内容正文:
参考答案及重难题解析·福建物理
题
型
培
优
册
钩码的质量)
第 28 题答图
【解析】(4)②忽略实验中的误差,数据的描点分布规律,为一
条过原点的斜线,依据图像,L 与 ρ 为一次函数关系,由函数关
系可知液体密度与支点到挂钩码细线处的距离成正比,可得
到的结论是:密度秤的刻度是均匀的. (5)小明发现该秤上相
邻两刻度线之间的距离太小,导致测量时精确度较低. 为了制
作出精确度更高的密度秤,要想密度秤相邻两刻度线之间的
距离变大,即增大动力臂的长度,根据杠杆的平衡条件,在阻
力臂不变的情况下,可以增大小桶的重力或减小钩码的质量.
31. (8 分)解:(1)(2 分)由电路图可知,电热丝 R 工作时,衔铁与
工作电路中上方静触点接触,电热丝 R 单独连接在工作电路
中,其两端电压 U工作 = 220
V,由题意可知,电热丝的阻值 R =
55
Ω,根据欧姆定律可以得出,电热丝 R 工作时的电流为
I工作 =
U工作
R
= 220
V
55
Ω
= 4
A;
(2)(2 分)电热丝 R 通电时间为 t = 10
s,由焦耳定律得,电热
丝 R 产生的热量为
Q= I2工作 Rt= (4
A) 2 ×55
Ω×10
s = 8
800
J;
(3)(4 分)由控制电路图可知,控制电路的电源电压 U = 6
V,
电磁铁、热敏电阻 R1 和滑动变阻器 R2 串联在控制电路中,则
流过三者的电流相等,不计电磁铁的电阻,电磁铁相当于一条
导线,则电路中总电阻为 R总 =R1 +R2 ,
当控制电路电流 I≥0. 05
A 时,衔铁被吸合,电热丝 R 停止工
作,同时红灯亮蜂鸣器响发出报警信号,由欧姆定律可知,I =
0. 05
A 时,电路中总电阻为 R总 =
U
I
= 6
V
0. 05
A
= 120
Ω,
此时,滑动变阻器阻值 R2 = 70
Ω,则热敏电阻 R1 的阻值为 R1
=R总 -R2 = 120
Ω-70
Ω = 50
Ω,
由欧姆定律 I=
U
R
可知电路中总电阻越小电流越大,则根据题
意只要热敏电阻 R1 ≤50
Ω,电路就会发出报警,查询表格数据
可知,对应热敏电阻 R1 = 50
Ω 的温度为 60
℃ ,则当调节滑动
变阻器 R2 = 70
Ω 时,烘干机内温度至少为 60
℃会发出报警信
号.
培优小卷五
14. (2 分)D
20. (2 分)1 180 【解析】由题可知,两液体质量相等,设烧杯底
面积 为 S, 可 得 ρ酒 Sh酒 = ρ液 Sh液, 解 得 ρ液 =
ρ酒 h酒
h液
=
0. 8
g / cm3 ×15
cm
12
cm
= 1
g / cm3 ,故该液体为水,放入合金块,溢出
水的体积为V水 =
20
g
1
g / cm3
= 20
cm3 ,溢出酒精的体积为V酒 =
64
g
0. 8
g / cm3
= 80
cm3 ,容器底面积为 S=
V酒 -V水
h酒 -h水
= 80
cm3 -20
cm3
15
cm-12
cm
= 20
cm2 ,原本烧杯中水的体积为 V1 = Sh水 = 20
cm2 × 12
cm =
240
cm3 ,烧杯容积 V=Sh= 20
cm2 ×20
cm = 400
cm3 ,所以 A 的
体积为 VA = V - ( V1 - V水 ) = 400
cm3 - ( 240
cm3 - 20
cm3 ) =
180
cm3 .
27. (7 分)(1)转换法 (2)无关 (3)深度 下宽上窄 (4) C、
D (5)②竖直变平 ④
h1
h2
ρ水
【解析】(5)向如图 E 所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮
膜向右凸起;再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮膜竖
直变平;测得水面到橡皮膜中心的深度为 h1 ,则橡皮膜左侧中
心受到压强 p左 = ρ水 gh1 ,测得盐水液面到橡皮膜中心的深度
为 h2 ,则橡皮膜右侧中心受到压强 p右 = ρ盐水 gh2 ,因为橡皮膜
没有凸起,则有 p左 = p右,即 ρ水 gh1 = ρ盐水 gh2 ,该盐水密度的表
达式为 ρ盐水 =
h1
h2
ρ水 .
28. (8 分)(1)电流 (2)①与 R 串联分压,使电压表的示数随滑
片位置的改变而改变 ②60 ③10. 9 1 (3)如答图所示
(4)增大电源电压(换用阻值更小的定值电阻等合理答案均
可)
(5)与图甲相比,该电路电流最小且保持不变,比图甲电
路更节能
第 28 题答图
【解析】(2)②滑片在 b 端时的电流 I =
UR
R
= 15
V
100
Ω
= 0. 15
A;R0
两端电压 U0 =U-UR = 24
V- 15
V = 9
V;R0 的阻值:R0 =
U0
I
=
9
V
0. 15
A
= 60
Ω;③当滑片 P 位于滑动变阻器的中点时,变阻器
的阻值 R′=
1
2
×100
Ω = 50
Ω,此时电路总电阻 R总 = R0 +R′ =
60
Ω+50
Ω = 110
Ω,在串联电路中,
U
R总
=
UR ′
R′
,此时电压表示数
UR ′=
UR′
R总
= 24
V×50
Ω
110
Ω
≈10. 9
V,滑片下移的距离与餐盘中所
放物体质量的大小成正比,滑片 P 从滑动变阻器的 a 端移动
到 b 端,最大称量质量为 2
kg,所以,滑片移到中点时对应的物
体质量为 1
kg;(3)要使表盘上刻度均匀,必须保证电流不变,
电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比,电路如答图所示.
31. (8 分)解:(1)(2 分)汽车入水前,R1 表面受到水的压力为 0,
由图丙可知此时其阻值为 20
Ω,由乙图知 R1 和 R2 组成串联
电路,电压表测的是 R2 两端的电压,示数为 3
V,根据串联电
路的电压规律 U=U1 +U2 得,
R1 两端的电压为 U1 =U-U2 = 4. 5
V-3
V = 1. 5
V,
电路中的电流为 I=
U1
R1
= 1. 5
V
20
Ω
= 0. 075
A,
电阻 R2 的阻值为 R2 =
U2
I
= 3
V
0. 075
A
= 40
Ω;
(2)(2 分)当汽车漂浮时,水池的水位比汽车入水前上升了 9
cm,则汽车排开水的体积
V排 =S水池 Δh= 20
m2 ×9×10-2
m = 1. 8
m3 ,
汽车受到的浮力 F浮 = ρ水 gV排 = 1. 0×103
kg / m3 ×10
N / kg×1. 8
m3 = 1. 8×104
N;
(3)(4 分)汽车入水前把 R2 的滑片调到合适位置不动,把汽
车吊入水池中缓慢下沉,直到 a、b 间的电压等于3
V 即 R1 两
端的电压为 3
V 时,气囊充气打开,
此时 R2 两端的电压为 U2 ′=U-U1 ′= 4. 5
V-3
V = 1. 5
V,
电路中的电流为 I′=
U′2
R2
= 1. 5
V
40
Ω
= 0. 037
5
A,
24
参考答案及重难题解析·福建物理
题
型
培
优
册
电阻 R1 的阻值为 R1 ′=
U′1
I′
= 3
V
0. 037
5
A
= 80
Ω,
由图丙可知,此时 R1 表面受到水的压力为 15
N,
R1 接触水的面积为 15
cm2 ,即汽车底部 A 处受到水的压强 p=
F
S
= 15
N
15×10-4
m2
= 104
Pa;
由液体的压强公式 p= ρgh 知,A 处浸入水中的深度
h=
p
ρ水 g
= 10
4
Pa
1. 0×103
kg / m3 ×10
N / kg
= 1
m.
培优小卷六
14. (2 分)C
20. (2 分)6 1 【详解】由题图可知,滑轮组中承担物重的绳子
股数 n 为 2,物体 B 匀速下降时,物体 A 也匀速运动,物体 A 处
于平衡状态,受到的向右的滑动摩擦力 f 和绳子向左的拉力是
一对平衡力,大小相等,则此时绳子的拉力 F 为 5
N. 忽略绳重
及滑轮与绳间的摩擦,物体 B 的重力为 GB =nF-G动 = 2×5
N-4
N = 6
N,物体 A 移动的速度为 v =
s
t
= 2h
t
= 2
×10×10-2
m
2
s
= 0. 1
m / s,用水平向右的力拉动 A 使其向右以相同的速度做匀速直
线运动时,由于物体 A 处于平衡状态,受到的向左的滑动摩擦
力 f 和绳子向左的力,还受到向右使它运动的拉力,则此时物
体 A 受到向右的拉力为 F′= f+F绳 = 5
N+5
N = 10
N,则拉力对
物体 A 做功的功率为 P=F′v= 10
N×0. 1
m / s = 1
W.
27. (6 分)(1)水平台面 右 (2)35. 6 (4)1. 28
(5)偏大 (6)
m2 -m0
m1 -m0
ρ水
【解析】(6)由题意可知,烧杯中水的质量 m水 =m1 -m0 ,水的体
积 V =
m1 -m0
ρ水
,用另一个烧杯盛等体积的橙汁,则橙汁质量
m橙汁 =m2 -m0 ,由于水的体积等于橙汁的体积,则橙汁的密度 ρ
=
m橙汁
V
=
m2 -m0
m1 -m0
ρ水
=
m2 -m0
m1 -m0
ρ水 .
28. (9 分)(1)如答图所示 (2)A (3)电阻 Rx 短路(或电压表
断路) (4)0. 22 (5)①如答图所示 ②如答图所示 (6)9
(7)①闭合开关 S ③
U2R2 -U1R1
U1 -U2
(或
U1R1 -U2R2
U2 -U1
)
第 28(1)题答图 第 28(5)题答图
【解析】(7)设电源电压为 U,根据欧姆定律得,电路电流 I1 =
U1
Rx
,则 U= I1(Rx+R1 ) =
U1
Rx
(Rx +R1 ) ①,根据欧姆定律得,电
路电流 I2 =
U2
Rx
,则 U= I2(Rx+R2 )=
U2
Rx
(Rx +R2 ) ②,联立①②
解方程得,Rx =
U2R2 -U1R1
U1 -U2
(或
U1R1 -U2R2
U2 -U1
).
31. (8 分)解:(1)(2 分)模型初入水时,处于漂浮状态,受到的浮
力等于模型的总重力,即
F浮 =G总 =m总 g= 5
kg×10
N / kg = 50
N;
(2)(2 分)模型悬浮在水中时,排开水的体积等于模型的总体
积,模型的重力等于此时的浮力,即 G = F′浮 = ρ水 gV排 = 1. 0×
103
kg / m3 ×10
N / kg×6×10-3
m3 = 60
N,浸没在测试液体中时,
受到的浮力为 F″浮 = ρ液 gV排 = 0. 9×103
kg / m3 ×10
N / kg×6×10-3
m3 = 54
N,触底时容器底对模型的支持力为 F支 =G-F″浮 = 60
N
-54
N = 6
N;
(3)(4 分)如图丙,入水前,R0 = 60
Ω,如图乙;R0 与 R 串联,
V1 和 V2 分别测量 R0 和 R 两端的电压,电源电压为 18
V,且
两电压表示数相等,则两电压表的示数均为 9
V,且 R =R0 = 60
Ω;当电路中两电压表示数差达到 12
V 时,V1 的示数U1 = 9
V
-12
V
2
= 3
V,V2 的示数U2 = 9
V+
12
V
2
= 15
V,电路中的电流 I
=
U2
R
= 15
V
60
Ω
= 0. 25
A,
此时 R0 的阻值为 R′0 =
U1
I
= 3
V
0. 25
A
= 12
Ω,由图丙可知,R0 =
12
Ω 时,F= 18
N,此时压敏电阻受到液体的压强为 p =
F
S
=
18
N
10×10-4
m2
= 1. 8×104
Pa,A 点对应的深度为
h=
p
ρ液 g
= 1. 8
×104
Pa
0. 9×103
kg / m3 ×10
N / kg
= 2
m,
模型所处深度越深,所受液体压强 p 越大,F 越大,R 越小,若
要尽早实现上浮自救,需使两电压表示数差尽早达到 12
V,由
串联电路分压规律可知,可以适当调大电阻 R. (由 ΔU = I(R-
R0 )知,ΔU 为 12
V 不变,R 不变,R0 越大,I 越大,可以通过增
大电源电压来实现)
培优小卷七
14. (2 分)B
20. (2 分)
800 1. 4 【解析】由 ρ =
m
V
可得水的体积 V水 =
m水
ρ水
=
600
g
1
g / cm3
= 600
cm3 ,因为左图中瓶子下面是圆柱体,所以 S瓶子 =
V水
h水
= 600
cm3
30
cm
= 20
cm2 ,图中瓶子倒置时空白部分的体积 V空 =
S瓶子 h空 = 20
cm2 ×10
cm = 200
cm3 ,则瓶子的容积 V容 = V水 +V空
= 600
cm3 + 200
cm3 = 800
cm3 . 由题意可知,塑料球的总体积
V塑料球 =V空 = 200
cm3 ,塑料球的总质量 m塑料球 = 14× 20
g = 280
g,则塑料球的密度 ρ塑料球 =
m塑料球
V塑料球
= 280
g
200
cm3
= 1. 4
g / cm3 .
27. (7 分)(1) 1. 4 (2) 0. 6 浸入液体的体积 相等 重力
(3)②1. 2 ③增大
【解析】(3)密度计始终漂浮,浮力等于重力,重力不变,则浮
力不变,根据 F浮 = ρ液 gV排则有 ρ水 gSh0 = ρgSh1 ,解得此溶液的
密度为 ρ =
ρ水 gSh0
gSh1
=
ρ水 h0
h1
= 1× 103
kg / m3 ×
6. 0
cm
5. 0
cm
= 1. 2 × 103
kg / m3 = 1. 2
g / cm3
,若适当增大圆筒中配重的质量,则密度计
的重力变大,则浮力变大,根据 F浮 = ρ液 gV排,在 V排不变时,液
体的密度变大,所以这支密度计所能测量液体密度的最大值
增大.
28. (8 分)(1)如答图所示 (2)右 (3)电路电阻太大 (4)0. 3
8. 3 (5)B (6)②保持滑动变阻器滑片位置不动 ③U额
×( I-
U额
R0
)
第 28(1)题答图
34
诊断培优小卷·福建物理
培
优
小
卷
班级: 姓名: 学号: 得分:
培优小卷五
(限时:30 分钟 分值:27 分)
14. (2 分)某学习小组用装满盐水的气球连接在如
图所示的电路中. 当用手向相反的方向拉扯连
接气球的导线,使气球变长(盐水与导线充分
接触且气球不破裂),对这一过程进行分析,正
确的是 ( D )
第 14 题图
A. 灯泡的亮度变亮
B. 电压表的示数变小
C. 电压表与电流表示数的比值变小
D. 电路消耗的总功率变小
20. (2 分)小南将两个完全相同的烧杯分别装上等
质量的酒精和未知液体,烧杯高度为 20
cm,其中
酒精的液面高 15
cm,未知液体的液面高 12
cm,
将同一个合金块 A 分别放入两个烧杯中,溢出
的酒精和未知液体分别为 64
g 和 20
g,则未知
液体的密度为 1 g / cm3,合金块 A 的体积为
180 cm3 . (已知酒精的密度为 0. 8
g / cm3)
27. (7 分)在“探究液体压强与哪些因素有关” 的
实验中,小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料
瓶去底(其中 B、C、D 三个粗细相同),瓶嘴上
扎橡皮膜,将其倒置,如图所示向 A、B、C 瓶中
装入水,D 瓶中装入盐水.
第 27 题图
(1)橡皮膜鼓起的程度可以反映液体压强的大
小,此研究方法是 转换法 .
(2)根据 A、B 两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,
可知:液体的压强与液体的质量 无关 (填
“有关”或“无关”).
(3)根据 B、C 两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,
可知:液体的压强与液体的 深度 有关. 根据
研究得出的结论,拦河坝应设计成 下宽上窄
(填“下宽上窄”或“下窄上宽”)的形状.
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,要通
过比较 C、D 两个瓶子橡皮膜鼓起的程度,得
出的结论是:液体压强与液体的密度有关.
(5)通过学习,小彬利用掌握的液体压强知识
测量实验所用盐水的密度,过程如下:
①向如图 E 所示容器中的左侧倒入适量的水,
橡皮膜向右凸起;
②再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮
膜 竖直变平 ;
③测得水面到橡皮膜中心的深度为 h1;测得盐
水液面到橡皮膜中心的深度为 h2;
④可推导出该盐水密度的表达式为ρ盐水 =
(用 h1、h2、ρ水表示).
28. (8 分)[2024 烟台改编]为了方便学生就餐,某
学校餐厅使用了一款智慧餐盘,该系统可以自
动识别餐盘中食品的种类和质量,并在显示屏
上显示出价钱,通过人脸识别系统自动扣费. 某
实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后,计划
做一款自动称量装置,于是利用所学知识设计
了一款自动称量装置的模拟电路,如图甲所示.
甲 乙
第 28 题图
(1)设计的自动称量装置可以把重物质量信息
转化为电信息,更加方便简洁,信息转化的关键
环节为:重物质量变化→滑片 P 的位置变化→
电路的 电流 变化→电压表示数变化.
(2)利用电压恒为 24
V 的电源、量程为 0 ~ 15
V
的电压表、定值电阻 R0、滑动变阻器 R(最大阻
值为 100
Ω)等器材连接电路.
①按照设计的方案进行器材的组装,调节装置
当餐盘不放物体时,滑片 P 恰好位于滑动变阻
器的 a 端,如图甲所示. 定值电阻 R0 在电路中
的作用是 与 R 串联分压,使电压表的示数随
滑片位置的改变而改变 .
14
诊断培优小卷·福建物理
培
优
小
卷
②闭合开关 S,滑片 P 从滑动变阻器的 a 端移
动到 b 端的过程中,电压表的示数由 0 逐渐增
大到 15
V,此过程的最大称量质量为 2
kg. 则
定值电阻 R0 的阻值为 60 Ω.
③实践探究过程中同学们还发现,滑片下移的
距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比,滑
动变阻器 a 端与滑片 P 所在位置之间的阻值
和 a、P 之间的距离成正比. 当滑片 P 位于滑动
变阻器的中点时,电压表的示数为 10. 9 V
(结果保留一位小数),此时对应的物体质量为
1 kg.
(3)(2 分)实践小组在对电压表表盘进行质量
标注的过程中发现,表盘上原刻度的每一小格
对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如
图乙所示. 请设计一个可以实现质量刻度均匀
的电路,在图丙方框内画出.
第 28 题图丙
(4)若想增大该自动称量装置的精确度,则可
以采取的合理措施是: 增大电源电压(换用
阻值更小的定值电阻等合理答案均可) (写
出一种即可).
(5)请你从节能的角度对甲、丙两个电路作出
评价: 与图甲相比,该电路电流最小且保持不
变,比图甲电路更节能 .
31. (8 分)如图甲所示,对汽车落水安全装置进行
试验,在汽车的四个门板外侧分别安装一个气
囊,气囊的触发由如图乙所示电路中 a、b 间的
电压来控制,力敏电阻 R1 水平安装在汽车底部
A 处,R1 接触水的面积为 15
cm2,R1 的阻值随
其表面水的压力变化的关系图像如图丙所示.
某次试验时,汽车入水前把 R2 的滑片移至合适
位置不动,闭合开关 S,电压表的示数为 3
V,再
把汽车吊入足够深的长方体水池中缓慢下沉,直
到 a、b 间的电压等于或大于 3
V 时,气囊就充气
打开,使汽车漂浮在水中. 汽车漂浮时,测得水池
的水位比汽车入水前上升了 9
cm(水未进入车
内),图乙中电源电压为 4. 5
V,水池底面积为
20
m2(g 取 10
N / kg,ρ水 = 1. 0×103
kg / m3)求:
(1)汽车入水前,电路中的电流和 R2 的阻值.
(2)汽车漂浮时受到的浮力.
(3)气囊充气打开时,汽车 A 处浸入水中的
深度.
甲 乙
丙
第 31 题图
解:(1)(2 分)汽车入水前,R1 表面受到水的压
力为 0,由图丙可知此时其阻值为 20
Ω,由乙图
知 R1 和 R2 组成串联电路,电压表测的是 R2 两
端的电压,示数为 3
V,
根据串联电路的电压规律 U =U1+U2 得,R1 两
端的电压为 U1 =U-U2 =4. 5
V-3
V=1. 5
V,
电路中的电流为 I=
U1
R1
=1. 5
V
20
Ω
=0. 075
A,
电阻 R2 的阻值为 R2 =
U2
I
= 3
V
0. 075
A
=40
Ω;
(2)(2 分)当汽车漂浮时,水池的水位比汽车
入水前上升了 9
cm,则汽车排开水的体积 V排
=S水池 Δh=20
m2×9×10-2
m=1. 8
m3,
汽车受到的浮力 F浮 =ρ水 gV排 =1. 0×103
kg / m3
×10
N / kg×1. 8
m3 =1. 8×104
N;
(3)(4 分)汽车入水前把 R2 的滑片调到合适
位置不动,把汽车吊入水池中缓慢下沉,直到
a、b 间的电压等于 3
V 即 R1 两端的电压为 3
V
时,气囊充气打开,此时 R2 两端的电压为 U2′=
U-U1′=4. 5
V-3
V=1. 5
V,电路中的电流为 I′
=
U′2
R2
= 1. 5
V
40
Ω
= 0. 037
5
A,电阻 R1 的阻值为
R1′=
U′1
I′
= 3
V
0. 037
5
A
=80
Ω,由图丙可知,此时
R1 表面受到水的压力为 15
N,R1 接触水的面
积为 15
cm2,即汽车底部 A 处受到水的压强 p
= F
S
= 15
N
15×10-4
m2
= 104
Pa;由液体的压强公式
p = ρgh 知,A 处浸入水中的深度 h = p
ρ水 g
=
104
Pa
1. 0×103
kg / m3×10
N / kg
=1
m.
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