2016-2025年重庆市(A卷)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) | 重庆市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 4.10 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/53176757.html |
| 价格 | 5.00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年重庆市(A卷)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•重庆)科技小组的同学按图甲所示的电路研究自制小台灯的调光效果,灯泡L标有“2.5V”字样,电源电压恒为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”。闭合开关S,在确保电路安全的情况下,最大范围移动变阻器的滑片P,观察灯泡L的亮暗,绘出灯泡L的I﹣U图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.灯泡正常发光时电阻值为5Ω
B.灯泡随滑片P向b端移动而变亮
C.变阻器接入的阻值范围为8~40Ω
D.电路消耗的最大电功率为0.625W
2.(2024•重庆)同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤,用筷子做秤杆,用钩码做秤砣,用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时,在O点提起提纽,秤杆水平平衡;当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时,秤杆再次水平平衡,如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是( )
A.自制杆秤的每一格约表示2.08g
B.称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C.如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D.若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
3.(2023•重庆)将一个定值电阻接入图甲所示电路的虚线框处,并将一个电压表(图中未画出)并联在某段电路两端,闭合开关,移动滑片P,多次记录两电表示数;断开开关,只将定值电阻更换为小灯泡,再次获取数据并记录;将记录的数据绘制成如图乙所示的I﹣U图象。下列分析正确的是( )
A.电源电压为3.5V
B.图象b是用接入定值电阻时记录的数据绘制得到的
C.定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5V时,灯泡的电阻较大
D.接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,电压表的示数将变大
4.(2022•重庆)A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,B的边长是A的2倍。将A沿竖直方向切去宽为L的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强pB与L的变化关系如图乙所示。切割后,A剩余部分对地面的压强为pA,则以下分析正确的是( )(取g=10N/kg)
A.B的重力是50N
B.L=2.5cm时,pA:pB=16:21
C.B的底面积为100cm2
D.A切去一半后,pA=2000Pa
5.(2021•重庆)如图甲所示的电路中,R1是定值电阻,电流表量程为0~0.6A,图乙是电阻箱R2的电功率与其电阻大小变化关系的部分图像,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.R1的阻值为20Ω
C.R2能安全连入电路中的最小电阻值为10Ω
D.R2为20Ω时,整个电路通电10s耗电32J
6.(2020•重庆)灯泡L标有“6V”字样,为探究其工作时的特点,小刚利用图甲所示的电路进行实验,其中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”。闭合开关后,将变阻器的滑片P从a端向右缓慢移动,直到电压表示数达到6V时为止。图乙是用获得的实验数据作出的I﹣U图象,下列判断正确的是( )
A.闭合开关,在移动滑片P的过程中,灯L的最小电阻为10Ω
B.变阻器的滑片P移到b端时,灯L正常发光且灯的额定功率为3.6W
C.灯L与5Ω的定值电阻R1并联接入电压为6V的电路,电路总功率为7.2W
D.灯L与10Ω的定值电阻R2串联接入电压为9V的电路,R2每秒消耗电能为2.5J
7.(2019•重庆)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换。图是模拟加热原理图,其中测试电源的电压为10V,四段电热丝电阻均为10Ω,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。下列说法正确的是( )
A.开关旋至“1”挡,开启化霜功能
B.开启防雾功能,电路总电阻为5Ω
C.化霜与防雾电路的总功率之差为15W
D.从防雾到除露,电路总电流变化1A
8.(2018•重庆)在如图所示的实物电路中,电源电压恒为3V,滑动变阻器的规格为”10Ω 1A“,灯泡上标有“2.5V 1W”的字样,闭合开关后调节滑动变阻器的滑片,在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.小灯泡正常发光时的电阻为2.5Ω
B.向右移动滑片时,电压表V1的示数变小,小灯泡亮度变暗
C.向右移动滑片时,电压表V2与电流表A的示数之比不变
D.让小灯泡正常发光1min,滑动变阻器产生的电热为12J
9.(2017•重庆)如图所示的电路中,电源电压恒为4.5 V,灯泡L标有“4.5V 2.25W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R最大阻值为50Ω,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”。在电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.将滑片P移到R的最左端,闭合开关S、S1,电压表读数超过量程
B.灯泡L正常发光时的电阻值为7.5Ω
C.只闭合开关S,该电路的最大功率是2.7 W
D.只闭合开关S,滑动变阻器的取值范围是0~18Ω
10.(2016•重庆)水平地面上有底面积为300cm2、不计质量的薄壁盛水柱形容器A,内有质量为400g、边长为10cm、质量分布均匀的正方体物块B,通过一根长10cm的细线与容器底部相连,此时水面距容器底30cm(如图),计算可得出( )
A.绳子受到的拉力为14N
B.容器对水平地面的压力是90N
C.剪断绳子,待物块静止后水对容器底的压强变化了200Pa
D.剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强变化了200Pa
二.填空题(共10小题)
11.(2025•重庆)小渝同学将重1N、底面积200cm2的薄壁圆柱形溢水杯B放在水平升降台上,如图所示,内装17cm深的水,则溢水杯对升降台的压强为 Pa;溢水口到杯底的距离20cm,将底面积100cm2、高10cm的圆柱体A悬挂于力传感器的挂钩上,示数为20N。升降台缓慢上升至A刚好浸没,溢出水3.5N,静置一段时间后,水面下降0.5cm并保持不变,再将升降台降低2cm(全过程A无水析出)。此时力传感器的示数为 N。(不考虑细线伸长、水的蒸发和A体积变化)
12.(2024•重庆)如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1大于5Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω,1A”,小灯泡L的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示。若闭合开关S、S1接1,在电路安全的情况下,变阻器R2允许接入电路的最大阻值为15Ω,则电源电压为 V;若闭合开关S、S1接2,在电路安全的情况下,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电阻R1的阻值为 Ω。
13.(2023•重庆)小莉模拟古人利用浮力打捞铁牛,模拟过程和测量数据如图所示。①把正方体M放在架空水槽底部的方孔处(忽略M与水槽的接触面积),往水槽内装入适量的水,把一质量与M相等的柱形薄壁水杯放入水中漂浮,如图甲所示;②向杯中装入质量为水杯质量2倍的铁砂时,杯底到M上表面的距离等于M的边长,如图乙所示,此时水杯浸入水中的深度h= cm;③用细线连接水杯和M,使细线拉直且无拉力,再将铁砂从杯中取出,当铁砂取完后,M恰好可被拉起,稳定后如图丙所示。则M与水杯的底面积之比为 。
14.(2022•重庆)如图甲所示电路中,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“6V 0.3A”字样,电流表量程0~0.6A、电压表量程0~3V。在保障电路安全的前提下,只闭合开关S、S1,滑片P位于最右端,小灯泡恰好正常发光,则小灯泡10s内消耗的电能为 J,再移动滑片P,电流表示数与R2关系如图乙a所示;当断开S1闭合S、S2、S3时,电流表示数与R2的关系如图乙b所示,则I1= A(忽略小灯泡电阻变化)。
15.(2021•重庆)如图所示,ABC是以O为支点的轻质杠杆,AB=40cm,OB=30cm,OC=60cm,水平地面上的实心均匀正方体物块M重为80N,用细线与C点相连,在A点用60N的力沿某方向拉杠杆,使M对地面的压力最小,且杠杆处于水平位置平衡,此时细线的拉力为 N;保持A点的拉力大小和方向以及杠杆的状态不变,要使M对地面的压强变为原来的,可将物块M沿竖直方向切去的质量为 kg。(忽略支点处的摩擦)
16.(2020•重庆)2020年6月23日9时43分,指挥员一声令下。长征三号运载火箭喷出猛烈的火焰,在一团“白气”中拔地而起,加速直刺苍穹(如图)。达到预定速度和高度后,无动力滑行到赤道上空,火箭再次点火修正方向,满足星箭分离的条件。在火箭所带摄像头的注目下,卫星渐渐离开火箭,顺利展开太阳帆板,缓缓“迈向”太空。随着最后一个卫星成功组网。北斗全球导航系统搭建完成。此国之重器彰显出我国的大国担当和作为!
请结合上述情景,找出一个相关的物理信息,并指出其对应的物理知识,不得与示例重复。
示例:物理信息:太阳帆板;
物理知识:太阳能转化为电能。
作答:物理信息: ;
物理知识: 。
17.(2019•重庆)高速发展的国防科技助力中国梦。如图中保卫着祖国大海的国产新一代核潜艇,它的外壳采用高强度合金钢焊接,排水量约1.6万吨,下潜深度约600米;守护着祖国大地的新一代洲际战略弹道导弹,它采用三级固态燃料火箭进行助推,射程远,能搭载更多的核弹头作战;承载着飞天梦想的“嫦娥四号”探测器成功着陆月球背面,拍摄了人类第一张月球背面的照片,它的太阳能储存板在夜间也可供电,开启了月球探测的新篇章。
请从文字中找一个与上述情景相关的物理信息,并指出对应的物理知识,不得与示例重复。
示例:物理信息:拍摄了人类第一张月球背面的照片;
物理知识:照相机利用了凸透镜成像原理。
作答:物理信息: ;
物理知识: 。
18.(2018•重庆)2018年5月21日,在西昌卫星发射中心,伴随着大量白雾的长征四号丙运载火箭腾空而起,搭乘火箭的“鹊桥”号中继卫星成功升空,如图所示。当星箭分离后,“鹊桥”达到一定高度,打开伞状抛物面天线;变轨后,“鹊桥进入近地点约200公里、远地点约40万公里的地月转移轨道,将进行在轨测试,为未来实现着陆器巡视器与地面站之间的测控与数据传输提供通信桥梁。“鹊桥”将成为人类历史上第一颗地球轨道外专用中继通信卫星,这是我国在月球探测领域取得的新突破。
请根据以上材料,找出一个相关的物理信息,并指出其对应的物理知识,不得与示例重复。
物理信息:实现着陆器、巡视器与地面站之间的测控与数据传输;
物理知识:利用电磁波通信
作答:
物理信息: ;
物理知识: 。
19.(2017•重庆)2017年5月18 日,由我国自主研制的直19E出口型武装直升机首飞成功,成为“中国智造”的又一崭新名片。图甲是静止在地面的直19E,它采用单旋翼、涵道尾桨,配备了小型化、综合化的航电武器系统;图乙是快速爬升的直19E,它空机质量较小,灵活度高,有效载荷大,巡航速度快;图丙是发射火箭的直19E,它通过携带导弹、航空火箭、机枪吊舱等武器,可为地面部队提供强大的火力支援。
请结合文字与图片,找出一个与以上情景有关的物理信息,并指出对应的物理知识,不得与示例重复。
示例:物理信息:直19E有综合化的航电武器系统;
物理知识:利用电磁波传递信息。
作答:物理信息: ;
物理知识: 。
20.(2016•重庆)如图所示的电路中,电源电压、灯丝电阻都保持不变,灯L标有“6V 3W”字样,灯泡的电阻是 Ω;当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P在a、b两点间移动时,电压表示数的变化范围是5~8V,且滑片P位于b点时灯L的功率是滑片位于a点时灯L功率的16倍,电源电压是 V。
三.实验探究题(共10小题)
21.(2020•重庆)小张发现外婆家的盐蛋咸淡适中恰到好处,猜想可能和盐水的密度有关。他和小华共同测量外婆家用来腌制盐蛋的盐水密度。
(1)将天平放在水平工作台上,游码移到标尺的 刻度处,观察到指针偏向分度盘的左侧(图1甲),应将平衡螺母向 调节,使天平平衡。
(2)调节天平平衡后,进行以下实验操作:
①测量空烧杯的质量m0,天平平衡时,砝码及游码位置如图1乙,m0= g;
②向烧杯中倒入适量盐水,测出烧杯和盐水的总质量m1为55.0g;然后将盐水全部倒入量筒(图1丙)。读数时视线与凹液面底部 ,读出体积V= mL。
③算出盐水的密度ρ= g/cm3。
(3)小华指出:以上测量过程中,烧杯中会残留部分盐水导致测得盐水的密度偏大,于是他与小张利用电子秤再次测量该盐水密度。
进行了以下实验操作:
①取密度为8g/cm3的合金块。用电子秤测得其质量为80.0g(图2甲);
②将合金块放入溢水杯中后向溢水杯中注满盐水,测得杯、盐水、合金块的总质量为100.0g(图2乙);
③取出合金块,向溢水杯中补满盐水,测得杯和盐水的总质量为31.0 g(图2丙)。
根据以上数据,计算出盐水的密度ρ= g/cm3.若测量后才发现此电子秤的每次测量值均比真实值大1g左右,则以上步骤所测得的盐水密度与真实值相比 (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
22.(2019•重庆)小薇同学制作了如图1所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。
(1)紧密蒙在探头下端的橡皮膜,形变程度越大,说明它所受的液体压强越 ;
(2)实验时的情形如图2所示,比较甲图和 图,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)比较图甲图和丙图,可以初步得出结论:液体内部压强与液体 有关;
(4)小薇同学用弹簧测力计挂着此探头继续探究:
①向溢水杯中注水,直到溢水口水流出时停止加水,最后溢水杯中的水面恰好与溢水口 ;
②用细线悬挂在弹簧测力计下的探头刚好浸没,如图丁所示,此时弹簧测力计的示数为 N,溢出的水全部流入小量筒中,排开水的体积为 mL,此时探头所受的浮力为 N;
③探头从丁图位置不断缓慢往下放(细线足够长,实验过程中橡皮膜没有破裂),排开水的质量 (选填“变大”“变小”或“不变”),弹簧测力计的示数会 (选填字母)。
A.一直变大 B.先不变后变小 C.先变大后变小 D.先变小后变大
23.(2025•重庆)小渝用图甲所示仪器探究液体压强与哪些因素有关。
(1)该仪器探头由空金属盒蒙上橡皮膜构成,探头通过橡胶管连在U形管上,将探头放在液体里橡皮膜就会发生 ,U形管左右液面就会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受 的大小。
(2)小渝将支架固定在透明桶上,向桶中缓慢加水至如图乙所示位置,观察到U形管左右液面高度差逐渐变大,分析表明,同种液体内部压强随深度的增加而 ;只改变图乙中探头方向,观察到U形管左右液面高度差不变,说明同种液体内部同一深度,向各个方向的压强大小 。
(3)观察图乙、丙,为保持探头所处深度相同,应将图丙中探头向 移动,移动后发现U形管左右液面的高度差比图乙大,可初步得出液体内部压强与液体的 有关。
(4)如图丁,为了便于测量探头所处的深度,小渝在探头支架上以橡皮膜平面所在位置作为起点标刻度,并将仪器改进为双探头,将左侧探头始终固定在水下h1=8.8cm深处,调节右侧探头在盐水(ρ盐水=1.1g/cm3)中的位置,使U形管左右液面再次相平,读出深度h2=8cm,通过计算发现ρ水h1 ρ盐水h2(选填“>”“=”或“<”);小渝将右侧盐水换成另一液体,当U形管左右液面再次相平时,右侧探头所处深度h液=11cm,通过进一步分析可以计算该液体密度为 g/cm3。
24.(2024•重庆)小吴同学利用如图甲所示中的器材探究导体A、B中电流与两端电压的关系,其中电源电压可调。
(1)连接好如图甲所示电路,试触开关,发现电流表无示数、电压表指针偏转到最大值,原因可能是导体A发生 。排除故障后,闭合开关进行实验,某次实验时电流表如图乙所示,示数为 A。
(2)多次改变导体A两端的电压,并记录对应的 。换用导体B重复上述实验,根据实验数据绘制图像如图丙所示。分析图像发现,同一导体两端的电压与通过电流的比值是 的,因此将这个比值定义为导体的电阻。
(3)根据电阻定义可知导体B的阻值为 Ω。在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记,阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值,色环含义及导体A、B的色环如图丁所示,若还需用到一个15Ω的电阻,应选用图戊中电阻 (选填“d”“e”或“f”)。
(4)小欣同学用上述器材研究导体中电流与电阻的关系,保持电源电压不变,为了精确控制导体两端的电压,于是串联接入滑动变阻器进行实验。
①电路中接入15Ω的电阻,使电阻两端电压达到某一固定值,测出电流;
②将15Ω的电阻替换为B,要使B两端电压达到固定值,变阻器接入的阻值应比前次实验 ;
③将电阻B替换为A再次进行实验。三次实验数据如表所示,交流时小欣发现第③次实验数据有误,这是由于接入A后忘记调节变阻器,滑片仍在第②次实验的位置,此时变阻器接入的阻值是 Ω。
实验次数
①
②
③
R/Ω
15
B
A
I/A
0.2
0.3
0.4
25.(2023•重庆)小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于 (选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,轻压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图乙与 两图,可得出液体压强随深度的增加而增大;比较图丙与丁两图,还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 ;
(3)若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向 移动适当的距离;移动探头后,观察到U形管水面高度差为Δh,此时探头受到盐水的压强为p盐,小婷取出探头放回水中,当U形管水面高度差再次为Δh时,测出探头在水中的深度为0.2m,则p盐= Pa;
(4)小婷发现探头所处深度较浅时,U形管两液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更 的液体以方便读数;探究过程中,保持探头所处深度不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两液面所对刻度线间的距离将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
26.(2022•重庆)综合实践课上,小薇同学用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”字样、电源电压恒为4.5V、滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
序号
U/V
I/A
R/Ω
1
1.0
0.18
5.6
2
1.5
0.22
6.8
3
2.0
0.24
8.3
4
2.5
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,帮小薇完成实物电路的连接;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关进行实验,移动滑动变阻器的滑片P过程中,她应注视 (选填“电压表”“电流表”或“滑动变阻器”)的变化情况,当停止移动滑片P时,她发现电表指针左右摆动,再观察小灯泡也忽明忽暗,其原因可能是 (选填字母符号);
A.滑动变阻器接触不良
B.小灯泡短路
(4)排除故障后继续实验,她将得到的数据记录在表格中,当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数)。她发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受 的影响;
(5)实验结束后,她看见桌面上还有一个阻值为15Ω的定值电阻,想按照表格给定的四组电压值,验证“导体中电流与电压的关系”,但使用目前已有器材无法完成,若想完成实验,她只需更换哪一个元件,并说明新元件的规格要求: 。
27.(2021•重庆)小兵同学通过实验测量灯泡L1、L2的额定功率,L1、L2分别标有“2.5V”和“3.8V”字样,电源电压恒为6V,电压表只有0~3V量程可以用。
(1)如图甲所示,是小兵设计的测L1额定功率的实验电路图,请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接(要求滑片向A端移动灯泡变亮)。
(2)连好电路后,按实验规范操作,先把滑动变阻器的滑片P移到 (选填“A”或“B”)端,然后闭合开关S,小兵发现L1不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是L1 (选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为1V,电流表示数如图丙所示,读数为 A,滑动变阻器的最大阻值为 Ω;调节滑片P得到如表中的数据,L1的额定功率为 W。
实验次数
1
2
3
电压(V)
1.0
2.5
2.8
电流(A)
0.30
0.32
(4)小兵在原电路中用L2替换L1开始测量L2的额定功率,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为1.5V,接着小兵发现该电路无法完成测量,于是设计了一个新方案:把电压表改接到滑动变阻器两端,只需调节滑片P使电压表示数为 V,L2就会正常发光。
(5)小兵根据新方案连好电路,按实验规范操作,刚闭合开关S时,发现电压表示数超过了量程,立即断开开关思考解决办法,请你对此说出一种合理的解决办法: 。
28.(2018•重庆)小峻和小薇两位同学在”探究欧姆定律”的实验中,所用器材有:学生电源、电流表、电压表、标有”20Ω 2A”的滑动变阻器R′、开关,导线和定值电阻R若干。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整。(要求:向右移动滑动变阻器滑片时,电路中的电流变小,且导线不能交叉)
(2)连接电路时,开关必须 ;连接完电路后,小薇发现电流表和电压表的位置互换了,如果闭合开关,则 表(选填“电压”或“电流”)的指针可能有明显偏转。
(3)排除故障后,他们先探究电流与电压的关系,闭合开关,移动滑片依次测得5组数据,其中第5次实验中电压表的指针如图丙所示,其示数为 V.他们记录的数据如表1所示,分析数据可以得到的结论是:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
表1电流与电压关系
实验序号
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.2
1.8
2
﹣﹣
电流/A
0.20
0.24
0.36
0.40
0.44
表2电流与电阻关系
实验序号
1
2
3
4
电阻/Ω
10
15
20
25
电流/A
0.30
0.20
0.15
0.12
(4)他们继续探究电流与电阻的关系,先将电源电压调为6V,分别换上多个定值电阻进行探究,数据记录如表2所示,老师指出其中一组数据是拼凑的,你认为是第 组(选填实验序号),理由是实验所用的滑动变阻器的最大阻值太 了(选填“大”或小”)。
(5)排除拼凑的数据后,分析数据可以得到的结论是:在 一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)在不更换滑动变阻器的情况下,可以采取 的措施(选填字母符号),完成这组拼凑数据所对应的实验测量。
A.降低定值电阻两端电压 B.降低电源电压 C.选用更大阻值的定值电阻
29.(2017•重庆)喜欢书法的小明同学用压纸石块设计了如下测量与探究活动,如图所示:
(1)小明在学校用天平和量筒测量压纸石块的密度:
①将托盘天平置于水平桌面上,游码移至零刻度处,发现指针偏向分度盘的右侧,他应将平衡螺母向
(选填“左”或“右”)调,直至横梁平衡;
②将石块放在天平的 (选填“左”或“右”)盘,在另一盘中增减砝码并移动游码,直至横梁再次平衡,此时砝码和游码如图a所示,则石块的质量m= g;
③他在量筒中装入40 mL的水,将石块缓慢浸没在水中,如图b所示,则石块的体积V= cm3,由密度公式ρ可算出它的密度。
(2)小明回家后用操作方便、精确度高的电子秤和同一块压纸石块,探究“影响浮力大小的因素”。
①他将搅匀的糖水装入柱形杯中,置于电子秤上,如图c所示;
②用体积不计的细线系好石块,缓慢浸入糖水至刚好浸没,电子秤示数逐渐增大,则糖水对杯底的压力
(选填“逐渐增大”、“保持不变”或“逐渐减小”),说明石块所受浮力大小与 有关。如图d所示位置,石块所受浮力大小为 N;
③他将石块沉入杯底,松开细线,如图e所示,便开始书写探究报告:
④完成探究报告后,他将石块从糖水中慢慢提起。细心的小明发现石块离开杯底至露出液面前,电子秤示数一直减小,这说明石块在放置一段时间的糖水中所受浮力的大小与浸没深度 (选填“有关”、“无关”),造成这个结果的主要原因可能是 。
30.(2016•重庆)同学们在“探究小灯泡的亮度与功率的关系”实验中,所用电源电压为6V,灯泡的额定电压U0=3.8V,额定功率在1﹣1.5W的范围内。
(1)按图甲所示的电路图,请你用笔画线代替导线将图乙的电路补充完整。
(2)小杜同学在实验过程中,将滑动变阻器的滑片P缓慢向B端移动,小灯泡的实际功率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);同时观察到小灯泡的亮度将变 (选填“亮”或“暗”)。
(3)另一组的小张同学在实验过程中发现电流表、电压表示数如图丙所示,此时电流表的示数是 A,电压表的示数是 V,经分析造成这种现象的原因是 。
(4)小张同学重新调整电路连接后,继续探究小灯泡在额定功率时的亮度,但发现无法准确读出额定电压,他用第(3)小问中所测得数据先算出灯泡的电阻RL,再根据P0计算灯泡的额定功率。按此方案算出灯的额定功率比真实值偏 (选填“大”或“小”),原因是 。
四.解答题(共2小题)
31.(2025•重庆)小渝家有一台旧式两挡位电炖锅,高温挡额定功率为550W,低温挡额定功率模糊不清,图甲是该电炖锅简化电路图,R1和R2是加热电阻丝,开关S2只能接触a或b,不计温度对电阻的影响。
(1)高温挡正常工作时的电流是多少安?
(2)小渝关闭家中其他用电器,读出电能表示数为2024.6kW•h,电炖锅高温挡正常工作0.8h、低温挡正常工作2.8h,炖煮结束时电能表示数如图乙所示,则R1的阻值是多少欧?
(3)为满足炖煮不同食材和防干烧的需求,现增加一个防干烧的温控开关S3,利用原电路元件,导线足够,请你在图丙的方框内画一个至少有3个挡位且能防干烧的电路图。
32.(2024•重庆)如图甲所示,我国自主建造重为3.7×108N的导管架“海基二号”需要用驳船运输到指定位置,安装在超过300m深的海域搭建石油开采平台。而亚洲最大驳船的最大载重只有3×108N,该驳船可看作长200m、宽50m、高14m的规则长方体,其最大吃水深度为7m。“文冲修造厂”通过加宽驳船解决了超重难题,如图乙所示是驳船加宽后的示意图,加宽后驳船的最大吃水深度不变。()求:
(1)水深300m处的压强;
(2)加宽前,驳船空载时排开水的体积;
(3)若驳船体积每增加1m3,自重增加2.5×103N,为了安全装载“海基二号”,驳船总宽度至少应增加多少;请你另外设计一种改装驳船的方法(只说方法,不计算)。
五.计算题(共8小题)
33.(2023•重庆)寒假期间,小丽在外婆家发现一闲置的旧电炉(如图甲),铭牌上标有“220V 484W”字样,电炉只有一根电阻丝。为检测电炉能否工作,将其单独接入家庭电路中,观察到表盘如图乙的电能表的指示灯在120s内闪烁了16次,忽略温度对电阻的影响。
(1)求电炉电阻丝的阻值;
(2)求检测时电炉的实际功率;
(3)小丽想为外婆制作一个可调温的发热坐垫。在父母的陪同下,她拆下整根电阻丝并分成两段,将其中一段制作为阻值可调的电阻丝;将两段均可发热的电阻丝接入电源电压恒为10V的电路中,在通过电阻丝的电流不超过其额定电流的情况下,坐垫的最大功率为27W,求发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量。
34.(2022•重庆)底面积为150cm2、重3N、盛水4cm深且足够高的薄壁柱形容器置于水平桌面上,如图所示,将底面积为50cm2、质量为450g、密度为0.9g/cm3的不吸水圆柱体用轻质细线挂在测力计下,由图示位置缓慢向下浸入水中,直至测力计示数为0后,只取走测力计,再打开阀门K向外放水。求:(取g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)圆柱体的体积;
(2)圆柱体下降过程中,当其浸入水中的深度为2cm时,测力计的示数;
(3)当放水至容器对桌面的压强为800Pa时,水对容器底的压强。
35.(2021•重庆)如图甲所示,小勇同学设计了一个汽车落水安全装置并进行了试验,在汽车的四个门板外侧分别安装一个气囊,气囊的触发由图乙所示电路中a、b间的电压来控制,压敏电阻R1水平安装在汽车底部A处,R1的阻值随其表面水的压力的变化如图丙所示。某次试验时:汽车入水前把R2的滑片调到合适位置不动,闭合开关S,电压表的示数为3V,再把汽车吊入足够高的长方体水池中缓慢下沉,直到a、b间的电压等于或大于3V时,气囊就充气打开,使汽车漂浮在水中,试验装置相关参数如表所示。
电源电压
4.5V
R1接触水的面积
15cm2
长方体水池底面积
20m2
(1)求汽车入水前电路中的电流;
(2)当汽车漂浮时,测得水池的水位比汽车入水前上升了8cm(水未进入车内),求汽车受到的重力;
(3)求气囊充气打开时汽车A处浸入水中的深度。
36.(2020•重庆)水烧开后持续沸腾一段时间用于饮用更利于人体健康,为了满足这个要求,小罗设计了多挡位节能电烧水壶,电路原理如图甲。其中开关S为防干烧温控开关,通常情况闭合;定值电阻R1、R2为加热电阻,且R1为48.4Ω,R2阻值为R1的2倍。通过滑动金属滑杆上的滑块P,使它在不同的位置接触触点,实现多挡位变化(图乙)。他测得烧水壶用中功率挡给热水保温时,正常工作24s,将1kg的水从75℃加热到80℃.[已知c水=4.2×103J/(kg•℃),不计温度对电阻的影响]求:
(1)此加热过程中热水所吸收的热量Q;
(2)此加热过程中烧水壶的热效率η(η,W为所消耗的电能);
(3)用电高峰时,他请父母断开家中除烧水壶外的全部用电器,用烧水壶高功率挡加热一段时间后开始计时,经过30s后水沸腾,再以低功率挡持续加热30s。观察到电能表转盘在这60s内转了27转(电能表表盘如图丙),烧水壶工作的实际电压U实是多少。
37.(2019•重庆)小杨选择了两个高度分别为10cm和6cm,底面积SA:SB=1:3的实心均匀的圆柱体A、B进行工艺品搭建,A、B置于水平桌面上,如图1所示。他从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,则AB对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图2所示,求:
(1)圆柱体A的密度;
(2)从A截取h=6cm的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加量;
(3)图2中a的值。
38.(2018•重庆)为探究平衡木受力特点,喜爱体操的小薇设计了一个平衡木模型。整个装置如图甲所示,AB可绕支点O无摩擦转动,C处固定一竖直硬杆,硬杆的底部安装了压敏电阻片R,R所在的电路放在了硬杆内(整个装置除硬杆以外其它部分的重力均不计),且AB=5m,OA=BC=1m,电源电压恒为3V,硬杆底部R阻值随地面对它的支持力F变化的关系如图乙所示,整个装置放在水平地面上,AB始终处于水平平衡状态,当重360N的小薇站在A点时,电流表的示数为0.1A。
求:(1)小薇在A点时,C处受到硬杆的拉力;
(2)小薇在A点时,地面对硬杆底部R的支持力;
(3)当电流表的示数为0.3A时,小薇距A点多少米?
39.(2017•重庆)小明家的电饭锅如图甲,额定电压为220V,“煮饭”时额定功率为1210W,简化电路如图乙,S1为温控开关,发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化,电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为1:16,求:
(1)正常“煮饭”状态,通过电饭锅的电流为多少安?
(2)电阻R1的阻值为多少欧?
(3)某天傍晚,小明关闭家里其它用电器,只让“保温”状态的电饭锅工作,发现自家电能表(如图丙)指示灯每闪烁4次所用的时间为48s。则R2两端的实际电压为多少伏?
40.(2016•重庆)如图甲是西南大学校内的一座塑像,其基座结构类似于图乙和丙的模型。若A、B是质量分布均匀地正方体物块,其边长分别是20cm、30cm,密度之比ρA:ρB=3:1.将A放在水平地面上,B放在A的上面,A对水平地面的压强为5100Pa(如图乙)。求:
(1)图乙中,物块A对地面的压力;
(2)物块A的密度;
(3)若将物块B放在水平地面上,A放在B的上面(如图丙),要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去几分之几。
【10年压轴题】2016-2025年重庆市(A卷)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
B
C
B
C
D
C
D
D
C
一.选择题(共10小题)
1.(2025•重庆)科技小组的同学按图甲所示的电路研究自制小台灯的调光效果,灯泡L标有“2.5V”字样,电源电压恒为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”。闭合开关S,在确保电路安全的情况下,最大范围移动变阻器的滑片P,观察灯泡L的亮暗,绘出灯泡L的I﹣U图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.灯泡正常发光时电阻值为5Ω
B.灯泡随滑片P向b端移动而变亮
C.变阻器接入的阻值范围为8~40Ω
D.电路消耗的最大电功率为0.625W
【解答】解:A、由灯泡L的I﹣U图像可得,灯泡正常发光时的电阻RL10Ω,故A错误。
B、由图甲可知,灯泡L与变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压。当滑片P向b端移动时,变阻器接入电路的电阻增大,根据串联电路分压原理,灯泡两端电压减小,由P=UI可知灯泡实际功率变小,灯泡变暗,故B错误。
C、由图乙可知:当灯泡正常发光时,电路中的电流I额=0.25A,此时变阻器两端的电压U滑=U﹣U额=4.5V﹣2.5V=2V,则变阻器接入电路的最小阻值R滑min8Ω,
当电压表的示数为0.5V时,此时电路中的电流I'=0.10A,此时变阻器两端的电压U滑2=U﹣UL=4.5V﹣0.5V=4V,则变阻器接入电路的最大阻值R滑max40Ω,
所以变阻器接入的阻值范围为8Ω~40Ω,故C正确。
D、当电路中的电流最大时,电路消耗的电功率最大,由前面分析可知,电路中的最大电流Imax=0.25A,根据P=UI,可得电路消耗的最大电功率Pmax=UImax=4.5V×0.25A=1.125W,故D错误。
故选:C。
2.(2024•重庆)同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤,用筷子做秤杆,用钩码做秤砣,用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时,在O点提起提纽,秤杆水平平衡;当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时,秤杆再次水平平衡,如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是( )
A.自制杆秤的每一格约表示2.08g
B.称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C.如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D.若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
【解答】解:
A、当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时,秤杆再次水平平衡,则在B点所示的质量为物体的质量,在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线,从O到B点共50个小格,则每一小格表示的质量为m02g,故A错误;
B、称中药(称取一定量的中药)时B端翘起,杆秤不能水平平衡,说明秤盘内中药的质量大于所需的质量,所以应减少中药的质量来使杆秤恢复水平平衡,故B正确;
C、根据G=mg和杠杆平衡条件可得m物g×OA=m砣g×OB,如果秤砣磨损了,OB变大,则测量结果将偏大,故C错误;
D、若将提纽移到O点右侧,测量相同质量的物体时,左边力臂变大,则其量程变小,故D错误。
故选:B。
3.(2023•重庆)将一个定值电阻接入图甲所示电路的虚线框处,并将一个电压表(图中未画出)并联在某段电路两端,闭合开关,移动滑片P,多次记录两电表示数;断开开关,只将定值电阻更换为小灯泡,再次获取数据并记录;将记录的数据绘制成如图乙所示的I﹣U图象。下列分析正确的是( )
A.电源电压为3.5V
B.图象b是用接入定值电阻时记录的数据绘制得到的
C.定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5V时,灯泡的电阻较大
D.接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,电压表的示数将变大
【解答】解:闭合开关,定值电阻(或灯泡)和滑动变阻器串联接入电路,根据U=IR可知定值电阻(或灯泡)两端的电压随电流的增大而增大,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随电流的增大而减小,由乙图可知电压表与滑动变阻器并联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,
定值电阻的阻值不变,灯泡的电阻是变化的,所以a是接入定值电阻时记录的数据绘制得到的,b是接入灯泡时记录的数据绘制得到的,故B错误;
当滑动变阻器两端的电压为0.5V时,通过电路的电流为0.7A,当滑动变阻器两端的电压为3.5V时,通过电路的电流为0.1A,
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压U=IR定+UV,
代入数据可得0.7A×R定+0.5V=0.1A×R定+3.5V,
解方程可得R定=5Ω,
则电源电压U=IR定+UV=0.7A×5Ω+0.5V=4V,故A错误;
定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5V时,根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压为4V﹣3.5V=0.5V,由乙图可知此时通过定值电阻的电流大于通过灯泡的电流,根据R可知灯泡的电阻较大,故C正确;
接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联分压原理可知电压表的示数将变小,故D错误。
故选:C。
4.(2022•重庆)A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,B的边长是A的2倍。将A沿竖直方向切去宽为L的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强pB与L的变化关系如图乙所示。切割后,A剩余部分对地面的压强为pA,则以下分析正确的是( )(取g=10N/kg)
A.B的重力是50N
B.L=2.5cm时,pA:pB=16:21
C.B的底面积为100cm2
D.A切去一半后,pA=2000Pa
【解答】解:(1)由乙图可知L的最大值为10cm,所以正方体A的边长为10cm=0.1m,
正方体B的边长是A的2倍,则B的边长为20cm=0.2m,B的底面积为20cm×20cm=400cm2,故C错误;
当L=0时,B对地面的压强为5000Pa,物体对地面的压力等于自身重力,根据压强公式可得pB,即5000Pa,解方程可得GB=200N,故A错误;
当L=10cm时,B对地面的压强为6000Pa,根据压强公式可得6000Pa,即6000Pa,解方程可得GA=40N,
A切去一半后,A对地面的压强pA4000Pa,故D错误;
(2)当L=2.5cm时,A对地面的压强为4000Pa,
B对地面的压强为5250Pa,
则,故B正确。
故选:B。
5.(2021•重庆)如图甲所示的电路中,R1是定值电阻,电流表量程为0~0.6A,图乙是电阻箱R2的电功率与其电阻大小变化关系的部分图像,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.R1的阻值为20Ω
C.R2能安全连入电路中的最小电阻值为10Ω
D.R2为20Ω时,整个电路通电10s耗电32J
【解答】解:闭合开关,R1和R2串联,电流表测量电路电流。
AB、从图乙可知,当电阻箱接入电路的阻值为14Ω时,其电功率为3.5W,根据P=UI=I2R可知,此时电路中的电流I0.5A,
则电源电压U=U1+U2=IR1+IR2=0.5A×R1+0.5A×14Ω..........①
当电阻箱接入电路的阻值为20Ω时,其电功率为3.2W,根据P=UI=I2R可知,此时电路中的电流I′0.4A,
则电源电压U=U1′+U2′=I′R1+I′R2′=0.4A×R1+0.4A×20Ω..........②
根据①②可得:U=12V,R1=10Ω,故AB错误;
C、电流表量程为0~0.6A,故电路中的电流最大为0.6A,根据欧姆定律可知此时电路中的总电阻R总20Ω,
则电阻箱接入电路的最小电阻值R2小=R总﹣R1=20Ω﹣10Ω=10Ω,故C正确;
D、R2为20Ω时,电路中电流为0.4A,整个电路通电10s耗电W=UI′t=12V×0.4A×10s=48J,故D错误。
故选:C。
6.(2020•重庆)灯泡L标有“6V”字样,为探究其工作时的特点,小刚利用图甲所示的电路进行实验,其中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”。闭合开关后,将变阻器的滑片P从a端向右缓慢移动,直到电压表示数达到6V时为止。图乙是用获得的实验数据作出的I﹣U图象,下列判断正确的是( )
A.闭合开关,在移动滑片P的过程中,灯L的最小电阻为10Ω
B.变阻器的滑片P移到b端时,灯L正常发光且灯的额定功率为3.6W
C.灯L与5Ω的定值电阻R1并联接入电压为6V的电路,电路总功率为7.2W
D.灯L与10Ω的定值电阻R2串联接入电压为9V的电路,R2每秒消耗电能为2.5J
【解答】解:
A、由图象知,灯泡电流随两端电压增大而增大,且电压变化大于电流变化,则灯泡电阻逐渐增大,滑片移动过程中,当灯泡两端电压UL=1V时,通过的电流为IL=0.2A,此时灯泡电阻最小,
由欧姆定律可得,灯泡的最小电阻R最小5Ω,故A错误;
B、由图甲知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,滑片在a端时,变阻器连入阻值最大,电路总电阻最大,电流最小,
由图象知,此时灯泡两端电压UL=1V,电流为0.2A,
由串联电路特点和欧姆定律可得,变阻器两端电压:
Uab=I Rab=0.2A×30Ω=6V,
所以电源电压U=UL+Uab=1V+6V=7V,
灯泡正常发光时两端电压为6V,由图象知,此时电路中电流等于灯泡的额定电流0.6A,
变阻器连入电路的阻值:R1.7Ω,所以滑片不在b端,故B错误;
C、由并联电路的电压特点知,灯L与5Ω的定值电阻R1并联接入电压为6V的电路时,
U=UL=U1=6V,
由图象知,此时通过灯泡的电流IL=0.6A,灯泡的电功率PL=UIL=6V×0.6A=3.6W,
R1的电功率:P17.2W,
电路总功率:P=P1+PL=7.2W+3.6W=10.8W,故C错误;
D、由图象知,灯泡两端电压为4V时,通过灯泡的电流为0.5A,
灯L与10Ω的定值电阻R2串联,
由串联电路特点和欧姆定律可知,此时R2两端电压U2=I2R2=0.5A×10Ω=5V,
总电压U=UL+U2=4V+5V=9V,符合将两者连入电压为9V电路的条件,
则R2每秒消耗电能:W2=U2I2t=5V×0.5A×1s=2.5J,故D正确。
故选:D。
7.(2019•重庆)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换。图是模拟加热原理图,其中测试电源的电压为10V,四段电热丝电阻均为10Ω,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。下列说法正确的是( )
A.开关旋至“1”挡,开启化霜功能
B.开启防雾功能,电路总电阻为5Ω
C.化霜与防雾电路的总功率之差为15W
D.从防雾到除露,电路总电流变化1A
【解答】解:
(1)当开关旋至“1”挡时,两条电阻丝串联接入电路,此时电路总电阻最大为2R=2×10Ω=20Ω,根据P可知,此时电功率最小,开启防雾功能,故AB错误;
此时电路中的电流I10.5A;此时电路的总功率P1=UI1=10V×0.5A=5W;
(2)当开关旋至“2”挡时,一条电阻丝单独接入电路,电阻较大(大于并联时的总电阻),电路消耗的功率较小,此时为除露功能;
此时电路中的电流I21A;
从防雾到除露,电路总电流变化量为:I2﹣I1=1A﹣0.5A=0.5A,故D错误;
(3)当开关旋至“3”挡时,两条电阻丝并联接入电路,总电阻最小,总功率最大,此时为化霜功能,
电路的总电阻为R并R10Ω=5Ω,
电路的总电流为I32A;
此时总功率为P3=UI3=10V×2A=20W,
则化霜与防雾电路的总功率之差为P3﹣P1=20W﹣5W=15W,故C正确。
故选:C。
8.(2018•重庆)在如图所示的实物电路中,电源电压恒为3V,滑动变阻器的规格为”10Ω 1A“,灯泡上标有“2.5V 1W”的字样,闭合开关后调节滑动变阻器的滑片,在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.小灯泡正常发光时的电阻为2.5Ω
B.向右移动滑片时,电压表V1的示数变小,小灯泡亮度变暗
C.向右移动滑片时,电压表V2与电流表A的示数之比不变
D.让小灯泡正常发光1min,滑动变阻器产生的电热为12J
【解答】解:A、小灯泡正常发光时的电阻:RL6.25Ω,故A错误;
B、滑动变阻器向右移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,根据串联分压的原理,滑动变阻器分配的电压减小,即电压表V2示数减小,小灯泡两端电压变大,即V1示数变大,小灯泡变亮,故B错误;
C、滑动变阻器向右移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,即电压表V2与电流表A的示数之比等于滑动变阻器的阻值,故C错误;
D、小灯泡正常发光时的电流:
I=IL0.4A,
串联电路的总电压等于各部分电压之和,
U滑=U﹣U额=3V﹣2.5V=0.5V,
小灯泡正常发光1min,滑动变阻器产生的电热:
Q=U滑It=0.5V×0.4A×60s=12J.故D正确;
故选:D。
9.(2017•重庆)如图所示的电路中,电源电压恒为4.5 V,灯泡L标有“4.5V 2.25W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R最大阻值为50Ω,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”。在电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.将滑片P移到R的最左端,闭合开关S、S1,电压表读数超过量程
B.灯泡L正常发光时的电阻值为7.5Ω
C.只闭合开关S,该电路的最大功率是2.7 W
D.只闭合开关S,滑动变阻器的取值范围是0~18Ω
【解答】解:
(1)将滑片P移到R的最左端,闭合开关S、S1时,灯泡L与滑动变阻器R的最大阻值并联,电压表被短路无示数,所以电压表读数不会超过量程,故A错误;
(2)由P=UI可得,灯泡正常发光时的电阻RL9Ω,故B错误;
(3)只闭合开关S时,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,通过灯泡的电流:
IL0.5A,
此时电压表的示数为零,电流表的示数小于0.6A,则电路的最大功率为2.25W,故C错误;
当电压表的示数UR=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压:
UL′=U﹣UR=4.5V﹣3V=1.5V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I,即,
解得:R=18Ω,
所以,滑动变阻器的取值范围是0~18Ω,故D正确。
故选:D。
10.(2016•重庆)水平地面上有底面积为300cm2、不计质量的薄壁盛水柱形容器A,内有质量为400g、边长为10cm、质量分布均匀的正方体物块B,通过一根长10cm的细线与容器底部相连,此时水面距容器底30cm(如图),计算可得出( )
A.绳子受到的拉力为14N
B.容器对水平地面的压力是90N
C.剪断绳子,待物块静止后水对容器底的压强变化了200Pa
D.剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强变化了200Pa
【解答】解:A、木块的重力:G=mBg=0.4kg×10N/kg=4N,
木块浸没在水中,则V排=V木=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
物体浸没时受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N,
绳子的拉力为:F=F浮﹣G=10N﹣4N=6N;故A错误;
B、容器内水的体积V=Sh=300cm2×30cm﹣1000cm3=8000cm3=8×10﹣3m3,
由ρ可得,水的质量m水=ρV=1.0×103kg/m3×8×10﹣3m3=8kg,
因不计质量的薄壁盛水柱形容器,
则容器对水平地面的压力F=G总=(m水+mB)g=(0.4kg+8kg)×10N/kg=84N,故B错误;
C、木块漂浮,F浮′=G=4N;
由F浮=ρ液gV排得,木块漂浮时排开水的体积:V排′4×10﹣4m3;
所以液面下降的深度为:Δh0.02m;
则Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa.故C正确;
D、绳子断和断之前,容器对桌面的压力不变,受力面积不变,故剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强没有变化,故D错误;
故选:C。
二.填空题(共10小题)
11.(2025•重庆)小渝同学将重1N、底面积200cm2的薄壁圆柱形溢水杯B放在水平升降台上,如图所示,内装17cm深的水,则溢水杯对升降台的压强为 1750 Pa;溢水口到杯底的距离20cm,将底面积100cm2、高10cm的圆柱体A悬挂于力传感器的挂钩上,示数为20N。升降台缓慢上升至A刚好浸没,溢出水3.5N,静置一段时间后,水面下降0.5cm并保持不变,再将升降台降低2cm(全过程A无水析出)。此时力传感器的示数为 15.5 N。(不考虑细线伸长、水的蒸发和A体积变化)
【解答】解:(1)溢水杯中水的重力G水=m水g=ρ水gV水=1000kg/m3×10N/kg×200×10﹣4cm2×17×10﹣2m=34N;
溢水杯对水平升降台的压力F=1N+34N=35N,
则溢水杯对升降台的压强p1750Pa;
(2)升降台缓慢上升至A刚好浸没时,溢出水的体积为:
V溢=100cm2×10cm﹣(20cm﹣17cm)×200cm2=400cm3=4×10﹣4m3;
溢出水的重力为:G溢=ρ水gV溢=103kg/m3×10N/kg×4×10﹣4m3=4N;
实际溢出水的重力为3.5N,则有4N﹣3.5N=0.5N的水被圆柱体吸收;
静置一段时间后,水面下降0.5cm并保持不变,
则此过程中圆柱体再次吸收水的体积:V吸′=(SB﹣SA)Δh=(200cm2﹣100cm2)×0.5cm=50cm3,
所以圆柱体再次吸收水的重力:G吸′=ρ水V吸′g=1000kg/m3×50×10﹣6m3×10N/kg=0.5N,
则整个过程中圆柱体吸收水的总重力:G吸总=G吸+G吸′=0.5N+0.5N=1N;
升降台降低2cm,水面再次下降的高度为:
Δh′=d2cm4cm;
此时A浸在水中的体积为:V排′=SA(hA﹣Δh﹣Δh′)=100cm2×(10cm﹣0.5cm﹣4cm)=550cm3;
此时A受到的浮力:F浮′=ρ水gV排′=1000kg/m3×10N/kg×550×10﹣6m3=5.5N;
则此时力传感器的示数为:F拉=GA+G吸总﹣F浮′=20N+1N﹣5.5N=15.5N。
故答案为:1750;15.5。
12.(2024•重庆)如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1大于5Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω,1A”,小灯泡L的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示。若闭合开关S、S1接1,在电路安全的情况下,变阻器R2允许接入电路的最大阻值为15Ω,则电源电压为 4.5 V;若闭合开关S、S1接2,在电路安全的情况下,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电阻R1的阻值为 40 Ω。
【解答】解:(1)由图甲可知:闭合开关S、S1接1时,灯泡与滑动变阻器R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;
由于电压表量程为0~3V,所以,在电路安全的情况下,变阻器R2允许接入电路的最大阻值时电压表的示数最大为3V,
则根据串联电路的电流处处相等的特点可知通过灯泡的电流为:IL=I20.2A,
由图乙可知此时灯泡两端的电压为:UL=1.5V,
根据串联电路电压的规律可知,电源电压:U=UL+U2=1.5V+3V=4.5V;
(2)若闭合开关S、S1接2,R1与滑动变阻器R2串联,电流表接“0~0.6A”量程,根据串联电路电流特点结合滑动变阻器的规格可知通过电路的最大电流为0.6A,或最大电流为0.6A,
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑动变阻器接入电路最大电阻时,通过电路的电流最小,通过电路的最小电流为,
在移动滑动变阻器滑片的过程中,电路中的最大电流恰好是最小电流的1.5倍,分以下几种情况讨论:
①若最大电流为0.6A,则最小电流为0.4A,此时变阻器接入电路的电阻为允许的最大值,由电压表的量程和串联分压的规律可知此时电压表示数最大为3V,
则R1分得的电压U1=U﹣UV大=4.5V﹣3V=1.5V,
电阻R1的阻值:R13.75Ω,已知定值电阻R1大于5Ω,则这种情况不可能;
②若最大电流为(变阻器接入电路的阻值为0),最小电流为,
则1.5,解得:R1=40Ω。
故答案为:4.5;40。
13.(2023•重庆)小莉模拟古人利用浮力打捞铁牛,模拟过程和测量数据如图所示。①把正方体M放在架空水槽底部的方孔处(忽略M与水槽的接触面积),往水槽内装入适量的水,把一质量与M相等的柱形薄壁水杯放入水中漂浮,如图甲所示;②向杯中装入质量为水杯质量2倍的铁砂时,杯底到M上表面的距离等于M的边长,如图乙所示,此时水杯浸入水中的深度h= 9 cm;③用细线连接水杯和M,使细线拉直且无拉力,再将铁砂从杯中取出,当铁砂取完后,M恰好可被拉起,稳定后如图丙所示。则M与水杯的底面积之比为 。
【解答】解:甲图中杯子漂浮,浮力等于重力,F浮=G;假设水的密度为ρ,杯子高度H,
有:ρSh1g=mg,H=h1+12cm;
乙图中,同样漂浮,则有:ρShg=3mg,H=h+6cm;
解得:h=3h1;H=15cm,h=9cm;
图甲中,杯子的重力:G=F浮=ρSg×3cm=mg;
质量与M相等的柱形薄壁水杯,M的重力:GM=Mg=ρSg×3cm;
将铁砂从杯中取出,当铁砂取完后,M恰好可被拉至压力为0,且稳定,如图所示:
此时M(下方还没有水)受到绳子向上的拉力、向下的重力和水对M上表面的压力,则F拉=Mg+F压M,
而此时杯子受到向上的浮力与向下的重力和绳子的拉力,且根据力作用的相互性可知杯子对M的拉力等于M对杯子的拉力,则有:F浮杯=mg+F拉,
所以可得:Mg+F压M=F浮杯﹣mg﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
且水对M上表面的压力:F压M=ρghM上SM=ρgSM(9cm+a),
则①式可写为:ρSg×3cm+ρgSM(9cm+a)=ρgS×9cm﹣ρSg×3cm;
整理得:ρgSM×9cm+ρgSMa=ρgS×3cm;
由于M是正方体,即:ρgSM×9cm+ρga3=ρgS×3cm﹣﹣﹣﹣﹣②
丙图中漂浮时,总重力等于M受到的浮力加上杯子所受的浮力,
则Mg+mg=ρga3+ρSg(15cm﹣10cm);
即ρSg×3cm+ρSg×3cm=ρga3+ρSg×5cm;
解得ρSg×1cm=ρga3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
将③代入②可得:ρgSM×9cm+ρSg×1cm=ρgS×3cm,
即:ρgSM×9cm=ρgS×2cm;
即SM:S=2:9,即:。
故答案为:9;。
14.(2022•重庆)如图甲所示电路中,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“6V 0.3A”字样,电流表量程0~0.6A、电压表量程0~3V。在保障电路安全的前提下,只闭合开关S、S1,滑片P位于最右端,小灯泡恰好正常发光,则小灯泡10s内消耗的电能为 18 J,再移动滑片P,电流表示数与R2关系如图乙a所示;当断开S1闭合S、S2、S3时,电流表示数与R2的关系如图乙b所示,则I1= 0.45 A(忽略小灯泡电阻变化)。
【解答】解:只闭合开关S、S1,滑动变阻器和灯泡串联接入电路,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,
滑片P位于最右端,此时滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路为灯泡的简单电路,灯泡两端电压等于电源电压,
小灯泡恰好正常发光,小灯泡L标有“6V 0.3A”字样,小灯泡10s内消耗的电能为:W=UILt=6V×0.3A×10s=18J;
灯泡的电阻:RL20Ω,
由乙图可知滑动变阻器接入电路的电阻为R时,通过电路的电流最小,根据欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,电压表量程0~3V,根据串联分压原理可知电压表示数为3V,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I′,
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压:U=U2+UL=3V+I′RL,即3V6V,解方程可得:R=20Ω,
当断开S1,闭合S、S2、S3时,定值电阻和滑动变阻器并联接入电路,电流表测干路电流,
由乙图可知滑动变阻器接入电路的电阻为R时,通过电路的电流最大,电流表量程0~0.6A,所以通过电路的最大电流为0.6A,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,根据欧姆定律可得干路电流I,即0.6A,解方程可得:R1=20Ω,
滑动变阻器接入电路的电阻为2R时,通过电路的电流:I10.45A。
故答案为:18;0.45。
15.(2021•重庆)如图所示,ABC是以O为支点的轻质杠杆,AB=40cm,OB=30cm,OC=60cm,水平地面上的实心均匀正方体物块M重为80N,用细线与C点相连,在A点用60N的力沿某方向拉杠杆,使M对地面的压力最小,且杠杆处于水平位置平衡,此时细线的拉力为 50 N;保持A点的拉力大小和方向以及杠杆的状态不变,要使M对地面的压强变为原来的,可将物块M沿竖直方向切去的质量为 1.75 kg。(忽略支点处的摩擦)
【解答】解:
(1)M对地面的压力F=G﹣F拉,要M对地面的压力最小,则应使F拉最大。由二力平衡条件、力的作用是相互的可知,F拉=细绳作用在C点的拉力F2。
由图可知,作用在C点拉力的方向为竖直向下。假设作用在A点的力F1的力臂为l1,作用在C点拉力为F2,根据杠杆的平衡条件可以列式:F1l1=F2•OC;已知OC=60cm=0.6m,F1=60N,则要使F2最大,则应使力臂l1最长;分析题图可知,当力臂l1=OA时最长。
由AB=40cm,OB=30cm可得,OA=50cm=0.5m,
则F250N。
(2)切割前,M对地面的压强为p;
切割后,剩余部分重G1,面积为S1,剩余部分对地面的压强p1。
因将物块M沿竖直方向切割,则密度和高度均不变,
由G=mg=ρgSh可知,物块的重力与底面积成正比,即物块重力与底面积的比值相等,
所以:,即①
根据题意可得:②,
联立①②解得G1=62.5N,故切除部分的重为G2=80N﹣62.5N=17.5N,
其质量为m21.75kg。
故答案为:50;1.75。
16.(2020•重庆)2020年6月23日9时43分,指挥员一声令下。长征三号运载火箭喷出猛烈的火焰,在一团“白气”中拔地而起,加速直刺苍穹(如图)。达到预定速度和高度后,无动力滑行到赤道上空,火箭再次点火修正方向,满足星箭分离的条件。在火箭所带摄像头的注目下,卫星渐渐离开火箭,顺利展开太阳帆板,缓缓“迈向”太空。随着最后一个卫星成功组网。北斗全球导航系统搭建完成。此国之重器彰显出我国的大国担当和作为!
请结合上述情景,找出一个相关的物理信息,并指出其对应的物理知识,不得与示例重复。
示例:物理信息:太阳帆板;
物理知识:太阳能转化为电能。
作答:物理信息: 火箭无动力滑行到赤道上空 ;
物理知识: 火箭由于惯性保持原来的运动状态 。
【解答】解:
物理信息1:火箭在一团“白气”中拔地而起;
物理知识:水池内的水汽化形成高温的水蒸气,水蒸气遇冷液化形成白气;
物理信息2:火箭加速直刺苍穹;
物理知识:火箭发动机工作时,化学能转化为内能,内能再转化为机械能;
物理信息3:火箭无动力滑行到赤道上空;
物理知识:火箭由于惯性保持原来的运动状态;
物理信息4:火箭再次点火修正方向;
物理知识:力改变了物体的运动状态。
故答案为:火箭无动力滑行到赤道上空;火箭由于惯性保持原来的运动状态(答案不唯一,合理即可)。
17.(2019•重庆)高速发展的国防科技助力中国梦。如图中保卫着祖国大海的国产新一代核潜艇,它的外壳采用高强度合金钢焊接,排水量约1.6万吨,下潜深度约600米;守护着祖国大地的新一代洲际战略弹道导弹,它采用三级固态燃料火箭进行助推,射程远,能搭载更多的核弹头作战;承载着飞天梦想的“嫦娥四号”探测器成功着陆月球背面,拍摄了人类第一张月球背面的照片,它的太阳能储存板在夜间也可供电,开启了月球探测的新篇章。
请从文字中找一个与上述情景相关的物理信息,并指出对应的物理知识,不得与示例重复。
示例:物理信息:拍摄了人类第一张月球背面的照片;
物理知识:照相机利用了凸透镜成像原理。
作答:物理信息: 三级固态燃料火箭进行助推 ;
物理知识: 力能改变物体的运动状态 。
【解答】解:
1、物理信息:三级固态燃料火箭进行助推;
物理知识:力能改变物体的运动状态。
2、物理信息:太阳能储存板在夜间也可供电;
物理知识:将化学能转化为电能。
3、物理信息:保卫着祖国大海的国产新一代核潜艇;
物理知识:核潜艇是利用核裂变来提供能量的。
故答案为:三级固态燃料火箭进行助推;力能改变物体的运动状态(合理即可)。
18.(2018•重庆)2018年5月21日,在西昌卫星发射中心,伴随着大量白雾的长征四号丙运载火箭腾空而起,搭乘火箭的“鹊桥”号中继卫星成功升空,如图所示。当星箭分离后,“鹊桥”达到一定高度,打开伞状抛物面天线;变轨后,“鹊桥进入近地点约200公里、远地点约40万公里的地月转移轨道,将进行在轨测试,为未来实现着陆器巡视器与地面站之间的测控与数据传输提供通信桥梁。“鹊桥”将成为人类历史上第一颗地球轨道外专用中继通信卫星,这是我国在月球探测领域取得的新突破。
请根据以上材料,找出一个相关的物理信息,并指出其对应的物理知识,不得与示例重复。
物理信息:实现着陆器、巡视器与地面站之间的测控与数据传输;
物理知识:利用电磁波通信
作答:
物理信息: 伴随着大量白雾 ;
物理知识: 水蒸气遇冷液化形成的小水珠 。
【解答】解:(1)物理信息:伴随着大量白雾;
物理知识:水蒸气遇冷液化形成的小水珠;
(2)物理信息:运载火箭腾空而起;
物理知识:内能转化为机械能。
故答案为:伴随着大量白雾;水蒸气遇冷液化形成的小水珠。
19.(2017•重庆)2017年5月18 日,由我国自主研制的直19E出口型武装直升机首飞成功,成为“中国智造”的又一崭新名片。图甲是静止在地面的直19E,它采用单旋翼、涵道尾桨,配备了小型化、综合化的航电武器系统;图乙是快速爬升的直19E,它空机质量较小,灵活度高,有效载荷大,巡航速度快;图丙是发射火箭的直19E,它通过携带导弹、航空火箭、机枪吊舱等武器,可为地面部队提供强大的火力支援。
请结合文字与图片,找出一个与以上情景有关的物理信息,并指出对应的物理知识,不得与示例重复。
示例:物理信息:直19E有综合化的航电武器系统;
物理知识:利用电磁波传递信息。
作答:物理信息: 空机质量较小,灵活度高 ;
物理知识: 质量小惯性小,运动状态容易改变 。
【解答】解:
在甲图中,“它采用单旋翼、涵道尾桨”,利用的是“流体流动速度越大压强越小”的规律产生向上的升力,使飞机起飞;
在乙图中,它“快速爬升”,说明竖直方向受到的升力大于重力;“空机质量较小,灵活度高”,原因是质量小惯性小,运动状态容易改变;
在丙图中,“发射火箭”利用了力的作用相互性。
故答案为:空机质量较小,灵活度高;质量小惯性小,运动状态容易改变。
20.(2016•重庆)如图所示的电路中,电源电压、灯丝电阻都保持不变,灯L标有“6V 3W”字样,灯泡的电阻是 12 Ω;当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P在a、b两点间移动时,电压表示数的变化范围是5~8V,且滑片P位于b点时灯L的功率是滑片位于a点时灯L功率的16倍,电源电压是 9 V。
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压。
(1)由P可得,灯泡的电阻:
RL12Ω;
(2)由串联电路的分压特点可知,滑片位于a端时电压表的示数Ua=8V,滑片位于b端时电压表的示数Ub=5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压分别为ULa=U﹣Ua=U﹣8V,ULb=U﹣Ub=U﹣5V,
因滑片P位于b点时灯L的功率是滑片位于a点时灯L功率的16倍,
所以,()2=()2,
解得:U=9V。
故答案为:12;9。
三.实验探究题(共10小题)
21.(2020•重庆)小张发现外婆家的盐蛋咸淡适中恰到好处,猜想可能和盐水的密度有关。他和小华共同测量外婆家用来腌制盐蛋的盐水密度。
(1)将天平放在水平工作台上,游码移到标尺的 零 刻度处,观察到指针偏向分度盘的左侧(图1甲),应将平衡螺母向 右 调节,使天平平衡。
(2)调节天平平衡后,进行以下实验操作:
①测量空烧杯的质量m0,天平平衡时,砝码及游码位置如图1乙,m0= 32 g;
②向烧杯中倒入适量盐水,测出烧杯和盐水的总质量m1为55.0g;然后将盐水全部倒入量筒(图1丙)。读数时视线与凹液面底部 相平 ,读出体积V= 20 mL。
③算出盐水的密度ρ= 1.15 g/cm3。
(3)小华指出:以上测量过程中,烧杯中会残留部分盐水导致测得盐水的密度偏大,于是他与小张利用电子秤再次测量该盐水密度。
进行了以下实验操作:
①取密度为8g/cm3的合金块。用电子秤测得其质量为80.0g(图2甲);
②将合金块放入溢水杯中后向溢水杯中注满盐水,测得杯、盐水、合金块的总质量为100.0g(图2乙);
③取出合金块,向溢水杯中补满盐水,测得杯和盐水的总质量为31.0 g(图2丙)。
根据以上数据,计算出盐水的密度ρ= 1.1 g/cm3.若测量后才发现此电子秤的每次测量值均比真实值大1g左右,则以上步骤所测得的盐水密度与真实值相比 偏大 (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【解答】解:
(1)将天平放在水平台上,将游码移到标尺左端的零刻线处,此时,指针在分度盘上的位置如图甲所示,即指针左偏,他应将平衡螺母向右端调节,使天平平衡;
(2)①标尺的分度值为0.2g,空烧杯的质量:m0=20g+10g+2g=32g;
②量筒中盐水的质量为:m=m1﹣m0=55.0g﹣32g=23g,
使用量筒读数时视线与凹液面底部相平;
如图丙所示,量筒的分度值为1mL,用量筒量出盐水的体积:V=20mL=20cm3,
③盐水的密度是:
ρ1.15g/cm3;
(3)由ρ知,
合金块的体积为:V′10cm3;
合金块排开盐水的体积就是合金块的体积,即V盐水=V′=10cm3;
合金块排开盐水的质量为:m″=31g﹣(100g﹣80g)=11g,
盐水的密度为:ρ′1.1g/cm3;
若电子秤的每次测量值均比真实值大1g左右,
合金块的体积为:V″cm3;
合金块排开盐水的体积就是合金块的体积,即V盐水′=V″cm3;
合金块排开盐水的质量为:m″=31g﹣1g﹣(100g﹣1g﹣80g+1g)=10g,
盐水的密度为:ρ″1.01g/cm3<1.1g/cm3,所以以上步骤所测得的盐水密度与真实值相比偏大。
故答案为:(1)零;右;(2)①32;②相平;20;③1.15;(3)1.1;偏大。
22.(2019•重庆)小薇同学制作了如图1所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。
(1)紧密蒙在探头下端的橡皮膜,形变程度越大,说明它所受的液体压强越 大 ;
(2)实验时的情形如图2所示,比较甲图和 乙 图,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)比较图甲图和丙图,可以初步得出结论:液体内部压强与液体 密度 有关;
(4)小薇同学用弹簧测力计挂着此探头继续探究:
①向溢水杯中注水,直到溢水口水流出时停止加水,最后溢水杯中的水面恰好与溢水口 相平 ;
②用细线悬挂在弹簧测力计下的探头刚好浸没,如图丁所示,此时弹簧测力计的示数为 0.4 N,溢出的水全部流入小量筒中,排开水的体积为 20 mL,此时探头所受的浮力为 0.2 N;
③探头从丁图位置不断缓慢往下放(细线足够长,实验过程中橡皮膜没有破裂),排开水的质量 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”),弹簧测力计的示数会 C (选填字母)。
A.一直变大 B.先不变后变小 C.先变大后变小 D.先变小后变大
【解答】解:
(1)把液体内部压强的大小转换成橡皮膜形变程度的大小来判断,形变程度越大,表示液体内部的压强越大。
(2)要探究液体压强大小与深度的关系,应控制液体的密度相同、探头的方向相同,而深度不同,故选甲、乙两图即可;
(3)比较甲图和丙图可知,探头所处的深度相同,液体的种类不同,橡皮膜的形变程度不同,说明液体产生的压强不同,可初步得出液体内部压强与液体密度有关。
(4)①向溢水杯中注水,直到溢水口水流出时停止加水,最后溢水杯中的水面恰好与溢水口相平;
②由图知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数F′=0.4N;
溢出的水全部流入小量筒中,排开水的体积为20mL=20cm3,
此时探头所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣6m3=0.2N。
③由甲、乙两图可知,探头浸入水中的深度增加时,其体积会减小,排开水的体积减小,根据F浮=ρ水gV排知,其所受浮力变小;根据F浮=G排=m排g知,排开水的质量变小;
探头在刚与溢水杯底部接触但对溢水杯底部没有压力之前,探头的重力不变,所受浮力变小,根据F浮=G﹣F示知,弹簧测力计示数会变大;
当探头在与溢水杯底部接触且对溢水杯底部有压力之后,探头还受到杯底向上的支持力,根据力的合成可知,弹簧测力计示数会变小;
所以,整个过程中弹簧测力计的示数会先变大后变小,故选C。
故答案为:(1)大;(2)乙;(3)密度;(4)①相平;②0.4;20;0.2;③变小;C。
23.(2025•重庆)小渝用图甲所示仪器探究液体压强与哪些因素有关。
(1)该仪器探头由空金属盒蒙上橡皮膜构成,探头通过橡胶管连在U形管上,将探头放在液体里橡皮膜就会发生 形变 ,U形管左右液面就会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受 压强 的大小。
(2)小渝将支架固定在透明桶上,向桶中缓慢加水至如图乙所示位置,观察到U形管左右液面高度差逐渐变大,分析表明,同种液体内部压强随深度的增加而 增大 ;只改变图乙中探头方向,观察到U形管左右液面高度差不变,说明同种液体内部同一深度,向各个方向的压强大小 相等 。
(3)观察图乙、丙,为保持探头所处深度相同,应将图丙中探头向 下 移动,移动后发现U形管左右液面的高度差比图乙大,可初步得出液体内部压强与液体的 密度 有关。
(4)如图丁,为了便于测量探头所处的深度,小渝在探头支架上以橡皮膜平面所在位置作为起点标刻度,并将仪器改进为双探头,将左侧探头始终固定在水下h1=8.8cm深处,调节右侧探头在盐水(ρ盐水=1.1g/cm3)中的位置,使U形管左右液面再次相平,读出深度h2=8cm,通过计算发现ρ水h1 = ρ盐水h2(选填“>”“=”或“<”);小渝将右侧盐水换成另一液体,当U形管左右液面再次相平时,右侧探头所处深度h液=11cm,通过进一步分析可以计算该液体密度为 0.8 g/cm3。
【解答】解:(1)该仪器探头由空金属盒蒙上橡皮膜构成,探头通过橡胶管连在U形管上,将探头放在液体里橡皮膜就会发生形变,U形管左右液面就会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小。
(2)小渝将支架固定在透明桶上,向桶中缓慢加水至如图乙所示位置,观察到U形管左右液面高度差逐渐变大,分析表明,同种液体内部压强随深度的增加而增大;只改变图乙中探头方向,观察到U形管左右液面高度差不变,说明同种液体内部同一深度,向各个方向的压强大小相等。
(3)观察图乙、丙,为保持探头所处深度相同,应将图丙中探头向下移动,移动后发现U形管左右液面的高度差比图乙大,可初步得出液体内部压强与液体的密度有关。
(4)根据液体压强公式p=ρgh,当U形管左右液面再次相平,说明左右两侧液体对探头的压强相等,即ρ水gh1=ρ液gh2,则ρ水h1=ρ液h2;
将右侧盐水换成另一液体,当U形管左右液面再次相平时,右侧探头所处深度h液=11cm,由ρ水gh1=ρ液gh液可得:1.0×103kg/m3×10N/kg×0.088m=ρ液×10N/kg×0.11m,解得:ρ液=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3。
故答案为:(1)形变;压强;(2)增大;相等;(3)下;密度;(4)=;0.8。
24.(2024•重庆)小吴同学利用如图甲所示中的器材探究导体A、B中电流与两端电压的关系,其中电源电压可调。
(1)连接好如图甲所示电路,试触开关,发现电流表无示数、电压表指针偏转到最大值,原因可能是导体A发生 断路 。排除故障后,闭合开关进行实验,某次实验时电流表如图乙所示,示数为 0.2 A。
(2)多次改变导体A两端的电压,并记录对应的 电流 。换用导体B重复上述实验,根据实验数据绘制图像如图丙所示。分析图像发现,同一导体两端的电压与通过电流的比值是 不变 的,因此将这个比值定义为导体的电阻。
(3)根据电阻定义可知导体B的阻值为 10 Ω。在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记,阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值,色环含义及导体A、B的色环如图丁所示,若还需用到一个15Ω的电阻,应选用图戊中电阻 e (选填“d”“e”或“f”)。
(4)小欣同学用上述器材研究导体中电流与电阻的关系,保持电源电压不变,为了精确控制导体两端的电压,于是串联接入滑动变阻器进行实验。
①电路中接入15Ω的电阻,使电阻两端电压达到某一固定值,测出电流;
②将15Ω的电阻替换为B,要使B两端电压达到固定值,变阻器接入的阻值应比前次实验 小 ;
③将电阻B替换为A再次进行实验。三次实验数据如表所示,交流时小欣发现第③次实验数据有误,这是由于接入A后忘记调节变阻器,滑片仍在第②次实验的位置,此时变阻器接入的阻值是 10 Ω。
实验次数
①
②
③
R/Ω
15
B
A
I/A
0.2
0.3
0.4
【解答】解:
(1)试触开关,发现电流表无示数,说明电路有断路的地方、电压表指针偏转到最大值,说明与电压表并联的定值电阻即导体A断路;
由图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.2A;
(2)实验过程中,改变电阻两端的电压并记录相应的电流值,电压与电流的比值是不变的;
(3)由图丙,B电阻的电压UB=3V,对应电流IB=0.3A,则电阻10Ω;
同理A电阻的电压UA=3V,对应电流IA=0.6A,则电阻5Ω;
图丁中A的阻值为5Ω,则十位为0,个位为5,因此黑色代表0,绿色代表5,同理B电阻,棕色代表1,因此选择15Ω的电阻就是十位时棕色环1,个位是绿色环5,即e为15Ω电阻;
(4)②根据表中数据,更换B电阻后,接入电路中的定值电阻变小,根据分压其两端电压变小,在此实验中需要保证电压大小不变,因此需将变阻器的电压减小,以此增大定值电阻的电压,即减小变阻器的阻值;
③将电阻B替换为A再次进行实验时,电源电压不变,变阻器的阻值不变,由串联电路电压规律和表格数据可知,第②次的电源电压可表示为:U=UB+U滑=I2RB+I2R滑=0.3A×10Ω+0.3A×R滑﹣﹣﹣﹣①;
第③次的电源电压可表示为:U=UA+U滑=I3RA+I3R滑=0.4A×5Ω+0.4A×R滑﹣﹣﹣﹣②,
由①②式可得,电源电压U=6V,变阻器的阻值R滑=10Ω。
故答案为:(1)断路;0.2;(2)电流;不变;(3)10;e;(4)②小;③10。
25.(2023•重庆)小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于 打开 (选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,轻压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置 不漏气 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图乙与 丙 两图,可得出液体压强随深度的增加而增大;比较图丙与丁两图,还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 相等 ;
(3)若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向 上 移动适当的距离;移动探头后,观察到U形管水面高度差为Δh,此时探头受到盐水的压强为p盐,小婷取出探头放回水中,当U形管水面高度差再次为Δh时,测出探头在水中的深度为0.2m,则p盐= 2000 Pa;
(4)小婷发现探头所处深度较浅时,U形管两液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更 小 的液体以方便读数;探究过程中,保持探头所处深度不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两液面所对刻度线间的距离将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【解答】解:
(1)为了保持内外气压平衡,U形管与探头连接时,阀门K应处于打开状态,以确保U形管内的水面相平;
按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化明显并保持稳定,说明实验装置密封良好,不漏气;
(2)研究液体压强与深度的关系,要控制液体的密度相同,比较图乙与丙两图,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大;
比较图丙与丁两图可知,探头在水中的深度相同,方向不同,U形管内液柱的高度差相同,因此可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强相等;
(3)由控制变量法可知,若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向上移动适当的距离;
探头在盐水中和水中时,观察到U形管水面高度差均为Δh,说明探头在盐水中受到的压强与在水中受到的压强相同,
所以p盐=p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(4)由p=ρgh可知,压强相同时,密度越小的液体,深度越大,所以可将U形管中的水换成密度更小的液体以方便读数;
探究过程中,保持探头所处深度不变,探头所受的液体压强不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向时,U形管中两液面的高度差不变,但由几何知识可知所对刻度线间的距离将变大。
故答案为:(1)打开;不漏气;(2)丙;相等;(3)上;2000;(4)小;变大。
26.(2022•重庆)综合实践课上,小薇同学用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”字样、电源电压恒为4.5V、滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
序号
U/V
I/A
R/Ω
1
1.0
0.18
5.6
2
1.5
0.22
6.8
3
2.0
0.24
8.3
4
2.5
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,帮小薇完成实物电路的连接;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最 右 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关进行实验,移动滑动变阻器的滑片P过程中,她应注视 电压表 (选填“电压表”“电流表”或“滑动变阻器”)的变化情况,当停止移动滑片P时,她发现电表指针左右摆动,再观察小灯泡也忽明忽暗,其原因可能是 A (选填字母符号);
A.滑动变阻器接触不良
B.小灯泡短路
(4)排除故障后继续实验,她将得到的数据记录在表格中,当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示为 0.26 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 9.6 Ω(保留一位小数)。她发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受 温度 的影响;
(5)实验结束后,她看见桌面上还有一个阻值为15Ω的定值电阻,想按照表格给定的四组电压值,验证“导体中电流与电压的关系”,但使用目前已有器材无法完成,若想完成实验,她只需更换哪一个元件,并说明新元件的规格要求: 更换一个电压为2.5V~3V的电源或更换一个最大阻值不小于52.5Ω的滑动变阻器 。
【解答】解:(1)由图乙可知,电流表应使用0﹣0.6A的量程,电路连接如图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态,实物图知,滑动变阻器的滑片应处于最右端;
(3)“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻时,移动滑动变阻器的滑片P,要让小灯泡在额定电压下工作,所以眼睛要注视电压表的示数,电表指针左右摆动,再观察小灯泡也忽明忽暗,其原因可能是滑动变阻器接触不良,故选:A;
(4)由乙图可知,电流表选用0~0.6A的量程,分度值为0.02A,则电流表的读数为0.26A,9.6Ω,小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受温度的影响;
(5)为完成实验,有以下2种方法:
①在第1次数据中,电流最小,所需变阻器最大,此时电源电压为:U=IR(15Ω+30Ω)=3V,电源电压最大为3V,第1次实验电压表示数调不到1V,因此可更换一个电源,要求电源电压为2.5V~3V;
②为完成实验,也可以只更换滑动变阻器,电源电压仍为4.5V,第1次实验时电压表示数最小为1V,则变阻器两端的最大电压为4.5V﹣1V=3.5V,由串联分压的规律可得:,即,解得R滑大=52.5Ω,即更换一个最大阻值不小于52.5Ω的滑动变阻器。
故答案为:(1)如上图;(2)右;(3)电压表;A;(4)0.26;9.6;温度;(5)更换一个电压为2.5V~3V的电源或更换一个最大阻值不小于52.5Ω的滑动变阻器。
27.(2021•重庆)小兵同学通过实验测量灯泡L1、L2的额定功率,L1、L2分别标有“2.5V”和“3.8V”字样,电源电压恒为6V,电压表只有0~3V量程可以用。
(1)如图甲所示,是小兵设计的测L1额定功率的实验电路图,请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接(要求滑片向A端移动灯泡变亮)。
(2)连好电路后,按实验规范操作,先把滑动变阻器的滑片P移到 B (选填“A”或“B”)端,然后闭合开关S,小兵发现L1不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是L1 短路 (选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为1V,电流表示数如图丙所示,读数为 0.2 A,滑动变阻器的最大阻值为 25 Ω;调节滑片P得到如表中的数据,L1的额定功率为 0.75 W。
实验次数
1
2
3
电压(V)
1.0
2.5
2.8
电流(A)
0.30
0.32
(4)小兵在原电路中用L2替换L1开始测量L2的额定功率,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为1.5V,接着小兵发现该电路无法完成测量,于是设计了一个新方案:把电压表改接到滑动变阻器两端,只需调节滑片P使电压表示数为 2.2 V,L2就会正常发光。
(5)小兵根据新方案连好电路,按实验规范操作,刚闭合开关S时,发现电压表示数超过了量程,立即断开开关思考解决办法,请你对此说出一种合理的解决办法: 换一个大量程电压表 。
【解答】解:(1)滑动变阻器应选择一上一下两个接线柱串联接入电路,要求滑片向A端移动灯泡变亮,说明电路中电流变大,则滑片向A端移动接入电路的电阻变小,如图:;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,所以先把滑动变阻器的滑片P移到B端,闭合开关S,小兵发现L1不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电压表与导线并联接入电路,即与电压表并联部分短路,所以电路的故障可能是L1短路;
(3)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,电压表测灯泡两端的电压,
排除故障后,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为1V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,滑动变阻器两端的电压为:UR=U﹣UL=6V﹣1V=5V,
电流表示数如图丙所示,电流表接入电路的量程为0~0.6A,由图可知通过电路的电流为0.2A,
此时滑动变阻器接入电路最大阻值,由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值为:R25Ω,
由表格可知灯泡正常发光时,其两端的电压为2.5V,通过灯泡的电流为0.3A,则灯泡正常发光时的电功率:P=U1I1=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)串联电路总电压等于各部分电压之和,滑动变阻器两端的电压为:UR′=U﹣U2=6V﹣3.8V=2.2V,
把电压表改接到滑动变阻器两端,只需调节滑片P使电压表示数为2.2V,L2就会正常发光;
(5)小兵根据新方案连好电路,按实验规范操作,刚闭合开关S时,发现电压表示数超过了量程,立即断开开关思考解决办法,请你对此说出一种合理的解决办法:换一个大量程电压表。
故答案为:(1)见上图;(2)B;短路;(3)0.2;25;0.75;(4)2.2;(5)换一个大量程电压表。
28.(2018•重庆)小峻和小薇两位同学在”探究欧姆定律”的实验中,所用器材有:学生电源、电流表、电压表、标有”20Ω 2A”的滑动变阻器R′、开关,导线和定值电阻R若干。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整。(要求:向右移动滑动变阻器滑片时,电路中的电流变小,且导线不能交叉)
(2)连接电路时,开关必须 断开 ;连接完电路后,小薇发现电流表和电压表的位置互换了,如果闭合开关,则 电压 表(选填“电压”或“电流”)的指针可能有明显偏转。
(3)排除故障后,他们先探究电流与电压的关系,闭合开关,移动滑片依次测得5组数据,其中第5次实验中电压表的指针如图丙所示,其示数为 2.2 V.他们记录的数据如表1所示,分析数据可以得到的结论是:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 正 比。
表1电流与电压关系
实验序号
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.2
1.8
2
﹣﹣
电流/A
0.20
0.24
0.36
0.40
0.44
表2电流与电阻关系
实验序号
1
2
3
4
电阻/Ω
10
15
20
25
电流/A
0.30
0.20
0.15
0.12
(4)他们继续探究电流与电阻的关系,先将电源电压调为6V,分别换上多个定值电阻进行探究,数据记录如表2所示,老师指出其中一组数据是拼凑的,你认为是第 4 组(选填实验序号),理由是实验所用的滑动变阻器的最大阻值太 小 了(选填“大”或小”)。
(5)排除拼凑的数据后,分析数据可以得到的结论是:在 电压 一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)在不更换滑动变阻器的情况下,可以采取 B 的措施(选填字母符号),完成这组拼凑数据所对应的实验测量。
A.降低定值电阻两端电压 B.降低电源电压 C.选用更大阻值的定值电阻
【解答】解:(1)在该实验中,滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中,由题知,向右移动滑片P时电流变小,由此可知滑动变阻器接入的阻值变大,应将其左下接线柱接入电路,如图所示:
(2)为保护电路,连接电路时,开关断开,滑动变阻器阻值应调至最大;
若电压表和电流表位置互换,则电压表串联在电路中,电压表的电阻很大,电路电流很小,此时电压表测电源电压,电压表示数接近电源电压,即电压表指针有明显偏转;
(3)第5次实验时,电压表示数如图丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,其示数为2.2V;分析数据可以得到的结论是:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(4)研究电流与电阻关系时,要控制电阻两端的电压不变,由表2数据可知,电压表示数为3V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为3V,由串联分压原理可知,变阻器接入的电阻与定值电阻的阻值相同;由表2数据可知,所用定值电阻最大为25Ω,则滑动变阻器的最大电阻也应该为25Ω,而已知滑动变阻器的最大电阻只有20Ω,即变阻器的最大电阻太小,故第4组数据是拼凑的。
(5)分析表2数据可知,电流与电阻的乘积都为10Ω×0.30A=15Ω×0.20A=20Ω×0.15A=3V,可以得到的结论是:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(6)A、由(4)知,滑动变阻器的最大电阻太小;在不更换滑动变阻器的情况下,要完成这组拼凑数据所对应的实验测量,若降低定值电阻两端电压,则滑动变阻器分得的电压更多,滑动变阻器的电阻需要更大,故A错误;
B、若降低电源电压,当定值电阻两端的电压不变时,根据串联电路的分压规律,滑动变阻器分的电压变少,变阻器接入电路的阻值变小,所以这个滑动变阻器能够完成这组拼凑数据所对应的实验测量,故B正确。
C、若选用更大阻值的定值电阻,由串联电路的分压规律可知,滑动变阻器的电阻需要更大,不能完成这组拼凑数据所对应的实验测量,故C错误。
故选B。
故答案为:(1)见上图;(2)断开;电压;(3)2.2;正;(4)4;小;(5)电压;(6)B。
29.(2017•重庆)喜欢书法的小明同学用压纸石块设计了如下测量与探究活动,如图所示:
(1)小明在学校用天平和量筒测量压纸石块的密度:
①将托盘天平置于水平桌面上,游码移至零刻度处,发现指针偏向分度盘的右侧,他应将平衡螺母向
左 (选填“左”或“右”)调,直至横梁平衡;
②将石块放在天平的 左 (选填“左”或“右”)盘,在另一盘中增减砝码并移动游码,直至横梁再次平衡,此时砝码和游码如图a所示,则石块的质量m= 53.4 g;
③他在量筒中装入40 mL的水,将石块缓慢浸没在水中,如图b所示,则石块的体积V= 20 cm3,由密度公式ρ可算出它的密度。
(2)小明回家后用操作方便、精确度高的电子秤和同一块压纸石块,探究“影响浮力大小的因素”。
①他将搅匀的糖水装入柱形杯中,置于电子秤上,如图c所示;
②用体积不计的细线系好石块,缓慢浸入糖水至刚好浸没,电子秤示数逐渐增大,则糖水对杯底的压力
逐渐增大 (选填“逐渐增大”、“保持不变”或“逐渐减小”),说明石块所受浮力大小与 排开液体的体积 有关。如图d所示位置,石块所受浮力大小为 0.214 N;
③他将石块沉入杯底,松开细线,如图e所示,便开始书写探究报告:
④完成探究报告后,他将石块从糖水中慢慢提起。细心的小明发现石块离开杯底至露出液面前,电子秤示数一直减小,这说明石块在放置一段时间的糖水中所受浮力的大小与浸没深度 有关 (选填“有关”、“无关”),造成这个结果的主要原因可能是 放置一段时间后不同深度的糖水密度不均匀 。
【解答】解:
(1)①天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度,指针偏向分度盘的右侧,天平的右端下沉,应将平衡螺母向相反的左侧移动。
②物体石块放在天平的左盘里,砝码放在右盘里,由图b知小石块的质量:m=50g+3.4g=53.4g,
③由图c知,量筒分度值1mL,所以石块的体积V=60mL﹣40mL=20mL=20cm3;
(2)②石块逐渐浸入糖水中,排开糖水体积逐渐增大,受到糖水浮力增大,因为力的作用是相互的,所以石块对糖水有向下力的作用逐渐增大,所以糖水对杯底压力增大,这说明石块受到的浮力与排开液体的体积有关;
比较分析实验步骤c、d中电子秤的读数,从c~d读数越来越大,得出的结论是:在排开液体的密度不变的情况下,物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关;
浮力大小为:F浮=G排=m排g=(421.4g﹣400.0g)×10﹣3×10N/kg=0.214N;
④由题知,石块从糖水中慢慢提起,石块离开杯底至露出液面前,电子秤示数一直减小;
在该过程中,电子秤的示数等于容器和糖水的总重再加上石块对糖水的压力(该压力等于浮力),电子秤示数减小,说明石块受到浮力也减小了,由此说明石块在放置一段时间的糖水中所受浮力的大小与浸没深度有关;
石块离开杯底至露出液面前浸没在糖水中,探究浮力与浸入深度的关系控制了石块浸入液体体积不变,所以造成得到这个结果的原因可能是放置一段时间后不同深度的糖水密度不同。
故答案为:(1)①左;②左;53.4;③20;(2)②逐渐增大;排开液体的体积;0.214;④有关;放置一段时间后糖水密度分布不均匀。
30.(2016•重庆)同学们在“探究小灯泡的亮度与功率的关系”实验中,所用电源电压为6V,灯泡的额定电压U0=3.8V,额定功率在1﹣1.5W的范围内。
(1)按图甲所示的电路图,请你用笔画线代替导线将图乙的电路补充完整。
(2)小杜同学在实验过程中,将滑动变阻器的滑片P缓慢向B端移动,小灯泡的实际功率将 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”);同时观察到小灯泡的亮度将变 亮 (选填“亮”或“暗”)。
(3)另一组的小张同学在实验过程中发现电流表、电压表示数如图丙所示,此时电流表的示数是 0.2 A,电压表的示数是 2 V,经分析造成这种现象的原因是 电压表量程接错,误以为接的是0~15V,实际接了0~3V 。
(4)小张同学重新调整电路连接后,继续探究小灯泡在额定功率时的亮度,但发现无法准确读出额定电压,他用第(3)小问中所测得数据先算出灯泡的电阻RL,再根据P0计算灯泡的额定功率。按此方案算出灯的额定功率比真实值偏 大 (选填“大”或“小”),原因是 灯泡电阻随温度的变化而变化,题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等 。
【解答】解:(1)电压表与灯泡并联,灯泡的额定电压为3.8V,所以应选择0~15V量程;
滑动变阻器已接了上面一个接线柱,应再接下面一个接线柱,如图所示:
(2)由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,
当滑片P缓慢向B端移动的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
由U=IR可知,灯泡两端的电压变大,即电压表的示数变大;
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮。
(3)由图可知,电流表所选量程为0~0.6A,则由指针位置可知,此时电流表的示数是0.2A,
由灯泡的额定电压U0=3.8V,可知,电压表应接0~15V,若接在0~15V量程,那么由指针位置可知,此时电压为10V,而电源电压为6V,所以没有接在0~15V量程,接在0~3V量程,故此时电压表的示数为2V,由此可知,电压表量程接错,误以为接的是0~15V,实际接了0~3V;
(4)因为灯泡电阻随温度的变化而变化,题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等,
灯泡在额定电压3.8V下的电阻比2V下的电阻要大,而算额定功率时是用2V时的电阻,所以RL偏小,根据P0导致额定功率偏大,
故答案为:(1)见上图;(2)变大;亮;(3)0.2;2;电压表量程接错,误以为接的是0~15V,实际接了0~3V;
(4)大;灯泡电阻随温度的变化而变化,题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等。
四.解答题(共2小题)
31.(2025•重庆)小渝家有一台旧式两挡位电炖锅,高温挡额定功率为550W,低温挡额定功率模糊不清,图甲是该电炖锅简化电路图,R1和R2是加热电阻丝,开关S2只能接触a或b,不计温度对电阻的影响。
(1)高温挡正常工作时的电流是多少安?
(2)小渝关闭家中其他用电器,读出电能表示数为2024.6kW•h,电炖锅高温挡正常工作0.8h、低温挡正常工作2.8h,炖煮结束时电能表示数如图乙所示,则R1的阻值是多少欧?
(3)为满足炖煮不同食材和防干烧的需求,现增加一个防干烧的温控开关S3,利用原电路元件,导线足够,请你在图丙的方框内画一个至少有3个挡位且能防干烧的电路图。
【解答】解:(1)根据P=UI得,高温挡正常工作时的电流为:I高温2.5A;
(2)开关S接b时,电路为R2的简单电路,总电阻较小,电源电压不变,根据P可知总功率较大,电炖锅处于高温挡;
开关S接a时,两电阻串联,总电阻较大,电源电压不变,根据P可知总功率较小,该电炖锅处于低温挡;
根据P可得,R2的阻值为:R288Ω;
电炖锅消耗的总电能为:W=2025.6kW•h﹣2024.6kW•h=1kW•h,
炖锅高温挡正常工作0.8h消耗的电能:W高温=P高温t1=550×10﹣3kW×0.8h=0.44kW•h,
则低温挡正常工作2.8h消耗的电能为:W低温=W﹣W高温=1kW•h﹣0.44kW•h=0.56kW•h,
低温挡功率为:P低温0.2kW=200W,
根据P可得,两电阻R1、R2串联时的总电阻为:
R串242Ω,
根据电阻串联特点可得,电阻R1的阻值:R1=R串﹣R2=242Ω﹣88Ω=154Ω;
(3)根据串联电路的特点可知:防干烧的温控开关S3应串联在电路中,由于需要设计成三个挡位,则可采取两个不同阻值的电阻分别连入或两个电阻串联三个状态,故电路图如下:
闭合S3,S2接a,S1闭合时,只有电阻R2接入电路,为高温挡;
闭合S3,S2接a,S1断开时,两电阻串联,为低温挡;
闭合S3,S2接b,S1断开,只有电阻R1接入电路,为中温挡。
答:(1)高温挡正常工作时的电流是为2.5A;
(2)R1的阻值为154Ω;
(3)见解析。
32.(2024•重庆)如图甲所示,我国自主建造重为3.7×108N的导管架“海基二号”需要用驳船运输到指定位置,安装在超过300m深的海域搭建石油开采平台。而亚洲最大驳船的最大载重只有3×108N,该驳船可看作长200m、宽50m、高14m的规则长方体,其最大吃水深度为7m。“文冲修造厂”通过加宽驳船解决了超重难题,如图乙所示是驳船加宽后的示意图,加宽后驳船的最大吃水深度不变。()求:
(1)水深300m处的压强;
(2)加宽前,驳船空载时排开水的体积;
(3)若驳船体积每增加1m3,自重增加2.5×103N,为了安全装载“海基二号”,驳船总宽度至少应增加多少;请你另外设计一种改装驳船的方法(只说方法,不计算)。
【解答】解:(1)水深300m处的压强:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×300m=3×106Pa;
(2)吃水深度最大时,驳船排开水的体积:V排=abh浸大=200m×50m×7m=7×104m3,
则驳船载重最大时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×7×104m3=7×108N;
该驳船的最大载重G货大=3×108N,由漂浮条件可知F浮=G船+G货大,
所以,船体的自重:G船=F浮﹣G货大=7×108N﹣3×108N=4×108N;
驳船空载时处于漂浮状态,此时驳船受到的浮力:F空浮=G船=4×108N,
加宽前,驳船空载时排开水的体积:V空排4×104m3;
(3)加宽前,驳船载重最大时,由阿基米德原理和漂浮条件可得:
ρ水gV排=G船+G货大﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
为了安全装载“海基二号”,设驳船加宽后体积的增加量至少为ΔV,因加宽后驳船的最大吃水深度不变,且最大吃水深度为驳船高度的一半,则排开水的体积增加量:ΔV排ΔV,
由阿基米德原理可得,驳船受到浮力的增加量:ΔF浮=ρ水gΔV排ρ水gΔV,
所以,加宽后驳船受到的浮力:F浮′=F浮+ΔF浮=ρ水gV排ρ水gΔV,
由题知,若驳船体积每增加1m3,自重增加2.5×103N,
则加宽后驳船自身重力的增加量:ΔG=2.5×103N/m3×ΔV,
加宽后驳船仍然漂浮,由阿基米德原理和漂浮条件可得:
ρ水gV排ρ水gΔV=G船+G导管架+2.5×103N/m3×ΔV﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
②﹣①可得:ρ水gΔV=G导管架+2.5×103N/m3×ΔV﹣G货大,
代入数据有:1×103kg/m3×10N/kg×ΔV=3.7×108N+2.5×103N/m3×ΔV﹣3×108N,
解得:ΔV=2.8×104m3,
所以,增加的宽度至少为:Δb10m;
增加宽度可以增大V排,增大浮力,同理,增加船的长度或在船体周围加浮筒,也可以增大V排,从而增大浮力,故另外一种改装方法为:增加船的长度或在船体周围加浮筒。
答:(1)水深300m处的压强为3×106Pa;
(2)加宽前,驳船空载时排开水的体积为4×104m3;
(3)增加的宽度为10m;另外一种改装方法:增加船的长度或在船体周围加浮筒。
五.计算题(共8小题)
33.(2023•重庆)寒假期间,小丽在外婆家发现一闲置的旧电炉(如图甲),铭牌上标有“220V 484W”字样,电炉只有一根电阻丝。为检测电炉能否工作,将其单独接入家庭电路中,观察到表盘如图乙的电能表的指示灯在120s内闪烁了16次,忽略温度对电阻的影响。
(1)求电炉电阻丝的阻值;
(2)求检测时电炉的实际功率;
(3)小丽想为外婆制作一个可调温的发热坐垫。在父母的陪同下,她拆下整根电阻丝并分成两段,将其中一段制作为阻值可调的电阻丝;将两段均可发热的电阻丝接入电源电压恒为10V的电路中,在通过电阻丝的电流不超过其额定电流的情况下,坐垫的最大功率为27W,求发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量。
【解答】解:(1)由P可知,电炉电阻丝的阻值:R100Ω;
(2)1200imp/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h电能,电能表的指示灯闪烁1200次,
指示灯闪烁16次,电炉消耗的电能:WkW•h=4.8×104J,
检测时电炉的实际功率:P实400W;
(3)由P=UI可知,电阻丝的额定电流:I2.2A;
电阻丝并分成两段后,每一段电阻丝通过的电流不能超过其额定电流;
若两段电阻丝串联接入电路,由P=UI可知,电路中的电流:I′2.7A>2.2A,
所以两段电阻丝不是串联接入电路,而应该是并联接入电路中;
则其中一段电阻丝的最大电功率:P1=U′I=10V×2.2A=22W,
则另一段电阻丝的电功率P2=P′﹣P1=27W﹣22W=5W,
由P可知,另一段电阻丝的阻值:R220Ω,
则可调电阻丝的最大阻值:R1=R﹣R2=100Ω﹣20Ω=80Ω,
当可调电阻丝接入电路中的阻值最大为80Ω时,R1的最小电功率:P1′1.25W,
则发热坐垫在最小功率状态为:P小=P1′+P2=1.25W+5W=6.25W,
发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量:Q=W=P小t=6.25W×10s=62.5J。
答:(1)电炉电阻丝的阻值为100Ω;
(2)检测时电炉的实际功率为400W;
(3)发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量为62.5J。
34.(2022•重庆)底面积为150cm2、重3N、盛水4cm深且足够高的薄壁柱形容器置于水平桌面上,如图所示,将底面积为50cm2、质量为450g、密度为0.9g/cm3的不吸水圆柱体用轻质细线挂在测力计下,由图示位置缓慢向下浸入水中,直至测力计示数为0后,只取走测力计,再打开阀门K向外放水。求:(取g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)圆柱体的体积;
(2)圆柱体下降过程中,当其浸入水中的深度为2cm时,测力计的示数;
(3)当放水至容器对桌面的压强为800Pa时,水对容器底的压强。
【解答】解:(1)圆柱体的体积V500cm3;
(2)浸入水中的深度为2cm时,圆柱体排开水的体积V排=Sh=50cm2×2cm=100cm3=10﹣4m3;
此时圆柱体受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣4m3=1N;
圆柱体的重力G=mg=0.45kg×10N/kg=4.5N;
则此时测力计的示数:F弹=G﹣F浮=4.5N﹣1N=3.5N;
(3)将圆柱体由图示位置缓慢向下浸入水中,当测力计示数为0时,若漂浮,则F浮′=G=4.5N,
圆柱体排开水的体积V排′4.5×10﹣4m3=450cm3,
其浸入水中的深度h浸9cm,
浸入过程中水面上升的高度Δh3cm,则此时水的深度H=h0+Δh=4cm+3cm=7cm<9cm,
因为此时水的深度小于圆柱体浸入水中的深度,故假设不成立,则测力计示数为0时圆柱体与容器底接触;
只取走测力计,再打开阀门K向外放水,
当放水至容器对桌面的压强为800Pa时,容器对桌面的压力:F压=pS容=800Pa×150×10﹣4m2=12N;
因容器对桌面的压力等于水、容器和圆柱体总重力,
则此时水的重力G水′=F压﹣G容﹣G=12N﹣3N﹣4.5N=4.5N,
由G=mg=ρVg可得,放水后剩余水的体积:V水′4.5×10﹣4m3=450cm3,
此时水的深度:h′4.5cm=4.5×10﹣2m,
此时水对容器底的压强:p′=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.5×10﹣2m=450Pa;
答:(1)圆柱体的体积是500cm3;
(2)圆柱体下降过程中,当其浸入水中的深度为2cm时,测力计的示数是3.5N;
(3)当放水至容器对桌面的压强为800Pa时,水对容器底的压强是450Pa。
35.(2021•重庆)如图甲所示,小勇同学设计了一个汽车落水安全装置并进行了试验,在汽车的四个门板外侧分别安装一个气囊,气囊的触发由图乙所示电路中a、b间的电压来控制,压敏电阻R1水平安装在汽车底部A处,R1的阻值随其表面水的压力的变化如图丙所示。某次试验时:汽车入水前把R2的滑片调到合适位置不动,闭合开关S,电压表的示数为3V,再把汽车吊入足够高的长方体水池中缓慢下沉,直到a、b间的电压等于或大于3V时,气囊就充气打开,使汽车漂浮在水中,试验装置相关参数如表所示。
电源电压
4.5V
R1接触水的面积
15cm2
长方体水池底面积
20m2
(1)求汽车入水前电路中的电流;
(2)当汽车漂浮时,测得水池的水位比汽车入水前上升了8cm(水未进入车内),求汽车受到的重力;
(3)求气囊充气打开时汽车A处浸入水中的深度。
【解答】解:(1)汽车入水前,R1表面水的压力为0,由图丙可知此时其阻值为20Ω,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3V,
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=4.5V﹣3V=1.5V,
电路中的电流为:
I0.075A;
(2)当汽车漂浮时,水池的水位比汽车入水前上升了8cm,
则汽车排开水的体积为:
V排=S水池Δh=20m2×8×10﹣2m=1.6m3,
汽车受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6m3=1.6×104N,
当汽车漂浮时,受到的重力和浮力平衡,大小相等,则受到的重力为:
G=F浮=1.6×104N;
(3)汽车入水前,电压表的示数为3V时,
电阻R2的阻值为:
R240Ω,
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3V即R1两端的电压为3V时,气囊充气打开,
此时R2两端的电压为:
U2′=U﹣U1′=4.5V﹣3V=1.5V,
电路中的电流为:I′0.0375A,
电阻R1的阻值为:R1′80Ω,
由图丙可知,此时R1表面水的压力为15N,即汽车底部A处受到水的压力为15N,
汽车A处受到水的压强为:p1×104Pa,
由p=ρgh得,汽车A处浸入水中的深度为:h1m。
答:(1)汽车入水前电路中的电流为0.075A;
(2)汽车受到的重力为1.6×104N;
(3)气囊充气打开时汽车A处浸入水中的深度为1m。
36.(2020•重庆)水烧开后持续沸腾一段时间用于饮用更利于人体健康,为了满足这个要求,小罗设计了多挡位节能电烧水壶,电路原理如图甲。其中开关S为防干烧温控开关,通常情况闭合;定值电阻R1、R2为加热电阻,且R1为48.4Ω,R2阻值为R1的2倍。通过滑动金属滑杆上的滑块P,使它在不同的位置接触触点,实现多挡位变化(图乙)。他测得烧水壶用中功率挡给热水保温时,正常工作24s,将1kg的水从75℃加热到80℃.[已知c水=4.2×103J/(kg•℃),不计温度对电阻的影响]求:
(1)此加热过程中热水所吸收的热量Q;
(2)此加热过程中烧水壶的热效率η(η,W为所消耗的电能);
(3)用电高峰时,他请父母断开家中除烧水壶外的全部用电器,用烧水壶高功率挡加热一段时间后开始计时,经过30s后水沸腾,再以低功率挡持续加热30s。观察到电能表转盘在这60s内转了27转(电能表表盘如图丙),烧水壶工作的实际电压U实是多少。
【解答】解:(1)此加热过程中水所吸收的热量为:
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(80℃﹣75℃)=2.1×104J;
(2)由图乙知当高温挡时两电阻并联,低温挡时只有R2工作,中温挡时只有电阻R1工作,
用中功率挡给热水保温时,正常工作24s时消耗的电能为:
Wt24s=2.4×104J;
此加热过程中烧水壶的热效率:
η100%100%=87.5%;
(3)电能表转27r消耗的电能为:
W′3.6×106J/kW•h=4.86×104J,
设烧水壶工作的实际电压U实,
先高温挡加热30s,再低温挡加热30s消耗的电能为:
W′tt30s2×30s=4.86×104J,
解得:U实=198V。
答:(1)此加热过程中热水所吸收的热量Q为2.1×104J;
(2)此加热过程中烧水壶的热效率η为87.5%;
(3)用烧水壶工作的实际电压U实是198V。
37.(2019•重庆)小杨选择了两个高度分别为10cm和6cm,底面积SA:SB=1:3的实心均匀的圆柱体A、B进行工艺品搭建,A、B置于水平桌面上,如图1所示。他从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,则AB对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图2所示,求:
(1)圆柱体A的密度;
(2)从A截取h=6cm的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加量;
(3)图2中a的值。
【解答】解:
(1)从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,则A对桌面的压强逐渐减小,B对桌面的压强逐渐增加,
可以判断A的最初压强是2000Pa,
均匀柱体对水平面的压强p=ρgh,则圆柱体A的密度:
ρA2×103kg/m3;
(2)从A截取h=6cm的圆柱块的重力:ΔGA=ρAgΔhASA,已知SA:SB=1:3,
将圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加量:
ΔpB400Pa;
(3)由图像知,B的最初压强是1200Pa,则由p=ρgh可得圆柱体B的密度:
ρB2×103kg/m3,
由图像知,截取高度a,剩下部分A和截取后叠加B的压强相等,
即:pA'=pB',
则有:ρAg(0.1m﹣a),
因为ρA=ρB,SA:SB=1:3(即SB=3SA),
所以化简代入数据可得:0.1m﹣a,
解得:a=0.03m=3cm。
答:(1)圆柱体A的密度是2×103kg/m3;
(2)从A截取h=6cm的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加400Pa;
(3)图2中a的值是3。
38.(2018•重庆)为探究平衡木受力特点,喜爱体操的小薇设计了一个平衡木模型。整个装置如图甲所示,AB可绕支点O无摩擦转动,C处固定一竖直硬杆,硬杆的底部安装了压敏电阻片R,R所在的电路放在了硬杆内(整个装置除硬杆以外其它部分的重力均不计),且AB=5m,OA=BC=1m,电源电压恒为3V,硬杆底部R阻值随地面对它的支持力F变化的关系如图乙所示,整个装置放在水平地面上,AB始终处于水平平衡状态,当重360N的小薇站在A点时,电流表的示数为0.1A。
求:(1)小薇在A点时,C处受到硬杆的拉力;
(2)小薇在A点时,地面对硬杆底部R的支持力;
(3)当电流表的示数为0.3A时,小薇距A点多少米?
【解答】解:
(1)小薇在A点时,杠杆平衡,杠杆受小薇对A点的压力和硬杆对C点的拉力,
其中OA=1m,OC=AB﹣OA﹣BC=5m﹣1m﹣1m=3m,
根据杠杆的平衡条件可得:G人•OA=F拉•OC,
即:360N×1m=F拉×3m,
解得:F拉=120N;
(2)小薇在A点时,电流表的示数I=0.1A,由I可得,此时压敏电阻的阻值:
R30Ω;
由图乙知,当R=30Ω时,地面对硬杆底部R的支持力为60N;
(3)小薇在A点时,硬杆受到的力如图所示:
由力的平衡条件和前面数据可得,硬杆的重力:G=F支+F拉=60N+120N=180N;
当I′=0.3A时,由I可得,压敏电阻的阻值为:
R′10Ω,
由图象乙知,当R=10Ω时,地面对杆的支持力F支′=300N;
由于F支′>G,所以可知此时杠杆对硬杆产生的是压力,如图所示:
由力的平衡条件可得,杠杆对硬杆的压力:F压=F支′﹣G=300N﹣180N=120N;
由于力的作用是相互的,则硬杆对杠杆的支持力FC也为120N;
设此时小薇到支点O的距离为L,
根据杠杆的平衡条件可得:FC•OC=G人•L,
即:120N×3m=360N×L,
解得L=1m,
所以小薇应在支点O的左侧1m处,
则此时小薇到A点的距离为:s=OA+L=1m+1m=2m;
答:(1)小薇在A点时,C处受到硬杆的拉力为120N;
(2)小薇在A点时,地面对硬杆底部R的支持力为60N;
(3)当电流表的示数为0.3A时,小薇距A点2m。
39.(2017•重庆)小明家的电饭锅如图甲,额定电压为220V,“煮饭”时额定功率为1210W,简化电路如图乙,S1为温控开关,发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化,电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为1:16,求:
(1)正常“煮饭”状态,通过电饭锅的电流为多少安?
(2)电阻R1的阻值为多少欧?
(3)某天傍晚,小明关闭家里其它用电器,只让“保温”状态的电饭锅工作,发现自家电能表(如图丙)指示灯每闪烁4次所用的时间为48s。则R2两端的实际电压为多少伏?
【解答】解:(1)正常煮饭状态下的电流:
I5.5A;
(2)由I得R2的电阻为:
R240Ω;
在“保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为1:16。
即I保2R2:I煮2R2=1:16
I保:I煮=1:4
即:1:4
所以R1=3R2=120Ω。
(3)闪4次所消耗电能:W4=1.2×104J,
P250W;
U2=P(R1+R2)=250W×160Ω;
所以U=200V;
此时电路中的电流为:I'1.25A;
则R2两端的实际电压为U''=I'R2=1.25A×40Ω=50V。
答:(1)正常“煮饭”状态,通过电饭锅的电流为5.5A;
(2)电阻R1的阻值为120Ω;
(3)则R2两端的实际电压为50V。
40.(2016•重庆)如图甲是西南大学校内的一座塑像,其基座结构类似于图乙和丙的模型。若A、B是质量分布均匀地正方体物块,其边长分别是20cm、30cm,密度之比ρA:ρB=3:1.将A放在水平地面上,B放在A的上面,A对水平地面的压强为5100Pa(如图乙)。求:
(1)图乙中,物块A对地面的压力;
(2)物块A的密度;
(3)若将物块B放在水平地面上,A放在B的上面(如图丙),要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去几分之几。
【解答】解:
(1)由p可得,物块A对地面的压力:F=pSA=5100Pa×0.2m×0.2m=204N;
(2)图乙中物块A对地面的压力等于物体AB的总重力,所以AB的总重力G总=F=204N;
由重力和密度公式可得:GA+GB=ρAVAg+ρBVBg=204N,
因为ρA:ρB=3:1,所以有:
ρA×(0.2m)3×10N/kgρA×(0.3m)3×10N/kg=204N,
解得:ρA=1.2×103kg/m3;
(3)物块A的重:GA=ρAVAg=1.2×103kg/m3×(0.2m)3×10N/kg=96N;
物块B的重:GB=ρBVBg1.2×103kg/m3×(0.3m)3×10N/kg=108N;
沿竖直方向切去物块B后,设剩余部分占物块B体积的比例为x,
则物块B剩余部分的底面积为SB•x,物块B剩余部分的重为GB•x,
则由p可得:pB2800Pa,
即 2800Pa,
解得x,则将物块B沿竖直方向切去了三分之一的体积。
答:(1)图乙中,物块A对地面的压力为204N;
(2)物块A的密度为1.2×103kg/m3;
(3)要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去三分之一。
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