2013年名校初升高自主招生物理综合练习卷（六）（解析版）

一、解答题

1. 难度：中等

如图甲所示，当开关S接a时，移动滑动变阻器的滑片P，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻R的U-I图象；当开关S接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了灯泡L的U-I图象，如图乙所示．
（1）求定值电阻R的阻值；
（2）将R与灯L串联接在6V的电源两端时，求灯丝的实际电阻值；
（3）将R与灯L并联接入电路并调节电源电压，当 R消耗的电功率为4.9W时，灯L恰好正常发光，求灯L的额定电功率．

2. 难度：中等

热熔胶在室温下为固体，加热到一定程度时变为较强粘性的液体，冷却后，将物体牢牢地粘在一起．如图甲是热熔胶枪的外形，其内部有2只相同的PTC加热元件，电路如图乙．单只PTC元件的电阻与温度的变化如图丙所示．扣动扳机能使固体胶条向前挤压，联动开关S同时倒向A、B，枪口冒出胶液，松开扳机S同时倒向B、C．

（1）松开扳机时为预热状态，当温度为80℃时，电路中的电流是多少？
（2）当温度为180℃时，胶液有最佳粘性，已知一根胶条的质量为40g，若熔化1kg胶需要吸收6.0×10⁵J热量，试计算在正常情况下使用完一根胶条至少要多长时间？
（3）试根据PTC特性定性分析该装置能使温度稳定在180℃附近的道理．

3. 难度：中等

小柯为了解不同照明灯的性价比，制作了如图1所示的装置．在正对观察孔的纸箱内平放一张写有“E”字的卡片，移动照明灯，使从观察孔恰能看清“E”字，测出灯与箱之间的距离，以比较灯的照明效果．实验后，他又查阅了相关资料，数据如下表：

实验次数	灯泡类型	功率/W	灯与纸箱之间的距离/cm
1	白炽灯	60	90
2	白炽灯	25	60
3	节能灯	11	90

（l）分析实验数据，你可以发现白炽灯的照明效果与灯的功率和照明的距离有关．比较节能灯与白炽灯，在保证照明效果相同情况下，节能灯有什么优点？
（2）白炽灯工作时的能量转化情况如图2，试推测节能灯工作时的能量转化情况，仿照右图画出节能灯工作时的能量转化图．
（3）小柯了解到白炽灯的发光效率大约只有8%，请计算一下60W的白炽灯如一年正常工作2000h会白白浪费掉多少度的电能．

4. 难度：中等

学习了电学相关知识后，学校举办了一次综合实践活动，活动的主题是利用电流表或电压表制作一个简易电子秤．如图是小红设计的电子秤原理图，其中E为干电池（2节）；A是电流表（电子秤示数表盘）；R是定值电阻（5Ω）；R是一根长为6cm阻值为15Ω的均匀电阻丝．c是一根弹簧，其所受压力F与压缩量△L的关系如如图所示（塑料盘的重力不计，g取10N/kg，制作时，调整弹簧的长度，使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端．

（1）该电子秤的最大称量是多大．应选用的电流表最大量程是多少．
（2）当电流表的指针指在O.3A处时，所称重物的质量是多少．
（3）从理论上说明该方案的最大不足，画出你的设计原理图．

5. 难度：中等

爸爸买了一个水族箱，箱内装有55cm深的水．打开装饰用照明灯后，显得水清草碧，特别美丽．水族箱的铭牌如表所示．

***牌水族箱
材质：玻璃  实木
电源（AC）：220V/50Hz
防触电保护类型：
水箱内径尺寸（长 宽 高）：90cm×40cm×60cm
照明灯额定功率：红30W 绿 30W
电加热棒额定功率：200W×2
过滤泵额定功率：15W

求：（1）距水箱底部15cm处的鱼受到水的压强．
（2）如果电加热棒的加热效率为90%，若将水族箱里的水由25℃加热到30℃，两只加热棒同时加热，需要加热多长时间？（水族箱内其他物体的体积和吸热情况忽略不计）[g=10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³，c_水=4.2×10³J/]．

6. 难度：中等

环境保护是现代社会的热点，环境污染是世界各国关注的焦点，核污染更是全人类高度警惕的问题．继1986年“切尔诺贝利”核泄漏事件之后，2000年8月12日，质量m=1.4×10⁷kg的俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，引起挪威生态保护组织和国际社会普遍关注．（海水密度近似取作ρ=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）
（1）核裂变和核聚变是大量获得核能的两种途径，核潜艇反应堆的核能是通过哪种途径获得的？
（2）探测专家用超声波可探测到潜艇的确切位置，超声波在海水中的波速v=1500m/s，在潜艇正上方海面向下发出超声波，从超声波发出直至接收到潜艇的回波经历的时间t=0.14s．则潜艇沉没的实际深度h为多大？
（3）经研究，“库尔斯克”号的打捞方案之一，是在潜艇周围缠满可充气的负荷量大的浮力袋，若每只浮力袋充气后的体积v=10m³，试估算需用这种浮力袋多少只？
（4）按海滩救援国际惯例，8月19日晚，挪威潜水艇曾抵达“库尔斯克”号并打开紧急逃生舱盖，若舱盖面积S=0.6m²，则海水对舱盖的压力F多大？
（5）救援人员在“库尔斯克”号发现了记录潜艇各种信息的“黑匣子”，其某一部件外壳上三个电压表的示数分别为U₁、U₂、U₃；三个电流表的示数分别为I₁、I₂、I₃，它内部的电路结构图所示，试分别写出U₁、U₂、U₃之间的数学关系表达式和I₁、I₂、I₃之间的数学关系表达式．

7. 难度：中等

张林同学设计了一个风速仪，图甲是它的原理示意图．定值电阻R=10Ω欧，R_l是压力传感器（其电阻值会随所受压力大小变化而变化，变化关系如图乙），电源电压恒为3V，电流表的量程为0～0.6A，风压板是一块长方形的轻质塑料板，它的面积为0.4m²．

风级	名称	风速（m/s）	风压（Pa）
	无风	0～0.2	0～0.025
1	软风	0.3～1.5	0.056～0.14
2	轻风	1.6～3.3	0.16～6.8
3	微风	3.4～5.4	7～18
4	和风	5.5～7.9	19～39
5	清劲风	8.0～10.7	40～72
6	强风	10.8～13.8	73～119

（ 1 ）在电路中连入R的目的是______．
（ 2 ）闭合开关后电流表的读数为0.15A，风压板上所受到的压力是多少？此时的风速为多少？
（ 3 ）你认为此风速仪存在的不足之处是______（写出一点即可）．

8. 难度：中等

我市北部沿海耸起一片“风电林”，为威海经济发展提供了可再生绿色能源，为旅游业带来新亮点．小明对风力的研究也产生了浓厚的兴趣，和同学一起设计了“风力测试仪”的原理图，如图所示，已知电源电压12V，R为20Ω，OB长为10cm，AB长为20cm．阻值为60Ω的均匀电阻丝．OP为质量．电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重为3N的圆球P．金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦．闭合开关S，无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触；有风时，圆球P受风力作用，使金属细杆OP绕悬挂点O偏转．请你解答下列问题：
（1）无风时电流表示数是多少？
（2）当金属细杆OP滑到AB中点时电路消耗的总功率是多少？
（3）当金属细杆OP滑到A点时圆球P受的风力是多大？
（4）若将电流表的刻度改为风力表的刻度值，请问表盘刻度均匀吗？简要说明理由．

9. 难度：中等

地铁可以缓解城市公交运输压力，某学校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下：

××型号 地铁机车	地铁电力机车功率10^6W	平均速度60km/h	牵引力5×10^6N	额定载客量500人
××型号 公交汽车	燃油热值  4×10^7J/kg	平均速度15km/h	牵引力3000N	额定载客量40人

（1）甲、乙两地铁站相距1.8km，地铁运行需要多长时间？消耗多少电能？
（2）公交汽车每km消耗燃油0.3kg，行驶1.8km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？公交汽车的效率是多少？
（3）根据题中获得的信息，从物理学角度谈一谈地铁作为交通工具的优点．（写出两条即可）

10. 难度：中等

医学上对病人进行脑部手术时，需要将体温降到合适的温度．准备手术之前，病人的心肺功能开始由心肺机取代．
（1）心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环．如图所示，将线圈ab缠绕并固定在活塞一端，利用与固定磁铁之间的相对运动，带动电动泵中的活塞，抽送血液．图中阀门K₁只能向外自由开启，反向则封闭管路；阀门K₂只能向内自由开启，反向则封闭管路．
①当电动泵工作时，血液从阀门______抽进，从阀门______送出．
②当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为______极，活塞处于______状态（填“抽血”或“送血”）．
③在抽送血液的过程中，电动泵将______能转化为 机械能．
（2）心肺机的另一个功能是用“热交换器”进行热量交换，通过血液循环调节体温．经监测，病人体温由17℃上升至正常体温37℃历时1小时．在这段时间内，假设人体所需热量完全由热交换器所提供，试求热交换器消耗的功率．设病人质量为75kg，人体组织的比热容与水相当，为c=4.2×10³J/．

11. 难度：中等

某中学为解决同学们的饮水问题，新购置了一批台式饮水机，其铭牌如下表所示．如图是饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R₁是电阻，R₂是供加热的电阻丝．分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态，当S断开时处于保温状态．

额定频率	50Hz	环境温度	10℃～38℃
加热功率	550W	环境湿度	≤90%
额定电压	220V	制热水能力	≥90℃5L/h

（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（2）正常工作时该饮水机将热水罐中0.6kg，18℃的水加热到93℃，用时6min．用这些数据及题目中的信息，计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率．[c_水=4.2×10³J/]
（3）如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的一半，则R₁与R₂的比值应是多少．

12. 难度：中等

在物理学中，磁感应强度（用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强．
（1）左图为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图．由图可知，该磁极为______极，若在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是右图中的______．

（2）如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化，则这种电阻叫磁敏电阻．某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象如图所示．根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而______．图线没有过坐标原点，是因为______．

（3）利用该磁敏电阻的R-B特性曲线可以测量上图磁场中各处的磁感应强度．
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处．吴力设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出．请你将该实验电路连接完整．

②正确接线后，测得的数据如上表所示．该磁敏电阻的测量值为______Ω．
③根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知，1处的磁感应强度为______T．
④在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其它条件不变，那么电流表的示数______，电压表的示数______．（填“增大”、“减小”或“不变”）
（4）就现有的实验器材和电路，请提出一个有意义的可供探究的物理问题：______．
（5）在上述电路中，将该磁敏电阻从待测磁场中移出，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为10.0mA时，求滑动变阻器接入电路的阻值．设电源电压为5.50V．

13. 难度：中等

电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具（如图）．它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行．电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．列表是某型号电动自行车主要技术参数．

整车质量	40kg
最高车速	≤30kmh
最大噪声	≤62dB
电压	48V
容量	12A．h
额定电压	48V
额定功率	240W

（1）请你仔细观察电动自行车的构造，会发现很多地方用到了物理知识．请列举一例．
示例：电动自行车的车座大而扁平，可减少压强．
答：______．
（2）行驶过程中轮胎与地面的总接触面积为0.01m²，当你骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强是多大？（取g=10N/kg）
（3）电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是多大？
（4）蓄电池一次充足电可储存的能量是多少焦？
（5）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远？
（6）从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优点？