三、解答题（本题共7小题，共50分。解答25、26、27题时应有解题过程）

24．（8分）（2013•苏州）按照题目要求作图：

（1）如图甲所示，重50N的物体静止在水平地面上，画出它所受重力G和支持力F的示意图．

（2）根据平面镜成像特点，在图乙中画出物体AB在平面镜MN中所成的像．

（3）根据图丙中通电螺线管的N，S极，在括号内标出电源的“+”极和“﹣”极．

（4）如图丁所示，用笔画线代替导线将点灯和开关正确接到电路中．

考点： 力的示意图；平面镜成像的相关作图；通电螺线管的极性和电流方向的判断；家庭电路的连接．

专题： 图像综合题．

分析： （1）对物体进行受力分析，然后从力的作用点，沿力的作用线作出物体受力的示意图．

（2）平面镜成像的特点是：像与物关于平面镜对称，可以先作出物体A、B端点AB的像点A′、B′，连接A′、B′即为物体AB在平面镜中所成的像．

（3）知道通电螺线管的NS极，由右手螺旋定则可知电流方向，则可知电源的正负极．

（4）开关控制用电器，开关和用电器之间是串联的；火线首先进入开关，最后进入灯泡顶端的金属点；零线直接进入灯泡的螺旋套．

解答： 解：

（1）静止在水平地面上的物体受竖直向下的重力G，竖直向上的支持力，处于平衡状态，G=F=50N，从物体的重心，沿力的作用线，作出重力与支持力的示意图，如图所示：

（2）先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为物体AB的像，如图所示：

（3）由右手螺旋定则可知电流由右侧流入，故电源右侧为正极，如图所示：

（4）火线首先接开关，再接灯泡顶端的金属点，零线直接接灯泡螺旋套．如图所示：

点评： （1）作力的示意图，要用一条带箭头的线段表示力，线段的长度表示力的大小，箭头表示力的方向，起点或终点表示力的作用点，是平衡力的长度要相等．

（2）在作出物体在平面镜中所成的像时，注意先作出端点或关键点的像点，用虚线连接就能得到物体在平面镜中的像，一定要掌握这种技巧．

（3）知道螺线管的NS极，利用安培定则可确定螺线管磁感线的方向、电流方向和电源的正负极．

（4）掌握家庭电路中两孔插座、三孔插座、开关、灯泡的接法．连接家庭电路既要保证用电器的正常工作，又要保证使用的安全性．

25．（8分）（2013•苏州）太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接受4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温升高到40℃．求：

（1）热水器中的水吸收的热量Q：【水的比热容C=4.2×103J/（kg•℃）】

（2）热水器5小时内接收到的太阳能E；

（3）热水器的效率η；

（4）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值q=4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）

考点： 太阳能热水器中的热量计算；热平衡方程的应用．

专题： 能源的利用与发展．

分析： （1）根据Q=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；

（2）太阳能热水器每小时平均接受4.2×106J的太阳能，求出在5小时的有效照射时间内热水器接收到的太阳能；

（3）根据η=求出热水器的效率；

（4）煤气放出的热量等于水吸收的热量，根据Q=mq求出完全燃烧煤气的质量．

解答： 解：（1）热水器中的水吸收的热量：

Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（40℃﹣20℃）=8.4×106J；

（2）热水器5小时内接收到的太阳能：

E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J；

（3）热水器的效率：

η=×100%=×100%=40%；

（4）煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，即Q放=Q=8.4×106J，

∵Q=mq

∴完全燃烧煤气的质量：

m′===0.2kg．

答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；

（2）热水器5小时内接收到的太阳能为2.1×107J；

（3）热水器的效率为40%；

（4）完全燃烧煤气的质量为0.2kg．

点评： 此题主要考查的是学生对热量计算公式、热值计算公式、效率计算公式的理解和掌握，基础性题目．

26．（6分）（2013•苏州）某型号的家用电饭煲有两档，其原理如图所示．“1”档是保温焖饭，“2”档是高温烧煮．若已知电阻R0=44Ω，R=2156Ω，求：

（1）当开关S置于“1”档时，电路中的电流I1和R0两端的电压U0；

（2）当开关S置于“2”档时，电饭煲高温烧煮的功率P．

考点： 电路的动态分析．

专题： 电路变化分析综合题．

分析： （1）由电路图可知，开关置于1时，两电阻串联，由串联电路特点及欧姆定律可以求出电路电流、电阻R0两端的电压U0；

（2）由电路图可知，开关置于2挡时，只有电阻R0接入电路，由电功率公式可以求出电饭煲高温烧煮的功率．

解答： 解：（1）开关置于1时，两电阻串联，

电路电流I1===0.1A，

R0两端的电压U0=I1R0=0.1A×44Ω=4.4V；

（2）开关置于2挡时，只有电阻R0接入电路，

电饭煲高温烧煮的功率P===1100W；

答：（1）当开关S置于“1”档时，电路中的电流I1和R0两端的电压U0为4.4V；

（2）当开关S置于“2”档时，电饭煲高温烧煮的功率为1100W．

点评： 分析清楚电路结构、熟练应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式即可正确解题．

27．（6分）（2013•苏州）一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104N．

（1）求货车空载行驶时所受的阻力大小；

（2）求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功；

（3）当货车以90kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时，求货车最多可装载多重的货物．

考点： 功的计算；二力平衡条件的应用；功率计算公式的应用．

专题： 功和能综合题．

分析： （1）知道货车空载时重G，利用f=0.1G求货车空载行驶时所受的阻力大小；

（2）知道火车空载时速度和行驶时间，利用s=vt求行驶路程，汽车匀速行驶牵引力F=f，再利用W=Fs求10s内货车牵引力做的功；

（3）利用P=Fv求牵引力大小，而汽车匀速行驶时f=F，可求阻力大小，再根据f=0.1G求货车总重，货车最多可装载货物的重等于货车总重减去空车重．

解答： 解：

（1）货车空载行驶时所受的阻力大小：

f=0.1G=0.1×2.5×104N=2.5×103N；

（2）v=36km/h=36×m/s=10m/s，

∵v=，

1s行驶的路程：

s=vt=10m/s×10s=100m，

∵汽车匀速行驶，

∴牵引力：

F=f=2.5×103N，

10s内货车牵引力做的功：

W=Fs=2.5×103N×100m=2.5×105J；

（3）∵P=Fv，v′=90km/h=90×m/s=25m/s，

∴此时牵引力：

F′===3600N，

∵汽车匀速行驶，

∴此时汽车受到的阻力：

f′=F′=3600N，

∵f=0.1G，

∴货车总重：

G′===3.6×104N，

货车最多可装载货物的重：

G货=G′﹣G=3.6×104N﹣2.5×104N=1×104N．

答：（1）货车空载行驶时所受的阻力大小为2.5×103N；

（2）货车以36km/h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功为2.5×105J；

（3）货车最多可装载1×104N的货物．

点评： 本题考查了学生对功的公式W=Fs、功率公式P=Fv的了解与掌握，本题关键是两次利用汽车匀速行驶时汽车受到的阻力等于牵引力等于0.1G．

28．（6分）（2013•苏州）某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想，小组将对猜想进行验证．

（1）如果影响机械效率的因素有多个，要研究机械效率与某个因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，这种方法在科学探究中被称作　控制变量法　．

（2）下列A、B是同学提出的两个猜想：

猜想A：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；

猜想B：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关；

（3）为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验．

（a）按图　1、3　滑轮组准备做的两个实验时用来验证猜想A的，若实验测得两个滑轮组的机械效率大小　相等　（相等/不相等），则可初步判断猜想A是错误的；

（b）按图　1、2　滑轮组准备做的两个实验时用来验证猜想B的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想B是　正确　（正确/错误）的．

（4）接着，小组进行了实验验证．

考点： 滑轮（组）机械效率的测量实验．

专题： 探究型实验综合题．

分析： （1）物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法．

（3）a、要探究滑轮组的机械效率与滑轮组细线的绕法是否有关，需要保持除滑轮数目、规格相同外，还要提起相同的重物；

b、要探究滑轮组的机械效率与滑轮组提升的物重是否有关，需要保持除滑轮数目、规格相同外，还要相同的绕线方法．

解答： 解：

（1）影响机械效率的因素有多个，要研究机械效率与某个因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，这种方法在科学探究中被称作控制变量法；

（3）a、要探究滑轮组的机械效率与滑轮组细线的绕法是否有关，需要保持除滑轮数目、规格相同，还要提起相同的物重，所以选择的是图1、3或图2、4；若实验测得两个滑轮组的机械效率大小相等，说明机械效率与绕线方法无关，可初步判断猜想是错误的；

b、要探究滑轮组的机械效率与滑轮组提升的物重是否有关，需要保持除滑轮数目、规格相同，还要保持绕线方法相同，所以选择的是图1、2或3、4；若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，说明机械效率与物重有关，可初步判断猜想是正确的．

故答案为：

（1）控制变量法；

（3）1、3；相等；1、2；正确．

点评： 探究影响滑轮组机械效率的因素，需要应用控制变量法；

滑轮组的机械效率的高低与提起的物重、动滑轮的重、绳重、摩擦有关．与滑轮的绕法、升高的距离没有关系．

29．（6分）（2013•苏州）某同学在做探究光的折射特点实验，如图是光从空气射入水中时的光路，实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧．通过实验还得到如下数据：

（1）分析表中数据，可得出结论：

①光从空气斜射到水面时，将同时发生　反射　和　折射　现象；

②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：　折射角随入射角的增大而增大　，且折射角　小于　（大于/等于/小于）入射角．当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零．

该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点．

（2）请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价．

是否存在不足？答：　是　（是/否）；请简要说明理由：　三次实验数据可以，但没有换用其他透明介质做此实验　．

考点： 光的折射规律．

专题： 探究型实验综合题．

分析： （1）①光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；②光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，折射角随入射角的改变而改变．

（2）实验次数较少，结论具有偶然性，多次测量是为了获取多组数据，得出普遍性的结论，换用其他透明介质再做此实验，得出的结论更具有普遍性．

解答： 解：（1）①光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；②由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随②入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角．当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零．

（2）评价：存在不足，应该换用其他透明介质再做此实验，这样得出的结论将更具有普遍性．

故答案为：（1）①反射；折射；②折射角随入射角的增大而增大；小于；（2）是；三次实验数据可以，但没有换用其他透明介质做此实验．

点评： 此题考查光的折射定律，光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，折射角随入射角的改变而改变．

30．（10分）（2013•苏州）要测量一个阻值约为几百欧的电阻Rx，实验室提供的器材有：电源（电压为3V），学生用电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、学生用电压表（量程为0～3V、0～15V）、滑动变阻器R1和电阻箱R2（0～9999Ω 5A）各一个，开关、导线若干．

（1）小明用伏安法测量该电阻，图1是小明连接的电路．连接电路时，小明注意到了开关应　断开　；接通电路前，小明还应将滑动变阻器滑至最　右　（左/右）端．

接通电路后，观察到电流表指针不偏转，示数为零，电压表示数为3V．请你判断：

①电路中哪一个元件有故障？答：　电流表或小灯泡　；

②该元件发生了什么故障？答：　断路　．

（2）在排出故障更换新元件后，经检查电路完好．闭合开关，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小，电压表有示数，但电流表的指针几乎不偏转，电流太小的原因是　被测电阻阻值太大　．所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值．

（3）请你帮助小明在实验室所提供的器材中选择合适的器材，设计实验方案测出该电阻的值．

（a）在图2所示虚线方框中画出实验电路图；

（b）简述实验步骤：　将电压表与Rx并联，扳动电阻箱的旋钮使其阻值为几百欧，读出示数为R2；

闭合开关读出电压表示数为U；

计算出Rx的阻值　；（用相应的字母表示各个测出的物理量）

（c）写出待测电阻Rx的表达式：　Rx=　．

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）在连接电路时，应注意开关断开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片移至最大阻值处．

若电流表无示数，说明电路发生了断路，根据电压表的情况判断是哪儿发生了断路．断开处的电压约等于电源电压．

（2）根据欧姆定律，在电压不变的情况下，若电路的电阻增大，则电路中的电流减小，若电阻值很大，则电路中的电流会很小．若电流值小于电流表的分度值时，将无法准确地测出电流值．

（3）由于Rx电阻值很大，所以电路中的电流会很小，可设法利用串分压的知识解决．而滑动变阻器与Rx的阻值相比相差太大，所以此时应用电阻箱来代替滑动变阻器．

解答： 解：（1）连接电路时，开关应断开．

由于滑动变阻器接了下面左边的接线柱，所以在闭合开关前，滑片应移至最右端．

因为电流表指针不偏转，示数为零，所以电路出现了断路，又电压表示数为3V，等于电源电压，所以与电压表并联的电流表或电阻Rx发生了断路．

（2）由于电源电压为3V，而电阻Rx的阻值大约为几百欧，根据欧姆定律电路中的电流太小．

（3）可以利用阻值与Rx相差不大的电阻箱串联，利用串分压的知识测得Rx的阻值．电路如图所示：

将电压表与Rx并联，测出Rx两端的电压U，电阻箱两端的电压为U′=3V﹣U，R2的阻值可以直接读出．

根据U：U′=Rx：R2得，

U：（3V﹣U）=Rx：R2则Rx=．

故答案为：（1）断开；右；①电流表或小灯泡；②断路；（2）被测电阻阻值太大；（3）（a）见上图；（b）将电压表与Rx并联，扳动电阻箱的旋钮使其阻值为几百欧，读出示数为R2；闭合开关读出电压表示数为U；计算出Rx的阻值．（c）Rx=．

点评： 此题测量电阻的实验，考查了有关实物电路的连接，特别注意滑动变阻器、电流表和电压表的接法．考查了电流表的读数及电路实验的分析和设计．要根据不同的情况用不同的方法测量电阻．还考查了有关电路故障的分析，这也是电学实验中的重点．

点击此处下载文档(rar格式，475.44KB)