1.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中,实验简要步骤如下:
A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去,多于半个的算一个),再根据方格的边长求出油膜的面积S
B.将一滴酒精油酸溶液滴在水面上,待油膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜形状描画在玻璃板上
C.用浅盘装入约2 cm深的水,然后把痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上
D.用公式d=,求出薄膜厚度,即为油酸分子的大小
E.根据酒精油酸溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V
F.用注射器或滴管将事先配好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时的滴数
上述实验步骤的合理顺序是: .
答案:CFBAED
11.风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源.风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置,其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等,如图所示.
(1)利用总电阻R=10 Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能,输送功率P0=300 kW,输电电压U=10 kV,求导线上损失的功率与输送功率的比值.
(2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积.设空气密度为ρ,气流速度为v,风轮机叶片长度为r,求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm.在风速和叶片数确定的情况下,要提高风轮机单位时间接受的风能,简述可采取的措施.
(3)已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比.某风力发电机在风速v1=9 m/s 时能够输出电功率P1=540 kW.我国某地区风速不低于v2=6 m/s的时间每年约为5000小时,试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时.
解析:(1) 导线上损失的功率为:
P=I2R=()2R=()2×10 W=9 kW
损失的功率与输送功率的比值==0.03.
(2)风垂直流向风轮机时,提供的风能功率最大.单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为ρvS,其中S=πr2
风能的最大功率可表示为:
P风=(ρvS)v2=ρvπr2v2=πρr2v3
采取措施合理即可,如增加风轮机叶片长度,安装调向装置保持风轮机正面迎风等.
(3)根据题意,风力发电机的输出功率为:
P2=()3·P1=()3×540 kW=160 kW
最小年发电量约为:
W=P2t=160×5000 kW·h=8×105 kW·h.
答案:(1)0.03 (2)πρr2v3 (3)8×105 kW·h
10.某研究性学习小组设计了图甲所示的电路,用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系.图中E为直流电源,S为开关,S1为单刀双掷开关,为电压表,为多量程电流表,R为滑动变阻器,Rx为待测稀盐水溶液液柱.
(1)实验时,闭合S之前将R的滑片P置于 (填“C”或“D”)端;当用电流表外接法测量Rx的阻值时,S1应置于位置 (填“1”或“2”).
乙
(2)在一定条件下,用电流表内外接法得到Rx的电阻率随浓度变化的两条曲线如图乙所示(不计由于通电导致的化学变化).实验中Rx的通电面积为20 cm2,长度为20 cm,用内接法测得Rx的阻值是3500 Ω,则其电阻率为 Ω·m,由图中对应曲线 (填“1”或“2”)可得此时溶液浓度约为 %(结果保留2位有效数字).[2008年高考·重庆理综卷]
解析:(1)为了安全,应使待测电路接通时分得的电压最小,故在闭合S之前应将R的滑片P置于D端;当用电流表外接法测Rx的阻值时,S1应置于位置1.
(2)由R=得ρ=,代入数据得ρ=35 Ω·m,当溶液的浓度低时,液体的电阻很大,此时应选用电流表内接法;当溶液的浓度趋近于零时,其电阻应趋近于无穷大,故y轴应为曲线的渐近线,即图中对应曲线应为曲线1,由图可知此时溶液的浓度为0.013%.
答案:(1)D 1 (2)35 1 0.011-0.014之间均对
9.某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现有器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表,待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等.
(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在图甲所示的实物图上连线.
甲 乙
(2)实验的主要步骤:
①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;
②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关, , ,断开开关;
③重复第②步操作若干次,测得多组数据.
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得图乙所示的R-t关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式:R= + t (Ω)(保留三位有效数字).[2008年高考·广东物理卷]
答案:(1)如图丙所示
(2)记录电压表的电压值 温度计数值
(3)100 0.400
丙
8.要描绘某电学元件(最大电流不超过6 mA,最大电压不超过7 V)的伏安特性曲线,设计电路如图甲所示.图中定值电阻R为1 kΩ,用于限流;电流表的量程为10 mA,内阻约为 5 Ω;电压表(未画出)的量程为10 V,内阻约为10 kΩ;电源的电动势E为12 V,内阻不计.
(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择:
a.阻值0-200 Ω,额定电流0.3 A
b.阻值0-20 Ω,额定电流0.5 A
本实验应选用的滑动变阻器是 .(填“a”或“b”)
(2)正确接线后,测得数据如下表:
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
U/V |
0.00 |
3.00 |
6.00 |
6.16 |
6.28 |
6.32 |
6.36 |
6.38 |
6.39 |
6.40 |
I/mA |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.06 |
0.50 |
1.00 |
2.00 |
3.00 |
4.00 |
5.50 |
①根据以上数据,电压表是并联在M与 之间的.(填“O”或“P”)
②根据以上数据,在图乙中画出该元件的伏安特性曲线.
(3)在图丙中画出待测元件两端的电压UM O随M、N间电压UMN变化的示意图.(无需数值)[2007年高考·江苏物理卷]
丙
解析:(1)本实验中的滑动变阻器采用分压式接法,而采用此接法的滑动变阻器要求在满足安全的情况下,阻值越小越好.滑动变阻器b尽管总阻值小,但不满足做实验的安全原则(由于= A=0.6 A>I额=0.5 A).故应选用的滑动变阻器是a.
(2)①由表中数据可知,当待测元件两端加上U4=6.16 V、U10=6.40 V的电压时,其电阻分别为:
R4== Ω=1.03×105 Ω
R10== Ω=1.16×103 Ω
由于待测元件的电阻远大于电流表的内阻,故在将电流表、电压表接入电路时采用电流表内接法,即将电压表并联在M与P之间.
答案:(1)a (2)①P ②如图丁所示
(3)如图戊所示
丁
7.某研究性学习小组利用图甲所示的电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图乙所示的R-图象,其中R为电阻箱读数,I为电流表读数,由此可以得到E= V,r= Ω.[2006年高考·天津理综卷]
甲 乙
解析:根据闭合电路的欧姆定律I=,有:R=E·-r,所以图乙所示的R- 关系图线中的斜率表示E,纵截距的绝对值表示r,由图中数值可得:E= V=3 V,r=1 Ω .
答案:3 1
6.一直流电压表的量程为1 V,内阻为1000 Ω,现将一阻值在5000-7000 Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联,以扩大电压表的量程.为求得扩大后量程的准确值,再给定一直流电源(电动势E为6-7 V,内阻可忽略不计),一阻值R2=2000 Ω的固定电阻,两个单刀开关S1、S2及若干导线.
(1)为达到上述目的,将题图连成一个完整的实验电路图.
(2)连线完成以后,当S1和S2均闭合时,电压表的示数为0.90 V,当S1闭合,S2断开时,电压表的示数为0.70 V,由此可以计算出改装后电压表的量程为 V,电源电动势为 V.[2008年高考·全国理综卷Ⅰ]
解析:解决本题的关键在于准确测出R1的阻值,而本题并未按常规给出电压表、电流表或电阻箱等,而是给了一定值电阻R2及与之并联的单刀开关S2,故应通过S2的通和断引起电压表示数的变化,并利用串联电路的分压关系加以分析.
(1)电路连接如图乙所示.
(2)由串联分压关系=得:
S1与S2闭合时,有: =
S1闭合、S2断开时,有: =
联立解得:E=6.3 V,R1=6000 Ω
电压表改装后其允许通过的最大电流不变,即有:
Im==
解得:Um′=7 V,即改装后电压表的量程为7 V.
答案:(1)如图乙所示 (2)7 6.3
5.图示为一正在测量中的多用电表表盘.
(1)如果是用×10 Ω挡测量电阻,则示数为 Ω.
(2)如果是用直流10 mA挡测量电流,则示数为 mA.
(3)如果是用直流5 V挡测量电压,则示数为 V.[2008年高考·宁夏理综卷]
解析:欧姆挡在最上面的一排数据读取,读数为6×10 Ω=60 Ω;电流挡测量读取中间的三排数据的最底下一排数据,读数为7.18 mA;同样直流电压挡测量读取中间的三排数据的中间一排数据较好,读数为35.9×0.1 V=3.59 V.
答案:(1)60 (2)7.18 (3)3.59
4.一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2=120 Ω,R3=40 Ω.另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计.则[2008年高考·宁夏理综卷]( )
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 Ω
B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40 Ω
C.当ab两端接通测试电源时, cd两端的电压为80 V
D.当cd两端接通测试电源时, ab两端的电压为80 V
解析:当一端短路时,可将此短路端直接用导线相连.
当cd短路时,R2与R3并联后再与R1串联,则有:
R总=R1+=40 Ω
同理,当ab短路时有:
R总′=R2+=128 Ω
对于理想电压表,其内阻无穷大,故当电阻与电压表串联时,其分压可不计.
当ab接通测试电源时,R1与R3串联,cd两端的电压等于R3的分压,即有:Ucd==80 V
当cd接通测试电源时,R2与R3串联,ab两端的电压等于R3的分压,即有:Uab==25 V
故选项A、C正确.
答案:AC
3.如图所示,汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表的示数为10 A,电动机启动时电流表的示数为58 A.若电源的电动势为12.5 V,内阻为0.05 Ω,电流表的内阻不计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了[2007年高考·重庆理综卷]( )
A.35.8 W B.43.2 W
C.48.2 W D.76.8 W
解析:电动机启动前车灯的功率为:
P=(E-Ir)·I=(12.5-10×0.05)×10 W=120 W
电动机启动时车灯两端的电压为:
U′=(12.5-58×0.05) V=9.6 V
由P=得:
==
解得:P′=76.8 W
故ΔP=P-P′=43.2 W.
答案:B
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