必刷卷01-2024年中考物理考前信息必刷卷(天津专用)
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2024年天津中考物理试卷结构和内容较去年没有变化!2024年物理试卷共25题:10(单项选择题)+3(多项选择题)+6(填空题)+6(综合题)(2计算题+1探究类实验题+1操作类实验题+1设计型实验题+1字母推导题),根据最新考试相关信息以及模拟考试可以发现:在试题结构方面依然会参照往年试题没有较大变化,题目在保有延续性的同时略有创新,知识点分布保持电学及电学延伸类知识40%、力学知识40%、其他知识20%的大致比例分布;在试卷难度方面,基础性题目比重保持在70%-80%,选拔性提升类题目比重10%-20%。
通过对各区模拟考试信息的梳理以及中考规律研究成果,多项选择题预测:第11题固定题位考查光学知识-凸透镜成像以及成像规律的应用,难度适中;第12题将会侧重考查浮力、压强、简单机械类知识的生成性应用,难度中等;第13题大概率会考查电路分析、动态电路辨识以及电学参量的极值类问题,对运算能力和分析能力要求比较高。
在备考过程中,首先要注意物理原理性知识的理解,同时加深实际生活模型结合物理知识的套用。在理解题目的基础上运用物理原理构建物理模型,强化模型中规律的体现和提炼。针对凸透镜成像规律的总结和应用要结合动态变化下的物像关系进行分析;在力学综合和动态电路分析中要可以适当运用数学求解方程组的思路确定未知参数,结合实际模型辅助进行解题思路的初步构建,同时注意多项选择题的答题技巧,漏选得1分,错选得0分。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题意)
1.为了确保同学们的上课环境,确保教室内的学生上课免受周围环境噪声干扰,采取下面的方法中有效、合理的是( )
A.老师讲话声音大一些
B.每个学生都戴一个防噪声耳罩
C.在教室周围植树
D.教室内安装噪声监测装置
【答案】C
【解析】
老师讲话时声音要大一些,后面的学生能听到老师的声音,但不是解决办法的根源,说法错误,不符合题意;学生戴耳罩虽然可以在接收处减弱噪声,但老师讲课声音也听不见,不是合理的办法,不符合题意;在教室周围植树可以有效的在噪声的传播过程中减弱噪声,选项正确,符合题意;安装噪声监测器只会测出噪声的分贝,但不能减弱噪声,选项错误,不符合题意;故选C。
2.我们生活的大自然中,水以不同的形态呈现,水的三态变化,保障了自然界的水不停地循环,关于水的三态变化分析错误的是( )
A.阳光晒暖了海洋,海水吸热蒸发成为水蒸气上升到空中
B.高空中水蒸气遇冷液化成小水滴,相互聚集结成大水滴下降成为雨
C.冬天,水蒸气在寒冷的高空急剧降温凝固成小冰晶,小冰晶聚集变成雪花飘满大地
D.雪花熔化成水,和其他降水一样,汇入江河,又注入大海
【答案】C
【解析】
阳光晒暖了海洋,海水吸热蒸发从液态成为气态的水蒸气上升到空中,是汽化现象,故A正确;高空中温度高的水蒸气遇冷液化成小水滴,小水珠相互聚集结成大水滴下降成为雨,故B正确;冬天,水蒸气在寒冷的高空急剧降温凝华成小冰晶,小冰晶聚集变成雪花飘满大地,故C错误;雪花是固态熔化成液态的水,和其他降水一样,汇入江河,又注入大海,故D正确;故选C。
3.清代诗人袁枚的《苔》:“白日不到处,青春恰自来。苔花如米小,也学牡丹开”其中“白日不到处”主要涉及的物理知识是( )
A.光的直线传播
B. 光的反射
C.光的折射
D. 光的色散
【答案】A
【解析】
“白日不到处”是指由于光的直线传播,当有不透明的物体遮挡时,光无法绕过物体而向前传播,因此有光达不到的地方,故A符合题意。故选A。
4.如图所示,工作中的汽油机处于工作过程中的某个冲程,对此冲程下列叙述正确的是( )
A.压缩冲程,机械能转化为内能
B.压缩冲程,内能转化为机械能
C.做功冲程,机械能转化为内能
D.做功冲程,内能转化为机械能
【答案】A
【解析】
四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能,排气和吸气冲程没有能的转化。如图所示,进气门和排气门都是关闭的,活塞上行,可以判断是压缩冲程,在压缩冲程中机械能转化为内能,故A符合题意,故选A。
5.下列关于行驶中的汽车的有关说法中,正确的是( )
A.汽车在水平公路上静止时,汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对平衡力
B.汽车在水平公路上高速行驶时,汽车对地面的压力小于汽车的重力
C.汽车在水平公路上匀速直线行驶时,所受牵引力与阻力是一对相互作用力
D.使用安全带和安全气囊是为了减小惯性
【答案】B
【解析】
汽车静止在路面上时,汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力,二力作用在不同的物体上,因此二力不是一对平衡力,故A不符合题意;小汽车高速行驶时,小汽车上方空气流动大于下方的空气流动,因此小汽车在竖直方向上受支持力和空气向上的托力的作用,因此小汽车对路面的压力小于汽车的重力,故B符合题意;汽车在水平公路上匀速直线行驶时,所受牵引力与阻力大小相等、方向相反、在同一直线上,在同一物体上是一对平衡力,故C不符合题意;惯性只有与质量有关,质量不变,惯性不变,故使用安全带和安全气囊不是为了减小惯性,而是为了减小由于惯性带来的危害,故D不符合题意。故选B。
6.下图中是探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
图中是奥斯特实验的装置,说明了电流周围存在磁场,故A不符合题意;图中没有电源,但有灵敏电流计,是探究电磁感应现象的装置,故B不符合题意;图中有电源,是研究磁场对电流作用的装置,故C不符合题意;图中电磁铁和滑动变阻器串联,通过调节滑片改变电路中的电流,即研究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,故D符合题意。故选D。
7.关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.家庭电路中,空气开关跳闸一定是发生了短路
B.家庭电路中,控制用电器的开关应接在火线和用电器之间
C.使用试电笔时手不能接触笔尾金属体
D.发现有人触电后,应立即用手把他拉开
【答案】B
【解析】
空气开关跳闸是由电路中电流过大造成的,可能是短路,也可能是用电器的总功率过大.故A不符合题意;控制用电器的开关应接在火线和用电器之间,这样在开关断开时,用电器上没有电,不易发生触电事故,故B符合题意;使用测电笔时,手要与笔尾金属体接触,试电笔才能区分火线或零线.故C不符合题意;发生触电事故时,必须先切断电源,然后再救人,否则会因电源不断开而发生触电,故D不符合题意。故选B。
8.下列估测的数据中最接近实际的是( )
A.一张中考试卷厚度大约为1mm
B.一间普通教室内空气的质量大约为300g
C.家用空调的电功率约为1000W
D.某初三学生百米成绩约为8s
【答案】C
【解析】
一张试卷纸的厚度约为0.08毫米,合80微米;不足1mm,故A不符合实际;一般教室的建筑面积为100m2,教室的高一般为3m;故教室内空气的体积为V=sh=100m2×3m=300m3;根据空气的密度为1.29kg/m3;故空气的质量为m=ρV=1.29kg/m3×300m3=387kg,故B不符合实际;家用空调的电功率约为1000W,故C符合实际;男子百米世界记录略小于10s,中学生百米赛跑的成绩在16s左右,故D不符合实际。
故选C。
9.随着科技的不断发展,“智能穿戴”已经成为当下的热门,有一款自热手套成为网红产品。其原理很简单:内置两个柔性发热电阻,当开关S1闭合时,为低温状态;再闭合S2,R1、R2同时工作,为高温状态;若断开S1,围脖停止发热。以下简化模拟电路设计正确的是( )
A B C D
【答案】C
【解析】
如图,电阻两电阻串联,当开关S1闭合时,R1、R2同时工作,为低温状态;再闭合S2,只有R1工作,为高温状态,故A不符合题意;如图,两个电阻并联,当开关S1闭合时,只有R1工作,为低温状态;再闭合S2,R1、R2同时工作,为高温状态;若断开S1,围脖停止发热,故B符合题意;如图,两个电阻并联,当开关S1闭合时,只有R1工作,为低温状态;再闭合S2,R1、R2同时工作,为高温状态;若断开S1,只有R2发热,故C不符合题意;如图,电阻两电阻串联,当开关S1、S2闭合时,R1、R2同时工作,为低温状态;断开其中一个开关电路停止工作,故D不符合题意。故选B。
10.如图,用一个始终水平向右的力F,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中,力F的大小将( )
A.变大
B.不变
C.变小
D.不能确定
【答案】C
【解析】
根据杠杆的平衡条件,在动力F始终沿水平向右方向拉杠杆OA至水平位置过程中,动力臂变小,阻力不变,但阻力臂增大,所以力F的大小变大,故A符合题意。故选A。
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分,共9分。每小题给出的四个选项中,均有多个选项符合题意,全部选对得3分,选对但不全的得1分,不选或选错的得0分)
11.九年级同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,使用如图所示光具座,实验中蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成一个清晰的像。保持透镜的位置不变,同学们将蜡烛和光屏的位置对调继续进行实验(实验图像未画出),则下列判断正确的是( )
A. 蜡烛与光屏位置对调后光屏上成的像是倒立、缩小的实像
B. 此凸透镜的焦距等于18 cm
C. 将蜡烛移动到距离透镜25 cm刻度处,向右适当调节光屏,光屏上可以再次得到清晰的像
D. 将蜡烛移动到40 cm刻度处,无论怎样移动光屏,都不会在光屏上成像
【答案】CD
【解析】本题考查探究凸透镜成像规律的实验。根据图示蜡烛、凸透镜和光屏的位置关系可知,u>v,此时光屏上可以成倒立、缩小的实像, 蜡烛与光屏位置对调后, u
A.定值电阻R1的阻值是5Ω
B.滑动变阻器的阻值范围是0~10Ω
C.当滑片P移到b端时,电路消耗的总功率为1.8W
D.若滑动变阻器R2出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为3V
【答案】ABD
【解析】由图甲可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片位于a端时,接入电路中的电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.6A,由欧姆定律计算可得定值电阻R1的阻值R1=UI1=5Ω,故A符合题意;当滑片位于b端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电压表的示数最大,由图乙可知I2=0.2A,U2=2V,则滑动变阻器的最大阻值R1=U2I2=10Ω,即滑动变阻器的阻值范围是0~10Ω,故B符合题意;当滑片P移到b端时,电路消耗的总功率P=UI2=3V×0.2A=0.6W,故C不符合题意;D.若滑动变阻器R2出现接触不良时,电路断路,电路中无电流,则电流表的示数为0,电压表串联在电路中测电源两端的电压,其示数为3V,故D符合题意。故选ABD。
13.水平面上有一个底面积为S的薄壁圆柱形容器,容器中装有质量为m1的水,现将一质量为m2的物块放入容器中,物块漂浮在水面上,如图所示,物块浸入水中的体积为物块体积的;用力缓慢向下压物块直至物块恰好浸没在水中(水未溢出),如图所示。下列说法正确的是(已知水的密度是ρ0)( )
A. 物块的体积为
B. 物块的密度为
C. 图中压力F的大小为
D. 图中水对容器底部的压强为
【答案】BD
【解析】
现将一质量为m2的物块放入容器中,物块漂浮在水面上,由物体的浮沉条件可知,F浮=G0由F浮=ρ液V排g和G=mg可得ρ0×35Vg=m2g;物块的体积为V=5m23ρ0 ①;故A不符合题意;质量为m2的物块漂浮在水面上,由物体的浮沉条件可知,F浮=G。由F浮=ρ液V排g和G=mg=ρVg可得ρ0×35Vg=m2g=ρ物Vg;物块的密度为ρ物=3ρ05;故B符合题意;用力缓慢向下压物块直至物块恰好浸没在水中(水未溢出),物块在竖直方向上受到竖直向上的浮力和竖直向下重力和压力F0则压力F的大小为F=F浮-G=ρ0V排g-m2g ②;由物块浸没在水中可知,V排=V。再将①式代入②式可得,压力F的大小为F=ρ0Vg-m2g=ρ05m23ρ0g-m2g=23m2g;故C不符合题意;图中水的深度为h=V总S=m1ρ0+m2ρ物S=m1ρ0+5m23ρ0S;由p=ρgh可知,水对容器底部的压强为P=ρ0gh=ρ0gm1ρ0+m2ρ物S=3m1+5m2g3S;故D符合题意。故选BD。
第Ⅱ卷
三、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
14.一列货运列车以120km/h的速度运行4h,该线路铁路全程约 km,行驶的过程中,以列车为参照物,路旁的建筑物是 。(选填“运动”或“静止”)的。
【答案】480、运动
【解析】
用速度描述物体运动的快慢,通过实验测量物体运动的速度。行驶路程S=Vt=120km/h╳4h=480km,以列车为参照物,路旁建筑物是运动的。故答案为:480、运动。
15. 如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上,用F1=30N的水平力作用在B物块上,AB一起做匀速直线运动,此时B物块所受的摩擦力为 N;若将F2=50N的水平力按如图乙所示作用在A物块上,它们仍一起做直线运动,则地面对A物块的摩擦力为 N。
【答案】30、30
【解析】
甲图中推力在B上,以B为研究对象,B做匀速直线运动,所以其受到的推力F1与摩擦力平衡,B物块所受的摩擦力为30N;乙图中推力作用在A上,此时接触的粗糙程度不变,压力也不变,因此摩擦力也不变,所以A所受的摩擦力仍为30N。故答案为:30、30。
16. 陈红在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值。实验时他没有将玻璃管竖直放置,而且稍稍倾斜了。如图所示。则此时大气压强等于 mm高水银柱产生的压强;如果此时在该实验室做“观察水沸腾”的实验,测得水的沸点将 100℃(选填“高于”“等于”或“低于”)
【答案】750mm、低于
【解析】
图中750mm高度才是水银柱的垂直高度,它产生的压强与大气压大小相等;标准大气压下水银柱的高度为760mm,故此时的气压小于标准大气压,水的沸点低于100℃。故答案为:750mm、低于。
17. 用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近细线悬挂的轻质小球,发现小球被排斥,则小球带 电。该小球之所以带这种性质的电荷,是因为它 了电子(填“得到”或“失去”)。
【答案】负、得到
【解析】
用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,去靠近细线悬挂的轻质小球,发现小球被排斥,由于同种电荷相互排斥,则小球带负电;小球是因为得到了电子而带负电。故答案为:负、得到。
18. 我国家庭电路的电压为______V;如图所示是小明家中一周前、后电能表示数。他家这周消耗了______kW·h的电能。
【答案】220、13
【解析】
我国家庭电路的电压为220V。小明家这周消耗的电能W=W2-W1=1658.8 kW⋅h -1645.8 kW⋅h =13kW⋅h。故答案为:220、13。
19. 电阻R1、R2的U-I图象如图所示,则R1:R2=________。将R1、R2接入电源电压不变的电路中,如图所示。当只闭合S时,电路消耗的总功率为P1;当S和S1都闭合时,电路消耗的总功率为P2 , 则P1:P2=________。
【答案】 2:1、2:3
【解析】
R1阻值为R1=U1/I1=6Ω ; QUOTE R1=U1I1=6V1A=6Ω R2阻值为R2=U2/I2=3Ω ; QUOTE R2=U2I2=6V2A=3Ω 则比值为 R1:R2=2:1;设电源电压为U,当只闭合S时,电路消耗的总功率为P1=U2/(R1+R2) ; QUOTE P1=U2R1+R2 当S和S1都闭合时,电路消耗的总功率为P2=U2/R1 ; QUOTE P2=U2R1 电功率比值为P1:P2=2:3。故答案为:2:1、2:3。
四、综合题(本大题包括共6小题,共37分。解题中要求有必要的分析和说明,计算题还要有公式及数据代入过程,结果要有数值和单位)
20.(6分)如图所示,实验室进行热效率探究实验,在图示烧瓶中装有0.3kg煤油,电阻丝的阻值为10Ω,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,当电流表的示数为2A时通电5min,煤油的温度由20℃升高到30℃.[c煤油=2.1×103•℃)]
求:
(1)煤油吸收的热量;
(2)电阻丝加热煤油的效率。
【答案】6300J、52.5%
【解析】
(1)由题意可知c煤油=2.1×103J/(kg•℃),m=0.3kg,t0=20℃,t=30℃,煤油吸收的热量为:Q吸=c煤油m(t﹣t0)=2.1×103J/(kg•℃)×0.3kg×(30℃﹣20℃)=6300J;
(2)电阻丝与滑动变阻器串联,电流表测量的是整个电路中的电流,通过电阻丝的电流为I=2A,而R=10Ω,t=5min=300s,电流通过电阻丝放出的热量为:Q=I2Rt=(2A)2×10Ω×300s=1.2×104J,则电阻丝加热煤油的效率为η=Q吸Q=63001.2×104=52.5%。
答:煤油吸收的热量为6300J,电阻丝加热煤油的效率为52.5%。
21. (7分)物理实验课的同学们在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,提出了如下猜想:
猜想一:导体电阻大小跟导体长度有关;
猜想二:导体电阻大小跟导体的横截面积有关;
猜想三:导体电阻大小跟导体的材料有关。
为了验证猜想是否正确,老师提供的器材如图甲、乙所示,其中图乙所示的实验板上固定了A、B、C三根完全相同的镍铬合金丝,S表示合金丝的横截面积,l表示合金丝的长度。实验时,将合金丝以某种连接方式接入电路中的 M、N 之间,记录每次实验电流表示数,分析数据得出结论。请你完成下列内容:
(1)为验证猜想一,同学们首先将合金丝A接入电路,测得的电流为I1,然后分别将A、B和A、B、C合金丝 (选填“串联”或“并联”)接入电路,又做了两次实验,测得的电流为I2和I3,I1>I2>I3,由此得出的结论是 ;
(2)老师提供的器材 (选填“能”或“不能”)验证猜想二;
(3)为了验证猜想三,若同学们选用了合金丝A接入电路,他们还需要两根与A的 、 相同,但 不同的合金丝。
【答案】(1)串联;导体电阻的大小跟导体长度有关,并且在其他条件相同时,导体长度越长,导体电阻越大;(2)能;(3)长度;横截面积;材料。
【解析】
(1)为验证猜想一,根据控制变量法,保证导体的横截面积和导体材料一定时,改变接入电路中的导体长度,因此要将A、B和A、B、C合金丝串联接入到电路中;A合金丝长度为l,A、B合金丝长度为2l,A、B、C合金丝长度为3l,已知电源电压不变,导体两端的电压一定。实验测得I1>I2>I3,根据欧姆定律可知,电阻增大时,对应电流减小;因此导体电阻的大小跟导体长度有关,并且在导体材料与导体横截面积相同时,导体长度越长,导体电阻越大。
(2)为验证猜想二,需要保证导体的长度和材料一定,改变导体的横截面积;一段合金丝的横截面积为S,那么将合金丝并联,即可改变导体的横截面积。A、B合金丝并联,横截面积为2S,A、B、C合金丝并联,横截面积为3S,达到了改变横截面积的目的,因此老师提供的器材能验证猜想二。
(3)为了验证猜想三,需要保证导体的长度和横截面积是一定的,只需要改变导体的材料。因此将合金丝A接入电路后,还需要两根与A和长度、横截面积相同,但材料不同的合金丝。
22. (6分)物理小组在做“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,用质量为m、2m的两个钢球,分别从同一斜面的h、2h高度由静止开始滚下,观察木块被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。请你完成下列内容:
(1)实验是通过比较木块被撞击后滑行的距离来反映______;(填写字母)
A.钢球撞击木块后的动能
B.钢球撞击木块前的动能
C.木块被撞击后的动能
(2)由图甲、乙实验表明,钢球从高处滚下,高度越高,钢球运动到水平面时速度越______(选填“大”或“小”),木块被撞得越远。所以,质量相同时,钢球的速度越大,动能越______。这个结论可用来解释汽车______(选填“超速”或“超载”)带来的危害;
(3)①由图乙、丙实验表明,钢球的速度相同时,质量越大,动能越______。
②在同样的道路上,交通管理部门会对不同车型设定不同的最高行驶速度。大型客车、载货汽车最高行驶速度比小型客车最高行驶速度______(选填“小”或“大”)。
【答案】① B;②.大; ③大;④.超速;⑤大;⑥.小
【解析】(1)[1]根据转换法,实验时,探究的是钢球到达水平时的动力,即钢球撞击木块前的动能,通过比较木块被撞击后滑行的距离来反映钢球撞击木块前的动能。故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)[2][3][4]甲乙实验对照,同一质量下,乙的高度高,乙推动的距离也越远,所以钢球到达水平面的速度也越大。质量相同,速度越大,动能越大。因此可以解释超速带来的危害。
(3)[5]由图乙、丙可知,钢球从相同的高度下滑,到达水平面时的速度相同,丙实验中钢球的质量大于乙实验钢球的质量,s乙小于s丙,故可得结论钢球的速度相同时,质量越大,动能越大。
[6]物体的动能与质量、速度有关。大型客车、载货汽车的质量比小型客车的质量大,故在同样的道路,大型客车、载货汽车以同样的行驶速度行驶,动能要比小型客车的大得多,所以大型车的最高速度要比小车最高行驶速度小。
23. (6分)用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m,此过程中拉力F的功率为120W。求:
提升装置所做的有用功;
(2)拉力F做的功;
(3)该滑轮组的机械效率。
【答案】900J;1200J;75%
【解析】
(1)根据题意可知,提升装置所做的有用功W有=Gh=450N×2m=900J;
(2)根据题意可知,拉力F做的功W总=Pt=120W×10s=1200J;
(3)由图可知滑轮组中动滑轮缠绕绳子段数n=3,根据绳子缠绕段数关系可知s=3h=3×2m=6m,故机械效率为。
答:提升装置所做的有用功为900J;拉力F做的功为1200J;机械效率为为75%。
24.(6分)同学们在实验课运用所学知识待测电阻Rx的阻值,除待测电阻外实验还提供一个最大阻值为R0的滑动变阻器、一个恒压电源、一只电压表、一个开关、导线若干。利用这些器材按下述要求完成实验。(不可重组电路)
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤;
(3)利用测得数据写出待测电阻Rx的数学表达式。(用已知量和测量量表示)
【答案】
(1)
(2)实验步骤:
①按照电路图连接电路,将滑片移至最大阻值处b端;
②闭合开关S,记下电压表的示数为U1;
③移动滑片至a端,记下电压表的示数为U2。
(3)Rx=U1U2-U1R0
【详解】
(1)因为电源的电压不知,且没有电流表,那么将滑动变阻器与待测电阻串联在电路中,电压表测待测电阻两端的电压,通过滑片位置改变待测电阻两端的电压及电路中的电流。而变阻器的最大阻值已知,可通过变阻器接入最大电阻,及接入电路为0来求出电源电压及电路中的电流,从而求出待测电阻的阻值。作图如下:
(2)实验步骤:
①按照电路图连接电路,将滑片移至最大阻值处b端;
②闭合开关S,记下电压表的示数为U1;
③移动滑片至a端,记下电压表的示数为U2。
(3)由电路图知,滑片置于a端时,变阻器接入电路的阻值为0,所以电源电压为U2;滑片置于b端时,变阻器接入电路的阻值最大,此时变阻器两端的电压U变=U2-U1;电路中的电流I=U变R0=U2-U1R0;待测电阻Rx=U1I=U1U2-U1R0=U1U2-U1R0。
25. (6分)在底面积为S的薄壁柱形大容器中注入少量的水,再将一高为h、内底面积为S1、外底面积为S2的试管一端用一个薄片封口,再将封口一侧向下放入大容器中,小容器与大容器底刚好接触且不挤压,测得此时大容器中水深为h0;已知水的密度为ρ水,小容器一直保持竖直状态,请解答下列问题:
h0
(1)画出此时小容器受力示意图;
(2)求小容器放入大容器之前,大容器底受到的水的压强;
(3)向小容器中注满水后,若使小容器对大容器底的压力最小,
求应再向大容器中至少注入的水的质量。
【答案】
(1)见下图;(2);(3)
【解析】
(1)根据二力平衡条件分析题目中受力物体可知受力情况如图所示。
(2)根据液体压强计算公式可知p=ρ水gh水=。
(3)若试管浸没在水中,小容器对大容器底的压力最小时,浮力最大,即大容器中水的深度等于小容器的高度,所以应再向大容器中注水的质量m1=ρ水V1=ρ水(S-S2)(h-h0);
若装满水的试管漂浮,试管对大容器底的压力最小时,浮力等于装满水的试管总重。设此时试管浸入液体深度为h2;根据F浮=ρ水gV排=ρ水gS2h2,则:
装满水的小容器总重G总=G+G水=ρ水gS2h0+ρ水gS1h=ρ水g(S2h0+S1h)
大容器中水的深度;
所以应再向大容器中注水的质量。
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