29.在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)如图甲所示,一束平行主光轴的光线经凸透镜后,在光具座光屏上形成一个最小、最亮的光斑,说明凸透镜对光具有 会聚 作用。
(2)为了能使像始终成在光屏中心位置,要调整烛焰、凸图透镜和光屏的中心大致在 同一高度 。如图乙所示的位置示意图,在光屏上得到了一个清晰的像,这个像是倒立、 放大 (选填“放大”或“缩小”)的实像,应用此成像规律可制成 投影仪 (选填“照相机”或“投影仪”)。
【解答】解:(1)平行光线经过凸透镜后会聚于一点,这一点就是焦点,可知,凸透镜对光线具有会聚作用,焦点到光心的距离是焦距;
(2)由图可知,物距小于像距,成倒立、放大的实像,这一特点的应用是投影仪或幻灯机。 故答案为:(1)会聚;(2)同一高度;放大;投影仪。
30.小明同学猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关,于是他设计了如图所示的实验,让小球沿同一光滑斜面向下运动,与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水了如图平面上移动一段距离后静止。 (1)图甲是控制两球的 质量 相等,探究的是动能与 速度 的关系。
(2)图乙中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时,具有相同的 速度 ,选用图乙探究的是动能与 质量 的关系。
(3)由甲、乙两实验得出物体动能的大小与物体质量和运动速度 有 (选填“有”或“无”)关。
【解答】解:
(1)由甲图可知,两球质量相同,所以是控制两球的质量相等;而两球所处高度不同,两球到达斜面底端时的速度不同,故探究的是动能与速度的关系;根据甲图可知,质量相同时,小球从斜面上较高的高度滚下时,小球到达斜面底端的速度大,纸盒被撞击后运动的距离远,说明速度大的小球其动能大;由此得出结论:当质量一定时,物体的速度越大,动能越大;
(2)选用图乙时,从斜面的同一高度滚下,让小球到达斜面底端的速度相同;图乙中两球的质量不同,故选用图乙探究的是动能与质量的关系;根据乙图可知,高度相同时,小球到达斜面底端时的速度相同,质量大的小球撞击纸盒后,纸盒运动的距离远,说明质量大的小球其动能大;由此得出结论:速度相同时,物体的质量越大,动能越大;
(3)由甲、乙两实验得出物体动能的大小与物体质量和运动速度有关。 故答案为:(1)质量;速度;(2)速度;质量;(3)有。
31.如图所示,在测量小灯泡的电功率的实验中(小灯泡的额定电压为2.5V)。
(1)在电路连接时,开关闭合前滑动变阻器的滑片P应滑到 A (选填“A”或“B“)端。 (2)图甲是未连接好的实验电路,请你用笔画线代替导线将它连接完成。
(3)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡 短路 (选填“短路”或“断路”)。
(4)故障排除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 1.4 W,小灯泡正常工作时的电阻是 4.5Ω (保留一位小数)。
(5)根据测出的数据,画出了小灯泡的电流与电压的关系图象,如图丙所示,发现图线是弯曲的,其主要原因是温度升高、灯丝电阻 增大 (选填“增大”或“减小”)。
(6)若把这样的两只灯泡串联接在4V的电源上,则此时两个小灯泡消耗的实际功率总和是 2 W。
【解答】解:(1)在电路连接时,开关闭合前滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处的A端。 (2)灯的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(3)若灯短路,电路为通路,灯不亮,电流表有示数,电压表没有示数,符合题意;
若为断路,灯不亮,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,不符合题意; 故故障原因可能是小灯泡短路;
(4)故障排除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流大小为0.56A,则小灯泡的额定功率是: P=UI=2.5V×0.56A=1.4W,由欧姆定律,小灯泡正常工作时的电阻是: R==
≈4.5Ω;
(5)灯丝温度升高,灯丝电阻增大,不是一个定值,故小灯泡的电流与电压的关系图象是弯曲的;
(6)若把这样的两只灯泡串联接在4V的电源上,因灯的电阻相等,根据分压原理,灯的电压相等,故灯的实际电压为
=2V,由图丙知,通过灯的电流为0.5A,则此时两个小灯泡消耗的实际功率总和是:
P′=U′I′=4V×0.5A=2W。
故答案为:(1)A;(2)如上;(3)短路;(4)1.4;4.5Ω;(5)增大;(6)2。
四、计算解答题(每小题7分,共14分,解答过程中必须写出所依据的公式和文字说明)
32.边长为10cm的正方体木块,漂浮在水面上,露出水面体积与浸在水中的体积比为2:3,如图甲所示;将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块上表面放一重为2N的小铁块,静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。求:
(1)图甲中木块所受浮力大小; (2)图乙中液体的密度;
(3)图乙中木块下表面所受压强的大小。
【解答】解:(1)由题可知,木块的体积:V木=(10×10)m=10m, 露出水面体积与浸在水中的体积比为2:3,则V排=V木=×10m, 由阿基米德原理可得:
﹣33
﹣1
33
﹣33
F浮=ρ
水
V排g=1.0×10kg/m××10m×10N/kg=6N;
33﹣33
(2)木块的重力:G木=F浮=6N,
木块表面上放一重2N的铁块,当它静止时,F'浮=G总, 即ρ
液
V木g=G木+G铁,
液体的密度:ρ
液
==
乙
=0.8×10kg/m。
gh=0.8×10kg/m×10N/kg×0.1m=800Pa。
3
3
33
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强:p=ρ答:(1)图甲中木块受的浮力为6N; (2)图乙中液体的密度为0.8×10kg/m;
3
3
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强为800Pa。
33.如图甲所示的电路,小灯泡L标有“6V 3.6W”,R为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示。(不计温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻; (2)电源电压;
(3)当滑片P滑到中点时,小灯泡L的实际功率是多少。
【解答】解:(1)小灯泡L标有“6V 3.6W”,表示灯的额定电压为6V,灯的额定功率为3.6W,根据P=常发光时的电阻:
,灯正
RL===10Ω;
(2)滑片P从b端移到a端的过程中,变阻器连入电路中的电阻从最大到为0,根据分压原理,电压表示数从最大到变为0,
由图乙知,P在b点时,电压表示数为4V,对应的电流为0.2A; P在a点时,电压表示数为0V,对应的电流为0.6A, P在a点时,为灯的简单电路,由欧姆定律,电源电压:
U=IaRL=0.6A×10Ω=6V;
(3)P在b点时,根据欧姆定律和电阻的串联,变阻器的最大电阻:
R滑=﹣RL=﹣10Ω=20Ω,
当滑片P滑到中点时,变阻器连入电路中的电阻:
R中=0.5R滑=0.5×20Ω=10Ω,根据电阻的串联和欧姆定律,此时电路中的电流