题目内容
【题目】探究实验小组的同学们根据学习的电学知识,设计了一个模拟对司机进行呼吸式酒精检测的装置,其电路原理如图甲所示。电源两端的电压恒为6V,R 0 是阻值为10Ω 的定值电阻,R 为可以感知酒精气体浓度的可变电阻,其阻值随它所在位置空气中酒精气体浓度的变化情况而改变的关系图象如图乙所示。当被测人员呼出的酒精气体浓度值在 20 以下时,可视为不影响驾驶机动车;在 20~80 之间视为饮酒驾驶;在 80 以上视为醉酒驾驶。对于这个电路,下列说法中正确的是
A. 电压表示数小于 1.2V 时,属于不影响驾驶机动车的范围
B. 被测人员呼出酒精气体浓度越高,电阻 R 0 的电功率越小
C. 电压表示数的大小与被测人员呼出酒精气体浓度成正比
D. 若将电压表接在可变电阻 R 的两端,则被测人员呼出的酒精浓度越大,电压表示数也越大
【答案】A
【解析】
根据欧姆定律算出当电压表为1.2V时电路的电流,根据串联电路电压的规律和欧姆定律算出可变电阻的阻值,根据图象乙判断出酒精气体的浓度,再根据图象判断电阻越小,浓度越大来分析;由图象可知,被测人员呼出酒精气体浓度越高,可变电阻的阻值越小,根据电功率的公式分析电功率的大小;根据欧姆定律和串联电路的特点分析电压表示数的大小与被测人员呼出酒精气体浓度的关系;将电压表接在可变电阻 R 的两端,根据欧姆定律分析呼出的酒精浓度越大时电压表的变化。
由电路图知两电阻串联,电压表串联定值电阻R0两端的电压;
电压表示数等于1.2V时,电路的电流,由串联电路电压的规律可知可变电阻分担的电压为:U变=6V-1.2V=4.8V,可变电阻的电阻为:,由乙图知当可变电阻为40Ω,呼出的酒精气体浓度值为20;当电压表示数小于1.2V时,可变电阻分压变大,电阻变大,呼出的酒精气体浓度值变小,小于20,属于不影响驾驶机动车,故A正确;
由图象可知被测人员呼出酒精气体浓度越高,电阻越小,总电阻变小,根据可知通过电路的电流变大,根据可知电阻 R 0 的电功率变大,故B错误;
由图乙可知被测人员呼出酒精气体浓度越高,电阻越小,与被测人员呼出酒精气体浓度成正比,电压表的示数,由表达式可知电压表的示数与不成正比,所以电压表示数的大小与被测人员呼出酒精气体浓度不成正比,故C错误;
将电压表接在可变电阻 R 的两端,被测人员呼出的酒精浓度越大,R电阻越小,根据串联分压可知R两端的电压变小,电压表的示数变小,故D错误。
故选A。
【题目】甲、乙、丙三个小组同学发现如图(a)所示的驳船底部设计得比较宽大。于是,他们想“探究驳船的底部到液面的深度与哪些因素有关”。实验时,他们用圆柱体来模拟驳船,并选取了密度不同的三种液体来模拟不同密度的水域,将质量和底面积大小不同的圆柱体分别放入液体中,每次都使圆柱体漂浮在液面上,如图(b)所示。实验过程中,他们测量了所用圆柱体的质量m、底面积S和它的底部到液面的深度h,所有数据均记录在下表中。
序号 | 小组 | 容器中液体的密度 (103千克/米3) | 圆柱体的质量 m(千克) | 圆柱体的底面积 S(102米2) | 深度h (米) |
1 | 甲 | 0.8 | 0.06 | 0.05 | 0.15 |
2 | 0.8 | 0.12 | 0.06 | 0.25 | |
3 | 0.8 | 0.12 | 0.05 | 0.30 | |
4 | 乙 | 1.0 | 0.12 | 0.06 | 0.20 |
5 | 1.0 | 0.25 | 0.10 | 0.25 | |
6 | 1.0 | 0.30 | 0.10 | 0.30 | |
7 | 丙 | 1.2 | 0.12 | 0.10 | 0.10 |
8 | 1.2 | 0.12 | 0.05 | 0.20 | |
9 | 1.2 | 0.30 | 0.10 | 0.25 |
①分析比较实验序号1与3(或5与6或7与9)的实验数据及相关条件,他们归纳得出的初步结论是:漂浮在液面上的圆柱体,圆柱体底面积S和液体密度相同时,________。
②分析比较实验序号2与3(或7与8)的实验数据及相关条件,他们归纳得出的初步结论是:漂浮在液面上的圆柱体,________。
③分析比较实验序号________的实验数据及相关条件,他们归纳得出的初步结论是:漂浮在液面上的圆柱体,圆柱体的质量m和底面积S相同,液体密度越大,圆柱体的底部到液面的深度h
越小。
④三个小组的同学对表格中的数据计算之后,进一步综合归纳结论,
a分析比较实验数据2、5与9或3与6或4与8可归纳得出的结论是:漂浮在液面上的圆柱体,________,圆柱体的底部到液面的深度h相同。
b分析比较实验数据2、5与9和3与6和4与8可归纳得出的结论是:漂浮在液面上的圆柱体,________。
⑤通过上述研究的过程,同学们明白了驳船载重小并且底部设计比较宽大,主要是为了减少________,避免搁浅的发生。