- 2023-05-03 发布 |
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文档介绍
北京中考各区物理一模试卷实验探究题电学力学压轴题答案汇总
2012年北京各区物理一模试卷压轴题汇总 东城区 35．学习了阿基米德定律之后，小静认为：一定量的水不可能产生大于水自身重力的浮力。请说明怎样只利用一瓶已冻结成冰的矿泉水来证明小静的观点是错误的。 35答．（2分）当少量的冰化成水后，观察剩余的冰漂浮在水面上，此时水的重力（质量）小于冰的重力（质量）。漂浮时冰的重力等于冰所受的浮力，所以水能产生大于水自身重力的浮力。证明小静的观点是错误的。 36．实验桌上有如下实验器材：稳压电源（使用时电源电压保持不变）一个、电阻箱一个、滑动变阻器一个，电流表、电压表各一块，开关一个，导线若干。请用上述实验器材设计实验，证明“当电流一定时，电阻消耗的电功率P跟电阻R的关系为：P =kR（k为常量）”。画出实验电路图，写出实验步骤，并设计实验数据记录表。 36答．（5分） ⑴电路图（见答图3）：··········（1分） ⑵实验步骤： ① 调节电流表、电压表使指针在零刻线位置，滑动变阻器滑片P在阻值最大处；断开开关S，按照电路图连接实验电路；闭合开关S，调节电阻箱阻值为R1，移动滑动变阻器滑片P至某位置，读出电流表的示数I、电压表的示数U1，并把数据I和U1记录在表格中；··········（1分） 答图3 ② 调节电阻箱阻值为R2，移动滑动变阻器滑片P使电流表示数仍为I，读出电压表的示数U2，并把数据R2和U2记录在表格中； ③ 仿照步骤②，再做4次，把数据R3—R6和U3—U6记录在表格中；··········（1分） ④ 根据公式P=IU及I、U的数据计算出电阻箱的电功率P1—P6 ，并把数据记录在表格中···········（1分） 实验记录表格··········（1分） U /V I /A[] R/Ω m] P /W 38. 小华设计了一个三个档位的电火锅，其内部电路如图20所示，R1、R2为电热丝，R3为电位器（图中用变阻器表示），通过控制开关S1、S2、S3的通断可使电火锅在三个不同的档位工作，其中档位I、II功率较小，功率大小可通过电位器调节；档位III功率为最大值且不可调节。 （1） 说明此电路处于最大电功率档时，需要闭合的开关。 （2） 为使此电火锅能在电压不足的山区使用，小华按以下要求进行设计：当电压200V，最大功率1000W；只闭合开关S1时电路处于档位I，功率可从100W调节到400W，请按上述要求计算出满足要求的电热丝R1的阻值和电位器的最大电阻值R3。 （3） 只闭合开关S2时，电路处于档位II，请计算处于这个档位时流过电阻丝R2的电流的变化范围。 图20 R3 S2 S1 S3 R1 R2用 38．解：等效电路图正确。……………………(1分) 答图4 R1 R2 U U R1 R3 答图5 U R2 R3 答图6 （1）此电路处于最大电功率档时，应闭合的开关是S1，S2，S3 ……………………(1分) （2）当只闭合S1 ，电路状态如答图5所示，且R3处于阻值为零处时，档位I功率为最大值： 解得： …………………… （1分） 当只闭合S1 ，且R3处于阻值最大处时，档位I功率为最小值： 解得： …………………… (1分) (3) 当S1，S2，S3都闭合时，电路如答图4所示，电路的功率为最大值：； 将代入，得66.67 ……………… (1分) 当只闭合S2时，电路如答图6所示： …………………… (1分) 电流的变化范围约为0.5—3A。 39．如图21所示，一根长10m粗细不均匀的金属路灯杆，放在水平地面上。工人竖直向下用力F1拉甲滑轮组的绳端，使路灯杆的A端恰好离开地面时，人对地面的压力为N1，匀速略微向上提起路灯杆的过程中，滑轮组的机械效率保持不变为η1；当该工人竖直向下用力F2拉乙滑轮组的绳端，使路灯杆的B端恰好离开地面时，人对地面的压力为N2，匀速略微向上提起路灯杆的过程中，滑轮组的机械效率保持不变为η2；N1∶N2 =4∶5，F1∶F2 =9∶5，η1∶η2 =10∶9。每个动滑轮重均为50N，滑轮组的绳重、绳的伸长和轮轴间摩擦可以忽略，g = 10N/kg。 求：（1）工人重G人。 （2）路灯杆重G杆。 （3）起重机将路灯杆保持水平状态吊起时，钢缆应系在何处？ 图21 B A B A 甲 乙 39.解：受力分析图正确 ………………………(1分) 用甲滑轮组拉A端： G人 N1 F1 人 G甲 FA 4F1 轮甲 FA A B G杆 C 用乙滑轮组拉B端： G人 N2 F2 人 G乙 FB 2F2 轮乙 A B FB G杆 C 用甲滑轮组拉A端： G人= F1+N1 …………………………………………① 4F1=（FA+G甲）…………………………………………② FA×AB ＝G杆×CB……………………………………… ③ ………………………(1分) ……………………………④ 用乙滑轮组拉B端： G人= F2+N2 …………………………………………⑤ 2F2=（FB+G乙） …………………………………………⑥ FB×AB ＝G杆×（AB—CB） …………………………⑦ ………………………(1分) ……………………………⑧ …………………………⑨ …………………………⑩ ………………………(1分) …………………………⑾ 将AB=10 m G甲=100N G乙=50N 代入上式 解出：（1）G人= 625N ………………………(1分) （2） G杆= 1000N ………………………(1分) （3）将路灯杆保持水平状态吊起时钢缆应系在距A端2 m处………………………(1分) 西城区 34．学习了磁现象的知识后，小明将一个条形磁铁南北放置，把一枚小磁针放到条形磁体附近，如图32所示，小明发现小磁针静止时两极指向南北方向。于是小明得出结论：磁体静止时，两极一定指向南北方向。请你使用现有实验器材，设计一个简单实验，证明小明的结论不正确。要求：简述实验步骤和实验现象。 图7 34答：（1）实验步骤：将条形磁铁东西放置，把小磁针放到条形 磁体附近的中间位置，如图7所示。 （2）实验现象：观察到小磁针静止时两极指向东西方向。 图33 35．实验桌上有如下器材：如图33所示的金属圆柱体（底面积为S，侧面带有间距均为2cm的刻线），已调零的弹簧测力计、足够深的水槽、足量的水。请你利用上述器材设计一个实验证明：“水内部的压强跟水的深度成正比”。要求：（1）请写出实验步骤。（2）画出实验数据记录表。 35.答：（1）实验步骤：（4分） ① 用弹簧测力计测量金属圆柱体的重力G，并将圆柱体底面积S和重力G的数据记录在表格中。 ② 将挂在弹簧测力计下的金属圆柱体部分体积竖直浸在大水槽的水中，静止时由金属圆柱体侧面的刻线读出它浸入水中的深度h，用弹簧测力计测出对金属圆柱体的拉力F拉，将h和F拉的数据记录在表格中； ③ 仿照步骤②，再改变5次金属圆柱体浸在水中的深度，读出各次它浸入水中的深度h；用弹簧测力计分别测量各次金属圆柱体受到的拉力F拉；将各次相应的h和F拉的数据记录在表格中； ④ 利用公式p＝＝和测量数据分别计算出6次金属圆柱体下表面受到水的压强p，将数据记录在表格中。 （2）实验数据记录表格：（1分） S/m2 G/N h/m F拉/N p/Pa （其他答案正确均可得分） 37．如图34所示电路，电源两端电压不变，灯丝电阻不变。当两个开关都断开时，电压表的示数为U1，电阻R1消耗的电功率为0.1W。只闭合开关S1时，电压表的示数为U2，电流表的示数为0.2A。只闭合开关S2时，电阻R1消耗的电功率为3.6W。两个开关都闭合时，灯L正常发光。已知U1∶U2＝1∶2，求： （1）电阻R2的阻值； （2）灯L的额定电功率。 37. 解：开关都断开时，电路如图8甲所示；只闭合开关S1时，电路如图8乙所示； 只闭合开关S2时，电路如图8丙所示；开关都闭合时，电路如图8丁所示。 R1 RL U 甲 I1 I2=0.2A 乙 R2 R2 U1 P1=0.1W I3 R1 U P1¢=3.6W R1 U R2 RL 丙 丁 U=U2 图8 (等效电路图) ……………………1分 （1）在甲、乙两图中，电阻R2不变xkb1.com ＝＝ ； I1＝I2＝×0.2A＝0.1A R1＝＝＝10W ……………………1分 总电压U一定： ＝＝ R2＝R1＋RL ① ……………………1分 在甲、丙两图中，电阻R1不变 ＝＝＝； 则：＝ 总电压U一定： ＝＝ 5R1＝R2＋RL ② ……………………1分 由①、②得：5R1＝R1＋RL＋RL＝R1＋2RL RL＝2R1＝2×10W＝20W R2＝R1＋RL＝10W＋20W＝30W ……………………1分 （2）在图乙中，U＝U2＝I2R2＝0.2A×30W＝6V 在图丁中，灯L的额定功率PL＝＝＝1.8W ……………………1分 38．某建筑工地上，甲、乙两位工人采用如图35所示的装置提升一个重为G1的货箱。当两人同时对绳索施加竖直向下的等大的拉力，使货箱以速度υ平稳上升时，甲、乙两人对地面的压力之比为3∶4。之后两位工人用此装置提升另一个重为G2的货箱，使货箱仍以速度υ平稳上升。用此装置先、后两次提升不同的货箱，两位工人拉力总共做的功随时间变化的图像如图36中①、②所示。已知工人甲重650N，工人乙重700N；G1∶G2=3∶1，此装置中两个滑轮组的规格完全相同。不计绳重和轴摩擦。求： （1）第一个货箱的重力； （2）提升第二个货箱整个装置的机械效率。 38. 解：两工人拉起货箱时，货箱和动滑轮受力如图9甲所示； 工人甲、乙受力如图9乙所示。 （受力分析图）…………………………1分 2G动 G1 8F1 货箱和动滑轮 工人甲、乙 甲 乙 F1 G甲、G乙 N甲、N乙 （1）8F1＝2G动＋G1 ① N甲＋F1＝G甲 ② N乙＋F1＝G乙 ③ ……………1分 ＝＝ ④ 解得：F1＝4G甲－3G乙 ＝4×650N－3×700N ＝500N ……………1分 货箱1和2上升时，W＝Pt，在相同的时间t内，由题中W-t图像可知： ，则： P＝F v，速度v相同，则： 2 G1＝5 G2＋6 G动 ⑤ …………………………1分 将G1＝3G2 代入⑤式得： G2＝6G动 ； 将G2＝6G动 代入①式得： G2＝F1 ＝ ×500N＝1200N …………………………1分 解得： G1＝3 G2＝3×1200N＝3600N； …………………………1分 G动＝G2＝×1200N＝200N （2）h ＝ …………………………1分 说明：解题过程中缺少必要的文字说明的扣1分；计算过程中缺少单位的扣1分。 朝阳区 L1 L2 S 35．小阳同学为了探究小灯泡消耗的电功率与电阻的关系，做了如图所示的实验，图中灯泡L1的电阻为R1，灯泡L2的电阻为R2，且R1＞R2，小阳闭合开关后发现灯泡L2比灯泡L1亮，因此小阳认为，灯泡电阻越小，小灯泡消耗的电功率越大。请你利用图所示的器材，设计一个实验证明小阳的结论是错误的。 （1）在方框内画出实验电路图。 （2）根据实验现象简要说明小阳的结论是错误的。（3分） L1 L2 S 35答．（1） （2）将灯泡L1和L2串联在电路中，且R1＞R2，闭合开关S，灯泡L1比L2亮，此时灯泡电阻越小，消耗的电功率越小，所以，小阳的说法“灯泡电阻越小，消耗的电功率越大”是错误的。（3分） 36．实验桌上提供了6个50g附有挂钩的相同的金属块，0～5N的弹簧测力计一个，适量的水和满足实验要求的量筒。请你利用提供的实验器材，设计实验证明：水对物体的浮力与物体排开水的体积成正比。写出实验步骤并设计实验数据的记录表格。（5分） 实验步骤： 实验数据记录表格 36答．实验步骤: ……（4分） （1）在量筒中倒入适量的水，读出量筒中水的体积Vo并记录在表格中； （2）在调节好的弹簧测力计的挂钩上，挂上6个金属块，测出6个金属块的总重为G并将数据记录在表格中； （3）手提弹簧测力计，使其中的一个金属块浸没水中，且不碰杯壁和杯底，测出金属块所受拉力F1，读出此时量筒中水的体积V1，将F1的示数和V1记录在表格中； （4）手提弹簧测力计，使其中的两个金属块浸没水中，且不碰杯壁和杯底，测出金属块所受拉力 F2，读出此时量筒中水的体积V2，将F2的示数和V2记录在表格中； （5）仿照步骤（4），将3～6个金属块依次浸没水中，且不碰杯壁和杯底，分别测出为F3 ～ F6；读出此时量筒中水的体积分别为V3～ V6，并记录数据在表格中； （6）根据V排=V－V0和F浮=G－F拉分别计算金属块排开水的体积V排1~ V排6及所受的浮力F浮1~F浮6并将数据记录在表格中； （7）整理实验器材。 实验数据的记录表格：……（1分） 浮力大小与排液体积成正比的数据记录表 Vo/cm3 V/cm3 V排/cm3 G/N F拉/N F浮/N 38．如图所示电路，电源电压为9V且保持不变，小灯泡L的额定电流是0.3A且灯丝电阻保持不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。当开关S1、S2断开，闭合S3，滑动变阻器的滑片位于a点时，小灯泡正常发光，R1和R2的功率分别是P1a和P2a；当开关S1、S2断开，闭合S3，滑动变阻器的滑片位于b点时，R1和R2的功率分别是P1b和P2b；当开关S1、S2闭合，S3断开，滑动变阻器的滑片位于c点时，R1和R2的功率分别是P1c和P2c，电路的总功率是10.8W。若P1a∶P1b∶P1c =9∶4∶81，P2b∶P2c =2∶9。图中没有标出a、b、c的位置。 图 S2 L R2 R1 S3 S1 P 求：⑴定值电阻R1和小灯泡灯丝的阻值； ⑵滑动变阻器位于a、b和c点时接入电路的阻值。（6分） U R1 Rc I1c U L R1 Rb Ib U L R1 Ra Ia 38．解：当开关S1、S2断开，闭合S3，滑动变阻器的滑片位于a点和b点时，等效电路如图1、2所示，当开关S1、S2闭合，S3断开，滑动变阻器的滑片位于c点时等效电路如图3所示。 1分 图2 图1 图3 R1为定值电阻，由P= I2·R， P1a∶P1b∶P1c = Ia2·R1∶（Ib2·R1）∶（I1c2·R1）= Ia2∶Ib2∶Ic2＝9∶4∶81 得到Ia∶Ib∶I1c=3∶2∶9 由小灯泡正常发光可以得到 Ia=0.3A 2×0.3A 3 2Ia 3 Ib= = = 0.2A ， 9×0.3A 3 9Ia 3 I1c= = = 0.9A ----------------------------1分 9V 0.9A U I1c U R 由图3和欧姆定律 I= 可以得到，R1= = =10Ω ----------------------1分 由P=I·U，P1c = I1c·U =0.9A×9V =8.1W 由图3和P总=P1＋P2 可以得到P2c = P总－P1c ＝10.8W－8.1W ＝2.7W 2×2.7W 9 9 2P2c 由P2b∶P2c =2∶9，P2b = = ＝0.6W 9V×9V 2.7W U2 P2c U2 R 由P = 得到Rc = = =30Ω --------------------------1分 P2b Ib2 0.6W 0.2A×0.2A 由P= I2·R，得到Rb = = ＝15Ω --------------------------1分 U Ib 9V 0.2A 由图2可以得到：Ib（R1＋Rb＋RL）=U，RL = －R1－Rb= －10Ω－15Ω＝20Ω U Ia.com 9V 0.3A 由图1可以得到: Ia（ R1＋Ra＋RL）=U，Ra = －R1－RL= －10Ω－20Ω ＝0Ω 1分 39．人站在船上打捞沉没在河中的瓷器，船上的装置如图所示。为了打捞重400N的瓷器，把瓷器放入一个合金制的筐内，合金筐重80N，瓷的密度是2.5×103㎏/m3，合金的密度是8.0×103㎏/m3。不计绳子重和滑轮轴与轮的摩擦时，当人站在船上竖直向下缓慢匀速拉动绳子，拉动水中铁筐时，不计水的阻力，人对船板的压强为P1，滑轮组的机械效率为η1；当铁筐离开水面后，保持人脚与船板的接触面积不变，人对船板的压强为P2，滑轮组的机械效率为η2。若P1∶P2 =77∶60，η 1∶η2 =30∶33，求人重和动滑轮重（g取10N/kg）。（7分） 图14 39．解：当合金筐和瓷器在水中和离开水面后，对动滑轮进行受力分析如图1、2所示，因为匀速直线运动： F1 F2 G动 F拉1 F拉2 G动 2·F1= F拉1＋G动 2·F2= F拉2＋G动 其中： F拉1=G瓷＋G合金筐－F瓷浮－F合金筐浮 G瓷 ρ瓷·g 400N×103kg/m3 2.5×103kg/m3 F瓷浮= V瓷·ρ水·g = ρ水·g = =160N 80N×103kg/m3 8×103kg/m3 ρ合金筐·g G合金筐 F合金筐浮= V合金筐·ρ水·g = ρ水·g = =10N F拉2=G瓷＋G合金筐 W有 W总 由η= ，设拉动合金筐上升的距离为h （G瓷－F瓷浮）h F1·2·h （G瓷－F瓷浮）h （F拉1＋G动）h η1= = G瓷－F瓷浮 G瓷＋G合金筐－F瓷浮－F合金筐浮＋G动 400N－160N 400N＋80N－160N－10N＋G动 240N 310N＋G动 = = = 400N 480N＋G动 400N 400N＋80N＋G动 G瓷 G瓷＋G合金筐＋G动 G瓷·h （F拉2＋G动）h F2·2·h G瓷·h η2= = = = = 400N 480N＋G动 240N 310N＋G动 由η1∶η2= 30∶33，得到 ∶ = 30∶33 ------------------1分 解出G动=20N -------------------------------------------1分 2F1= G瓷＋G合金筐－F瓷浮－F合金筐浮＋G动 =400N＋80N－160N－10N＋20N=330N F1=165N ------------------------------------------1分 2F2= G瓷＋G合金筐＋G动 =400N＋80N＋20N=500N F2=250N ------------------------------------------1分 人拉合金筐在水中时，受到重力G人、绳子拉力F1/和船板支持力N支，如图3所示 人拉合金筐离开水面时，受到重力G人、绳子拉力F2/和船板支持力N支/，如图4所示 G人 N支 F1/ G人 N支/ F2/ 人处于静止，G人=F1/＋N支，F1/、N支与F1、N压是两对相互作用力，大小相等。 G人－165N S脚 G人－F1 S脚 N支 S脚 F压 S脚 --------1分 由P= P1= = = G人－250N S脚 G人－F2 S脚 N支/ S脚 同理得到 P2= = = 由P1∶P2 =77∶60和S脚保持不变 得到（G人－165N）∶（G人－250N）=77∶60 解出：G人=550N -------------1分 丰台区 小车 图20 35. 小刚同学利用如图20所示的装置，探究二力平衡的条件，他在图中左边挂上2个钩码，右边挂上一个钩码，小车两边受到的拉力在同一直线上，小刚发现小车静止不动，因此他认为，小车水平方向只受两个拉力，这两个力大小不相等，也能让小车处于静止状态。请你利用如图所示的装置，设计一个实验，证明小刚的说法是错误的。 35答：将小车调转过来，使车轮与桌面接触，（1分）小车一端挂2个钩码，另一端挂1个钩码，（1分）小车不能静止，说明小刚的说法是错误的。（1分） 36．实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个，电阻箱（电路图符号 ）一个，已调零的电压表一块，开关一个，滑动变阻器一个，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明“两个电阻R1与R2并联时，如果R2的电阻值保持不变，通过R1和R2的总电流和通过R1的电流的关系为： I = I1+ b（b为常量）”。请你画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。 V S R1 R2 36答： ⑴ （1分） ⑵①根据电路图连接电路； ②闭合开关S，调节电阻箱R1为适当阻值，读出电压表的示数U，记录R1和U到表格；[来源:学科网ZXXK] ③调节电阻箱R1至另一适当阻值，读出电压表的示数U，记录R1和U到表格； （1分） ④仿照步骤③再做4次； （1分） ⑤记录R2到表格，利用公式计算R并、I1、和I,并记录到表格。 （1分） ⑶ （1分） R1/Ω R2/Ω R并/Ω U/V I1/A I/A R2 S R1 V1 A S1 P R3 图21 V2 38. 如图21所示电路，电源电压保持不变，当开关S断开，滑动变阻器接入电路的电阻为RA时，电阻R2和滑动变阻器消耗的功率之和为8W，电压表V1、V2的示数之比U1:U2=5：4；当开关S闭合，滑动变阻器接入电路的电阻为RB时，滑动变阻器消耗的功率为5W，电压表V2的示数为U2‘，且U2‘：U2=5：4，求：（1）开关S闭合前后，电流表示数之比；（2）开关S断开，滑动变阻器接入电路的电阻为RA时，变阻器消耗的电功率。 38．解：S1断开时等效电路图如图甲，此时电路中的电流为I1、R2的功率为P2、RA的功率为PA；[来源:学*科*网Z*X*X*K] S1闭合时等效电路图如图乙，此时电路中的电流为I2、RB的功率为PB。 甲 U I1 R1 R2 RA 乙 U I2 R1 RB （1分） ⑴ （1分）[来源:Zxxk.Com] ⑵ （1分） （1分） 得 （1分） C D 图22 （1分） 39．工人用如图22所示的机械提升水中实心物体A和B，物体A、B密度均为7×103 kg/m3，物体A的质量是70kg，物体B的体积为物体A的2倍。杠杆COD可以在竖直平面内自由转动，OC∶OD＝3∶2。工人的质量是70kg，当物体A在水中被匀速提升时，天花板受到向下的拉力为F1，地面对工人的支持力为N1；当物体B在水中被匀速提升时，天花板受到向下的拉力为F2；F1:F2=3:5。不计绳重、滑轮与轴的摩擦、杠杆的重力以及水的阻力，每个滑轮的质量均相等。（g取10N/kg）求：（1）当物体B在水中被匀速提升时，物体B受到的浮力；（2）当物体A在水中被匀速提升时，地面对工人的支持力N1；（3）当物体B在水中被匀速提升时，滑轮组的机械效率。 39．解：⑴ xkb1.com F浮B=ρ水gVB=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-3m3=200N （1分） A 乙 FD1 FA′ C D O 动 丙 4T1 2G轮 FD1′ 甲 GA F浮A FA 定 丁 F1′ 2G轮 5T1′ 人 戊 T1′′ N1 G人 ⑵ （1分） 物体A的受力情况如图甲： GA=mAg=70kg×10N/kg=700N F浮A=ρ水gVA=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-3m3=100N FA=GA－F浮A=700N－100N=600N 杠杆的受力情况如图乙，FA′与FA相等， 动滑轮的受力情况如图丙，FD1′与FD1相等， 定滑轮的受力情况如图丁，T1′与T1相等， F′1=2G轮+5T1′=2G轮+2.5G轮+1125N=4.5G轮+1125N B B FD2 FB′ C D O 动 C 4T2 2G轮 FD2′ A GB F浮B FB 定 D F2′ 2G轮 5T2′ 人 E T2′′ N2 G人 物体B的受力情况如图A： GB=mBg=70kg×10N/kg=700N FB=ρg2VA=7.0×103kg/m3×10N/kg×2×10×10-3m3=1400N FB=GB－F浮B=1400N－200N=1200N 杠杆的受力情况如图B，FB′与FB相等， （1分） 动滑轮的受力情况如图C，FD2′与FD2相等， 定滑轮的受力情况如图丁，T2′与T2相等， F′2=2G轮+5T2′=2G轮+2.5G轮+2250N=4.5G轮+2250N （1分） 由于，F1′与F1相等，F2′与F2相等 G轮=125N （1分） 代入 =287.5N 人的受力分析如图戊，T1′′与T1′、T1相等 N1=G人－T1′′=m人g-T1′′=70kg×10N/kg-287.5N=412.5N （1分） ⑴ （1分） 石景山 图 17 A 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 N 36. 学习了浮力知识后，小明在一次实验中，把一个铁块用细线系挂在已调好的弹簧测力计下，缓慢放入烧杯的水中，发现弹簧测力计的示数逐渐变小，于是小明认为：物体在液体中受到的浮力随物体浸入深度的增加而增大（实验装置如图17所示）。小莹经过实验研究后对他说，浮力的大小与物体浸入的深度无关。 请你只利用图17所示的装置，通过实验证明小明的观点是错误的。要 求写出主要实验步骤和相应的实验现象。 36答： ⑴ 将挂在已调好的弹簧测力计下的小铁块浸没在水中。 ⑵ 继续增加小铁块浸没深度（但不接触烧杯底部）。 ⑶可见弹簧测力计示数保持不变，说明浮力的大小与深度无关。 说明：其它方法正确给分。 37．实验桌上有如下器材：满足实验要求的电源一个、电阻箱（电路图符号 ）一个、电压表一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。小明想利用实验桌上的器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻两端的电压与该电阻的阻值成正比”。请根据上述要求帮助小明画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表格。 37答：答图3 R1 S R2 R3 R4 R5 R6 V （1）实验电路图： （2）实验步骤： ①按电路图将六个阻值不同的电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和调好的电压表接入电路中。 ②闭合开关S，测量R1两端的电压，记录R1的阻值和电压表示数。 ③断开开关S，把电压表连接在R2两端。闭合开关S，测量R2两端的电压，记录R2的阻值和电压表示数。 ④仿照步骤③，分别测量电阻R3、R4、R5和R6两端的电压，记录 R3、R4、R5和R6的阻值和相应的电压表示数。 （3）实验记录表格： R/Ω U/V 39．如图18所示，电源两端电压保持不变，当只断开开关S1时，电流表的示数为I1，电阻R2的电功率为P2，总功率为P总；当只断开开关S2时，滑动变阻器的滑片P在A点时，变阻器连入电路的电阻为RA，此时电流表的示数为I2，电阻R2的电功率为P’2，总功率为P’总；当只闭合开关S时，滑动变阻器的滑片P在B点时，变阻器接入电路的电阻为RB，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电流表的示数为I3，。已知：P总=6W，P2∶P2，=4∶1，U1∶U2＝4∶3，I2∶I3=9∶8。求： 图18 A P V2 V1 R1 R2 S1 S2 S （1）P’总； （2）I1∶I3； （3）RA∶RB。 39解： 当只断开S1时,等效电路如图1；当P在A点，只断开S2时,等效电路如图2；当P在B点，只闭合S时,等效电路如图3； 39题答图3 R2 RB R1 U U2 I3 U1 39题答图2 P’2 R2 RA U I2 39题答图1 P2 R2 R1 U I1 P总 P’总 ………………………………① …………………………………………………② 解①②得： ……………………………………③ ………………………………④ ………………………………⑤ 解③④⑤可得： 40．如图19甲所示是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞。通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升，被打捞重物的体积是V＝0.6m3。若在打捞前起重机对地面的压强p0＝1.9×107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强比打捞前增大了0.6×107Pa，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强比打捞前增大了0.8×107Pa。假设起重时E沿竖直方向，重物出水前、后E对吊臂的支撑力N1与N2之比为10∶13，重物出水前卷扬机牵引力做的功随时间变化的图象如图19乙所示。吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。（g取10N/kg）求： （1）被打捞物体的重力；www.xkb1.com （2）重物出水前滑轮组的机械效率； 图19 A B D C E O F 乙 1.2×10 5 W/J 2.4×10 5 3.6×10 5 4.8×10 5 0 t/s 20 40 10 30 （3）重物出水前匀速上升的速度。 甲 40解： 40 解：（1）在未提重物时，以起重机为研究对象，如图1所示， 在水中匀速提升物体时和物体出水后，以起重机和物体为研究 40题图1 G机 F支 F支1 G机 G物 F浮 40题图2 F支2 G机 G物 40题图3 对象，受力分析示意图分别如图2、图3所示： G机=F支=P0S ……………………① 由图1、2、3可得： G机+G物=F支1+F浮= P1S +F浮 ……② G机+G物= F支2= P2S ………………③ 1分 1分 40 由②式―①式得： G物－F浮=ΔF支1=ΔP1S 由③式―①式得： G物=ΔF支2=ΔP2 S ∴ 又∵F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m3=6×103N ∴G物=2.4×104N xkb1.com （1） 物体出水前后，杠杆受力示意图分别如图4、图6，在水中匀速提升重物时和重物出水后，以动滑轮和重物为研究对象，受力分析示意图分别如图5、图7所示： 40题答图5 F’1 G动 G物 F浮 40题答图7 F’2 G动 G物 40题答图4 N1 F1 O F B 40题答图6 F2 N2 O F B 由图5、7可得： F’1+ F浮=G物+G动 …………………④ F’2= G物+ G动 ………………………⑤ 1分 [来源:学科网ZXXK] ∵OF、OB一定 ∴ ∴G动=2×103N ∴ （3）由图像可知： ∵重物出水前卷扬机牵引力 1分 1分 1分 1分 通州区 36. 实验桌上有如下实验器材：电源电压不变的电源一个，阻值已知的定值电阻一个，电阻箱（电路图符号 ）一个，已调零的电流表两块、开关两个，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明：“两个电阻R1与R2并联时，如果并联电路两端的电压U及R1的阻值保持不变，则电阻R1与R2消耗的总功率P跟电阻R2的关系为：（c1、c2为常量）”。 请你画出实验电路图，写出实验步骤，并设计实验数据记录表 A A1 R1 S1 图4 R2 S2 36答. 电路见图4（1分）新课标第一网 实验步骤： ① 按电路图连接电路，电阻箱调到适当阻值。 ② 闭合开关S1、S2，读出变阻箱R2的阻值并记录到表格中； （1分） 用电流表A1测出通过定值电阻R1的电流I1，用电流表A测出干路的电流I，并将R1、I1、I的数值记录表格中； （1分） ③ 断开开关S1、S2，改变电阻箱R2的阻值，重复步骤②。 （1分） ④ 仿照步骤③重做4次。 ⑤ 利用P＝II1R1算出6次P的数值，并将数值记录在表格中。 （1分） 说明：①、④二个步骤总共分值 （1分） 实验数据记录表 （1分） R2 /Ω R1 /Ω I1 / A I / A P / W[来源:学.科.网Z.X.X.K] [来源:Zxxk.Com] xkb1.com 说明：因变量没在最后一行扣1分 S1 R1 R2 S2 图21 P 38.如图21所示，电源两端电压U保持不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时，电压表的示数为U1，电流表的示数为I1，电阻RA的电功率PA为2.4W；当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻RB的电功率PB为2.7W；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，电压表的示数U3为4V。已知：RA∶RB＝1∶2，U1∶U2＝2∶1。求： （1）电流I1与I2的比值； （2）电源两端的电压U。 38. 解：当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为RA 时，等效电路如图5甲所示； 当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，等效电路如图5乙所示； 当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，等效电路如图5丙所示。 图5 乙 U2 R2 U PB I2 RB 甲 RA R1 R2 U1 I1 PA 丙 I3 RB R1 R2 U3 U U （1分） （1）由图5甲、乙得： 得 = （1分） （2） 得 R2 =2R1 ① （1分） 由电源两端电压U不变 I1(R1+R2+RA) = I2(R2+RB) 得 4R1+R2+4RA = 3RB ② （1分） 已知RA∶RB＝1∶2 ③ 将①③式代入②式得：RA =3R1 RB =6R1 （1分） 由图5丙得： 故U=3U3=3×4V =12V （1分） （其他解法正确的，均可相应得分） 图22 乙 0.1 s/m 0.2 0.3 0.4 0 t/s 10 20 5 15 甲 排水管 A 渗水井 39.如图22甲所示，渗水井的排水管的管口，恰好被一块底面积S为0.2m2，厚度d为0.2m的圆柱形石块A盖严，渗水井中有深度h为0.5m的水不能排放，小明站在地面上准备通过滑轮组将石块取出。当石块刚刚被水平提起，且水未排出时，小明对绳子的拉力为F1，地面对小明的支持力为N1；水被全部排出，当石块匀速上升时，小明对绳子的拉力为F2，地面对小明的支持力为N2，滑轮组的机械效率η为80%，小明拉绳的功率为P，石块上升的路程随时间变化的图像如图22乙所示。已知：小明所受重力G为800N，N1∶N2＝1∶3，g取10N/kg，不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦。求： （1）水未排出时，水对石块顶部的压力F； （2）石块A的密度ρA； （3）小明拉绳的功率P。 39. 解： （1）S （1分） （2）水未排出，石块刚被提起：以石块A和动滑轮的整体为研究对象，受力分析如图6甲所示；以人为研究对象，受力分析如图7甲所示。 水全部排出，石块被匀速提升：以石块A和动滑轮整体为研究对象，受力分析如图6乙所示；以人为研究对象，受力分析如图7乙所示。（1分） G N1 F1′ N2 F2′ G 图7 甲 乙 甲 乙 GA 3F2 G动 图6 3F1 G动 GA F 由图6甲、乙得： 3F1＝GA+ G动+ F ， 3F2＝GA+ G动 由图7甲、乙得： ， （1分） 又F1¢= F1 F2¢= F2 已知G=800N，F=600N，N1∶N2＝1∶3 得GA+ G动=1500N （1分） 又 （1分） 得GA =1200N （1分） （3）由题中s－t图像可知： 又 得P＝F2×3v＝30W （1分） 昌平区 34.小红认为电池的作用就是给用电器供电，电路中如果没有电池就不会有电流，请你选择适当器材，设计一个实验证明小红的观点是错误的。请你写出选择的器材、主要实验步骤和相应的实验现象。 34答．选择一个蹄形磁铁，一个灵敏电流计（或电流表）一个开关，一根铁棒和导线若干。在蹄形磁铁的磁场中放置一根导体棒，导体棒的两端通过开关与电流表的两端连接，组成如图所示电路。闭合开关，当让金属棒在磁场中做切割磁感线的运动时电流表指针会偏转，说明有电流产生。此电路中没有电池，但也产生了电流，说明小红的观点是错误的。（3分） 0 1 N 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 图20 35. 实验台上有组装好的测滑轮组机械效率的实验装置，如图20所示，其中弹簧测力计的量程为0~5N，动滑轮的质量为100g。另外还有质量均为200g的钩码六个（图中未画出）。要求利用上述组装的实验装置和钩码设计一个实验证明：用滑轮组提升重物时，如果滑轮组的装置和组装都不变，则所提重物的质量越大，滑轮组的机械效率越高。请按要求完成下列各小题： （1）写出主要实验步骤。 （2）设计出实验数据记录表。 35答． （1）实验步骤： ①在动滑轮挂钩上挂1个钩码，用弹簧测力计测出所挂钩码的重力，钩码的重力用G表示，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。将G的数值记录在表格中，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，测出弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h，并把测量数据记录在表格中；（1分） ②仍然用原滑轮组，保持装置不变，依次改变动滑轮上挂钩码的个数，仿照步骤（1）再做4次实验，将各次的G、s数值记录在表格中，分别测量各次的F、h，并把各次的测量数据记录在表格中。（2分） ③利用W总＝F s，计算出各次的总功，用W有用＝G h=mgh，计算出各次的有用功，用，计算出各次的机械效率，并将各次的总功、有用功和机械效率记录在表格中。（1分） （1分）（其他答案正确的，均可相应得分） G/N h/m W有用/J F/N s/m W总/J η 图23 R1 S L S1 S2 R2 a P 37.如图21所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R2的滑片P置于a点，此时滑动变阻器接入电路的电阻为Ra ，当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表的示数是0.5A；当开关S、S1、S2全部闭合时，滑动变阻器的滑片P置于a点不变，电流表的示数是1.5A；当开关S、S1断开，S2闭合时，滑动变阻器的滑片P置于a点不变，小灯泡正常发光，滑动变阻器消耗的电功率是4W；开关S、S1断开，S2闭合时，移动滑动变阻器的滑片使滑动变阻器接入电路的电阻为2Ra，电流表的示数是0.4A。（忽略温度对灯丝电阻的影响） 求：（1）Ra的阻值；（2）小灯泡的额定功率。 37.解：（1）开关S、S1闭合，S2断开时，等效电路如图4甲所示，当开关全部闭合时，等效电路如图4乙所示；当开关S、S1断开，S2闭合时，等效电路如图4丙所示，当开关S、S1断开，S2闭合时，滑动变阻器接入电路的电阻为2Ra,等效电路如图4丁所示，（图1分） 甲 U R1 A 乙 Ra⑤ R1 U A 丙 U Ra A L 丁 U 2Ra A L 图4 当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表示数为I1，由图甲可得 ① 当开关全部闭合时，电流表示数为I2，由图乙可得 (1分) ② 当开关S、S1断开，S2闭合时，滑动变阻器的接入电阻为， 电流表示数为I4，由图丙可得 ③ 由①②③得： ④ ⑤ （1分） 当开关S、S1断开，S2闭合时，P在a，电流表示数为I3，由图丙可得 ⑥ （1分） 由①④⑤⑥得： （1分） （2）如图丙，灯正常发光，此时灯消耗的电功率为 （1分） （其他解法正确的，均可相应得分） 图22 38.干簧管（也叫干簧继电器）具有比一般机械开关结构简单、体积小、工作寿命长等优点，如图22为干簧管的结构示意图。 其外壳是一根密封的玻璃管，管中装有两个铁质的弹性簧片电板，还灌有一种惰性气体。平时，玻璃管中的两个由特殊材料制成的磁簧片是分开的。当有磁性物质靠近玻璃管时，在磁场的作用下，管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触，簧片就会吸合在一起，使结点所接的电路连通。外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，线路也就断开了。因此，作为一种利用磁场信号来控制的线路开关器件。小美同学想用干簧管制作水位自动报警装置，设计了一个装置，其结构简图如图23甲所示，当水面有微小变化，经装置后都会将变化放大，进行报警。在调整过程中，当在绳子自由端施加一竖直向下的力F，使物体A浸没在水中被匀速竖直向上吊起时，滑轮组装置的机械效率为80%，已知物体A的体积为200cm3。小东同学为了使小美设计的装置更稳定，在小美设计的装置基础上，增加了一个杠杆，其设计简图如图23乙所示 (干簧管所在电路此处没有画出），当杠杆水平时，物体A有一半体积露在水面外，绳子自由端悬挂重3N的永磁铁能使装置平衡，磁铁处于干簧管1和干簧管2水位报警器之间，当永磁铁沿竖直方向离平衡位置，到达上或下干簧管时，电路报警器就响起，已知。当水箱内换盛其它某液体x时，要想使杠杆仍能在原液面处处于平衡状态，起到报警作用，小东调节绳子自由端所挂永磁铁的质量，当永磁铁的质量为0.316 Kg时，杠杆水平，装置处于平衡状态。本题中细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、液体对物体的阻力均忽略不计，g取10N/kg。求： （1）物体A的密度是多少？ （2）所盛液体x的密度为多少？ O C D A 干簧管1 干簧管2 永久磁铁 A 干簧管1 干簧管2 F 图23 甲 乙 GA T1 F浮1 A 38.解：图甲所示，在调整过程中，当在绳子自由端施加一竖直向下的力，使物体A浸没在水中被匀速竖直向上吊起时： 以物体A为研究对象，受力分析如右图所示： ① 对滑轮组进行受力分析可得： 滑轮组的机械效率： ② T1=T1′ GA T2 F浮2 A 联立①和②，代入已知可得： ③ （1分） 如图乙所示，装置处于平衡状态，以物体A为研究对象，进行受力分析： ④ O D C 以杠杆为研究对象： ⑤ 对滑轮组进行受力分析可得： ⑥ T2=T2′ 联立④⑤⑥代入已知可得： ⑦ （1分） GA T3 F浮3 A 联立③和⑦式可得：,（1分） （1分） 当换盛其它液体时，杠杆水平，装置平衡时， 以物体A为研究对象，进行受力分析如右图所示： ⑧ O D C 以杠杆为研究对象： （1分） ⑨ 对滑轮组进行受力分析可得： ⑩ T3=T3′ 联立⑧⑨⑩代入已知, 可得： （1分） 本题所有图共1分 （其他解法正确的，均可相应得分） 顺义区 35．实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源（电源两端的电压一定）、阻值已知的定值电阻和开关各1个，电阻箱（电路图符号）一个，电流表一块，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明：两个电阻R1与R2并联时，如果R1的阻值保持不变，则电路中总电流I与通过支路电阻R2的电流I2的关系为：I = I2 + b（b为常量）。请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。（5分） 35答．实验电路图如图所示。………………（1分） 实验步骤： （1）调节电流表的零点，按电路图连接电路。 （2）断开开关S，调节电阻箱R2的阻值为适当的阻值。闭合开关S，用电流表A测出通过电阻箱R2的电流I2；断开开关S，将电流表接在干路上，闭合开关S，用电流表A测量通过干路的电流I，将I、I2的测量数据记录在实验数据记录表中。……（1分） （3）断开开关S，调节电阻箱R2接入电路中的电阻值。闭合开关S，用电流表A测量通过电阻箱R2的电流I2；断开开关S，将电流表接在干路上，闭合开关S，用电流表A测量通过干路的电流I，将I、I2的测量数据记录在实验数据记录表中。 （4）仿照步骤（3），再做4次实验，并分别将各次I 、I2测量数据记录在实验数据记录表中。（1分） 实验数据记录表： ……………（1分） I2 / A I / A 37．在图24所示的电路中，电源两端的电压不变。闭合开关S，当滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时，电压表示数为4V，电流表示数为I1，电阻R1与滑动变阻器消耗的电功率之和为P1；当滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，电压表示数为8V，电流表示数为I2，电阻R1与滑动变阻器消耗的电功率之和为P2。已知：P1=P2，电阻R1:R2=1：5。求： （1）电阻RA与RB的比值；（2）电源两端的电压U。（6分） 37．解：闭合开关S，当滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时，等效电路如图3甲所示；当滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，等效电路如图3乙所示。 R2 R1 RA U1=4V P1 U I1 R2 R1 RB U2=8V P2 U I2 甲 乙 ┄┄┄┄┄（1分） （1）由图3甲、乙得：=，= ∵ ∴┄┄┄┄┄（1分） ∵， ∴ ∴ …………… ① ┄┄┄┄┄（1分） ∵电源两端电压不变， ∴ ∴…… ②┄┄┄（1分） 将②式代入①式解得：┄┄┄┄┄（1分） （2）由图3甲得： ， 解得：┄┄┄┄┄（1分） 说明：其他解法，只要正确，可参照本标准酌情给分。 38. 工人用图25所示装置，打捞深井中的边长为30cm的正方体石料，石料的密度为3´103kg/m3。装置的OC、DE、FG三根柱子固定在地面上，AB杆可绕O点转动，AO:OB=1:2，边长为L的正立方体配重M通过绳竖直拉着杆的B端。现用绳子系住石料并挂在滑轮的钩上，工人用力沿竖直方向向下拉绳，使石料以0.2m/s的速度从水中匀速提升。AB杆始终处于水平位置，绳子的质量、轮与轴间的摩擦均不计，g取10N/kg。求： （1）如果石料在水中匀速上升时滑轮组的机械效率是η1，石料完全离开水面后滑轮组的机械效率是η2，且η1：η2=83:84，求石料在水中匀速上升过程中，工人拉绳的功率多大？ （2）若石料在水中匀速上升时，配重对地面的压强为6500帕，石料完全离开水面后，配重对地面的压强为4812.5帕；求配重M的密度。（7分） 38.解： （1）分别取石料、滑轮和杠杆为研究对象，其受力情况如图示┄（1分） 石料的重力 石料所受的浮力 拉力┄┄┄┄┄（1分） T1 F浮 G石 G动 FA FA FB1 O A B FA1 答案图 设石料在水中和完全离开水面后所上升的高度均为h，根据题意可得： 联立式可得 ┄┄┄┄┄（1分） 工人的拉力为 拉力的功率为 ┄┄┄┄┄（1分） 答案图4 N GM FB1 O A B FA1 GM FB2 O A B FA2 （2）分别取杠杆和配重为研究对象，两种状态下的受力情况分别如图示。 石料在水中时，， 因，即， ┈┈┈┈┈┈┈①┄┄┄┄┄（1分） 石料出水后，， 因，即， ┈┈┈┈┈┈②┄┄┄┄┄（1分） 联立①②两式可解得┄┄┄┄┄（1分） 说明：其他解法，只要正确，可参照本标准酌情给分。 延庆县 35．小明在学习电学知识时用图19 所示电路进行探究学习。他首先在图中a、b两点间接入一个电阻，然后又在a、b两点间串联接入两个电阻，并依此方式串联接入不同数目的电阻分别进行实验。他观察发现，每多接入一个电阻，电流表的示数就减小一些，于是他得出结论，在任何情况下，电路中接入的电阻数目越多，电流越小。请你利用图19 所示的实验器材及一些定值电阻，设计一个实验说明小明的结论是错误的。 （1）在图19 中a、b 两点间补充完成你所设计的实验电路图。 （2）简述实验步骤和实验现象。 35答.（1）电路图如图1所示………………………………………………………….1分 （2）首先在图1中a、b两点间接入一个电阻，观察电流表的示数；然后再以并联方式接入两个电阻，观察电流表的示数；再依此方式并联接入不同数目的电阻，观察电流表的示数；发现示数是变大的。这种现象说明小明的结论是错误的。……………………………………….2分 说明：如果在a、b两点间接入一个电阻，在步骤中说明两个电阻以并联方式接入也得分。如果在a、b两点间接入一个电阻，且在步骤中没有表述清楚将电阻以并联方式接入电路，不得分。 36．现在实验室有调节好的托盘天平一架（带砝码），平底试管一个，足量的沙子，小勺一把，符合要求的量筒中装有适量的水等器材。请你设计实验证明：“ 平底试管在水中漂浮时所受的浮力跟它排开水的体积成正比”。要求：（1）写出主要实验步骤；（2）设计实验记录表格。 36答.（1）实验主要步骤： ①在量筒中注入适量的水，读出此时水的体积V0,；向平底试管内装入适量的沙子，把试管放入量筒中，使试管漂浮在水中。此时量筒中水面对应的刻度值用V表示；将V0、V的数据记录在表格中；……………1分 ②从水中取出试管，擦干后用天平称出试管和沙子的质量m，将数据记录在表格中；…2分 ③仿照步骤1和2，改变试管内沙子的质量，使试管都能漂浮在量筒的水中，用量筒依次测出水面对应的刻度值V的数据，用天平依次称出试管和沙子的质量m的数据，将每次的V、m的数据记录在表格中； ………………………3分 ④根据V排=V-V0,F浮＝G＝mg和测量数据，计算6次的V排和F浮试管受到的浮力，将计算的数据记录在表格中。 ………………………4分 V0/cm3 V/cm3 V排/cm3 m/g F浮/N ………………………5分 38．如图20 所示电路，电源两端电压保持不变，闭合开关S，断开开关S1，调节滑动 变阻器R2 的滑片P 使其接入电路的电阻值为其最大值的一半，电压表V1 的示数为U1，电流表的示数为I1；闭合开关S、S1，此时小灯泡L 正常发光，电流表的示 数为I2；闭合开关S，断开开关S1，调节滑动变阻器R2 滑片P 至B 端，电压表V2 的示数为U2，再调节滑动变阻器R2 的滑片P 使接入电路的电阻值为其最大值的，此时电路消耗的总功率P 为1W。已知： ，，忽略温度对灯丝电阻的影响。求 ： （1）电阻R1 和灯丝电阻RL 的比值；（2）小灯泡L 的额定电功率。 38．解：当开关S闭合、S2断开，滑动变阻器R2接入电路电阻为其最大值一半时，电路如图2甲所示；当开关S、S1均闭合时，电路如图2乙所示；当开关S闭合，断开开关S1，滑动变阻器R2的滑片P在B端时，电路如图2丙所示；再调节滑动变阻器R2的滑片P使其接入电路电阻为其最大值3/4时，电路如图2丁所示。 （1）由图甲、乙得：U1 = I1RL ，U = I2RL ，，解得：。 因，解得=，所以，解得：① ………………3分 （2）由图甲得：，解得：② 由①②解得：………………4分 由图丁，可得：………………6分 39．质量为60kg的小明站在水平地面上，利用如图21甲所示装置提升物体A。物体A的质量mA为74kg，底面积SA为2×10-2m2。当小明施加竖直向下的拉力为F1时，物体A未被拉动，此时物体A对地面的压强p为5×103Pa，小明对地面的压强为p1；当小明施加竖直向下的拉力为F2时，物体A恰好匀速上升，拉力F2做的功随时间变化的图象如图21乙所示。小明对地面的压强为p2，且p1：p2=16: 15。已知B、C、D、E四个滑轮的质量相同，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求： （1）当小明施加竖直向下的拉力F1时，物体A对地面的压力FN； （2）每个滑轮所受的重力G0； （3）小明施加竖直向下的拉力F2时，物体上升的速度。 39．解：G人=gm=10N/kg×60kg=600N GA= gm=10N/kg×74kg=740N （1）FN=ps=5×103pa×2×10-2m2=100N （2）小明用力F1 时，以物体A 和滑轮B 为研究对象进行受力分析，如图1设绳对滑轮B的拉力为FB ;小明用力F2 时，受力分析如图2 所示，设绳对滑轮B的拉力为FB‘ 由图1和图2可得：FB=1/2(GA+G0-FN)=1/2(740N+ G0-100N)=1/2G0+320N ………………① FB‘=1/2(GA+G0)=1/2G0+370N ……………… ② 当小明用力分别为F1 和F2 时，以滑轮C 为研究对象，进行受力分析，如图3、4 所示， 由图3可得：F1=1/2(G0+FB) 将①代入得：F1=3/4G0+160N ………………③ 由图4可得：F2=1/2(G0+FB’) 将②代入得：F2=3/4G0+185N ………………④ 以人为研究对象分别进行受力分析，如图5、图6 所示， 由图5可得：N=P1S=G人-F1 将③代入得：P1S=440N-3/4G0 ………………⑤ 由图6可得：N’=P2S=G人-F2 将④代入得：P2S=415N-3/4G0 ………………⑥ 由p1：p2=16：15，以及⑤⑥可得： （3）由图像21乙可得：P=45W 由④可得F2=225N，所以 海淀区 36．实验桌上有如下实验器材：一个满足实验要求的电源（两端电压值符合实验要求且保持不变）、阻值已知的定值电阻一个，电阻箱（电路图符号 ）一个，滑动变阻器一个，已调零的电流表一块、电压表两块，开关一个，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明“在R1与R2串联的电路中，如果R1的电阻值和通过它的电流保持不变，则电阻R1与R2消耗的总功率P与电阻R2消耗的功率P2的关系为P= P2+ b（b为一个不变量）”。请画出实验电路图；写出实验步骤；画出实验数据记录表。 36答.（1）实验电路图如图3所示。（1分） （2）实验步骤： ①按电路图连接电路。（1分） ②将滑动变阻器阻值调到最大值，闭合开关S，调节电阻箱R2的阻值为适当值。用电流表A测量电路的电流I0，用电压表V1测量R1和R2两端的电压U1，用电压表V2测量电阻R2 两端的电压U2，将 I0、U1、U2的数据记录在实验记录表中。（1分） ③断开开关S，改变电阻箱R2的阻值后，闭合开关S，再调节滑动变阻器使电流表的示数仍为I0，用电压表V1测量R1和R2 两端的电压U1，用电压表V2测量电阻R2两端的电压U2，将U1、U2的数据记录在实验记录表中。（1分） ④仿照步骤③，再进行4次实验。（1分） ⑤利用公式P=U1I0和P2=U2I0，分别计算出6次电阻R1与R2消耗的总功率P和电阻R2消耗的功率P2的数值，并分别记录在实验记录表中。（1分） （3）实验数据记录表：（1分） I0/A U1/V U2/V P2/W P/W （其他答案正确均可得分） 38．如图25所示，电源两端的电压U保持不变。当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时，电压表V1的示数为U1，电流表示数为I1，滑动变阻器消耗的电功率为PA，电路消耗的总功率为P1；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P位于最右端时，电流表的示数为I2，电路消耗的总功率为P2。保持开关S1闭合、S2断开，当滑动变阻器的滑片P由最右端调至使其接入电路中的电阻为RA时，电流表的示数为I3，电压表V2的示数为U2，电路消耗的总功率为P3。继续改变滑动变阻器接入电路的电阻值，当滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，电路消耗的总功率P4=2.4W。已知P2-P3=1.2W，U1:U2=4:9，I2:I3=4:3。求： S1 R2 R1 S2 图25 P V1 V2 （1）P2与P3的比值； （2）RA与RB的比值； （3）当开关S1、S2均闭合时，滑动变阻器RA消耗的电功率PA。 图4 RB R2 R1 U I4 丁 P4 RA R2 R1 U U2 I3 丙 P3 乙 R1 U I2 R2 P2 甲 U1 R2 U PA I1 RA P1 （1）由图4乙、丙得：=，P3=UI3，I2:I3=4:3 所以 = = （1分） （2）电源两端的电压不变，由图4乙、丙得： = = ，R1+R2=3RA 由 = ，P2- P3=1.2W，解得：P2=4.8W，P3=3.6W （1分） 由图4乙、丁得：=，P4=UI4， = = = = = ，R1+R2=RB 解得： = （1分） （3）由图4甲、丙得： == ，解得： =， 电源两端的电压不变， = =，解得： = （1分） 因为 =， =，所以P1=P2=4.8W 由图4甲得： =，解得：PA= 1.6W （1分） （其他解法正确的，均可相应得分） 电动机Q B C O D 定滑轮K 动滑轮M H 甲 金属材料 图26 E 39．图26是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装置示意图。该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成。悬挂机构由固定杆OD和杠杆BC构成，O为杠杆BC的支点，CO:OB=4:1。配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端，其质量mE=500kg。安装在杠杆C端的提升装置由支架、电动机Q、定滑轮K及动滑轮M构成。其中支架和电动机Q的总质量mQ=12kg，定滑轮K和动滑轮M的质量均为m0。可利用遥控电动机拉动绳子，通过滑轮组提升浸没在水中的物品。在一次打捞一批实心金属材料过程中，金属材料浸没在水中匀速竖直上升，此时电动机Q牵引绳子的功率为P1，绳子H端的拉力为F1，金属材料上升速度大小为v1，地面对配重E的支持力为N1，滑轮组的机械效率为η1；在金属材料全部露出水面后匀速竖直上升的过程中，绳子H端的拉力为F2，地面对配重E的支持力为N2，滑轮组的机械效率为η2。已知F1=200N，v1=0.2m/s，η2=95%，N1:N2=6:1，绳和杠杆的质量、捆绑金属材料的钢丝绳的质量和体积、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属材料的阻力均可忽略不计，g取10N/kg。求： （1）金属材料浸没在水中匀速上升时电动机牵引绳的功率P1； （2）动滑轮M的质量m0； （3）被打捞金属材料的密度ρ金。 39.解：（1）金属材料浸没在水中匀速上升时，电动机牵引绳子的功率为 P1=F1×3v1=200N×3×0.2m/s=120W （2分） 图7 B C FB1 FC1 O FB1 N1 mEg 图6 FC1 图5 3F1 GQ +G0 ¢ ¢ （2）金属材料浸没在水中匀速上升时，以支架、电动机Q、定滑轮K为研究对象，受力分析图如图5所示，配重E的受力分析图如图6所示，杠杆上C点、B点受力分析图如图7所示。（说明：受力分析图正确得1分） =FC1 ，=FB1 ， FC1·CO= FB1 ·OB =3F1+ GQ+G0 FB1=4(3F1+ GQ+G0) ¢ 图8 3F2 GQ +G0 图10 B C FB2 FC2 O ¢ 金属材料离开水面后匀速上升的过程中，以支架、电动机Q、定滑轮K为研究对象，受力分析图如图8所示，配重E的受力分析图如图9所示，杠杆上C点、B点受力分析图如图10所示。 FB2 N2 mEg 图9 =FC2 ，=FB2 ， FC2·CO= FB2 ·OB =3F2+ GQ+G0 FB2=4(3F2+ GQ+G0) ¢ （1分） 解得：G0=50N，m0=5kg （1分） ¢ ¢ （3）金属材料浸没在水中匀速上升时，以动滑轮和被提升的金属材料为研究对象，受力分析图如图11所示，金属材料离开水面后匀速上升的过程中，以动滑轮和被提升的金属材料为研究对象，受力分析图如图12所示。F1= F1，F2= F2 ¢ 3F2 G0+G 图12 ′ 3F1 F浮 G0+G 图11 ′ F浮+3F1=G0+G 3F2=G0+G 解得：F浮=400N，G=950N（1分） 根据阿基米德原理F浮=ρ水g V，解得：V = =4×10-2m3 金属材料密度ρ= = =2.4×103kg/m3 （或2.375×103kg/m3）（1分） 燕山区 32．在学习浮力的大小与哪些因素有关的知识中，某同学认为物体越重所受的浮力越小。 请你利用下列器材设计一个实验证明他的观点是错误的。 32答. 设每个钩码重为G，将两个钩码挂在弹簧测力计下，并将一个钩码浸入水中，读出弹簧测力计示数F1，此时钩码所受浮力为F浮1=2G—F1 将三个钩码挂在弹簧测力计下，并将一个钩码浸入水中，读出弹簧测力计示数F2，此时钩码所受浮力为F浮2=3G—F2 ，发现F浮1=F浮2 33．实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个，电阻箱（电路图符号 ）一个，已调零的电流表一块，开关两个，导线若干。请选 用上述实验器材，设计一个实验证明“两个电阻R1与R2并联时，如果R1的阻值保持 不变，则电阻R1与R2并联的等效电阻R跟电阻R2的关系为 ＝ ＋ b（b为常量）”。请你画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。 A R2 R1 S2 S1 33答：⑴见图（1分） ⑵实验步骤：（4分） ①按电路图连接电路。 ②只闭合开关S1、S2，调节电阻箱R2的阻值。 图2 用电流表测量电路中的电流I，将I、R1、R2 的测量数据记录在实验数据记录表中。 ③再将开关S1断开，调节电阻箱阻值，直到电流表A的示数仍为I 为止。将此时电阻箱的阻值R的数据记录在实验数据记录表中。 ④仿照步骤②和③，再进行5次实验，并分别将相应的I、R1、R2、R测量数据记录在实验数据记录表中。 ⑶实验数据记录表：（1分） I/A R1/Ω R2/Ω R/Ω 35．在如图22所示的电路中，电源两端的电压U保持不变。当闭合开关S1、S2、断开开关S3时，电阻R1消耗的电功率P1＝3W，电压表V1的示数为U1，电流表A的示数为I1；当闭合开关S2、断开开关S1、S3时，电阻R1消耗的电功率P1′＝0.75W，电路消耗的总功率为P，电流表A的示数为I2，电压表V2的示数为U2；当闭合开关S1、S3、断开开关S2时，电路消耗的总功率为P′，已知：P∶P′＝1∶8。求： （1）I1与I2的比值 （2）U1与U2的比值 （3）通过开关的断开或闭合改变电路结构，使电路消耗的电功率最大，求最大电功率 解: 只闭合开关S1、、，S2时，等效电路如图甲所示 只闭合开关S2时，等效电路如图乙所示 R1 P' I总 I3 R3 丙 闭合开关S1、S3时，等效电路如图丙所示 I2 R1 P R2 R3 U2 R1 U1=U A I1 乙 甲 由 P1= 3W P1 '= 0.75W 得 ＝＝＝2 ……………… 1分 由 I1R1＝I2(R1＋R2＋R3) 得 R1＝R2＋R3 (1) ……………… 1分 由图乙和图丙可得 P ＝ I2U P' ＝ I总U ＝ 得 I2＝I总 I1＝I总 I3＝I总 得：＝＝3 (2) ……………… 1分 R3 R2 R1 由（1）（2）得：＝2 （3） U ＝＝3 ……………… 1分 开关均闭合时，电路如图丁所示，此时电路消耗功率最大 由P2＝ P1＝＝3W P3＝ R3的功率P3＝＝＝18×＝18×1.8W＝32.4W ＝＝ P2＝×3W＝4.5W ＝＝3 P3＝3P1＝3×3W＝9W Pm ＝P1＋P2＋P3＝16.5W ……………… 1分 36．如图23为一水箱自动进水装置。其中水箱高h为3m，杆AB能绕O点在竖直平面转动，OA＝2OB，且O点距箱底1m。C处为进水管阀门，阀门厚度不计，进水管口横截面积为2cm2。BC为一直杆，A点以一细绳与浮体D相连，浮体D是一个密度为0.4×103 kg/m3的圆柱体，高为0.5m，细绳长为1m。细绳、杆、阀的重力不计，AB杆水平时正好能堵住进水管。当进水管中水的压强为P1时，水箱深度为2.4m。设进水管中水的最大压强为P2，且P1︰P2＝11︰15。现在进水管中水的压强为P3，P3＝3.3×104Pa， 且P3＜P1。求水箱中水的深度为多少时，进水管停止进水。（g取10N/kg） 解：当进水管中水的压强为P1时，分别对浮体D、杠杆及阀门C受力分析，如图1所示 图1 D BING1 F1浮 GD FA1 A B FA1 FB1 P1SC FB1 ρ水gh1Sc 当进水管中水的压强为P2时，分别对浮体D、杠杆及阀门C受力分析，如图2所示 图2 D BING1 F2浮 GD FA2 A B FA2 FB2 P2SC FB2 ρ水gh2Sc 当进水管中水的压强为P3时，分别对浮体D、杠杆及阀门C受力分析，如图3所示 图3 D BING1 F3浮 GD FA3 A B FA3 FB3 P3SC FB3 ρ水gh3Sc 图 1分 GD ＝ ρDg×0.5SD＝0.2×104SD ……………… 1分 F1浮＝ρ水g×（2.4－2）×SD＝0.4×104SD F1浮＝GD＋FA1＝0.2×104SD＋FA1 FA1OA＝FB1OB P1SC＝FB1＋ρ水gh1Sc＝FB1＋4.8 ……………… 1分 P1SC＝0.4×104SD＋4.8 (1) F2浮＝ρ水g×0.5×SD＝0.5×104SD F2浮＝GD＋FA2 FA2OA＝FB2OB P2SC＝FB2＋ρ水gh2Sc＝FB2＋6 P2SC＝0.6×104SD＋6 (2) ……………… 1分 ＝ ＝ ……………… 1分 SD＝1×10_3m2 GD＝2N F3浮＝ρ水g×(h3－2) SD＝10 h3－20 F3浮＝GD＋FA3 FA3OA＝FB3OB ……………… 1分 P3SC＝FB3＋ρ水gh3Sc＝FB3＋2h3 解得：h3＝2.3m ……………… 1分 房山区 36．某同学在学习浮力的知识后，认为“体积相同的不同物体，浸在水中时所受浮力相同”。请利用身边的物品或实验器材设计一个实验，说明他的观点是错误的。写出实验步骤和实验现象。（3分） 36．答：（3分）[来源:Zxxk.Com] 把体积相同的木块和铁块放入水中，木块漂浮，铁块下沉，木块排开水的体积比铁块排开水的体积小，木块受的浮力小，铁块受的浮力大。 所以该同学的认识是不对的。 37．某校物理小组想通过实验证明：“压强一定时，压力与受力面积成正比”的结论，他们从实验室找来了如下器材：托盘天平一架（含砝码），刻度尺，底面积已知且不同的平底试管六只，足量的沙子，装有适量水的大水槽，抹布。请你帮忙设计实验，并写出主要实验步骤并设计实验记录表格。（5分） 37答．主要实验步骤： （1）将天平置于水平桌面上，调节天平平衡； （2）将底面积为S1的平底试管装入适量的沙子，放入装有适量水的大水槽中，使试管能竖直地漂浮，用刻度尺测试管浸在水中的深度h，取出试管，擦干后用天平称出试管和管内沙子的总质量m1并将数据记录在表格中；……（1分） （3）将底面积为S2的平底试管装入适量的沙子，放入装有适量水的大水槽中，使试管能竖直地漂浮，用刻度尺测试管浸在水中的深度仍为h，取出试管，擦干后用天平称出试管和管内沙子的总质量m2并将数据记录在表格中；（1分） （4）仿照步骤3，再做四次实验，完成对m3……m6的测量，并将数据记录在表格中。………（1分） （5）应用G=mg算出试管及沙子的总重力，即压力F的大小，并将数据记录在表格中。………（1分） 表格如下：………（1分） S/m2 m/kg F/N 20 39．如图20所示电路中，电源两端的电压U保持不变。当开关S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P距左端处时，电流表示数为I1，电压表示数为U1，滑动变阻器消耗的电功率为P1；当开关S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表示数为I2，电压表示数为U2，电阻R2消耗的电功率为P2；当开关S1、S2闭合，滑动变阻器的滑片P距左端处时，电流表示数为I3=1.5A，电压表的示数为U3。 滑动变阻器消耗的电功率为P3=9W。已知：U1：U2=1：2；P1：P2=3：8。求：（6分） （1）电源两端的电压U； （2）滑动变阻器的最大电阻值； （3）电阻R2消耗的电功率P2。 39．（6分）解：电路三种状态等效电路如图、、所示……（1分） （1）由状态、的电压比可得 即 由状态、的功率比可得 即R2=……（1分） 由以上两式可得I1（）=I2（R1+R2） 即R1=……（1分） 由状态可知，通过电阻的电流I3’==0.6A 所以电源电压U==15V……（1分） （2）由P3=， 得R3=100Ω……（1分） （3）； 图中，电阻R2的功率为=2W……（1分） 乙 甲 图21 40、如图21甲所示，B是一个固定支架，由立柱和两侧装有定滑轮的水平横梁组成，物体M在横梁上可左右移动，M的左端用钢绳跨过定滑轮与电动机相连，右端用钢绳跨过定滑轮与滑轮组相连，滑轮组下挂一实心物体A，其密度ρＡ=5×103kg/m3，体积VA=0.024m3。当电动机不工作时（可视电动机对钢绳无拉力作用），将物体A浸没在水中，物体A可以通过滑轮组拉着物体M向右匀速运动；当电动机用一个竖直向下的力F1拉钢绳时，物体A在水面下以速度υ1=0.1m/s匀速上升，滑轮组的机械效率为η1；当物体A完全露出水面后，电动机用力F2拉钢绳，物体A匀速上升，滑轮组的机械效率为η2。在以上过程中，电动机对钢绳的拉力的大小随物体A上升高度的关系如图21乙所示，电动机以F1、F2拉钢绳时的功率始终为P。（不计钢绳的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力。取g =10N/kg）求： （1）滑轮组的机械效率η1：η2（7分） （2）电动机的功率P 40、解：三种状态的受力分析如图所示……（1分） 5υ f FA 5FA GA G动 F浮 υ υ1 5FA1 GA G动 F浮 F1 FA1 5υ1 f υ2 5FA2 GA G动 F2 FA2 5υ2 f （1） 物体所受重力GA=ρAgVA=……=1200N 物体所受浮力F浮=ρ水gVA=……=240N…………（1分）[来源:学&科&网] 由图可得，f=FA，…………（1分） 由图可得 由图可得 …………（1分） 由图乙可知： 解之：G动=120N =216N…………（1分） 效率η1=； η2=。 解之…………（1分） （2）=……=432N 所以电动机的输出功率P=F1×5υ1=……=216W…………（1分） 密云区 36．实验桌上有如下符合实验要求的实验器材：电源1个、开关1个、已调零的电压表、电流表各1块，已知阻值且不等的定值电阻6只，导线若干。请利用上述实验器材，设计一个实验证明：当电压一定时，电阻的电功率与电阻成反比。（6分） （1）请你画出实验电路图。 （2）写出主要实验步骤。 （3）画出实验数据记录表. 36.（1）按电路图连接实验电路. （2）闭合开关，读出电压表V的示数为U，电流表A的示数为I1，将U 、I1、R1记在表格中。 （3）断开开关，将电流表与电阻R2串联，闭合开关，读出电流表A的示数为I2，将U 、I2、R2记在表格中。 （4）仿照步骤（3）再做四次实验，用电流表A分别测出其余四个支路的电流I，并将电压U 、电流I电阻R记在表格中。 R6 V1 S 1 R1 R2 R3 R4 R5 A （5）根据P=UI计算出各电阻的功率，并记在表格中。 R/Ω U/V I /A P/W 说明:在各次实验中，始终保持6只电阻并联。 评分说明：数据记录表1分；电路图1分；控制变量1分；改变自变量1分；做六次实验1分；读数记录1分。 R 1 R 2 R 3 S 1 S2 S3 A S 第38题图 38．在如图所示的电路中，电源两端电压不变。当只闭合开关S、S3时，电流表的示数为I1，电路的总功率是3W；当开关S、S1、S2、S3都闭合时，电流表的示数为I2，电路的总功率是10.5W，电阻R2的功率是4.5W。 求：（1）电流I1与I2之比。 （2）只闭合开关S、S2时，电阻R1电功率。 38．当只闭合开关S、S3时，等效电路图如图甲所示； 当开关S、S1、S2、S3都闭合时，等效电路图如图乙所示； 当只闭合开关S、S2时，等效电路图如图丙所示； U R1 I1 R2 I2 U R2 R3 U R1 I3 R3 P1 甲 乙 丙 …………1分 （1） （2） 解（1）（2）式得：………………………………………………………………1分 （3） 解（2）（3）式得： ……………………………………………………………………………………1分 ……………………………………………………………………………………1分 设R1与R3串联的总功率为P总 （4） 解（3）（4）式得：…………………………………………………………1分 =1.44W……………………………………………………………………………………1分 39．如图所示，是建筑工人用滑轮组提升长方体物块A的示意图。当工人用力F1拉绳子时，物块A对地面的压强为8000pa ；当工人用力F2拉绳子时，物块A对地面的压强为7500pa；已知：F1∶F2=4∶5，GA=1800N，物块A与地面的接触面积为0.2m2。不计绳重和摩擦。 求：物块A以0.1m/s的速度匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率及工人拉绳子做功的功率。 A 第39题图 39．当工人用力F1拉绳子时，物块A与动滑轮受力情况如图1所示； 当工人用力F2拉绳子时，物块A与动滑轮受力情况如图2所示； GA N1 2F1 G动 GA N2 2F2 G动 图1 图2 ………………1分 …………1分 ……………………………………………………………………1分 解得：……………………………………………………………1分 …………………………………1分 ……………………………………………………………………1分 ………………………………………1分 门头沟区 甲 图 21 乙 35.在学习了液体压强的知识后，小红想用压强计区别不同密度的液体。如图21所示，实验桌上有两只长水筒，其中一个盛有纯净水，另一个盛有盐水，已知盐水的密度大于纯净水的密度。小红将压强计的金属盒（探头）先后浸没到甲、乙两种液体中，分别记下压强计U形管两侧的液柱高度差h甲和h乙。她发现h甲大于h乙，于是认为甲水筒中盛的是盐水。小刚指出小红的实验结果是不准确的。请你利用上述实验器材设计一个实验，能够正确的判断出盐水和纯净水。写出简要的实验步骤和判断方法。 35． 方法一： 分别将压强计的金属盒（探头）浸没到甲、乙两种液体中同一深度，记下压强计U形管两侧的液柱高度差h1和h2。比较h1和h2的大小，因为盐水密度大于纯净水的密度，所以U形管两侧的液柱高度差大的筒中盛的是盐水。 方法二： 分别将压强计的金属盒（探头）浸没到甲、乙两种液体中某一深度，使压强计U形管两侧的液柱高度差相等，分别记下压强计的金属盒（探头）所处的深度为h1和h2，比较h1和h2的大小，因为盐水密度大于纯净水的密度，所以压强计的金属盒（探头）所处深度小的筒中盛的是盐水。 36.实验桌上有如下实验器材：符合实验要求的电源1个，已调好的电压表、电流表各一块，滑动变阻器、阻值已知的定值电阻R0各1个，开关1个，导线若干。请设计一个实验来验证：当导体的电阻一定时，该电阻消耗的电功率与该电阻两端电压的平方成正比 ⑴电路图 ⑵实验步骤 ⑶设计表格 A R0 S R′ V 36. 电路图 实验步骤： （1）按电路图连接电路。 （2）闭合开关，调节滑动变阻器R、。用电流表A测量通过电阻R0的电流I，用电压表测量R0两端的电压U，并将I、U的数据记录在实验数据记录表中。 （3）仿照步骤（2），分别改变5次滑动变阻器R、的阻值，用电流表A分别测量通过电阻R0的电流I,用电压表分别测量R0两端的电压U，并分别将测量数据记录在实验数据记录表中。 （4）将U的值代入U2并进行计算，根据P=UI分别计算每次R0的电功率P,并记录U2和 P的数值 （5）分析实验数据，得出结论。 实验数据记录表 I/A U/V U2/V2 P/W R2 R1 S1 A B C D M P R3 S2 图22 38.如图22所示的电路中，电源两端的电压不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P滑到A端时, 电压表示数为U1, 电流表示数为I1，电阻R1消耗的电功率为P1,此时滑动变阻器R2消耗的电功率为16W。当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑到中点时,电压表的示数为U2 ，电流表的示数为I2，电阻R3消耗的电功率为P3。 已知：U1：U2=4：3，P1：P3=1：9求： （1）电流I1与I2的比值； （2）电阻R1与R2的比值 （3）当开关S1、S2都闭合， 滑动变阻器的滑片P滑到B端时,电路消耗的总功率P。 38. （1）当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P滑到A端时，如图甲 （2）当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑到中点时，如图乙 乙 I1 R1 R2 R3 U1 U I2 U2 U I3 R3 U 甲 丙 R3 （3）当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑到B端时，如图丙 -------------------1 由图3甲、乙得： 解得： ---------------------------1 电源两端电压U不变， 解得： ① ------------------1 解得： ② --------------1 将②式代入①式解得： 即: ----------------------1 由图3甲、丙得： 解得： P=81W ------------------------------1 39.如图23甲所示，某工人用滑轮组从水深为H=5m的井底匀速提起高为2m，底面积为0.02m2的实心圆柱体M（圆柱体底部与井底不密合），该物体的密度为2.5×103kg/m3，如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，绕在滑轮上的绳子能承受的最大的拉力F=500N。当工人作用在绳端竖直向下的拉力为F1时，实心圆柱体受到井底的支持力为N；从实心圆柱体刚刚离开井底到刚好要露出水面前始终以某一速度匀速上升时，工人作用在绳端竖直向下的拉力为F2，工人做功与时间的图像如图23乙所示。已知：F1׃F2=2׃5。不计摩擦和绳重及水的阻力，g=10N/kg。 求：(1) 当实心圆柱体在水中匀速上升时（未露出水面）所受的浮力； (2) 当作用在绳端的拉力为F1时，实心圆柱体受到井底的支持力N；Xkb1.com 图23 乙 800 W/J 1600 2400 3600 0 t/s 10 20 5 15 甲 (3)实心圆柱体上表面刚刚露出水面后继续上升，当绳子刚好能被拉断时，实心圆柱体 M所受的拉力F0。 39. 解： 根据已知及图甲做受力分析 GM FM N F浮1 GM 2F F浮2 GD GM 2F2 F浮1 GD (1)当拉力为F1时 （2）当拉力为F2时 （3）当绳子恰好被拉断时 对动滑轮及M 对动滑轮及M 对动滑轮及 2F1 FM′= FM GD 由（1）（2）（3）得： GM =F浮1 +N + FM ---------------------① 2F1 = GD + FM′-------------② 2F2 +F浮1= GD+ GM-------------------③ 2F +F浮2= GD+ GM-------------------④ 由已知得： F浮1=ρ水g V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m×0.02m2=400N-------------------- GM =ρg V=2.5×103kg/m3×10N/kg×2m×0.02m2=1000N-------------------- 由图像得：从实心圆柱体刚刚离开井底到刚好要露出水面前始终以某一速度匀速上升时， 此时： GM F0 F浮2 ∵F1׃F2 = 2׃5 ∴F1=160N 由受力分析方程①②③④联立得GD =200N，FM′=120N, N =480N 绳子刚好能被拉断时：F浮2=200N 且GM =F浮2 + F0 解得：F0=800N 怀柔区 图20 34．为了探究影响液体压强大小的因素，小明采用了图20所示的实验装置。其中微小压强计可以反映液体内部压强大小的变化。小明将微小压强计的探头放在烧杯内固定，不断向烧杯中注入水，微小压强计U形管两侧液面高度差增大，表明水内部压强随深度增加而增大。小华却认为：微小压强计U形管两侧液面高度差增大，是水的重力增加导致的，所以水的重力大小不同，水内部压强大小就不同。请你利用上述器材或再补充必要的辅助器材，设计一个实验证明小华的解释是错误的。请你写出实验步骤和实验现象。 34．实验步骤和实验现象： 将微小压强计的探头放到截面积较大的烧杯底部，向其中倒入适量的水，记录微小压强计U形管两侧液面差为Δh。（1分） 将微小压强计的探头放到截面积较小的另一个烧杯底部， 把截面积较大的烧杯中的水一部分倒入这个截面积较小的烧杯中，使微小压强计U形管两侧液面差也为Δh。（1分） 截面积较大的烧杯中还有剩余水。说明小华的说法是错误的。（1分） （说明：其他答案正确均可得分；没有提到测量，但意思表述清楚同样得分。） 35．实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个，电阻箱（电路图符号 ）一个。已调零的电流表一块，开关两个，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明“两个电阻R1与R2串联时，如果R1的阻值保持不变，则电阻R1与R2串联的等效电阻R跟电阻R2的关系为：R=R2+k（k为常量）”。请你画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。 35．实验电路图如图1所示。（1分） 实验步骤： （1）按电路图连接电路。 图1 （2）闭合开关S1S2，调节电阻箱R2的阻值，用电流表A测量通过定值电阻R1的电流I1；断开S2 ，用电流表A测量通过R1 R2串联的电流I2，将R1、I1、I2、R2记录在实验数据记录表中。（1分） （3）仿照步骤（2），分别改变5次电阻箱R2的阻值，用电流表A分别测量闭合开关S1S2时相应的电流I1，用电流表A分别测量当S2断开，S1闭合时相应的电流I2的数据，并分别将R1、I1、I2、R2记录在实验数据记录表中。 （1分） （4）利用公式R==，分别计算出6次串联电路的6个等效电阻，并分别记录在实验数据记录表中。 （1分） 实验数据记录表（1分） R1 /Ω I1 / A I2 / A R2/ Ω R /Ω （其他答案正确均可得分） 37．如图21所示电路，电源两端电压一定。当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器接入电路的电阻为Ra时，通过电阻Ra的电流为I1，电阻R1和电阻R2消耗的功率之和P1＝ 12W，电压表示数为U1；当开关S1 S2都闭合，滑动变阻器接入电路的电阻为Rb时，通过电阻Rb的电流为I2，滑动变阻器消耗的功率Pb＝6W，电压表V的示数为U2。已知U1=5U2且3R1=2R2。求： （1）电流I1和I2的比值； （2）电阻Ra和Rb的比值； （3）开关S1 S2均闭合时，滑动变阻器接入电路的电阻为Ra时消耗的功率Pa 。 图21 37．解：当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为Ra时，等效电路如图2甲所示；当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为Rb时，等效电路如图2乙所示； 当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器接入电路的电阻为Ra时，等效电路如图2丙所示。 图2 乙 U2 R1 U Pb I2 Rb Ra R1 R2 P1 U U1 I1 甲 Pa 丙 U R1 Pa Ra I3 ……………………………（1分） （1）由图2甲、乙得： = ， =，U1=5U2且3R1=2R2。 解得：= ………………………………（1分） （2）电源两端电压不变，I1(R1+R2+Ra)=I2(R1+Rb) ① 由图2甲、乙得：P1 = I12(R1+R2) Pb = I22Rb 已知：P1＝12W , Pb＝6W 解得: R1+R2=Rb/2 ② 3R1=2R2 ③ 由②③式得：Rb=5R1 ④ ……………………………（1分） 由①③④式得： Ra /Rb=1/10 ……………………………（1分） （3）由图2乙、丙得：U= I2(R1+Rb) U= I3(R1+Ra) I2 /I3=4/1 ……………………………（1分） Pb = I22Rb Pa= I32Ra [来源:学&科&网Z&X&X&K] Pb /Pa=5/8 Pa=9.6w ……………………………（1分） 38．如图22甲所示，某工地用固定在水平工作台上的卷扬机（其内部有电动机提供动力）通过滑轮组匀速提升货物。为监测卷扬机的工作情况，将固定卷扬机的工作台置于水平杠杆的A端，杠杆的B端连接有配重C，其下方与压力传感器相接触，杠杆AB可绕转轴O在竖直平面内自由转动。当卷扬机提升G1=1450N的重物以速度v1匀速上升时，卷扬机的拉力为F1，滑轮组的机械效率为η1，压力传感器显示其对配重C的支持力为N1；当 卷扬机提升重为G2的重物以速度v2匀速上升时，卷扬机的拉力为F2，滑轮组的机械效率为η2，压力传感器显示其对配重C的支持力为N2。拉力F1、F2做功随时间变化的图像分别如图22乙中①、②所示 。已知卷扬机及其工作台的总重为500N，配重C所受的重力为200N，4υ1=3υ2，88η1=87η2，5AO=2OB。杠杆AB所受的重力、绳的质量和滑轮与轴的摩擦均可忽略不计。求： （1）卷扬机提升重物G2时的功率； （2）动滑轮所受的重力； 甲 C A O B 图22 乙 900 W/J 1800 2700 3600 0 t/s 1.0 2.0 0.5 1.5 ② ① ② （3）N1与N2的比值。 38．解：（1）由题中W－t图像可知P2==1800W ----------- 2分 （2）设动滑轮所受重力为G动，卷扬机及其工作平台所受重力为G。 根据图像可知t=1.0s内，拉力F1、F2做功分别为W1=900J，W2=1800J = = = ， = = ，4v1=3v2，解得= = ×= ，G1=1450N，解得G2=2200N----------- 1分 提升重物G1的过程中，重物和动滑轮受力分析如答图6所示，卷扬机及其工作平台受力分析如答图7所示，杠杆AB受力分析如答图8所示，配重C受力分析如答图9所示。提升重物G2的过程中，重物和动滑轮受力分析如答图10所示，卷扬机及其工作平台受力分析如答图11所示，杠杆AB受力分析如答图12所示，配重C受力分析如答图13所示。------ 1分 图6 G动 5F1 G1 NA1 F1 G 图7 图8 A BD O FB1 N1 GC 图9 图10 G动 5F2 G2 NA2 F2 G 图11 图12 A BD O FB2 N2 GC 图13 由受力分析可知5F1= G1+G动 5F2= G2+G动 ，解得G动=50N ----------- 1分 （3）F1===300N， NA1= G-F1=500N-300N= 200N， N′A1= NA1，5AO=2OB， F′B1== =80N----------- 1分 FB1= F′B1，N1=GC- FB1=200N-80N=120N F2===450N， NA2= G-F2=500N-450N=50N， N′A2= NA2，5AO=2OB， F′B2== =20N FB2= F′B2，N2=GC- FB1=200N-80N=120N = = ----------- 1分 （其他方法正确均可得分） 大兴区 37. 小军想设计一个实验证明液体产生的压强一定时，压力跟受力面积成正比。实验桌上有粗细不等的平底试管六只(直径已知）、装有适量水的水槽一个、天平一架、配套砝码一盒，足量细沙、小勺一把、面巾纸一盒。 （1）写出主要的实验步骤 （2）画出实验数据记录表 37. （1）①用D表示试管的直径。将其记录在表格中。 ②取一个试管，在试管中装入适量细沙，使其竖直漂浮在水槽中。用刻度尺测出试管浸入水槽的深度用h表示，将试管从水槽中取出擦净，用天平称其总质量用m表示。并将m、h的数据记录在表格中。 …………………………… （2分） ③取不同的试管，仿照步骤②再做5次实验，调节细沙量，使每次试管浸入水槽的深度均为h，用天平称出各次试管和沙的总质量m。并将各次的m、h的数据记录在表格中。 （1分） ④根据公式 S=（1/4）D2 F =mg 计算出试管底面积和各次的压力并记录在表格中。（1分） D/m S/m2 m/kg h/m F/N [来源:学§科§网Z§X§X§K] （2） 39．如图22所示，电源两端电压U保持不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P置于右端，滑动变阻器接入电路中的电阻为R3时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电阻R1的电功率为P1，电阻R2的电功率为P2；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P置于左端时，电阻R1的电功率为P1'，电流表A的示数为1.5A。已知：P1+P2=12W， (P1+P2):P1'=2:3，U1:U2=2:1。求： （1）P1'； （2）电源两端的电压U； （3）当开关S1、S2闭合，滑动变阻器的滑片P置于右端时的电功率P3。 S1 R1 R2 图22 P S2 V1 V2 R3 P2111 P1 R3 R2 R1 U1 U2 R2 R1 R3 (3) U P3 P3 P2´1 P1´1 39． 解： U I=1.5A U (2) (1) 电路图 …………………………………………………………………………………………（1分） ′ ′ （1）如图所示： ………（1分） （2） ………………………………………………………………………（1分） …… ………………………………………………………………（1分） 解得 ′ ′ ′ ′ ′ ……………………（1分） （3） ………………………………………………………（1分） 40．图23是一个建筑工地提升物体的装置示意图，其中AB是一个以O为支点的杠杆，且AO:OB=3:5，D是一个系在杠杆B端的配重物体，单独放在地面给地面压p0=3.15×104Pa强。人可以通过固定在杠杆A端的滑轮组提升物体。有一质量为70kg的工人站在水平地面上，他利用该装置以0.05m/s的速度匀速提升钢材A时，地面给工人支持力为N1，做功与时间变化如图24所示，对地面的压强p1=2.1×104Pa；他利用该装置匀速提升钢材B时，地面给工人的支持力为N2，N1: N2=8:3，工人向下的拉力为F2；GA∶G动=3∶1，每个滑轮质量都相等，绳重及滑轮与轴的摩擦不计，不计杆的重力，g取10N/kg。求： （1）工人提升钢材A时向下的拉力F1； （2）工人提升钢材B时滑轮组的机械效率 （3）工人提升钢材B时配重D给地面的压强。 A B O 图23 D 500 W/J 1000 1500 2000 0 t/s 2 40 10 30 图24 （4） D FB1 ND1 GD （2） FA1 3F1 G定 F 1 G人 （1） N1 （3） A B O L1 L2 FA1 FB1 40．解： （6） FA2 3F2 G定 F 2 G人 （5） N2 （8） D FB2 ND2 GD （7） A B O L1 L2 FA2 FB2 受力分析图 ………………………………………………………………………………（1分） （1） ………………………………………………………（1分） （2） 解得： ……………………………（1分）[来源:学,科,网] ………………………………（1分） （3） ………………………………（1分） ……………………………（1分） GD=3150N …………………… 平谷区 R R0 P S A V 36．实验桌上摆放着如下实验器材：满足实验要求的电源1个、阻值已知的定值电阻(R0)和电阻箱（电路图符号 ）各一个，电流表、电压表各1块，滑动变阻器1个，开关1个，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明“两个电阻R0与R串联，当通过这两个电阻的电流和电阻R0保持不变时，这两个电阻串联后的总功率与电阻R的关系为：P=I2R + k（k为常量）”。请你画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。 36．电路图： 实验步骤： （1）按电路图连接实验电路，电流表、电压表指针调零，将滑动变阻器滑片P调到阻值最大位置； （2）调节电阻箱的电阻为R1，闭合开关，调节滑动变阻器使电流表示数为I，读出电压表示数为U1， 将R1、I 、U1记录在表格中； （3）断开开关，调节电阻箱的电阻为R2，闭合开关，调节滑动变阻器使电流表示数仍为I，读出电压表示数为U2，将R2 、I 、U2记录在表格中； （4）仿照步骤（3）改变电阻箱电阻，再做四次实验，将四次实验的电阻箱电阻R3 ――R6、电流表示数I 、电压表示数U3――U6记录在表格中； （5）根据公式：P=UI计算出每次的总电功率并记录在表格中；用公式k = I 2R算出常量k并记录在表格中。 实验表格： R/Ω I/A U/V k/W P/W S1 R2 S2 L R1 A B D C P S3 38．如图21所示电路，电源电压和灯丝电阻保持不变，滑动变阻器的最大电阻R2=20Ω，当开关S1 、S2闭合，S3断开，滑动变阻器的滑片P在b端时，电压表的示数为U1，灯L消耗的功率是其额定功率的 ；当开关S1、S2、S3都闭合，滑动变阻器的滑片P在a端时，电流表的示数为1.5A，此时电阻R1的功率为10.8W电压表的示数为U2，且U1∶U2=1∶3，R1＞R2，求： (1)电源电压； (2)此灯泡的额定功率；www.xkb1.com (3) 当开关S1闭合，S2、S3都断开， 滑动变阻器的滑片P在b端时灯L的电功率。 图21 38． 解： （1）当开关S1、S2闭合S3断开，滑动变阻器的滑片P在b端时，电路如图21甲所示，此时电路中的电流为I1； （2）当开关S1、S2、S3都闭合，滑动变阻器的滑片P在a端时，电路如图21乙所示，此时电路中的电流为I2。 （3）当开关S1、S2闭合S2、S3断开，滑动变阻器的滑片P在b端时，电路如图21丙所示，此时电路中的电流为I3。 I2=1.5A 甲 I1 U R2 RL U1 R2=20Ω R1 RL I3 U I2 P1=10.8W R1 U2=U R2=20Ω 乙 丙 图21 ， …… (1分) 在图乙中： ， ， 解得： ……(1分) …… (1分) …… (1分) …… (1分) 注：正确画出三个等效电路图 …… (1分) 说明：其他解法正确的同样得分。 39．如图22甲，轻质杠杆AB能绕固定点O在竖直平面内转动，水平地面上的配重N通过细绳竖直拉着杠杆B端，使用过程中杠杆始终在水平位置平衡。已知AO：OB=2：5。当圆柱形物体M浸没在水面以下匀速上升时，作用在绳子自由端的拉力为F1，配重N对地面的压强为P1，滑轮组的机械效率为η1；当物体M的上表面露出水面20cm时，作用在绳子自由端的拉力为F2，配重N地面的压强为P2，滑轮组的机械效率为η2；当物体M全部露出水面后匀速上升时，作用在绳子自由端的拉力为F3，配重N对地面的压强为P3，滑轮组的机械效率为η3；已知滑轮组中大小两种滑轮的质量之比为9：2，配重N的质量为64.8kg，物体M的底面积为600cm2，物体M的质量与体积的关系的图像如图22乙所示，若F1：F2＝5：6，P1：P3＝6：5，（不计水的阻力、绳重和摩擦，g取10N/kg），求：新课标第一网 （1)当滑轮组的机械效率为88%时，物体M受到的浮力； （2）出水后如果物体M以0.1m/s的速度匀速上升，小明作用在绳子自由端拉力F3的功率。 39.解：www.xkb1.com G动大 3F2 F浮2 GM G动大 3F1 F浮1 GM 当物体M浸没在水面以下匀速上升时，，对大动滑轮和物体M、杠杆及配重N平衡状态下的受力分析如图22甲所示。 FB2ˊ＝FB2 N2 GN FB2=GN－N2 FA2=2F2+G动小 B A O FB1ˊ＝FB1 N1 GN FB1=GN－N1 FA1=2F1+G动小 B A O 图22甲 当物体M浸没在水面以下匀速上升时，，对大动滑轮和物体M、杠杆及配重N平衡状态下的受力分析如图22乙所示。 图22乙 GM G动大 3F3 FB3=GN－N3 FA3=2F3+G动小 B A O 当物体M全部露出水面以后匀速上升时，，对大动滑轮和物体M、杠杆及配重N平衡状态下的受力分析如图22丙所示。 FB3ˊ＝FB3 N3 GN 图22丙 GN ＝ mNg＝64.8kg×10N/kg＝648N ＝2.7×103kg/m3 物体的上表面露出20cm后，物体露出水面的体积是：V露＝0.06m2×0.2m=0.12m3 物体减小的浮力是： △F浮＝ρ水gV露=1.0×103kg/m3×0.12m3×10N/kg=120N………（1分） ①…………………（1分） 在图甲和丙中根据题意可知： FA1×OA= FB1×OB FA1×2= FB1×5 FB1ˊ＝FB1 FB3ˊ＝FB3 …………………（1分） 将 和 代入上式： ② 解①②得： …………………（1分） 把 代入解得： …………………（1分） ∵物体移动的速度是0.1m/s ∴ 绳子自由端移动的速度0. 3m/s VM＝0.1米/秒 ∴ v自＝0.3米/秒 P自＝F3 v自=300N×0.3m/s＝90W ………………（1分） 注：正确画出三组受力分析示意图 ………………（1分） 说明：其他解法正确的同样得分。查看更多