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中考物理二轮复习压轴培优训练挑战32 山东卷2(山东八市共38题)(2份,原卷版+解析版)
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八市(日照、潍坊、济宁、滨州、临沂、烟台、枣庄、泰安)压轴题型统计:
一.选择题(共9小题)
1.(2023•枣庄)如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L的阻值不变,滑动变阻器R的规格是“100Ω 1A”。闭合开关,在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下,最大范围内移动滑片,绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图象,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.小灯泡的电阻为10Ω
C.小灯泡的额定功率为1.8W
D.整个电路电功率最小时,20s内滑动变阻器消耗的电能为12J
2.(2023•日照)小明利用托盘天平、量筒、足量的水、细线测量金属块的密度,当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,将水倒入量筒,水面如图乙,再把金属块完全浸没在量筒的水中,水面如图丙。下列说法正确的是(已知ρ水银=13.6×103kg/m3)( )
A.金属块的质量为35g B.金属块的体积为30cm3
C.金属块的密度为7.8×103kg/m3 D.此金属块放入水银中会下沉
3.(2023•济宁)小明家的屋顶上有一个水池,如图是他设计的一种自动测量水池内水位高低的装置,R′是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端。从水位表(用电流表改装)指针的刻度,就可知道水池内水位的高低。下列对装置的设计方案提出的建议,可行的是( )
A.用电压表改装水位表,并与R′并联 B.用塑料材料制作杠杆AB
C.用软绳连接杠杆A端与浮标 D.用导线代替电阻R′接通电路
4.(2023•济宁)如图是灯泡L的I﹣U图像。结合图像分析,下列选项正确的是( )
A.通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
B.当通过灯泡L的电流为0.3A时,其实际功率为0.72W
C.将两个完全相同的灯泡L串联在2.4V的电源两端,电路的总功率为0.24W
D.将灯泡L和18Ω的定值电阻并联在3.6V的电源两端,电路的总电阻为6Ω
5.(2023•临沂)如图所示电路的电源电压为1.5V,电阻R1的阻值为2Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3A,则( )
A.通过R1的电流大于0.3A B.电阻R1和R2是并联的
C.电压表的示数为0.9V D.电阻R2的阻值为3Ω
6.(2023•临沂)图甲所示电路的电源电压保持不变,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中,两电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示,则( )
A.a是灯泡的U﹣I图线 B.灯泡电阻的最小值为10Ω
C.R的最大阻值为25Ω D.电路的最大功率为1.2W
7.(2023•烟台)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的两个玻璃杯,分别装有深度相同的水。下列说法中正确的是( )
A.两个玻璃杯对桌面的压力大小相等B.两个玻璃杯对桌面的压强大小相等
C.水对两个玻璃杯底部的压力大小相等D.水对两个玻璃杯底部的压强大小不相等
8.(2023•泰安)小芳利用如图所示的装置“探究凸透镜成像的规律”。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的像,分别测出物距u和像距v,实验数据如表所示。下列说法中( )
①该凸透镜的焦距为20cm
②第1次实验的成像规律与照相机成像原理相同
③从第1次实验到第5次实验,成在光屏上的像越来越大
④当u=11cm时,移动光屏,可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像
A.只有①④正确 B.只有②③正确C.只有①②正确 D.只有②③④正确
9.(2023•泰安)如图所示的电路中,电源电压U恒定,灯泡L上标有“2.5V 1.25W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),定值电阻R1阻值为15Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,断开开关S1、S2,在确保电路各元件安全的情况下,滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2′,当滑动变阻器滑片移至中点时,电流表示数为0.3A;闭合开关S、S1、S2,在确保电路各元件安全的情况下,滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P,定值电阻R1在10s内产生的热量为Q。下列说法中( )
①U=6V ②R2′=4Ω ③P=1.35W ④Q=27J
A.只有①④正确B.只有②③正确
C.只有①③正确D.只有②③④正确
二.多选题(共5小题)
10.(2023•日照)(多选)如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关后,调节滑动变阻器R的阻值,根据记录的数据,作出电压表与电流表读数关系图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压U=1.50V B.电流表读数为0.40A时,滑动变阻器阻值R=2.50Ω
C.定值电阻R0=3.50Ω D.滑动变阻器的阻值为零时,定值电阻R0的功率P=1.8W
11.(2023•潍坊)(多选)如图甲所示,工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中,斜面长3m、高1.5m,F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示,推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析正确的是( )
A.0~10s内,箱子做加速运动 B.0~10s内,箱子所受摩擦力为100N
C.10~20s内,推力F的功率为160W D.10~20s内,箱子所受摩擦力为200N
12.(2023•潍坊)(多选)某同学连接了如图所示电路,电源电压恒为18V,电压表量程为“0~15V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“100Ω 1A”,小灯泡标有“6V 3W”字样。不考虑灯丝电阻的变化,在确保电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电路允许通过的最大电流是0.5A
B.电压表示数的变化范围是3~6V
C.小灯泡消耗电功率的最小值是0.75W
D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是24~100Ω
13.(2023•滨州)(多选)用如图所示的装置匀速提升浸没在容器底部的正方体物块A,物块A的质量为5kg,棱长为10cm,水的深度为60cm。物块A露出水面前滑轮组的机械效率为80%,在水中上升的时间为5s。物块A与容器底部未紧密接触,水对物块A的阻力、绳子的重力、绳子与滑轮间摩擦都忽略不计:ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。下列分析正确的是( )
A.物块A的重力为50N
B.物块A上升的速度为0.12m/s
C.物块A露出水面前,拉力所做的有用功为20J
D.物块A完全露出水面后,滑轮组的机械效率约为83.3%
14.(2023•滨州)(多选)某小组在测量标有“0.28A”字样小灯泡电功率的实验中,发现电压表只有0~3V量程完好。正确连接电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,测得三组数据记录在表一中。同学们分析数据,发现小灯泡不能正常发光。讨论后重新连接电路,再次测得三组数据记录在表二中。下列分析正确的是( )
表一
表二
A.电源电压为6V
B.小灯泡的额定电压为3V
C.小灯泡正常发光时的电阻为20Ω
D.小灯泡正常发光消耗的电功率为1.064W
三.填空题(共4小题)
15.(2023•枣庄)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
(1)图乙中 (选填“dc”或“ec”)表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像;
(2)该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为 。
16.(2023•济宁)两个滑轮按如图所示的方式组合,用5N的拉力F拉动绳端,使物体在5s内水平向左匀速滑动1m,物体与地面间的摩擦力为9N,则拉力F的功率为 W,滑轮组的机械效率为 。
17.(2023•临沂)图甲所示电路的电源电压为3V,闭合开关后,两电流表的指针偏转均如图乙所示,则电路的总电阻为 Ω;断开开关后,电阻R2的阻值为 Ω。
18.(2023•烟台)如图甲所示,电源电压恒定不变,R1的阻值为10Ω,图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时,电压表示数为2V,通过小灯泡的电流为 A,电源电压为 V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4V,电路在1min内消耗的电能为 J。
四.实验探究题(共8小题)
19.(2023•日照)小明“五一”假期到游乐场体验了一项惊险刺激的游戏项目“过山车”,满载游客的“过山车”从轨道的最高端飞驰而下,到达大回环的顶端,再疾驰而下。体验了“过山车”的惊险刺激后,小明做了以下的实验探究。
(1)小明设计了如图甲所示的装置,右侧斜面上可以铺设不同材质的面料,右侧的斜面倾角可以调节。
①保持右侧斜面倾角不变,在斜面铺上毛巾,让小球从左端等高线A处自由下滑,小球
(选填“能”或“不能”)到达右侧等高线处;
②更换较光滑的棉布面,重复刚才的操作,发现滑到右侧斜面最高点比第一次距离等高线 (选填“远”或“近”)。
③继续更换成更光滑的面料,重复上述操作……。
通过以上实验现象,小明进一步推理得出:当右侧斜面 时,小球将到达右侧等高线处。
(2)小明在上述第①次实验中,取下毛巾,其他条件不变,只减小了右侧斜面的倾角。他发现倾角越小,小球在右侧斜面上运行的距离越大。
进一步推理得出:当倾角为0°时,如图乙。如果小球在水平面运动时受到的阻力为0,则小球将做 运动。
英国科学家牛顿在此类研究成果上,概括总结出一条重要的物理规律“牛顿第一定律”。
(3)通过以上实验,小明发现物体接触表面的粗糙程度是影响滑动摩擦力大小的因素之一,为了验证是否还有其他影响因素,小明进一步设计了以下实验进行探究。如图丙、丁、戊所示,A、B是完全相同的两个物块,与木板的接触面的粗糙程度不变。
①实验要求拉动物块时均需要保持物块做 运动,此时物块受力平衡,拉力大小等于物块受到的滑动摩擦力大小。
②由图丙、图丁两次实验测得F1<F2(物块A、B一起运动),可得出结论:当接触面的粗糙程度相同时,接触面受到的 越大,滑动摩擦力越大。
③由图丁和图戊两次实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系(物块AB一起运动),实验测得F2=F3。可得出结论: 。
20.(2023•潍坊)某实验小组利用图甲所示电路测量自来水电阻Rx阻值,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上阀门K可以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)。电源电压约为3V,滑动变阻器铭牌标有“30Ω 2A”字样。
(1)连接完成图甲所示电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“A”或“B”)端。
(3)实验中发现无论如何移动滑片P,电流表示数几乎为0,电压表示数接近3V,检查发现各电路元件完好。出现该现象的原因可能是 。
(4)为能正确测出玻璃管内自来水的电阻,某同学利用定值电阻R1(阻值4kΩ)、定值电阻R2(阻值3kΩ)、电阻箱R(最大阻值9999Ω)、单刀双掷开关S、两个相同的电压表(量程为0~3V)等器材,连接了如图乙所示电路,进行了如下实验操作。
①把S拨到1位置,记录电压表V1示数;
②把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录此时电阻箱的阻值R=5kΩ;
③计算玻璃管内自来水的电阻值Rx,则Rx= kΩ。
21.(2023•潍坊)小明利用实验室器材测量两块大小和材质均不相同的石块的密度。
(1)天平调平衡后,在测量小石块质量时,往右盘加减砝码过程中,加入最小砝码后,天平指针位置如图甲(一)所示,将最小砝码取出,指针位置如图甲(二)所示,接下来正确的操作是 ,直至指针对准分度盘中央刻度线,此时天平如图乙所示,则小石块的质量是 g;
(2)用细线系住小石块放入盛水的量筒中,量筒前后液面变化如图丙所示,则小石块的密度为 g/cm3。
(3)小明发现利用天平和量筒无法完成大石块密度的测量,经思考后,进行了如下实验操作。
①将杠杆调节水平平衡后,在两侧各挂大石块和弹簧测力计,竖直拉动测力计使杠杆水平平衡,如图丁所示,记录此时弹簧测力计示数为F1;
②将石块浸没于盛水的烧杯中,竖直拉动测力计使杠杆再次水平平衡,如图戊所示,记录此时弹簧测力计示数为F2;
③已知水的密度为ρ水,计算大石块的密度ρ= (用ρ水、F1、F2表示)。
22.(2023•济宁)电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系,选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油,两电阻丝阻值不同(R1>R2)。
(1)将两根电阻丝串联后接入电路中,可控制 和 相等;
(2)通电一段时间后,通过观察 来比较电流做功多少;
(3)通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝 (选填“R1”或“R2”)做的功多;
(4)若R1两端的电压为3V,电路中的电流为0.4A,则10s内电流通过R1做的功为
J。
23.(2023•滨州)某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验:
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向左移动时电阻变大,导线不交叉。
(2)连接电路时,开关应该 。闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,同学们发现电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 。
(4)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为 A。根据实验数据绘制出定值电阻R的I﹣U图象如图丙所示。由图象可得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
(5)同学们利用完整的图甲电路进一步“探究电流与电阻的关系”,测得实验数据如下表所示。实验时,保持电压表的示数为 V不变。分析数据可得:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)该小组用电压表和一个最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丁所示的电路图,进行如下实验操作:
①闭合开关,将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最右端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx= (用R0、U1、U2表示)。
24.(2023•临沂)用图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,电源电压为3V。
(1)图甲中有一条导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,补画一条线将电路连接正确。
(2)改正错误并检查无误后闭合开关,小灯泡不亮,电压表和电流表均有示数,可能是小灯泡 (选填序号)。
A.短路 B.开路 C.实际功率太小
(3)实验记录的数据如下表所示,其中第4次实验时电压表的示数如图乙所示,为
V。接下来测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)由实验数据可知,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留1位小数)。
(5)为顺利完成该实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
(6)仅利用本实验提供的器材, (选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
25.(2023•烟台)在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中:
(1)设计实验时,小明制定了探究的总体思路:保持电阻不变,探究电流与电压的关系;保持电压不变,探究电流与电阻的关系。物理上把这种科学探究的方法叫做 。
(2)在“探究电流与电压的关系”的过程中,小明连接了如图甲所示的实物电路。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到 (选填“A”或“B”)端。闭合开关后,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为
A。
(3)在“探究电流与电阻的关系”的过程中,小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,直接读出电流值,这种做法是否正确? ;理由是什么? 。
(4)小明根据实验数据绘制了I﹣U和I﹣R的图象,如图丙、丁所示。由图象可以得到的实验结论是:在电阻一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成 ;在电压一定的情况下,通过导体的电流跟导体的电阻成 。
26.(2023•泰安)物理实验小组连接了如图甲所示的电路,做“测量小灯泡的电功率”实验。可供选择的器材有:电源(可选电压为4.5V、6V),规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器一个,小灯泡(额定电压为2.5V,额定功率小于0.75W)一个,电压表、电流表各一个,开关,导线若干。
(1)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(2)正确连接电路后,当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电压为 V,小灯泡的额定功率为 W。
(3)变阻器的滑片P移至某处时,电流表示数为0.18A,电压表示数如图乙所示为
V,此时小灯泡的电阻为 Ω。
(4)该实验小组的同学又设计了如图丙所示的电路,利用阻值为R0的定值电阻和电压表V1、V2等器材,测量额定电压为U额的小灯泡L的额定功率,经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整;
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表 (选填“V1”或“V2”)的示数为U额,同时读出另一个电压表的示数,记为U;
②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡额定功率P额= 。
五.计算题(共8小题)
27.(2023•日照)为了节约能源,我市一些公共场所改用光控开关控制照明系统,光控开关可用光敏电阻控制,某光敏电阻阻值随光的照度变化曲线如图甲所示。光的照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为勒克斯(lx)。某学校科学探究小组的同学设计了图乙所示的电路,利用图甲特性的光敏电阻RG测量光的照度。图乙中定值电阻R0=20kΩ。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端。
(2)开关闭合后,读取电压表V1、V2的示数分别为3.0V、4.2V。求:
①定值电阻R0的电功率;
②光敏电阻RG中的电流。
(3)该科学探究小组的同学通过共同研究,利用该光敏电阻RG进一步设计了图丙所示的照明系统控制电路,电源电压为12V。当天色渐暗,照度降低至1.0(lx)时控制开关会自动启动照明系统,此时光敏电阻RG两端的电压等于2V。
①请分析此控制电路中电流与光的照度的变化关系?
②求电路中定值电阻R的阻值。
28.(2023•济宁)小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验时,将一底面积为4cm2的圆柱体浸入水中,改变其浸入水中的体积,观察弹簧测力计示数的变化,如图所示。图甲中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为1.1N;图乙中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为0.9N。取g=10N/kg,求:
(1)圆柱体全部浸入水中时受到的浮力;
(2)图乙中,圆柱体底部受到水的压强。
29.(2023•枣庄)体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少;
(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率为多少;
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少。
30.(2023•泰安)某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,设计了如下“打捞”过程:如图甲,金属块A部分陷入淤泥内,轻质小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示。已知金属块A的体积为2×10﹣4m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,小船的质量忽略不计,细绳的质量和体积忽略不计。
(1)甲图中,金属块A上表面距离水面50cm,求金属块A上表面受到的水的压强;
(2)乙图中,小船有体积露出水面,求金属块A的密度。
31.(2023•济宁)在如图所示的电路中,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,定值电阻R0=16Ω,滑动变阻器R的最大电阻为100Ω。只闭合S1,滑动滑片P,使变阻器电阻Rap=R,此时电压表示数为10V。若电源电压不变,不计灯丝电阻随温度的变化,求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)电源电压;
(3)只闭合S2,在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,电路消耗的总功率范围。
32.(2023•临沂)2023年3月29日,我国自主研发的首款四座氢内燃机飞机验证机(如图)成功首飞。这架飞机翼展为13.5m,机身长度为8.2m,高压气态储氢罐可储氢4.5kg,最大起飞质量可达1260kg。飞机静止在水平地面上时,轮胎与地面的总接触面积为2.1×103cm2;在空中以180km/h的速度匀速巡航时,前置螺旋桨提供的牵引力为1.4×103N,已知氢气的热值为1.4×108J/kg,g取10N/kg,求:
(1)达最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强。
(2)高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量。
(3)飞机以180km/h的速度匀速巡航1h牵引力所做的功。
33.(2023•泰安)2023年3月27日是第28个全国中小学生安全教育日,某校开展了安全创意设计比赛活动,物理兴趣小组利用磁性开关S2设计了烟雾报警与自动喷淋联动模拟系统,当烟雾达到一定浓度时触发自动报警喷淋,防范火灾发生。图甲为该模拟系统示意图,Rc为气敏电阻。控制电路中的电流I控≥0.02A时,磁性开关动触片被电磁铁吸引与触点a接触,安全指示灯L熄灭,报警喷淋系统同时工作;控制电路中的电流小于0.02A时,动触片被释放,与触点b接触,安全指示灯亮,报警喷淋系统停止工作。已知控制电路电源电压U控大小可调节,电磁铁线圈电阻不计,气敏电阻Rc的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示,R0为定值电阻。工作电路电源电压U=36V,报警电铃标有“36V 18W”字样。
(1)安全指示灯L标有“0.9W 10Ω”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),要使灯L正常工作,则保护电阻的阻值为多大?
(2)报警电铃响时电流表示数为2.5A,喷淋系统工作20s消耗的电能是多少?
(3)通过调节U控大小,可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。调至U控1时,触发报警喷淋的最低烟雾浓度C1=8%,电阻R0的功率为0.012W,控制电路消耗的总功率为P控1;将电压增大调至U控2,触发报警喷淋时的最低烟雾浓度为C2,控制电路消耗的总功率为P控2,P控1:P控2=25:31,求U控1、U控2和C2的大小。
34.(2023•潍坊)在物理项目化学习活动中,某科技小组的同学设计了如图甲所示的船只升降实验模型。模型中的船厢A和所盛水的总重为5N,圆柱形浮筒B底面积为100cm2,重为18N。电路中电源电压恒定,R0为定值电阻,压敏电阻Rx(表面绝缘,厚度不计)固定于容器C底部,上表面积为50cm2,Rx阻值随所受水的压力变化关系如图乙所示。关闭排水阀,向C中注入适量水后关闭进水阀,装置静止时,测得C中水深为20cm,B浸入水中的深度为7cm(未浸没),闭合开关S,此时电流表示数I1=30mA;再次打开进水阀,向C中缓慢注入一定质量的水,浮筒B上升,使A下降30cm,稳定后电流表示数I2=24mA。若不计绳重和摩擦,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力;
(2)动滑轮的重力;
(3)C中水深为20cm时Rx阻值;
(4)电路中电源电压值。
七.解答题(共4小题)
35.(2023•滨州)“且夫水之积也不厚,则其负大舟也无力。覆杯水于坳堂之上,则芥为之舟;置杯焉则胶,水浅而舟大也。”出自战国庄子的《逍遥游》。从文中大舟与水的关系,我们可以得到这样的启示:求大学问,干大事业,必须打下坚实、深厚的基础。但从物理的角度,“水之积也不厚,则其负大舟也无力。”是指水的深度还是水的质量呢?即物体能否在水中漂浮(所受浮力的大小),究竟与水的深度有关还是与水的质量有关呢?为了探究这一问题,某兴趣小组用烧杯、水、圆柱形木块、刻度尺等器材,进行了如下探究,如图所示。
将两个完全相同的底面积为8cm2,高为10cm的圆柱形木块,分别放入底面积为10cm2和12cm2的甲、乙两个容器中。分别向两个容器中加水,观察和记录每个容器每次加水的深度和木块的状态,实验数据及现象记录如下表。实验中,容器足够高,无水溢出,不考虑木块吸水,ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg。根据实验现象和实验数据,求:
(1)甲容器中木块刚好浮起时,水对容器底部的压强。
(2)木块的密度。
(3)木块刚好浮起时,甲、乙容器分别加入水的质量。并由计算结果和实验现象判断:木块能否浮起,取决于容器中水的深度还是水的质量?
(4)实验完成,把木块从甲容器拿出,甲容器对桌面压强的变化量。
36.(2023•滨州)某科研小组用如图甲所示的电路,对由多种半导体材料混合制成的一种新材料电阻R3(标有2.5V字样)进行了测量。电源电压恒定不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。当闭合S和S1、断开S2,将滑动变阻器R2的滑片P从一端移至另一端,测得电流表示数随电压表示数变化情况如图乙中的图象A所示。当把电压表并联在R3两端,闭合S和S2、断开S1,移动滑动变阻器R2的滑片P,测得新材料电阻R3电流随电压变化情况如图乙中的图象B所示。求:
(1)新材料电阻R3正常工作时的电功率。
(2)滑动变阻器R2的最大阻值。
(3)电源电压。
(4)在图甲电路中,电压表并联在R2两端,当闭合S和S2、断开S1时,为保证电路安全,滑动变阻器R2连入电路的阻值范围。
37.(2023•烟台)在实践活动中,物理小组计划制作一个水位显示仪,用电流表或电压表来显示蓄水池水位的高低。小组选用了电压恒为6V的电源、最大阻值为20Ω的均匀弧形电阻片R、多个定值电阻、量程为0~0.6A的电流表、量程为0~3V的电压表以及滑杆、细杆、浮子等器材。设计要求是:①电流表或电压表示数越大,表示水位越高。②当滑片滑动到电阻片的一端时,电流表或电压表示数要恰好达到满偏(量程的最大值),指针位置表示蓄水池规定的最高水位;当滑片滑动到电阻片的另一端时,电流表或电压表指针所指位置表示规定的最低水位。
小明利用电流表设计了一个符合要求的装置,其中滑片P与滑杆连接,滑杆可绕固定轴O转动,另一端通过轻质细杆连接一个浮子,如图甲所示。求:
(1)当水位最高时,滑片应该滑到a端还是b端?小明选用的定值电阻R0的阻值为多少?
(2)当水位最低时,电流表的示数为多少?此时电路中R0消耗的功率为多少?
(3)另一个同学想用电压表显示水位高低,他拆下装置中的电流表,将电压表连接到电路中,如图乙所示。请分析说明他的设计是否符合要求?如果符合,说明理由;如果不符合,提出能够达到设计要求的具体改进方法。
38.(2023•烟台)阅读短文,回答问题。
中国空间站
2023年4月24日是我国第八个“中国航天日”,中央广播电视总台联合中国载人航天工程办公室共同推出了中国空间站首次慢直播节目“天宫之镜”。目前中国空间站呈现“T”字构型,如图所示,两个尺寸、质量大体一致的实验舱形成“T”字的一横,天和核心舱作为“T”字的一竖。中国空间站为什么选用“T”字构型?
“T”字构型结构对称,从姿态控制、组合实验舱体管理上都较为稳定,有利于组合体的飞行;太阳翼“T”字构型使各部分受到的地球引力、大气扰动等影响较为均衡,这样空间站姿态控制时消耗的推进剂和其它资源较少;不管空间站以何种姿势飞行,两对大型太阳翼都能接受到阳光的照射,获得高效的发电效果;两个实验舱的气闸舱分别位于实验舱的端头,正常工作泄压或异常隔离时均不会对其密封舱造成影响,保持了空间站运行的安全性。
我国航天事业不断刷新纪录,航天科技实现跨越式发展,航天发射能力显著提升,航天强国建设迈出了坚实步伐。
(1)在中国空间站首次慢直播节目中,信息的传递主要依靠 (选填“电磁波”或“超声波”);
(2)中国空间站呈现“T”字构型后,梦天实验舱相对于核心舱是 (选填“静止”或“运动”)的;
(3)我国空间站为什么要采用“T”字构型?(请用简洁的语言总结出两条原因) 。
选择题
填空题
实验题
计算解答题
合计
电学综合
8
3
6
6
23
力学综合
5
1
2
5
13
其他综合
1
0
0
1
2
合计
14
4
8
12
38
实验次数
1
2
3
4
5
物距u/cm
60
30
20
15
12
像距v/cm
12
15
20
30
60
实验序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
1
1.5
0.16
2
2.5
0.22
3
3
0.24
实验序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
4
3
0.24
5
2.2
0.28
6
1.5
0.30
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.40
0.20
0.13
0.10
0.08
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
1.0
1.5
2.5
电流I/A
0.16
0.2
0.24
0.26
0.3
电阻R/Ω
实验次数
容器中水深(h/cm)和木块的状态
甲容器
甲容器中木块
乙容器
乙容器中木块
1
4cm
不能浮起
4cm
不能浮起
2
5cm
不能浮起
5cm
不能浮起
3
6cm
刚好浮起
6cm
刚好浮起
4
7cm
浮起
7cm
浮起
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