湖南沙郡重点中学2016-学年上学期高一分班物理试题答卷

湖南沙郡重点中学2016-2017学年上学期高一分班物理试题答卷(总11页)

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2016-2017学年湖南沙郡中学高一（上）分班物理试卷

一、选择题（共8小题，每小题5分，满分40分） 1．下列几个事例中描述正确的是（ ） A．氢气球在升空过程中，体积会逐渐变小

B．在液体内部某一深度处，液体向下的压强大于向上的压强

C．体重不同的两个人同时间内从一楼登上三楼，体重大的人做功的功率较大 D．在沙滩玩耍，会发现沙子烫脚，而海水却比较凉，这是因为沙子的比热容较大 2．在科学发展的历程中，许多学者、科学家做出了杰出的贡献，下列叙述正确的是（ ）

①沈括最早记述了“地理的两极和地磁两极不重合”的现象； ②牛顿最早利用实验测量出了大气压的数值； ③奥斯特首先发现了电磁感应现象；

④伽利略通过实验分析得出，物体的运动不需要力来维持．

A．只有①、②正确 B．只有①、④正确 C．只有②、③正确 D．只有①、③正确

3．要使光线发生如图所示的偏折，则可使用的光学元件是（ ） A．一定是平面镜 B．一定是凸透镜 C．一定是凹透镜 D．可能是凹透镜 4．弹簧测力计下挂一长方物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐进入水中如图（甲），图（乙）是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象，则下列说法中正确的是（ ） A．物体的体积是500cm3

B．物体受到的最大浮力是5N C．物体的密度是2.25×103kg/m3

D．物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N

5．如图所示，整个装置处于静止状态，重力和摩擦不计．弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC，以下有关弹簧测力计的示数的关系，正确的是（ ） A．A弹簧秤对墙壁的拉力大于A弹簧秤的示数

B．3FA=2FB=FC C．6FA=3FB=2FC

D．B弹簧秤对墙壁的拉力小于B弹簧秤的示数

6．如图所示，水平的传送带上放一物体，物体下表面及传送带上表面均粗糙，导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器滑片相连，弹簧左端固定在墙壁上，不计滑片与滑动变阻器线圈间摩擦．当传送带如箭头方向运动且速度为v时，物体与传送带发生相对滑动，当传送带逐渐加速到2v时，物体受到的摩擦力和灯泡的亮度将（ ） A．摩擦力不变，灯泡的亮度变亮 B．摩擦力不变，灯泡的亮度不变 C．摩擦力变大，灯泡的亮度变亮 D．摩擦力变小，灯泡的亮度变暗

7．把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加．下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（ ） A．是由水的内能转化来的 B．是由水的重力势能转化来的

2

C．是由乒乓球的内能转化来的 D．是由乒乓球的化学能转化来的

8．某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速度向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9kW．不载人时测得电动机中的电流为5A，若载人时扶梯的移动速度和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为（设人的平均质量为60kg，g=10N/kg）（ ） A．12人 B．14人 C．20人 D．25人 二、填空题（共3小题，每空3分，满分21分）

9．太阳能热水器是一种常见的太阳能装置，他将太阳能转化成______能，使水温度升高．若晴天气能接收的太阳能平均的辐射强度为300J/（m2s），太阳能热水器接收太阳能的有效面积为4m2，储水箱里有100L水，水的质量______kg，若阳光下照射70min，所接收到的太阳能有50%用来加热水，则储水箱中水温可升高______℃．[c水=4.2×103J/（kg℃）]．

10．如图所示电路中，电源电压不变，且R1＞R2．当闭合S1，断开S2，电压表有示数；断开S1，闭合S2，发现电压表的示数变小．若故障只发生在电阻R1、R2上，则故障可能是______；用一个完好的小灯替换R后，当闭合S1，断开S2，小灯发光；断开S1，闭合S2，小灯不发光，则一定存在的故障是______．

11．蜻蜓点水是指雌蜻蜓将卵直接产入水中．如图所示，是小华观察到的蜻蜓贴着水面沿直线飞行，连续三次“点水”后水面振动的波纹图片（每次点水只形成一个波纹，时间忽略不计），三个波纹刚好内切于坐标原点O．由图片可知：

（1）蜻蜓的飞行方向是沿y轴______，其平均速度______ （选填“大于”、“等于”或“小于”）水波的传播速度．

（2）小华测得蜻蜓由第一次点水到第三次点水历时2s，则蜻蜓飞行的平均速度为______ m/s．

三、解答题（共3小题，满分39分）

12．假定有前后两次声音传到人的耳朵里，如果这两次声音到达人的耳朵的先后时间间隔大于（或等于）0.1s，人耳就能够把这两次声音分辨开，也就是说，如果两次声音传到人耳的时间间隔不足0.1s，人耳就只能听到一次声音．某农村中学8年级课外活动小组为了体验声音在不同介质中的传播速度不同的物理现象，他们请一位同学在输送水的管道（充满水）上敲击一下，使铁管发出清脆的声音，其余同学沿铁管分别在不同位置用耳朵贴近铁管听声．实验结束后，A同学说自己只听到一次响声；B同学说自己听到两次响声；C同学说自己听到三次响声．已知声音在空气中的传播速度是v气=340m/s，在水中的传播速度是v水=1500m/s，在钢铁中的传播速度是v钢=5100m/s．请你通过计算说明：在铁管上某处敲响一次，A、B、C三位同学的位置到达敲击点的距离各在什么范围内（ 写出计算过程和对结论分析过程）

13．如图所示是一直流电动机提升重物的装置．已知重物质量m=50kg，电源电压U=110V保持不变，电动机线圈的电阻R=4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=5A（g=10N/kg）． 求：

（1）电源的输出功率；

（2）电动机线圈电阻R的发热功率；

（3）试从能量转化和守恒的角度，求重物上升的速度大小．

3

14．如图甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压恒为24V，R0为定值电阻，A为油量指示表（一只量程0～0.6A的电流表），Rx为压敏电阻，它的上表面受力面积为10cm2，其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示．油箱的上下两部分皆为长方体形状，下部分的横截面积为20dm2，高为2dm，上半部分的横截面积为10dm2，油箱加满油时油的总体积为60dm3．当油箱装满油时，油量指示表的示数如图丙所示．已知：ρ汽油=0.7×103kg/m3，取g=10N/kg．

（1）当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少？

（2）若汽车在高速公路匀速行驶400km，油量表由满刻度指向满刻度的四分之一位置，求该汽车行驶100km消耗汽油多少升？

（3）在上面第（2）问所述的行驶过程中发现，油量表的示数在开始运动的一段时间内变化较快，而后来一段时间内变化较慢，请解释其中的原因．

2016-2017学年湖南沙郡中学高一（上）分班

物理试卷

参与试题解析

一、选择题（共8小题，每小题5分，满分40分） 1．下列几个事例中描述正确的是（ ） A．氢气球在升空过程中，体积会逐渐变小

B．在液体内部某一深度处，液体向下的压强大于向上的压强

C．体重不同的两个人同时间内从一楼登上三楼，体重大的人做功的功率较大

D．在沙滩玩耍，会发现沙子烫脚，而海水却比较凉，这是因为沙子的比热容较大 【考点】液体的压强的特点；气体压强跟体积的关系；功率大小的比较；比热容解释简单的自然现象．

【分析】（1）大气压与高度有关，高度越高，大气压越小；

（2）由于液体受到重力作用，且具有流动性，所以液体对容器底和容器侧壁有压强，液体内部向各个方向都有压强；

液体的压强随深度增加而增大；在同一深度处液体向各个方向的压强相等；不同液体的压强还跟密度有关；

（3）知道功与力和在力的方向上移动的距离有关，根据W=Gh比较做功的多少，然后利用P=比较功率的大小；

（4）在常见物质中，水的比热容是最大的，因此，在相同条件下水吸收的热量较多，而在吸收相同热量时，水升温则较慢．

【解答】解：A、氢气球在升空过程中，由于大气压随高度增加而降低，氢气球内部压强大于外部大气压，所以体积会渐渐变大，到达一定高度可能会自动破裂，故A错误； B、因为在液体内部同一深度处液体向各个方向的压强相等，故B错误；

C、体重不同的两个人从一楼登上三楼，所经过的高度相同，则由W=Gh可知，体重大的克服重力所做的功较多；又根据P=可知，在爬楼时间相同时，做功多的功率大，即体重大的人做功的功率较大，故C正确；

D、在沙滩玩耍，会发现沙子烫脚，而海水却比较凉，这是因为沙子的比热容比海水的比热容小，故D错误．

4

故选C．

【点评】本题是一道综合题，涉及到的知识点多，跨度大，熟练运用所学的知识是解题的关键，尤其是说出选择的理由具有一定的难度．

2．在科学发展的历程中，许多学者、科学家做出了杰出的贡献，下列叙述正确的是（ ）

①沈括最早记述了“地理的两极和地磁两极不重合”的现象； ②牛顿最早利用实验测量出了大气压的数值； ③奥斯特首先发现了电磁感应现象；

④伽利略通过实验分析得出，物体的运动不需要力来维持．

A．只有①、②正确 B．只有①、④正确 C．只有②、③正确 D．只有①、③正确

【考点】物理常识．

【分析】本题考查物理学史，应记住一些物理学家及他们的贡献，可逐一对题干中的描述做出判断．

【解答】解：①沈括最早记述了“地理的两极和地磁两极不重合”的现象，即发现了磁偏角，说法正确；

②托里拆利最早利用实验测量出了大气压的数值，而不是牛顿测出的，说法错误； ③奥斯特首先发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，说法错误； ④伽利略通过理想斜面实验分析得出，物体的运动不需要力来维持，说法正确． 综上所述，只有①、④正确． 故选B．

【点评】物理学史也是物理考试中经常出现的一类题型，要求学生熟记著名科学家的贡献．

3．要使光线发生如图所示的偏折，则可使用的光学元件是（ ） A．一定是平面镜 B．一定是凸透镜 C．一定是凹透镜 D．可能是凹透镜 【考点】透镜的光路图．

【分析】光的传播方向改变了，可能是平面镜，或凸透镜、或凹透镜．

【解答】解：从下面的光路图可以看出，凸透镜、平面镜、凹透镜都可使光的方向发生图中的改变．如图所示： 故选D．

【点评】本题主要抓住光的传播方向发生了改变来分析，而平面镜、凸透镜、凹透镜都可使光的方向发生改变，故有三种可能情况．

4．弹簧测力计下挂一长方物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐进入水中如图（甲），图（乙）是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象，则下列说法中正确的是（ ）

A．物体的体积是500cm3

B．物体受到的最大浮力是5N C．物体的密度是2.25×103kg/m3

D．物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N 【考点】阿基米德原理；密度的计算．

【分析】AB、根据图象，分析出物体的重力G，完全浸没时的拉力F，从而可根据F浮=G﹣F求出完全浸没时的浮力，即最大浮力；由浮力公式计算出完全浸没时排开液体的体积；

C、由物体的重力求出质量，根据密度公式得出物体的密度；

5

D、根据阿基米德原理，物体刚浸没时下表面受到的压力等于物体受到的浮力．

【解答】解：AB、由图象知，G=9N，当物体完全浸没时，拉力F=5N，则完全浸没时的浮力为F浮=G﹣F=9N﹣5N=4N，此时物体完全浸没，所以浮力最大，故B错误； 由F浮=ρ液gV排得，V=V排=

=

=4×10﹣4m3，A错误；

C、物体的质量m===0.9kg；

=2.25×103kg/m3，C正确；

则ρ==

D、物体刚浸没时，下表面受到的压力F下=F浮=4N，故D错误． 故选C．

【点评】本题用到的知识点有重力、质量、密度、阿基米德原理、压强的计算等，考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力，难度较大．

5．如图所示，整个装置处于静止状态，重力和摩擦不计．弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC，以下有关弹簧测力计的示数的关系，正确的是（ ） A．A弹簧秤对墙壁的拉力大于A弹簧秤的示数 B．3FA=2FB=FC C．6FA=3FB=2FC

D．B弹簧秤对墙壁的拉力小于B弹簧秤的示数 【考点】滑轮组绳子拉力的计算．

【分析】（1）弹簧秤对墙壁的拉力可以通过弹簧秤显示出来，弹簧秤对墙壁的拉力等于弹簧秤的示数；

（2）由于滑轮组是由一根绳子缠绕而成，弹簧秤B的示数等于弹簧秤A的示数的2倍；弹簧秤C的示数等于弹簧秤A的示数的3倍，据此得出三个弹簧秤的示数大小关系． 【解答】解：

（1）弹簧秤对墙壁的拉力可以通过弹簧秤显示出来，弹簧秤A、B对墙壁的拉力等于A、B弹簧秤的示数，故AD错；

（2）由于滑轮组是由一根绳子缠绕而成，弹簧秤B的示数等于弹簧秤A的示数的2倍，即FB=2FA；弹簧秤C的示数等于弹簧秤A的示数的3倍，即FC=3FA； 所以，6FA=3FB=2FC． 故选C．

【点评】滑轮组用几段绳子拉着物体，拉动物体所用的力就是总重的几分之一．注意条件：滑轮组是由一根绳子缠绕而成．

6．如图所示，水平的传送带上放一物体，物体下表面及传送带上表面均粗糙，导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器滑片相连，弹簧左端固定在墙壁上，不计滑片与滑动变阻器线圈间摩擦．当传送带如箭头方向运动且速度为v时，物体与传送带发生相对滑动，当传送带逐渐加速到2v时，物体受到的摩擦力和灯泡的亮度将（ ） A．摩擦力不变，灯泡的亮度变亮 B．摩擦力不变，灯泡的亮度不变 C．摩擦力变大，灯泡的亮度变亮 D．摩擦力变小，灯泡的亮度变暗 【考点】欧姆定律的应用．

6

【分析】（1）由摩擦力大小的影响因素可知摩擦力的变化；

（2）对物体由力的平衡可知触片的位置变化；则由欧姆定律可得出灯泡亮度的变化． 【解答】解；因摩擦力大小只与压力大小及接触面的粗糙程度有关与物体的相对运动速度无关，故物体所受摩擦力不变；

因物体在弹簧弹力及摩擦力的作用下将处于平衡状态，故物体的位置将不发生变化，与滑动变阻器保持相对静止，滑动变阻器接入电阻不变，则由欧姆定律可得电路中电流不变，灯泡的亮度不变． 故选B．

【点评】本题综合考查了力学与电学相关知识，要求学生应准确掌握相关知识并能在实际中灵活应用．

7．把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加．下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（ ） A．是由水的内能转化来的 B．是由水的重力势能转化来的 C．是由乒乓球的内能转化来的 D．是由乒乓球的化学能转化来的 【考点】能量的转化和转移．

【分析】重力势能的大小与物体的质量和高度有关系，动能与物体的质量和速度有关． 【解答】解：松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能不断减小，重力势能转化为乒乓球的机械能，故乒乓球的机械能不断增加； 故选B．

【点评】解决此题的关键是知道乒乓球上升的过程中，水的重心不断降低．

8．某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速度向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9kW．不载人时测得电动机中的电流为5A，若载人时扶梯的移动速度和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为（设人的平均质量为60kg，g=10N/kg）（ ） A．12人 B．14人 C．20人 D．25人 【考点】功率计算公式的应用．

【分析】知道不载人时电动机中的电流和交流电压，利用P=UI求维持扶梯运转的功率；而知道电动机的最大输出功率，可求用于输送顾客功率；

知道自动扶梯的倾角、人的平均质量和扶梯的速度，利用P=Fv求输送一个人的功率，进而求出乘载的最多人数． 【解答】解：

维持扶梯运转的功率：

P0=UI=380V×5A=1900W=1.9kW， 电动机的最大输出功率为P最大=4.9kW 可用于输送顾客功率：

△P=P最大﹣P0=4.9kW﹣1.9kW=3kW， 输送一个人的功率：

P=Fv=Gvsin30°=mgvsin30°=60kg×10N/kg×0.4m/s×sin30°=120W， 同时乘载的最多人数：

7

n===25（人）

故选D．

【点评】本题考查了学生对功率公式的掌握和运用，能利用P=Fv=Gvsin30°求出输送一个人的功率是本题的关键．

二、填空题（共3小题，每空3分，满分21分）

9．太阳能热水器是一种常见的太阳能装置，他将太阳能转化成 内 能，使水温度升高．若晴天气能接收的太阳能平均的辐射强度为300J/（m2s），太阳能热水器接收太阳能的有效面积为4m2，储水箱里有100L水，水的质量 100 kg，若阳光下照射70min，所接收到的太阳能有50%用来加热水，则储水箱中水温可升高 6 ℃．[c水=4.2×103J/（kg℃）]．

【考点】太阳能热水器中的热量计算．

【分析】（1）太阳能热水器是利用太阳能来给物体加热的，将太阳能转化为内能； （2）根据公式：m=ρ水V，把数值代入公式，解答即可；

（3）太阳能热水器每平方米面积上一秒内接收到的太阳能为300J，其有效面积是4m2，照射70min，所以，可求出接收到的太阳能，进而求出水吸收的热量；再根据公式：Q吸=cm△t，代入数值，可解答．

【解答】解：（1）太阳能热水器是一种常见的太阳能装置，他将太阳能转化成水的内能，使水的温度升高； （2）∵ρ=

∴水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg；

（3）接收的太阳能：Q=4m2×300J/（m2s）×70×60s=5.04×106J； 水吸收的热量：Q吸=50%Q=50%×5.04×106J=2.52×106J， ∵Q吸=cm△t

∴水升高的温度：△t=

=

=6℃．

故答案为：内；100；6．

【点评】本题考查了热量的计算，本题与生活相连，使学生觉得学有所用，激发了学生的学习兴趣．注意计算时公式变形、单位变换要正确．

10．如图所示电路中，电源电压不变，且R1＞R2．当闭合S1，断开S2，电压表有示数；断开S1，闭合S2，发现电压表的示数变小．若故障只发生在电阻R1、R2上，则故障可能是 R1短路、R2断路或R1短路同时R2断路 ；用一个完好的小灯替换R后，当闭合S1，断开S2，小灯发光；断开S1，闭合S2，小灯不发光，则一定存在的故障是 R2断路 ．

【考点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用．

【分析】（1）当闭合S1，断开S2，R1和R串联，电压表测量R两端电压；断开S1，闭合S2，R2和R串联，电压表测量R两端电压，根据串联电路电压的特点可知电路故障的原因；

（2）用一个完好的小灯替换R后，当闭合S1，断开S2，R1和灯泡串联；断开S1，闭合S2，R2和灯泡串联，根据灯泡的发光情况可知电路发生短路还是断路． 【解答】解：

8

（1）当闭合S1，断开S2，R1和R串联，电压表测量R两端电压；断开S1，闭合S2，R2和R串联，电压表测量R两端电压；而电压表的示数变小；

当R1发生短路时，闭合S1，断开S2，电压表测量电源电压；因此当断开S1，闭合S2时，电压表的示数变小；

当R2断路时，断开S1，闭合S2时，电压表示数变为零；因此电压表示数变小的故障原因可能是R1短路、R2断路或R1短路同时R2断路；

（2）用一个完好的小灯替换R后，当闭合S1，断开S2，R1和灯泡串联；断开S1，闭合S2，R2和灯泡串联；灯泡由发光到不发光，说明灯泡不发光的原因为电路发生断路，即R2断路．

故答案为：R1短路、R2断路或R1短路同时R2断路；R2断路．

【点评】此题考查电压表在电路故障中的作用判断，要结合电路图和两表特点进行分析，关键是分清电路的连接和电表的测量情况．

11．蜻蜓点水是指雌蜻蜓将卵直接产入水中．如图所示，是小华观察到的蜻蜓贴着水面沿直线飞行，连续三次“点水”后水面振动的波纹图片（每次点水只形成一个波纹，时间忽略不计），三个波纹刚好内切于坐标原点O．由图片可知：

（1）蜻蜓的飞行方向是沿y轴 负方向 ，其平均速度 等于 （选填“大于”、“等于”或“小于”）水波的传播速度．

（2）小华测得蜻蜓由第一次点水到第三次点水历时2s，则蜻蜓飞行的平均速度为 4.5 m/s．

【考点】变速运动与平均速度；速度的计算．

【分析】本题首先知道蜻蜓“点水”点的是水波的圆心，不同的水波传播的速度是相同的；其次应明白先点的水波的半径大，后点的水波的半径小；第三应考虑到三个水波内切，出现这种情况是因为蜻蜓在点水时前面点水的水波恰好到达点水处；最后用公式v=计算蜻蜓的飞行速度．

【解答】解：（1）因为三个水波的圆心在y轴上，而且沿y轴负方向水波半径越来越小，所以蜻蜓应沿y轴负方向飞行；

根据三个水波内切，即蜻蜓点水时先点水的水波恰好传到后点水的位置，所以蜻蜓的飞行速度等于水波的传播速度； 故答案为：负方向、等于．

（2）蜻蜓三次点水的坐标依次为：（0，10m）、（0，3m）、（0，1m）， 蜻蜓由第一次点水到第三次点水飞行的路程s=10m﹣1m=9m，时间t=2s， 飞行的平均速度v==

=4.5m/s；

故答案为：4.5．

【点评】根据题意，结合图解，明白实际生活中的实际问题，是提高自己的思维能力，解答难题的一条有效途径！

三、解答题（共3小题，满分39分）

12．假定有前后两次声音传到人的耳朵里，如果这两次声音到达人的耳朵的先后时间间隔大于（或等于）0.1s，人耳就能够把这两次声音分辨开，也就是说，如果两次声音传到人耳的时间间隔不足0.1s，人耳就只能听到一次声音．某农村中学8年级课外活动小组为了体验声音在不同介质中的传播速度不同的物理现象，他们请一位同学在输送水的管道（充满水）上敲击一下，使铁管发出清脆的声音，其余同学沿铁管分别在不同位置用耳朵贴近铁管听声．实验结束后，A同学说自己只听到一次响声；B同学说自己听到两次响声；C

9

同学说自己听到三次响声．已知声音在空气中的传播速度是v气=340m/s，在水中的传播速度是v水=1500m/s，在钢铁中的传播速度是v钢=5100m/s．请你通过计算说明：在铁管上某处敲响一次，A、B、C三位同学的位置到达敲击点的距离各在什么范围内（ 写出计算过程和对结论分析过程）

【考点】速度公式及其应用．

【分析】根据两次声音到达人耳的先后时间间隔大于（或等于）0.1s，人耳就能够把这两次声音分辨开，结合声音在不同介质中的传播速度，可运用速度的公式变形列出方程，依次进行求解，最后确定三个位置的距离范围．

【解答】解：声音到达人耳的先后顺序（传声物质）依次是：铁、水、空气．设声音传播的距离为S米．

要分辨（相邻的）空气和水传来的声音，由v=应有：

﹣

≥0.1s

解得：s1≥43.97m，

要分辨（相邻的）水和铁传来的声音，应有：

﹣

≥0.1s，

解得：s2≥212.5m，

故可得出结论：C同学与敲击点处的距离：s≥212.5m时，三种物质传播的声音到达听音者的时间间隔均等于或大于0.1s，能听到三次敲击声；

B同学与敲击点处的距离：212.5m＞s＞43.97m时，水和铁传播的声音到达听音者的时间间隔小于0.1s（不能区分），但水和空气传播的时间间隔仍然等于或大于0.1s，能听到两次敲击声；

A同学与敲击点处的距离：s＜43.97m时，任意两种物质传播的声音到达听音者的时间间隔均小于0.1s，只能听到一次敲击声．

答：A同学与敲击点处的距离：s＜43.97m；B同学与敲击点处的距离：212.5m＞s＞43.97m；C同学与敲击点处的距离：s≥212.5m． （计算过程和对结论的分析过程同上）

【点评】本题的解答中，合理运用速度的公式及其变形，根据不同介质中声速的大小和人耳辨别两次声音的间隔时间，列方程进行求解，是解答的关键，有一定难度．

13．如图所示是一直流电动机提升重物的装置．已知重物质量m=50kg，电源电压U=110V保持不变，电动机线圈的电阻R=4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=5A（g=10N/kg）． 求：

（1）电源的输出功率；

（2）电动机线圈电阻R的发热功率；

（3）试从能量转化和守恒的角度，求重物上升的速度大小．

【考点】电功率的计算；能量转化与守恒观点的应用；功率的计算．

【分析】（1）已知电源电压和电路中的电流，可利用公式P出=UI计算电源的输出功率； （2）已知线圈的电阻和通过线圈的电流，可利用公式P热=I2R计算发热功率；

（3）因为能量守恒，可利用公式P有用=P出﹣P热计算有用功率，再利用P有用=FV的变形公式计算速度．

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【解答】解：（1）∵U=110V，I=5A， ∴P出=UI=110V×5A=550W． 答：电源的输出功率为550W． （2）∵R=4Ω，

∴P热=I2R=（5A）2×4Ω=100W．

答：电动机线圈电阻R的发热功率为100W．

（3）∵能量守恒，电动机对重物做的功的功率为： ∴P有用=P出﹣P热=550W﹣100W=450W

匀速向上提升重物时：F=G=mg=50kg×10N/kg=500N， 又∵P==∴V=

==

=FV， =0.9m/s．

答：重物上升的速度为0.9m/s．

【点评】本题考查了利用电功率的公式P=UI和P=I2R计算电功率，以及利用P=FV的变形公式计算速度，

14．如图甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压恒为24V，R0为定值电阻，A为油量指示表（一只量程0～0.6A的电流表），Rx为压敏电阻，它的上表面受力面积为10cm2，其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示．油箱的上下两部分皆为长方体形状，下部分的横截面积为20dm2，高为2dm，上半部分的横截面积为10dm2，油箱加满油时油的总体积为60dm3．当油箱装满油时，油量指示表的示数如图丙所示．已知：ρ汽油=0.7×103kg/m3，取g=10N/kg．

（1）当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少？

（2）若汽车在高速公路匀速行驶400km，油量表由满刻度指向满刻度的四分之一位置，求该汽车行驶100km消耗汽油多少升？

（3）在上面第（2）问所述的行驶过程中发现，油量表的示数在开始运动的一段时间内变化较快，而后来一段时间内变化较慢，请解释其中的原因． 【考点】欧姆定律的应用．

【分析】（1）先计算装满油时，油的深度；由液体压强公式P=ρgh可求得汽油对压敏电阻的压强；再根据导出公式F=PS算出油对Rx的压力，在乙图图象中找出对应的电阻值； 电源电压已知，装满油时电流表示数为所接量程的最大值，电路的总电阻为R总=，把所求得的总电阻减去Rx的阻值就等于R0的阻值；

当油箱内汽油用完时，即RX所受压力为零，根据此时压敏电阻和定值电阻的阻值，求出总阻值，由欧姆定律可求此时的电流．

（2）由电流表的指针可读出此时的电流，则由欧姆定律可求得电路中的总阻值，由串联电路特点可求出压敏点尊RX的阻值；由图象可求出汽油对压敏电阻的压强，由液体压强公式的变形公式可求出汽油的深度，可进一步求出消耗汽油的体积，即每100km消耗汽油的体积．

（3）从油量表上下不一样粗方面分析．上细下粗，当消耗相同的汽油时，上部下降的高度大，压强减小的也较大． 【解答】解：

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（1）当油箱装满油时，由的深度：h=h下+h上=h下+

=2dm+

=4dm=0.4m，

汽油对压敏电阻的压强为：P=ρgh=0.7×103kg/m3×10N/kg×0.4m=2800Pa； 由P=可得，汽油对压敏电阻的压力为：F=PS=2800Pa×10×10﹣4m2=2.8N，

在乙图图象中查得对应的Rx的阻值为Rx=30Ω，

由图甲知，R0与Rx串联，电源电压为24V，当油箱装满油时，由丙图可知电流表示数为0.6A，

根据欧姆定律可得，电路的总电阻为： R总==

=40Ω，

由串联电路电阻特点可得，R0的阻值为： R0=R总﹣Rx=40Ω﹣30Ω=10Ω，

当油箱内汽油用完时，即RX所受压力为零，由图象可知此时：Rx=300Ω， 此时电路总电阻为：R总′=Rx+R0=300Ω+10Ω=310Ω， 则此时的电流为： I=

=

≈0.08A；

（2）电流表指针在满偏的时，电流表示数为0.6A×=0.15A， 此时电路的总电阻为：R总″=

=

=160Ω，

此时Rx的电阻为：Rx″=R总″﹣R0=160Ω﹣10Ω=150Ω， 由乙图图象中查得此时汽油对Rx的压力为：F=0.7N， 此时汽油对Rx的压强为：p==所以油的深度为：h=

=

=700Pa，

=0.1m，

消耗汽油的体积为：V=Sh=20×10﹣2m2×（0.4m﹣0.1m）=6×10﹣2m3=60dm3， 行驶400km消耗汽油60dm3，则行驶100km消耗汽油为：

=15dm3=15L；

（3）因为油箱上部横截面积较小，消耗相同体积的汽油，上部的液面高度变化较大，导致汽油对压敏电阻的压力变化较快，所以电流表示数变化较快，也就是说油量表变化比较快．

答：（1）当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，此位置所对应的电流值是0.08A；

（2）汽车行驶100km消耗汽油15升；

（3）油箱上部横截面积较小，消耗相同体积的汽油，上部的液面高度变化较大，导致汽油对压敏电阻的压力变化较快，所以电流表示数变化较快，也就是说油量表变化比较快． 【点评】本题综合考查了力学与电路中的相关知识，对学生的审题能力、综合分析计算能力等要求较高，难度较大．

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