2023年山东省年青岛市自招模拟物理试卷
2024-11-05
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内容正文:
试题 第 1页(共 8页) 试题 第 2页(共 8页)
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绝密★启用前
2023年自招模拟密卷
物 理
(考试时间:90分钟 试卷满分:120分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需
改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在
本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共 10小题,每小题 2分,共 20分.在每小题给出的四个选项中,只有
一个选项是符合题目要求的.
1.下列有关声音的说法中正确的是( )
A.声音在同种均匀介质中传播速度一定相同
B.声音从空气传入水中,音调、响度以及传播速度都不变
C.用声呐探测海深,利用了超声波传递信息
D.只要物体振动,我们就一定能听到声音
2.如右图所示,容器底部放水,水上面浮有一层沸点比水高的油,
如果对容器底部加热,则下列说法正确的是( )
A.水先沸腾,油后沸腾,但水和油同时蒸发
B.开始油蒸发,水不蒸发,然后同时沸腾
C.油蒸发,水不蒸发,然后同时沸腾
D.油蒸发,水不蒸发,直到水全汽化后,油沸腾
3.用手拿着一支铅笔,开始时手伸直,眼睛盯住铅笔。然后慢慢弯曲手臂,让铅笔靠近眼睛,这时你会发现,
在一定的位置,铅笔开始由清晰变模糊。下列有关说法中正确的是( )
A.物距变小时,像就变大,因而变得模糊
B.物距变小时,到一定程度,成的像变成了虚像,因而变得模糊
C.物距变化时,当超出眼睛能调节的范围时,像就不能落在视网膜上而变得模糊
D.物距变化时,焦距不变,像距就要发生变化,因而变得模糊
4.如图甲、乙所示,倾角为θ的斜面上放置一滑块M,在滑块M上放置一个质量为 m的物块,M和 m相对
静止,一起沿斜面匀速下滑,下列说法正确的是( )
A.图甲中物块 m受到的支持力小于重力
B.图乙中物块 m受到的支持力等于重力
C.图甲中物块 m受到水平向左的摩擦力
D.图乙中物块 m受到与斜面平行向上的摩擦力
5.在两个完全相同的容器中分别倒入甲和乙两种不同的液体,如图所示,下列
分析正确的是( )
A.若甲和乙的质量相等,则甲的密度小于乙的密度
B.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度
C.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的质量小于乙的质量
D.若甲和乙的质量相等,则甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强
6.放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器(容器质量不计),底面积为 10﹣3m2,将一体积为 5×10﹣4m3的木块放
入水中静止时,有1
5
体积露出水面,如图甲所示;用一根质量和体积不计的细线把容器底和木块底部中心连接
起来,如图乙所示。下列说法(水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)( )
①木块的密度为 0.8×103kg/m3
②木块漂浮时排开水的质量为 500g
③浸没水中时细线对木块的拉力为 0.8N
④甲、乙两图所示情况,容器对水平桌面的压强相等
A.只有①③正确 B.只有②③正确 C.只有①④正确 D.只有②④正确
7.如图所示的滑轮结构,滑轮 1和滑轮 2的半径均为 a,而滑轮 3~5的半径分别为 ca,
c2a,c3a。由图中所示的绳穿过滑轮水平地拉起一根铁棒(质量分布不一定均匀)。滑轮和
绳的质量均忽略不计。设滑轮 1和滑轮 5在上方天花板上的悬挂点分别为 A,B。已知现
在下方铁棒处于平衡状态。现在要将一个金块(可视为质点)放在铁棒上,并使得体系依然
是平衡的。若金块在 AB上的投影为点 C,则|AC|:|BC|的比值为( )
A.1:4 B.3:2 C.1:1 D.4:1
8.A、B两物体质量相等,温度均为 15℃,甲、乙两杯水质量相等,温度均为 55℃,现将 A放入甲杯,B放
入乙杯,热平衡后,甲杯水温降低了 4℃,乙杯水温降低了 8℃,则 A、B两种物体的比热容之比为( )
A.2:3 B.3:5 C.4:9 D.1:2
9.在如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片 P向左移动,下列说法中正确
的是( )
A.电压表 V的示数不变,电流表 A2的示数变大
B.电压表 V的示数变大,电流表 A2的示数变大
C.电流表 A1的示数与电流表 A2的示数同时变大
D.电流表 A1的示数与电流表 A2的示数同时变小
试题 第 3页(共 8页) 试题 第 4页(共 8页)
10.如图是汽车启动装置电路简图,当钥匙插入钥匙孔并转动时,下
列说法中正确的是( )
A.电磁铁上端为 S极,触点 B与 C断开,汽车启动
B.电磁铁上端为 S极,触点 B与 C接通,汽车启动
C.电磁铁上端为 N极,触点 B与 C断开,汽车启动
D.电磁铁上端为 N极,触点 B与 C接通,汽车启动
二、多项选择题:本题共 5小题,每小题 3分,共 15 分。每小题有多个选项符合题目要求。全
部选对得 3分,选对但不全的得 1分,有选错的得 0分。
11.如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图,AOB为一可绕固定点 O转动的轻质杠杆(杠杆重力不
计),已知 OA:OB=1:2,A端用细线挂一空心铝球,质量为 2.7kg。当铝球一半体积浸在水中,在 B端施
加 3.5N的竖直向下的拉力 F时,杠杆恰好在水平位置平衡。下列结果正确的是(ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ水=
1×103kg/m3,g=10N/kg)( )
A.杠杆 A端受到竖直向下的拉力是 7N
B.该铝球受到的浮力为 5N
C.铝球空心的体积为 3×10﹣3m3
D.若将 A端的细线剪断,待铝球静止时,铝球受到的浮力为 27N
12.一底面积为 S0的平底薄壁圆柱形容器内装有适量密度为ρ0的水,放置于水平桌面上。现将体积为 V0,重
为 G0的木块 A轻放入容器内的水中,静止后如图所示。若将一重为 2G0的物体 B用细绳系于 A的下方,静
止后它们恰好浸没在水中,如图所示(水未溢出)。下列判断正确的是(不计绳重及其体积)( )
A.左侧图中,木块浸入水中的体积为2�0�0�
B.物块 B的体积为3�0−�0��0
�0�
C.细线上的拉力为 3G0﹣ρ0gV0
D.右侧图中水对容器底部的压强比左侧图中增大了2�0
�0
13.如图所示,甲装置中,空吊篮 A重 25N,B、C处绳子能承受最大拉力均为 100N。小明将单独将空吊篮
A提升到高处,施加拉力 F随时间变化关系如图乙,A上升速度随时间变化关系如图丙。忽略绳重、摩擦、
空气阻力。下列说法正确的是( )
A.动滑轮所受的重力为 23N
B.匀速上升的这段时间内克服滑轮重做的额外功为 30J
C.此装置最多能匀速运载 160N重的货物
D.在绳子能承受的最大拉力范围内,运载货物越重机械效率越小
14.如图是某电烤箱的内部简化电路,R1和 R2均为电热丝。电烤箱说明书中的铭牌的参数如表格所示,下列
说法正确的是( )
✗✗牌电烤箱
额定电压 220V
额定
功率
高温挡 1100W
低温挡 440W
A.电路中 R1的阻值为 44Ω
B.电烤箱在低温挡正常工作时,电路中的电流为 2A
C.电烤箱在低温挡正常工作 100s,R1消耗的电能为 17600J
D.电烤箱分别在高温、低温状态时,R1的电功率之比为 5:2
15. 如图所示电路中,R1、R2为定值电阻,且 R2>R1,R3为
滑动变阻器,电源电压不变,下列说法正确的是( )
A.闭合 S1时电压表 V1与电流表 A比值大于 S3闭合时电压表
V2与电流表 A比值
B.只闭合 S1,再闭合 S2,电压表 V1变小,电流表 A不变,
电压表 V2变大
C.只闭合 S3,P左移,△U1与△I比值不变
D.闭合 S1、S2、S3,P向右移,电压表 V2示数和电流表 A示
数的乘积变大
三、实验探究题:本题共 2小题,第 18 题 8 分,第 19 题 10 分,共 18 分。
16.(8分)小巴同学探究“浮力的大小与物体排开水所受重力的关系”的实验装置及过程如图所示:
(1)如图 A到 E所示,会影响实验结论的是图 的
实验装置(填字母代号);
(2)在完善实验装置后,有如下实验步骤,你认为不重复
操作且排序合理的应是 ;(填字母代号)
①将铁块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的读数为 F1
②将铁块浸没在液体中,弹簧测力计的读数为 F2
③将装有排出液体的小桶挂在弹簧测力计下,弹簧测力计读数为 F3
试题 第 5页(共 8页) 试题 第 6页(共 8页)
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④将空桶挂在弹簧测力计下,弹簧测力计读数为 F4
A.①②③④ B.①④②③ C.④①②③ D.④②①③
(3)通过探究,若等式 成立(选用 F1、F2、F3和 F4表示),则得出阿基米德原理;
(4)为了得到更普遍得结论,下列继续进行的操作中不合理的是 ;(填字母代号)
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)小蜀同学在图 C的操作中,只将石块一部分浸在水中,其他操作正确,则 (选填“能”或“不能”)
得到与(3)相同的结论;
(6)小鲁同学利用上述实验中的器材和木块,探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德
原理”,实验过程中不需要弹簧测力计的是图中 (填“A”“B”“C”“D”或“E”)所示步骤;
(7)小巴同学还想利用浮力测量木块的密度,他找来的实验器材有:木块、弹簧测力计(0~5N)、底部固
定有滑轮的水槽、细线及足量的水:
①如图甲,先用弹簧测力计测木块的重力;再用细线绕过滑轮将木块与测力计连接起来接着往水槽中倒入适
量的水,使木块浸没在水中,如图乙,木块在水中静止时测力计示数为 1.6N。她利用定滑轮改变力的方向的
作用,巧妙得到了木块的密度为 kg/m3;
②实验完毕小巴收拾仪器时,发现弹簧测力计在竖直方向未使用时,指针始终指在 0.1N处,则他测得的木块
密度会比真实值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
17.(10分)在“测量小灯泡的额定功率”的实验中,小灯泡上的额定电压模糊不清,只能看清标有“0.3A”的
字样,电源电压为 6V保持不变。
(1)请你在图甲中补画一根导线,使得测定小灯泡电功率的电路完整,要求滑片 P向 B端移动时,小灯泡变
亮。
(2)连接完电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表没有示
数,电压表示数为 6V,经分析小明认为灯泡可能 (填
“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,开始实验,在移动变阻器滑片的过程中,眼
睛应注视 示数的变化,直至小灯泡正常发光,此时电
压表的示数如图乙所示。
(4)由于电压表指针偏转角度较小,且指针未对准整刻度线,
小明觉得读数时误差会比较大数据不够精确,那么在不改变器
材的情况下,小明应该如何操作才能减小误差,请写出操作方法: ,当小灯泡正常发光时,电压表示
数如图丙所示,此时电压表示数为 V,则小灯泡的额定功率为 W。
(5)另一小组为了测量已知额定电压为 U 额的小灯泡额定功率,设计了图丁所示的电路(R0为阻值已知的定
值电阻,R为滑动变阻器)。
①断开开关 S1,闭合开关 S2,移动滑动变阻器滑片 P,当电流表示数为 时,小灯泡恰好正常发光;
②保持滑动变阻器滑片 P位置不变,闭合开关 S1,断开开关 S2,记下电流表示数为 I;
③推导出小灯泡 L的额定功率表达式 P 额= (用物理量 U 额、R0和 I表示)。
四、作图及填空题:本题共 3小题,每小题 3分,共 9分。
18.(3分)作图题:如图所示,水平地面上有一障碍物 ABCD,较大的平面镜MN在某一高度上水平放置,
试用作图法求出眼睛位于 O点从平面镜中所能看到的障碍物后方地面的范围;
19.(3分)设计电路:小雨房间里的灯小雨的房间里有四盏灯。总开关 St闭合后,若将单刀双掷开关 S2拨
至 a处,房间吸顶灯 L1L2L3都亮;若将 S2拨至 b处,壁灯 L4亮,并且可以通过 S3和 S4控制,使它有三个不
同的亮度。现有一个电源、一个单刀双掷开关、3个开关、4个灯泡、2个相同的定值电阻和若干导线,请将
电路图画在方框内。
20.(3分)如图所示,闭合开关,铁块、弹簧在图中位置静止,电磁铁的上端为 极
(选填“N”或“S”),小磁针 N极 时针旋转(选填“顺”或“逆”);当滑动变阻器的滑
片向右移动时,弹簧的长度将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
五、计算题:本题共 3小题,第 23 题 11 分,第 24 题 13 分,第 25 题 14 分,共
38 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案
的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
21.(11分)某单缸四冲程汽油机的活塞横截面积为 5×10﹣3m2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是 80mm,
满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 9×105Pa,曲轴转速为 2400r/min,当汽油机满负荷工作时,求:
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力;
(2)汽油机的功率;
试题 第 7页(共 8页) 试题 第 8页(共 8页)
(3)若汽油机在吸气冲程中吸入的空气质量与燃油质量之比为 14:1,吸入的油气混合物的平均密度为
1.35kg/m3,汽油的热值取 4.5×107J/kg,则该汽油机的效率为多大(结果精确到 0.1%)。
22.(13分)如图所示是儿童重工模拟游乐场中一种游戏装置。轻质杠杆 AB可绕 O点转动,OA:OB=5:
3;在 A端挂有边长为 10cm,重力为 20N的正方体 C,B端悬挂一滑轮组,定滑轮、动滑轮各重 2N,当一个
儿童用滑轮组匀速提升重物 D时,物体 C浸入水中且露出水面的高度为 2cm,杠杆恰好水平静止,绳的重量、
滑轮组的摩擦均不计。求:
(1)物体 C的下表面受到的压强;
(2)儿童对绳子末端的拉力 F;
(3)重物 D的重力;
(4)滑轮组的机械效率(保留 1位小数)。
23.(14分)智能马桶盖的座圈加热功能在冬天可以彻底告别座圈那种冰凉的触感。如图是某马桶盖加热部
分电路示意图,电源电压恒定,定值电阻 R1、R2和 R3为电热丝。小明将电压表并联在 R2两端,当 S、S1闭
合,单刀双掷开关 S2接 a时,此时电压表示数为 U1,电路总功率为 P 总 1;当 S闭合、S1断开,单刀双掷开关
S2接 b时,此时电压表示数为 U2,电路总功率为 P 总 2,R3的电功率为 P3。已
知 R3=20Ω,P3=5W,U1=2U2,P 总 1=5P 总 2。
(1)R2阻值。
(2)电源电压。
(3)当 S、S1闭合,单刀双掷开关 S2接 a时,求 R1的电功率 P1。
六、附加题:本题共 2小题,第 26 题 8 分,第 27 题 12 分,共 20
分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有
数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
24.(8分)如图甲所示,柱体 A与 B经细线绕过定滑轮(不计绳重及摩擦)相连,A放置于力敏电阻 Rx
上,力敏电阻其电阻值 Rx随压力 F的变化关系如表,电源电压恒为 6V。逐渐向容器中注水至满,得到了
电流表的示数 I与注水体积 V之间的关系,如图乙所示。已知 GA=30N,GB=10N,柱形容器底面积为
500cm2,高 10cm,求:
F/N 15 20 22 25 28 30 35
Rx/Ω 20 14 13 11 10 9 8
(1)定值电阻 R0的阻值;
(2)当水注满时,B受到的浮力;
(3)若电流表的量程为 0~0.6A,电压表的量程为 0~3V,在注水过程中,保证电路安全的前提下,求电
路消耗的功率范围。
25.(12分)如图所示装置中,轻质杠杆支点为 O,物块 A、B通过轻质细线悬于 Q点,当柱形薄壁容器中
没有液体时,物体 C悬挂于 E点。杠杆在水平位置平衡;当往容器中加入质量为 m1的水时,为使杠杆在水平
位置平衡,物块 C应悬于 F点。A,B为均匀实心正方体,A,B的边长均为 a。连接 A,B的细线长为 b,B
的下表面到容器底的距离也为 b,柱形容器底面积为 S.已知:a=b=2cm,S=16cm2,O、Q两点间的距离
为 LOQ=4cm;三个物块的重为 Ga=0.016N.GB=0.128N,GC=0.04N,m1=44g;ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
杠杆重力对平衡的影响忽略不计,细线重力忽略不计,物块不吸水。
(1)O、E两点间的距离 LOE是多少?
(2)E、F两点间的距离 LEF是多少?
(3)如果剪断物块 A上方的细线,往容器中加水,直到容器中水的质量为 m2=120g,则物块处于平衡位
置后,水对物块 B上表面的压力 Fb是多少?
青岛2023 年初中物理自招模拟考试
参考答案及阅卷标准
满分:120 分 考试时间:90 分钟
一、单项选择题:本题共 10小题,每小题 2分,共 20分.
1 2 3 4 5
C D C D C
6 7 8 9 10
C A C D D
二、多项选择题:本题共 5小题,每小题 3分,共 15 分。每小题有多个选项符
合题目要求。全部选对得 3分,选对但不全的得 1分,有选错的得 0分。
11 12 13 14 15
ACD BD BC ABC ABC
三、实验探究题:本题共 2小题,第 16 题 8 分,第 17 题 10 分,共 18 分。
16:(1)B;(2)C;(3)F1﹣F2=F3﹣F4;(4)A;(5)能;(6)C;(7)0.6×103;(8)
偏小。(每空 1分)
17:(1) ;(2)断路;(3)电流表;(4)电压表换 0—3V 量
程,并改测量滑动变阻器电压;2.2;1.14;(5)
�额
�0
;U 额×(I−
�额
�0
)。
评分标准:画图和最后一空都是 2 分,其他空 1 分。
四、作图及填空题:本题共 3小题,每小题 3分,共 9分。
18:
评分标准:0 的像 1分,虚线 1 分,箭头方向 1分
19: 评分标准:a 线路 L123 并联 1分,b 线路 1 分,干
路 1 分。(原件顺序不分先后,都可)
20:N;顺;变大;评分标准:每空 1 分
五、计算题:本题共 3小题,第 21 题 11 分,第 22 题 13 分,第 23 题 14 分,共
38 分。
评分标准:写出必要步骤及算对每一步答案即可,若用别的方法做的也算出正确答案也
给算对
21.解:(1)由 p= �
�
得,
燃气对活塞的平均压力为:F=pS=9×105Pa×5×10﹣3m2=4500N;(2 分)
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功为:
W=FL=4500N×0.08m=360J;
若飞轮转速是 2400r/min=40r/s,表示每秒飞轮转动 40圈,活塞往复 40次,对外做功 20
次,所以汽油机的平均功率为:P= 푛
�
= 20×360�
1�
=7200W;(3分)
(3)一个工作循环吸入混合物的体积为:
V=SL=5×10﹣3m2×0.08m=4×10﹣4m3,(1 分)
一个工作循环吸入混合物的质量为:
m 混=ρ混V=1.35kg/m3×4×10
﹣4m3=5.4×10﹣4kg,(1分)
一个工作循环吸入汽油的质量为:
m 油=
1
1+14m 混=
1
15 ×5.4×10
﹣4kg=3.6×10﹣5kg,(1 分)
一个工作循环,汽油完全燃烧放出的热量为:
Q 放=qm 油=4.5×107J/kg×3.6×10
﹣5kg=1620J;(2 分)
该车发动机的效率为:
η=
�
放
×100%= 360�
1620�
×100%≈22.2%.(1 分)
答:(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力为 4500N;
(2)汽油机的功率 7200W;
(3)汽油发动机的效率为 22.2%。
22. 解:(1)杠杆恰好水平静止时,物体 C 浸入水中且露出水面的高度为 2cm,
C 下表面的深度:h=10cm﹣2cm=8cm=0.08m,
C 的下表面受到的压强:pC=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;(2 分)
(2)物体 G 对杠杆 A 端的拉力:
FA=GC﹣F 浮=GC﹣ρ水gV 排=20N﹣1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10×8×10
﹣6m3=12N,
(1 分)
杠杆恰好水平静止,由杠杆的平衡条件有:FB×OB=FA×OA,
B 端的作用力:FB=
��×푂�
푂
= 12�×53 =20N,(1 分)作用在杠杆 B 端的力:FB=3F+G
定,
所以儿童对绳子末端的拉力:F=
� −�定
3 =
20�−2�
3 =6N;(2分)
(3)拉物体 D 时,有 2 段绳子通过动滑轮,所以 F= 12(GD+G 动)
所以重物 D 的重力:GD=2F﹣G 动=2×6N﹣2N=10N;(3 分)
(4)滑轮组的机械效率:
η=
有
总
×100%=
��ℎ
��
×100%=
��
2�
×100%= 10�
2×6�
≈83.3%。(4分)
答:(1)物体 C 的下表面受到的压强为 800Pa;
(2)儿童对绳子末端的拉力 F 为 6N;
(3)重物 D 的重力为 10N;
(4)滑轮组的机械效率为 83.3%。
23.解:
(1)当开关 S、S1闭合,单刀双掷开关 S2接 a 时,判断电路连接方式,R1、R2并联,
如图 1, 电压表的示数 U1等于电源电压 U。
当 S 闭合、S1断开,单刀双掷开关 S2接 b 时,R2、R3串联接入电路,如图 2,
电压表的示数 U2为 R2两端的电压,由于电源电压不变,且 U1=2U2,根据串联电路的
分压特点,则 R2和 R3两端的电压相等,即有 R2=R3=20Ω;(3分)
(2)当 S闭合、S1断开,单刀双掷开关 S2接 b 时,R3的电功率为 P3=5W,即 P3=I 串
2R3=5W,则 I 串=
�3
�3
= 5
20�
=0.5A;(2 分)
则电源电压 U=I 串(R2+R3)=0.5A×(20Ω+20Ω)=20V;(3 分)
(3)当 S闭合、S1断开,单刀双掷开关 S2接 b 时,R2、R3串联,电路消耗的总功率 P
总 2=I 串 2(R2+R3)=(0.5A)2×(20Ω+20Ω)=10W;(1 分)
则当 S、S1闭合,单刀双掷开关 S2接 a 时,R1、R2并联,电路消耗的总功率 P 总 1=5P 总
2=50W;(1分)
R1、R2并联时,R2消耗的电功率 P2=
�2
�2
= (20�)
2
20�
=20W;(1分)
则 R1消耗的功率 P1=P 总 1﹣P2=50W﹣20W=30W。(3 分)
答:(1)R2阻值为 20Ω;
(2)电源电压为 20V;
(3)R1的电功率为 P1为 30W。
六、附加题:本题共 2小题,第 24 题 8 分,第 25 题 12 分,共 20 分。
评分标准:写出必要步骤及算对每一步答案即可,若用别的方法做的也算出正确答案也
给算对
24. 解:(1)由电路图可知,定值电阻 R0与 Rx串联,电压表测 R0两端的电压,电流表
测电路中的电流,
由图乙可知,注水的体积为 2500cm3前,电路中的电流 I=0.3A 不变,此前水没有达到 B
的底面,因不计绳重及摩擦,且定滑轮只改变力的方向,不改变力的大小,
所以,力敏电阻受到的压力:F=GA﹣GB=30N﹣10N=20N,(1分)
由表格数据可知,当压力为 20N 时,压敏电阻 Rx阻值为 14Ω,
由欧姆定律可得,电路中的总电阻:R= = =20Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,定值电阻 R0的阻值:R0=R﹣Rx=20Ω
﹣14Ω=6Ω;(1分)
(2)由图乙可知,当水注满时,水的体积为 4000cm3,
此时物体 B 排开水中的体积:V 排=S 容 h 容﹣V 水=500cm2×10cm﹣4000cm3=1000cm3
=1×10﹣3m3,(1分)
B 受到的浮力:F 浮=ρ水gV 浸B=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10
﹣3m3=10N;(1分)
(3)水没有达到 B 的下表面之前,力敏电阻受到的压力最小,由表中信息可知其阻值最
大,此时电路中的电流最小,电路消耗的功率最小,
由图乙可知电路中的电流最小为 0.3A,则 P 小=UI 小=6V×0.3A=1.8W;(1 分)
当注入水的体积超过 2500cm3时,随着水的逐渐注入,柱体 B 受到的浮力逐渐增大,则
B 对绳子的拉力会逐渐变小,因 A 对 Rx的压力 F=GA﹣F 拉,所以 A 对 Rx的压力逐渐变
大;
由图乙可知,当加入的水达到 3500cm3~4000cm3时(V 水=4000cm3时容器内水加满),
电流表示数不变,则该过程中 A 对 Rx的压力不变,也说明柱体 B 受到的浮力恒定不变,
当浮力达到最大 10N时,因 F 浮大=GB=10N,则此时绳子受到 B 的拉力为 0,所以此时
柱体 A 对力敏电阻的压力 F=GA=30N,(1分)
由表格数据可知,此时力敏电阻的阻值 Rx′=9Ω,
此时电路中的电流:I′= = =0.4A,(1 分)
此时电压表的示数:U=I′R0=0.4A×6Ω=2.4V<3V,
则电路消耗的最大功率:P 大=UI′=6V×0.4A=2.4W,(1 分)
由此可知以,电路消耗的功率范围为 1.8W~2.4W。
答:(1)定值电阻 R0的阻值为 6Ω;
(2)当水注满时,B 受到的浮力为 10N;
(3)在注水过程中,为确保电路安全,电路消耗的功率范围为 1.8W~2.4W。
25.解:(1)当柱形薄壁容器中没有液体时,物体 C 悬挂于 E 点。杠杆在水平位置平衡;
由图知,O 为支点,Q 为阻力作用点,F2=GA+GB=0.016N+0.128N=0.144N,QO 为阻
力臂,动力 F1=GC=0.04N,OE为动力臂;
根据杠杆的平衡条件可得:F2LQO=F1LOE,
所以,LOE=
�2��푂
�1
= 0.144�×4푐
0.04�
=14.4cm;(3分)
(2)当往容器中加入质量为 m1的水时,由ρ=
�
可知加入的水的体积为:V 水=
1
�
水
=
44�
1�/푐 3
=44cm3,
由于 B 物体下面的空余体积为 V 空余=Sb=16cm2×2cm=32cm3,
A、B 物体的底面积 SA=SB=(2cm)2=4cm2=4×10
﹣4m2,
则 B 物体进入水的深度为 hB=
�
水
−�
空余
�−�
= 44푐
3−32푐 3
16푐 2−(2푐 )2
=1cm;
则 B 物体受到的浮力 FB 浮=ρ水gVB 排=ρ水gSBhB=1×103kg/m3×10N/kg×4×10
﹣4m2×
0.01m=0.04N;(2分)
所以此时对杠杆的拉力为 F2′=GA+GB﹣FB 浮=0.016N+0.128N﹣0.04N=0.104N,
根据杠杆的平衡条件可得:F2′LQO=F1LOF,
所以 LOF=
�2'��푂
�1
= 0.104�×4푐
0.04�
=10.4cm;
则 LEF=LOE﹣LOF=14.4cm﹣10.4cm=4cm。(2分)
(3)剪断物块 A 上方的细线,往容器中加水,直到容器中水的质量为 m2=120g 时,假
设 AB物体都浸没,则 F 浮A=F 浮 B=ρ水gVB=1×103kg/m3×10N/kg×(0.02m)3=0.08N,
则 F 浮A+F 浮 B=0.08N+0.08N=0.16N>GA+GB=0.144N;(1 分)
所以 A、B 物体是整体,处于漂浮状态,由于 F 浮 B=0.08N<GB=0.128N,所以最后的
状态是 A 部分体积漏出水面,且 A、B 处于漂浮;
则 F 浮总=GA+GB=0.016N+0.128N=0.144N,(1 分)
由 F 浮=ρ水gV 排可得:V 排总=
�
浮
�
水
�
= 0.144�
1.0×103푘�/ 3×10�/푘�
=1.44×10﹣5m3,(1 分)
所以,VA 浸=V 排总﹣VB=1.44×10
﹣5m3﹣(0.02m)3=6.4×10﹣6m3,
则物体 A 浸入水的深度 hA=
��浸
��
= 6.4×10
−6 3
4×10−4 2
=0.016m=1.6cm,(1 分)
由图可知此时物块 B 上表面所处的深度 h′=hA+a=1.6cm+2cm=3.6cm=0.036m,
p′=ρ水gh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.036m=360Pa,
F′=p′SB=360Pa×4×10
﹣4m2=0.144N。(1 分)
答:(1)O、E 两点间的距离 LOE=14.4cm;
(2)E、F 两点间的距离 LEf=4cm;
(3)物块处于平衡位置后,水对物块 B 上表面的压力 Fb=0.144N。
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