2026年中考物理考前复习 密度计与电磁继电器专题练习

**基本信息** 聚焦密度计与电磁继电器两大核心考点，通过“原理建模-动手制作-误差改进”三阶训练体系，融合科学探究与实际应用，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |密度计|8题（含制作/计算）|漂浮条件应用、h=Hρ水/ρ液推导、细吸管提精度|浮力概念→阿基米德原理→刻度规律→量程改进| |电磁继电器|12题（含电路设计）|控制电路电流计算、传感器电阻分析、衔铁吸合条件|电流磁效应→欧姆定律→阈值控制→实际电路应用|

中考考前密度计与电磁继电器专题练习参考答案 题号 1 2 3 4 答案 C D D C 1．C 【详解】密度计原理：密度计始终漂浮，浮力等于自身重力，即，因此不变时，越大，越小，所以：p在水刻度上方，；q在水刻度下方，。所有选项都符合。 推导关系：密度计横截面积为，水中排开体积为，到水的刻度距离都是， 对应液体的排开体积：，由，得 对应液体的排开体积：，同理得 ，两式相加得规律 A．，故A错误； B．，故B错误； C．，符合关系，故C正确； D．，故D错误。 故选 C。 2．D 【详解】A．物体的重心越低，稳度越高。“配重”的主要作用是降低重心，提高稳定性，使密度计整体竖立在液体中，故A正确，不符合题意； B．“浮子”的主要作用是增大排开液体的体积，提供足够大的浮力，以使得密度计整体漂浮在液体中，故B正确，不符合题意； C．密度计利用漂浮时，浮力等于重力的原理工作的，在密度比水大的液体中，密度计排开液体的体积变小，密度计会上浮一些，便于测量，故该密度计目前更适合用来测量密度比水大的液体，故C正确，不符合题意； D．如果想要测量密度小于水的液体，密度计排开液体的体积变大，若换一个体积更小些的泡沫球作为浮子，密度计可能浸没在液体中，无法测量液体的密度，故D错误，符合题意。 故选D。 3．D 【详解】A．据图可知，控制电路中光敏电阻和滑动变阻器串联，电流表测电路电流；由图乙可知：光照强度越大，光敏电阻​的阻值越小；根据欧姆定律，电流表示数越大，故A错误； B．光照强度越弱，的阻值越大，根据串联电路分压原理，两端的电压越大，故B错误； C．发光的条件是光照强度不大于10lux，对应的阻值不小于10kΩ，故傍晚刚刚发光时，电路总电阻最小，总电流最大。此时滑动变阻器连入电路的阻值为5kΩ，电路的总电阻为 电路的电流，故C错误； D．若将滑片P置于中点右侧一点，滑动变阻器连入电路的电阻变大，衔铁吸合的电流阈值不变，总电阻不变，则的阻值减小，对应光照强度增大，则会使路灯早上熄灭的时间变晚，故D正确。 故选D。 4．ABD 【详解】A．未放物体时，浮力秤整体漂浮在水中，根据漂浮条件，浮力秤受到的浮力等于其自身的总重力，放入物体后，浮力秤始终漂浮，浮力仍等于总重力，则所受浮力增加量等于重力的增加，即等于物体重力，故AB正确； C．物体质量越大，重力越大，浮力越大，根据阿基米德原理，越大，小筒浸入水中越深，水面在小筒上的位置越靠上，因此小筒从上到下的刻度对应的物体质量逐渐减小，故C错误； D．设小筒总高度为，根据漂浮时浮力等于总重力可得 最大测量质量满足： 整理得最大测量质量 小筒高度不变，和不变，横截面积增大时，最大测量质量增大，因此浮力秤量程增大，故D正确。 故选ABD。 5． Q N 1200 右 【详解】电磁继电器控制电路中，R、Rt、线圈串联，由图乙可知，热敏电阻阻值随温度的升高而减小。无火情时，温度低，Rt阻值大，控制电路电流小，此时电磁铁磁性弱，不能吸引衔铁，动触点与上方的静触点接通，此时绿灯亮，说明P处接绿灯，即接图丙中的电路②；当有火情时温度升高，Rt阻值变小，控制电路电流变大，达到电磁铁的吸合电流时，电磁铁吸引衔铁，动触点与下方的静触点接通，此时电铃报警同时电动水龙头喷水，说明Q处接电动水龙头和电铃，即接图丙中的电路①。 电流从电磁铁上端流入，下端流出。由安培定则可判断，电磁铁的上端为N极。 控制电路电流达到时电铃报警。当温度达到 70°C时，由图乙可知，控制电路总电阻 ​变阻器接入电路中的电阻 所以滑动变阻器的最大阻值不能小于1200Ω。 若控制电路电源电压降低，要保证报警电流不变，由欧姆定律可知，总电阻需要减小。Rt​ 和 R线​ 不变，因此滑动变阻器 R 的阻值需要减小，滑片应向右移动。 6．(1) c 根据，当一定时，S越小，越大 (2)增加配重 (3) (4) 分度值过大，测量精度不足，无法准确区分 换用更细的吸管做密度计 (5)大玻璃泡能增大排开液体的体积，使得密度计漂浮 【详解】（1）当上浮体积相同时，根据，当一定时，S越小，越大，所以图中（c）柱状物体上浮高度最大。 （2）调整塞入吸管一端的铜丝数量，即增加配重。如果吸管倾斜，可能是铜丝的数量不合适。可以适当增加铜丝，使吸管的重心位于吸管的中心轴线上，这样就能让吸管竖直漂浮在水中。 （3）设密度计的横截面积为S，因为密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，则 即 所以 （4）由表中数据可知，密度计上只标出、、等整数值，在和之间没有刻度，无法准确区分，应使密度计浸入液体的体积多一些，因此可减小吸管的横截面积，换用更细的吸管。 （5）实验室密度计的刻度部分较细，起始刻度线下方有一个很大的玻璃泡，大玻璃泡能增大排开液体的体积，使得密度计漂浮。 7．(1) 右 镊子 (2)1.08 (3)偏大 (4) D 适当减轻密度计的自重 【详解】（1）调节天平时，指针左偏，说明左侧偏重，应将平衡螺母向右调；取用砝码需要用镊子，避免砝码锈蚀影响测量精度。 （2）烧杯和盐水总质量为砝码质量加游码示数 烧杯质量为，因此盐水质量 量筒测得盐水体积 盐水密度 （3）将烧杯中盐水倒入量筒时，烧杯壁会残留部分盐水，导致量筒测得的体积小于真实体积，根据​，偏小，计算出的密度偏大。 （4）密度计漂浮满足​，酒精密度小于水，因此测量酒精时需要更大的​；D在水中​更小，仍有足够空间增大​，可以在酒精中漂浮，故D符合题意，C不符合题意。 故选D。 若密度计沉底，说明重力大于浮力，可通过减轻密度计自重，使其满足漂浮条件。 8．(1)漂浮 (2) 0.1 1.25 (3) 30 1 1.07 【详解】（1）密度计的工作原理是利用物体漂浮时浮力等于重力，因此需使其竖直漂浮在液面上。 （2）由于密度计在液体中漂浮，受到的浮力等于其重力，故 密度计在水中受到的浮力等于其在酒精中受到的浮力，由阿基米德原理有，得浸入的深度 （3）当密度计总质量为30g时，仍能漂浮在水中，则受到的浮力为 由阿基米德原理有，则有 解得密度计排开水的体积为 与上同理，当密度计质量为27g时，排开水的体积为 此时水面刻度比M低3cm，由此可知吸管的横截面积为 当密度计的质量为30g时，浸入盐水中的深度比M低2cm，由此可知在盐水中浸入的（排开盐水）体积为 由前面分析结论 同理，当密度计在盐水中漂浮时有 则盐水的密度为 9．(1) 漂浮 二力平衡 (2)大 (3) 1 (4)BD (5)偏大 【详解】（1）密度计使用时，需要在液体中保持竖直漂浮状态；密度计静止时竖直方向仅受浮力和重力，根据二力平衡原理，浮力等于自身重力。 （2）密度计始终漂浮，浮力恒等于重力不变。根据，液体密度越大，排开液体的体积越小，浸入深度越浅（越靠近密度计下端），因此密度计从上到下的标度依次变大。 （3）水的密度为，因此液面处标记为；密度计在水和盐水中浮力都等于重力，因此有 约去后得 （4）相邻密度刻度对应的高度差 要增大减小误差，换更细的吸管可以减小横截面积，增大铁丝质量可以增大总重力，都能增大，因此BD可行；换更大容器、更长吸管都不能增大相邻刻度间距，因此AC错误。 故选BD。 （5）改装后总重力不变，因此总排开液体体积不变；铁丝缠绕在底部外侧，额外占据了一部分排开体积，使吸管浸入液体的深度变小，液面在吸管上更靠近密度计下端，而密度计下端刻度密度更大，因此测量结果偏大。 10．(1)在笔芯中放入重物（如铁钉、铅粒），使重心下移 (2)笔芯尖 (3) (4)细 (5)大于 【详解】（1）笔芯无法竖直漂浮是因为重心偏高，只需降低重心即可，可通过在笔芯中放入重物（如铁钉、铅粒）、下端缠绕重物、粘橡皮泥等方法实现。 （2）密度计漂浮时浮力始终等于自身重力（大小不变），根据：液体密度越大，排开液体的体积越小，浸入深度越小，液面在密度计上的位置越靠近下端的笔芯尖，因此越靠近笔芯尖位置，密度越大。 （3）设笔芯横截面积为S，漂浮时浮力等于重力；在水中： ……① 未知液体中：……② 联立①②解得该液体密度为 （4）根据，可得：相同密度差对应的排开体积差不变，笔芯越细（横截面积S越小），刻度间距越大，因此换用更细的笔芯。 （5）密度计沉底时，容器底对密度计有向上的支持力，实际浮力小于密度计重力，测得的浸入深度小于漂浮时所需的浸入深度，根据，计算出的密度值偏大，因此测得的密度大于实际值。 11．(1) 漂浮 0.28 12.5 (2)③ (3) 上 悬浮 (4)再向容器中加食用油使液面升高 【详解】（1）用石蜡将标0cm的一端封闭，添加铁屑至管内，这样可以降低密度计的重心，使其能竖直漂浮在液体中。 密度计放入水中和酒精中，都漂浮，根据物体的漂浮条件可知，密度计在酒精中受到的浮力为 密度计放入水中和酒精中，都漂浮，在水中受到的浮力等于在酒精中受到的浮力，即，化简并代入数值得，解得 （2）根据可知，，即密度计浸入液体的深度h与液体密度倒数成正比，所以它们之间的关系应符合图乙中③。 （3）物体浸在液体中，受到浮力的方向是竖直向上的。 将鸡蛋放入清水中，由于鸡蛋密度大于水，鸡蛋会下沉至容器底；向清水中不断加盐搅拌，水的密度增大，鸡蛋受到的浮力增大，当浮力等于鸡蛋重力时，鸡蛋处于悬浮状态，此时盐水密度等于鸡蛋的密度。 （4）图中是密度计碰到容器底部无法正常漂浮，液体太少、深度不足导致的。不换油只需多加食用油，让液面升高，密度计就能竖直漂浮在油中即可正常测量。或在油量不变的情况下，也可以换用细而高的容器，使液面升高。 12．(1) (2)A (3)电流 (4)电压 (5)C (6) A ② 【详解】（1）由图可知，电源为两节干电池，电源电压为3V，电压表应选择0~3V量程。 （2）电路接通前，滑动变阻器需调至最大阻值处，故滑片P移到A端。 （3）若开路，整个电路断路，电流表无电流，示数为0；电压表串联接入电路，测电源电压，有示数。 （4）表格数据满足（定值），是控制电阻不变，探究电流与电压的关系。 （5）电压表选0~3V量程，读数为2V；小灯泡额定电压下电阻 小灯泡电阻随温度降低而减小，2V时电阻，可得 且，所以电流表示数可能是0.26A，故选C。 （6）要求湿度达到70%时电流达到30mA吸下衔铁，说明电磁铁磁性增强，电路中电流增大，因此湿敏电阻阻值需随湿度增大而减小，由图戊可知，只有湿敏电阻A符合该规律，故选A； 若湿度就要启动，此时湿度更低，湿敏电阻A的阻值比时更大；要让电流仍然达到30mA，在控制电路电源电压不变时，减小接入的阻值，可使总电阻不变，电流达标；工作电路的电源电压不影响控制电路的电流，故选②。 13．(1)4和5 (2) 16.2J 【详解】（1）根据电路结构，左转指示灯接入电路需要转向开关接通对应相邻触点，左转指示灯对应触点4和5，因此转向开关应与4和5接通。 （2）① 已知指示灯额定功率，微弱发光时实际功率为额定功率的，因此实际功率 由图乙可知，闪烁的周期，每个周期内，正常发光时间，微弱发光时间。 工作的周期数，总正常发光时间，总微弱发光时间。 总消耗电能 ②指示灯电阻 微弱发光时指示灯两端电压 微弱发光时，指示灯与串联，电源电压，根据串联电路电压规律，两端电压 串联电路电流相等，电路电流，因此定值电阻阻值 14．(1) S极 右 (2)22℃ (3)为了生活便利性，能随时提供热水，选择第一种。 理由： 第一种方式消耗的电能为 第二种方式消耗的电能为 对比可得，，若每日多次使用热水，第二种方式多次加热的总耗电量会超过第一种，所以为了生活便利性，能随时提供热水，选择第一种。 【详解】（1）根据安培定则：右手握住螺线管，四指顺着电流方向，电流从电磁铁上端流入、下端流出，大拇指指向螺线管下端（N极），因此上端为S极。 设定更高水温时，水温升高，热敏电阻R1阻值随温度升高而减小；电磁铁吸合衔铁的电流为定值，控制电路总电阻保持不变，因此需要滑动变阻器R2阻值增大，由图可知滑片向右滑动时，R2接入电路的阻值增大，因此滑片向右滑动。 （2）衔铁弹起时，只有R3接入工作电路，总电阻更小，功率更大，为加热状态；由可得，加热功率为 由可得，加热2h消耗的总电能为 由可得，水吸收的热量为 由可得，水温升高量为 （3）衔铁吸下时，R3与R4串联为保温状态，总电阻为 则保温功率为 第一种（一直通电）24h总耗电量为 第二种（使用前通电，按每日使用1次计算）总耗电量为 对比得，因此：若每日仅使用1次热水，第二种更省电；若每日多次使用热水，多次加热总耗电量会超过第一种，选择第一种。结合日常普通使用场景，选择第二种更节能。 15．(1) 无 较暗 (2) 16 16 (3)712.32 (4)4 【详解】（1）当A、B接通后，电磁铁和被短路，无电流通过电磁铁，因此电磁铁无磁性； 当A、B断开后，灯泡与、电磁铁串联，总电阻大、电路电流小，因此灯泡较暗发光。 （2）设灯泡电阻为，电源电压为，较亮发光（A、B接通）：只有灯泡接入，电流，得 较暗发光（A、B断开）：灯泡与串联，电流，得 联立方程解得：， （3）一个闪烁周期 1分钟（60s）包含42个完整周期（共），剩余1.2s从较暗开始，包含0.6s较暗、0.6s较亮。总较暗时间 总较亮时间 总电能 （4）滑动变阻器与灯泡串联时，根据功率推导结论：当滑动变阻器阻值等于串联的灯泡电阻时，滑动变阻器功率最大。 因此 电路电流 灯泡功率 16．(1)磁 (2)N/北 (3)大 (4) (5)80 (6)滑动变阻器 【详解】（1）电磁继电器的核心是电磁铁，电磁铁利用电流的磁效应工作。 （2）根据安培定则，电流从电磁铁下端流入、上端流出，右手握住电磁铁，四指顺着电流方向，大拇指指向上端，因此电磁铁上端为N极。 （3）搭载货轮质量越大，压敏电阻受到的压力越大，由图(b)可知：压力越大，压敏电阻阻值越小。控制电路总电阻，总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可得，控制电路电流变大。 （4）安全临界电流，总电阻 因此压敏电阻 由图(b)可知时，对应压力。 （5）承船厢总重力 有用功 上升时间 总功 机械效率 （6）要实现压力可调，需要改变控制电路的总电阻，调整触发电流，因此可将固定保护电阻换成滑动变阻器，通过改变电阻实现不同压力的自动控制。 17．(1) 0.075 d (2)等于 (3)/82500J (4)降低 【详解】（1）水位为0cm时，查表得，控制电路电压，由欧姆定律得。 此时，电流，衔铁不弹开，保持吸合，因此动触点与接触。 （2）水位到时洗涤开始工作，说明此时电磁继电器2的电流刚好等于，因此，水位到时注水停止，电磁继电器1电流也等于，因此，故等于。 （3）停止注水时，查表得对应水位；开始洗涤时，对应水位。 水位从0到的体积： 时间，此阶段只有注水系统工作故 水位从到的体积：，时间，此阶段两个系统都工作，总功率 故 总电能 （4）停止注水的条件是增大到，由丙图可知：当水位高于时，相同水位下，曲线②的比①更大；因此达到时，对应的水位比原来更低，故最高水位降低。 18．(1) 省力 减小 (2) (3) 30 60 (4)调大滑动变阻器R1的阻值/适当减小控制电路电源电压 【详解】（1）图中使用的杠杆OAB的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。 根据杠杆平衡条件有 力的作用是相互的，杠杆对电阻的压力等于电阻对杠杆的支持力，故汽车对杠杆的压力与杠杆对电阻的压力之比为10:1，所以若车辆重力作用在A点，经杠杆传递后，作用在压敏电阻R上的压力将减小。 （2）根据要求可知：未超载时，衔铁未被吸引下来时，绿灯所在电路是连通的；当超载时，衔铁被吸引下来，红灯亮，同时相机也在拍照，即此时红灯与相机所有的电路是接通的；要求红灯与相机独立工作，即二者并联。电路图如下： （3）车对杠杆的压力等于车的重力，则压敏电阻受到的压力为 由乙图可得，此时压敏电阻阻值为30Ω。 当通过线圈的电流达到0.1A时，电磁继电器的衔铁被吸下，控制电路的总电阻 （4）适当增大R1阻值，压敏电阻阻值一定时，根据欧姆定律可知通过电路的电流会减小，照相机不会启动拍照；适当减小控制电路电源电压，压敏电阻阻值一定时，根据欧姆定律可知通过电路的电流会减小，照相机不会启动拍照。 19．(1) 不会 (2) B 大 (3)0.25 【详解】（1）当水面到达一定高度时，控制电路接通，因此接通，电磁铁产生磁性。 磁性足够强时吸下衔铁，工作电路接通，因此接通，电热丝发热工作。 电磁铁只要有电流就会产生磁性，正负极对调仅改变磁极方向，不改变磁性大小，因此不会影响电路正常工作。 （2）水沸腾后需要自动切断加热电路：温度升高到沸点后，需要控制电路电流减小、电磁铁磁性减弱断开电路，因此要求热敏电阻阻值随温度升高而增大，对应图乙的曲线。 高原地区气压低，水的沸点低于100℃，切断电路时温度更低，对B来说，温度越低，阻值越小；为了在较低温度（沸腾）时电流达到切断的临界值，需要增大滑动变阻器的阻值，使总电阻维持临界值，因此将阻值调大。 （3）调至最大时，，与串联接在电源上。则热敏电阻Rx的功率 由上式可知，当时，的功率最大。 即 20．(1)D (2) 180 125 (3) S 70 灯泡 (4) 电路最大电流超过电流表量程，会损坏电流表 换用量程更大的电流表/在控制电路中串联一个合适的保护电阻 合格 【分析】因为判断受控电路工作用电器，所以先根据光照强度找到光敏电阻阻值，计算控制电路电流，再与0.4A比较，确定电磁铁磁性状态，进而判断受控电路通断情况；分析模型设计错误时，需紧扣PM2.5浓度与光照强度的实际对应逻辑。 【详解】（1）A．PM2.5颗粒直径为2.5μm，铀原子直径为纳米级，远小于PM2.5，故A错误； B．传感器原理是颗粒物遮挡红外线，将光强变化转化为电信号，不是利用红外线的热效应，故B错误； C．材料明确说明PM2.5浓度低于才是优，示数50大于35，不属于优，故C错误； D．排气泵排出气体室内空气后，气体室内气压小于外界大气压，外界空气才能在大气压作用下进入，故D正确。 故选D。 （2）工作时间，传感器工作10min，最多消耗电能 输出电压随PM2.5浓度均匀变化，1V对应浓度0，5V对应浓度，因此2V对应的浓度 （3）由图乙知，电流从电磁铁下端流入，根据安培定则，右手握住螺线管，四指沿电流方向，大拇指向下，因此上端为S极。 当电流时，总电阻 光敏电阻 查表得对应光照强度为。 光照强度为时，，总电阻 电流 题目规定电流小于0.4A时灯泡才停止工作，因此灯泡处于工作状态。 （4）光照强度最大时，光敏电阻，总电阻，电流 超过电流表的量程，会损坏电流表，通过换量程或串联保护电阻可解决；该模型原理和实际传感器基本相同，可以监测空气质量的变化，符合评价表中“合格”的标准。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 中考考前密度计与电磁继电器专题练习 1．如图所示，小陈同学将细铁丝绕制在柱状玻璃管上自制了一支密度计，当它漂浮在水中时，在密度计上标注了水的位置，刻度线p点和q点到水的标线距离相等，则p点和q点可能表示的液体密度值分别为（     ） A．0.9 g/cm3、1.1 g/cm3 B．0.8 g/cm3、1.25 g/cm3 C．0.75 g/cm3、1.5 g/cm3 D．0.6 g/cm3、1.8 g/cm3 2．小明自制了一个简易密度计：他用一根细竹签作为标度杆，在其下端缠绕适量的铜丝作为“配重”，然后在竹签中部套上一个泡沫球作为“浮子”。他将自制的密度计放入水中时，状态如图所示，然后在标度杆的水位处标上“1g/cm3”。下列分析中不正确的是（　　） A．“配重”的主要作用是降低重心，提高稳定性，使密度计整体竖立在液体中 B．“浮子”的主要作用是提供足够大的浮力，以使得密度计整体漂浮在液体中 C．根据放入水中的标度来看，该密度计目前更适合用来测量密度比水大的液体 D．如果想要测量密度小于水的液体，那么可以换一个体积更小些的泡沫球作为浮子 3．小明看到路灯白天熄灭夜晚发光，于是自己根据所学的物理知识设计了如图甲所示的简易光控电路，路灯电路中的为照明灯泡，为LED指示灯。控制电路的电源电压恒为，滑动变阻器的最大电阻为，光敏电阻的阻值随光照强度的变化如图乙所示（lux为光照强度的单位）。已知滑片置于中点位置时，路灯会在光照强度不大于10 lux的情况下处于照明状态。下列说法正确的是（     ） A．光照强度越强，电流表示数越小B．光照强度越弱，两端的电压越小 C．灯泡发光时，控制电路的最小电流为 D．若将滑片P置于中点右侧一点，会使路灯早上熄灭的时间变晚 4．小华受“曹冲称象”典故启发，设计了一个“浮力秤”，其简易结构如图所示。将上方连接秤盘的圆柱形小筒竖直漂浮在水槽中，在小筒外侧标有刻度。称量时，将待测物体放在秤盘上，通过读出对应的刻度即可得到物体的质量。下列说法不正确的是（　　） A．未放物体时，“浮力秤”受到的浮力等于其自身的重力B．放入物体后，“浮力秤”所受浮力增加量等于物体的重力 C．小筒上从上到下的刻度值所对应的物体质量逐渐增大D．适当增大小筒的横截面积，则该“浮力秤”的量程会增大 5．为防止电动车充电时起火引发事故，科技小组的同学设计了一个自动灭火报警模拟装置，如图甲所示（处电路未画出）。已知控制电路电源电压为，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示，电磁铁线圈的电阻为200。工作时开关、闭合，无火情时绿灯亮；当通过电磁铁线圈的电流大于或等于10mA时，衔铁被吸下，电铃报警同时电动水龙头喷水。根据电路设计要求，应将图丙的电路①接入图甲中的__________（选填“”或“”）处，电路②接在图甲中另一处；闭合开关，电磁铁的上端为__________（选填“”或“”）极；若温度达到或超过时电铃报警，则滑动变阻器的最大阻值不能小于___________；若控制电路电源电压降低，要保证报警条件不变，应将的滑片向_________________移动。 6．某组同学在研究鸡蛋的浮沉现象时发现向水中加入食盐，原本沉在水底的鸡蛋会浮起来，而且加入的食盐越多，鸡蛋露出水面的部分就越大。这个现象引起了同学们的兴趣，他们利用身边的材料，开展了《设计制作一个能测量液体密度的简易装置》的跨学科实践活动。请你根据提供的资料，一起参与完成以下任务。 【任务一】理论建模(1)小组同学经充分讨论后认为：将鸡蛋换成三个质量和材料都相同的柱状物体，让它们漂浮在质量相同的水中，如图甲所示，再往烧杯中加入等量食盐，图中的________柱状物体上浮高度最大，理由是当上浮体积相同时，____________。（请结合几何知识解释） 【任务二】动手制作(2)在制作过程中，小组同学用石蜡将吸管的底端封闭，并装上铁砂作为配重，之后将吸管放入水中，如图乙所示，若想让该吸管竖直漂浮在水中，你的方法是___________。 液体密度 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 浸入深度h/cm 6.25 5.6 5.0 4.5 4.2 小组同学经通力合作制作出密度计的简易模型，如图丙所示。 【任务三】标注刻度(3)当它漂浮在水（密度为）中时，浸入水中的深度为H；当它漂浮在被测液体（密度为）中时，浸入被测液体的深度为h。请你推导出h=_________（用题目中的字母符号表示）。 小组同学在吸管上标出水面位置，测得该位置到吸管底部的距离H=5 cm。随后，根据上面推导的h公式和H值计算了不同密度液体对应的h值，并在吸管上对应位置标出刻度，数据如下表： 【任务四】使用改进(4)小组同学想用此密度计测量所购买的消毒酒精是否合格（合格的消毒酒精的密度为），请你推理使用该密度计测量时所遇到的问题是______，针对出现的问题你的改进方法是____ (5)图丁是一只实验室密度计，它相比于小组同学设计制作的密度计，实验室密度计的刻度部分较细，起始刻度线下方有一个很大的玻璃泡，请你猜想这种结构的作用：________ 7．小曾同学利用托盘天平、量筒、水、食盐、烧杯、滤纸、等器材配制盐水，并测量盐水的密度，步骤如下： (1)将天平水平放置，并将游码归零，发现指针如图甲，他应该将平衡螺母向_______调直至天平平衡。在左、右两盘中各放一张相同的滤纸，接着用______把“5g”砝码放置在右盘滤纸上，再用勺子向左盘滤纸上逐渐加盐，直至天平再次平衡； (2)然后将一定量的水倒入质量为50g的空烧杯中，再将称量好的5g盐全部倒入烧杯，搅拌至完全溶解，测量出烧杯和盐水的总质量如图乙，最后将烧杯中的盐水全部倒入量筒中测出盐水的体积如图丙，盐水密度为_____； (3)根据此方法测出的盐水密度____（选填“偏大”“偏小”或“准确”）。 (4)为了方便判断液体密度的大小，蔡老师工作之余，利用身边的材料制作了C、D两支密度计，他将C、D两支密度计同时放入水中的情景如图丁。若用它们来测量酒精的密度，选用密度计_______（选填“C”或“D”）更合适；若将另一支密度计放入酒精中，发现该密度计会触碰瓶底，如图戊。为了使该密度计能够在酒精中漂浮，请你帮蔡老师给该密度计提出一条简单合理的改进建议：______________。 8．制作简易的密度计，器材有：一根长度为的吸管、铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。（取） (1)用刻度尺和记号笔在吸管上标出刻度，用石蜡将标的一端封闭，添加铁屑至管内，使其总质量为，设法让它能竖直_________在液面上，这就是一个简单的密度计。 (2)如图甲所示，当将它放入密度为的水中时，浸入的深度为。若放入密度为的酒精中，密度计所受的浮力大小为_________N，浸入的深度等于_________。 (3)如图乙所示，在吸管下方安装一个小瓶，将铁屑装入瓶中，制成另一支简易密度计，使其总质量为，放入液体后，小瓶完全浸没。放入水中，在密度计上标记出水面位置，密度计排开水的体积为_________；从水中取出擦干后，放入待测盐水中，比液面高。取出密度计擦干，倒出部分铁屑，使其总质量为，再放入水中，液面距离为。则吸管的横截面积为_________，盐水的密度为_________（保留2位小数）。 9．“制作简易密度计”的跨学科实践活动中，同学们需要用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡等材料制作一个简易密度计。 【项目分析】(1)将制作完成的密度计放入液体中，使密度计处于竖直___________状态，根据___________原理可知，此时密度计所受浮力等于所受重力。 【项目实施】(2)取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端内部塞入适量金属丝并用石蜡封口，理论上密度计从上到下的标度依次变___________（选填“大”或“小”）。 (3)将制作好的简易密度计置于水中，密度计稳定后用记号笔在与液面齐平处标出刻度为___________ g/cm3，并且量出水面至封口端的距离为H；再将同一密度计置于盐水中，量出盐水液面至封口端的距离为h，则可以算出盐水的密度=__________（用、H、h表示）。 【展示交流】(4)在标记刻度过程中，发现相邻两刻度线之间的距离较小，导致用此密度计测量液体密度时误差较大，为提高测量精度，他想了如下改进方案，其中可行的是___________ A．换更大的容器盛放液体做实验 B．换更细的吸管制作密度计 C．换更长的吸管制作密度计 D．适当增大吸管中铁丝的质量 (5)该同学将制作好的密度计内部的铁丝从吸管上端倒出，缠绕到底部外侧，其它没有变化，这样“改装”后的密度计测同一液体密度，测量结果___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 10．小亮在学习了浮力相关知识后，打算自制一个简易液体密度计，来测量液体的密度。 (1)取一枚已使用完毕的签字笔芯，将其金属笔头朝下置入水中。观察到该笔芯静止时未能保持竖直漂浮状态，如图甲所示。在管内存有少量“墨水”的笔芯，发现笔芯能够竖直漂浮，如图乙所示。除此之外，你还有什么方法能使笔芯竖直漂浮？___________（写出一种即可）。 (2)标记刻度时，越靠近_______（选填“笔芯尖”、“笔芯尾”）位置，密度越大。 (3)制作好密度计后，小亮想用其测量未知液体的密度，于是进行了如下操作： ①用刻度尺，测量出自制密度计的长度，记为L； ②将密度计放入水中，静止后如图乙所示，在密度计上与水面齐平处标记为O点，并测得液面以上的长度为H0； ③将密度计放入密度未知的液体中，静止后如图丙所示，并测得液面以上的长度为H1。则该液体密度的表达式为：ρ液=___________（用 L、H0、H1、ρ水表示，忽略笔尖不规则对实验的影响，将笔尖与笔芯管看成等粗细）。 (4)小亮想让简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些，可换用更___________（选填“粗”或“细”）的笔芯。（忽略笔芯重力的变化） (5)小亮用制作好的密度计再次测量另一种液体密度，发现自制密度计沉底但仍竖直竖立，则测得的密度值将______（选填“大于”或“小于”）实际值。 11．小明制作简易的密度计，器材有：长度为20cm的吸管一根，铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。 (1)如图-1所示，用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度，用石蜡将标0cm的一端封闭，添加铁屑至管内，使其总质量为28g，能竖直________在液体中：当将它放入密度为的水中时，浸入的深度为。若放入密度为的酒精中，密度计所受的浮力大小为________N，浸入的深度为________cm。 (2)将密度计放入密度不同的液体中，浸入的深度h与液体密度倒数之间的关系应符合图-2中________（选填“①”“②”或“③”）。 (3)密度计不仅能测量液体密度，还能间接测量固体密度。在测量鸡蛋密度时（鸡蛋密度大于水），可以将鸡蛋放入清水中，此时鸡蛋受到竖直向________的浮力。接着向清水中不断加盐搅拌，至鸡蛋处于________状态，此时使用密度计测量盐水密度即为鸡蛋密度。 (4)为检验刻度误差，小明取来食用油（密度已知），接着小明再用这个密度计测量。但操作时却出现了图-3所示的情形，这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗，根据经验或思考，在不更换食用油的情况下，你认为可以进行怎样的尝试：________。 12．如图是小华“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路。 (1)检查时发现连接的电路中有一根导线连接不当，请在答题纸相应的图中连接错误的那根导线上打“×”，并用笔画线表示导线将电路连接正确；(2)电路接通前，滑动变阻器的滑片P应移至最______（选填“A”或“B”）端； (3)若定值电阻R开路，闭合开关后______表的示数为0； (4)实验完成后记录数据的纸被不慎弄污，只剩图乙所示的表格，根据表格数据可判断小华探究的是电流与_____的关系； (5)小华用“2.5 V 0.3 A”的小灯泡替换R来完成研究小灯泡电阻的实验。闭合开关，移动滑片，电压表示数如图丙所示，电流表示数可能是下列数据中的______；A．0.18 A B．0.22 A C．0.26 A (6)某项目化小组设计了一款阴雨天能自动收衣的装置，其电路如图丁所示。为湿敏电阻，当空气相对湿度达到70%，通过电磁铁线圈（电阻不计）的电流达到30 mA时，衔铁刚好被吸下电动机工作，完成收衣工作。用伏安法测得A、B两个湿敏电阻的阻值随湿度的变化关系如图戊所示。要满足上述项目要求，应选择______（选填“A”或“B”）做湿敏电阻；如果空气相对湿度达到60%就能启动收衣，可行的方案是______（选填序号）。①提高工作电路的电源电压②适当减小连入电路的阻值 13．某兴趣小组设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮（正常发光）、暗（发光较弱）交替闪烁发光。指示灯的规格均为“6 V  3 W”，为定值电阻。电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，请完成下列任务： (1)若汽车向左转向时，让左转指示灯闪烁。此时转向开关应与触点________接触（选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）。 (2)当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化规律如图乙所示。已知当右转指示灯微弱发光时，其两端实际电压为，消耗的实际功率为额定功率的。求： ①右转指示灯闪烁交替工作15秒消耗的电能为多少？ ②定值电阻的阻值为多少?（指示灯的电阻不变） 14．如图是小新同学家热水器的自动控温电热水器的电路图，其中工作电路中的电压为，控制电路电压为，为热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），置于水箱中，产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，为可调电阻，用来设定电热水器的水温。、为纯电热丝，均置于水箱中，，。电磁铁线圈电阻忽略不计，当控制电路中的电流达到特定值时，电磁铁衔铁被吸下，此时工作电路处于保温状态（保温状态时，水的温度会逐渐降低），当水温降低到某一温度后，电磁铁衔铁被弹上去，此时电路处于加热状态。工作过程中，电源电压均保持不变，请完成下列问题： (1)图甲中电磁铁的上端为__________（选填“N极”或“S极”）；如果想要设定更高的水温则将滑片向__________（选填：“左”或“右”）滑动； (2)这款电热水器储有的水，若该款热水器在加热状态下正常工作2小时，且产生的热量被水吸收，则水温理论上能升高多少℃?[] (3)小新同学想到了电热水器的两种使用方式，第一种：“一直通电”，据了解热水器在“一直通电”状态下实际加热时间的总和约为，其余时间均为保温状态；第二种：“使用时插”，小新每次使用之前将热水器通电，此时将水加热到设定温度需要加热工作，随即断电使用。通过计算，结合实际情况，如果你是小新你会选择第几种使用方式，并说明理由。 15．如题图所示为科学小组设计的警示灯电路.电源电压恒定不变，定值电阻闭合开关，警示灯开始闪烁（即较暗发光与较亮发光交替进行）；较暗发光与较亮发光的时长分别为0.6s、0.8s，通过灯泡的电流分别为0.4A、1A；电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，灯泡电阻R不变。 (1)触点A、B接通后，电磁铁_______（选填“有”或“无”）磁性；触点A、B断开后，灯泡_______（选填“较暗”或“较亮”）发光。(2)电源电压为_______V；灯泡电阻R为_______Ω。(3)闭合开关后的1分钟，电路中消耗的电能是_______J。 (4)若将R0换为“50Ω　1A”的滑动变阻器，调节滑动变阻器使它以最大功率工作时，灯泡的功率为_______W。 16．我国建成的首条通江达海大运河—平陆运河，配备了大型垂直升船机，其核心由大型滑轮组、驱动电动机和电磁继电器智能安全控制电路等关键部分组成。承船厢与巨型平衡重通过滑轮组悬挂配合工作，利用配重平衡自身绝大部分重力，大幅减轻电动机的牵引负荷，既节约电能损耗，又能保障船舶升降平稳、运行安全。 为有效防范承船厢超载、厢内水位异常等重大安全隐患，升船机配备了一套精密低压安全控制电路。控制电路电源电压，保护电阻与压敏电阻串联在电路中，电磁铁线圈电阻忽略不计。压敏电阻具有特殊的可变电阻特性：其阻值随压力变化关系如图（b）所示。电路设定安全临界工作电流为0.1 A；当线圈电流时，电磁铁磁性显著增强，吸合衔铁，自动切断工作电路，电动机停止运转，报警器报警；当电流时，电磁铁磁性较弱，衔铁不动作，电动机正常驱动升船机平稳工作。 某次提升作业中，承船厢和货轮总质量，以0.2 m/s的速度匀速竖直上升，提升高度。提升过程中需要克服机械部件摩擦、空气阻力等做额外功，电动机的输出功率为7500 kW。 (1)升船机中电磁继电器是利用电流的________效应工作的。 (2)电磁铁的上端是________极。 (3)当承船厢搭载质量更大的货轮时，控制电路电流将变________。 (4)当控制电路达到安全临界工作电流时，承船箱对压敏电阻的压力是________N。(5)升船机提升货轮的机械效率为________%。 (6)结合欧姆定律和电磁继电器工作原理，若想把保护电阻换成另外一个元件，来实现自动控制的压力可调，换成的元件是________。 17．如图所示为小雅设计的简易洗衣机电路模型，工作电路分为注水系统和洗涤系统。当开关S1、S2都闭合时，注水系统开始工作；当水位到达h1时，洗涤系统才开始工作；水位到达h2时，注水系统停止注水，洗涤系统继续工作。其中电源电压U2=220V，注水系统额定功率为100W，洗涤系统额定功率为150W，控制电路电源电压U1=3V，水箱底面积为S=500cm2，高度为70cm，注水系统平均注水速度v=50cm3/s，当通过电磁铁线圈的电流小于等于10mA，衔铁恰好弹开。电磁继电器1、2完全相同，线圈电阻忽略不计。力敏电阻R1、R2分别位于水箱底部，阻值随水位h的变化如表所示： h/厘米 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 /欧 40 46 55 70 90 115 145 190 240 300 /欧 262 265 270 280 300 325 354 387 427 475 (1)水位为0cm时，通过电阻R1的电流为_____A，电磁继电器2衔铁上的动触点与触点_______（选填“c”或“d”）接触。 (2)当水位到达h1时，R2的阻值为m，当水位到达h2时，R1的阻值为n，则m__________n。（选填“大于”、“等于”或“小于”） (3)注水系统从刚开始加水到停止加水的过程中，工作电路消耗的总电能为多少焦耳？ (4)已知力敏电阻R1阻值随水位变化的曲线如图丙所示。将力敏电阻R1由原来的①换成②（最高水位高于h0），则注水系统最高水位将_______（选填“升高”、“降低”或“不变”） 18．车辆超载是造成公路桥梁损坏的重要原因之一，因此限制车辆超载有着重要意义。某物理兴趣小组设计了一个“汽车超载记录器”原理图，如图甲。图中使用了一个水平杠杆OAB，O为支点，，R为压敏电阻，其所受压力与电阻的关系如图乙所示。已知变阻器R1规格为“50Ω  2A”，电磁继电器线圈电阻忽略不计，当通过线圈的电流达到0.1A时，电磁继电器的衔铁被吸下。 (1)图中使用的杠杆OAB是______杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）。在本装置中，若车辆重力作用在A点，经杠杆传递后，作用在压敏电阻R上的压力将______（选填“增大”或“减小”）。 (2)将图甲连接完整。要求：未超载，绿灯亮；超载，红灯亮，拍照，记录违法行为，红灯与照相机需独立工作。 (3)在某路段限重20t（即车辆对压敏电阻的最大允许压力对应20t）。由图乙可知，当压力刚好为20t时，压敏电阻的阻值为______Ω。若电源电压为6V，此时调节变阻器的滑片，使控制电路刚好达到衔铁吸合的电流，则控制电路的总电阻为______Ω。(4)某些主干道抗压能力较好，允许通行质量更大的车辆，需适当调高限载，可以采取的措施是______（写一条可行的措施即可）。 19．图甲为某品牌饮水器的简化电路图。饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝R1和热敏电阻Rx，外部有最大阻值为25Ω的滑动变阻器R2。 (1)如图甲所示，当水面到达一定高度时，开关_________（选填“S1”或“S2”）接通，此时电磁铁产生磁性；当磁性足够强时，开关_________（选填“S1”或“S2”）接通，电热丝R1发热工作；若只把电源U1的正负极对调，则______（选填“会”或“不会”）影响电路的正常工作。 (2)在1个标准大气压下，继电器开关S2能够在饮水器内的水加热至沸腾后自动切断加热电路，可知热敏电阻Rx应使用了图乙中的_________（选填“A”或“B”）。 如果把此饮水器放在高原地区使用，为了使水沸腾后能自动切断加热电路，可以采取的措施是将滑动变阻器的阻值调_________（选填“大”或“小”）。 (3)当把滑动变阻器R2阻值调到最大时，饮水器加热过程中，热敏电阻Rx的最大功率是_________W。 20．阅读短文，回答问题。跨学科实践——了解PM2.5传感器并制作模型 【任务要求】了解PM2.5的概念，会使用PM2.5传感器进行测量并了解其工作原理；制作简易模型，模拟空气质量变化，进一步认识其测量原理，并对模型的设计制作、实验测量过程等进行交流评价。 【自主学习】PM2.5是指空气中直径小于等于2.5微米的颗粒物，它能被吸入人体，对健康有害。PM2.5浓度常用微克每立方米（）为单位，生活中常利用PM2.5传感器测量，数值越大表示污染越严重，PM2.5浓度低于时空气质量为优。某PM2.5传感器的工作原理如图甲所示，传感器内部有红外发光二极管和光敏接收器，出气口处用排气泵排出气体室内的空气，外界空气在大气压的作用下从进气口进入气体室并流过检测区，其中的颗粒物会遮挡红外光，使得到达光敏接收器的光强减弱。光敏接收器将光强转换为电压信号输出，输出电压随PM2.5浓度的增加均匀增加。该传感器最大功率0.3W，量程为，对应输出电压。 (1)关于PM2.5和传感器，下列说法正确的是___。A．PM2.5颗粒与铀原子的大小相当 B．其原理主要利用了红外线的热效应 C．其示数为50时表示空气质量为优 D．气体室内的气压小于外界的大气压 光照强度/lux 400 100 70 40 10 0 光敏电阻R/Ω 1 2 4 8 16 1000 电流表示数 - (2)传感器工作10min，最多消耗电能______J，若某次测量时输出电压为2V，对应的PM2.5浓度为______μg/m3。 【设计制作】同学们设计并制作了简易PM2.5传感器模型，其原理如图乙所示。控制电路中，电源电压且保持不变，电流表量程为，定值电阻的阻值为6Ω，电磁铁线圈电阻不计，R为光敏电阻，其阻值随光照强度变化的关系如下表所示。当控制电路中的电流小于0.4A时，受控电路中的小灯泡L停止工作，同时电铃发出警报声。我们可以根据电流表的示数及小灯泡或电铃的工作情况了解空气的污染程度。 【实验测量】同学们将遮光板向左逐步拉出，模拟PM2.5浓度均变小，光照强度变大，电流表示数也逐渐增大。 【交流评价】同学们对模型的设计、性能进行评价和改进。 等级 优秀 良好 合格 不合格 评价指标 原理 相同 基本相同 可类比 无可比性 测量 准确测量光照强度的值 监测教室空气的质量变化 监测教室里光照强度的变化 无法探测空气质量的优劣 (3)简易传感器模型工作时，电磁铁的上端为______（选填“N”或“S”）极；当电流表示数为0.6A时，则对应的光照强度为______lux；若光照强度为40lux时，受控电路中的用电器______（选填“灯泡”或“电铃”）处于工作状态。 (4)实验测试完成后，同学们对模型存在的问题和需要改进的地方进行了交流。 ①你认为模型设计中存在的明显错误是______，你提供的解决方案是______； ②纠正以上错误后，同学们针对模型与实用传感器的原理及实际使用情况，制定了评价表，根据评价指标你认为该模型的等级为______。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $