初中物理解答题

我们在超市购物时，常常使用购物车，己知购物车的质量为 $10\mathit{kg}$，小明用 $10N$的水平推力推着购物车沿水平地面运动了 $4m$，用时 $4s$，求：

（1）购物车的重力

（2）推力所做的功：

（3）推力的功率

小明用如图1的实验装置测量小灯泡电阻，小灯泡的额定电压为 $4.5V$。

（1）连接电路时，开关应　 　。

（2）请在图1中用笔画线代替导线，完战剩余部分的电路连接（要求：滑片向左移动时，灯变亮）

（3）正确完成电路连接后，闭合开关时，电流表没有示数，小灯泡不亮，电压表示数接近电源电压，则电路故障可能是小灯泡　　（选填“短路”或“断路” $)$

（4）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，电流表示数如图2所示，此时电路中的电流为　　 $A$，小灯泡的电阻为　　 $\Omega$

（5）小明还设计了如图3所示的电路，测出了另一小灯泡的额定功率，已知滑动变阻器的最大阻值均为 $R_0$，小灯泡的额定电流为 $I_{额}$，请将以下实验步骤补充完整

①只闭合开关 $S$、 $S_1$，移动 $R_1$的滑片，使电流表示数为 $I_{额}$。

②接着　　。

③再将 $R_1$的滑片调至最左端，记下电流表的示数 $I_1$；将 $R_1$的滑片调至最右端，记下电流表的示数 $I_2$。

④写出小灯泡额定功率的表达式： $P=$　　。（用 $R_0$、 $I_{额}$、 $I_1$、 $I_2$表示）

在“测量物体运动的平均速度”实验中

（1）小球从 $A$处沿斜面由静止开始滚下，频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程，如图1所示，小球在做　 （选填“加速”“减速”或“匀速” $)$运动，小球受力　　（选填“平衡”或“不平衡” $)$

（2）实验数据如表所示，小球在 $\mathit{BC}$段的平均速度为　　 $m/s$。 $\mathit{CD}$段的路程为　　 $m$，比较 $\mathit{AB}$与 $\mathit{BC}$段的平均速度得 $V_{\mathit{AB}}$　　 $V_{\mathit{BC}}$（选填“ $>$”“ $<$”或“ $=$” $)$

路程	运动时间	平均速度	经过某点时的速度
$S_{\mathit{AB}}=0.3m$	$t_{\mathit{AB}}=0.5s$	$V_{\mathit{AB}}=0.6m/s$	$V_B=1.2m/s$
$S_{\mathit{BC}}=0.9m$	$t_{\mathit{BC}}=0.5s$	$V_{\mathit{BC}}=$	$V_C=2.4m/s$
$S_{\mathit{CD}}=$	$t_{\mathit{CD}}=0.5s$	$V_{\mathit{CD}}=3m/s$	$V_D=3.6m/s$

（3）为进一步探究小球在斜面上运动的速度与时间的关系，根据表中数据做出了 $v-t$图象，如图2所示，假设斜面足够长，小球从 $A$处滚下，经过 $2s$到达 $E$点时的速度为　　 $m/s$。

（4）小球在运动过程中，经过路程 $S_{\mathit{AB}}$中点时的速度为 $v_1$，经过时间 $t_{\mathit{AB}}$中点时的速度为 $v_2$，则 $v_1$　　 $v_2$（选填“ $>$”“ $<$”或“ $=$” $)$

小明同学经常通过观察和实验，探索物理的奥秘，在某次实验中，

（1）用一只透镜正对太阳光，如图甲所示，纸板上出现的现象表明该透镜对光有　   　作用，是　　（选填“凹”或“凸” $)$透镜

（2）用图乙的装置进行实验，调节纸板与透镜的距离，纸板上会出现最小的光斑，用刻度尺测量该光斑与透镜的距离。该刻度尺的分度值为　　 $\mathit{cm}$，透镜与纸板的距离为　　 $\mathit{cm}$。

（3）把温度计的玻璃泡放置在光斑处，发现温度计的示数增大，说明光能可以转化为　　能；如图丙所示，此时温度计的示数为　　 ${}^{°}\text{C}$。

小明在旅行途中，发现大货车的轮子很宽大，看到某段道路旁有如图所示的限速标志，请用物理知识解释大货车轮子宽大的原因，并从能量的角度解释限速行驶的原因

如图所示，入射光线 $\mathit{AO}$从空气斜射入水中，请画出折射光线的大致位置；

物体静止在水平桌面上，请在图中画出该物体所受支持力的示意图

如图为某蓄水池的模拟原理图， $A$池中的液面高度 $h_1=10\mathit{cm}$，池底有一出水口，出水口下的活塞通过连杆与杠杆 $\mathit{OC}$相连，活塞横截面积

$S_1=1.2\times {10}^{-2}{m}^2$．杠杆可绕 $O$端上下转动，另一端有一中空且内有配重的圆柱形浮子浸入 $B$池中， $\mathit{DO}$是杠杆总长的 $\frac{1}{3}$，杠杆对浮子的作用力沿竖直方向。原设计当杠杆水平时，浮子浸入水深 $h_2=5\mathit{cm}$，活塞恰能堵住出水口。但在使用时发现，活塞离出水口尚有一小段距离时，浮子便不再上浮，此时浮子浸入水深 $h_3=8\mathit{cm}$。若将浮子的配重减少，△ $G=2.6N$，杠杆变为水平且活塞恰能堵住出水口。出水口面积略小于 $S_1$，计算时可认为相等，水的密度 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg}$。（活塞与连杆自重、杠杆自重及所受浮力、两池中液面高度的变化均不计。 $)$

求：

（1） $A$池池底水深为 $h_1$处所受压强；

（2）活塞恰能堵住出水口时连杆对杠杆压力的大小；

（3） $B$池中浮子的横截面积 $S_2$。

如图甲所示的电路中，电源电压为 $24V$，电阻 $R_2=20\Omega$，电压表的量程为 $0~15V$．闭合 $S$后，调节滑片 $P$使电压表示数为 $8V$。

（1）电路中的电流为多少？

（2） $R_1$消耗的电功率为多少？

（3）撤去图甲中的 $R_1$、 $R_2$，现有定值电阻 $R_3=10\Omega$，两个滑动变阻器 $R_4$、 $R_5$（最大阻值分别为 $20\Omega$和 $50\Omega )$，请将 $R_4$、 $R_5$其中之一和 $R_3$填入图乙所示的虚线框内。要求：

①闭合 $S$，自由移动滑片 $P$时电压表安全工作且示数不为零， $R_3$两端电压有最大的变化范围。

②按要求完成图乙的电路图。

②求 $R_3$两端电压的变化范围。

如图所示，小宸用沿斜面向上的力 $F=100N$，在 $10s$内把木箱推到 $2m$高处。斜面长 $4m$。求：

（1）小宸所做的功；

（2）小宸做功的功率。

小宸利用如图甲所示的电路研究电流随电压变化的情况。其中电源电压为 $U$， $R_t$是热敏电阻，其阻值与温度有关，二者关系为 $R_t=\mathit{kt}+b(k>0,b>0)$。

（1）本实验要保持 $R_t$阻值不变，也就是保持 $R_t$的　 　不变。

（2）使用电流表和电压表前，要检查其指针是否对准　　刻度线；接入电路的电流表，应使电流从其　　（选填“ $+$”或“ $-$” $)$接线柱流入。

（3）图乙是某次测量时电压表的示数，其读数为　　 $V$，如果要使电压表示数变大，应将滑动变阻器滑片 $P$向　　端（选填“ $a$”或“ $b$” $)$移动；图丙是小宸根据实验数据画出的 $I-U$图，经分析可得出结论：在电阻不变时，通过电阻的电流与它两端的电压成　　比。

（4）接下来，小宸按如下步骤操作，尝试把电流表改装成温度表。

①将滑动变阻器滑片 $P$移到 $b$端，用开关 $S_2$替换电压表（电路如图丁所示）。闭合 $S_1$、 $S_2$，调节滑片 $P$使电流表满偏后，保持滑片 $P$位置不再移动，设此时电路总电阻为 $R$，断开 $S_1$、 $S_2$。

②往容器中倒入适量 ${100}^{°}\text{C}$的开水，观察温度计，温度计示数每下降 $5^{°}\text{C}$（水温不再降低时，加入冰块直到水温降到 $0^{°}\text{C})$，就闭合 $S_1$，并记录此时温度 $t$和对应的电流 $I$，然后断开 $S_1$．请用给定的字母写出电流与温度的关系式 $I=$　　。

③根据记录的 $t$和 $I$，重新刻制电流表的表盘，改装成温度表。请在图戊中大致画出此温度表表盘的刻度线。（要求画出 $0~{100}^{°}\text{C}$每间隔 ${20}^{°}\text{C}$对应的共6条刻度线）

一种测量牛奶密度的实验步骤如下，请你补充完整。

（1）将天平放在　　桌面上，游码移到标尺的　　刻度线处，如果指针指向分度盘左侧（如图所示），则向　　（选填“左”或“右” $)$调节平衡螺母使天平平衡。

（2）将空烧杯置于天平　　盘（选填“左”或“右” $)$，测出其质量 $m_1$。

（3）向空烧杯加入适量水，测出水和烧杯总质量 $m_2$，并用笔在烧杯上标记水面位置。

（4）将烧杯内的水全部倒出，擦干烧杯后，再向杯中加入牛奶使液面到达　　处，用天平测出牛奶和烧杯总质量 $m_3$。

（5）计算牛奶的密度，所用表达式为 ${\rho }_{\mathit{牛奶}}=$　　（用题中所测物理量表示，水的密度 ${\rho }_{水}$已知）。

用如图所示的装置探究运动和力的关系。

（1）每次让小车都从斜面上高度行滑下，使小车到达斜面底时的速度相同；取不同的水平表面进行实验，目的是使小车在不同水平表面运动时受到的　 　不同。

（2）分析实验现象可得：水平面越光滑，小车的速度减小得越　　（选填“快”或“慢” $)$，小车能滑行的距离就越大。假如小车在水平面上不受阻力，它的速度将　　。

（3）如果分别让小车从斜面上不同高度滑下，请你推理：当小车滑到水平面上不受阻力作用时，其最终速度　　（选填“相同”或“不相同” $)$。

如图中大致画出光从玻璃进入空气中的折射光线。

在学习了电学知识后，小宝对家里新买的号称“大功率电热毯”进行了研究。他对电热毯的工作电路图进行简化处理后绘制出了如图所示的等效电路图并研究。电路安全保护装置部分小宝由于没有学到相关知识打算以后再研究。

按照说明书介绍，电热毯工作电路等效电源的电压低于 $220V$．通过旋转电热毯的开关，电路可以达到3个档位。如图所示，档位1：单独闭合 $S_1$；档位2：同时闭合 $S_1$、 $S_2$；档位3：同时闭合 $S_1$、 $S_2$、 $S_3$。

小宝根据说明书提供参数进行计算后发现，不考虑灯丝电阻随温度变化，当电热毯处于档位1时，灯泡 $L$ 的功率为其额定功率的 $\frac{9}{16}$， $R_2$消耗的功率为 $1w$；当电热毯处于档位3时，灯泡 $L$正常发光， $R_1$消耗的功率为 $64W$。

请你根据题目所给的信息，完成以下问题。

（1）当电热毯处于档位1时， $R_1$、 $R_2$、灯泡 $L$一起　串　联工作。

当电热毯处于档位2时， $R_1$、 $R_2$、灯泡 $L$中只有　　工作。

（2）求电热毯处于档位1时，灯泡两端实际电压与其额定电压之比 $\frac{U_L}{U_{额}}=$？

（3）求电热毯处于档位3时，通电50秒电流通过 $R_2$产生的热量？