专题12 备战2021年中考培优专题训练（综合应用题）

专题12 备战2021年中考培优专题训练（综合应用题） 一．液体的密度测量实验 1．在综合实践活动中，小明利用图示装置来测量烧杯中液体的密度，已知物块的体积是50cm3，如图1、2中物块均处于静止状态，弹簧测力计示数如图所示，g取10N/kg。 （1）图2中，物块受到的浮力为　0.5　N，烧杯中液体的密度为　1　g/cm3。 （2）小明对本实验原理进行了进一步分析，从而得到弹簧测力计的示数与被测液体的密度之间的函数关系，则符合此关系的应是图3中的图线　③　（选填“①”、“②”或“③”）； （3）根据上述结论，水上明对弹簧测力计刻度进行重新标度，将图2装置改装成一个密度秤，它的零刻度应标在　1.5　N处，用它测量时，待测液体密度ρ液应不超过　3　g/cm3；该密度秤的分度值为　0.2　g/cm3。 （4）用此密度秤测量时，若物块未完全浸没，则测得液体密度值将偏　小　。 【解析】 （1）弹簧测力计的分度值为0.1N，物块的重：G＝1.5N， 物体在液体中弹簧测力计的示数：F＝1N， 物块受到的浮力：F浮＝G﹣F＝1.5N﹣1N＝0.5N； 根据阿基米德原理G排＝F浮＝0.5N， 排开液体的质量m＝＝＝0.05kg＝50g， 排开液体的体积V排＝V物＝50cm3， 液体的密度：ρ＝＝＝1g/cm3。 （2）由F浮＝G﹣F和F浮＝ρ液gV排可得，F＝G﹣ρ液gV排，F与ρ液图象与③符合； （3）当密度为零时，物块受到的浮力为零，根据F浮＝G﹣F，弹簧测力计的示数等于物体重力，所以它的零刻度应标在1.5N处； 物体的重力是1.5N，所以液态对物块产生的浮力最大不能超过1.5N， 由F浮＝ρ液gV排可得，ρ液＝＝＝3×10kg/m3＝3g/cm3； 由题可知，该密度称的最大量程为3g/cm3，中间共15个小格，所以分度值为0.2g/cm3； （4）若物块未完全浸没，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排则物体受到的浮力偏小，弹簧测力计示数偏大，测得液体密度值将偏小。 二．控制变量法与探究性实验方案 2．小华找到了一张测定汽车油箱内油量的装置图，如图所示，他与同组同学对相关问题进行了探究。 （1）把油量信息转化为电信息，有利于信息的传递。装置中，信息转化的关键环节为：油量变化→杠杆绕O点转动→电路的　总电阻　变化→电流变化。 （2）若圆弧形电阻丝最大阻值为100Ω，其他可供选择的器材有：恒压电源E1（电压3V）和E2（电压18V）；电流表A1（量程0～0.6A）和A2（量程0～0.1A）；定值电阻R1＝5Ω、R2＝30Ω和R3＝100Ω．为了节约能源，并且实现油量最大时，电流表示数最大，器材选择的最佳组合为　 　。 A．E2、A2、R3 B．E1、A2、R2 C．E1、A2、R1 D．E2、A1、R3 （3）合理选择器材后，他们通过测量，得到了表所示的结果（其中V是油箱的容积，Ig是电流表的最大示数）： 液体体积 V 0 电流表示数 Ig 依据测量结果，可以将电流表的刻度改为油量体积。分析数据可知，当液体体积为时，电流表示数　小于　．（选填“大于”、“等于”或“小于”） （4）关于探究过程的反思，下列说法中不正确的是　C　。 A．调整圆弧形电阻丝的位置，要让圆心在O点 B．为保证安全和方便，测量时用水来灌装油箱 C．为节约空间，应该使电路元件尽量靠近油箱 D．该装置还存在一些缺陷，应继续探究并改进 【解析】 （1）由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流， 当油量变化时，浮子所处的高度发生变化，在杠杆的作用下滑片发生移动， 导致电阻丝接入电路中的电阻发生变化，电路的总电阻发生变化，根据欧姆定律可知电路中的电流发生变化； （2）由P＝UI可知，为了节约能源，需要电压和电流较小的，所以选择电源E1和电流表A2， 当油量最大时，变阻器接入电路中的电阻为零，此时电流表示数最大， 由I＝可得，定值电阻的阻值R定值＝＝＝30Ω， 综上可知，器材选择的最佳组合为B； （3）由表格数据可知，当液体的体积为V时电路中的电流为Ig，当液体的体积为0时电路中的电流为Ig， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，由I＝可得：Ig＝，Ig＝， 联立等式可得：R滑＝3R2， 当液体体积为时，滑动变阻器接入电路中电阻R滑′＝R滑＝×3R2＝1.5R2， 此时电路中的电流：I＝＝＝×＝Ig＜； （4）A．调整圆弧形电阻丝的位置，让圆心在O点，则保证滑片与弧形电阻丝在滑动过程中不错位，能正常接触，故A正确； B．水不可燃，容易获取，为保证安全和方便，测量时用水来灌装油箱，故B正确； C．电路元件会由于电流的热效应，温度升高，油是可燃物，电路元件尽量靠近油箱容易燃烧，故C错误； D．当油量最小时，电阻丝接入电路最大，