2016-2025年云南省物理选择题、非选择题中考真题汇编卷-【2026年中考复习】10年物理压轴题
2025-07-23
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | - |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 云南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.46 MB |
| 发布时间 | 2025-07-23 |
| 更新时间 | 2025-07-23 |
| 作者 | 河北斗米文化传媒有限公司 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53176755.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
【10年压轴题】2016-2025年云南省物理选择题、非选择题中考真题汇编卷
一.选择题(共10小题)
1.(2025•云南)《天工开物》中记载了我国古代的井上施工装置,其简化模型如图所示,O为支点,OM:ON=1:2,M端用绳子悬挂重200N的物体,在N端用竖直向下的拉力在1s内使物体缓慢上升了0.5m。忽略杠杆和绳的自重,下列说法正确的是( )
A.该杠杆是费力杠杆
B.杠杆在水平位置平衡时N端受到的拉力大小为400N
C.M端绳子拉力对物体做功为100J
D.M端绳子拉力对物体做功的功率为50W
2.(2024•云南)2024年5月,我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功,可助力氢能重卡突破1000公里续驶里程,这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破(q氢=1.4×108J/kg)。下列说法正确的是( )
A.氢能不属于清洁能源
B.用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多
C.完全燃烧100kg的液氢能释放1.4×1010J的热量
D.氢能重卡的热机效率可高达100%
3.(2023•云南)如图甲所示,用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物,货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N,不计绳重和摩擦,则( )
A.绳子自由端移动的速度为0.5m/s
B.拉力F为800N
C.拉力F的功率为360W
D.动滑轮的机械效率为90%
4.(2022•云南)如图所示,电源电压恒定,灯丝电阻不变,闭合开关S,当滑片P向右滑动时,下列说法错误的是( )
A.电流表A的示数变大
B.电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
C.电压表V1的示数与电流表A的示数乘积增大,灯泡变亮
D.当滑片滑到最右端时,电压表V2的示数接近电源电压
5.(2021•云南)如图甲所示,用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起,拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后,动滑轮的机械效率为87.5%,绳重和摩擦忽略不计。下列选项正确的是( )
A.物块的边长为0.6m
B.动滑轮重为300N
C.提升物块完全离开水面前,动滑轮的机械效率大于87.5%
D.将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J
6.(2020•云南)如图甲所示,虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N.物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳重和摩擦,则( )
A.拉力的功率为50W
B.滑轮组中动滑轮重10N
C.该滑轮组的机械效率为90%
D.绳子自由端移动的速度为0.5m/s
7.(2019•云南)如图的实验中,相关现象说法正确的是( )
A.闭合开关,通电螺线管右端为N极
B.通电导线周围存在着磁场,将小磁针移走,该磁场消失
C.闭合开关,导体ab左右运动,灵敏电流计指针不会偏转
D.闭合开关,仅对调磁体的N.S极,导体ab所受磁场力方向相反
8.(2018•云南)如图所示,将条形磁铁固定在静止的小车上,电路连接完整后,闭合开关S时,小车不动。变阻器的滑片P向左移动到某位置时,小车开始向左运动,则下列变阻器接入电路的方式正确的是( )
A.a接e、d接f B.a接e、b接f C.c接e、d接f D.c接e、b接f
9.(2017•云南)小雅同学在做电学实验时,不小心将电压表和电流表的位置互换了,如图所示,如果此时将开关闭合,则( )
A.两表都可能被烧坏
B.两表都不会被烧坏
C.电流表不会被烧坏
D.电压表不会被烧坏,电流表可能被烧坏
10.(2016•云南)小明利用如图所示的电路测Rx的电阻。连接好电路闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器滑片,电流表指针几乎无偏转、电压表示数接近电源电压,出现这种情况的原因是( )
A.Rx短路 B.Rx断路
C.电流表断路 D.滑动变阻器断路
二.多选题(共3小题)
(多选)11.(2025•云南)某种用于检测大件货物质量的装置,其简化电路如图甲所示。电源电压为12V,电路中允许通过的最大电流为30mA。定值电阻R0有100Ω和200Ω两种规格,R为力敏电阻,其阻值与压力F的关系如图乙所示。R上方有一质量不计的绝缘平板,检测时将货物置于其上。下列说法正确的是( )
A.当货物质量增大时,电路中的电流增大
B.当R0为100Ω时,最大能检测1000kg的货物
C.当R0为200Ω时,最大能检测900kg的货物
D.若电路允许通过的最大电流变为24mA,装置选用两种规格的R0均能检测700kg的货物
(多选)12.(2024•云南)一质量为900g、底面积为100cm2、高为12cm的不吸水圆柱体放在盛有4.2kg水的薄壁(厚度不计)柱形容器内,容器底面积为300cm2,如图所示。打开阀门K,放出3kg的水后关闭阀门()。下列说法正确的是( )
A.圆柱体的密度为0.75×103kg/m3
B.放水前水面距容器底部的高度为14cm
C.放水后水对容器底部的压力为21N
D.放水后水对容器底部的压强为600Pa
(多选)13.(2023•云南)如图所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向下移动,则( )
A.电压表V1和电流表A的示数之比不变
B.电压表V2和电流表A的示数之比变大
C.电压表V1示数的变化量和电流表A示数的变化量比值的绝对值变大
D.电压表V2示数的变化量和电流表A示数的变化量比值的绝对值不变
三.实验探究题(共10小题)
14.(2025•云南)太阳光中紫外线过度照射会对皮肤造成损伤,小明想探究芦荟汁是否具有防晒作用。他在暗室中用芦荟汁、紫外光灯、模拟皮肤的可透光塑料膜2张、紫外线光敏试纸2张(颜色随照射强度增加而加深)、计时器进行实验。将一张塑料膜铺在一张光敏试纸上,把紫外光灯固定在桌面上,用适当强度的紫外光照射塑料膜一段时间;接下来的操作是: ,对比两张紫外线光敏试纸的颜色深度;若 ,则说明芦荟汁有防晒作用。
15.(2024•云南)某同学计划将自己练琴的房间改造成隔音房间,以免练琴时打扰邻居。方案实施前,她设计实验来测评材料的隔音性能。器材有:一个声级计(测量声音强弱的仪器)、毛毡布、泡沫板、闹钟和两个相同的盒子。实验如下:
(1)用相同的方式把毛毡布、泡沫板分别布置在两个盒子内;
(2)接下来的操作是: ,读出声级计的示数;
(3)比较两次声级计的示数,如果 ,则说明泡沫板的隔音性能好。
16.(2023•云南)夏天,进入被烈日暴晒的车内会感觉闷热,但黑色和白色车内的闷热程度不一样。小明猜想黑色材料的吸热效果比白色材料的好。他利用规格和材质相同的黑色、白色卡纸各1张,相同的空矿泉水瓶2个,相同的温度计2支,橡皮泥若干进行实验。他先用白色和黑色的卡纸以相同的方式分别将两个矿泉水瓶包裹起来;再将2支温度计分别插入2个矿泉水瓶中,让温度计露出瓶口一段长度以方便读数,用橡皮泥密封住瓶口。接下来的操作是: 。通过实验数据分析可得结论:如果 ,则说明黑色材料的吸热效果较好。
17.(2022•云南)小华偶然间竖直向下看到放在玻璃砖下面的字发生了错位。
(1)他想光斜射时才发生偏折,才会出现“池底变浅”的现象。那么,光在垂直入射时,光线不再偏折,还会有“池底变浅”的现象吗?上述过程,在科学探究中叫做 (选填“设计实验”“提出问题”或“分析论证”)。
(2)①联想到“平面镜成像”找像位置的方法,于是他按如图甲所示将玻璃砖紧贴物体摆放在水平桌面上的一张白纸上,标记出物体的位置。按照图乙的方式沿水平方向观察物体(观察盒上的条形码)。当看到物体经玻璃砖成的像时,前后移动小卡片,使小卡片与像在同一个平面上,将小卡片此时的位置标记在白纸上,这样就找到了放置一块玻璃砖时 的位置。
②随后,他将玻璃砖离开物体向观察者移动一小段距离后进行观察,发现像的位置不变,说明玻璃砖与物体的距离 影响成像位置(选填“会”或“不会”)。
(3)为了观察不同厚度玻璃的成像情况,他将第二块相同玻璃砖紧贴在第一块后面,如图丙所示,观察并记录像的位置;他再将第三块相同玻璃砖紧贴在前两块后面,如图丁所示,观察并记录像的位置。记录数据如图戊所示。
①分析图戊的数据可知,用一块玻璃砖观察时,像与物体的距离是 cm;
②三次实验都说明了光在垂直入射时,像的位置会 观察者(选填“靠近”或“远离”)。
(4)从图戊的实验数据还可以得出:玻璃的厚度越厚,像与物的距离越 。
(5)从以上探究可知,从竖直方向看到的池底比它的实际位置 (选填“浅”或“深”)。
18.(2021•云南)某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行 。
(2)实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮= 。
(3)以下选项中若 成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A.F1﹣F2=F3﹣F4
B.F1﹣F3=F4﹣F2
C.F3﹣F2=F1﹣F4
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐 ,B的示数逐渐 ,且A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”)。
(5)比较两种实验方案,改进后的优点是 (多选)
A.测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力计A、B示数的变化
19.(2020•云南)现有如下器材:光具座、焦距为12.5cm的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴。小明根据上述实验器材,进行了“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验前应将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上,把烛焰、凸透镜、光屏的中心大致调到 。为了验证凸透镜的焦距是否等于12.5cm,小明把蜡烛和凸透镜放在如图所示的刻度线处,把光屏移到光具座的 cm刻度线处,观察光屏上是否承接到等大、清晰的像。经验证,凸透镜的焦距准确。
(2)实验进行一段时间后,发现光屏上烛焰的像上移了一段距离,在没有移动器材的情况下,造成上述现象的原因是 。保持蜡烛、凸透镜的位置和高度不动,需将光屏 (选填“向上”或“向下”)移动,使烛焰的像呈现在光屏中央。
(3)分别把蜡烛放在如图所示的A、B、C、D四个点对应的刻度线处,在 点能够在光屏上承接到清晰、最大的烛焰的像,在 点所成像的性质与眼睛的相同。
(4)实验结束后,小明又将一只眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间且较靠近凸透镜,结果光屏上原来清晰的像变得模糊,将光屏远离凸透镜移动到某一位置时,光屏上又看到烛焰清晰的像,由此可知该眼镜片可用来矫正 眼(选填“近视”或“远视”)。
20.(2019•云南)压力传感器是电子秤中的测力装置,可视为阻值随压力而变化的压敏电阻。小刚从某废旧电子秤上拆下一个压力传感器,探究其阻值与所受压力大小(不超过250N)的关系,如图是小刚设计的实验电路图。电源电压恒定,R0为定值电阻,R1为压力传感器。
(1)连接电路时开关应 ,电路中R0的作用是 。
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,电路出现的故障是 ;排除故障后,逐渐增大R1受到的压力,闭合开关,读出电流表和电压表的示数,计算出对应的R1的阻值,记录如表,第5次测量时,电压表示数为4V.电流表示数为0.2A.此时R1的阻值为 欧。请根据表中的数据在图2中画出R1随F变化的关系图象。
次数
1
2
3
4
5
6
F/N
0
50
100
150
200
250
R1/Ω
60
50
40
30
10
(3)通过实验探究可归纳出,R1的阻值随压力F大小变化的关系式为 ,当R1的阻值为32Ω时,R1上受到的压力是 N,若此压力为压力传感器在电子秤正常工作时受到的压力,则电子秤应显示 kg。
21.(2018•云南)如图所示,在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为12Ω,电源电压为6V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路补充完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于 (选填“A”或“B”)端。闭合开关,灯泡不亮,电压表和电流表都有示数,但示数较小,接下来的操作是 ;
(3)当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W.在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中,小灯泡突然熄灭,电流表示数变为0,电压表示数接近6V,你认为故障可能是 。
(4)完成测量后,同学们又找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡,探究电流与电阻的关系。当电阻为10Ω时,电流表的示数为0.2A:换用20Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为 V,读出电流表的示数。多次换用阻值不同的电阻,进行正确操作后即可得出结论。
22.(2017•云南)小华在电视节目里看到,在气温低于0℃的寒冷冬季,为保障交通安全,交警在积雪的路面上撒盐,路面的冰雪就会融化;在没撒盐的道路上,汽车反复碾压也会使积雪熔化,她对上述积雪熔化的原因作出如下猜想:
A.加盐可能使冰雪在低于0℃时熔化
B.汽车碾压增大了压强,冰雪就可能在低于0℃时熔化
C.汽车碾压使冰层变薄了,冰雪就可能在低于0℃时熔化
为验证她的猜想,同学们用冰块模拟冰雪进行了如下探究:
(1)在气温较低时,将冰块放入易拉罐中并加入适量的盐,用筷子搅拌大约半分钟,观察到有些冰块已经熔化,用温度计测量罐中冰水混合物的温度,温度计示数低于0℃,证明猜想A是 (选填“正确”或“错误”)的;同时观察到罐底出现了白霜,这是发生了 现象(填物态变化名称)
(2)如图所示,在气温低于0℃的室外用窄长凳支起甲、乙、丙三块冰块,甲和乙的厚度相等并大于丙的厚度,把完全相同的三根细钢丝分别挂在冰块上,钢丝下分别挂上体积相同的实心铁块和泡沫块,过一段时间后,甲、丙上的钢丝都陷入到冰块中相同的深度,乙上的钢丝未明显陷入冰块。
通过比甲、乙中钢丝陷入冰块的情况可知:甲中钢丝下的冰受到的压强 (选填“增大”、“减小”或“不变”),使冰发生了熔化,此时冰的熔点 (选填“高于”、“低于”或“等于”)0℃,说明猜想B是 (选填“正确”或“错误”)的,比较甲和丙则可说明猜想 是错误的。
(3)探究结束后,他们查阅相关资料,知道了晶体的熔点均受压强的影响,当冰熔化成水时密度 ,体积 (均选填“增大”、“减小”或“不变”),才会出现(2)中的现象。
23.(2016•云南)小明在探究“通过导体的电流跟电压的关系”实验中,根据实验目的设计出实验电路图,并按电路图连接实验器材如图甲所示。
(1)电路中有一根线未连接,请在图甲中以笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)连接电路过程中,开关应处于 状态,闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至阻值最 的位置。
(3)实验中要控制 不变,通过调节滑动变阻器改变电阻两端的 。
(4)电流表和电压表示数记录如表:
序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
1
1.4
0.14
2
2.2
0.22
3
2.8
表中空白处的电流值如图乙所示,该值为 A。
(5)分析实验数据可得结论:当电阻一定时, 。
四.解答题(共3小题)
24.(2025•云南)2024年11月17日,我国建造的全球最先进的大洋钻探船“梦想”号正式入列,如图甲所示。它具备11000米超深水钻探能力,有望实现“打穿地壳,进入地球深部”的科学梦想。钻探船上高耸的井架控制钻杆作业,使钻头深入海底钻取岩心。
(1)“梦想”号钻探船上建有高耸的井架,出海执行任务时,要从大桥下通过。只要 (选填“空载”或“满载”)时能通过大桥,就能始终确保安全通行。
(2)求在水深5000m处海水对钻头的压强。(ρ海水取1.0×103kg/m3)
(3)科创小组估测井架质量为5×106kg,井架与甲板接触面积为400m2,求井架对甲板的压强。
(4)为了研究“梦想”号钻探船从桥下安全通行的高度问题,科创小组用两块相同的等腰梯形板材和三块长边均为l=4m的矩形板材,制作了如图乙所示的“启航”号实验船,板材不吸水且厚度不计。船底短边d=1m,船身高度h=1m,θ=45°,船头竖立有旗杆。将船放入平静的湖水中进行实验,当装载m=1800kg货物时吃水深度为h1=0.4m。若桥离水面的高度H=3m,要实验船始终能安全通过此桥,求旗杆的最大高度。(货物高度始终低于旗杆顶部,ρ水=1.0×103kg/m3)
25.(2024•云南)我国制造的新型材料PTC、NTC可制成热敏电阻,现已打破国外技术垄断,被广泛应用于新能源汽车、电热器等多种电子产品。如图甲所示为PTC、NTC热敏电阻阻值随温度变化关系的图像。如图乙所示的电路,电源电压恒为6V,电压表量程0~3V,滑动变阻器RP的阻值范围为0~100Ω,Rx的位置可接入PTC或NTC热敏电阻。
(1)由图甲可知,在16℃~200℃之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高的变化情况是 ;
(2)NTC热敏电阻温度为240℃时阻值为56Ω,将其接入图乙中的Rx位置,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2.8V,求通过NTC热敏电阻的电流和通电10s它所消耗的电能;
(3)现有PTC和NTC热敏电阻各一个,请任选其一接入图乙中的Rx位置,在热敏电阻温度为152℃时移动滑片,使电压表示数为2.5V,然后保持滑片位置不变。为保证电路安全,求所选热敏电阻允许降到的最低温度。(计算过程中若有近似,请用分数代入计算)
26.(2016•云南)盛夏酷暑,妈妈为了让小明在考试前有一个更舒适的学习环境,特地在他的房间安装了一台冷热两用的空调。这台空调说明书中的主要数据如表所示。
额定电压
220V
频率
50Hz
额定制冷功率
1400W
额定制热功率
1800W
(1)空调工作时应选用图中的 孔插座。
(2)空调正常制冷时电流是多大?连续正常制冷30min消耗多少kW•h的电能?
(3)这些电能若用于加热水,加热器的热效率为80%,能使50kg、20℃的水温度升高多少?(水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃))
五.计算题(共2小题)
27.(2020•云南)如图甲所示,水平桌面上有个质量为2.5kg,底面边长为0.5m的正方体水槽,水槽内有一实心球。逐渐往水槽内加水,球受到的浮力F与水深h的关系如图乙所示,水深h=7cm时,球刚好有一半体积浸入水中。不考虑水槽厚度,水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)实心球的体积和水深7cm时水槽底部受到的水的压强;
(2)实心球的密度;
(3)实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强。
28.(2023•云南)如图所示,将重为3N、底面积为150cm2装有水的薄壁(不计厚度)柱形溢水杯放置在水平的压力传感器上,此时压力传感器的示数为30N。用轻质细线悬挂一重20N、高15cm、底面积为60cm2不吸水的圆柱体。初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm,现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降7cm时,水面达到溢水口。已知ρ水=1.0×103kg/m3,求
(1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强;
(2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量;
(3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力;
(4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量。
六.综合能力题(共2小题)
29.(2022•云南)研究物体的沉浮条件时,一实验小组将一质量为54g的橡皮泥放入盛水的水槽中,橡皮泥下沉。老师请大家思考能否让橡皮泥漂浮在水面上呢?他们经过思考后将橡皮泥捏成了如图所示的厚度均匀的半球状“小碗”,将碗口朝上轻轻放在水面上,小碗漂浮。(ρ泥=1.2g/cm3,ρ水=1.0g/cm3,半球的体积公式是VπR3,π取3,取1.65)
(1)橡皮泥放入水槽前,水的深度是0.1m,求水对水槽底部的压强;
(2)求橡皮泥的体积;
(3)橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力是多少?
(4)橡皮泥“小碗”的厚度d要满足什么条件,才能够漂浮在水面上?
30.(2020•云南)某医院的全自动消毒柜能对医疗用品进行高温、高压、湿热灭菌消毒,部分参数如表。消毒柜中电磁继电器控制电加热器实现加热、保温自动切换的原理图如图所示,R为热敏电阻,其电阻值随消毒柜内温度的升高而减小。消毒柜利用20kg、20℃的水正常工作50min可完成一次消毒。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。
额定加热功率
10kW
水箱容量
100L
工作温度
120℃
限压
300kPa
(1)求每次消毒时水温从20℃上升到工作温度水吸收的热量;
(2)电加热器正常工作时,将水从20℃加热到工作温度的时间为16min。求电加热器加热的效率;
(3)保温电阻是图中的 。
【10年压轴题】2016-2025年云南省物理选择题、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
C
C
D
D
D
C
D
A
D
B
二.多选题(共3小题)
题号
11
12
13
答案
ACD
AD
ABD
一.选择题(共10小题)
1.(2025•云南)《天工开物》中记载了我国古代的井上施工装置,其简化模型如图所示,O为支点,OM:ON=1:2,M端用绳子悬挂重200N的物体,在N端用竖直向下的拉力在1s内使物体缓慢上升了0.5m。忽略杠杆和绳的自重,下列说法正确的是( )
A.该杠杆是费力杠杆
B.杠杆在水平位置平衡时N端受到的拉力大小为400N
C.M端绳子拉力对物体做功为100J
D.M端绳子拉力对物体做功的功率为50W
【解答】解:A、由图可知,ON为动力臂,OM为阻力臂,OM:ON=1:2,即动力臂大于阻力臂ON>OM,则该杠杆是省力杠杆,故A错误;
B、根据杠杆的平衡条件得G×OM=F×ON,
则竖直向下的拉力:F= 100N,故B错误;
CD、M端绳子对物体的拉力等于物体的重力,即F′=G=200N,则M端绳子拉力对物体做功为:W=F′h=Gh=200N×0.5m=100J,故C正确;
M端绳子拉力对物体做功的功率为:P100W,故D错误。
故选:C。
2.(2024•云南)2024年5月,我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功,可助力氢能重卡突破1000公里续驶里程,这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破(q氢=1.4×108J/kg)。下列说法正确的是( )
A.氢能不属于清洁能源
B.用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多
C.完全燃烧100kg的液氢能释放1.4×1010J的热量
D.氢能重卡的热机效率可高达100%
【解答】解:A、氢能属于清洁能源,故A错误;
B、火箭使用液态氢作燃料,是因为它的热值大,热量是个过程量不能含有,故B错误;
C、100kg氢气完全燃烧放出的热量:Q放=mq=100kg×1.4×108J/kg=1.4×1010J,故C正确;
D、氢能重卡工作过程中总是存在热量的损失,发动机的效率永远小于100%,故D错误。
故选:C。
3.(2023•云南)如图甲所示,用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物,货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N,不计绳重和摩擦,则( )
A.绳子自由端移动的速度为0.5m/s
B.拉力F为800N
C.拉力F的功率为360W
D.动滑轮的机械效率为90%
【解答】解:A、由图乙可知,货物上升的速度:v物,
图中滑轮为动滑轮,则绳子自由端移动的速度:v=2v物=2×0.5m/s=1m/s,故A错误;
B、不计绳重和摩擦,拉力F(G+G动)400N,故B错误;
C、拉力F的功率:PFv=400N×1m/s=400W,故C错误;
D、动滑轮的机械效率:η90%,故D正确。
故选:D。
4.(2022•云南)如图所示,电源电压恒定,灯丝电阻不变,闭合开关S,当滑片P向右滑动时,下列说法错误的是( )
A.电流表A的示数变大
B.电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
C.电压表V1的示数与电流表A的示数乘积增大,灯泡变亮
D.当滑片滑到最右端时,电压表V2的示数接近电源电压
【解答】解:由图可知,灯L与变阻器R串联,电压表V1测灯L两端电压,电压表V2测变阻器R两端电压,电流表A测电路中电流。
A、闭合开关S,当滑片P向右滑动时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由I可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故A正确;
B、电压表V2的示数与电流表A的示数之比等于变阻器R的阻值,所以当滑片P向右滑动时,变阻器接入电路中的电阻变小,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小,故B正确;
C、当滑片P向右滑动时,电流表A示数变大,由I和灯丝电阻不变可知,电压表V1的示数变大,则两者的乘积增大,即灯L实际功率变大,故C正确;
D、当滑片滑到最右端时,变阻器没连入电路,则电压表V2的示数为0,故D错误。
故选:D。
5.(2021•云南)如图甲所示,用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起,拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后,动滑轮的机械效率为87.5%,绳重和摩擦忽略不计。下列选项正确的是( )
A.物块的边长为0.6m
B.动滑轮重为300N
C.提升物块完全离开水面前,动滑轮的机械效率大于87.5%
D.将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J
【解答】解:
A.动滑轮绳子的有效股数n=2,由图乙可知,物块浸没时绳子的拉力F1=1375N,
绳重和摩擦忽略不计,由F(G+G动﹣F浮)可得:1375N(G+G动﹣F浮)﹣﹣﹣﹣①
当物块完全离开水面后绳子的拉力F2=2000N,
由F(G+G动)可得:2000N(G+G动)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:F浮=1250N,
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ液gV排可得,物块的体积:V=V排0.125m3,
由V=L3可得,物块的边长:L0.5m,故A错误;
B.绳重和摩擦忽略不计,物块完全离开水面后,动滑轮的机械效率:
η100%100%100%,即87.5%100%﹣﹣﹣﹣﹣③
由②③可得:G=3500N,G动=500N,故B错误;
C.绳重和摩擦忽略不计,提升物块完全离开水面前,滑轮组的机械效率:
η′100%100%100%100%≈81.8%,
则动滑轮的机械效率小于87.5%,故C错误;
D.将物块提升至上表面与水面相平的过程中,由图乙可知,物体上升的高度h=0.6m,拉力F=1375N,
绳子自由端移动的距离:s=nh=2×0.6m=1.2m,
此过程中拉力F做的功W=Fs=1375N×1.2m=1650J,故D正确。
故选:D。
6.(2020•云南)如图甲所示,虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N.物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳重和摩擦,则( )
A.拉力的功率为50W
B.滑轮组中动滑轮重10N
C.该滑轮组的机械效率为90%
D.绳子自由端移动的速度为0.5m/s
【解答】解:(1)由图乙可知,物体上升高度h=2m时,绳子自由端移动距离s=6m,
由此可知,绳子的段数n3,
物体重力:G=mg=27kg×10N/kg=270N,
不计绳重和摩擦,由F(G+G动)可得,滑轮组中动滑轮重:
G动=nF﹣G=3×100N﹣270N=30N,故B错误;
(2)由图可知,v绳1.5m/s;
拉力的功率:PFv=100N×1.5m/s=150W,故AD错误;
(3)不计绳重和摩擦,该滑轮组的机械效率:
η100%100%100%100%=90%,故C正确。
故选:C。
7.(2019•云南)如图的实验中,相关现象说法正确的是( )
A.闭合开关,通电螺线管右端为N极
B.通电导线周围存在着磁场,将小磁针移走,该磁场消失
C.闭合开关,导体ab左右运动,灵敏电流计指针不会偏转
D.闭合开关,仅对调磁体的N.S极,导体ab所受磁场力方向相反
【解答】解:
A、在电源外部,电流从电源的正极流向负极;用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极,所以螺线管左端是N极,故A错误;
B、通电导线周围存在磁场,将小磁针移走,磁场仍存在,故B错误;
C、闭合开关,导体ab左右运动时,切割磁感线,会产生感应电流,灵敏电流计指针会偏转,故C错误;
D、通电导体在磁场中受到力的作用,受力方向与磁场方向和电流方向有关;电流方向不变,对调N、S极,磁场方向与原来相反,则导体ab所受磁场力方向相反,故D正确。
故选:D。
8.(2018•云南)如图所示,将条形磁铁固定在静止的小车上,电路连接完整后,闭合开关S时,小车不动。变阻器的滑片P向左移动到某位置时,小车开始向左运动,则下列变阻器接入电路的方式正确的是( )
A.a接e、d接f B.a接e、b接f C.c接e、d接f D.c接e、b接f
【解答】解:根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向螺线管的左端为N极,与固定在静止的小车上的条形磁铁相互排斥;
当变阻器的滑片P向左移动到某位置时,小车开始向左运动,说明斥力增大,则此时电路中的电流变大,磁性增强,则电阻变小,根据变阻器的接法,一上一下可知,a接e、d接f,如图所示:
故选:A。
9.(2017•云南)小雅同学在做电学实验时,不小心将电压表和电流表的位置互换了,如图所示,如果此时将开关闭合,则( )
A.两表都可能被烧坏
B.两表都不会被烧坏
C.电流表不会被烧坏
D.电压表不会被烧坏,电流表可能被烧坏
【解答】解:
将电压表和电流表位置接反了,如图所示,此时电流表直接接到电源两极上,造成电源短路;通过电流表的电流会很大,电流表将被烧坏;由于是电源短路,没有电流通过电压表,所以,电压表不会烧坏。
故选:D。
10.(2016•云南)小明利用如图所示的电路测Rx的电阻。连接好电路闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器滑片,电流表指针几乎无偏转、电压表示数接近电源电压,出现这种情况的原因是( )
A.Rx短路 B.Rx断路
C.电流表断路 D.滑动变阻器断路
【解答】解:根据电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表指针几乎无偏转,说明电路为断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,因此Rx断路。
故选:B。
二.多选题(共3小题)
(多选)11.(2025•云南)某种用于检测大件货物质量的装置,其简化电路如图甲所示。电源电压为12V,电路中允许通过的最大电流为30mA。定值电阻R0有100Ω和200Ω两种规格,R为力敏电阻,其阻值与压力F的关系如图乙所示。R上方有一质量不计的绝缘平板,检测时将货物置于其上。下列说法正确的是( )
A.当货物质量增大时,电路中的电流增大
B.当R0为100Ω时,最大能检测1000kg的货物
C.当R0为200Ω时,最大能检测900kg的货物
D.若电路允许通过的最大电流变为24mA,装置选用两种规格的R0均能检测700kg的货物
【解答】A、由图乙可知,力敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小。当货物质量增大时,对力敏电阻R的压力增大,R的阻值减小。根据串联电路的电阻特点,总电阻R总=R0+R,R减小,R0不变,则总电阻减小。由I ,电源电压U = 12V不变,总电阻减小,所以电路中的电流增大,故A正确。
B、当R0=100Ω,电路中允许通过的最大电流Imax=30mA=0.03A。此时电路中的最小总电阻R总min400Ω。则力敏电阻R的最小阻值Rmin=R总min﹣R0=400Ω﹣100Ω=300Ω。由图乙可知,当R=300Ω时,对应的压力F = 8000N,最大能检测货物的质量m600kg,故B错误。
C、当R0 = 200Ω,同理可得此时电路中的最小总电阻\R总min400Ω,力敏电阻R的最小阻值Rmin=R总min﹣R0 = 400Ω﹣200Ω = 200Ω。由图乙可知,当R=200Ω时,对应的压力F=9000N,最大能检测货物的质量m900kg,故C正确。
D、若电路允许通过的最大电流变为Imax'=24mA = 0.024A。当R0= 100Ω时,电路中的最小总电阻R总min'500Ω,力敏电阻R的阻值R'=R总min'﹣R0 = 500Ω﹣100Ω = 400Ω。由图乙可知,当R = 400Ω时,对应的压力F'= 7000N,能检测货物的质量m'700kg。
当R0 =200Ω时,电路中的最小总电阻R总min''500Ω,力敏电阻R的阻值R''=R总min''﹣R0 = 500Ω﹣200Ω = 300Ω。由图乙可知,当R = 300Ω时,对应的压力F''= 8000N,能检测货物的质量m''800kg。故D正确。
故选:ACD。
(多选)12.(2024•云南)一质量为900g、底面积为100cm2、高为12cm的不吸水圆柱体放在盛有4.2kg水的薄壁(厚度不计)柱形容器内,容器底面积为300cm2,如图所示。打开阀门K,放出3kg的水后关闭阀门()。下列说法正确的是( )
A.圆柱体的密度为0.75×103kg/m3
B.放水前水面距容器底部的高度为14cm
C.放水后水对容器底部的压力为21N
D.放水后水对容器底部的压强为600Pa
【解答】解:A、由题意得:圆柱体的体积为:V柱=Sh=100cm2×12cm=1200cm3=1.2×10﹣3m3,
圆柱体的密度:ρ柱0.75×103kg/m3,故A正确;
B、放水前,由图所示,圆柱体漂浮在水里,所以F浮=G柱=m柱g=0.9kg×10N/kg=9N,
排开水的体积为:V排9×10﹣4m3,
所以液面上升的高度为h′0.03m=3cm,
没放圆柱体之前水的体积为:V04.2×10﹣3m3,
水的高度为h00.14m=14cm,
所以放水前水面距容器底部的高度为:h=h0+h′=14cm+3cm=17cm,故B错误;
CD、放水前圆柱体浸在水中的深度为:h浸柱0.09m=9cm,
圆柱体下面水的高度为:h前水=17cm﹣9cm=8cm,
圆柱体下面水的质量为:m0=ρ水S容器h前水=1.0×103kg/m3×300×10﹣4m2×0.08m=2.4kg,
则当放水2.4kg,圆柱体刚好漂浮,
现在放水3kg,所以圆柱体沉底,此时水面下降的高度为:
Δh0.03m=3cm,
现在水的高度为h后水=9cm﹣3cm=6cm,
所以放水后水对容器底的压强为:p水=ρ水h后水g=1.0×103kg/m3×0.06m×10N/kg=600Pa,
则放水后水对容器底的压力为:F′=p水S容器=600Pa×300×10﹣4m2=18N,故C错误,故D正确。
故选:AD。
(多选)13.(2023•云南)如图所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向下移动,则( )
A.电压表V1和电流表A的示数之比不变
B.电压表V2和电流表A的示数之比变大
C.电压表V1示数的变化量和电流表A示数的变化量比值的绝对值变大
D.电压表V2示数的变化量和电流表A示数的变化量比值的绝对值不变
【解答】解:A、根据I可知,R1,R1与P的滑动无关,R1为定值,故V1和A的示数之比不变,故A正确;
B、根据I可知,R2,P向下滑动,R2接入电路的电阻变大,因此V2和A的示数之比变大,故B正确;
C、根据I可知,R1,所以V1和A示数变化量的比值的绝对值不变,故C错误;
D、根据串联电路的电压规律可知,U1+U2=U,故|ΔU2|=|ΔU1|,即,所以电压表V2示数的变化量和电流表A示数变化量比值的绝对值不变,故D正确。
故选:ABD。
三.实验探究题(共10小题)
14.(2025•云南)太阳光中紫外线过度照射会对皮肤造成损伤,小明想探究芦荟汁是否具有防晒作用。他在暗室中用芦荟汁、紫外光灯、模拟皮肤的可透光塑料膜2张、紫外线光敏试纸2张(颜色随照射强度增加而加深)、计时器进行实验。将一张塑料膜铺在一张光敏试纸上,把紫外光灯固定在桌面上,用适当强度的紫外光照射塑料膜一段时间;接下来的操作是: 将涂有芦荟汁的塑料膜铺在另一张光敏试纸上,用同样强度的紫外光照射塑料膜一段时间 ,对比两张紫外线光敏试纸的颜色深度;若 颜色深度不同 ,则说明芦荟汁有防晒作用。
【解答】解:将一张塑料膜铺在一张光敏试纸上,把紫外光灯固定在桌面上,用适当强度的紫外光照射塑料膜一段时间;接下来的操作是:将涂有芦荟汁的塑料膜铺在另一张光敏试纸上,用同样强度的紫外光照射塑料膜一段时间,对比两张紫外线光敏试纸的颜色深度;若颜色深度不同,则说明芦荟汁有防晒作用。
故答案为:将涂有芦荟汁的塑料膜铺在另一张光敏试纸上,用同样强度的紫外光照射塑料膜一段时间;颜色深度不同。
15.(2024•云南)某同学计划将自己练琴的房间改造成隔音房间,以免练琴时打扰邻居。方案实施前,她设计实验来测评材料的隔音性能。器材有:一个声级计(测量声音强弱的仪器)、毛毡布、泡沫板、闹钟和两个相同的盒子。实验如下:
(1)用相同的方式把毛毡布、泡沫板分别布置在两个盒子内;
(2)接下来的操作是: 将闹钟分别放在两个盒子中,将声级计放在盒子外面相同距离处测量 ,读出声级计的示数;
(3)比较两次声级计的示数,如果 闹钟置于泡沫板内时,声级计的示数更低 ,则说明泡沫板的隔音性能好。
【解答】解:实验测评材料的隔音性能,所以要用相同的方式把毛毡布、泡沫板分别布置在两个盒子内,再将闹钟分别放在两个盒子中,将声级计放在盒子外面相同的距离测量,读出声级计的示数,比较两次声级计的示数,如果闹钟置于泡沫板内时,声级计的示数更低,则说明泡沫板的隔音性能好。
故答案为:(1)将闹钟分别放在两个盒子中,将声级计放在盒子外面相同距离处测量;(2)闹钟置于泡沫板内时,声级计的示数更低。
16.(2023•云南)夏天,进入被烈日暴晒的车内会感觉闷热,但黑色和白色车内的闷热程度不一样。小明猜想黑色材料的吸热效果比白色材料的好。他利用规格和材质相同的黑色、白色卡纸各1张,相同的空矿泉水瓶2个,相同的温度计2支,橡皮泥若干进行实验。他先用白色和黑色的卡纸以相同的方式分别将两个矿泉水瓶包裹起来;再将2支温度计分别插入2个矿泉水瓶中,让温度计露出瓶口一段长度以方便读数,用橡皮泥密封住瓶口。接下来的操作是: 每隔一段时间读取一次温度计的示数 。通过实验数据分析可得结论:如果 在相同时间内,包有黑色纸的矿泉水瓶内的温度计示数较高 ,则说明黑色材料的吸热效果较好。
【解答】解:实验过程中将规格和材质相同的黑色、白色卡纸以相同的方式分别将两个矿泉水瓶包裹起来,放在太阳光下,每隔一段时间读取一次温度计的示数,如果在相同时间内,包有黑色纸的矿泉水瓶内的温度计示数较高,则说明黑色材料的吸热效果较好。
故答案为:每隔一段时间读取一次温度计的示数;在相同时间内,包有黑色纸的矿泉水瓶内的温度计示数较高。
17.(2022•云南)小华偶然间竖直向下看到放在玻璃砖下面的字发生了错位。
(1)他想光斜射时才发生偏折,才会出现“池底变浅”的现象。那么,光在垂直入射时,光线不再偏折,还会有“池底变浅”的现象吗?上述过程,在科学探究中叫做 提出问题 (选填“设计实验”“提出问题”或“分析论证”)。
(2)①联想到“平面镜成像”找像位置的方法,于是他按如图甲所示将玻璃砖紧贴物体摆放在水平桌面上的一张白纸上,标记出物体的位置。按照图乙的方式沿水平方向观察物体(观察盒上的条形码)。当看到物体经玻璃砖成的像时,前后移动小卡片,使小卡片与像在同一个平面上,将小卡片此时的位置标记在白纸上,这样就找到了放置一块玻璃砖时 像 的位置。
②随后,他将玻璃砖离开物体向观察者移动一小段距离后进行观察,发现像的位置不变,说明玻璃砖与物体的距离 不会 影响成像位置(选填“会”或“不会”)。
(3)为了观察不同厚度玻璃的成像情况,他将第二块相同玻璃砖紧贴在第一块后面,如图丙所示,观察并记录像的位置;他再将第三块相同玻璃砖紧贴在前两块后面,如图丁所示,观察并记录像的位置。记录数据如图戊所示。
①分析图戊的数据可知,用一块玻璃砖观察时,像与物体的距离是 2.13 cm;
②三次实验都说明了光在垂直入射时,像的位置会 靠近 观察者(选填“靠近”或“远离”)。
(4)从图戊的实验数据还可以得出:玻璃的厚度越厚,像与物的距离越 远 。
(5)从以上探究可知,从竖直方向看到的池底比它的实际位置 浅 (选填“浅”或“深”)。
【解答】解:(1)他想光斜射时才发生偏折,才会出现“池底变浅”的现象。那么,光在垂直入射时,光线不再偏折,还会有“池底变浅”的现象吗?上述过程,在科学探究中叫做提出问题;
(2)①当看到物体经玻璃砖成的像时,前后移动小卡片,使小卡片与像在同一个平面上,将小卡片此时的位置标记在白纸上,这样也标记了像的位置,这样就找到了放置一块玻璃砖时像的位置。
②随后,他将玻璃砖离开物体向观察者移动一小段距离后进行观察,发现像的位置不变,说明玻璃砖与物体的距离不会影响成像位置。
(3)①从图中可知,用一块玻璃砖观察时,像与物体的距离是2.13cm;
②一块玻璃砖时像到物的距离为l1=2.13cm,
两块玻璃砖时像到物的距离的增加量Δl2=2.15cm>l1,
三块玻璃砖时像到物的距离的增加量Δl3=2.35cm>Δl2,
随着玻璃砖的增多,像到物的距离的增加量逐渐增大,但是像到观察者的距离在靠近,三次实验都说明了光在垂直入射时,像的位置会靠近观察者。
(4)从图戊的实验数据还可以得出:玻璃的厚度越厚,像到物体的距离越大,像与物的距离越远。
(5)从以上探究可知,从竖直方向看到的池底比它的实际位置浅。
故答案为:(1)提出问题;(2)①像;②不会;(3)①2.13;②靠近;(4)越远;(5)浅。
18.(2021•云南)某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行 校零 。
(2)实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮= F1﹣F3 。
(3)以下选项中若 B 成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A.F1﹣F2=F3﹣F4
B.F1﹣F3=F4﹣F2
C.F3﹣F2=F1﹣F4
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐 变小 ,B的示数逐渐 变大 ,且A、B示数的变化量 相等 (选填“相等”或“不相等”)。
(5)比较两种实验方案,改进后的优点是 BC (多选)
A.测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力计A、B示数的变化
【解答】解:(1)弹簧测力计使用前指针要指向零刻度线,如果没指向零刻度线,需要校零;
(2)由图甲可知物体的重力G=F1,由图丁可知物体浸没时弹簧测力计的示数F′=F3,则物体受到的浮力F浮=G﹣F′=F1﹣F3;
(3)由图乙可知空烧杯的重力为F2,由图戊可知物体浸没时排开液体与烧杯的总重力为F4,则物体浸没时排开液体的重力G排=F4﹣F2,
当F浮=G排即F1﹣F3=F4﹣F2可知,物体受到浮力的大小与排开液体所受重力相等;
(4)如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法F浮=G﹣F′可知弹簧测力计A的示数变小,
重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等;
(5)比较两种实验方案可知,改进后:
A.由称重法F浮=G﹣F′可知,弹簧测力计A的示数等于物体的重力减去受到的浮力,故A错误;
B.由图2的实验装置和器材(两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋)可知,实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定,故B正确;
C.薄塑料袋不计质量,能同步观察测力计A、B示数的变化,从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系,故C正确。
故答案为:(1)校零;(2)F1﹣F3;(3)B;(4)变小;变大;相等;(5)BC。
19.(2020•云南)现有如下器材:光具座、焦距为12.5cm的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴。小明根据上述实验器材,进行了“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验前应将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上,把烛焰、凸透镜、光屏的中心大致调到 同一高度处 。为了验证凸透镜的焦距是否等于12.5cm,小明把蜡烛和凸透镜放在如图所示的刻度线处,把光屏移到光具座的 75.0 cm刻度线处,观察光屏上是否承接到等大、清晰的像。经验证,凸透镜的焦距准确。
(2)实验进行一段时间后,发现光屏上烛焰的像上移了一段距离,在没有移动器材的情况下,造成上述现象的原因是 蜡烛在燃烧过程中不断缩短,向下移动 。保持蜡烛、凸透镜的位置和高度不动,需将光屏 向上 (选填“向上”或“向下”)移动,使烛焰的像呈现在光屏中央。
(3)分别把蜡烛放在如图所示的A、B、C、D四个点对应的刻度线处,在 C 点能够在光屏上承接到清晰、最大的烛焰的像,在 A 点所成像的性质与眼睛的相同。
(4)实验结束后,小明又将一只眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间且较靠近凸透镜,结果光屏上原来清晰的像变得模糊,将光屏远离凸透镜移动到某一位置时,光屏上又看到烛焰清晰的像,由此可知该眼镜片可用来矫正 近视 眼(选填“近视”或“远视”)。
【解答】解:(1)实验前的规范操作是将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上,并使它们的中心大致在同一高度处,这样像才能成在光屏中央;
凸透镜焦距f=12.5cm,当物距等于25.0cm时,像距也等于25.0cm,小明把蜡烛和凸透镜放在如图所示的刻度线处,把光屏移到光具座的75.0cm刻度线处,观察光屏上是否承接到等大、清晰的像。经验证,凸透镜的焦距准确。
(2)蜡烛在燃烧过程中不断缩短,向下移动,光屏上的像向上移动,要使像能够成在光屏中央,可向上移动光屏;
(3)物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,把蜡烛放在如图所示的A、B、C、D四个点对应的刻度线处,在C点能够在光屏上承接到清晰、最大的烛焰的像;
在A点所成像的性质与眼睛的相同,照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像来工作的;
(4)当该眼镜放在蜡烛和凸透镜之间时,将光屏远离透镜移动时,才能在光屏上看到烛焰清晰的像,说明该眼镜对光线起发散作用,是凹透镜,由此可知该眼镜片可用来矫正近视眼。
故答案为:(1)同一高度处;75.0;(2)蜡烛在燃烧过程中不断缩短,向下移动;向上;(3)C;A;(4)近视。
20.(2019•云南)压力传感器是电子秤中的测力装置,可视为阻值随压力而变化的压敏电阻。小刚从某废旧电子秤上拆下一个压力传感器,探究其阻值与所受压力大小(不超过250N)的关系,如图是小刚设计的实验电路图。电源电压恒定,R0为定值电阻,R1为压力传感器。
(1)连接电路时开关应 断开 ,电路中R0的作用是 保护电路 。
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,电路出现的故障是 R1断路 ;排除故障后,逐渐增大R1受到的压力,闭合开关,读出电流表和电压表的示数,计算出对应的R1的阻值,记录如表,第5次测量时,电压表示数为4V.电流表示数为0.2A.此时R1的阻值为 20 欧。请根据表中的数据在图2中画出R1随F变化的关系图象。
次数
1
2
3
4
5
6
F/N
0
50
100
150
200
250
R1/Ω
60
50
40
30
10
(3)通过实验探究可归纳出,R1的阻值随压力F大小变化的关系式为 R1=60﹣0.2F ,当R1的阻值为32Ω时,R1上受到的压力是 140 N,若此压力为压力传感器在电子秤正常工作时受到的压力,则电子秤应显示 14 kg。
【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路时,开关应断开;
因为串联电阻起分压作用,所以电路中串联电阻R0是为了保护电路;
(2)电流表无示数,电路发生断路,电压表等于电源电压,则与电压表并联的电阻丝R1断路;
根据欧姆定律I知,
第5次电阻值为:R120Ω;
把压力大小作为横坐标,把电阻大小作为纵坐标,在坐标系中描点连线即可得压敏电阻R1的阻值随压力F的大小变化的图象,如图:
(3)根据R1的阻值随压力F的大小变化的图象可知,压敏电阻R1的阻值与压力F成一次函数关系,设它们的关系式为R1=kF+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①。
把F=50N,R1=50Ω和F=100N,R1′=40Ω代入①式可得:
50=50k+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,40=100k+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
联立方程②③可得:k=﹣0.2,b=60,
所以它们的关系式为R1=60﹣0.2F;
把R=32Ω代入R1=60﹣0.2F,即32=60﹣0.2F,
解得F=140N,
因为压力等于重力,所以G=F=140N,
物体的质量:m14kg。
故答案为:(1)断开;保护电路;(2)R1断路;20;(3)R1=60﹣0.2F;140;14。
21.(2018•云南)如图所示,在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为12Ω,电源电压为6V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路补充完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于 B (选填“A”或“B”)端。闭合开关,灯泡不亮,电压表和电流表都有示数,但示数较小,接下来的操作是 将变阻器滑片向左移动,观察灯的发光情况 ;
(3)当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 1.216 W.在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中,小灯泡突然熄灭,电流表示数变为0,电压表示数接近6V,你认为故障可能是 灯泡断路 。
(4)完成测量后,同学们又找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡,探究电流与电阻的关系。当电阻为10Ω时,电流表的示数为0.2A:换用20Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 B (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为 2 V,读出电流表的示数。多次换用阻值不同的电阻,进行正确操作后即可得出结论。
【解答】解:(1)小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为12Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为:I0.32A,故电流表选用小量程与灯串联,变阻器按一上一下接入电路中,如下所示:
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处的B端。闭合开关,电压表和电流表都有示数,电流电路为通路,灯泡不亮则电路电流过小,说明电阻过大,接下来的操作是:将变阻器滑片向左移动,观察灯的发光情况;
(3)当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流大小为0.32A,则小灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.32A=1.216W;
经分析,在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中,小灯泡突然熄灭,电流表示数变为0,电压表示数接近6V,故障可能是灯泡断路。
(4)当电阻为10Ω时,电流表的示数为0.2A,由欧姆定律,电压表的示数:U=I1R1=0.2A×10Ω=2V;
根据串联分压原理可知,将定值电阻R由10Ω改接成20Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为2V。
故答案为:(1)如上;(2)B;将变阻器滑片向左移动,观察灯的发光情况;(3)1.216;灯泡断路;(4)B;2。
22.(2017•云南)小华在电视节目里看到,在气温低于0℃的寒冷冬季,为保障交通安全,交警在积雪的路面上撒盐,路面的冰雪就会融化;在没撒盐的道路上,汽车反复碾压也会使积雪熔化,她对上述积雪熔化的原因作出如下猜想:
A.加盐可能使冰雪在低于0℃时熔化
B.汽车碾压增大了压强,冰雪就可能在低于0℃时熔化
C.汽车碾压使冰层变薄了,冰雪就可能在低于0℃时熔化
为验证她的猜想,同学们用冰块模拟冰雪进行了如下探究:
(1)在气温较低时,将冰块放入易拉罐中并加入适量的盐,用筷子搅拌大约半分钟,观察到有些冰块已经熔化,用温度计测量罐中冰水混合物的温度,温度计示数低于0℃,证明猜想A是 正确 (选填“正确”或“错误”)的;同时观察到罐底出现了白霜,这是发生了 凝华 现象(填物态变化名称)
(2)如图所示,在气温低于0℃的室外用窄长凳支起甲、乙、丙三块冰块,甲和乙的厚度相等并大于丙的厚度,把完全相同的三根细钢丝分别挂在冰块上,钢丝下分别挂上体积相同的实心铁块和泡沫块,过一段时间后,甲、丙上的钢丝都陷入到冰块中相同的深度,乙上的钢丝未明显陷入冰块。
通过比甲、乙中钢丝陷入冰块的情况可知:甲中钢丝下的冰受到的压强 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”),使冰发生了熔化,此时冰的熔点 低于 (选填“高于”、“低于”或“等于”)0℃,说明猜想B是 正确 (选填“正确”或“错误”)的,比较甲和丙则可说明猜想 C 是错误的。
(3)探究结束后,他们查阅相关资料,知道了晶体的熔点均受压强的影响,当冰熔化成水时密度 增大 ,体积 减小 (均选填“增大”、“减小”或“不变”),才会出现(2)中的现象。
【解答】解:(1)冰水混合物的温度为0℃,盐水混合物的温度低于冰水混合物的温度,即低于0℃;故证明猜想A是正确的;
易拉罐中液体温度很低,所以易拉罐本身温度也很低。空气中的水蒸气遇到温度很低的易拉罐,由气态直接凝华成为固态的白霜,同时会放出热量。
(2)甲、乙、丙三块冰块,甲和乙的厚度相等并大于丙的厚度,把完全相同的三根细钢丝分别挂在冰块上,钢丝下分别挂上体积相同的实心铁块和泡沫块,
由于铁的密度大于泡沫的密度,所以体积相同的实心铁块和泡沫块,实心铁块的质量大于泡沫块,则其重力也大于泡沫块,对冰块的压力也大,
因此,甲冰块受到的压力比乙大,所以甲中钢丝陷入冰块的深度比乙深,证明增大压强可以降低冰的熔点,此时冰的熔点低于0℃,从而说明猜想B是正确的;
比较甲和丙可知,冰层变薄,钢丝下陷的深度相同,则可说明猜想C是错误的;
(3)根据公式ρ可知,质量不变,密度变大时,体积变小,所以冰熔化成水后,质量不变,但水的密度变大,所以体积变小。
故答案为:(1)正确;凝华;(2)增大;低于;正确;C;(3)增大;减小。
23.(2016•云南)小明在探究“通过导体的电流跟电压的关系”实验中,根据实验目的设计出实验电路图,并按电路图连接实验器材如图甲所示。
(1)电路中有一根线未连接,请在图甲中以笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)连接电路过程中,开关应处于 断开 状态,闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至阻值最 大 的位置。
(3)实验中要控制 电阻 不变,通过调节滑动变阻器改变电阻两端的 电压 。
(4)电流表和电压表示数记录如表:
序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
1
1.4
0.14
2
2.2
0.22
3
2.8
表中空白处的电流值如图乙所示,该值为 0.28 A。
(5)分析实验数据可得结论:当电阻一定时, 导体中的电流和其两端的电压成正比 。
【解答】解:(1)滑动变阻器和待测电阻串联,接线柱接线要一上一下,连接实物图如下:
(2)连接电路时开关要断开,将滑动变阻器的滑片滑倒电阻最大位置;
(3)探究“通过导体的电流跟电压的关系”实验中,控制电阻不变,通过调节滑动变阻器来改变电阻两端的电压;
(4)电流表接的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.28A;
(5)分析实验数据可得结论:当电阻一定时,导体中的电流和其两端的电压成正比。
故答案为:(1)如上图;(2)断开;大;(3)电阻;电压;(4)0.28;(5)导体中的电流和其两端的电压成正比。
四.解答题(共3小题)
24.(2025•云南)2024年11月17日,我国建造的全球最先进的大洋钻探船“梦想”号正式入列,如图甲所示。它具备11000米超深水钻探能力,有望实现“打穿地壳,进入地球深部”的科学梦想。钻探船上高耸的井架控制钻杆作业,使钻头深入海底钻取岩心。
(1)“梦想”号钻探船上建有高耸的井架,出海执行任务时,要从大桥下通过。只要 空载 (选填“空载”或“满载”)时能通过大桥,就能始终确保安全通行。
(2)求在水深5000m处海水对钻头的压强。(ρ海水取1.0×103kg/m3)
(3)科创小组估测井架质量为5×106kg,井架与甲板接触面积为400m2,求井架对甲板的压强。
(4)为了研究“梦想”号钻探船从桥下安全通行的高度问题,科创小组用两块相同的等腰梯形板材和三块长边均为l=4m的矩形板材,制作了如图乙所示的“启航”号实验船,板材不吸水且厚度不计。船底短边d=1m,船身高度h=1m,θ=45°,船头竖立有旗杆。将船放入平静的湖水中进行实验,当装载m=1800kg货物时吃水深度为h1=0.4m。若桥离水面的高度H=3m,要实验船始终能安全通过此桥,求旗杆的最大高度。(货物高度始终低于旗杆顶部,ρ水=1.0×103kg/m3)
【解答】解:(1)题目中提到“梦想”号钻探船上有高耸的井架,出海执行任务时需要通过大桥。为了确保安全通行,我们需要考虑船只在最不利情况下的高度。当船只满载时,由于装载了货物或设备,船体可能会下沉,导致井架的高度增加。因此,只要在满载状态下能够通过大桥,那么在空载或其他任何状态下,船只的井架高度都不会超过满载时的高度,从而确保始终能够安全通行;
(2)深度为5000m处海水的压强:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5000m=5×107Pa;
(3)井架对甲板的压力等于自身的重力,即F=G=mg=5×106kg×10N/kg=5×107N,
井架对甲板的压强:p1.25×105Pa;
(4)当装载m=1800kg的货物时,货物的重力:G货=m货g=1800kg×10N/kg=1.8×104N;
已知船头和船尾是由2块相同的等腰梯形板材制成,且θ=45°,此时船头(或船尾)在水中的侧面积(梯形的面积):
S侧h1×(d+d′)0.4m×(1m+0.4m+0.4m+1m)=0.56m2;
因船浸入水中部分为柱体,则此时船排开水的体积:V排=S侧l=0.56m2×4m=2.24m3,
所以装载m=1800kg的货物时,船受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.24m3=2.24×104N,
则船自身的重力为:G船=F浮﹣G货=2.24×104N﹣1.8×104N=4.4×103N;
要实验船始终能安全通过此桥,需空载时能通过大桥,就能始终确保安全通行,
空载时船受到的浮力:F浮′=G船=4.4×103N,
此时船排开水的体积:V排′0.44m3,
空载时船头(或船尾)在水中的侧面积:S侧′0.11m2,
设此时船的吃水深度为h2,露出水面的高度为h3,如下图所示:
此时S侧′h2×(d+d″)h2×(1m+h2+h2+1m)=0.11m2,
解得h2=0.1m,
则此时船露出水面的高度为h3=h﹣h2=1m﹣0.1m=0.9m,
所以旗杆的最大高度:h旗杆=H﹣h3=3m﹣0.9m=2.1m。
答:(1)空载;
(2)水深5000m处海水对钻头的压强是5×107Pa;
(3)井架对甲板的压强1.25×105Pa;
(4)旗杆的最大高度为2.1m。
25.(2024•云南)我国制造的新型材料PTC、NTC可制成热敏电阻,现已打破国外技术垄断,被广泛应用于新能源汽车、电热器等多种电子产品。如图甲所示为PTC、NTC热敏电阻阻值随温度变化关系的图像。如图乙所示的电路,电源电压恒为6V,电压表量程0~3V,滑动变阻器RP的阻值范围为0~100Ω,Rx的位置可接入PTC或NTC热敏电阻。
(1)由图甲可知,在16℃~200℃之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高的变化情况是 先变小后变大 ;
(2)NTC热敏电阻温度为240℃时阻值为56Ω,将其接入图乙中的Rx位置,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2.8V,求通过NTC热敏电阻的电流和通电10s它所消耗的电能;
(3)现有PTC和NTC热敏电阻各一个,请任选其一接入图乙中的Rx位置,在热敏电阻温度为152℃时移动滑片,使电压表示数为2.5V,然后保持滑片位置不变。为保证电路安全,求所选热敏电阻允许降到的最低温度。(计算过程中若有近似,请用分数代入计算)
【解答】解:(1)由图甲可知,在16℃~200℃之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高的变化情况是先变小后变大;
(2)闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测热敏电阻两端的电压,
根据欧姆定律可得通过NTC热敏电阻的电流:I0.05A;
通电10s它所消耗的电能:W=UNTCIt=2.8V×0.05A×10s=1.4J;
(3)将PTC(NTC)热敏电阻接入图乙中的Rx位置,由图甲在热敏电阻温度为152℃时接入电路的阻值为60Ω,移动滑片,使电压表示数为2.5V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I,代入数据可得,解方程可得RP=84Ω,
电压表量程0~3V,电压表示数最大为3V时,通过电路的电流:IA,
此时热敏电阻接入电路的阻值:RPTC84Ω,
由图甲可知PTC热敏电阻的温度为24℃(或NTC热敏电阻的温度降低为80℃)。
答:(1)先变小后变大;
(2)通过NTC热敏电阻的电流为0.05A;通电10s它所消耗的电能为1.4J;
(3)PTC热敏电阻的温度降低为24℃(或NTC热敏电阻的温度降低为80℃)。
26.(2016•云南)盛夏酷暑,妈妈为了让小明在考试前有一个更舒适的学习环境,特地在他的房间安装了一台冷热两用的空调。这台空调说明书中的主要数据如表所示。
额定电压
220V
频率
50Hz
额定制冷功率
1400W
额定制热功率
1800W
(1)空调工作时应选用图中的 三 孔插座。
(2)空调正常制冷时电流是多大?连续正常制冷30min消耗多少kW•h的电能?
(3)这些电能若用于加热水,加热器的热效率为80%,能使50kg、20℃的水温度升高多少?(水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃))
【解答】解:(1)为了防止当空调漏电时,发生触电事故,所以使外壳接上地线,空调工作时应使用三孔插座。
(2)空调工作时的制冷功率P冷=1400W;由P=UI可得,
I6.36A;
由P可得,正常制冷30min消耗的电能:
W=P冷t=1.4kW×0.5h=0.7kW•h。
(3)W=0.7kW•h=0.7×3.6×106J=2.52×106J;
由η可求得水吸收的热量Q=ηW=80%×2.52×106J=2.016×106J;
由Q=cmΔt可得Δt9.6℃;
答:(1)三;
(2)空调正常制冷时电流是6.36A;连续正常制冷30min消耗0.7kW•h的电能;
(3)能使50kg、20℃的水温度升高9.6℃。
五.计算题(共2小题)
27.(2020•云南)如图甲所示,水平桌面上有个质量为2.5kg,底面边长为0.5m的正方体水槽,水槽内有一实心球。逐渐往水槽内加水,球受到的浮力F与水深h的关系如图乙所示,水深h=7cm时,球刚好有一半体积浸入水中。不考虑水槽厚度,水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)实心球的体积和水深7cm时水槽底部受到的水的压强;
(2)实心球的密度;
(3)实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强。
【解答】解:
(1)水深h1=7cm时,球刚好有一半体积浸入水中,则V排1,由图知此时受到的浮力F1=7.18N,
根据阿基米德原理:F浮1=ρ水gV排1=ρ水g;
实心球的体积:
V1.436×10﹣3m3;
水深7cm时水槽底部受到的水的压强:
p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.07m=700Pa;
(2)水深h1=7cm时,球刚好有一半体积浸入水中,由图知,当水深h2≥10cm时,球受到的浮力开始保持不变,因10cm<2h1=14cm,故此时小球不再沉在容器底部,而是处于漂浮状态,由漂浮的特点,根据图乙,G=F浮2=12.92N,
实心球的密度:
ρ0.90×103kg/m3;
(3)由图知,当水深刚好等于10cm时,浮力不变,说明此时实心球刚好离开水槽底部,
此时水槽对水平桌面的压力:F压=G水+G球+G槽﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
实心球恰好漂浮,由浮沉条件和阿基米德原理可得G球=F浮=G排,
则①式可写为F压=G水+G排+G槽,
水槽的底面积:S=0.5m×0.5m=0.25m2;
此时水和球排开水的总体积:V总=Sh2=0.25m2×0.1m=0.025m3,
此时水和球排开水的总重力:G水+G排=ρ水gV总=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.025m3=250N,
水槽的重力G槽=m槽g=2.5kg×10N/kg=25N,
则F压=G水+G排+G槽=250N+25N=275N;
实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强:
p1.1×103Pa。
答:(1)实心球的体积为1.436×10﹣3m3;水深7cm时水槽底部受到的水的压强700Pa;
(2)实心球的密度为0.90×103kg/m3;
(3)实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强为1.1×103Pa。
28.(2023•云南)如图所示,将重为3N、底面积为150cm2装有水的薄壁(不计厚度)柱形溢水杯放置在水平的压力传感器上,此时压力传感器的示数为30N。用轻质细线悬挂一重20N、高15cm、底面积为60cm2不吸水的圆柱体。初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm,现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降7cm时,水面达到溢水口。已知ρ水=1.0×103kg/m3,求
(1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强;
(2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量;
(3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力;
(4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量。
【解答】解:(1)由题意知,溢水杯和杯中水的总重力为G=30N,
则溢水杯对压力传感器的压力F=G=30N,
溢水杯对压力传感器的压强p2×103Pa;
(2)由题意知,溢水杯中水的重力G′=30N﹣3N=27N,
溢水杯中水的质量:m2.7kg;
(3)圆柱体刚好浸没水中时排开水的体积:V排=V=S物h=60cm2×15cm=900cm3,
圆柱体受到水的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×900×10﹣6m3=9N,
细线对圆柱体的拉力F拉=G物﹣F浮=20N﹣9N=11N;
(4)因为初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm,现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降7cm时,水面达到溢水口,
则圆柱体从接触水面到水面上升到溢水口过程中下降的高度h下=7cm﹣4cm=3cm,
设此过程中水面上升的高度为Δh,则水面上升到溢水口时圆柱体浸入水中的深度h浸=h下+Δh=3cm+Δh,
根据V排的两种计算方法可得:V排=S杯Δh=S物h浸=S物×(3cm+Δh),
代入数据可得:150cm2×Δh=60cm2×(3cm+Δh),
解得:Δh=2cm;
此时圆柱体浸入水中的深度h浸=h下+Δh=3cm+2cm=5cm<h物=15cm,当圆柱体继续下降直至刚好浸没过程中,虽然有水溢出,但溢水杯内水的深度不变,所以圆柱体从初始位置到刚好浸没,溢水杯内水面上升的高度Δh=2cm=0.02m,
则整个过程中水对溢水杯底部压强的变化量为:
Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa。
答:(1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强为2×103Pa;
(2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量为2.7kg;
(3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力为11N;
(4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量为200Pa。
六.综合能力题(共2小题)
29.(2022•云南)研究物体的沉浮条件时,一实验小组将一质量为54g的橡皮泥放入盛水的水槽中,橡皮泥下沉。老师请大家思考能否让橡皮泥漂浮在水面上呢?他们经过思考后将橡皮泥捏成了如图所示的厚度均匀的半球状“小碗”,将碗口朝上轻轻放在水面上,小碗漂浮。(ρ泥=1.2g/cm3,ρ水=1.0g/cm3,半球的体积公式是VπR3,π取3,取1.65)
(1)橡皮泥放入水槽前,水的深度是0.1m,求水对水槽底部的压强;
(2)求橡皮泥的体积;
(3)橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力是多少?
(4)橡皮泥“小碗”的厚度d要满足什么条件,才能够漂浮在水面上?
【解答】解:(1)橡皮泥放入水槽前,水的深度是0.1m,水对水槽底部的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)由ρ可知,橡皮泥的体积为:
V泥45cm3;
(3)橡皮泥的质量为:G泥=m泥g=0.054kg×10N/kg=0.54N,
则橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力为:F浮=G泥=0.54N;
(4)由阿基米德原理可知,橡皮泥“小碗”恰好漂浮在水面上时排开水的体积为:
V排5.4×10﹣5m3=54cm3,
由VπR3可知,“小碗”的外径至少为:R3cm,
“小碗”的容积(内部体积)为:V'=V排﹣V泥=54cm3﹣45cm3=9cm3,
所以,“小碗”的内径R'1.65cm,
所以橡皮泥“小碗”的厚度应小于:d=R﹣R'=3cm﹣1.65cm=1.35cm。
答:(1)橡皮泥放入水槽前,水的深度是0.1m,水对水槽底部的压强为1000Pa;
(2)橡皮泥的体积为45cm3;
(3)橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力是0.54N;
(4)橡皮泥“小碗”的厚度d应小于1.35cm,才能够漂浮在水面上。
30.(2020•云南)某医院的全自动消毒柜能对医疗用品进行高温、高压、湿热灭菌消毒,部分参数如表。消毒柜中电磁继电器控制电加热器实现加热、保温自动切换的原理图如图所示,R为热敏电阻,其电阻值随消毒柜内温度的升高而减小。消毒柜利用20kg、20℃的水正常工作50min可完成一次消毒。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。
额定加热功率
10kW
水箱容量
100L
工作温度
120℃
限压
300kPa
(1)求每次消毒时水温从20℃上升到工作温度水吸收的热量;
(2)电加热器正常工作时,将水从20℃加热到工作温度的时间为16min。求电加热器加热的效率;
(3)保温电阻是图中的 R2 。
【解答】解:
(1)每次消毒时20kg水温从20℃上升到工作温度水吸收的热量:
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×20kg×(120℃﹣20℃)=8.4×106J;
(2)电加热器正常工作时的功率为10kW,电加热器正常工作时16min,消毒柜消耗的电能是:
W=Pt=10×103W×16×60s=9.6×106J;
电加热器加热的效率是:
η100%=87.5%;
(3)R为热敏电阻,因其电阻值随消毒柜内温度的升高(当升高到120℃时进入保温状态)而减小,由串联电阻的规律,控制电路的电阻变小,由欧姆定律,电路的电流大,电磁铁磁性变强,衔铁被吸下,工作电路中R2连入电路中,故保温电阻是图中的R2。
故答案为:(1)每次消毒时水温从20℃上升到工作温度水吸收的热量为8.4×106J;
(2)电加热器加热的效率为87.5%;
(3)R2。
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