2016-2025年天津市物理选择题、非选择题中考真题汇编卷-【2026年中考复习】10年物理压轴题

【10年压轴题】2016-2025年天津市物理选择题、非选择题中考真题汇编卷 一．选择题（共10小题） 1．（2025•天津）将标有“6V，6W”的甲灯泡和“6V，3W”的乙灯泡串联后，接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响，则（　　） A．甲灯能正常发光 B．乙灯能正常发光 C．两灯均能正常发光 D．两灯均不能正常发光 2．（2024•天津）小明对我国一些科技成就进行了梳理，如下表所示。在“相关内容分析”中存在错误的是（　　） 序号 科技成就 相关内容分析 ① 三峡船闸 轮船通行时利用了连通器的特点 ② “玉兔号”月球车 车轮宽大可减小对月球表面的压强 ③ 神舟飞船返回舱 它在地面附近减速下降过程中机械能不变 ④ 国产大飞机C919 机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系 A．① B．② C．③ D．④ 3．（2023•天津）如图所示电路，开关闭合后，灯不发光。用试电笔接触a、b、c三处，氖管都发光；接触d处，氖管不发光。则故障可能是（　　） A．灯丝断了 B．灯短路了 C．开关处断路 D．cd间断路 4．（2022•天津）实验时，小芳用如图所示的滑轮组，将重为8N的物体匀速提升0.5m。已知动滑轮的重为2N，不计绳重和摩擦，则（　　） A．拉力F为4N B．有用功为5J C．绳子自由端移动距离为1.5m D．该滑轮组的机械效率为80% 5．（2021•天津）如图所示电路，闭合开关后，小灯泡L1和L2均不发光，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障，则可能是（　　） A．L1短路 B．L1断路 C．L2短路 D．L2断路 6．（2020•天津）如图所示是生活中的工具或装置，对其使用状态下所涉及的物理知识表述正确的是（　　） A．水位计：阿基米德原理 B．铅垂线：重力的方向 C．钳子：费力杠杆 D．塑料吸盘：液体压强 7．（2019•天津）如图所示的电路中，两个小灯泡的规格相同。闭合开关后，只有一个小灯泡发光，电压表指针偏转明显。则故障原因可能是（　　） A．L1短路 B．L1断路 C．L2短路 D．L2断路 8．（2018•天津）在使用图所示的插线板时发现：只有在开关闭合时，指示灯才能发光，插孔才可以提供工作电压：即使指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压。下图中插线板电路连接符合上述现象及安全用电要求的是（　　） A． B． C． D． 9．（2017•天津）如图所示电路中，电源电压保持不变，当变阻器滑片P向右移动时，电表示数变大的是（　　） A． B． C． D． 10．（2016•天津）直升机沿竖直方向匀速升空时，在竖直方向上受到升力F、重力G和阻力f，下面关于这三个力的关系式正确的是（　　） A．F＞G+f B．F＜G﹣f C．F＝G+f D．F＝G﹣f 二．多选题（共10小题） （多选）11．（2025•天津）如图所示电路电源电压不变，将定值电阻和滑动变阻器中的一个接在A、B间，另一个接在C、D间。滑动变阻器的滑片位于某一位置，闭合开关S，电流表示数为I0，A、B间电压为U1，C、D间电压为U2（U1≠U2）；移动滑片至另一位置，电流表示数变大，A、B间电压减小了ΔU。则（　　） A．C、D间应接滑动变阻器 B．定值电阻的阻值为 C．移动滑片前后，电路中电流的变化量为 D．移动滑片前后，电路消耗总功率的比值为 （多选）12．（2024•天津）水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器，容器底部直立一底面积为S2的实心圆柱体（与容器底不密合），圆柱体对容器底的压强为p，如图所示。向容器中注入质量为m的液体后，圆柱体仍直立于容器底且未完全浸没，则（　　） A．圆柱体所受浮力为 B．圆柱体所受浮力为 C．容器底所受液体压强可能为 D．容器底所受液体压强可能为 （多选）13．（2023•天津）如图所示的“电阻测量盒”，内有电源（电压不变且未知）、阻值已知的定值电阻R0、开关和电流表，并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连，根据开关闭合、断开时电流表的示数，可以算出Rx的阻值。如图是设计的盒内电路图，其中符合要求的是（　　） A． B． C． D． （多选）14．（2022•天津）小明在研究物体的浮沉问题时，制作了一个空腔“浮沉子”，将其放入一个底面积为S、水深为h0的薄壁柱形容器内。刚放入水中时，浮沉子恰好悬浮，此时水深为h1，如图所示；一段时间后，由于渗漏空腔内开始进水，最后空腔充满了水，浮沉子沉底且完全浸没，此时水的深度降为h2。已知水的密度为ρ0，则所制作的浮沉子（　　） A．质量为ρ0（h1﹣h0）S B．质量为ρ0（h2﹣h0）S C．材料的密度为ρ0 D．材料的密度为ρ0 （多选）15．（2021•天津）如图所示的电路，电源电压恒为12V，灯泡L1标有“6V 3W”字样。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P位于某一位置时，L1正常发光；将L1换成“4V 2W”的灯泡L2，滑片P位于另一位置时，L2也正常发光。先后两种情况下（　　） A．L1、L2电阻之比为3：2 B．电流表示数之比为1：1 C．电压表示数之比为4：3 D．变阻器功率之比为3：4 （多选）16．（2020•天津）水平桌面上有一底面积为S1的圆柱形薄壁容器，容器内装有质量为m的水。现将一个底面积为S2的圆柱形木块（不吸水）缓慢放入水中，松开手后，木块直立在水中且与容器底接触（部分露出水面），如图所示。若此时木块对容器底的压力刚好为零，则（　　） A．放入木块前水对容器底的压强为 B．放入木块后水对容器底的压强为 C．木块所受的重力为mg D．木块所受的重力为mg （多选）17．（2019•天津）在底面积为S的薄壁柱形容器内注入适量的水，让空烧杯漂浮在水面上，测出水的深度为h0，如图所示；再将一金属球放入烧杯中，此时烧杯仍漂浮在水面上，测出水的深为h1，最后将该金属球取出放入水中（空烧杯仍漂浮在水面上），待金属球沉底后测出水的深度为h2．已知水的密度为ρ水，则（　　） A．金属球的密度为ρ水 B．金属球的密度为ρ水 C．金属球沉底后，它对容器底的压力为ρ水g（h1﹣h2）S D．金属球沉底后，它对容器底的压力为ρ水g（h1﹣h0）S （多选）18．（2018•天津）如图所示，水平地面上放有上下两部分均为柱形的薄壁容器，两部分的横截面积分别为 S1、S2．质量为m的木球通过细线与容器底部相连，细线受到的拉力为T，此时容器中水深为h（水的密度为ρ0）。下列说法正确的是（　　） A．木球的密度为ρ0 B．木球的密度为ρ0 C．剪断细线，待木球静止后水对容器底的压力变化量为T D．剪断细线，待木球静止后水对容器底的压力变化量为T （多选）19．（2017•天津）如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m1，m2的货物，当他的肩处于O点时，扁担水平平衡，已知l1＞l2，扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离Δl，则（　　） A．扁担左端向下倾斜 B．扁担右端向下倾斜 C．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2﹣m1） D．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2﹣m1） （多选）20．（2016•天津）如图所示电路中的a、b、c为三只电表（电压表或电流表），闭合开关S，标有“3V 3W”的灯泡L1正常发光，标有“6V 3W”的灯泡L2虽能发光但较暗，若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（　　） A．电表a为电流表，且示数为1.5A B．电表b为电压表，且示数为3V C．电表c为电压表，且示数为3V D．灯泡L2的实际功率为0.75W 三．填空题（共1小题） 21．（2020•天津）如图1所示为部分家庭电路示意图，其中电器元件连接错误的是　 　 （填标号）； 如图2中，静止在通电螺线管周围的小磁针，其中指向错误的是　 　 （填标号）。 四．实验探究题（共3小题） 22．（2024•天津）生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。 【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为U0的电源上（如图1所示），加热功率为P0，该电热丝的电阻R0＝　 　 。（不考虑温度对电阻的影响） 【改进设计】为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方式连接在电压为U0的电源上，可以得到另外两个加热功率P1和P2，且P1＜P2。请你在图2甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出P1与P2之比。 说明：电热丝上只有a、b、c三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。 【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关S，通过开关S0的通断和S在1、2触点间的切换，实现加热垫P0、P1和P2三挡功率的变换。请你在图3中将各元件连接成符合优化要求的电路。 注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。 23．（2023•天津）在学习“阿基米德原理”时，可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究。请你完成下列任务： 【实验探究】 通过图1所示的实验，探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。由实验可得结论：　 　 。这就是阿基米德原理。 【理论探究】 第一步：建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究，如图2所示。 第二步：理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理。 请你写出推导过程。提示：推导过程中所用物理量需要设定（可在图2中标出）。 【原理应用】 水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器，内装质量为m的液体。现将一个底面积为S2的金属圆柱体放入液体中，圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没（与容器底接触但不密合），整个过程液体未溢出。金属圆柱体静止时所受浮力F浮＝ 　 　 。 24．（2017•天津）下面是小明同学的实验报告，请按要求帮他将报告补充完整。 实验：测量食用油的密度 实验目的：测量油的密度 实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、油 实验原理：　 　 主要实验步骤： （1）调节天平横梁平衡时，发现指针指在分度盘中线的右侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向　 　 （选填“左”或“右”）侧调节。 （2）往量筒中倒入适量的油，测出油的体积，如图1所示。 （3）用天平测出空烧杯的质量为30g。 （4）将量筒中的油全部倒入烧杯中，测出烧杯和油的总质量，如图2所示。 实验数据记录： 在虚线框内设计一个记录本次实验数据的表格，并将测量数据及计算结果填入表中。 实验评估： 按照上述实验方案测出的油的密度值比真实值　 　 （选填“偏大”或“偏小”）。 五．解答题（共4小题） 25．（2025•天津）在跨学科实践活动中，同学们制作了如图1所示的“浮力秤”，用来称量物体的质量。圆柱形薄壁外筒足够高且内装足量的水，带有秤盘的圆柱形浮体竖直漂浮在水中，浮体浸入水中的深度为h0。已知浮体横截面积为S0，外筒横截面积为3S0，水的密度为ρ0。 （1）浮体和秤盘的总质量为　 　 ； （2）秤盘中未放物体，在水面位于浮体的位置标为“0”刻度线；秤盘中放质量为m1的砝码，在水面位于浮体的位置标为“m1”刻度线。请推导出这两条刻度线间的距离Δh的表达式； （3）为了测算该“浮力秤”的最大测量值，先把带有秤盘的浮体直立在外筒底部（图2），再向外筒内缓慢注水，外筒底部受到水的压强与注入水质量的关系如图3所示。 当外筒底部受到水的压强至少为p1时，此“浮力秤”能够达到最大测量值，该最大测量值为　 　 。 26．（2019•天津）若架设在两地之间的输电线发生了短路，如何方便快捷地确定短路的位置？ 针对这一实际问题，某物理兴趣小组模拟真实情景，运用“建模”思想进行了研究：用两条足够长的电阻丝模拟输电线（每条电阻丝单位长度阻值为r），将导线连在电阻丝A处模拟输电线短路，如图1甲所示。他们把一个电源（电压恒为U0）、一个定值电阻（阻值为R0）和一块电压表用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，制成检测盒，如图1乙所示。检测时将盒外的两根导线分别与模拟输电线B端的两接线柱相连，从而构成检测电路。通过读取盒内电压表的示数、经过计算得知短路处到B端的距离。 请你解答如下问题： （1）在图1乙所示的检测盒内画出元件连接情况的电路图； （2）根据你设计的检测电路，推导出AB间距离L与电压表示数U的关系式： （3）进一步研究发现，当电压表的量程为0～时，如果短路位置改变，需考虑测量值超电压表量程的可能。于是在检测盒中增加两个单刀双掷开关（符号），通过操作这两个开关来改变电压表的连接，完成检测。请在改进后的检测盒内画出元件连接情况的电路图（如图2所示）。 27．（2018•天津）某同学在研究滑动摩擦力时，先后做了如下两次实验： 实验一：将重为G的物块A放在一水平溥木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动物块，使它在木板上匀速运动，如图甲所示。读出弹簧测力计示数为F0； 实验二：再将上述木板一端垫起，构成一个长为s、高为h的斜面；然后用弹簧测力计沿斜面拉动物块A，使它在斜面上匀速向上运动，如图乙所示。读出弹簧测力计的示数为F1，请你结合实验过程，运用所学知识解答如下问题（阅读图丙） （1）画出物块A在斜面上运动时对斜面的压力FN的示意图； （2）求出物块A对斜面的压力FN。 28．（2018•天津）甲、乙两地相距40km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知每条输电线每千米的电阻为0.2Ω．现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，抢修员进行了如下操作：在甲地利用电源（电压恒为6v）、定值电阻Ro（阻值为20Ω）、电压表（量程为0～15V）以及开关等与输电线组成了一个检测电路（如图所示，电压表未画出）：闭合开关后，电压表示数为2V；解答如下问题： （1）根据题意判定电压表的连接位置，将它接入检测电路； （2）计算出短路位置离甲地的距离。 六．计算题（共1小题） 29．（2017•天津）某同学制作了一个“浮子”。他用质量为2m、高为h、横截面积为2S的质地均匀实心圆柱体，将其中间挖掉横截面积为S、高为h的圆柱体，做成“空心管”；然后用另一个不同材质、质地均匀的实心圆柱体将管的空心部分恰好填满，做成“浮子”，如图1所示。将“浮子”放入盛有足量水、底面积为S0的圆柱形薄壁容器中。“浮子”刚好悬浮在水中，如图2所示。已知水的密度为ρ0，请解答下列问题： （1）该“浮子”的平均密度是多少？ （2）实验中，组成“浮子”的“空心管”和“填充柱体”在水中完全脱离，致使容器中水面高度发生了变化，待水面恢复稳定后，水对容器底部的压强变化了多少？ 七．综合能力题（共3小题） 30．（2022•天津）小明利用如图甲所示电路研究“电流与电压关系”时，闭合开关S，滑动变阻器的滑片从右端移动到左端的整个过程中，定值电阻的U﹣I关系图象如图乙所示。其中U0、Um、I0均为已知量，电源电压不变。 请解答如下问题： （1）写出电源电压值； （2）在图乙所示的坐标系中，画出滑片整个移动过程中滑动变阻器的U﹣I关系图象，并标出端点的坐标； （3）滑片移动过程中，当电压表V1示数由U1变为U2时，电流表示数增加了ΔI，请你推导出定值电阻的电功率变化量ΔP的数学表达式（用U1、U2和ΔI表示）。 31．（2021•天津）现准备自制一个最大阻值为Rm的滑动变阻器，要购买涂有绝缘层的电阻丝，需提前借助实验得知所用电阻丝的长度。可供选择的器材有：一段长为l0的电阻丝样品（阻值在2～3Ω之间，两端留有接线头），电压约为12V的电源（电源电压不变），阻值为5Ω的定值电阻R0，一个量程为0～0.6A的电流表，一个量程为0～15V的电压表，开关和导线若干。 请你合理选择器材设计实验方案，确定出制作变阻器的电阻丝长度L。要求： （1）画出实验电路图（电阻丝用“”表示）； （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出电阻丝长度L的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 32．（2020•天津）为了比较方便地测量出未知电阻的阻值，物理兴趣小组的同学设计了一个“电阻测量盒”：将一个电源（电压不变）、一个阻值为R0的定值电阻、一个开关和一个电流表用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，如图1所示。未使用时，盒内开关断开，电流表无示数。使用时，将盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连，读取开关闭合时电流表的示数I1、开关断开时电流表的示数I2，经计算得知Rx的阻值。 请你解答如下问题： （1）在图2的虚线框内画出测量盒中符合上述设计要求的两种可能的电路图； （2）在你所设计的电路中任选一种，推导出待测电阻Rx的数学表达式。（请注明所选择的电路，Rx表达式用已知量和测量量表示） 【10年压轴题】2016-2025年天津市物理选择题、非选择题中考真题汇编卷 参考答案与试题解析 一．选择题（共10小题） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C D D D B A A D C 二．多选题（共10小题） 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 BC BD ABD AD ABD AD AC AD AC CD 一．选择题（共10小题） 1．（2025•天津）将标有“6V，6W”的甲灯泡和“6V，3W”的乙灯泡串联后，接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响，则（　　） A．甲灯能正常发光 B．乙灯能正常发光 C．两灯均能正常发光 D．两灯均不能正常发光 【解答】解：由P＝UI得R，求得： 甲灯灯丝电阻R甲Ω；乙灯灯丝电阻R乙； 两灯串联后接在9V的电源上，电路的总电阻R＝R甲+R乙＝6Ω+12Ω＝18Ω， 电路中的电流I0.5A； 根据P＝UI＝I2R得：甲灯消耗的实际功率P实甲＝I2R甲＝（0.5A）2×6Ω＝1.5W；乙灯消耗的实际功率P实乙＝I2R乙＝（0.5A）2×12Ω＝3W； 因甲灯消耗的实际功率小于其额定功率，不能正常发光；乙灯消耗的实际功率等于其额定功率，能正常发光。故选：B。 2．（2024•天津）小明对我国一些科技成就进行了梳理，如下表所示。在“相关内容分析”中存在错误的是（　　） 序号 科技成就 相关内容分析 ① 三峡船闸 轮船通行时利用了连通器的特点 ② “玉兔号”月球车 车轮宽大可减小对月球表面的压强 ③ 神舟飞船返回舱 它在地面附近减速下降过程中机械能不变 ④ 国产大飞机C919 机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系 A．① B．② C．③ D．④ 【解答】解：三峡船闸轮船通行时利用了连通器的特点，故①正确； 在压力相同时，受力面积越大，压强越小，月球车车轮宽大可减小对月球表面的压强，故②正确； 神舟飞船返回舱在地面附近减速下降过程中动能和重力智能均变小，故机械能变小，故③错误； 机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系，故④正确。 故选：C。 3．（2023•天津）如图所示电路，开关闭合后，灯不发光。用试电笔接触a、b、c三处，氖管都发光；接触d处，氖管不发光。则故障可能是（　　） A．灯丝断了 B．灯短路了 C．开关处断路 D．cd间断路 【解答】解：开关闭合后，灯不亮，用试电笔测试a、b、c三点，氖管都发光，这说明从火线到a、b、c点之间的电路都是完好的，没有断路；而试电笔测试d点时，氖管不发光，这说明c点到d之间的导线出现断路。 故选：D。 4．（2022•天津）实验时，小芳用如图所示的滑轮组，将重为8N的物体匀速提升0.5m。已知动滑轮的重为2N，不计绳重和摩擦，则（　　） A．拉力F为4N B．有用功为5J C．绳子自由端移动距离为1.5m D．该滑轮组的机械效率为80% 【解答】解：A、由图可知，n＝2；不计绳重和摩擦时，拉力F（G物+G动）（8N+2N）＝5N，故A错误； B、拉力做的有用功：W有用＝Gh＝8N×0.5m＝4J，故B错误； C、绳子自由端移动距离s＝2h＝2×0.5m＝1m，故C错误； D、拉力做的总功：W总＝Fs＝5N×1m＝5J， 滑轮组的机械效率：η100%100%＝80%，故D正确。 故选：D。 5．（2021•天津）如图所示电路，闭合开关后，小灯泡L1和L2均不发光，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障，则可能是（　　） A．L1短路 B．L1断路 C．L2短路 D．L2断路 【解答】解：闭合开关后，两灯均不发光，电流表几乎不动，说明故障类型为断路，电压表明显偏转，说明电压表到电源为通路，故故障为L2断路。 故选：D。 6．（2020•天津）如图所示是生活中的工具或装置，对其使用状态下所涉及的物理知识表述正确的是（　　） A．水位计：阿基米德原理 B．铅垂线：重力的方向 C．钳子：费力杠杆 D．塑料吸盘：液体压强 【解答】解： A、水位计是利用连通器工作的，故A错误； B、重力的方向是竖直向下的，据此制成了铅垂线，故B正确； C、钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C错误； D、把吸盘紧压在光滑的墙上，把吸盘内的空气排出，大气压就把吸盘紧压在了墙上，在钩上可以挂衣服，是利用的大气压，故D错误。 故选：B。 7．（2019•天津）如图所示的电路中，两个小灯泡的规格相同。闭合开关后，只有一个小灯泡发光，电压表指针偏转明显。则故障原因可能是（　　） A．L1短路 B．L1断路 C．L2短路 D．L2断路 【解答】解：由电路图可知，两灯泡串联，电压表测灯L2两端电压；当开关闭合时，其中一个灯亮，说明电路是通路，则另一个灯泡不亮的原因可能是灯泡短路。而电压表有示数，说明L2没有短路，则故障原因可能是L1短路，故A正确，BCD错误。 故选：A。 8．（2018•天津）在使用图所示的插线板时发现：只有在开关闭合时，指示灯才能发光，插孔才可以提供工作电压：即使指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压。下图中插线板电路连接符合上述现象及安全用电要求的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解： 插线板上的指示灯在开关闭合时会发光，插孔正常通电，说明开关同时控制灯泡和插座，又因为指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电，说明灯泡和插座之间是并联的，开关接在灯泡、插座和火线之间控制火线使用更安全，故A正确； 故选：A。 9．（2017•天津）如图所示电路中，电源电压保持不变，当变阻器滑片P向右移动时，电表示数变大的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解： A、该电路为并联电路，电流表测量R0的电流，滑动变阻器在另一条支路中，滑动变阻器滑片移动时对另一条支路无影响，电流表示数不变，故A错误； B、该电路为并联电路，电流表测量干路中的电流，滑动变阻器滑片向右移动，电阻变大，由欧姆定律可知通过变阻器的电流减小，通过另一条支路电流不变，故干路中的电流变小，故B错误； C、该电路为串联电路，电压表测量R0的电压，滑动变阻器滑片向右移动，电阻变大，电流减小，根据U＝IR可知，电压表示数变小，故C错误； D、该电路为串联电路，电压表测量滑动变阻器的电压，滑动变阻器滑片向右移动，电阻变大，电流减小，根据U＝IR可知，R0的电压变小，根据串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端电压变大，故D正确。 故选：D。 10．（2016•天津）直升机沿竖直方向匀速升空时，在竖直方向上受到升力F、重力G和阻力f，下面关于这三个力的关系式正确的是（　　） A．F＞G+f B．F＜G﹣f C．F＝G+f D．F＝G﹣f 【解答】解：直升机沿竖直方向匀速升空时，处于平衡状态，所以受到的是平衡力。由题意知，直升机在竖直方向上受到升力F、重力G和阻力f，其中升力F竖直向上。重力G和阻力f都竖直向下，则三者的关系是F＝G+f。 故选：C。 二．多选题（共10小题） （多选）11．（2025•天津）如图所示电路电源电压不变，将定值电阻和滑动变阻器中的一个接在A、B间，另一个接在C、D间。滑动变阻器的滑片位于某一位置，闭合开关S，电流表示数为I0，A、B间电压为U1，C、D间电压为U2（U1≠U2）；移动滑片至另一位置，电流表示数变大，A、B间电压减小了ΔU。则（　　） A．C、D间应接滑动变阻器 B．定值电阻的阻值为 C．移动滑片前后，电路中电流的变化量为 D．移动滑片前后，电路消耗总功率的比值为 【解答】解：A、依题意可知：定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路中电流，根据U＝IR可知：电流表示数变大时，定值电阻两端的电压也变大，所以AB间应接滑动变阻器；CD间应接定值电阻，故A不符合题意； B、CD间接定值电阻，根据欧姆定律可知：定值电阻的阻值为：，故B符合题意； CD、移动滑片至另一位置，电流表示数变大，AB间的电压减小了ΔU，根据串联电路的电压规律，CD间的电压增加了ΔU；根据欧姆定律。移动滑动变阻器前后，电路中电流的变化量为：； 根据P＝UI，电压不变时，电功率和电流成正比，移动滑片前后，电源电压不变，则电路中消耗的总功率的比值为：，C符合题意，D不符合题意。 故选：BC。 （多选）12．（2024•天津）水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器，容器底部直立一底面积为S2的实心圆柱体（与容器底不密合），圆柱体对容器底的压强为p，如图所示。向容器中注入质量为m的液体后，圆柱体仍直立于容器底且未完全浸没，则（　　） A．圆柱体所受浮力为 B．圆柱体所受浮力为 C．容器底所受液体压强可能为 D．容器底所受液体压强可能为 【解答】解：AB、由密度公式可得，容器内液体的体积V液， 圆柱体直立在液体中且与容器底接触，放入圆柱体后容器内液体的深度为： h， 圆柱体受到的浮力为： F浮＝ρ液gV排＝ρ液gS2h＝ρ液g，故A错误，B正确； CD、若圆柱体对容器底部有压力，则容器底受到液体的压强为： p＝ρ液gh＝ρ液g， 若圆柱体对容器底部的压力刚好为零时，即圆柱体漂浮，圆柱体所受的浮力等于重力，此时容器底所受液体压强为： p，故C错误，D正确。 故选：BD。 （多选）13．（2023•天津）如图所示的“电阻测量盒”，内有电源（电压不变且未知）、阻值已知的定值电阻R0、开关和电流表，并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连，根据开关闭合、断开时电流表的示数，可以算出Rx的阻值。如图是设计的盒内电路图，其中符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解： A、根据图示可知，开关断开时，电路为Rx的简单电路，电流表测量电路中的电流；开关闭合时，电路为并联电路，电流表测量干路中的电流；根据并联电路的电流关系可知通过R0的电流，根据U＝IR可以求出电源电压，然后根据R可以求出Rx的阻值，故A正确； B、根据图示可知，开关闭合时，电路为Rx的简单电路，电流表测量电路中的电流，则电源电压为：U＝IRx；开关断开时，两个电阻串联接入电路中，此时电流表示数为I'，则电源电压为：U＝I'（Rx+R0），两个关系式联立，可以求出Rx的阻值，故B正确； C、根据图示可知，开关闭合时，电流表和Rx被短路，电路为R0的简单电路；开关断开时，两个电阻串联，电流表测量电路中的电流，由于无法测量出电源电压，所以无法求出Rx的阻值，故C错误； D、根据图示可知，开关闭合时，Rx被短路，电路为R0的简单电路，电流表测量电路中的电流，根据U＝IR可以求出电源电压；开关断开时，两个电阻串联，电流表测量电路中的电流，根据电源电压和电流表示数可以求出电路的总电阻，根据串联电路的电阻关系可以求出Rx的阻值，故D正确。 故选：ABD。 （多选）14．（2022•天津）小明在研究物体的浮沉问题时，制作了一个空腔“浮沉子”，将其放入一个底面积为S、水深为h0的薄壁柱形容器内。刚放入水中时，浮沉子恰好悬浮，此时水深为h1，如图所示；一段时间后，由于渗漏空腔内开始进水，最后空腔充满了水，浮沉子沉底且完全浸没，此时水的深度降为h2。已知水的密度为ρ0，则所制作的浮沉子（　　） A．质量为ρ0（h1﹣h0）S B．质量为ρ0（h2﹣h0）S C．材料的密度为ρ0 D．材料的密度为ρ0 【解答】解：AB、浮沉子放入前，水的体积为：V水＝h0S，浮沉子悬浮后，总体积为V浮沉子+水＝h1S，则排开水的体积和浮沉子体积相等，即V排＝V浮沉子＝V浮沉子+水﹣V水＝h1S﹣h0S＝（h1﹣h0）S； 依据阿基米德原理可得：F浮＝ρ水V排g＝ρ水（h1﹣h0）Sg； 由浮沉条件可知，悬浮时，F浮＝G浮沉子，则浮沉子的质量m浮沉子ρ0（h1﹣h0）S，故A正确，B错误； CD、浮沉子渗水后，沉底后水深为h2，则浮沉子外壳排开水的体积为V排′＝（h2﹣h0）S＝V浮沉子壳； 依据密度公式可得，浮沉子材料的密度ρ，故C错误，D正确。 故选：AD。 （多选）15．（2021•天津）如图所示的电路，电源电压恒为12V，灯泡L1标有“6V 3W”字样。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P位于某一位置时，L1正常发光；将L1换成“4V 2W”的灯泡L2，滑片P位于另一位置时，L2也正常发光。先后两种情况下（　　） A．L1、L2电阻之比为3：2 B．电流表示数之比为1：1 C．电压表示数之比为4：3 D．变阻器功率之比为3：4 【解答】解：闭合开关S，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压， L1正常发光时，通过电路的电流：I10.5A，灯泡的电阻：R112Ω， 串联电路总电压等于各部分电压之和，则滑动变阻器两端的电压为：UR1＝U﹣U1＝12V﹣6V＝6V， 滑动变阻器的功率为：PR1＝I1UR1＝0.5A×6V＝3W； L2正常发光时，通过电路的电流：I20.5A，灯泡的电阻：R28Ω， 串联电路总电压等于各部分电压之和，则滑动变阻器两端的电压为：UR2＝U﹣U2＝12V﹣4V＝8V， 滑动变阻器的功率为：PR2＝I2UR2＝0.5A×8V＝4W； A、L1、L2电阻之比为12Ω：8Ω＝3：2，故A正确； B、电流表示数之比为0.5A：0.5A＝1：1，故B正确； C、电压表示数之比为6V：8V＝3：4，故C错误； D、变阻器功率之比为3W：4W＝3：4，故D正确。 故选：ABD。 （多选）16．（2020•天津）水平桌面上有一底面积为S1的圆柱形薄壁容器，容器内装有质量为m的水。现将一个底面积为S2的圆柱形木块（不吸水）缓慢放入水中，松开手后，木块直立在水中且与容器底接触（部分露出水面），如图所示。若此时木块对容器底的压力刚好为零，则（　　） A．放入木块前水对容器底的压强为 B．放入木块后水对容器底的压强为 C．木块所受的重力为mg D．木块所受的重力为mg 【解答】解： A．因容器为圆柱形容器，则放入木块前水对容器底的压力F＝G水＝mg， 放入木块前水对容器底的压强：p，故A正确； B．由ρ可得，容器内水的体积V水， 木块直立在水中且与容器底接触，放入木块后容器内水的深度：h， 此时水对容器底的压强：p′＝ρ水gh＝ρ水g，故B错误； CD．放入木块后，木块排开水的体积：V排＝S2h＝S2， 木块受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gmg， 因木块对容器底的压力刚好为零即为漂浮， 所以，木块的重力：G＝F浮mg，故C错误、D正确。 故选：AD。 （多选）17．（2019•天津）在底面积为S的薄壁柱形容器内注入适量的水，让空烧杯漂浮在水面上，测出水的深度为h0，如图所示；再将一金属球放入烧杯中，此时烧杯仍漂浮在水面上，测出水的深为h1，最后将该金属球取出放入水中（空烧杯仍漂浮在水面上），待金属球沉底后测出水的深度为h2．已知水的密度为ρ水，则（　　） A．金属球的密度为ρ水 B．金属球的密度为ρ水 C．金属球沉底后，它对容器底的压力为ρ水g（h1﹣h2）S D．金属球沉底后，它对容器底的压力为ρ水g（h1﹣h0）S 【解答】解： （1）当装有金属球的烧杯漂浮在盛有水的大容器的水面上，排开液体体积的增加量为ΔV排＝S（h1﹣h0）， 则由漂浮条件可得：G球＝ΔF浮＝ρ水ΔV排g＝ρ水S（h1﹣h0）g， 所以，m球ρ水S（h1﹣h0）， 金属球投入水中后沉底，则V球＝V排′＝S（h2﹣h0）， 所以，ρ球ρ水；故A正确，B错误； （2）将该金属球取出放入水中后沉底，金属球受到的浮力：F浮＝ρ水V排′g＝ρ水S（h2﹣h0）g， 则它对容器底的压力： F＝G球﹣F浮＝ρ水S（h1﹣h0）g﹣ρ水S（h2﹣h0）g＝ρ水g（h1﹣h2）S；故C正确，D错误。 故选：AC。 （多选）18．（2018•天津）如图所示，水平地面上放有上下两部分均为柱形的薄壁容器，两部分的横截面积分别为 S1、S2．质量为m的木球通过细线与容器底部相连，细线受到的拉力为T，此时容器中水深为h（水的密度为ρ0）。下列说法正确的是（　　） A．木球的密度为ρ0 B．木球的密度为ρ0 C．剪断细线，待木球静止后水对容器底的压力变化量为T D．剪断细线，待木球静止后水对容器底的压力变化量为T 【解答】解： （1）木球浸没时，其受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和绳子的拉力， 由于木球处于静止状态，受力平衡，根据力的平衡条件可得： F浮＝G+T＝mg+T， 木球浸没时，V排＝V木，则根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可得： ρ0gV排＝mg+T， 由ρ可得木球的体积：V木， 所以，ρ0gmg+T， 解得ρ木ρ0；故A正确，B错误； （2）剪断细线，木块漂浮，F浮′＝G＝mg， 则待木球静止后浮力变化量为：ΔF浮＝F浮﹣F浮′＝mg+T﹣mg＝T， 根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可得水面下降的高度（容器上部的水面下降）： Δh， 则由Δp可得，水对容器底的压力变化量： ΔF＝ΔpS2＝ρ0gΔhS2＝ρ0gS2T，故C错误，D正确。 故选：AD。 （多选）19．（2017•天津）如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m1，m2的货物，当他的肩处于O点时，扁担水平平衡，已知l1＞l2，扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离Δl，则（　　） A．扁担左端向下倾斜 B．扁担右端向下倾斜 C．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2﹣m1） D．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2﹣m1） 【解答】解：（1）原来平衡时，m1gl1＝m2gl2， 由图知，l1＞l2，所以m1＜m2， 设移动相同的距离L，则左边：m1g（l1﹣Δl）＝m1gl1﹣m1gΔl， 右边：m2g（l2﹣Δl）＝m2gl2﹣m2gΔl， 因为m1＜m2，所以m1Δlg＜m2ΔLg，m1（l1﹣Δl）g＞m2（l2﹣Δl）g，则杠杆的左端向下倾斜。故A正确，B错误； （2）因为m1（l1﹣Δl）g＞m2（l2﹣Δl）g，故往右边加入货物后杠杆平衡即m1（l1﹣Δl）g＝（m2+m）g（l2﹣Δl），且m1gl1＝m2gl2， 得m＝（m2﹣m1），故C正确，D错误。 故选：AC。 （多选）20．（2016•天津）如图所示电路中的a、b、c为三只电表（电压表或电流表），闭合开关S，标有“3V 3W”的灯泡L1正常发光，标有“6V 3W”的灯泡L2虽能发光但较暗，若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（　　） A．电表a为电流表，且示数为1.5A B．电表b为电压表，且示数为3V C．电表c为电压表，且示数为3V D．灯泡L2的实际功率为0.75W 【解答】解：根据P＝UI可知：灯泡L1正常发光的电流为I1额1A，灯泡L2正常发光的电流为I2额0.5A； 由P得：灯泡L2的电阻R212Ω； 则通过灯泡L1的电流为I1＝1A，标有“6V 3W”的灯泡L2虽能发光但较暗，则通过灯泡L2的电流小于I2＝0.5A， 由此可知：通过L1、L2的电流不相等，所以L1、L2并联； 则a一定是电流表；b是相当于导线的电流表，测量通过灯泡L2的电流；故B错误； c是相当于开路的电压表，测量并联电路两端的电压，也是测量电源电压； 由于标有“3V 3W”的灯泡L1正常发光，根据并联电路各支路两端的电压相等，所以c电压表示数为U＝U1额＝3V；故C正确； 则I20.25A， 则干路电流I＝I1+I2＝1A+0.25A＝1.25A，故A错误； 灯泡L2的实际功率P2＝UI2＝3V×0.25A＝0.75W，故D正确。 故选：CD。 三．填空题（共1小题） 21．（2020•天津）如图1所示为部分家庭电路示意图，其中电器元件连接错误的是　②　 （填标号）； 如图2中，静止在通电螺线管周围的小磁针，其中指向错误的是　①　 （填标号）。 【解答】解：（1）①三孔插座与其他用电器并联，接线左零右火上地线，连接正确， ②开关接在火线和接在零线上都能控制灯泡，但是接在火线上，当开关断开时，能切断火线；开关接在零线上，开关断开时，灯泡连接着火线，不安全。由图可知，这位同学连接的电路中明显的错误是开关接在零线上了，故②错误； ③两孔插座，与其他用电器并联，接线左零右火，连接正确； （2）由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为N极，右端为S极， 由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，小磁针①的右端应为S极，左端为N极，故①错误； 小磁针②的右端为N极，左端为S极，小磁针③的左端为N极，右端为S极。 故答案为：（1）②；（2）①。 四．实验探究题（共3小题） 22．（2024•天津）生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。 【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为U0的电源上（如图1所示），加热功率为P0，该电热丝的电阻R0＝　　 。（不考虑温度对电阻的影响） 【改进设计】为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方式连接在电压为U0的电源上，可以得到另外两个加热功率P1和P2，且P1＜P2。请你在图2甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出P1与P2之比。 说明：电热丝上只有a、b、c三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。 【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关S，通过开关S0的通断和S在1、2触点间的切换，实现加热垫P0、P1和P2三挡功率的变换。请你在图3中将各元件连接成符合优化要求的电路。 注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。 【解答】解： 【初步设计】图1中，整个电热丝接在电压恒为U0的电源上，加热功率为P0， 根据P可知，该电热丝的电阻：R0； 【改进设计】为获得不同的加热功率，需要改变电热丝接入电路的电阻，已知从电热丝的中点处引出一条导线，则可以将一半的电热丝接入电路，或将两个半段电热丝并联接入电路；得到的加热功率P1＜P2，说明一半的电热丝接入电路时的电功率较小，两个半段电热丝并联时电功率较大，如下图所示： 甲图中只有一半电阻丝接入电路，电阻为R0，则此时的加热功率P12P0； 乙图中两个半段电热丝并联，且并联电路中各支路两端的电压相等，则每段电热丝的电功率与甲图中电热丝的功率相等，所以此时的加热功率：P2＝P1+P1＝2P1＝4P0， 故P1：P2＝2P0：4P0＝1：2。 【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关S，通过开关S0的通断和开关S在1、2两触点间的切换，实现电加热垫三挡功率（功率分别为P0、P1和P2）的变换，如下图所示： 当开关S0断开、开关S接2时，整个电热丝接入电路，加热功率为P0，为低温挡；当开关S0闭合、开关S接1时，两个半段电热丝并联，加热功率为4P0，为高温挡；当开关S0闭合、开关S接2时，右半段电热丝被短路，只有左半段电热丝接入电路，加热功率为2P0，为中温挡。 故答案为：【初步设计】； 【改进设计】见解答的甲、乙两图，P1与P2之比为1：2； 【优化设计】见解答的丙图。 23．（2023•天津）在学习“阿基米德原理”时，可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究。请你完成下列任务： 【实验探究】 通过图1所示的实验，探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。由实验可得结论：　F浮＝G排　 。这就是阿基米德原理。 【理论探究】 第一步：建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究，如图2所示。 第二步：理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理。 请你写出推导过程。提示：推导过程中所用物理量需要设定（可在图2中标出）。 【原理应用】 水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器，内装质量为m的液体。现将一个底面积为S2的金属圆柱体放入液体中，圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没（与容器底接触但不密合），整个过程液体未溢出。金属圆柱体静止时所受浮力F浮＝ 　　 。 【解答】解：【实验探究】 由甲、乙两图可知F浮＝G﹣F示＝2N﹣1N＝1N，由丙、丁两图可知G排＝G总﹣G空＝1.5N﹣0.5N＝1N， 比较可得：F浮＝G排； 【理论探究】设长方体的底面积为S、高为h，液体密度为ρ，长方体上、下表面所处的深度及受力情况如图： ， 根据液体压强公式p＝ρgh可知液体对长方体下表面的压强大于上表面的压强， 根据F＝pS可知液体对长方体向上的压力大于液体对它向下的压力，两者之差即为浮力，即F浮＝F2﹣F1＝ρgh2S﹣ρgh1S＝ρg（h2﹣h1）S＝ρghS＝ρgV排＝m排g＝G排； 【原理应用】 由题知，容器的底面积为S1，内装质量为m的液体；将一个底面积为S2的金属圆柱体放入液体中，圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没（与容器底接触但不密合），整个过程液体未溢出， 设圆柱体静止后液体的深度为h′，此时液体相当于分布在圆柱体的两侧，所以液体的体积V＝（S1﹣S2）h′， 则液体的密度为ρ液， 物体排开液体的体积V排＝S2h′， 则物体受到的浮力：F浮＝G排＝ρ液V排gS2h′g。 故答案为：【实验探究】F浮＝G排； 【理论探究】 设长方体的底面积为S、高为h，液体密度为ρ，长方体上、下表面所处的深度及受力情况如图： ， 根据液体压强公式p＝ρgh可知液体对长方体下表面的压强大于上表面的压强， 根据F＝pS可知液体对长方体向上的压力大于液体对它向下的压力，两者之差即为浮力， 即F浮＝F2﹣F1＝ρgh2S﹣ρgh1S＝ρg（h2﹣h1）S＝ρghS＝ρgV排＝m排g＝G排； 【原理应用】。 24．（2017•天津）下面是小明同学的实验报告，请按要求帮他将报告补充完整。 实验：测量食用油的密度 实验目的：测量油的密度 实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、油 实验原理：　ρ　 主要实验步骤： （1）调节天平横梁平衡时，发现指针指在分度盘中线的右侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向　左　 （选填“左”或“右”）侧调节。 （2）往量筒中倒入适量的油，测出油的体积，如图1所示。 （3）用天平测出空烧杯的质量为30g。 （4）将量筒中的油全部倒入烧杯中，测出烧杯和油的总质量，如图2所示。 实验数据记录： 在虚线框内设计一个记录本次实验数据的表格，并将测量数据及计算结果填入表中。 实验评估： 按照上述实验方案测出的油的密度值比真实值　偏小　 （选填“偏大”或“偏小”）。 【解答】解：实验原理：利用天平和量筒测量密度的原理是ρ； （1）调节天平横梁平衡时，发现指针指在分度盘中线的右侧，应将平衡螺母向左侧调节使横梁平衡； 由实验步骤可知，实验中需要测量的量有：油的体积V＝40cm3、空烧杯的质量m1＝30g、烧杯和油的总质量m250g+10g+2g＝62g；根据空烧杯的质量、烧杯和油的总质量可以求出油的质量m＝m2﹣m1＝62g﹣30g＝32g；根据质量和体积可以求出油的密度ρ0.8g/cm3，故实验的表格为： 油的体积V/cm3 空烧杯的质量m1/g 烧杯和油的总质量m2/g 量筒中油的质量m/g 油的密度ρ/g/cm3 40 30 62 32 0.8 在测量的过程中，把量筒中的油倒入量筒中时，量筒中会有油的残留，到时测得的总质量减小，即油的质量偏小，体积不变，故所测的密度会偏小。 故答案为：ρ；左；如上表格；偏小。 五．解答题（共4小题） 25．（2025•天津）在跨学科实践活动中，同学们制作了如图1所示的“浮力秤”，用来称量物体的质量。圆柱形薄壁外筒足够高且内装足量的水，带有秤盘的圆柱形浮体竖直漂浮在水中，浮体浸入水中的深度为h0。已知浮体横截面积为S0，外筒横截面积为3S0，水的密度为ρ0。 （1）浮体和秤盘的总质量为　ρ0S0h0　 ； （2）秤盘中未放物体，在水面位于浮体的位置标为“0”刻度线；秤盘中放质量为m1的砝码，在水面位于浮体的位置标为“m1”刻度线。请推导出这两条刻度线间的距离Δh的表达式； （3）为了测算该“浮力秤”的最大测量值，先把带有秤盘的浮体直立在外筒底部（图2），再向外筒内缓慢注水，外筒底部受到水的压强与注入水质量的关系如图3所示。 当外筒底部受到水的压强至少为p1时，此“浮力秤”能够达到最大测量值，该最大测量值为　　 。 【解答】解：（1）如图，带有秤盘的圆柱形浮体竖直漂浮在水中，浮体浸入水中的深度为h0，则浮体和秤盘的总重力为G0＝F浮0＝ρ0gV排0＝ρ0gS0h0；则浮体和秤盘的总质量为； （2）浮力秤始终漂浮，浮力等于重力，则ΔF浮＝ΔG； 则有ΔG＝m1g＝ρ0gS0Δh，解得； （3）从浮力秤恰好漂浮到外筒底部受到水的压强为p1时，加入的水的重力为ΔG水＝ΔF＝ΔpS＝（p1﹣ρ0gh0）×3S0； 则称量的物体质量最大时，浮力秤深度变化量为； 结合（2）中解析式则有； 解得最大测量值。 故答案为：（1）ρ0S0h0； （2）两条刻度线间的距离Δh的表达式是； （3）此“浮力秤”能够达到最大测量值为。 26．（2019•天津）若架设在两地之间的输电线发生了短路，如何方便快捷地确定短路的位置？ 针对这一实际问题，某物理兴趣小组模拟真实情景，运用“建模”思想进行了研究：用两条足够长的电阻丝模拟输电线（每条电阻丝单位长度阻值为r），将导线连在电阻丝A处模拟输电线短路，如图1甲所示。他们把一个电源（电压恒为U0）、一个定值电阻（阻值为R0）和一块电压表用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，制成检测盒，如图1乙所示。检测时将盒外的两根导线分别与模拟输电线B端的两接线柱相连，从而构成检测电路。通过读取盒内电压表的示数、经过计算得知短路处到B端的距离。 请你解答如下问题： （1）在图1乙所示的检测盒内画出元件连接情况的电路图； （2）根据你设计的检测电路，推导出AB间距离L与电压表示数U的关系式： （3）进一步研究发现，当电压表的量程为0～时，如果短路位置改变，需考虑测量值超电压表量程的可能。于是在检测盒中增加两个单刀双掷开关（符号），通过操作这两个开关来改变电压表的连接，完成检测。请在改进后的检测盒内画出元件连接情况的电路图（如图2所示）。 【解答】解：（1）把一个电源、一个定值电阻和与引出到盒外的两根导线串联一起，电压表可以测量外部电路两端的电压，也可以测量定值电阻两端的电压：故如下图中的两种连接分式； （2）图1中：R0两端的电压U′＝U0﹣U； 则电流I， 则AB之间的电阻为R， 所以AB的长度L； 图2中：电流I，AB之间的电压UAB＝U0﹣U； 则AB之间的电阻为R， 所以AB的长度L； （3）当电压表的量程为0～时，如果短路位置改变，超过电压表量程时，可以改变电压表的测量对象，即可电压表在电阻R0与导线AB之间转换即可。如下图： 答：（1）如下图中的两种连接分式； （2）图1中：AB的长度L； 图2中：AB的长度L； （3）如下图： 27．（2018•天津）某同学在研究滑动摩擦力时，先后做了如下两次实验： 实验一：将重为G的物块A放在一水平溥木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动物块，使它在木板上匀速运动，如图甲所示。读出弹簧测力计示数为F0； 实验二：再将上述木板一端垫起，构成一个长为s、高为h的斜面；然后用弹簧测力计沿斜面拉动物块A，使它在斜面上匀速向上运动，如图乙所示。读出弹簧测力计的示数为F1，请你结合实验过程，运用所学知识解答如下问题（阅读图丙） （1）画出物块A在斜面上运动时对斜面的压力FN的示意图； （2）求出物块A对斜面的压力FN。 【解答】解：（1）物块A在斜面上运动时对斜面的压力FN的作用点在斜面上，方向垂直于斜面竖直向下，过压力的作用点，沿压力的方向画一条有向线段，即为其压力示意图。如下图所示： （2）设物块在平面和斜面上受到的滑动摩擦力分别为f0和f， 由W总＝W有+W额得，F1s＝Gh+fs， 所以，f， 由题意可知，f＝μFN，f0＝F0＝μG， 综上可得FN。 答：（1）见解答图； （2）物块A对斜面的压力FN为。 28．（2018•天津）甲、乙两地相距40km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知每条输电线每千米的电阻为0.2Ω．现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，抢修员进行了如下操作：在甲地利用电源（电压恒为6v）、定值电阻Ro（阻值为20Ω）、电压表（量程为0～15V）以及开关等与输电线组成了一个检测电路（如图所示，电压表未画出）：闭合开关后，电压表示数为2V；解答如下问题： （1）根据题意判定电压表的连接位置，将它接入检测电路； （2）计算出短路位置离甲地的距离。 【解答】解： （1）由题知，输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，在甲地利用图中的检测电路进行检测；甲地是电源所在位置，电阻R0与导线电阻R线串联；要确定短路位置，需要测出甲地到短路位置两输电线串联的总电阻，电压表应测导线的总电压，所以电压表应接在甲、乙地两点之间，如下图： ； （2）由题知，闭合开关后，电压表示数为2V，即U线＝2V， 由串联电路的电压特点可得，电阻R0两端的电压：U0＝U﹣U线＝6V﹣2V＝4V， 因串联电路的电流处处相等， 则电路中的电流： I0.2A， 由I可得，甲地到短路位置两输电线的总电阻： R线10Ω， 根据题意可得，甲地到短路位置两输电线的总长度：L50km， 因两条输电线是并排架设的， 所以短路位置离甲地的距离：sL50km＝25km。 故答案为：甲地；25。 六．计算题（共1小题） 29．（2017•天津）某同学制作了一个“浮子”。他用质量为2m、高为h、横截面积为2S的质地均匀实心圆柱体，将其中间挖掉横截面积为S、高为h的圆柱体，做成“空心管”；然后用另一个不同材质、质地均匀的实心圆柱体将管的空心部分恰好填满，做成“浮子”，如图1所示。将“浮子”放入盛有足量水、底面积为S0的圆柱形薄壁容器中。“浮子”刚好悬浮在水中，如图2所示。已知水的密度为ρ0，请解答下列问题： （1）该“浮子”的平均密度是多少？ （2）实验中，组成“浮子”的“空心管”和“填充柱体”在水中完全脱离，致使容器中水面高度发生了变化，待水面恢复稳定后，水对容器底部的压强变化了多少？ 【解答】解：（1）因为浮子悬浮在水中，所以ρ浮子＝ρ水＝ρ0； （2）①若空心管漂浮，水面高度的变化为Δh； F浮＝G ρ0g（Sh﹣ΔhS0）＝mg Δh 所以Δp＝ρ0gΔh。 ②若“填充柱体”漂浮，因为ρ浮子＝ρ水＝ρ0； 所以填充柱体的质量m′＝2ρ0Sh﹣m； ρ0g（Sh﹣ΔhS0）＝m′g＝（2ρ0Sh﹣m）g， 同理可得：Δh′ 由p＝ρgh可得，Δp′＝ρ0gΔh′。 答：（1）该“浮子”的平均密度是ρ0； （2）待水面恢复稳定后，水对容器底部的压强变化了或。 七．综合能力题（共3小题） 30．（2022•天津）小明利用如图甲所示电路研究“电流与电压关系”时，闭合开关S，滑动变阻器的滑片从右端移动到左端的整个过程中，定值电阻的U﹣I关系图象如图乙所示。其中U0、Um、I0均为已知量，电源电压不变。 请解答如下问题： （1）写出电源电压值； （2）在图乙所示的坐标系中，画出滑片整个移动过程中滑动变阻器的U﹣I关系图象，并标出端点的坐标； （3）滑片移动过程中，当电压表V1示数由U1变为U2时，电流表示数增加了ΔI，请你推导出定值电阻的电功率变化量ΔP的数学表达式（用U1、U2和ΔI表示）。 【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片移动到左端时，滑动变阻器阻值为0，此时定值电阻单独接入电路，定值电阻两端电压最大，为电源电压，分析图乙可知电源电压值是Um； （2）当滑动变阻器在最右端时，阻值最大，电流最小，结合图乙分析可知电流为I0；定值电阻R0，滑动变阻器和定值电阻串联，所以滑动变阻器两端的电压UP＝Um﹣U0； 滑动变阻器的滑片移动到左端时，滑动变阻器阻值为0，此时定值电阻单独接入电路，此时电流I′； （3）设定值电阻为R，定值电阻的电功率变化量： ΔP（U2+U1）（）＝（U2+U1）ΔI； 另解：设定值电阻为R，定值电阻的电功率变化量： ΔPRR＝（）R＝（I2+I1）（I2﹣I1）R＝（U2+U1）ΔI。 答：（1）电源电压值是Um； （2）： （3）ΔP＝（U2+U1）ΔI 31．（2021•天津）现准备自制一个最大阻值为Rm的滑动变阻器，要购买涂有绝缘层的电阻丝，需提前借助实验得知所用电阻丝的长度。可供选择的器材有：一段长为l0的电阻丝样品（阻值在2～3Ω之间，两端留有接线头），电压约为12V的电源（电源电压不变），阻值为5Ω的定值电阻R0，一个量程为0～0.6A的电流表，一个量程为0～15V的电压表，开关和导线若干。 请你合理选择器材设计实验方案，确定出制作变阻器的电阻丝长度L。要求： （1）画出实验电路图（电阻丝用“”表示）； （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出电阻丝长度L的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 【解答】解：由欧姆定律可知，若将电阻丝样品与定值电阻R0串联接在电源上电路中的最小电流：Imin1.5A＞0.6A，故电路中不能使用电流表。 方案一： （1）实验电路图如图所示： （2）实验步骤：①按电路图连接实物图； ②闭合开关S1，断开开关S2，读出电压表的示数为U1； ③再闭合开关S2，读出电压表的示数U2； （3）当开关S1闭合，S2断开时，R0和R（待测电阻丝）串联，此时电压表测量R0两端的电压； 当再闭合开关S2时，电阻R被短路，此时只有R0接入电路，电压表的示数即为电源电压； 根据串联电路电压的特点可得R两端的电压为：U＝U2﹣U1， 因串联电路中电流处处相等，则有：， 解得R， 由可得L。 方案二： （1）实验电路图如图所示： （2）实验步骤：①按电路图连接实物图； ②闭合开关S1，断开开关S2，读出电压表的示数为U1； ③再闭合开关S2，读出电压表的示数U2； （3）当开关S1闭合，S2断开时，R0和R（待测电阻丝）串联，此时电压表测量R（待测电阻丝）两端的电压； 当再闭合开关S2时，电阻R0被短路，此时只有R（待测电阻丝）接入电路，电压表的示数即为电源电压； 根据串联电路电压的特点可得R0两端的电压为：U＝U2﹣U1， 因串联电路中电流处处相等，则有：， 解得RR0， 由可得L。 故答案为： 方案一： （1） （2）①按电路图连接实物图； ②闭合开关S1，读出电压表的示数为U1； ③再闭合开关S2，读出电压表的示数U2； （3）L。 方案二： （1） （2）①按电路图连接实物图； ②闭合开关S1，读出电压表的示数为U1； ③再闭合开关S2，读出电压表的示数U2； （3）L。 32．（2020•天津）为了比较方便地测量出未知电阻的阻值，物理兴趣小组的同学设计了一个“电阻测量盒”：将一个电源（电压不变）、一个阻值为R0的定值电阻、一个开关和一个电流表用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，如图1所示。未使用时，盒内开关断开，电流表无示数。使用时，将盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连，读取开关闭合时电流表的示数I1、开关断开时电流表的示数I2，经计算得知Rx的阻值。 请你解答如下问题： （1）在图2的虚线框内画出测量盒中符合上述设计要求的两种可能的电路图； （2）在你所设计的电路中任选一种，推导出待测电阻Rx的数学表达式。（请注明所选择的电路，Rx表达式用已知量和测量量表示） 【解答】解： （1）将电流表、定值电阻、开关、电源可能组成的两种电路如图所示： 第一种： 第二种： （2）若采用第一种电路，开关闭合时，被测电阻Rx与R0并联，电流表测干路中电流，开关断开时，电路中只有Rx，可得： U＝（I1﹣I2）R0 ① U＝I2Rx ② 联立①②可得：Rx 若使用第二种电路，开关闭合时，R0被短路，电路中只有Rx，当开关断开时，Rx与R0串联，则： U＝I1•Rx ③ U＝I2•（R0+Rx） ④ 联立③④解得：Rx。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/7/11 22:58:25；用户：思达教育；邮箱：15200006450@xyh.com；学号：30653724 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$