内容正文:
诊断培优小卷·福建物理
培
优
小
卷
班级: 姓名: 学号: 得分:
培优小卷三
(限时:30 分钟 分值:27 分)
14. (2 分)如图甲所示,一底面积为 200
cm2 的薄
壁容器放在水平桌面上,现向该容器中注入某
种液体,直到容器刚好注满时停止,此过程中薄
壁容器对水平桌面的压强 p 与注入液体深度 h
的关系如图乙所示. 下列说法正确的是 ( B )
甲 乙
第 14 题图
A. 该薄壁容器重 2
N
B. 注入液体的密度为 0. 8
g / cm3
C. 该薄壁容器对水平桌面的压力先不变,后
变大
D. 该薄壁容器的高度为 6
cm
20. (2 分)如图为某电热水器内部简化电路图,R1
和 R2 均为电热丝,它有两个挡位,加热挡功率
为 2
200
W,保温挡功率为 400
W. 当开关 S1 闭
合、S2 断开时,电热水器处于 保温 挡. 使用
第 20 题图
时,用加热挡工作 35
min,
水箱内 40
kg
水由20
℃升
高到 42
℃,则电热水器加
热挡的热效率为 80% .
[水的比热容 c水 = 4. 2 ×
103
J / (kg·℃ )
]
27. (6 分)物理探究小组做“测量盐水和小木球的
密度”实验过程如下:
甲
乙
丙
丁
戊
己
第 27 题图
(1)小鹭将天平放在水平桌面上,把 游码
放到标尺左端的零刻度线处,并旋动平衡螺母,
使横梁水平平衡.
(2)烧杯中装入适量的盐水,称出烧杯和盐水
的质量,如图甲,烧杯和盐水的质量为 78 g;
将烧杯中盐水倒入量筒中一部分,如图乙,称出
烧杯和剩余盐水质量为 34
g,则盐水的密度为
1. 1 g / cm3 .
(3)小辉看到一个小木球漂浮在水面上,想知
道小木球的密度,与同组成员讨论后,进行了如
下实验:
①用调节好的天平正确测量小木球的质量 m;
②在量筒内盛适量水,读出水面所对刻度 V1;
③将铅笔 A 和铅笔 B 固定成如图丙所示的形状,
放入量筒内的水中,直到铅笔 B 的下表面刚好与
水面相平,如图丁所示,读出水面所对刻度 V2;
④取出铅笔, 将小木球轻轻放入量筒内的水
中漂浮 ,用固定好的铅笔 A 和铅笔 B 将小木
球压入水中,直到铅笔 B 下表面刚好与水面相
平,如图戊所示,读出水面所对刻度 V3;
⑤小木球的密度表达式:ρ木 = (用所
测物理量符号表示);
⑥实验评估时,小辉提出,若考虑小木球“吸”
水,铅笔不“吸”水,会导致小木球的密度测量
值 偏大 (填“偏大”或“偏小”).
28. (9 分)放假前,项目式学习小组利用湿敏电阻
Rx 和电磁继电器为班级种植的植物设计自动
送水电路. 根据植物的生长习性,设计的土壤湿
度为 35%.
甲 乙
丙
第 28 题图
73
诊断培优小卷·福建物理
培
优
小
卷
(1)利用图甲所示电路探究湿敏电阻 Rx 阻值
随湿度变化的规律.
①用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整.
②连接电路的过程中,应将开关 断开 .
③连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近
电 源 电 压, 电 流 表 无 示 数, 则 故 障 为
Rx 断路 .
④将 Rx 放入湿度为 35%的土壤内,闭合开关
S,移动滑片 P,测得多组数据如下表所示. 第 2
组实验数据中电流表示数如图乙所示, 为
0. 18 A,根据三次实验的数据可得:湿度为
35%的土壤内,Rx 的阻值为 15 Ω.
实验序号 1 2 3
电压 U / V 1. 5 2. 7 3. 0
电流 I / A 0. 1 0. 2
阻值 Rx / Ω
⑤将湿敏电阻 Rx 置于不同湿度的土壤中,重复
步骤④,测得的湿敏电阻 Rx 的阻值随所在土壤
湿度变化的图像如图丙所示. 分析图像可得:湿
敏电阻的阻值随湿度的增大而 减小 .
(2)根据上述探究结果,利用定值电阻 R0 和电
磁继电器设计自动送水电路. 已知蓄电池电压
恒定,定值电阻 R0 的阻值为 25
Ω,线圈电流大
于或等于 0. 2
A 时衔铁被吸下,小于 0. 2
A 时
衔铁被弹回,线圈电阻不计.
①请以笔画线代替导线完成图丁所示的电路连
接,要求:闭合开关 S,当土壤湿度低于 35%时,
电动机转动送水;当土壤湿度高于或等于 35%
时,电动机不转,停止送水.
第 28 题图丁
②蓄电池电压恒为 8 V.
③若想使该电路可以适用于另一种植物(生长
在湿度低于 35%的土壤中),则电路中的电阻
R0 应换用阻值更 小 的定值电阻.
31. (8 分)图甲是某消毒柜的电路原理简图,包括
工作电路和控制电路. 工作电路中的 R0 为阻值
不变的加热电阻. 控制电路电源电压恒定,电阻
R1 阻值为 100
Ω;置于消毒室内的 R2 为热敏电
阻,其阻值随温度变化如表. 加热一段时间,控
制电路中的电流达到 0. 01
A 时,消毒室内温度
最高,工作电路的开关 S0 自动断开;当消毒室
内温度降到 80
℃ 时,控制电路中的电流为
0. 006
A,此时开关 S0 自动闭合,电阻 R0 重新
发热. 在某次 40
min 的消毒过程中,加热电阻
R0 的电功率随时间变化的图像如图乙所
示. 求:
(1)加热电阻 R0 的阻值.
(2)工作电路消耗的电能.
(3)消毒室内的最高温度.
温度 t / ℃ … 50 60 70 80 90
热敏电
阻 R2 / Ω
… 2
100 1
500 1
150 900 720
温度 t / ℃ 100 110 120 130 140 …
热敏电
阻 R2 / Ω
591 550 520 500 485 …
甲
乙
第 31 题图
解:(1)(2 分)由图乙可知,加热电阻 R0 的电
功率为 880
W,由 P=U
2
R
可知,电阻 R0 的阻值
R0 =
U2
P
=(220
V) 2
880
W
=55
Ω;
(2)(2 分)由图乙可知,R0 工作时间 t = 16
min
+( 28
min - 21
min) + ( 40
min - 33
min) =
30
min=0. 5
h,由 P =W
t
可知,工作电路消耗的
电能W=Pt=880×10-3
kW×0. 5
h=0. 44
kW·h;
(3) ( 4 分) 由表可知,当 t = 80
℃时, R2 =
900
Ω,此时电路中电流 I= 0. 006
A,由电路图
可知 R1、R2 串联,由串联电路的电阻特点和欧
姆定律可知,电源电压 U′ = I ( R1 + R2 ) =
0. 006
A×(100
Ω+900
Ω)= 6
V,
当控制电路中的电流 I′ = 0. 01
A 时,工作电路
的开关 S0 断开,此时温度最高,此时控制电路
的总电阻 R′=U′
I′
= 6
V
0. 01
A
=600
Ω,
由串联电路的电阻特点可知,此时 R2 的阻值
R′2 =R′-R1 =600
Ω-100
Ω=500
Ω,
由表可知当 R′2 = 500
Ω时,消毒室内的最高温
度 t=130
℃.
83
参考答案及重难题解析·福建物理
题
型
培
优
册
化的关系式为 p = 3
200
Pa + 0. 8 × 103
kg / m3 × 10
N / kg ×
160
N-F
640
N / m
= (5
200-12. 5F)Pa.
培优小卷三
14. (2 分)B 【解析】由图乙可知,未注水时,p = 50
Pa,即空容器
对桌面的压强为 50
Pa,由 p=
F
S
得,该薄壁容器重 G =F = pS =
50
Pa×200×10-4
m2 = 1
N,故 A 错误;容器为柱形容器,液体对
容器底部的压强等于注入液体前后容器对桌面压强的变化
量,由题图乙知,注入 1
cm 液体时,薄壁容器对水平桌面的压
强变化了 Δp1 = 130
Pa-50
Pa = 80
Pa,由 p = ρgh 得,液体密度
为 ρ=
p1
gh1
=
Δp1
gh1
= 80
Pa
10
N / kg×0. 01
m
= 0. 8 × 103
kg / m2 = 0. 8
g /
cm3 ,故 B 正确;由图乙可知,加入液体的过程中,该薄壁容器
对水平桌面的压强不断变大,由 p =
F
S
得,该薄壁容器对水平
桌面的压力不断变大,故 C 错误;注满液体时,薄壁容器对水
平桌面的压强变化了 Δp2 = 450
Pa-50
Pa = 400
Pa,由 p = ρgh
得
h1
h
=
ρgh1
ρgh
=
Δp1
Δp2
= 80
Pa
400
Pa
= 1
5
,则注满液体时,注入液体的深
度为 h= 5h1 = 5×1
cm = 5
cm,则该薄壁容器的高度为 5
cm,故
D 错误. 故选 B.
20. (2 分)保温 80%
27. (6 分)(1)游码 (2) 78 1. 1 (3) ④将小木球轻轻放入量
筒内的水中漂浮 ⑤
m
V3 -V2
⑥偏大 【解析】 (3) ⑥实验中
先测小木球的质量,测得木球的质量是准确的;若考虑小木球
“吸”水,则测得的总体积 V3 偏小,根据 V球 = V3 -V2 ,可知,测
得木球的体积偏小,由 ρ =
m
V
可知,会导致小木球的密度测量
值偏大.
28. (9 分)(1)①如答图所示 ②断开 ③Rx 断路 ④0. 18 15
⑤减小 (2)①如答图所示 ②8 ③小
第 28(1)题答图
第 28(2)题答图
【解析】(2)①闭合开关 S,当土壤湿度低于 35%时,Rx 电阻变
大,电路中电流变小,电磁铁磁性减小,衔铁向上运动,接通电
动机,电动机转动送水,故电动机应与上方静触点相连,当土
壤湿度高于或等于 35%时,Rx 电阻变小,电路中电流变大,电
磁铁磁性增大,衔铁向下运动,断开电动机,电动机不转,停止
送水,如答图所示;②蓄电池电压恒为 U = I(Rx +R0 ) = 0. 2
A×
(15
Ω+25
Ω)= 8
V. ③土壤湿度低于 35%时,湿敏电阻的阻值
变大,通过控制电路的电流不变,根据欧姆定律可知电路总电
阻不变,根据串联电路电阻规律可知需减小定值电阻的阻值.
31. (8 分)解:(1) (2 分) 由图乙可知,加热电阻 R0 的电功率为
880
W,由 P=
U2
R
可知,电阻 R0 的阻值
R0 =
U2
P
= (220
V) 2
880
W
= 55
Ω;
(2) (2 分)由图乙可知,R0 工作时间 t = 16
min+(28
min- 21
min) +(40
min-33
min)= 30
min = 0. 5
h,
由 P=
W
t
可知,工作电路消耗的电能
W=Pt= 880×10-3
kW×0. 5
h = 0. 44
kW·h;
(3)(4 分)由表可知,当 t= 80
℃时,R2 = 900
Ω,此时电路中电
流 I= 0. 006
A,由电路图可知 R1 、R2 串联,由串联电路的电阻
特点和欧姆定律可知,电源电压
U′= I(R1 +R2 )= 0. 006
A×(100
Ω+900
Ω)= 6
V,
当控制电路中的电流 I′= 0. 01
A 时,工作电路的开关 S0 断开,
此时温度最高,此时控制电路的总电阻 R′ =
U′
I′
= 6
V
0. 01
A
= 600
Ω,由串联电路的电阻特点可知,此时 R2 的阻值 R′2 =R′-R1 =
600
Ω-100
Ω = 500
Ω,
由表可知当 R′2 = 500
Ω 时,消毒室内的最高温度 t= 130
℃ .
培优小卷四
14. (2 分)C
20. (2 分)0. 6×103 5 ∶3 【解析】剪断细绳前,木块 A 受到竖直
向下的重力、绳子的拉力和竖直向上的浮力,由力的平衡条件
可知,木块 A 受到的浮力 F浮 =G+F拉 = 6
N+4
N = 10
N,F浮 >G,
则剪断绳子后,待木块静止后,木块漂浮,则 F浮 ′=GA = 6
N,则
木块 A 在剪断细绳前后所受浮力之比 F浮 ∶F浮 ′
= 10
N ∶6
N = 5
∶3
;剪断细绳,木块 A 静止后,漂浮在水面上,所受浮力变化了
ΔF= F拉 = 4
N, 水对容器底部的压强变化了 Δp =
ΔF
S
=
4
N
200×10-4
m2
= 200
Pa.
27. (8 分)(1)①如答图所示 B ②导线 BC 间断路 ③在电阻
一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 “50
Ω
1. 5
A” 4. 2 (2)如答图所示
第 27(1)题答图 第 27(2)题答图
【解析】(1)由图甲可知,电源为三节干电池串联,每节电压略
小于 1. 5
V,则电源电压应该大于 3
V,小于4. 5
V;闭合开关,
电压表示数为 0. 7
V,电流表示数为 0. 07
A,此时滑动变阻器
接入电路的阻值最大,根据串联电路电压规律和欧姆定律可
知,电源电压为 U= 0. 7
V+0. 07
A×R滑大 ①,若选用“5
Ω 3
A”的滑动变阻器,代入①式,则 U = 1. 05
V,不符合题意;若选
用“20
Ω 2
A”的滑动变阻器,代入①式,则 U = 2. 1
V,不符
合题意;若选用“50
Ω 1. 5
A”的滑动变阻器,代入①式,则 U
= 4. 2
V,符合题意;故实验中选用的滑动变阻器的铭牌上标有
“50
Ω 1. 5
A”字样,电源电压为 4. 2
V. (2)由图丙可知,声
音强弱的等级越大,电阻越小,而电表的示数越大,所以必须
把电压表接在定值电阻两端,故电阻 R2 是定值电阻,R 是声
敏电阻,且两电阻串联,如答图所示.
28. (7 分)(1)水平位置 (2)0 (3) 1 标记 (4) ①如答图所
示 ②密度秤的刻度是均匀的 (5)增大小桶的重力(或减小
14