機(jī),只要把想拍攝的景物全部納入取景器內(nèi),不論遠(yuǎn)處還是近處的物體,在照片上都比較清晰,從而使拍照的過程變得十分快捷。這種“傻瓜”相機(jī)不用“調(diào)焦”的奧秘是 【 】
A.采用了長焦距的鏡頭,使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相差不大
B.采用了短焦距的鏡頭,使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相差不大
C.采用了長焦距的鏡頭,使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相同
D.采用了短焦距的鏡頭,使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相同
4.磁帶錄音機(jī)既可以錄音,也可用以放音,其主要部件為運(yùn)行的磁帶和繞有線圈的磁頭。錄音時(shí),磁帶上的磁粉被由聲音信號轉(zhuǎn)化而來的電流產(chǎn)生的磁場所磁化,這樣便將聲音信號轉(zhuǎn)化為磁信號記錄在磁帶上;放音時(shí),再把磁帶上的磁信號通過磁頭轉(zhuǎn)化為電信號使揚(yáng)聲器發(fā)聲。對于錄音機(jī)錄音、放音過程的基本原理,下列各種說法中正確的是 【 】
A.錄音的基本原理是電磁感應(yīng),放音的基本原理是電流的磁效應(yīng)
B.錄音的基本原理是電流的磁效應(yīng),放音的基本原理是電磁感應(yīng)
C.錄音和放音的基本原理都是電流的磁效應(yīng)
D.錄音和放音的基本原理都是電磁感應(yīng)
5.王勇同學(xué)在賓館飯店看到一種自動(dòng)門,當(dāng)有人靠近時(shí),門會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉。王勇同學(xué)對此產(chǎn)生了濃厚的興趣,他很想知道自動(dòng)門是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。為此他反復(fù)做了幾次試驗(yàn):當(dāng)他輕輕地靠近自動(dòng)門時(shí),門自動(dòng)打開;當(dāng)把一個(gè)足球滾向自動(dòng)門時(shí),門自動(dòng)打開;當(dāng)把一面底部裝有滾珠的無色透明大玻璃板,直立著滑向自動(dòng)門時(shí),門不打開。王勇同學(xué)根據(jù)探究試驗(yàn)的結(jié)果,對自動(dòng)門的自控原理提出了以下幾種猜想,你認(rèn)為其中最合理的猜想是 【 】
A.自動(dòng)門“聽”到來者的聲音時(shí),通過聲控裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉
B啟動(dòng)門探測到靠近的物體發(fā)射出的紅外線,通過光控裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉
C自動(dòng)門本身能發(fā)射出一種紅外線信號,當(dāng)此種信號被靠近的物體反射時(shí),就會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉
D.靠近門的物體通過空氣能產(chǎn)生一種壓力傳給自動(dòng)門,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉
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二、填空題(共15分)
1.(3分)如圖3所不,小婷乘汽車到姥姥家去度假,汽車在平直公路上行駛。小婷的感覺是:遠(yuǎn)處的村莊相對于電線桿在向_________運(yùn)動(dòng);近處的小樹相對于電線桿在向_______運(yùn)動(dòng);電線桿周圍的景物看起來好像在繞電線桿做_____時(shí)針
轉(zhuǎn)動(dòng)。
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2.(3分)列車上出售的食品常常放在如圖4所示的小推車上,若貨物均勻擺在車內(nèi),當(dāng)前輪遇到障礙物A時(shí),售貨員向下按扶把,這時(shí)手推車可以視為杠桿,支點(diǎn)是_____(寫出支點(diǎn)位置的字母);當(dāng)后輪遇到障礙物A時(shí),售貨員向上提扶把,這時(shí)支點(diǎn)是______。后一種情況下,手推車可以視為______力杠桿。
3.(3分)在海拔3000 m以上的高原地區(qū),汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水容易沸騰,這是因?yàn)楦咴貐^(qū)_______的緣故。常年生活在平原地區(qū)的人到達(dá)該地區(qū)后,由于空氣稀薄會(huì)產(chǎn)生缺氧反應(yīng),為了得到足夠的氧氣,人會(huì)不自覺地進(jìn)行深呼吸,這時(shí)肺的容積與在平原上相比要擴(kuò)張得更_______(選填“大”或“小”)一些。
4.(3分)汽車上的機(jī)械式里程表是用安裝在輪上的一組計(jì)數(shù)齒輪來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的,而這些計(jì)數(shù)齒輪又通過特定的傳動(dòng)裝置被車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)所驅(qū)動(dòng)。同時(shí)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)還通過特定的傳動(dòng)裝置,傳遞給由電磁感應(yīng)原理制成的傳感器,傳感器再將反映車輪轉(zhuǎn)動(dòng)情況的電信號顯示在速度表上,從而指示此時(shí)的車速。當(dāng)輪胎用久了有明顯的磨損后,就會(huì)使所計(jì)里程和指示的時(shí)速產(chǎn)生誤差。若里程表記錄里程為12000 km,則汽車實(shí)際行駛的里程將 _______(填“大于”、“小于”或“等于”)示數(shù);若此車從北京駛往上海,以速度表上指示的時(shí)速為依據(jù),對整個(gè)行程所估算的行駛時(shí)間將________(選填“大于”、小于”或“等于”)實(shí)際行駛時(shí)間。
5.(3分)2005年春節(jié)晚會(huì)上,一群聾啞青年用精美絕倫的舞蹈“千手觀音”給人以美的享受,善的啟迪。
(1)如圖5所示,觀眾看不見領(lǐng)舞者邰麗華身后站著的其他舞蹈者,這是因?yàn)楣馐莀_____________傳播的。
(2)在觀看演出的過程中,我們雖然沒有看到樂隊(duì)卻也能分辨出是何種樂器在發(fā)聲,這主要是因?yàn)椴煌瑯菲魉l(fā)聲音的_________是不同的。
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(3)電視觀眾看到蓮花座上的千手觀音身披絢麗霞光,這些光是由________、_______、______三原色依不同的比例混合而成的。
三、簡答下列各題(共22分)
1.(4分)火箭點(diǎn)火發(fā)射時(shí),若高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺上,發(fā)射臺就會(huì)被燒
毀。為了保護(hù)發(fā)射臺,在它的底部建造了個(gè)大水池,從而巧妙地解決了這個(gè)技術(shù)問題。
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(1)火箭發(fā)射時(shí),底部噴出的龐大的白色氣團(tuán)(圖6)是由什么組成的?它是怎樣形成的?
(2)分析“大水池”對發(fā)射臺起到保護(hù)作用的道理。
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2.(4分)在高壓輸電線路中?煽吹 如圖7所示的一些絕緣子。請說明為什么懸掛高壓輸電線的絕緣子的表面要涂光亮的瓷釉,而且做成一節(jié)一節(jié)的?
3.(4分)小志家買了一種點(diǎn)綴節(jié)日用的小彩燈,他發(fā)現(xiàn)當(dāng)其中一個(gè)小彩燈的燈絲燒斷了以后,其余的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。于是小志對小彩燈之間的連接關(guān)系產(chǎn)生了興趣,為此他請教了科技人員,得到以下信息。
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他用的小彩燈規(guī)格是“2.5 V,0.25 A”,通過串聯(lián)一定數(shù)量的小彩燈,使單個(gè)小彩燈兩端所加的電壓比它的額定電壓稍低,每個(gè)小彩燈都能基本正常發(fā)光。
小彩燈的構(gòu)造如圖8所示,在燈絲導(dǎo)電支架上除了有燈絲和起固定作用的小玻璃珠以外,還繞有約4圈細(xì)金屬絲。燈絲電阻冷時(shí)約為2.5 Ω,熱時(shí)約為15 Ω。
細(xì)金屬絲的電阻為1 Ω,正常(低壓)情況下,由于支架表面有一層氧化銅的緣故,它與燈絲支架是不導(dǎo)通的,沒有電流流過。若加上較高的電壓(如220 V)時(shí)氧化層可被擊穿,細(xì)金屬絲與燈絲支架導(dǎo)通。
根據(jù)以上介紹的資料,請你說明為什么一個(gè)小彩燈的燈絲燒毀后,其他的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。
4.(4分)向陽中學(xué)廣播室想借助于雙刀雙擲開關(guān)控制南北兩教學(xué)樓的喇
叭:開關(guān)擲向A端時(shí)南面的三只喇叭接通,擲向B端時(shí)南北六只喇叭全部接通。
請你用筆畫線代替導(dǎo)線按上述要求完成圖9中的電路圖。
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5.(6分)長期以來,實(shí)心粘土磚一直是我國主要的建筑材料。由于粘土磚在生產(chǎn)過程中存在著諸多弊端,國家有關(guān)部門提出了減少粘土磚使用率、倡導(dǎo)新型
材料的要求。如圖10所示的空心水泥磚就是新型建筑材料的一種。請你從節(jié)能與環(huán)保等方面分析,使用空心水泥磚比使用實(shí)心粘土磚有哪些好處。(至少寫出三條)
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四、(6分)李明同學(xué)家要買一個(gè)燒水用的水壺,超市里有兩種容積相同但品種
不同的鋁質(zhì)水壺可供選購,一種是放在液化氣灶上用的,另一種是壺內(nèi)裝有電熱器的,如圖ll所示。李明想比較哪一種水壺?zé)″X。他首先進(jìn)行了調(diào)查,得到如下資料:當(dāng)?shù)鼐用裼秒姷膬r(jià)格是0.5元/度;瓶裝液化氣的價(jià)格是60元/瓶(每瓶中液化氣的質(zhì)量約為15 kg,液化氣的熱值為4.2×107J/kg),用液化氣燒水的熱效率約為30%,用電熱水壺?zé)臒嵝始s為90%。根據(jù)以上信息,請你通過計(jì)算分析一下用哪種水壺?zé)″X。
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五、(8分)為了保護(hù)環(huán)境,治理水土流失,學(xué)校的環(huán)保小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了河水含沙量的研究。
第一階段是理論分析:分別以ρ水、ρ沙、ρ泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度,以x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的質(zhì)量(稱做含沙量),導(dǎo)出了ρ泥水與ρ水、ρ沙、x的關(guān)系式;然后作出了泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化的圖象。
第二階段是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:在一個(gè)量筒里放入一定量干燥的黃土,再倒入一定量的清水,計(jì)算出含沙量x,并測出泥沙水的密度ρ泥水;接著再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水,進(jìn)行同樣的計(jì)算和測量,由此得出ρ泥水與x的多組數(shù)據(jù);然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出了表示泥沙水的密度與含沙量關(guān)系的ρ泥水-x圖象。他們驚喜地發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析是一致的。
第三階段是實(shí)際測量:在一次山洪沖刷地面時(shí),他們采集了40 L的水樣,稱出其總質(zhì)量為40.56kg。此前已經(jīng)測出干燥的泥沙的密度ρ沙:2.4×103kg/m3,于是求出了洪水中的平均含沙量。
(1)請你參與環(huán)保小組第一階段的工作,導(dǎo)出ρ泥水與ρ水、ρ沙、x的關(guān)系式。然后根據(jù)關(guān)系式作出泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化圖象的草圖。
(2)請你參與環(huán)保小組第三階段的計(jì)算工作,求出洪水中的平均含沙量。
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六、(10分)現(xiàn)在很流行的數(shù)碼相機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是可以直接生成數(shù)碼照片,從而可以方便地進(jìn)行編輯與加工,保存的時(shí)間也更長。而且數(shù)碼照片還可以直接在
電腦上顯示出來,或者通過電子郵件傳送出去。
下面是一款數(shù)碼相機(jī)的電池的一些資料。根據(jù)右面提供的信息以及下面對數(shù)碼相機(jī)工作過程的介紹,回答相關(guān)問題:
(1)數(shù)碼相機(jī)的電源打開后,就處于待機(jī)狀態(tài),這時(shí)要消耗一定的電能;拍攝時(shí),拍攝與處理數(shù)據(jù)所消耗的電能就更大。假設(shè)用一個(gè)充滿電的電池作電源進(jìn)行拍照,每5min拍一張照片,相機(jī)使用過程中的平
均工作電流為0.2A。請估算一節(jié)充滿電的電池最多可以拍攝多少張照片。
(2)對一個(gè)電能已全部耗盡的這種電池進(jìn)行完全充電,充電的效率多大?
七、(12分)空調(diào)的“匹數(shù)”,是對空調(diào)輸入功率的粗略標(biāo)識。因相同匹數(shù)不同品牌空調(diào)的制冷效能有較大的差異,為便于比較,空調(diào)的效能常以“制冷量”來表示。在選擇空調(diào)時(shí),除了制冷量和制熱量(對冷熱空調(diào)而言)外,還要考慮“能效比”。
空調(diào)的能效比=,它表示空調(diào)器是否高效節(jié)電。目前市場上空調(diào)器的能效比相差很大,一般在2~3之間,最高的可達(dá)到3.5左右,應(yīng)盡量挑選能效比高的空調(diào)。房間所需的制冷量和制熱量可按下面的公式計(jì)算:制冷量Q冷=S(房間面積)×140w-180 w;制熱量Q熱=S(房間面積)×180 W-240 W(此公式適用于層高2.5 m的房間,如果層高偏大,則應(yīng)適當(dāng)加大功率)。
下表是小明家準(zhǔn)備購買的某一型號空調(diào)的使用說明書的一部分。
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請結(jié)合上面所介紹的知識和空調(diào)使用說明書,通過計(jì)算回答下面的問題:
1.這臺空調(diào)的能效比是多少。
2小明家新購買樓房客廳的面積約為30 m2,層高為2.7 m,他想在客廳內(nèi)安裝上表所示的空調(diào)。請你通過計(jì)算說明這種選擇是否合理。
3.若小明家用此空調(diào)器制冷,空調(diào)器的壓縮機(jī)每天實(shí)際工作6 h,一個(gè)月僅空調(diào)一項(xiàng)所支付的電費(fèi)約為多少?(當(dāng)?shù)氐碾妰r(jià)為0.5元/度)
八、(12分)小軍家客廳墻壁上有一個(gè)控制燈的開關(guān)和一個(gè)兩孔插座裝在一起的“一開兩孔”的電工元件。圖12是元件的面板、圖13是元件殼體內(nèi)部的原接線圖。由于開關(guān)損壞,需要更換整個(gè)元件。小軍爸爸決定自己動(dòng)手完成,小軍給爸爸當(dāng)助手。
小軍爸爸?jǐn)嚅_家中進(jìn)戶線的總開關(guān),在拆舊換新的過程中發(fā)現(xiàn):拆下前沒有留意元件中的A、B、D三根導(dǎo)線(B、C間已有一短導(dǎo)線在內(nèi)部相連)與外面的①②③三根導(dǎo)線的連接關(guān)系(如圖14),因?yàn)槭覂?nèi)導(dǎo)線都在水泥墻內(nèi),無法觀察①②③各導(dǎo)線與墻內(nèi)導(dǎo)線的連接情況。
于是他閉合家中進(jìn)戶線的總開關(guān),用試電筆檢測各根導(dǎo)線,發(fā)現(xiàn):第①根導(dǎo)線可以使試電筆發(fā)光;第②、⑨根導(dǎo)線不能使試電筆發(fā)光。
根據(jù)小軍爸爸的檢測,能不能判斷各根導(dǎo)線的連接情況?
小軍經(jīng)過仔細(xì)思考后認(rèn)為,不能判斷每根導(dǎo)線的連接情況,如果在情況不明時(shí)盲目連接還可能出現(xiàn)更嚴(yán)重的問題。
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(1)你認(rèn)為小軍的觀點(diǎn)對不對?為什么?
(2)你能不能利用常用的家用電器,如臺燈等(均帶有插頭),鑒別出①②③根導(dǎo)線應(yīng)怎樣分別與A、B、D接線柱相連接?說出你的方法并簡述理由。
(3)根據(jù)你的判斷,將圖14中①②⑧根導(dǎo)線與下面的A、B、D接線柱和上面的火線、零線及燈泡連接起來。
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摘要:本文分析了如何挖掘物理題中隱含條件的途徑和方法。并對物理學(xué)試題題型進(jìn)行歸類、例舉和解析。學(xué)生要解好物理題,必須要有扎實(shí)的物理知識和相關(guān)學(xué)科的知識,綜合分析和解決問題的能力。因此,在物理教學(xué)過程中要注重提高學(xué)生的解題能力,加強(qiáng)對解題方法的教學(xué)。 關(guān)鍵詞:隱含條件 物理學(xué) 解題能力 學(xué)習(xí)在解物理習(xí)題時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到這種情況,有些解題的必要條件,題中并為明確給出,而是隱含在字里行間。充分挖掘隱含條件,明確題目要求,采用合適方法,選擇正確答案,是解好這類題的關(guān)鍵。本文就如何挖掘試題中的隱含條件,提高解題能力作一例析。 一、從關(guān)鍵詞中挖掘隱含條件 在物理題中,常見的關(guān)鍵用語有:表現(xiàn)為極值條件的用語,如“最大”、“最小”、“至少”、“剛好”等,它們均隱含著某些物理量可取特殊值;表現(xiàn)為理想化模型的用語,如“理想滑輪”、“輕質(zhì)杠桿”、“光滑水平面”等,扣住關(guān)鍵用語,挖掘隱含條件,能使解題靈感頓生。 例1 一個(gè)物體在平衡力的作用下,在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)這對平衡力突然消失,則物體將(。 A.立刻停止運(yùn)動(dòng) B.運(yùn)動(dòng)速度越來越快 C.速度減慢,最后停止 D.仍作勻速直線運(yùn)動(dòng) 解析:題中“光滑水平面”為關(guān)鍵詞。光滑水平面意味著物體不受摩擦力的作用。題目中的物體待平衡力消失后,將不再受力的作用,因此仍要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)(牛頓第一定律)。 答案:D 二、從物理學(xué)常識中找隱含條件 有些題目幾乎沒有條件,但仔細(xì)研究就會(huì)發(fā)現(xiàn)條件其實(shí)全部隱含于物理常識中,這就要求學(xué)生根據(jù)題意進(jìn)行發(fā)散性思維,努力挖掘相關(guān)知識,在條件不足的情況下,根據(jù)常識假設(shè)適當(dāng)?shù)臈l件和數(shù)據(jù)以彌補(bǔ)題中明確給出的已知條件的不足。 例2 一個(gè)中學(xué)生對地面的壓強(qiáng)大約是(。 A.10Pa B.100Pa C.1000Pa D.10000Pa 解析:此題隱含條件有兩個(gè),一是中學(xué)生的體重約為50kg,二是中學(xué)生雙腳底面積約為5dm2,而這兩個(gè)條件都非常隱蔽,屬于物理學(xué)常識,只要明確了這兩點(diǎn),不難得出正確答案D。 三、從物理學(xué)發(fā)展史中尋找隱含條件 這類試題一般涉及對物理學(xué)研究有貢獻(xiàn)的科學(xué)家、科研成果和歷史進(jìn)程等,增加了學(xué)生的愛國情感,有利于培養(yǎng)學(xué)生的高尚情操,激起學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識的遠(yuǎn)大理想。 例3 發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的發(fā)明使人類步入電氣化時(shí)代,制造發(fā)電機(jī)的主要依據(jù)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,首先發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(。 A.愛因斯坦 B.帕斯卡 C.奧斯特 D.法拉第 解析:知道這些科學(xué)家的研究成果和對社會(huì)的巨大貢獻(xiàn),很快就能準(zhǔn)確地選出正確答案D。 四、從物理現(xiàn)象的出現(xiàn)條件中尋找隱含條件 一定的物理現(xiàn)象的出現(xiàn),是以具備一定的條件為前提的,當(dāng)知道什么條件具備時(shí)可出現(xiàn)什么現(xiàn)象后,一旦題目給出某種現(xiàn)象,馬上可以找出相應(yīng)的隱含條件。 例4 我國“遠(yuǎn)望號”衛(wèi)星測控船從江陰出發(fā)執(zhí)行任務(wù),由長江進(jìn)入海洋。下列有關(guān)測控船所受浮力的說法正確的是(。 A.由于海水的密度大,所以船在海洋力受到的浮力大 B.由于船排開海水的體積小,所以它在海洋里受到的浮力小 C.由于船排開的海水的體積大,所以它在海洋力受到的浮力大 D.由于船始終漂浮在水面上,所以它受到的浮力不變 解析:“一個(gè)物體漂浮在液面上……”,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的條件是物體所受浮力等于物重,所以隱含條件是物體受到的浮力等于重力。 答案:D 例5 放在水平常木板上重10N的木塊,受到水平向右,大小為5N的拉力作用,沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),這時(shí)木板水平方向受的合力為_______N。當(dāng)拉力增大到8N時(shí),木塊受到的合力為_______N。 解析:“一個(gè)物體勻速運(yùn)動(dòng)……”要出現(xiàn)這種現(xiàn)象,前提條件是物體必須不受力或受平衡力作用,所以隱含條件為:物體不受力或受平衡力作用。 答案:0;3 五、從物理概念、物理原理中尋找隱含條件 有些物理學(xué)問題、現(xiàn)象、判斷等條件隱含于相關(guān)的概念和原理中,或是命題時(shí)有意混淆概念,偷換概念,要求學(xué)生對概念掌握準(zhǔn)確,理解要透徹。 例6 晴天,幾位大學(xué)生在森林中迷路了,下面四種利用風(fēng)向引導(dǎo)他們走出森林的說法中,正確的是_______(圖中虛線為空氣流動(dòng)形成風(fēng)的路徑示意圖)
A.森林吸熱,溫度升高慢,空氣溫度低、密度大,地面空氣從森林流向外界,應(yīng)順風(fēng)走 B.土地吸熱,溫度升高快,空氣溫度高、密度小,地面空氣從外界流向森林,應(yīng)順風(fēng)走 C.森林吸熱,溫度升高慢,空氣溫度低、密度大,地面空氣從森林流向外界,應(yīng)迎風(fēng)走 D.土地吸熱,溫度升高快,空氣溫度高、密度小,地面空氣從外界流向森林,應(yīng)迎風(fēng)走 解析:本題中隱含了比熱容的概念。物體的比熱容越大,吸收熱量后溫度變化越小。 土地的比熱容大,吸熱后溫度升高較快,空氣溫度高。熱空氣因密度小而向上升,地面空氣從森林流向外界,應(yīng)順風(fēng)走。 答案:A 六、數(shù)學(xué)關(guān)系之中尋找隱含條件 正確的示意圖不僅能幫助我們理解題意、啟發(fā)思路,而且還能通過數(shù)學(xué)關(guān)系找出題中的隱含條件。這種方法不僅在幾何光學(xué)中有較多的應(yīng)用,而且在其它物理問題中也經(jīng)常應(yīng)用。 例7 有一均勻正方體對水平地面的壓力是F,壓強(qiáng)是P,如下圖所示。若切去陰影部分,則剩余部分對地面的壓力是原來的_______倍,壓強(qiáng)是原來的_______倍。
解析:該題的條件隱含在數(shù)學(xué)關(guān)系之中,解題的關(guān)鍵要建立物理模型的空間想象力。切去部分的正方體邊長為a/2,體積為V/8。切去陰影部分后,其質(zhì)量為7/8m,底部受力面積為3/4S,剩余部分壓強(qiáng)為P’=m/S=7/6P,壓力為F’=Ps=7/8F。 答案:7/8;7/6 七、從圖形、圖表與曲線關(guān)系中尋找隱含條件 圖示是貯存和傳遞科學(xué)文化知識比較便捷的一條途徑,它能夠高度濃縮物理學(xué)的基本概念及原理,使之更加形象、直觀。試題圖文并茂,生動(dòng)活潑,但圖表曲線中隱含了相當(dāng)多的沒有敘述和未提及的條件,解題時(shí)結(jié)合題設(shè)條件分析圖形,從圖形中挖掘隱含條件,才能正確作答,較好地培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析問題的能力。 例8 在如圖所示的各圖中,關(guān)于磁場的描述和小磁針表示正確的是(。
解析:這是一道集概念、實(shí)驗(yàn)和理論于一體的圖形選擇題,要求學(xué)生明確磁場的概念、磁場方向及磁場方向的規(guī)定等情況,這樣才可選出正確答案為B。 八、從實(shí)驗(yàn)的器材、操作過程或結(jié)果中尋找隱含條件 在理論試題中,也有相當(dāng)多的題干條件看似不足,其實(shí)隱含在實(shí)驗(yàn)器材、操作步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果之中,要求學(xué)生根據(jù)已有知識,挖掘這些隱含條件,從而得出正確答案,這有利于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。 例9 如圖所示電路,圖中1、2、3表示電流表或電壓表,請?zhí)钌细鞅黼娐贩枺?biāo)出正、負(fù)接線柱的位置。
解析:判斷電表的類型,需了解器材的使用規(guī)則。電流表要串聯(lián)接入電路,電壓表要并聯(lián)接入電路。判斷時(shí),可假設(shè)將改表處斷開,凡對電路結(jié)構(gòu)有影響的是電流表,沒有影響的是電壓表。答案如上圖。 九、選擇合適的方法 確定解題思路,根據(jù)題型特點(diǎn),充分理解題意。采用合適方法,能很好地提高解題能力,常用的物理方法有控制變量法、等效法、轉(zhuǎn)換法、數(shù)據(jù)歸納法等。 例10 下表列出由實(shí)驗(yàn)測定的幾種物質(zhì)的比熱容。認(rèn)真閱讀,你一定會(huì)有所發(fā)現(xiàn),請?zhí)畛鋈我馊龡l:
(1)________________________________________; (2)________________________________________; (3)________________________________________。 解析:給表找規(guī)律時(shí)一般采用比較分析,綜合分析的方法,即可找一般規(guī)律如某種變大或變小的趨勢,共性等,也可找特殊規(guī)律。此表中12種物質(zhì)除煤油和冰比熱相同外,其他不同。說明不同物質(zhì)得比熱一般不同,這是共性。但冰和煤油不同物質(zhì)比熱相同這是特殊性質(zhì)。水、冰同種物質(zhì),狀態(tài)不同,比熱容也不同。且可將物質(zhì)分為金屬、非金屬進(jìn)行比較。還可找比熱容最大的、最小的。 例11 用實(shí)驗(yàn)研究決定電阻大小的因素,供選擇的導(dǎo)體規(guī)格如下表:
①要比較電阻與長度的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線:_______________________; ②要比較電阻與橫截面積的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線:_______________________; ③要比較電阻與材料的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線:_______________________。 解析:本題中導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、材料、橫截面積三個(gè)物理量有關(guān),要探究它們之間的關(guān)系,要采用“控制變量法”。要驗(yàn)證猜想一,就要取不同的長度,相同材料和橫截面積的導(dǎo)線,所以應(yīng)選序號1、2,同理可選出另兩個(gè)猜想的序號。 答案:(1)1、2;(2)3、4;(3)1、3 |
人教版第七章 歐姆定律 復(fù)習(xí)提綱
一、電流跟電壓、電阻的關(guān)系
1、電流跟電壓的關(guān)系:在電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流踺段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
注意:①這里導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體兩端的電壓都是針對同一導(dǎo)體而言的,不能說一個(gè)導(dǎo)體中的電流和另一導(dǎo)體上的電壓成正比。②不能反過來說,電阻一定時(shí),電壓跟電流成正比。這里存在一個(gè)邏輯關(guān)系的問題,電流、電壓都是物體量,有各自和物體,物體 量之間存在一定的因果關(guān)系,這里的電壓是原因,電流是結(jié)果,是因?yàn)閷?dǎo)體兩端加了電壓,導(dǎo)體中才有電流,不是因?yàn)閷?dǎo)體中通了電流才加了電壓,因果關(guān)系不能顛倒。
2、電流跟電阻的關(guān)系:在電壓一定的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
注意:①電流和電阻是針對同一導(dǎo)體而言的,不能說一個(gè)導(dǎo)體的電流與另一個(gè)導(dǎo)體的電阻成反比。②不能反過來說,電壓不變時(shí),導(dǎo)體的電阻與通過它的電流成反比。我們知道電阻是導(dǎo)體本身的一種特性,即使導(dǎo)體中不通電流,它的電阻也不會(huì)改變,更不會(huì)順為導(dǎo)體中電流的增大或減小而使它的電阻發(fā)生改變。
二、歐姆定律
1、內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。
2、表達(dá)式:I=U/R U表示一段導(dǎo)體兩端的電壓,單位是伏特(V);R表示這段導(dǎo)體的電阻,單位是歐姆(Ω);I表示通過這段導(dǎo)體中的電流,單位是安培(A)。
3、公式的物體意義:歐姆定律的公式I=U/R表示加在導(dǎo)體兩端的電壓增大幾倍,導(dǎo)體中的電流就增大幾倍;當(dāng)加在導(dǎo)體兩端的電壓不變時(shí),導(dǎo)體的電阻增大幾倍,其電流就減小為原來的幾分之一。
4、由公式可變形為:U=IR R=U/I
5、對歐姆定律的理解:
①定律涉及的電流、電壓、電阻三個(gè)物體量都是針對同一導(dǎo)體或同一段電路而言的,即滿足“同體性”;式中的I、U、R還應(yīng)是同一段導(dǎo)體在同一時(shí)刻的電流、電壓、電阻,即滿足“同時(shí)性”;運(yùn)用該式時(shí),式中各物理量的單位要統(tǒng)一使用基本單位。
②定律中提到的“成正比”和“成反比”的兩個(gè)關(guān)系分別有不同的前提條件,即當(dāng)電阻一定時(shí),通過它的電流跟它兩端的電壓成正比,當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過它的電流跟它的電阻成反比。
③歐姆定律公式I=U/R可以變形為U=IR,但不能認(rèn)為導(dǎo)體兩端的電壓跟導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體的電阻成正比,因?yàn)殡妷菏切纬呻娏鞯脑;公式還可以變形為R=U/I,但不能說導(dǎo)體的電阻跟它兩端的電壓成正比,跟電流成反比,因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種特性,跟所加電壓和通過的電流無關(guān),只是為我們提供一種測量、計(jì)算導(dǎo)體電阻的方法而已。
④歐姆定律只適用于純電阻電路,如:只接有電阻器、電熱器、白熾燈等電路。對于非純電阻電路,如電動(dòng)機(jī)電路、日光燈電路等,不能直接應(yīng)用。
6、電阻的串聯(lián)和并聯(lián)
①電阻串聯(lián):R=R1+R2+…+Rn。導(dǎo)體的串聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)線的長度,由影響電阻的因素可知,串聯(lián)電路的總電阻大于任何一個(gè)分電阻。如果把n個(gè)阻值都是r的導(dǎo)體串聯(lián),則總電阻R=nr。
②電阻并聯(lián):1/R=1/R1+1/ R2+…+1/R。如果n個(gè)阻值都是r的導(dǎo)體并聯(lián),則總電阻R=r/n。當(dāng)只有兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí),R=R1R2/(R1+R2),電阻的并聯(lián)裨上是增大了導(dǎo)體的橫截面積,所以并聯(lián)電路的總電阻小于任一分電阻。
③在串、并聯(lián)電路中,任一電阻增大,電路總電阻也增大。串聯(lián)電路中,各電阻分壓,且各電阻兩端電壓與各電阻阻值成正比;并聯(lián)電路中,各電阻分流,且各支路電流之比為各支路阻的反比。
三、測量小燈泡的電阻
1、實(shí)驗(yàn)原理:根據(jù)歐姆定律的變形公式R=U/I,測出待測電阻兩端的電壓和通過的電流就可以計(jì)算出導(dǎo)體的電阻。這種測電阻的方法叫伏安法。
2、實(shí)驗(yàn)器材:電源、開關(guān)、電流表、電壓表、小燈泡、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線若干。
3、實(shí)驗(yàn)電路圖:
4、實(shí)驗(yàn)操作步驟:
①按電路圖連接好電路,檢查電路無誤后閉合開關(guān)。
②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,讀出一組電壓和電流值,記錄數(shù)據(jù)。
③計(jì)算出待測電阻的阻值。④整理實(shí)驗(yàn)器材。
實(shí)驗(yàn)中可以多測幾駔電流和電壓的數(shù)據(jù),分別算出相應(yīng)的電阻R,進(jìn)行比較。用伏安法測量小燈泡的電阻時(shí),加在燈泡兩端的電壓不同,小的亮度不同,也就是小燈泡燈絲的溫度不同,這樣測出的幾組數(shù)據(jù)中,算出的燈泡的電阻是不同的加在燈泡兩端的電壓越大,燈泡越亮,燈絲的溫度越高,其電阻越大。由此可得出燈絲的電阻隨溫度的升高而增大的規(guī)律。
5、滑動(dòng)變阻器的作用:改變小燈泡兩端的電壓及保護(hù)電路。
6、實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意的事項(xiàng):①連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)是斷開的。②電路連好開關(guān)閉合前,應(yīng)使滑片位于阻值最大處。③電壓表、電流表要選擇合適的量程。④每個(gè)小燈泡的金屬口上都標(biāo)著它正常工作的電壓。接通電源后通過變阻器把電壓調(diào)到該電壓值,測量時(shí)從該電壓開始逐次降低。
四、歐姆定律和安全用電
1、電壓越高越危險(xiǎn):
①對人體的安全電壓:電流對人體的危害性跟電流的大小、通電時(shí)間的長短等因素有關(guān)。大量觸電事故表明:當(dāng)人體兩端的電壓低于36V,通過人體的電流低于0.1mA時(shí),才不會(huì)引起觸電感覺。因此只有不高于36V的電壓才是安全的。
②電壓越高越危險(xiǎn):由歐姆定律可以知道,在電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比。電壓越高,通過人體的電流就會(huì)越大,對人體的傷害就會(huì)越大。人體是導(dǎo)體,一般情況下加在人體的電壓越過36V時(shí),通過人體的電流就會(huì)給人體造成危險(xiǎn),家庭電路的電壓是220V,大大超過了安全電壓,故我們不能接觸220V的電壓。高壓電路的電壓達(dá)到幾十萬伏,人體不直接接觸,也會(huì)有危險(xiǎn),因此對人體的安全電壓是不高于36V。
③不能用濕手觸摸用電器:歐姆定律告訴我們,導(dǎo)體中電流的大小與導(dǎo)體的電阻成反比。人體也是導(dǎo)體,家庭電路的電壓是220V,大大超過了安全電壓,而濕手又使人體的電阻大大減小,觸摸電器就很可能發(fā)生觸電事故;并且不純凈的水也是導(dǎo)體 。如果用濕手插(拔)插頭、按開關(guān)等,極易使水流入插座和開關(guān)內(nèi),使人體和電源相連,造成危險(xiǎn)。因此,千萬不要用濕手觸摸用電器。
2、斷路和短路
①斷路:電路沒有接通。可能原因:燈絲斷了;燈頭內(nèi)的電線斷了;、開關(guān)等處的接線松動(dòng)、接觸不良。
②電源短路:不經(jīng)過用電器直接將電源兩極連接起來的現(xiàn)象。由歐姆定律可以知道,由于導(dǎo)線的電阻很小,電源短路時(shí)電路上的電流會(huì)很大,這樣大的電流,電池或其它的電源都不能承受,會(huì)造成電源損壞;更為嚴(yán)重的是,因?yàn)殡娏魈,?huì)使導(dǎo)線的溫度升高,嚴(yán)重時(shí)有可能造成火災(zāi)。
③用電器短路:即電路中的某一用電器的兩端由導(dǎo)線直接連接。當(dāng)用電器發(fā)生短路時(shí),此用電器無法工作,并會(huì)引起整個(gè)電路中的電流過大而發(fā)生危險(xiǎn),這也是不允許的。
3、注意防雷:雷電是大氣中一種劇烈的放電現(xiàn)象,雷雨天要注意防雷。高大的建筑物上安裝的避雷針、高壓輸電鐵塔上最上面的兩根導(dǎo)線也是用來防雷的。雷雨時(shí)不要在空曠的地方活動(dòng)或停留;不要在樹下避雨;不要接觸金屬物品(包括金屬把的雨傘);拔掉所有的電源線、網(wǎng)線、電視天線插頭等。
4、安全用電的原則:①不接觸低壓帶電體②不靠近高壓帶電體;③不弄濕用電器;④不損壞絕緣部分;⑤金屬外殼的用電器一定要接地;⑥家庭電路的安裝一定要正確。
五、歐姆定律在電流表和電壓表中的應(yīng)用
電流表的電阻很小,將它串聯(lián)到電路中就相當(dāng)于串聯(lián)一根電阻可忽略不計(jì)的導(dǎo)線,因電流表串聯(lián)在電路中不會(huì)影響電路中的電流大小。以由于串聯(lián)中的電流處處相等,因此通過電流表上的示數(shù)可以知道電路中與電流表串聯(lián)的其它部分中的電流。如果將電流表直接接到電源兩極上,由于電流表的電阻很小,根據(jù)歐姆定律,電路中的電流會(huì)很大,就會(huì)把電路中的電流表及電源燒壞,所以絕不允許將電流表直接在電源兩極上。與電流表相反,電壓表的電阻很大,將電壓表并聯(lián)在某段電路或電源的兩端時(shí),有電壓表的支路就相當(dāng)于斷路,所以電壓表可直接接在電源兩極上,這時(shí)測的是電源電壓。
六、電流表、電壓表的示數(shù)變化
在含有滑動(dòng)變阻器的電路中,由于開關(guān)的閉合或斷開會(huì)引起電流表、電壓表示數(shù)的變化,或滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)也會(huì)引起電流表、電壓表的示數(shù)變化。判斷電流表、電壓表示數(shù)如何變化是電學(xué)中一類比較重要的題型。這種題目的分析一般遵循下列思路:
1、首先分析電路的連接情況,看清是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,分析電路連接時(shí)一般先去表。即把電流表當(dāng)成導(dǎo)線,把電壓表當(dāng)做開路處理。
2、分析滑片滑動(dòng)時(shí),變阻器電阻如何變化,電路總電阻如何變化,或開關(guān)閉合、斷開時(shí)電路連接情況如何變化,電路中總電阻如何變化。
3、運(yùn)用歐姆定律看總電流如何變化,然后再進(jìn)一步分析各用電器上電流和電壓的變化情況。這種題目從解題過程來看,一般符合總→分→總的特點(diǎn)。
七、解電學(xué)題的方法、步驟
解電學(xué)題目應(yīng)該掌握一定的方法,和般按照下列的步驟進(jìn)行。
首先,根據(jù)題意和所給出的電路圖分析電路的連接情況(用電器串聯(lián)、并聯(lián)情況的電壓表、電流表、所測電壓的電流的情況),畫出等效電路圖。具體做法:①簡化電路。將不工作的用電器和電路中的電表去掉,電流表的內(nèi)阻很小,簡化處理時(shí)可先看做一根導(dǎo)線,電壓表的內(nèi)阻很大,簡化處理時(shí)將其所在支路看做斷路。②看滑動(dòng)變阻器連入電路的是哪段電阻絲。③分析電流表和電壓表分別測的是哪段電路的電流和電壓。
其次,在電路圖上標(biāo)明已知量和未知量,同一個(gè)導(dǎo)體的U、I、R下角標(biāo)要相同,這樣對試題所描繪的物體情景就有了整體的認(rèn)識,便于分析和解題,避免張冠李戴。
最后再根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)列方程解題。
八、測量導(dǎo)體電阻的方法總結(jié)
方法 | 器材 | 公式 | 電路圖 |
伏安法 | 電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、待測電阻、開關(guān)、導(dǎo)線若干 | Rx=U/I | |
伏伏法 | 電源、滑動(dòng)變阻器、電壓表兩個(gè)、已知電阻R0、待測電阻、開關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=U2R0/U1 | |
安安法 | 電源、滑動(dòng)變阻器、電流表兩個(gè)、已知電阻R0、待測電阻、開關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=R0I2/I1 | |
安滑法 | 電源、滑動(dòng)變阻器(最大阻值為Rm)、電流表、待測電阻、開關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=I1Rm/(I2-I1) | |
伏滑法 | 電源、滑動(dòng)變阻器(最大阻值為Rm)、電壓表、待測電阻、開關(guān)、導(dǎo)線 | Rx=U1Rm/(U2-U1) | |
電壓表和替代開關(guān)法 | 電源、電壓表、已知電阻R0、待測電阻、兩個(gè)開關(guān)、導(dǎo)線 | Rx= U2 R0/ (U1-U2) | |
電流表和替代開關(guān)法 | 電源、電流表、已知電阻R0、待測電阻、兩個(gè)開關(guān)、導(dǎo)線 | Rx =I2R0/(I2-I1) |
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