九年级物理上学期竞赛试卷（含解析）.doc

2015-2016学年江西省宜春市丰城市矿务局三中九年级（上）物理竞赛试卷一、选择题（每题3分，11和12小题错选，漏选均不得分，总计36分）1小明学习了电路知识后，想利甩发光二极管设计一个带开关指示灯的照明电路，晚间关闭照明灯后，利用二极管发出的光指示开关所在的位置他共设计了4个电路如图所示，其中L为白炽灯，规格为、D为发光二级管，规格为（1.2V 0.01A）、S为单刀双掷开关、R为限流电阻图中能够满足要求的电路是（）ABCD2汽车发动机在工作过程中需要冷却图为汽车发动机的水冷系统工作原理示意图在汽车发动机正常工作的过程中，图所示有关汽车发动机水冷系统中水流方向以及水泵叶轮转向的示意图中，正确的是（）ABCD3如图所示的电动自行车既可以电动骑行，也可以脚踏骑行电动骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力下表是某型号电动自行车的主要技术参数 整车 整车质量 40kg最高车速 30km/h 最大噪声 62dB 蓄电池 电压 48V 容量 12Ah 电动机 额定电压 48V 额定功率 240W根据学过的物理知识，判断以下估算结果中合理的是（）A电动自行车行驶过程中，电动机的工作电流保持5A不变B蓄电池一次充足电，放电时可输出的电能最多约为3.5104JC若蓄电池储存能量的80%用于驱动电动自行车在平均阻力为40N的水平公路上匀速行驶，蓄电池一次充电最多能连续电动车行驶约41kmD蓄电池一次充电后，该电动自行车最多可供电动车骑行2.4h4“充电宝”是一种给手机等电子设备提供电能的移动电源2014年8月7日，我国民航局首次专门针对“充电宝”发出公告，公告要求旅客携带登机的“充电宝”额定能量不能超过一定标准这一“标准”的单位是（）AAhBmAhCWhDVA5甲、乙两容器中装有质量相等的水，水温分别为25和75，现将一温度为65的金属球放入甲容器中，热平衡后水温升高到45，然后迅速取出金属球并放入乙容器中，热平衡后乙容器中水温为（不计热量散失和水的质量的变化）（）A65B60C55D506某灯泡直接连在电压不变的电源两端，灯泡的电功率为16瓦，现通过长导线将该灯泡连接到原来的电源上，灯泡的电功率为9瓦，若灯泡的电阻不变，则长导线消耗的电功率为（）A7瓦B5瓦C3瓦D1瓦7阻值相等的三个电阻R和R1，R2，R3组成如图所示的电路，且R1=R2=R3，若电阻R1两端的电压为20伏，电阻R3两端的电压为4伏，则电阻R2两端的电压为（）A6伏B8伏C10伏D12伏8某测量仪器及其控制电路如图所示仪器的等效内阻为100欧，正常工作电流范围为100300mA，电源电压为30V控制电路由两个滑动变阻器组成，为了快速准确地调节仪器的工作电流，应选用哪一组变阻器？（）AR1=1OO欧，R2=10欧BR1=200欧，R2=20欧CR1=1OO欧，R2=100欧DR1=200欧，R2=100欧9图所示的是高压输电线路，其中高压输电线与变压器之间安装有避雷器，它的作用是防止变压器遭受雷击关于这种避雷器，下列说法正确的是（）A避雷器在通常电压下是导体，在遇到雷击的电压时是绝缘体B在任何电压下避雷器都是导体C在任何电压下避雷器都是绝缘体D避雷器在遇到雷击的电压时是导体，在通常电压下是绝缘体10为判断一段导线中是否有直流电流通过，手边若有下列几组器材，其中最为方便可用的是（）A小灯泡及导线B铁棒及细棉线C带电的小纸球及细棉线D被磁化的缝衣针及细棉线11在如图所示的电路中，R1、R2和R3均为定值电阻，R1的阻值小于滑动变阻器R0的最大阻值，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P由滑动变阻器的右端向左端滑动的过程中，下列叙述中正确的是（）AV1的示数先变小后变大，V2的示数先变大后变小BA1的示数不断减小，A2的示数不断变大CR1消耗的电功率先变小后变大DR3消耗的电功率先变小后变大12在如图所示的电路中，V1、V2、V3是三个完全相同的电压表，R1、R2是两个定值电阻，若电压表V1、V2的示数分别为3伏和1伏，则A、B之间的电压可能为（）A7伏B6伏C5伏D4伏二、实验题（总计20分）13小明家新买了一条100W的电热毯，他想用电流表和电压表测量电热毯的电阻值，于是连接了如图9所示的实验电路其中电源两端的电压为6V，Rx为电热毯的电阻值，滑动变阻器的最大阻值为20但实验过程中，小明发现，不论怎样调整滑动变阻器触头P的位置，电压表的示数几乎不发生变化，且查得电路各处均连接无误请你分析一下产生这一现象的原因是什么？若不更换实验器材，应怎样连接电路，才能在触头P滑动过程中，有效地改变电热毯两端的电压值14明光中学物理实践小组在装配直流电动机模型后参加班级的实践成果展示交流会，在会上演示通过改变直流电动机的转动方向及转速使重物上升或下降的过程电路元件包括一个单刀单掷开关、一个双刀双掷开关、一个滑动变阻器、一个小型直流电动机和一个直流电源，如图所示请完成电路图的连接以实现上述功能（操作过程中只能扳动开关，不得再改变电路中的接线）三、计算题（每题44分）15如图所示为利群商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图其中A为光源，B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，当有光照射时R1=R2每当扶梯上有顾客经过，挡住由A射向R1的光线时，R1的电阻值就增大，计数器就计数一次请回答：（1）当扶梯上的顾客挡住由A射向R1的光线时，光敏电阻R1两端的电压将发生怎样的变化？R1的功率怎样变化？（2）若已知自动扶梯满载时，相邻的两个顾客之间的距离均为50cm，扶梯运行的速度为1m/s求计数器计数101次，所需用的时间（3）若某一段时间内自动扶梯的乘载率为20%，试求这一段时间内该商场自动扶梯上的平均客流量是多少（客流量是指单位时间经过的顾客人数）16某院内有甲、乙两户居民，院内原先供电线路用的是横截面积为2.5mm2的铝芯橡皮绝缘线，从进院后的接线端经25m先到达甲户，再从甲户经25m到达乙户每户总用电额定功率均为2kW为了增加用户的最大安全用电功率，现在要进行“电力增容”，使每户总用电额定功率均可增加到4kW增容后保持院内线路分布情况不变，只是供电线路改用铜芯橡皮绝缘线下表列出了不同横截面积的铜导线在常温下的安全载流量（即长时间通电时的最大安全电流）导线横截面积S/mm2铜芯橡皮绝缘线安全载流量I/A2.5284376471068假设两户所有用电器均为纯电阻电器（提示：满足欧姆定律），各用电器的额定电压都是220V，用户室内电线的电阻忽略不计而且设进院后的接线端的电压总保持220V，试回答下列问题：（1）画出院内的供电和用电的电路图（提示：导线是有电阻的，把甲乙两户的用电器分别看做一个电阻，比如R甲R乙）（2）通过计算说明，在实用和经济的前提下，为了“电力增容”，院内的供电线路应选用哪一种铜导线？（3）若选用的铜导线每米电阻为4.25103，那么增容后，在甲、乙两用户都同时使用“220V 4kW”的电器时，乙户所得到的实际电功率是多少？17小李把一袋体积为200mL、温度为10的牛奶放进微波炉中，用高火加热1 min，牛奶被加热至50，达到适宜饮用的温度小李家微波炉的部分技术数据如表所示，牛奶的密度和比热容与水的密度和比热容接近请计算说明：KJ21BAF（G）型微波炉额定电压220V额定频率50Hz额定功率1300W微波频率2450MHz（1）微波的波长是多少？（2）如果电价为0.5元/度，按上述条件加热10袋这样的牛奶需要多少电费？（3）该微波炉在加热牛奶时的效率是多少？18随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”（如图所示）得到了广泛的应用它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电能输出下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数：风力发电机太阳能电池组件最小启动风速1.0m/s太阳能电池180w最小充电风速3.0m/s太阳能转换效率15%最大限制风速12.0m/s蓄电池400A*h 12V最大输出功率400w大功率LED路灯80w 12V（1）若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光多长时间？（2）若一块该“风光互补路灯”太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，则当地垂直太阳光方向1m2范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少？（3）当风速为6.0m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W在这种风速下，持续光照12h，蓄电池的电量也只由20%充到了70%求此过程中太阳能电池板发电的平均功率四、附加题19已知太阳正射到地球表面每平方米上的功率为1.0千瓦，现有一太阳能热水器，其收集阳光的面积为 3.08.0 米2，转换太阳辐射能为水的热能的效率为 80%假设此热水器的进水温度与室温皆为 25，该热水器的热量损失率正比于热水器内水温与室温之温差当热水器出水口关闭时，经过长时间照射后，热水器内的水温可以达到 85，问当热水器以每分钟 6 升的流量出水，经过一段时间后，其稳定的出水温度为多少摄氏度？20小星同学为实验室设计了一个多挡位电加热器，其工作原理图如图3所示其中R1、R2、R3为发热电阻三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯，其所消耗的电功率可忽略不计小星设想通过开关的组合，使电加热器能有200W、300W、900W共七挡功率为此他还设计了下面这份简单的表格，表中的“”表示对应的开关闭合，相应的指示灯亮：“”表示对应的开关断开，相应的指示灯熄灭功率栏给出了相应状态时电加热器的功率值（1）按照他的设想，帮他计算出R1、R2、R3的阻值各为多少？（2）补齐表中其余挡位的空格额定电压220V额定频率50Hz档位S1S2S3功率1200W2300W34567900W2015-2016学年江西省宜春市丰城市矿务局三中九年级（上）物理竞赛试卷参考答案与试题解析一、选择题（每题3分，11和12小题错选，漏选均不得分，总计36分）1小明学习了电路知识后，想利甩发光二极管设计一个带开关指示灯的照明电路，晚间关闭照明灯后，利用二极管发出的光指示开关所在的位置他共设计了4个电路如图所示，其中L为白炽灯，规格为、D为发光二级管，规格为（1.2V 0.01A）、S为单刀双掷开关、R为限流电阻图中能够满足要求的电路是（）ABCD【考点】串、并联电路的设计【分析】根据题意确定各电路元件的连接方式，然后根据各电路元件的连接方式选择正确的电路图【解答】解：由题意可知，关闭照明灯后发光二极管工作，闭合照明电路时发光二极管不工作，则照明灯与发光二极管互不影响，它们能独立工作，照明灯与发光二极管应并联，单刀双掷开关控制照明灯与发光二极管分别接入电路，由于发光二极管额定电压1.2V远小于家庭电路电压220V，为保证安全，应给发光二极管串联一个保护电阻；A、由电路图可知，A符合要求，故A正确B、由电路图可知，开关接右侧时，电路是断路，L与D都不工作，故B错误；C、由电路图可知，开关达到下侧时，电路是断路，L与D都不工作，故C错误；D、由电路图可知，开关接上侧时，L与D同事工作，开关打到下侧时，电路是断路，L与D都不工作，故D错误；故选A2汽车发动机在工作过程中需要冷却图为汽车发动机的水冷系统工作原理示意图在汽车发动机正常工作的过程中，图所示有关汽车发动机水冷系统中水流方向以及水泵叶轮转向的示意图中，正确的是（）ABCD【考点】气压计和抽水机【分析】离心式水泵是利用大气压的原理来进行工作的，在工作过程中，是叶轮先将泵壳内的水向上甩出，使泵壳内形成暂时的真空，大气压再将下面的水压上来，进入泵壳的从这一角度我们可判断叶轮的作用和转动方向【解答】解：A、根据水泵的作用，它应将水向上甩出，而水流的方向应该向左，是错误的；B、观察图中的箭头可知，叶轮逆时针旋转，结合叶片的方向可知，这样转动能将水有效甩出，是正确的；C、观察图中的箭头可知，叶轮顺时针旋转，结合叶片的方向可知，这样转动不能将水有效甩出，是错误的；D、图中的箭头可知，叶轮顺时针旋转，水流方向应该向右，不合实际，是错误的故选B另外，可这样理解：水泵将下方冷水向上甩出，水经过发动机时吸热，变为热水；热水经过散热器散热，变为冷水，冷水的密度较大，故而下沉，实现了水的循环流动3如图所示的电动自行车既可以电动骑行，也可以脚踏骑行电动骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力下表是某型号电动自行车的主要技术参数 整车 整车质量 40kg最高车速 30km/h 最大噪声 62dB 蓄电池 电压 48V 容量 12Ah 电动机 额定电压 48V 额定功率 240W根据学过的物理知识，判断以下估算结果中合理的是（）A电动自行车行驶过程中，电动机的工作电流保持5A不变B蓄电池一次充足电，放电时可输出的电能最多约为3.5104JC若蓄电池储存能量的80%用于驱动电动自行车在平均阻力为40N的水平公路上匀速行驶，蓄电池一次充电最多能连续电动车行驶约41kmD蓄电池一次充电后，该电动自行车最多可供电动车骑行2.4h【考点】电功率的计算；电功的计算【分析】（1）知道电动机的额定电压和额定功率，根据P=UI求出额定电流，电动机行驶过程中不一定以额定功率行驶，通过电动机的电流不一定等于额定电流；（2）知道蓄电池的电压和容量，根据W=UIt求出蓄电池一次充足电后放电时可输出的最多电能；（3）根据效率公式求出蓄电池提供的电能，电动车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力的大小相等，根据W=Fs求出蓄电池一次充电最多能连续电动车行驶的距离；（4）根据I=求出蓄电池一次充电后，完全放电时该电动自行车最多可供电动车骑行的时间，但蓄电池不能完全放电【解答】解：（1）由P=UI可得，电动机的额定电流：I电动机=5A，因电动机行驶过程中不一定以额定功率行驶，所以，电动机的工作电流不一定是5A，故A不正确；（2）蓄电池一次充足电后放电时可输出的最多电能：W电=U电I电t电=48V12A3600s=2.0736106J，故B不正确；（3）每次充电可以给电动机提供的电能：W机械=W电80%=2.0736106J80%=1.65888106J，因电动车匀速行驶，所以，受到的牵引力F=f=40N，由W=Fs可得，最远行驶的距离：s=41472m41km，故C正确；（4）由I=可得，该电动自行车最多可供电动车骑行的时间：t=2.4h，因电动车行驶时，蓄电池不能完全放电，所以，该电动自行车最多可供电动车骑行的时间小于2.4h，故D不正确故选C4“充电宝”是一种给手机等电子设备提供电能的移动电源2014年8月7日，我国民航局首次专门针对“充电宝”发出公告，公告要求旅客携带登机的“充电宝”额定能量不能超过一定标准这一“标准”的单位是（）AAhBmAhCWhDVA【考点】物理量的单位及单位换算【分析】国家民航局2014年8月7日发出关于民航旅客携带“充电宝”乘机规定的公告其中明确，每名旅客不得携带超过两个充电宝乘机额定能量超过100Wh但不超过160Wh的，旅客经航空公司批准后方可携带【解答】解：为了航空安全，航空安全部门要求旅客随身携带的“充电宝”额定能量不超过100Wh故选C5甲、乙两容器中装有质量相等的水，水温分别为25和75，现将一温度为65的金属球放入甲容器中，热平衡后水温升高到45，然后迅速取出金属球并放入乙容器中，热平衡后乙容器中水温为（不计热量散失和水的质量的变化）（）A65B60C55D50【考点】热平衡方程的应用；热量的计算【分析】（1）首先利用金属球放入25的水中时，两者发生热传递，根据两者温度的变化，利用热平衡方程确定水的质量与比热容的乘积和金属球的质量与比热容的乘积的比值关系（2）利用推导出的水的质量与比热容的乘积和金属球的质量与比热容的乘积的比值关系，结合第二次热传递求出乙容器中水的温度【解答】解：当将金属球放入甲容器中时，金属球放出的热量与水吸收的热量相等，即：Q金=Q水设金属球的质量为m金、比热容为c金、水的质量为m水、水的比热容为c水则：Q金=m金c金（6545），Q水=m水c水（4525）因为：Q金=Q水 所以：m金c金（6545）=m水c水（4525）化简得： =；当将金属球放入乙容器中时，乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等，即：Q水=Q金由于甲乙容器中的水的质量相等，又是同一个金属球，所以仍设金属球的质量为m金、比热容为c金、水的质量为m水、水的比热容为c水，此时两者共同的温度为t 则：Q水=m水c水（75t），Q金=m金c金（t45）因为：Q水=Q金即：m水c水（75t）=m金c金（t45），75t=t45解得：t=60故选B6某灯泡直接连在电压不变的电源两端，灯泡的电功率为16瓦，现通过长导线将该灯泡连接到原来的电源上，灯泡的电功率为9瓦，若灯泡的电阻不变，则长导线消耗的电功率为（）A7瓦B5瓦C3瓦D1瓦【考点】电功率的计算【分析】根据两次灯泡的电功率和P=I2R求出灯泡接长导线时电路中的电流，根据P=UI求出此时电路消耗的总功率，根据总功率等于各分用电器电功率之和求出连接灯泡的长导线消耗的电功率【解答】解：设灯泡直接连接在电源两极上时电路中的电流为I，此时灯泡的功率为P=I2R=16W当它通过两根长导线连接到原来的电源上时电路中的电流为I，此时灯泡的实际功率为P=I2R=9W由可得：I=I，此时电路的总功率P总=UI=UI=16W=12W，长导线消耗的电功率为12W9W=3W故选C7阻值相等的三个电阻R和R1，R2，R3组成如图所示的电路，且R1=R2=R3，若电阻R1两端的电压为20伏，电阻R3两端的电压为4伏，则电阻R2两端的电压为（）A6伏B8伏C10伏D12伏【考点】欧姆定律的应用；并联电路的电流规律；串联电路的电压规律；并联电路的电压规律【分析】（1）由电路图可知，R3与R串联后与R2并联，再与R串联，最后再与R1并联；已知R3两端的电压，根据欧姆定律可求该支路电流，再根据并联电路的电压特点和串联电路的电压特点得出通过最右端R的电流，得出等式（2）根据并联电路的电流特点得出通过中间电阻R的电流，根据欧姆定律表示出其两端的电压，再根据R1两端的电压等于中间电阻R两端的电压和R2两端的电压之和得出等式，联立等式得出方程，解方程即可得出电阻R2两端的电压【解答】解：如下图所示：设R2两端的电压为U2，R1=R2=R3=x，由图1可知：BCD中R与R3串联，通过R3的电流，最右边R3与R串联后在与R2并联，通过R的电流，=如图2可知：BE与BCD并联，通过中间电阻R的电流I=+，中间R两端的电压为UR中=IR=（+）R，由图3可得：ABE与AF并联，电阻R1两端的电压为20伏，（+）R+U2=20V由两式可得：U22+4U296=0，解得：U2=8V，U2=12V（舍掉）故选B8某测量仪器及其控制电路如图所示仪器的等效内阻为100欧，正常工作电流范围为100300mA，电源电压为30V控制电路由两个滑动变阻器组成，为了快速准确地调节仪器的工作电流，应选用哪一组变阻器？（）AR1=1OO欧，R2=10欧BR1=200欧，R2=20欧CR1=1OO欧，R2=100欧DR1=200欧，R2=100欧【考点】欧姆定律的应用【分析】由电路图可知，两电阻串联，已知电源电压与电路电流，由欧姆定律求出电路电阻阻值，然后选择滑动变阻器【解答】解：由I=可知电路总电阻：R最小=100，R最大=300，仪器内阻为100，则滑动变阻器阻值为0200，因为题目要求快速准确地调节仪器的工作电流，所以滑动变阻器阻值应为R1=200，R2=20，这样既能达到调节要求，同时又可以快速而准确地进行调节，故B正确；故选B9图所示的是高压输电线路，其中高压输电线与变压器之间安装有避雷器，它的作用是防止变压器遭受雷击关于这种避雷器，下列说法正确的是（）A避雷器在通常电压下是导体，在遇到雷击的电压时是绝缘体B在任何电压下避雷器都是导体C在任何电压下避雷器都是绝缘体D避雷器在遇到雷击的电压时是导体，在通常电压下是绝缘体【考点】导体；绝缘体【分析】避雷针本质是一个电容器，通常情况下避雷针是绝缘体当遇到雷击的时候，强大的电压（云块和地面之间的电压）加在避雷针上，使避雷针被击穿而导电【解答】解：避雷针在通常情况下是绝缘体，在强大电压下被击穿变为导体故选D10为判断一段导线中是否有直流电流通过，手边若有下列几组器材，其中最为方便可用的是（）A小灯泡及导线B铁棒及细棉线C带电的小纸球及细棉线D被磁化的缝衣针及细棉线【考点】通电直导线周围的磁场【分析】根据电流的磁效应，电流产生的磁场能使小磁针偏转【解答】解：一段导线中是否有直流电流通过，可用细棉线把被磁化的缝衣针从中间吊起来，靠近电线，若靠近时不再指南北，则说明导线中有电流，因为通电导线周围有磁场故选D11在如图所示的电路中，R1、R2和R3均为定值电阻，R1的阻值小于滑动变阻器R0的最大阻值，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P由滑动变阻器的右端向左端滑动的过程中，下列叙述中正确的是（）AV1的示数先变小后变大，V2的示数先变大后变小BA1的示数不断减小，A2的示数不断变大CR1消耗的电功率先变小后变大DR3消耗的电功率先变小后变大【考点】电路的动态分析；欧姆定律的应用；电功率的计算【分析】（1）由电路图知，电阻R0的左半部分与R1串联然后与R0的右半部分并联，然后再与电R2、R3阻组成串联电路，电流表A1测流过电阻R0右半部分的电流，电流表A2测流过电阻R1的电流，电压表测V2电阻R2两端的电压，电压表测V1电阻R3之外的电路电压；（2）分析滑片从由右向左移动时，电路电阻变化情况，由欧姆定律及串并联电路的特点判断各选项说法是否正确【解答】解：（1）滑片P由滑动变阻器的右端向左端滑动的过程中，电阻R0的左半部分与R1串联然后与R0的右半部分并联，并联电阻先变大后变小，所以电路总电阻R先变大后变小，电源电压U不变，电路电流I=先变小后变大，电阻R2不变，电压表V2的示数U2=IR2，先变小后变大故A错误；（2）电流I先变小后变大，电阻R3不变，电阻R3两端的电压U3=IR3，先变小后变大，因此电压表V1的示数U1=UU3，先变大后变小；电阻R3的功率P3=I2R3先变小后变大，故D正确；（3）电流I先变小后变大，电阻R2与R3不变，所以电压U23=I（R2+R3）先变小后变大，并联电压U并=UU23，先变大后变小，电阻R1所在支路电阻R1支路逐渐减小，所以电流I1=电流增大，电流表A2示数增大，电阻R3的功率P3=I1R1功率变大；I2=II1，电流表A1示数变小，故B正确，C错误故选BD12在如图所示的电路中，V1、V2、V3是三个完全相同的电压表，R1、R2是两个定值电阻，若电压表V1、V2的示数分别为3伏和1伏，则A、B之间的电压可能为（）A7伏B6伏C5伏D4伏【考点】欧姆定律的应用【分析】根据电压表在电路中的连接的方式，假设出通过它们的电流关系，利用欧姆定律即可解答【解答】解：如图：由于电压表的连接并没有采取与电阻直接并联的形式连接，所以将电压表按一个电阻分析，因V1、V2、V3是三个完全相同的电压表，设电压表的内阻为R，假设电路中的电流是从A流向B，在有电压表的支路上，通过电压表V1的电流I1方向是AV1C，通过电压表V3的电流I3方向是CV3B，而通过电压表V2的电流I2方向不能确定；（1）若电流I2方向是CV2D，则I1=I2+I3；由欧姆定律可知： =+U3=U1U2=3V1V=2V；UAB=U1+U3=3V+2V=5V；（2）若电流I2方向是DV2CV3B，则I3=I1+I2；由欧姆定律可知： =+U3=U1+U2=3V+1V=4V；UAB=U1+U3=3V+4V=7V；由此分析，A、B之间的电压可能为7V或5V故选A、C二、实验题（总计20分）13小明家新买了一条100W的电热毯，他想用电流表和电压表测量电热毯的电阻值，于是连接了如图9所示的实验电路其中电源两端的电压为6V，Rx为电热毯的电阻值，滑动变阻器的最大阻值为20但实验过程中，小明发现，不论怎样调整滑动变阻器触头P的位置，电压表的示数几乎不发生变化，且查得电路各处均连接无误请你分析一下产生这一现象的原因是什么？若不更换实验器材，应怎样连接电路，才能在触头P滑动过程中，有效地改变电热毯两端的电压值【考点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用；电路图设计【分析】（1）在电路连接正确的情况下，对电路进行有关计算当滑片在a端时，电热毯直接与电源连接，其两端电压Ux即为电源电压也就是Ux=6V；当滑片在b端时，电热毯与电阻R串联，电热毯与电阻两端电压之和为电源电压（2）若RxR，则电热毯两端电压Ux远大于变阻器R两端电压UR，即UxU因此会发生无论如何调整滑片的位置，电热毯两端电压几乎不变的现象可见，不论怎样调整滑动变阻器触头P的位置，电压表的示数几乎不发生变化，是由于电热毯的电阻远大于变阻器总电阻的原因【解答】答：在不改变实验器材的情况下，可以将电路连接成下图的关系即在原电路图所示的电路中，从滑动变阻器的b端向电源负极连接一根导线bc这样，当P在a端时，Ux=6V；P在b端时电热毯被导线bc短路，Ux=0从而实现了电热毯上的电压值由0V到6V的大范围变化14明光中学物理实践小组在装配直流电动机模型后参加班级的实践成果展示交流会，在会上演示通过改变直流电动机的转动方向及转速使重物上升或下降的过程电路元件包括一个单刀单掷开关、一个双刀双掷开关、一个滑动变阻器、一个小型直流电动机和一个直流电源，如图所示请完成电路图的连接以实现上述功能（操作过程中只能扳动开关，不得再改变电路中的接线）【考点】电路图设计【分析】要解答本题需掌握：电动机的转速和电流的大小有关，以及电动机的转向和电流的方向有关【解答】解：使滑动变阻器、单刀单掷开关、电动机串联连接，滑动变阻器改变电路中的电流，从而得到改变电动机的转速；双刀双掷开关与电路和电源连接，起到改变电流的方向来控制电动机的转向；电路图如下图所示：三、计算题（每题44分）15如图所示为利群商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图其中A为光源，B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，当有光照射时R1=R2每当扶梯上有顾客经过，挡住由A射向R1的光线时，R1的电阻值就增大，计数器就计数一次请回答：（1）当扶梯上的顾客挡住由A射向R1的光线时，光敏电阻R1两端的电压将发生怎样的变化？R1的功率怎样变化？（2）若已知自动扶梯满载时，相邻的两个顾客之间的距离均为50cm，扶梯运行的速度为1m/s求计数器计数101次，所需用的时间（3）若某一段时间内自动扶梯的乘载率为20%，试求这一段时间内该商场自动扶梯上的平均客流量是多少（客流量是指单位时间经过的顾客人数）【考点】电功率的计算；速度公式及其应用【分析】（1）当R1的阻值变大时，可根据欧姆定律判断电路中的电流变化，从而知道R2两端电压的变化情况，由于两个电阻的电压之和是电源电压，所以可由R2两端电压的变化情况判断出R1的电压变化情况先根据公式P=UI写出R1的功率表达式，再根据二次函数判断R1的阻值多大时，R1的功率最大，然后R1的功率怎样变化（2）计数器计数101次，自动扶梯运动的距离是100个50cm，再有时间根据t=可求出时间（3）根据第二问求出的时间先求出满载时每秒钟走上自动扶梯的人数，又知效率20%，可求出每分钟经过的顾客人数即平均客流量【解答】解：（1）当R1的阻值变大时，因为I=，所以I变小，U1=UIR2，I变小，所以R1两端的电压变大光敏电阻R1的功率：P1=U1I=U1=+，所以，当U1=，U1=U2即R1=R2时R1的功率最大，因为当有光照射时R1=R2挡住由A射向R1的光线时，R1的电阻值就增大，R1与R2就不相等了，所以R1的功率变小（2）计数器计数101次，所需用的时间：t=50s，（3）平均客流量：K=24人/min答：（1）当扶梯上的顾客挡住由A射向R1的光线时，光敏电阻R1两端的电压将变大；R1的功率将变小（2）计数器计数101次，所需用的时间50s（3）该商场自动扶梯上的平均客流量24人/min16某院内有甲、乙两户居民，院内原先供电线路用的是横截面积为2.5mm2的铝芯橡皮绝缘线，从进院后的接线端经25m先到达甲户，再从甲户经25m到达乙户每户总用电额定功率均为2kW为了增加用户的最大安全用电功率，现在要进行“电力增容”，使每户总用电额定功率均可增加到4kW增容后保持院内线路分布情况不变，只是供电线路改用铜芯橡皮绝缘线下表列出了不同横截面积的铜导线在常温下的安全载流量（即长时间通电时的最大安全电流）导线横截面积S/mm2铜芯橡皮绝缘线安全载流量I/A2.5284376471068假设两户所有用电器均为纯电阻电器（提示：满足欧姆定律），各用电器的额定电压都是220V，用户室内电线的电阻忽略不计而且设进院后的接线端的电压总保持220V，试回答下列问题：（1）画出院内的供电和用电的电路图（提示：导线是有电阻的，把甲乙两户的用电器分别看做一个电阻，比如R甲R乙）（2）通过计算说明，在实用和经济的前提下，为了“电力增容”，院内的供电线路应选用哪一种铜导线？（3）若选用的铜导线每米电阻为4.25103，那么增容后，在甲、乙两用户都同时使用“220V 4kW”的电器时，乙户所得到的实际电功率是多少？【考点】实际功率【分析】（1）由题意可知，用户乙的家庭电阻与其导线的电阻串联后与用户甲的电阻并联，最后再与用户甲导线的电阻串联；（2）根据I=求出电力增容后线路中最大的总电流，由表可知院内的供电线路应选用哪一种铜导线；（3）先根据题意求出庭院内导线的电阻，根据R=求出每个用户用电器的总等效电阻，再根据电阻的串联和并联求出全院的总等效电阻，根据欧姆定律求出干路电流和甲用电户两端的电压，根据串联电路电阻的分压特点求出乙用电户两端的电压，最后根据P=求出乙户所得到的实际电功率【解答】解：（1）用户乙的家庭电阻与其导线的电阻串联后与用户甲的电阻并联，最后再与用户甲导线的电阻串联，如图所示：（2）两户都用电时，线路中的总电流最大为：I总=36.4A，由表可知：应选用横截面积为4mm2的铜芯橡皮绝缘线（3）每50m长的铜导线的电阻为R=4.25103/m50m0.21，每个用户用电器的总等效电阻R甲=R乙=12.1，全院的总等效电阻R总=2r+=0.21+6.3，干路电流I总=34.9A，甲用电户两端的电压U甲=I总R=220V34.9A0.21213V，乙用电户两端的电压U乙=209V，乙用电户获得的实际功率为P乙=3610W答：（1）院内的供电和用电的电路图如图所示；（2）在实用和经济的前提下，为了“电力增容”，院内的供电线路应选用4mm2铜导线；（3）增容后，在甲、乙两用户都同时使用“220V 4kW”的电器时，乙户所得到的实际电功率约为3610W17小李把一袋体积为200mL、温度为10的牛奶放进微波炉中，用高火加热1 min，牛奶被加热至50，达到适宜饮用的温度小李家微波炉的部分技术数据如表所示，牛奶的密度和比热容与水的密度和比热容接近请计算说明：KJ21BAF（G）型微波炉额定电压220V额定频率50Hz额定功率1300W微波频率2450MHz（1）微波的波长是多少？（2）如果电价为0.5元/度，按上述条件加热10袋这样的牛奶需要多少电费？（3）该微波炉在加热牛奶时的效率是多少？【考点】电功的计算；密度公式的应用；波速、波长和频率的关系；能量利用效率【分析】（1）电磁波的速度和光在真空中传播速度相同，从表格中查出微波频率，根据c=f求微波波长；（2）利用W=Pt求加热一袋牛奶需要消耗的电能，进而求出加热10袋牛奶需要消耗的电能，知道电价，求出需要电费；（3）知道牛奶的体积，利用密度公式求牛奶的质量，根据吸热公式求牛奶吸收的热量（有用能量），上面求出了加热一袋牛奶需要消耗的电能（总能量），再利用效率公式求微波炉的效率【解答】解：（1）电磁波的速度：c=3108m/s，c=f，=0.122m；（2）加热一袋牛奶需要消耗的电能：W=Pt=1300W60s=7.8104J，加热10袋牛奶需要消耗的电能：W总=7.8104J10=7.8105J=0.22kWh，加热10袋牛奶需要电费：0.22kWh0.5元/kWh=0.11元，（3）一袋牛奶的质量：m=v=200106m31.0103kg/m3=0.2kg，一袋牛奶被加热至适宜饮用的温度需吸热：Q吸=cm（t2t1）=4.2103J/（kg）0.2kg（5010）=3.36104J，该微波炉在加热牛奶时的效率：=43%答：（1）微波的波长是0.122m；（2）加热10袋这样的牛奶需要0.11元电费；（3）该微波炉在加热牛奶时的效率是43%18随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”（如图所示）得到了广泛的应用它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电能输出下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数：风力发电机太阳能电池组件最小启动风速1.0m/s太阳能电池180w最小充电风速3.0m/s太阳能转换效率15%最大限制风速12.0m/s蓄电池400A*h 12V最大输出功率400w大功率LED路灯80w 12V（1）若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光多长时间？（2）若一块该“风光互补路灯”太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，则当地垂直太阳光方向1m2范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少？（3）当风速为6.0m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W在这种风速下，持续光照12h，蓄电池的电量也只由20%充到了70%求此过程中太阳能电池板发电的平均功率【考点】太阳能的其他相关计算【分析】（1）由题意计算蓄电池供电容量，已知蓄电池的容量和灯泡的功率，利用t=计算时间；（2）太阳能转换效率15%即：15%P太=P电，由此计算1m2范围内太阳能电池板所接受太阳辐射的最大功率；（3）计算出12小时充电的量，由P=计算发电功率【解答】解：（1）充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电路输出蓄电池的供电容量：W=12V400Ah（90%20%）=12V400A3600s（90%20%）=1.2096107J，由P=，可供灯具正常发光时间：t灯=151200s=42h；（2）太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，所以太阳能电池板每1m2发电功率为：P电=36W，由表格数据可知：15%P太=P电，所以1m2范围内太阳能电池板所接受太阳辐射的最大功率：P太=240W；（3）蓄电池的电量由20%充到70%，W=12V400Ah（70%20%）=12V400A3600s（70%20%）=8.64106J，由P=得，风力发电机发电为：W电机=P电机t=50W123600s=2.16106J；太阳能电池板发电：W太阳能=WW电机=8.64106J2.16106J=6.48106J；所以发电功率：P=150W答：（1）仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光42h；（2）当地垂直太阳光方向1