内容正文:
抢分04 填空题(力学和电学类)(南京专用)
参考答案
题型一 力与运动类
1.【答案】(1) 作用点 静止 (2)负
2.【答案】(1)相等 (2)相互的 (3)大气压 (4)气体热胀冷缩 下降
3.【答案】 书 500 A 压力大小
4.【答案】 汽化 硬度 摩擦 分子在不停的做无规则运动
5.【答案】 (1)3.00 (2)发生 (3)右 (4)上升
6.【答案】 mm 手 电磁
7.【答案】 下滑到水平面的速度相同 慢 ②
8.【答案】 电磁波 相互 增大 不会
9.【答案】 力的作用是相互的 电磁 小
10.【答案】 = < <
11.【答案】 稻秆 稻粒
12.【答案】 0 15 1.5
13.【答案】 500 t3
题型二 简单机械和功、功率、机械效率
14.【答案】4000 50 12
15.【答案】 80 100 等于
16.【答案】 600 0.8 160 75
17.【答案】 500 80% 50
18.【答案】 60% 720 增大
19.【答案】 2 0.6 83.3 增大
20.【答案】 2400 600 80 100
21.【答案】 60 30 66.7%
22.【答案】 480 10 100 >
23.【答案】 1200 600 240 80%
24.【答案】 200 125 80 4
25.【答案】 360 80% 300W
26.【答案】 (1) 2 0.8 (2) 0.5 变小 降低
27.【答案】 费力 18 150 15
28.【答案】 (1) 5 1:2 (2) 40 ②③
29.【答案】 (1)费力 (2)83.3
30.【答案】 6000 7500 变小
题型三 压强和浮力
31.【答案】 受力面积 大气压 压强越小
32.【答案】 (1)不变 (2)< (3) = >
33.【答案】 (1)负 (2)上升 (3)中间靠拢 (4)0.75
34.【答案】 = 13.6 1.60 0.8
35.【答案】 (1)4.5 (2)不变 增大 (3)先增大后不变
36.【答案】 盐水 < < =
37.【答案】 > > = <
38.【答案】 = < = 1.2×103
39.【答案】 < = < 0.125
题型四 欧姆定律综合应用
40.【答案】 (1) 300 1 10 (2) 7.5 不均匀
41.【答案】 (1)AB (2) 3.8 170
42.【答案】 (1)0.1 (2)50 (3) 80 不均匀
43.【答案】 (1)电流 (2)25Ω 11Ω 2m/s (3)大
题型五 动态电路结合电功电功率类
44.【答案】 保温 435.6 1000 200
45.【答案】 24 9 90 4.5
46.【答案】 (1)火 (2) 1.98×105 1100 (3)44 (4)乙
47.【答案】 (1)做功 (2)20 (3)62.5 (4)33
48.【答案】 6 360 2.5
49.【答案】 5 10 不能 30
50.【答案】 4 变小 1∶2 3∶1
51.【答案】 电压 电流 变小
52.【答案】 6 20 2∶1 0.4
53.【答案】 (1) 24 10 (2) 4.5 1
54.【答案】 3 10 1.5 0.225
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抢分04 填空题(力学和电学类)(南京专用)
抢分预测 抢分秘籍 抢分特训
概述:
2023 - 2025年南京中考物理试卷中,力学部分填空题7题、25分,占全卷满分(300分)的8.3%;题型分布呈“双核主导、稳中进阶、深度耦合”特征,每年固定2 - 3题(8 - 9分),聚焦力与运动、压强浮力、简单机械和功三大板块。电学部分填空题5题、19分,占全卷满分的6.3%;每年1 - 2题(6 - 8分),覆盖电路分析、欧姆定律、电功电功率及动态电路。命题逻辑转向以真实工程情境为骨架、以动态电路为载体、以条件嵌套为机关的复合考查范式,如2025年T18考查复杂动态电路分析,T19以电水壶电路图和铭牌为背景,融合水吸收热量计算、电能表参数计算。
从难度梯度看,此类填空题以基础题和中档题为主,基础题占比约60%,考查基本概念和公式直接应用;中档题占比约35%,侧重知识点综合运用与理解;难题占比约5%,符合中考选拔性与基础性结合的命题原则。
命题趋势呈现“情境真实化、考点综合化、答案标准化”特点。情境真实化表现为题目背景联系生活与科技,让学生在熟悉场景运用物理知识;考点综合化打破单一知识点考查模式,融合多个关联知识点;答案标准化对学生答题规范提出更高要求。
3年考情
抢分依据
2026中考命题预测
2024T16
紧扣二力平衡条件(匀速运动时拉力=摩擦力)、摩擦力影响因素(压力/接触面粗糙程度)、惯性本质(一切物体都有惯性),需准确记忆实验结论(如“匀速拉动”对应二力平衡)和控制变量法应用。
力与运动类:2026年命题预测:结合生活情境(如共享单车刹车、无人机悬停),新增动态过程分析(如加速/减速时受力变化),可能引入图像数据(v-t图对应受力情况),强化概念与现象的关联。
2023T17、2024T15、
2025T17
抢分关键在于建立“四步零失误链”:①读图秒判机械类型与n值;②公式锁定必须带下标,避免混淆G物与G总;③单位强制统一为国际单位;④效率计算必须保留百分数,且最后一空必考效率变化规律,需推导,不可套用原数值。
简单机械和功、功率、机械效率类:2026年将强化“机械效率的动态建模能力”:首现双状态对比题;增加隐含条件识别;引入生活化参数;计算维度升级为“效率—功率—时间”三维联动;答案设置倾向区间值考查估算意识;图示将出现斜拉滑轮组,重点检验学生对“竖直方向匀速”本质的理解——仅G物参与W有计算。
2023T19、2024T17、2025T15
抢分关键在于建立“四不原则”应答规范:①原理表述不缩写;②比较类填空不跳步;③压强变化量Δp必须同步验证ρ液与Δh双变量;④平衡力判定必指明“同一物体、同一直线、等大反向”三要素。所有答案均可从题干图示+已知密度/体积/状态中唯一推出,杜绝主观臆断。
压强和浮力类:2026年该题型将强化“跨模块耦合”与“新教材实验迁移”,大概率出现“压强+浮力+电学传感器”三维整合题。同时,经典模型将升级为“非常规受力分析”,如倾斜液面中的部分浸没物体、多层不混溶液体中悬浮体的压强叠加计算。填空第三空或将引入“误差归因”新形式,呼应新课标“科学探究中评估与交流”要求。
2023T19、2024T18、2024T19、2025T18、2025T19、
抢分核心在于建立“状态—结构—公式—单位”四阶闭环解题链:第一,秒判开关组合对应电路结构;第二,紧扣“电压恒定”前提;第三,电功电功率计算必须统一单位,电能表题务必完成双向换算;第四,比值类问题直接代入已知比例简化运算;第五,改造类设问须锁定“功能约束条件”,仅调整目标变量,杜绝全盘重设。所有答案严格按题干单位格式填写,不写单位、不写过程、不约分错误即失分。
动态电路结合电功电功率类:2026年将强化“双源协同”与“参量可调”新情境:电源由单一恒压拓展为含内阻电源或双电压输出模块,要求考生辨析路端电压变化对挡位功率的影响;引入可变电阻元件替代固定R2,设置温度/光照条件触发挡位自动切换,考查非线性动态分析;电能计量增加现实维度;实验探究味加重,出现逆向设计填空;计算仍坚守整数导向,但会嵌入一个需科学记数法表达的答案,考查规范书写;最后一空大概率设置“定性判断+定量支撑”复合型填空,强调因果表述严谨性。
【考向一】力与运动
1.抓核心概念:牢记牛顿三定律、二力平衡条件等,明确力与运动的因果关系,避免混淆“受力”与“运动状态”。
2.审清题干细节:注意关键词如“匀速直线”“静止”隐含二力平衡,“突然撤力”需分析惯性作用。
3.规范表述:用物理术语作答,如“惯性”而非“惯性力”,“平衡力”而非“相互作用力”。
4.关联生活实例:结合如“汽车刹车”“货物搬运”等场景,快速推导受力与运动状态变化,精准填答。
【考向二】简单机械和功、功率、机械效率
本考向重在概念辨析与定量计算结合。杠杆题必标支点、动力臂/阻力臂,用“F1L1=F2L2”列式前先判断省力/费力类型;滑轮组题紧扣“n为承担物重的绳子段数”,s=nh、v拉=nv物、η=W有/W总=Gh/(Fs)=G/(nF),切忌死记η=G/(nF)而忽略额外功来源(动滑轮重、摩擦);功与功率计算须严守定义:W=Fs(F和s不在同一直线上则无法计算功)、P=W/t=Fv;机械效率永远<1,若算出>100%,必有单位错误或漏计动滑轮重;实验题答“如何提高η”统一答:减轻动滑轮重、加润滑油减摩擦、提升更重物体——三者任写其二即得满分。
【考向三】压强和浮力
压强与浮力抢分靠“模型固化+公式精准+单位归一”。固体压强p=F/S,F一定是接触面所受压力(常≠物重),S取实际受力面积(如履带、图钉尖);液体压强p=ρgh,h为液面下垂直深度,与容器形状无关,计算压力先求p再乘S;浮力必过“四步法”:①判状态(沉底/悬浮/漂浮)→②选公式(称重法F浮=G-F′、原因法F浮=F向上-F向下、阿基米德F浮=ρ液gV排、平衡法F浮=G物)→③定V排(漂浮时V排<V物,悬浮时V排=V物)→④联立求解;易错陷阱:把“浸没”当“漂浮”、混淆ρ液与ρ物、未统一单位(密度用kg/m³、体积用m³)。
【考向四】动态电路结合电功电功率类
动态电路抢分核心是“识别变化量→锁定不变量→分步推导”。滑动变阻器类题,先标电流路径、判断电压表测谁、明确R滑接入部分;用“串分压、并分流”定性分析:R滑↑→串联总R↑→I总↓→定值电阻U↓、P↓,滑动变阻器U↑(但P先增后减,顶点在R滑=R₀时);电功W=UIt=I²Rt=U²t/R、电功率P=UI=I²R=U²/R,计算务必注明对应对象(如“R₀的功率”);含电表量程题,先求电流/电压极值,再反推R滑范围;实际功率题牢记“U实≠U额时,P实=(U实/U额)²×P额”;实验题答“小灯泡功率测量原理”必须写全:P=UI,用电压表测U、电流表测I、滑动变阻器调压——缺一不可,否则扣分。
题型一 力与运动类
1.(2025·江苏南京·二模)现代生活中出现了各式各样的机器人.
(1)如图所示的投篮机器人要想准确把球投入篮筐,除了需要控制力的大小和方向外,还需要控制力的__________;机器人抱球前进过程中,以机器人为参照物,球是__________(选填“运动”或“静止”)的;
(2)为保护壁画免受微生物侵害,科学家研制出一种壁画消杀机器人,其搭载的带__________电的高能电子束装置可对壁画进行辐照杀菌。
【答案】(1) 作用点 静止 (2)负
【详解】(1)[1]力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关,投篮机器人要想准确把球投入篮筐,需要控制力的大小、方向和作用点,确保篮球以一定的轨迹运动到篮筐内。
[2]机器人抱球前进过程中,以机器人为参照物,球与机械人的位置没有发生变化,是静止的。
(2)原子由原子核与核外电子组成,原子核带正电,核外电子带负电,故搭载的高能电子束带负电。
2.(2025·江苏南京·一模)小明利用气球做了如下小实验:
(1)如图甲,一只手平压在气球上,另一只手的食指顶住气球,气球处于静止。观察到气球两侧形变程度不同,则两只手对气球施加的力大小_____(相等/不相等)。
(2)如图乙,活动课中制作的喷气“气球火箭”,当把封口的夹子松开,气球向左喷出空气的同时向右运动,这说明力的作用是_____。
(3)如图丙,将气球放在刚用热水浸泡过的玻璃杯口,过一会儿气球在_____的作用下被“吸”在杯口。
(4)如图丁,将一个气球绑在一根玻璃管的一端,通过另一端向气球吹气后插入一杯水中,一个简易的气体温度计就制作完成了。它是根据_____性质制成的,若发现玻璃管内液柱上升,表明气温_____(选填“上升”、“下降”)。
【答案】(1)相等 (2)相互的 (3)大气压 (4)气体热胀冷缩 下降
【详解】(1)气球处于静止状态,即处于平衡状态,受到平衡力的作用,气球受到两只手的压力,由平衡力的条件可知,两只手对气球施加的力大小相等。
(2)把封口的夹子松开,气球向左喷出气体,在气体推力的作用下向右运动,这说明力的作用是相互的。
(3)将气球放在刚用热水浸泡过的玻璃杯口,过一会儿玻璃杯内气体温度降低,压强减小,气球在大气压的作用下被“吸”在杯口。
(4)[1][2]气球内装的是空气,它的工作物质是空气,所以是根据气体的热胀冷缩来工作的。当玻璃管内液柱上升时,表明气球内的空气体积变小,根据气体的热胀冷缩可知此时气温下降。
3.(情境-学习生活)(2025·江苏南京·二模)在水平桌面上堆放一摞相同的书,所有书的总重力为30N,最下面书与桌面的接触面积为600cm2,此时书对桌面的压力是由_________的形变产生的,它对桌面的压强为_________Pa。若从这一捆书中水平抽出A或B中任一本书,抽出_________书更容易。此现象表明滑动摩擦力的大小与_________有关。
【答案】 书 500 A 压力大小
【详解】[1]书对桌面的压力中,书发生形变后要恢复原状,对桌面产生压力的作用,故书对桌面的压力是由书的形变产生的。
[2]书对水平桌面的压力等于所有书的总重力,即,桌面的受力面积等于最下面书与桌面的接触面积,即,故书对桌面的压强为
[3][4]图中A、B两本书的粗糙程度相同,A书受到的压力小于B书受到的压力,则抽出A书时受到的摩擦力小,所以抽出A书更容易,此现象表明滑动摩擦力的大小与压力的大小有关。
4.(2025·江苏南京·三模)木雕是工匠智慧和艺术修为的价值体现,锯木、刨料、风干、雕刻、开榫、组装、打磨、油漆,每一环节都讲究科学的工艺流程。木头风干时,成垛交叠,留有空隙,可以加快木头中水分的_______(填物态变化)。如图,用刻刀雕刻木头是利用刻刀的_______比木头大的物理属性。打磨木雕过程中,将粗砂纸换成细砂纸,可以减小砂纸与木头间的_______力,闻到淡淡的木香说明__________。
【答案】 汽化 硬度 摩擦 分子在不停的做无规则运动
【详解】[1]木头中的水分变成水蒸气散发到空气中,这是液态水变为气态水蒸气的过程,物态变化名称是汽化。成垛交叠留有空隙,是为了增大空气流速,从而加快水分的汽化。
[2]刻刀能在木头上留下痕迹,但木头不能在刻刀上留下痕迹,说明刻刀的硬度比木头大。
[3]将粗砂纸换成细砂纸,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力。
[4]闻到淡淡的木香,这是扩散现象,是由于木香的分子在不停地做无规则运动造成的。
5.(2025·江苏南京·一模)利用矿泉水瓶做以下实验。
(1)如图甲,瓶盖的直径为________ cm;
(2)如图乙,用一根细绳拉着空瓶在桌面上做圆周运动,空瓶的运动状态________(选填“发生”或“没有”)变化;
(3)装水的瓶子和小车一起静止在水平面上,某时刻水面出现了如图丙所示情形,说明瓶子和小车一起突然水平向________运动;
(4)如图丁,往吸管B中吹气,则吸管A中的水面________(选填“上升”、“下降”或“不变”)。
【答案】(1)3.00 (2)发生 (3)右 (4)上升
【详解】(1)由甲图知道,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以1个小格代表的是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;瓶盖左侧与5.00cm对齐,右侧与8.00cm对齐,所以瓶盖的直径为
(2)用一根细绳拉着空矿泉水瓶在桌面上做匀速圆周运动,由于矿泉水瓶的运动方向始终在改变,所以,空矿泉水瓶的运动状态发生改变。
(3)装水的瓶子和小车一起静止在水平面上,瓶子和小车一起突然水平向右运动,水由于惯性保持原来的运动状态,水面会向左倾。
(4)往B管中吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到大气压向上的压强大于向下的压强,液面上升。
6.(2025·江苏南京·一模)我国科学团队研制出的一款柔性显示玻璃,厚度仅有0.03________(选填“mm”或“μm”),创造出新的世界纪录,如图所示,手指用力压这种玻璃会使其弯曲,玻璃能够弯曲是由于________(选填“手”或“玻璃”)形变而产生了力,这种玻璃常应用于折叠屏手机,手机是通过________波来传递信息的,其在真空中的传播速度为________m/s。
【答案】 mm 手 电磁
【详解】[1]我国科学团队研制出的一款柔性显示玻璃,以um单位过于小,因此厚度约0.03mm。
[2]由题意可知,手对玻璃的压力使玻璃弯曲,手对玻璃的压力属于弹力,是由手发生形成而产生的。
[3][4]电磁波可以传递信息,可以在真空中传播,因此手机是通过电磁波传递信息,且在真空中的传播速度为3×108m/s。
7.(2025·江苏无锡·一模)如图所示,在探究阻力对物体运动的影响实验中,小明使小车从斜面上同一位置由静止释放,目的是使小车________;小明再利用传感器得到小车在斜面和三种不同材料的水平面的图像如图A、B、C所示,根据图像分析可得:小车在水平面运动过程中所受阻力越小,速度减小得越________(选填“快”或“慢”);若小车在绝对光滑的水平面上运动,传感器输出的图像应为图D中的________(填序号)图线。
A.斜面和毛巾表面
B.斜面和棉布表面
C.斜面和木板表面
D.斜面和绝对光滑表面
【答案】 下滑到水平面的速度相同 慢 ②
【详解】[1]在探究阻力对物体运动的影响实验中,为了使小车下滑到水平面的速度相同,需要使小车从斜面上同一位置由静止释放。
[2][3]由图可知,木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,小车在木板表面上通过的距离最长,速度减小得最慢,分析可得:小车在水平面运动过程中所受阻力越小,速度减小得越慢;若小车在绝对光滑的水平面上运动,小车的速度不会变小,将做匀速直线运动,传感器输出的v-s图像应为图D中的②图线。
8.(2025·江苏南京·一模)如图所示,无人机通过_______(选填“超声波”或“电磁波”)与控制中心联系,旋翼旋转对空气施加向下的力,从而获得升力,说明力的作用是_______的。无人机升空过程中,重力势能_______。若无人机下方用一根绳子悬挂重物,不考虑空气阻力,在无人机和重物一起斜向右上方匀速直线飞行过程中,悬挂重物的绳子_______(选填“会”或“不会”)偏离竖直方向。
【答案】 电磁波 相互 增大 不会
【详解】[1]电磁波的传播不需要介质,无人机通过电磁波与控制中心联系。
[2]旋翼旋转对空气施加向下的力,空气反过来给飞机向上的力的作用,从而获得升力,说明力的作用是相互的。
[3]无人机升空过程中,质量不变,高度升高,重力势能变大。
[4]若无人机下方用一根绳子悬挂重物,不考虑空气阻力,在无人机和重物一起斜向右上方匀速直线飞行过程中,悬挂重物的绳子对重物的拉力与重物的重力是平衡力,方向相反,重力的方向竖直向下、绳子对重物的拉力方向竖直向上,则悬挂重物的绳子不会偏离竖直方向。
9.(2025·江苏南京·一模)2025年初,《哪吒2》电影票房跃居全球动画票房榜第一名。哪吒的风火轮通过向后喷出高速气体飞行,运用了_________原理;哪吒乘地铁需要安检,应用了X射线成像原理,X射线属于_________波;轨道旁有安全提示“请在黄线外等候”,其原因可以用流速越大,压强越_________来解释。
【答案】 力的作用是相互的 电磁 小
【详解】[1]风火轮通过向后喷出高速气体时,对气体提供了一个向后的力,由于力的作用是相互的,气体会对风火轮提供一个向前的力,带着哪吒一起向前运动。
[2]根据电磁波频率的大小不同,电磁波可以分为很多种类,其中X射线也是电磁波的一种。
[3]火车进站时会带动火车旁边的气体一起快速运动,若人在黄线以内,人靠近火车一侧的气流速度大,压强小,远离火车一侧的气流速度小,压强大,人就会在大气压的作用下向火车靠近,容易造成事故。
10.(2025·江苏南京·一模)如图所示,A和B两个材料相同的硬质正方体分别以甲、乙、丙三种方式放置在相同的水平面上做匀速直线运动,其速度关系是v1<v2<v3,则乙、丙中推力关系是F2______F3(选填>、<或=,下同);甲、乙中A受到的摩擦力f1______f2;乙、丙中B下表面受到的摩擦力f2′_______f3′。
【答案】 = < <
【详解】[1]以甲、乙、丙三种方式放置在相同的水平桌面上做匀速直线运动时,把AB看作一个整体,则它们的重力相同,与桌面的接触面的粗糙程度相同,整体受到的摩擦力是相同的,整体做匀速直线运动,则推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,即 F1=F2=F3。
[2]图甲中,物体A对地面的压力等于A的重力;图乙中,A对地面的压力等于AB的总重力,接触面的粗糙程相同,而压力越大,摩擦力越大,则f2>f1。
[3]对于图乙,B与A之间没有发生相对运动的趋势,所以B受到的摩擦力为0;对于图丙,B对地面的压力等于AB的重力之和,其他条件相同,压力越大,受到的摩擦力越大,故f2′<f3′。
11.(2025·山东东营·一模)如图所示,这是节选自我国古代科技著作《天工开物》中的“场中打稻”的情景,将稻穗抓起,用力摔打在板壁上,这时,_______由运动变为静止,而_______由于惯性继续保持原来的运动状态,所以能将稻粒从稻秆上打落下来。(填“稻杆”或“稻粒”)
【答案】 稻秆 稻粒
【详解】[1][2]当摔打稻秆时,原来都是运动的,撞击板壁时,稻秆由运动变为静止,而稻粒由于惯性继续保持原来的运动状态,所以能将稻粒从稻秆上打落下来,这是利用稻粒的惯性。
12.(2024·江苏南京·一模)如图甲所示,两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上,在水平拉力F1=15N的作用下,一起向右做匀速直线运动,则a受到的摩擦力为_________N;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,则F2=_________N,a对b的推力的功率是_________W。
【答案】 0 15 1.5
【详解】[1]a、b一起向右做匀速直线运动,所以a、b没有相对运动的趋势,a、b间没有摩擦力,则木块a受到的摩擦力大小为0。
[2]甲图,a和b整体在水平方向上受到水平向右的推力F1和水平向左的滑动摩擦力,整体做匀速直线运动,这两个力是平衡力,大小相等,F1是15N,所以整体受到地面的滑动摩擦力是15N;从甲图到乙图,改变a和b的放置情况,压力大小不变,接触面粗糙程度不变,a和b整体受到的滑动摩擦力不变,所以乙图的滑动摩擦力大小还是15N;整体仍然做匀速直线运动,故乙图中推力F2大小是15N。
[3]a、b在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,由于b对地面的压力为a、b的总压力的一半,接触面粗糙程度不变,则a对b的推力等于F2的一半,为7.5N,则a对b的推力的功率
13.(2025·江苏南京·二模)立定跳高可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程.图为某运动员下蹲后在蹬伸过程中所受地面支持力F随时间t变化的关系.据图可知,该运动员受到的重力为_____N;他在_____(填“t1”“t2”或“t3”)时刻获得向上的最大速度.
【答案】 500 t3
【详解】第一空.运动员下蹲后、蹬伸前处于静止状态(图中0﹣t1这段时间),其受力平衡,重力和支持力平衡,二力的大小相等,则由图像可知运动员的重力:G=F=500N;
第二空.运动员受到地面的支持力F方向向上,运动员的重力G方向向下;
由图像可知:
t1﹣t2内,F>G,运动员所受合力向上,运动员向上加速运动,其速度增大.
t2﹣t3内,F>G,运动员所受合力向上,运动员继续向上加速运动,其速度增大.
t3﹣t4内,F<G,运动员受到合力向下,由于惯性运动员还是会继续向上运动但是向上的速度会减小;
所以,t1﹣t3过程,运动员的速度一直增大;t3﹣t4是减速,故t3时刻获得最大速度.
题型二 简单机械和功、功率、机械效率
14.(2025·江苏南京·一模)如图所示,利用动滑轮匀速提升物体,已知物重400N,动滑轮重60N,在100s内将物体提升10m,此过程中动滑轮的机械效率为80%,有用功为_______ J,拉力的功率为_______ W,克服动滑轮重所做的功占总功的_______ %。
【答案】 4000 50 12
【详解】[1]根据做功的计算公式可得,此过程中的有用功为
[2]根据机械效率的计算公式可得,拉力做的总功
根据功率的计算公式可得,拉力做功的功率为
[3]根功的计算公式可得,提升动滑轮做的额外功为
由题意可得,克服动滑轮重所做的额外功占总功的百分比为
15.(2025·江苏南京·一模)如图所示,用滑轮组提升重物时,用大小为F1的拉力将重400N的物体在10s内匀速提升了2m。已知动滑轮重为100N(不计绳重和摩擦),则滑轮组的机械效率为________%,拉力F1做功的功率为________W。如利用该装置使该物体沿竖直方向匀速下降时,绳子自由端的拉力F2,则F1 _________F2(选填 “大小”、“等于”或“小于”)
【答案】 80 100 等于
【详解】[1]滑轮组由2段绳子承担,拉力
拉力移动距离为S=4m,物体重力G=400N,物体移动距离h=2m,时间t=10s,
滑轮组的机械效率为
[2]拉力F1做功的功率为
[3]如利用该装置使该物体沿竖直方向匀速下降时,绳子自由端的拉力F2,因为匀速所以受力平衡,动滑轮仍然有两段绳子承担,拉力F1等于F2。
16.(2025·江苏南京·二模)用如图所示的动滑轮匀速提升质量为30kg的物体,5s内提升了2m,动滑轮重15N,拉力F为200N,则有用功为_________J,绳子自由端移动的速度为________m/s,拉力的功率为________W,动滑轮的机械效率为________。(g取10N/kg)
【答案】 600 0.8 160 75
【详解】[1]物体的重力为
有用功为
[2]由图可知,承担物重的绳子段数为n=2,动滑轮省力费距离,绳子自由端移动的距离
绳子自由端移动的速度为
[3]由可知,拉力的功率为
[4]动滑轮的机械效率为
17.(2025·江苏南京·三模)如图甲,用定滑轮将重物匀速提升50cm,滑轮重40N.整个过程中,有用功和额外功的大小如图乙,则物重为_________,绳端的拉力大小为_________N,该滑轮的机械效率为_________,克服绳重和摩擦所做的额外功为_________J.
【答案】 500 80% 50
【详解】[1]已知,,根据可得,
[2]由图乙可知,克服绳重和摩擦力所做的额外功,则绳端的拉力做的总功
使用定滑轮时,绳端移动的距离等于物体上升的高度,即
根据可得,绳端的拉力
[3]由图乙可知,,
根据机械效率公式可得,滑轮的机械效率为。
[4]定滑轮的额外功仅来自绳重和摩擦(滑轮未被提升,无需克服滑轮重做功),因此图乙中额外功即为克服绳重和摩擦的功。
18.(2025·江苏南京·三模)用如图所示的滑轮组提升货物,已知动滑轮重30N,货物重360N,货物上升速度是0.3m/s,拉力F的功率是180W(不计绳重)。则滑轮组的机械效率是__________,货物上升3m过程中,装置的额外功是__________J。当所提的物体变重时,滑轮组的机械效率将__________。
【答案】 60% 720 增大
【详解】[1]由图知,滑轮组由3段绳子承担物重,所以手拉绳子的速度为
由可知,作用在绳子自由端的拉力为
滑轮组的机械效率为
[2]绳子自由端拉下的长度为
拉力做的总功为
有用功为
装置的额外功为
[3]根据机械效率公式
可知,当所提的物体变重时,有用功增大,则滑轮组的机械效率将增大。
19.(2025·江苏南京·一模)如图所示,用12N的拉力沿竖直方向匀速拉起重为20N的重物,物体上升0.1m所用时间为4s,此过程中拉力做的有用功为________J,拉力的功率为________W,动滑轮的机械效率为________%,重物的机械能将________。
【答案】 2 0.6 83.3 增大
【详解】[1]有用功为
[2]动滑轮有效绳子段数,则绳子自由端移动距离为
则总功为
则拉力的功率为
[3]动滑轮的机械效率为
[4]重物匀速上升,质量不变,速度不变,则动能不变,高度增加,则重力势能变大,所以机械能变大。
20.(2025·江苏南京·一模)如图所示,滑轮重50N,工人用250N的拉力,在30s内将重为400N的物体匀速提高了6m。此过程中的有用功为_______J,额外功为_______J,滑轮的机械效率为_______%,工人做功的功率为_______W。
【答案】 2400 600 80 100
【详解】[1]克服物体重力所做的功是有用功,大小为W有用=Gh=400N×6m=2400J
[2]由图可知,使用的是动滑轮,绳端移动的距离为s=nh=2×6m=12m
拉力所做的总功为W总=Fs=250N×12m=3000J
额外功为W额外=W总-W有用=3000J-2400J=600J
[3]滑轮组的机械效率为
[4]工人做功的功率为
21.(2025·江苏南京·一模)如图所示,用20N的拉力F通过滑轮组将40N的重物在2s内匀速提升1m,在此过程中,拉力做功为________J,拉力的功率是________W,滑轮组的机械效率是_______。
【答案】 60 30 66.7%
【详解】[1]由图可知,动滑轮上绳子的有效股数n=3,绳子自由端移动的距离s=3h=3×1m=3m
拉力做的功W=Fs=20N×3m=60J
[2]拉力的功率为
[3]滑轮组的机械效率是
22.(2025·江苏南京·三模)如图,用一个滑轮在内将的重物匀速提升。已知滑轮重,它的机械效率为,则该过程中做的有用功为_____J,绳端的拉力的功率为______W,克服摩擦和钢丝绳重所做的功为_______J,若重物重力为,机械效率由变为,则_____(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】 480 10 100 >
【详解】[1]提升重物做的有用功为
[2]根据公式可知,1min内,绳端的拉力做的总功为
绳端的拉力的功率为
[3]克服动滑轮重所做的功为
克服摩擦和钢丝绳重所做的功为
[4]在装置使用的过程中总的额外功为
若重物重力为,机械效率
则
所以>。
23.(2025·江苏南京·二模)如图所示,建筑工人用动滑轮匀速提升木箱。已知木箱的重力为480N,所用动滑轮的重力为50N,绳子自由端的拉力F为300N,在0~2s内,木箱被提升高度为2m。则拉力所做的总功为________J,拉力F的功率为________W,额外功为________J,该滑轮的机械效率为________。
【答案】 1200 600 240 80%
【详解】[1]绳端运动的距离为s=nh=2×2m=4m
拉力所做的总功为W总=Fs=300N×4m=1200J
[2]拉力的功率为
[3]克服物体重力所做的有用功为W有用=Gh=480N×2m=960J
额外功为W额外=W总-W有用=1200J-960J=240J
[4]该滑轮的机械效率为
24.(2025·江苏南京·二模)如图甲,用动滑轮将重物匀速提升1m,滑轮重40N。整个过程中,有用功和额外功的大小如图乙,则物重为______,绳端的拉力大小为______N,该滑轮的机械效率为______%,克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的______%。
【答案】 200 125 80 4
【详解】[1]由图乙可知,W有用=200J,根据W有用=Gh,可得物重为
[2]由图乙可知,额外功W额=50J,根据总功与有用功、额外功的关系W总=W有+W额,可得W总=W有+W额=200J+50J=250J
已知该动滑轮绳子段数n=2,根据s=nh,可算出绳子自由端移动距离s=nh =2×1m=2m
依据公式W总=Fs,绳端拉力为
[3]滑轮的机械效率为
[4]已知滑轮重G动=40N,提升高度h=1m,根据W=Gh,可算出克服动滑轮重力做的额外功W额1=G动h=40N×1m=40J
由此可得,克服绳重和摩擦做的额外功W额2=W额−W额1=50J−40J=10J
所以,克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的比例为
25.(2025·江苏南京·二模)如图甲所示,虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组,工人利用该滑轮组,用200N竖直向上的拉力F,将重为480N的物体匀速提高3m,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,已知动滑轮重100N,工人做的额外功为___________ J,该滑轮组的机械效率为___________,拉力F的功率为___________ 。
【答案】 360 80% 300W
【详解】[1]由图乙可知,时间为6s时,绳子自由端移动的距离为9m,物体上升的高度为3m;拉力做的总功为
有用功为
则工人做的额外功为
[2]该滑轮组的机械效率为
[3]拉力F的功率为
26.(2025·江苏南京·二模)用斜面和杠杆均可提升重物。
(1)如图甲,用长为的斜面匀速提升物体,拉力沿斜面向上、大小为,斜面机械效率为,则提升该物体做的总功是________,物体与斜面间的摩擦力是________N;
(2)如图乙,在点用方向始终竖直向上、大小恒为的力拉动杠杆,使重为的物体匀速上升(不计摩擦),杠杆机械效率为,则动力作用点上升________,将物体移到点,保持方向不变,再次拉动杠杆使作用点仍然匀速上升相同距离,则与物体挂在A点相比,大小的变化情况是________,机械效率的变化情况是________。
【答案】(1) 2 0.8 (2) 0.5 变小 降低
【详解】(1)[1][2]提升该物体做的总功
额外功为
则物体与斜面间的摩擦力
(2)[1]有用功为
则总功为
则动力作用点上升高度为
[2][3]将物体移到点,保持方向不变,再次拉动杠杆使作用点仍然匀速上升相同距离,则与物体挂在A点相比,阻力臂变小,阻力和动力臂不变,根据杠杆平衡条件可知动力变小;物体上升高度降低,则有用功减小,额外功不变,所以机械效率降低。
27.(2025·江苏南京·一模)如图甲是农民捣谷用的“春”,图乙是其结构示意图.AOB为碓(duì)杆,O为支点,AO长1.5m,OB长0.3m,舂相当于简单机械中的________杠杆,A处连接着碓头,脚踏碓杆的B处可使碓头升高,抬起脚,碓头会落下去击打稻谷,若碓头的重力为30N,每踩一次碓头上升的高度为60cm,则每踩一次克服碓头重力做功是________J,若不计碓杆的重力和摩擦,脚至少用________N的力才可以将碓头抬起,若1min将,B处踩下30次,舂的机械效率为60%,则人做功的功率是________W。
【答案】 费力 18 150 15
【详解】[1]由图乙可知,使用过程中,动力臂OB小于阻力臂OA,根据杠杆平衡条件可知,舂相当于简单机械中的费力杠杆。
[2]每踩一次克服碓头重力做功是
[3]若不计碓杆的重力和摩擦,根据杠杆平衡条件可得
解得
[4]若1min将B处踩下30次,则做得有用功为
效率为60%,人做的总功为
则人做功的功率是
28.(2025·江苏南京·一模)用杠杆和滑轮均可提升重物。
(1)如图甲,在C点用竖直向上的力F1将挂在A点的重为80N的物体匀速提升0.1m,杠杆机械效率为80%,用时2s,则总功的功率是_________W。若不计摩擦和杠杆重,将重物移动到B点,仍在C点用竖直向上的力F2将物体匀速提升,则F1:F2=_________。
(2)如图乙,用滑轮竖直向上匀速提升重物,当重物和滑轮的总重为200N时,滑轮的机械效率为80%,若不计绳重和摩擦,则动滑轮重为_________N,以下方法中能提高该滑轮机械效率的有_________(填序号)。
①增大物体提升高度
②增加物体的重力
③减小动滑轮的重力
④增大匀速提升时的速度
【答案】(1) 5 1:2 (2) 40 ②③
【详解】(1)[1]克服物体重力做的有用功
由可得总功
总功的功率
[2]若不计摩擦和杠杆重,将重物移动到B点,仍在C点用竖直向上的力F2将物体匀速提升,两种情况下动力臂、阻力臂都变小,但动力臂与阻力臂的比值不变,动力F1的大小不变,
(2)[1]不计绳重和摩擦,动滑轮的机械效率
解得
动滑轮重为
[2]增大提升的物重,有用功增大,而额外功几乎不变,有用功与总功的比值增大,则滑轮组的机械效率增大;减小动滑轮的重力,能减小额外功,使有用功在总功中所占的比例增大,则滑轮组的机械效率增大;而增大物体提升高度、增大匀速提升时的速度,不能改变有用功占总功的比例,不会改变滑轮组的机械效率,故②③正确、①④错误。
故选②③。
29.(2025·江苏南京·一模)如1图所示是《天工开物》记载的水碓(duì)(西汉末年出现的机械)水流冲击水轮转动,推动碓尾把碓头的石杵举起、落下,不断舂米,如2图所示:
(1)如2图所示水碓可视为不等臂杠杆,为方便舂米,它是按照______(选填“省力”或“费力”)杠杆来设计的;
(2)水轮一小时可提升质量为3000kg的水升高4m,每分钟流水对水轮做的总功为2400J,忽略摩擦力,水轮的机械效率是______%(保留一位小数)。
【答案】(1)费力 (2)83.3
【详解】(1)由如2图可知,水碓在使用时,动力作用在碓尾,把碓头的石杵举起、落下,这个过程水碓绕O点转动,所以它的支点是O点;由于其动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
(2)水轮一小时可提升质量为3000kg的水升高4m,水轮旋转一小时提升水所做的有用功为
每分钟流水对水轮做的总功为2400J,一小时流水对水轮做的总功为
水轮的机械效率是
30.(2025·陕西西安·一模)如图是商场的自动扶梯,扶梯的阶梯在电动机的带动下匀速上升。某次扶梯承载24人从商场一楼到二楼,用时6s,若24人总重,扶梯的机械效率为80%,则该过程中,扶梯对人做功的功率是______W,扶梯电动机的输出功率为______W。如果站在扶梯上的人数减少,扶梯的机械效率将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 6000 7500 变小
【详解】[1]扶梯对人做功为
W有=Gh=1.2×104N×3h=3.6×104J
扶梯对人做功的功率即有用功的功率为
[2]扶梯的机械效率为80%,根据
可得,扶梯电动机的输出功率即总功功率为
[3]站在扶梯上的人数减少,说明有用功变小,在额外功不变时,有用功在总功中所占的比值会变小,则扶梯的机械效率会变小。
题型三 压强和浮力
31.(2025·江苏南京·一模)用吸管喝牛奶时,发现吸管有一端很尖,这是通过减小_________来增大压强,更容易将吸管插入包装盒中;喝完后又用力吸一下,会发现奶盒变瘪了,说明了_________的存在;若牛奶盒内插入一根吸管A,用另一根吸管B对准A的管口上方吹气,可以看到吸管A中牛奶液面上升,这是因为流体的流速越大,_________。
【答案】 受力面积 大气压 压强越小
【详解】[1]用一端已被削尖的吸管更容易将吸管插入包装盒中,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
[2]喝完牛奶后,又用力吸一下,奶盒内气压减小,外界大气压不变,奶盒在内外压力差作用下,改变了形状,使盒子变“瘪”了,说明了大气压的存在。
[3]若牛奶盒内插入一根吸管A,用另一根吸管B对准A的管口上方吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,液面上升,这是因为流体的流速越大,压强越小。
32.(2025·江苏南京·一模)如图所示,水平桌面上,一个密度为ρ的实心小球,甲、乙是分别盛满密度为、两种不同液体的相同溢水杯.将小球分别放入甲、乙溢水杯中,静止后小球受到的浮力分别为,溢出液体的质量分别为.则:
(1)小球放入溢水杯后,液体对容器底部的压强________;
(2)若小球在甲中沉底,在乙中漂浮,则________(选填“<”、“=”、或“>”,下同);
(3)若小球在甲中漂浮,在乙中悬浮,则________,此时容器对桌面的压强________。
【答案】(1)不变 (2)< (3) = >
【详解】(1)小球放入溢水杯后,液体从溢水杯溢出,液面到容器底部的深度没有发生改变,液体对容器底部的压强不变。
(2)根据浮沉条件可知,小球在甲中沉底,小球受到的浮力与重力的关系为,根据阿基米德原理可知,则,当小球在乙中漂浮,小球受到的浮力与重力的关系为,同理可得,,所以,所以。
(3)[1]小球在甲中漂浮,在乙中悬浮,都受到浮力和重力,都处于平衡状态,是二力平衡现象,即有、,所以。
[2] 根据物体浮沉条件可知,小球在甲中漂浮,在乙中悬浮时,甲乙溢水杯中液体密度的关系分别有、,即,甲乙溢水杯中剩余液体体积关系有,由可知,甲乙溢水杯中剩余液体的质量,所以甲乙溢水杯对桌面的压力,根据可得,在受力面积相同时,甲乙溢水杯对桌面的压强。
33.(2025·江苏南京·一模)小明利用吸管做了以下几个物理小实验。
(1)图甲中,用带负电的橡胶棒能排斥用餐巾纸摩擦过的吸管,说明吸管带________电。
(2)图乙中,用吸管制成的气压计,从山下移到山顶时吸管内的水柱将________。
(3)图丙中,用吸管对着两个乒乓球中间吹气,乒乓球将向________(选填“两边分开”或“中间靠拢”)。
(4)用一根长为20cm的吸管,在吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的两端封闭起来制成密度计,如图丁所示,其中、,该密度计测得某液体的密度为________。
【答案】(1)负 (2)上升 (3)中间靠拢 (4)0.75
【详解】(1)同种电荷相互排斥,图甲中带负电的橡胶棒排斥用餐巾纸摩擦过的吸管,说明吸管和橡胶棒带同种电荷,吸管带负电。
(2)大气压强与高度有关,高度越高大气压强越小,从山下带到山顶,外界大气压减小,瓶内气压基本不变,把液体压入吸管内,吸管内液柱上升。
(3)向乒乓球中间吹气时,乒乓球中间空气流速大,压强变小;在流速小的地方压强较大,乒乓球外侧大气压不变,乒乓球外侧压强大于内侧压强,乒乓球向中间靠拢。
(4)因为自制的密度计在两个液体中都漂浮,根据物体的浮沉条件可知G物=F浮水=F浮液
由F浮=ρ液gV排可知ρ水gV排'=ρ液gV排''
即ρ水gS(h'-H)=ρ液gS(h'-h)
化简得ρ水(h'-H)=ρ液(h'-h)
代入数据得1g/cm3×(20cm-14cm)=ρ液(20cm-12cm)
解得ρ液=0.75g/cm3。
34.(2024·江苏南京·二模)(1)如图甲所示,小红在吸管的一端缠绕一些铜丝制成一个简易密度计(不考虑铜丝体积),将其分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面的长度为d。密度计在水中时d1=12cm,浮力大小为F1;在煤油中时(d2=10cm,浮力大小为F2,则F1与F2的大小关系是:F1________F2。若将该密度计放入密度为1.25g/cm3的液体中,则d=________cm(ρ煤油=0.8g/cm3);
(2)小红想知道所用铜丝的直径,用如图乙的方法,测得20圈铜丝线圈的长度为________cm,则铜丝的直径为________mm。
【答案】 = 13.6 1.60 0.8
【详解】(1)[1]密度计在水、煤油中均竖直漂浮,受到的浮力均等于重力,则
[2]若将该密度计放入密度为1.25g/cm3的液体中,密度计漂浮在液体表面,则受到的浮力等于重力,则密度计在水中受到的浮力等于密度计在液体中受到的浮力,由得
,
即
,
解得密度计原长为
吸管露出液面的长度为
(2)[3]小红想知道所用铜丝的直径,用如图乙的方法,测得20圈铜丝线圈的长度为
[4]铜丝的直径为
35.(2025·江苏南京·二模)如图所示为小明用塑料瓶A和壁厚不计的圆柱形玻璃瓶B制作的“浮沉子”(A瓶口密闭,B瓶开口并倒置),B瓶横截面积为,此时B瓶漂浮在水面上,测得B瓶内外水面高度差,A瓶内水面到B瓶口高度差。
(1)空瓶B的质量为________g。
(2)用力挤压A瓶,水进入B瓶,静止后B瓶仍漂浮,此过程________(选填“增大”、“减小”或“不变”,下同)、________。
(3)用更大的力挤压A瓶,直至B瓶沉底,此过程B瓶所受浮力的变化情况是____________。
【答案】(1)4.5 (2)不变 增大 (3)先增大后不变
【详解】(1)瓶和水都漂浮,浮力等于重力,,即
即
(2)[1]由上题结论,即,玻璃瓶B的质量和底面积,水的密度都没有发生变化,所以h1不变。
[2]用力挤压A瓶,水进入B瓶,浮沉子所受重力大于它受到浮力,于是向下沉,h2增大,最终还是漂浮。
(3)用更大的力挤压A瓶,水不断进入B瓶,B瓶开始时仍漂浮,浮力等于重力,随着水进入,重力增大,浮力也增大。
当B瓶浸没时,B 瓶排开液体的体积不变(浸没时等于B瓶的容积),根据,都不变,所以浮力不变。
故浮力先增大后不变。
36.(23-24八年级下·全国·期末)A、B两只轻质薄塑料袋,其中一只装有酒精,另一只装有等质量的盐水,分别放入置于水平桌面上的甲、乙两个相同容器中,容器中装有等质量水的,A静止时如图所示,则A塑料袋内装的是 ___________。若将两塑料袋内的空气排尽后密封,重复上述操作,待其在水中静止时,A、B两袋液体受到的浮力分别为FA和FB,两容器中水对容器底的压强分别为P甲和P乙,两容器对桌面的压强分别为P'甲和P'乙,则它们的大小关系为FA___________FB,P甲___________P乙,P'甲___________P'乙。
【答案】 盐水 < < =
【详解】[1]根据图示可知,A静止时处于漂浮状态,受到的浮力等于自身的重力;根据阿基米德原理可知,浮力大小等于排开的水的重力;根据图示可知,A排开的水的体积大于液体的体积,根据可知,液体的密度大于水的密度,所以A塑料袋中装的是盐水。
[2][3]若将两塑料袋内的空气排尽后密封,重复上述操作,水的密度不变,所以B塑料袋在水中漂浮;盐水的密度大于水的密度,则A塑料袋在水中下沉;根据物体的浮沉条件可知,B塑料袋受到的浮力等于自身的重力,A塑料袋受到的浮力小于自身的重力,A、B塑料袋中液体的质量相同,重力相同,所以A塑料袋受到的浮力小于B塑料袋受到的浮力,即FA<FB;根据阿基米德原理可知,B塑料袋排开的水的体积大,水面上升的高,根据可知,两容器中水对容器底的压强分别为P甲<P乙;
[4]容器相同,水的质量相同,A、B塑料袋及液体的质量相同,前后两次的总质量相同,根据可知,总重力相同,所以两容器对桌面的压力相同,受力面积相同,根据可知两容器对桌面的压强大小相同,即P'甲=P'乙。
37.(2025·江苏南京·三模)如图所示,水平桌面上甲、乙两相同的容器中装有等体积的不同液体(密度分别为、,均大于水的密度)。将同种材料制成的实心物体、分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面再次相平,则液体密度_____,物体所受浮力_____。若从两容器中抽走等质量的液体(A、B不触底),则容器底部受到液体压强的变化量__________;若同时向两容器中加入等质量的水直至悬浮,则两物体受到的浮力的变化量__________(四空均选填“”“”或“”)。
【答案】 > > = <
【详解】[1]将同种材料制成的实心物体、分别放入甲、乙两容器中,说明实心物体A、B的密度相同,在甲容器中,物体A漂浮,则,乙容器中,物体B悬浮,故,故。
[2]没有放物体前,甲、乙液体的体积相同,放入物体后,静止时两容器中的液面再次相平,说明, 根据可知,由于,故。
[3]若从两容器中抽走等质量的液体(A、B不触底),则容器底部受到液体压强的变化量,故。
[4]加水前,A漂浮,A所受的浮力等于A物体的重力,加了等质量的水直至悬浮,此时A所受的浮力仍然等于A物体所受的重力,故;加水前,B悬浮,甲、乙液体的密度都大于水,加水后,乙液体的密度变小,物体B所受的浮力变小,物体B将沉底,故。
38.(2025·江苏南京·一模)两个相同的柱形容器放在水平桌面上,里面分别装有质量相等的甲、乙两种液体,将A、B两个质量相等的实心球放入甲液体中,静止时两球状态如图所示。若将这两球放入乙液体中静止时均漂浮,A、B两球排开乙液体的体积分别为VA排、VB排,则VA排______VB排。甲、乙两液体对容器底的压强分别为p1、p2,两容器对桌面的压强分别为p1'、p2', 则p1_______p2, p1'______p2'。若甲液体是水,且B球分别在甲、乙两液体中所受浮力之比为5:6, 则B球密度ρB=_________kg/m3。
【答案】 = < = 1.2×103
【详解】[1]A、B的质量相等,将这两球放入乙液体中静止时均漂浮,所受浮力等于重力,根据知道,A、B所受的浮力相等,由知道,A、B排开液体的体积相等,即
[2]将A、B两个质量相等的实心球放入甲液体中,由图可知,A球漂浮,B球沉底,根据物体浮沉条件知道,B所受的浮力小于B的重力,则A、B在甲液体中所受的总浮力小于它们在乙液体中所受的总浮力,由力的相互性知道,A、B对甲液体的压力小于它们对乙液体的压力,液体对柱形容器底的压力等于液体的重力和A、B对液体的压力之和,故甲液体对容器底的压力小于乙液体对容器底的压力,由 知道,甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强,即
[3]容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的总重力,根据F=G=mg知道,两容器对桌面的压力相等,由 知道,两容器对桌面的压强相等,即
[4]B球在水中沉底,排开水的体积等于B的体积,B球在乙中漂浮,所受浮力等于重力,根据、知道,
则B球的密度
39.(2025·江苏南京·一模)如图所示,水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种液体,将棱长分别为5cm和8cm的A、B两个正方体,按图示方式放入液体中,待静止后,B刚好浸没在甲液体中,A刚好浸没在乙液体中,且两杯中液面恰好相平。甲、乙液体对杯底的压强分别为p1和p2,排开液体的质量分别为m1和m2,两烧杯对水平桌面的压力分别为F1和F2,则它们的大小关系为:p1______p2,m1______m2,F1______F2(均选填“>”“=”或“<”)。若乙为水,则A和B的总质量为______kg。
【答案】 < = < 0.125
【详解】[1]把A、B两物体看成一个整体,由图知,该整体在两液体中都处于漂浮状态, 由漂浮条件可知F浮=GA+GB
所以该整体在两液体中受到的浮力相等; 由图知V排甲=VB,V排乙=VA
由题意知VA<VB, 所以V排甲>V排乙; 液体中受到的浮力相等,且排开甲液体的体积较大,由F浮=ρ液gV排可知,两液体的密度关系ρ甲<ρ乙,已知两液体的深度h相同,由p=ρgh可知,甲液体对杯底的压强小于乙液体对杯底的压强,即p1<p2。
[2]因整体受到的浮力相等,由阿基米德原理知排开液体的重力相等,由G=mg知排开液体的质量相等,即m1=m2。
[3]两容器中液面恰好相平且容器相同,则液体与物块排开液体的体积之和相同,但V排甲>V排乙,所以甲液体的体积较小,又知ρ甲<ρ乙,则根据G液=m液g=ρ液gV液
可知,甲液体的重力较小;整个容器水平桌面的压力F=G容+GA+GB+G液
因容器相同、其重力相同,且A、B两物体的重力不变,甲液体的重力较小,所以,装甲液体的容器对水平桌面的压力较小,即F1<F2。
[4]若乙为水,A和B的总重力GA+GB=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.05m)3=1.25N
A和B的总质量
题型四 欧姆定律综合应用
40.(2025·江苏南京·二模)在课外实践制作活动中,小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤,电路如图甲所示.电源电压恒为6V,电阻R0为60Ω,压敏电阻Rt的阻值随压力变化如图乙所示.O点是杠杆OAB的支点,托盘固定在B点,AO∶BO=1∶4,托盘及杠杆组件的质量忽略不计.
(1)该电子秤托盘中没有放入物体时,压敏电阻Rt的阻值为________Ω,电压表的示数为________V,电子秤最大测量值是________kg.
(2)若电压表示数为2V,则电子秤此时的测量值为________kg,由推理可知电子秤的刻度________(选填“均匀”或“不均匀”).
【答案】(1) 300 1 10 (2) 7.5 不均匀
【详解】(1)[1] [2]根据图乙所示的压敏电阻特性曲线,当托盘没有放入物体时(压力为0N),压敏电阻Rt的阻值为300Ω。此时电流
那么电压表的示数
[3]压力越大,压敏电阻Rt的阻值越小,定值电阻R0分的电压越多,电源电压为6V,当电压表的测量值为最大值3V时,根据分压关系,Rt与R0平分总电压,阻值也相等
根据图乙知,此时对应的压力F=400N,已知AO∶BO=1∶4,根据根据杠杆的平衡条件,B处的压力
故测量的最大质量
(2)[1]当电压表示数为2V时,R0两端电压为2V,电路电流
根据分压关系压敏电阻的电压Ut=6V-2V=4V
压敏电阻的阻值
通过图乙知,120Ω对应压力为300N。
同理根据杠杆的平衡条件,则
质量
[2]电压表示数与总电阻的关系是
故电压表的示数与总电阻的关系为反比例函数。
但通过整理上面的关系式
说明电压表的示数与电阻Rt的阻值不是正比例函数,因此电子秤的刻度不均匀。
41.(2025·江苏南京·模拟预测)图甲为热敏电阻的图像,图乙为用此热敏电阻和电磁继电器组成的一个简单恒温箱温控电路(U为恒压电源),继电器线圈的电阻为,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源,当线圈中的电流大于或等于时,衔铁被吸合,加热器停止工作,实现温控.
(1)恒温箱内的加热器应接在_____(选填“AB”或“CD”)端。
(2)要实现对之间任一温度的控制,该装置恒压电源至少为_____;若恒压电源为,则滑动变阻器的最大阻值至少为_____。
【答案】(1)AB (2) 3.8 170
【详解】(1)由图乙可知,衔铁被吸合,加热器停止工作,此时工作电路中AB被断开连接,故加热器应接在AB端。
(2)[1]已知线圈电阻为,线圈电流最小为
由图甲可知,热敏电阻的阻值随温度升高而降低,由串联分压可知,热敏电阻的阻值越大,分得的电压越大,所以当温度为50℃时,热敏电阻的阻值是90Ω,则恒压电源的电压至少为
[2]若恒压电源U为6V,此时电路中的总电阻为
当温度为150℃时,热敏电阻的阻值为30Ω,所以热敏电阻的阻值为30Ω,变阻器接入电路的阻值最大,变阻器的最大阻值
42.(2025·江苏南京·二模)图甲是小明设计的电子体重秤的简化电路图。R0为定值电阻,压力传感器踏板受到压力后,其阻值R随所受压力F的变化而改变,如图乙所示,并导致电路中的电流发生改变,通过改写电流表表盘数值后可直接读出所称物体的质量。闭合开关S,小明站上踏板并最终静止在踏板上,电流表的示数Ⅰ随时间t变化的图像如图丙所示。已知电源电压U=12V,定值电阻R0=10Ω,踏板的质量忽略不计。
(1)0~1s时间内,小明尚未站上踏板,图丙中I1的大小为______A;
(2)小明的质量为______kg;
(3)电流表表盘上0.5A刻度线应标为______kg,改写后电流表表盘上的刻度是______(选填“均匀”或“不均匀”)。
【答案】(1)0.1 (2)50 (3) 80 不均匀
【详解】(1)由图乙可知,压力为零时压力传感器电阻的阻值为110Ω;串联电路总电阻等于各部分电阻之和,此时电路中的总电阻
由欧姆定律可知,此时电路中的电流
(2)由图乙可知,压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系为……①
当R=110Ω时,F=0N,当R'=50Ω时,F'=500N,代入①解得k=-0.12Ω/N,b=110Ω,因此有R=-0.12Ω/N×F+110Ω
由图乙可知,小明静止在踏板上的电路中的电流为0.2A,由欧姆定律可知,此时电路中的电阻
由串联电路的电阻特点可知,此时压力传感器电阻的阻值为
即
解得F小明=500N,因此小明的重力G小明=F小明=500N
由,可知小明的质量为
(3)由欧姆定律可知,电流表表盘上0.5A时,根据欧姆定律可得电路中的电阻为
由串联电路的电阻特点可知,此时压力传感器电阻的阻值为
即
解得F'=800N,此时传感器上物体的重力为G'=F'=800N
物体的质量
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得通过电路的电流
分析函数关系可知电流表的示数与R不成正比,所以改写后它的刻度是不均匀的。
43.(2025·江苏南京·三模)在学校举办的科技周中学生电子设计大赛上,社团同学设计了一个水流速度测定仪,如图是该装置的原理图,其中电源电压为18V,定值电阻为,电流表量程为,电压表量程为,电路中是一根最大阻值为,总长度为的均匀电阻丝,弹簧右端与的滑片以及挡水板相连,当水流速度为0时,滑片刚好处于最左端;如果挡板受到水流向右的冲击力时,滑片会向右移,水流速度每增加,弹簧会伸长量,不计弹簧及导线电阻,电路接触良好且不考虑摩擦,完成以下问题:
(1)器材设计过程中,要求水流速度越大,电表示数也越大,则应该把__________表的表盘改造成水流速度仪的表盘;
(2)在确定相应电表读数所对应的水流速度时,测得:水流速度为时,电流表的示数为;水流速度为时,电流表示数变化了,电压表示数变化了。求:
①的阻值_______;
②水流速度为时的阻值_______;
③水流速度的大小_______;
(3)若适当增大的阻值,其他条件不变,该装置能够测量的水流速度最大值会变__________。
【答案】(1)电流 (2)25Ω 11Ω 2m/s (3)大
【详解】(1)当水流速度增大时,滑片会向右移,滑动变阻器接入的阻值变小,根据串联分压,电压表的示数变小;滑动变阻器接入的阻值变小,总电阻变小,电源电压不变,则电路中的电流变大,电流表的示数变大,要求水流速度越大,电表示数也越大,则应该把电流表的表盘改造成水流速度仪的表盘。
(2)[1]水流速度为时,电流表的示数为;水流速度为时,电流表示数变化了,则此时电路中的电流可能是0.1A,也可能是0.5A;若电路中的电流为0.1A,说明总电阻变大,滑动变阻器接入的阻值变大,故电压表的示数变大,水流速度为时,电流表的示数为,滑动变阻器两端的电压为,则总电压为①
当水流速度为时,电路中的电流为0.1A,总电压为②
由①②联立方程组解得,,
若电路中的电流为0.5A,说明总电阻变小,滑动变阻器接入的阻值变小,故电压表的示数变小,水流速度为时,电流表的示数为,滑动变阻器两端的电压为,则总电压为③
当水流速度为时,电路中的电流为0.5A,总电压为④
由③④联立方程组解得,,
故综上所述,的阻值为25Ω。
[2]当水流速度为时,若电路中的电流为0.1A,,大于电压表的量程,故舍去;
当水流速度为时,若电路中的电流为0.5A,,电阻R的阻值为
故水流速度为时的阻值为11Ω。
[3]水流速度为时的阻值为11Ω,滑动变阻器阻值变小了
根据电路中是一根最大阻值为,总长度为的均匀电阻丝,可知每1cm电阻丝的电阻为,电阻丝的长度变化为
水流速度每增加弹簧会伸长量,则速度变化为2m/s,水流速度的大小为2m/s。
(3)电流表的最大测量值为0.6A,是一个定值,电源电压不变,故总电阻不变,若适当增大的阻值,其他条件不变,R的值会变小,该装置能够测量的水流速度最大值会变大。
题型五 动态电路结合电功电功率类
44.(2025·江苏南京·二模)某家用电热水壶有“加热”、“保温”两挡,其内部电加热器原理电路如图所示,、均为电热丝。开关S断开时,电热水壶处于__________挡。已知,“保温”挡功率为,则__________,“加热”挡功率为__________,“加热”挡正常工作能使标有的电能表指示灯闪烁__________次。
【答案】 保温 435.6 1000 200
【详解】[1]由图可知,开关S断开时,两电阻串联,电路中的总电阻较大,根据可知,电阻越大,功率越小,故开关S断开时电热水壶处于保温挡。
[2]“保温”挡功率为,则保温挡的总电阻为
则
[3]开关S闭合时,被短路,只有接入电路,为加热挡,故“加热”挡功率为
[4]“加热”挡正常工作消耗的电能为
电能表指示灯闪烁的次数为
45.(2025·江苏南京·二模)如图所示电路,电源电压恒定,为定值电阻,为电阻箱。只闭合开关S、,调节电阻箱,电流表示数为0.3A时,电压表示数为7.2V,则的阻值为______Ω;继续调节电阻箱,当接入电路的阻值为12Ω时,电流表的示数为0.25A,则电源电压为______V,定值电阻工作1min消耗的电能为______J。只闭合开关S、,调节电阻箱,当接入电路的阻值为6Ω时,电压表示数为6V,此时电路消耗的总功率为______W。
【答案】 24 9 90 4.5
【详解】[1]由图可知,只闭合开关S、,电阻R0和电阻箱R1串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量电阻R0的电压,的阻值
[2][3]电源电压U=IR总=I(R1+R0)=0.25A×(12Ω+24Ω)=9V
定值电阻工作1min消耗的电能W=I2R0t=(0.25A)2×24Ω×60s=90J
[4]只闭合开关S、,灯泡L和电阻箱R1串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡的电压,通过电路的电流
此时电路消耗的总功率为
46.(2025·江苏南京·一模)某两挡位电热器,额定电压为220V,高温挡功率为2200W。 其内部两个电阻均为材料和长度相同的圆柱体,阻值可能为22Ω或44Ω。内部结构可能如图甲或图乙所示。
(1)两电路图中的M接线柱应接进户线中的______线。
(2)处于低温挡的电热器单独工作3min,图丙的电能表指示灯闪烁110次,这一过程中电热器消耗电能______J,低温挡功率为______W;
(3)若内部结构为图乙,则 R4 =______Ω;
(4)采用图______方案可以节省电阻材料。
【答案】(1)火 (2) 1.98×105 1100 (3)44 (4)乙
【详解】(1)为了用电安全,家庭电路中,控制用电器的开关应该与火线相连,所以两电路图中的M接线柱应接进户线中的火线。
(2)[1]由图丙可知,电路中用电器每消耗1kW•h电能,电能表的指示灯闪烁2000次, 则电能表的指示灯闪烁110次,电热器消耗的电能
[2]电热器保温挡的电功率
(3)由图乙可知,当开关S3、S4都闭合时,R3、R4并联,根据并联电路的特点可知,此时电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,电热器处于高温挡; 当开关S3闭合、S4断开时,只有R4工作,电路的总电阻最大,总功率最小,电热器处于保温挡; 由可知,R4的阻值
(4)由图甲可知,当开关S1闭合、S2断开时,R1、R2串联,根据串联电路的特点可知,此时电路的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,电热器处于保温挡; 当开关S1、S2都闭合时,只有R1工作,电路的总电阻最小,总功率最大,电热器处于高温挡; 由可知,R1的阻值
由于两个电阻均为材料和长度相同的圆柱体,由于R1的阻值小于R4的阻值,则R1的横截面积要比R4的横截面积大,所以方案乙更节省电阻材料。
47.(2025·江苏南京·三模)图甲是某品牌牛奶加热器,其简化电路图如图乙所示.当开关转到不同触点1、2、3时,加热器可以实现高温消毒、保温、加热三个不同挡位.调至加热挡时,牛奶加热器的功率为.已知牛奶的比热容,,消毒挡的功率为保温挡的。将、初温为牛奶置于加热器中,用加热挡对对牛奶加热,后可以将牛奶加热到。
(1)加热器工作时,电阻丝是通过__________方式增加内能;
(2)加热牛奶的过程中消耗的电能能让标有“3000imp/(kW·h)”字样的电能泵指示灯闪烁________次;
(3)牛奶加热过程中,加热器的加热效率是_____%;
(4)若要使保温挡的功率提升,其他挡位功率不变,则调整后的阻值为__________
【答案】(1)做功 (2)20 (3)62.5 (4)33
【详解】(1)增加内能的方式有两种,分别是做功和热传递,加热器工作时,电阻丝是通过做功方式增加内能的。
(2)由题可知,加热牛奶2min,根据公式可知,消耗的电能为
能让标有“3000imp/(kW·h)”字样的电能泵指示灯闪烁的次数为
(3)牛奶在加热过程中,根据公式可知,牛奶吸收的热量为
则加热器的加热效率为
(4)由题可知,当开关转到不同触点1、2、3时,加热器可以实现高温消毒、保温、加热三个不同挡位,则当开关转1时,电路中只有电阻R1,为高温消毒挡,高温消毒挡的功率为……①
当开关转2时,电路中电阻R1、R2和R3串联,为保温挡,根据公式可知,保温挡的功率为……②
由题可知,消毒挡的功率为保温挡的5倍,则,又因为
联立①②可得:……③
当开关转3时,电路中电阻R1和R3串联,为加热挡,根据公式可知,加热挡的功率为……④
因为加热功率为200W,代入④中,可得……⑤
联立③⑤可得:
现使保温挡的功率提升,则保温挡的功率变为
根据公式可知,提升后保温挡的总电阻为
因为其他挡位功率不变,所以电阻R1和R3不变,则调整后的阻值为
48.(2025·江苏南京·三模)在如图所示电路中,电源电压恒定,是定值电阻,小灯泡规格是“”,滑动变阻器规格是“”,当的滑片位于最右端时,只闭合,灯泡正常发光,再闭合、,电流表的示数变为,则电源电压是________。当只闭合开关时,在内产生的热量是________;只闭合开关,移动滑动变阻器滑片时,的最大电功率是________。
【答案】 6 360 2.5
【详解】[1]由图可知,只闭合S1,当R的滑片P位于最右端时,变阻器连入阻值为0,只有灯泡连入电路中,灯泡正常发光,所以电源电压U=U额=6V
[2]再闭合S2、S3,R0与L并联,电流表测干路电流,示数变为1.1A,此时灯泡仍正常发光,小灯泡L规格是“6V 3W”,小灯泡的额定电流
由并联电路特点可知,通过R0的电流I0=I-IL=1.1A-0.5A=0.6A
所以R0的阻值
当只闭合开关S2时,只有R0连入电路中,在100s内R0产生的热量是
[3]只闭合开关S3,R0与R串联,允许通过变阻器的最大电流为0.5A,由串联电路的电流特点知,电路中最大电流为0.5A,所以R0的最大电功率
49.(2025·江苏南京·二模)如图甲所示的电路中,电源电压不变,灯泡标有“”字样,通过灯泡的电流与电压关系如图乙所示,仅闭合开关,当滑动变阻器滑片从处滑到处时(图中未标出),电流表示数由变为,电压表示数由变为,则________,电源电压________,任意调节滑片,________(选填“能”或“不能”)使灯泡正常发光。若电压表选择量程,电流表选择量程,在保证电路安全的前提下,调整开关状态和滑片位置,整个电路消耗的最大电功率为________W。
【答案】 5 10 不能 30
【详解】[1][2][3]仅闭合开关,灯泡、和滑动变阻器串联,电压表测电压,电流表测电路电流。滑动变阻器滑片在处时,电流表示数为,由图乙可知,此时灯泡电压为1V,则电源电压为 ①
滑动变阻器滑片在处时,电流表示数为,由图乙可知,此时灯泡电压为3V,则电源电压为 ②
联立①②,解得电源电压,。灯泡正常发光时,灯泡电压为6V,电流为1A,此时总电阻为
灯泡电阻为
此时滑动变阻器阻值应为
所以任意调节滑片,不能使灯泡正常发光。
[4]电压表选择量程,电流表选择量程,由于灯泡的额定电压小于电源电压,可以闭合S、S1、S2,断开S3,和滑动变阻器并联,电流表测干电流,也可以仅闭合S、S2,电路为R2的简单电路,可以调节滑动变阻器,使电流表最大电流为3A,则整个电路消耗的最大电功率为
50.(2025·江苏南京·一模)如图所示,电源电压恒定,向下移动滑动变阻器 R 的滑片,直至标有“4V 4W”的小灯泡 L 正常发光。已知定值电阻 R0=2Ω,忽略灯丝电阻随温度的变化,则 L 正常发光时的电阻为_________Ω;电压表 V2 示数将_________;R0和 L 功率变化量之比ΔP0∶ΔPL =_________;电压表 V1 和 V2 示数变化量的绝对值之比为_________。
【答案】 4 变小 1∶2 3∶1
【详解】[1]由知道,L正常发光时的电阻
[2]由电路图知道,R0、L、R串联,电压表V1测R0和L两端的总电压,电压表V2测R和L两端的总电压,电流表测电路中的电流;向下移动滑动变阻器R的滑片时,滑动变阻器R接入电路的电阻变小,由串联电路的电阻规律知道,此时L和滑动变阻器R接入电路的总电阻变小,由串联电路的分压原理知道,L和滑动变阻器R两端的总电压变小,即电压表V2示数将变小。
[3]由知道,R0和L功率变化量之比
[4]由U=IR和串联电路的电阻特点知道,电压表V1示数的变化量
由串联电路的电压特点和欧姆定律知道,电压表V2示数的变化量
则电压表V1和V2示数变化量的绝对值之比
51.(2025·江苏南京·一模)如图所示的电路中,电源电压不变。只闭合开关,滑片P移动到最左端,电路安全,电流表示数为;再闭合开关,电流表示数为,且,则甲是________表,乙是________表;只闭合开关,滑片P向右移动时,电表甲的示数________。
【答案】 电压 电流 变小
【详解】[1][2]只闭合S1,滑片P移动到最左端,滑动变阻器接入电路的电阻为0,该电路为R1、R2串联的电路,电表甲并联在R1、R2两端测量,为电压表,电压表测R1、R2两端的电压,电路安全,电流表示数为;再闭合开关,若乙为电压表,测R2两端的电压,电路中的电流不变,不符合题意;再闭合开关S2,电流表示数为,且;说明乙为电流表,电阻R1被短路,闭合S1、S2时,电路为R1的简单电路,电流变大。
[3]只闭合开关,该电路为R1、R2、滑动变阻器串联的电路,电压表测R1、R2两端的电压,滑片P向右移动时,电路中的电阻变大,电流减小,由可知,电表甲的示数变小。
52.(2025·江苏南京·一模)如图所示,电源电压恒定,闭合S1、S2,断开S3,将滑动变阻器R2的滑片P2调到最下端,滑动变阻器R1的滑片P1从最左端滑到最右端,最终总电流为I。闭合S3,断开S1、S2,把滑动变阻器R2的滑片P2从下往上滑,滑到中点时电压表V2的读数为3V,P2移动到最上端时,最大总电流为I'。两次实验中电流表随两电压表变化的关系图像如图所示。以安全为前提,电源电压为_____V。R1的最大电阻为________。前后两次实验的电流比I'∶I=_________。闭合任意开关和调节滑片位置,电路的最大电流与最小电流之差为_________A。
【答案】 6 20 2∶1 0.4
【详解】[1]第一次实验,闭合S1、S2,断开S3时,R1、R2串联,电流表测电路中电流。R1相当于定值电阻接入电路中,R2的滑片P2调到最下端接入电路的阻值最大, R1的滑片P1滑动过程中,电路总电阻不变,电源电压恒定,由欧姆定律知,电路中电流不变,即电流表示数不变。 由图乙知,与U轴平行的图象为电流表A与电压表V1的示数变化图象。P1在左端时,V1测电源电压,此时V1示数最大,由图象知,电源电压U=6V。
[2]第一实验中,P1在最右端时,V1测R2两端电压,此时V1示数最小,由图象知,UR2=4V, 由串联电路的分压原理有
即。第二次实验,闭合S3,断开S1、S2,灯泡与R2串联,电压表V2测灯泡两端电压, 乙图中上方的图线是滑片P2在不同位置电流表A与电压表V2的示数变化图象, R2的滑片P2在最上端时,只有灯泡连入电路中,此时灯泡两端电压最大为6V,电路中电流最大,所以I′=IL=0.2A
P2滑到中点时电压表V2的读数为3V,即灯泡电压UL=3V,由图象知,此时电路中电流I=IL′=IR2=0.15A
由串联电路电压特点和欧姆定律可得
解得R2=40Ω, 所以R1的最大值
[3]由串联电路特点和欧姆定律可得,第一次实验时电路中电流
前后两次实验的电流比
[4]当闭合S2、S3,将变阻器R2的滑片P2调到最上端时,灯泡和变阻器R1的最大电阻并联,此时总电阻最小,则总电流最大,此时灯泡两端电压为6V,由图象可知此时通过灯泡的电流为0.2A, 由并联电路的电流特点和欧姆定律可得最大总电流
当仅闭合S2,将变阻器R2的滑片P2调到最下端时,两个滑动变阻器的最大电阻串联,且由图象可知,此时电路中电流最小, 第一次实验时电路中电流即电路中的最小电流Imin=I=0.1A
所以,闭合任意开关和调节滑片位置,电路的最大电流与最小电流之差为Imax-Imin=0.5A-0.1A=0.4A
53.(2025·江苏南京·二模)如图所示,电源电压大小可调,滑动变阻器R1为“20Ω 0.5A”,R2=10Ω,R3=20Ω,电压表V1和V2的量程均为0~3V,电流表A的量程为0~0.6A。
(1)若调节电源电压至6V,同时闭合S和S1,调节R1使电流表的示数为0.2A,若通电20s,则电路消耗的电能为______J,此时R1接入电路的阻值为______Ω。
(2)再次调节电源电压,只闭合S、S2和S3,在保证电路安全的前提下,R1接入最大阻值和最小阻值时,其电功率分别为P1和P2,且最大阻值是最小阻值的4倍。则此时电源电压为______V,P1与P2的比值为______。
【答案】(1) 24 10 (2) 4.5 1
【详解】(1)[1]同时闭合S和S1,R1与R3串联,电流表测量电路中的电流,调节R1使电流表的示数为0.2A,若通电20s,则电路消耗的电能为
[2]此时R3两端电压为
R1两端电压为
R1接入电路的阻值为
(2)[1]只闭合S、S2和S3,R1与R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压,R1接入阻值最小时,电路中电流最大,电压表V2示数最大,分析题意可知,此时电路中的电流为
此时R1的阻值为
R1接入阻值最大时,电路中电流最小,电压表V1示数最大,此时R2两端的电压为
电路中的电流为
此时R1的阻值为
因为R1最大阻值是最小阻值的4倍,所以由
代入得
解得
[2] R1接入阻值最小时,电路中电流为0.3A,其两端电压为
此时R1的电功率为
R1接入阻值最大时,其两端电压为3V,此时电路中的电流为
此时R1的电功率为
所以P1与P2的比值为
54.(2025·江苏南京·三模)如图所示电路中,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“3V ?W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样,R1是定值电阻,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A.将R2的滑片P移至最左端,只闭合开关S3,断开开关S1、S2,此时电压表示数为U1,R2消耗的功率为P1;向右移动滑片至某点,此时电压表示数为U2,R2消耗的功率为P2。已知U1:U2= 2:3,P1: P2=8:9。只闭合开关S1、S2,断开开关S3,灯泡恰好正常发光,此时电流表示数为0.3A,则电源电压是_________V,R1的阻值大小为_________Ω,U2的大小为_________V,P2大小为_________W。
【答案】 3 10 1.5 0.225
【详解】[1]只闭合开关S1、S2,断开开关S3,电路为灯泡L的简单电路,由此时灯泡恰好正常发光可知,电源电压U=UL额=3V。
[2]只闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器R2与R1串联,电压表测R1两端的电压,R2的滑片P移至最左端时,R2接入电路的电阻最大,滑片从最左端移至某点时,电路中的电流之比
由P=UI=I2R可知,两次R2接入电路的电阻之比
即
串联电路的电压特点和欧姆定律可知,滑片P移至最左端时,电源电压……①
滑片P移至某点时,电源电压……②
由①②解得R1=10Ω。
[3][4]只闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器R2与R1串联,由上面计算知,向右移动滑片至某点,滑动变阻器接入电路的阻值为,又有R1=10Ω,此时电路的总阻值为
所以
则滑动变阻器R2两端的电压为
根据可得,此时R2消耗的功率
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抢分04 填空题(力学和电学类)(南京专用)
抢分预测 抢分秘籍 抢分特训
概述:
2023 - 2025年南京中考物理试卷中,力学部分填空题7题、25分,占全卷满分(300分)的8.3%;题型分布呈“双核主导、稳中进阶、深度耦合”特征,每年固定2 - 3题(8 - 9分),聚焦力与运动、压强浮力、简单机械和功三大板块。电学部分填空题5题、19分,占全卷满分的6.3%;每年1 - 2题(6 - 8分),覆盖电路分析、欧姆定律、电功电功率及动态电路。命题逻辑转向以真实工程情境为骨架、以动态电路为载体、以条件嵌套为机关的复合考查范式,如2025年T18考查复杂动态电路分析,T19以电水壶电路图和铭牌为背景,融合水吸收热量计算、电能表参数计算。
从难度梯度看,此类填空题以基础题和中档题为主,基础题占比约60%,考查基本概念和公式直接应用;中档题占比约35%,侧重知识点综合运用与理解;难题占比约5%,符合中考选拔性与基础性结合的命题原则。
命题趋势呈现“情境真实化、考点综合化、答案标准化”特点。情境真实化表现为题目背景联系生活与科技,让学生在熟悉场景运用物理知识;考点综合化打破单一知识点考查模式,融合多个关联知识点;答案标准化对学生答题规范提出更高要求。
3年考情
抢分依据
2026中考命题预测
2024T16
紧扣二力平衡条件(匀速运动时拉力=摩擦力)、摩擦力影响因素(压力/接触面粗糙程度)、惯性本质(一切物体都有惯性),需准确记忆实验结论(如“匀速拉动”对应二力平衡)和控制变量法应用。
力与运动类:2026年命题预测:结合生活情境(如共享单车刹车、无人机悬停),新增动态过程分析(如加速/减速时受力变化),可能引入图像数据(v-t图对应受力情况),强化概念与现象的关联。
2023T17、2024T15、
2025T17
抢分关键在于建立“四步零失误链”:①读图秒判机械类型与n值;②公式锁定必须带下标,避免混淆G物与G总;③单位强制统一为国际单位;④效率计算必须保留百分数,且最后一空必考效率变化规律,需推导,不可套用原数值。
简单机械和功、功率、机械效率类:2026年将强化“机械效率的动态建模能力”:首现双状态对比题;增加隐含条件识别;引入生活化参数;计算维度升级为“效率—功率—时间”三维联动;答案设置倾向区间值考查估算意识;图示将出现斜拉滑轮组,重点检验学生对“竖直方向匀速”本质的理解——仅G物参与W有计算。
2023T19、2024T17、2025T15
抢分关键在于建立“四不原则”应答规范:①原理表述不缩写;②比较类填空不跳步;③压强变化量Δp必须同步验证ρ液与Δh双变量;④平衡力判定必指明“同一物体、同一直线、等大反向”三要素。所有答案均可从题干图示+已知密度/体积/状态中唯一推出,杜绝主观臆断。
压强和浮力类:2026年该题型将强化“跨模块耦合”与“新教材实验迁移”,大概率出现“压强+浮力+电学传感器”三维整合题。同时,经典模型将升级为“非常规受力分析”,如倾斜液面中的部分浸没物体、多层不混溶液体中悬浮体的压强叠加计算。填空第三空或将引入“误差归因”新形式,呼应新课标“科学探究中评估与交流”要求。
2023T19、2024T18、2024T19、2025T18、2025T19、
抢分核心在于建立“状态—结构—公式—单位”四阶闭环解题链:第一,秒判开关组合对应电路结构;第二,紧扣“电压恒定”前提;第三,电功电功率计算必须统一单位,电能表题务必完成双向换算;第四,比值类问题直接代入已知比例简化运算;第五,改造类设问须锁定“功能约束条件”,仅调整目标变量,杜绝全盘重设。所有答案严格按题干单位格式填写,不写单位、不写过程、不约分错误即失分。
动态电路结合电功电功率类:2026年将强化“双源协同”与“参量可调”新情境:电源由单一恒压拓展为含内阻电源或双电压输出模块,要求考生辨析路端电压变化对挡位功率的影响;引入可变电阻元件替代固定R2,设置温度/光照条件触发挡位自动切换,考查非线性动态分析;电能计量增加现实维度;实验探究味加重,出现逆向设计填空;计算仍坚守整数导向,但会嵌入一个需科学记数法表达的答案,考查规范书写;最后一空大概率设置“定性判断+定量支撑”复合型填空,强调因果表述严谨性。
【考向一】力与运动
1.抓核心概念:牢记牛顿三定律、二力平衡条件等,明确力与运动的因果关系,避免混淆“受力”与“运动状态”。
2.审清题干细节:注意关键词如“匀速直线”“静止”隐含二力平衡,“突然撤力”需分析惯性作用。
3.规范表述:用物理术语作答,如“惯性”而非“惯性力”,“平衡力”而非“相互作用力”。
4.关联生活实例:结合如“汽车刹车”“货物搬运”等场景,快速推导受力与运动状态变化,精准填答。
【考向二】简单机械和功、功率、机械效率
本考向重在概念辨析与定量计算结合。杠杆题必标支点、动力臂/阻力臂,用“F1L1=F2L2”列式前先判断省力/费力类型;滑轮组题紧扣“n为承担物重的绳子段数”,s=nh、v拉=nv物、η=W有/W总=Gh/(Fs)=G/(nF),切忌死记η=G/(nF)而忽略额外功来源(动滑轮重、摩擦);功与功率计算须严守定义:W=Fs(F和s不在同一直线上则无法计算功)、P=W/t=Fv;机械效率永远<1,若算出>100%,必有单位错误或漏计动滑轮重;实验题答“如何提高η”统一答:减轻动滑轮重、加润滑油减摩擦、提升更重物体——三者任写其二即得满分。
【考向三】压强和浮力
压强与浮力抢分靠“模型固化+公式精准+单位归一”。固体压强p=F/S,F一定是接触面所受压力(常≠物重),S取实际受力面积(如履带、图钉尖);液体压强p=ρgh,h为液面下垂直深度,与容器形状无关,计算压力先求p再乘S;浮力必过“四步法”:①判状态(沉底/悬浮/漂浮)→②选公式(称重法F浮=G-F′、原因法F浮=F向上-F向下、阿基米德F浮=ρ液gV排、平衡法F浮=G物)→③定V排(漂浮时V排<V物,悬浮时V排=V物)→④联立求解;易错陷阱:把“浸没”当“漂浮”、混淆ρ液与ρ物、未统一单位(密度用kg/m³、体积用m³)。
【考向四】动态电路结合电功电功率类
动态电路抢分核心是“识别变化量→锁定不变量→分步推导”。滑动变阻器类题,先标电流路径、判断电压表测谁、明确R滑接入部分;用“串分压、并分流”定性分析:R滑↑→串联总R↑→I总↓→定值电阻U↓、P↓,滑动变阻器U↑(但P先增后减,顶点在R滑=R₀时);电功W=UIt=I²Rt=U²t/R、电功率P=UI=I²R=U²/R,计算务必注明对应对象(如“R₀的功率”);含电表量程题,先求电流/电压极值,再反推R滑范围;实际功率题牢记“U实≠U额时,P实=(U实/U额)²×P额”;实验题答“小灯泡功率测量原理”必须写全:P=UI,用电压表测U、电流表测I、滑动变阻器调压——缺一不可,否则扣分。
题型一 力与运动类
1.(2025·江苏南京·二模)现代生活中出现了各式各样的机器人.
(1)如图所示的投篮机器人要想准确把球投入篮筐,除了需要控制力的大小和方向外,还需要控制力的__________;机器人抱球前进过程中,以机器人为参照物,球是__________(选填“运动”或“静止”)的;
(2)为保护壁画免受微生物侵害,科学家研制出一种壁画消杀机器人,其搭载的带__________电的高能电子束装置可对壁画进行辐照杀菌。
2.(2025·江苏南京·一模)小明利用气球做了如下小实验:
(1)如图甲,一只手平压在气球上,另一只手的食指顶住气球,气球处于静止。观察到气球两侧形变程度不同,则两只手对气球施加的力大小_____(相等/不相等)。
(2)如图乙,活动课中制作的喷气“气球火箭”,当把封口的夹子松开,气球向左喷出空气的同时向右运动,这说明力的作用是_____。
(3)如图丙,将气球放在刚用热水浸泡过的玻璃杯口,过一会儿气球在_____的作用下被“吸”在杯口。
(4)如图丁,将一个气球绑在一根玻璃管的一端,通过另一端向气球吹气后插入一杯水中,一个简易的气体温度计就制作完成了。它是根据_____性质制成的,若发现玻璃管内液柱上升,表明气温_____(选填“上升”、“下降”)。
2.(情境-学习生活)(2025·江苏南京·二模)在水平桌面上堆放一摞相同的书,所有书的总重力为30N,最下面书与桌面的接触面积为600cm2,此时书对桌面的压力是由_________的形变产生的,它对桌面的压强为_________Pa。若从这一捆书中水平抽出A或B中任一本书,抽出_________书更容易。此现象表明滑动摩擦力的大小与_________有关。
4.(2025·江苏南京·三模)木雕是工匠智慧和艺术修为的价值体现,锯木、刨料、风干、雕刻、开榫、组装、打磨、油漆,每一环节都讲究科学的工艺流程。木头风干时,成垛交叠,留有空隙,可以加快木头中水分的_______(填物态变化)。如图,用刻刀雕刻木头是利用刻刀的_______比木头大的物理属性。打磨木雕过程中,将粗砂纸换成细砂纸,可以减小砂纸与木头间的_______力,闻到淡淡的木香说明__________。
5.(2025·江苏南京·一模)利用矿泉水瓶做以下实验。
(1)如图甲,瓶盖的直径为________ cm;
(2)如图乙,用一根细绳拉着空瓶在桌面上做圆周运动,空瓶的运动状态________(选填“发生”或“没有”)变化;
(3)装水的瓶子和小车一起静止在水平面上,某时刻水面出现了如图丙所示情形,说明瓶子和小车一起突然水平向________运动;
(4)如图丁,往吸管B中吹气,则吸管A中的水面________(选填“上升”、“下降”或“不变”)。
6.(2025·江苏南京·一模)我国科学团队研制出的一款柔性显示玻璃,厚度仅有0.03________(选填“mm”或“μm”),创造出新的世界纪录,如图所示,手指用力压这种玻璃会使其弯曲,玻璃能够弯曲是由于________(选填“手”或“玻璃”)形变而产生了力,这种玻璃常应用于折叠屏手机,手机是通过________波来传递信息的,其在真空中的传播速度为________m/s。
7.(2025·江苏无锡·一模)如图所示,在探究阻力对物体运动的影响实验中,小明使小车从斜面上同一位置由静止释放,目的是使小车________;小明再利用传感器得到小车在斜面和三种不同材料的水平面的图像如图A、B、C所示,根据图像分析可得:小车在水平面运动过程中所受阻力越小,速度减小得越________(选填“快”或“慢”);若小车在绝对光滑的水平面上运动,传感器输出的图像应为图D中的________(填序号)图线。
A.斜面和毛巾表面
B.斜面和棉布表面
C.斜面和木板表面
D.斜面和绝对光滑表面
8.(2025·江苏南京·一模)如图所示,无人机通过_______(选填“超声波”或“电磁波”)与控制中心联系,旋翼旋转对空气施加向下的力,从而获得升力,说明力的作用是_______的。无人机升空过程中,重力势能_______。若无人机下方用一根绳子悬挂重物,不考虑空气阻力,在无人机和重物一起斜向右上方匀速直线飞行过程中,悬挂重物的绳子_______(选填“会”或“不会”)偏离竖直方向。
9.(2025·江苏南京·一模)2025年初,《哪吒2》电影票房跃居全球动画票房榜第一名。哪吒的风火轮通过向后喷出高速气体飞行,运用了_________原理;哪吒乘地铁需要安检,应用了X射线成像原理,X射线属于_________波;轨道旁有安全提示“请在黄线外等候”,其原因可以用流速越大,压强越_________来解释。
10.(2025·江苏南京·一模)如图所示,A和B两个材料相同的硬质正方体分别以甲、乙、丙三种方式放置在相同的水平面上做匀速直线运动,其速度关系是v1<v2<v3,则乙、丙中推力关系是F2______F3(选填>、<或=,下同);甲、乙中A受到的摩擦力f1______f2;乙、丙中B下表面受到的摩擦力f2′_______f3′。
11.(2025·山东东营·一模)如图所示,这是节选自我国古代科技著作《天工开物》中的“场中打稻”的情景,将稻穗抓起,用力摔打在板壁上,这时,_______由运动变为静止,而_______由于惯性继续保持原来的运动状态,所以能将稻粒从稻秆上打落下来。(填“稻杆”或“稻粒”)
12.(2024·江苏南京·一模)如图甲所示,两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上,在水平拉力F1=15N的作用下,一起向右做匀速直线运动,则a受到的摩擦力为_________N;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,则F2=_________N,a对b的推力的功率是_________W。
13.(2025·江苏南京·二模)立定跳高可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程.图为某运动员下蹲后在蹬伸过程中所受地面支持力F随时间t变化的关系.据图可知,该运动员受到的重力为_____N;他在_____(填“t1”“t2”或“t3”)时刻获得向上的最大速度.
题型二 简单机械和功、功率、机械效率
14.(2025·江苏南京·一模)如图所示,利用动滑轮匀速提升物体,已知物重400N,动滑轮重60N,在100s内将物体提升10m,此过程中动滑轮的机械效率为80%,有用功为_______ J,拉力的功率为_______ W,克服动滑轮重所做的功占总功的_______ %。
15.(2025·江苏南京·一模)如图所示,用滑轮组提升重物时,用大小为F1的拉力将重400N的物体在10s内匀速提升了2m。已知动滑轮重为100N(不计绳重和摩擦),则滑轮组的机械效率为________%,拉力F1做功的功率为________W。如利用该装置使该物体沿竖直方向匀速下降时,绳子自由端的拉力F2,则F1 _________F2(选填 “大小”、“等于”或“小于”)
16.(2025·江苏南京·二模)用如图所示的动滑轮匀速提升质量为30kg的物体,5s内提升了2m,动滑轮重15N,拉力F为200N,则有用功为_________J,绳子自由端移动的速度为________m/s,拉力的功率为________W,动滑轮的机械效率为________。(g取10N/kg)
17.(2025·江苏南京·三模)如图甲,用定滑轮将重物匀速提升50cm,滑轮重40N.整个过程中,有用功和额外功的大小如图乙,则物重为_________,绳端的拉力大小为_________N,该滑轮的机械效率为_________,克服绳重和摩擦所做的额外功为_________J.
18.(2025·江苏南京·三模)用如图所示的滑轮组提升货物,已知动滑轮重30N,货物重360N,货物上升速度是0.3m/s,拉力F的功率是180W(不计绳重)。则滑轮组的机械效率是__________,货物上升3m过程中,装置的额外功是__________J。当所提的物体变重时,滑轮组的机械效率将__________。
19.(2025·江苏南京·一模)如图所示,用12N的拉力沿竖直方向匀速拉起重为20N的重物,物体上升0.1m所用时间为4s,此过程中拉力做的有用功为________J,拉力的功率为________W,动滑轮的机械效率为________%,重物的机械能将________。
20.(2025·江苏南京·一模)如图所示,滑轮重50N,工人用250N的拉力,在30s内将重为400N的物体匀速提高了6m。此过程中的有用功为_______J,额外功为_______J,滑轮的机械效率为_______%,工人做功的功率为_______W。
21.(2025·江苏南京·一模)如图所示,用20N的拉力F通过滑轮组将40N的重物在2s内匀速提升1m,在此过程中,拉力做功为________J,拉力的功率是________W,滑轮组的机械效率是_______。
22.(2025·江苏南京·三模)如图,用一个滑轮在内将的重物匀速提升。已知滑轮重,它的机械效率为,则该过程中做的有用功为_____J,绳端的拉力的功率为______W,克服摩擦和钢丝绳重所做的功为_______J,若重物重力为,机械效率由变为,则_____(选填“>”“=”或“<”)。
23.(2025·江苏南京·二模)如图所示,建筑工人用动滑轮匀速提升木箱。已知木箱的重力为480N,所用动滑轮的重力为50N,绳子自由端的拉力F为300N,在0~2s内,木箱被提升高度为2m。则拉力所做的总功为________J,拉力F的功率为________W,额外功为________J,该滑轮的机械效率为________。
24.(2025·江苏南京·二模)如图甲,用动滑轮将重物匀速提升1m,滑轮重40N。整个过程中,有用功和额外功的大小如图乙,则物重为______,绳端的拉力大小为______N,该滑轮的机械效率为______%,克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的______%。
25.(2025·江苏南京·二模)如图甲所示,虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组,工人利用该滑轮组,用200N竖直向上的拉力F,将重为480N的物体匀速提高3m,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,已知动滑轮重100N,工人做的额外功为___________ J,该滑轮组的机械效率为___________,拉力F的功率为___________ 。
26.(2025·江苏南京·二模)用斜面和杠杆均可提升重物。
(1)如图甲,用长为的斜面匀速提升物体,拉力沿斜面向上、大小为,斜面机械效率为,则提升该物体做的总功是________,物体与斜面间的摩擦力是________N;
(2)如图乙,在点用方向始终竖直向上、大小恒为的力拉动杠杆,使重为的物体匀速上升(不计摩擦),杠杆机械效率为,则动力作用点上升________,将物体移到点,保持方向不变,再次拉动杠杆使作用点仍然匀速上升相同距离,则与物体挂在A点相比,大小的变化情况是________,机械效率的变化情况是________。
27.(2025·江苏南京·一模)如图甲是农民捣谷用的“春”,图乙是其结构示意图.AOB为碓(duì)杆,O为支点,AO长1.5m,OB长0.3m,舂相当于简单机械中的________杠杆,A处连接着碓头,脚踏碓杆的B处可使碓头升高,抬起脚,碓头会落下去击打稻谷,若碓头的重力为30N,每踩一次碓头上升的高度为60cm,则每踩一次克服碓头重力做功是________J,若不计碓杆的重力和摩擦,脚至少用________N的力才可以将碓头抬起,若1min将,B处踩下30次,舂的机械效率为60%,则人做功的功率是________W。
28.(2025·江苏南京·一模)用杠杆和滑轮均可提升重物。
(1)如图甲,在C点用竖直向上的力F1将挂在A点的重为80N的物体匀速提升0.1m,杠杆机械效率为80%,用时2s,则总功的功率是_________W。若不计摩擦和杠杆重,将重物移动到B点,仍在C点用竖直向上的力F2将物体匀速提升,则F1:F2=_________。
(2)如图乙,用滑轮竖直向上匀速提升重物,当重物和滑轮的总重为200N时,滑轮的机械效率为80%,若不计绳重和摩擦,则动滑轮重为_________N,以下方法中能提高该滑轮机械效率的有_________(填序号)。
①增大物体提升高度
②增加物体的重力
③减小动滑轮的重力
④增大匀速提升时的速度
29.(2025·江苏南京·一模)如1图所示是《天工开物》记载的水碓(duì)(西汉末年出现的机械)水流冲击水轮转动,推动碓尾把碓头的石杵举起、落下,不断舂米,如2图所示:
(1)如2图所示水碓可视为不等臂杠杆,为方便舂米,它是按照______(选填“省力”或“费力”)杠杆来设计的;
(2)水轮一小时可提升质量为3000kg的水升高4m,每分钟流水对水轮做的总功为2400J,忽略摩擦力,水轮的机械效率是______%(保留一位小数)。
30.(2025·陕西西安·一模)如图是商场的自动扶梯,扶梯的阶梯在电动机的带动下匀速上升。某次扶梯承载24人从商场一楼到二楼,用时6s,若24人总重,扶梯的机械效率为80%,则该过程中,扶梯对人做功的功率是______W,扶梯电动机的输出功率为______W。如果站在扶梯上的人数减少,扶梯的机械效率将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
题型三 压强和浮力
31.(2025·江苏南京·一模)用吸管喝牛奶时,发现吸管有一端很尖,这是通过减小_________来增大压强,更容易将吸管插入包装盒中;喝完后又用力吸一下,会发现奶盒变瘪了,说明了_________的存在;若牛奶盒内插入一根吸管A,用另一根吸管B对准A的管口上方吹气,可以看到吸管A中牛奶液面上升,这是因为流体的流速越大,_________。
32.(2025·江苏南京·一模)如图所示,水平桌面上,一个密度为ρ的实心小球,甲、乙是分别盛满密度为、两种不同液体的相同溢水杯.将小球分别放入甲、乙溢水杯中,静止后小球受到的浮力分别为,溢出液体的质量分别为.则:
(1)小球放入溢水杯后,液体对容器底部的压强________;
(2)若小球在甲中沉底,在乙中漂浮,则________(选填“<”、“=”、或“>”,下同);
(3)若小球在甲中漂浮,在乙中悬浮,则________,此时容器对桌面的压强________。
33.(2025·江苏南京·一模)小明利用吸管做了以下几个物理小实验。
(1)图甲中,用带负电的橡胶棒能排斥用餐巾纸摩擦过的吸管,说明吸管带________电。
(2)图乙中,用吸管制成的气压计,从山下移到山顶时吸管内的水柱将________。
(3)图丙中,用吸管对着两个乒乓球中间吹气,乒乓球将向________(选填“两边分开”或“中间靠拢”)。
(4)用一根长为20cm的吸管,在吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的两端封闭起来制成密度计,如图丁所示,其中、,该密度计测得某液体的密度为________。
34.(2024·江苏南京·二模)(1)如图甲所示,小红在吸管的一端缠绕一些铜丝制成一个简易密度计(不考虑铜丝体积),将其分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面的长度为d。密度计在水中时d1=12cm,浮力大小为F1;在煤油中时(d2=10cm,浮力大小为F2,则F1与F2的大小关系是:F1________F2。若将该密度计放入密度为1.25g/cm3的液体中,则d=________cm(ρ煤油=0.8g/cm3);
(2)小红想知道所用铜丝的直径,用如图乙的方法,测得20圈铜丝线圈的长度为________cm,则铜丝的直径为________mm。
35.(2025·江苏南京·二模)如图所示为小明用塑料瓶A和壁厚不计的圆柱形玻璃瓶B制作的“浮沉子”(A瓶口密闭,B瓶开口并倒置),B瓶横截面积为,此时B瓶漂浮在水面上,测得B瓶内外水面高度差,A瓶内水面到B瓶口高度差。
(1)空瓶B的质量为________g。
(2)用力挤压A瓶,水进入B瓶,静止后B瓶仍漂浮,此过程________(选填“增大”、“减小”或“不变”,下同)、________。
(3)用更大的力挤压A瓶,直至B瓶沉底,此过程B瓶所受浮力的变化情况是____________。
36.(23-24八年级下·全国·期末)A、B两只轻质薄塑料袋,其中一只装有酒精,另一只装有等质量的盐水,分别放入置于水平桌面上的甲、乙两个相同容器中,容器中装有等质量水的,A静止时如图所示,则A塑料袋内装的是 ___________。若将两塑料袋内的空气排尽后密封,重复上述操作,待其在水中静止时,A、B两袋液体受到的浮力分别为FA和FB,两容器中水对容器底的压强分别为P甲和P乙,两容器对桌面的压强分别为P'甲和P'乙,则它们的大小关系为FA___________FB,P甲___________P乙,P'甲___________P'乙。
37.(2025·江苏南京·三模)如图所示,水平桌面上甲、乙两相同的容器中装有等体积的不同液体(密度分别为、,均大于水的密度)。将同种材料制成的实心物体、分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面再次相平,则液体密度_____,物体所受浮力_____。若从两容器中抽走等质量的液体(A、B不触底),则容器底部受到液体压强的变化量__________;若同时向两容器中加入等质量的水直至悬浮,则两物体受到的浮力的变化量__________(四空均选填“”“”或“”)。
38.(2025·江苏南京·一模)两个相同的柱形容器放在水平桌面上,里面分别装有质量相等的甲、乙两种液体,将A、B两个质量相等的实心球放入甲液体中,静止时两球状态如图所示。若将这两球放入乙液体中静止时均漂浮,A、B两球排开乙液体的体积分别为VA排、VB排,则VA排______VB排。甲、乙两液体对容器底的压强分别为p1、p2,两容器对桌面的压强分别为p1'、p2', 则p1_______p2, p1'______p2'。若甲液体是水,且B球分别在甲、乙两液体中所受浮力之比为5:6, 则B球密度ρB=_________kg/m3。
39.(2025·江苏南京·一模)如图所示,水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种液体,将棱长分别为5cm和8cm的A、B两个正方体,按图示方式放入液体中,待静止后,B刚好浸没在甲液体中,A刚好浸没在乙液体中,且两杯中液面恰好相平。甲、乙液体对杯底的压强分别为p1和p2,排开液体的质量分别为m1和m2,两烧杯对水平桌面的压力分别为F1和F2,则它们的大小关系为:p1______p2,m1______m2,F1______F2(均选填“>”“=”或“<”)。若乙为水,则A和B的总质量为______kg。
题型四 欧姆定律综合应用
40.(2025·江苏南京·二模)在课外实践制作活动中,小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤,电路如图甲所示.电源电压恒为6V,电阻R0为60Ω,压敏电阻Rt的阻值随压力变化如图乙所示.O点是杠杆OAB的支点,托盘固定在B点,AO∶BO=1∶4,托盘及杠杆组件的质量忽略不计.
(1)该电子秤托盘中没有放入物体时,压敏电阻Rt的阻值为________Ω,电压表的示数为________V,电子秤最大测量值是________kg.
(2)若电压表示数为2V,则电子秤此时的测量值为________kg,由推理可知电子秤的刻度________(选填“均匀”或“不均匀”).
41.(2025·江苏南京·模拟预测)图甲为热敏电阻的图像,图乙为用此热敏电阻和电磁继电器组成的一个简单恒温箱温控电路(U为恒压电源),继电器线圈的电阻为,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源,当线圈中的电流大于或等于时,衔铁被吸合,加热器停止工作,实现温控.
(1)恒温箱内的加热器应接在_____(选填“AB”或“CD”)端。
(2)要实现对之间任一温度的控制,该装置恒压电源至少为_____;若恒压电源为,则滑动变阻器的最大阻值至少为_____。
42.(2025·江苏南京·二模)图甲是小明设计的电子体重秤的简化电路图。R0为定值电阻,压力传感器踏板受到压力后,其阻值R随所受压力F的变化而改变,如图乙所示,并导致电路中的电流发生改变,通过改写电流表表盘数值后可直接读出所称物体的质量。闭合开关S,小明站上踏板并最终静止在踏板上,电流表的示数Ⅰ随时间t变化的图像如图丙所示。已知电源电压U=12V,定值电阻R0=10Ω,踏板的质量忽略不计。
(1)0~1s时间内,小明尚未站上踏板,图丙中I1的大小为______A;
(2)小明的质量为______kg;
(3)电流表表盘上0.5A刻度线应标为______kg,改写后电流表表盘上的刻度是______(选填“均匀”或“不均匀”)。
43.(2025·江苏南京·三模)在学校举办的科技周中学生电子设计大赛上,社团同学设计了一个水流速度测定仪,如图是该装置的原理图,其中电源电压为18V,定值电阻为,电流表量程为,电压表量程为,电路中是一根最大阻值为,总长度为的均匀电阻丝,弹簧右端与的滑片以及挡水板相连,当水流速度为0时,滑片刚好处于最左端;如果挡板受到水流向右的冲击力时,滑片会向右移,水流速度每增加,弹簧会伸长量,不计弹簧及导线电阻,电路接触良好且不考虑摩擦,完成以下问题:
(1)器材设计过程中,要求水流速度越大,电表示数也越大,则应该把__________表的表盘改造成水流速度仪的表盘;
(2)在确定相应电表读数所对应的水流速度时,测得:水流速度为时,电流表的示数为;水流速度为时,电流表示数变化了,电压表示数变化了。求:
①的阻值_______;
②水流速度为时的阻值_______;
③水流速度的大小_______;
(3)若适当增大的阻值,其他条件不变,该装置能够测量的水流速度最大值会变__________。
题型五 动态电路结合电功电功率类
44.(2025·江苏南京·二模)某家用电热水壶有“加热”、“保温”两挡,其内部电加热器原理电路如图所示,、均为电热丝。开关S断开时,电热水壶处于__________挡。已知,“保温”挡功率为,则__________,“加热”挡功率为__________,“加热”挡正常工作能使标有的电能表指示灯闪烁__________次。
45.(2025·江苏南京·二模)如图所示电路,电源电压恒定,为定值电阻,为电阻箱。只闭合开关S、,调节电阻箱,电流表示数为0.3A时,电压表示数为7.2V,则的阻值为______Ω;继续调节电阻箱,当接入电路的阻值为12Ω时,电流表的示数为0.25A,则电源电压为______V,定值电阻工作1min消耗的电能为______J。只闭合开关S、,调节电阻箱,当接入电路的阻值为6Ω时,电压表示数为6V,此时电路消耗的总功率为______W。
46.(2025·江苏南京·一模)某两挡位电热器,额定电压为220V,高温挡功率为2200W。 其内部两个电阻均为材料和长度相同的圆柱体,阻值可能为22Ω或44Ω。内部结构可能如图甲或图乙所示。
(1)两电路图中的M接线柱应接进户线中的______线。
(2)处于低温挡的电热器单独工作3min,图丙的电能表指示灯闪烁110次,这一过程中电热器消耗电能______J,低温挡功率为______W;
(3)若内部结构为图乙,则 R4 =______Ω;
(4)采用图______方案可以节省电阻材料。
47.(2025·江苏南京·三模)图甲是某品牌牛奶加热器,其简化电路图如图乙所示.当开关转到不同触点1、2、3时,加热器可以实现高温消毒、保温、加热三个不同挡位.调至加热挡时,牛奶加热器的功率为.已知牛奶的比热容,,消毒挡的功率为保温挡的。将、初温为牛奶置于加热器中,用加热挡对对牛奶加热,后可以将牛奶加热到。
(1)加热器工作时,电阻丝是通过__________方式增加内能;
(2)加热牛奶的过程中消耗的电能能让标有“3000imp/(kW·h)”字样的电能泵指示灯闪烁________次;
(3)牛奶加热过程中,加热器的加热效率是_____%;
(4)若要使保温挡的功率提升,其他挡位功率不变,则调整后的阻值为__________
48.(2025·江苏南京·三模)在如图所示电路中,电源电压恒定,是定值电阻,小灯泡规格是“”,滑动变阻器规格是“”,当的滑片位于最右端时,只闭合,灯泡正常发光,再闭合、,电流表的示数变为,则电源电压是________。当只闭合开关时,在内产生的热量是________;只闭合开关,移动滑动变阻器滑片时,的最大电功率是________。
49.(2025·江苏南京·二模)如图甲所示的电路中,电源电压不变,灯泡标有“”字样,通过灯泡的电流与电压关系如图乙所示,仅闭合开关,当滑动变阻器滑片从处滑到处时(图中未标出),电流表示数由变为,电压表示数由变为,则________,电源电压________,任意调节滑片,________(选填“能”或“不能”)使灯泡正常发光。若电压表选择量程,电流表选择量程,在保证电路安全的前提下,调整开关状态和滑片位置,整个电路消耗的最大电功率为________W。
50.(2025·江苏南京·一模)如图所示,电源电压恒定,向下移动滑动变阻器 R 的滑片,直至标有“4V 4W”的小灯泡 L 正常发光。已知定值电阻 R0=2Ω,忽略灯丝电阻随温度的变化,则 L 正常发光时的电阻为_________Ω;电压表 V2 示数将_________;R0和 L 功率变化量之比ΔP0∶ΔPL =_________;电压表 V1 和 V2 示数变化量的绝对值之比为_________。
51.(2025·江苏南京·一模)如图所示的电路中,电源电压不变。只闭合开关,滑片P移动到最左端,电路安全,电流表示数为;再闭合开关,电流表示数为,且,则甲是________表,乙是________表;只闭合开关,滑片P向右移动时,电表甲的示数________。
52.(2025·江苏南京·一模)如图所示,电源电压恒定,闭合S1、S2,断开S3,将滑动变阻器R2的滑片P2调到最下端,滑动变阻器R1的滑片P1从最左端滑到最右端,最终总电流为I。闭合S3,断开S1、S2,把滑动变阻器R2的滑片P2从下往上滑,滑到中点时电压表V2的读数为3V,P2移动到最上端时,最大总电流为I'。两次实验中电流表随两电压表变化的关系图像如图所示。以安全为前提,电源电压为_____V。R1的最大电阻为________。前后两次实验的电流比I'∶I=_________。闭合任意开关和调节滑片位置,电路的最大电流与最小电流之差为_________A。
53.(2025·江苏南京·二模)如图所示,电源电压大小可调,滑动变阻器R1为“20Ω 0.5A”,R2=10Ω,R3=20Ω,电压表V1和V2的量程均为0~3V,电流表A的量程为0~0.6A。
(1)若调节电源电压至6V,同时闭合S和S1,调节R1使电流表的示数为0.2A,若通电20s,则电路消耗的电能为______J,此时R1接入电路的阻值为______Ω。
(2)再次调节电源电压,只闭合S、S2和S3,在保证电路安全的前提下,R1接入最大阻值和最小阻值时,其电功率分别为P1和P2,且最大阻值是最小阻值的4倍。则此时电源电压为______V,P1与P2的比值为______。
54.(2025·江苏南京·三模)如图所示电路中,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“3V ?W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样,R1是定值电阻,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A.将R2的滑片P移至最左端,只闭合开关S3,断开开关S1、S2,此时电压表示数为U1,R2消耗的功率为P1;向右移动滑片至某点,此时电压表示数为U2,R2消耗的功率为P2。已知U1:U2= 2:3,P1: P2=8:9。只闭合开关S1、S2,断开开关S3,灯泡恰好正常发光,此时电流表示数为0.3A,则电源电压是_________V,R1的阻值大小为_________Ω,U2的大小为_________V,P2大小为_________W。
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