摘要:
该初中科学中考复习资料覆盖声与光、力学实验、电学实验、浮力压强分析计算、电学计算五大核心模块,严格对标中考命题规律。每个模块通过“考情透视-考点抢分-真题精研-终极预测”四阶架构,梳理核心知识点内在联系,结合考点解码与前沿预测明确复习方向,借助方法指导与真题训练帮助学生突破实验设计、综合计算等难点,体现复习教学的系统性和针对性。
资料亮点在于融合科学思维与探究实践,如力学实验中通过控制变量法分析摩擦力影响因素,电学计算中运用动态电路模型建构培养推理论证能力。设置“解题妙法”“高频考点及易错提醒”等特色板块,配合分层真题训练与预测题,确保学生在20天内高效掌握核心考点。教师可利用倒计时进度安排复习节奏,助力学生提升科学观念应用与问题解决能力,实现精准备考。
内容正文:
目 录
倒计时20天
➤声与光………………………………………………………………………………………3
重点考查声的产生传播、光的反射折射等规律及其在生活中的现象解释
倒计时19天
➤力学实验……………………………………………………………………………………17
重点考查测量、探究类实验的设计操作、现象分析与结论推导能力
倒计时18天
➤电学实验……………………………………………………………………………………39
重点考查电路连接、仪器使用及控制变量法,探究电学规律并解决实际问题
倒计时17天
➤浮力压强的分析计算………………………………………………………………………59
重点考查液体压强、浮力产生原因及阿基米德原理的分析、计算与实际应用
倒计时16天
➤电学计算……………………………………………………………………………………72
重点考查欧姆定律、电功率等公式在串并联电路中的综合计算与应用
倒计时20天 深呼吸,放轻松,你的实力远大于此刻的焦虑。
声与光
考情透视--把脉命题 直击重点
►命题解码:声现象考查相对较少,主要涉及声音的产生传播和特性辨识。光现象是考查重点,涵盖光的直线传播反射折射和色散。具体考查方式以选择题为主,结合生活实例和古诗文情境。重点地区如杭州温州金华等地真题呈现多样化命题特点。特殊题型包括平面镜成像实验分析,光的折射现象解释,以及凸透镜成像规律应用。考查核心在于光现象原理辨识和实际应用分析。
►中考前沿:2026年浙江中考科学声光部分预测将延续近年命题趋势。光现象仍是考查重点,可能增加光学实验探究题比重。声现象可能结合现代科技应用考查。考点可能聚焦光的反射折射综合应用,平面镜成像规律验证,以及透镜成像在生活中的实际应用。建议关注光污染控制,视觉矫正原理等社会热点相关知识点。
考点抢分--核心精粹 高效速记
终极考点1 声现象(难度一般)
声音的产生和传播
声音的产生
(1)声音是由物体振动产生的,振动停止,发声也停止。
(2)声源:正在发声的物体叫做声源。
注意:不能说振动停止声音消失,因为振动停止只是不再发声,但原来所发出的声音还在向远处传播。
声音的传播
(1)介质:声音的传播需要物质,科学上把这样的物质叫做介质。
(2)声音传播的条件:声音的传播需要介质,可以是气体、固体、液体,真空不能传声。
声波和声速
声波:声音以波的形式通过介质将声源的振动向外传播,这个波叫声波。
声速
(1)影响声速大小的因素:
①介质:一般来说,声音在气体中传播最慢,在液体中传播较快,在固体中传播最快。
②温度:在15℃的空气中,声速340米/秒,气温每升高1℃,每秒传播的距离约增加0.6米。
(2)声音在传播过程中如果遇到障碍物就会被反射,形成回声,回声可以测量距离,S=1/2vt。
声音的特性
特性
定义
决定因素
例子
单位
音调
声音的高低
由声源振动频率决定:频率越高,音调越高
女高音vs男低音
赫兹(Hz)
响度
声音的强弱(大小)
由声源振动幅度(振幅)决定,也与距离、传播介质有关
轻轻敲门vs用力敲门
分贝(dB)
音色
声音的品质特色(波形)
发声体材料、结构、振动方式等因素决定
不同人说话的声音
无单位
(1)超声波与次声波:人能感知的声音频率有一定的范围。多数人能听到的频率范围大约在20Hz—20000Hz之间。高于20000Hz的声叫超声波,低于20Hz的声叫次声波。
(2)人和动物听觉频率范围各不相同。地震、海啸、台风、火山喷发等一般会伴有次声波产生,很多动物都能听到。海豚、蝙蝠等能发出超声波。
声音的利用及噪声
声音的利用
(1)声音能传递信息:回声定位、医用B超等。
(2)声音能传递能量:超声碎石、超声清洗仪、超声焊接等。
噪声及其控制
(1)乐音:人们把物体有规律的振动产生的、听起来感觉非常舒服的声音叫乐音。
(2)噪声:难听刺耳、令人厌烦的声音,是发声体做无规则振动时产生的。凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪声。
(3)控制噪声
防止噪声的产生:如禁止鸣笛;阻断噪声的传播:如隔音墙;防止噪声进入耳朵:如耳塞
终极考点2 光的直线传播
光源与光速
光源:自身会发光的物体。如太阳、通电的电灯、点燃的蜡烛等。如月亮等不属于光源。
光速
(1)真空中光速是目前人类已知的宇宙间最大速度,用字母c表示。c=3×米/秒。
(2)光在不同介质中传播的速度是不同的。真空中速度最大,在空气中接近这个值,光在水中的速度约为真空中光速的3/4,光在玻璃中的速度约为真空中速度的2/3。
(3)光在真空中可以传播,声音在真空中不能传播。
光的直线传播
(1)光在同一均匀物质中沿直线传播。
(2)光沿直线传播的现象:影子、小孔成像;应用:激光准直、排队、射击瞄准等。
(3)小孔成像成倒立的实像,若u>v,成缩小的像,若u<v,成放大的像,像的形状与孔的形状无关。像和物上下颠倒,左右相反,可用“F”光源进行实验。
光的色散
(1)概念:太阳光是白光,它通过三棱镜后别分解成各种颜色的光,这种现象叫光的色散。
(2)不同的单色光通过三棱镜时偏折程度不同,红光偏折最小,紫光偏折程度最大。
物体的颜色
(1)透明物体的颜色是由该物体能透过的色光决定的。
(2)不透明物体的颜色是由该物体能反射的色光的颜色决定的。
终极考点3 光的反射(重点)
光的反射定律
概念:光射到物体表面时有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射。
反射定律
①入射光线、反射光线、法线在同一平面内(三线共面);
②反射光线和入射光线分居法线的两侧(法线居中);
③反射角等于入射角(两角相等)。
探究光的反射定律实验
拓展实验:光路可逆
沿着反射光线路径射入光线,光线沿着原入射光线的路径射出。
实验要点:
①在室内光线较暗时做光学实验,更便于观察实验效果;
②纸板必须与平面镜垂直,否则不论怎样都观察不到反射光线;
③需要多次测量以避免实验的偶然性,从而使结论更具有普遍性。
反射的分类
平面镜成像
平面镜成像规律
①平面镜所成像的大小与物体的大小相等;
②像和物体到平面镜的距离相等;
③像和物体的连线与镜面垂直;
④物与像左右相反;
⑤成虚像(虚像不是由实际光线会聚而成的,而是由实际光线的反向延长线会聚而成的。虚像不能用光屏承接。虚像是正立的。)
实验:平面镜成像特点
实验要点:
①实验中用薄玻璃板代替平面镜的目的:便于确定像的位置;
②选择较薄玻璃板的原因是防止蜡烛通过玻璃板的前后两个表面两次反射成两个像,影响实验效果;
③玻璃板必须与桌面垂直,否则未点燃的蜡烛无法与像重合,不便于确定像的位置和大小。
终极考点4 光的折射(重点)
光的折射
概念:光从一种介质斜射到另一种介质时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
光的折射规律
①折射光线、法线与入射光线在同一平面内;
②折射光线和入射光线分居法线的两侧;
③光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角小于入射角,光从水或其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角。
当入射角增大时,折射角也增大,入射角减小时,折射角也减小;当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变;在折射现象中,光路可逆。
光的折射原理的应用
水中筷子偏折、池水变浅、水中看到的鱼在真实鱼的上方、海市蜃楼、在水中看岸上的物体偏高等。
终极考点5 透镜及其作用(难点)
凸透镜与凹透镜
透镜
特点
作用
光学性质
特殊光线
凸透镜
中间厚、边缘薄
会聚
凹透镜
中间薄、边缘厚
发散
凸透镜成像规律
物距u
像的特点
像距v
应用
移动规律
光路图
u>2f
倒立
缩小
实像
f<v<2f
照相机、摄像机
两倍焦距分大小
成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小
u=2f
倒立
等大
实像
v=2f
测焦距
f<u<2f
倒立
放大
实像
v>2f
幻灯机、投影仪
u=f
不成像
获得平行光
一倍焦距分虚实
u<f
正立
放大
虚像
v>u
放大镜
成虚像时,物近像近像变小,物远像远像变大
探究凸透镜成像特点
实验要点
(1)测焦距方法:使太阳光或平行光通过凸透镜,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,这点是焦点,到凸透镜的距离即焦距。或使用二倍焦距法测焦距。
(2)调整烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一水平高度的目的:让凸透镜所成的实像呈现在光屏中央。
(3)像的调整
若像偏上,则向上调节蜡烛或光屏,或向下调节凸透镜,
若像偏下,则向下调节蜡烛或光屏,或向上调节凸透镜。
(4)若遮挡凸透镜的一部分,像还是完整的,只是折射光线变少了,像变暗
视力障碍与矫正
真题精研--复盘经典 把握规律
题组一 情景设定:声音的产生和传播实验 知识溯源:声音的产生、声音的传播
1.(2020·浙江·中考真题)下列四幅图片都来自课本,对它们的描述符合实际的是( )
A.甲图实验中随着瓶内空气被抽出,听到的声音越来越弱
B.乙图可以表示四冲程汽油机中的压缩冲程
C.丙图实验在研究电磁感应现象中感应电流产生条件
D.丁图可以表示至今所建造的核电站里核反应堆的工作原理
2.(2021·浙江宁波·中考真题)科学方法是开启大自然奥秘之门的钥匙。
(1)如图所示,用鼓锤分别重敲和轻敲鼓面,铜鼓发出的声音的响度不同,同时可以通过乒乓球反弹的高度,来显示出鼓面振动的情况。通过实验可知:鼓面振动的___________越大,响度越大。
(2)为了便于描述光的传播路径和方向,科学上引入了光线的概念,实际上光线并不存在。为了形象地表示磁体周围磁场分布的强弱和方向,科学上引入了___________的概念,实际上它也并不存在。
题组二 情景设定:生活中的光现象原理 知识溯源:光的直线传播、光的反射、折射
3.(2025·浙江·中考真题)几百年前,我国古代学者墨子和他的学生完成了世界上第一个小孔成像实验。墨子站在暗室外,其学生在带有小孔的暗室内观察。这个实验的原理是( )
A.光的折射
B.光的反射
C.光的色散
D.光的直线传播
4.(2023·浙江台州·中考真题)如图是一只白鹤在水面散步时的优美场景。关于白鹤两个“影”的形成原理,正确的是( )
A.影子——光的反射
B.影子——光的色散
C.倒影——光的反射
D.倒影——光的折射
解题妙法
识现象辨原理
直线传播:小孔成像、影子、日食月食(光沿直线传播,遇障碍形成投影/遮挡)。
反射:倒影(水面/平面镜成像)、光污染(镜面反射)、月光(月球反射太阳光)。
折射:水中筷子弯折、池水变浅、透镜成像(光从一介质进入另一介质,方向改变)。
色散:彩虹、三棱镜分光(复色光分解为单色光)。
辨“影”差异,定原理:
“影子”——光被不透明物阻挡形成的暗区:原理是光的直线传播
“倒影”——水面/平面镜成的虚像:原理是光的反射
题组三 情景设定:光相关实验原理现象分析 知识溯源:光的色散、平面镜成像、反射及折射
5.(2025·浙江·中考真题)如图表示太阳光经三棱镜折射的色散实验,图中①②分别表示红外线和紫外线所在区域。下列说法不正确的是( )
A.太阳光是由多种色光混合而成的复色光
B.太阳光经三棱镜折射后,紫光的偏折程度小于红光
C.①区域的光具有热效应
D.②区域的光无法用肉眼观察
6.(2023·浙江温州·中考真题)用玻璃板作为平面镜,使蜡烛的像成在装满水的烧杯中,就能观察到“蜡烛在水中燃烧”(如图甲)。若蜡烛的像位置如图乙所示,要使像移到烧杯中,仅移动玻璃板,则移动的方向应是( )
A.①
B.②
C.③
D.④
7.(2023·浙江杭州·中考真题)陶瓷茶杯底部放有一枚硬币,人移动到某一位置时看不见硬币(如图甲),往茶杯中倒入一些水后,又能够看见硬币了(如图乙)。关于“看不见”和“又看见了”两种情况,下列分析正确的是( )
①“看不见”是由于硬币没有反射光
②“看不见”是由于硬币反射的光没有到达眼睛
③“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的反射到达眼睛
④“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的折射到达眼睛
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
题组四 情景设定:透镜在眼镜、相机等中的应用规律 知识溯源:凸透镜成像规律、探究实验
8.(2023·浙江衢州·中考真题)今年爱眼日的主题是“关注普遍的眼健康”。矫正近视的同学,所佩戴眼镜的镜片是( )
A. B. C. D.
9.(2023·浙江湖州·中考真题)图1是数码照相机的成像原理,当景物在离镜头2倍焦距之外时,能在影像传感器上成一个倒立、缩小的________像。人眼观察物体成像原理与照相机相似。小明平时不注意用眼卫生,造成近视,如图2所示,他应配戴________透镜来矫正近视。
10.(2023·浙江宁波·中考真题)在“探究凸透镜的成像特点”实验中,小宁将蜡烛放在离凸透镜一倍焦距内,如图所示,烛焰在凸透镜左侧成一个正立、放大的像。
(1)这个像是实像还是虚像?答案是:_________;
(2)小宁用眼透过凸透镜直接观察到此像,是因为光从_________(填“烛焰”或“此像”)发出,通过凸透镜后进入人眼。
解题妙法
解题关键
抓应用定规律:题目若给出“照相机”,立即对应“u>2f,倒立缩小实像”;“投影仪”对应“f<u<2f,倒立放大实像”;“放大镜”对应“u<f,正立放大虚像”。
看图判断:若给出光路图,看光线经过透镜后是会聚还是发散,会聚为凸透镜,发散为凹透镜;看像的虚实,实像必为凸透镜所成。
动态分析:题目涉及“物体移动,像如何变化”,直接用“物近像远像变大”等移动口诀判断
终极预测--压轴实战 稳拿高分
1.初夏的清晨,可以看到叶片上经常挂有晶莹的露珠(如图),透过露珠看到叶脉所成的像是( )
A.倒立、放大的实像
B.正立、放大的实像
C.倒立、放大的虚像
D.正立、放大的虚像
2.融合传统文化和现代技术动画片《哪吒2》的配音生动有趣,配音的录音棚四周墙壁上都做成凹凸不平或安装像蜂窝状的装饰板(如图),从噪声的危害和控制上说,这样做的目的是为了( )
A.装饰更加的美观
B.减少噪声的反射
C.增强噪声的反射
D.改变声音的音调
3.如图是一款黑科技阅读设备—“博看AI光影阅读”。它利用了激光投影和成像技术,开机后该设备将资源投影到白色粗糙的桌面上,直接在桌面上用手进行触控操作,犹如在手机上操作一样简单。下列关于此设备的说法不正确的是( )
A.桌面上所成的像是正立放大的虚像
B.投影仪的镜头是凸透镜
C.白色桌面便于反射各种色光
D.选用粗糙的桌面是为了使光发生漫反射
4.下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲中,桥的倒影形成是因为光的折射
B.图乙中,人佩戴的凹透镜可以矫正远视眼
C.图丙中,墙上手影的形成是因为光的直线传播
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章,不遵循光的反射定律
5.如图所示,将硬币放在碗底,然后后退至恰好看不到硬币的位置停下。向碗中缓缓注水,当水面上升到一定高度时,刚好再次看到硬币右端A点。下列选项中能解释这一现象的是( )
A. B. C. D.
6.下列现象中是由于光发生折射形成的是( )
A.放大镜把字放大 B.杯子形成的影子
C.月亮在水中的倒影 D.平面镜中形成的像
7.关于声现象的描述,以下说法正确的是( )
A.从玻璃罩里向外抽气的过程中铃声逐渐变小,此现象可推理得出真空不能传声
B.与牛的叫声相比,蚊子发出的声音响度小、音调低
C.龙卷风发生时伴有人耳听不到的超声波
D.晚八点以后停止跳广场舞,这是在传播过程中减弱噪声
8.图1是鱼眼与人眼的结构示意图,我们观察发现:鱼眼晶状体的形状比人眼更加凸一些,焦距更_____一些。像鱼这样的眼睛如果到陆地上观察物体,像将成在视网膜的前面。童话世界中生活在水里的美人鱼,上岸后,若要看清远处的物体,应该配戴图2中_______(填“甲”、“乙”或“丙”)所示的眼镜片。
9.某兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成形状可改变的水透镜进行以下探究实验,装置如图所示。
(1)在探究“凸透镜对光线的作用”时,先在两个透明长方体玻璃容器中喷入蚊香烟雾,然后将水注入橡皮膜制成水透镜,再将其放在两个玻璃容器之间,如图甲所示。让一束光沿箭头方向射入玻璃容器,经水透镜折射后光将______(选填“偏离”或“偏向”)主光轴,使用蚊香烟雾的原因是 ;
(2)图乙中烛焰清晰的像成在光屏上方,为使像成在光屏中央,应将水透镜______(选填“向上”或“向下”)移动;
(3)保持水透镜的形状不变,依次改变蜡烛的位置,并移动光屏呈现清晰的像,记录数据如下表所示。根据表中数据可推断此水透镜的焦距为______cm。
次数
1
2
3
4
5
物距(cm)
30.0
15.0
10.0
7.5
6.0
像距(cm)
6.0
7.5
10.0
15.0
30.0
10.甲图是“探究平面镜成像特点”和乙图是用蜡烛和烧瓶来“探究凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)实验甲中,使用玻璃板代替平面镜的好处是 ,在确定蜡烛B和蜡烛A的像是否完全重合时,人眼的观察位置应该是________(填字母)。
A.从玻璃板后观察蜡烛
B.在玻璃板前蜡烛A这一侧
C.A与B都需要
(2)实验乙调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置,在墙壁上得到清晰的________实像(填“放大”、“缩小”或“等大”)。
倒计时19天 适度紧张是动力,过度焦虑是包袱,请学会调整。
力学实验
考情透视--把脉命题 直击重点
►命题解码:力学实验考查全面覆盖摩擦力测量、力的相互作用、简单机械和浮力原理。具体考查方式以探究题为主,结合生活情境和项目化学习。重点地区如杭州宁波温州等地真题呈现多样化命题特点。特殊题型包括自制测力计项目、投石器设计等综合性实践题。考查核心在于控制变量法应用、实验数据分析和科学原理迁移。摩擦力实验侧重影响因素探究,简单机械实验注重平衡条件验证和机械效率计算。
►中考前沿:2026年浙江中考科学力学实验预测将延续素养立意导向。可能增加跨学科融合项目,如结合工程设计的简单机械应用。考点可能聚焦摩擦力动态测量创新、杠杆平衡条件在实际工具中的应用、以及浮力与密度综合探究。建议关注新型实验器材使用规范、数据图像分析能力培养。实验设计题可能要求完整表述探究流程,强调方案可行性和结论科学性。
考点抢分--核心精粹 高效速记
终极考点1 探究二力平衡的条件
实验装置图
实验要点
1. 拉力大小相等:挂等重钩码,塑料板静止;
2. 大小不等:挂不等重钩码,塑料板向重的一侧运动;
3. 方向不相反:将板稍下移,拉力方向不严格相反,塑料板转动;
4. 不在同一直线:扭转塑料板,拉力不在一条直线,塑料板转动。
实验结论
作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上,那么这两个力就相互平衡。
常考方向
1. 二力平衡的四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
2. 实验每一步对应的条件验证;
3. 区分“平衡力”与“相互作用力”;
4. 结合重力、摩擦力等分析实际情景中物体的平衡。
注意事项
1. 减小干扰:尽量使滑轮光滑、绳子和卡片轻质,减少摩擦与自重影响;
2. 平稳操作:挂放钩码要轻稳,避免初始晃动影响观察;
3. 对称调节:确保两侧绳子长度、高度一致,避免非实验变量影响;
4. 观察要点:注意塑料板的“静止”“运动”或“转动”状态,明确结论对应条件。
变形实验
终极考点2 探究阻力对物体运动的影响
实验装置图
实验目的
1. 探究运动物体所受阻力大小对其运动距离的影响。
2. 通过科学推理,得出牛顿第一定律(惯性定律)的理想化结论。
实验方法
控制变量法、转换法、理想实验法
关键操作与现象
1. 改变变量:依次使用毛巾、棉布、木板作为水平面,改变阻力大小。
2. 控制变量:让小车从斜面同一位置由静止滑下(确保每次到达水平面时的初速度相同)。
3. 观察因变量:测量并比较小车在水平面上滑行的距离。
4. 记录现象:水平面越光滑,小车滑行距离越远。
注意事项
1. 释放要求:必须从斜面同一高度(同一位置)由静止释放,这是本实验成功和考查的关键。
2. 斜面选择:斜面坡度应适中。太陡则初速过大,小车易滑出水平面;太平则可能无法滑下。
3. 测量起点:应测量小车在水平面上运动的距离,通常以小车前端刚到达水平面时作为起点。
4. 实验顺序:通常从阻力最大的表面(毛巾)开始实验,以防止小车在光滑面上获得过大速度后,更换粗糙表面时难以停下。
5. 多次实验:为减小误差,每种情况应进行多次实验,取平均值。
实验结论
水平面越光滑,小车运动时所受的阻力越小,运动的距离越长,速度减小得越慢
实验推论
如果小车在水平面上运动时不受阻力的作用,那么它将 保持匀速直线运动下去。
终极考点3 探究影响滑动摩擦力大小的因素
实验装置图
实验目的
探究滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度两个因素的关系。
实验设计
采用控制变量法进行探究。
1. 控制接触面粗糙程度相同,改变压力(比较图甲与图乙)。
2. 控制压力相同,改变接触面粗糙程度(比较图甲与图丙)。
实验原理与操作要点
1. 测量原理:用弹簧测力计水平拉动木块,使其在长木板上做匀速直线运动。根据二力平衡知识,此时拉力与滑动摩擦力大小相等,即可从测力计读出摩擦力大小。
2. 关键操作:
匀速拉动是实验成败关键,需练习以保持速度均匀。
读数应在木块匀速运动过程中进行,视线与指针平齐。
注意事项
1. 拉动要求:务必保持匀速直线运动,这是利用二力平衡原理间接测量摩擦力的前提。
2. 接触面:确保木块整个底面与木板(或棉布)充分接触,拉动方向与接触面平行。
3. 变量控制:比较“压力”影响时,必须使用同一接触面(木板);比较“粗糙程度”影响时,必须保证压力相同(都只放木块)。
4. 实验顺序:建议先完成图甲(基础数据),再完成图乙(改变压力),最后完成图丙(改变粗糙程度)。更换棉布后,需撤去砝码,保证压力与图甲相同。
实验结论
滑动摩擦力的大小与作用在物体表面的压力和接触面的粗糙程度有关。
压力越大,摩擦力越大。
接触面越粗糙,摩擦力越大。
(摩擦力大小与接触面积大小、运动速度无关——此为常考拓展结论)
实验改进
如图所示,将长木板放在水平桌面上,物块放在长木板上,弹簧测力计的一端固定,一端挂在物块上,拉动长木板。
不需要控制木板做匀速直线运动、便于操作、弹簧测力计示数稳定便于读数。
终极考点4 探究影响压力作用效果的因素
实验装置图
实验目的
探究压力的作用效果(压强)与压力大小和受力面积大小两个因素的关系。
实验方法
控制变量法、转换法
关键操作与设计
1.控制变量法
①改变压力(受力面积相同):在海绵上正放小桌子,比较不放砝码与放上砝码时,海绵的凹陷程度。
②改变受力面积(压力相同):在海绵上先正放小桌子,再倒放小桌子(压力均为桌子重力),比较海绵的凹陷程度。
2.转换法
通过观察海绵的凹陷程度(形变程度)来间接比较压力的作用效果。凹陷越深,作用效果越明显。
交流反思
选择海绵或沙子进行实验而不用木板的原因:海绵或沙子形变明显,有利于观察实验现象。
实验结论
当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
终极考点5 探究液体内部压强特点
实验装置图
关键操作
1. 装置检查:检查压强计气密性;检查U形管初始液面是否相平。
2. 探究与深度关系:如图甲、乙,将金属盒放入水中不同深度,观察U形管高度差变化。
3. 探究与方向关系:如图乙、丙,在同一深度,转动金属盒方向,观察U形管高度差是否变化。
4. 探究与密度关系:如图甲、丁,将金属盒分别置于清水和盐水的同一深度,比较U形管高度差。
实验方法
1. 控制变量法:探究某一因素(深度、方向、密度)时,控制其他因素相同。
2. 转换法:将无法直接观测的“液体压强大小”转换为易于观察的U形管两侧液面高度差。
这是本实验的根本原理和核心考点。
注意事项
1.检查装置气密性:当用手指按压橡皮膜时,发现U形管两边液面的高度几乎不变则说明装置漏气,若U形管两边液面的高度差变化显著,则说明气密性良。
2.使用前检查U形管内液面是否相平,若不相平,则拆除软管重新安装。
3.转换法的应用:根据U形管两侧液面的高度差来判断液体压强的大小。
4.为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色的。
5.液体内部压强与容器形状无关
6.若实验过程中发现当探头在不同液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显。
改进方案:U形管中换用密度更小的液体、烧杯中换密度差更大的液体、使探头在液体中的深度加大且保持相回。
实验结论
1. 液体内部向各个方向都有压强。
2. 在同种液体中,同一深度处,各个方向的压强相等;深度越深,压强越大。
3. 在同一深度,液体密度越大,压强越大。
终极考点6 探究浮力大小的相关因素
实验装置图
实验阶段
阶段一(定性体验):塑料瓶压入水中,感受浮力变化。
阶段二(定量探究):使用弹簧测力计、溢杯、量筒等器材进行测量。
核心原理/方法
1. 控制变量法:探究浮力与排开水体积的关系时,需使用同种液体。
探究浮力和液体密度的关系时,要求排开液体体积相同(物体浸没体积相同)
探究浮力和液体深度关系时要保证液体密度和排开液体的体积相同。
2. 等效替代法/排水法:物体排开水的体积等于物体浸入水中部分的体积,可用量筒或溢杯测量。
3. 称重法测浮力:F浮 = G - F拉
关键操作与设计
1. 定性建立假设:将空塑料瓶逐渐压入水中,感受对手的向上托力(浮力)越来越大,据此提出“浮力大小可能与物体排开水的体积有关”的假设。
2. 定量实验装置:
①测量浮力:用弹簧测力计悬挂物体,分别测出在空气中重力G和浸没水中(或部分浸入)时的拉力F拉,计算浮力。
②测量排开水体积:
a. 溢杯法:将溢杯装满水,物体浸入后,用小烧杯承接溢出的水,再倒入量筒测量体积V排。
b. 直接测量法:将物体直接浸入盛有适量水的量筒,观察液面上升的刻度差,即为V排。
3. 数据记录:设计表格,记录G、F拉、F浮(计算)、V排,分析F浮与V排的定量关系。
注意事项
1. 溢杯使用:必须确保溢杯中的水装满至刚好从溢水口流出,之后才能进行实验。
2. 测量顺序:先测物体重力G,再将其浸入液体中测F拉;先接住溢出的水,再将物体浸入。
3. 读数稳定:待弹簧测力计示数稳定后再读数,且物体浸没过程中不要触碰容器底或壁。
4. 实验完整性:为得到普遍规律,应换用不同体积、不同密度的固体,或换用不同液体(如盐水、酒精)进行多次实验。
实验结论
1. 定性结论:浮力的大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与深度无关。
2. 定量结论(阿基米德原理):浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。即 F浮 = G排 = ρ液gV排。
终极考点7 探究动能大小的影响因素
实验装置图
实验目的
探究物体动能大小与速度、质量两个因素的关系
实验原理与方法
1. 转换法:将不易直接测量的小钢球动能大小,转换为易于观察和测量的木块B被推动的距离。木块被推得越远,表明小钢球的动能越大。
2. 控制变量法:
探究动能与速度的关系:控制质量相同(同一个小钢球),改变速度(从斜面的不同高度滚下)。
探究动能与质量的关系:控制速度相同(从斜面的同一高度滚下),改变质量(使用不同质量的小钢球)。
关键操作与步骤
1. 实验准备:将木块B放在水平面同一初始位置,确保每次撞击条件相同。
2. 探究动能与速度关系:让同一小钢球A,从斜面的不同高度(低→高)由静止滚下,撞击木块B,测量并比较木块被推出的距离。
3. 探究动能与质量关系:让质量不同的两个小钢球,从斜面的同一高度由静止滚下,撞击木块B,测量并比较木块被推出的距离。
注意事项
1. 控制变量:确保“单一变量”。探究速度时,必须用同一个小球;探究质量时,必须从完全相同的高度释放。
2. 释放要求:小球必须从静止开始释放,且不能施加初速度。
3. 撞击条件:木块B每次都应放在水平面的同一位置。
撞击应是正碰(小球中心对准木块中心)。
4. 距离测量:应测量木块从起点到终点移动的距离,而非小球滚下的距离。
5. 减小误差:水平面应尽可能光滑,以减小摩擦对木块移动距离的影响。
为得出普遍结论,应换用不同质量的小球、改变不同高度进行多次实验。
实验结论
质量相同时,物体的速度越大,它的动能越大。
速度相同时,物体的质量越大,它的动能越大。
终极考点8 探究重力势能大小的影响因素
实验装置图
实验目的
探究物体的重力势能大小与质量和被举起的高度两个因素的关系
核心原理/方法
1. 转换法:将不易直接测量的“重力势能大小”,转换为易于观察和测量的沙坑的深度和大小。沙坑越深、越大,表明小球的重力势能越大。
2. 控制变量法:
探究与高度的关系:控制质量相同(用同一小球),改变释放高度。
探究与质量的关系:控制高度相同(从同一高度释放),改变质量(用体积相同、质量不同的小球)。
关键操作与步骤
1. 准备工作:在铝盘中铺约2cm厚、平整的细沙,竖直固定米尺。
2. 探究与高度的关系:
- 控制变量:使用同一个金属小球。
- 改变变量:从不同高度(用米尺测量)自由释放小球。
- 观察转换:每次实验后,抹平细沙,观察并记录沙坑的深度和大小。
3. 探究与质量的关系:
- 控制变量:从相同高度释放。
- 改变变量:使用体积相同、质量不同的金属小球。
- 观察转换:每次实验后,抹平细沙,观察并记录沙坑的深度和大小。
注意事项
1. 释放要点:确保小球是静止后自由释放,不可施加向下或横向的力。
2. 测量准确:使用米尺准确测量并记录释放高度,高度基准点应为小球的底部(或中心)。
3. 状态恢复:每次撞击后,必须将沙抹平并轻微压实至相同初始状态,这是保证实验可比性的关键。
实验结论
物体的重力势能与它的质量和被举高的高度有关。
1. 质量相同的物体,高度越高,具有的重力势能越大。
2. 高度相同的物体,质量越大,具有的重力势能越大。
终极考点9 探究杠杆平衡的条件
实验装置图
实验目的
探究杠杆在平衡状态时,动力、动力臂、阻力、阻力臂之间的定量关系。
核心原理/方法
1. 杠杆平衡定义:杠杆在动力和阻力作用下,保持静止或匀速转动状态。
2. 控制变量法:在探究多个量(F₁, l₁, F₂, l₂)的关系时,需改变其中一个量,控制其他量不变,但本实验更多是多次测量寻找普遍规律。
3. 数据分析法:通过分析多组实验数据,归纳出定量关系(F₁l₁ = F₂l₂)。
关键操作与步骤
1. 组装与调平:
- 将杠杆中心支在支架上。
- 调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡(此为实验准备的关键步骤)。
2. 进行实验:
- 在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,并左右移动钩码位置,使杠杆再次在水平位置平衡。
- 记录:动力F₁、动力臂l₁、阻力F₂、阻力臂l₂(填入表3-1)。
- 改变钩码数量和位置,重复上述实验4次,获取多组数据。
注意事项
1. 调平技巧:若杠杆左端下沉,应将平衡螺母向右调(“左偏右调,右偏左调”)。
2. 实验操作:
- 挂钩码后,不可再调节平衡螺母,只能通过移动钩码位置来使杠杆平衡。
- 弹簧测力计斜拉时,力臂不再是支点到悬挂点的距离,需从支点向力的作用线作垂线段。
3. 数据记录:
- 钩码重力一般按“一个钩码重0.5N或1N”计算,需明确题目条件。
- 力臂单位通常为厘米(cm),计算时注意单位统一。
4. 实验结论的普遍性:
- 需改变力和力臂的数值,进行多次实验,目的是避免实验偶然性,使结论更具普遍性。
实验结论
杠杆的平衡条件(杠杆原理)为:动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂,即 F₁l₁ = F₂l₂。
核心要点
1. 为何要“调节杠杆在水平位置平衡”?
- 目的:消除杠杆自重对实验的影响。
- 方便读力臂:杠杆水平平衡时,钩码的拉力竖直向下,此时支点到钩码悬挂点的距离恰好等于力臂,可直接从杠杆刻度尺上读出,避免了测量倾斜力臂的麻烦。
2. 力臂的理解与测量:
- 力臂是支点到力的作用线的垂直距离,不是支点到力的作用点的距离!
- 当杠杆在水平位置平衡且力竖直作用时,力臂才恰好等于这个水平距离。
3. 实验数据的处理与分析:
- 如何从数据得出结论?比较F₁l₁与F₂l₂的乘积是否相等。
- 常考计算:根据杠杆平衡条件,已知三个量,求第四个量。
4. 实验结论表述:
- 杠杆的平衡条件是:动力×动力臂 = 阻力×阻力臂,即 F₁l₁ = F₂l₂。
- 也可表述为:杠杆平衡时,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。
终极考点10 探究斜面的机械效率
实验装置图
实验目的
1. 学会测量斜面机械效率的方法。
2. 探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系。
实验原理
1. 有用功:将物体竖直提升高度h所做的功,W有 = Gh。
2. 总功:沿斜面将物体匀速拉上斜面所做的功,W总 = Fs(F为沿斜面拉力,s为斜面长)。
3. 机械效率:η = W有 / W总 = Gh / Fs。
关键操作与测量
1. 组装斜面:用长木板和木块搭建斜面,用刻度尺测出斜面长度s和高度h。
2. 测量重力:用弹簧测力计测出小车的重力G。
3. 匀速拉动:用弹簧测力计沿着斜面方向,将小车从斜面底端匀速拉到顶端,读出此时拉力F。
4. 改变变量:保持斜面长度s和小车重力G不变,通过增加垫高高度h来增大斜面倾斜程度,重复上述测量2次。
5. 记录计算:将数据填入记录表,分别计算出不同倾角下的W有、W总和η。
常考方向与核心要点
1. 为何必须“匀速”拉动?
- 只有当小车匀速运动时,弹簧测力计的示数F才等于小车所受的拉力,且此时拉力做功才等于总功。若加速拉动,测力计示数不稳定且不等于沿斜面的拉力。
2. 实验中哪些是“变量”,哪些是“不变量”?
- 控制变量(不变):小车重力G、斜面长度s、斜面的光滑程度(粗糙程度)。
- 自变量(改变):斜面倾斜程度(通过改变高度h实现)。
3. 实验结论与原理分析:
- 结论:在光滑程度相同的斜面上,斜面越陡(倾斜程度越大),机械效率越高。
- 原因分析(高频考点):斜面越陡,额外功(克服摩擦力做的功)占比越小,故η越高。
4. 数据处理与误差分析:
- 如何计算机械效率η?代入公式η = Gh / Fs。
- 拉动时若没有严格沿斜面方向(如斜向上拉),会导致拉力F偏大,总功偏大,η偏小。
- 若斜面粗糙程度不同,则不能比较倾角对η的影响,因为未控制变量。
注意事项
1. 匀速与方向:拉动小车时必须保持匀速直线运动,且拉力方向必须与斜面平行。
2. 读数时机:应在小车匀速运动过程中读数,视线与测力计刻度盘垂直。
3. 变量控制:
- 改变倾斜程度时,只能改变高度h,不能更换小车(保证G不变),不能改变斜面长度s。
- 整个实验中,应尽量使用同一斜面,以保证其光滑程度基本相同。
4. 实验顺序:建议从“较缓”到“最陡”依次进行,可降低操作难度。
实验结论
斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越大
真题精研--复盘经典 把握规律
题组一 情景设定:几种力、运动、压强的探究 知识溯源:二力平衡、摩擦力、压强、浮力等
1.(2020·浙江台州·中考真题)为研究作用在物体上的两个力满足什么条件时,才能使物体处于平衡状态,进行如下实验。
(1)选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是 ;
(2)将图甲中静止的研究对象转到虚线位置,松手后发现研究对象发生转动。据此可以得出结论:作用在物体上的两个力需要满足的条件是 ,物体才处于静止状态。
(3)如图乙,若启动电动机继续进行研究:当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时,观察物体的运动状态;当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时,再观察物体的运动状态。继续这项研究的目的是
。
2.(2022·浙江衢州·中考真题)小明观看北京冬奥会滑雪比赛时,突发奇想:如果运动员从斜坡滑道上自由滑下,怎样才能滑得更远呢?于是用如图所示的装置探究“小车从斜面上滑下时,在水平面上滑行的最大距离跟小车的下滑高度、小车总质量、水平面粗糙程度是否有关”。实验结果如下表:
实验次数
小车下滑高度/cm
水平面材料
车上钩码个数
小车在水平面上骨行的最大距离/cm
1
3
木板
1
50
2
3
木板
2
50
3
3
木板
3
50
4
6
木板
3
100
5
6
棉布
3
60
6
6
毛巾
3
30
(1)每次实验中,都应让小车从相应高度由___________状态开始沿斜面下滑。
(2)分析1、2、3三组实验数据,得出的结论是: 。
(3)小明根据上述第3、4两次实验得出结论:当小车总质量和水平面粗糙程度相同时,小车在水平面上滑行的最大距离与小车下滑高度成正比。小明这样就得出结论不合理,请你对其实验提出改进建议:
。
3.(2025·浙江·中考真题)欲探究影响滑动摩擦力的因素,小明设计了如图所示的实验。
(1)定滑轮的作用是 ;
(2)木块处于哪种状态时可以测得滑动摩擦力的大小?
(3)为了探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响,可放置毛巾改变接触面的粗糙程度,则应将毛巾放在何处? ;
(4)分别改变木块的质量和拉动木板的速度,比较滑动摩擦力的大小,可得出结论:
。
4.(2024·浙江·中考真题)某实验小组用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素,木块挂在测力计下,其右侧面与竖直传送带接触,装置左侧有可旋转的螺杆对其施加不同的压力,启动电动机使传送带转动,通过测力计的读数即可推算出木块所受的摩擦力。部分实验数据如表:
实验次数
木块重力(N)
螺杆旋转的圈数(圈)
测力计示数(N)
摩擦力(N)
1
0.60
1
0.70
0.10
2
0.60
2
0.852
0.22
3
0.60
3
0.95
0.35
4
1.20
1
1.30
0.10
5
1.80
1
1.90
?
(1)在实验过程中,传送带转动的方向为_______;(选填“顺时针”或“逆时针”)
(2)第5次实验中,木块受到的滑动摩擦力大小是_______N;
(3)分析表中数据,可以得出的结论为 。
5. (2023·浙江绍兴·中考真题)在探究压力作用效果与受力面积的关系时,小敏用拇指和食指分别以如图两种方式压在铅笔两端;
(1)小金提出质疑,认为图__________的方式不合理,因为该方式没有控制________;
(2)若笔尾横截面积约为0.5cm2,整个截面都和食指充分接触,当食指用0.5N的力压铅笔时,食指受到的压强约为__________Pa。
6. (2023·浙江湖州·中考真题)学习小组利用压强计探究“影响液体压强大小的因素”,进行如下实验。
(1)图1是U形管压强计,为了使实验现象更加明显,金属盒上的橡皮膜选用的是________(选填“易形变”或“不易形变”)的;
(2)如图2,将压强计金属盒上的橡皮膜朝上,逐渐浸入至水中某一深度,压强计上反映的是橡皮膜________(选填“上方”、“下方”或“各个方向”)水产生的压强。压强大小用U形管左右液面高度差来反映,此处采用的科学方法是________。保持橡皮膜朝向不变,继续向下浸入,发现U形管左右液面高度差变大,说明液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)学习小组选择图3和图4进行实验,是想探究液体压强与液体________的关系。小组其他成员指出探究还不完整,继续探究……
7.(2021·浙江金华·中考真题)某校“制作浮力秤”项目研究小组,制成如图所示浮力秤。使用过程中,发现称量范围较小,有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时,F浮=G物的原理工作的:浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系?
【方案设计】
器材:悬挂式电子秤、金属块(4.0N)、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤:①将金属块挂在电子秤下,读取电子秤示数并记录;
②将金属块浸没在盛水的烧杯中,读取电子秤示数并记录,然后取出金属块擦干;
③按照步骤②的操作,换用不同密度的溶液,多次重复试验。
【数据处理】
实验编号
1
2
3
4
5
6
7
液体密度ρ液(g/cm3)
—
0.8
1.0
1.2
1.4
1.9
2.0
电子秤示数F拉(N)
0.4
3.6
3.5
3.4
3.3
2.6
3.0
浮力大小F浮(N)
—
0.4
0.5
X
0.7
1.4
1.0
【交流分析】
(1)表格中x的数据是___________;
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是 ;
(3)小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是 ;
【得出结论】……
【知识应用】
(4)根据以上探究,写出一种增大浮力秤称量范围的方法 。
题组二 情景设定:探究动能、势能、简单机械的探究 知识溯源:动能势能影响因素、简单机械
8.(2023·浙江衢州·中考真题)小科用如图装置研究动能大小的影响因素。
(1)将质量不同的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下,比较木块被小钢球推出的距离大小,这样做的目的是为了研究动能大小与_______的关系;
(2)木块向前移动一段距离后停止,这一过程中木块的机械能转化为_______能。
9.(2023·浙江·中考真题)下图所示,把小球从O点(平衡位置)沿水平光滑杆拉到A点。放开后小球在O点两侧来回振动(即位置从x到-x不断往复)。对小球振动的快慢,小科提出了如下猜想:
猜想一:小球振动的快慢与它被拉离O点的距离x有关;
猜想二:小球振动的快慢与它的质量m有关。
实验序号
OA距离x/cm
小球质量m/g
振动30次所用的时间t/s
1
4
50
30
2
6
50
30
3
8
50
30
(1)现有固定支架、弹簧、质量不同的小球、刻度尺等器材。为完成本实验,还需要的器材是________;
(2)小科实验探究的部分数据记录如上表。分析表格中的数据,可得出结论: ;
(3)作出小球在A-O-B过程中弹性势能(E)与位置S变化的关系图(如图);________
(4)为研究另一猜想进行实验探究时,需取除质量不同(30g,40g,50g)外其余条件都相同的三个小球,固定在弹簧一段,弹簧另一端固定在墙上。接下去应采取的操作是
。
10.(2021·浙江湖州·中考真题)下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程:(本实验均使用轻质杠杆)
实验1:在直杠杆水平平衡时(如图甲所示)进行实验记录多组数据得出:F1×s1=F2×s2(注:s1和s2分别表示支点O到F1和F2的作用点的距离)。在直杠杆倾斜平衡时(如图乙所示)进行实验,也得到了同样的结论
该结论适用于所有平衡时的杠杆吗?
实验2:科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验,移动钩码,改变钩码数量,记录数据如表,分析表格数据发现上述结论并不成立,但发现一个新的等量关系,即:
实验次数
F1/N
s1/cm
F2/N
s2/cm
l2/cm
1
1.0
10.0
0.5
21.3
20.1
2
1.5
20.0
1.5
31.7
29.8
3
2.0
30.0
2.5
25.5
24.0
s和l(支点到力的作用线的距离)这两个量在研究杠杆平衡条件时,哪个量才是有价值的呢?研究小组的同学观察到:支点到F1的作用点的距离(s1)与支点到F1的作用线的距离(l1)是相等的。研究小组的同学又进行了实验。
实验3:
①移动钩码,使杠杆 并使杠杆处于平衡状态。
②记录F1、s1、l1和F2、s2、l2 。
③改变钩码数量,移动钩码,记录杠杆处于平衡时的多组F1、s1、l1和F2、s2、l2 。
④分析实验数据,得出弯杠杆的平衡条件。
最后,通过科学思维,得出所有杠杆的平衡条件都是:F1×s1=F2×s2杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用,如用图1方式提升物体比用图2方式省力,就可用杠杆的平衡条件作出合理解释,请回答:
(1)在研究一侧弯曲的杠杆时,发现的一个新的等量关系是
(2)将实验3中的①填写完整。
(3)“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为___________通过探究杠杆平衡条件的实验,使我们深深认识到建立这一科学量的价值。
(4)用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是
高频考点及易错提醒
1.摩擦力方向判断:滑动摩擦力方向总与物体相对运动方向相反。
2.压强公式p=F/S的使用:注意S是受力面积(两物体实际接触面积),单位必须换算为m²。
3.浮力探究的“控制V排”:探究浮力与液体密度关系时,必须让物体浸没,目的是控制物体排开液体的体积(V排)相同。
4.杠杆平衡条件的本质:力臂是支点到力的作用线的距离,不是到作用点的距离。当杠杆弯曲或倾斜时,F₁l₁ = F₂l₂永远成立,而 F₁s₁ = F₂s₂不一定成立。
终极预测--压轴实战 稳拿高分
1.为了探究物体动能的大小可能与哪些因素有关,小科做了如图甲所示的实验,让钢球从同一光滑斜面上由静止滚下,撞击水平板上的木块。
(1)图甲实验中通过观察 来判断物体动能的大小。
(2)小衢认为小科的实验装置有许多不足,他用带凹槽轨道对装置进行了改进,如图乙所示。使用凹槽轨道的优点是 。
(3)小衢在实验中尝试用多个挡板(上端用热熔胶固定在支架上)替代图甲实验中的木块,以便更好地比较动能大小。你认为下列物品中适合制作挡板的是( )
A.弹性铁片 B.橡皮泥 C.硬木板 D.弹性塑料片
(4)本实验运用了转换法,请你在所学的实验中写出一种运用转换法的实验名称 。
2.某小组同学在探究“杠杆平衡条件”实验中,所用的实验器材有:支架、带刻度的杠杆、弹簧测力计、钩码(每个质量为50g)、细线等。
(1)实验前,调节杠杆在水平位置静止。
(2)在杠杆两侧分别挂上不同个数的钩码,再次调节杠杆在水平位置静止,其好处是:
;
(3)多次改变钩码个数及位置并记录的实验数据,根据实验数据得出的探究结论。
【反思】完成实验后小明突发奇想,想利用该杠杆(重心始终位于O点)制作一个可以直接测量质量的“杆秤”。
①如图乙所示,以杠杆上的A点为支点,当在C位置固定挂一只金属空盘时,杠杆在水平位置刚好平衡。将丙图的3个钩码作为“秤砣”;
②请将该“杆秤”的零刻度线标在 ___________位置处;(选填“C”、“A”或“O”)
③接着小明在图乙的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量为 ___________g;
④并将其它质量值均匀标记在AD之间的刻度线上,完成“杆秤”的制作。为什么刻度线是均匀分布的?请说明理由 。
3.某同学为验证压力大小对摩擦力大小的影响,选用了长木板、木块、弹簧测力计、细线和若干个相同的铁块,设计并开展了如图实验:
(1)实验中,弹簧测力计必须沿______方向拉着木块做匀速直线运动。
(2)在图1所示实验中,木块受到的摩擦力为______牛。
(3)接着该同学完成了图2和图3所示的实验,请用作图的方式把图3对应的实验补充完整:______。
(4)该同学查阅资料获知滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关。他将同一木块放置在同一木板上,进行了如图4中的a、b、c所示的实验。拉动木块匀速运动所用的力为、和,推测、和的大小关系为 。
4.在做“验证重力势能大小与质量的关系”实验时,小明的实验步骤如下:
①在一个铝盘中放入一定厚度的细沙;
②选择材质相同的三个金属小球;
③将一根刻度尺竖直立在细沙上,在一定高度自由释放小球,观察被金属小球撞击后的沙坑深度;
④抹平细沙后,更换质量不同的小球,重复步骤③;
⑤观察并记录实验现象,填入下表,得出实验结论。
两种款式不同的金属球
金属小球
下落高度
A
20cm
B
20cm
C
20cm
(1)本实验通过 比较小球间的重力势能的大小;
(2)款式甲为实心小球,款式乙为空心小球。小明认为该实验应选择乙款金属小球进行实验,理由是
;
(3)据表分析,三个金属小球m1、m2、m3之间的大小关系为 ;
(4)小明思考能否用弹性海绵代替细沙来进行实验,请简要说明你的想法及理由
。
5.图甲为《墨经》记载的斜面引重车:前轮矮小、后轮高大,两轮间设木板。前轮的轮轴可在AB两点之间移动,来改变斜面倾斜程度。使用时,后轮轴系绳索绕过高处滑轮连接重物,推动车辆时轮轴卷绳,将重物拉上斜面。小阳用图乙装置模拟实验,探究斜面倾斜程度对斜面省力程度与机械效率的影响,通过多次匀速拉动物体并记录数据。
组别
斜面倾斜程度
物重G/N
斜面高度h/m
拉力F/N
斜面长度s/m
有用功/J
总功/J
机械效率η
1
较缓
5
0.2
2.4
1.0
1.0
2.4
41.7%
2
较陡
5
?
3.2
1.0
2.5
3.2
78.1%
3
最陡
5
0.8
4.3
1.0
4.0
4.3
93.0%
(1)第2次实验中“?”处的斜面高度为________m;
(2)分析表格数据,可以得出机械效率与斜面倾斜程度的关系是 ;
(3)实验后小阳认为要让引重车拉动重物时更省力,图甲中的引重车的前轮的位置应该向________(选填“A”或“B”)调整,他作出这一判断的依据是 。
6.某科学小组在学习了浮力知识后,对外形为圆柱形的密度计进行了探索。实验步骤如下:
①取一硬质塑料吸管,用适量胶水封住底部,在管内加入一定数量的配重,使其能在水中竖直漂浮在合适的位置,如图1。
②取密度分别为0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3的液体。
③把密度计依次放入上述液体中,待稳定后在吸管上标上液面位置。
(1)密度计的工作原理是 。
(2)记录三次实验的液面位置如图2所示,发现相邻刻度间距Δh1和Δh2的长度比较接近,难以判断刻度是否均匀。于是换不同圆柱形密度计进行了深入探究,实验数据如下表所示。
组别
长度/cm
外径/mm
总质量/g
Δh1/cm
Δh2/cm
(Δh1-Δh2)/cm
第1组
21
6
3.9
1.61
1.32
0.29
第2组
21
8
3.9
0.92
0.75
0.17
第3组
21
12
3.9
0.43
0.38
0.05
第4组
21
12
7.2
0.74
0.61
0.13
第5组
21
12
10.3
1.17
0.93
0.24
第6组
18
12
7.2
0.74
0.61
0.13
第7组
15
12
7.2
0.74
0.61
0.13
①分析表格数据,判断圆柱形密度计的刻度是否均匀?
②影响Δh1和Δh2的差异大小的因素有 。
③有同学认为为了更好地完成实验,只需要把第4组实验的吸管剪去相应的长度就能获得第6组和第7组的实验材料。你是否同意他的做法?并说明理由: 。
7.为了探究液体压强的特点,某同学做了如下实验。
(1)在制作压强计时,有三块相同形状的橡皮膜,将同一小球放在三块橡皮膜上(如图1所示),为提高压强计的灵敏度,应选择橡皮膜_________;
(2)实验前,试压橡皮膜,观察液面变化情况(如图2所示)。此操作的目的是 ;
(3)将压强计的金属盒缓慢放入水中(如图3所示),观察到金属盒所处的深度越深,U形管中 ,得出水内部压强随深度增加而增大;
(4)若想继续探究液体密度对液体压强的影响,请利用图3器材写出简要的实验方案
。
8.小笼包是浙江的特色小吃,在制作小笼包的过程中需要经过“和面—发酵—调馅—包制—蒸熟”这几个环节。
(1)在和面时,将面粉、酵母粉混合,逐渐加入温水用力揉成光滑的面团,在揉压面团的过程中,体现了力的作用效果为 。
(2)发酵环节中,需将揉好的混有酵母粉的面团放在封闭环境里,这样做的目的是 。
(3)某同学想提高擀面的效率,于是使用木头制作了一个简易的压面器,其结构如图甲。使用时将面团放在圆形木板的下方,用力挤压,控制好力度,就可以将面团压扁。假设某个过程压面器对面团竖直向下的压力保持不变,使面团由图乙状态压至图丙状态,则在压制过程中,压面器对面团的压强大小的变化情况为 。
9.某实验小组用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素,木块挂在测力计下,其右侧面与竖直传送带接触,装置左侧有可旋转的螺杆对其施加不同的压力,启动电动机使传送带转动,通过测力计的读数即可计算出木块所受的摩擦力。部分实验数据如表:
实验次数
木块重力(N)
螺杆旋转的圈数(圈)
测力计示数(N)
摩擦力(N)
1
0.60
1
0.70
0.10
2
0.60
2
0.82
0.22
3
0.60
3
0.95
0.35
4
1.20
1
1.30
0.10
5
1.80
1
1.90
(1)比较1、4次实验的数据可知,滑动摩擦力大小与 无关。
(2)在实验过程中,传送带转动的方向为_________。(选填“顺时针”或“逆时针”)
(3)第5次实验中,木块受到的滑动摩擦力大小是_________N。
10.小科骑自行车时发现,猛踩脚踏板提升车速后,车子能滑行的距离比不踩时远;车子在较光滑路面上滑行的距离比粗糙的路面上滑行要远。基于上述生活经验,小科想研究影响物体运动距离的因素有哪些?他用丝绸、棉布、小球、斜面和长木板进行模拟实验,如图所示。
(1)小科分别将丝绸、棉布铺在长木板上,将小球从斜面的同一高度由静止释放,并记录小球在长木板上运动的距离。则他研究的是物体运动的距离可能与 有关。
(2)请用所给的器材,设计一个验证物体运动距离与速度的关系的实验方案
(要求简要叙述实验步骤和预期实验结果)。
(3)很多运动项目都需要助跑,如跳远、跳高、标枪等,目的是提高成绩,请你从功和能的角度来解释这样做的原因 。
(4)小科实验后反思,若探究“阻力对物体运动的影响”,除了“通过比较起始速度相同的同一小球,在不同水平面上运动的距离”,我们还可以通过 来判断阻力对物体运动的影响。
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电学实验
考情透视--把脉命题 直击重点
►命题解码:电学实验考查全面覆盖电流电压电阻关系探究、伏安法测电阻、小灯泡电功率测量。具体以实验探究题为主,结合生活情境和项目化学习。重点地区如杭州宁波温州真题呈现多样化特点。特殊题型包括电路设计评价、实验方案优化、单表法测电阻电功率。考查核心在于控制变量法应用、电路图连接、数据分析和科学原理迁移。
►中考前沿:2026年浙江中考科学电学实验预测将延续素养导向。可能增加创新性实验设计如单表法测电阻电功率。考点可能聚焦电路设计在实际应用中的迁移、实验方案可行性评价、数据图像综合分析。建议关注传感器技术结合的电学实验、家庭电路安全相关探究。
考点抢分--核心精粹 高效速记
终极考点1 探究串、并联电路中的电流、电压规律
实验电路图
实验目标
1. 学会电流表、电压表的正确使用。
2. 总结串、并联电路中电流、电压的规律。
核心要点与对比
1. 电表使用:
- 电流表:必须与被测部分串联;严禁直接接在电源两极(短路)。
- 电压表:必须与被测部分并联;可以直接测电源电压。
- 共同点:电流都“+”入“-”出;都用“试触法”选择量程(先用大量程试触)。
2. 实验步骤:
- 连接电路:按电路图连接,开关断开。
- 测量数据:
①电流实验:将电流表分别串联接入电路的不同点(如干路、各支路)测量电流。
②电压实验:将电压表分别并联在待测元件(或用电器、电源)两端测量电压。
- 记录分析:改变元件规格或电源电压,多次测量,分析数据规律(得到普遍规律)。
常考方向与易错点
1. 电表接法判断:选择题常给电路图,判断电表连接是否正确(电流表串联、电压表并联)。
2. 量程选择与读数:
- “试触法”的目的:防止电表偏转过超损坏,并选择合适的量程。
- 读数:先看清所选量程和对应的分度值。
3. 电路现象分析:
- 若电流表误并联:会导致用电器不工作(近似短路),电流表可能损坏。
- 若电压表误串联:会导致电路几乎断路,用电器不工作,电压表示数接近电源电压。
4. 规律对比记忆:
- 串联:电流处处相等(I = I₁ = I₂);总电压等于各部分电压之和(U = U₁ + U₂)。
- 并联:干路电流等于各支路电流之和(I = I₁ + I₂);各支路两端电压相等(U = U₁ = U₂)。
注意事项
1. 安全规范:连接电路时开关必须断开;检查电路无误后再闭合开关。
2. 操作规范:
- 更改电路连接(如更换测量点、改变量程)时,必须先断开开关。
- 电表正负接线柱不能接反。
3. 实验可靠性:应更换不同规格的用电器或电源电压,进行多次实验,使结论更具普遍性。
实验结论
1. 电流规律:
- 串联:I = I₁ = I₂ = ...(电流处处相等)
- 并联:I = I₁ + I₂ + ...(干路电流等于各支路电流之和)
2. 电压规律:
- 串联:U = U₁ + U₂ + ...(总电压等于各部分电压之和)
- 并联:U = U₁ = U₂ = ...(各支路两端电压相等,且等于总电压)
终极考点2 探究影响电阻大小的因素
实验电路图
核心原理/方法
1. 控制变量法:探究电阻与某一因素(长度、横截面积、材料)的关系时,必须控制其他因素相同。
2. 转换法:将难以直接测量的“电阻大小”,转换为易于观察的电流表示数大小或灯泡亮度来判断。在相同电压下,电流越大(灯越亮),表明电阻越小。
探究过程与变量控制
1. 探究电阻与长度的关系:
- 主要变量:导线长度。
- 控制不变的因素:材料、横截面积。
2. 探究电阻与横截面积(粗细)的关系:
- 主要变量:横截面积(导线粗细)。
- 控制不变的因素:材料、长度。
3. 探究电阻与材料的关系:
- 主要变量:材料。
- 控制不变的因素:长度、横截面积。
实验结论
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积。
1. 在材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大。
2. 在材料和长度相同时,导体横截面积越大(越粗),电阻越小。
3. 在长度和横截面积相同时,不同材料的导体,电阻一般不同。
注意事项
1. 严格控量:更换导体时,必须确保只有要研究的那个变量不同,其他条件(材料、长度、横截面积)完全相同。
2. 电路连接正确:导线与接线柱要接牢,避免接触电阻影响实验结果。
3. 保护电路:闭合开关前,检查电路,防止短路;可在电路中串联一个滑动变阻器,通过调节来保护电路并使对比更明显。
4. 多导体对比:实验中通常需要准备多根符合要求的镍铬合金丝和铜丝等,以便进行组合比较。
终极考点3 探究电流与电压、电阻的关系
实验名称
探究电流与电压的关系
探究电流与电阻的关系
实验目的
明确在电阻一定时,电流与电压的定量关系
明确在电压一定时,电流与电阻的定量关系
实验电路图
控制变量
自变量:电压 (U)
因变量:电流 (I)
控制变量:电阻 (R) 不变
自变量:电阻 (R)
因变量:电流 (I)
控制变量:电压 (U) 不变
滑动变阻器核心作用
1. 保护电路。
2. 改变定值电阻两端的电压,从而得到多组(U, I)数据。
1. 保护电路。
2. 控制定值电阻两端的电压保持不变(换用不同电阻后,调节滑片使电压表示数回到预设值)。
数据分析
计算U/I的比值,发现比值恒定(等于R)
计算I×R的乘积,发现乘积恒定(等于U)
图像处理
实验结论
在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比
注意事项
1. 连接电路时,开关应断开,滑动变阻器滑片置于阻值最大处(保护电路)。
2. 电流表、电压表量程选择要合适,接线要正确(电流串联、电压并联,正进负出)。
3. 更换定值电阻后,需重新调节滑动变阻器以达到控制变量的要求(探究电流与电阻关系时尤其关键)。
4. 为得出普遍规律,应更换不同规格的定值电阻进行多次实验。
5. 滑片移动方向的判断:根据串联分压原理,若要增大定值电阻两端的电压,滑动变阻器滑片 应向阻值变小的方向移动。
6.滑动变阻器规格的选择:可根据测出的表格数据计算,表格数据都是依靠滑动变阻器调节出来的,那么当滑动变阻器阻值最大时,电流最小,可找电流最小的那组数据反计算滑动变阻器阻值。
终极考点4 伏安法测电阻
实验原理
R = U / I
实验电路图
关键步骤与操作
1. 连接电路:按电路图连接,注意电流表、电压表的“+”“-”接线柱及量程选择。
2. 安全准备:闭合开关前,将滑动变阻器滑片P移至阻值最大处(保护电路)。
3. 测量记录:闭合开关,移动滑片改变电阻,分别读出电压表、电流表示数,记录在表中。重复测量至少3次。
4. 数据处理:根据每次的U、I值,利用R=U/I算出电阻值,最后求平均值作为测量结果。
常考方向与核心要点
1. 滑动变阻器的作用:
- 保护电路(闭合开关前滑片置于阻值最大处)。
- 改变定值电阻两端的电压和电流,从而获得多组数据,求平均值以减小误差。
2. 电表的使用与读数:
- 电流表串联在电路中,电压表并联在待测电阻两端。
- 量程选择:在无法估测时,采用试触法,选用大量程试触。
- 读数:先看量程和分度值,视线与指针平齐。
3. 电路故障分析(高频):
- 电流表无示数,电压表示数接近电源电压 → 待测电阻断路。
- 电流表、电压表均无示数 → 电路中(除电压表并联部分外)存在断路。
- 电表指针反偏 → 电表正负接线柱接反。
4. 多次测量的目的:求平均值,减小实验误差。
(注意:与探究电流与电压、电阻关系的实验目的“寻找普遍规律”相区别)
实验结论与拓展
1. 数据处理:R = (R₁ + R₂ + R₃) / 3。
2. 误差分析:
- 本实验电路(电流表外接)通常忽略了电压表的分流作用,测量值R测略小于真实值R真。
- 若待测电阻阻值较小,为减小误差,可采用电流表内接法。
3. 拓展:本实验方法(伏安法)是测量电阻的基本方法,也可用于测量小灯泡的电阻
若用伏安法测小灯泡电阻不需要多组数据求平均值,因为小灯泡电阻随温度升高而增大,求平均值没有意义。
伏安特性曲线
终极考点5 测量小灯泡额定电功率实验
实验原理
P = UI
电路图与关键器材
器材特殊要求:
- 电源电压需高于小灯泡的额定电压(以便完成高于额定电压的测量)。
- 小灯泡上标有额定电压(如2.5V)。
关键步骤与操作
1. 连接与检查:按电路图连接电路,开关断开,滑片置于阻值最大处。
2. 测量三种情况下的功率(核心步骤):
正常发光:调节滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额,记下此时电流I额,计算额定功率P额 = U额I额。
超压发光:调节滑片,使电压表示数约为1.2U额,观察亮度变亮,记录U1、I1,计算实际功率P1。
欠压发光:调节滑片,使电压表示数约为0.8U额,观察亮度变暗,记录U2、I2,计算实际功率P2。
3. 记录与计算:将数据填入表中,分别计算三种情况下的电功率。
注意事项
1.电流表电压表量程选择
先根据小灯泡的额定电压来确定电源电压及电压表的量程,然后估算通过小灯泡的最大电流来确定电流表的量程。
2.滑动变阻器规格要求
滑动变阻器规格要保证能调出表格的数据,一般可根据最小电流计算最大阻值(或只测量小灯泡额定功率,那么滑动变阻器保证能使小灯泡电压达到额定电压,根据分压计算滑动变阻器阻值);滑动变阻器最大电流要大于小灯泡的额定电流。
实验结论
1. 小灯泡的实际功率随其两端电压的改变而改变。
2. 当U实 = U额时,P实 = P额,灯泡正常发光;
当U实 > U额时,P实 > P额,灯泡很亮,可能烧毁;
当U实 < U额时,P实 < P额,灯泡较暗。
终极考点6 焦耳定律探究实验
实验装置图
实验目的
研究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关
实验原理/方法
1. 转换法:将无法直接测量和比较的“电流产生热量的多少”,转换为易于观察和比较的密闭烧瓶内空气受热膨胀后,导致玻璃管中煤油液面上升的高度。液面上升越高,表明产生的热量越多。
2. 控制变量法:
- 探究热量与电阻的关系:控制电流和通电时间相同,改变电阻(使用阻值不同的电阻丝R甲、R乙,并将它们串联)。
- 探究热量与电流的关系:控制电阻和通电时间相同,改变电流(使用同一电阻丝,通过调节滑动变阻器改变电路电流)。
关键操作与设计
第一部分:探究电热与电阻的关系
1. 将R甲、R乙串联,确保通过它们的电流和通电时间完全相同。
2. 闭合开关,记录电流I₁,经过一段时间后,比较两玻璃管液面上升的高度。
3. 现象:电阻大的烧瓶,液面上升更高。
第二部分:探究电热与电流的关系
1. 使用同一个烧瓶(如甲瓶),确保电阻不变。
2. 调节滑动变阻器减小阻值,从而增大电路电流,记录新的电流I₂(I₂ > I₁)。
3. 控制通电时间与第一次相同,比较同一玻璃管在两次实验中液面上升的高度。
4. 现象:电流大的那次,液面上升更高。
注意事项
1.烧瓶内装煤油(或空气)而不是水,是因为煤油比热容较小,受热后温度变化明显,实验现象更显著。
2.装置是密闭的,防止热量散失,也使气体膨胀效果集中体现在液柱上。
3.进行第二部分实验前,需等待液面降回原来高度,确保两次实验起始温度相同。
4.调节滑动变阻器改变电流后,闭合开关的同时开始计时,保证通电时间相同。
实验结论
电流通过导体产生的热量(电热)与电流的平方、导体的电阻、通电时间成正比。
1. 在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
2. 在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多。
(此为定性结论,定量关系为焦耳定律:Q = I²Rt)
真题精研--复盘经典 把握规律
题组一 情景设定:电流、电压规律电阻影响因素探究 知识溯源:串并联电流电压特点、电阻影响因素
1.(2023·浙江丽水·中考真题)小科通过实验对“串联电路各部分电压的关系”进行了验证。利用学生电源、小灯泡2个、电压表1个、开关1个、导线若干等器材,按图甲电路逐一接入电压表进行实验。
(1)实验中小灯泡L1、L2的规格应___________(填“相同”或“不同”);
(2)在被测电压难以估计时,为避免电压过大而损坏电压表,应正确选择量程,具体操作是
;
(3)某次测量时电压表示数如图乙,则读数为___________伏;
(4)整理实验数据时,小科发现两灯泡上的电压U1、U2之和略小于两灯泡两端的总电压U,与预期结果不相符。换用其他器材并规范操作,多次实验后结果均相同,其原因可能是 。
2.(2025·浙江·中考真题)给如图甲所示的电热水器金属内胆出水口加接一段长管道,由于长管道中水柱具有电阻(简称“隔电电阻”),在电热水器漏电且接地线失效时,能形成“防电墙”保障人的安全。为了探究“隔电电阻”阻值大小的影响因素,某校兴趣小组利用注水的玻璃管模拟“隔电电阻”,设计如图乙所示电路,进行如下实验。
①断开开关,按图乙方式连接电路,观察电压表示数(如图丙所示)。
②采取合理措施使电压表指针对准零刻度线。
③闭合开关,调节滑片,记录两只电表的示数并计算“隔电电阻”的阻值。
④打开阀门,向左移动活塞,改变玻璃管内水柱的长度,重复步骤③。
⑤换用不同横截面积的均匀玻璃管,重复步骤③④,获得数据如表。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
横截面积/cm2
1.0
2.0
?
水柱长度/cm
5
10
20
5
10
20
5
10
20
“隔电电阻”阻值/
2000
4000
8000
1000
2000
4000
500
1000
2000
(1)步骤②中的“合理措施”是指 (写出具体操作)。
(2)分析表中数据,推测第7次至第9次实验选择的玻璃管的横截面积为________cm2。
(3)某电热水器出水口加接的长管道横截面积为0.5cm2,若热水器接入电压为220V,人体电阻为2000,要使通过人体电流不超过10mA,则该管道长度不小于_______cm。
(4)实验中发现金属活塞和金属板的内表面出现气泡,可能的原因:
(写出一种)。
3.(2024·浙江·中考真题)图1是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录,数据列于下表。
实验组
电阻丝
材料
长度(厘米)
直径(毫米)
电流(安)
1
a
康铜丝
57.20
0.50
待填
2
b
镍铬丝
57.20
0.50
0.14
3
c
镍铬丝
57.20
0.70
0.26
4
d
镍铬丝
28.60
0.70
0.54
请回答:
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图2所示,其示数为______安;
(2)为研究导体电阻大小与横截面积的关系,可选择实验组______进行对比。
(3)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关;
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图3所示。
描述该金属电阻在降温过程中的现象: ;
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造______(写出一种),以减少能量损耗;
题组二 情景设定:以欧姆定律为核心的相关实验 知识溯源:欧姆定律
4.(2023·浙江衢州·中考真题)小科用如图电路进行两项实验。
(1)实验一:探究电流与_______的关系。
①按图连接好电路,闭合开关,移动R1的滑片到某处保持不动;
②移动R2的滑片,读出电压表和电流表的示数,记录数据;
③多次重复实验步骤②。
(2)实验二:探究电流与电阻的关系。
①先移动R1的滑片到某一位置,再移动R2的滑片,使电压表的示数为2V,读出此时电流表示数,记录数据;
②向右移动R1的滑片到另一位置,则他应向_______移动R2的滑片,使电压表的示数仍为2V,读出此时电流表示数,记录数据;
③多次重复实验步骤②。小科能否得出“电阻两端电压不变时,通过电阻的电流与电阻阻值大小成反比”的结论_______,理由是 。
5. (2023·浙江湖州·中考真题)某项目化学习小组从课堂中了解到盐溶液也能导电。小组成员拿了一根弹性很好的乳胶管,里面灌满一定浓度的盐水,两端用金属圆片电极密封,形成一段封闭的盐水柱,长度20厘米。在老师的指导下,选用了下列器材,对盐水柱的电阻进行探究(过程中盐水柱温度变化和化学变化不计):[器材选择]学生电源12伏,电流表(0~5毫安),电压表(0~3伏,0~15伏),滑动变阻器(0~10千欧)。[电路连接]小组设计了电路图,根据电路图连接实物。
(1)根据实验要求,用笔画线作为导线完成实物图的连接;________
[实验数据]正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,测得多组数据如下表:
实验记录表
实验次数
1
2
3
电压表示数(伏)
3.6
7.2
10.2
电流表示数(毫安)
1.25
2.40
3.48
盐水柱电阻(千欧)
?
3.00
2.93
(2)分析表中三组数据,该盐水柱的电阻为________千欧;(结果保留两位小数)
(3)有小组成员提出,金属丝的电阻与金属丝的长度、横截面积、材料有关,盐水柱的电阻是否也与这些因素有关呢?
[实验方案设计]
①探究盐水柱的电阻与长度的关系。小组成员利用乳胶管弹性好的特性,通过拉长来改变盐水柱长度,进行探究。你觉得此设计是否合理________,请说明理由 ;
②探究盐水柱的电阻与横截面积的关系……
③探究盐水柱的电阻与盐水浓度的关系……
6. (2023·浙江舟山·中考真题)科学小组同学用电压表和电流表测导体的电阻R,过程如下。
【实验步骤】
①连接电路,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置;
②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,读出电压表和电流表的示数并记录;
③改变滑动变阻器的阻值,读数并记录,重复实验。
记录表
实验次数
U/V
I/A
R/Q
1
1.0
0.50
2.0
2
1.5
0.14
10.7
3
2.0
0.19
10.5
4
2.5
0.23
10.9
请在答题卷中用笔画线代替导线,将实物图连接完整。___________
【数据处理】表中数据有一组是错误的,剔除后可得出导体的电阻R=___________Ω
【反思交流】实验中,通过调节滑动变阻器的阻值获得多组数据,这样操作的目的是 。
7.(2023·浙江绍兴·中考真题)为了探究灯泡亮度与灯泡电功率的关系,小敏用如图所示电路进行研究(光敏电阻和灯L放置在暗盒内,外界光照无法进入)。已知灯L的额定电压为2伏,的阻值随光照的增强而减小,是保护电阻。连接电路后,闭合开关和,移动滑片调节灯L两端电压,记录电压表和电流表的示数如下表;
实验次数
1
2
3
4
5
电压表V示数/伏
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流表示数/安
0.08
0.12
0.16
0.20
0.24
电流表示数/安
0.04
0.10
0.14
0.16
0.18
(1)闭合前,应先将滑片移至最__________(选填“左”或“右”)端;
(2)该实验通过观察 来体现灯泡L的亮度变化;
(3)实验中灯L的额定功率为__________瓦;
(4)通过数据分析,得出的实验结论是 。
题组三 情景设定:电热的影响因素的探究 知识溯源:焦耳定律
8.(2023·浙江温州·中考真题)用图甲电路研究电热与电流的关系,若要比较不同设定电流值时的电热多少,调节电流大小过程中,电热丝已经开始加热,因而会影响实验的准确性。为解决这一问题,小明设计图乙电路进行研究。
图中电路包括调试电路和实验电路,和是阻值都为20欧的电热丝,放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路,使电热丝在调试过程中不发热。实验步骤如下:
①用数字温度计测量并记录装有的保温容器内煤油的温度;
②将开关S与“1”连接,调节滑动变阻器,直至电流表示数为0.2安;
③将开关S拨至“2”,使工作50秒,断开开关S,测量并记录__________;
④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安,重复上述步骤。记录相关数据,并计算每次升高的温度(可反映电热的多少),整理、的数据如图丙:
(1)将步骤③补充完整;
(2)在答题纸图丙中画出与的关系图像;
(3)小明想改变电热丝阻值,用上述实验中设定的电流值,继续研究电热与电流的关系:保持不变,将更换为30欧的电热丝,重复上述步骤。他的做法是否合理________,说明理由:
。
高频考点以方法技巧
1.电路连接与操作技巧
(1)实物图连接技巧:先串后并。先连接一条从电源正极回到负极的完整串联回路(通常包含电源、开关、滑动变阻器、待测电阻等),再将电压表并联在待测元件两端。电压表量程根据电源电压或待测电阻额定电压估算选择。
(2)滑动变阻器初始位置:闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片必须移至阻值最大端,通常根据接线情况判断。若接左下和右上,则滑片向左(远离下接线柱)阻值最大。
(3)电压表/电流表量程选择:若无法估测被测值大小,采用“试触法”。用电路导线快速触碰大量程接线柱,根据指针偏转角度判断:若偏角过小,则换用小量程;若超量程,则需更换更大量程电表。
2.实验设计分析
(1)特殊方法测电阻:若无电压表,可用已知阻值的定值电阻和电流表配合,利用并联电路电压相等列方程求解。若无电流表,可用已知阻值的定值电阻和电压表配合,利用串联电路电流相等列方程求解。
(2)等效替代思想:在一些设计性实验中,若直接测量困难,可用一个已知或可调的标准元件(如电阻箱)去替代被测元件,使电路效果相同,则标准元件的值即为被测值。
3.故障分析
电路故障排查:根据电表示数异常快速定位。
电压表有示数、电流表无示数:故障通常是与电压表并联的元件断路(电压表串联接入电路测电源电压)。
•
电流表有示数、电压表无示数:故障通常是与电压表并联的元件短路,或电压表本身断路。
终极预测--压轴实战 稳拿高分
1.为研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关,某同学设计了如图1实验:在甲、乙两个试管内装入相同质量和温度的热变色溶液,其变色原理如图2所示;再将两个阻值分别为5欧和10欧的电阻串联后分别放入两个试管,电阻的表面涂有绝缘层。
(1)将图1中的电路连接完成。
(2)根据图2,结构1中肯定含有的元素是________。
(3)若电流通过导体产生的热量与电阻大小有关,则观察到的实验现象应为 。
(4)某同学对电热的影响因素开展定量研究,在甲、乙两个试管内分别插入温度计,并在试管外面包上隔热材料。保持滑片位置不变,每隔20秒记录溶液的温度,数据如图3所示。由此可得出的结论为
。
2.小华和小红两位同学进行“测定小灯泡电功率”的实验。实验中所用器材规格均相同,小灯泡标有“”字样,电源电压为6伏且保持不变,他们各自连接电路开展实验。
(1)若小华同学实验步骤正确,闭合开关后,发现小灯泡不亮。接下来他移动滑动变阻器的滑片,观察到小灯泡始终不亮,电压表没有示数,但电流表始终有示数,则电路故障是 ;
(2)小华排除故障后获得了相关实验数据和现象,记录如下表:
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
灯泡亮度
1
1
0.1
较暗
2
2.5
正常发光
3
3
0.22
强烈发光
由于小华的粗心大意,在实验过程中没有及时记录小灯泡正常发光时电流表的示数,于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻:,再计算出小灯泡两端电压为时的功率:。请你帮他判断,小灯泡的额定功率应______0.625W;(选填“大于”“等于”、“小于”)
(3)小红按图1正确接线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡正常发光时,电压表指针偏转角度较小,产生了较大误差。小红将电路略做改动后解决了电压表指针偏转角度较小的问题,则他的改动是 。然后他闭合开关,移动变阻器的滑片,当电压表示数为时,小灯泡正常发光,此时电流表的读数如图2所示为______A,可得出小灯泡的额定功率为______W。
3.小安在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用小灯泡L的额定电流为0.5A,电源电压可调,滑动变阻器R的规格为“30Ω 1A”。
(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路连接好。
(2)将电源电压调为4V,开关S闭合后,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,电路中存在的故障可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光。此时,电压表的示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为_________W。
(4)小安用10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻分别替代小灯泡,用该实验装置探究“电流与电阻的关系”。设定定值电阻两端的电压恒为2V,为了顺利完成实验,则电源电压的调节范围为_________。
4.小科和同学们在做“探究电流与电压的关系”实验时,经过讨论,依次完成了三次实验电路的设计,如图甲、乙、丙所示.小科和同学按图丙进行了4次实验,使用电源(3伏)、定值电阻(5欧)、电流表(0-0.6安)、电压表(0-3伏)、滑动变阻器(20欧2安)、开关和导线若干,数据如表:
实验序号
1
2
3
4
电压/伏
0.5
1.2
1.8
2.5
电流/安
0.10
0.24
0.36
0.50
(1)由图甲改进为图乙是为保证实验过程中______不变(选填“电阻”或“电流”)。
(2)依据图丙和所选器材,你认为第______组(填实验序号)数据有可能是伪造的,理由是
。
(3)纠正错误后,由2号实验调整到3号实验时,滑动变阻器的滑片位置应向______移动(选填“左”或“右”)。
5.小科对“KNO3水溶液电阻的大小与哪些因素有关”进行了科学探究活动。选用的实验器材有:两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡、导线,他将上述器材组装成如图所示的电路并进行科学探究。
(1)小科闭合开关后,将适量KNO3水溶液从注水口倒入塑料管中时观察到小灯泡发光,说明KNO3水溶液是________(选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)在探究KNO3水溶液电阻的大小与其横截面积的关系时,小科用注射器缓慢地向塑料管中加适量相同浓度的KNO3水溶液时,观察到灯泡逐渐变亮。说明其他条件相同时, 水溶液的横截面积越小,其电阻越________。
(3)实验时,小科发现灯泡亮度变化不明显,请你帮助他改进实验电路: 。
(4)探究KNO3水溶液电阻的大小与其浓度的关系时,为了改变KNO3水溶液的浓度,小科向塑料管中添加适量的蒸馏水并搅拌均匀,观察到灯泡的亮度逐渐变暗。于是得出结论:其他条件相同时,KNO3水溶液的浓度越小,电阻越大。请你对此实验操作做出评价: 。
6.小科利用如图甲所示的实验装置探究电阻的大小与哪些因素有关。图乙中A为锰铜合金线,B、C、D为镍铬合金线,S表示横截面积。请回答:
(1)图甲中,小乐是通过 判断电阻大小的。
(2)在探究电阻大小与导体横截面积的关系时,小乐应选择其中______两根合金线分别进行实验。
(3)电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用,触摸屏相当于一根电阻丝,当手指在触摸屏表面施以一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置。如图丙,触摸点P将电阻丝分为上下两部分,设上部分电阻为R1,下部分电阻为R2,结构可等效为如图丙所示的电路,电源电压不变,当触摸点在竖直方向移动时,电路中的电流______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)目前市场上折叠屏手机的使用材料包括柔性屏幕和铰链结构材料,这种屏幕需要具备高柔韧性、可折叠性、导电性等。请你推测这种屏幕还可能具有什么性质: 。
7.小温为了测量标有“2.5V 0.3A”字样的小灯泡的电阻,设计了如图甲所示的电路,电源电压保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关,电压表示数为0.3V,电流表指针有偏转,灯泡不发光,这是因为 。
(3)移动滑片,灯泡发出微弱的光,此时电压表示数为0.6V,电流表示数如图乙,灯泡电阻为_______。
(4)小温分析实验数据,发现灯泡电阻是变化的。他想较准确估测灯泡未通电时的电阻,设计了以下三个方案。
方案一:闭合开关,移动滑片至灯泡即将发光,测出此时灯泡电阻;
方案二:闭合开关,移动滑片至阻值最大端,测出此时灯泡电阻;
方案三:完成方案一和方案二中的测量,算出、的平均值。
你认为最合理的方案及理由是 。
8.研习小组设计了如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,并连接好实物电路如图乙,进行实验。实验器材:三节新干电池(电源电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(“20Ω,2A”)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
(1)闭合开关,发现电流表示数几乎为零,电压表有示数。经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路;
(2)利用正确的电路进行实验,获得实验数据并画出I-R图像,如图丙。依据曲线图推测:阴影部分面积S1与斜线部分面积S2的大小关系是:S1__________S2(选填“>”、“=”或“<”);
(3)实验中,将5Ω的定值电阻换成10Ω后,小东和小阳对接下来的操作有不同看法:小东认为可直接闭合开关,再移动滑片,使电压表示数达到预设值;小阳认为应先将滑片移到右端,再闭合开关,向左移动滑片,使电压表示数达到预设值。你赞成谁的观点?请说明理由
;
(4)研习小组发现再用50Ω的定值电阻进行实验时,无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到预设值。为了能完成这次实验,所采取的措施可行的是 。
A.增加一节干电池
B.更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器
C.调节滑片使电压表示数为2.5V
D.将电压表改接到滑动变阻器两端
9.小吴利用两节新干电池、阻值分别为1Ω、1.5Ω、2Ω的定值电阻和一只电压表来探究串联电路的电压特点,实验电路如图甲,测得实验数据如下表。
序号
U₁/V
U₂/V
Uab/V
1
0.75
1.00
2.25
2
0.60
1.80
2.40
3
1.00
1.50
2.50
(1)在探究过程中,小吴更换不同的定值电阻组合进行实验的目的是: ;
(2)小吴进行了多次实验,发现Uab始终小于两节干电池的总电压(3V),他产生了质疑。查阅资料知道普通干电池内部也有一定的电阻(内阻),可将它看作一个理想电源(电压U恒定,电阻为0)与一个电阻r的串联(如图乙所示)。为了测量干电池电阻r的阻值,小吴选择了适当器材,设计了实验方案,电路图如图丙。请你写出实验步骤(测得数据用字母表示):
① ;
②计算出结果:r=________。(用相应字母表示的代数式)
(3)由于新干电池的内阻较小,因此我们在平时使用时通常忽略不计,这种抓住主要因素,忽略次要因素的方法叫做理想模型法。请举出一个科学实验,采用这种理想模型法并指出实验中忽略的次要因素。例:
。
10.小明以两节串联的新干电池为电源,用若干定值电阻和一只电压表来完成某实验究,某一时刻电路如图,测得实验数据如下表。
序号
1
1.1
1.1
2.2
2
0.8
1.6
2.4
3
0.5
2.0
2.5
4
0.6
1.9
2.5
5
1.0
1.5
2.5
(1)根据电路图和实验数据,小明最有可能探究的实验名称是 。同时可以推知,在验过程中,小明是否更换了定值电阻:___________;
A.是 B.否 C.数据不足,无法判断
(2)接上问,若你认为没有更换定值电阻,则求出小明所用两个电阻的阻值比;若你认为更了定值电阻,则求出小明所用两个电阻差距最大时的阻值比__________;
(3)表中,不等于3伏,请分析可能原因: 。
倒计时17天 不求超常发挥,但求稳定输出,笔落无悔即是成功。
浮力压强的分析计算
考情透视--把脉命题 直击重点
►命题解码:浮力考查重点为阿基米德原理应用、物体浮沉条件判断、浮力大小比较与计算。压强考查涵盖固体压强、液体压强、大气压强及流体压强与流速关系。题型以选择题、填空题、实验探究题和综合计算题为主。特殊题型包括浮力压强综合计算、液面变化分析、船载问题及创新实验设计。浙江地区真题常结合生活情境,如潜水器、货船、鱼鳔等实际案例。
►中考前沿:2026年浙江中考科学浮力压强部分预测将延续素养导向。可能增加跨学科综合题,如浮力压强与简单机械结合。考点可能聚焦浮力压强综合计算、创新实验方案设计、实际应用情境分析。建议关注新型测量方法、图像分析能力和科学探究流程表述。
考点抢分--核心精粹 高效速记
终极考点1 压强、大气压强
项目
核心要点
公式与说明
易错点与常考题型
固体压强
1. 压力 (F):垂直作用在接触面上的力。
2. 压强 (p):表示压力作用效果,定义式 p = F/S。
3. 直柱体压强:形状规则、质地均匀的柱体对水平面的压强可用 p = ρgh计算。
1. 通用公式:p = F/S
2. 直柱体公式:p = ρgh(h为柱体高度)
3. 单位:1 Pa = 1 N/m²
1. 压力≠重力:只有自由静止在水平面上的物体,F压 = G物。
2. 受力面积(S):是实际接触面积。
3. 直柱体公式应用:已知ρ、h求p,或比较压强大小。
液体压强
1. 产生原因:液体受重力、具有流动性。
2. 特点:向各个方向有压强;同种液体同一深度,各方向压强相等;压强只与ρ液、h有关。
3. 公式:p = ρ液gh。
4. 连通器:同种液体不流动时,液面相平。
1. 计算公式:p = ρ液gh
2. 深度(h):从液面到该点的竖直距离。
1. 混淆深度与高度:h是从液面向下算的竖直深度。
2. p=ρgh适用范围:适用于所有液体和气体压强计算。
3. 比较压强:结合公式,比较不同点压强大小。
压力、压强综合分析
1. 容器底部受到的压力(F底):
计算:F底 = p底S底 = ρghS底。
与液体重力(G液)关系:取决于容器形状。
2. 容器对桌面的压力与压强:
压力:F桌 = G容 + G液。
压强:p桌 = F桌 / S容。
1. 液体压力:F = pS = ρghS
2. 固体压强:p = F/S(F为总重)
1. 灵活选择公式:
求液体内部压强、压力 → 用 p=ρgh和 F=pS。
求固体(容器)对桌面压强 → 用 p=F/S。
2. 常见模型:分析口大底小、柱形、口小底大容器中,F底与G液的关系。
大气压强
1. 存在证明:马德堡半球实验等。
2. 测量:托里拆利实验测得标准大气压 ≈ 1.01×10⁵ Pa = 760 mmHg。
3. 变化规律:海拔越高,气压越低。
4. 沸点与气压:气压升高,沸点升高(高压锅原理);气压降低,沸点降低(高原煮饭)。
1. 标准值:p₀ = 1.01×10⁵ Pa
2. 估测公式:p = F/S(如吸盘)
3. 沸点关系:气压↑,沸点↑
1. 托里拆利实验:管内外水银面高度差与管粗细、倾斜等无关,只与大气压有关。
2. 现象解释:用大气压解释吸盘、吸管、水泵等工作。
3. 计算:结合液体压强公式,进行大气压的粗略计算。
流体压强与流速
在气体或液体中,流速越大的位置,压强越小。
应用分析:
1. 火车站台安全线。
2. 飞机机翼产生升力(上表面流速大,压强小)。
3. 两张纸向中间靠拢。
4. 化油器原理。
终极考点2 浮力与阿基米德原理
项目
核心要点
公式与说明
易错点与常考题型
浮力基础
1. 定义:浸在液体(或气体)中的物体受到的向上的托力。
2. 方向:竖直向上。
3. 产生原因:物体上下表面受到的压力差。
F浮 = F向上 - F向下
1. 不受浮力情况:当物体下表面与容器底部紧密接触且中间无液体时,下表面不受向上压力,则物体不受浮力(如桥墩)。
2. 方向判断:始终竖直向上,与重力方向相反。
浮力的测量
用弹簧测力计间接测量浮力。
F浮 = G - F示
1. 操作顺序:先测G,再浸没测F示。
2. 读数:必须在物体静止时读数。
3. 常考:结合图像或表格数据,利用此公式求浮力、密度等。
阿基米德原理
1. 内容:浸在液体中的物体所受浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。
2. 适用范围:液体和气体。
F浮 = G排 = m排g = ρ液 g V排
1. 理解V排:
物体浸没时:V排 = V物
物体部分浸入时:V排 < V物
2. 决定因素:浮力大小只与ρ液和V排有关,与物体形状、密度、浸没深度等无关。
3. 气体浮力:公式同样适用
浮力的计算
根据已知条件灵活选择计算方法
① 压力差法:F浮 = F向上 - F向下(已知上下表面压力时用)
② 称重法:F浮 = G - F示(有弹簧测力计示数变化时用)
③ 原理法:F浮 = G排 = ρ液 g V排(已知ρ液和V排时首选)
④ 平衡法:F浮 = G物(适用于漂浮、悬浮状态)
1. 方法选择是解题关键,需结合题目条件。
2. 综合计算:常将阿基米德原理与密度、重力、压强等知识结合考查。
终极考点3 物体的沉浮条件
项目
核心要点
受力分析与密度关系
状态说明与常考应用
沉浮条件
探究滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度两个因素的关系。
上浮:F浮> G或ρ物<ρ液
下沉/沉底:F浮< G或ρ物>ρ液
悬浮:F浮= G、ρ物=ρ液
漂浮:F浮= G、ρ物<ρ液
1. 运动状态:上浮、下沉过程是变速运动(受非平衡力);悬浮、漂浮是静止状态(受平衡力)。
2. 沉底:F浮 < G,且受底部支持力N,F浮 + N = G。
重要应用
(1)密度计
原理:漂浮原理,F浮 = G计(不变)。
刻度:上小下大,不均匀。
F浮 = G计 = ρ液gV排
G计不变,ρ液与V排成反比
测ρ液越大,V排越小,浸入越浅,所以刻度上小下大。
(2)轮船
原理:漂浮原理,利用“空心”增大V排,从而增大可利用的浮力。
排水量:满载时排开水的质量。
F浮 = G总 = m排g
排水量 = 船自身质量 + 货物质量
1. 在不同水域(ρ液不同),浮力不变(因G总不变),但V排会变(海水、淡水不同)。
2. 常考:排水量、吃水深度变化问题。
(3)潜水艇
原理:通过改变自身重力(向水舱充、排水)来实现沉浮。
悬浮时,可停留在任意深度。
悬浮时:F浮 = G艇,ρ物平均 = ρ液
V排不变(艇壳体积不变),浮力基本不变。
上浮:排水,G减小;下沉:充水,G增大。改变的是G,不是F浮。
真题精研--复盘经典 把握规律
题组一 情景设定:压强大气压强的分析与计算 知识溯源:压力、固体压强、液体压强、大气压
1.(2023·浙江湖州·中考真题)2023年5月28日,中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成。某飞机机翼横截面的大致形状如图所示。下列现象中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是( )
A. 对着漏斗嘴向下吹气,乒乓球不掉下来
B. 用吸管吸牛奶,牛奶盒发生形变
C. 加热空气后,热气球不断上升
D. 覆杯实验中松手后,硬纸片不会掉下
2.(2025·浙江·中考真题)如图甲所示,在高铁站,离站台边缘一定距离的地方有一块黄色区域,人必须站在黄色区域以外的地方候车。这是因为列车进站时车厢附近空气流速大、压强______,乘客若离列车很近会被“推”向列车,从而发生危险。为了充分利用能量,某地高铁站火车进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。如图乙所示,进站上坡前关闭发动机,列车由于具有_______冲上缓坡,这样设计可以让列车无动力滑行,进站时将动能转化为_______能储存起来。
3.(2023·浙江温州·中考真题)我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。
(1)拖运管段时,若速度为2千米/时,拖运距离为3千米,需要__________小时;
(2)图中,当往水箱中注水的质量为6×104千克时,管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为3.06×103米3,则注水前管段与水箱的总质量为多少千克;________(海水密度取1.0×103千克/米3)
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小。这一压力的大小与哪些因素有关?
4.(2023·浙江台州·中考真题)电动微单车可有效地减轻交通压力。如图为某一电动微单车,其部分参数如下表所示。
名称:电动微单车
包装尺寸:
纯电续航距离:
最高时速:
(1)装有电动微单车的包装箱总质量为20千克,平放在水平地面上时对地面的最小压强是___________ ;
(2)如图是某同学使用扳手组装电动微单车时的简化俯视图,其中O是支点,A是动力作用点,B是阻力作用点,此时扳手相当于___________(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;
(3)一定条件下,电动微单车充满电后,能以最高时速匀速行驶0.8小时,共行驶了___________千米。
备考策略
1. 先辨清对象:是求固体压强(一般用p=F/S)还是液体压强(一定用p=ρgh)。
2.找准压力与面积:固体压强中,F是接触面上的正压力,S是实际接触面积。
3.理解深度:液体压强中,h是从自由液面竖直向下量的深度,与容器形状无关。
4.善用推导式:对于均匀柱体,p=ρgh是快捷公式。
5.区分两种压力:液体对容器底的压力(F=ρghS)和容器对桌面的压力(F=G总)是两回事。
6.联系生活与科技:大气压和流体压强的解释题,关键在说清“流速变化导致压强差,从而产生力或现象”。
题组二 情景设定:浮力的分析与计算 知识溯源:浮力成因、阿基米德原理、物体沉浮条件
5. (2025·浙江·中考真题)鱼通过调节鱼鳔中的气体体积来控制浮沉。如图,鱼在水缸中,当它浮在水面时,与悬浮在水中相比( )
A.受到的浮力减少
B.受到的浮力不变
C.水面高度下降
D.水面高度上升
6. (2023·浙江湖州·中考真题)现将一杯子和木块(不吸水,密度为)以两种方式放入同一容器中(容器内水的质量保持不变)。如图所示,图1杯子开口向上,浮在水面上。图2杯子倒扣(里面充满水),木块紧贴杯底,一起悬浮在水中。两种情况下( )
A.木块所受浮力的大小相同
B.杯子所受浮力的大小相同
C.容器内水的深度相同
D.木块对杯子底部力的大小相同
7.(2023·浙江衢州·中考真题)小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
8.(2023·浙江金华·中考真题)“深海勇士号”是中国第二台深海载人潜水器。2023年5月20日,国家文物局利用该潜水器在沉船附近完成水下永久测绘基点布放,并进行了初步搜索调查和影像记录,开启了中国深海考古新篇章。回答下列问题:
(1)下潜过程中,“深海勇士号”潜水器受到海水的压强将________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)若“深海勇士号”潜水器悬停在水下4000米处考察,此时潜水器总质量为a千克,则它受到的浮力为________牛。
9.(2023·浙江杭州·中考真题)某景区有乘氦气球升空的观光项目。如图所示,氦气球内充满氦气,下端连接吊篮,在吊篮底端有一根缆绳,通过缆绳来控制氦气球的升降。氦气球的体积为(不计球壁的厚度),,,g取。求:
(1)氦气球内氦气的质量是多少?
(2)氦气球在缆绳控制下,匀速竖直上升,用时,则氦气球上升的速度是多少?
(3)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为,现有总质量为的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为多大?(不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力)
10.(2022·浙江衢州·中考真题)注射器在科学实验中用途广泛。小科利用注射器进行了如下实验:
(1)如图甲,向外拉注射器活塞,观察到气球___________的现象,说明大气压的存在。
(2)如图乙是模拟潜水艇浮沉的实验。当缓慢向内推注射器活塞,将玻璃球内的水从底部小孔压出,玻璃球就上浮。玻璃球能上浮是因为它受到的浮力___________它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它向___________的摩擦力。
方法技巧
1.先判状态:解浮力题,先判断物体的沉浮状态(漂浮、悬浮、沉没、上浮过程等),这是选择公式的基石。
2.找准方法:
状态明确(漂浮、悬浮)→ 优先用平衡法:F浮 = G物。
已知ρ液和V排→ 优先用原理法:F浮 = ρ液 g V排。
有弹簧测力计示数变化 → 用称重法。
题目涉及上下表面压力 → 用压力差法。
3.理解本质:阿基米德原理是根本,沉浮条件是F浮与G物关系的具体体现。应用实例(船、艇、密度计)的本质都是对这两个核心规律的运用。
4.注意区分:“V排”与“V物”;“ρ物”与“ρ液”;轮船的“排水量”是质量。
终极预测--压轴实战 稳拿高分
1.如图所示实验的解释错误的是( )
A.①覆杯实验中纸片不会掉落,是因为液体存在压强
B.②充满氦气的气球能升空,是因为空气能产生浮力
C.③向纸张中间吹气,纸张靠拢,是因为流速大压强小
D.④指南针能指向南北方向,是因为地球周围存在地磁场
2.用滑轮组将某金属块从水中匀速提升0.5m(金属块仍浸没在水中),加在绳子自由端的拉力是F,动滑轮重120N,如图所示。金属块密度为,质量为54kg,不计绳重及摩擦,则下列说法正确的是( )
A.金属块在水中时只受重力和浮力的作用
B.拉力F的有用功是270J
C.金属块受到的浮力是200N
D.滑轮组的机械效率是82.4%
3.漂浮水稻种植技术是一种创新的水稻种植方式,核心在于使用浮床在水面种植水稻。水稻从刚种植到成熟的过程中,浮床所受浮力和位置的变化情况分别是( )
A.变大,上浮
B.变大,下沉
C.变小,下沉
D.不变,不变
4.我国第三艘航空母舰福建舰是全球最大常规动力航母,它满载排水量为8万余吨,搭载了自主研发的电磁弹射系统,利用强磁场对通电轨道产生的力使舰载机加速起飞。福建舰服役后大大提升了我国海军实力。下列说法正确的是( )
A.电磁弹射系统与电动机的工作原理相同
B.福建舰在海上航行时受到的浮力大于重力
C.舰载机从福建舰上起飞后,福建舰仍处于漂浮状态,浮力不变
D.舰载机停在甲板上,舰载机对甲板的压力和甲板对舰载机的支持力是一对平衡力
5.如图所示,甲、乙两个完全相同的容器中装有体积相等的不同液体,静置在水平桌面上,将同种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等
B.物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力
C.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
6.如图1,如果用手堵住注射器的前面的口,注射器就会很难被拉开,这是因为________的作用;如图2,往针管里面吸入一部分的热水和少量空气,用拇指按住针筒口,拉动针筒拉杆,观察到针筒里的水就会冒泡泡沸腾起来,说明液体表面气压越______,沸点越低;如图3,对着针筒口吹气,活塞会缓缓向上运动,是因为针筒上口的流速大,压强______。
7. 图甲所示的载货汽车,其前面为“单轴-单轮”(一根轴上有2个车轮),后面为“单轴-双轮”(一根轴上有4个车轮),如图乙所示。装货后该货车总质量为16t,每个轮胎与地面的接触面积约为。实际货车和货物整体的重心到前、后轴的距离一般不相等,常偏向车的后半部,为简化研究问题,假设整体重心C到前、后轴的距离相等,水平地面对货车前面两个车轮的作用力相等,等效作用在A点;水平地面对货车后面四个车轮的作用力均相等,等效作用在B点;因此,货车可看成水平杠杆,如图丙所示,AB距离等于前、后车轴间的距离,C在AB中点。
(1)求货车在B点所受的总支持力。
(2)为了保护路面,需要限定车辆对路面的压强大小。只要车辆的任何一个轮胎对路面的压强超过限走值,即视为车辆超限。若某水平路面能承受的最大压强为,请通过计算判断该货车是否超限。
7.节能减排,绿色出行,新能源汽车已成为汽车发展的方向。小睿家新购置了一台国产仰望U8电动汽车,如图所示,该款汽车既能在陆地上行驶,又能像船一样在水中涉水航行。该车满载时的总质量是4t,静止在水平地面上时,四个车轮与地面接触的总面积为,g取10N/kg,。求:
(1)该车满载静止在水平地面上时,它对水平地面的压强是多少?
(2)该车满载在水中航行时,排开水的体积是多少?
(3)该车在水中以3.6km/h的速度匀速直线航行5min,通过的路程是多少?
8.如图甲,水平桌面上放置底面积为,质量为400g的圆柱筒,筒内装有16cm深的某种液体。弹簧测力计悬挂底面积为、高为8cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图乙所示。(圆筒的厚度忽略不计,圆筒内液体没有溢出,取)求:
(1)圆柱体浸没在液体中所受的浮力;
(2)列式计算圆柱筒内液体密度;
(3)列式计算圆柱体浸没时,圆柱筒对桌面的压强。
10.如图是鱼缸中电动增氧泵的原理图。将增氧泵浸没在水中,打开电动机后电动机驱动叶轮转动,缸底的水从进水口被吸入后,经叶轮加速,水流快速流过喷水管。空气通过进气管进入水中,最终携带氧气的水流从喷水管流出。
(1)电动机工作时带动叶轮转动,使水高速喷出,将电能转化为水的_______________;
(2)在叶轮推动下,喷水管中的水高速流过,此时进气管下部的气压_______(填变大、变小或不变);
(3)下列是小金总结的缸底的水被吸入泵内的原因,请对其过程排序 。
①外界大气压把水压入进水口
②外界大气压强大于泵壳内压强
③叶轮转动把泵壳内的水甩出,在泵壳内形成了低压区
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电学计算
考情透视--把脉命题 直击重点
►命题解码:电学计算考查全面覆盖欧姆定律应用、串并联电路分析、电功率与电能计算、焦耳定律及电热计算。具体以综合计算题为主,结合生活情境和科技应用。浙江地区真题常呈现多档位用电器、电池容量与能量转化、电磁继电器控制电路等特殊题型。考查核心在于电路图识别、公式灵活运用、实际应用分析和跨学科知识迁移。图像分析计算和动态电路变化是高频难点。
►中考前沿:2026年浙江中考科学电学计算预测将强化素养导向和跨学科融合。可能增加力电综合实际问题,如结合简单机械的能量转化效率计算。考点可能聚焦敏感电阻电路分析、多状态电路计算、电能与内能机械能综合转化。图像信息提取和电路设计评价仍是考查重点。
考点抢分--核心精粹 高效速记
终极考点1 欧姆定律基础计算
电路识别
先判断电路的串、并联关系,明确电表测量对象,开关在不同状态下的电路结构变化。这是所有计算的第一步
题型:多状态电路计算。
策略:根据开关断开/闭合,或滑动变阻器不同位置,画出对应的等效电路图,在图上标出已知量。
核心定律应用
欧姆定律是桥梁,串联分压、并联分流是工具。
欧姆定律:I = U / R,变形时:R=U/I、U=IR
串联:I=I₁=I₂, U=U₁+U₂, R总=R₁+R₂,
分压:U₁/U₂=R₁/R₂
并联:U=U₁=U₂, I=I₁+I₂, 1/R总=1/R₁+1/R₂,
分流:I₁/I₂=R₂/R₁
题型1:动态电路分析(求范围)。
策略:①明确滑动变阻器变化对总电阻的影响;
②运用欧姆定律分析总电流变化;
③先分析定值电阻电压/电流,再分析变化电阻。
题型2:比例计算。
策略:直接利用串联分压、并联分流比例式求解。
综合计算
常结合电表量程、用电器规格,进行安全或极值计算。
题型:电路安全与极值问题。
策略:①识别限制条件:电流表量程、电压表量程、用电器额定电流;
②以限制条件为边界,分别计算滑动变阻器的对应阻值;
③确定其允许调节的范围。
终极考点2 电功、电功率、电能计算
项目
核心概念
公式
高频计算题型与策略
电功与电能
电功 (W):电流做的功,即消耗的电能。
测量工具:电能表。
普适公式:W = UIt = Pt
推导式:W=I2RT、W=U2t/R(适用纯电阻电路)
单位换算:1 kW·h = 3.6×10⁶ J
电能表转数计算:W=n/N(kW·h)
题型:电能表读数、用电量及电费计算。
策略:W = (本期示数 - 上期示数) × 倍率,注意最后一位是小数。
电功率
电功率 (P):单位时间消耗的电能。
关键区分:额定功率(标称值) vs 实际功率(真实值)。
灯泡亮度由实际功率决定。
定义式:P = W/t
普适公式:P = UI
纯电阻专用:P = I²R = U²/R
P总=P1+P2+…
题型1:比较灯泡亮度
策略:串联用P=I²R,电阻大的亮;并联用P=U²/R,电阻小的亮。
题型2:动态电路中功率变化分析。
策略:先分析电流/电压变化,再用P=UI、P=I²R或P=U²/R判断。
实际应用计算
判断用电器是否正常工作,或计算其在非额定电压下的实际功率
正常发光条件:U实 = U额,则P实 = P额
电阻不变时,可利用R=U额²/P额先求R,再求P实=U实²/R
题型:求实际功率或实际电压。
策略:①利用额定值求出电阻R = U额² / P额(关键桥梁);
②将R代入实际电路,结合欧姆定律和功率公式求解P实。
终极考点3 电热器计算
项目
核心要点
公式
高频计算题型与策略
电热计算
焦耳定律:计算电流通过任何导体产生的热量。
电热器:电能主要转化为内能的纯电阻用电器。
普适公式:Q = I²Rt
纯电阻电路可用:Q = W = Pt = UIt = (U²/R)t
题型:电热器加热效率计算。
策略:η = Q吸 / W电 × 100%
其中Q吸 = cmΔt(物体吸热),W电 = Pt(消耗电能)。
多档位电热器
通过开关改变电路连接,从而改变总电阻,实现不同功率(档位)。
核心:电压U一定时,根据P=U²/R,总电阻越小,总功率越大,档位越高。
电源电压U不变。
总功率:P = U² / R总
题型:判断档位、计算各档位功率/电阻/电流。
“四步”解题策略:
1. 判断档位原理:根据P=U²/R,比较不同状态下R总的大小。R总最小为高温/加热档,R总最大为低温/保温档。
2. 识别加热电阻:电路中阻值固定、用于发热的电阻R0(可能有多个)。
3. 画等效电路图:针对每个开关状态,画出简化电路,计算R总。
4. 选择公式计算。
典型电路模型
电路结构
核心思路
档位分析
串联式(含短路式)
全是发热体
用总功率判断
串联电阻越多电流越小,根据P=UI,总功率越小,档位越低
含非发热体
用发热体功率判断
串联非发热体电阻起到分压作用,根据P热=,故功率减小,档位越低
并联式
用总功率判断
并联的越多干路电流越大,根据P=UI,功率越大,档位越高。注意:并一个电阻则在原来功率的基础上加上,有利于计算
真题精研--复盘经典 把握规律
题组一 情景设定:欧姆定律基础计算 知识溯源:欧姆定律、串并联电路电流电压规律
1.(2022·浙江湖州·中考真题)要测未知电阻的阻值,现提供电压未知的电源、2只电流表、阻值为20欧姆的定值电阻、未知电阻、开关。导线若干。小路同学设计了如图甲所示电路图,并据图连接电路,闭合开关S,电流表和的示数分别如图乙和图丙所示,则的阻值为( )
A.5欧姆
B.10欧姆
C.15欧姆
D.20欧姆
2.(2025·浙江·中考真题)雷雨天气时,若人站立在空旷地带的高压电线下,两腿间可能形成电压差。假设某人两腿间的电压为200V,人体电阻为800,雷电通过人体时电流做功0.005J。据此回答下列问题。
(1)“雷雨发庄稼”,说的是放电条件下N₂与O₂会发生反应,经过一系列反应最终转化为氮肥。其中,闪电固氮的第一步反应为。该反应属于________反应(填基本反应类型)。
(2)求通过人体的电流大小_________。
(3)求雷电电击的持续时间_________。
3.(2025·浙江·中考真题)智能自动化管理是未来社会的发展趋势。如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图,其中光敏电阻R的阻值随照度变化的关系如图乙所示(照度表示物体被照明的程度,单位是lx)。请你回答下列问题:
(1)电磁继电器是利用电流_______效应工作的,当光照强度增强时,光敏电阻的阻值将_______,控制电路中的电流将变大。长时间使用后,控制电路中的电流将降低。
(2)当开关S闭合,光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时,警示灯L恰好亮起。已知控制电路的电源电压为22V,电磁继电器的线圈电阻为10,此时控制电路中的电流是_______A。
4.(2022·浙江宁波·中考真题)老师给小宁一个暗箱,其表面有两个接线柱M、N,它们之间电阻值恒定不变。小宁利用如图甲所示电路(电源电压不变)进行实验:在开关S、都闭合和开关S闭合、断开两种情况下,改变电阻箱的阻值,读取电流表示数,绘制了如图乙所示的电流表示数I随变化的曲线。由上述信息可知:
(1)电源电压U为___________V;
(2)为___________Ω;
(3)图乙中曲线___________(填“A”或“B”)是根据开关S、都闭合时测得的实验数据绘制的;
(4)老师告诉小宁,暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻:一个阻值为(值已知),另一个阻值未知,假设为。求的值。(用、表示)___________
题组二 情景设定:电功热量计算 知识溯源:电功电功率、电热器、焦耳定律
5. (2024·浙江·中考真题)某兴趣小组设计了一款自带风力发电机的一体式路灯,其模型及纵截面示意图如图所示。任意方向吹来的风经过灯罩的上、下表面时都会产生上升气流,带动风叶转动而发电。
(1)风力发电机的发电原理是______(填字母);
A.电磁感应 B.电流周围存在磁场 C.通电线圈在磁场中转动
(2)灯罩上方空气流速大,压强______;
(3)若路灯额定功率为100瓦,风力发电机产生1千瓦时的电能,能使该路灯正常工作______小时。
6. (2024·浙江·中考真题)自然界中有许多"电鱼",它们身体中的发电器官能产生电。研究表明,某电鱼在水中放电时(图1),身体段可看成电源和电阻两部分串联而成,其余部分和水的电阻为,它们共同构成闭合电路,简化电路如图2所示。电鱼放电时的电压(即电源电压)为,电阻欧。为获得的大小,研究人员通过在水里加入氯化钠来改变,得到两点间电压和电路中电流的关系,如图3所示。电鱼每次放电电压视为相同,电鱼电阻不变。请回答:
(1)向水里加入氯化钠,目的是______(填“增大”或“减小”)电阻;
(2)求电鱼放电时电压的大小;
(3)当欧,求电鱼放电时的电功率。
7.(2023·浙江丽水·中考真题)图甲是一款电热服,衣服里嵌有电热纤维。图乙是其简化的工作电路,、为电热纤维,阻值为5欧;利用配套的锂电池供电,输出电压为5伏;可在低温、中温、高温三挡间切换,高温挡功率为15瓦。
(1)电热服是利用电流的___________效应工作的;
(2)电热纤维应具有能导电、抗氧化、耐腐蚀、轻便柔软等性质,下列材料最适合做电热纤维的是______(填字母);
A.石墨纤维 B.棉纤维 C.细铁丝
(3)求电热服在高温挡工作时通过的电流和的阻值(忽略温度对电阻的影响)___________。
8.(2023·浙江湖州·中考真题)美好生活从早餐开始。图1所示为某款面包机及其部分参数。该面包机有两个完全相同的加热仓,可实现单独加热。小明在使用过程中发现这款面包机有如下功能:功能一:设定时间后(定时开关闭合),放入面包片,按下按键,面包机就开始工作;功能二:到了设定时间,定时开关自动断开,弹出面包片。
(1)根据题干,两加热仓加热电阻的连接方式是________;(选填“串联”或“并联”)
思考后,小明根据面包机的功能自己设计了电路图,如图2。AOB为杠杆,O为支点,杠杆上仅触点1、2导电。
(2)根据面包机的参数,计算加热电阻R1的阻值;
(3)请根据小明设计的电路图来分析面包机是如何实现功能二的。
9.(2023·浙江台州·中考真题)我省实施“清凉工程”,为每个教室安装了空调。
(1)安装一台额定电压为220伏,最大功率为5500瓦的空调,需要给教室单独铺设输电线。通过计算说明,应选择允许通过最大电流至少为多少的导线?
(2)某台空调制冷时消耗的功率为2340瓦,若连续制冷0.5小时,消耗多少电能?
(3)为落实节能降耗,某同学设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路,实现当气温升至时,衔铁才能被电磁铁吸下,接通空调线路。热敏电阻的阻值随温度变化情况如图乙。实际使用中发现:当气温在上下波动时,空调线路会频繁接通和断开,影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻(如图丙),实现了空调线路接通后,气温降低至以下时才自动切断,回升至后才重新接通。请计算的阻值,并说出“气温从降低至时,空调线路不断开”的工作原理。(电路改进前后,衔铁刚被吸下时,电磁铁线圈中的电流大小不变;线圈电阻忽略不计)
10.(2023·浙江金华·中考真题)一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段,图甲为多档位咖啡机,图乙是其电路结构简化图,电动机用于磨咖啡豆,、为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示;
额定电压
磨豆功率
加热功率
保温功率
产品规格
(1)若仅闭合,咖啡机的工作状态处于________阶段;
(2)的阻值是多少欧?
(3)小金某次泡制咖啡,只进行了磨豆和加热,其中磨豆用时0.5分钟,加热用时3分钟,则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能?
备考策略
1.电路分析先行:无论哪类计算,必须先明确电路连接方式(串联/并联)、电表测量对象、开关状态,必要时画出等效电路图。
2.公式选择关键:
欧姆定律是电路计算的核心纽带。
电功率计算,先判断是否为纯电阻电路,再选择公式。
电热计算,非纯电阻电路牢记只能用Q=I²Rt。
3.关注“额定”与“实际”:用电器是否正常工作是解题的重要边界条件。
4.掌握典型模型:如动态电路范围问题、多档位电热器、灯泡亮度比较、效率计算等。
终极预测--压轴实战 稳拿高分
1.如图所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器和小灯泡两个元件中,一个接在A、B两点之间,另一个接在C、D两点之间。闭合开关S,电流表的示数为0.20A,用电压表测得A、B两点间的电压为1.8V,C、D两点间的电压为1.2V,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数变大,A、B两点间的电压变为1.5V,已知小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,则此时滑动变阻器接入电路的电阻值可能为( )
A.5Ω
B.6Ω
C.7Ω
D.8Ω
2.如图甲所示的是一款甲醛检测仪的工作原理图,电源电压恒为6V,是10Ω的定值电阻,R为可以感知甲醛污染浓度的可变电阻,其阻值随甲醛污染指数的变化图像如图乙所示。污染指数在50以下为轻度污染,50~150之间为中度污染,150以上为重度污染,下列说法正确的是( )
A.甲醛污染指数越大,电压表的示数越小
B.甲醛污染指数越大,电路消耗的总功率越小
C.当电压表示数为1.5V时,属于中度污染
D.当污染指数为150时,电路中的电流为0.3A
3.用电高峰时期,小温观察到家中一只标有“220V 60W”的白炽灯比正常时暗。为探究原因,小温进行以下实验。
(1)小温观察灯泡,发现灯泡内壁发黑,根据所学知识推测:灯泡长时间使用后,灯丝升华变细,电阻变_______,导致功率变小。
(2)小温借助家庭电路中测量电能的工具(如题图所示),该工具名称为_______。
(3)小温想知道此时灯泡的实际功率,于是关闭家中其他用电器,让该灯单独工作120s,如图工具的转盘转了6转,则灯泡的实际功率为_______。
4.随着生活条件的改善,人们更加重视家居环境的美化,如图甲是带有水温调节功能的家庭水族箱,其工作原理如图乙所示,为阻值可调的电热丝,为阻值400Ω的定值电热丝,开关为单刀双掷开关,不考虑温度对电阻的影响。请分析回答:
(1)当电路处于加热状态时,通电10分钟消耗的电能是多少焦?
(2)当电路处于保温状态时,若电路消耗的功率,则电热丝连入电路的阻值应为多少?
5.2026年1月1日起,我国全面禁止生产含水银的体温计。
(1)人体的体温平衡对于健康有着重要意义。炎热的夏天,外界环境温度较高,人体会通过增加________加快散热,以维持体温相对稳定;
(2)在实验室不小心打破水银体温计,会导致有毒的水银蒸气挥发,可及时在水银上撒一些硫粉,使它们结合成无毒的硫化汞(HgS),相关反应的化学方程式是 ;
(3)电子体温计正逐渐替代水银体温计。图1是某同学设计的电子体温计简易电路,测温探头RT为热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图2所示。已知电源电压恒为6V,R为保护电阻。现要将电流表的表盘(0~10mA)改装成温度刻度,若要求电流表的指针偏转到最大刻度位置时的温度值为42℃,计算保护电阻R的阻值。
6.为了节能环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关采用光敏电阻控制,光敏电阻的阻值随着光照强度增强而减小。
(1)如图所示,为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在________ (填“AB”或“BC”) 之间;
(2)为使天色更暗时才点亮路灯,应适当将滑动变阻器的滑片向 ________(填“左”或“右”)端移动;
(3)已知当线圈中的电流等于2mA 时,衔铁刚好被电磁铁吸合,此时光敏电阻的阻值为2000Ω,控制电路的电源电压为6V,电路中其它电阻忽略不计,则滑动变阻器的最大阻值至少为多少Ω________?
(4)工作电路路灯的规格为“220V; 100W”,那么1度电可供其正常工作多少小时________?
7.如图甲所示是某家用多功能电炖锅,深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能:高温炖,中温煮和低温熬。图乙是它的简化电路图,下表是该电炖锅的部分参数。
项目
参数
电源电压(V)
220
低温档功率(W)
500
中温档功率(W)
1000
高温档功率(W)
(1)该电炖锅是利用电流的___________工作的;
(2)开关S1闭合、S2接A时,电炖锅为___________(选填“高”、“中”或“低”)温档;
(3)若电炖锅高温档工作7分钟,求电炖锅消耗的电能;___________
(4)若家庭电路的电压是220伏,某插座的额定电流是5安,用该插座仅给电炖锅供电,从安全用电和加热快这两个角度综合考虑,应选择___________(选填“高”、“中”或“低”)温档。
8.如图甲为某款全自动感应干手器,其工作原理简化图如图乙所示,闭合开关S、S1、S2后,干手器感应到手伸入时,由于光照强度变弱,光敏电阻阻值发生改变,感应开关闭合,电动机开始工作。
(1)干手器通过吹热风让手很快变干,说明液体蒸发的快慢与 有关;
(2)图丙中的光敏电阻_______(选填“①”或“②”)符合以上设计要求;
(3)电阻丝的阻值R1为44欧,若正常工作10秒产生热量为多少焦耳?
9.小育家响应国家家电以旧换新惠民政策,置换了一台储水式电热水器,铭牌如表,原理如图,、是储水箱中加热器内的电阻,为漏电保护开关,为温控开关。已知,
额定加热功率
2000W
额定电压
220V
额定保温功率
400W
防水等级
IPX4
温度范围
室温
额定容量
50L
加热方式
双管加热
内胆材质
金属板搪瓷
(1)求保温挡正常工作2小时消耗的电能;
(2)求的阻值;
(3)该电热水器在加热状态下正常工作40min,使额定容量的水温度升高20℃,求它的热效率。
10.图甲是小科制作的简易调光台灯,其内部电路如图乙(电源电压恒为6V,LED灯标有“3V 1.5W”字样)。
(1)图丙是调光电位器结构图,接线柱bc接入电路,滑片顺时针旋转过程中调光灯亮度__________(填“变亮”“不变”或“变暗”)。
(2)求该LED灯正常工作时的电流。
(3)求该LED灯正常工作1小时消耗多少焦的电能。
(4)根据评价量表,该简易调光台灯“功能性”指标被评为优秀,“安全性”指标被评为不合格,请你提出相应的改进措施: (写一种即可)。
制作简易调光台灯评价量表(节选)
指标
优秀
合格
不合格
功能性
连续调光
间断调光
不能调光
安全性
长期使用灯泡不易损坏
偶尔出现灯泡损坏
极易损坏
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目 录
倒计时20天
➤声与光………………………………………………………………………………………3
重点考查声的产生传播、光的反射折射等规律及其在生活中的现象解释
倒计时19天
➤力学实验……………………………………………………………………………………21
重点考查测量、探究类实验的设计操作、现象分析与结论推导能力
倒计时18天
➤电学实验……………………………………………………………………………………51
重点考查电路连接、仪器使用及控制变量法,探究电学规律并解决实际问题
倒计时17天
➤浮力压强的分析计算………………………………………………………………………80
重点考查液体压强、浮力产生原因及阿基米德原理的分析、计算与实际应用
倒计时16天
➤电学计算……………………………………………………………………………………99
重点考查欧姆定律、电功率等公式在串并联电路中的综合计算与应用
倒计时20天 深呼吸,放轻松,你的实力远大于此刻的焦虑。
声与光
考情透视--把脉命题 直击重点
►命题解码:声现象考查相对较少,主要涉及声音的产生传播和特性辨识。光现象是考查重点,涵盖光的直线传播反射折射和色散。具体考查方式以选择题为主,结合生活实例和古诗文情境。重点地区如杭州温州金华等地真题呈现多样化命题特点。特殊题型包括平面镜成像实验分析,光的折射现象解释,以及凸透镜成像规律应用。考查核心在于光现象原理辨识和实际应用分析。
►中考前沿:2026年浙江中考科学声光部分预测将延续近年命题趋势。光现象仍是考查重点,可能增加光学实验探究题比重。声现象可能结合现代科技应用考查。考点可能聚焦光的反射折射综合应用,平面镜成像规律验证,以及透镜成像在生活中的实际应用。建议关注光污染控制,视觉矫正原理等社会热点相关知识点。
考点抢分--核心精粹 高效速记
终极考点1 声现象(难度一般)
声音的产生和传播
声音的产生
(1)声音是由物体振动产生的,振动停止,发声也停止。
(2)声源:正在发声的物体叫做声源。
注意:不能说振动停止声音消失,因为振动停止只是不再发声,但原来所发出的声音还在向远处传播。
声音的传播
(1)介质:声音的传播需要物质,科学上把这样的物质叫做介质。
(2)声音传播的条件:声音的传播需要介质,可以是气体、固体、液体,真空不能传声。
声波和声速
声波:声音以波的形式通过介质将声源的振动向外传播,这个波叫声波。
声速
(1)影响声速大小的因素:
①介质:一般来说,声音在气体中传播最慢,在液体中传播较快,在固体中传播最快。
②温度:在15℃的空气中,声速340米/秒,气温每升高1℃,每秒传播的距离约增加0.6米。
(2)声音在传播过程中如果遇到障碍物就会被反射,形成回声,回声可以测量距离,S=1/2vt。
声音的特性
特性
定义
决定因素
例子
单位
音调
声音的高低
由声源振动频率决定:频率越高,音调越高
女高音vs男低音
赫兹(Hz)
响度
声音的强弱(大小)
由声源振动幅度(振幅)决定,也与距离、传播介质有关
轻轻敲门vs用力敲门
分贝(dB)
音色
声音的品质特色(波形)
发声体材料、结构、振动方式等因素决定
不同人说话的声音
无单位
(1)超声波与次声波:人能感知的声音频率有一定的范围。多数人能听到的频率范围大约在20Hz—20000Hz之间。高于20000Hz的声叫超声波,低于20Hz的声叫次声波。
(2)人和动物听觉频率范围各不相同。地震、海啸、台风、火山喷发等一般会伴有次声波产生,很多动物都能听到。海豚、蝙蝠等能发出超声波。
声音的利用及噪声
声音的利用
(1)声音能传递信息:回声定位、医用B超等。
(2)声音能传递能量:超声碎石、超声清洗仪、超声焊接等。
噪声及其控制
(1)乐音:人们把物体有规律的振动产生的、听起来感觉非常舒服的声音叫乐音。
(2)噪声:难听刺耳、令人厌烦的声音,是发声体做无规则振动时产生的。凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪声。
(3)控制噪声
防止噪声的产生:如禁止鸣笛;阻断噪声的传播:如隔音墙;防止噪声进入耳朵:如耳塞
终极考点2 光的直线传播
光源与光速
光源:自身会发光的物体。如太阳、通电的电灯、点燃的蜡烛等。如月亮等不属于光源。
光速
(1)真空中光速是目前人类已知的宇宙间最大速度,用字母c表示。c=3×米/秒。
(2)光在不同介质中传播的速度是不同的。真空中速度最大,在空气中接近这个值,光在水中的速度约为真空中光速的3/4,光在玻璃中的速度约为真空中速度的2/3。
(3)光在真空中可以传播,声音在真空中不能传播。
光的直线传播
(1)光在同一均匀物质中沿直线传播。
(2)光沿直线传播的现象:影子、小孔成像;应用:激光准直、排队、射击瞄准等。
(3)小孔成像成倒立的实像,若u>v,成缩小的像,若u<v,成放大的像,像的形状与孔的形状无关。像和物上下颠倒,左右相反,可用“F”光源进行实验。
光的色散
(1)概念:太阳光是白光,它通过三棱镜后别分解成各种颜色的光,这种现象叫光的色散。
(2)不同的单色光通过三棱镜时偏折程度不同,红光偏折最小,紫光偏折程度最大。
物体的颜色
(1)透明物体的颜色是由该物体能透过的色光决定的。
(2)不透明物体的颜色是由该物体能反射的色光的颜色决定的。
终极考点3 光的反射(重点)
光的反射定律
概念:光射到物体表面时有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射。
反射定律
①入射光线、反射光线、法线在同一平面内(三线共面);
②反射光线和入射光线分居法线的两侧(法线居中);
③反射角等于入射角(两角相等)。
探究光的反射定律实验
拓展实验:光路可逆
沿着反射光线路径射入光线,光线沿着原入射光线的路径射出。
实验要点:
①在室内光线较暗时做光学实验,更便于观察实验效果;
②纸板必须与平面镜垂直,否则不论怎样都观察不到反射光线;
③需要多次测量以避免实验的偶然性,从而使结论更具有普遍性。
反射的分类
平面镜成像
平面镜成像规律
①平面镜所成像的大小与物体的大小相等;
②像和物体到平面镜的距离相等;
③像和物体的连线与镜面垂直;
④物与像左右相反;
⑤成虚像(虚像不是由实际光线会聚而成的,而是由实际光线的反向延长线会聚而成的。虚像不能用光屏承接。虚像是正立的。)
实验:平面镜成像特点
实验要点:
①实验中用薄玻璃板代替平面镜的目的:便于确定像的位置;
②选择较薄玻璃板的原因是防止蜡烛通过玻璃板的前后两个表面两次反射成两个像,影响实验效果;
③玻璃板必须与桌面垂直,否则未点燃的蜡烛无法与像重合,不便于确定像的位置和大小。
终极考点4 光的折射(重点)
光的折射
概念:光从一种介质斜射到另一种介质时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
光的折射规律
①折射光线、法线与入射光线在同一平面内;
②折射光线和入射光线分居法线的两侧;
③光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角小于入射角,光从水或其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角。
当入射角增大时,折射角也增大,入射角减小时,折射角也减小;当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变;在折射现象中,光路可逆。
光的折射原理的应用
水中筷子偏折、池水变浅、水中看到的鱼在真实鱼的上方、海市蜃楼、在水中看岸上的物体偏高等。
终极考点5 透镜及其作用(难点)
凸透镜与凹透镜
透镜
特点
作用
光学性质
特殊光线
凸透镜
中间厚、边缘薄
会聚
凹透镜
中间薄、边缘厚
发散
凸透镜成像规律
物距u
像的特点
像距v
应用
移动规律
光路图
u>2f
倒立
缩小
实像
f<v<2f
照相机、摄像机
两倍焦距分大小
成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小
u=2f
倒立
等大
实像
v=2f
测焦距
f<u<2f
倒立
放大
实像
v>2f
幻灯机、投影仪
u=f
不成像
获得平行光
一倍焦距分虚实
u<f
正立
放大
虚像
v>u
放大镜
成虚像时,物近像近像变小,物远像远像变大
探究凸透镜成像特点
实验要点
(1)测焦距方法:使太阳光或平行光通过凸透镜,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,这点是焦点,到凸透镜的距离即焦距。或使用二倍焦距法测焦距。
(2)调整烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一水平高度的目的:让凸透镜所成的实像呈现在光屏中央。
(3)像的调整
若像偏上,则向上调节蜡烛或光屏,或向下调节凸透镜,
若像偏下,则向下调节蜡烛或光屏,或向上调节凸透镜。
(4)若遮挡凸透镜的一部分,像还是完整的,只是折射光线变少了,像变暗
视力障碍与矫正
真题精研--复盘经典 把握规律
题组一 情景设定:声音的产生和传播实验 知识溯源:声音的产生、声音的传播
1.(2020·浙江·中考真题)下列四幅图片都来自课本,对它们的描述符合实际的是( )
A.甲图实验中随着瓶内空气被抽出,听到的声音越来越弱
B.乙图可以表示四冲程汽油机中的压缩冲程
C.丙图实验在研究电磁感应现象中感应电流产生条件
D.丁图可以表示至今所建造的核电站里核反应堆的工作原理
【答案】A
【详解】A.由于声音的传播需要介质、声音不能在真空中传播;当瓶内空气越来越少时,传声介质越来越少,听到声音越来越小,故A的描述符合实际;
B.图乙中燃气燃烧,活塞向下运动,带动曲轴转动,是内燃机的做功冲程,故B的描述不符合实际;
C.由于图丙中有电源,所以研究的不是电磁感应现象中感应电流产生条件,故C不符合实际;
D.图丁描述的是轻核的聚变,而至今所建造的核电站里核反应堆的工作原理都是重核裂变,故D不符合实际。
故选A。
2.(2021·浙江宁波·中考真题)科学方法是开启大自然奥秘之门的钥匙。
(1)如图所示,用鼓锤分别重敲和轻敲鼓面,铜鼓发出的声音的响度不同,同时可以通过乒乓球反弹的高度,来显示出鼓面振动的情况。通过实验可知:鼓面振动的___________越大,响度越大。
(2)为了便于描述光的传播路径和方向,科学上引入了光线的概念,实际上光线并不存在。为了形象地表示磁体周围磁场分布的强弱和方向,科学上引入了___________的概念,实际上它也并不存在。
【答案】 幅度(或振幅) 磁感线
【详解】(1)[1]用鼓锤敲击鼓面越重,铜鼓发出的声音响度越大,同时乒乓球反弹的高度越高,说明鼓面振动的幅度越大,发出的声音响度越大。
(2)[2]磁场是真实存在的,但其看不见、摸不着,为了形象地表示磁体周围磁场分布的强弱和方向,我们引入了磁感线这一假象的概念来描述磁场,这个方法叫模型法。
题组二 情景设定:生活中的光现象原理 知识溯源:光的直线传播、光的反射、折射
3.(2025·浙江·中考真题)几百年前,我国古代学者墨子和他的学生完成了世界上第一个小孔成像实验。墨子站在暗室外,其学生在带有小孔的暗室内观察。这个实验的原理是( )
A.光的折射
B.光的反射
C.光的色散
D.光的直线传播
【答案】D
【详解】A.光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变的现象,与小孔成像原理不符,故A不符合题意;
B.光的反射是指光在传播到不同介质分界面时,一部分光返回原介质的现象,小孔成像并非此原理,故B不符合题意;
C.光的色散是指复色光分解为单色光的现象,如三棱镜分光,与小孔成像无关,故C不符合题意。
D.小孔成像:用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间,屏幕上就会形成物的倒像,我们把这样的现象叫小孔成像。小孔成像表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,形成倒立的像。故D符合题意。
故选D。
4.(2023·浙江台州·中考真题)如图是一只白鹤在水面散步时的优美场景。关于白鹤两个“影”的形成原理,正确的是( )
A.影子——光的反射
B.影子——光的色散
C.倒影——光的反射
D.倒影——光的折射
【答案】C
【详解】影子是由于光的直线传播形成的,倒影是由于光的反射形成的,故C正确,ABD错误。
故选C。
解题妙法
识现象辨原理
直线传播:小孔成像、影子、日食月食(光沿直线传播,遇障碍形成投影/遮挡)。
反射:倒影(水面/平面镜成像)、光污染(镜面反射)、月光(月球反射太阳光)。
折射:水中筷子弯折、池水变浅、透镜成像(光从一介质进入另一介质,方向改变)。
色散:彩虹、三棱镜分光(复色光分解为单色光)。
辨“影”差异,定原理:
“影子”——光被不透明物阻挡形成的暗区:原理是光的直线传播
“倒影”——水面/平面镜成的虚像:原理是光的反射
题组三 情景设定:光相关实验原理现象分析 知识溯源:光的色散、平面镜成像、反射及折射
5.(2025·浙江·中考真题)如图表示太阳光经三棱镜折射的色散实验,图中①②分别表示红外线和紫外线所在区域。下列说法不正确的是( )
A.太阳光是由多种色光混合而成的复色光
B.太阳光经三棱镜折射后,紫光的偏折程度小于红光
C.①区域的光具有热效应
D.②区域的光无法用肉眼观察
【答案】B
【详解】A.太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫多种色光混合而成的复色光,故A正确,不符合题意;
B.太阳光经三棱镜折射后,紫光的偏折程度大于红光,故B错误,符合题意;
C.①区域的光是红外线,具有热效应,故C正确,不符合题意;
D.②区域的光是紫外线,无法用肉眼观察,故D正确,不符合题意。
故选B。
6.(2023·浙江温州·中考真题)用玻璃板作为平面镜,使蜡烛的像成在装满水的烧杯中,就能观察到“蜡烛在水中燃烧”(如图甲)。若蜡烛的像位置如图乙所示,要使像移到烧杯中,仅移动玻璃板,则移动的方向应是( )
A.①
B.②
C.③
D.④
【答案】C
【详解】根据平面镜成像特点可知,像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离,由图乙可知,要使像移到烧杯中,则要增大像与平面镜的距离,故要增大蜡烛到平面镜的距离,由于仅移动玻璃板,因此可把玻璃板向烧杯一侧移动,即移动的方向应是③。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.(2023·浙江杭州·中考真题)陶瓷茶杯底部放有一枚硬币,人移动到某一位置时看不见硬币(如图甲),往茶杯中倒入一些水后,又能够看见硬币了(如图乙)。关于“看不见”和“又看见了”两种情况,下列分析正确的是( )
①“看不见”是由于硬币没有反射光
②“看不见”是由于硬币反射的光没有到达眼睛
③“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的反射到达眼睛
④“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的折射到达眼睛
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】D
【详解】①②“看不见”是由于硬币反射的光沿直线传播,被杯沿挡住了,没有到达眼睛,故①错误,②正确;
③④“又看见了”是由于硬币反射的光,从水中斜射到空气中,发生了折射现象,折射角大于入射角,光经过水面的折射到达眼睛,故③错误,④正确;
综上所述,②④正确,故D正确,ABC错误。
故选D。
题组四 情景设定:透镜在眼镜、相机等中的应用规律 知识溯源:凸透镜成像规律、探究实验
8.(2023·浙江衢州·中考真题)今年爱眼日的主题是“关注普遍的眼健康”。矫正近视的同学,所佩戴眼镜的镜片是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】近视眼由于晶状体太厚,其折光能力太强,或眼球的前后距离方向太长,使得远处的物体的像成在视网膜的前方造成的,因此近视眼看不清远处的物体;若想使得像成在视网膜上,即需要让原来的光线发散一些,由于凹透镜对光线有发散的作用,故用凹透镜来矫正近视眼,ABC为凸透镜,D为凹透镜,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
9.(2023·浙江湖州·中考真题)图1是数码照相机的成像原理,当景物在离镜头2倍焦距之外时,能在影像传感器上成一个倒立、缩小的________像。人眼观察物体成像原理与照相机相似。小明平时不注意用眼卫生,造成近视,如图2所示,他应配戴________透镜来矫正近视。
【答案】 实 凹
【详解】[1]由凸透镜成像规律可知,当景物在离镜头2倍焦距之外时,像成在一倍焦距与二倍焦距之间,像距小于物距,能在影像传感器上成一个倒立、缩小的实像。
[2]如果我们长期不注意用眼卫生,就会使晶状体的曲度增大,折光能力太强,形成的物像就会落在视网膜的前方,形成近视眼;凹透镜对光线有发散作用,可以使过早会聚的像正好成在视网膜上,因此近视眼可以配戴凹透镜加以矫正。
10.(2023·浙江宁波·中考真题)在“探究凸透镜的成像特点”实验中,小宁将蜡烛放在离凸透镜一倍焦距内,如图所示,烛焰在凸透镜左侧成一个正立、放大的像。
(1)这个像是实像还是虚像?答案是:_________;
(2)小宁用眼透过凸透镜直接观察到此像,是因为光从_________(填“烛焰”或“此像”)发出,通过凸透镜后进入人眼。
【答案】 虚像 烛焰
【详解】[1]凸透镜的物距u<f,成正立、放大的虚像,像与物在凸透镜的同侧。
[2]虚像是由实际光线的反向延长线相交形成的,小宁用眼透过凸透镜直接观察到此像,是因为光从烛焰发出,通过凸透镜后进入人眼。
解题妙法
解题关键
抓应用定规律:题目若给出“照相机”,立即对应“u>2f,倒立缩小实像”;“投影仪”对应“f<u<2f,倒立放大实像”;“放大镜”对应“u<f,正立放大虚像”。
看图判断:若给出光路图,看光线经过透镜后是会聚还是发散,会聚为凸透镜,发散为凹透镜;看像的虚实,实像必为凸透镜所成。
动态分析:题目涉及“物体移动,像如何变化”,直接用“物近像远像变大”等移动口诀判断
终极预测--压轴实战 稳拿高分
1.初夏的清晨,可以看到叶片上经常挂有晶莹的露珠(如图),透过露珠看到叶脉所成的像是( )
A.倒立、放大的实像
B.正立、放大的实像
C.倒立、放大的虚像
D.正立、放大的虚像
【答案】D
【详解】叶片上的露珠是凸透镜,其原理与放大镜的原理相似,放大镜所成的是正立、放大的虚像,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.融合传统文化和现代技术动画片《哪吒2》的配音生动有趣,配音的录音棚四周墙壁上都做成凹凸不平或安装像蜂窝状的装饰板(如图),从噪声的危害和控制上说,这样做的目的是为了( )
A.装饰更加的美观
B.减少噪声的反射
C.增强噪声的反射
D.改变声音的音调
【答案】B
【详解】录音棚四周墙壁做成凸凹不平像蜂窝状似的,声音在反射时能量会相互抵消(声音被吸收),减弱声波的反射,也可以说是防止声音的反射干扰,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.如图是一款黑科技阅读设备—“博看AI光影阅读”。它利用了激光投影和成像技术,开机后该设备将资源投影到白色粗糙的桌面上,直接在桌面上用手进行触控操作,犹如在手机上操作一样简单。下列关于此设备的说法不正确的是( )
A.桌面上所成的像是正立放大的虚像
B.投影仪的镜头是凸透镜
C.白色桌面便于反射各种色光
D.选用粗糙的桌面是为了使光发生漫反射
【答案】A
【详解】A.投影仪在桌面上所成的像是倒立放大的实像,故A错误,符合题意;
B.物体在一倍焦距和二倍焦距之间时,凸透镜成倒立、放大的实像,应用是投影仪,所以投影仪的镜头是凸透镜,故B正确,不符合题意;
C.白色不透明物体对光的作用是反射各种色光,黑色不透明物体对光的作用是吸收各种色光,所以白色桌面便于反射各种色光,故C正确,不符合题意;
D.桌面粗糙是为了让光发生漫反射,使人从各个角度都能看到图像,故D正确,不符合题意。
故选A。
4.下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲中,桥的倒影形成是因为光的折射
B.图乙中,人佩戴的凹透镜可以矫正远视眼
C.图丙中,墙上手影的形成是因为光的直线传播
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章,不遵循光的反射定律
【答案】C
【详解】A.桥的倒影是平面镜成像,由光的反射形成,故A错误;
B.人佩戴的凹透镜对光具有发散作用,矫正近视眼,故B错误;
C.墙上手影是由于手挡住了光线的传播,是由光的直线传播形成的,故C正确;
D.漫反射的光线杂乱无章,也遵循光的反射定律,故D错误。
故选C。
5.如图所示,将硬币放在碗底,然后后退至恰好看不到硬币的位置停下。向碗中缓缓注水,当水面上升到一定高度时,刚好再次看到硬币右端A点。下列选项中能解释这一现象的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】我们能再次看到硬币,是硬币反射的光线从水中射出,经过水面折射后进入人眼,因此光的传播方向是从水到空气,箭头方向朝向空气;根据光的折射规律,光从水斜射入空气时,折射角大于入射角,折射光线远离法线。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.下列现象中是由于光发生折射形成的是( )
A.放大镜把字放大 B.杯子形成的影子
C.月亮在水中的倒影 D.平面镜中形成的像
【答案】A
【详解】A.放大镜属于凸透镜,把字放大是利用光的折射形成虚像,故A符合题意;
B.影子是光沿直线传播时,被不透明物体阻挡形成的暗区,属于光的直线传播现象,故B不符合题意;
C.月亮在水中的倒影是平面镜成像,原理是光的反射,故C不符合题意;
D.平面镜成像是光的反射形成的,故D不符合题意。
故选A。
7.关于声现象的描述,以下说法正确的是( )
A.从玻璃罩里向外抽气的过程中铃声逐渐变小,此现象可推理得出真空不能传声
B.与牛的叫声相比,蚊子发出的声音响度小、音调低
C.龙卷风发生时伴有人耳听不到的超声波
D.晚八点以后停止跳广场舞,这是在传播过程中减弱噪声
【答案】A
【详解】A.当空气被不断抽出后,铃声逐渐减弱,说明声音的传播需要介质,真空不能传声,故A正确;
B.牛的声带振动幅度较大,牛叫声响度大;蚊子的翅膀煽动频率较快,蚊子叫声音调高;所以牛的叫声音调低响度大,蚊子的声音音调高响度小,故B错误;
C.地震、海啸、火山喷发、龙卷风等自然灾害发生时常常伴有次声波产生,而不是产生超声波,故C错误;
D.晚上八点以后停止跳广场舞,这是在声源处减弱噪声,故D错误。
故选A。
8.图1是鱼眼与人眼的结构示意图,我们观察发现:鱼眼晶状体的形状比人眼更加凸一些,焦距更_____一些。像鱼这样的眼睛如果到陆地上观察物体,像将成在视网膜的前面。童话世界中生活在水里的美人鱼,上岸后,若要看清远处的物体,应该配戴图2中_______(填“甲”、“乙”或“丙”)所示的眼镜片。
【答案】 短 乙
【详解】[1]由图1可知,鱼眼的晶状体曲度大,鱼眼晶状体的形状比人眼更加凸一些,焦距更小,导致在陆地上观察物体时,像会成在视网膜的前面。
[2]为了看清远处的物体,美人鱼上岸后应佩戴具有发散光线能力的凹透镜,使像延后会聚,成在视网膜上,图2中乙是凹透镜,应该配戴图2中乙所示的眼镜片。
9.某兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成形状可改变的水透镜进行以下探究实验,装置如图所示。
(1)在探究“凸透镜对光线的作用”时,先在两个透明长方体玻璃容器中喷入蚊香烟雾,然后将水注入橡皮膜制成水透镜,再将其放在两个玻璃容器之间,如图甲所示。让一束光沿箭头方向射入玻璃容器,经水透镜折射后光将______(选填“偏离”或“偏向”)主光轴,使用蚊香烟雾的原因是 ;
(2)图乙中烛焰清晰的像成在光屏上方,为使像成在光屏中央,应将水透镜______(选填“向上”或“向下”)移动;
(3)保持水透镜的形状不变,依次改变蜡烛的位置,并移动光屏呈现清晰的像,记录数据如下表所示。根据表中数据可推断此水透镜的焦距为______cm。
次数
1
2
3
4
5
物距(cm)
30.0
15.0
10.0
7.5
6.0
像距(cm)
6.0
7.5
10.0
15.0
30.0
【答案】(1) 偏向 显示光路
(2)向下
(3)5.0
【详解】(1)[1]由图可知,水透镜的形状相当于一个凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,经透镜折射后折射光线将向主光轴方向偏折。
[2]在玻璃容器中充入蚊香烟雾,当光照到烟雾时,烟雾颗粒对光的反射方向是不同的,会发生漫反射现象,便于显示光路。
(2)图乙中烛焰清晰的像成在光屏上方,为使像成在光屏中央,根据过光心的光线传播方向不变,应将水透镜向下移动。
(3)根据凸透镜成像规律,当物距和像距均等于二倍焦距时,成倒立、等大的实像。由第3组数据可知,物距和像距均等于10.0cm,则有,解得此水透镜的焦距。
10.甲图是“探究平面镜成像特点”和乙图是用蜡烛和烧瓶来“探究凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)实验甲中,使用玻璃板代替平面镜的好处是 ,在确定蜡烛B和蜡烛A的像是否完全重合时,人眼的观察位置应该是________(填字母)。
A.从玻璃板后观察蜡烛
B.在玻璃板前蜡烛A这一侧
C.A与B都需要
(2)实验乙调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置,在墙壁上得到清晰的________实像(填“放大”、“缩小”或“等大”)。
【答案】(1) 便于确定像的位置 B
(2)放大
【详解】(1)[1]实验甲中,使用玻璃板代替平面镜,因为玻璃板透光,既能看到蜡烛A的像,又能看到玻璃板后面的蜡烛B,便于确定像的位置。
[2]因为平面镜所成的像是虚像,是由光的反射形成的,反射光线位于蜡烛A这一侧,所以应在玻璃板前蜡烛A这一侧观察蜡烛B和蜡烛A的像是否完全重合,故选B。
(2)由图乙可知,烧瓶和烧瓶内的水相当于凸透镜,成像时,物距小于像距,根据凸透镜成实像时的规律可知,此时物体在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,像在二倍焦距以外。
倒计时19天 适度紧张是动力,过度焦虑是包袱,请学会调整。
力学实验
考情透视--把脉命题 直击重点
►命题解码:力学实验考查全面覆盖摩擦力测量、力的相互作用、简单机械和浮力原理。具体考查方式以探究题为主,结合生活情境和项目化学习。重点地区如杭州宁波温州等地真题呈现多样化命题特点。特殊题型包括自制测力计项目、投石器设计等综合性实践题。考查核心在于控制变量法应用、实验数据分析和科学原理迁移。摩擦力实验侧重影响因素探究,简单机械实验注重平衡条件验证和机械效率计算。
►中考前沿:2026年浙江中考科学力学实验预测将延续素养立意导向。可能增加跨学科融合项目,如结合工程设计的简单机械应用。考点可能聚焦摩擦力动态测量创新、杠杆平衡条件在实际工具中的应用、以及浮力与密度综合探究。建议关注新型实验器材使用规范、数据图像分析能力培养。实验设计题可能要求完整表述探究流程,强调方案可行性和结论科学性。
考点抢分--核心精粹 高效速记
终极考点1 探究二力平衡的条件
实验装置图
实验要点
1. 拉力大小相等:挂等重钩码,塑料板静止;
2. 大小不等:挂不等重钩码,塑料板向重的一侧运动;
3. 方向不相反:将板稍下移,拉力方向不严格相反,塑料板转动;
4. 不在同一直线:扭转塑料板,拉力不在一条直线,塑料板转动。
实验结论
作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上,那么这两个力就相互平衡。
常考方向
1. 二力平衡的四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
2. 实验每一步对应的条件验证;
3. 区分“平衡力”与“相互作用力”;
4. 结合重力、摩擦力等分析实际情景中物体的平衡。
注意事项
1. 减小干扰:尽量使滑轮光滑、绳子和卡片轻质,减少摩擦与自重影响;
2. 平稳操作:挂放钩码要轻稳,避免初始晃动影响观察;
3. 对称调节:确保两侧绳子长度、高度一致,避免非实验变量影响;
4. 观察要点:注意塑料板的“静止”“运动”或“转动”状态,明确结论对应条件。
变形实验
终极考点2 探究阻力对物体运动的影响
实验装置图
实验目的
1. 探究运动物体所受阻力大小对其运动距离的影响。
2. 通过科学推理,得出牛顿第一定律(惯性定律)的理想化结论。
实验方法
控制变量法、转换法、理想实验法
关键操作与现象
1. 改变变量:依次使用毛巾、棉布、木板作为水平面,改变阻力大小。
2. 控制变量:让小车从斜面同一位置由静止滑下(确保每次到达水平面时的初速度相同)。
3. 观察因变量:测量并比较小车在水平面上滑行的距离。
4. 记录现象:水平面越光滑,小车滑行距离越远。
注意事项
1. 释放要求:必须从斜面同一高度(同一位置)由静止释放,这是本实验成功和考查的关键。
2. 斜面选择:斜面坡度应适中。太陡则初速过大,小车易滑出水平面;太平则可能无法滑下。
3. 测量起点:应测量小车在水平面上运动的距离,通常以小车前端刚到达水平面时作为起点。
4. 实验顺序:通常从阻力最大的表面(毛巾)开始实验,以防止小车在光滑面上获得过大速度后,更换粗糙表面时难以停下。
5. 多次实验:为减小误差,每种情况应进行多次实验,取平均值。
实验结论
水平面越光滑,小车运动时所受的阻力越小,运动的距离越长,速度减小得越慢
实验推论
如果小车在水平面上运动时不受阻力的作用,那么它将 保持匀速直线运动下去。
终极考点3 探究影响滑动摩擦力大小的因素
实验装置图
实验目的
探究滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度两个因素的关系。
实验设计
采用控制变量法进行探究。
1. 控制接触面粗糙程度相同,改变压力(比较图甲与图乙)。
2. 控制压力相同,改变接触面粗糙程度(比较图甲与图丙)。
实验原理与操作要点
1. 测量原理:用弹簧测力计水平拉动木块,使其在长木板上做匀速直线运动。根据二力平衡知识,此时拉力与滑动摩擦力大小相等,即可从测力计读出摩擦力大小。
2. 关键操作:
匀速拉动是实验成败关键,需练习以保持速度均匀。
读数应在木块匀速运动过程中进行,视线与指针平齐。
注意事项
1. 拉动要求:务必保持匀速直线运动,这是利用二力平衡原理间接测量摩擦力的前提。
2. 接触面:确保木块整个底面与木板(或棉布)充分接触,拉动方向与接触面平行。
3. 变量控制:比较“压力”影响时,必须使用同一接触面(木板);比较“粗糙程度”影响时,必须保证压力相同(都只放木块)。
4. 实验顺序:建议先完成图甲(基础数据),再完成图乙(改变压力),最后完成图丙(改变粗糙程度)。更换棉布后,需撤去砝码,保证压力与图甲相同。
实验结论
滑动摩擦力的大小与作用在物体表面的压力和接触面的粗糙程度有关。
压力越大,摩擦力越大。
接触面越粗糙,摩擦力越大。
(摩擦力大小与接触面积大小、运动速度无关——此为常考拓展结论)
实验改进
如图所示,将长木板放在水平桌面上,物块放在长木板上,弹簧测力计的一端固定,一端挂在物块上,拉动长木板。
不需要控制木板做匀速直线运动、便于操作、弹簧测力计示数稳定便于读数。
终极考点4 探究影响压力作用效果的因素
实验装置图
实验目的
探究压力的作用效果(压强)与压力大小和受力面积大小两个因素的关系。
实验方法
控制变量法、转换法
关键操作与设计
1.控制变量法
①改变压力(受力面积相同):在海绵上正放小桌子,比较不放砝码与放上砝码时,海绵的凹陷程度。
②改变受力面积(压力相同):在海绵上先正放小桌子,再倒放小桌子(压力均为桌子重力),比较海绵的凹陷程度。
2.转换法
通过观察海绵的凹陷程度(形变程度)来间接比较压力的作用效果。凹陷越深,作用效果越明显。
交流反思
选择海绵或沙子进行实验而不用木板的原因:海绵或沙子形变明显,有利于观察实验现象。
实验结论
当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
终极考点5 探究液体内部压强特点
实验装置图
关键操作
1. 装置检查:检查压强计气密性;检查U形管初始液面是否相平。
2. 探究与深度关系:如图甲、乙,将金属盒放入水中不同深度,观察U形管高度差变化。
3. 探究与方向关系:如图乙、丙,在同一深度,转动金属盒方向,观察U形管高度差是否变化。
4. 探究与密度关系:如图甲、丁,将金属盒分别置于清水和盐水的同一深度,比较U形管高度差。
实验方法
1. 控制变量法:探究某一因素(深度、方向、密度)时,控制其他因素相同。
2. 转换法:将无法直接观测的“液体压强大小”转换为易于观察的U形管两侧液面高度差。
这是本实验的根本原理和核心考点。
注意事项
1.检查装置气密性:当用手指按压橡皮膜时,发现U形管两边液面的高度几乎不变则说明装置漏气,若U形管两边液面的高度差变化显著,则说明气密性良。
2.使用前检查U形管内液面是否相平,若不相平,则拆除软管重新安装。
3.转换法的应用:根据U形管两侧液面的高度差来判断液体压强的大小。
4.为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色的。
5.液体内部压强与容器形状无关
6.若实验过程中发现当探头在不同液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显。
改进方案:U形管中换用密度更小的液体、烧杯中换密度差更大的液体、使探头在液体中的深度加大且保持相回。
实验结论
1. 液体内部向各个方向都有压强。
2. 在同种液体中,同一深度处,各个方向的压强相等;深度越深,压强越大。
3. 在同一深度,液体密度越大,压强越大。
终极考点6 探究浮力大小的相关因素
实验装置图
实验阶段
阶段一(定性体验):塑料瓶压入水中,感受浮力变化。
阶段二(定量探究):使用弹簧测力计、溢杯、量筒等器材进行测量。
核心原理/方法
1. 控制变量法:探究浮力与排开水体积的关系时,需使用同种液体。
探究浮力和液体密度的关系时,要求排开液体体积相同(物体浸没体积相同)
探究浮力和液体深度关系时要保证液体密度和排开液体的体积相同。
2. 等效替代法/排水法:物体排开水的体积等于物体浸入水中部分的体积,可用量筒或溢杯测量。
3. 称重法测浮力:F浮 = G - F拉
关键操作与设计
1. 定性建立假设:将空塑料瓶逐渐压入水中,感受对手的向上托力(浮力)越来越大,据此提出“浮力大小可能与物体排开水的体积有关”的假设。
2. 定量实验装置:
①测量浮力:用弹簧测力计悬挂物体,分别测出在空气中重力G和浸没水中(或部分浸入)时的拉力F拉,计算浮力。
②测量排开水体积:
a. 溢杯法:将溢杯装满水,物体浸入后,用小烧杯承接溢出的水,再倒入量筒测量体积V排。
b. 直接测量法:将物体直接浸入盛有适量水的量筒,观察液面上升的刻度差,即为V排。
3. 数据记录:设计表格,记录G、F拉、F浮(计算)、V排,分析F浮与V排的定量关系。
注意事项
1. 溢杯使用:必须确保溢杯中的水装满至刚好从溢水口流出,之后才能进行实验。
2. 测量顺序:先测物体重力G,再将其浸入液体中测F拉;先接住溢出的水,再将物体浸入。
3. 读数稳定:待弹簧测力计示数稳定后再读数,且物体浸没过程中不要触碰容器底或壁。
4. 实验完整性:为得到普遍规律,应换用不同体积、不同密度的固体,或换用不同液体(如盐水、酒精)进行多次实验。
实验结论
1. 定性结论:浮力的大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与深度无关。
2. 定量结论(阿基米德原理):浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。即 F浮 = G排 = ρ液gV排。
终极考点7 探究动能大小的影响因素
实验装置图
实验目的
探究物体动能大小与速度、质量两个因素的关系
实验原理与方法
1. 转换法:将不易直接测量的小钢球动能大小,转换为易于观察和测量的木块B被推动的距离。木块被推得越远,表明小钢球的动能越大。
2. 控制变量法:
探究动能与速度的关系:控制质量相同(同一个小钢球),改变速度(从斜面的不同高度滚下)。
探究动能与质量的关系:控制速度相同(从斜面的同一高度滚下),改变质量(使用不同质量的小钢球)。
关键操作与步骤
1. 实验准备:将木块B放在水平面同一初始位置,确保每次撞击条件相同。
2. 探究动能与速度关系:让同一小钢球A,从斜面的不同高度(低→高)由静止滚下,撞击木块B,测量并比较木块被推出的距离。
3. 探究动能与质量关系:让质量不同的两个小钢球,从斜面的同一高度由静止滚下,撞击木块B,测量并比较木块被推出的距离。
注意事项
1. 控制变量:确保“单一变量”。探究速度时,必须用同一个小球;探究质量时,必须从完全相同的高度释放。
2. 释放要求:小球必须从静止开始释放,且不能施加初速度。
3. 撞击条件:木块B每次都应放在水平面的同一位置。
撞击应是正碰(小球中心对准木块中心)。
4. 距离测量:应测量木块从起点到终点移动的距离,而非小球滚下的距离。
5. 减小误差:水平面应尽可能光滑,以减小摩擦对木块移动距离的影响。
为得出普遍结论,应换用不同质量的小球、改变不同高度进行多次实验。
实验结论
质量相同时,物体的速度越大,它的动能越大。
速度相同时,物体的质量越大,它的动能越大。
终极考点8 探究重力势能大小的影响因素
实验装置图
实验目的
探究物体的重力势能大小与质量和被举起的高度两个因素的关系
核心原理/方法
1. 转换法:将不易直接测量的“重力势能大小”,转换为易于观察和测量的沙坑的深度和大小。沙坑越深、越大,表明小球的重力势能越大。
2. 控制变量法:
探究与高度的关系:控制质量相同(用同一小球),改变释放高度。
探究与质量的关系:控制高度相同(从同一高度释放),改变质量(用体积相同、质量不同的小球)。
关键操作与步骤
1. 准备工作:在铝盘中铺约2cm厚、平整的细沙,竖直固定米尺。
2. 探究与高度的关系:
- 控制变量:使用同一个金属小球。
- 改变变量:从不同高度(用米尺测量)自由释放小球。
- 观察转换:每次实验后,抹平细沙,观察并记录沙坑的深度和大小。
3. 探究与质量的关系:
- 控制变量:从相同高度释放。
- 改变变量:使用体积相同、质量不同的金属小球。
- 观察转换:每次实验后,抹平细沙,观察并记录沙坑的深度和大小。
注意事项
1. 释放要点:确保小球是静止后自由释放,不可施加向下或横向的力。
2. 测量准确:使用米尺准确测量并记录释放高度,高度基准点应为小球的底部(或中心)。
3. 状态恢复:每次撞击后,必须将沙抹平并轻微压实至相同初始状态,这是保证实验可比性的关键。
实验结论
物体的重力势能与它的质量和被举高的高度有关。
1. 质量相同的物体,高度越高,具有的重力势能越大。
2. 高度相同的物体,质量越大,具有的重力势能越大。
终极考点9 探究杠杆平衡的条件
实验装置图
实验目的
探究杠杆在平衡状态时,动力、动力臂、阻力、阻力臂之间的定量关系。
核心原理/方法
1. 杠杆平衡定义:杠杆在动力和阻力作用下,保持静止或匀速转动状态。
2. 控制变量法:在探究多个量(F₁, l₁, F₂, l₂)的关系时,需改变其中一个量,控制其他量不变,但本实验更多是多次测量寻找普遍规律。
3. 数据分析法:通过分析多组实验数据,归纳出定量关系(F₁l₁ = F₂l₂)。
关键操作与步骤
1. 组装与调平:
- 将杠杆中心支在支架上。
- 调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡(此为实验准备的关键步骤)。
2. 进行实验:
- 在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,并左右移动钩码位置,使杠杆再次在水平位置平衡。
- 记录:动力F₁、动力臂l₁、阻力F₂、阻力臂l₂(填入表3-1)。
- 改变钩码数量和位置,重复上述实验4次,获取多组数据。
注意事项
1. 调平技巧:若杠杆左端下沉,应将平衡螺母向右调(“左偏右调,右偏左调”)。
2. 实验操作:
- 挂钩码后,不可再调节平衡螺母,只能通过移动钩码位置来使杠杆平衡。
- 弹簧测力计斜拉时,力臂不再是支点到悬挂点的距离,需从支点向力的作用线作垂线段。
3. 数据记录:
- 钩码重力一般按“一个钩码重0.5N或1N”计算,需明确题目条件。
- 力臂单位通常为厘米(cm),计算时注意单位统一。
4. 实验结论的普遍性:
- 需改变力和力臂的数值,进行多次实验,目的是避免实验偶然性,使结论更具普遍性。
实验结论
杠杆的平衡条件(杠杆原理)为:动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂,即 F₁l₁ = F₂l₂。
核心要点
1. 为何要“调节杠杆在水平位置平衡”?
- 目的:消除杠杆自重对实验的影响。
- 方便读力臂:杠杆水平平衡时,钩码的拉力竖直向下,此时支点到钩码悬挂点的距离恰好等于力臂,可直接从杠杆刻度尺上读出,避免了测量倾斜力臂的麻烦。
2. 力臂的理解与测量:
- 力臂是支点到力的作用线的垂直距离,不是支点到力的作用点的距离!
- 当杠杆在水平位置平衡且力竖直作用时,力臂才恰好等于这个水平距离。
3. 实验数据的处理与分析:
- 如何从数据得出结论?比较F₁l₁与F₂l₂的乘积是否相等。
- 常考计算:根据杠杆平衡条件,已知三个量,求第四个量。
4. 实验结论表述:
- 杠杆的平衡条件是:动力×动力臂 = 阻力×阻力臂,即 F₁l₁ = F₂l₂。
- 也可表述为:杠杆平衡时,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。
终极考点10 探究斜面的机械效率
实验装置图
实验目的
1. 学会测量斜面机械效率的方法。
2. 探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系。
实验原理
1. 有用功:将物体竖直提升高度h所做的功,W有 = Gh。
2. 总功:沿斜面将物体匀速拉上斜面所做的功,W总 = Fs(F为沿斜面拉力,s为斜面长)。
3. 机械效率:η = W有 / W总 = Gh / Fs。
关键操作与测量
1. 组装斜面:用长木板和木块搭建斜面,用刻度尺测出斜面长度s和高度h。
2. 测量重力:用弹簧测力计测出小车的重力G。
3. 匀速拉动:用弹簧测力计沿着斜面方向,将小车从斜面底端匀速拉到顶端,读出此时拉力F。
4. 改变变量:保持斜面长度s和小车重力G不变,通过增加垫高高度h来增大斜面倾斜程度,重复上述测量2次。
5. 记录计算:将数据填入记录表,分别计算出不同倾角下的W有、W总和η。
常考方向与核心要点
1. 为何必须“匀速”拉动?
- 只有当小车匀速运动时,弹簧测力计的示数F才等于小车所受的拉力,且此时拉力做功才等于总功。若加速拉动,测力计示数不稳定且不等于沿斜面的拉力。
2. 实验中哪些是“变量”,哪些是“不变量”?
- 控制变量(不变):小车重力G、斜面长度s、斜面的光滑程度(粗糙程度)。
- 自变量(改变):斜面倾斜程度(通过改变高度h实现)。
3. 实验结论与原理分析:
- 结论:在光滑程度相同的斜面上,斜面越陡(倾斜程度越大),机械效率越高。
- 原因分析(高频考点):斜面越陡,额外功(克服摩擦力做的功)占比越小,故η越高。
4. 数据处理与误差分析:
- 如何计算机械效率η?代入公式η = Gh / Fs。
- 拉动时若没有严格沿斜面方向(如斜向上拉),会导致拉力F偏大,总功偏大,η偏小。
- 若斜面粗糙程度不同,则不能比较倾角对η的影响,因为未控制变量。
注意事项
1. 匀速与方向:拉动小车时必须保持匀速直线运动,且拉力方向必须与斜面平行。
2. 读数时机:应在小车匀速运动过程中读数,视线与测力计刻度盘垂直。
3. 变量控制:
- 改变倾斜程度时,只能改变高度h,不能更换小车(保证G不变),不能改变斜面长度s。
- 整个实验中,应尽量使用同一斜面,以保证其光滑程度基本相同。
4. 实验顺序:建议从“较缓”到“最陡”依次进行,可降低操作难度。
实验结论
斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越大
真题精研--复盘经典 把握规律
题组一 情景设定:几种力、运动、压强的探究 知识溯源:二力平衡、摩擦力、压强、浮力等
1.(2020·浙江台州·中考真题)为研究作用在物体上的两个力满足什么条件时,才能使物体处于平衡状态,进行如下实验。
(1)选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是 ;
(2)将图甲中静止的研究对象转到虚线位置,松手后发现研究对象发生转动。据此可以得出结论:作用在物体上的两个力需要满足的条件是 ,物体才处于静止状态。
(3)如图乙,若启动电动机继续进行研究:当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时,观察物体的运动状态;当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时,再观察物体的运动状态。继续这项研究的目的是
。
【答案】 减小研究对象的自重对实验的影响 在同一条直线上 作用在物体上的两个力大小满足什么条件,物体才能保持匀速直线运动状态
【详解】(1)[1]由于小卡片的质量很小,重力远小于卡片受到的拉力,所以其重力可以不考虑。
(2)[2]图甲中静止的研究对象转到虚线位置,此时两个力不在同一条直线上,松手后发现研究对象发生转动,这表明二力平衡时,这两个力需要满足的条件是在同一条直线上,物体才处于静止状态。
(3)[3]当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时,可以观察到物体做匀速直线运动,当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时,可以观察到物体做变速运动,所以研究的目的是:作用在物体上的两个力满足什么条件,物体才能保持匀速直线运动状态。
2.(2022·浙江衢州·中考真题)小明观看北京冬奥会滑雪比赛时,突发奇想:如果运动员从斜坡滑道上自由滑下,怎样才能滑得更远呢?于是用如图所示的装置探究“小车从斜面上滑下时,在水平面上滑行的最大距离跟小车的下滑高度、小车总质量、水平面粗糙程度是否有关”。实验结果如下表:
实验次数
小车下滑高度/cm
水平面材料
车上钩码个数
小车在水平面上骨行的最大距离/cm
1
3
木板
1
50
2
3
木板
2
50
3
3
木板
3
50
4
6
木板
3
100
5
6
棉布
3
60
6
6
毛巾
3
30
(1)每次实验中,都应让小车从相应高度由___________状态开始沿斜面下滑。
(2)分析1、2、3三组实验数据,得出的结论是: 。
(3)小明根据上述第3、4两次实验得出结论:当小车总质量和水平面粗糙程度相同时,小车在水平面上滑行的最大距离与小车下滑高度成正比。小明这样就得出结论不合理,请你对其实验提出改进建议:
。
【答案】 静止 小车在水平面上滑行的最大距离与小车总质量无关 保持水平面材料和车上钩码个数与第3、4次实验相同,多次改变小车下滑高度,进行实验。
【详解】(1)[1]为了让小车在斜面底端具有相同的速度,每次实验中,都应让小车从相应高度由静止状态开始沿斜面下滑。
(2)[2]分析实验1、2、3知道,当小车上的钩码个数增大时,小车的质量增大,但是小车在水平面上滑行的距离不变,那么得到结论:小车在水平面上滑行的最大距离与小车总质量无关。
(3)[3]小明根据上述第3、4两次实验得出结论:当小车总质量和水平面粗糙程度相同时,小车在水平面上滑行的最大距离与小车下滑高度成正比。因为实验次数少,结论具有偶然性,故小明这样就得出结论不合理。提出改进建议:保持水平面材料和车上钩码个数与第3、4次实验相同,多次改变小车下滑高度,进行实验。
3.(2025·浙江·中考真题)欲探究影响滑动摩擦力的因素,小明设计了如图所示的实验。
(1)定滑轮的作用是 ;
(2)木块处于哪种状态时可以测得滑动摩擦力的大小?
(3)为了探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响,可放置毛巾改变接触面的粗糙程度,则应将毛巾放在何处? ;
(4)分别改变木块的质量和拉动木板的速度,比较滑动摩擦力的大小,可得出结论:
。
【答案】(1)改变力的方向
(2)木块和木板之间相对滑动时
(3)放在木块下面,长木板上面
(4)见解析
【详解】(1)定滑轮的作用是改变力的方向,但不能改变力的大小。
(2)当木板在光滑的水平桌面发生相对运动时,木板与桌面没有摩擦力,木块相对地面静止且木块与木板之间相对滑动时,木板只与木块间存在摩擦力,弹簧测力计的示数等于木块受到的滑动摩擦力;因为当木板运动时,木块相对地面静止,但相对木板滑动,此时木块在水平方向上受到弹簧测力计的拉力和滑动摩擦力,二力平衡,所以弹簧测力计读数即为滑动摩擦力大小。
(3)为了探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响,应将毛巾放在木块下面,长木板上面。这样木块与毛巾接触,改变了原来木块与长木板的接触面粗糙程度,同时能保证压力等其他因素不变,符合控制变量法的要求。
(4)通过改变木块质量来改变压力大小,会发现压力越大,滑动摩擦力越大;而改变拉动木板的速度,会发现滑动摩擦力大小不变。故可得出结论:滑动摩擦力的大小与压力大小有关,压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力的大小与物体运动速度无关。
4.(2024·浙江·中考真题)某实验小组用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素,木块挂在测力计下,其右侧面与竖直传送带接触,装置左侧有可旋转的螺杆对其施加不同的压力,启动电动机使传送带转动,通过测力计的读数即可推算出木块所受的摩擦力。部分实验数据如表:
实验次数
木块重力(N)
螺杆旋转的圈数(圈)
测力计示数(N)
摩擦力(N)
1
0.60
1
0.70
0.10
2
0.60
2
0.852
0.22
3
0.60
3
0.95
0.35
4
1.20
1
1.30
0.10
5
1.80
1
1.90
?
(1)在实验过程中,传送带转动的方向为_______;(选填“顺时针”或“逆时针”)
(2)第5次实验中,木块受到的滑动摩擦力大小是_______N;
(3)分析表中数据,可以得出的结论为 。
【答案】(1)逆时针
(2)0.1
(3)见解析
【详解】(1)因为测力计示数大于木块重力,所以木块受到向下的滑动摩擦力,因此传送带转动的方向为逆时针,木块给传送带向下的摩擦力,力的作用是相互的,传送带会给木块向下的摩擦力。
(2)对木块进行受力分析可知,在竖直方向上,木块受到竖直向下的重力、竖直向下的摩擦力和竖直向上的弹簧测力计的拉力,且在这三个力的作用下保持静止,所以第5次实验中,木块受到的滑动摩擦力大小是
(3)比较1、4实验的数据可知,木块的重力不同,螺杆旋转的圈数相同,即木块对传送带的压力相同,木块受到的摩擦力相同,所以滑动摩擦力大小与木块重力的大小无关;由1、2两次实验数据可知,木块的重力相同,螺杆旋转的圈数不用,即木块对传送带的压力不同,木块受到的摩擦力相同,即滑动摩擦力大小与压力的大小有关。
5. (2023·浙江绍兴·中考真题)在探究压力作用效果与受力面积的关系时,小敏用拇指和食指分别以如图两种方式压在铅笔两端;
(1)小金提出质疑,认为图__________的方式不合理,因为该方式没有控制________;
(2)若笔尾横截面积约为0.5cm2,整个截面都和食指充分接触,当食指用0.5N的力压铅笔时,食指受到的压强约为__________Pa。
【答案】 乙 压力相同 10000
【详解】(1)[1][2]由图甲乙比较可知,乙图对拇指的压力大于食指的压力,因为此时竖直放置时,对拇指的压力还包含一个笔的重力,即没有控制压力大小相等,故乙方式不合理。
(2)[3]横截面积为0.5cm2,当食指用0.5N的力压铅笔时,食指受到的压强约为
6. (2023·浙江湖州·中考真题)学习小组利用压强计探究“影响液体压强大小的因素”,进行如下实验。
(1)图1是U形管压强计,为了使实验现象更加明显,金属盒上的橡皮膜选用的是________(选填“易形变”或“不易形变”)的;
(2)如图2,将压强计金属盒上的橡皮膜朝上,逐渐浸入至水中某一深度,压强计上反映的是橡皮膜________(选填“上方”、“下方”或“各个方向”)水产生的压强。压强大小用U形管左右液面高度差来反映,此处采用的科学方法是________。保持橡皮膜朝向不变,继续向下浸入,发现U形管左右液面高度差变大,说明液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)学习小组选择图3和图4进行实验,是想探究液体压强与液体________的关系。小组其他成员指出探究还不完整,继续探究……
【答案】 易形变 上方 转换法 密度
【详解】(1)[1]橡皮膜越容易发生形变,越能反映受到液体压强的变化,所以压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用易形变的。
(2)[2][3]如图2所示,橡皮膜的方向是向上的,液体对橡皮膜向下有压强,所以将压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中某一深度处,则压强计显示的是橡皮膜上方的水对它的压强;压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的。液面高度差越大,液体的压强越大,这种方法叫做转换法。
(3)[4]图3和图4探头的深度相同,液体密度不同,是想探究液体压强与液体密度的关系。
7.(2021·浙江金华·中考真题)某校“制作浮力秤”项目研究小组,制成如图所示浮力秤。使用过程中,发现称量范围较小,有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时,F浮=G物的原理工作的:浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系?
【方案设计】
器材:悬挂式电子秤、金属块(4.0N)、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤:①将金属块挂在电子秤下,读取电子秤示数并记录;
②将金属块浸没在盛水的烧杯中,读取电子秤示数并记录,然后取出金属块擦干;
③按照步骤②的操作,换用不同密度的溶液,多次重复试验。
【数据处理】
实验编号
1
2
3
4
5
6
7
液体密度ρ液(g/cm3)
—
0.8
1.0
1.2
1.4
1.9
2.0
电子秤示数F拉(N)
0.4
3.6
3.5
3.4
3.3
2.6
3.0
浮力大小F浮(N)
—
0.4
0.5
X
0.7
1.4
1.0
【交流分析】
(1)表格中x的数据是___________;
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是 ;
(3)小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是 ;
【得出结论】……
【知识应用】
(4)根据以上探究,写出一种增大浮力秤称量范围的方法 。
【答案】 0.6 控制排开液体的体积相等 金属块碰到烧杯底部 换用密度比水大的液体
【详解】(1)[1]由表中数据可知,电子秤的示数F拉减小0.1N,浮力增大0.1N,第4次电子秤示数比第3次电子秤示数减小0.1N,第4次浮力比第3次浮力增大0.1N,第4次浮力的大小为0.5N+0.1N=0.6N
(2)[2]为了保证物体排开液体的体积相等,需要金属块都需要浸没。
(3)[3]小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常,第6次电子秤的示数变化量较大,可能金属块碰到烧杯底部。
(4)[4]换用密度比水大的液体,秤盘上物体重力一定时,小筒浸入液体的体积会减小,故可以增大该浮力秤的量程。
题组二 情景设定:探究动能、势能、简单机械的探究 知识溯源:动能势能影响因素、简单机械
8.(2023·浙江衢州·中考真题)小科用如图装置研究动能大小的影响因素。
(1)将质量不同的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下,比较木块被小钢球推出的距离大小,这样做的目的是为了研究动能大小与_______的关系;
(2)木块向前移动一段距离后停止,这一过程中木块的机械能转化为_______能。
【答案】 质量大小 内
【详解】(1)[1]将质量不同的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下,小钢球到达水平面的速度相同,可以探究动能与质量的关系。
(2)[2]木块向前移动一段距离后停止,是受到了摩擦力的作用,克服摩擦做功,将机械能转化为内能。
9.(2023·浙江·中考真题)下图所示,把小球从O点(平衡位置)沿水平光滑杆拉到A点。放开后小球在O点两侧来回振动(即位置从x到-x不断往复)。对小球振动的快慢,小科提出了如下猜想:
猜想一:小球振动的快慢与它被拉离O点的距离x有关;
猜想二:小球振动的快慢与它的质量m有关。
实验序号
OA距离x/cm
小球质量m/g
振动30次所用的时间t/s
1
4
50
30
2
6
50
30
3
8
50
30
(1)现有固定支架、弹簧、质量不同的小球、刻度尺等器材。为完成本实验,还需要的器材是________;
(2)小科实验探究的部分数据记录如上表。分析表格中的数据,可得出结论: ;
(3)作出小球在A-O-B过程中弹性势能(E)与位置S变化的关系图(如图);________
(4)为研究另一猜想进行实验探究时,需取除质量不同(30g,40g,50g)外其余条件都相同的三个小球,固定在弹簧一段,弹簧另一端固定在墙上。接下去应采取的操作是
。
【答案】(1)秒表,天平
(2)小球振动的快慢与它被拉离O点的距离无关
(3)
(4)拉离距O点相同的距离,记录小球振动30次所用的时间,比较小球振动的快慢
【详解】(1)要探究小球振动快慢的影响因素,测量振动30次所用的时间,所以需要秒表。由于要探究小球振动的快慢与它的质量m是否有关,需要质量不同的小球,所以需要天平。
(2)当小球质量相同时,改变到O点的距离,小球来回振动所需的时间不变,所以小球振动的快慢与它被拉离O点的距离x无关。
(3)放开后小球在O点两侧来回振动(即位置从x到-x不断往复)。小球来回振动的弹性势能(E)与位置S变化距离关于O点对称,图像如下图
(4)要探究小球振动的快慢与它的质量m有关,由控制变量法知道,接下去应采取的操作是:拉离距O点相同的距离,记录小球振动30次所用的时间,比较小球振动的快慢。
10.(2021·浙江湖州·中考真题)下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程:(本实验均使用轻质杠杆)
实验1:在直杠杆水平平衡时(如图甲所示)进行实验记录多组数据得出:F1×s1=F2×s2(注:s1和s2分别表示支点O到F1和F2的作用点的距离)。在直杠杆倾斜平衡时(如图乙所示)进行实验,也得到了同样的结论
该结论适用于所有平衡时的杠杆吗?
实验2:科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验,移动钩码,改变钩码数量,记录数据如表,分析表格数据发现上述结论并不成立,但发现一个新的等量关系,即:
实验次数
F1/N
s1/cm
F2/N
s2/cm
l2/cm
1
1.0
10.0
0.5
21.3
20.1
2
1.5
20.0
1.5
31.7
29.8
3
2.0
30.0
2.5
25.5
24.0
s和l(支点到力的作用线的距离)这两个量在研究杠杆平衡条件时,哪个量才是有价值的呢?研究小组的同学观察到:支点到F1的作用点的距离(s1)与支点到F1的作用线的距离(l1)是相等的。研究小组的同学又进行了实验。
实验3:
①移动钩码,使杠杆 并使杠杆处于平衡状态。
②记录F1、s1、l1和F2、s2、l2 。
③改变钩码数量,移动钩码,记录杠杆处于平衡时的多组F1、s1、l1和F2、s2、l2 。
④分析实验数据,得出弯杠杆的平衡条件。
最后,通过科学思维,得出所有杠杆的平衡条件都是:F1×s1=F2×s2杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用,如用图1方式提升物体比用图2方式省力,就可用杠杆的平衡条件作出合理解释,请回答:
(1)在研究一侧弯曲的杠杆时,发现的一个新的等量关系是
(2)将实验3中的①填写完整。
(3)“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为___________通过探究杠杆平衡条件的实验,使我们深深认识到建立这一科学量的价值。
(4)用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是
【答案】 倾斜或转动 力臂 图1 的动力臂大于阻力臂,图2的动力臂等于阻力臂
【详解】(1)[1]分析表格中的数据知道,得到一个等量关系
(2)[2]已经研究了水平状态,现在应该移动钩码,使杠杆倾斜或转动并使杠杆处于平衡状态,使支点到力的作用点的距离,不等于支点到力的作用线的距离,此时便于去研究原来的等式是否合理。
(3)[3]“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为力臂。
(4)[4]用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是:图1 动滑轮的动力臂大于阻力臂,图2定滑轮的动力臂等于阻力臂。
高频考点及易错提醒
1.摩擦力方向判断:滑动摩擦力方向总与物体相对运动方向相反。
2.压强公式p=F/S的使用:注意S是受力面积(两物体实际接触面积),单位必须换算为m²。
3.浮力探究的“控制V排”:探究浮力与液体密度关系时,必须让物体浸没,目的是控制物体排开液体的体积(V排)相同。
4.杠杆平衡条件的本质:力臂是支点到力的作用线的距离,不是到作用点的距离。当杠杆弯曲或倾斜时,F₁l₁ = F₂l₂永远成立,而 F₁s₁ = F₂s₂不一定成立。
终极预测--压轴实战 稳拿高分
1.为了探究物体动能的大小可能与哪些因素有关,小科做了如图甲所示的实验,让钢球从同一光滑斜面上由静止滚下,撞击水平板上的木块。
(1)图甲实验中通过观察 来判断物体动能的大小。
(2)小衢认为小科的实验装置有许多不足,他用带凹槽轨道对装置进行了改进,如图乙所示。使用凹槽轨道的优点是 。
(3)小衢在实验中尝试用多个挡板(上端用热熔胶固定在支架上)替代图甲实验中的木块,以便更好地比较动能大小。你认为下列物品中适合制作挡板的是( )
A.弹性铁片 B.橡皮泥 C.硬木板 D.弹性塑料片
(4)本实验运用了转换法,请你在所学的实验中写出一种运用转换法的实验名称 。
【答案】(1)木块移动的距离
(2)能使小球准确地撞击到目标物
(3)AD
(4)探究电磁铁磁性强弱的影响因素
【详解】(1)根据转换法,实验中是利用钢球撞击木块后木块移动的距离表示钢球的动能。
(2)由实验装置可知,小球放置在带凹槽的轨道上,小球不会脱轨,能使小球准确地撞击到目标物。
(3)AD.弹性铁片、弹性塑料片受到撞击后发生弹性形变,由形变程度不同来确定动能的大小,故AD符合题意;
B.橡皮泥受到撞击后发生的不是弹性形变,但不易比较形变程度,故B不符合题意;
C.硬木板受到撞击后形变不明显,不能比较形变程度,故C不符合题意。
故选AD。
(4)本实验运用了转换法,中学阶段也运用转换法的实验有:探究电磁铁磁性强弱的影响因素,根据吸引大头针的数目来表示磁性的强弱。
2.某小组同学在探究“杠杆平衡条件”实验中,所用的实验器材有:支架、带刻度的杠杆、弹簧测力计、钩码(每个质量为50g)、细线等。
(1)实验前,调节杠杆在水平位置静止。
(2)在杠杆两侧分别挂上不同个数的钩码,再次调节杠杆在水平位置静止,其好处是:
;
(3)多次改变钩码个数及位置并记录的实验数据,根据实验数据得出的探究结论。
【反思】完成实验后小明突发奇想,想利用该杠杆(重心始终位于O点)制作一个可以直接测量质量的“杆秤”。
①如图乙所示,以杠杆上的A点为支点,当在C位置固定挂一只金属空盘时,杠杆在水平位置刚好平衡。将丙图的3个钩码作为“秤砣”;
②请将该“杆秤”的零刻度线标在 ___________位置处;(选填“C”、“A”或“O”)
③接着小明在图乙的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量为 ___________g;
④并将其它质量值均匀标记在AD之间的刻度线上,完成“杆秤”的制作。为什么刻度线是均匀分布的?请说明理由 。
【答案】 消除杠杆的自重会对杠杆平衡产生影响和便于测量力臂 A 600 见解析
【详解】(2)[1]为了消除杠杆的自重会对杠杆平衡产生影响和便于测量力臂,所以调节杠杆水平平衡后,在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,再次调节杠杆在水平位置静止。
[反思]②[2]由①知,如图乙所示,以杠杆上的A点为支点,当在C位置固定挂一只金属空盘时,杠杆在水平位置刚好平衡,所以该“杆秤”的零刻度线标在A位置处。
③[3]在图乙的D位置挂上3个钩码后,设物体的最大质量为,由杠杆的平衡条件可知(钩码重力的力臂应最大)
解得
④[4]由杠杆的平衡条件,当所测物体的质量为m物时,由杠杆的平衡条件
即
因和L都为一定值,故与m物成正比,故此时杆秤的刻度是均匀的。
3.某同学为验证压力大小对摩擦力大小的影响,选用了长木板、木块、弹簧测力计、细线和若干个相同的铁块,设计并开展了如图实验:
(1)实验中,弹簧测力计必须沿______方向拉着木块做匀速直线运动。
(2)在图1所示实验中,木块受到的摩擦力为______牛。
(3)接着该同学完成了图2和图3所示的实验,请用作图的方式把图3对应的实验补充完整:______。
(4)该同学查阅资料获知滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关。他将同一木块放置在同一木板上,进行了如图4中的a、b、c所示的实验。拉动木块匀速运动所用的力为、和,推测、和的大小关系为 。
【答案】(1)水平(或水平向右)
(2)2.2
(3)(铁块画三个或者更多也可)
(4)
【详解】(1)将木块放在长木板上,木块在长木板上运动,摩擦力方向是在水平方向上,根据二力平衡的条件,平衡力要作用在同一直线上,故弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做匀速直线运动。如图所示,弹簧测力计拉力方向向右,故也可填水平向右。
(2)弹簧测力计的示数如图1所示,测力计分度值为0.2N,示数为2.2N,则铁块受到的滑动摩擦力的大小等于2.2N。
(3)要验证压力大小对摩擦力大小的影响,其它条件不变,只变化压力,故改变木快上的铁块个数,图2铁块个数为1个,故图3铁块个数可画2个或3个或更多。故图3对应的实验如图所示:
(4)用沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,物体水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,拉力大小等于摩擦力的大小。如图4中的a、b、c所示的实验,a、b对照,压力,接触面粗糙程度都相同,只有速度不同,而滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,故a、b所受摩擦力相等,则。a、c对照,速度、接触面粗糙程度都相同,c所受压力大于a,故c所受摩擦力大于a,则。综上所述,拉动木块匀速运动所用的力。
4.在做“验证重力势能大小与质量的关系”实验时,小明的实验步骤如下:
①在一个铝盘中放入一定厚度的细沙;
②选择材质相同的三个金属小球;
③将一根刻度尺竖直立在细沙上,在一定高度自由释放小球,观察被金属小球撞击后的沙坑深度;
④抹平细沙后,更换质量不同的小球,重复步骤③;
⑤观察并记录实验现象,填入下表,得出实验结论。
两种款式不同的金属球
金属小球
下落高度
A
20cm
B
20cm
C
20cm
(1)本实验通过 比较小球间的重力势能的大小;
(2)款式甲为实心小球,款式乙为空心小球。小明认为该实验应选择乙款金属小球进行实验,理由是
;
(3)据表分析,三个金属小球m1、m2、m3之间的大小关系为 ;
(4)小明思考能否用弹性海绵代替细沙来进行实验,请简要说明你的想法及理由
。
【答案】(1)沙坑深度
(2)质量不同的乙款小球体积相同,能较好控制小球落地时与沙的接触面积
(3)m2>m1>m3
(4)见解析
【详解】(1)实验中运用转换法,通过金属小球在沙坑下陷的深度判断重力势能的大小。
(2)据图可知,乙球的体积相同,而甲球的体积不同,因此实验过程中为了控制小球落地时与沙的接触面积相同,选择乙球。
(3)据表可知,小球下落的高度相同,m2对应的沙坑深,m3对应的沙坑浅,说明m2小球的质量大,m3小球的质量小,即m2>m1>m3。
(4)不行,弹性海绵撞击后会回弹,不能准确测出撞击后的深度
5.图甲为《墨经》记载的斜面引重车:前轮矮小、后轮高大,两轮间设木板。前轮的轮轴可在AB两点之间移动,来改变斜面倾斜程度。使用时,后轮轴系绳索绕过高处滑轮连接重物,推动车辆时轮轴卷绳,将重物拉上斜面。小阳用图乙装置模拟实验,探究斜面倾斜程度对斜面省力程度与机械效率的影响,通过多次匀速拉动物体并记录数据。
组别
斜面倾斜程度
物重G/N
斜面高度h/m
拉力F/N
斜面长度s/m
有用功/J
总功/J
机械效率η
1
较缓
5
0.2
2.4
1.0
1.0
2.4
41.7%
2
较陡
5
?
3.2
1.0
2.5
3.2
78.1%
3
最陡
5
0.8
4.3
1.0
4.0
4.3
93.0%
(1)第2次实验中“?”处的斜面高度为________m;
(2)分析表格数据,可以得出机械效率与斜面倾斜程度的关系是 ;
(3)实验后小阳认为要让引重车拉动重物时更省力,图甲中的引重车的前轮的位置应该向________(选填“A”或“B”)调整,他作出这一判断的依据是 。
【答案】(1)0.5
(2)见解析
(3) B 见解析
【详解】(1)根据表格数据和可得,第2次实验中“?”处的斜面高度为
(2)由表格中的数据可知,当斜面倾斜程度从较缓到较陡再到最陡时,机械效率变大,可以看出:在物重和斜面粗糙程度相同时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越高。
(3)[1][2]根据表格数据可知,在物重和斜面粗糙程度相同时,斜面越缓,拉力越小,越省力。图甲中前轮位置向B调整时,会使斜面的倾斜程度变缓。所以要让引重车拉动重物时更省力,图甲中的引重车的前轮的位置应该向B调整,依据是在物重和斜面粗糙程度相同时,斜面越缓越省力。
6.某科学小组在学习了浮力知识后,对外形为圆柱形的密度计进行了探索。实验步骤如下:
①取一硬质塑料吸管,用适量胶水封住底部,在管内加入一定数量的配重,使其能在水中竖直漂浮在合适的位置,如图1。
②取密度分别为0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3的液体。
③把密度计依次放入上述液体中,待稳定后在吸管上标上液面位置。
(1)密度计的工作原理是 。
(2)记录三次实验的液面位置如图2所示,发现相邻刻度间距Δh1和Δh2的长度比较接近,难以判断刻度是否均匀。于是换不同圆柱形密度计进行了深入探究,实验数据如下表所示。
组别
长度/cm
外径/mm
总质量/g
Δh1/cm
Δh2/cm
(Δh1-Δh2)/cm
第1组
21
6
3.9
1.61
1.32
0.29
第2组
21
8
3.9
0.92
0.75
0.17
第3组
21
12
3.9
0.43
0.38
0.05
第4组
21
12
7.2
0.74
0.61
0.13
第5组
21
12
10.3
1.17
0.93
0.24
第6组
18
12
7.2
0.74
0.61
0.13
第7组
15
12
7.2
0.74
0.61
0.13
①分析表格数据,判断圆柱形密度计的刻度是否均匀?
②影响Δh1和Δh2的差异大小的因素有 。
③有同学认为为了更好地完成实验,只需要把第4组实验的吸管剪去相应的长度就能获得第6组和第7组的实验材料。你是否同意他的做法?并说明理由: 。
【答案】(1)密度计漂浮时,
(2) 否 圆柱体密度计的外径和总质量 不同意,圆柱形密度计的质量没有保持不变
【详解】(1)密度计工作时始终漂浮在液体中,根据漂浮条件,浮力始终等于自身重力,密度计重力不变,浮力不变,再结合阿基米德原理,液体密度不同时,排开液体的体积不同,因此可以通过排开体积反映液体密度,核心原理是漂浮时浮力等于自身重力。
(2)①[1]由表格数据可知,液体密度差相同时,相邻刻度的间距,说明相同密度差对应的刻度间距不同,因此圆柱形密度计刻度不均匀。
②[2]对比表格数据可知,长度变化时,不变,说明长度不影响差异大小;改变吸管外径、改变总质量时,都会发生变化,因此差异大小和密度计的外径、总质量有关。
③[3]第4组和第6、7组的控制变量是总质量、外径都不变,只改变长度;若剪去第4组吸管,会导致总质量减小,不符合实验控制总质量不变的要求,因此不同意该做法。
7.为了探究液体压强的特点,某同学做了如下实验。
(1)在制作压强计时,有三块相同形状的橡皮膜,将同一小球放在三块橡皮膜上(如图1所示),为提高压强计的灵敏度,应选择橡皮膜_________;
(2)实验前,试压橡皮膜,观察液面变化情况(如图2所示)。此操作的目的是 ;
(3)将压强计的金属盒缓慢放入水中(如图3所示),观察到金属盒所处的深度越深,U形管中 ,得出水内部压强随深度增加而增大;
(4)若想继续探究液体密度对液体压强的影响,请利用图3器材写出简要的实验方案
。
【答案】(1)A
(2)检验压强计的气密性
(3)液面高度差越大
(4)见解析
【详解】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强的大小,橡皮膜形变程度明显则误差小,由图可知,同一小球放在三块橡皮膜上,橡皮膜A形变程度最明显,故应选择如图甲橡皮膜A。
(2)使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气。所以,试压橡皮膜,若U型管两侧液柱高度不相等且能形成稳定的水柱,说明装置气密性良好,即试压橡皮膜的目的是检查装置的气密性。
(3)U形管压强计的左右两液面的高度差反映了探头处的压强大小;增大探头在水中的深度,U形管两液面的高度差变大,这说明同种液体的压强随深度的增加而增大。
(4)探究液体压强液与液体密度的关系时,应控制液体深度相同,改变液体密度,故可进行的方案:将金属盒放入不同密度的液体中,控制金属盒所处的深度不变,观察U形管中液面高度差。
8.小笼包是浙江的特色小吃,在制作小笼包的过程中需要经过“和面—发酵—调馅—包制—蒸熟”这几个环节。
(1)在和面时,将面粉、酵母粉混合,逐渐加入温水用力揉成光滑的面团,在揉压面团的过程中,体现了力的作用效果为 。
(2)发酵环节中,需将揉好的混有酵母粉的面团放在封闭环境里,这样做的目的是 。
(3)某同学想提高擀面的效率,于是使用木头制作了一个简易的压面器,其结构如图甲。使用时将面团放在圆形木板的下方,用力挤压,控制好力度,就可以将面团压扁。假设某个过程压面器对面团竖直向下的压力保持不变,使面团由图乙状态压至图丙状态,则在压制过程中,压面器对面团的压强大小的变化情况为 。
【答案】(1)力能改变物体的形状
(2)见解析
(3)先减小后不变
【详解】(1)力的作用效果有两个:改变物体的形状和改变物体的运动状态。在揉压面团的过程中,面团的形状发生了改变,所以体现了力能改变物体的形状。
(2)酵母粉发酵需要在无氧或缺氧的环境下进行,将揉好的混有酵母粉的面团放在封闭环境里,目的是营造无氧环境,利于酵母发酵,使面团膨胀。
(3)根据压强公式,压面器对面团竖直向下的压力F保持不变。在面团由图乙状态压至图丙状态的过程中,面团与圆形木板的接触面积S先增大后不变(开始时面团逐渐被压扁,接触面积增大,当面团被压到一定程度,接触面积不再变化),所以压强p先减小后不变。
9.某实验小组用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素,木块挂在测力计下,其右侧面与竖直传送带接触,装置左侧有可旋转的螺杆对其施加不同的压力,启动电动机使传送带转动,通过测力计的读数即可计算出木块所受的摩擦力。部分实验数据如表:
实验次数
木块重力(N)
螺杆旋转的圈数(圈)
测力计示数(N)
摩擦力(N)
1
0.60
1
0.70
0.10
2
0.60
2
0.82
0.22
3
0.60
3
0.95
0.35
4
1.20
1
1.30
0.10
5
1.80
1
1.90
(1)比较1、4次实验的数据可知,滑动摩擦力大小与 无关。
(2)在实验过程中,传送带转动的方向为_________。(选填“顺时针”或“逆时针”)
(3)第5次实验中,木块受到的滑动摩擦力大小是_________N。
【答案】(1)木块重力的大小
(2)逆时针
(3)0.10
【详解】(1)比较1、4实验的数据可知,木块的重力不同,螺杆旋转的圈数相同,即木块对传送带的压力相同,木块受到的摩擦力相同,所以滑动摩擦力大小与木块重力的大小无关。
(2)在实验过程中,木块相对于传送带向上运动,传送带和木块的接触部分相对于木块向下运动,则传送带应该逆时针转动。
(3)对木块进行受力分析可知,在竖直方向上,木块受到竖直向下的重力、竖直向下的摩擦力和竖直向上的弹簧测力计的拉力,且在这三个力的作用下保持静止,所以第5次实验中,木块受到的滑动摩擦力大小是
10.小科骑自行车时发现,猛踩脚踏板提升车速后,车子能滑行的距离比不踩时远;车子在较光滑路面上滑行的距离比粗糙的路面上滑行要远。基于上述生活经验,小科想研究影响物体运动距离的因素有哪些?他用丝绸、棉布、小球、斜面和长木板进行模拟实验,如图所示。
(1)小科分别将丝绸、棉布铺在长木板上,将小球从斜面的同一高度由静止释放,并记录小球在长木板上运动的距离。则他研究的是物体运动的距离可能与 有关。
(2)请用所给的器材,设计一个验证物体运动距离与速度的关系的实验方案
(要求简要叙述实验步骤和预期实验结果)。
(3)很多运动项目都需要助跑,如跳远、跳高、标枪等,目的是提高成绩,请你从功和能的角度来解释这样做的原因 。
(4)小科实验后反思,若探究“阻力对物体运动的影响”,除了“通过比较起始速度相同的同一小球,在不同水平面上运动的距离”,我们还可以通过 来判断阻力对物体运动的影响。
【答案】(1)接触面的粗糙程度
(2)将小球从斜面的不同高度处由静止释放,测量并记录小球在粗糙程度相同的水平面上的运动距离;如果小球在粗糙程度相同的水平面上运动的距离不同,说明小球在水平面上的运动距离与起始速度有关
(3)运动员通过助跑获得较大的动能,起跳或投掷时,这部分动能会部分转化为重力势能或增大器械的机械能。
(4)小球运动时间/小球速度改变的快慢
【详解】(1)小科分别将丝绸、棉布铺在长木板上,改变接触面的粗糙程度,将小球从斜面的同一高度由静止释放,记录小球在长木板上运动的距离,探究物体运动的距离可能与接触面的粗糙程度有关。
(2)探究车运动的距离可能与车速有关时,需要控制接触面的粗糙程度相同,速度不同,所以实验步骤为:先后三次将小球从斜面的不同高度处由静止释放,测量并记录小球在粗糙程度相同的水平面上的运动距离;如果三次小球在粗糙程度相同的水平面上运动的距离不同,说明小球在水平面上的运动距离与起始速度有关。
(3)运动员通过助跑获得较大的动能,起跳或投掷时,这部分动能会部分转化为重力势能或进一步增大器械的机械能。
(4)若探究“阻力对物体运动的影响”,那么可以通过比较起始速度相同的同一小球,在不同水平面上运动的距离或运动的时间、小球速度的变化的快慢来判断阻力对物体运动的影响。
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电学实验
考情透视--把脉命题 直击重点
►命题解码:电学实验考查全面覆盖电流电压电阻关系探究、伏安法测电阻、小灯泡电功率测量。具体以实验探究题为主,结合生活情境和项目化学习。重点地区如杭州宁波温州真题呈现多样化特点。特殊题型包括电路设计评价、实验方案优化、单表法测电阻电功率。考查核心在于控制变量法应用、电路图连接、数据分析和科学原理迁移。
►中考前沿:2026年浙江中考科学电学实验预测将延续素养导向。可能增加创新性实验设计如单表法测电阻电功率。考点可能聚焦电路设计在实际应用中的迁移、实验方案可行性评价、数据图像综合分析。建议关注传感器技术结合的电学实验、家庭电路安全相关探究。
考点抢分--核心精粹 高效速记
终极考点1 探究串、并联电路中的电流、电压规律
实验电路图
实验目标
1. 学会电流表、电压表的正确使用。
2. 总结串、并联电路中电流、电压的规律。
核心要点与对比
1. 电表使用:
- 电流表:必须与被测部分串联;严禁直接接在电源两极(短路)。
- 电压表:必须与被测部分并联;可以直接测电源电压。
- 共同点:电流都“+”入“-”出;都用“试触法”选择量程(先用大量程试触)。
2. 实验步骤:
- 连接电路:按电路图连接,开关断开。
- 测量数据:
①电流实验:将电流表分别串联接入电路的不同点(如干路、各支路)测量电流。
②电压实验:将电压表分别并联在待测元件(或用电器、电源)两端测量电压。
- 记录分析:改变元件规格或电源电压,多次测量,分析数据规律(得到普遍规律)。
常考方向与易错点
1. 电表接法判断:选择题常给电路图,判断电表连接是否正确(电流表串联、电压表并联)。
2. 量程选择与读数:
- “试触法”的目的:防止电表偏转过超损坏,并选择合适的量程。
- 读数:先看清所选量程和对应的分度值。
3. 电路现象分析:
- 若电流表误并联:会导致用电器不工作(近似短路),电流表可能损坏。
- 若电压表误串联:会导致电路几乎断路,用电器不工作,电压表示数接近电源电压。
4. 规律对比记忆:
- 串联:电流处处相等(I = I₁ = I₂);总电压等于各部分电压之和(U = U₁ + U₂)。
- 并联:干路电流等于各支路电流之和(I = I₁ + I₂);各支路两端电压相等(U = U₁ = U₂)。
注意事项
1. 安全规范:连接电路时开关必须断开;检查电路无误后再闭合开关。
2. 操作规范:
- 更改电路连接(如更换测量点、改变量程)时,必须先断开开关。
- 电表正负接线柱不能接反。
3. 实验可靠性:应更换不同规格的用电器或电源电压,进行多次实验,使结论更具普遍性。
实验结论
1. 电流规律:
- 串联:I = I₁ = I₂ = ...(电流处处相等)
- 并联:I = I₁ + I₂ + ...(干路电流等于各支路电流之和)
2. 电压规律:
- 串联:U = U₁ + U₂ + ...(总电压等于各部分电压之和)
- 并联:U = U₁ = U₂ = ...(各支路两端电压相等,且等于总电压)
终极考点2 探究影响电阻大小的因素
实验电路图
核心原理/方法
1. 控制变量法:探究电阻与某一因素(长度、横截面积、材料)的关系时,必须控制其他因素相同。
2. 转换法:将难以直接测量的“电阻大小”,转换为易于观察的电流表示数大小或灯泡亮度来判断。在相同电压下,电流越大(灯越亮),表明电阻越小。
探究过程与变量控制
1. 探究电阻与长度的关系:
- 主要变量:导线长度。
- 控制不变的因素:材料、横截面积。
2. 探究电阻与横截面积(粗细)的关系:
- 主要变量:横截面积(导线粗细)。
- 控制不变的因素:材料、长度。
3. 探究电阻与材料的关系:
- 主要变量:材料。
- 控制不变的因素:长度、横截面积。
实验结论
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积。
1. 在材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大。
2. 在材料和长度相同时,导体横截面积越大(越粗),电阻越小。
3. 在长度和横截面积相同时,不同材料的导体,电阻一般不同。
注意事项
1. 严格控量:更换导体时,必须确保只有要研究的那个变量不同,其他条件(材料、长度、横截面积)完全相同。
2. 电路连接正确:导线与接线柱要接牢,避免接触电阻影响实验结果。
3. 保护电路:闭合开关前,检查电路,防止短路;可在电路中串联一个滑动变阻器,通过调节来保护电路并使对比更明显。
4. 多导体对比:实验中通常需要准备多根符合要求的镍铬合金丝和铜丝等,以便进行组合比较。
终极考点3 探究电流与电压、电阻的关系
实验名称
探究电流与电压的关系
探究电流与电阻的关系
实验目的
明确在电阻一定时,电流与电压的定量关系
明确在电压一定时,电流与电阻的定量关系
实验电路图
控制变量
自变量:电压 (U)
因变量:电流 (I)
控制变量:电阻 (R) 不变
自变量:电阻 (R)
因变量:电流 (I)
控制变量:电压 (U) 不变
滑动变阻器核心作用
1. 保护电路。
2. 改变定值电阻两端的电压,从而得到多组(U, I)数据。
1. 保护电路。
2. 控制定值电阻两端的电压保持不变(换用不同电阻后,调节滑片使电压表示数回到预设值)。
数据分析
计算U/I的比值,发现比值恒定(等于R)
计算I×R的乘积,发现乘积恒定(等于U)
图像处理
实验结论
在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比
注意事项
1. 连接电路时,开关应断开,滑动变阻器滑片置于阻值最大处(保护电路)。
2. 电流表、电压表量程选择要合适,接线要正确(电流串联、电压并联,正进负出)。
3. 更换定值电阻后,需重新调节滑动变阻器以达到控制变量的要求(探究电流与电阻关系时尤其关键)。
4. 为得出普遍规律,应更换不同规格的定值电阻进行多次实验。
5. 滑片移动方向的判断:根据串联分压原理,若要增大定值电阻两端的电压,滑动变阻器滑片 应向阻值变小的方向移动。
6.滑动变阻器规格的选择:可根据测出的表格数据计算,表格数据都是依靠滑动变阻器调节出来的,那么当滑动变阻器阻值最大时,电流最小,可找电流最小的那组数据反计算滑动变阻器阻值。
终极考点4 伏安法测电阻
实验原理
R = U / I
实验电路图
关键步骤与操作
1. 连接电路:按电路图连接,注意电流表、电压表的“+”“-”接线柱及量程选择。
2. 安全准备:闭合开关前,将滑动变阻器滑片P移至阻值最大处(保护电路)。
3. 测量记录:闭合开关,移动滑片改变电阻,分别读出电压表、电流表示数,记录在表中。重复测量至少3次。
4. 数据处理:根据每次的U、I值,利用R=U/I算出电阻值,最后求平均值作为测量结果。
常考方向与核心要点
1. 滑动变阻器的作用:
- 保护电路(闭合开关前滑片置于阻值最大处)。
- 改变定值电阻两端的电压和电流,从而获得多组数据,求平均值以减小误差。
2. 电表的使用与读数:
- 电流表串联在电路中,电压表并联在待测电阻两端。
- 量程选择:在无法估测时,采用试触法,选用大量程试触。
- 读数:先看量程和分度值,视线与指针平齐。
3. 电路故障分析(高频):
- 电流表无示数,电压表示数接近电源电压 → 待测电阻断路。
- 电流表、电压表均无示数 → 电路中(除电压表并联部分外)存在断路。
- 电表指针反偏 → 电表正负接线柱接反。
4. 多次测量的目的:求平均值,减小实验误差。
(注意:与探究电流与电压、电阻关系的实验目的“寻找普遍规律”相区别)
实验结论与拓展
1. 数据处理:R = (R₁ + R₂ + R₃) / 3。
2. 误差分析:
- 本实验电路(电流表外接)通常忽略了电压表的分流作用,测量值R测略小于真实值R真。
- 若待测电阻阻值较小,为减小误差,可采用电流表内接法。
3. 拓展:本实验方法(伏安法)是测量电阻的基本方法,也可用于测量小灯泡的电阻
若用伏安法测小灯泡电阻不需要多组数据求平均值,因为小灯泡电阻随温度升高而增大,求平均值没有意义。
伏安特性曲线
终极考点5 测量小灯泡额定电功率实验
实验原理
P = UI
电路图与关键器材
器材特殊要求:
- 电源电压需高于小灯泡的额定电压(以便完成高于额定电压的测量)。
- 小灯泡上标有额定电压(如2.5V)。
关键步骤与操作
1. 连接与检查:按电路图连接电路,开关断开,滑片置于阻值最大处。
2. 测量三种情况下的功率(核心步骤):
正常发光:调节滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额,记下此时电流I额,计算额定功率P额 = U额I额。
超压发光:调节滑片,使电压表示数约为1.2U额,观察亮度变亮,记录U1、I1,计算实际功率P1。
欠压发光:调节滑片,使电压表示数约为0.8U额,观察亮度变暗,记录U2、I2,计算实际功率P2。
3. 记录与计算:将数据填入表中,分别计算三种情况下的电功率。
注意事项
1.电流表电压表量程选择
先根据小灯泡的额定电压来确定电源电压及电压表的量程,然后估算通过小灯泡的最大电流来确定电流表的量程。
2.滑动变阻器规格要求
滑动变阻器规格要保证能调出表格的数据,一般可根据最小电流计算最大阻值(或只测量小灯泡额定功率,那么滑动变阻器保证能使小灯泡电压达到额定电压,根据分压计算滑动变阻器阻值);滑动变阻器最大电流要大于小灯泡的额定电流。
实验结论
1. 小灯泡的实际功率随其两端电压的改变而改变。
2. 当U实 = U额时,P实 = P额,灯泡正常发光;
当U实 > U额时,P实 > P额,灯泡很亮,可能烧毁;
当U实 < U额时,P实 < P额,灯泡较暗。
终极考点6 焦耳定律探究实验
实验装置图
实验目的
研究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关
实验原理/方法
1. 转换法:将无法直接测量和比较的“电流产生热量的多少”,转换为易于观察和比较的密闭烧瓶内空气受热膨胀后,导致玻璃管中煤油液面上升的高度。液面上升越高,表明产生的热量越多。
2. 控制变量法:
- 探究热量与电阻的关系:控制电流和通电时间相同,改变电阻(使用阻值不同的电阻丝R甲、R乙,并将它们串联)。
- 探究热量与电流的关系:控制电阻和通电时间相同,改变电流(使用同一电阻丝,通过调节滑动变阻器改变电路电流)。
关键操作与设计
第一部分:探究电热与电阻的关系
1. 将R甲、R乙串联,确保通过它们的电流和通电时间完全相同。
2. 闭合开关,记录电流I₁,经过一段时间后,比较两玻璃管液面上升的高度。
3. 现象:电阻大的烧瓶,液面上升更高。
第二部分:探究电热与电流的关系
1. 使用同一个烧瓶(如甲瓶),确保电阻不变。
2. 调节滑动变阻器减小阻值,从而增大电路电流,记录新的电流I₂(I₂ > I₁)。
3. 控制通电时间与第一次相同,比较同一玻璃管在两次实验中液面上升的高度。
4. 现象:电流大的那次,液面上升更高。
注意事项
1.烧瓶内装煤油(或空气)而不是水,是因为煤油比热容较小,受热后温度变化明显,实验现象更显著。
2.装置是密闭的,防止热量散失,也使气体膨胀效果集中体现在液柱上。
3.进行第二部分实验前,需等待液面降回原来高度,确保两次实验起始温度相同。
4.调节滑动变阻器改变电流后,闭合开关的同时开始计时,保证通电时间相同。
实验结论
电流通过导体产生的热量(电热)与电流的平方、导体的电阻、通电时间成正比。
1. 在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
2. 在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多。
(此为定性结论,定量关系为焦耳定律:Q = I²Rt)
真题精研--复盘经典 把握规律
题组一 情景设定:电流、电压规律电阻影响因素探究 知识溯源:串并联电流电压特点、电阻影响因素
1.(2023·浙江丽水·中考真题)小科通过实验对“串联电路各部分电压的关系”进行了验证。利用学生电源、小灯泡2个、电压表1个、开关1个、导线若干等器材,按图甲电路逐一接入电压表进行实验。
(1)实验中小灯泡L1、L2的规格应___________(填“相同”或“不同”);
(2)在被测电压难以估计时,为避免电压过大而损坏电压表,应正确选择量程,具体操作是
;
(3)某次测量时电压表示数如图乙,则读数为___________伏;
(4)整理实验数据时,小科发现两灯泡上的电压U1、U2之和略小于两灯泡两端的总电压U,与预期结果不相符。换用其他器材并规范操作,多次实验后结果均相同,其原因可能是 。
【答案】 不同 先拿被测电路的另一个线头迅速试触电压表的最大量程的接线柱,若指针偏转角度太小,再使用较小的量程 1.5 导线有电阻,两端存在电压
【详解】(1)[1]实验是探究串联电路中各部分电压的关系,由于串联电路电流处处相等,实验中小灯泡L1、L2的规格应不同,灯泡的两端电压不同,实验结论更具有普遍性。
(2)[2]在被测电压难以估计时,为避免电压过大而损坏电压表,根据试触法可知,可先拿被测电路的另一个线头迅速试触电压表的最大量程的接线柱,若指针偏转角度太小,再使用较小的量程。
(3)[3]如图乙可知,电压表选择小量程接入电路中,分度值为0.1V,其读数为1.5V。
(4)[4]实验中,预期的实验结果应是两灯泡上的电压U1、U2之和等于两灯泡两端的总电压U,但实际上导线有电阻,两端存在电压,分担了很小部分的电源电压,因此两灯泡上的电压U1、U2之和略小于两灯泡两端的总电压U。
2.(2025·浙江·中考真题)给如图甲所示的电热水器金属内胆出水口加接一段长管道,由于长管道中水柱具有电阻(简称“隔电电阻”),在电热水器漏电且接地线失效时,能形成“防电墙”保障人的安全。为了探究“隔电电阻”阻值大小的影响因素,某校兴趣小组利用注水的玻璃管模拟“隔电电阻”,设计如图乙所示电路,进行如下实验。
①断开开关,按图乙方式连接电路,观察电压表示数(如图丙所示)。
②采取合理措施使电压表指针对准零刻度线。
③闭合开关,调节滑片,记录两只电表的示数并计算“隔电电阻”的阻值。
④打开阀门,向左移动活塞,改变玻璃管内水柱的长度,重复步骤③。
⑤换用不同横截面积的均匀玻璃管,重复步骤③④,获得数据如表。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
横截面积/cm2
1.0
2.0
?
水柱长度/cm
5
10
20
5
10
20
5
10
20
“隔电电阻”阻值/
2000
4000
8000
1000
2000
4000
500
1000
2000
(1)步骤②中的“合理措施”是指 (写出具体操作)。
(2)分析表中数据,推测第7次至第9次实验选择的玻璃管的横截面积为________cm2。
(3)某电热水器出水口加接的长管道横截面积为0.5cm2,若热水器接入电压为220V,人体电阻为2000,要使通过人体电流不超过10mA,则该管道长度不小于_______cm。
(4)实验中发现金属活塞和金属板的内表面出现气泡,可能的原因:
(写出一种)。
【答案】(1)见解析
(2)4.0
(3)25
(4)见解析
【详解】(1)步骤②中“合理措施”使用电压表前要检查指针是否对准“0”刻度线,如果没对准,应调节电压表的调零旋钮,使指针归零。
(2)推测玻璃管的横截面积分析表中数据可知,当水柱长度相同时,横截面积越大,“隔电电阻”阻值越小,且电阻值与横截面积成反比关系。第1、4、7次实验中,水柱长度均为5厘米,第1次实验横截面积为1.0平方厘米,电阻为2000欧;第4次实验横截面积为2.0平方厘米,电阻为1000欧。由此可推出,电阻值变为原来的一半,横截面积变为原来的2倍。所以第7次实验中电阻为500欧,是第1次实验电阻的,则横截面积应为第1次实验横截面积的4倍,即4.0平方厘米。
(3)计算管道长度根据串联电路的特点,总电阻R总=R管+R人
由欧姆定律可得
所以R管=R总-R人=22000Ω-2000Ω=20000Ω
由表中数据可知,横截面积为1.0平方厘米时,水柱长度5厘米对应的电阻为2000欧,那么横截面积为0.5平方厘米时,设电阻为20000欧对应的水柱长度为L厘米, 根据电阻与横截面积成反比、与长度成正比的关系可得
解得L=25cm。
(4)金属活塞和金属板内表面出现气泡的原因可能是水中的某些物质在电解作用下发生化学反应产生了气体。例如,水中可能溶解有少量的电解质,在实验过程中,金属活塞和金属板相当于电极,通电时使水电解,产生氢气和氧气等气体,从而在金属表面形成气泡。
3.(2024·浙江·中考真题)图1是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录,数据列于下表。
实验组
电阻丝
材料
长度(厘米)
直径(毫米)
电流(安)
1
a
康铜丝
57.20
0.50
待填
2
b
镍铬丝
57.20
0.50
0.14
3
c
镍铬丝
57.20
0.70
0.26
4
d
镍铬丝
28.60
0.70
0.54
请回答:
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图2所示,其示数为______安;
(2)为研究导体电阻大小与横截面积的关系,可选择实验组______进行对比。
(3)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关;
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图3所示。
描述该金属电阻在降温过程中的现象: ;
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造______(写出一种),以减少能量损耗;
【答案】(1)0.32
(2)bc(或2和3)
(3) 金属电阻随温度的降低而减小,最后变为超导体 输电线
【详解】(1)根据图2知道,电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.32A。
(2)为了研究导体电阻大小与横截面积的关系,即应该选择导体材料、长度相同,但横截面积不同的电阻丝,故选2和3进行对比。
(3)①[1]根据图3图像知道,该金属降温过程中,电阻随温度降低而减小,在-268.95℃时,电阻变成了0。
②[2]若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造输电线,以减少能量损耗。
题组二 情景设定:以欧姆定律为核心的相关实验 知识溯源:欧姆定律
4.(2023·浙江衢州·中考真题)小科用如图电路进行两项实验。
(1)实验一:探究电流与_______的关系。
①按图连接好电路,闭合开关,移动R1的滑片到某处保持不动;
②移动R2的滑片,读出电压表和电流表的示数,记录数据;
③多次重复实验步骤②。
(2)实验二:探究电流与电阻的关系。
①先移动R1的滑片到某一位置,再移动R2的滑片,使电压表的示数为2V,读出此时电流表示数,记录数据;
②向右移动R1的滑片到另一位置,则他应向_______移动R2的滑片,使电压表的示数仍为2V,读出此时电流表示数,记录数据;
③多次重复实验步骤②。小科能否得出“电阻两端电压不变时,通过电阻的电流与电阻阻值大小成反比”的结论_______,理由是 。
【答案】 电压 右 不能 无法读出R₁的阻值
【详解】(1)[1]实验一中,移动R1的滑片到某处保持不动,通过移动R2的滑片,读出电压表和电流表的示数,由此可知本实验中保持不变的是与电压表并联的电阻R1的阻值,改变的是其两端的电压,由此可知本实验探究的是电流与电压的关系。
(2)②[2]在探究电流与电阻的关系的实验中,应保持不同定值电阻两端的电压不变,向右移动R1的滑片,相当于增大定值电阻,电压表的示数会增大,为了保持电压表的示数不变,由串联电路电压的规律可知需要增大变阻器R2两端的电压,根据串联分压原理分析滑动变阻器R2接入电路的电阻也应增大,由图可知应向右移动R2的滑片。
③[3][4]本实验要知道电阻阻值与通过电阻的电流的大小,电流可通过电流表测得,R1是滑动变阻器,不能读出滑片在不同位置其对应的阻值大小,因此不能得出“电阻两端电压不变时,通过电阻的电流与电阻阻值大小成反比”的结论。
5. (2023·浙江湖州·中考真题)某项目化学习小组从课堂中了解到盐溶液也能导电。小组成员拿了一根弹性很好的乳胶管,里面灌满一定浓度的盐水,两端用金属圆片电极密封,形成一段封闭的盐水柱,长度20厘米。在老师的指导下,选用了下列器材,对盐水柱的电阻进行探究(过程中盐水柱温度变化和化学变化不计):[器材选择]学生电源12伏,电流表(0~5毫安),电压表(0~3伏,0~15伏),滑动变阻器(0~10千欧)。[电路连接]小组设计了电路图,根据电路图连接实物。
(1)根据实验要求,用笔画线作为导线完成实物图的连接;________
[实验数据]正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,测得多组数据如下表:
实验记录表
实验次数
1
2
3
电压表示数(伏)
3.6
7.2
10.2
电流表示数(毫安)
1.25
2.40
3.48
盐水柱电阻(千欧)
?
3.00
2.93
(2)分析表中三组数据,该盐水柱的电阻为________千欧;(结果保留两位小数)
(3)有小组成员提出,金属丝的电阻与金属丝的长度、横截面积、材料有关,盐水柱的电阻是否也与这些因素有关呢?
[实验方案设计]
①探究盐水柱的电阻与长度的关系。小组成员利用乳胶管弹性好的特性,通过拉长来改变盐水柱长度,进行探究。你觉得此设计是否合理________,请说明理由 ;
②探究盐水柱的电阻与横截面积的关系……
③探究盐水柱的电阻与盐水浓度的关系……
【答案】 2.94 不合理 在拉长盐水柱长度时,横截面积也会相应发生变化,未控制单一变量
【详解】(1)[1]由表中数据可知,电压表最大示数为12V,故电压表选用大量程,并联在盐水柱两端,如图
(3)[2]由表中数据可知,第1次实验盐水柱的电阻为:
则该盐水柱的电阻为
(3)[3][4]此设计不合理,根据控制变量法可知,要探究盐水柱的电阻与长度的关系,应控制盐水的浓度、盐水柱的横截面积和温度不变,改变盐水柱的长度,而本实验中,小组成员利用乳胶管弹性好的特性,通过拉长来改变盐水柱长度,这种设计是不合理的,因为在拉长盐水柱长度时,横截面积也会相应发生变化,未控制单一变量。
6. (2023·浙江舟山·中考真题)科学小组同学用电压表和电流表测导体的电阻R,过程如下。
【实验步骤】
①连接电路,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置;
②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,读出电压表和电流表的示数并记录;
③改变滑动变阻器的阻值,读数并记录,重复实验。
记录表
实验次数
U/V
I/A
R/Q
1
1.0
0.50
2.0
2
1.5
0.14
10.7
3
2.0
0.19
10.5
4
2.5
0.23
10.9
请在答题卷中用笔画线代替导线,将实物图连接完整。___________
【数据处理】表中数据有一组是错误的,剔除后可得出导体的电阻R=___________Ω
【反思交流】实验中,通过调节滑动变阻器的阻值获得多组数据,这样操作的目的是 。
【答案】 10.7 取平均值,减小误差
【详解】[1]滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,所以连接如下图:
[2]由表格数据知道,第一组数据与其他组数据相差太大,应是错误数据,剔除后知道导体的电阻
R=
[3]定值电阻阻值是不变的,实验中,通过调节滑动变阻器的阻值获得多组数据,这样操作的目的是取平均值,减小误差。
7.(2023·浙江绍兴·中考真题)为了探究灯泡亮度与灯泡电功率的关系,小敏用如图所示电路进行研究(光敏电阻和灯L放置在暗盒内,外界光照无法进入)。已知灯L的额定电压为2伏,的阻值随光照的增强而减小,是保护电阻。连接电路后,闭合开关和,移动滑片调节灯L两端电压,记录电压表和电流表的示数如下表;
实验次数
1
2
3
4
5
电压表V示数/伏
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流表示数/安
0.08
0.12
0.16
0.20
0.24
电流表示数/安
0.04
0.10
0.14
0.16
0.18
(1)闭合前,应先将滑片移至最__________(选填“左”或“右”)端;
(2)该实验通过观察 来体现灯泡L的亮度变化;
(3)实验中灯L的额定功率为__________瓦;
(4)通过数据分析,得出的实验结论是 。
【答案】左 电流表A2示数变化 0.4 灯泡亮度与灯泡电功率有关,灯泡电功率越大,灯泡越亮
【详解】(1)[1]闭合S1前,为了保护电路,应该使滑动变阻器接入电路的阻值最大,故应先将滑片移至最左端。
(2)[2]灯泡L的亮度越大,光敏电阻的阻值越小,电流表A2的示数越大,故可以根据A2的示数变化来体现灯泡L的亮度变化。
(3)[3]实验中灯L的额定功率为
(4)[4]通过数据分析,A2的示数越大,灯泡的亮度越大,灯泡两端的电压越大,灯泡的实际功率越大。
题组三 情景设定:电热的影响因素的探究 知识溯源:焦耳定律
8.(2023·浙江温州·中考真题)用图甲电路研究电热与电流的关系,若要比较不同设定电流值时的电热多少,调节电流大小过程中,电热丝已经开始加热,因而会影响实验的准确性。为解决这一问题,小明设计图乙电路进行研究。
图中电路包括调试电路和实验电路,和是阻值都为20欧的电热丝,放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路,使电热丝在调试过程中不发热。实验步骤如下:
①用数字温度计测量并记录装有的保温容器内煤油的温度;
②将开关S与“1”连接,调节滑动变阻器,直至电流表示数为0.2安;
③将开关S拨至“2”,使工作50秒,断开开关S,测量并记录__________;
④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安,重复上述步骤。记录相关数据,并计算每次升高的温度(可反映电热的多少),整理、的数据如图丙:
(1)将步骤③补充完整;
(2)在答题纸图丙中画出与的关系图像;
(3)小明想改变电热丝阻值,用上述实验中设定的电流值,继续研究电热与电流的关系:保持不变,将更换为30欧的电热丝,重复上述步骤。他的做法是否合理________,说明理由:
。
【答案】 煤油的温度 不合理 见解析
【详解】(1)[1]由电流的热效应可知,电流通过时,会产生热量,煤油吸收其产生的热量,温度升高,因此步骤③为将开关S拨至“2”,使工作50秒,断开开关S,测量并记录煤油的温度。
(2)[2]根据可知,煤油的比热容一定,质量不变,因此煤油吸收的热量与其温度的变化量成正比;根据焦耳定律可知,在电阻一定和相同的时间内,电流通过导体产生的热量与成正比,由此可知,与应成正比例关系,其图像应为一条过原点的直线,由于存在实验误差,则图像如图所示
(3)[3][4]由于调试电路的电流为设定值时,开关S由“1”拔至“2”,根据欧姆定律可知,通过30欧电热丝的电流不是设定值,电流发生变化,对实验结果产生影响。故小明的想法是不合理的。
高频考点以方法技巧
1.电路连接与操作技巧
(1)实物图连接技巧:先串后并。先连接一条从电源正极回到负极的完整串联回路(通常包含电源、开关、滑动变阻器、待测电阻等),再将电压表并联在待测元件两端。电压表量程根据电源电压或待测电阻额定电压估算选择。
(2)滑动变阻器初始位置:闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片必须移至阻值最大端,通常根据接线情况判断。若接左下和右上,则滑片向左(远离下接线柱)阻值最大。
(3)电压表/电流表量程选择:若无法估测被测值大小,采用“试触法”。用电路导线快速触碰大量程接线柱,根据指针偏转角度判断:若偏角过小,则换用小量程;若超量程,则需更换更大量程电表。
2.实验设计分析
(1)特殊方法测电阻:若无电压表,可用已知阻值的定值电阻和电流表配合,利用并联电路电压相等列方程求解。若无电流表,可用已知阻值的定值电阻和电压表配合,利用串联电路电流相等列方程求解。
(2)等效替代思想:在一些设计性实验中,若直接测量困难,可用一个已知或可调的标准元件(如电阻箱)去替代被测元件,使电路效果相同,则标准元件的值即为被测值。
3.故障分析
电路故障排查:根据电表示数异常快速定位。
电压表有示数、电流表无示数:故障通常是与电压表并联的元件断路(电压表串联接入电路测电源电压)。
•
电流表有示数、电压表无示数:故障通常是与电压表并联的元件短路,或电压表本身断路。
终极预测--压轴实战 稳拿高分
1.为研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关,某同学设计了如图1实验:在甲、乙两个试管内装入相同质量和温度的热变色溶液,其变色原理如图2所示;再将两个阻值分别为5欧和10欧的电阻串联后分别放入两个试管,电阻的表面涂有绝缘层。
(1)将图1中的电路连接完成。
(2)根据图2,结构1中肯定含有的元素是________。
(3)若电流通过导体产生的热量与电阻大小有关,则观察到的实验现象应为 。
(4)某同学对电热的影响因素开展定量研究,在甲、乙两个试管内分别插入温度计,并在试管外面包上隔热材料。保持滑片位置不变,每隔20秒记录溶液的温度,数据如图3所示。由此可得出的结论为
。
【答案】(1)
(2)氯/Cl
(3)甲乙两试管中液体开始变蓝色的时间不同
(4)在电阻和电流大小相同时,电流通过导体产生的热与通电时间成正比
【详解】(1)根据题意可知,需要将两个阻值分别为5欧和10欧的电阻串联后分别放入两个试管,故电路连接如下图所示:
(2)根据图2可知,结构1中肯定含有的元素是氯(或Cl)。
(3)根据图2可知,温度不同时,液体的颜色则不同,所以,若电流通过导体产生的热量与电阻大小有关,由焦耳定律可知,不同的电阻在相同时间内产生的热量不同,故观察到的实验现象应为甲乙两试管中液体开始变蓝色的时间不同。
(4)由图像可知,溶液的温度随着时间的变化图像是一条直线,故可得出结论:在电阻和电流大小相同时,电流通过导体产生的热与通电时间成正比。
2.小华和小红两位同学进行“测定小灯泡电功率”的实验。实验中所用器材规格均相同,小灯泡标有“”字样,电源电压为6伏且保持不变,他们各自连接电路开展实验。
(1)若小华同学实验步骤正确,闭合开关后,发现小灯泡不亮。接下来他移动滑动变阻器的滑片,观察到小灯泡始终不亮,电压表没有示数,但电流表始终有示数,则电路故障是 ;
(2)小华排除故障后获得了相关实验数据和现象,记录如下表:
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
灯泡亮度
1
1
0.1
较暗
2
2.5
正常发光
3
3
0.22
强烈发光
由于小华的粗心大意,在实验过程中没有及时记录小灯泡正常发光时电流表的示数,于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻:,再计算出小灯泡两端电压为时的功率:。请你帮他判断,小灯泡的额定功率应______0.625W;(选填“大于”“等于”、“小于”)
(3)小红按图1正确接线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡正常发光时,电压表指针偏转角度较小,产生了较大误差。小红将电路略做改动后解决了电压表指针偏转角度较小的问题,则他的改动是 。然后他闭合开关,移动变阻器的滑片,当电压表示数为时,小灯泡正常发光,此时电流表的读数如图2所示为______A,可得出小灯泡的额定功率为______W。
【答案】(1)小灯泡短路
(2)小于
(3) 将连接电压表“15”接线柱的导线改接到“3”的接线柱 0.2 0.5
【详解】(1)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,观察到小灯泡始终不亮,电流表始终有示数,说明电路为通路,电压表没有示数,则电路故障是小灯泡短路。
(2)小灯泡的电阻随温度升高而变大,所以小灯泡正常发光时的阻值应大于,根据可知,小灯泡的额定功率应小于0.625W。
(3)[1]电压表所选的量程越小,分度值越小,读数越准确。图1中,小红的电压表选用的是大量程。闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡正常发光时,电压表指针偏转角度较小,产生了较大误差。为减小误差,应将连接电压表“15”接线柱的导线改接到“3”的接线柱,即电压表改用小量程。
[2]如图2所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
[3]小灯泡的额定功率为
3.小安在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用小灯泡L的额定电流为0.5A,电源电压可调,滑动变阻器R的规格为“30Ω 1A”。
(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路连接好。
(2)将电源电压调为4V,开关S闭合后,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,电路中存在的故障可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光。此时,电压表的示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为_________W。
(4)小安用10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻分别替代小灯泡,用该实验装置探究“电流与电阻的关系”。设定定值电阻两端的电压恒为2V,为了顺利完成实验,则电源电压的调节范围为_________。
【答案】(1)
(2)小灯泡短路
(3)1.25
(4)2~5V
【详解】(1)滑动变阻器按“一上一下”串联接入电路,电压表并联在小灯泡两端,由图甲可知,滑动变阻器的滑片向右移动时接入电路的阻值增大,所以接入电路的是左下端接线柱,所以应用导线将滑动变阻器左下端接线柱与小灯泡左端接线柱相连,如图所示:
(2)电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数、小灯泡不发光,则可能是小灯泡短路,。电压表相当于测导线电压,因此无示数。
(3)由图丙可知,电压表选0~3V量程,分度值0.1V,则电压表读数为2.5V;小灯泡正常发光时的额定电流为0.5A,则小灯泡的额定功率
(4)由题意可知,定值电阻与滑动变阻器串联,定值电阻两端电压恒为2V。当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,此时电源电压最小,等于定值电阻两端电压,即
当定值电阻取最大20Ω,滑动变阻器接入电路的阻值为30Ω时,电路电流
滑动变阻器两端电压
电源最大电压
因此电源电压范围为2∼5V。
4.小科和同学们在做“探究电流与电压的关系”实验时,经过讨论,依次完成了三次实验电路的设计,如图甲、乙、丙所示.小科和同学按图丙进行了4次实验,使用电源(3伏)、定值电阻(5欧)、电流表(0-0.6安)、电压表(0-3伏)、滑动变阻器(20欧2安)、开关和导线若干,数据如表:
实验序号
1
2
3
4
电压/伏
0.5
1.2
1.8
2.5
电流/安
0.10
0.24
0.36
0.50
(1)由图甲改进为图乙是为保证实验过程中______不变(选填“电阻”或“电流”)。
(2)依据图丙和所选器材,你认为第______组(填实验序号)数据有可能是伪造的,理由是
。
(3)纠正错误后,由2号实验调整到3号实验时,滑动变阻器的滑片位置应向______移动(选填“左”或“右”)。
【答案】(1)电阻
(2) 1 电路中的电流是0.1A,滑动变阻器接入电路中的阻值为,超过滑动变阻器的最大阻值
(3)右
【详解】(1)探究电流与电压的关系实验中需要保持电阻不变,而灯泡电阻受温度的影响会发生改变,因此图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻不变。
(2)[1][2]第一组实验中定值电阻两端电压是0.5V,电源电压是3V,由串联电压规律可知,滑动变阻器两端电压是
此时电路中的电流是0.1A,则滑动变阻器的阻值为
而滑动变阻器的最大阻值是20欧,因此第一组实验是伪造的。
(3)据表格数据可知,由2号实验调整到3号实验时,电路中的电流变大,电阻变小,即滑动变阻器接入电路中的电阻变小,因此滑片向右移动。
5.小科对“KNO3水溶液电阻的大小与哪些因素有关”进行了科学探究活动。选用的实验器材有:两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡、导线,他将上述器材组装成如图所示的电路并进行科学探究。
(1)小科闭合开关后,将适量KNO3水溶液从注水口倒入塑料管中时观察到小灯泡发光,说明KNO3水溶液是________(选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)在探究KNO3水溶液电阻的大小与其横截面积的关系时,小科用注射器缓慢地向塑料管中加适量相同浓度的KNO3水溶液时,观察到灯泡逐渐变亮。说明其他条件相同时, 水溶液的横截面积越小,其电阻越________。
(3)实验时,小科发现灯泡亮度变化不明显,请你帮助他改进实验电路: 。
(4)探究KNO3水溶液电阻的大小与其浓度的关系时,为了改变KNO3水溶液的浓度,小科向塑料管中添加适量的蒸馏水并搅拌均匀,观察到灯泡的亮度逐渐变暗。于是得出结论:其他条件相同时,KNO3水溶液的浓度越小,电阻越大。请你对此实验操作做出评价: 。
【答案】(1)导体
(2)大
(3)在电路中再串联一只电流表
(4)小科同学的实验操作不对,因为他没有控制KNO3水溶液的横截面积相同
【详解】(1)小灯泡发光,说明电路中有电流经过,可知硝酸钾溶液属于导体。
(2)用注射器缓慢地向塑料管中加适量相同浓度的KNO3水溶液,KNO3水溶液的横截面积变大,灯泡变亮,说明电阻减小,可知硝酸钾溶液的横截面积越大,电阻越小,横截面积越小,电阻越大。
(3)灯泡亮度变化不明显,不能准确反应电流的大小变化;可以在电路中串联一个电流表,通过电流表示数来反映电流的微小变化。
(4)向塑料管中添加适量的蒸馏水,不仅会改变硝酸钾溶液的浓度还会改变硝酸钾溶液的横截面积,存在两个变量,不能得出其他条件相同时,KNO3水溶液的浓度越小,电阻越大的结论;所以小科的操作不正确。
6.小科利用如图甲所示的实验装置探究电阻的大小与哪些因素有关。图乙中A为锰铜合金线,B、C、D为镍铬合金线,S表示横截面积。请回答:
(1)图甲中,小乐是通过 判断电阻大小的。
(2)在探究电阻大小与导体横截面积的关系时,小乐应选择其中______两根合金线分别进行实验。
(3)电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用,触摸屏相当于一根电阻丝,当手指在触摸屏表面施以一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置。如图丙,触摸点P将电阻丝分为上下两部分,设上部分电阻为R1,下部分电阻为R2,结构可等效为如图丙所示的电路,电源电压不变,当触摸点在竖直方向移动时,电路中的电流______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)目前市场上折叠屏手机的使用材料包括柔性屏幕和铰链结构材料,这种屏幕需要具备高柔韧性、可折叠性、导电性等。请你推测这种屏幕还可能具有什么性质: 。
【答案】(1)灯泡的亮度
(2)B、C
(3)不变
(4)见解析
【详解】(1)在图甲的实验中,电阻的大小会影响电路中的电流,而电流的大小又会影响灯泡的亮度。所以小乐是通过灯泡的亮度判断电阻大小的(电阻越大,电流越小,灯泡越暗;反之则越亮)
(2)探究电阻大小与导体横截面积的关系时,需要控制导体的材料、长度相同,横截面积不同。由图乙可知,B和C都是镍铬合金线(材料相同),长度相同,横截面积不同(B的横截面积为S,C的横截面积为2S),所以应选择B、C两根合金线分别进行实验。
(3)由图丙可知,R1和R2是串联的,整个电路的总电阻。因为触摸屏的总电阻是固定的,当触摸点在竖直方向移动时,R1和R2的阻值会变化,但总电阻R不变。由可知,电源电压不变,总电阻不变,所以电路中的电流不变。
(4)屏幕需要将显示的光传播出来,所以屏幕还必须具有透光性。
7.小温为了测量标有“2.5V 0.3A”字样的小灯泡的电阻,设计了如图甲所示的电路,电源电压保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关,电压表示数为0.3V,电流表指针有偏转,灯泡不发光,这是因为 。
(3)移动滑片,灯泡发出微弱的光,此时电压表示数为0.6V,电流表示数如图乙,灯泡电阻为_______。
(4)小温分析实验数据,发现灯泡电阻是变化的。他想较准确估测灯泡未通电时的电阻,设计了以下三个方案。
方案一:闭合开关,移动滑片至灯泡即将发光,测出此时灯泡电阻;
方案二:闭合开关,移动滑片至阻值最大端,测出此时灯泡电阻;
方案三:完成方案一和方案二中的测量,算出、的平均值。
你认为最合理的方案及理由是 。
【答案】(1)
(2)灯泡的实际电功率过小
(3)5
(4)方案二,由于灯泡的电阻随温度的升高而增大,若想估测灯泡未通电时的电阻,应该使通过灯泡的电流小一些
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测灯泡两端电压,电流表测电路中的电流,已知灯泡正常发光时的电流是0.3A,因此电流表选择小量程,串联在电路,连接电路如下图所示:
(2)闭合开关,电流表指针有偏转,说明电路是通路,电压表示数较小,灯泡不亮,则可能是灯泡的实际电功率过小。
(3)电流表选择小量程,分度值是0.02A,读数为0.12A,则灯泡电阻
(4)见答案
8.研习小组设计了如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,并连接好实物电路如图乙,进行实验。实验器材:三节新干电池(电源电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(“20Ω,2A”)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
(1)闭合开关,发现电流表示数几乎为零,电压表有示数。经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路;
(2)利用正确的电路进行实验,获得实验数据并画出I-R图像,如图丙。依据曲线图推测:阴影部分面积S1与斜线部分面积S2的大小关系是:S1__________S2(选填“>”、“=”或“<”);
(3)实验中,将5Ω的定值电阻换成10Ω后,小东和小阳对接下来的操作有不同看法:小东认为可直接闭合开关,再移动滑片,使电压表示数达到预设值;小阳认为应先将滑片移到右端,再闭合开关,向左移动滑片,使电压表示数达到预设值。你赞成谁的观点?请说明理由
;
(4)研习小组发现再用50Ω的定值电阻进行实验时,无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到预设值。为了能完成这次实验,所采取的措施可行的是 。
A.增加一节干电池
B.更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器
C.调节滑片使电压表示数为2.5V
D.将电压表改接到滑动变阻器两端
【答案】(1)
(2)=
(3)赞成小阳的观点,若直接闭合开关,由于定值电阻阻值变大,则其两端电压变大,会超过3V,即超过电压表的量程,会损坏电压表,而小阳先将滑片移到最右端,再闭合开关,保护了电路的安全
(4)B
【详解】(1)原电路图中,滑动变阻器和定值电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,在探究“电流与电阻的关系”实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:
(2)由图丙可知,定值电阻两端电压为
由于探究电流与电阻的关系,定值电阻两端电压为一定值,故当电阻为5Ω或20Ω时,所围成的矩形面积代表的物理量均为3V,即面积相等,原点处空白处为重叠部分,故。
(3)若直接闭合开关,由于定值电阻阻值变大,则其两端电压变大,会超过3V,即超过电压表的量程,会损坏电压表,而小阳先将滑片移到最右端,再闭合开关,保护了电路的安全;所以小东的方法不妥当,小阳的方法妥当。
(4)A.电源电压为4.5V,增加一节干电池,此时电源电压为6V,定值电阻两端电压为3V,由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压为3V,由串联分压可知变阻器的阻值和定值电阻的阻值相等,用50Ω的定值电阻进行实验时,变阻器的阻值为50Ω,而变阻器的最大阻值是20Ω,不能满足实验要求,故A不符合题意;
B.根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入50Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
即为了能完成这次实验,滑动变阻器的最小电阻为25Ω,所以可更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器可以完成这次实验,故B符合题意;
C.研究电流与电阻的关系,要控制电压表示数不变,滑动变阻器与定值电阻串联,设电压表示数为U'V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
根据分压原理有①
因电压表示数U'V为定值,由①式可知,式子左边为一定值,故右边也为一定值,故当定值电阻取最大时,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,由①式得
解得电压表的示数,即为完成实验,电压表的最小电压为3.2V>2.5V,故C不符合题意;
D.将电压表改接到滑动变阻器两端,电压表原来测定值电阻的电压,现在测滑动变阻器的电压,对改变定值电阻的电压大小没有影响,无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,所以不能完成这次实验,故D不符合题意。
故选B。
9.小吴利用两节新干电池、阻值分别为1Ω、1.5Ω、2Ω的定值电阻和一只电压表来探究串联电路的电压特点,实验电路如图甲,测得实验数据如下表。
序号
U₁/V
U₂/V
Uab/V
1
0.75
1.00
2.25
2
0.60
1.80
2.40
3
1.00
1.50
2.50
(1)在探究过程中,小吴更换不同的定值电阻组合进行实验的目的是: ;
(2)小吴进行了多次实验,发现Uab始终小于两节干电池的总电压(3V),他产生了质疑。查阅资料知道普通干电池内部也有一定的电阻(内阻),可将它看作一个理想电源(电压U恒定,电阻为0)与一个电阻r的串联(如图乙所示)。为了测量干电池电阻r的阻值,小吴选择了适当器材,设计了实验方案,电路图如图丙。请你写出实验步骤(测得数据用字母表示):
① ;
②计算出结果:r=________。(用相应字母表示的代数式)
(3)由于新干电池的内阻较小,因此我们在平时使用时通常忽略不计,这种抓住主要因素,忽略次要因素的方法叫做理想模型法。请举出一个科学实验,采用这种理想模型法并指出实验中忽略的次要因素。例:
。
【答案】 寻找普遍结论 按照电路图连接电路,记下开关S断开时电压表的示数U;闭合开关S,记下电压表的示数U0。 见解析
【详解】(1)[1]在探究过程中,小吴更换不同的定值电阻组合进行实验,目的是寻找普遍结论,避免结论的偶然性。
(2)①[2]按照电路图连接电路,记下开关S断开时电压表的示数U;闭合开关S,记下电压表的示数U1。
②[3]因为串联电路电流相等,则
解得
(3)[4]在分析电路时,通常不考虑电压表和电流表对电路的影响;电压表并联在电路中,电压表电阻很大,可以忽略它的分流作用;电流表串联在电路中,电流表电阻很小,可以忽略电流表的分压作用。
10.小明以两节串联的新干电池为电源,用若干定值电阻和一只电压表来完成某实验究,某一时刻电路如图,测得实验数据如下表。
序号
1
1.1
1.1
2.2
2
0.8
1.6
2.4
3
0.5
2.0
2.5
4
0.6
1.9
2.5
5
1.0
1.5
2.5
(1)根据电路图和实验数据,小明最有可能探究的实验名称是 。同时可以推知,在验过程中,小明是否更换了定值电阻:___________;
A.是 B.否 C.数据不足,无法判断
(2)接上问,若你认为没有更换定值电阻,则求出小明所用两个电阻的阻值比;若你认为更了定值电阻,则求出小明所用两个电阻差距最大时的阻值比__________;
(3)表中,不等于3伏,请分析可能原因: 。
【答案】(1) 探究串联电路的电压规律 A
(2)1∶4
(3)见解析
【详解】(1)由电路图知道,两个定值电阻串联,分别用电压表测量各定值电阻和两个定值电阻两端的电压,可探究串联电路的电压规律;由表中数据可知,总电压几乎不变,各电阻两端的电压改变了,由此可知实验过程中更换了定值电阻,故选A。
(2)根据串联电压的分压规律知道,两个电阻差距最大时的阻值比等于两个电压差距最大时的比,即
(3)两节新干电池的电压,实际上,由于导线和电池也有电阻,由于导线电阻和电池内阻的分压影响,所测总电压会小于电源电压,故Uab不等于3V。
倒计时17天 不求超常发挥,但求稳定输出,笔落无悔即是成功。
浮力压强的分析计算
考情透视--把脉命题 直击重点
►命题解码:浮力考查重点为阿基米德原理应用、物体浮沉条件判断、浮力大小比较与计算。压强考查涵盖固体压强、液体压强、大气压强及流体压强与流速关系。题型以选择题、填空题、实验探究题和综合计算题为主。特殊题型包括浮力压强综合计算、液面变化分析、船载问题及创新实验设计。浙江地区真题常结合生活情境,如潜水器、货船、鱼鳔等实际案例。
►中考前沿:2026年浙江中考科学浮力压强部分预测将延续素养导向。可能增加跨学科综合题,如浮力压强与简单机械结合。考点可能聚焦浮力压强综合计算、创新实验方案设计、实际应用情境分析。建议关注新型测量方法、图像分析能力和科学探究流程表述。
考点抢分--核心精粹 高效速记
终极考点1 压强、大气压强
项目
核心要点
公式与说明
易错点与常考题型
固体压强
1. 压力 (F):垂直作用在接触面上的力。
2. 压强 (p):表示压力作用效果,定义式 p = F/S。
3. 直柱体压强:形状规则、质地均匀的柱体对水平面的压强可用 p = ρgh计算。
1. 通用公式:p = F/S
2. 直柱体公式:p = ρgh(h为柱体高度)
3. 单位:1 Pa = 1 N/m²
1. 压力≠重力:只有自由静止在水平面上的物体,F压 = G物。
2. 受力面积(S):是实际接触面积。
3. 直柱体公式应用:已知ρ、h求p,或比较压强大小。
液体压强
1. 产生原因:液体受重力、具有流动性。
2. 特点:向各个方向有压强;同种液体同一深度,各方向压强相等;压强只与ρ液、h有关。
3. 公式:p = ρ液gh。
4. 连通器:同种液体不流动时,液面相平。
1. 计算公式:p = ρ液gh
2. 深度(h):从液面到该点的竖直距离。
1. 混淆深度与高度:h是从液面向下算的竖直深度。
2. p=ρgh适用范围:适用于所有液体和气体压强计算。
3. 比较压强:结合公式,比较不同点压强大小。
压力、压强综合分析
1. 容器底部受到的压力(F底):
计算:F底 = p底S底 = ρghS底。
与液体重力(G液)关系:取决于容器形状。
2. 容器对桌面的压力与压强:
压力:F桌 = G容 + G液。
压强:p桌 = F桌 / S容。
1. 液体压力:F = pS = ρghS
2. 固体压强:p = F/S(F为总重)
1. 灵活选择公式:
求液体内部压强、压力 → 用 p=ρgh和 F=pS。
求固体(容器)对桌面压强 → 用 p=F/S。
2. 常见模型:分析口大底小、柱形、口小底大容器中,F底与G液的关系。
大气压强
1. 存在证明:马德堡半球实验等。
2. 测量:托里拆利实验测得标准大气压 ≈ 1.01×10⁵ Pa = 760 mmHg。
3. 变化规律:海拔越高,气压越低。
4. 沸点与气压:气压升高,沸点升高(高压锅原理);气压降低,沸点降低(高原煮饭)。
1. 标准值:p₀ = 1.01×10⁵ Pa
2. 估测公式:p = F/S(如吸盘)
3. 沸点关系:气压↑,沸点↑
1. 托里拆利实验:管内外水银面高度差与管粗细、倾斜等无关,只与大气压有关。
2. 现象解释:用大气压解释吸盘、吸管、水泵等工作。
3. 计算:结合液体压强公式,进行大气压的粗略计算。
流体压强与流速
在气体或液体中,流速越大的位置,压强越小。
应用分析:
1. 火车站台安全线。
2. 飞机机翼产生升力(上表面流速大,压强小)。
3. 两张纸向中间靠拢。
4. 化油器原理。
终极考点2 浮力与阿基米德原理
项目
核心要点
公式与说明
易错点与常考题型
浮力基础
1. 定义:浸在液体(或气体)中的物体受到的向上的托力。
2. 方向:竖直向上。
3. 产生原因:物体上下表面受到的压力差。
F浮 = F向上 - F向下
1. 不受浮力情况:当物体下表面与容器底部紧密接触且中间无液体时,下表面不受向上压力,则物体不受浮力(如桥墩)。
2. 方向判断:始终竖直向上,与重力方向相反。
浮力的测量
用弹簧测力计间接测量浮力。
F浮 = G - F示
1. 操作顺序:先测G,再浸没测F示。
2. 读数:必须在物体静止时读数。
3. 常考:结合图像或表格数据,利用此公式求浮力、密度等。
阿基米德原理
1. 内容:浸在液体中的物体所受浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。
2. 适用范围:液体和气体。
F浮 = G排 = m排g = ρ液 g V排
1. 理解V排:
物体浸没时:V排 = V物
物体部分浸入时:V排 < V物
2. 决定因素:浮力大小只与ρ液和V排有关,与物体形状、密度、浸没深度等无关。
3. 气体浮力:公式同样适用
浮力的计算
根据已知条件灵活选择计算方法
① 压力差法:F浮 = F向上 - F向下(已知上下表面压力时用)
② 称重法:F浮 = G - F示(有弹簧测力计示数变化时用)
③ 原理法:F浮 = G排 = ρ液 g V排(已知ρ液和V排时首选)
④ 平衡法:F浮 = G物(适用于漂浮、悬浮状态)
1. 方法选择是解题关键,需结合题目条件。
2. 综合计算:常将阿基米德原理与密度、重力、压强等知识结合考查。
终极考点3 物体的沉浮条件
项目
核心要点
受力分析与密度关系
状态说明与常考应用
沉浮条件
探究滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度两个因素的关系。
上浮:F浮> G或ρ物<ρ液
下沉/沉底:F浮< G或ρ物>ρ液
悬浮:F浮= G、ρ物=ρ液
漂浮:F浮= G、ρ物<ρ液
1. 运动状态:上浮、下沉过程是变速运动(受非平衡力);悬浮、漂浮是静止状态(受平衡力)。
2. 沉底:F浮 < G,且受底部支持力N,F浮 + N = G。
重要应用
(1)密度计
原理:漂浮原理,F浮 = G计(不变)。
刻度:上小下大,不均匀。
F浮 = G计 = ρ液gV排
G计不变,ρ液与V排成反比
测ρ液越大,V排越小,浸入越浅,所以刻度上小下大。
(2)轮船
原理:漂浮原理,利用“空心”增大V排,从而增大可利用的浮力。
排水量:满载时排开水的质量。
F浮 = G总 = m排g
排水量 = 船自身质量 + 货物质量
1. 在不同水域(ρ液不同),浮力不变(因G总不变),但V排会变(海水、淡水不同)。
2. 常考:排水量、吃水深度变化问题。
(3)潜水艇
原理:通过改变自身重力(向水舱充、排水)来实现沉浮。
悬浮时,可停留在任意深度。
悬浮时:F浮 = G艇,ρ物平均 = ρ液
V排不变(艇壳体积不变),浮力基本不变。
上浮:排水,G减小;下沉:充水,G增大。改变的是G,不是F浮。
真题精研--复盘经典 把握规律
题组一 情景设定:压强大气压强的分析与计算 知识溯源:压力、固体压强、液体压强、大气压
1.(2023·浙江湖州·中考真题)2023年5月28日,中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成。某飞机机翼横截面的大致形状如图所示。下列现象中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是( )
A. 对着漏斗嘴向下吹气,乒乓球不掉下来
B. 用吸管吸牛奶,牛奶盒发生形变
C. 加热空气后,热气球不断上升
D. 覆杯实验中松手后,硬纸片不会掉下
【答案】A
【详解】飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理;
A.当沿漏斗管口用力吹气时,乒乓球上面的空气流速加快,压强变小,而球下方的压强仍是大气压,大于球上方的压强,故乒乓球不会掉下去,故A符合题意;
B.吸牛奶的过程中不仅吸了牛奶同时吸出了空气,故牛奶盒外部的空气对牛奶盒有一个向里的力,使牛奶盒变形,证明大气压的存在,故B不符合题意;
C.热气球升空利用的是空气浮力和物体的浮沉条件,故C不符合题意;
D.纸片托水的“覆杯实验”,纸片托水正是因为大气压托起了纸片,能证明大气压的存在,故D不符合题意。
故选A。
2.(2025·浙江·中考真题)如图甲所示,在高铁站,离站台边缘一定距离的地方有一块黄色区域,人必须站在黄色区域以外的地方候车。这是因为列车进站时车厢附近空气流速大、压强______,乘客若离列车很近会被“推”向列车,从而发生危险。为了充分利用能量,某地高铁站火车进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。如图乙所示,进站上坡前关闭发动机,列车由于具有_______冲上缓坡,这样设计可以让列车无动力滑行,进站时将动能转化为_______能储存起来。
【答案】 小 惯性 重力势
【详解】[1]人离高速列车比较近时,高速列车的速度很大,人和高速列车的之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故。
[2][3]列车进站时,关闭发动机,列车由于惯性要保持原来的运动状态,继续向前运动冲上缓坡,此时高度增大,重力势能增大,速度减小,动能减小,动能转化为重力势能。
3.(2023·浙江温州·中考真题)我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。
(1)拖运管段时,若速度为2千米/时,拖运距离为3千米,需要__________小时;
(2)图中,当往水箱中注水的质量为6×104千克时,管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为3.06×103米3,则注水前管段与水箱的总质量为多少千克;________(海水密度取1.0×103千克/米3)
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小。这一压力的大小与哪些因素有关?
【答案】 1.5 3×106千克 海水密度、海底深度、隔墙面积
【详解】(1)[1]根据可得,拖运管段所用的时间为
(2)[2]根据阿基米德原理可得,沉管所受的浮力为
沉管匀速下沉,根据二力平衡可得,注水后的沉管总重力为
则注水前管段与水箱总质量为
(3)[3]由于物体在海水中受到的压力与其所受的压强的关系为,又因为物体在海水中受到的海水压强为p=ρ海水gh,则管段隔墙下沉到海底时受到的压力大小与海水密度、海底深度、隔墙面积等有关。
4.(2023·浙江台州·中考真题)电动微单车可有效地减轻交通压力。如图为某一电动微单车,其部分参数如下表所示。
名称:电动微单车
包装尺寸:
纯电续航距离:
最高时速:
(1)装有电动微单车的包装箱总质量为20千克,平放在水平地面上时对地面的最小压强是___________ ;
(2)如图是某同学使用扳手组装电动微单车时的简化俯视图,其中O是支点,A是动力作用点,B是阻力作用点,此时扳手相当于___________(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;
(3)一定条件下,电动微单车充满电后,能以最高时速匀速行驶0.8小时,共行驶了___________千米。
【答案】 250帕 省力 20
【详解】(1)[1]电动微单车的包装箱总质量为20千克,则总重力
则车对地面的压力
由表中数据可知,与地面的接触面积
在水平地面上时对地面的最小压强
(2)[2]由图可知,支点O距离动力F1大于支点O距离阻力F2,即动力臂大于阻力臂,所以扳手相当于省力杠杆。
(3)[3]由表中数据可知,最高速度为25km/h,匀速行驶0.8小时,则行驶距离
备考策略
1. 先辨清对象:是求固体压强(一般用p=F/S)还是液体压强(一定用p=ρgh)。
2.找准压力与面积:固体压强中,F是接触面上的正压力,S是实际接触面积。
3.理解深度:液体压强中,h是从自由液面竖直向下量的深度,与容器形状无关。
4.善用推导式:对于均匀柱体,p=ρgh是快捷公式。
5.区分两种压力:液体对容器底的压力(F=ρghS)和容器对桌面的压力(F=G总)是两回事。
6.联系生活与科技:大气压和流体压强的解释题,关键在说清“流速变化导致压强差,从而产生力或现象”。
题组二 情景设定:浮力的分析与计算 知识溯源:浮力成因、阿基米德原理、物体沉浮条件
5. (2025·浙江·中考真题)鱼通过调节鱼鳔中的气体体积来控制浮沉。如图,鱼在水缸中,当它浮在水面时,与悬浮在水中相比( )
A.受到的浮力减少
B.受到的浮力不变
C.水面高度下降
D.水面高度上升
【答案】B
【详解】AB.当物体漂浮或悬浮时,鱼受到的浮力等于自身的重力,所以鱼在水缸中,当它浮在水面时,与悬浮在水中相比,浮力不变,故A不符合题意,B符合题意;
CD.阿基米德原理F浮=ρ水gV排分析,浮力不变,液体密度不变,所以两次排开的液体体积不变,水面高度也不变,故CD不符合题意。
故选B。
6. (2023·浙江湖州·中考真题)现将一杯子和木块(不吸水,密度为)以两种方式放入同一容器中(容器内水的质量保持不变)。如图所示,图1杯子开口向上,浮在水面上。图2杯子倒扣(里面充满水),木块紧贴杯底,一起悬浮在水中。两种情况下( )
A.木块所受浮力的大小相同
B.杯子所受浮力的大小相同
C.容器内水的深度相同
D.木块对杯子底部力的大小相同
【答案】C
【详解】A.图1木块未排开液体,由阿基米德原理可知,木块不受到浮力的作用,图2木块排开液体,由阿基米德原理可知,木块受到浮力的作用,因此木块所受浮力的大小不相同,故A不符合题意;
B.图1杯子所受的浮力大于杯子的重力,图2杯子所受浮力小于杯子的重力,故B错误;
C.图1杯子和木块漂浮,浮力等于重力;图2杯子和木块悬浮,浮力等于重力;由可知,两种情况时杯子和木块排开水的体积相同,容器内水的深度相同,故C符合题意;
D.图1木块对杯底的压力等于木块的重力;图2木块对杯子底部的压力等于木块受到的浮力减重力,对杯子底部压力的大小不同,故D不符合题意。
故选C。
7.(2023·浙江衢州·中考真题)小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
【答案】C
【详解】要探究物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关,要保持物体浸在同种液体中的体积不变,只改变物体浸入液体的深度;
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小,改变了铁块浸入水中的体积,不合题意;
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变,铁块浸没时体积不变,只改变深度,符合题意;
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上,木块受到的浮力等于重力,排开水的体积相等,浸入的深度不同,符合题意;
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上,物体受到的浮力相同排开水的体积相等,浸入的深度不同,符合题意;
由以上分析可知,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.(2023·浙江金华·中考真题)“深海勇士号”是中国第二台深海载人潜水器。2023年5月20日,国家文物局利用该潜水器在沉船附近完成水下永久测绘基点布放,并进行了初步搜索调查和影像记录,开启了中国深海考古新篇章。回答下列问题:
(1)下潜过程中,“深海勇士号”潜水器受到海水的压强将________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)若“深海勇士号”潜水器悬停在水下4000米处考察,此时潜水器总质量为a千克,则它受到的浮力为________牛。
【答案】 变大 ag或10a
【详解】(1)[1]根据液体压强的特点可知,当所处的深度越深时,压强越大。
(2)[2]因为潜水器悬浮在水里,根据液体的浮沉条件可知,所受的浮力等于潜水器的重力为
9.(2023·浙江杭州·中考真题)某景区有乘氦气球升空的观光项目。如图所示,氦气球内充满氦气,下端连接吊篮,在吊篮底端有一根缆绳,通过缆绳来控制氦气球的升降。氦气球的体积为(不计球壁的厚度),,,g取。求:
(1)氦气球内氦气的质量是多少?
(2)氦气球在缆绳控制下,匀速竖直上升,用时,则氦气球上升的速度是多少?
(3)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为,现有总质量为的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为多大?(不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力)
【答案】(1)1080kg;(2)0.5m/s;(3)2×104N
【详解】解:(1)氦气球内氦气的质量
(2)氦气球上升的速度
(3)氦气球受到的浮力
氦气球连同吊篮等配件及乘客的总重力
不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力,此时缆绳对吊篮的拉力为
答:(1)氦气球内氦气的质量是1080kg;
(2)氦气球在缆绳控制下,匀速竖直上升,用时,则氦气球上升的速度是0.5m/s;
(3)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为,现有总质量为的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为2×104N。
10.(2022·浙江衢州·中考真题)注射器在科学实验中用途广泛。小科利用注射器进行了如下实验:
(1)如图甲,向外拉注射器活塞,观察到气球___________的现象,说明大气压的存在。
(2)如图乙是模拟潜水艇浮沉的实验。当缓慢向内推注射器活塞,将玻璃球内的水从底部小孔压出,玻璃球就上浮。玻璃球能上浮是因为它受到的浮力___________它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它向___________的摩擦力。
【答案】 变大 大于/> 外/左
【详解】(1)[1]如图甲,向外拉注射器活塞,则集气瓶内空气的体积增大而压强减小,外界空气进入到气球中,于是观察到气球变大的现象,说明大气压的存在。
(2)[2][3]玻璃球能上浮是因为它受到的浮力大于它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它的摩擦力的方向与其方向相反,即摩擦力的方向向外或向左。
方法技巧
1.先判状态:解浮力题,先判断物体的沉浮状态(漂浮、悬浮、沉没、上浮过程等),这是选择公式的基石。
2.找准方法:
状态明确(漂浮、悬浮)→ 优先用平衡法:F浮 = G物。
已知ρ液和V排→ 优先用原理法:F浮 = ρ液 g V排。
有弹簧测力计示数变化 → 用称重法。
题目涉及上下表面压力 → 用压力差法。
3.理解本质:阿基米德原理是根本,沉浮条件是F浮与G物关系的具体体现。应用实例(船、艇、密度计)的本质都是对这两个核心规律的运用。
4.注意区分:“V排”与“V物”;“ρ物”与“ρ液”;轮船的“排水量”是质量。
终极预测--压轴实战 稳拿高分
1.如图所示实验的解释错误的是( )
A.①覆杯实验中纸片不会掉落,是因为液体存在压强
B.②充满氦气的气球能升空,是因为空气能产生浮力
C.③向纸张中间吹气,纸张靠拢,是因为流速大压强小
D.④指南针能指向南北方向,是因为地球周围存在地磁场
【答案】A
【详解】A.纸片托水的“覆杯实验”,纸片托水正是由于大气压托起了纸片和杯中的水,能证明大气压的存在,A错误,符合题意;
B.充满氦气的气球能升空,是由于受到空气竖直向上的浮力,B正确,不符合题意;
C.向纸张中间吹气,中间流速大压强小,纸张外大气压强大,纸张内外压强差使纸张向中间靠拢,C正确,不符合题意;
D.由于地球存在磁场,指南针因为受到地磁场的作用,能够自动指向南北,D正确,不符合题意。
故选A。
2.用滑轮组将某金属块从水中匀速提升0.5m(金属块仍浸没在水中),加在绳子自由端的拉力是F,动滑轮重120N,如图所示。金属块密度为,质量为54kg,不计绳重及摩擦,则下列说法正确的是( )
A.金属块在水中时只受重力和浮力的作用
B.拉力F的有用功是270J
C.金属块受到的浮力是200N
D.滑轮组的机械效率是82.4%
【答案】C
【详解】A.金属块在水中时受到重力、浮力和拉力的作用,故A错误;
BC.金属块的体积为
则金属块浸没时受到的浮力为
滑轮组对金属块的拉力为
拉力F的有用功是
故C正确,B错误;
D.绳末端的拉力为
滑轮组的机械效率为
故D错误。
故选C。
3.漂浮水稻种植技术是一种创新的水稻种植方式,核心在于使用浮床在水面种植水稻。水稻从刚种植到成熟的过程中,浮床所受浮力和位置的变化情况分别是( )
A.变大,上浮
B.变大,下沉
C.变小,下沉
D.不变,不变
【答案】B
【详解】水稻从刚种植到成熟的过程中,浮床始终处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件,漂浮时浮力等于重力。在这个过程中,水稻的质量不断增大,浮床和水稻的总重力不断变大,所以浮床所受浮力也不断变大。根据阿基米德原理,水的密度不变,浮力变大,那么排开水的体积就会变大,这意味着浮床会下沉一些。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.我国第三艘航空母舰福建舰是全球最大常规动力航母,它满载排水量为8万余吨,搭载了自主研发的电磁弹射系统,利用强磁场对通电轨道产生的力使舰载机加速起飞。福建舰服役后大大提升了我国海军实力。下列说法正确的是( )
A.电磁弹射系统与电动机的工作原理相同
B.福建舰在海上航行时受到的浮力大于重力
C.舰载机从福建舰上起飞后,福建舰仍处于漂浮状态,浮力不变
D.舰载机停在甲板上,舰载机对甲板的压力和甲板对舰载机的支持力是一对平衡力
【答案】A
【详解】A.电磁弹射的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,电动机的工作原理与之相同,故A正确;
B.福建舰漂浮在海面,根据漂浮条件,它受到的浮力等于自身总重力,故B错误;
C.舰载机起飞后,福建舰总重力减小;福建舰仍漂浮,浮力始终等于总重力,因此浮力会减小,故C错误;
D.舰载机对甲板的压力作用在甲板上,甲板对舰载机的支持力作用在舰载机上,两个力是一对相互作用力,故D错误。
故选A。
5.如图所示,甲、乙两个完全相同的容器中装有体积相等的不同液体,静置在水平桌面上,将同种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等
B.物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力
C.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
【答案】B
【详解】B.甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,将实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,则甲液体与A排开液体的体积之和等于乙液体与B排开液体的体积之和;由图可知,A漂浮,排开液体的体积小于物体的体积,B悬浮,排开液体的体积等于物体的体积,所以A的体积大于B的体积,实心物体A、B由同种材料制作,则密度相等,根据可知,A的质量大于B的质量,根据G=mg可知,A的重力大于B的重力;根据物体的浮沉条件知,物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力,故B符合题意;
ACD.由图可知, A漂浮,根据物体的浮沉条件知,A的密度小于甲液体的密度,B悬浮,B的密度等于乙液体的密度,实心物体A、B由同种材料制作,则密度相等,所以甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度;静止时液面等高,根据p=ρ液gh可知,甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所受液体压强;容器粗细均匀,故甲容器和液体总重大于乙容器的,甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,故ACD不符合题意。
故选B。
6.如图1,如果用手堵住注射器的前面的口,注射器就会很难被拉开,这是因为________的作用;如图2,往针管里面吸入一部分的热水和少量空气,用拇指按住针筒口,拉动针筒拉杆,观察到针筒里的水就会冒泡泡沸腾起来,说明液体表面气压越______,沸点越低;如图3,对着针筒口吹气,活塞会缓缓向上运动,是因为针筒上口的流速大,压强______。
【答案】 大气压 低 小
【详解】[1]由于大气压强的存在,当用手堵住注射器的前面的口,注射器会很难被拉开。
[2]液体的沸点随表面气压的减小而降低,拉动拉杆使针筒内气压变小,水的沸点降低,因此热水会重新沸腾。
[3]流体的流速越大,压强越小,对着针筒口吹气时,针筒上口流速大、压强小,向上的压力差将活塞向上推。
7. 图甲所示的载货汽车,其前面为“单轴-单轮”(一根轴上有2个车轮),后面为“单轴-双轮”(一根轴上有4个车轮),如图乙所示。装货后该货车总质量为16t,每个轮胎与地面的接触面积约为。实际货车和货物整体的重心到前、后轴的距离一般不相等,常偏向车的后半部,为简化研究问题,假设整体重心C到前、后轴的距离相等,水平地面对货车前面两个车轮的作用力相等,等效作用在A点;水平地面对货车后面四个车轮的作用力均相等,等效作用在B点;因此,货车可看成水平杠杆,如图丙所示,AB距离等于前、后车轴间的距离,C在AB中点。
(1)求货车在B点所受的总支持力。
(2)为了保护路面,需要限定车辆对路面的压强大小。只要车辆的任何一个轮胎对路面的压强超过限走值,即视为车辆超限。若某水平路面能承受的最大压强为,请通过计算判断该货车是否超限。
【答案】(1)
(2)超限
【详解】(1)由题意知,装货后该货车总质量为16t,则货车的总重力为
把货车可看成水平杠杆,以A点为支点,货车重力G为阻力,则B点的支持力为动力,由杠杆平衡的条件可得
在AB中点,则货车在B点所受的总支持力
(2)后轮胎对路面的压强为
则后胎未超限;把货车可看成水平杠杆,以B点为支点,货车重力G为阻力,则A点的支持力为动力,由杠杆平衡的条件可得
C在AB中点,则货车在A点所受的总支持力
则前轮胎对路面的压强为
则前胎超限了,因此该货车超限。
7.节能减排,绿色出行,新能源汽车已成为汽车发展的方向。小睿家新购置了一台国产仰望U8电动汽车,如图所示,该款汽车既能在陆地上行驶,又能像船一样在水中涉水航行。该车满载时的总质量是4t,静止在水平地面上时,四个车轮与地面接触的总面积为,g取10N/kg,。求:
(1)该车满载静止在水平地面上时,它对水平地面的压强是多少?
(2)该车满载在水中航行时,排开水的体积是多少?
(3)该车在水中以3.6km/h的速度匀速直线航行5min,通过的路程是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)汽车满载时静止在水平地面上,对地面的压力
对地面的压强为
(2)汽车漂浮在水面上,根据漂浮条件,可得所受浮力
排开水的体积
(3)车在水中的行驶速度
通过的路程
8.如图甲,水平桌面上放置底面积为,质量为400g的圆柱筒,筒内装有16cm深的某种液体。弹簧测力计悬挂底面积为、高为8cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图乙所示。(圆筒的厚度忽略不计,圆筒内液体没有溢出,取)求:
(1)圆柱体浸没在液体中所受的浮力;
(2)列式计算圆柱筒内液体密度;
(3)列式计算圆柱体浸没时,圆柱筒对桌面的压强。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)由图象知,当时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,所以
当时,测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时
所以
(2)物体排开液体的体积
由得,圆柱筒内液体密度
(3)液体的质量
将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体,则其对地面的压力
圆柱体浸没时,圆柱筒对桌面的压强
答:(1)圆柱体浸没在液体中所受的浮力;
(2)圆柱筒内液体密度;
(3)圆柱体浸没时,圆柱筒对桌面的压强。
10.如图是鱼缸中电动增氧泵的原理图。将增氧泵浸没在水中,打开电动机后电动机驱动叶轮转动,缸底的水从进水口被吸入后,经叶轮加速,水流快速流过喷水管。空气通过进气管进入水中,最终携带氧气的水流从喷水管流出。
(1)电动机工作时带动叶轮转动,使水高速喷出,将电能转化为水的_______________;
(2)在叶轮推动下,喷水管中的水高速流过,此时进气管下部的气压_______(填变大、变小或不变);
(3)下列是小金总结的缸底的水被吸入泵内的原因,请对其过程排序 。
①外界大气压把水压入进水口
②外界大气压强大于泵壳内压强
③叶轮转动把泵壳内的水甩出,在泵壳内形成了低压区
【答案】(1)机械能
(2)变小
(3)③②①
【详解】(1)水高速喷出,获得了机械能,可知是将电能转化为机械能。
(2)流体流速大、压强小,可知在叶轮推动下,喷水管中的水高速流过,此时进气管下部的气压变小。
(3)水被吸入泵内的原因是叶轮转动把泵壳内的水甩出,在泵壳内形成了低压区,导致外界大气压强大于泵壳内压强,在外界大气压的作用下,水被压入进水口,因此正确的顺序是③②①。
倒计时16天 过去的每一页笔记,都在为今天的下笔蓄力。
电学计算
考情透视--把脉命题 直击重点
►命题解码:电学计算考查全面覆盖欧姆定律应用、串并联电路分析、电功率与电能计算、焦耳定律及电热计算。具体以综合计算题为主,结合生活情境和科技应用。浙江地区真题常呈现多档位用电器、电池容量与能量转化、电磁继电器控制电路等特殊题型。考查核心在于电路图识别、公式灵活运用、实际应用分析和跨学科知识迁移。图像分析计算和动态电路变化是高频难点。
►中考前沿:2026年浙江中考科学电学计算预测将强化素养导向和跨学科融合。可能增加力电综合实际问题,如结合简单机械的能量转化效率计算。考点可能聚焦敏感电阻电路分析、多状态电路计算、电能与内能机械能综合转化。图像信息提取和电路设计评价仍是考查重点。
考点抢分--核心精粹 高效速记
终极考点1 欧姆定律基础计算
电路识别
先判断电路的串、并联关系,明确电表测量对象,开关在不同状态下的电路结构变化。这是所有计算的第一步
题型:多状态电路计算。
策略:根据开关断开/闭合,或滑动变阻器不同位置,画出对应的等效电路图,在图上标出已知量。
核心定律应用
欧姆定律是桥梁,串联分压、并联分流是工具。
欧姆定律:I = U / R,变形时:R=U/I、U=IR
串联:I=I₁=I₂, U=U₁+U₂, R总=R₁+R₂,
分压:U₁/U₂=R₁/R₂
并联:U=U₁=U₂, I=I₁+I₂, 1/R总=1/R₁+1/R₂,
分流:I₁/I₂=R₂/R₁
题型1:动态电路分析(求范围)。
策略:①明确滑动变阻器变化对总电阻的影响;
②运用欧姆定律分析总电流变化;
③先分析定值电阻电压/电流,再分析变化电阻。
题型2:比例计算。
策略:直接利用串联分压、并联分流比例式求解。
综合计算
常结合电表量程、用电器规格,进行安全或极值计算。
题型:电路安全与极值问题。
策略:①识别限制条件:电流表量程、电压表量程、用电器额定电流;
②以限制条件为边界,分别计算滑动变阻器的对应阻值;
③确定其允许调节的范围。
终极考点2 电功、电功率、电能计算
项目
核心概念
公式
高频计算题型与策略
电功与电能
电功 (W):电流做的功,即消耗的电能。
测量工具:电能表。
普适公式:W = UIt = Pt
推导式:W=I2RT、W=U2t/R(适用纯电阻电路)
单位换算:1 kW·h = 3.6×10⁶ J
电能表转数计算:W=n/N(kW·h)
题型:电能表读数、用电量及电费计算。
策略:W = (本期示数 - 上期示数) × 倍率,注意最后一位是小数。
电功率
电功率 (P):单位时间消耗的电能。
关键区分:额定功率(标称值) vs 实际功率(真实值)。
灯泡亮度由实际功率决定。
定义式:P = W/t
普适公式:P = UI
纯电阻专用:P = I²R = U²/R
P总=P1+P2+…
题型1:比较灯泡亮度
策略:串联用P=I²R,电阻大的亮;并联用P=U²/R,电阻小的亮。
题型2:动态电路中功率变化分析。
策略:先分析电流/电压变化,再用P=UI、P=I²R或P=U²/R判断。
实际应用计算
判断用电器是否正常工作,或计算其在非额定电压下的实际功率
正常发光条件:U实 = U额,则P实 = P额
电阻不变时,可利用R=U额²/P额先求R,再求P实=U实²/R
题型:求实际功率或实际电压。
策略:①利用额定值求出电阻R = U额² / P额(关键桥梁);
②将R代入实际电路,结合欧姆定律和功率公式求解P实。
终极考点3 电热器计算
项目
核心要点
公式
高频计算题型与策略
电热计算
焦耳定律:计算电流通过任何导体产生的热量。
电热器:电能主要转化为内能的纯电阻用电器。
普适公式:Q = I²Rt
纯电阻电路可用:Q = W = Pt = UIt = (U²/R)t
题型:电热器加热效率计算。
策略:η = Q吸 / W电 × 100%
其中Q吸 = cmΔt(物体吸热),W电 = Pt(消耗电能)。
多档位电热器
通过开关改变电路连接,从而改变总电阻,实现不同功率(档位)。
核心:电压U一定时,根据P=U²/R,总电阻越小,总功率越大,档位越高。
电源电压U不变。
总功率:P = U² / R总
题型:判断档位、计算各档位功率/电阻/电流。
“四步”解题策略:
1. 判断档位原理:根据P=U²/R,比较不同状态下R总的大小。R总最小为高温/加热档,R总最大为低温/保温档。
2. 识别加热电阻:电路中阻值固定、用于发热的电阻R0(可能有多个)。
3. 画等效电路图:针对每个开关状态,画出简化电路,计算R总。
4. 选择公式计算。
典型电路模型
电路结构
核心思路
档位分析
串联式(含短路式)
全是发热体
用总功率判断
串联电阻越多电流越小,根据P=UI,总功率越小,档位越低
含非发热体
用发热体功率判断
串联非发热体电阻起到分压作用,根据P热=,故功率减小,档位越低
并联式
用总功率判断
并联的越多干路电流越大,根据P=UI,功率越大,档位越高。注意:并一个电阻则在原来功率的基础上加上,有利于计算
真题精研--复盘经典 把握规律
题组一 情景设定:欧姆定律基础计算 知识溯源:欧姆定律、串并联电路电流电压规律
1.(2022·浙江湖州·中考真题)要测未知电阻的阻值,现提供电压未知的电源、2只电流表、阻值为20欧姆的定值电阻、未知电阻、开关。导线若干。小路同学设计了如图甲所示电路图,并据图连接电路,闭合开关S,电流表和的示数分别如图乙和图丙所示,则的阻值为( )
A.5欧姆
B.10欧姆
C.15欧姆
D.20欧姆
【答案】B
【详解】由图可知,两电阻并联,电流表A1测量R0支路的电流,电流表A2测量干路电流,由乙图可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.1A,流经R0支路的电流I1=0.1A,由丙图可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A,干路电流I=0.3A,R0两端电压
U1=I1R0=0.1A×20Ω=2V
根据并联电路的电流规律可得,流经未知电阻Rx的电流I2=I-I1=0.3A-0.1A=0.2A
并联电路中各支路电压都相等,则未知电阻Rx两端电压U2=U1=2V
Rx的阻值
故选B。
2.(2025·浙江·中考真题)雷雨天气时,若人站立在空旷地带的高压电线下,两腿间可能形成电压差。假设某人两腿间的电压为200V,人体电阻为800,雷电通过人体时电流做功0.005J。据此回答下列问题。
(1)“雷雨发庄稼”,说的是放电条件下N₂与O₂会发生反应,经过一系列反应最终转化为氮肥。其中,闪电固氮的第一步反应为。该反应属于________反应(填基本反应类型)。
(2)求通过人体的电流大小_________。
(3)求雷电电击的持续时间_________。
【答案】(1)化合
(2)通过人体的电流
答:通过人体的电流0.25A。
(3)已知U= 200V,I = 0.25A,W = 0.005J,则雷电电击的持续时间
答:雷电电击的持续时间0.0001s。
【详解】(1)对于反应,该反应是由两种物质N2和O2反应生成一种物质NO,符合 “多变一” 的特点,所以该反应属于化合反应;
(2)根据欧姆定律(其中I是电流,U是电压,R是电阻),已知人体两腿间电压U=200V,人体电阻R = 800Ω,见答案;
(3)已知电流做功W= 0.005J,根据电功公式W=UIt(其中W是电功,U是电压,I是电流,t是时间),可得,见答案。
3.(2025·浙江·中考真题)智能自动化管理是未来社会的发展趋势。如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图,其中光敏电阻R的阻值随照度变化的关系如图乙所示(照度表示物体被照明的程度,单位是lx)。请你回答下列问题:
(1)电磁继电器是利用电流_______效应工作的,当光照强度增强时,光敏电阻的阻值将_______,控制电路中的电流将变大。长时间使用后,控制电路中的电流将降低。
(2)当开关S闭合,光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时,警示灯L恰好亮起。已知控制电路的电源电压为22V,电磁继电器的线圈电阻为10,此时控制电路中的电流是_______A。
【答案】(1) 磁 变小
(2)0.44
【详解】(1)[1][2]电磁继电器是利用电流磁效应工作的,当光照强度增强时,由图乙知,光敏电阻将变小,根据电阻的串联,总电阻变小,由欧姆定律可知,控制电路中的电流将变大。
(2)当照度等于0.4lx时,由图知,光敏电阻的阻值R=40Ω, 根据欧姆定律和电阻的串联可得,此时控制电路中的电流为
4.(2022·浙江宁波·中考真题)老师给小宁一个暗箱,其表面有两个接线柱M、N,它们之间电阻值恒定不变。小宁利用如图甲所示电路(电源电压不变)进行实验:在开关S、都闭合和开关S闭合、断开两种情况下,改变电阻箱的阻值,读取电流表示数,绘制了如图乙所示的电流表示数I随变化的曲线。由上述信息可知:
(1)电源电压U为___________V;
(2)为___________Ω;
(3)图乙中曲线___________(填“A”或“B”)是根据开关S、都闭合时测得的实验数据绘制的;
(4)老师告诉小宁,暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻:一个阻值为(值已知),另一个阻值未知,假设为。求的值。(用、表示)___________
【答案】 6 10 B
【详解】(1)(2)[1][2]当开关S、S1闭合时,RMN短路,只有R1接入电路,电流表测电路中的电流,R1两端电压等于电源电压;当开关S闭合,S1断开时,RMN与R1串联。由图乙得,B曲线当R1为30Ω时,电流为0.2A,A曲线当R1为20Ω时,电流为0.2A,根据串联总电阻关系,B曲线为开关S、S1闭合,A曲线为开关S闭合,S1断开。电源电压为
解得,
(3)[3]开关S、S1都闭合,且电流为0.2A时,R1的阻值为30Ω,所以图乙中曲线B是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的。
(4)[4]因为暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻R0和Rx,串联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要大,并联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要小,若R0<RMN
则R0和RX应串联,所以Rx=RMN-R0
若R0>RMN
则R0和Rx应并联,即有,
题组二 情景设定:电功热量计算 知识溯源:电功电功率、电热器、焦耳定律
5. (2024·浙江·中考真题)某兴趣小组设计了一款自带风力发电机的一体式路灯,其模型及纵截面示意图如图所示。任意方向吹来的风经过灯罩的上、下表面时都会产生上升气流,带动风叶转动而发电。
(1)风力发电机的发电原理是______(填字母);
A.电磁感应 B.电流周围存在磁场 C.通电线圈在磁场中转动
(2)灯罩上方空气流速大,压强______;
(3)若路灯额定功率为100瓦,风力发电机产生1千瓦时的电能,能使该路灯正常工作______小时。
【答案】(1)A
(2)小
(3)10
【详解】(1)电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线,电路中会产生感应电流,风力发电机原理是电磁感应现象,故选A。
(2)流体流速越大的位置,压强越小;灯罩上方空气流速大,压强小。
(3)已知额定功率
路灯正常工作的时间
6. (2024·浙江·中考真题)自然界中有许多"电鱼",它们身体中的发电器官能产生电。研究表明,某电鱼在水中放电时(图1),身体段可看成电源和电阻两部分串联而成,其余部分和水的电阻为,它们共同构成闭合电路,简化电路如图2所示。电鱼放电时的电压(即电源电压)为,电阻欧。为获得的大小,研究人员通过在水里加入氯化钠来改变,得到两点间电压和电路中电流的关系,如图3所示。电鱼每次放电电压视为相同,电鱼电阻不变。请回答:
(1)向水里加入氯化钠,目的是______(填“增大”或“减小”)电阻;
(2)求电鱼放电时电压的大小;
(3)当欧,求电鱼放电时的电功率。
【答案】(1)减小
(2)
(3)
【详解】(1)向水里加入氯化钠增加了溶液中自由移动的离子,因此向水里加入氯化钠,目的是减小电阻R2。
(2)由图1知道,两电阻串联,由AB间的电压R2为两端的电压,图2知道,当电路中的电流为0.05mA时,R2两端的电压为1.5V,由串联电路的电压特点和欧姆定律知道,电源电压
①
当电路中的电流为0.15mA时,R2两端的电压为0.5V,由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压
②
由①②解得,U=2V
(3)由串联电路的电阻特点知道,此时电路中的总电阻
则电路中的电流
则电鱼放电时R2的电功率
7.(2023·浙江丽水·中考真题)图甲是一款电热服,衣服里嵌有电热纤维。图乙是其简化的工作电路,、为电热纤维,阻值为5欧;利用配套的锂电池供电,输出电压为5伏;可在低温、中温、高温三挡间切换,高温挡功率为15瓦。
(1)电热服是利用电流的___________效应工作的;
(2)电热纤维应具有能导电、抗氧化、耐腐蚀、轻便柔软等性质,下列材料最适合做电热纤维的是______(填字母);
A.石墨纤维 B.棉纤维 C.细铁丝
(3)求电热服在高温挡工作时通过的电流和的阻值(忽略温度对电阻的影响)___________。
【答案】 热 A 1A;2.5Ω
【详解】(1)[1]电流通过导体时,导体中会产生热量,这种现象叫电流的热效应,电热服是利用电流的热效应工作的。
(2)[2]棉纤维是绝缘体,细铁丝抗氧化、耐腐蚀性能差,容易折断,石墨纤维是制作电热纤维的理想材料,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(3)[3]当两个开关同时闭合时,两段电阻丝并联,电路的总电阻最小,由可知电路的总功率最大,电热服处于高温挡;通过R1的电流为
此时干路中的电流为
根据并联电路的电流规律得到通过R2的电流
R2的阻值
8.(2023·浙江湖州·中考真题)美好生活从早餐开始。图1所示为某款面包机及其部分参数。该面包机有两个完全相同的加热仓,可实现单独加热。小明在使用过程中发现这款面包机有如下功能:功能一:设定时间后(定时开关闭合),放入面包片,按下按键,面包机就开始工作;功能二:到了设定时间,定时开关自动断开,弹出面包片。
(1)根据题干,两加热仓加热电阻的连接方式是________;(选填“串联”或“并联”)
思考后,小明根据面包机的功能自己设计了电路图,如图2。AOB为杠杆,O为支点,杠杆上仅触点1、2导电。
(2)根据面包机的参数,计算加热电阻R1的阻值;
(3)请根据小明设计的电路图来分析面包机是如何实现功能二的。
【答案】 并联 Ω 见解析
【详解】(1)[1]该面包机有两个完全相同的加热仓,可实现单独加热,说明两加热仓加热电阻工作时互不影响,故两加热仓加热电阻的连接方式为并联。
(2)[2]单个加热电阻加热时,电阻功率为400W,加热电阻R1的阻值
(3)[3]到了设定时间,定时开关断开,断开控制电路,电磁铁失去磁性。杠杆AOB在衔铁重力和弹簧向上弹力的共同作用下,绕着支点逆时针转动,断开加热电路并弹出面包片。
9.(2023·浙江台州·中考真题)我省实施“清凉工程”,为每个教室安装了空调。
(1)安装一台额定电压为220伏,最大功率为5500瓦的空调,需要给教室单独铺设输电线。通过计算说明,应选择允许通过最大电流至少为多少的导线?
(2)某台空调制冷时消耗的功率为2340瓦,若连续制冷0.5小时,消耗多少电能?
(3)为落实节能降耗,某同学设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路,实现当气温升至时,衔铁才能被电磁铁吸下,接通空调线路。热敏电阻的阻值随温度变化情况如图乙。实际使用中发现:当气温在上下波动时,空调线路会频繁接通和断开,影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻(如图丙),实现了空调线路接通后,气温降低至以下时才自动切断,回升至后才重新接通。请计算的阻值,并说出“气温从降低至时,空调线路不断开”的工作原理。(电路改进前后,衔铁刚被吸下时,电磁铁线圈中的电流大小不变;线圈电阻忽略不计)
【答案】(1)25安;(2)1.17千瓦时;(3)见解析
【详解】解:(1)由题意可知
(2)根据功的公式可知
(3)根据图乙可知,当温度为时
根据图甲可知衔铁刚被吸下时线圈的电流
当温度降为时
此时流过的电流、
工作原理:气温升至时,衔铁被吸下,和并联工作。气温从下降到,由于的作用,线圈的电流一直大于等于0.15A,衔铁一直被吸引,空调线路不断开。
答:(1)应选择允许通过最大电流至少为25A的导线;
(2)消耗电能1.17千瓦时;
(3)详见解析。
10.(2023·浙江金华·中考真题)一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段,图甲为多档位咖啡机,图乙是其电路结构简化图,电动机用于磨咖啡豆,、为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示;
额定电压
磨豆功率
加热功率
保温功率
产品规格
(1)若仅闭合,咖啡机的工作状态处于________阶段;
(2)的阻值是多少欧?
(3)小金某次泡制咖啡,只进行了磨豆和加热,其中磨豆用时0.5分钟,加热用时3分钟,则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能?
【答案】 保温 40Ω 2.211×105J
【详解】(1)[1]若仅闭合S2,此时电路中两个电阻串联,根据电功率公式
可知此时咖啡机的工作状态处于保温状态。
(2)[2]当S2、S3都闭合时,此时电路中只有R1接入电路,此时是加热状态,故R1的阻值为
(3)[3]根据题意可知。
备考策略
1.电路分析先行:无论哪类计算,必须先明确电路连接方式(串联/并联)、电表测量对象、开关状态,必要时画出等效电路图。
2.公式选择关键:
欧姆定律是电路计算的核心纽带。
电功率计算,先判断是否为纯电阻电路,再选择公式。
电热计算,非纯电阻电路牢记只能用Q=I²Rt。
3.关注“额定”与“实际”:用电器是否正常工作是解题的重要边界条件。
4.掌握典型模型:如动态电路范围问题、多档位电热器、灯泡亮度比较、效率计算等。
终极预测--压轴实战 稳拿高分
1.如图所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器和小灯泡两个元件中,一个接在A、B两点之间,另一个接在C、D两点之间。闭合开关S,电流表的示数为0.20A,用电压表测得A、B两点间的电压为1.8V,C、D两点间的电压为1.2V,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数变大,A、B两点间的电压变为1.5V,已知小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,则此时滑动变阻器接入电路的电阻值可能为( )
A.5Ω
B.6Ω
C.7Ω
D.8Ω
【答案】C
【详解】由图可知,滑动变阻器和小灯泡两个元件串联,通过两用电器的电流相等都等于0.2A,电源电压
移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数变大,可知滑动变阻器阻值变小。由串联分压规律可知,滑动变阻器两端电压变小,由此可知滑动变阻器接在AB,灯泡接在CD。由于滑动变阻器阻值变小,由欧姆定律可知电路中电流一定大于0.2A,此时滑动变阻器的电压为U滑=U总-UAB'=3V-1.5V=1.5V
由此可知滑动变阻器阻值一定小于
没调节滑片时灯的电压为1.2V,灯的电阻为
滑动变阻器调节后,灯两端电压也为1.5V,且灯的电阻随温度升高而增大,所以电路中的电流一定小于
滑动变阻器接入电路的电阻一定大于
即滑动变阻器接入电路中的电阻范围应是
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.如图甲所示的是一款甲醛检测仪的工作原理图,电源电压恒为6V,是10Ω的定值电阻,R为可以感知甲醛污染浓度的可变电阻,其阻值随甲醛污染指数的变化图像如图乙所示。污染指数在50以下为轻度污染,50~150之间为中度污染,150以上为重度污染,下列说法正确的是( )
A.甲醛污染指数越大,电压表的示数越小
B.甲醛污染指数越大,电路消耗的总功率越小
C.当电压表示数为1.5V时,属于中度污染
D.当污染指数为150时,电路中的电流为0.3A
【答案】C
【详解】AB.分析电路可知,定值电阻和可变电阻串联,电压表测电压。由图乙可知,甲醛污染指数越大,可变电阻阻值越小,则总电阻越小,根据,电路中电流越大,根据,电压越大,则电压表的示数越大,根据,电路消耗的总功率越大。故AB错误;
C.当电压表示数为1.5V时,根据串联分压原理则有,解得此时可变电阻,由图乙可知,甲醛污染指数为100,属于中度污染,故C正确;
D.当污染指数为150时,可变电阻R阻值为,电路中的电流为,故D错误。
故选C。
3.用电高峰时期,小温观察到家中一只标有“220V 60W”的白炽灯比正常时暗。为探究原因,小温进行以下实验。
(1)小温观察灯泡,发现灯泡内壁发黑,根据所学知识推测:灯泡长时间使用后,灯丝升华变细,电阻变_______,导致功率变小。
(2)小温借助家庭电路中测量电能的工具(如题图所示),该工具名称为_______。
(3)小温想知道此时灯泡的实际功率,于是关闭家中其他用电器,让该灯单独工作120s,如图工具的转盘转了6转,则灯泡的实际功率为_______。
【答案】(1)大
(2)电能表
(3)50W
【详解】(1)灯丝升华变细,横截面积变小,电阻会变大。
(2)图中是测量电能的工具称作电能表。
(3)转盘转了6转消耗的电能
则灯泡的实际功率
4.随着生活条件的改善,人们更加重视家居环境的美化,如图甲是带有水温调节功能的家庭水族箱,其工作原理如图乙所示,为阻值可调的电热丝,为阻值400Ω的定值电热丝,开关为单刀双掷开关,不考虑温度对电阻的影响。请分析回答:
(1)当电路处于加热状态时,通电10分钟消耗的电能是多少焦?
(2)当电路处于保温状态时,若电路消耗的功率,则电热丝连入电路的阻值应为多少?
【答案】(1)
(2)600Ω
【详解】(1)当S1闭合,S2接b时,只有R2接入电路;当S1闭合,S2接a时,R1与R2串联接入电路,电路中的总电阻
由可知,电源电压不变,电路中的总电阻越小,功率越大。所以当S1闭合,S2接b时,电阻较小,功率较大,为加热挡。通电时间
电路消耗电能
(2)当S1闭合,S2接a时,R1与R2串联,电路处于保温状态。此时电路中的总电阻
则R2接入电路的阻值
5.2026年1月1日起,我国全面禁止生产含水银的体温计。
(1)人体的体温平衡对于健康有着重要意义。炎热的夏天,外界环境温度较高,人体会通过增加________加快散热,以维持体温相对稳定;
(2)在实验室不小心打破水银体温计,会导致有毒的水银蒸气挥发,可及时在水银上撒一些硫粉,使它们结合成无毒的硫化汞(HgS),相关反应的化学方程式是 ;
(3)电子体温计正逐渐替代水银体温计。图1是某同学设计的电子体温计简易电路,测温探头RT为热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图2所示。已知电源电压恒为6V,R为保护电阻。现要将电流表的表盘(0~10mA)改装成温度刻度,若要求电流表的指针偏转到最大刻度位置时的温度值为42℃,计算保护电阻R的阻值。
【答案】(1)分泌汗液
(2)Hg+S=HgS
(3)410欧
【详解】(1)炎热的夏天,外界环境温度较高,机体会通过多种散热方式来维持体温相对稳定,散热包括通过分泌汗液散热、增加皮肤血流量使热量从体内被带到体表。
(2)汞与硫反应生成硫化汞(HgS),化学方程式为Hg+S=HgS
(3)由图1可知,热敏电阻RT与保护电阻R串联,由图2可知,电流表的指针偏转到最大刻度位置时的温度值为42℃时,热敏电阻的阻值是190Ω,由于电流表的表盘的最大刻度是,故此时电路的总电阻为
由串联电路电阻的特点可知,保护电阻R的阻值为。
6.为了节能环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关采用光敏电阻控制,光敏电阻的阻值随着光照强度增强而减小。
(1)如图所示,为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在________ (填“AB”或“BC”) 之间;
(2)为使天色更暗时才点亮路灯,应适当将滑动变阻器的滑片向 ________(填“左”或“右”)端移动;
(3)已知当线圈中的电流等于2mA 时,衔铁刚好被电磁铁吸合,此时光敏电阻的阻值为2000Ω,控制电路的电源电压为6V,电路中其它电阻忽略不计,则滑动变阻器的最大阻值至少为多少Ω________?
(4)工作电路路灯的规格为“220V; 100W”,那么1度电可供其正常工作多少小时________?
【答案】(1)AB
(2)左
(3)
(4)10h
【详解】(1)光敏电阻的阻值随着光照强度增强而减小,所以天暗时,光敏电阻的阻值增大,控制电路的电流减小,电磁铁的磁性减弱,衔铁不能被吸引,AB接通,此时要求灯亮,可知灯接在AB之间。
(2)天色更暗时,光敏电阻的阻值更大,将衔铁吸下的电流大小不变,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中总电阻不变,所以滑动变阻器的阻值应减小,即将滑片向左移。
(3)线圈中的电流等于2mA,控制电路中的总电阻为
则滑动变阻器的最大阻值至少为
(4)那么1度电可供路灯正常工作的时间为。
7.如图甲所示是某家用多功能电炖锅,深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能:高温炖,中温煮和低温熬。图乙是它的简化电路图,下表是该电炖锅的部分参数。
项目
参数
电源电压(V)
220
低温档功率(W)
500
中温档功率(W)
1000
高温档功率(W)
(1)该电炖锅是利用电流的___________工作的;
(2)开关S1闭合、S2接A时,电炖锅为___________(选填“高”、“中”或“低”)温档;
(3)若电炖锅高温档工作7分钟,求电炖锅消耗的电能;___________
(4)若家庭电路的电压是220伏,某插座的额定电流是5安,用该插座仅给电炖锅供电,从安全用电和加热快这两个角度综合考虑,应选择___________(选填“高”、“中”或“低”)温档。
【答案】 热效应 中 中
【详解】(1)[1]电流通过导体会有热量产生,因此电炖锅是利用电流的热效应工作的。
(2)[2]由电路图可知,当开关S1闭合,S2接B时,两电阻并联,电路的总电阻最小,根据可知,总功率最大,所以此时电炖锅处于高温档;当开关S1断开,S2接A时,两电阻串联,电路的总电阻最大,根据可知,总功率最小,所以此时电炖锅处于低温档;当开关S1闭合,S2接A时,R2被短路,只有R1接入电路中,电炖锅处于中温档。
(3)[3]由(2)可知,电炖锅处于中温档时,根据可得,R1的电阻为
电炖锅处于低温档时,根据可得,此时电路的总电阻为
根据串联电路的电阻特点可得,R2的电阻为
高温档的功率为
电炖锅高温档工作7分钟,电炖锅消耗的电能为
(4)[4]若家庭电路的电压是220伏,电炖锅处于低温档时,通过电路的电流为
符合安全用电要求但不符合加热快的要求;电炖锅处于中温档时通过电路电流
符合安全用电和加热快的要求;电炖锅处于高温档时,通过电路的电流为
不符合安全用电要求。综上,应选择中温档。
8.如图甲为某款全自动感应干手器,其工作原理简化图如图乙所示,闭合开关S、S1、S2后,干手器感应到手伸入时,由于光照强度变弱,光敏电阻阻值发生改变,感应开关闭合,电动机开始工作。
(1)干手器通过吹热风让手很快变干,说明液体蒸发的快慢与 有关;
(2)图丙中的光敏电阻_______(选填“①”或“②”)符合以上设计要求;
(3)电阻丝的阻值R1为44欧,若正常工作10秒产生热量为多少焦耳?
【答案】(1)温度、液体表面空气流速
(2)①
(3)11000J
【详解】(1)“吹风”即增大空气流速,“热”即温度高,那么干手器通过吹热风让手很快变干,说明液体蒸发的快慢与温度、液体表面空气流速有关。
(2)干手器感应到手伸入时,光照强度变弱,此时感应开关闭合,则电磁铁的磁场变强,电流变大,而光敏电阻的阻值减小,即光敏电阻的电阻随光照强度的减弱而变小,故选①。
(3)电阻丝 正常工作10秒产生热量
9.小育家响应国家家电以旧换新惠民政策,置换了一台储水式电热水器,铭牌如表,原理如图,、是储水箱中加热器内的电阻,为漏电保护开关,为温控开关。已知,
额定加热功率
2000W
额定电压
220V
额定保温功率
400W
防水等级
IPX4
温度范围
室温
额定容量
50L
加热方式
双管加热
内胆材质
金属板搪瓷
(1)求保温挡正常工作2小时消耗的电能;
(2)求的阻值;
(3)该电热水器在加热状态下正常工作40min,使额定容量的水温度升高20℃,求它的热效率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)保温挡正常工作2小时消耗的电能
(2)闭合、接a时,、串联,此时总电阻较大,根据,总功率较小,为保温挡,则总电阻为
闭合、接b时,单独工作,此时总电阻较小,根据,总功率较大,为加热挡,则阻值为
则的阻值
(3)额定容量的水质量为
则水吸收的热量为
消耗的电能为
则加热效率
10.图甲是小科制作的简易调光台灯,其内部电路如图乙(电源电压恒为6V,LED灯标有“3V 1.5W”字样)。
(1)图丙是调光电位器结构图,接线柱bc接入电路,滑片顺时针旋转过程中调光灯亮度__________(填“变亮”“不变”或“变暗”)。
(2)求该LED灯正常工作时的电流。
(3)求该LED灯正常工作1小时消耗多少焦的电能。
(4)根据评价量表,该简易调光台灯“功能性”指标被评为优秀,“安全性”指标被评为不合格,请你提出相应的改进措施: (写一种即可)。
制作简易调光台灯评价量表(节选)
指标
优秀
合格
不合格
功能性
连续调光
间断调光
不能调光
安全性
长期使用灯泡不易损坏
偶尔出现灯泡损坏
极易损坏
【答案】(1)变亮
(2)0.5A
(3)5400J
(4)在电路中串联一个6Ω的定值电阻
【详解】(1)当接线柱bc接入电路,滑片顺时针旋转时,根据调光电位器的工作原理,接入电路的电阻丝长度变短,电阻变小。由欧姆定律可知,电路中电流变大,LED灯的实际功率变大,所以调光灯亮度变亮。
(2)已知LED灯标有“3V 1.5W”字样,根据公式,可得该LED灯正常工作时的电流
(3)该LED灯正常工作时间
消耗的电能
(4)根据,该LED灯正常发光的电阻
电源电压恒为6V,不合格的标准为极易损坏,原因为电位器接入电路电阻较小,导致电路电流过大而损坏该LED灯,为解决这一问题,根据串联电路分压理,可在调光电位器的电阻上加入一个限位器,使其接入电路的电阻不小于6Ω;或在电路中串联一个6Ω的定值电阻。
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