热门试卷

如图甲，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间（s-t）图象和速率-时间（v-t）图象，整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h。（取重力加速度g=9.8 m/s2，结果可保留一位有效数字）。

（1）现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图线如图乙所示，从图线可得滑块A下滑时的加速度a=___________m/s2，摩擦力对滑块A运动的影响___________。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）

（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变___________，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变___________，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。

（3）将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A'，给滑块A'一沿滑板向上的初速度，A'的s-t图线如图丙，图线不对称是由于___________造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ=___________（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ=___________。

青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。

光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强（如白天）时电阻几乎为0；照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA。

（1）利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图。

光敏电阻R1，符号

灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号

保护电阻R2，符号

电磁开关，符号

蓄电池E，电压36 V，内阻很小；开关S，导线若干

（2）回答下列问题：

①如果励磁线圈的电阻为200Ω，励磁线圈允许加的最大电压为___________V，保护电阻R2的阻值范围是___________Ω；

②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通。为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明。

答：______________________；

③任意举出一个其他的电磁铁应用的例子。

答：______________________。

如图所示，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S1、S2分别为触头开关，S为开关，J为电池。请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置。 

（1）连接电路图；

（2）简述其工作原理（涉及的元件可用字母代替）.

某同学欲设计一个电路，自制一台电子秤，通过查阅资料发现电子秤的主要部件为一个压敏电阻，没有压力时阻值为20Ω，允许通过的最大电流为0.5A，现有下列器材：压敏电阻、质量为m0的砝码、电流表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体（可置于压敏电阻的受压面上）。请完成对该物体质量的测量。

A．直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；

B．电流表A1：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；

C．电流表A2：量程0～3.0A，内阻0.025Ω；

D．滑动变阻器R1：最大阻值10Ω；

E．滑动变阻器R2：最大阻值50Ω；

F．开关、导线等。

（1）在可供选择的器材中，应该选用的电流表是__________，应该选用的滑动变阻器是____________。

（2）根据所选器材设计一个电路，用来描绘压敏电阻的电流随压力变化的关系图象，要求压敏电阻两端电压调节范围尽可能大，在方框中画出完成的测量电路，并根据设计的电路图连接实物图，如图所示；

（3）请说明具体的测量步骤。

硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件，某同学用如图所示电路探究影响硅光电池的内阻的因素，图中R0为已知阻值的定值电阻，电压表视为理想电压表。

（1）根据电路图用笔画线代替导线将图中的实验器材连接成实验电路。

实验I:用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，记录两电压表的读数U1和U2，作出U1-U2图象如图中曲线1。

实验Ⅱ：减小实验I中光的强度，重复实验，得到图中的曲线2。

（2）根据实验过程及图象，你能得到的结论是：

a．光照强度一定的条件下，电池的内阻随电流的增大而_________，

b．在通过相同的电流时，电池的内阻因光照强度的减弱而________。

某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻r＝40Ω的螺线管固定在铁架台上，线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最大阻值40Ω，初始时滑片位于正中间20Ω的位置。打开传感器，将质量m＝0.01kg的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫高度差h＝0.25m。计算机屏幕上显示出如图的UI-t曲线。

（1）磁铁穿过螺线管过程中，螺线管产生的感应电动势最大值约为_____________V。

（2）图像中UI出现前后两个峰值，对比实验过程发现，这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是

[     ]

A.线圈中的磁通量经历先增大后减小的过程

B.如果仅略减小h，两个峰值都会减小

C.如果仅略减小h，两个峰值可能会相等

D.如果仅移动滑片，增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会增大

（3）在磁铁下降h＝0.25m的过程中，可估算重力势能转化为电能的效率是_____________。

为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，光控开关又可采用光敏电阻来进行控制。光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表所示：

（1）根据表中数据，请在图（1）给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线。根据图像可以发现，光敏电阻的阻值随照度的增大而________________（只要求定性回答）。

（2）如图（2）所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗，照度降低至1.0（1x）时启动照明系统，在图（3）虚线框内完成电路原理图（不考虑控制开关对所设计电路的影响），提供的器材如下：性能如上表所示的光敏电阻Rp；电源E（电动势3V，内阻不计）；定值电阻（R1=10kΩ，R2=20kΩ，R3=40kΩ，限选其中之一并在图中标出）开关S及导线若干。

        为了保证家庭用电的安全，近年来各种在危险情况下能自动断电的保护装置进入家庭。家庭用自动断电保护装置有很多种，其中有些含有多种功能。如下图所示的甲、乙、丙三幅图分别是三种不同功能的自动断电保护装置的原理示意图：甲、乙两图都有一个电磁铁，当电磁铁线圈中的电流达到一定值时（这个电流的值可以调节），会吸引连杆上的衔铁，使连杆向下移动，并使脱扣开关（脱扣开关本身及连杆与脱扣开关间的机械装置图中都未画出）断开，从而切断电源，保证安全。两图不同之处是甲图把火线与零线并在一起，采用双线绕法，而乙图则只把火线绕在电磁铁上。丙图则没有电磁铁线圈，而是让火线通过一个双金属片，当电流超过某一定值时（这个电流值也可以调节），双金属片向下弯曲代替连杆，同样使脱扣开关切断。

        这三种功能分别是：①过载保护：当电流超过额定电流值不是很多时，电路不立即被切断，而是要经过一段时间，如果电流仍没有减小，再切断电源；②短路保护：当电路中发生短路现象时，立即自动切断电路，避免灾害发生；③漏电保护：当家庭中火线绝缘皮破损而与导体接触，并且导体与地连接，造成漏电，这时要自动切断电源。

请指出甲、乙、丙三图各是哪种功能？甲：________________；乙：_________________；丙：_________________。

一些材料的电阻随温度的升高而变化。

（1）如图（甲）是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图像，若用该电阻与电池（电动势E=1.5V，内阻不计）、电流表（量程为5mA、内阻不计）、电阻箱R′ 串联起来，连接成如图（乙）所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。

①电流刻度较大处对应的温度刻度______________；（填“较大”或“较小”）

②若电阻箱阻值R′=150Ω，当电流为5mA时对应的温度数值为______________°C。

（2）某实验小组研究一白炽灯两端电压与电流的关系，得到了如下表所示的一组数据，并描绘出其I-U图线如图中（a）所示。 

①由图线可看出该白炽灯的电阻随电压的增大而______________；（选填“增大”或“减小”）

②实验还用到了下列器材：直流电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关及导线若干。请在图（b）中以笔划线代替导线按实验要求将实物图补充完整。