四、计算题（本大题2小题，每小题6分，共12分）

23．（6分）（2013•眉山）某课外小组在探究活动中利用多盏“6V 1.8W”的灯进行了多次实验，结果发现当灯两端实际电压为额定电压的2倍时灯就会烧坏．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R2=30Ω，灯L标有“6V 1.8W”字样，当S1、S2均断开时灯正常发光．求：

（1）电源电压为多少？

（2）S1、S2均闭合时，通过电源的电流为0.5A，电阻R1阻值为多少？

考点： 欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；并联电路的电压规律；电功率的计算．

专题： 计算题；压轴题；电路和欧姆定律；电能和电功率；电路变化分析综合题．

分析： （1）由电路图可知，当S1、S2均断开时灯泡L与电阻R2串联，灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，根据欧姆定律求出R2两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的电压；

（2）当S1、S2均闭合时，根据并联电路的电压特点和题意可知灯泡会被烧坏，电流表的示数是通过R1的电流，利用欧姆定律求出电阻R1阻值．

解答： 解：（1）由电路图可知，当S1、S2均断开时灯泡L与电阻R2串联，

∵灯泡正常发光，

∴灯泡两端的电压UL=6V，灯泡的实际功率PL=1.8W

∵串联电路中各处的电流相等，

∴电路中的电流I=IL===0.3A，

由欧姆定律可得，R2两端的电压：

U2=IR2=0.3A×30Ω=9V，

∵串联电路中总电压等于各分电压之和，

∴电源的电压：

U=UL+U2=6V+9V=15V；

（2）当S1、S2均闭合时，R1与RL并联，

∵并联电路中各支路两端的电压相等，且当灯两端实际电压为额定电压的2倍时灯就会烧坏，

∴此时灯泡会被烧坏，电路为R1的简单电路，通过电源的电流即为通过R1的电流，

∴R1===30Ω．

答：（1）电源电压为15V；

（2）电阻R1阻值为30Ω．

点评： 本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是利用好“当灯两端实际电压为额定电压的2倍时灯就会烧坏”这一条件．

24．（6分）（2013•眉山）如图所示，利用滑轮组吊运建筑材料．某次将总重G为4000N的砖块匀速吊运到高为10m的楼上，用时40s，卷扬机提供的拉力F做功的功率为1250W．求在此过程中：

（1）拉力F做功多少？

（2）拉力F的大小为多少？

（3）滑轮组的机械效率为多少？

考点： 功的计算；滑轮组绳子拉力的计算；滑轮（组）的机械效率．

专题： 计算题；压轴题；简单机械；功、功率、机械效率．

分析： （1）已知拉力的功率和做功时间，利用公式W=Pt得到拉力做的功；

（2）由图知，作用在动滑轮上的绳子段数为2，已知物体上升的高度，可以得到绳子拉下的长度；已知拉力做的功和绳子拉下的长度，利用公式F=得到拉力的大小；

（3）已知物重和上升高度，可以得到有用功；已知有用功和拉力做的功，利用公式η=×100%得到滑轮组的机械效率．

解答： 已知：P=1250W t=40s G=4000N h=10m

求：（1）W总=？（2）F=？（3）η=？

解：

（1）∵P=，

∴拉力做的功为W总=Pt=1250W×40s=5×104J；

（2）绳子拉下的长度为s=2h=2×10m=20m，

∵W=Fs，

∴拉力为F===2500N；

（3）滑轮组做的有用功为W有用=Gh=4000N×10m=4×104J，

滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%=80%．

答：（1）拉力做的功为5×104J；

（2）拉力为2500N；

（3）滑轮组的机械效率为80%．

点评： 此题考查的是机械效率、有用功和总功的计算，会正确判定作用在动滑轮上的绳子段数，清楚绳子拉下的长度与物体上升高度的对应关系，是解决此类问题的关键．

五、实验与探究（本大题共3小题，25题6分，26题9分，27题6分，共21分）

25．（6分）（2013•眉山）在“测定小灯泡电阻”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为8Ω．

（1）某同学连接的电路如图甲所示，请指出其中的两处错误或不妥：

①　电压表测的是电源电压　

②　电流表用的是0﹣3A的量程　

（2）将上述错误或不妥改正后，闭合开关，发现灯泡发出特别耀眼的光，且此时电流表、电压表都有示数，则出现该现象的原因可能是　在闭合开关以前，没有将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大　．

（3）实验时，调节滑动变阻器，当电压表的示数为　2.5　V时，灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，电流表示数为　0.34　A，则灯正常发光时电阻为　7.35　Ω．（保留两位小数）

（4）该实验还可以测定小灯泡的额定功率，根据以上实验数据，这个小灯泡额定功率为　0.85　W．

（5）实验小组实验过程中记录了下表内的信息，小明同学分析表内数据，发现该灯亮度增加时电阻　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”），造成这种现象的原因是　小灯泡的电阻随温度的升高而增大　．

考点： 伏安法测电阻的探究实验．

专题： 探究型实验综合题．

分析： （1）根据情况进行分析，电流表应选择0～0.6A的量程，同时电压表应与灯泡并联；

（2）根据小灯泡的亮度，判断电路中的电流过大，判断滑动变阻器的阻值；

（3）要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压应等于其额定电压；

确定电流表的量程和分度值得出电流表的示数；根据R=计算出其电阻值；

（4）根据P=UI计算出灯泡的额定功率；

（5）灯丝的电阻随温度的升高而增大．

解答： 解：（1）①由图甲知，电压表测量了灯泡和滑动变阻器的电压，应与灯泡并联；

②根据题意，电路中的最大电流为I===0.3125A；

（2）闭合开关，发现灯泡发出特别耀眼的光，说明此时电路中电流很大，可能是在闭合开关前，滑片未移至最大阻值处；

（3）小灯泡的额定电压为2.5V，所以当电压表的示数为2.5V时，灯泡正常发光；

由图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以示数为0.34A；

则R==≈7.35Ω；

（4）P=UI=2.5V×0.34A=0.85W；

（5）由表格中数据知，R1===5Ω，R2===6Ω，R4===8.3Ω；

随着电压的增大，电流增大，根据P=UI知，功率也增大，由电阻及灯泡的亮暗程度得，小灯泡的电阻随温度的升高而增大．

故答案为：（1）①电压表测的是电源电压；②电流表用的是0﹣3A的量程；（2）在闭合开关以前，没有将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大；

（3）2.5；0.34；7.35；（4）0.85；（5）变大；小灯泡的电阻随温度的升高而增大．

点评： 此题是“测定小灯泡电阻”的实验，考查了实物电路的连接中电压表、电流表的接法及量程的选择，同时考查了电流表的读数及电阻、功率的计算，同时涉及到了灯丝电阻与温度的关系．

26．（9分）（2013•眉山）如图所示，在“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验中：

（1）实验过程中，必须用弹簧测力计沿　水平　方向拉着物块A做　匀速直线　运动，这样做便能测量出滑动摩擦力的大小．

（2）在甲、乙、丙所示图中，分别用F1=1N，F2=2N，F3=1.5N的拉力，拉着物块A匀速前进．分析甲、乙两图可得：在接触面粗糙程度相同时，　压力　越大，滑动摩擦力越大；分析　甲与丙　两图可得：在压力一定时，接触面粗糙程度越大，滑动摩擦力越大．

（3）大量实验进一步证明：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力大小成正比．在丙图中物块A上叠放一块与A相同的物块B，用弹簧测力计拉着物块A，使物块B随A一起匀速前进（如图丁所示）．此时弹簧测力计示数为F4，则F4=　3　N；此运动过程中，物块B受到的摩擦力为　0　N．

考点： 探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验．

专题： 压轴题；探究型实验综合题．

分析： （1）根据二力平衡条件的知识进行分析，一对平衡力的大小相等；

（2）分析三幅图中的控制的量和改变的量结合测力计的示数得出结论；

（3）根据摩擦力与压力的关系结合丙图的示数得出结论；

根据摩擦力产生的条件得出B受到的摩擦力．

解答： 解：（1）实验过程中，必须用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，拉力和摩擦力平衡，大小才相等；

（2）甲、乙两图，接触面粗糙程度相同，乙的压力大于甲的压力，拉力大于甲的拉力，可得在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；

甲、丙两图，压力相同，丙比甲接触面粗糙，丙的拉力大于甲的拉力，可得在压力一定时，接触面粗糙程度越大，滑动摩擦力越大；

（3）在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力大小成正比，丁与丙的接触面粗糙程度相同，丁的压力是丙的2倍，所以摩擦力是丙的2倍，拉力也是丙的2倍，应为1.5N×2=3N；

又AB两物体同时向前做匀速直线运动，所以它们之间没有摩擦力．

故答案为：（1）水平；匀速直线；（2）压力；甲与丙； （3）3；0．

点评： 此题是“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验，考查了学生对控制变量法的掌握及应用，（3）中告诉滑动摩擦力大小与压力大小成正比的特点，分析丁的测力计示数，考查了学生对新知识的应用，同时还考查了摩擦力产生的条件．

27．（6分）（2013•眉山）物理学中把物体在单位时间内通过的路程叫速度，速度计算公式为：速度=路程/时间，即V=S/t．初中物理中还有很多这样定义的物理量，如密度、压强、功率、热值等，这种定义物理量的方法叫做比值定义法．高中物理中也有很多这样定义的物理量，如：把物体在单位时间内速度的变化量叫加速度（注：速度的变化量用△V表示，它等于前后速度之差；加速度用字母a表示，国际单位是m/s2）．由加速度的定义可知：

（1）若一个物体开始运动的速度V0=2m/s，经过5s后它的速度变为Vt=6m/s，则这个物体在5s内的速度变化量△V=　4　m/s．

（2）若问题（1）中的物体做匀加速直线运动（单位时间内速度的增加量相等），求出物体的加速度大小a=　0.8　m/s2．

（3）加速度的定义公式a=　　．

（4）匀速直线运动的V﹣t图象如（甲）所示，图中阴影部分面积表示以速度V匀速直线运动的物体，运动时间为t时通过的路程S；匀加速直线运动的V﹣t图象如（乙）所示，其中阴影部分面积表示做匀加速直线运动物体，速度由V0到Vt，运动时间为t时通过的路程S．用V0、t、a写出S的表达式，S=　V0t+at2　．

考点： 速度与物体运动．

专题： 压轴题；长度、时间、速度．

分析： （1）末速度与初速度之差就是速度的变化量；

（2）在单位时间内速度的变化量叫加速度，根据加速度的定义求出即可；

（3）根据加速度的定义写出表达式；

（4）根据乙图中阴影部分的面积，分别用V0、t、a表示出即可．

解答： 解：（1）物体在5s内的速度变化量△V=Vt﹣V0=6m/s﹣2m/s=4m/s；

（2）物体的加速度大小a===0.8m/s；

（3）根据加速度的定义可知，加速度的定义公式a=；

（4）图乙中阴影部分的面积等于长方形的面积和三角形的面积之和，即S=V0t+at2．

故答案为：（1）4；（2）0.8；（3）；（4）V0t+at2．

点评： 本题是一道涉及高中知识的物理题，但这道题我们是可以根据题中所给的信息并结合我们已有的学习方法和物理知识完成解答的．这道题主要考查学生对新知识的学习、分析能力，是一道好题．

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