内容正文:
物理
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培优小卷一
(限时:30分钟 分值:27分)
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14.(2分)如图甲所示,一底面积为的圆柱形容器装有适量密度
为 的水,一实心小球沉在容器底,小球对容器底的压力为 ;
一烧杯漂浮在水面上,此时烧杯底受到水的压力为 .把小球从水
中捞起并放入烧杯中,静止时烧杯仍漂浮,如图乙所示,此时烧杯
底受到水的压力为 .下列判断不正确的是( )
第14题图
A. 小球的重力为
B. 小球被捞起前受到的浮力为
C. 烧杯排开水的体积增大了
D. 容器底受到水的压强增大了
√
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第14题图
【解析】甲图中烧杯漂浮,烧杯受到的浮力 ,等于烧杯的
重力,乙图中烧杯和小球整体漂浮,浮力 ,等于烧杯和小
球的总重力,则两浮力的差值等于小球的重力,小球重力即为
,故A不符合题意;已知小球对容器底的压力为 ,根据受力
分析可得,小球在捞起前受到的浮力为 ,故B符合题意;
乙图中烧杯受到的浮力比甲图中受到的浮力多出小球的重力大小,则可
得图乙中烧杯排开水的体积比图甲中增大了 ,故C不符合题意;
乙图中小球对水的压力比甲图中小球对水的压力多出小球对容器底部的压
力,则图乙中容器底受到水的压强比图甲中增大了 ,故D不符合题意.故选B.
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第20题图
20.(2分)[2024泉州三模改编]如图是一种监测温度变
化的传感器的工作原理电路图.膨胀棒的长度由于热胀冷
缩随温度变化,膨胀棒的一端固定,另一端与滑块 相
连,滑块与滑动变阻器滑片相连.闭合开关 ,当温度
变化时,膨胀棒带动滑块 在导轨上左右移动,通过电
变大
不变
表示数变化反映出温度的变化.温度升高,电压表示数_________,电
路消耗的总功率______.(均填变化情况)
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第27题图
27.(8分)小明用如图甲所示电路测量定值电阻
的阻值,电源电压保持不变.滑动变阻器的最大阻
值为 .设计与进行实验.
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整.
(要求滑片向右移动时电流表示数变小)
(2)连接好图甲电路,闭合开关,发现电流表指针不动,
但电压表指针有明显偏转.若电路中只有一处故障,则故障是______________.
定值电阻断路
(3)排除故障后小明多次移动滑动变阻器的滑片,并记录数据.当电压表示数为时,
电流表示数如图乙所示,则定值电阻的阻值为___ .
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第27题图
(4)同学小华在“伏安法”测未知电阻的阻值实验中,
根据所记录的实验数据绘制了如图丙所示的 图像.
对比发现绘制的 图像与其他组绘制的图像不同,
你认为其原因是_________________________________.
将电压表并联在滑动变阻器两端了
(5)[2024泉州二检节选]如图丁的电路,电源电压恒为,
为滑动变阻器,定值电阻为 ,灵敏电流计的量程为 .若把电流计表
盘的刻度重新标注,将待测电阻接在、 两端,便可直接读出所测电阻的阻值.完成
下列实验步骤:
①将、 两端直接连接在一起,移动滑动变阻器的滑片 ,使电流计的指针偏转到最大
刻度处,此时滑动变阻器连入电路的阻值为____ ,电流计表盘的最大刻度处标注的
示数为___ .
90
0
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②保持滑动变阻器滑片 位置不变,把某定值电阻接在、 两端,电流
计指针刚好处于中间刻度线处,则接入的定值电阻阻值为_____ .
100
③把另一待测的电阻接在、两端,电流计示数为 ,表盘指针对应
的示数应标注为.则____________(用、、、 表示).
第27题图
【解析】、 两端直接连接在一起,移动滑动变阻器的滑片 ,使电流计
的指针偏转到最大刻度处,此时,电路中电流为 ,此时滑
动变阻器连入电路的阻值为 、两端直接连接在一起,此时,、间电阻为 ,故电流计表盘的最大刻度处标注的示数为 .保持滑动变阻器滑片 位置不变,滑动变阻器连入电路的阻值仍为 ,把某定值电阻接在、 两端,电流计指针刚好处于中间刻度线处,此时,电路中电流为 ,则接入的定值电阻阻值为 . 把另一待测的电阻接在、 两端,电流计示数为,表盘指针对应的示数标注为 , .
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第28题图
28.(7分)中国桥梁发展史是一部波澜壮阔的史诗. 五一假期
小明到广济桥旅游,发现景区对浮桥游客数量进行限流管理,
他想到景区也可以通过浮桥排水量实时监控浮桥上的游客数
量,于是决定动手制作“浮力秤”进行项目式学习.“浮力秤”主
要由圆柱体小筒、秤盘两部分组成(见图).水中静止时处于
漂浮状态.
(1)初步试验:小明发现将组装好的小筒和秤盘放入水中时很难在竖直方向上静止,
他的改进方案是________________________.
在小筒内放入适当的重物
(2)分析测算:经测量发现该浮力秤的总质量为 ,当秤盘上不放物体时,浮力秤
受到的浮力是___,已知小筒底面积为 ,应在距小筒底部___位置处标记浮力
秤的“零刻度线”.取
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第28题图
【解析】根据物体的浮沉条件可知,秤盘上不放物
体时,浮力秤受到的浮力等于其重力,即
,
根据可知,小筒排开水的体积为
,因此小筒浸没的深度为
,所以应在距小筒底部
位置处标记浮力秤的“零刻度线”.
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(3)标刻度线:测量可知小筒高度为,将标准质量为_____ 的物体
放入秤盘后发现,小筒恰好完全浸没,此时可在小筒上标记浮力秤的“最
大测量值”.最后给浮力秤完善刻度线与数值,该秤的刻度会是______
(填“均匀”或“不均匀”)的.
500
均匀
第28题图
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第28题图
【解析】已知小筒高度为 ,则排开水的最大体积为
,则
小筒受到的最大浮力为
根据物体的浮沉条件可知,
物体与小筒的最大重力为 ,则物体与小筒的
最大质量为 ,可称量物体
的最大质量为 ;根据
物体的浮沉条件可知,浮力秤受到的浮力为 ,根据 可知,浮力秤受到的浮力为 ,则 ,则 ,因此该秤的刻度是均匀的.
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(4)成品改进:制作完成后小明发现该浮力秤的量程小,精确度也不高,
请你结合该浮力秤存在的问题提出改进方案.
存在的问题 改进方案
量程较小 ____________________
精确度不高 ____________________
换用体积更大的小筒
减小小筒的横截面积
【解析】为了增大浮力秤的量程,应当增大其受到的最大浮力,因此可以换用体积更大
的小筒.为了增大浮力秤的精确度,应在浮力差不变时,增大其浸没的深度差,根据
可知,可减小小筒的横截面积.
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第31题图
31.(8分)如图甲是某科技创新小组设计的电梯电路,
控制电路的电源电压恒定,电阻箱阻值为 ,
是安装在电梯水平地面上的力敏电阻,用砝码模拟
“乘客”,将它放置于力敏电阻 之上(图中未画
出), 阻值随压力变化的图线如图乙.当电流表示数
时,电磁铁将衔铁吸合,电动机拉动电梯上行.电梯匀速
上行过程中,力敏电阻受到“乘客”的压力为,受力面积为 ,
此时电流表示数为 . 不计线圈电阻及其能量损耗.
(1)力敏电阻受到“乘客”的压强是多少?
解:力敏电阻受到“乘客”的压强是;
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第31题图
(2)控制电路电源电压是多少?
解:电梯匀速上行过程中,力敏电阻受到 “乘客”的压
力为,由图乙可知,力敏电阻 的阻
值为 ,控制电路的总电阻为
,由
可得,控制电路的电源电压为 ;
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(3)测试时发现原设定的最大载重量存在安全隐患,现将调为 ,最大载重量
降低.调整后,若将满载的“乘客”匀速提升 ,电动机消耗电能,此时电流表示数
为 ,则此过程电梯的效率为多少?
第31题图
解:当控制电路电流刚好为 时,电磁铁将衔铁刚好吸
合,电梯开始运转.此时控制电路的总电阻为
,力敏电阻 的阻值为
,由图乙可得,的阻值与所受压力 是一
次函数关系,设关系式为,当时,
,当时, ,则 ,
解得,所以 的阻值与所受压力的关系式为
,将 代入可得
,解得 ,电梯匀速上升, 所受压力等于“乘客”重力,故
,此时电梯效率 .
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