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1、 版块4 B卷压轴题一 力电综合题 1.小明、小亮和小敏共同设计了一种测定水平方向风力的装置。其原理如图21（甲）所示：绝缘轻弹簧的左端固定在D点，右端与中心有孔、表面竖直的金属迎风板相连，一起套在左端也固定在O点的粗细均匀、电阻随长度均匀变化，且水平放置的金属杆上，迎风板与金属杆接触良好；电路中左端导线与金属杆的左端相连，右端导线连接在迎风板上并可随迎风板移动，R是定值电阻，a、b、c、d为四个接线柱。 (1)在他们的设计中，若要求在风力增大时，接人电路的电表的示数也随之而增大，则应该( ) A在a、b之间接电流表，在c、d之间连接导线 B只在a、b之间接电流表 C在c、d之间接电压表，在a
2、、b之间连接导线 D只在c、d之间接电压表 (2)为了较准确的测出水平方向风力的大小，三位同学先对选定的轻弹簧和金属杆进行了两项测量。 小明利用测量的数据作出了原长为40 cm的轻弹簧的长度l与所受压力F的关系图象见图21（乙）。由图可知：该弹簧每缩短10 cm，弹簧受到的压力将增加_N。 小亮和小敏设计了图21（丙）所示的电路，用来测量长度为50 cm的金属杆的电阻。他们备选的部分器材有： A电源（能够提供3V的稳定电压） B电流表A（量程O0.6 A） C电压表V（量程03 V） D滑动变阻器R1，(阻值变化范围为05) E滑动变阻器R2（阻值变化范围为010）选好器材后，小亮和小敏在实验
3、中正确操作，他们记录的测量数据如下表。 根据他们的测量数据可以知道：他们实验中选用的滑动变阻器是_（填器材的序号字母）；他们测出的金属杆的电阻是_。 (3)三位同学最后根据(1)的要求，按图21（甲）进行组装时，除用到上述选定的轻弹簧、金属杆和(2)中备选的电源、电表外，还选了阻值R=3的定值电阻。 如果无风时，O点到迎风板的距离以及轻弹簧的长度均等于弹簧的原长，则该装置能够测量的最大水平风力是_ _N。 (4)对小明、小亮和小敏设计的测定水平方向风力的装置，从力的角度，请你指出可能对测量准确度产生影响的因素之一：_ _。 2. 学习了电学知识后，小明、小亮和小艳所在的兴趣小组发现：电学量的变
4、化往往能够用来反映力学、热学、光学等物理量的变化。在冯老师的点拨下，他们在探究过程中不断完善和优化方案，共同设计了一种用电学量的变化来反映力学量距离变化的装置。(1)图20(甲)所示是他们最初设计的装置原理图。图中R0是定值电阻，ab是总电阻为9欧、长60 cm、粗细均匀、电阻随长度均匀变化，且沿竖直方向固定放置的金属杆，M是上下均有挂环、可沿竖直导轨上下移动的小物块，M上连有一根左端有滑片P、电阻不计的水平金属细杆，细杆与导线以及P与ab均接触良好，P在ab的中点时，对应于肘既不上移也不下移的位置。除金属杆ab、小物块M、金属细杆和导轨外，他们还准备了以下器材：A电源(提供4 V的稳定电压)
5、 B电流表A(量程006 A) C电压表V。(量程03 V) D电压表V2(量程015V) E定值电阻R0(1欧、3欧、5欧和6欧的电阻各一个) F开关S一个，导线(足够长)若干认真研究该原理图后，小艳认为图中只需一个电表即可，于是她将电流表去掉，则电流表所在处应该 (填“让其断路”或“用一根导线替代”)。小明和小亮认为：该装置应该尽量大地反映M移动的距离范围，同时还希望电压表上的每根刻度线都能够表示出肘移动的距离值。要达到此目的，电压表应该选 (填器材序号字母)；定值电阻风应该选阻值为 欧的。在他们改进并初步完善的设计方案中，P在ab的中点，M既不上移也不下移时，电压表的示数是 。 (2)冯
6、老师在充分肯定他们的设计方案后，提出个建议：能否在上述改进并初步完善的方案基础上再想想办法，使测量的距离范围更大?他们经过热烈讨论后，决定增加一组滑轮组试试。图20(乙)中的A、B、C是小明、小亮和小艳分别画出的滑轮组与M连接的示意图。他们希望通过电表的示数间接反映绳上N点的移动距离，且要求N点移动距离范围超过M。 小明的连接方式能够达到目的吗?请说明理由。 (填“小明”、“小亮”或“小艳”)的连接方式，测量的N点移动距离范围最大。该连接方式中，电压表量程的l3刻度线处表示的N点移动距离为 (填“向上”或“向下”移动的距离值)。 3在学校举行的物理创新大赛上，小明和小红所在的科技小组分别设计了
7、一种测量托盘所受压力的压力测量仪，如图甲、乙所示。两装置中所用的器材与规格完全相同，压力表是由电压表改装而成，R1为定值电阻，阻值为10，R2为滑动变阻器，规格为“10 lA。金属指针OP可在金属杆AB上滑动，且与它接触良好，金属指针和金属杆电阻忽略不计。M为弹簧，在弹性限度内它缩短的长度与其所受的压力大小成正比。当托盘所受压力为零时，P恰好位于R2的最上端；当托盘所受压力为50N时，P恰好位于R2的最下端，此时弹簧的形变仍在弹性限度内。(1)甲装置中，当P位于R2的最下端时，电压表的示数为3V，则电源电压是多少?(2)甲装置中，压力25N的刻度位置标在电压表表盘多少伏的刻度线上?(3)在甲、
8、乙两种装置中，两压力表的刻度特点有何不同?试说明理由。图65 A图20二 滑轮与杠杆1. 体重为510N的人，站在水平地面上对地面的压强为p1, .如图20所示，用滑轮组拉物体A沿水平方向做匀速运动，此时人对地面的压强为p2,压强变化了2750pa。已知人一只脚的面积是200cm2，滑轮组的机械效率为80%。（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）。求：（1）绳对人的拉力；（2）物体A与地面的摩擦力；（3）若在物体A上再放一个物体B,滑动摩擦力增大了30N,此时该装置的机
9、械效率是多少？（7分） 2.如图所示，AB是一杠杆，可绕支点O在竖直平面内转动，AO：OB=2：3，OD：DB=1：1，滑轮重为100N。当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，边长为0.2m的正方体M对水平地面的压强为7500pa；当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，正方体M对水平地面的压强为15000pa。（不计杠杆重、绳重和摩擦，图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向）求：（1）正方体M的受到的重力；（2）拉力F的大小DABOM第2题图F图23 3.在图23所示装置中，甲物重G甲10N，乙物重G乙是动滑轮重G轮的8倍。物体乙跟地面的接触面积为1.51
10、02m2。轻杆AB可以绕O点转动，且OAOB21。不计轴摩擦，装置如图所示处于平衡状态时，乙对水平地面的压强P2103Pa。求：此时动滑轮对物体乙的拉力F拉；若在物体甲下面再加挂物体丙，恰使物体乙对地面的压强为零。求：丙的物重G丙。三.电磁继电器1.有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R0和热敏电阻R1组成；工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=44的电热丝组成。其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时，衔铁才吸合，切断工作电路；热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图乙所示。 (1)求电热丝工作时10
11、min产生的热量。 (2)如果恒温箱的温度设定为50，求电阻箱R0应接入电路的阻值。 (3)若要提高恒温箱的设定温度，电阻箱R0接入电路的阻值应调大还是调小？U1工作电路控制电路 U2R1R2SR0图甲t2.小明设计了一种“自动限重器”，如图甲所示。该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等。压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图乙所示。当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压U6V，电磁继电器线圈的阻值忽略不计。请你解答下列问题： （1）由图乙中的图象可知，
12、随着压力F的增大，压敏电阻R1的阻值将_。（2）用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整。（3）随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将_，当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时，衔铁被吸下。若货架能承受的最大压力为800N，则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为_。3.小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、滑动变阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路。如图甲所示，恒温箱加热器的电源电压为220V，加热电热丝R0在恒温箱内，热敏电阻R1处于恒温箱内，图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线；电磁继电器所在的控制电电路的电源电压U = 9 V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电磁继电
13、器线圈的电流达到30mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来。 （1）请用笔画线代替导线，按照题意将图中的电路连接完整。（2）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为250时，接通电路，若当是室温为15，加热电热丝加热使恒温箱的温度升高到大约 并控制着保持不变，在升温的过程中电磁继电器线圈的电流 （填“变大”、“变小”或“不变”），热敏电阻R1两端的电压会 （填“变大”、“变小”或“不变”）。（3）如果要使恒温箱内保持的温度升高，合理的操作方法是 _ 。 4.有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示控制电路由电压为U1=9V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R
14、1阻值随温度变化的图像；工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R0=44的电热丝组成通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来求： （1）请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整 （2）电热丝R0正常工作100s产生的热量； （3）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为50时，可使恒温箱的温度保持多高？ （4）在升温的过程中，电阻R1两端的电压会 （填“变大”、“变小”或“不变”）； （5）要使恒温箱设定的温度值升高，应调节滑动变阻器R2的滑片，使其接入电路的阻值 (选填“变大”或“变小”) 四 黑箱问题 1.图2，方框内有导线和几个阻值相同的电阻
15、组成的电路，框内四个接线柱 1、2、3、4之间的电阻关系为： R12=1.5R13=3R24,而R34=0，试画出方框内的电路结构（要求所用电阻的数量最少）。2.实验室中有一蓄电池，电压标记已模糊不清，电压约为20V。现有下列器材：值电阻R0（阻值为20）1个，滑动变阻器R1（阻值变化范围为020）1个、一个量程为03V、015V的电压表，单刀单掷开关若干，导线若干。请从中选择适当的器材组成实验电路，测出该蓄电池的电压值。图4（1） 在方框中画出你设计的实验电路图。（2） 简述你连接好电路后的测量步骤（测量的物理量用物理符号表示）（3） 写出该蓄电池电压U大小的表达式（用所测得物理量和已知量表
16、示）3图7（甲）是一个密封盒，盒内是由2个电 阻和一些导线组成的电路，电路与盒外的a、b、c、d 4 个接线柱相连，而接线柱b、c在盒内已用导线相连。某活动小组欲探究盒内两电阻的电路结构，他们探究用的器材是：能输出稳定电压的电池组，量程是00.6A的电流表，阻值为5的定值电阻R以及若干导线，并组成图（乙）中m、n是从探测电路引出的两根导线。 探测时，他们首先将m与n直接连接，观察到电流表的示数为0.6A。接下去的操作程序、方法和所得数据，记录在下表中。与m、n相连的接线柱电流表示数（A）m、n分接a、b两接线柱0.3m、n分接c、d两接线柱0.2m、n分接a、d两接线柱0.15根据以上的操作和数据，写出主要的分析过程，并在图（甲）的盒子内画出盒内的电路图，并标出电阻的阻值。11 / 11