中考物理必做的25道压轴题

中考物理必做的25道压轴题

中考物理必做的25道压轴题 ‎1.如图所示。电源电压为4.5V，电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“10Ω、1A”，小灯泡L标有“2.5V、1.25W”（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。在保证通过小灯泡L的电流不超过恒定电流的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列选项正确的是（　）。‎ A．小灯泡的额定电流是0.6A；‎ B．电流表的示数变化范围是0.3～0.5A；‎ C．电压表的示数变化范围是0～3V；‎ D．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4～10Ω ‎【解析】知道灯泡的额定功率和额定电压，根据P=UI求出灯泡的额定电流；灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的最小电压，即电压表的最小示数；根据串联电路的电流特点可知电路中的最大电流为灯泡额的电流和滑动变阻器允许通过最大电流中较小的一个，根据欧姆定律求出电压表的最大示数，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值。‎ ‎【答案】小灯泡的额定电流I===0.5A，故A错误。‎ 由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压。‎ 灯泡正常发光时的电压为2.5V，功率为1.25W，当灯泡正常发光时，串联电路总电压等于各分电压之和，此时电压表的最小示数U滑=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V，此时电路中的最大电流Imax=0.5A，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，最小为：R滑min===4Ω。‎ 滑动变阻器接入电路中的电阻最大，‎ 灯泡的电阻：RL===5Ω，‎ 电路中的最小电流：Imin===0.3A，‎ 电路中电流变化的范围是0.3A～0.5A，故B正确。‎ 此时灯泡分担的电压最小U L小=IminRL=0.3A×5Ω=1.5V，‎ 滑动变阻器两端的最大电压：U滑max=U﹣U L小=4.5V﹣1.5V=3V，即电压表最大示数，‎ 电压表的示数范围为2V～3V，故C错误。‎ 此时滑动变阻器的最大阻值Rmax===10Ω，‎ 所以滑动变阻器的范围是4Ω～10Ω，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎2.如图所示，把饮料吸管A插入盛水的杯中，另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端；往B管中吹气，可以看到A管中的水面上升。这是因为A管上端口附近空气压强变　 　（填“大”或“小”）的缘故；当杯内水的深度为10cm时，杯底受到水的压强大小为　 　Pa。（g取10N/kg）‎ ‎【解析】解答此题关键是把问题进行简化，其实质是利用液体压强公式进行计算的问题。（1）吸管和烧杯构成连通器，吹气之前，吸管内和烧杯内液面相平；当向B管吹气时，A管上方的空气流动速度增大，压强减小，A管下方压强不变，A管内的液体受到向上的压强大，液面上升。（2）利用计算杯底受到水的压强。‎ 解答：往B管中轻轻吹气，可以看到A管中的水面上升，原因是：往B管中吹气，吸管A上方空气的流速增大，压强减小，A管中液体受到向上的压强大于向下的压强，所以A管水上升或有水喷出。‎ 杯内水的深度为10cm时，杯底受到水的压强：‎ ‎。‎ 故答案为：小、1000。‎ ‎【答案】小、1000。‎ ‎3.如图甲所示，额定电压为6V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路，电源电压一定。滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时，灯泡L的I-U图象如图乙所示，以下说法正确的是（　）。‎ A．灯泡正常发光时的电流为0.5A；‎ B．灯泡两端的电压为3V时，它消耗的电功率为1.5W；‎ C．灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω；‎ D．当滑动变阻器接入电路的阻值为2.5Ω时，灯泡消耗的电功率为3.2 W，此时灯丝的阻值为5Ω ‎【答案】A、由题意知，灯泡的额定电压为6V，由图乙知，当灯泡两端的电压为6V时，灯泡的电流为1A，A错误。‎ B、由图乙知，当灯泡两端的电压为3V时，灯泡中的电流大于0.5A，由P=UI可知，此时灯泡消耗的电功率大于1.5W，B错误。‎ C、由图知，当变阻器滑片在最左端时，灯泡两端的电压等于6V，可知此时变阻器的阻值为零，C错误。‎ D、当变阻器阻值为零时，灯泡两端的电压等于6V，可知电源电压为6V；设灯泡两端的电压为U，此时电阻为R，根据题意可知：=，‎ ‎= ①‎ ‎=3.2W ②‎ 联立①②解得U=2V或U=4V，根据灯泡的实际功率，U=2V时，其实际功率小于3.2W，不符合题意，所以U=4V，代入②得R=5Ω，D正确。‎ 故选D。‎ ‎4.从2019年开始，省会兰州和部分地区的大街小巷出现了一批体积小、节能环保的知豆纯电动车，如图所示为正在充电的知豆。知豆空车时整车质量为670kg、额定输出功率为9kW。设该车行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍。（g=10N/kg）请问：‎ ‎（1）该车静止在水平地面上，轮胎与地面的接触总面积为0.04m2‎ 时，则空车时该车对地面的压强多大？‎ ‎（2）若该车载人后总质量为800kg，该车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时速度多大？‎ ‎（3）小丽家距学校大约7200m，小丽爸爸开知豆送小丽去学校路上用时l0min，兰州市城市道路限速40m/h，请计算说明小丽爸爸是否驾车超速？‎ ‎【答案】（1）电动车对水平地面的压力 F=G=mg=670kg×10N/kg=6.7×103N；‎ 电动车对地面的压强。‎ ‎（2）电动车匀速行驶时 F=f=0.05G=0.05×8000N=400N，由可得，‎ 电动车匀速行驶的速度。‎ ‎（3）小丽爸爸的车速为；‎ 因为43.2km/h＞40km/h，所以，超速了。‎ 答：（1）则空车时该车对地面的压强为1.675×105Pa；（2）该车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时速度为22.5m/s；（3）小丽爸爸驾车超速。‎ ‎5.如图甲所示电路，电源电压不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器．闭合开关，将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中，电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（　）。‎ A．电源电压是4.5V；B．定值电阻的阻值是10Ω；‎ C．定值变阻的最小功率为1.35W；D．电路总功率的最大值为7.2W ‎【答案】由电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。‎ ‎（1）当R2接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，‎ 由图象可知，电路中的最大电流I大=1.2A，由I=可得，‎ 电源的电压：U=I大R1=1.2A×R1，‎ 当R2接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最大，‎ 由图象可知，电路中的最小电流I小=0.3A，电压表的最大示数U2=4.5V，‎ 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：‎ U=I小R1+U2=0.3A×R1+4.5V，‎ 因电源的电压不变，所以，1.2A×R1=0.3A×R1+4.5V，‎ 解得：R1=5Ω，故B错误。‎ 电源的电压U=I大R1=1.2A×5Ω=6V，故A错误。‎ ‎（2）定值电阻电功率的最小值P1小=I小2R1=（0.3A）2×5Ω=0.45W，故C错误。‎ 电路总功率的最大值P大=UI大=6V×1.2A=7.2W，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎6.往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为　 　，若实际用力为500N，斜面的机械效率为　 　，重物受到的摩擦力为　 　。（g取10N/kg）‎ ‎【解析】（1）人做的有用功是将物体沿斜面推上小车，即将物体升高了h，故有用功为人克服重力做功，利用功的原理由W=mgh=FS，可求得施加的推力；（2）利用已求得的有用功和总功，由机械效率公式可求得斜面的机械效率；（3）人做的额外功就是因为人要克服摩擦力做功，则可先求得摩擦力的功再由功的公式求得摩擦力。‎ ‎（1）斜面很光滑，故利用功的原理得，人做的有用功等于用斜面所做的功：‎ W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J；FS=mgh=1200J，‎ 解得：。‎ ‎（2）人所做的总功：W总=FS=500N×3m=1500J，‎ 斜面的机械效率：；‎ ‎（3）W总=W有+W额，即：FS=Gh+fS，所以；‎ 答：（1）人做有用功为1200J；（2）斜面的机械效率为80%；（3）摩擦力为100N。‎ ‎【答案】（1）人做有用功为1200J；（2）斜面的机械效率为80%；（3）摩擦力为100N。‎ ‎7.如图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时，测得电阻R1两端的电压与通过电阻R1的电流变化关系如图（b）所示。‎ ‎（1）求电源的电压U和滑动变阻器的最大阻值Rm。‎ ‎（2）当电流I=1.0A时，求电阻R1与R2消耗的功率之比P1：P2。‎ ‎（3）写出电压表V2的示数与通过电阻R2的电流变化关系式，并写出V2大小的变化范围。‎ ‎【解析】（1）由电路图可知，当滑片P在A端时，只有电阻R1接入电路，此时电阻R1的电压最大，由I﹣U图象找出电压所对应的电流，由欧姆定律可以求出电阻R1的阻值；由电路图可知，当滑片P在A端时，‎ ‎【答案】（1）当P在A端时，只有电阻R1接入电路，此时电阻R1的电压最大，‎ 由I﹣U图象可知，电阻R1两端电压U1=6V，电路电流I1=1.5A，‎ 电阻R1的阻值：R1===4Ω；‎ 由电路图可知，当P在A端时电源电压加在R1上，由I﹣U图象可知，电源电压U=U1=6V；‎ 当P在B端时，滑动变阻器全部接入电路，总电阻最大，电流最小，由I﹣U图象可知电路电流是I=I1′=0.5A；此时电路总电阻：R总===12Ω，‎ 则滑动变阻器R2的最大阻值：Rm=R总﹣Rl=12Ω﹣4Ω=8Ω。‎ ‎（2）当电流I′′=1.0A时，由图象可得，U1=4V，电阻R1与R2串联，‎ 则R2两端的电压：U2=U﹣U1=6V﹣4V=2V，‎ 电阻R1与R2消耗的功率分别为：P1=U1I″=4V×1.0A=4W；‎ P2=U2I″=2V×1.0A=2W；电阻R1与R2消耗的功率之比P1：P2=4W：2W=2：1。‎ ‎（3）V2测滑动变阻器R2的电压，由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电压表V2的示数与通过电阻R2的电流变化关系式：U2=U﹣IR1 =6V﹣I×4Ω；‎ 当P在A端时，V2的示数为0V；‎ 当P在B端时，R1两端电压最小，由图象可知UR1=2V，则U2=U﹣UR1=6V﹣2V=4V；‎ 所以电压表V2示数的变化范围为：0V～4V。‎ 答：（1）电源的电压U是6V，滑动变阻器的最大阻值Rm是8Ω；（2）当电流I=1.0A时，求电阻R1与R2消耗的功率之比P1：P2是2：1；（3）写出电压表V2的示数与通过电阻R2的电流变化关系式是U2=U﹣IR1 =6V﹣I×4Ω；V2大小的变化范围是0V～4V。‎ ‎8.将一未装满水密闭的矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，如图所示，瓶盖的面积是8cm2，瓶底的面积是28cm2，瓶重和厚度忽略不计（g取10N/kg）。求：‎ ‎（1）倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强；‎ ‎（2）倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。‎ ‎【答案】（1）倒立放置时瓶盖所受水的压强：‎ p=ρgh倒立=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1300Pa，‎ 由可得，倒立放置时瓶盖所受水的压力：‎ F=pS瓶盖=1300Pa×8×10﹣4m2=1.04N；‎ ‎（2）由左图可知，矿泉水瓶内水的体积：V=S瓶底h正立=28cm2×10cm=280cm3，‎ 由可得，水的质量：m水=ρV=1.0g/cm3×280cm3=280g=0.28kg，‎ 瓶重和厚度忽略不计，则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力：‎ F′=G水=m水g=0.28kg×10N/kg=2.8N，‎ 倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强：。‎ 答：（1）倒立放置时瓶盖所受水的压力为1.04N，压强为1300Pa；（2）倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强为3500Pa。‎ ‎9.如图是一个温度可调的育苗箱电路，电源电压为36V，且保持不变。发热电阻R1的阻值为40Ω，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端时，R1的功率最大；将滑片P移到b端时，电路中的电流是0.4A．试求：‎ ‎（1）R1的最大功率是多少？‎ ‎（2）滑动变阻器R2的最大阻值是多少？‎ ‎（3）将滑片P移到某一位置，R2两端电压为16V时，通电5min，电流对整个电路做的功是多少？‎ ‎【答案】（1）当滑片P在a端时，电路中只有R1，所以R1两端电压就是电源电压；则P1最大===32.4W。‎ ‎（2）当滑片位于b端时，滑动变阻器全部连入电路，且与R1串联，‎ 根据I=可得：此时电路中的总电阻R总===90Ω，‎ 根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知：‎ 滑动变阻器的最大阻值R滑=R总﹣R1=90Ω﹣40Ω=50Ω。‎ ‎（3）将滑片P移到某一位置，R2‎ 两端电压为16V时，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知：U1=U﹣U2=36V﹣16V=20V，‎ 则电流I===0.5A，则W=UIt=36V×0.5A×5×60s=5400J。‎ 答：（1）R1的最大功率是32.4W；（2）滑动变阻器R2的最大阻值是50Ω；（3）通电5min，电流对整个电路做的功是5400J。‎ ‎10.学校进行“注模”艺术品的展示活动。小闵同学制作一底部面积S=2×10﹣3m2，高h=0.15m的作品，将密度ρ=0.8×103kg/m3的某种液体注入磨具内，用了体积V=5×10﹣4m3的液体，如图所示，g取10N/kg，求：‎ ‎（1）成型前液体对模具底部的压强p1；‎ ‎（2）成型作品放在水平桌面上，对桌面的压强p2。‎ ‎【答案】（1）由题意可知，成型前模具内液体的深度h=0.15m，‎ 则液体对模具底部的压强：p1=ρgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1200Pa。‎ ‎（2）因质量与物体的形状、状态、空间位置无关，所以，由可得，作品的质量：‎ m=ρV=0.8×103kg/m3×5×10﹣4m3=0.4kg，‎ 成型作品放在水平桌面上，对桌面的压力：F=G=mg=0.4kg×10N/kg=4N，‎ 对桌面的压强：。‎ 答：（1）成型前液体对模具底部的压强为1200Pa；（2）成型作品放在水平桌面上，对桌面的压强为2000Pa。‎ ‎11.某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系，电路如图甲所示。滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中，R1的U-I图象如图乙所示。求：‎ ‎（1）R1的阻值；‎ ‎（2）电路消耗的最大功率；‎ ‎（3）当R2消耗的电功率为0.5W时，R2的阻值。‎ ‎【解析】（1）由R1的U-I图象可知，通过R1的电流与电压成正比，R1为定值电阻，找一组对应的U、I值，利用欧姆定律求R1的阻值；（2）当滑动变阻器连入电阻为0时，电路中的电流最大，此时电阻R1两端的电压等于电源电压，利用P=UI求电路最大功率；（3）知道R2消耗的电功率为0.5W，利用P=I2R、联立方程组求R2的阻值。‎ ‎（1）由R1的U-I图象可知，通过R1的电流与电压成正比，R1为定值电阻，当U1=6V时，I1=0.6A，由欧姆定律可知：；‎ ‎（2）当滑动变阻器连入电阻为0时，电路中的电流最大，此时电阻R1两端的电压等于电源电压，电源电压U=U1=6V，最大电流为I1=0.6A，电路最大功率P=UI1=6V×0.6A=3.6W；‎ ‎（3）当R2消耗的电功率为0.5W时，P2=I2R2，，而，带入后解得：R2=2Ω或R2=50Ω；由图乙可知，当R2最大时，I最小=0.15A，‎ 电路总电阻，R2的最大值R最大=R﹣R1=40Ω﹣10Ω=30Ω，所以R2=50Ω舍去，得R2=2Ω。‎ 答案：（1）R1的阻值为10Ω；（2）电路消耗的最大功率为3.6W；（3）当R2消耗的电功率为0.5W时，R2的阻值为2Ω。‎ ‎【答案】（1）R1的阻值为10Ω；（2）电路消耗的最大功率为3.6W；（3）当R2消耗的电功率为0.5W时，R2的阻值为2Ω。‎ ‎12.某比赛、两选手分别用六根完全相同的长方体木条搭建了甲、乙两木筏。如图1所示，两木筏静止在水面。‎ ‎（1）以点代替木筏，在方框内（图2）画出甲木筏的受力示意图。‎ ‎（2）甲木筏的质量为100kg，底面积为2m2，求甲木筏浸入水中的深度。（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）‎ ‎（3）甲木筏所受浮力 乙木筏所受浮力（选填“＞”“=”“＜”），写出你的分析过程。‎ 图（1） 图（2）‎ ‎【解析】求深度需要利用木筏在水面上静止时，重力等于浮力。根据浮力的概念和阿基米德原理，此题不难解答。‎ ‎【答案】（1）受力图如图。‎ ‎（2），因为漂浮，所以；根据阿基米德原理可知可得：‎ ‎（3）甲木筏所受浮力等于乙木筏所受浮力；因为甲、乙都处于漂浮状态，所以，；又因为，所以。‎ 故答案是：（1）受力图如图；（2）甲木筏浸入水中的深度是0.05m；（3）等于。‎ ‎13.如图所示，电源电压恒定，R为定值电阻，灯泡L标有“6V、6W”的字样，滑动变阻器最大阻值为36Ω。闭合开关S，当滑片P移到最右端时，电流表的示数为1A；当滑片P移到最左端时，电流表的示数为0.2A。（不考虑灯丝电阻变化）‎ ‎（1）该电路是　 　联电路，灯泡L的电阻是　 　Ω。‎ ‎（2）电源电压是多少？定值电阻R的阻值是多少？‎ ‎（3）移动滑片P，当滑动变阻器消耗的电功率为W时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？‎ 解答：（1）由电路图可知，该电路是串联电路，电流表测量电路中的电流，灯泡L标有“6V、6W”表示灯的额定电压为6V，额定功率为6W，则灯泡L的电阻：‎ ‎（2）当滑片P移到最右端时，变阻器连入电路中的电阻为0，灯L与电阻R串联，电流表的示数为I1=1A，根据电阻的串联可得总电阻：R总1=RL+R=6Ω+R；当滑片P移到最左端时，变阻器、灯L和电阻R串联，此时电流表的示数为I2=0.2A，此时的总电阻：‎ R总2=+RL+R=36Ω+6Ω+R=42Ω+R，因电源电压不变，所以电路中的电流与总电阻成反比，‎ 则有：，解得R=3Ω；‎ 则电源电压：U=I1R总1=1A×（6Ω+3Ω）=9V；‎ ‎（3）移动滑片P，设当变阻器的电压为U′时，滑动变阻器消耗的电功率为W，‎ 根据串联电路电压的规律，灯与R的电压ULR=U﹣U′，由欧姆定律和电阻的串联可得，通过灯与R的电流：，根据串联电路电流规律，通过变阻器的电流：‎ ‎……①，‎ 根据P=UI可得，变阻器消耗的电功率为：……②，将①代入②解得：U′=6.75V 或U′=2.25V，根据可得，‎ 所以有： 或 ，‎ 分别解之R滑=27Ω 或R滑=3Ω。（因当滑片P移到最右端时，电流表的示数为1A，不超过灯的额定电流，故两个电阻均符合题意）‎ 故答案为：（1）串、6；（2）电源电压是9V、定值电阻R的阻值是3Ω；（3）滑动变阻器接入电路的阻值是27Ω 或3Ω。‎ ‎【答案】（1）串、6；（2）电源电压是9V、定值电阻R的阻值是3Ω；（3）滑动变阻器接入电路的阻值是27Ω 或3Ω。‎ ‎14.甲、乙两只电炉标有“220V、500W”和“220V、1000W”‎ 字样，把它们串联在220V的电路中。在相同时间内产生热量较多的是　 　，将它们并联在电路中，产生热量较多的是　 　（选填“甲”或“乙”）。串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为　 　。‎ 解答：（1）由得，电炉的电阻，因为甲、乙两只电炉的额定电压相同，额定功率P甲＜P乙，所以甲、乙两只电炉的电阻：R甲＞R乙，又因为串联电路中的电流处处相等，即通过甲、乙两只电炉的电流：I甲=I乙；‎ 根据Q=I2Rt可知，在相同时间内产生的热量Q甲＞Q乙，故串联时产生热量较大的是甲；‎ 将它们并联在220V电路上，根据并联电路中各支路两端的电压相等，即U甲=U乙=220V，则两电炉的实际功率等于额定功率，即：P甲=500W；P乙=1000W，根据Q=W=Pt可知，在相同时间内产生的热量Q甲＜Q乙，故并联时产生热量较大的是乙。‎ ‎（2）甲电炉的电阻为：，‎ 乙电炉的电阻为，‎ 串联在220V电路中甲消耗的实际功率为：‎ ‎，‎ 当甲电炉并联在220V电路中，P实甲′=P额甲=500W，所以两种情况下甲消耗的功率之比为P实甲：P实甲′=222W：500W=111：250。‎ 故答案为：甲、乙、111：250。‎ ‎【答案】甲、乙、111：250。‎ ‎15.有一种挂式电热水器内部简化电路如图所示，该热水器设有高、中、低三档，已知电热丝R1=55Ω，高档加热功率为1100W，电热转化效率为80%，水的比热容为4.2×103J/kg•℃）。求：‎ ‎（1）将2kg水从20℃加热到75℃需要吸收多少热量；‎ ‎（2）用高档将2kg水从20℃加热到75℃需要多少时间；‎ ‎（3）只闭合S、S2时，电热水器的电功率是多少。‎ ‎【解答】解：（1）水吸收的热量：‎ Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（75℃﹣20℃）=4.62×105J。‎ ‎（2）由×100%可得，消耗的电能：，‎ 由可得，需要的加热时间：‎ ‎。‎ ‎（3）由电路图可知，闭合S、S1、S2时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，热水器处于高档，此时电热丝R1的功率，‎ 因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，电热丝R2的功率：‎ P2=P高﹣P1=1100W﹣880W=220W；‎ 只闭合S、S2时，电路为R2的简单电路，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，电热水器的电功率为220W。‎ 答：（1）将2kg水从20℃加热到75℃需要吸收4.62×105J的热量；（2）用高档将2kg水从20℃加热到75℃需要525s；（3）只闭合S、S2时，电热水器的电功率是220W。‎ ‎16.小明同学捡到一块金属块，他想通过测量金属块的密度判断这个金属块的材料是什么，小明可用的实验仪器有托盘天平和弹簧测力计。‎ ‎①小明将天平放在水平实验台上后，接下来将游码的左侧跟标尺的　 　对齐，再调节平衡螺母，使天平平衡。‎ ‎②用调节好的天平测量金属块质量，正确操作后天平再次达到平衡，如图甲所示，此时读出该金属块的质量为　 　g，重力为　 　N（g=10N/kg）。‎ ‎③在实验过程中，小明将金属块儿挂与弹簧测力计上，然后放在水中直至完全浸没，此时弹簧测力计读数如图乙所示为　 　N。‎ ‎④小明通过查阅密度表得知如下几种金属的密度（见下表），通过科学的计算，可以求出金属的密度，则该金属块的材料是　 　。‎ ‎ 金属 铅 ‎ 铜 ‎ 钢铁 ‎ 铝 密度（kg/m3）‎ ‎ 11.3×103‎ ‎ 8.9×103‎ ‎7.9×103‎ ‎2.7×103‎ ‎【解析】①用天平测量前，应将天平放在水平工作台上；将游码移至标尺零刻度线处，调节平衡螺母使指针对准分度盘中央刻度线；②根据砝码和游标尺上的游码的示数计算出金属块的质量，根据G=mg可求得其重力；③读出弹簧测力计的示数；④根据称重法求出金属块浸没在水中受到的浮力。‎ 物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理求出金属块的体积。根据密度公式计算出金属块的密度；然后可知该金属块的材料。‎ 解答：①用天平测量前，应将天平放在水平工作台上；将游码移至标尺零刻度线处，调节平衡螺母使指针对准分度盘中央刻度线。‎ ‎②将金属块放在天平的左盘，在右盘中用镊子夹取砝码，通过增减砝码并移动游码的方法，使天平再次平衡；砝码的质量为200g+50g+20g=270g，则金属块的质量是72g；其重力G=mg=0.27kg×10N/kg=2.7N。‎ ‎③由图可知，此时弹簧测力计读数F=1.7N。‎ ‎④金属块浸没在水中受到的浮力：F浮=G物﹣F=2.7N﹣1.7N=1N；‎ 因金属块浸没在水中，所以，由阿基米德原理可得，金属块的体积：‎ ‎。‎ 金属的密度；‎ 查表可知，该金属块的材料是铝。‎ 故答案为：①零刻度线；②270、2.7；③1.7；④铝。‎ ‎【答案】①零刻度线；②270、2.7；③1.7；④铝。‎ ‎17.某电饭锅简化电路如图甲所示，R1和R2均为定值电热丝，S、S1为自动开关，煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。求：‎ ‎（1）电饭锅工作时的最大功率和最小功率；‎ ‎（2）电热丝R2的阻值；‎ ‎（3）若电压降低，S1断开，这时电路中的电流始终为1A，10min内电饭锅产生的热量。‎ ‎【答案】（1）由电路图可知，当S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流I大=3A，则电饭锅的最大功率：‎ P大=UI大=220V×3A=660W；‎ 当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流I小=2A，则电饭锅的最小功率：‎ P小=UI小=220V×2A=440W；‎ ‎（2）因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，电阻R1与R2并联时，通过R1的电流为2A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过电热丝R2的电流：‎ I2=I大﹣I小=3A﹣2A=1A，由可得，电热丝R2的阻值：；‎ ‎（3）当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，则R1的阻值：‎ ‎，‎ 电路中的电流始终为1A时，10min内电饭锅产生的热量：‎ Q=I2R1t=（1A）2×110Ω×10×60s=6.6×104J。‎ 答：（1）电饭锅工作时的最大功率为660W，最小功率为440W；（2）电热丝R2的阻值为220Ω；（3）若电压降低，S1断开，这时电路中的电流始终为1A，10min内电饭锅产生的热量为6.6×104J。‎ ‎18.小柯利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，已知电源电压为6V且保持不变，实验所用电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω，滑动变阻器的规格为“30Ω、2A”。‎ ‎（1）请设计实验数据记录表，画在虚线框内。‎ ‎（2）小柯将5欧的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数为2伏，读出相应的电流值记录在表格中；然后更换电阻重复上述实验。当接入20欧的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都无法达到2伏，其原因是　 　。‎ ‎（3）小柯用图乙所示的电路测未知电阻RX的阻值，图中R0为定值电阻，他先将导线a端接到电流表“-”接线柱上，电流表示数为I1，然后将导线a端接到电流表“3”接线柱上，电流表示数为I2，则RX的阻值为　 　（用I1、I2、R0表示）。‎ 解答：（1）探究电流与电阻的关系，应记录电阻和对应的电流大小，为得出普遍性的规律，要多次测量，如下所示：‎ 实验次数 电阻/Ω 电流/A ‎1‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎2‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎3‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎（2）调节滑动变速器使电压表示数为2伏，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压=6V-2V=4V，变阻器的电阻是定值电阻电压的倍，根据分压原理，当接入20欧的电阻时，变阻器连入电路中的电阻为定值电阻的2倍，即2×20Ω=40Ω＞30Ω，故发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都无法达到2伏，其原因是变阻器的最大电阻太小。‎ ‎（3）他先将导线a端接到电流表“-”接线柱上，电流表示数为I1，此时电流表测量两电阻并联的总电流；然后将导线a端接到电流表“3”接线柱上，电流表示数为I2‎ ‎，此时电流表测通过R0的电流，根据欧姆定律，此时R0的电压即电源电压：U=I2R0；‎ 因定值电阻的电压始终为电源电压，由欧姆定律，通过R0的电流大小不变，根据并联电路电流的规律，通过待测电阻的电流IX=I2-I1，由欧姆定律，待测电阻：。‎ 故答案为：（1）如上所示；（2）原因是变阻器的最大电阻太小；（3）。‎ ‎【答案】（1）如上所示；（2）原因是变阻器的最大电阻太小；（3）。‎ ‎19.小明家安装了电热水龙头如甲图，其简化电路如乙图，R1、R2为电热丝，通过调节旋钮可使扇形开关S同时接触两个相邻的触点，从而实现冷水、温水、热水档之间的切换。某次使用电热水龙头的过程中，水龙头的功率随时间的变化关系如丙图所示。‎ ‎（1）当开关同时接触3、4触点时，水龙头放出的是　　（选填“冷水”、“温水”或“热水”）。‎ ‎（2）求电热丝R1工作时的电阻大小。‎ ‎（3）求该次使用过程中水龙头消耗的总电能。‎ ‎【解析】（1）当开关处于位置3、4触点时时，电阻R1和R2并联接入电路，电路电阻最变小，由公式可知,此时功率最大，故放出的是热水。‎ ‎（2）由图乙，当开关与触点3接触时，只有一只电阻R1接入电路，从图丙中可以看出，此时的温水功率P温水=880W，由可知，。‎ ‎（3）由图象可知，该水龙头前10s处于温水功率，后10s处于热水功率，消耗的电能：。‎ 答案：（1）热水；（2）电热丝R1工作时的电阻为55Ω ‎；（3）该次使用过程中水龙头消耗的总电能是3.52×104J。‎ ‎【答案】（1）热水；（2）电热丝R1工作时的电阻为55Ω；（3）该次使用过程中水龙头消耗的总电能是3.52×104J。‎ ‎20.小灯泡作为中学最常使用的电学元件之一，通常认为其电阻不随温度而发生变化，但在实际应用中其电阻并非定值，现设计一个测量某种型号小灯泡I-U图象的电路如图甲，电源电压恒为6V，滑动变阻器最大电阻30Ω。‎ ‎（1）当开关S1，S2均闭合，滑片处于a端时，求电流表A1的示数；‎ ‎（2）当开关S1闭合，S2断开，滑片离a端处时，电流表A2的示数0.2A，求此时小灯泡的电阻；‎ ‎（3）在开关S1闭合，S2断开的情况下，某同学描绘出小灯泡I-U图象如图乙，求图中C点对应的电路中滑动变阻器接入电路的阻值大小和滑动变阻器消耗的功率。‎ ‎【答案】解：（1）当开关S1，S2均闭合，滑片处于a端时，电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路，电流表A1测电路中的电流，由欧姆定律可得，电流表A1的示数：。‎ ‎（2）当开关S1闭合，S2断开，滑片离a端处时，灯泡与变阻器串联，电流表A2测电路中的电流，电路中的总电阻：，‎ 此时变阻器接入电路中的电阻：，‎ 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时小灯泡的电阻：‎ RL=R总﹣R′=30Ω﹣20Ω=10Ω。‎ ‎（3）在开关S1闭合，S2‎ 断开的情况下，由图乙可知，图中C点灯泡两端的电压UL=3.9V，通过灯泡的电流IL=0.3A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，变阻器两端的电压：‎ UR=U﹣UL=6V﹣3.9V=2.1V。‎ 因串联电路中各处的电流相等，所以，变阻器接入电路中的电阻：‎ ‎；‎ 此时滑动变阻器消耗的功率：PR=URIR=URIL=2.1V×0.3A=0.63W。‎ 答：（1）当开关S1，S2均闭合，滑片处于a端时，电流表A1的示数为0.2A；（2）当开关S1闭合，S2断开，滑片离a端处时，小灯泡的电阻为10Ω；（3）在开关S1闭合，S2断开的情况下，图中C点对应的电路中滑动变阻器接入电路的阻值为7Ω，滑动变阻器消耗的功率为0.63W。‎ ‎21.某种规格的白炽灯泡的铭牌上印着“220V、40W”，其灯丝电流随电压变化图象如图所示。‎ ‎（1）这种白炽灯正常工作时，灯丝的电阻是多少？‎ ‎（2）取两只该规格的白炽灯串联起来，接到220V的电源上，两灯总的实际电功率是多少？两灯工作2h共消耗多少度电？‎ ‎（3）取一只该规格的白炽灯接到12V学生电源上，电路连接及灯泡均完好，闭合开关后白炽灯并不发光，请你判断此时白炽灯是否消耗电能？如果消耗，说明能量转化的情况；如果不消耗，说明理由。‎ ‎【解答】解：（1）由可得，白炽灯正常工作时灯丝的电阻：‎ ‎。‎ ‎（2）取两只该规格的白炽灯串联起来接到220V的电源上时，它们分得的电压相等，‎ 即，由图象可知，电路中的电流I=0.14A，‎ 则两灯总的实际电功率P=UI=220V×0.14A=30.8W=0.0308kW，由可得，两灯工作2h共消耗的电能：W=Pt=0.0308kW×2h=0.0616kW•h=0.0616度。‎ ‎（3）白炽灯接到12V学生电源上时，电路是通路，根据W=UIt可知，白炽灯消耗电能，消耗的电能转化为内能。‎ 答：（1）这种白炽灯正常工作时，灯丝的电阻是1210Ω；（2）取两只该规格的白炽灯串联起来，接到220V的电源上，两灯总的实际电功率是30.8W，两灯工作2h共消耗0.0616度电；（3）白炽灯接到12V学生电源上时，白炽灯消耗电能，消耗的电能转化为内能。‎ ‎22.将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中，静止后有72g浓盐水溢出；若将该物体轻轻放入盛满煤油的大烧杯中，靜止后有64g煤油溢出（浓盐水密度为1.2×103kg/m3，煤油密度为0.8×103kg/m3、水银密度为13.6×103kg/m3），则（　）。‎ A．该物体前后两次所受浮力之比为9：8；‎ B．该物体前后两次排开液体体积之比为4：3；‎ C．该物体的密度为0.9×103kg/m3；‎ D．若将该物体分别浸没在水银和纯水中，则除重力和浮力外还需施加第三个力方能静止，静止时这个物体在这两种液体中受到的第三个力分别是F1和F2，则F1和F2大小之比为127‎ ‎【解析】（1）物体在液体中受到的浮力等于其排开液体的重量，两次浮力之比也等于其排开液体质量比；浮力比：72:64=9:8。‎ ‎（2）由公式：可以得到，其体积比：。‎ ‎（3）物体受到的重力为：，故其质量为0.072kg，即72g；它排开煤油的体积为：；‎ 密度为：。‎ ‎（4）物体在水银和水中都漂浮液面上，如果让其完全浸入液体中，需要外加一个压力。物体完全浸没水银中受到的浮力：，物体受到的重力为，所加外力为：10.88N-0.72N=10.12N。‎ 物体完全浸没在水中受到的浮力：，所加外力为：0.8N-0.72N=0.08N。‎ 故所加外力之比为：10.12:0.08=126.5。‎ 由此可知，正确选项是AC。‎ ‎【答案】AC。‎ ‎23.已知球体表面积计算公式为4πR2，R为球体的半径；若地球半径取6.0×106m，π取3.0，标准大气压取1.0×105Pa，我们可以估算出大气层的重力为　　N（结果用科学计数法表示）。‎ ‎【解析】根据S=4πR2求出地球的表面积，又知道标准大气压，根据F=pS求出大气压对地球表面的压力，即为地球大气层的总重力。‎ ‎【答案】解：地球的表面积：S=4πR2=4×3.0×（6.0×106m）2=4.32×1014m2，‎ 标准大气压取1.0×105Pa，由可得，大气对地球表面的压力：‎ F=p0S=1.0×105Pa×4.32×1014m2=4.32×1019N 地球大气层的总重力等于大气层对地球表面的压力，即G=F=4.32×1019N。‎ 故答案为：4.32×1019。‎ ‎24.“背漂”是儿童练习游泳时常佩戴的一种救生装置。某科技小组的同学为测量背漂浸没在水中时的浮力，进行了如下实验：在底部装有定滑轮的圆台形容器中加入适量的水后，再静放在水平台秤上（如图甲），台秤的示数m1为6kg，然后把质地均匀的长方体背漂浸入水中，用一轻质的细线通过定滑轮缓慢地将背漂拉入水中，拉力F的方向始终竖直向上，当背漂的一半体积浸入水中时（如图乙），台秤的示数m2为5kg，当背漂的全部体积浸没在水中时，台秤的示数m3与m2相比变化了2kg，则（不考虑滑轮的摩擦，在整个过程中水始终没有溢出，背漂不吸水、不变形，且未与容器接触，取g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）；‎ ‎（1）容器、水和滑轮的总重力为 N；‎ ‎（2）台秤的示数m3为 kg；‎ ‎（3）为确保儿童游泳时的安全，穿上这种背漂的儿童至少把头部露出水面，若儿童头部的体积占人体总体积的十分之一，儿童的密度取1.08×103kg/m3‎ ‎，则穿着此背漂游泳的儿童体重不能超过 kg（结果保留整数）。‎ ‎（2）由于台秤的示数显示了物体对其产生的压力，把容器、水、滑轮和背漂看做一个整体，则受竖直向下的总重力G背漂+G1 ， 竖直向上的拉力F拉和支持力F支的作用，如下图1所示，所以由力的平衡条件可得G背漂+G1=F拉+F支。‎ 当背漂的全部体积浸没在水中时，背漂受到的浮力变大，则通过定滑轮的竖直向上的拉力F拉变大，所以支持力减小，即容器对台秤产生的压力变小，台秤的示数减小，故m3＜m2，已知m3与m2相比变化了2kg，所以m3=5kg﹣2kg=3kg。‎ ‎（3）当背漂的一半体积浸入水中时，台秤的示数m2为5kg，则容器受到的支持力：‎ F支=F压=G2=m2g=5kg×10N/kg=50N；‎ 设背漂的重力为G背漂 ，体积为V，当背漂的一半体积浸入水中时，以背漂为研究对象，受力情况如图2，根据力的平衡条件可得，绳子的拉力：‎ F1=F浮1﹣G背漂=ρ水gV排1﹣G背漂=ρ水gV﹣G背漂 ……………①‎ 把容器、水、滑轮和背漂看做一个整体，如图1所示，则受竖直向下的总重力G背漂+G1，竖直向上的拉力F1和支持力F支的作用，‎ 由于容器静止，则：G背漂+G1=F1+F支……………②，‎ ‎①代入②可得：G背漂+G1=ρ水gV﹣G背漂+F支 ， ‎ 代入数据有：G背漂+60N=ρ水gV﹣G背漂+50N，‎ 整理可得：2G背漂=ρ水g V﹣10N……………③‎ 当背漂的全部体积浸没在水中时，则容器受到的支持力：‎ F支′=F压′=G3=m3g=3kg×10N/kg=30N；‎ 由图2可得，此时的拉力：F2=F浮2﹣G背漂=ρ水gV排2﹣G背漂=ρ水gV﹣G背漂 ……④‎ 此时整体受竖直向下的总重力G背漂+G1 ， 竖直向上的拉力F2和支持力F支′的作用，‎ 由于受力平衡，则：G背漂+G1=F2+F支′……⑤‎ 由④、⑤并代入数据可得：G背漂+60N=ρ水gV﹣G背漂+30N，‎ 整理可得：2G背漂=ρ水gV﹣30N……⑥‎ 联立③⑥解得：V=4×10﹣3m3 ， G背漂=5N；‎ 设儿童的最小质量为m人 ， 由于儿童和背漂的整体漂浮，所以F浮总=G总，‎ 即：F浮人+F浮背=G人+G背漂 ， ‎ 则：，‎ 整理可得：‎ 则儿童的最小质量：m人=ρ人V人=1.08×103kg/m3××10﹣3m3=21kg。‎ 故答案为：（1）60；（2）3；（3）21。‎ ‎25.某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系，电路如图甲所示。滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中，R1的U-I图象如图乙所示。求：‎ ‎（1）R1的阻值；‎ ‎（2）电路消耗的最大功率；‎ ‎（3）当R2消耗的电功率为0.5W时，R2的阻值。‎ ‎（1）由R1的U-I图象可知，通过R1的电流与电压成正比，R1为定值电阻，当U1=6V时，I1=0.6A，由欧姆定律可知：；‎ ‎（2）当滑动变阻器连入电阻为0时，电路中的电流最大，此时电阻R1两端的电压等于电源电压，电源电压U=U1=6V，最大电流为I1=0.6A，电路最大功率P=UI1=6V×‎ ‎0.6A=3.6W；‎ ‎（3）当R2消耗的电功率为0.5W时，P2=I2R2，，而，带入后解得：R2=2Ω或R2=50Ω；由图乙可知，当R2最大时，I最小=0.15A，‎ 电路总电阻，R2的最大值R最大=R﹣R1=40Ω﹣10Ω=30Ω，所以R2=50Ω舍去，得R2=2Ω。‎ 答案：（1）R1的阻值为10Ω；（2）电路消耗的最大功率为3.6W；（3）当R2消耗的电功率为0.5W时，R2的阻值为2Ω。‎ ‎【答案】（1）R1的阻值为10Ω；（2）电路消耗的最大功率为3.6W；（3）当R2消耗的电功率为0.5W时，R2的阻值为2Ω。‎