2019年山东省菏泽市中考物理试卷word版含解析.docx

2019年山东省菏泽市中考物理试卷 一、选择题（本题包括12个小题，每小题2分，共24分．每小题只有1个选项符合题正确选项前面的字母在答题卡上涂黑，选对的得2分，多选、错选均不得分） 1．通常情况下，下列物品属于导体的是（　　） A．橡胶棒 B．玻璃棒 C．陶瓷筷子 D．湿木棒 【分析】常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等；导体和绝缘体没有绝对的界限。 【解答】解：容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。 a、橡胶棒不易导电，是绝缘体，故a错误； b、玻璃棒不易导电，是绝缘体，故b错误； c、陶瓷筷子不易导电，是绝缘体，故c错误； d、湿木棒容易导电，是导体，故d正确。 故选：d。 2．下列电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．电风扇 B．电暖气 C．电视机 D．电磁继电器 【分析】电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应。发生电流的热效应时，电能转化为内能。 【解答】解： a、电风扇的电动机工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故a不符合题意； b、电暖气工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故b符合题意； c、电视机主要是把电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，故c不符合题意； d、电磁继电器主要利用了电流的磁效应工作的，故d不符合题意。 故选：b。 3．公共汽车紧急刹车时，乘客从座位上向前冲的原因是（　　） A．乘客没坐稳 B．乘客没抓好扶手 C．乘客具有惯性 D．乘客的座位太光滑 【分析】物体保持原有运动状态不变的性质叫惯性，惯性是物体的一种属性，任何物体都具有惯性。 【解答】解：汽车突然刹车时，乘客的下半身由于受到车的摩擦力由运动变为静止，而上半身由于具有惯性继续向前运动，所以乘客向前冲；故abd错误，c正确。 故选：c。 4．下列关于摩擦的说法中，正确的是（　　） A．自行车的钢圈与刹车闸皮之间的摩擦是滚动摩擦 B．滑冰时，冰刀与冰面间的摩擦是滑动摩擦 C．人在正常行走时，脚与地面之间的摩擦是滑动摩擦 D．划火柴时，火柴头和砂纸之间的摩擦是滚动摩擦 【分析】根据两个物体的运动情况不同，可将摩擦力分为三种：当一个物体在另一个物体表面滑动时，产生的摩擦力叫滑动摩擦力；当一个物体在另一个物体表面滚动时，产生的摩擦力叫滚动摩擦力；当两个物体未发生相对运动，但有相对运动趋势时，产生的摩擦力叫静摩擦力。 【解答】解： a、自行车的钢圈与刹车闸皮之间发生的是相对滑动，它们之间的摩擦是滑动摩擦，故a错误； b、滑冰时，冰刀与冰面之间发生的是相对滑动，它们之间的摩擦是滑动摩擦，故b正确； c、人在正常行走时，脚向后蹬地，与地面之间有相对运动的趋势，脚与地面间的摩擦是静摩擦，故c错误； d、划火柴时，火柴头和砂纸之间发生的是相对滑动，它们之间的摩擦是滑动摩擦，故d错误。 故选：b。 5．下列说法中，错误的是（　　） A．声音的响度与发声体振动的快慢有关 B．声音在不同介质中传播的速度一般不相同 C．利用超声波清洗眼镜，说明声波可以传递能量 D．真空不能传播声音 【分析】（1）响度的大小与振幅有关； （2）超声波能传递信息和能量； （3）声音的传播需要介质，真空不能传播声音；声音在不同介质中的传播速度不同，固体传声最快，液体次之，气体最慢。 【解答】解：a、声音的响度与发声体的振幅有关，振幅越大，响度越大；音调与振动频率有关，故a错误； bd、声音在不同介质中的传播速度不同，一般情况下，声音在空气中的传播速度小于其在液体中的传播速度，在液体中的速度小于在固体中的传播速度，在真空中不能传播，故bd正确。 c、利用超声波清洗眼镜，说明声波可以传递能量，故c正确； 故选：a。 6．下列各项操作中，不符合安全用电原则的是（　　） A．更换电灯泡时，要断开电源开关 B．使用验电笔时，手要接触验电笔后端的金属部分 C．在家庭电路的前端安装空气开关 D．电器电线绝缘皮破损了，仍然继续使用 【分析】（1）更换灯泡、维修电器时不要带电操作，要切断电源； （2）测电笔的正确使用是：手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触零线或火线，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线； （3）根据保险丝或空气开关的作用分析； （4）电线的绝缘皮破损时容易造成触电事故。 【解答】解：a、更换灯泡、维修电器时容易碰到金属部分，切断电源可以保证金属部分不带电，不发生触电事故。故a符合安全用电原则； b、使用测电笔时，手要与笔尾金属体接触，这样才能辨别零线和火线。故b符合安全用电原则； c、为防止因为干路电流过大引起火灾，家庭电路中必须安装保险丝或空气开关。故c符合安全用电原则； d、电线的绝缘皮破损时应及时更换，否则容易发生触电事故。故d不符合安全用电原则。 故选：d。 7．当滑动变阻器的滑片向b端滑动时，下列四种接法中，变阻器阻值变大的是（　　） A． B． C． D． 【分析】（1）滑动变阻器在电路中的正确连接方式是连接一“上”一“下”两个接线柱，哪一段电阻丝被接入电路中是由下面的接线柱决定的，接入电路的电阻丝就是下面被连接的接线柱与滑片p之间的部分。 （2）当滑片滑动时，接入电路的电阻丝变长，则电阻变大，变短则电阻变小。 【解答】解： a、由图可知，滑动变阻器同时接上面两个接线柱，滑动变阻器接入电路的电阻为零，移动滑片，滑动变阻器接入电路的阻值不变，故a不符合题意； b、由图可知，向右（b端）移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短，滑动变阻器连入电路的阻值变小，故b不符合题意； c、由图可知，向右移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长，滑动变阻器接入电路的阻值变大，故c符合题意； d、由图可知，向右移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短，滑动变阻器连入电路的阻值变小，故d不符合题意。 故选：c。 8．下列对于科学研究的方法，说法错误的是（　　） A．在研究光现象时，引入“光线”的概念--类比法 B．牛顿第一运动定律--实验+推理 C．在研究串联电路的电阻时，引入“总电阻”的概念--等效法 D．在研究磁场时，根据小磁针的指向判断磁场方向--转换法 【分析】物理方法既是科学家研究问题的方法，也是学生在学习物理中常用的方法，常用的方法有“等效替代法”“控制变量法”“类比法”“模型法”“理想推理法”等。 【解答】解：a、在研究光的传播特点时，引入“光线”的概念，采用的是模型法。故a错误； b、牛顿第一定律是在实验的基础上概括推理得出的，采用的是实验+推理的研究方法。故b正确； c、研究串联电路的电阻时，引入“总电阻”的概念，采用的是等效替代法。故c正确； d、研究磁场特点时，根据小磁针的指向判断磁场方向，采用的是转换法。故d正确。 故选：a。 9．下列电路中两个灯泡都能够独立工作的是（　　） A． B． C． D． 【分析】（1）开关能同时控制两盏灯，电路可以是串联，也可以是并联，但是并联时开关必须接在干路上。 （2）串联电路中，电流只有一条路径，各元件相互影响，不能独立工作；并联电路中，电流有多条路径，各元件互不影响，能够独立工作。 【解答】解： a、当两开关同时闭合，两个灯泡同时工作；只闭合s，上面灯泡单独工作，但下面的灯泡不能单独工作，故a不符合题意； b、当三开关同时闭合，两个灯泡同时工作；只闭合s和s1，上面灯泡单独工作；只闭合s和s2，下面灯泡单独工作，故b符合题意； c、闭合开关s，两个灯泡同时工作，但不能让两个灯泡单独工作，故c不符合题意； d、当两开关同时闭合，两个灯泡同时工作；只闭合s，下面灯泡单独工作，但上面的灯泡不能单独工作，故d不符合题意； 故选：b。 10．人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟，煮熟后的饺子会漂起来的原因是（　　） A．饺子的重力减小了 B．饺子的重力和浮力都增大了 C．饺子的重力不变，浮力增大 D．饺子的重力和浮力都减小了 【分析】一切浸在液体或气体中的物体都受到竖直向上的浮力，物体所受浮力的大小既与物体排开液体的体积有关，又与排开液体的密度有关； 物体的沉浮与物体的重力大小以及物体所受浮力的大小无关，它是由物体所受重力与浮力的合力决定。当合力向上则物体上浮；当合力向下，则物体下沉；当合力为0，则物体处于漂浮或悬浮状态。 【解答】解：饺子在水中煮的时候，质量不变，则重力不变，因为饺子受热膨胀，体积增大，根据f浮=ρgv排知，浮力增大，当浮力大于重力时便会浮上来。 故abd错误，c正确。 故选：c。 11．如图所示，关于家用插座说法中，正确的是（　　） A．开关串联在干路中，指示灯与各组插孔并联在电路中 B．开关、指示灯和各组插孔并联在电路中 C．开关、指示灯和各组插孔串联在电路中 D．各组插孔串联在一起与指示灯并联在电路中 【分析】干路开关控制所有的用电器。并联电路各用电器之间互不影响，串联电路的用电器互相影响。 【解答】解：由生活经验可知，开关闭合时，指示灯才会发光，插孔才能正常通电，所以开关应串联在干路中； 若指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电，说明指示灯和各组插孔之间是并联的，故a正确，bcd错误。 故选：a。 12．如图所示电路（电源电压保持不变），闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向右端移动时，下列说法正确的是（　　） A．电压表示数不变，电流表示数变大 B．电压表示数变大，电流表示数变小 C．电压表示数变小，电流表示数变小 D．电压表示数变大，电阻R1的电功率变大 【分析】由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量定值电阻两端的电压。根据滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路中的电阻的变化并结合欧姆定律、电功率计算公式分析电压表和电流表示数的变化及功率变化。 【解答】解：由图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，当滑动变阻器的滑片向右移动时， 滑动变阻器连入电路中的电阻变小，电路总电阻减小，而电源电压一定，由i= u r 知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大； 根据u=ir，电阻r1的电流增大，两端的电压也增大，根据p=ui知，电阻r1的电功率变大，可见，abc错、d正确。 故选：d。 二、填空题（本题包括5个小题，第16小题2分，其它每空1分，共9分．） 13．小明站在穿衣镜前1.5m处，他看到自己在镜中的像是一个等大的_________像（选填“实”或“虚”），他的像与他之间的距离是_________m．（玻璃厚度忽略不计） 【分析】平面镜成像：物体在平面镜中成虚像，物像大小相等，物像连线与镜面垂直，物像到平面镜的距离相等。 【解答】解：根据平面镜成像特点，物体在平面镜中成虚像，物像到平面镜的距离相等，所以小明在平面镜中成的是虚像，小明到平面镜的距离是1.5m，小明的像到平面镜的距离也是1.5m，所以他的像与他之间的距离是3m。 故答案为：虚；3。 14．中美经贸摩擦实质上是科技实力的较量。华为公司的5G通信技术领先世界2-3年，5G技术具有高速率、大宽带和低延迟三大特点。5G手机与基站之间是通过_________实现信息的传递。 【分析】手机是靠电磁波来传递信息的。 【解答】解： 手机和手机之间、手机与基站之间是靠电磁波来实现信息的传递。 故答案为：电磁波。 15．在“石油、天然气、煤炭、太阳能、核燃料”中，属于可再生能源的是_________，现在人们建造的核电站，其能量来自原子核_________（选填“裂变”或“聚变”）释放的核能。 【分析】可再生能源的特点是可以重复利用，取之不尽用之不竭，例如风能、水能、太阳能等；核电站是通过核裂变来获取能量的。 【解答】解： 太阳能是能够源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源；石油、天然气、煤炭和核燃料能是短期内不能从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源； 核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。 故答案为：太阳能；裂变。 16．阅读并计算：作用于同一点的两个力的合成符合平行四边形定则（线段的长短表示力的大小，箭头方向表示力的方向），如图甲、乙所示，以表示F1和F2这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力F的大小和方向。请计算丙图中F1和F2合力的大小_________N。 【分析】以两个分力为边做出平行四边形，其对角线长度代表合力的大小。 【解答】解：由题知，两个邻边之间的对角线就代表合力f的大小和方向， 图丙中，f1和f2两个力垂直，利用勾股定理可得合力的大小：； 故答案为：50 17．小明家有辆排量1.6L的汽车，行驶100km油耗约为5kg，汽油的热值为4.6×107J/kg，若这些汽油完全燃烧，可放出_________J热量，燃油汽车产生的_________对环境会造成污染。 【分析】汽油完全燃烧放出的热量可以利用公式q=mq进行求解； 燃油汽车会造成大气污染、噪声污染。 【解答】解：这些汽油完全燃烧放出的热量： q=mq=5kg×4.6×107j/kg=2.3×108j； 燃油汽车产生的噪声（或尾气）会对环境会造成污染。 故答案为：2.3×108；噪声（或尾气）。 三、作图与实验探究（本题包括3个小题，共2分．按题目要求在答题卡上相应位置作答） 18．一木块静止在水平桌面上，请你画出木块所受力的示意图。 【分析】用一条带箭头的线段表示力的三要素的方法叫力的示意图； 物体静止在水平地面上，处于平衡状态，受一对平衡力，重力g与支持力f；重力方向竖直向下。 【解答】解：物体受重力g，支持力f，大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在同一物体上， 19．用箭头标出图中通电螺线管在A点产生的磁场方向。 【分析】磁体周围的磁感线从n极出发回到s极。根据磁感线判断磁场方向。 【解答】解：因为磁体周围的磁感线从n极出发回到s极，根据磁感线方向可以判断磁场方向，因为该点的磁场方向和磁感线方向一致，所以a点的磁场方向如图所示： 20．如图中，电流表的示数是_________ A。 【分析】先确定电流表的量程、分度值，然后根据指针位置读出电流表的示数。 【解答】解： 电流表使用的0～0.6a量程，每一个大格代表0.2a，每一个小格代表0.02a，电流为0.5a。 故答案为：0.5。 21．小明探究“物体运动与其所受阻力的关系”实验时。让小车从斜面顶端由静止自由下滑到底端，然后在三种水平表面上滑行，如图所示。小明发现小车在水平木板表面上滑行的距离量最长，这个现象说明：_________；实验中让小车从同一高度滑下的目的是_________。 【分析】（1）实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小，阻力越小小车运动的距离越远； （2）该实验应使小车运动到斜面底端时的速度相等，比较小车运动的距离才有意义，所以要控制小车每次都从斜面上同一位置释放。 【解答】解： （1）在所给3种接触面中，水平木板表面最光滑，小车受到的阻力最小，小车运动的距离最远，这个现象说明：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢； （2）每次均让小车从斜面顶端由静止滑下，是为了使小车每次在水平面上开始滑行时的速度相等。 故答案为：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；使小车每次在水平面上开始滑行时的速度相等。 22．小明用微小压强计探究“液体内部压强的特点”时的实验情形，如图所示。 （1）小明安装好实验仪器后，发现U型管两侧的液面不相平，如图A所示，实验前需要将U型管两侧液面调整相平，方法是_________。 （2）小明调整好仪器，将探头放入水中同一深度并多次调整探头方向，如图B、C、D所示，其探究的问题是_________。 （3）根据C、E两个图中的现象可以看出：_________。 【分析】（1）按压橡皮膜u形管中的液柱不动，说明空气没有将压强传递给管中的液体，表明装置漏气； （2）（3）液体的压强与液体密度和深度都有关系。探头在液体中受到压强的大小不能直接观察，此处应用的是转换法； 【解答】解：（1）漏气是造成按压橡皮膜时，液柱的高度不变的原因；实验前需要将u型管两侧液面调整相平，方法是重新安装； 如图比较液体内部压强大小的仪器名称是u形管压强计，实验中判断压强大小是通过观察u形管两边液面的高度差实现的； （2）由图b、c、d所示现象知，压强计的探头处于同种液体的同一深度，但朝向不同，而u形管压强计两管液面高度差相等，故探究的问题是：同种液体，在同一深度，液体内部向各个方向的压强均相等； （3）液体密度相同，如果改变压强计的探头在水中的深度，即只改变深度的大小，根据c、e两个图中的现象可以知液体内部压强与深度的关系，同种液体，液体压强随深度的增加而增加。 故答案为：（1）重新安装；（2）同种液体，在同一深度，液体内部向各个方向的压强均相等；（3）同种液体，液体压强随深度的增加而增加。 23．小明探究“光的折射规律”时，做了两个实验，如图所示。对比两图，你有什么发现？_________。根据这两幅图，请你提出一个有探究价值的问题：_________。 【解答】解： 如图，入射角都是60°，甲图中介质是水，乙图中介质是玻璃，介质不同，折射角不同，可以得到结论是：在入射角相同时，不同介质中的折射角不同；那么为什么介质不同，折射角不同呢？影响折射角大小的因素是什么？ 故答案为：在入射角相同时，不同介质中的折射角不同；影响折射角大小的因素是什么？ 24．小明用甲图装置，探究固体熔化现律”，记录的实验数据如表所示： 时间min 0 1 2 3 4 5 6 7 温度/℃ -4 -2 0 0 0 0 1 2 （1）请根据实验数据在乙图中作出固体熔化的图象。 （2）根据做出的图象，可以判断此固体是_________（选填“晶体”或“非晶体）。 （3）通过数据分析得出，该物质在固体状态下的比热容_________它在液体状态下的比热容（选填“大于”等于”或“小于”）。 【分析】（1）利用描点法做出固体熔化的图象； （2）晶体和非晶体的区别--是否有熔点（凝固点），注意晶体在熔点（凝固点）阶段，温度是一个固定数值，表现在图象上就是一段水平线段； （3）比热容越大，则吸收相同热量时温度变化越小；同种物质在不同状态下内能不同。 【解答】解：（1）由表中数据，描点可得固体熔化的图象，如下图所示： （2）分析图象可知，物质在第2分钟时温度升到0℃，然后温度保持恒定，直到第5分钟开始继续升温，即该固体有一定的熔化温度，所以是晶体，其熔点为0℃； （3）物质由固态熔化为液态，其质量不变；用同一装置加热，在相同时间内，吸收的热量相同；由图可知，在相同时间内，固态时温度升高的多，根据q=cm△t可知，该物质在固体状态下的比热容较小。 故答案为：（1）如上图；（2）晶体；（3）小于。 25．电流表的内阻很小，通常情况下可忽略不计，小明探究电流表的电阻值时，如图甲所示，他先将20Ω的定值电阻接入电源电压6V（电压保持不变）的电路中，电路中的电流为0.3A；他将电流表接入电路中，如图乙所示，测得电流却是0.29A。 （1）电流表的内阻为_________Ω．电流表接入电路后，R两端的电压变化了_________（保留小数点后二位数字） （2）当电流通过电流表时，电流表的指针发生偏转，其工作原理是_________。 【分析】（1）求出接入电流表后电路的总电阻，减去定值电阻的阻值，即为电流表的内阻。再根据欧姆定律求出定值电阻两端的电压，即可得出电压的变化量； （2）电流表是利用了通电导体在磁场中受力的原理制成的。 （2）当电流通过电流表时，电流表的指针发生偏转，这是因为电流表内部的通电导体在磁场中受力而运动，即其工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。 故答案为：（1）0.69；0.20；（2）通电导体在磁场中受力而运动。 26．小明测量“形状不规则的矿石密度“时（矿石的密度大于水的密度），可使用的器材有弹簧测力计、烧杯、细线和水。请你设计一个实验方案帮助小明完成测量任务。 （1）简要写出实验步骤_________。 （2）矿石的密度表达式为_________。 【分析】该题缺少量筒，所以无法直接测出矿石的体积。由于所提供的器材有弹簧测力计、烧杯、水，所以要尝试用浮力的相关知识来解决这个问题。 ①该题可以利用浮力来测量，当矿石完全浸没在水中时有V物=V排； ②弹簧测力计可以测出物体的重力g，g=ρ物gV物； ③弹簧测力计拉着矿石，让矿石浸没在水中，测出此时的浮力f=ρ水gV排； 然后进行求解。 【解答】解： （1）实验步骤为： a、将细线拉住矿石，用弹簧测力计测出矿石在空气中的重力G； b、用细线拉住矿石，将矿石完全浸没在装有适量水的烧杯中，读出此时弹簧测力计的示数为F； （2）密度表达式推导过程： 由步骤a可得：G=m物g=ρ物V物g ① 由a、b两个步骤共同可以得出矿石受到浮力 F浮=G-F，又由阿基米德原理可知：F浮=ρ水gV排；所以有G-F=ρ水gV排 ② 物体完全浸没在水中时，V物=V排。 。 故答案为：（1）a、将细线拉住矿石，用弹簧测力计测出矿石在空气中的重力g； b、用细线拉住矿石，将矿石完全浸没在水中，读出此时弹簧测力计的示数为F； （2）。 四、计算与应用（本题包括3个小题，共17分，解答应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤，计算过程中物理量必须带上单位，只写出最后答案的不能得分） 27．如图所示，将标有“2.5V 0.625W”字样的小灯泡接入电源电压4.5V（电压保持不变）电路中，为调节灯泡亮度，在电路中串联一个滑动变阻器，两个电压表的量程都是3V。 （1）移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，灯泡正常发光时的电阻是多大？ （2）在小灯泡正常发光的情况下，通电5分钟，滑动变阻器消耗的电能是多少？ （3）为保证两个电压表两端的电压不超过3V，小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下，滑动变阻器允许的取值范围是多少？（假定灯丝电阻保持不变） 【分析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测L两端的电压，电压表V2测R两端的电压。 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据求出灯泡正常发光时的电阻； （2）根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出小灯泡正常发光时电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用W=UIt求出通电5分钟滑动变阻器消耗的电能； （3）为保证两个电压表两端的电压不超过3V，小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下，当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出其大小；当电压表V2的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出此时灯泡两端的电压，利用串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器接入电路中的最大阻值，然后得出答案。 【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测L两端的电压，电压表V2测R两端的电压。 （1）由 可得，灯泡正常发光时的电阻： ； （2）因串联电路中各处的电流相等，且小灯泡正常发光， 所以，电路中的电流：， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的电压： UR=U-UL=4.5V-2.5V=2V， 则通电5分钟，滑动变阻器消耗的电能： WR=URIt=2V×0.25A×5×60S=150J； （3）为保证两个电压表两端的电压不超过3V，小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下， 当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小， 则； 当电压表V2的示数UR大=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 此时灯泡两端的电压： UL小=U-UR大=4.5V-3V=1.5V， 此时电路中的电流： ， 解得：R大=20Ω， 所以，滑动变阻器允许的取值范围是8Ω～20Ω。 答：（1）灯泡正常发光时的电阻是10Ω； （2）在小灯泡正常发光的情况下，通电5分钟，滑动变阻器消耗的电能是150J； （3）滑动变阻器允许的取值范围是8Ω～20Ω。 28．如图所示，一个质量600kg、体积0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距离地面2m，若利用滑轮组和电动机组成的打捞机械，以0.5m/s的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。求： （1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强； （2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力； （3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的 机械效率； （4）整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值。 【分析】 （1）已知箱子在水中的深度，根据公式p=ρgh可求产生的压强。 （2）由于箱子沉入水底，则V排=v=0.2m3，利用F浮=ρgV排即可求出浮力； （3）物体完全露出水面后，根据公式机械效率即可求出机械效率。 （4）由于箱子从水底匀速提到地面，根据P=FV即可判断出拉力最大时，功率最大，所以求出最大拉力，然后即可求出最大功率。 【解答】解：（1）箱子在水底时下表面的深度h=5m， 此处水产生的压强：p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/Kg×5m=5×104Pa。 （2）箱子沉入水底，则V排=V=0.2m3， 则浮力F浮=ρ水gV排=1×103Kg/m3×10N/Kg×0.2m3=2×103N。 （3）物体完全露出水面后，在提升箱子过程中，不计绳重、摩擦和水的阻力，有用功是动滑轮对箱子的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮重所做的功； 箱子的重力：G=mg=600Kg×10N/Kg=6×103N； 出水后，根据可得： 机械效率： （4）由于箱子从水底匀速提到地面，根据P=Fv即可判断出拉力最大时，功率最大； 箱子离开水面在空中时，对滑轮组的拉力最大，故此时电动机对滑轮组的拉力最大； 由于不计绳重、摩擦和水的阻力，则； 电动机上绳子的提升速度为v′=2v=2×0.5m/s=1m/s， 则p最大=f最大v′=3.05×103N×1m/s=3.05×103W。 答：（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强为5×104Pa； （2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力为2×103N； （3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率为98.4%； （4）整个打捞过程中箱子离开水面在空中时电动机的输出功率最大，为3.05×103w。 29．人类探索大空的奥秘的过程中产生了大量垃圾，为探究太空垃圾对飞行器造成的危害，科学家做了一个模拟太空实验：用质量约为1g的塑料圆柱体代替垃圾碎片，用固定不动的大块铝板代替飞行器，当塑料圆柱体以6700m/s的速度撞击铝板时，在铝板上形成一个比塑料圆柱体直径大好多倍且表面光滑的圆形大坑，如图所示，请你解释铝板上光滑圆形大坑的形成原因。 （物体的动能E=12mv2）。 【分析】利用e= 1 2mv2求出动能的大小，然后结合动能大小的影响因素分析解答即可。 【解答】答：动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。 当塑料圆柱体以6700m/s的速度撞击铝板时，产生的动能为， 由以上计算可知，质量约为1g的塑料圆柱体以6700m/s的速度撞击铝板时，产生了巨大的内能， 所以铝板上会形成光滑圆形大坑。