内容正文:
初三年级综合测试练习卷 物理部分
一、生活与自然(19分)
1. 科学家坚持对物质世界的探索值得我们学习。
(1)哥白尼提出“日心说”的天体运行理论,太阳系中木星是______(选填“A恒星”“B行星”或“C卫星”);
(2)______提出原子“核式结构模型”,如图所示为氦原子核式结构模型,其核内带电的微粒是______(选填“A电子”“B质子”或“C中子”)。
2. 厨房中蕴含着丰富的物理知识。如图所示,燃气灶正在烧水,抽油烟机同时工作。
(1)水沸腾时,壶口附近产生“白雾”,这是水蒸气发生______形成的(填物态变化);
(2)抽油烟机是利用______工作的;它与燃气灶之间是______连接(选填“A.串联”或“B.并联”);
(3)炒菜用的锅身和锅柄分别用金属和塑胶制成,这主要是利用了金属和塑胶不同的______性(选填“A.导电”或“B.导热”)。
3. 端午节赛龙舟时,鼓手在船上击鼓,队员奋力划船,如图所示。
(1)以河岸为参照物,龙舟是运动的,判断依据:龙舟相对于河岸的______发生改变;龙舟上的队员可以看到岸边建筑物在水中的倒影,这个倒影是______像;(选填A.实 B.虚)
(2)比赛时,并排前进的龙舟不能离得太近。原因之一是:太近时,龙舟间水的流速增大,压强______(选填“A增大”或“B减小”),容易相撞;
(3)冲过终点线后,停止划桨,龙舟受到水的阻力,速度越来越小,这说明力能改变物体的______,该过程中龙舟的惯性______(选填“A增大”“B不变”或“C减小”)。
4. 节假日,小朋友在游乐场里滑滑梯,头发一根根竖了起来,如图所示。
(1)竖起的头发丝所带的电荷一定是( )
A. 正电荷 B. 负电荷 C. 同种电荷 D. 异种电荷
(2)小朋友下滑过程中,( )一定减小。
A. 动能 B. 重力势能 C. 内能 D. 弹性势能
(3)小朋友下滑后,臀部有灼热感,这是通过______的方式增加了臀部的内能(选涂A.热传递 B.做功),这一过程中能量的形式______(选涂A.发生了 B.未发生)转化。
二、工程与实践(14分)
5. 如图,某运载火箭成功发射,将约600公斤物资送入我国空间站,并承担应急救援任务。
(1)火箭点火,底部向下喷出的燃气对火箭产生向上的推力,说明力的作用是______的;现场听到火箭发动机的轰鸣声,为保护听力,工作人员佩戴耳罩,这是在______处减弱噪声;
(2)航天员所穿航天服的手掌部分有橡胶颗粒,其目的是______(选填“A增大”或“B减小”)抓取物体时的摩擦。
6. 如图1,春晚节目《武BOT》激起小明对于机器人的浓厚兴趣。他了解到:某款参演机器人质量为40kg,站立时双脚与水平舞台总接触面积。
(1)表演中,机器人沿直线匀速前进6m,用时6s。请在图2中用“×”画出对应坐标点____。表演时机器人的速度大小为______m/s。人形机器人直立站立时,计算机器人对地面的压强大小为______Pa。
(2)若人形机器人的机械臂与如图1乙所示的人的手臂原理类似的杠杆,则下图中还有哪些同类杠杆( )。
A. B. C. D.
7. 甲、乙两同学分别用完全相同的装置探究“水在沸腾前后温度变化的特点”,如图1所示。根据温度传感器测得的数据得到了水的温度随时间变化的关系图像如图2所示。
(1)由图2甲或乙的图像可得的实验结论是:________________。
(2)丙同学发现因为甲、乙同学所用水的质量不同,导致实验的图像存在差异,请判断甲、乙两同学所用水的质量大小关系______(选填“A.>”或“B.<”或“C.=”)。
(3)丙同学做了“针管烧水”的实验,如图3所示。他用注射器吸入适量左右的水,用牙签将注射口堵住,用力向外拉动活塞,观察到针筒里的水冒泡泡沸腾起来。下列生活现象与其原理一致的是( )
A. 高海拔地区食物难以煮熟
B. 打开密封的碳酸饮料瓶时,瓶内迅速冒出大量气泡
C. 密封包装的薯片带到青藏高原包装袋膨胀
三、家用汽车(7分)
8. 马路上家用汽车随处可见。
(1)小明家的汽车油箱容量为60L,最多可装汽油___kg。小明妈妈每天开车上班消耗汽油1kg,这部分汽油完全燃烧时放出的热量为______J。(汽油的密度:,热值:)
(2)小明发现:当汽车在平直的公路上匀速行驶时,满载状态下的车速要比空载时的车速一般要小。为了弄清其原因,他查阅到如下资料:①汽车行驶时,其输出功率恒定;②汽车在同一平直路面行驶时,受到阻力f随汽车对地面压力的增大而增大;③汽车在恒定功率下行驶时,速度v与所受牵引力F的相关数据如表所示。
F(N)
2000
1000
500
400
200
v(m/s)
5
10
20
25
50
①分析比较表中速度v与所受牵引力F的变化关系,可得出的初步结论是:当汽车在恒定功率下行驶时,____________;
②请综合上述信息和所学知识,分析汽车在同一平直路面行驶,满载时的行驶速度一般比空载时小的原因。__________
四、简易恒温箱(9分)
9. 同学制作了一个简易恒温箱,其加热电路如图所示,电路中的电源电压为10V保持不变,电阻阻值为。
(1)求闭合开关S后,电阻通电10s产生的热量。
(2)为调节加热功率,在该电路中,同学把滑动变阻器与电流表A(只有0~0.6A量程完好)以某种方式接入电路中,使电路能正常工作,在移动滑动变阻器滑片的过程中,电路总功率的最小值为12W。
①请在答题纸相应位置的方框内画出该情况对应的电路图。
②求电路中滑动变阻器的最大阻值。
③求电路中的最大电功率。
五、自制密度计(7分)
10. “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、一段细铜丝、石蜡等材料制作一个简易密度计。
(1)将制作完成的密度计放入液体中,使其处于竖直______状态,根据______知识可知,此时密度计所受浮力等于密度计所受重力。
(2)将自制密度计分别放入水中和密度分别为、的食盐水中,待密度计稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C(如图甲),刻度C处应标示的密度值为______。在标记刻度过程中,发现相邻两刻度线之间的距离较小,为提高测量精度,在保证密度计总质量不变的前提下,请你提出一条合理的改进措施:_______________。
(3)将制作好的简易密度计置于水中(如图乙),量出水面至封口端的距离为H,此时密度计受到的浮力为;再将同一密度计置于盐水中(如图丙),量出盐水液面至封口端的距离为h,此时密度计受到的浮力为,则______(选填“A<”“B=”或“C>”),忽略细铜丝的体积,盐水的密度______(用、H、h表示)。
(4)其他小组制作了A、B两个简易密度计(如图丁)分别放入水中时,水面恰好与A密度计最上面刻度线齐平,与B密度计最下面刻度线齐平,如果要用它们测量密度稍小于水的另一种液体的密度,则应选用______密度计(选填“A”或“B”)。
六、探究电流与电阻的关系(14分)
11. 小明,小华,小红共同“探究电流与电阻的关系”实验,他们遇到一些问题,小组合作共同解决。
(1)一开始小明连接的电路如图1甲所示,检查电路发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线把它改到正确的位置上;
(2)小明确定电路正确连接方法后,选用如下器材:电源电压恒为6V,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“,1A”,将电阻箱R接入AB之间完成实验。先将电阻箱调到接入图1乙所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最______(选填“A.左”或“B.右”)端;
(3)控制电阻箱两端的电压为3V不变,他们首先将电阻箱调至,测出电流。断开开关后,接着将电阻箱调至,继续操作有以下四步:
①闭合开关;
②将滑动变阻器的滑片移到最右端;
③记录电流表示数;
④将滑动变阻器的滑片移到适当位置;
从安全和规范角度考虑,正确的顺序是____________(填序号);
上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是________;
(4)记录的实验数据如表所示,分析数据可得的结论是:_________。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻
5
10
15
20
25
30
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.12
0.1
(5)在当前的实验中,若保持电流表所选的量程和控制的电压值不改变,则电阻箱可接入的阻值范围是____________;
(6)小华同学找来一个小灯泡将电阻箱更换,其他器材相同。也做这个实验时,由于连线错误,根据测量的数据绘出的图像如图1丙所示,请指出连线错误之处:__________________;
(7)最后,小红同学用如图2所示的电路进行“探究电流与电阻关系”的实验,电路中,电源电压为不变,的阻值为。小红规范操作,闭合开关S,观察到电压表示数为,并记录了此时电流表的示数。一段时间后,两电表中只有一个电表的示数为0。经分析,小红发现电路某一处存在故障,且故障发生在电阻或滑动变阻器上,请写出电压表示数及对应的故障_____________;
(8)小红排除故障后,将阻值为的定值电阻替换,规范操作,重新闭合开关S。此时电压表示数为______。接下来小红移动滑片P,直至电压表示数为______时,再次记录电流表的示数。
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初三年级综合测试练习卷 物理部分
一、生活与自然(19分)
1. 科学家坚持对物质世界的探索值得我们学习。
(1)哥白尼提出“日心说”的天体运行理论,太阳系中木星是______(选填“A恒星”“B行星”或“C卫星”);
(2)______提出原子“核式结构模型”,如图所示为氦原子核式结构模型,其核内带电的微粒是______(选填“A电子”“B质子”或“C中子”)。
【答案】(1)B (2) ①. 卢瑟福 ②. B
【解析】
【小问1详解】
太阳系中,太阳自身发光发热是恒星,木星绕太阳转动,属于太阳系的行星,故选B。
【小问2详解】
物理学史中,卢瑟福最早提出了原子的核式结构模型;原子结构中,电子带负电,绕原子核在核外运动;原子核由质子和中子组成,其中质子带正电,中子不带电,因此核内带电的微粒是质子,故选B。
2. 厨房中蕴含着丰富的物理知识。如图所示,燃气灶正在烧水,抽油烟机同时工作。
(1)水沸腾时,壶口附近产生“白雾”,这是水蒸气发生______形成的(填物态变化);
(2)抽油烟机是利用______工作的;它与燃气灶之间是______连接(选填“A.串联”或“B.并联”);
(3)炒菜用的锅身和锅柄分别用金属和塑胶制成,这主要是利用了金属和塑胶不同的______性(选填“A.导电”或“B.导热”)。
【答案】(1)液化 (2) ①. 流体流速越大,压强越小 ②. B
(3)B
【解析】
【小问1详解】
水沸腾时,壶口喷出的高温水蒸气遇冷,由气态变为液态小水滴,形成“白雾”,这个物态变化是液化。
【小问2详解】
抽油烟机工作时,内部空气流速快、压强小,外界大气压将油烟压入油烟机排出,利用了流体流速越大,压强越小的原理。
家庭电路中,不同用电器可以独立工作、互不影响,因此抽油烟机和燃气灶是并联连接,故选B。
【小问3详解】
锅身需要良好导热性来加热食物,锅柄需要较差导热性防止烫手,这是利用了金属和塑胶不同的导热性,和导电性无关,选B。
3. 端午节赛龙舟时,鼓手在船上击鼓,队员奋力划船,如图所示。
(1)以河岸为参照物,龙舟是运动的,判断依据:龙舟相对于河岸的______发生改变;龙舟上的队员可以看到岸边建筑物在水中的倒影,这个倒影是______像;(选填A.实 B.虚)
(2)比赛时,并排前进的龙舟不能离得太近。原因之一是:太近时,龙舟间水的流速增大,压强______(选填“A增大”或“B减小”),容易相撞;
(3)冲过终点线后,停止划桨,龙舟受到水的阻力,速度越来越小,这说明力能改变物体的______,该过程中龙舟的惯性______(选填“A增大”“B不变”或“C减小”)。
【答案】(1) ①. 位置 ②. B
(2)B (3) ①. 运动状态 ②. B
【解析】
【小问1详解】
以河岸为参照物,龙舟的位置在不断变化,因此龙舟是运动的。
水中倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的,平面镜成的是虚像,故选B。
【小问2详解】
根据流体压强与流速的关系: 流体流速越大,压强越小。当龙舟并排前进且靠得太近时,龙舟之间的水流速度增大,导致龙舟之间的压强减小,而外侧的压强较大,因此龙舟容易向内侧靠拢,容易相撞,故选B。
【小问3详解】
龙舟受到水的阻力,速度越来越小,这说明力能改变物体的运动状态。
惯性的大小只与物体的质量有关,该过程中龙舟的质量不变,惯性不变,故选B。
4. 节假日,小朋友在游乐场里滑滑梯,头发一根根竖了起来,如图所示。
(1)竖起的头发丝所带的电荷一定是( )
A. 正电荷 B. 负电荷 C. 同种电荷 D. 异种电荷
(2)小朋友下滑过程中,( )一定减小。
A. 动能 B. 重力势能 C. 内能 D. 弹性势能
(3)小朋友下滑后,臀部有灼热感,这是通过______的方式增加了臀部的内能(选涂A.热传递 B.做功),这一过程中能量的形式______(选涂A.发生了 B.未发生)转化。
【答案】(1)C (2)B
(3) ①. B ②. A
【解析】
【小问1详解】
摩擦起电后每根头发带上同种电荷,根据同种电荷相互排斥,头发互相推开而竖起来,无法确定头发是带正电还是负电,故ABD错误,C正确。
故选C。
【小问2详解】
A.若加速下滑,动能增大;若匀速下滑,动能不变,所以动能不一定减小,故A错误;
B.下滑时高度持续降低,质量不变,重力势能一定减小,故B正确;
C.摩擦生热,内能增大,故C错误;
D.无弹性形变,弹性势能保持为0不变,故D错误。
故选B。
【小问3详解】
下滑时臀部与滑梯摩擦,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,能量形式发生转化。
二、工程与实践(14分)
5. 如图,某运载火箭成功发射,将约600公斤物资送入我国空间站,并承担应急救援任务。
(1)火箭点火,底部向下喷出的燃气对火箭产生向上的推力,说明力的作用是______的;现场听到火箭发动机的轰鸣声,为保护听力,工作人员佩戴耳罩,这是在______处减弱噪声;
(2)航天员所穿航天服的手掌部分有橡胶颗粒,其目的是______(选填“A增大”或“B减小”)抓取物体时的摩擦。
【答案】(1) ①. 相互 ②. 人耳
(2)A
【解析】
【小问1详解】
火箭向下喷出燃气,燃气对火箭产生向上的反推力推动火箭上升,说明力的作用是相互的。
减弱噪声有三个途径:声源处、传播过程中、人耳处,佩戴耳罩是阻止噪声进入人耳,属于在人耳处减弱噪声。
【小问2详解】
摩擦力的大小和接触面粗糙程度有关:压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。航天服手掌增加橡胶颗粒,增大了接触面的粗糙程度,目的是增大摩擦,故选A。
6. 如图1,春晚节目《武BOT》激起小明对于机器人的浓厚兴趣。他了解到:某款参演机器人质量为40kg,站立时双脚与水平舞台总接触面积。
(1)表演中,机器人沿直线匀速前进6m,用时6s。请在图2中用“×”画出对应坐标点____。表演时机器人的速度大小为______m/s。人形机器人直立站立时,计算机器人对地面的压强大小为______Pa。
(2)若人形机器人的机械臂与如图1乙所示的人的手臂原理类似的杠杆,则下图中还有哪些同类杠杆( )。
A. B. C. D.
【答案】(1) ①. ②. 1 ③.
(2)A
【解析】
【小问1详解】
路程,时间,对应坐标点 (6, 6) ,在图2网格该位置画“×”,据此作图。
表演时机器人的速度大小为
机器人对水平地面的压力等于重力,即
受力面积
计算机器人对地面的压强大小为
【小问2详解】
图乙的手臂,支点在肘关节,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
A.筷子使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,和手臂原理类似的杠杆同类,故A符合题意;
BCD.开瓶器、羊角锤、核桃夹使用时,动力臂都大于阻力臂,都属于省力杠杆,故BCD不符合题意。
故选A。
7. 甲、乙两同学分别用完全相同的装置探究“水在沸腾前后温度变化的特点”,如图1所示。根据温度传感器测得的数据得到了水的温度随时间变化的关系图像如图2所示。
(1)由图2甲或乙的图像可得的实验结论是:________________。
(2)丙同学发现因为甲、乙同学所用水的质量不同,导致实验的图像存在差异,请判断甲、乙两同学所用水的质量大小关系______(选填“A.>”或“B.<”或“C.=”)。
(3)丙同学做了“针管烧水”的实验,如图3所示。他用注射器吸入适量左右的水,用牙签将注射口堵住,用力向外拉动活塞,观察到针筒里的水冒泡泡沸腾起来。下列生活现象与其原理一致的是( )
A. 高海拔地区食物难以煮熟
B. 打开密封的碳酸饮料瓶时,瓶内迅速冒出大量气泡
C. 密封包装的薯片带到青藏高原包装袋膨胀
【答案】(1)水沸腾前吸热,温度不断升高;水沸腾时吸热,温度保持不变
(2)B (3)A
【解析】
【小问1详解】
本实验探究水沸腾前后温度变化的特点,从图像可以看出:水沸腾前,吸收热量温度持续升高;达到沸点沸腾时,继续吸收热量,温度保持不变。
【小问2详解】
甲、乙用完全相同的装置加热,相同时间内水吸收的热量相等,根据吸热公式,比热容相同、吸收热量相同时,温度升高越快(越大),水的质量越小。由图2可知,相同时间内甲升温比乙快,因此,故选B。
【小问3详解】
针管烧水的原理是通过拉伸活塞,使针筒内气压降低,水的沸点随之降低,从而在80℃左右沸腾。
A.高海拔地区气压低,水的沸点低于100℃,因此食物难以煮熟,原理和实验一致,故A符合题意;
B.打开碳酸饮料瓶冒气泡,是因为气压减小,二氧化碳的溶解度降低,和沸点无关,故B不符合题意;
C.青藏高原包装袋膨胀,是因为外界气压降低,袋内气压大于外界气压导致膨胀,和沸点无关,故C不符合题意。
故选A。
三、家用汽车(7分)
8. 马路上家用汽车随处可见。
(1)小明家的汽车油箱容量为60L,最多可装汽油___kg。小明妈妈每天开车上班消耗汽油1kg,这部分汽油完全燃烧时放出的热量为______J。(汽油的密度:,热值:)
(2)小明发现:当汽车在平直的公路上匀速行驶时,满载状态下的车速要比空载时的车速一般要小。为了弄清其原因,他查阅到如下资料:①汽车行驶时,其输出功率恒定;②汽车在同一平直路面行驶时,受到阻力f随汽车对地面压力的增大而增大;③汽车在恒定功率下行驶时,速度v与所受牵引力F的相关数据如表所示。
F(N)
2000
1000
500
400
200
v(m/s)
5
10
20
25
50
①分析比较表中速度v与所受牵引力F的变化关系,可得出的初步结论是:当汽车在恒定功率下行驶时,____________;
②请综合上述信息和所学知识,分析汽车在同一平直路面行驶,满载时的行驶速度一般比空载时小的原因。__________
【答案】(1) ①. 42 ②.
(2) ①. 速度与牵引力成反比 ②. 汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,满载时汽车对地面压力大,阻力大,牵引力大;汽车输出功率恒定,根据可知,牵引力大时速度小,故满载时行驶速度比空载时小。
【解析】
【小问1详解】
汽车油箱最多可装汽油的体积
最多可装汽油的质量
这部分汽油完全燃烧时放出的热量
【小问2详解】
由表格中数据可知,表格中每组牵引力与速度的乘积相等,即功率不变,由此得出结论:当汽车在恒定功率下行驶时,速度与牵引力成反比。
汽车在平直路面匀速行驶时,牵引力与阻力是平衡力,即;满载时汽车对地面压力大于空载,则满载时阻力更大,故满载时牵引力更大;根据可知,输出功率恒定时,牵引力越大,速度越小,因此满载时行驶速度比空载时小。
四、简易恒温箱(9分)
9. 同学制作了一个简易恒温箱,其加热电路如图所示,电路中的电源电压为10V保持不变,电阻阻值为。
(1)求闭合开关S后,电阻通电10s产生的热量。
(2)为调节加热功率,在该电路中,同学把滑动变阻器与电流表A(只有0~0.6A量程完好)以某种方式接入电路中,使电路能正常工作,在移动滑动变阻器滑片的过程中,电路总功率的最小值为12W。
①请在答题纸相应位置的方框内画出该情况对应的电路图。
②求电路中滑动变阻器的最大阻值。
③求电路中的最大电功率。
【答案】(1)100J
(2)①;②;③16W
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S后,电路为的简单电路,根据欧姆定律,电路中的电流为
根据焦耳定律,通电10s产生的热量为
【小问2详解】
① 根据题意,要使移动滑片过程中电路总功率存在最小值,且电流表能正常工作,滑动变阻器与电流表串联后,与并联:此时的电流恒定,接入电阻最大时,总电流最小、总功率最小,符合题目要求,据此作图。
②总功率最小值,根据可得,电路最小总电流为
并联电路干路电流等于各支路电流之和,支路电流恒为,因此滑动变阻器的最小电流为
并联支路电压等于电源电压,因此滑动变阻器的最大阻值
③电流表量程为0~0.6A,因此滑动变阻器支路允许的最大电流,电路最大总电流为
电路的最大电功率为
五、自制密度计(7分)
10. “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、一段细铜丝、石蜡等材料制作一个简易密度计。
(1)将制作完成的密度计放入液体中,使其处于竖直______状态,根据______知识可知,此时密度计所受浮力等于密度计所受重力。
(2)将自制密度计分别放入水中和密度分别为、的食盐水中,待密度计稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C(如图甲),刻度C处应标示的密度值为______。在标记刻度过程中,发现相邻两刻度线之间的距离较小,为提高测量精度,在保证密度计总质量不变的前提下,请你提出一条合理的改进措施:_______________。
(3)将制作好的简易密度计置于水中(如图乙),量出水面至封口端的距离为H,此时密度计受到的浮力为;再将同一密度计置于盐水中(如图丙),量出盐水液面至封口端的距离为h,此时密度计受到的浮力为,则______(选填“A<”“B=”或“C>”),忽略细铜丝的体积,盐水的密度______(用、H、h表示)。
(4)其他小组制作了A、B两个简易密度计(如图丁)分别放入水中时,水面恰好与A密度计最上面刻度线齐平,与B密度计最下面刻度线齐平,如果要用它们测量密度稍小于水的另一种液体的密度,则应选用______密度计(选填“A”或“B”)。
【答案】(1) ①. 漂浮 ②. 二力平衡
(2) ①. ##1200 ②. 减小吸管的横截面积
(3) ①. B ②.
(4)B
【解析】
【小问1详解】
[1]密度计测量液体密度时,会竖直漂浮在液体中。
[2]因为物体漂浮时受到重力和浮力,处于平衡状态,根据二力平衡可知,此时物体所受浮力等于重力,所以密度计所受浮力等于其重力。
【小问2详解】
[1]密度计中,数据的分布是越靠近顶端的数据越小,越靠近底端的数据越大,水的密度是,如图甲所示,A处靠近顶端、C处靠近底端,故A处标示的密度最小,C处标示的密度最大,故刻度C处应标示的密度值为,即
[2]若吸管的横截面积为、密度计浸在液体中的深度为h,由可知,密度计浸在液体中的深度
则两个不同液体密度标示值之间的长度差可表示为
为提高测量精度,就是两个不同液体密度标示值不变时,使变大,故只需减小即可,即减小吸管的横截面积即可。
【小问3详解】
[1]同一密度计在不同液体中都处于漂浮状态,所受浮力都等于自身重力,所以将密度计置于水中和盐水中时,受到的浮力相等,即
[2]如图乙所示,密度计受到的浮力可以表示为
如图丙所示,密度计受到的浮力可以表示为
则有
则盐水的密度
【小问4详解】
密度计中,数据的分布是越靠近顶端,数据越小,数据越大,越靠近底端,A测量水的密度时,水面恰好与A密度计最上面刻度线齐平,当测量密度稍小于水的另一种液体的密度时,浸入深度会变大,超出A密度计的测量范围,所以应选用B密度计。
六、探究电流与电阻的关系(14分)
11. 小明,小华,小红共同“探究电流与电阻的关系”实验,他们遇到一些问题,小组合作共同解决。
(1)一开始小明连接的电路如图1甲所示,检查电路发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线把它改到正确的位置上;
(2)小明确定电路正确连接方法后,选用如下器材:电源电压恒为6V,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“,1A”,将电阻箱R接入AB之间完成实验。先将电阻箱调到接入图1乙所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最______(选填“A.左”或“B.右”)端;
(3)控制电阻箱两端的电压为3V不变,他们首先将电阻箱调至,测出电流。断开开关后,接着将电阻箱调至,继续操作有以下四步:
①闭合开关;
②将滑动变阻器的滑片移到最右端;
③记录电流表示数;
④将滑动变阻器的滑片移到适当位置;
从安全和规范角度考虑,正确的顺序是____________(填序号);
上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是________;
(4)记录的实验数据如表所示,分析数据可得的结论是:_________。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻
5
10
15
20
25
30
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.12
0.1
(5)在当前的实验中,若保持电流表所选的量程和控制的电压值不改变,则电阻箱可接入的阻值范围是____________;
(6)小华同学找来一个小灯泡将电阻箱更换,其他器材相同。也做这个实验时,由于连线错误,根据测量的数据绘出的图像如图1丙所示,请指出连线错误之处:__________________;
(7)最后,小红同学用如图2所示的电路进行“探究电流与电阻关系”的实验,电路中,电源电压为不变,的阻值为。小红规范操作,闭合开关S,观察到电压表示数为,并记录了此时电流表的示数。一段时间后,两电表中只有一个电表的示数为0。经分析,小红发现电路某一处存在故障,且故障发生在电阻或滑动变阻器上,请写出电压表示数及对应的故障_____________;
(8)小红排除故障后,将阻值为的定值电阻替换,规范操作,重新闭合开关S。此时电压表示数为______。接下来小红移动滑片P,直至电压表示数为______时,再次记录电流表的示数。
【答案】(1) (2)B
(3) ①. ②①④③ ②. 电压表示数等于3V
(4)电压恒定,电流与电阻成反比
(5)
(6)电压表接在滑动变阻器两端
(7)电压表示数为0,故障是R1短路;电压表示数为U0,故障是R1断路
(8) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
原电路电压表串联在电路中,正确改法:将电流表负接线柱与定值电阻右端接线柱连接,据此作图。
【小问2详解】
滑动变阻器的作用是保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的阻值调到最大,以防止电路中的电流过大损坏元件。 滑动变阻器的阻值最大时,滑片应移到离接入电路较远的一端,即B端。
【小问3详解】
更换电阻后,先将滑动变阻器调到最大阻值(保护电路),再闭合开关,移动滑片使电阻两端电压回到控制的设定值,最后记录电流,故顺序为②①④③。
实验要求控制电阻箱两端电压为3V不变,因此滑片已处于适当位置的依据是电压表示数等于3V。
【小问4详解】
分析表格数据,电阻��增大,电流��减小,且��×��的乘积基本不变,可得的结论是电压恒定,电流与电阻成反比。
【小问5详解】
电流表量程为0~0.6A,最大电流为0.6A,控制电压为3V,因此最小电阻
电源电压6V,电阻两端电压控制为3V,因此滑动变阻器两端电压也为3V,串联分压可知电阻阻值等于滑动变阻器接入阻值,滑动变阻器最大为50Ω,因此电阻最大可达50Ω,故阻值范围为。
【小问6详解】
正常灯泡的图像是电压越大电流越大,图1丙中电压越大电流越小,符合滑动变阻器的特点:滑动变阻器接入电阻越大,分压越大,电路总电阻越大,电流越小,因此连线错误是电压表接在滑动变阻器两端。
【小问7详解】
故障只发生在或滑动变阻器R滑。
若短路,电压表示数为0,电路通路,电流表有示数,只有一个电表示数为0,符合条件;
若断路,电流表示数为0,电压表串联接在电源两端,示数为,只有一个电表示数为0,符合条件;滑动变阻器R滑断路会导致两表都为0,滑动变阻器短路会导致两表都不为0,都不符合要求。
【小问8详解】
原来,电压表示数为,可得此时滑动变阻器接入阻值为;更换为后滑片不动,总电阻为
电流,电压表示数
探究电流与电阻关系需要控制定值电阻两端电压不变,原来控制的电压为,因此移动滑片直到电压表示数为,再记录数据。
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