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C
液体的沸点随压强增大而升高
3
4
$6.6×10^4$
不能
做功
a
增强
变速
0.124
75%
50
可再生
属于
$3×10^8$

【分析】
首先明确电路连接方式:由图可知,灯泡$L_1$与$L_2$串联,电压表测$L_1$两端的电压,电流表测电路中的电流。接下来结合每个选项,根据电路故障对电表示数的影响逐一分析:
1. 若$L_1$断路,电路会断开,电流表示数变为0,电压表会串联接入电路,测量电源电压,示数变大,与题目中“电压表示数为0,电流表示数增大”不符;
2. 若$L_2$断路,整个电路断开,电流表示数变为0,电压表无法与电源连通,示数为0,与“电流表示数增大”不符;
3. 若$L_1$短路,电压表相当于被短路,示数变为0,此时电路总电阻减小(只剩$L_2$接入电路),电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电路电流会增大,符合题目现象;
4. 若$L_2$短路,电路总电阻减小,电流表示数增大,电压表测量$L_1$两端电压(等于电源电压),示数会变大,与“电压表示数为0”不符。
综上,只有$L_1$短路符合题意。
【解析】
由电路图可知,$L_1$与$L_2$串联,电压表测$L_1$两端电压,电流表测电路中的电流,对各选项逐一分析:
选项A:若灯泡$L_1$断路,电路处于断路状态,电流表示数为0,电压表串联接入电路测量电源电压,示数变大,与题目现象不符,排除;
选项B:若灯泡$L_2$断路,电路处于断路状态,电流表示数为0,电压表无法与电源连通,示数为0,与“电流表示数增大”的现象不符,排除;
选项C:若灯泡$L_1$短路,电压表被短路,示数变为0;此时电路总电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电路中的电流会增大,电流表示数变大,符合题目现象,该选项正确;
选项D:若灯泡$L_2$短路,电路总电阻减小,电流表示数增大,电压表测量$L_1$两端电压(等于电源电压),示数变大,与“电压表示数为0”的现象不符,排除。
【答案】
C
【知识点】
串联电路故障分析、欧姆定律应用
【点评】
本题考查串联电路的故障分析,解题关键是先明确电路连接方式,再结合短路、断路故障对电表示数的影响,利用欧姆定律分析电流、电压的变化,通过逐一排除法确定正确选项。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先思考高压锅的工作特点:高压锅是密封结构,加热时锅内水蒸气无法排出,会使内部压强增大。接着回忆物理中液体沸点和压强的关系:液体的沸点随压强的增大而升高。当锅内水的沸点升高后,能达到高于100℃的温度,食物在更高温度环境下烹饪,就能更快煮熟,因此可得出对应的原理。
【解析】
高压锅的密封性能良好,在加热过程中,锅内的水蒸气难以逸出,导致锅内的气压逐渐增大。根据物理规律,液体的沸点随压强增大而升高,此时锅内水的沸点会高于标准大气压下的100℃,食物在更高温度的环境中能够更快地被煮熟,因此高压锅应用的是液体的沸点随压强增大而升高的原理。
【答案】
液体的沸点随压强增大而升高
【知识点】
沸点与压强的关系
【点评】
本题考查物理知识在生活中的实际应用,需要将高压锅的工作机制与液体沸点和压强的关系相结合,属于基础类应用题型,侧重对基础知识的理解与运用。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,核心是牢记平面镜成像的关键特点:像与物体到平面镜的距离相等。第一个空,已知小文到平面镜的距离是3m,根据成像特点,像到镜子的距离与物体到镜子的距离相等,可直接得出结果;第二个空,先计算小文走近1m后到镜子的距离,再利用成像特点得到像到镜子的距离,最后将小文到镜的距离与像到镜的距离相加,就是像到她的距离。
【解析】
1. 求解第一个空:
根据平面镜成像“像与物体到平面镜的距离相等”的特点,小文站在平面镜前3m处,因此她的像到镜子的距离也为3m。
2. 求解第二个空:
当她向镜子走近1m时,此时她到平面镜的距离为 $3m - 1m = 2m$;
依据平面镜成像特点,像到平面镜的距离同样为2m;
则像到她的距离为 $2m + 2m = 4m$。
【答案】
3;4
【知识点】
平面镜成像特点
【点评】
本题属于平面镜成像的基础题型,核心考查“像与物到平面镜的距离相等”这一规律,只要牢记该成像特点,就能快速准确地解答此类问题。
【难度系数】
0.9
【分析】
1. 对于第一个空:电热水器正常工作时,实际功率等于额定功率,且电热水器是纯电阻用电器,电流产生的热量等于消耗的电能,因此可利用公式$Q=W=Pt$计算产生的热量,注意将时间单位换算为秒。
2. 对于第二个空:需先根据电能表参数计算家庭电路允许的最大总功率,再计算所有用电器同时工作的总功率,将两者对比,若总功率超过允许的最大总功率,则不能同时使用。其中电能表“220 V 2.5(20) A”中,20 A是允许通过的最大电流,可利用$P=UI$算出最大总功率,再与原有总功率加热水器功率的和比较。
【解析】
1. 计算电热水器1 min产生的热量:
电热水器正常工作,实际功率$P = P_{额}=1100W$,工作时间$t=1min=60s$。
由于电热水器是纯电阻用电器,产生的热量等于消耗的电能,因此:
$Q=W=Pt=1100W×60s=6.6×10^4J$。
2. 判断能否同时使用所有用电器:
电能表允许的最大总功率:
$P_{最大}=UI_{最大}=220V×20A=4400W$,
所有用电器同时工作的总功率:
$P_{总}=3500W+1100W=4600W$,
因为$4600W>4400W$,所以他家的所有用电器不能同时使用。
【答案】
$6.6×10^4$;不能
【知识点】
电热的计算、家庭电路总功率判断、电能表参数理解
【点评】
本题考查纯电阻电路的电热计算以及家庭电路中用电器能否同时工作的判断,需要准确理解电能表参数的含义,掌握电功与电热的计算公式,是对家庭电路和电热基础知识的综合考查,注重对基本公式应用能力的考查。
【难度系数】
0.7
【分析】
要解决这道题,可按以下思路思考:
1. 先回忆汽车发动机的四个冲程分别为吸气、压缩、做功、排气冲程;
2. 逐一分析各冲程的能量转化:压缩冲程是活塞对气体做功,将机械能转化为内能;吸气和排气冲程无明显能量转化;做功冲程中,高温高压燃气推动活塞对外做功,内能减少,机械能增加,实现内能到机械能的转化;
3. 据此确定符合题意的冲程。
【解析】
汽车发动机的四个冲程里,做功冲程中燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下运动,带动曲轴转动对外做功,此过程中燃气的内能转化为活塞运动的机械能。而压缩冲程是机械能转化为内能,吸气、排气冲程无能量转化,所以将内能转化为机械能的冲程是做功冲程。
【答案】
做功
【知识点】
内燃机的冲程、内能与机械能的转化
【点评】
本题属于热学基础题型,重点考查内燃机冲程的能量转化规律,需准确区分压缩冲程和做功冲程的能量转化方向,是常考的基础考点。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先根据小磁针N极的指向,利用磁极间的相互作用判断电磁铁的磁极;再通过安培定则判断电路中电流的方向,进而确定电源的正负极。对于滑动变阻器滑片移动的情况,先分析电路电阻的变化,得出电流的变化,再结合电磁铁磁性强弱的影响因素判断磁性的变化。
1. 确定电磁铁磁极:小磁针N极指向左,根据异名磁极相互吸引,可知电磁铁右端为S极,左端为N极。
2. 判断电源正极:用安培定则,右手握住电磁铁,大拇指指向N极(左端),四指弯曲方向为电流方向,可判断电流从电磁铁左端流入、右端流出,因此电源a端为正极。
3. 判断磁性变化:滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路电流变大,在电磁铁匝数和铁芯不变时,电流越大磁性越强,所以磁性增强。
【解析】
1. 判断电源正负极:
由小磁针N极指向左,根据异名磁极相互吸引,可得电磁铁的右端为S极,左端为N极。
运用安培定则:右手握住电磁铁,大拇指指向N极(左端),四指弯曲的方向为电流的方向,由此可知电流从电磁铁的左端流入、右端流出,因此电源的$a$端是正极。
2. 判断电磁铁磁性变化:
当滑动变阻器的滑片$P$向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短,电路总电阻减小。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电源电压不变,电路中的电流变大。
电磁铁的磁性强弱与电流大小有关,在匝数和铁芯相同的情况下,电流越大,电磁铁的磁性越强,因此电磁铁的磁性将增强。
【答案】
a;增强
【知识点】
安培定则的应用;电磁铁磁性强弱的影响因素
【点评】
本题考查电磁学的基础知识点,需要熟练掌握磁极间的相互作用规律、安培定则的使用方法,以及电流大小对电磁铁磁性的影响,是对电磁学核心概念的基础考查。
【难度系数】
0.6
【分析】
要判断小球的运动类型,需根据匀速直线运动的特点:在相等时间内通过的路程相等。观察频闪照片,频闪照相机每隔0.2s闪拍一次,即相邻两点的时间间隔相等,而相邻两点间的距离逐渐变大,说明相等时间内小球通过的路程不相等,因此是变速直线运动。
计算平均速度时,需先确定小球从A到F的总路程和总时间。总路程可通过刻度尺读取A到F的距离,总时间是频闪次数间隔数乘以每次间隔的时间,再利用平均速度公式v=s/t计算。
【解析】
1. 判断运动类型:
频闪照相机每隔0.2s闪拍一次,相邻两点的时间间隔$t_0=0.2s$相等,由图可知,相邻两点间的路程逐渐增大,根据$v=\frac{s}{t}$,在时间相等时,路程不同则速度不同,所以小球做变速直线运动。
2. 计算平均速度:
总路程:由刻度尺可知,A点对应0.00cm,F点对应12.40cm,所以总路程$s=12.40cm=0.124m$。
总时间:从A到F共有5个时间间隔,总时间$t=5×0.2s=1s$。
平均速度:根据公式$v=\frac{s}{t}$,可得$v=\frac{0.124m}{1s}=0.124m/s$。
【答案】
变速;0.124
【知识点】
变速运动判断,平均速度计算,刻度尺读数
【点评】
本题结合频闪照片考查了变速直线运动的判断和平均速度的计算,需要理解匀速与变速直线运动的区别,熟练运用平均速度公式,同时注意刻度尺的读数规范和单位换算。
【难度系数】
0.7
【分析】
要解决这道题,可分两步思考:
1. 计算动滑轮的机械效率:机械效率的核心公式是$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$,有用功是克服物体重力做的功($W_{有}=Gh$),总功是拉力做的功($W_{总}=Fs$)。动滑轮上有2段绳子承担物重,即$n=2$,因此绳子自由端移动距离$s=2h$,先分别算出有用功和总功,再代入公式计算机械效率。
2. 计算动滑轮的重力:已知摩擦、绳重忽略不计,动滑轮的拉力满足$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$,对公式变形后,代入已知数值即可求出动滑轮重力。
【解析】
1. 计算机械效率:
有用功:$ W_{有}=Gh=150N×3m=450J $
动滑轮绳子段数$n=2$,绳子自由端移动距离:$ s=nh=2×3m=6m $
总功:$ W_{总}=Fs=100N×6m=600J $
机械效率:$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{450J}{600J}×100\%=75\% $
2. 计算动滑轮的重力:
因摩擦、绳重忽略不计,根据动滑轮拉力公式$ F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n} $,变形得:
$ G_{动}=2F - G_{物}=2×100N -150N=50N $
【答案】
75%;50
【知识点】
动滑轮的特点;机械效率计算;滑轮组拉力公式
【点评】
本题考查动滑轮的机械效率和动滑轮重力的计算,关键是掌握有用功、总功的计算方法,以及忽略摩擦和绳重时动滑轮的拉力公式,属于力学基础题型。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先判断能源类型:回忆可再生能源的定义,即能够源源不断从自然界获取的能源,太阳能可持续从太阳辐射中获得,因此属于可再生能源;
接着分析光波与电磁波的关系:电磁波包含可见光、红外线、紫外线等多种类型,光波属于可见光范畴,因此光波属于电磁波;
最后回忆电磁波在真空中的传播速度:电磁波在真空中的传播速度与光速相同,为$3×10^8$ m/s。
【解析】
1. 可再生能源是指可以源源不断从自然界获取的能源,太阳能符合这一特征,故第一空填“可再生”;
2. 电磁波的家族涵盖无线电波、可见光、红外线等,光波属于可见光,因此光波属于电磁波,第二空填“属于”;
3. 电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度,为$3×10^8$ m/s,第三空填$3×10^8$。
【答案】
可再生;属于;$3×10^8$
【知识点】
可再生能源判断、电磁波的范围、真空光速
【点评】
本题为基础概念识记题,考查能源分类和电磁波的核心基础知识点,内容贴合教材重点,需学生牢固掌握相关基础概念,难度较低。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先回忆影响电阻大小的因素:导体的电阻与材料、长度、横截面积和温度有关,在材料、长度、温度相同的情况下,横截面积越小,电阻越大。题目中实际使用的导线横截面积更小,所以电阻更大。接着,电路中导线的电流和通电时间基本相同,根据相关电学定律,电流通过导体产生的热量与电阻有关,电阻越大产生热量越多,最终烧坏绝缘皮引发火灾,据此可确定两个空的内容。
【解析】
在导体的材料(铝)、长度、温度相同的情况下,横截面积越小,导体的电阻越大。实际安装的35 mm²铝芯线比应采用的50 mm²铝芯线横截面积小,因此电阻较大;根据焦耳定律Q=I²Rt,在电路中电流I和通电时间t相同的情况下,电阻R越大,导线上产生的热量Q越多,最终导致绝缘皮烧坏引发火灾。因此两个空依次填写电阻、焦耳。
【答案】
电阻;焦耳
【知识点】
影响电阻的因素、焦耳定律
【点评】
本题结合生活中的火灾实例,考查电阻的影响因素和焦耳定律的应用,体现了物理知识在安全用电中的重要性,帮助学生理解物理与生活的紧密联系。
【难度系数】
0.8