内容正文:
题型12 多选题的解题方法与技巧
内●容●导●航
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
题型概述 考向分类 技巧点拨
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 机械分析计算
考向02 浮力综合分析计算
考向03 电学综合分析计算
第三部分 题型训练 整合应用,模拟实战
考向01 机械分析计算
典例引领
【典例01】(2026·北京·开学考试)小刚用如图所示滑轮组匀速提升一个重为的物体,提升所用时间为,人拉绳的力为,不计绳重和摩擦,下列说法中正确的是( )
A.滑轮组对物体做的功为
B.动滑轮总重为
C.人拉绳做功的功率为
D.滑轮组的机械效率为66.7%
【答案】BD
【详解】A.滑轮组对物体做的功是有用功,则
故A错误;
B.由图可知,n=4,不计绳重和摩擦,根据可知,动滑轮总重为
故B正确;
C.人拉绳做功的功率为
故C错误;
D.滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选BD。
【典例02】(2025·北京·三模)如图所示,工人站在水平台面上用滑轮组提重为200N的货物。工人第一次竖直向上用60N的力拉绳子时,货物未离开水平地面;第二次竖直向上拉动绳子,使货物加速上升。到达一定速度后,第三次以恒定的速度匀速上升。不计滑轮组的绳重和摩擦,已知工人体重为600N,货物与地面的接触面积为0.1m2,下列说法正确的是( )
A.第一次拉绳子时,人对台面的压力为660N,货物对地面的压强为2000Pa
B.第二次拉绳子的过程中,工人拉力做的功是125J
C.第三次拉绳子的过程中,该滑轮组的机械效率约为83.3%
D.第三次拉绳子的过程中,工人拉力的功率为600W
【答案】CD
【详解】A.工人第一次竖直向上用60N的力拉绳子时,绳子也在用60N的力竖直向下拉工人,所以工人对水平台面的压力为F压=G人+F拉=600N+60 N=660N
由于滑轮组上承担物重的绳子股数n=3,第三次匀速上升时,绳端拉力是80N,由得,G动=nF3-G=3×80N-200N=40N
第一次货物未离开水平地面,货物受到的拉力F拉=nF1-G动=3×60N-40N=140N
由于货物重为200N,所以货物对地面的压力为
货物与地面的接触面积为0.1m2,所以货物对地面的压强为
故A错误;
B.结合甲乙两图,可知第二次拉绳子的过程中,工人拉力为100N,货物上升高度为1.25m,所以绳子端移动的距离为3.75m,所以工人做的功是
故B错误;
C.第三次拉绳子的过程中,该滑轮组的机械效率约为
结合甲图可知第三次拉绳子的过程中拉力为80N,所以该滑轮组的机械效率约为
故C正确;
D.结合乙图可知第三次拉绳子的过程中,货物上升了2.5m,所以绳子端拉升了7.5m,所以工人拉力的功率为
故D正确。
故选CD。
方法透视
考向解读
主要考查滑轮组相关的分析与计算
方法技能
1.根据滑轮组实物图或滑轮组示意图确定绳子的自由端拉过的绳长与重物移动的距离的数量关系
2.熟练掌握计算公式
核心知识总结
基本公式
(1)s=nh 代表绳子的自由端移动的距离,与滑轮组中动滑轮的绳股数n有关,即V绳=nV物。
(2)F=(G+G动)/n 是滑轮组中力的关系式,其中F表示拉力,G表示物重,G动表示动滑轮的重力。在忽略绳重及摩擦的前提下,计算所需的拉力。
(3)机械效率公式为η=W有用/W总=Gh/FS=G/(nF),不计绳重及摩擦时简化为η=G/(G+G动)。
(4)如图所示在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线,有几段绳子通过动滑轮,就有几段绳子承担物重.如图甲、乙所示,图甲有3段绳子通过动滑轮,图乙有2段绳子通过动滑轮,所以图甲有3段绳子承担物重,即n=3;图乙有2段绳子承担物重,即n=2.
滑轮组绕线作图
1. 绕线方法
(1)首先确定承担物重的绳子股(段)数n;
(2)若n为奇数,那么绕线从动滑轮出发,若n为偶数,那么绕线从定滑轮出发,且绕线由内向外进行;简称“奇动偶定”.
2. 最省力作图:保证动滑轮上连接的绳子股数最多,即绳子承担物重的股数n最大即可.
滑轮组、斜面的机械效率计算?
机械类型
有用功
额外功
总功
机械效率
提高机械
效率的方法
(考虑摩擦)
(拉动物
体上升h)
W有=Gh
W额=G动h
W总=Fs=W有+W额=Gh+G动h,F是拉力,s是拉力移动的距离,s=nh,n为承担物重的绳子段数
η====或η===
增加物重;减小动滑轮重,减小绳子摩擦
(拉动物体
上升h)
W有=Gh
W额=fs
W总=Fs=Gh+fs,F是拉力,s是拉力移动的距离
η==或η==
增大斜面倾斜程度;减小摩擦
(拉动物
体前进s)
W有=fs
—
W总=Fns,F是拉力,ns为拉力移动的距离,n为动滑轮连接绳子的段数
η===
减小绳子摩擦
变式演练
【变式01】(2025·北京朝阳·二模)小阳为了搬运重物,设计了如图所示的甲、乙两种不同的滑轮组,在相同时间内分别将两物体匀速提升相同高度,已知物体受到的重力,滑轮组的机械效率,忽略绳重和轮与轴之间的摩擦,下列说法正确的是( )
A.两滑轮组绳端移动的速度相等 B.甲滑轮组拉力的总功率比乙的大
C.两滑轮组绳子自由端的拉力 D.甲滑轮组的动滑轮比乙的重
【答案】BD
【详解】A.甲滑轮组有3段绳子承担物重,乙滑轮组有2段绳子承担物重,在相同时间内提升相同高度,绳子自由端移动的距离s甲=3h,s乙=2h,因此绳端移动的速度v甲=3v物,v乙=2v物,由于v物相同,故v甲>v乙,两滑轮组绳端移动的速度不相等,故A错误;
B.甲滑轮组的机械效率较低,说明额外功占比更大,而总功包括有用功和额外功,在相同时间内提升相同高度时,甲的总功更大,根据可知,甲滑轮组拉力的总功率比乙的大,故B正确;
C.甲滑轮组有3段绳子承担物重,乙滑轮组有2段绳子承担物重,且。忽略绳重和摩擦时,拉力,。由于甲的机械效率较低,说明(额外功更大),但,因此无法直接比较和的大小关系,故C错误;
D.若忽略绳重和轮与轴之间的摩擦,则滑轮组的额外功来源于克服动滑轮的重力做功,即。甲的机械效率低于乙,说明甲滑轮组的额外功更大,在提升相同高度时,甲滑轮组的动滑轮更重,故D正确。
故选BD。
【变式02】(2025·北京朝阳·二模)交通运输部公路研究院汽运中心开展了货运车辆总质量对行车安全性的影响研究,确定了货车的速度为30km/h时实施紧急制动,并以其制动距离的长短作为测试评价指标。测试车辆为一辆半挂货车,在总质量为49t时其制动距离为10.5m,总质量增加至55t时制动距离延长至11.1m,总质量继续增加至60t时制动距离延长至11.7m,其他货车试验结果规律类似。上述测试的路面条件相同,下列说法正确的是( )
A.货车制动距离不同是因为实施紧急制动时的速度不同
B.货车制动距离越大,说明其在制动时的动能越大
C.货车制动距离越大,说明其在制动时能够对外做的功越多
D.根据以上测试,可推断货车超重时更易引发追尾事故
【答案】BCD
【详解】A.根据题意改变的是货车的质量,因此货车制动距离不同是因为实施紧急制动时的质量不同,故A错误;
BC.货车具有的动能用于克服阻力做功,货车制动距离越大,克服阻力做的做功越多,即对外做功越多,货车在制动时具有的动能越大,故BC正确;
D.根据以上测试,货车超重时制动距离越大,更易引发追尾事故,故D正确。
故选BCD。
【变式03】(2025·北京顺义·二模)小力用由A、B两个相同的滑轮组成的滑轮组向上提升重为900N的物体C,如图所示。提升过程中,小力用大小为500N且竖直向下的力拉动绳子,使物体C以0.4m/s的速度竖直匀速上升。小力质量为60kg,g取10N/kg。若不计绳重及轮与轴的摩擦,下列说法正确的是( )
A.小力拉力的功率为200W
B.小力对地面的压力大小为100N
C.天花板受到滑轮A的拉力大小为1100N
D.提升物体C时滑轮组的机械效率为90%
【答案】BCD
【详解】A. 物体C以0.4m/s的速度竖直匀速上升时,绳子自由端移动的速度
根据可得小力拉力的功率,故A错误;
B.小力受到的重力
方向竖直向下,同时受到绳子对他的向上的拉力,所以小力对地面的压力,故B正确;
C.以滑轮B为研究对象,忽略绳重和摩擦时,小力提供的拉力F小力、动滑轮B的重力和物体C的重力之间的关系是,则
动滑轮B的受到的重力
则滑轮A受到的重力
天花板受到滑轮A的拉力
故C正确;
D.由机械效率的推导式可知滑轮组的机械效率,故D正确。
故选BCD。
考向02 浮力综合分析计算
典例引领
【典例01】(2025·北京·模拟预测)下列说法中正确的是( )
A.竖直向上抛出小球运动到空中最高点时,小球处于静止状态
B.物体受到力的作用,运动状态一定改变
C.鸡蛋掉到地板上摔破了,地板对鸡蛋的作用力等于鸡蛋对地板的作用力
D.悬浮在水中的物体受到水的压力,压力的合力与该物体受到的重力是平衡力
【答案】CD
【详解】A.竖直上抛小球到最高点时,瞬时速度为 0,但仍受重力作用,小球的运动状态会改变(下一时刻会下落),故A错误;
B.物体在平衡力作用下处于平衡状态,即运动状态不变,说明平衡力不能改变物体的运动状态,故B错误;
C.鸡蛋掉到地板上,地板和鸡蛋发生相互作用,这一对力是一对相互作用力,所以它们的大小是相等的,故C正确;
D.悬浮在水中的物体,受到水向各个方向的压力,水对物块施加的压力的合力就是浮力;所以,物体悬浮在水中时,受到重力和浮力的作用,且这两个力是平衡力,即水对物块施加压力的合力与该物体受到的重力是平衡力,故D正确;
故选CD。
【典例02】(2025·北京·三模)某打捞船利用“潜水钟”模拟打捞作业。潜水钟内部配备自动充气装置,使其始终充满空气,水无法进入,以此保证工作人员的安全,潜水钟上方放置两个配重和两个气囊,将人员送入水下,如图甲所示;工作人员到达水底后清理被打捞物体周围的泥沙,并将物体用钢丝绳挂在潜水钟内部;然后扔掉全部配重,并将气囊均充满空气,潜水钟、工作人员及物体一起被打捞船竖直向上匀速提升,如图乙所示。已知:工作人员质量为60kg,潜水钟质量为140kg、体积为2m3,每个气囊充满空气后体积均变为1m3,每个配重质量为1000kg,被打捞物体质量为5000kg、体积为1m3。当潜水钟下表面触碰到水底时(未与水底紧密接触),潜水钟内气压计示数为2.0×105Pa,外界大气压强为1.0×105Pa,(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,不计气囊质量及潜水钟内空气的质量,不计水的阻力。)( )
A.潜水钟在水底时受到的浮力为2×104N
B.潜水钟在水下匀速下潜时,打捞船需要施加2000N的拉力
C.当潜水钟下表面触碰到水底时,下表面所处水的深度为10m
D.水下匀速提升潜水钟时,打捞船需要施加1200N的拉力
【答案】AC
【详解】A.潜水钟在水底时排开水的体积,受到的浮力
故A正确;
B.潜水钟和工作人员的总质量
潜水钟和工作人员的总重力
配重的总重力
潜水钟在水下匀速下潜时,打捞船需要施加拉力
故B错误;
C.水提供的压强等于潜水钟内气压与外界大气压之差,即
潜水钟下表面所处深度
故C正确;
D.被打捞的物体受到的重力
被打捞的物体、工作人员和潜水钟受到的总重力
被打捞的物体、潜水钟和气囊排开水的体积
此时受到的浮力
打捞船需要施加拉力
故D错误。
故选AC。
方法透视
考向解读
主要考查压强与浮力综合的分析与计算
方法技能
在初中物理中,密度、压强、浮力这三个知识点联系紧密,常常综合出题。压强浮力综合题,冷静分析是第一。题目条件细梳理,关键信息不遗失。物体状态先确定,平衡方程来列清。压力压强关系密,液体固体分清异。浮力计算方法异,根据条件来选取。
核心知识总结
(1)压强pF/S
(2)液体压强:p=ρgh
(3)计算浮力:①压力差法:F浮=F向上-F向下;②阿基米德原理法:F浮=ρ液gv排;③弹簧测力计法:F浮=G-F拉 ;④平衡法:F浮=G物,漂浮时:ρ物/ρ液=V排/V总
(4)规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;
规律二:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;
规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;
规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。
变式演练
【变式01】(2025·北京·三模)小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图所示,当该液体温度为19℃时,质量为4×10⁻3kg的小球b悬浮,b标记“19℃”;另外两个小球分别标记“15℃”“23℃”,当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。三幅图中的小球体积大小相同且均处于静止状态,忽略小球体积变化,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.图甲中b受到的浮力为0.04N
B.小球c对应的标记为15℃
C.图丙中液体温度可能超过24℃
D.当液体温度在15℃~19℃范围内变化时b在液体中静止时所受浮力随温度升高而增大
【答案】ABC
【详解】A.小球b的重力G=mg=4×10⁻3kg×10N/kg=0.04N
图甲中,b处于悬浮状态,根据物体的悬浮条件可知,受到的浮力为F浮=G=0.04N
故A正确;
B.图乙中小球c沉底,由浮沉条件可知ρc球>ρ乙液,则当c球悬浮时,对应的液体密度等于c球的密度大于图乙中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以小球c对应的温度更低,应标记为15℃,a标记应为“23℃”,故B正确;
C.由图丙知,三个小球都下沉,由“环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉”可知液体的温度比23℃还高,因此图丙中液体温度可以超过24℃,故C正确;
D.由于气温降低时,小球所受浮力会变大,悬浮的小球会上浮,且漂浮和悬浮时浮力都等于重力,所以当液体温度在15℃~19℃范围内变化时b在液体中静止时所受浮力随温度升高保持不变,故D错误。
故选ABC。
【变式02】(2025·北京石景山·二模)小石利用实验室的器材,在水平桌面上设计并组装如图所示实验装置。他通过调节升降台让系有细线的金属块缓慢浸入台面上盛满水的溢水杯中,溢出的水全部流入右侧用细线吊着的空桶内,两个弹簧测力计A和B用细线分别与水平杆相连。实验过程中金属块始终不与溢水杯接触,忽略细线质量、吸水效果不计。下列说法正确的是( )
A.随着升降台的高度增加,水对溢水杯底部压力持续增大
B.随着升降台的高度增加,弹簧测力计A的示数持续减小
C.随着升降台的高度增加,溢水杯对台面的压力大小不变
D.实验过程中,弹簧测力计A和B示数的变化量始终相等
【答案】CD
【详解】A.随着升降台升高,金属块浸入水中深度变大,但溢水杯中水的深度不变,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,水对溢水杯底部的压强不变,再根据公式F=pS可知水对溢水杯底部的压力不变,故A错误;
B.当金属块浸没在水中后,排开水的体积将不变,由阿基米德原理可知金属块受到的浮力不变,根据称重法公式F拉=G-F浮可知弹簧测力计A的示数不变,故B错误;
C.溢水杯对台面的压力等于溢水杯中水对溢水杯杯底的压力与溢水杯的重力之和,而随着升降台的高度增加,二者大小均不改变,所以溢水杯对台面的压力大小始终不变,故C正确;
D.因为金属块排开的水全部溢出到桶中,根据称重法可知弹簧测力计A的示数变化量即为金属块受到的浮力,弹簧测力计B的示数变化量即为排开水的重力,由阿基米德原理可知弹簧测力计A和B的示数变化量相等,故D正确。
故选CD。
【变式03】(2025·北京房山·二模)如图所示,甲、乙两个圆柱形容器放置在水平桌面上,甲容器底面积小于乙容器底面积。物块N漂浮在液面上,排开液体的质量为m1,甲容器中液体的密度为ρ1,液体对容器底产生的压强为p1;物块M沉在容器底部,排开液体的质量为m2,乙容器中液体的密度为ρ2,液体对容器底产生的压强为p2。已知甲、乙容器中液体的质量相等,物块N的体积小于物块M的体积。下列判断正确的是( )
A.若ρ1=ρ2,则 m1<m2
B.若 m1=m2,则p1>p2
C.若p1=p2,则物块N、M的质量相等
D.若甲、乙两容器底受到液体的压力相等,则物块N、M所受浮力相等
【答案】ABD
【详解】A.甲容器中液体的密度为ρ1,乙容器中液体的密度为ρ2,物块N的体积小于物块M的体积,由图可知,物块N排开液体的体积小于物块M排开液体的体积,物块N排开液体的质量为m1,物块M排开液体的质量为m2,若ρ1=ρ2,由可知, m1<m2,故A正确;
B.若m1=m2,物块N排开液体的体积小于物块M排开液体的体积,由可知,ρ1>ρ2,由图可知,甲容器中液体深度大于乙容器中液体深度,由可知,p1>p2,故B正确;
C.若p1=p2,甲容器中液体深度大于乙容器中液体深度,由可知,ρ1<ρ2,物块N排开液体的体积小于物块M排开液体的体积,由可知, m1<m2;由沉浮条件可知,物块N漂浮在液面上,物块N的重力等于排开液体重力,则物块N的质量等于排开液体质量m1;物块M沉在容器底部,则物块M的重力大于排开液体重力,则物块M的质量大于排开液体质量m2;则物块N、M的质量不能确定大小,可能相等,故C错误;
D.若甲、乙两容器底受到液体的压力相等,由于甲、乙两容器是柱状容器,液体对容器底的压力等于液体的重力,已知甲、乙容器中液体的质量相等,则甲、乙容器中原有的液体的重力相等,则物块N、M排开的液体的重力相等,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,则物块N、M所受浮力相等,故D正确。
故选ABD。
考向03 电学综合分析计算
典例引领
【典例01】(2025·北京·模拟预测)如图所示,是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路,电源两端电压保持不变,电阻R1、R2中的一个是定值电阻,另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,当电压表示数大于某一值U时,就会触发报警。电压表示数为U时,油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是( )
A.R2为压敏电阻
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变小
C.若换用阻值更大的定值电阻,警戒油量将变小
D.若换用电压更大的电源,警戒油量将变大
【答案】BCD
【详解】据图可知,电阻R1、R2串联,电压表测量R1的电压。压敏电阻的阻值随油箱中油量的减少而增大,当电压表示数大于某一值U时,就会触发报警。
A.由串联分压原理可知,电路中电阻越大,分到的电压越大得,油箱中油量的减少,压敏电阻的电压变大,压敏电阻两端电压变大,因此R1为压敏电阻,R2为定值电阻,故A错误;
B.随着油箱的油量减少,R1阻值增大,电路电阻增大,电源电压不变,由欧姆定律得,电路电流减小,串联电路电流处处相等,则通过定值电阻的电流变小,故B正确;
C.若换用阻值更大的定值电阻,当电压表示数达到U时,电路报警时R2的电压不变,由欧姆定律得,电路报警时电路电流变小,由欧姆定律得,此时电阻R1的阻值比原来电路报警时R1的阻值大,则警戒油量将变小,故C正确;
D.若换用电压更大的电源,电路报警时R2的电压变大,由欧姆定律得,电路电流变大,此时电阻R1阻值变小,则警戒油量将变大,故D正确。
故选BCD。
【典例02】(2025·北京·三模)图甲所示的电路中,电源电压不变,为定值电阻,L为额定电流为0.25A的小灯泡,R为滑动变阻器,闭合开关S、,滑片P移动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示;闭合开关S、,滑片P移动过程中,电压表与电流表的示数之间的关系图像如图丙所示,关于此电路,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为2.5V
B.闭合开关S、,当时,电路消耗的总功率为0.45W
C.小灯泡的额定功率为0.5W
D.将R换成与L完全相同的小灯泡,闭合S、,根据丙图像可求得电路总功率约0.6W
【答案】BD
【详解】A.闭合开关S、S2,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;由图乙可知,当滑动变阻器的电阻为5Ω时,其两端的电压为1.5V,通过电路的电流为
则电源电压为①
滑动变阻器的电阻为10Ω时,其两端的电压为2V,通过电路的电流为
则电源电压为②
联立①②得,,R0=5Ω,故A错误;
B.闭合开关S、S2,R0与R串联,电路消耗的总功率为
故B正确;
C.闭合开关S、S1,L与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;由图丙可知,当电路中电流为0.25A时,R两端的电压为0.5V,此时灯泡正常发光;根据串联电路电压规律,灯泡额定电压为
则灯泡额定功率为
故C错误;
D.将R2替换成与L相同的小灯泡,闭合S、S1,两灯泡串联,根据串联分压原理可知,每个灯泡两端电压为1.5V,在图丙中电路中的电流约为0.2A,则电路总功率约为
故D正确。
故选BD。
方法透视
考向解读
主要考查欧姆定律、电功率的综合与计算
方法技能
首先要做的就是分析电路。确定电路是串联还是并联,这是解题的关键。串联电路中电流处处相等,各用电器两端电压之和等于电源电压;并联电路中各支路两端电压相等,干路电流等于各支路电流之和;在分析完电路后,要仔细阅读题目,明确已知量和未知量;根据已知量和未知量,选择合适的公式进行计算。
核心知识总结
电功率的“极值”问题
(1)对于定值电阻来说,由P=I2R可知,当电路中流经该电阻的电流最大时,其电功率最大;电流最小时,其电功率最小。
(2)对于滑动变阻器来说,由于P滑=I2R滑=U2/R滑,所以当R-R滑=0时,即当滑动变阻器接入电路的阻值等于定值电阻的阻值时,其电功率最大。
(3)对于整个电路来说,由于P=UI,若电源电压恒定,则电路中的电流I最大时,电功率P最大,电路中的电流I最小时,电功率P最小。
(4)串并联电路P实与R大小的关系
项目
串联电路
并联电路
P实与R的关系
串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大
并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大
灯泡发光亮度
实际电压大的P实越大,因此实际电压大的灯泡较亮
通过电流大的P实越大,因此通过电流大的灯泡较亮
电阻大的P实越大,因此电阻大的灯泡较亮
电阻小的P实越大,因此电阻小的灯泡较亮
串接上滑动变阻器的小灯泡,变阻器阻值增大时分压也大,小灯泡实际电压减小,小灯泡发光较暗
并接上滑动变阻器的电灯,由于并联电路中各部分互不干扰,所以通过小灯泡所在支路的电流不变,小灯泡发光情况不变
变式演练
【变式01】(2025·北京·三模)实验小组利用实验室提供的实验器材测量未知电阻的阻值,实验器材有稳压学生电源(电源大小未知),阻值已知的电阻、铭牌标有“”的滑动变阻器、电阻箱R1等。实验小组设计了如下图四种电路,其中可行的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【详解】A.闭合开关S1,断开开关S2,两电阻串联,电压表测Rx两端的电压,当开关都闭合,电路发生短路故障,故A不符合题意;
B.闭合开关S1,开关S2接a,两电阻并联,电流表测R0所在支路电流,由可计算出R0两端电压,根据并联电路各用电器两端的电压相等都等于电源电压的特点,可以得出Rx两端的电压;闭合开关S1,开关S2接b,两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可以得出通过Rx所在支路的电流,根据求出电阻,故B符合题意;
C.闭合开关S,滑动变阻器滑片移最左端,电路为只有Rx的简单电路,此时Rx两端的电压等于电源电压,有 ①
闭合开关S,滑动变阻器滑片移最右端,两电阻串联,根据串联电路电流处处相等的特点,以及串联电路总电阻等于各个电阻之和,结合欧姆定律可以得到 ②
联立①②可以得到
可得
两次的电流可以通过电流表测得,所以此方法可以得出Rx的电阻,故C符合题意;
D.闭合开关S1,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片在合适的位置,此时电压表测Rx两端的电压,保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关S2,断开开关S1,此时电压表测电阻箱两端的电压,调整电阻箱的阻值,使得电压表的示数与第一次的示数相同,此时电阻箱的阻值等于Rx的阻值,故D符合题意。
故选BCD。
【变式02】(2025·北京·三模)如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。跳绳时,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为10V并且保持不变,R2为定值电阻,某一段时间AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为6V时,计数器会计数一次
B.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1与R2阻值之比为
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时电路中电流之比为
D.绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时R1的阻值之比为
【答案】BD
【详解】由图甲可知,与串联,之间电压为两端的电压。
A.当绳子挡住了射向的红外线时,的电阻会变大,自动计数器会计数一次。根据串联电路分压原理可知,分得的电压变大,两端电压减小,由图乙可知,此时
即两端电压为时,计数器会计数一次,故A错误;
B.绳子没有挡住射向的红外线时,阻值较小,两端电压较大,由图乙可知,此时,根据串联分压的原理可得,与阻值之比
故B正确;
C.绳子没有挡住射向的红外线时,电路中电流为
当绳子挡住射向的红外线时,,由串联电路分压原理可知
即。电路中的电流
因此绳子没有挡住射向的红外线时和挡住射向的红外线时电路中电流之比为
故C错误;
D.绳子没有挡住射向的红外线时和挡住射向的红外线时的阻值之比为
故D正确。
故选 BD。
【变式03】(2025·北京海淀·三模)海鲜保存常要求温度低于-18℃。小祝为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器,其原理如图甲所示。控制电路和工作电路电源电压均为3V保持不变,电磁铁线圈电阻忽略不计,图乙为热敏电阻R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于-18℃时,工作电路报警。下列说法正确的是( )
A.冷库温度升高时,热敏电阻R的阻值变小
B.工作电路报警时,衔铁被吸下,灯亮,铃不响
C.若控制电路中换用电压更大的电源,警戒温度将变低
D.冷库温度降低时,控制电路消耗的电功率变小
【答案】ACD
【详解】A.由图乙知,随着温度升高,热敏电阻的阻值减小,所以冷库温度升高时,热敏电阻R的阻值减小,故A正确;
B.冷库的温度要求低于-18摄氏度,等于或高于-18摄氏度时,工作电路报警,而温度较高时,热敏电阻的阻值较小。控制电路中,热敏电阻与电磁铁串联接入电路,其阻值较小时,电路中的电流较大,电磁铁的磁性较强,衔铁被吸下,灯所在电路断开,铃所在电路接通,铃响、灯不亮,故B错误;
C.若控制电路中电压更大的电源,则在热敏电阻的阻值较大时,电路中的电流便已经较大,衔铁已能被吸下,此时报警时的温度较低,故C正确;
D.冷库温度降低时,热敏电阻的阻值升高,而电源电压不变,根据知,控制电路消耗的电功率变小,故D正确。
故选ACD。
题●型●训●练
1.“潜龙二号”自主水下机器人一般可以通过所装配的压载铁,实现无动力下潜和上浮;通过舵推进器实现前进、后退和旋转等动作。若忽略水的密度变化,则关于水下机器人在水下运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.在下潜过程中,机器人所受水的压强和浮力均一直在变大
B.在下潜过程中,操控舵推进器可以改变水下机器人的运动状态
C.在水下悬停时,抛掉压载铁,机器人所受浮力变大
D.在水下悬停时,机器人所受水的压力的合力与重力为一对平衡力
【答案】BD
【详解】A.下潜过程中,机器人的深度h增大,根据,水的压强一直变大。但浮力,在水面以下机器人排开水的体积不变,水的密度也不变,所以浮力不变,故A错误;
B.操控推进器可以给机器人施加力,根据力的作用效果,力是改变物体运动状态的原因,所以推进器的推力可以改变机器人的运动状态,故B正确;
C.水下悬停时,机器人排开水的体积不变,水的密度也不变,根据,浮力不变。抛掉上浮压载铁,机器人的重力减小,但浮力不变,所以会上浮,故C错误;
D.机器人所受水的压力的合力就是浮力,水下悬停时,浮力与重力大小相等、方向相反、作用在同一物体上,是一对平衡力。故D正确。
故选BD。
2.如图所示的事例中,利用大气压的是( )
A.覆杯实验 B.人能漂浮在死海上
C.用吸盘挂钩挂物品 D.用吸管喝水
【答案】ACD
【详解】A.覆杯实验,杯中水和封住杯口的硬纸板之所以没有掉落,就是因为受到大气压的作用,故A符合题意;
B.人能漂浮在死海上,是因为死海中水的密度大,人所受的死海水的浮力大,浮力等于重力,人才能漂浮,没有利用大气压,故B不符合题意;
C.吸盘能吸在墙上,是因为吸盘内气压小于外界大气压,在外界较大的大气压作用下,吸盘吸在了墙上,故C符合题意;
D.用吸管喝水,管内气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下,水被吸进了嘴里,故D符合题意。
故选ACD。
3.甲、乙两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内盛有不同种类的液体。将完全相同的实心物块A、B分别用一根不计质量的细线拉住并浸没在液体中,A、B均不与容器接触,此时甲、乙两容器中液面相平,如图所示。已知细线对物块A、B的拉力大小相等且不为零,下列判断中正确的是( )
A.物块A受到的浮力小于物块B受到的浮力
B.物块的密度等于两种液体密度之和的一半
C.剪断两根细线,物块都静止时,甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
D.剪断两根细线,物块都静止时,甲容器底所受液体压强大于乙容器底所受液体压强
【答案】BD
【详解】A.设绳子拉力为F,物重为G,由题可知,A受到的浮力为
B受到的浮力为
所以,故A错误;
B.两物块受到的浮力之和为
根据阿基米德原理可得
物块的重力为
则有,解得,故B正确;
C.两物块完全浸没时,A受到的浮力较大,故可知,因为容器相同,实心物块A、B也完全相同,液面等高,所以两个容器中液体体积相同,根据可知,甲液体的质量大,所以甲液体的重力大,剪断两根细线,以整体为研究对象,甲整体的重力大,所以甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,故C错误;
D.剪断两根细线,A最终漂浮,B最终沉底,故A受到的浮力等于自身重力,B受到的浮力小于自身重力,即A受到的浮力较大。甲容器底受到液体的压力等于液体的重力和物块A对液体的压力之和,由于力的作用是相互的,A给液体的压力等于A受到的浮力,则甲容器底所受液体压强为
乙容器底受到液体的压力等于液体的重力和物块B对液体的压力之和,同理,B给液体的压力等于B受到的浮力,则乙容器底所受液体压强为
因为、,所以,即甲容器底所受液体压强大于乙容器底所受液体压强,故D正确。
故选BD。
4.如图所示,将边长10cm的正方体木块放入装有水的烧杯中,木块静止时,上表面距离水面4cm,g取10N/kg,则( )
A.木块底部受到水向上的压强为600Pa
B.木块受到的浮力为4N
C.木块的密度是0.6g/cm3
D.使木块完全浸没需要4N向下的力
【答案】ACD
【详解】A、木块底部距离水面的高度h=10cm-4cm=6cm=0.06m
则木块底部受到水向上的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,故A正确;
B、木块排开水的体积(即浸入水中的体积)为V排=10cm×10cm×6cm=600cm3=6×10-4m3
木块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N,故B错误;
C、木块的体积V=10cm×10cm×10cm=1000cm3=10-3m3
木块漂浮,木块的重力G木=F浮=6N,
木块的密度,故C正确;
D、使木块完全浸没还需要向下的力F=F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1×0.1×0.04)m3=4N,故D正确。
故选ACD。
5.小明制作了一个简易密度计,将粗细均匀的吸管一端密封,在吸管内装上适量的铁砂如图所示。他将密度计放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上;将密度计分别放入密度为、的两种液体中,竖立静止后,在密度计与液面相平处标上A、B。下列说法中正确的是( )
A.
B.密度计在A、B两种液体中排开液体的质量相等
C.想要提高密度计的精确度(增大AB标记的间距)选用直径更小的吸管
D.想要提高密度计的精确度(增大AB标记的间距)需要增加铁砂的质量
【答案】BCD
【详解】A.密度计在不同液体中均漂浮,密度计的总重力不变,根据物体浮沉条件可知,密度计受到的浮力不变,由可知,密度计排开液体的体积越大,说明液体的密度越小。由题图可知,密度计在B液体中排开B液体的体积小于在A液体中排开A液体的体积,即,由可知,B液体的密度大于A液体的密度,即,故A错误;
B.由A分析可知,密度计在A、B两种液体中受到的浮力相等,均等于密度计的总重力,根据阿基米德原理可知,密度计在A、B两种液体中排开液体的重力相等,根据G=mg可知,密度计在A、B两种液体中排开液体的质量相等,故B正确;
CD.设吸管的横截面积为S,密度计在使用时处于漂浮状态,由物体浮沉条件可知,密度计受到的浮力等于总重力,即,即
则在A、B两液体中,密度计与液面相平处标记的深度分别为,
因,则AB标记的间距
若想要提高密度计的精确度,即要增大,则应增大G总或减小S,因此应增大吸管内铁砂的质量,从而增大总重力;或选用直径更小的吸管。故CD正确。
故选BCD。
6.四个相同的容器底面积为20cm2,四个容器中都漂浮着180g冰,有的冰中包裹有额外内容物,冰的密度为0.9g/cm3,冰熔化前液面高度均为h。熔化后甲、乙、丙、丁四个容器中的液体高度分别变为h1、h2、h3、h4,则下列判断正确的是( )
A.图甲中冰熔化后h1比h低1cm
B.图乙中的冰包裹有5g泡沫,密度为0.5g/cm³,则冰熔化后h2=h
C.图丙中的冰包裹有7.8g铁, 密度为7.8g/cm³, 则冰熔化后h3比h低0.39cm
D.图丁中的液体与水不相溶,密度为1.2g/cm³,则冰熔化后h4比h高1.5cm
【答案】BD
【详解】A.甲容器中,冰漂浮在水面上,浮力
排开液体的体积
熔化后质量不变,水的体积
因为,所以液体高度不变,故h1=h,故A错误;
B.乙容器中,冰包裹5g泡沫,密度0.5g/cm3,整体漂浮,浮力F浮2=G冰+G泡沫
冰熔化后,冰的质量不变,熔化的水的体积等于冰排开水的体积;泡沫密度小于水,会漂浮在水面,浮力F浮泡沫=G泡沫
即泡沫排开水的体积不变。因此,冰和泡沫排开水的总体积不变,液面高度不变,即h2=h,故B正确;
C.丙容器中,冰包裹7.8g泡沫,密度7.8g/cm3,整体漂浮,浮力F浮3=G冰+G铁,
铁的重力
冰熔化后,冰的质量不变,熔化的水的体积等于冰排开水的体积;铁的密度大于水,会沉底在水面,所受浮力变小,即铁排开水的体积变小,体积差为
则冰熔化后h3比h低,故C错误;
D.丁容器中,冰漂浮在水面上,浮力
排开液体的体积,熔化后质量不变,水的体积
体积差为
则冰熔化后h4比h高,故D正确。
故选 BD。
7.小何同学用如图所示的实验验证阿基米德原理,弹簧测力计下静止挂着物体示数为,物体完全浸没在溢水杯中时,示数为,称量出溢出的水与小烧杯总重为,再测量空烧杯的重力为,下列说法中正确的是( )
A.物体完全浸没时受到的浮力为
B.若,则该实验验证了阿基米德原理
C.若图甲中的溢水杯一开始并未装满,则实验结果会出现
D.若图甲中的溢水杯一开始并未装满,则实验结果会出现
【答案】BC
【详解】A.根据称重法测浮力,物体完全浸没时受到的浮力为物体重力减去浸没时受到的拉力,即,故A错误;
B.为物体受到的浮力,为物体排开水的重力,若则说明物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,验证了阿基米德原理,故B正确;
CD.若图甲中的溢水杯一开始并未装满,会使溢出水的重力偏小,小于物体受到的浮力,则实验结果会出现,故C正确,D错误。
故选BC。
8.齐齐用滑轮组以不同速度匀速提升重力为G的重物A,滑轮组绳子自由端的拉力均为F,如图,不计绳重和摩擦。第一次提升,拉力F的功率为,重物A以速度匀速上升h,测得所用的时间为;第二次提升,拉力F的功率为,重物A以速度匀速上升h,测得所用的时间为;第三次提升,当拉力F的功率为时,重物A以速度匀速上升2h。以下说法正确的是( )
A.第三次提升所用的时间为
B.第三次提升的机械效率比第一次提升时大
C.在第二次提升中,拉力对物体做功的功率大于重力对物体做功的功率
D.可以推断出此滑轮组的动滑轮重力为
【答案】AD
【详解】A.由图可知,提升动滑轮绳子的段数为,则拉力移动的距离为,而滑轮组绳子自由端的拉力均为,则拉力做的功为
当拉力的功率为时,
当拉力的功率为时,
当拉力的功率为时,
所以重物以速度匀速上升所用的时间为
故A正确;
B.第一次提升的机械效率
第三次提升的机械效率
第三次提升的机械效率与第一次提升一样大,故B错误;
C.第二次提升中,拉力对物体做的功为有用功,,重力对物体做的功,做功时间相同,有可知,在第二次提升中,拉力对物体做功的功率等于重力对物体做功的功率,故C错误;
D.由图可知,提升动滑轮绳子的段数为,不计绳重和摩擦,根据,可知滑轮组的动滑轮重力,故D正确。
故选D。
9.如图所示为我国科学家研制的一种柔性太阳能电池,它可以组合成所需要的各种形状、面积,甚至可以贴在玻璃上制成太阳能发电窗户,应用场景非常广泛。假定该太阳能电池正常工作时把光能转化为电能的效率为20%,太阳光照射到电池表面单位面积上的平均功率按0.6kW/m2计算。下列说法正确的是( )
A.该太阳能电池工作时把太阳能全部转化为电能
B.面积为1m2的该电池正常工作时,发电平均功率为120W
C.面积为1m2的该电池正常工作时,平均每小时可以产生0.6度电
D.若该电池能使额定功率为60W的用电器正常工作,则该电池的面积为0.5m2
【答案】BD
【详解】A.该太阳能电池工作时并非将太阳能全部转化为电能,其转化效率为20%,而不是100%,故A错误;
B. 太阳光照射到电池表面单位面积上的平均功率按0.6kW/m2计算,对于面积为1m2的电池,接收到的光功率为0.6kW(即600W),发电平均功率为光功率乘以效率,,故B正确;
C. 面积为1m2时,发电平均功率为120W(0.12kW),平均每小时发电量为,即0.12度,而不是0.6度,故C错误;
D.要使额定功率为60W的用电器正常工作,电池输出功率至少为60W。
解得,故D正确。
故选BD。
10.某工地使用起重机和滑轮组提升砖块,每次提升砖块的数量及所用时间如图甲、乙、丙所示。甲、乙图中,砖块被提升的高度相同,丙图中,砖块被起重机提升的高度大于砖块被滑轮组提升的高度。关于做功情况,下列说法正确的是( )
A.甲图中,起重机做的有用功比滑轮组做的有用功多
B.乙图中,起重机做的有用功比滑轮组做的有用功快
C.丙图中,起重机做的有用功比滑轮组做的有用功多
D.丙图中,起重机做的有用功比滑轮组做的有用功快
【答案】CD
【详解】A.甲图中,将相同的砖块提升相同高度,做的有用功相同,故A错误;
B.乙图中,将相同的砖块提升相同高度,做的有用功相同,所用时间相同,做功快慢也相同,故B错误;
CD.丙图中,相同的砖块,砖块被起重机提升的高度大于砖块被滑轮组提升的高度,起重机做的有用功大于滑轮组做的有用功,起重机所用时间小于滑轮组所用时间,起重机做功比滑轮组快,故CD正确。
故选CD。
11.如图甲所示装置,小欢在原地用力F竖直向下拉绳子,使物体M在水平地面上以速度v匀速从a运动到c,地面的粗糙程度不同,L和K为图中的两个滑轮。物体M从a点运动到c点过程中,拉力F与M移动距离的关系如图乙。不考虑物体M的大小和力发生突变时对它运动的影响,忽略绳重及滑轮转轴之间的摩擦 ,下列对此过程分析正确的是( )
A.该装置中,使用滑轮L的目的是为了省力和省功
B.绳子自由端被小欢竖直向下拉动的距离为14cm
C.分析图乙数据可以得出,拉力F做功的功率不相同
D.使用滑轮组时,ab段的机械效率小于bc段的机械效率
【答案】BCD
【详解】A.由图可知,滑轮L是动滑轮,可以省力,但不能省功,且任何机械都不能省功,故A错误;
B.由图可知,承担动滑轮重的绳子段数,由图乙可知,整个过程物体M运动了7cm,则绳子自由端移动的距离,故B正确;
C.由图乙可知,物体M在ab段时,拉力为6N,在bc段时拉力为8N,整个过程物体M的速度为v不变,根据
,可知,两个阶段功率不同,且,故C正确;
D.由题可知,整个过程中,额外功为克服动滑轮重力所做的功,不变,根据可得,
由C可知,,所以,再由,可知,动滑轮重不变时,摩擦力越大,机械效率越大,即,故D正确。
故选BCD。
12.如图所示为滚摆正在竖直方向运动的情境。在滚摆运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.滚摆在向上运动的过程中,滚摆的动能增大,重力势能增大
B.滚摆在向上运动的过程中,滚摆的重力势能由动能转化而来
C.滚摆在向下运动的过程中,重力势能减小,动能增大
D.滚摆在运动的过程中机械能守恒
【答案】BC
【详解】AB.滚摆在向上运动的过程中,速度变小,滚摆的动能减小;高度变高,重力势能增大;动能转化为重力势能,故A错误,B正确;
C.滚摆在向下运动的过程中,高度变小,重力势能减小;速度变大,动能增大,故C正确;
D.滚摆在运动的过程中,由于受到空气阻力,部分机械能转化为内能,机械能减小,故D错误。
故选BC。
13.如图所示,工人站在水平地面上,用竖直向下的拉力F拉动绳子自由端,使重力为600N的物体以的速度匀速竖直上升,提升过程中滑轮组的机械效率为。已知该工人重650N,若三个滑轮重均相等,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端受到竖直向下的拉力为250N
B.工人做功的功率为50W
C.工人对地面的压力为350N
D.滑轮组对悬挂点的拉力为1300N
【答案】AD
【详解】A.由图可知,滑轮组绳子股数
由机械效率公式
则绳子自由端受到竖直向下的拉力,故A正确;
B.由
则工人做功的功率,故B错误;
C.工人对地面的压力等于人的重力与绳的拉力之差,即,故C错误;
D.不计滑轮组的绳重和摩擦,由
则动滑轮重为
若三个滑轮重均相等,即
则滑轮组对悬挂点A的拉力为,故D正确。
故选AD。
14.如图所示,某工人站在水平地面上,用竖直向下的力匀速拉动绳子自由端,在8s内绳子自由端移动4m。已知动滑轮重100N,提升的物体A重700N。不计滑轮组的绳重和摩擦,关于该过程,下列说法正确的是( )
A.物体A上升的速度为0.25m/s
B.额外功为400J
C.滑轮组的机械效率为87.5%
D.绳子自由端拉力的功率为200W
【答案】ACD
【详解】A.由图可知,承担物重绳子的股数是n=2,由s=nh可知,物体A上升的高度为
物体A上升的速度为
故A正确;
B.不计滑轮组的绳重和摩擦,克服动滑轮重做的功为额外功,则额外功为
故B错误;
C.不计滑轮组的绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为
故C正确;
D.不计滑轮组的绳重和摩擦,拉力做的总功为
绳子自由端拉力的功率为
故D正确。
故选ACD。
15.关于图中所示的四个实验,下列说法正确的是( )
A.图甲中:将托里拆利实验的玻璃管慢慢倾斜,玻璃管内水银柱的长度不变
B.图乙中:一束太阳光透过三棱镜形成彩色光带,说明白光是由各种色光组成的
C.图丙中:撤掉玻璃板一段时间后,上方气体颜色变深,下方气体颜色变浅
D.图丁中:导线中变化的电流产生电磁波,电磁波在真空中传播的速度是340m/s
【答案】BC
【详解】A.图甲是托里拆利实验。实验中,大气压强支持着玻璃管内的水银柱,大气压强不变时,水银柱的竖直高度不变。当玻璃管慢慢倾斜时,管内水银柱的长度会变长,以保持其竖直高度不变,故A错误;
B.图乙是光的色散实验。一束太阳光(白光)经过三棱镜折射后,被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等多种颜色的光,形成彩色光带。这表明白光是由各种色光混合而成的,故B正确;
C.抽去中间的玻璃板,过一会儿下方玻璃瓶中气体颜色变浅,上方玻璃瓶中的空气颜色变深,说明空气分子运动到下面的瓶子中,下面的分子运动到上面的瓶子中,表明气体分子在不停地做无规则运动,故C正确;
D.图丁中,导线中迅速变化的电流会产生电磁波,这部分是正确的。但是,电磁波在真空中的传播速度约为,而是声音在15℃空气中的传播速度,故D错误。
故选BC。
16.某同学设计了一款模拟红外线火灾报警器,如图所示。控制电路两端的电压U为12V,当报警电路两端的电压大于等于U0时启动报警,可变电阻器的电阻R可以在5kΩ~20kΩ之间连续变化,红外光敏电阻RP的大小与其接收红外线辐射强度E的大小可认为成反比关系,部分数据如下表所示。将电阻R调为10kΩ,当红外光敏电阻接收的红外线辐射强度E达到0.3W/m2时,报警电路两端的电压恰为U0。下列判断正确的是( )
E/(W·m-2)
0.10
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
RP/kΩ
120
60
30
20
15
12
A.U0为2.4V
B.R一定时,随着E增加,红外光敏电阻两端的电压增大
C.只将电阻R调大,则该报警器报警时E低于0.3W/m2
D.若U降为7V,通过调节R仍可使该报警器实现在E达到0.3W/m2时报警
【答案】AC
【详解】A.图中两个电阻串联,报警器测量可变电阻器的电压;红外光敏电阻RP的大小与其接收红外线辐射强度E的大小可认为成反比关系,将电阻R调为10kΩ,当红外光敏电阻接收的红外线辐射强度E达到时,即的一半,则此时电阻为时电阻的2倍,故为;报警电路两端的电压恰为U0,根据串联电压之比等于电阻之比,有
即
解得,故A正确;
B.R一定时,随着E增加,红外光敏电阻减小,根据串联分压规律知,红外电阻两端的电压减小,故B错误;
C.报警电压不变,电压之比不变,将电阻R变大,根据串联电压之比等于电阻之比,则红外电阻的阻值变大,故红外线强度变小,报警器可在E低于时报警,故C正确;
D.电源电压U降为7V,时;报警电压为2.4V,根据串联分压规律知,则
解得,该阻值不在可变电阻器阻值范围5kΩ~20kΩ之间,故D错误。
故选AC。
17.冬天,为控制蔬菜大棚的温度在20~28℃,同学们设计了如图所示的控制电路。电源电压3V,R1是热敏电阻,R0选用3kΩ或5kΩ的定值电阻。闭合开关S,当R1两端电压U≥2V时,开启加热系统;当时,关闭加热系统。热敏电阻R1在不同温度时的阻值如下表。下列说法正确的是( )
温度t/℃
4.1
9.0
14.3
20.0
28.0
38.2
45.5
阻值R1/kΩ
22
16
10
6
4.5
3
2.5
A.温度越高,R1的阻值越小 B.选用3kΩ的定值电阻能够满足设计的要求
C.R1和R0的功率可能相等 D.增大电源电压使开启加热系统的温度变高
【答案】ABD
【详解】A.由表中数据可知,热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小,故A正确;
B.由图可知,R1与R0串联,若,当R1两端电压时,则
串联电路电流相等,则
即
对应温度20.0℃,开启加热系统;当R1两端电压时,则
串联电路电流相等,则
即
对应温度28.0℃,关闭加热系统;符合要求,故B正确;
C.R1与R0串联,功率相等时,
则,若,,对应的温度是38.2℃,超过了温度在20~28℃范围,故C错误;
D.增大电源电压,假设增大到6V,若,R1两端电压时,
串联电路电流相等,则
即
由表中数据可知,温度高于45.5℃,使开启加热系统的温度变高,故D正确。
故选ABD。
18.北京气象台2025年9月17日18时15分发布黄色预警信号,局部有7~9级雷雨阵风,风速越大风级越大,物理兴趣小组为检测风力等级,设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,滑杆上的摩擦力忽略不计,弹簧左端固定,右端与滑块相连。均匀电阻丝AB长为30cm,其阻值为30Ω,电源电压恒为6V,保护电阻为30Ω,数字电压表量程0~3V。弹簧弹力F与弹簧长度改变量L的关系如图乙所示。无风时,滑片P在A端,有风时,滑块向左移动,稳定后读出数字电压表示数。查阅资料可计算得出不同风级对应挡板所受的压力,如下表所示。下列说法正确的是( )
风级
1级
2级
3级
4级
5级
6级
7级
8级
9级
10级
11级
F/N
0.01~
0.03
0.03~
1.4
1.4~
3.7
3.7
~8
8~
14
14~
24
24~
37
37~
54
54~
75
75~
100
100~
133
A.无风时,通过的电流是0.1A
B.风级越大,弹簧弹力越大,通过的电流越大
C.当电压表示数为1V时,风速仪所测的风为8级
D.当定值电阻增大时,1V电压所测量的风速增大
【答案】ACD
【详解】A.无风时,滑片P在A端,定值电阻与滑动变阻器的全部电阻丝AB串联,电路的总电阻为
根据欧姆定律,电路电流为
即通过的电流是0.1A,故A正确;
B.根据表格数据,风级越大,挡板所受的压力越大,因弹簧弹力与挡板所受的压力是一对平衡力,所以弹簧弹力也越大,由图乙知,弹簧长度改变量也越大,即滑块向左移动越多,带动滑片P向左移动越多;由电路图可知,滑片的移动不会改变滑动变阻器接入电路的电阻丝长度,所以电路总电阻不变,根据欧姆定律,通过的电流不变,故B错误;
C.由电路图可知,电压表测量AP段电阻丝两端的电压;当电压表示数为1V时,根据欧姆定律,AP段电阻丝的阻值为
根据均匀电阻丝的电阻与长度的正比关系,可知AP段的长度为
即弹簧长度改变量;根据图乙图像,此时弹簧弹力,则挡板所受的压力;由表格数据可查出,风速仪所测的风为8级,故C正确;
D.根据串联电路的电压规律,当定值电阻增大时,滑动变阻器的全部电阻丝AB两端的电压将减小,则单位长度的电阻丝两端的电压将减小,电压表示数的1V电压对应的AP段电阻丝长度将增大,根据上述分析,即对应的弹簧长度改变量、挡板所受的压力都将增大,所以对应所测量的风速也增大,故D正确。
故选ACD。
19.图甲是某同学设计的简易身高计的电路图,其中电源两端电压恒为12V,定值电阻为18Ω,AB是竖直放置粗细均匀且阻值不变的电阻丝,其电阻为6Ω。OP部分可以按照人的身高沿AB上下移动,AP部分的电阻与长度的关系如图乙所示。当长度变化值一定时,对应的电压表示数的变化值越大,该身高计的灵敏度越高。下列说法正确的是( )
A.长度每增加1m,的阻值增大3Ω
B.某同学身高为160cm时,该身高计电压表的示数为2.4V
C.若要提高该身高计的灵敏度,可换一个阻值更大的定值电阻
D.将电压表的表盘改为能显示身高的刻度盘,身高的刻度是均匀的
【答案】ABD
【详解】A.由图乙知,当时,,且是正比例图像,所以每增加1m,增加,故A正确;
B.某同学身高为160cm,即1.6m,由图乙可知此时
电路电流不变且为,则电压表的示数为,故B正确;
C.灵敏度由电压表示数变化值决定,若增大,总电阻增大,电路电流减小,当变化量一定时,电压变化量就会减小,灵敏度降低,故C错误;
D.电路电流恒定,,且与长度L成正比,因此和L成正比,即将电压表的表盘改为能显示身高的刻度盘,身高的刻度是均匀的,故D正确。
故选ABD。
20.关于如图所示的四个电磁实验,下列说法正确的是( )
A.实验甲:开关S闭合,小磁针发生偏转,表明通电导线的周围存在磁感线
B.实验乙:该实验通过吸引大头针的数量来判断电磁铁磁性强弱的变化情况
C.实验丙:开关、闭合时,电磁铁吸引衔铁,AB两点接触,绿灯发光
D.实验丁:开关S闭合,导体ab在磁场中运动,该过程将电能转化为机械能
【答案】BD
【详解】A.实验甲是奥斯特实验,开关S闭合,小磁针发生偏转,表明通电导线的周围存在磁场,而磁感线是为了形象地描述磁场而假想的曲线,并不是真实存在的,故A错误;
B.实验乙中,电磁铁磁性的强弱无法直接观察,通过吸引大头针的数量来判断电磁铁磁性强弱的变化情况,吸引的大头针越多,说明电磁铁的磁性越强,这种研究方法叫转换法,故B正确;
C.实验丙中,开关S1、S2闭合时,电磁铁吸引衔铁,使C、D两点接触,红灯发光,故C错误;
D.断开开关S,电路为断路,导体棒ab没有电流通过,导体棒ab静止;闭合开关S,导体棒ab有电流通过,导体棒ab在磁场中运动,说明导体棒ab受到力的作用,由两个实验现象表明磁场对通电导体有力的作用,导体ab在磁场中运动,消耗电能,产生机械能,该过程将电能转化为机械能,故D正确。
故选BD。
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题型12 多选题的解题方法与技巧
内●容●导●航
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
题型概述 考向分类 技巧点拨
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 机械分析计算
考向02 浮力综合分析计算
考向03 电学综合分析计算
第三部分 题型训练 整合应用,模拟实战
考向01 机械分析计算
典例引领
【典例01】(2026·北京·开学考试)小刚用如图所示滑轮组匀速提升一个重为的物体,提升所用时间为,人拉绳的力为,不计绳重和摩擦,下列说法中正确的是( )
A.滑轮组对物体做的功为
B.动滑轮总重为
C.人拉绳做功的功率为
D.滑轮组的机械效率为66.7%
【典例02】(2025·北京·三模)如图所示,工人站在水平台面上用滑轮组提重为200N的货物。工人第一次竖直向上用60N的力拉绳子时,货物未离开水平地面;第二次竖直向上拉动绳子,使货物加速上升。到达一定速度后,第三次以恒定的速度匀速上升。不计滑轮组的绳重和摩擦,已知工人体重为600N,货物与地面的接触面积为0.1m2,下列说法正确的是( )
A.第一次拉绳子时,人对台面的压力为660N,货物对地面的压强为2000Pa
B.第二次拉绳子的过程中,工人拉力做的功是125J
C.第三次拉绳子的过程中,该滑轮组的机械效率约为83.3%
D.第三次拉绳子的过程中,工人拉力的功率为600W
方法透视
考向解读
主要考查滑轮组相关的分析与计算
方法技能
1.根据滑轮组实物图或滑轮组示意图确定绳子的自由端拉过的绳长与重物移动的距离的数量关系
2.熟练掌握计算公式
核心知识总结
基本公式
(1)s=nh 代表绳子的自由端移动的距离,与滑轮组中动滑轮的绳股数n有关,即V绳=nV物。
(2)F=(G+G动)/n 是滑轮组中力的关系式,其中F表示拉力,G表示物重,G动表示动滑轮的重力。在忽略绳重及摩擦的前提下,计算所需的拉力。
(3)机械效率公式为η=W有用/W总=Gh/FS=G/(nF),不计绳重及摩擦时简化为η=G/(G+G动)。
(4)如图所示在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线,有几段绳子通过动滑轮,就有几段绳子承担物重.如图甲、乙所示,图甲有3段绳子通过动滑轮,图乙有2段绳子通过动滑轮,所以图甲有3段绳子承担物重,即n=3;图乙有2段绳子承担物重,即n=2.
滑轮组绕线作图
1. 绕线方法
(1)首先确定承担物重的绳子股(段)数n;
(2)若n为奇数,那么绕线从动滑轮出发,若n为偶数,那么绕线从定滑轮出发,且绕线由内向外进行;简称“奇动偶定”.
2. 最省力作图:保证动滑轮上连接的绳子股数最多,即绳子承担物重的股数n最大即可.
滑轮组、斜面的机械效率计算?
机械类型
有用功
额外功
总功
机械效率
提高机械
效率的方法
(考虑摩擦)
(拉动物
体上升h)
W有=Gh
W额=G动h
W总=Fs=W有+W额=Gh+G动h,F是拉力,s是拉力移动的距离,s=nh,n为承担物重的绳子段数
η====或η===
增加物重;减小动滑轮重,减小绳子摩擦
(拉动物体
上升h)
W有=Gh
W额=fs
W总=Fs=Gh+fs,F是拉力,s是拉力移动的距离
η==或η==
增大斜面倾斜程度;减小摩擦
(拉动物
体前进s)
W有=fs
—
W总=Fns,F是拉力,ns为拉力移动的距离,n为动滑轮连接绳子的段数
η===
减小绳子摩擦
变式演练
【变式01】(2025·北京朝阳·二模)小阳为了搬运重物,设计了如图所示的甲、乙两种不同的滑轮组,在相同时间内分别将两物体匀速提升相同高度,已知物体受到的重力,滑轮组的机械效率,忽略绳重和轮与轴之间的摩擦,下列说法正确的是( )
A.两滑轮组绳端移动的速度相等 B.甲滑轮组拉力的总功率比乙的大
C.两滑轮组绳子自由端的拉力 D.甲滑轮组的动滑轮比乙的重
【变式02】(2025·北京朝阳·二模)交通运输部公路研究院汽运中心开展了货运车辆总质量对行车安全性的影响研究,确定了货车的速度为30km/h时实施紧急制动,并以其制动距离的长短作为测试评价指标。测试车辆为一辆半挂货车,在总质量为49t时其制动距离为10.5m,总质量增加至55t时制动距离延长至11.1m,总质量继续增加至60t时制动距离延长至11.7m,其他货车试验结果规律类似。上述测试的路面条件相同,下列说法正确的是( )
A.货车制动距离不同是因为实施紧急制动时的速度不同
B.货车制动距离越大,说明其在制动时的动能越大
C.货车制动距离越大,说明其在制动时能够对外做的功越多
D.根据以上测试,可推断货车超重时更易引发追尾事故
【变式03】(2025·北京顺义·二模)小力用由A、B两个相同的滑轮组成的滑轮组向上提升重为900N的物体C,如图所示。提升过程中,小力用大小为500N且竖直向下的力拉动绳子,使物体C以0.4m/s的速度竖直匀速上升。小力质量为60kg,g取10N/kg。若不计绳重及轮与轴的摩擦,下列说法正确的是( )
A.小力拉力的功率为200W
B.小力对地面的压力大小为100N
C.天花板受到滑轮A的拉力大小为1100N
D.提升物体C时滑轮组的机械效率为90%
考向02 浮力综合分析计算
典例引领
【典例01】(2025·北京·模拟预测)下列说法中正确的是( )
A.竖直向上抛出小球运动到空中最高点时,小球处于静止状态
B.物体受到力的作用,运动状态一定改变
C.鸡蛋掉到地板上摔破了,地板对鸡蛋的作用力等于鸡蛋对地板的作用力
D.悬浮在水中的物体受到水的压力,压力的合力与该物体受到的重力是平衡力
【典例02】(2025·北京·三模)某打捞船利用“潜水钟”模拟打捞作业。潜水钟内部配备自动充气装置,使其始终充满空气,水无法进入,以此保证工作人员的安全,潜水钟上方放置两个配重和两个气囊,将人员送入水下,如图甲所示;工作人员到达水底后清理被打捞物体周围的泥沙,并将物体用钢丝绳挂在潜水钟内部;然后扔掉全部配重,并将气囊均充满空气,潜水钟、工作人员及物体一起被打捞船竖直向上匀速提升,如图乙所示。已知:工作人员质量为60kg,潜水钟质量为140kg、体积为2m3,每个气囊充满空气后体积均变为1m3,每个配重质量为1000kg,被打捞物体质量为5000kg、体积为1m3。当潜水钟下表面触碰到水底时(未与水底紧密接触),潜水钟内气压计示数为2.0×105Pa,外界大气压强为1.0×105Pa,(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,不计气囊质量及潜水钟内空气的质量,不计水的阻力。)( )
A.潜水钟在水底时受到的浮力为2×104N
B.潜水钟在水下匀速下潜时,打捞船需要施加2000N的拉力
C.当潜水钟下表面触碰到水底时,下表面所处水的深度为10m
D.水下匀速提升潜水钟时,打捞船需要施加1200N的拉力
方法透视
考向解读
主要考查压强与浮力综合的分析与计算
方法技能
在初中物理中,密度、压强、浮力这三个知识点联系紧密,常常综合出题。压强浮力综合题,冷静分析是第一。题目条件细梳理,关键信息不遗失。物体状态先确定,平衡方程来列清。压力压强关系密,液体固体分清异。浮力计算方法异,根据条件来选取。
核心知识总结
(1)压强pF/S
(2)液体压强:p=ρgh
(3)计算浮力:①压力差法:F浮=F向上-F向下;②阿基米德原理法:F浮=ρ液gv排;③弹簧测力计法:F浮=G-F拉 ;④平衡法:F浮=G物,漂浮时:ρ物/ρ液=V排/V总
(4)规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;
规律二:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;
规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;
规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。
变式演练
【变式01】(2025·北京·三模)小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图所示,当该液体温度为19℃时,质量为4×10⁻3kg的小球b悬浮,b标记“19℃”;另外两个小球分别标记“15℃”“23℃”,当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。三幅图中的小球体积大小相同且均处于静止状态,忽略小球体积变化,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.图甲中b受到的浮力为0.04N
B.小球c对应的标记为15℃
C.图丙中液体温度可能超过24℃
D.当液体温度在15℃~19℃范围内变化时b在液体中静止时所受浮力随温度升高而增大
【变式02】(2025·北京石景山·二模)小石利用实验室的器材,在水平桌面上设计并组装如图所示实验装置。他通过调节升降台让系有细线的金属块缓慢浸入台面上盛满水的溢水杯中,溢出的水全部流入右侧用细线吊着的空桶内,两个弹簧测力计A和B用细线分别与水平杆相连。实验过程中金属块始终不与溢水杯接触,忽略细线质量、吸水效果不计。下列说法正确的是( )
A.随着升降台的高度增加,水对溢水杯底部压力持续增大
B.随着升降台的高度增加,弹簧测力计A的示数持续减小
C.随着升降台的高度增加,溢水杯对台面的压力大小不变
D.实验过程中,弹簧测力计A和B示数的变化量始终相等
【变式03】(2025·北京房山·二模)如图所示,甲、乙两个圆柱形容器放置在水平桌面上,甲容器底面积小于乙容器底面积。物块N漂浮在液面上,排开液体的质量为m1,甲容器中液体的密度为ρ1,液体对容器底产生的压强为p1;物块M沉在容器底部,排开液体的质量为m2,乙容器中液体的密度为ρ2,液体对容器底产生的压强为p2。已知甲、乙容器中液体的质量相等,物块N的体积小于物块M的体积。下列判断正确的是( )
A.若ρ1=ρ2,则 m1<m2
B.若 m1=m2,则p1>p2
C.若p1=p2,则物块N、M的质量相等
D.若甲、乙两容器底受到液体的压力相等,则物块N、M所受浮力相等
考向03 电学综合分析计算
典例引领
【典例01】(2025·北京·模拟预测)如图所示,是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路,电源两端电压保持不变,电阻R1、R2中的一个是定值电阻,另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,当电压表示数大于某一值U时,就会触发报警。电压表示数为U时,油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是( )
A.R2为压敏电阻
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变小
C.若换用阻值更大的定值电阻,警戒油量将变小
D.若换用电压更大的电源,警戒油量将变大
【典例02】(2025·北京·三模)图甲所示的电路中,电源电压不变,为定值电阻,L为额定电流为0.25A的小灯泡,R为滑动变阻器,闭合开关S、,滑片P移动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示;闭合开关S、,滑片P移动过程中,电压表与电流表的示数之间的关系图像如图丙所示,关于此电路,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为2.5V
B.闭合开关S、,当时,电路消耗的总功率为0.45W
C.小灯泡的额定功率为0.5W
D.将R换成与L完全相同的小灯泡,闭合S、,根据丙图像可求得电路总功率约0.6W
方法透视
考向解读
主要考查欧姆定律、电功率的综合与计算
方法技能
首先要做的就是分析电路。确定电路是串联还是并联,这是解题的关键。串联电路中电流处处相等,各用电器两端电压之和等于电源电压;并联电路中各支路两端电压相等,干路电流等于各支路电流之和;在分析完电路后,要仔细阅读题目,明确已知量和未知量;根据已知量和未知量,选择合适的公式进行计算。
核心知识总结
电功率的“极值”问题
(1)对于定值电阻来说,由P=I2R可知,当电路中流经该电阻的电流最大时,其电功率最大;电流最小时,其电功率最小。
(2)对于滑动变阻器来说,由于P滑=I2R滑=U2/R滑,所以当R-R滑=0时,即当滑动变阻器接入电路的阻值等于定值电阻的阻值时,其电功率最大。
(3)对于整个电路来说,由于P=UI,若电源电压恒定,则电路中的电流I最大时,电功率P最大,电路中的电流I最小时,电功率P最小。
(4)串并联电路P实与R大小的关系
项目
串联电路
并联电路
P实与R的关系
串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大
并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大
灯泡发光亮度
实际电压大的P实越大,因此实际电压大的灯泡较亮
通过电流大的P实越大,因此通过电流大的灯泡较亮
电阻大的P实越大,因此电阻大的灯泡较亮
电阻小的P实越大,因此电阻小的灯泡较亮
串接上滑动变阻器的小灯泡,变阻器阻值增大时分压也大,小灯泡实际电压减小,小灯泡发光较暗
并接上滑动变阻器的电灯,由于并联电路中各部分互不干扰,所以通过小灯泡所在支路的电流不变,小灯泡发光情况不变
变式演练
【变式01】(2025·北京·三模)实验小组利用实验室提供的实验器材测量未知电阻的阻值,实验器材有稳压学生电源(电源大小未知),阻值已知的电阻、铭牌标有“”的滑动变阻器、电阻箱R1等。实验小组设计了如下图四种电路,其中可行的电路图是( )
A. B.
C. D.
【变式02】(2025·北京·三模)如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。跳绳时,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为10V并且保持不变,R2为定值电阻,某一段时间AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为6V时,计数器会计数一次
B.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1与R2阻值之比为
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时电路中电流之比为
D.绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时R1的阻值之比为
【变式03】(2025·北京海淀·三模)海鲜保存常要求温度低于-18℃。小祝为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器,其原理如图甲所示。控制电路和工作电路电源电压均为3V保持不变,电磁铁线圈电阻忽略不计,图乙为热敏电阻R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于-18℃时,工作电路报警。下列说法正确的是( )
A.冷库温度升高时,热敏电阻R的阻值变小
B.工作电路报警时,衔铁被吸下,灯亮,铃不响
C.若控制电路中换用电压更大的电源,警戒温度将变低
D.冷库温度降低时,控制电路消耗的电功率变小
题●型●训●练
1.“潜龙二号”自主水下机器人一般可以通过所装配的压载铁,实现无动力下潜和上浮;通过舵推进器实现前进、后退和旋转等动作。若忽略水的密度变化,则关于水下机器人在水下运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.在下潜过程中,机器人所受水的压强和浮力均一直在变大
B.在下潜过程中,操控舵推进器可以改变水下机器人的运动状态
C.在水下悬停时,抛掉压载铁,机器人所受浮力变大
D.在水下悬停时,机器人所受水的压力的合力与重力为一对平衡力
2.如图所示的事例中,利用大气压的是( )
A.覆杯实验 B.人能漂浮在死海上
C.用吸盘挂钩挂物品 D.用吸管喝水
3.甲、乙两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内盛有不同种类的液体。将完全相同的实心物块A、B分别用一根不计质量的细线拉住并浸没在液体中,A、B均不与容器接触,此时甲、乙两容器中液面相平,如图所示。已知细线对物块A、B的拉力大小相等且不为零,下列判断中正确的是( )
A.物块A受到的浮力小于物块B受到的浮力
B.物块的密度等于两种液体密度之和的一半
C.剪断两根细线,物块都静止时,甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
D.剪断两根细线,物块都静止时,甲容器底所受液体压强大于乙容器底所受液体压强
4.如图所示,将边长10cm的正方体木块放入装有水的烧杯中,木块静止时,上表面距离水面4cm,g取10N/kg,则( )
A.木块底部受到水向上的压强为600Pa
B.木块受到的浮力为4N
C.木块的密度是0.6g/cm3
D.使木块完全浸没需要4N向下的力
5.小明制作了一个简易密度计,将粗细均匀的吸管一端密封,在吸管内装上适量的铁砂如图所示。他将密度计放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上;将密度计分别放入密度为、的两种液体中,竖立静止后,在密度计与液面相平处标上A、B。下列说法中正确的是( )
A.
B.密度计在A、B两种液体中排开液体的质量相等
C.想要提高密度计的精确度(增大AB标记的间距)选用直径更小的吸管
D.想要提高密度计的精确度(增大AB标记的间距)需要增加铁砂的质量
6.四个相同的容器底面积为20cm2,四个容器中都漂浮着180g冰,有的冰中包裹有额外内容物,冰的密度为0.9g/cm3,冰熔化前液面高度均为h。熔化后甲、乙、丙、丁四个容器中的液体高度分别变为h1、h2、h3、h4,则下列判断正确的是( )
A.图甲中冰熔化后h1比h低1cm
B.图乙中的冰包裹有5g泡沫,密度为0.5g/cm³,则冰熔化后h2=h
C.图丙中的冰包裹有7.8g铁, 密度为7.8g/cm³, 则冰熔化后h3比h低0.39cm
D.图丁中的液体与水不相溶,密度为1.2g/cm³,则冰熔化后h4比h高1.5cm
7.小何同学用如图所示的实验验证阿基米德原理,弹簧测力计下静止挂着物体示数为,物体完全浸没在溢水杯中时,示数为,称量出溢出的水与小烧杯总重为,再测量空烧杯的重力为,下列说法中正确的是( )
A.物体完全浸没时受到的浮力为
B.若,则该实验验证了阿基米德原理
C.若图甲中的溢水杯一开始并未装满,则实验结果会出现
D.若图甲中的溢水杯一开始并未装满,则实验结果会出现
8.齐齐用滑轮组以不同速度匀速提升重力为G的重物A,滑轮组绳子自由端的拉力均为F,如图,不计绳重和摩擦。第一次提升,拉力F的功率为,重物A以速度匀速上升h,测得所用的时间为;第二次提升,拉力F的功率为,重物A以速度匀速上升h,测得所用的时间为;第三次提升,当拉力F的功率为时,重物A以速度匀速上升2h。以下说法正确的是( )
A.第三次提升所用的时间为
B.第三次提升的机械效率比第一次提升时大
C.在第二次提升中,拉力对物体做功的功率大于重力对物体做功的功率
D.可以推断出此滑轮组的动滑轮重力为
9.如图所示为我国科学家研制的一种柔性太阳能电池,它可以组合成所需要的各种形状、面积,甚至可以贴在玻璃上制成太阳能发电窗户,应用场景非常广泛。假定该太阳能电池正常工作时把光能转化为电能的效率为20%,太阳光照射到电池表面单位面积上的平均功率按0.6kW/m2计算。下列说法正确的是( )
A.该太阳能电池工作时把太阳能全部转化为电能
B.面积为1m2的该电池正常工作时,发电平均功率为120W
C.面积为1m2的该电池正常工作时,平均每小时可以产生0.6度电
D.若该电池能使额定功率为60W的用电器正常工作,则该电池的面积为0.5m2
10.某工地使用起重机和滑轮组提升砖块,每次提升砖块的数量及所用时间如图甲、乙、丙所示。甲、乙图中,砖块被提升的高度相同,丙图中,砖块被起重机提升的高度大于砖块被滑轮组提升的高度。关于做功情况,下列说法正确的是( )
A.甲图中,起重机做的有用功比滑轮组做的有用功多
B.乙图中,起重机做的有用功比滑轮组做的有用功快
C.丙图中,起重机做的有用功比滑轮组做的有用功多
D.丙图中,起重机做的有用功比滑轮组做的有用功快
11.如图甲所示装置,小欢在原地用力F竖直向下拉绳子,使物体M在水平地面上以速度v匀速从a运动到c,地面的粗糙程度不同,L和K为图中的两个滑轮。物体M从a点运动到c点过程中,拉力F与M移动距离的关系如图乙。不考虑物体M的大小和力发生突变时对它运动的影响,忽略绳重及滑轮转轴之间的摩擦 ,下列对此过程分析正确的是( )
A.该装置中,使用滑轮L的目的是为了省力和省功
B.绳子自由端被小欢竖直向下拉动的距离为14cm
C.分析图乙数据可以得出,拉力F做功的功率不相同
D.使用滑轮组时,ab段的机械效率小于bc段的机械效率
12.如图所示为滚摆正在竖直方向运动的情境。在滚摆运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.滚摆在向上运动的过程中,滚摆的动能增大,重力势能增大
B.滚摆在向上运动的过程中,滚摆的重力势能由动能转化而来
C.滚摆在向下运动的过程中,重力势能减小,动能增大
D.滚摆在运动的过程中机械能守恒
13.如图所示,工人站在水平地面上,用竖直向下的拉力F拉动绳子自由端,使重力为600N的物体以的速度匀速竖直上升,提升过程中滑轮组的机械效率为。已知该工人重650N,若三个滑轮重均相等,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端受到竖直向下的拉力为250N
B.工人做功的功率为50W
C.工人对地面的压力为350N
D.滑轮组对悬挂点的拉力为1300N
14.如图所示,某工人站在水平地面上,用竖直向下的力匀速拉动绳子自由端,在8s内绳子自由端移动4m。已知动滑轮重100N,提升的物体A重700N。不计滑轮组的绳重和摩擦,关于该过程,下列说法正确的是( )
A.物体A上升的速度为0.25m/s
B.额外功为400J
C.滑轮组的机械效率为87.5%
D.绳子自由端拉力的功率为200W
15.关于图中所示的四个实验,下列说法正确的是( )
A.图甲中:将托里拆利实验的玻璃管慢慢倾斜,玻璃管内水银柱的长度不变
B.图乙中:一束太阳光透过三棱镜形成彩色光带,说明白光是由各种色光组成的
C.图丙中:撤掉玻璃板一段时间后,上方气体颜色变深,下方气体颜色变浅
D.图丁中:导线中变化的电流产生电磁波,电磁波在真空中传播的速度是340m/s
16.某同学设计了一款模拟红外线火灾报警器,如图所示。控制电路两端的电压U为12V,当报警电路两端的电压大于等于U0时启动报警,可变电阻器的电阻R可以在5kΩ~20kΩ之间连续变化,红外光敏电阻RP的大小与其接收红外线辐射强度E的大小可认为成反比关系,部分数据如下表所示。将电阻R调为10kΩ,当红外光敏电阻接收的红外线辐射强度E达到0.3W/m2时,报警电路两端的电压恰为U0。下列判断正确的是( )
E/(W·m-2)
0.10
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
RP/kΩ
120
60
30
20
15
12
A.U0为2.4V
B.R一定时,随着E增加,红外光敏电阻两端的电压增大
C.只将电阻R调大,则该报警器报警时E低于0.3W/m2
D.若U降为7V,通过调节R仍可使该报警器实现在E达到0.3W/m2时报警
17.冬天,为控制蔬菜大棚的温度在20~28℃,同学们设计了如图所示的控制电路。电源电压3V,R1是热敏电阻,R0选用3kΩ或5kΩ的定值电阻。闭合开关S,当R1两端电压U≥2V时,开启加热系统;当时,关闭加热系统。热敏电阻R1在不同温度时的阻值如下表。下列说法正确的是( )
温度t/℃
4.1
9.0
14.3
20.0
28.0
38.2
45.5
阻值R1/kΩ
22
16
10
6
4.5
3
2.5
A.温度越高,R1的阻值越小 B.选用3kΩ的定值电阻能够满足设计的要求
C.R1和R0的功率可能相等 D.增大电源电压使开启加热系统的温度变高
18.北京气象台2025年9月17日18时15分发布黄色预警信号,局部有7~9级雷雨阵风,风速越大风级越大,物理兴趣小组为检测风力等级,设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,滑杆上的摩擦力忽略不计,弹簧左端固定,右端与滑块相连。均匀电阻丝AB长为30cm,其阻值为30Ω,电源电压恒为6V,保护电阻为30Ω,数字电压表量程0~3V。弹簧弹力F与弹簧长度改变量L的关系如图乙所示。无风时,滑片P在A端,有风时,滑块向左移动,稳定后读出数字电压表示数。查阅资料可计算得出不同风级对应挡板所受的压力,如下表所示。下列说法正确的是( )
风级
1级
2级
3级
4级
5级
6级
7级
8级
9级
10级
11级
F/N
0.01~
0.03
0.03~
1.4
1.4~
3.7
3.7
~8
8~
14
14~
24
24~
37
37~
54
54~
75
75~
100
100~
133
A.无风时,通过的电流是0.1A
B.风级越大,弹簧弹力越大,通过的电流越大
C.当电压表示数为1V时,风速仪所测的风为8级
D.当定值电阻增大时,1V电压所测量的风速增大
19.图甲是某同学设计的简易身高计的电路图,其中电源两端电压恒为12V,定值电阻为18Ω,AB是竖直放置粗细均匀且阻值不变的电阻丝,其电阻为6Ω。OP部分可以按照人的身高沿AB上下移动,AP部分的电阻与长度的关系如图乙所示。当长度变化值一定时,对应的电压表示数的变化值越大,该身高计的灵敏度越高。下列说法正确的是( )
A.长度每增加1m,的阻值增大3Ω
B.某同学身高为160cm时,该身高计电压表的示数为2.4V
C.若要提高该身高计的灵敏度,可换一个阻值更大的定值电阻
D.将电压表的表盘改为能显示身高的刻度盘,身高的刻度是均匀的
20.关于如图所示的四个电磁实验,下列说法正确的是( )
A.实验甲:开关S闭合,小磁针发生偏转,表明通电导线的周围存在磁感线
B.实验乙:该实验通过吸引大头针的数量来判断电磁铁磁性强弱的变化情况
C.实验丙:开关、闭合时,电磁铁吸引衔铁,AB两点接触,绿灯发光
D.实验丁:开关S闭合,导体ab在磁场中运动,该过程将电能转化为机械能
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