中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（原卷版）
挑战39 广西卷（广西近三年共39题）
22、23、24年题型统计：
选择题 填空题 实验题 计算题 合计
电磁学综合 1 4 4 8 17
力学综合 1 4 4 7 16
声热力综合 1 0 2 3 6
合计 3 8 10 18 39
一．单选题（共2小题）
1．（2024·广西·中考真题）下图是水果电池和发光二极管（）组成的电路。下列电路图与其对应的是（ ）
A． B．C． D．
2．（2022·广西贵港·中考真题）如图所示，水平桌面上放置两个相同的容器，甲中有一小物块悬浮于水中，乙中有一个小球漂浮在水面上，此时容器内水面高度相同。则下列说法正确的是（ ）
A．两个容器对桌面的压强关系：p甲＜p乙
B．水对两个容器底部的压力关系：F甲>F乙
C．如果向甲中加入酒精并搅拌均匀，小物块受到的浮力变小
D．如果向乙中加入盐水并搅拌均匀，小球受到的浮力变大
二．多选题（共1小题）
3．（2023·广西·中考真题）小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．此时成像特点与照相机的相同
B．此时“水凸透镜”的焦距为15.0cm
C．调节“水凸透镜”的厚度可改变其焦距
D．蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动
三．填空题（共8小题）
4．（2022·广西梧州·中考真题）2022年1月26日，梧州市西堤公园正式开园，为群众提供了锻炼的好去处。甲、乙两位同学沿着西堤公园直线跑道从同一地点同时同向出发，其s﹣t图像如图所示，则第12s时甲的运动状态为 （选填“静止”、“匀速直线运动”或“变速直线运动”）；从出发到甲、乙相遇的这段时间内，甲的平均速度为 m/s。
5．（2024·广西·中考真题）如图所示，在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中，闭合开关后，通电螺线管的上端为 极，将滑动变阻器的滑片向左移，铁钉吸起大头针的数量更 （选填“多”或“少”）。
6．（2023·广西·中考真题）如图是简易榨汁杯的电路原理图，工作站有榨汁、加热、保温三挡。当闭合开关 时，榨汁杯处于榨汁挡：只闭合开关S2时，榨汁杯处于 挡。
7．（2022·广西梧州·中考真题）如图所示，工人师傅用250N的拉力，使重为2000N的物体以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，动滑轮受到的重力为80N，则工人师傅拉力的功率为 W，该滑轮组的机械效率为 。
8．（2023·广西·中考真题）质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上，如图甲。将B沿水平方向截取高为h的柱体，并将该柱体叠放在A上，A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙，则B的密度为 ，A的重力为 N（g取10N/kg）
9．（2024·广西·中考真题）某次加工螺母的过程中，裁出底面为正八边形的金属柱体，其质量为7.68×10-2kg，底面积为4.8×10-4m2。如图甲所示，金属柱体放在水平地面上，其对地面的压强为 Pa；从中心挖出和其等高、底面半径为r的圆柱体后，分别如图乙和图丙所示放在水平地面上，对地面的压强分别为和，且∶=20∶17，则r约为 cm。（已知该金属密度为8×103kg/m3，取=1.4、π=3.1、g=10N/kg）
10．（2022·广西贵港·中考真题）如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S、S1，断开开关S2，在滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电压表示数变化范围是4～12V，电流表示数变化范围是0.4～1.2A，则电源电压是 V；闭合开关S、S2，断开开关S1，当滑动变阻器的滑片从a端移动到中点时，小灯泡L恰好正常发光，此过程中电路最大功率和最小功率之比为4:3，则小灯泡L的额定功率是 W。（不计温度对灯丝电阻的影响）
11．（2022·广西桂林·中考真题）在物理兴趣小组的活动中，小桂按如图所示的电路图连接电路，电源电压恒定为，为滑动变阻器，、为定值电阻，且，。闭合开关前，应将的滑片移动至最 （选填“左”或“右”）端；闭合开关，将滑片移至某点固定不动，当开关由点切换到点时，电压表示数变化了，电流表示数变化了，则 。
四．实验题（共10小题）
12．（2022·广西贵港·中考真题）小华用焦距为10.0cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。
（1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 ；
（2）当各器材位置如图所示时，在光屏上成烛焰清晰的像，此时烛焰的成像特点与 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同；
（3）实验时，若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部，光屏上 （选填“能”或“不能”）成完整的像；
（4）小华将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，若保持蜡烛的位置不变，仅将光屏向 端移动适当距离，光屏上即可重新成烛焰清晰的像。
13．（2022·广西柳州·中考真题）如图甲为“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。
（1）用纸板给烧杯加盖，可以减少水的散热，从而 （选填“延长”或“缩短”）加热时间。
（2）实验中观察到：水沸腾时，水中上升的气泡体积变 ；移开酒精灯，水会停止沸腾。
（3）图乙是根据实验记录画出的水的温度﹣时间图像，分析可知：水的沸点为 ℃；水保持沸腾须不断 （选填“吸热”或“放热”），且温度 。
14．（2023·广西·中考真题）某小组在测量液体密度的实验中
（1）调节天平横梁平衡时，先把 移到标尺左端零刻度线处，若指针静止时指在分度盘中央刻度线的左侧，则应向 （选填“左”或“右”）调节平衡螺母，使横梁平衡。
（2）用天平测出空烧杯的质量，如图甲所示，质量为 g。用天平称量时，天平是 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（3）将花生油倒入空烧杯，测出其总质量，再将烧杯中的花生油倒入量筒中测出其体积，但花生油太多，无法全部倒入量简中。经小组讨论，只需增加一个步骤用天平测出 的质量，即可求出花生油的密度。
（4）受《天工开物》中枯棒汲水（图乙）启发，小组自制了“杠杆密度计”如图丙，将一轻质细硬杆用细线固定在0点并悬挂起来，物块固定悬挂在A点，把不计质量的矿泉水瓶装满水，用细线悬挂在杆上，将悬挂点移至B点，使杆在水平位置平衡。换用相同的矿泉水瓶装满不同液体，重复以上操作，在杆上可标出悬挂点B1、B2、B3……对应密度的刻度值。
① 若B1点在B点的左侧，则B1点对应的密度ρ1与水的密度ρ水水的关系是ρ1 ρ水（选填“<”“=”或“＞”）。
② 若测得B、B2到O点的距离分别为l、l2，则B2点标注的密度值为 （用ρ水及题给字母表示）
15．（2024·广西·中考真题）在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，先后把木块放在长木板上，水平向右拉动木块，当木块匀速运动时，读出弹簧测力计的示数。
（1）如图甲，弹簧测力计示数为2N，根据 知识，木块受到的滑动摩擦力为 N；
（2）比较甲和乙实验，可得出滑动摩擦力的大小与接触面所受的 有关；
（3）比较甲和丙实验，可得压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越 ；
（4）许多运动鞋的鞋底刻有各式各样的花纹，是应用步骤（3）的结论来 （选填“增大”或“减小”）鞋底与地面的摩擦。
16．（2024·广西·中考真题）小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，设计了如图甲所示的电路图。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 （选填“a”或“b”）端，闭合开关后，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器 （选填“短路”或“断路”）；
（2）排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示，为 V；小明测得多组数据，并画出如图丙所示的图像，由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 ，小灯泡的额定功率为 W；
（3）图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而 （选填“增大”或“减小”）。
（4）受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表？请说明理由（从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述）。
答：
17．（2023·广西·中考真题）实验小组在实验时，不慎将灯泡的玻璃外壳碰碎。他们惊奇地发现几乎不发光，与其串联的灯泡不仅没有熄灭，反而更亮。开关断开后的电路如图甲，和都标有“2.5V 0.3A”字样。针对上述现象，探究下列问题：玻璃破碎后，的灯丝电阻发生了什么变化？玻璃外壳究竟起什么作用？
（1）玻璃外壳破碎前的电压和电流分别为1.20V和0.20A；玻璃外壳破碎后，两端的电压变为0.40V，通过的电流变为如图乙所示，则电流为 A。初步分析可知：玻璃破碎后，电阻 （选填“变大”或“变小”）；
（2）为进一步探究玻璃外壳破碎后电阻变化特点，对、的电流和电压进行测量，实验数据记录如下表。分析发现，的电阻 （选填“大于”或“小于”）玻璃外壳破碎后的电阻；
灯泡 实验次序 1 2 3 4 5 6
L1、L2 电流Ⅰ/A 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26
L1 电压U1/V 0.78 1.00 1.20 1.50 1.80 2.10
L2 电压U2/V 0.20 0.23 0.30 0.41 0.52 0.80
（3）实验中，对着吹气，发现两端电压突然变小、电流突然变大，说明吹气加快灯丝表面空气流速，加快其散热速度，从而使灯丝电阻变小。由此推断，灯丝的电阻大小与 有关，玻璃外壳可能起到 的作用；
（4）细心的同学在实验过程中发现，灯丝呈螺旋状，于是提出新的问题：为什么将灯丝设计成螺旋状？你认为这样设计的目的是① ② 。
18．（2022·广西·中考真题）实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。
（1）把天平放在水平桌面上，将游码调到标尺左端 处时，发现指针偏向分度盘的左侧，此时应向 调节平衡螺母，使横梁平衡；
（2）将吊坠放在天平左盘中，向右盘中加砝码并调节游码直到横梁平衡。此时，右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示，则吊坠的质量是 g；
（3）往量筒中倒入50mL水，将吊坠浸没在水中，液面位置如图乙所示，则吊坠的密度是 ；
（4）整理实验器材时发现，使用的砝码有磨损，则测得的密度值偏 ；
（5）实验小组讨论后，不用砝码，只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊坠的密度。请将实验步骤补充完整。
①在两个烧杯中倒入等量的水，分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示；
②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中（不碰烧杯底），用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡，记下加水的体积为，如图丁所示；
③ ，用量筒继续向右盘的烧杯中加水，直到横梁平衡，并记下再次加入水的体积为；
④吊坠密度的表达式为 。（用、、表示）
19．（2022·广西柳州·中考真题）小东学习了密度的有关知识后，做如下实验。
（1）小东在实验室里测量玻璃珠的密度。
①他将天平置于 桌面，移动游码至标尺左端 点，调节平衡螺母使横梁平衡；
②接着测量几个玻璃珠的质量，天平平衡时托盘中的砝码及游码的位置如图甲所示，则这些玻璃珠的质量为 g；
③将这些玻璃珠放入量筒，量筒中水面变化如图乙所示，则玻璃珠的总体积为 cm3，玻璃珠的密度为 kg/m3；
④小东按规范操作完成了实验，才发现天平横梁因磨损出现的缺口如图丙中A处所示，那么玻璃珠质量的测量值 （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值；
（2）小东回到家里，想要测量家里的空气密度，器材有：未充气的新皮球（如图丁，皮球壁厚度忽略不计），电子秤，打气筒（每次能打出一筒体积为V0的空气）。已知皮球充气后如图戊所示，内部气压大于大气压。方法如下：
i.用电子秤测出未充气的新皮球的质量m1；
ii.用打气筒给新皮球打入n筒空气后，皮球如图戊，用电子秤测出其质量m2；
iii.计算空气密度的表达式为ρ= ；
由于空气浮力的影响，上述测量不够准确。仅用现有器材更准确地测量空气密度，需要增加一个步骤： ；
用你增加步骤中测得的物理量及已测得的物理量计算空气密度，表达式为ρ'= 。
20．（2022·广西百色·中考真题）在探究电流与电阻关系的实验中，小华设计了如图甲所示的电路，定值电阻的阻值分别为10、15、20、30，滑动变阻器规格为“20；1A”。
（1）如图甲所示，在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移到 端（选填“A”或“B”）；
（2）闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，其原因可能是定值电阻 （选填“断路”或“短路”）；
（3）排除故障后，分别用10、15、20的电阻进行实验，正确操作，记录的数据如下表所示，则实验中控制电压表的示数为 V不变。将10的电阻换成15后，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片向 端移动（选填“A”或“B”）。当使用30Ω的电阻做实验时，为了使电压表的示数与前三次相同，电源电压应不高于 V；
实验次数 1 2 3 4
R/ 10 15 20 30
I/A 0.3 0.2 0.15
（4）分析实验数据得出结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 关系；
（5）小华想利用图甲电路改做测定小灯泡电功率的实验：将图甲中的定值电阻更换为标有“3.8V”字样的小灯泡，重新连接电路。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为 V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
21．（2022·广西玉林·中考真题）如图1甲所示是“测量小灯泡的电阻”的实验电路图。
（1）请根据图1甲所示电路图，用笔画线代替导线完成图乙未连接好的实物电路 （要求滑片向右移动时小灯泡变亮）；
（2）电路连接好后闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，小灯泡不亮，如果电路只有一个元件有故障，该故障可能是小灯泡 ；
（3）排除故障后，继续进行实验，小灯泡正常发光时电压表示数如图1丙所示，其读数为 V；
（4）根据实验数据，作出小灯泡工作时的关系图像如图2所示，则小灯泡正常发光时的电阻为 ；
（5）由图2可知，不同电压下，小灯泡电阻值不同，灯丝的电阻会随温度升高而变 ；
（6）若实验过程中发现电压表损坏，现增加一个已知阻值为的定值电阻和一个开关，设计如图3所示的电路，也能测出小灯泡正常发光时的电阻，其实验步骤如下：
①闭合开关S，断开开关S1，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为，并记录下来；
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动，闭合开关S和S1，记下此时电流表的示数为；
③保持开关S和S1闭合，移动滑动变阻器的滑片至最右端，记下此时电流表的示数为；
④则小灯泡正常发光时电阻的表达式为： （用、、和表示）。
五．计算题（共18小题）
22．（2024·广西·中考真题）公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况。图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图，主要由踏板（重力不计）、压力传感器R、显示承重的仪表（实质为电流表，量程0~0.6A）等组成，R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示。电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为5Ω。求：
（1）当R的阻值为35Ω时，电路的电流；
（2）当通过电路的电流为0.4A时，地磅的测量值；
（3）为了增加地磅的最大测量值，请你写出一种可行的方案，并列出关系式进行说明。
23．（2023·广西·中考真题）实践基地芒果获丰收，为筛选优质大果，设计自动筛选装置如图甲，检测装置电路图如图乙，电源电压恒为12V，电阻为20Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力变化关系如图丙。当电路电流小于0.15A时，不达标的芒果将被推离传送带，达标芒果继续被传送到指定位置，实现自动筛选。求：
（1）若R与阻值相等，R消耗的电功率；
（2）此装置能筛选出重力至少为多大的芒果；
（3）若想筛选出重力至少为2N的芒果，有同学建议：仅适当增加的阻值即可。你认为他的建议可行吗？请通过计算做出判断。
24．（2022·广西贺州·中考真题）如图所示，水平桌面上放置下端用毛细管连通的A、B两容器，底面积分别为100cm2和150cm2。阀门K打开前，A容器内竖直放置一底面积为50cm2、高为0.2m的长方体物块，物块对A容器底部的压强为pA，B容器内盛有0.2m深的水。求：
（1）阀门K打开前，水对B容器底部的压强pB；
（2）阀门K打开前，当pB=2pA时，物块的密度；
（3）阀门K打开后，水从B容器进入A容器，刚好使物块漂浮时，水进入A容器中的深度。
25．（2022·广西·中考真题）某学习小组在完成压强知识的学习后，为深入了解压强的变化情况，将实心柱体甲和盛满水的薄壁轻质容器乙放置在水平地面上，如图所示，其中甲、乙底面积分别为2S、S，水的质量为m，D点距水面0.1m，。将甲沿虚线切出一质量为的小物块（不吸水）放入乙中，小物块有四分之一的体积露出水面。
（1）求D处水的压强；
（2）求甲的密度；
（3）现有A、B、C三物体，相关信息如下表所示。
物体 A B C
密度
体积 2V 0.5V 2V
若要选择其中一个先后放在甲剩余部分的上部和放入乙中（均可浸没），使乙对地面的压强变化量大于甲剩余部分对地面的压强变化量，且乙对地面的压强p最大。请分析说明所选物体的理由，并计算出p的最大值。（结果用题中字母表示）
26．（2022·广西玉林·中考真题）如图所示，一个底面积为200cm2的溢水杯放在水平桌面上，溢水口离其底部距离为20cm。已知弹簧原长为10cm，且弹簧每受1N的作用力其长度变化1cm。现将弹簧与底面积为100cm2的实心长方体A和溢水杯底部相连，此时弹簧被压缩，其弹力为2N；向溢水杯加水，当水深为16cm时，A刚好有一半浸入水中，此时弹簧长为12cm；继续向溢水杯加水，直至弹簧所受的弹力不再发生变化（在弹性限度内）。不计弹簧的重力、体积及其所受的浮力，g取10N/kg，。求：
（1）A的重力；
（2）A的一半浸入水中时A所受的浮力；
（3）A的密度；
（4）A的一半浸入水中与弹簧不再发生变化，溢水杯对桌面压强的变化量。
27．（2022·广西柳州·中考真题）如图为某自动冲水装置的示意图，水箱内有一个圆柱浮筒A，其重为GA=4N，底面积为S1=0.02m2，高度为H=0.16m。一个重力及厚度不计、面积为S2=0.01m2的圆形盖片B盖住出水口并紧密贴合。A和B用质量不计、长为l=0.08m的轻质细杆相连。初始时，A的一部分浸入水中，轻杆对A、B没有力的作用。水的密度为ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
（1）求A所受浮力的大小F浮。
（2）求A浸入水的深度h1。
（3）开始注水后轻杆受力，且杆对A和B的拉力大小相等。当水面升高到某位置时，B刚好被拉起使水箱排水，求此时杆对B的拉力大小F。
（4）水箱开始排水时，进水管停止注水。为增大一次的排水量，有人做如下改进：仅增大B的面积为S2'=0.012m2试通过计算说明该方案是否可行？若可行，算出一次的排水量。（水箱底面积S=0.22m2供选用）
28．（2023·广西·中考真题）人工涂抹油漆难精准且气味难闻，于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”，如图所示，上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.2kg，底面积为；力传感器固定且与浮杆接触但无压力；工作台固定在上漆器底部，其上表面积为0.5m2，高为0.1m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央，将挡板固定在1m高处，开始注漆，当浮杆对力传感器的压力为14N时停止注漆，完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为500kg，底面积为，高为0.8m，油漆密度为。g取10N/kg。求：
（1）当漆面上升至0.1m时，油漆对上漆器底部的压强；
（2）当漆面上升至0.4m时，柱体A对工作台的压强；
（3）停止注漆时，柱体A被上漆的高度。
29．（2024·广西·中考真题）一个不吸水的实心圆柱体Q，底面积为0.01m2，高为0.3m，密度为0.5×103kg/m3。如图甲所示，现将 Q 放在容器中，缓慢往容器中注水（水的密度为1×103kg/m3，g取10N/kg）， 求：
（1）圆柱体Q的质量；
（2）当注入水的深度为0.1m时（此时Q未漂浮），Q受到的浮力；
（3）广西夏季雨水充沛，每逢暴雨，河水水位快速上涨，为了监测河水水位，某项目小组设计了“智能水位报警器”，如图乙所示。其由A、B两部分组成，A模拟控制器，B模拟河道。其中A 内部高度为0.7m，顶部固定着压力传感器，当压力达到某一数值时，报警器会自动报警。在某次注水测试中，当注水到某一深度时，Q开始漂浮，随着注入水的深度增加，Q 最终会与传感器接触，当Q 露出水面长度为0.1m时，报警器恰好开始报警。请通过计算，分析从开始注水到报警器报警的过程，并在丙图中作出此过程Q底部受到水的压强p随注入水的深度h变化的关系图线。
30．（2022·广西贺州·中考真题）贺州市水利资源丰富，小明设计了如图甲所示的水文站测量桂江水位的原理图。电源电压U=3V，定电阻R0=10Ω，滑动变阻器R长20cm，最大阻值20Ω。且滑动变阻器的阻值随滑片P从最上端C位置移动到最下端D位置的过程中均匀变化（滑片P移动过程中摩擦不计）。弹簧下端悬挂一重为50N的物体AB，其底面积为0.01m2、长为0.3m。弹簧伸长量与它受到拉力的关系如图乙所示（不计弹簧质量，连接弹簧两端的绝缘细绳不可伸长）。求：
（1）当物体AB上表面与水面相平时，物体AB受到的浮力大小；
（2）当水面从物体AB的上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面的过程中，弹簧伸长了多少cm
（3）闭合开关S后，当水面在物体AB上表面时，滑片刚好在滑动变阻器R的最上端C位置，水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面时，电压表的示数是多少？
31．（2022·广西百色·中考真题）如图甲所示电路，电源电压不变，灯泡L上标有“5V 2.5W”字样，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中，灯泡L的电功率与电流的P－I关系图像如图乙所示，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡L正常发光时的电阻；
（2）滑片P在b端时，lmin内灯泡L消耗的电能；
（3）电源电压；
（4）在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。
32．（2022·广西·中考真题）善于观察的小明发现，家中的即热式水龙头使用时冬季水温偏低，夏季水温偏高，还发现水龙头标有“220V；2200W”。于是他增加两个相同的发热电阻R、两个指示灯（电阻不计）设计了如图所示的电路进行改进，其中为改进前水龙头发热电阻。开关可以只与c相连或同时与a、b相连，使其具有两挡工作状态，且冬季与夏季水龙头工作的总电流之比为4∶1。求：
（1）电阻的阻值；
（2）改进前，若水龙头的热效率为90%，正常加热100s提供的热量；
（3）改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率。
33．（2022·广西河池·中考真题）贵南高铁北起贵州贵阳市，经河池市，南至广西南宁市，是广西境内第一条设计时速为350公里的客运专线，预计2023年年底建成通车。
（1）若通车后，一列长200m的动车组（如图甲）以60m/s的速度匀速通过一座长1000m的高架桥。该列动车组通过高架桥所用的时间为多少？
（2）若动车组以80m/s的速度匀速运动时电动机的总输出功率为5600kW，则此时动车组受到的阻力为多大？
（3）位于河池市境内的界子良风电场于2021年初成功实现40台风机并网发电（如图乙）。已知当地每秒每平方米面积吹过的风的能量约为200J，若风机有效迎风面积约为，风机把风能转换为电能的效率为。请估算一台风机一天的发电量可以供一列总输出功率为4800kW的动车组以250km/h的速度运动多远距离？（忽略其它能量损耗）
34．（2022·广西玉林·中考真题）技术研究小组在实验室模仿工程师做“钢梁承重后的下垂量h”的测试，他们用厚钢尺制成了一座跨度为L的桥梁（如图甲所示），并设计了一个方便读取“厚钢尺桥梁受压后下垂量”的测试仪，测试仪由压力传感器R与外部电路组成（如图乙所示）。已测得跨度为L时，在一定范围内，其压力F与下垂量h满足关系，k＝1×10﹣3m/N。已知电源电压不变，当电压表的示数为4V时，电流表示数为0.4A。当压力F1＝32N时，电路中的电流为I1，此时R的功率为P1；当压力F2＝40N时，电路中的电流为I2，此时R的功率为P2；且I1与I2相差0.1A。传感器的电阻R与压力F的关系图像是一条直线（如图丙所示），忽略传感器与钢梁自重产生的影响。求：
（1）R0的阻值；
（2）当桥梁的下垂量为3cm时，压力传感器受到的压力；
（3）当压力为零时，电路中的总电阻；
（4）P1与P2的差值
35．（2022·广西贵港·中考真题）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，电压表量程可选，电流表量程为，滑动变阻器R2标有“1A”字样，最大阻值未知。闭合开关S1、S3，断开开关S2，将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端，得R1的“U﹣I”关系图像如图乙所示。
（1）求电阻R1的阻值和R2的最大阻值；
（2）若闭合开关S2、S3，断开开关S1，使R2的滑片P位于a端，此时电流表示数为0.42A，求R3通电50s产生的电热；
（3）若闭合开关S1、S3，断开开关S2，且电压表的量程为 ，在保证电路元件都安全的情况下，求电路总功率的变化范围。
36．（2022·广西桂林·中考真题）用电能驱动的电动汽车，方便了广大市民的绿色出行。某新型纯电动汽车说明书中有如下表格（取）
装备质量 电池总电能 电池输出电压 续航里程
注意：电池电能剩余时必须立即充电
请根据表格中的参数解答以下几个问题。计算过程中：车上仅有司机1人，车与人总质量以计；实际可利用的电能以电池总电能的计；忽略动力以外的电能消耗。
（1）当汽车以的速度匀速行驶时，阻力刚好是车与人总重的0.02倍，那么此时的阻力是多少？
（2）请通过计算判断，电池可利用的电能是否能让汽车以的速度匀速完成续航里程？
（3）如果汽车匀速行驶时的阻力始终与速度的平方成正比，那么汽车以刚好能匀速完成续航里程的速度行驶时，电池的输出电流是多少？
37．（2022·广西柳州·中考真题）小宸利用一个电池组，两只电流表（A1和A2），一个开关，一个阻值为R0=15Ω的定值电阻和若干导线，来测量未知电阻Rx的阻值，他设计好电路并正确操作，发现A1、A2的示数如图所示。
（1）A1、A2的示数I1、I2分别是多少？
（2）在你不确定电路设计的情况下，请判断电阻Rx可能的阻值为多少？
38．（2022·广西梧州·中考真题）在如图所示的电路中，电源电压恒定为6V，R1阻值为10Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.9A，问：
（1）通过R1的电流是多少？
（2）R2的阻值是多少？
（3）现用一个规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器替换R1或R2，要求：替换后，电源的最大电功率不小于15W，则电源的最小电功率是多少？
39．（2022·广西贵港·中考真题）如图所示，水平地面上放置一个底面积为0.03m2薄壁圆柱形容器，容器侧面靠近底部有一控制出水的阀门K。边长为0.1m的正方体木块A体积的浸入水中，下方用细线TB系有重为3N的合金球B，B的体积是A体积的0.1倍。木块A上方的悬线TA能承受的最大拉力为5N，此时悬线TA处于松弛状态。（容器内的水足够深，不计细线的体积和质量，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）木块A受到的浮力大小；
（2）细线TB对合金球B的拉力大小；
（3）打开阀门K使水缓慢流出，当悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K，此时木块A排开水的体积为多少？
（4）若在悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K同时剪断细线TB，待木块A再次静止漂浮时，与悬线TA断裂的瞬间相比，容器底受到水的压强改变了多少？
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（解析版）
挑战39 广西卷（广西近三年共39题）
22、23、24年题型统计：
选择题 填空题 实验题 计算题 合计
电磁学综合 1 4 4 8 17
力学综合 1 4 4 7 16
声热力综合 1 0 2 3 6
合计 3 8 10 18 39
一．单选题（共2小题）
1．（2024·广西·中考真题）下图是水果电池和发光二极管（）组成的电路。下列电路图与其对应的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】水果电池相当于电源，由图可知，电路中电池和发光二极管串联，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
2．（2022·广西贵港·中考真题）如图所示，水平桌面上放置两个相同的容器，甲中有一小物块悬浮于水中，乙中有一个小球漂浮在水面上，此时容器内水面高度相同。则下列说法正确的是（ ）
A．两个容器对桌面的压强关系：p甲＜p乙
B．水对两个容器底部的压力关系：F甲>F乙
C．如果向甲中加入酒精并搅拌均匀，小物块受到的浮力变小
D．如果向乙中加入盐水并搅拌均匀，小球受到的浮力变大
【答案】C
【详解】A．甲容器对桌面的压力为
F甲=G水+G杯+G物块
乙容器对桌面的压力为
F乙=G水+G杯+G小球
物块悬浮，所以
F物块浮=G物块=G物块排
小球漂浮，所以
F小球浮=G小球=G小球排
因为容器内水面高度相同，且底面积相同，所以p甲=p乙，故A错误；
B．由题意可知，水的密度ρ和深度h都相同，根据p=ρgh可得，水对两个容器底部的压强关系为p甲=p乙，根据F=pS可得，水对容器底部的压力关系为F甲=F乙，故B错误；
C．物块悬浮在甲容器中，ρ物块=ρ水，如果向甲容器中加入酒精，则液体密度减小， 由
F浮= pgV排可知，物块受到的浮力变小，故C正确；
D．小球漂浮在乙容器中，向乙容器中加入盐水，液体密度增大，小球仍然漂浮在液面上，那么小球受到的浮力等于自身的重力，小球的重力没变，小球受到的浮力不变，故D错误。
故选C。
二．多选题（共1小题）
3．（2023·广西·中考真题）小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．此时成像特点与照相机的相同
B．此时“水凸透镜”的焦距为15.0cm
C．调节“水凸透镜”的厚度可改变其焦距
D．蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动
【答案】CD
【详解】A．由图可知，此时光屏上成倒立放大的实像，而照相机的成像原理是根据凸透镜成倒立缩小的实像，所以A错误；
B．由图可知此时物距u=15cm，像距v=29cm，光屏上成倒立放大的实像，说明
所以此时水透镜的焦距
所以B错误；
C．可以向水透镜内注水和排水，通过调节“水凸透镜”的厚度去改变其焦距，故C正确；
D．过凸透镜光心的光线沿直线传播，所以蜡烛燃烧变短后，则像向光屏上方移动,故D正确。
故选CD。
三．填空题（共8小题）
4．（2022·广西梧州·中考真题）2022年1月26日，梧州市西堤公园正式开园，为群众提供了锻炼的好去处。甲、乙两位同学沿着西堤公园直线跑道从同一地点同时同向出发，其s﹣t图像如图所示，则第12s时甲的运动状态为 （选填“静止”、“匀速直线运动”或“变速直线运动”）；从出发到甲、乙相遇的这段时间内，甲的平均速度为 m/s。
【答案】 静止 4
【详解】[1]由图可知，甲车在10s~20s内路程不变，即这个时间段内，甲车处于静止状态，所以第12s时甲的运动状态为静止。
[2]由图可知，甲、乙两车在15s时相遇，此时甲车运动了60m，所以从出发到甲、乙相遇的这段时间内，甲的平均速度为
5．（2024·广西·中考真题）如图所示，在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中，闭合开关后，通电螺线管的上端为 极，将滑动变阻器的滑片向左移，铁钉吸起大头针的数量更 （选填“多”或“少”）。
【答案】 N 多
【详解】[1] 电流由上方流入螺线管，则由安培定则可知螺线管上端为N极。
[2] 将滑动变阻器的滑片向左移，变阻器阻值变小，电流变大，则螺线管磁性增强，吸起大头针的数量更多。
6．（2023·广西·中考真题）如图是简易榨汁杯的电路原理图，工作站有榨汁、加热、保温三挡。当闭合开关 时，榨汁杯处于榨汁挡：只闭合开关S2时，榨汁杯处于 挡。
【答案】 S1 保温
【详解】[1]由图可知，该电路为并联电路，当榨汁杯处于榨汁档时，只需要电动机工作即可，所以据图可知只闭合S1，电路为电动机串联的简单电路。
[2]根据可知，电源电压一定，当电阻越小时，电功率越大，所以当S2、S3闭合，R1、R2并联时为加热挡；只闭合开关S2时，R1单独串联为保温挡。
7．（2022·广西梧州·中考真题）如图所示，工人师傅用250N的拉力，使重为2000N的物体以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，动滑轮受到的重力为80N，则工人师傅拉力的功率为 W，该滑轮组的机械效率为 。
【答案】 100 80%
【详解】[1]由图可知， n=2，则绳子自由端移动的速度
v绳=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s
工人师傅拉力的功率
[2]物体在运动时受到地面的摩擦力
该滑轮组的机械效率
8．（2023·广西·中考真题）质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上，如图甲。将B沿水平方向截取高为h的柱体，并将该柱体叠放在A上，A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙，则B的密度为 ，A的重力为 N（g取10N/kg）
【答案】 0.6×103 6
【详解】[1]质量分布均匀的实心正方体置于水平桌面上，对水平桌面的压强
由图乙可知，截取前有pB=6×102Pa，B的高度是10cm，B的密度为
[2]由图乙可知，当B截取2cm时，B剩余部分对桌面的压强
此时将截取的B物体叠放在A上，对桌面的压强也是480Pa，即
①
B的重力
由图乙可知，B放到A上面对水平桌面的压强是8×102Pa，即
②
由①和②得到
GA=6N
9．（2024·广西·中考真题）某次加工螺母的过程中，裁出底面为正八边形的金属柱体，其质量为7.68×10-2kg，底面积为4.8×10-4m2。如图甲所示，金属柱体放在水平地面上，其对地面的压强为 Pa；从中心挖出和其等高、底面半径为r的圆柱体后，分别如图乙和图丙所示放在水平地面上，对地面的压强分别为和，且∶=20∶17，则r约为 cm。（已知该金属密度为8×103kg/m3，取=1.4、π=3.1、g=10N/kg）
【答案】 1
【详解】[1]金属柱体放在水平地面上，对地面的压力为
根据可知，其对地面的压强为
[2]正八边形的金属柱体的体积为
金属柱体的高为
根据正八边形边长和面积的关系，可得
解得
根据
可知，图乙中金属柱体对地面的压强和图甲中金属柱体对地面的压强相等，即
由
∶=20∶17
可得，图丙中金属柱体对地面的压强为
图丙中接触面积为
则丙对地面的压力为
丙的重力为
则减小的重力为
则减小的质量为
从中心挖出和其等高、底面半径为r的圆柱体，则挖去圆柱体的体积为
则挖去圆柱体的底面积为
底面半径为r为
10．（2022·广西贵港·中考真题）如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S、S1，断开开关S2，在滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电压表示数变化范围是4～12V，电流表示数变化范围是0.4～1.2A，则电源电压是 V；闭合开关S、S2，断开开关S1，当滑动变阻器的滑片从a端移动到中点时，小灯泡L恰好正常发光，此过程中电路最大功率和最小功率之比为4:3，则小灯泡L的额定功率是 W。（不计温度对灯丝电阻的影响）
【答案】 12 3.2
【详解】[1]闭合开关S、S1，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P在b端时，电路中只接入R1，电压表测电源电压，此时电压表的示数为12V，即电源电压为12V。此时电流表的示数为1.2A，则R1的阻值为
[2]闭合开关S、S1，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P在a端时，R1和R2串联，电压表测R1两端的电压，此时电压表的示数为4V，电流表的示数为0.4A，则R2两端的电压为
R2的最大阻值为
闭合开关S、S2，断开开关S1时，小灯泡L和R2串联，滑片从a端移动到中点时，电源电压不变，电路最大功率和最小功率之比为4:3，由公式可得
可求得RL=20Ω。
滑片移动到中点时，电路总电阻为
此时小灯泡L恰好正常发光，电路中的电流为
则小灯泡L的额定功率为
11．（2022·广西桂林·中考真题）在物理兴趣小组的活动中，小桂按如图所示的电路图连接电路，电源电压恒定为，为滑动变阻器，、为定值电阻，且，。闭合开关前，应将的滑片移动至最 （选填“左”或“右”）端；闭合开关，将滑片移至某点固定不动，当开关由点切换到点时，电压表示数变化了，电流表示数变化了，则 。
【答案】 右 20
【详解】[1]闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器接入阻值应最大，如图所示，滑片应调到最右端。
[2]闭合开关S，将滑片移至某点固定不动，当开关S1在a点时，滑动变阻器与R串联，电压表测定值电阻R两端电压U1，电流表测电流I1，电源电压可表示为
---------①
当开关S1在b点时，滑动变阻器与 串联，电压表测电阻两端电压 ，电流表测电流，由于
根据串联分压
开关S1切换过程中，电压表示数变化了0.5V，可得
接入电路电阻增大，电流会减小
电源电压可表示为
---------②
联立①②式，可得
R0接入的阻值为
代入由①式
解得
则Rx两端电压和电流为
Rx电阻为
四．实验题（共10小题）
12．（2022·广西贵港·中考真题）小华用焦距为10.0cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。
（1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 ；
（2）当各器材位置如图所示时，在光屏上成烛焰清晰的像，此时烛焰的成像特点与 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同；
（3）实验时，若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部，光屏上 （选填“能”或“不能”）成完整的像；
（4）小华将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，若保持蜡烛的位置不变，仅将光屏向 端移动适当距离，光屏上即可重新成烛焰清晰的像。
【答案】 同一高度 照相机 能 左
【详解】（1）[1]点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上，这样才能使像成在光屏的中央位置。
（2）[2]由图可知，物距
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
像距
v=65.0cm-50.0cm=15.0cm
已知f=10.0cm，此时u >2f，成倒立、缩小的实像，能够说明照相机的成像原理。
（3）[3]若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部，物体上任一点都有光线射向凸透镜下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成完整的烛焰的像，折射光线减少，会聚成的像变暗。
（4）[4]老花镜是凸透镜，对光线有会聚作用，使光提前会聚，将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，若保持光屏的位置不变，此时清晰的像成在光屏左侧，要在光屏上重新承接到烛焰清晰的像，光屏应向左移动。
13．（2022·广西柳州·中考真题）如图甲为“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。
（1）用纸板给烧杯加盖，可以减少水的散热，从而 （选填“延长”或“缩短”）加热时间。
（2）实验中观察到：水沸腾时，水中上升的气泡体积变 ；移开酒精灯，水会停止沸腾。
（3）图乙是根据实验记录画出的水的温度﹣时间图像，分析可知：水的沸点为 ℃；水保持沸腾须不断 （选填“吸热”或“放热”），且温度 。
【答案】 缩短 变大 100 吸热 保持不变
【详解】（1）[1]为了缩短加热时间，要适当减少水量、提高水的初温、给烧杯加盖。用纸板给烧杯加盖，可以减少水的散热，缩短加热到沸腾时间。
（2）[2]水的沸腾是内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象，沸腾时不断有水汽化为水蒸气进入气泡内，使气泡在上升的过程中体积逐渐增大，最后破裂。
（3）[3][4][5]由乙图可知，水沸腾时的温度为100°C，即水的沸点为100°C。水在沸腾过程中要不断的吸收热量，且水的温度保持不.变。
14．（2023·广西·中考真题）某小组在测量液体密度的实验中
（1）调节天平横梁平衡时，先把 移到标尺左端零刻度线处，若指针静止时指在分度盘中央刻度线的左侧，则应向 （选填“左”或“右”）调节平衡螺母，使横梁平衡。
（2）用天平测出空烧杯的质量，如图甲所示，质量为 g。用天平称量时，天平是 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（3）将花生油倒入空烧杯，测出其总质量，再将烧杯中的花生油倒入量筒中测出其体积，但花生油太多，无法全部倒入量简中。经小组讨论，只需增加一个步骤用天平测出 的质量，即可求出花生油的密度。
（4）受《天工开物》中枯棒汲水（图乙）启发，小组自制了“杠杆密度计”如图丙，将一轻质细硬杆用细线固定在0点并悬挂起来，物块固定悬挂在A点，把不计质量的矿泉水瓶装满水，用细线悬挂在杆上，将悬挂点移至B点，使杆在水平位置平衡。换用相同的矿泉水瓶装满不同液体，重复以上操作，在杆上可标出悬挂点B1、B2、B3……对应密度的刻度值。
① 若B1点在B点的左侧，则B1点对应的密度ρ1与水的密度ρ水水的关系是ρ1 ρ水（选填“<”“=”或“＞”）。
② 若测得B、B2到O点的距离分别为l、l2，则B2点标注的密度值为 （用ρ水及题给字母表示）
【答案】 游码 右 37.4 等臂 见解析 ＞
【详解】（1）[1][2]使用天平的时候，要将天平放在水平台面上，把游码移到横梁标尺的零刻度线处，若指针左偏则应将平衡螺母向右调节，使天平横梁在水平位置平衡。
（2）[3]空烧杯的质量
[4]天平左盘和右盘到支点的距离相同，则天平平衡时可看成等臂杠杆。
（3）[5]要求出花生油的密度，只需要知道量筒中花生油的质量跟体积，则需要增加的步骤是：用天平测出烧杯中剩余花生油跟烧杯的质量。
（4）①[6]当矿泉水瓶装满水时，由杠杆平衡条件可知。当换用相同的矿泉水瓶装满不同液体时，使杆在水平位置平衡，对应悬挂点在B1，则
若B1点在B点的左侧，则，则。两液体积极相同，则。
②[7]由杠杆平衡条件可得
则，B2点标注的密度值
15．（2024·广西·中考真题）在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，先后把木块放在长木板上，水平向右拉动木块，当木块匀速运动时，读出弹簧测力计的示数。
（1）如图甲，弹簧测力计示数为2N，根据 知识，木块受到的滑动摩擦力为 N；
（2）比较甲和乙实验，可得出滑动摩擦力的大小与接触面所受的 有关；
（3）比较甲和丙实验，可得压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越 ；
（4）许多运动鞋的鞋底刻有各式各样的花纹，是应用步骤（3）的结论来 （选填“增大”或“减小”）鞋底与地面的摩擦。
【答案】 二力平衡 2 压力 大 增大
【详解】（1）[1][2]用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板做匀速直线运动，这是利用二力平衡的知识，此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，木块受到的滑动摩擦力为2N。
（2）[3]比较甲和乙实验，接触面的粗糙程度相同，乙图中压力较大，弹簧测力计的示数较大，摩擦力较大，可以得到滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关。
（3）[4]比较甲和丙实验，压力相同，丙图中接触面比较粗糙，弹簧测力计的示数较大，摩擦力较大，可以得到压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（4）[5]运动鞋的鞋底刻有各式各样的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，所以是应用步骤（3）的结论来增大鞋底与地面的摩擦。
16．（2024·广西·中考真题）小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，设计了如图甲所示的电路图。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 （选填“a”或“b”）端，闭合开关后，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器 （选填“短路”或“断路”）；
（2）排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示，为 V；小明测得多组数据，并画出如图丙所示的图像，由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 ，小灯泡的额定功率为 W；
（3）图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而 （选填“增大”或“减小”）。
（4）受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表？请说明理由（从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述）。
答：
【答案】 b 断路 1.2 6.25 1 增大 见解析
【详解】（1）[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到阻值最大处，即b端。
[2]闭合开关，灯泡不亮，电路可能断路，则电路故障可能是滑动变阻器断路。
（2）[3]电压表选择小量程，分度值为0.1V，所以电压表示数为1.2V。
[4]由图丙可知，小灯泡正常发光时的电流为0.4A，则小灯泡正常发光时的电阻为
[5]根据可知，小灯泡的额定功率为
（3）[6]图丙中，当灯泡电压变大时，通过灯泡的电流也增大，灯泡的功率变大，灯丝温度变高，灯泡的电阻随温度的升高而增大。
（4）[7]温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路分压原理可知，电阻丝两端的电压越大，因此选择电压变改装为温度显示仪。
17．（2023·广西·中考真题）实验小组在实验时，不慎将灯泡的玻璃外壳碰碎。他们惊奇地发现几乎不发光，与其串联的灯泡不仅没有熄灭，反而更亮。开关断开后的电路如图甲，和都标有“2.5V 0.3A”字样。针对上述现象，探究下列问题：玻璃破碎后，的灯丝电阻发生了什么变化？玻璃外壳究竟起什么作用？
（1）玻璃外壳破碎前的电压和电流分别为1.20V和0.20A；玻璃外壳破碎后，两端的电压变为0.40V，通过的电流变为如图乙所示，则电流为 A。初步分析可知：玻璃破碎后，电阻 （选填“变大”或“变小”）；
（2）为进一步探究玻璃外壳破碎后电阻变化特点，对、的电流和电压进行测量，实验数据记录如下表。分析发现，的电阻 （选填“大于”或“小于”）玻璃外壳破碎后的电阻；
灯泡 实验次序 1 2 3 4 5 6
L1、L2 电流Ⅰ/A 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26
L1 电压U1/V 0.78 1.00 1.20 1.50 1.80 2.10
L2 电压U2/V 0.20 0.23 0.30 0.41 0.52 0.80
（3）实验中，对着吹气，发现两端电压突然变小、电流突然变大，说明吹气加快灯丝表面空气流速，加快其散热速度，从而使灯丝电阻变小。由此推断，灯丝的电阻大小与 有关，玻璃外壳可能起到 的作用；
（4）细心的同学在实验过程中发现，灯丝呈螺旋状，于是提出新的问题：为什么将灯丝设计成螺旋状？你认为这样设计的目的是① ② 。
【答案】 0.22 变小 大于 温度 减少散热 减少散热，提高灯丝温度 增加灯丝的长度，增大电阻
【详解】（1）[1]由图乙可知，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，读数为0.22A。
[2]玻璃破碎前，L2的电阻为
玻璃破碎后，L2的电阻为
分析可知，玻璃破碎后，电阻变小。
（2）[3]分析表格中数据可知：L1、L2串联，电流相等，L1两端的电压大于L2两端的电压，根据公式可知，L1的电阻大于玻璃外壳破碎后L2的电阻。
（3）[4][5]吹气加快了L2灯丝表面空气流速，加快其散热速度，降低了灯丝的温度，从而使灯丝电阻变小，由此推断，灯丝的电阻大小与温度有关，玻璃外壳可能起到减少散热、提高灯丝温度的作用。
（4）[6][7]通过步骤（3）的分析可知，减少灯丝的散热，可以防止灯丝的温度快速降低造成的灯丝电阻迅速减小。灯丝呈螺旋状，减少了与空气的接触面积，可以减少灯丝的散热，防止灯丝温度降低，电阻变小；同时增加了灯丝的长度，增大电阻，更好的发光。
18．（2022·广西·中考真题）实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。
（1）把天平放在水平桌面上，将游码调到标尺左端 处时，发现指针偏向分度盘的左侧，此时应向 调节平衡螺母，使横梁平衡；
（2）将吊坠放在天平左盘中，向右盘中加砝码并调节游码直到横梁平衡。此时，右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示，则吊坠的质量是 g；
（3）往量筒中倒入50mL水，将吊坠浸没在水中，液面位置如图乙所示，则吊坠的密度是 ；
（4）整理实验器材时发现，使用的砝码有磨损，则测得的密度值偏 ；
（5）实验小组讨论后，不用砝码，只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊坠的密度。请将实验步骤补充完整。
①在两个烧杯中倒入等量的水，分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示；
②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中（不碰烧杯底），用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡，记下加水的体积为，如图丁所示；
③ ，用量筒继续向右盘的烧杯中加水，直到横梁平衡，并记下再次加入水的体积为；
④吊坠密度的表达式为 。（用、、表示）
【答案】 零刻度线 右 32.2 大 将吊坠直接放在左盘烧杯的水中
【详解】（1）[1][2]根据托盘天平的使用规则可知，首先把天平放在水平桌面上，然后将游码调到标尺左端零刻度线处，若发现指针偏向分度盘的左侧，说明左侧较重，所以把平衡螺母向右调节，才能使天平平衡。
（2）[3]根据托盘天平的读数规则可知，左盘上物体的质量等于右盘砝码的质量与标尺上游码所表示的示数之和，所以吊坠的质量为
m=20g+10g+2.2g=32.2g
（3）[4]由图可知，该量筒的分度值为2mL，根据液面所在的位置可知，此时量筒的示数为64mL，由题意可知，吊坠的体积等于量筒中水增加的体积，即吊坠的体积为
V=64mL-50mL=14mL=14cm3
根据密度公式可得，该吊坠的密度为
（4）[5]使用的砝码有磨损，会导致测量的质量偏大，根据可知，测得的密度值偏大。
（5）[6][7]天平是一个等臂杠杆，将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中（不碰烧杯底），用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡，记下加水的体积为， 此时右侧增加的水的重力等于右侧吊坠所受到的浮力，即，可得
所以此时V排=V1，又因为吊坠在水中处于浸没状态，所以
V吊坠=V排=V1
将吊坠直接放在左盘烧杯的水中，用量筒继续向右盘的烧杯中加水，直到横梁平衡，并记下再次加入水的体积为，此时天平两侧的重力大小相等，所以右侧增加的水的重力等于吊坠的重力，即可得吊坠的重力为
所以吊坠的质量为
根据密度公式可得，该吊坠的密度为
19．（2022·广西柳州·中考真题）小东学习了密度的有关知识后，做如下实验。
（1）小东在实验室里测量玻璃珠的密度。
①他将天平置于 桌面，移动游码至标尺左端 点，调节平衡螺母使横梁平衡；
②接着测量几个玻璃珠的质量，天平平衡时托盘中的砝码及游码的位置如图甲所示，则这些玻璃珠的质量为 g；
③将这些玻璃珠放入量筒，量筒中水面变化如图乙所示，则玻璃珠的总体积为 cm3，玻璃珠的密度为 kg/m3；
④小东按规范操作完成了实验，才发现天平横梁因磨损出现的缺口如图丙中A处所示，那么玻璃珠质量的测量值 （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值；
（2）小东回到家里，想要测量家里的空气密度，器材有：未充气的新皮球（如图丁，皮球壁厚度忽略不计），电子秤，打气筒（每次能打出一筒体积为V0的空气）。已知皮球充气后如图戊所示，内部气压大于大气压。方法如下：
i.用电子秤测出未充气的新皮球的质量m1；
ii.用打气筒给新皮球打入n筒空气后，皮球如图戊，用电子秤测出其质量m2；
iii.计算空气密度的表达式为ρ= ；
由于空气浮力的影响，上述测量不够准确。仅用现有器材更准确地测量空气密度，需要增加一个步骤： ；
用你增加步骤中测得的物理量及已测得的物理量计算空气密度，表达式为ρ'= 。
【答案】 水平 0刻度 26.2 10 等于 测出篮球的体积V1
【详解】（1）[1][2]天平使用前要放在水平桌面上，将游码移动到0刻度处，然后进行调平衡。
[3] 天平平衡时托盘中的砝码及游码的位置如图甲所示，根据天平的使用方法，物体质量等与砝码质量加上游码指示的刻度数，即25g加1.2g，玻璃珠质量为。
[4][5] 将这些玻璃珠放入量筒，量筒中水面变化如图乙所示，即玻璃珠的体积为
故玻璃珠的密度为
[6] 小东按规范操作完成了实验，也就是说天平在使用前是调过平衡的，所以测量出的质量不会受到影响。
（2）[7]由题意知空气的体积为
空气的质量为
根据密度公式
[8][9]由于皮球受到空气浮力的影响，故可以先测量出皮球的体积V1，故有下式关系
故可得
20．（2022·广西百色·中考真题）在探究电流与电阻关系的实验中，小华设计了如图甲所示的电路，定值电阻的阻值分别为10、15、20、30，滑动变阻器规格为“20；1A”。
（1）如图甲所示，在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移到 端（选填“A”或“B”）；
（2）闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，其原因可能是定值电阻 （选填“断路”或“短路”）；
（3）排除故障后，分别用10、15、20的电阻进行实验，正确操作，记录的数据如下表所示，则实验中控制电压表的示数为 V不变。将10的电阻换成15后，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片向 端移动（选填“A”或“B”）。当使用30Ω的电阻做实验时，为了使电压表的示数与前三次相同，电源电压应不高于 V；
实验次数 1 2 3 4
R/ 10 15 20 30
I/A 0.3 0.2 0.15
（4）分析实验数据得出结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 关系；
（5）小华想利用图甲电路改做测定小灯泡电功率的实验：将图甲中的定值电阻更换为标有“3.8V”字样的小灯泡，重新连接电路。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为 V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
【答案】 A 短路 3 A 5 反比 3.8 1.52
【详解】（1）[1]滑动变阻器在实验之前应该接入阻值最大处，是为了保护电路防止短路，所以接在了A端。
（2）[2]闭合开关后，如果电阻断路，电压表串联接在电路中，应该测电源两端电压，但是电压表没有示数，故推测不是电阻断路；如果是电阻短路，相当于导线接在电压表两端，所以电压表没有示数，对电流表没影响，故应该是电阻短路。
（3）[3]由表格中的数据可知定值电阻两端电压为
U=IR=0.3A×10Ω=3V
所以实验中要控制电压表示数为3V不变。
[4]根据串联分压，定值电阻R的阻值变大，分得电压变多，想要控制分压为3V，应该加大滑动变阻器接入的阻值，应该往A端调。
[5]当使用30Ω的电阻做实验时，定值电阻两端的电压为3V，此时电路中的电流为
滑动变阻器两端的最大电压为
U大=IR滑=0.1A×20Ω=2V
所以电源电压应该不高于
U=U定+U大=3V+2V=5V
[6]由表格中的数据可知，电流与电阻的乘积为定值，所以得出的结论是，在电压一定时，导体中的电流与电阻成反比。
（4）[7]小灯泡的额定电压为3.8V，所以在电压表示数为3.8V时小灯泡正常发光。
[8]电流表选择的是0~0.6A量程，分度值为0.02A，此时的读数为0.4A，故小灯泡的额定功率为
P=UI=3.8V×0.4A=1.52W
21．（2022·广西玉林·中考真题）如图1甲所示是“测量小灯泡的电阻”的实验电路图。
（1）请根据图1甲所示电路图，用笔画线代替导线完成图乙未连接好的实物电路 （要求滑片向右移动时小灯泡变亮）；
（2）电路连接好后闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，小灯泡不亮，如果电路只有一个元件有故障，该故障可能是小灯泡 ；
（3）排除故障后，继续进行实验，小灯泡正常发光时电压表示数如图1丙所示，其读数为 V；
（4）根据实验数据，作出小灯泡工作时的关系图像如图2所示，则小灯泡正常发光时的电阻为 ；
（5）由图2可知，不同电压下，小灯泡电阻值不同，灯丝的电阻会随温度升高而变 ；
（6）若实验过程中发现电压表损坏，现增加一个已知阻值为的定值电阻和一个开关，设计如图3所示的电路，也能测出小灯泡正常发光时的电阻，其实验步骤如下：
①闭合开关S，断开开关S1，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为，并记录下来；
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动，闭合开关S和S1，记下此时电流表的示数为；
③保持开关S和S1闭合，移动滑动变阻器的滑片至最右端，记下此时电流表的示数为；
④则小灯泡正常发光时电阻的表达式为： （用、、和表示）。
【答案】 短路 2.5 10 大
【详解】（1）[1]滑片P向右移动时小灯泡变亮，说明电路中电流变大，变阻器阻值变小，故变阻器右下接线柱与灯泡串联接入电路中，如下图
（2）[2]电路连接好后闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，小灯泡不亮，说明电压表并联的支路短路或电压表短路，如果电路只有一个元件有故障，该故障可能是小灯泡短路。
（3）[3]排除故障后，小灯泡正常发光，此时电压表示数如图1丙，由图知道，电压表选用小量程，分度值0.1V，故其示数为2.5V。
（4）[4]由I-U的关系图像可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，小灯泡正常发光时的电阻为
（5）[5]由I-U的关系图像知道，当灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也变大，根据P=UI知道，灯泡的功率变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而变大。
（6）[6]在步骤①中，R、R0和L串联在电路中，电流表测串联电路电流，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为I额，此时灯泡正常发光；由知道，电路的总电阻为
在步骤②中，R和R0串联在电路中，电流表测串联电路电流，保持滑动变阻器滑片P的位置不动，此时电流表的示数为I1，由知道，电路的总电阻为
在步骤③中，电路为只有R0的简单电路，此时电流表的示数为I2，根据U=IR知道，电源电压为
U源=I2R0
由电阻的串联规律知道，小灯泡正常发光时电阻的表达式为
五．计算题（共18小题）
22．（2024·广西·中考真题）公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况。图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图，主要由踏板（重力不计）、压力传感器R、显示承重的仪表（实质为电流表，量程0~0.6A）等组成，R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示。电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为5Ω。求：
（1）当R的阻值为35Ω时，电路的电流；
（2）当通过电路的电流为0.4A时，地磅的测量值；
（3）为了增加地磅的最大测量值，请你写出一种可行的方案，并列出关系式进行说明。
【答案】（1）0.3A；（2）1000kg；（3）需要增大R0的阻值
【详解】解：（1）由图可知：压力传感器R和定值电阻R0串联，电流表测量电路中的电流，当R的阻值为35Ω时，电路的电流
（2）当通过电路的电流为0.4A时，电路的总电阻
R的阻值
R′=R总-R0=30Ω-5Ω=25Ω
由图乙可知压力是1×104N，地磅的测量值
（3）电流表的示数最大为0.6A，电源电压不变，电路的总电阻为
为了增加地磅的最大测量值，即压力增大，R的阻值减小，而R的阻值为
R=20Ω-R0
所以需要增大R0的阻值。
答：（1）当R的阻值为35Ω时，电路的电流是0.3A；
（2）当通过电路的电流为0.4A时，地磅的测量值是1000kg；
（3）为了增加地磅的最大测量值，需要增大R0的阻值。
23．（2023·广西·中考真题）实践基地芒果获丰收，为筛选优质大果，设计自动筛选装置如图甲，检测装置电路图如图乙，电源电压恒为12V，电阻为20Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力变化关系如图丙。当电路电流小于0.15A时，不达标的芒果将被推离传送带，达标芒果继续被传送到指定位置，实现自动筛选。求：
（1）若R与阻值相等，R消耗的电功率；
（2）此装置能筛选出重力至少为多大的芒果；
（3）若想筛选出重力至少为2N的芒果，有同学建议：仅适当增加的阻值即可。你认为他的建议可行吗？请通过计算做出判断。
【答案】（1）1.8W；（2）1N；（3）可行，此时R0的阻值为40Ω
【详解】解：（1）当R与R0阻值相等，电路中的总电阻为
电路中的电流为
R消耗的电功率为
（2）当电路中电流为0.15A时，电路中的电阻为
R此时的电阻为
由图丙可知，当电阻为时，对应的压力为1N，即芒果的重力为1N，所以此装置能筛选出重力至少为1N的芒果。
（3）根据图丙，可知，当芒果的重力为2N，也就是检测装置所受压力为2N，此时压敏电阻的阻值为，则需要R0的阻值为
适当增加R0的阻值，可以筛选出重力至少为2N的芒果。
答：（1）R消耗的电功率为；
（2）此装置能筛选出重力至少为1N的芒果；
（3）可行，此时R0的阻值为。
24．（2022·广西贺州·中考真题）如图所示，水平桌面上放置下端用毛细管连通的A、B两容器，底面积分别为100cm2和150cm2。阀门K打开前，A容器内竖直放置一底面积为50cm2、高为0.2m的长方体物块，物块对A容器底部的压强为pA，B容器内盛有0.2m深的水。求：
（1）阀门K打开前，水对B容器底部的压强pB；
（2）阀门K打开前，当pB=2pA时，物块的密度；
（3）阀门K打开后，水从B容器进入A容器，刚好使物块漂浮时，水进入A容器中的深度。
【答案】（1）2×103Pa；（2）0.5×103kg/m3；（3）0.1m
【详解】解：（1）阀门K打开前，B容器内盛有0.2m深的水，故水对B容器底部的压强
（2）阀门K打开前，pA就是物块对容器底的压强，当pB=2pA时，物块对容器A产生的压强为
由得物块密度为
（3）物块体积为
V物=S物h物=50×10-4m2×0.2m=1×10-3m3
由得物块质量为
物块重力为
G物=m物g=0.5kg×10N/kg=5N
阀门K打开后，水从B容器进入A容器，当物块刚好漂浮时，根据物体的浮沉条件，则物块受到的浮力为
F浮=G物=5N
由F浮=ρ水gV排得排开水的体积为
则进入A容器中水的深度为
答：（1）阀门K打开前，水对B容器底部的压强为2×103Pa；
（2）阀门K打开前，当pB=2pA时，物块的密度为0.5×103kg/m3；
（3）阀门K打开后，水从B容器进入A容器，刚好使物块漂浮时，水进入A容器中的深度为0.1m。
25．（2022·广西·中考真题）某学习小组在完成压强知识的学习后，为深入了解压强的变化情况，将实心柱体甲和盛满水的薄壁轻质容器乙放置在水平地面上，如图所示，其中甲、乙底面积分别为2S、S，水的质量为m，D点距水面0.1m，。将甲沿虚线切出一质量为的小物块（不吸水）放入乙中，小物块有四分之一的体积露出水面。
（1）求D处水的压强；
（2）求甲的密度；
（3）现有A、B、C三物体，相关信息如下表所示。
物体 A B C
密度
体积 2V 0.5V 2V
若要选择其中一个先后放在甲剩余部分的上部和放入乙中（均可浸没），使乙对地面的压强变化量大于甲剩余部分对地面的压强变化量，且乙对地面的压强p最大。请分析说明所选物体的理由，并计算出p的最大值。（结果用题中字母表示）
【答案】（1）1000Pa；（2）；（3）
【详解】解：（1）D处水的压强
（2）甲沿虚线切出一质量为的小物块（不吸水）放入乙中，甲漂浮，漂浮时，浮力等于物体的重力，故小物块的浮力为
小物块有四分之一的体积露出水面，说明排开液体的体积为
则此时的浮力为
经整理可知
可得
（3）由于三个物体放入乙中，都浸没在水中，有部分水会溢出，乙对地面的压强为
要是乙对地面的压强最大，则需要物体的总重力最大，则放入A时增加的总重力为加入的物体的重力减去排开同样体积的水的重力
放入B时增加的总重力为加入的物体的重力减去排开同样体积的水的重力
放入C时增加的总重力为加入的物体的重力减去排开同样体积的水的重力
由上可知放入C物体时增加的重力最大，故将C放入水中，若将C放入剩余的甲上，甲上面增加的压力为C物体的重力
甲剩余部分对地面增大的压强为
乙对地面的增大的压强为
乙对地面的压强p最大为
此时也满足乙对地面的压强变化量大于甲剩余部分对地面的压强变化量。
答：（1）D处水的压强为1000Pa；
（2）甲的密度为；
（3）p的最大值为。
26．（2022·广西玉林·中考真题）如图所示，一个底面积为200cm2的溢水杯放在水平桌面上，溢水口离其底部距离为20cm。已知弹簧原长为10cm，且弹簧每受1N的作用力其长度变化1cm。现将弹簧与底面积为100cm2的实心长方体A和溢水杯底部相连，此时弹簧被压缩，其弹力为2N；向溢水杯加水，当水深为16cm时，A刚好有一半浸入水中，此时弹簧长为12cm；继续向溢水杯加水，直至弹簧所受的弹力不再发生变化（在弹性限度内）。不计弹簧的重力、体积及其所受的浮力，g取10N/kg，。求：
（1）A的重力；
（2）A的一半浸入水中时A所受的浮力；
（3）A的密度；
（4）A的一半浸入水中与弹簧不再发生变化，溢水杯对桌面压强的变化量。
【答案】（1）2N；（2）4N；（3）0.25×103kg/m3；（4）300Pa
【详解】解：（1）没有加水时，A受到竖直向下的重力和弹簧对A竖直向上的弹力，重力和弹力是平衡力，由二力平衡条件可知，A的重力
G=F0=2N
（2）A刚好有一半浸入水中，此时弹簧长为12cm，由题意可知，此时弹簧被拉伸，对A产生的弹力为对A竖直向下拉力，由题意可知，当弹簧长为12cm时，弹簧的拉力
F1=(12cm-10cm)×1N/cm=2N
此时A受到竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力，由力的平衡条件可知，A的一半浸入水中时受到的浮力
F浮=G+F1=2N+2N=4N
（3）A刚好有一半浸入水中时排开水的体积
A的体积
V=2V排=2×4×10-4m3=8×10-4m3=800cm3
A的密度
（4）A的高度
A刚好有一半浸入水中时，溢水杯中水的体积
此时溢水杯中水的重力
G水1=m水1g=ρ水V水1g=1.0×103kg/m3×10N/kg×2800×10-6m3=28N
由阿基米德原理原理可知，当A浸没后A受到的浮力不再发生变化，由力的平衡条件可知，此时弹簧的弹力不再发生变化，A浸没时受到的浮力
F浮没=2F浮=2×4N=8N
由力的平衡条件可知，此时弹簧对A的拉力
F=F浮没-G=8N-2N=6N
由题意可知，此时弹簧的长度
则此时水面的高度
h=L2+hA=16cm+8cm=24cm>20cm
故弹簧不再发生变化时，A不会浸没，因此弹簧不再发生变化时，溢水杯中的到达溢口，即当溢水杯最后的水溢出后，弹簧测力计的示数不再发生变化，设此时A浸在水中的深度为Lcm，则A排开水的体积
V排1=100cm2×Lcm=100Lcm3
此时A受到的浮力
F浮1=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×100L×10-6m3=LN
此时弹簧对A的拉力
F2=(20cm-Lcm-10cm)×1N/cm=(10cm-Lcm)×1N/cm=(10-L)N
由力的平衡条件有
F浮1=G+F2
LN=2N+(10-L)N
解得L=6，即弹簧测力计的示数不再发生变化时，A浸在水中的深度为6cm，此时溢水杯中水的体积
V水2=200cm2×20cm-100cm2×6cm=3400cm3
溢水杯中水的重力
G水2=m水2g=ρ水V水2g=1.0×103kg/m3×10N/kg×3400×10-6m3=34N
因为溢水杯对水平桌面的压力大小等于溢水杯、水和A的重力之和，加水前后溢水杯的重力、A的重力均没有发生变化，因此溢水杯对桌面压力的变化量
ΔF=G水2-G水1=34N-28N=6N
则溢水杯对桌面压强的变化量
答：（1）A的重力为2N；
（2）A的一半浸入水中时A所受的浮力为4N；
（3）A的密度为0.25×103kg/m3；
（4）A的一半浸入水中与弹簧不再发生变化，溢水杯对桌面压强的变化量为300Pa。
27．（2022·广西柳州·中考真题）如图为某自动冲水装置的示意图，水箱内有一个圆柱浮筒A，其重为GA=4N，底面积为S1=0.02m2，高度为H=0.16m。一个重力及厚度不计、面积为S2=0.01m2的圆形盖片B盖住出水口并紧密贴合。A和B用质量不计、长为l=0.08m的轻质细杆相连。初始时，A的一部分浸入水中，轻杆对A、B没有力的作用。水的密度为ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
（1）求A所受浮力的大小F浮。
（2）求A浸入水的深度h1。
（3）开始注水后轻杆受力，且杆对A和B的拉力大小相等。当水面升高到某位置时，B刚好被拉起使水箱排水，求此时杆对B的拉力大小F。
（4）水箱开始排水时，进水管停止注水。为增大一次的排水量，有人做如下改进：仅增大B的面积为S2'=0.012m2试通过计算说明该方案是否可行？若可行，算出一次的排水量。（水箱底面积S=0.22m2供选用）
【答案】（1）4N；（2）0.02m；（3）20N；（4）见解析
【详解】解：（1）由于轻杆对A没有力的作用，此时浮筒A漂浮在水中，A在竖直方向受到重力以及浮力的作用，是一对平衡力，大小相等，故A所受浮力的大小为
（2）根据阿基米德原理可知，圆筒A排开水的体积即为圆筒A浸入在水中的体积，故有
所以圆筒A浸入在水中的体积为
由V=sh可得，A浸入水的深度h1为
（3）当水面升高到某位置时，B刚好被拉起使水箱排水，设此时的水深为h2，B在竖直方向受到水的压力F水B以及杆对它的拉力F，则有
①
此时B受到水的压强为
则B受到水的压力为
②
此时A受到浮力、重力和杆对它的拉力F，受力分析可有
③
根据阿基米德原理，此时A受到的浮力为
④
由①②③④解得
h2=0.2m，F=20N
（4）改进前，初始时水的深度为
那么，改进前一次的排水量为
改进后，假设当水面升高到某位置时，B刚好被拉起使水箱排水，设此时的水深为，B在竖直方向受到水的压力以及杆对它的拉力，则有
⑤
此时B受到水的压强为
则B受到水的压力为
⑥
此时A受到浮力、重力和杆对它的拉力，受力分析可有
⑦
根据阿基米德原理，此时A受到的浮力为
⑧
由⑤⑥⑦⑧解得，
因为
此时，浮筒A是完全浸没在水中，计算出来水对B的压力为，即杆的拉力为30N时，B才会被提起。因为此时A浸没在水中，根据阿基米德原理，A受到的浮力为
杆对A的拉力
因此，改进后杆对B的拉力不足以使得B起来，故该方案不可行。
答：（1）A所受浮力的大小F浮为4N；
（2）求A浸入水的深度h1为0.02m；
（3）此时杆对B的拉力大小F为20N；
（4）该方案不可行。
28．（2023·广西·中考真题）人工涂抹油漆难精准且气味难闻，于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”，如图所示，上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.2kg，底面积为；力传感器固定且与浮杆接触但无压力；工作台固定在上漆器底部，其上表面积为0.5m2，高为0.1m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央，将挡板固定在1m高处，开始注漆，当浮杆对力传感器的压力为14N时停止注漆，完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为500kg，底面积为，高为0.8m，油漆密度为。g取10N/kg。求：
（1）当漆面上升至0.1m时，油漆对上漆器底部的压强；
（2）当漆面上升至0.4m时，柱体A对工作台的压强；
（3）停止注漆时，柱体A被上漆的高度。
【答案】（1）；（2）4000Pa；（3）0.6m
【详解】解：（1）当漆面上升至0.1m时，油漆对上漆器底部的压强为
（2）当漆面上升至0.4m时，柱体A排开液体的体积为
柱体A受到的浮力为
对工作台的压力为
F压=G-F浮1=mg- F浮=500kg×10N/kg-3000N=2000N
柱体A对工作台的压强
（3）当浮杆对力传感器的压力为14N时，由力的相互性，力传感器对浮杆的压力T大小为14N，方向竖直向下，浮杆还受到重力及液体产生的浮力的作用，根据力的平衡有
F浮2=G浮杆+T=m浮杆g +T=0.2kg×10N/kg+14N=16N
根据阿基米德原理，浮杆排开液体的体积为
浮杆在液体中的深度为
当柱体A浸入深度为0.6m时，柱体A排开油漆的体积
此时柱体A受到的浮力
此时柱体A受到的浮力恰好等于柱体A的重力，故静止时柱体A应漂浮，继续注漆时，柱体A仍漂浮，故停止注漆时，柱体A被上漆的高度为
Δh=hA-(h-h2)=0.8m-(1m-0.8m)=0.6m
答：（1）当漆面上升至0.1m时，油漆对上漆器底部的压强为；
（2）当漆面上升至0.4m时，柱体A对工作台的压强4000Pa；
（3）停止注漆时，柱体A被上漆的高度为0.6m。
29．（2024·广西·中考真题）一个不吸水的实心圆柱体Q，底面积为0.01m2，高为0.3m，密度为0.5×103kg/m3。如图甲所示，现将 Q 放在容器中，缓慢往容器中注水（水的密度为1×103kg/m3，g取10N/kg）， 求：
（1）圆柱体Q的质量；
（2）当注入水的深度为0.1m时（此时Q未漂浮），Q受到的浮力；
（3）广西夏季雨水充沛，每逢暴雨，河水水位快速上涨，为了监测河水水位，某项目小组设计了“智能水位报警器”，如图乙所示。其由A、B两部分组成，A模拟控制器，B模拟河道。其中A 内部高度为0.7m，顶部固定着压力传感器，当压力达到某一数值时，报警器会自动报警。在某次注水测试中，当注水到某一深度时，Q开始漂浮，随着注入水的深度增加，Q 最终会与传感器接触，当Q 露出水面长度为0.1m时，报警器恰好开始报警。请通过计算，分析从开始注水到报警器报警的过程，并在丙图中作出此过程Q底部受到水的压强p随注入水的深度h变化的关系图线。
【答案】（1）1.5kg；（2）10N；（3）
【详解】解：（1）圆柱体Q的体积
V=Sh=0.01m2×0.3m=0.003m3
由可得，圆柱体Q的质量
m=ρV=0.5×103kg/m3×0.003m3=1.5kg
（2）当注入水的深度为0.1m时，Q排开水的体积
V排=Sh水=0.01m2×0.1m=0.001m3
此时圆柱体Q受到的浮力
F浮= ρ水Vg=1×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=10N
当注入水的深度为0.1m时，圆柱体Q受到的浮力大小是10N。
（3）圆柱体Q受到的重力大小
G=mg=1.5kg×10N/kg=15N
圆柱体Q刚好漂浮在水中时，排开水的体积
此时注水的深度
此时圆柱体Q底部受到的压强大小是
p1=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa
圆柱体Q刚接触压力传感器时，注水的深度
h2=hA-(hQ-h1)=0.7m-(0.3m-0.15m)=0.55m
此时圆柱体Q底部受到的压强大小是
p2=p1=1500Pa
当圆柱体Q漏出水面长度为0.1m时，注水的深度
h3=hA-0.1m=0.7m-0.1m=0.6m
此时圆柱体Q浸在水中的深度
h4=hQ-0.1m=0.3m-0.1m=0.2m
此时圆柱体Q底部受到的压强大小是
p3=ρ水gh4=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
此过程Q底部受到水的压强p随注入水的深度h变化的关系图线如图所示：
答：（1）圆柱体Q的质量是1.5kg；
（2）当注入水的深度为0.1m时，Q受到的浮力是10N；
（3）此过程Q底部受到水的压强p随注入水的深度h变化的关系图线如图所示。
30．（2022·广西贺州·中考真题）贺州市水利资源丰富，小明设计了如图甲所示的水文站测量桂江水位的原理图。电源电压U=3V，定电阻R0=10Ω，滑动变阻器R长20cm，最大阻值20Ω。且滑动变阻器的阻值随滑片P从最上端C位置移动到最下端D位置的过程中均匀变化（滑片P移动过程中摩擦不计）。弹簧下端悬挂一重为50N的物体AB，其底面积为0.01m2、长为0.3m。弹簧伸长量与它受到拉力的关系如图乙所示（不计弹簧质量，连接弹簧两端的绝缘细绳不可伸长）。求：
（1）当物体AB上表面与水面相平时，物体AB受到的浮力大小；
（2）当水面从物体AB的上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面的过程中，弹簧伸长了多少cm
（3）闭合开关S后，当水面在物体AB上表面时，滑片刚好在滑动变阻器R的最上端C位置，水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面时，电压表的示数是多少？
【答案】（1）30N；（2）15cm；（3）1V
【详解】解：（1）当物体AB上表面与水面相平时，物体AB刚好浸没水中，故
物体AB所受浮力
（2）水面与物体AB上表面相平时，弹簧对物体的拉力
水面下降至与物体AB下表面相平时，弹簧对物体的拉力
水面从物体AB上表面逐渐下降至与下表面相平过程中，弹簧拉力的变化量
由乙图可知
物体刚好离开水面时
得弹簧伸长的长度
（3）水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面相平时，弹簧伸长15cm，即滑片下移15cm，接入电路的电阻变化量
此时滑动变阻器接入电路中的电阻为
R′与R0串联，R′的电流为
电压表的示数为
答：（1）当物体AB上表面与水面相平时，物体AB受到的浮力是30N；
（2）当水面从物体AB的上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面的过程中，弹簧伸长了15cm；
（3）闭合开关S后，当水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面时，电压表的示数是1V。
31．（2022·广西百色·中考真题）如图甲所示电路，电源电压不变，灯泡L上标有“5V 2.5W”字样，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中，灯泡L的电功率与电流的P－I关系图像如图乙所示，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡L正常发光时的电阻；
（2）滑片P在b端时，lmin内灯泡L消耗的电能；
（3）电源电压；
（4）在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。
【答案】（1）10Ω；（2）54J；（3）6V；（4）2Ω
【详解】解：（1）灯泡的型号规格为“5V，2.5W”，即灯泡的额定功率
P额=2.5W
U额=5V
根据公式P=UI变形得
（2）当滑动变阻器完全接入电路时，即滑片P位于b端，此时电路中接入的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡两端的电压最小，消耗的电功率最小，由乙图可知，P位于b端时，此时灯泡消耗的电功率为
P灯=0.9W
根据电能公式W=Pt得，滑片P在b端时，lmin内灯泡L消耗的电能
W灯= P灯t=0.9W×1×60s=54J
电源电压为
①
（3）当滑动变阻器的滑片P滑到中点时，电路中的电流为0.4A，此时电源电压为
③
由①③式得
代入①式得
（4）灯泡电流最大为
最大电流小于电流表的量程，所以电路中最大电流只能为0.5A，且滑动变阻器必须接入，根据串联电路中电压的规律可知，当电路中的电流最大为0.5A时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，此时灯泡两端电压为5V，滑动变阻器两端电压为1V，且不超过电压表量程的最大值，所以此时接入电路的阻值为最小值
答：（1）灯泡L正常发光时的电阻为10Ω；
（2）滑片P在b端时，lmin内灯泡L消耗的电能为54J；
（3）电源电压为6V；
（4）在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为2Ω。
32．（2022·广西·中考真题）善于观察的小明发现，家中的即热式水龙头使用时冬季水温偏低，夏季水温偏高，还发现水龙头标有“220V；2200W”。于是他增加两个相同的发热电阻R、两个指示灯（电阻不计）设计了如图所示的电路进行改进，其中为改进前水龙头发热电阻。开关可以只与c相连或同时与a、b相连，使其具有两挡工作状态，且冬季与夏季水龙头工作的总电流之比为4∶1。求：
（1）电阻的阻值；
（2）改进前，若水龙头的热效率为90%，正常加热100s提供的热量；
（3）改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率。
【答案】（1）22Ω；（2）1.98×105J；（3）4400W
【详解】解：（1）R0的电阻为
（2）改进前，正常加热100s消耗的电能
W=P额t=2200W×100s=2.2×105J
正常加热100s提供的热量
Q=Wη=2.2×105J×90%=1.98×105J
（3）由电路图可知，将开关S1与a、b相连时工作的电路元件，R0和R并联，电路的总电阻最小，由可知，电路的总功率最大，水龙头处于高温状态；将开关S1与c相连时，R与R0串联，总电阻较大，由可知，总功率较小，水龙头处于低温状态；因为冬季与夏季水龙头工作的总电流之比为4∶1，所以两季电流之比
解方程可得
R=22Ω
改进后，冬季使用时水龙头工作的总电流
改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率
P总=UI冬=220V×20A=4400W
答：（1）电阻的阻值是22Ω；
（2）改进前，若水龙头的热效率为90%，正常加热100s提供的热量是1.98×105J；
（3）改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率是4400W。
33．（2022·广西河池·中考真题）贵南高铁北起贵州贵阳市，经河池市，南至广西南宁市，是广西境内第一条设计时速为350公里的客运专线，预计2023年年底建成通车。
（1）若通车后，一列长200m的动车组（如图甲）以60m/s的速度匀速通过一座长1000m的高架桥。该列动车组通过高架桥所用的时间为多少？
（2）若动车组以80m/s的速度匀速运动时电动机的总输出功率为5600kW，则此时动车组受到的阻力为多大？
（3）位于河池市境内的界子良风电场于2021年初成功实现40台风机并网发电（如图乙）。已知当地每秒每平方米面积吹过的风的能量约为200J，若风机有效迎风面积约为，风机把风能转换为电能的效率为。请估算一台风机一天的发电量可以供一列总输出功率为4800kW的动车组以250km/h的速度运动多远距离？（忽略其它能量损耗）
【答案】（1）20s；（2）；（3）
【详解】解：（1）列车全部通过高架桥所行驶的路程
列车全部通过高架桥的时间
s
（2）匀速运动时车受到的阻力等于动力，动车组受到的阻力为
（3）40台风机一天产生的电能
一台风机产生的电能可供一列动车组运行的时间
动车组运行的距离
答：（1）该列动车组通过高架桥所用的时间为20s；
（2）此时动车组受到的阻力为；
（3）一台风机一天的发电量可以供一列总输出功率为4800kW的动车组以250km/h的速度运动的距离为31.25km。
34．（2022·广西玉林·中考真题）技术研究小组在实验室模仿工程师做“钢梁承重后的下垂量h”的测试，他们用厚钢尺制成了一座跨度为L的桥梁（如图甲所示），并设计了一个方便读取“厚钢尺桥梁受压后下垂量”的测试仪，测试仪由压力传感器R与外部电路组成（如图乙所示）。已测得跨度为L时，在一定范围内，其压力F与下垂量h满足关系，k＝1×10﹣3m/N。已知电源电压不变，当电压表的示数为4V时，电流表示数为0.4A。当压力F1＝32N时，电路中的电流为I1，此时R的功率为P1；当压力F2＝40N时，电路中的电流为I2，此时R的功率为P2；且I1与I2相差0.1A。传感器的电阻R与压力F的关系图像是一条直线（如图丙所示），忽略传感器与钢梁自重产生的影响。求：
（1）R0的阻值；
（2）当桥梁的下垂量为3cm时，压力传感器受到的压力；
（3）当压力为零时，电路中的总电阻；
（4）P1与P2的差值
【答案】（1）10Ω；（2）30N；（3）40Ω；（4）0.1W
【详解】解：（1）由图乙可知，R和R0串联，电压表测R0的电压，电压表的示数为4V，即R0的电压为4V，电流表的示数为0.4A，即R0的电流为0.4A，根据欧姆定律得
（2）压力F与下垂量h满足关系
已知
k=1×10-3m/N，h=3cm=0.03m
代入数据
（3）由图丙可知，压力为零时，R=30Ω，结合（1）得R0为10Ω，根据串联电阻的规律，电路中的总电阻
R总=R+R0=30Ω+10Ω=40Ω
（4）传感器的电阻R与压力F的关系图像是一条直线，设关系式为
R=aF+b ①
将（0，30Ω）、（60N，0）两组数据代入上式可得到
30Ω=a×0+b，0Ω=60N×a+b
解之
a =-0.5Ω/ N，b=30Ω
故传感器的电阻R与压力F的关系式为
R=-0.5Ω/ N×F+30Ω ②
当压力F1=32N时，代入②得
R1=-0.5Ω/ N×32N+30Ω=14Ω
当压力F2=40N时，代入②得
R2=0.5Ω/ N×40N+30Ω=10Ω
所以电阻为R1时电路总电阻更大，电流更小，I1与I2相差0.1A，因此
I2=I1+0.1A ③
电源电压不变，由串联电阻的规律及欧姆定律有
I1(R0+R1)=I2(R0+R2)
代入数据有
I1(10Ω+14Ω)=(I1+0.1A)×(10Ω+10Ω)
解得
I1=0.5A
由③可知
I2=0.6A
P1=I12×R1=(0.5A)2×14Ω=3.5W
P2=I22×R2=(0.6A)2×10Ω=3.6W
故P1与P2的差值为
ΔP=P2-P1=3.6W-3.5W=0.1W
35．（2022·广西贵港·中考真题）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，电压表量程可选，电流表量程为，滑动变阻器R2标有“1A”字样，最大阻值未知。闭合开关S1、S3，断开开关S2，将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端，得R1的“U﹣I”关系图像如图乙所示。
（1）求电阻R1的阻值和R2的最大阻值；
（2）若闭合开关S2、S3，断开开关S1，使R2的滑片P位于a端，此时电流表示数为0.42A，求R3通电50s产生的电热；
（3）若闭合开关S1、S3，断开开关S2，且电压表的量程为 ，在保证电路元件都安全的情况下，求电路总功率的变化范围。
【答案】（1） ，；（2）；（3）
【详解】解：（1）闭合开关S1、S3，断开开关S2，滑动变阻器R2与R1串联，将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端时，电路中只有R1，由乙图可知，此时R1两端的电压为6V，电流为0.6A，电阻R1的阻值
滑动变阻器R2的滑片P在b端时，滑动变阻器R2与R1串联，变阻器连入电路的电阻最大，此时R1两端的电压为1V，电流为0.1A，R2的最大阻值
（2）电源电压保持不变，若闭合开关S2、S3，断开开关S1，电阻R2与R3并联，电流表测干路电流；使R2的滑片P位于a端，滑动变阻器接入电路的电阻最大为50Ω，通过滑动变阻器的电流
通过R3的电流
R3通电50s产生的电热
（3）若闭合开关S1、S3，断开开关S2，滑动变阻器R2的滑片P在b端时，滑动变阻器R2与R1串联，变阻器连入电路的电阻最大，此时R1两端的电压为1V，电流为0.1A，电路中的电流最小，电路的功率最小，最小功率为
电压表的示数最大时，电路中的电流最大，电流的最大值
电路的最大功率
电路总功率的变化范围为：。
答：（1）电阻R1的阻值为，R2的最大阻值为；
（2）R3通电50s产生的电热为；
（3）电路总功率的变化范围为。
36．（2022·广西桂林·中考真题）用电能驱动的电动汽车，方便了广大市民的绿色出行。某新型纯电动汽车说明书中有如下表格（取）
装备质量 电池总电能 电池输出电压 续航里程
注意：电池电能剩余时必须立即充电
请根据表格中的参数解答以下几个问题。计算过程中：车上仅有司机1人，车与人总质量以计；实际可利用的电能以电池总电能的计；忽略动力以外的电能消耗。
（1）当汽车以的速度匀速行驶时，阻力刚好是车与人总重的0.02倍，那么此时的阻力是多少？
（2）请通过计算判断，电池可利用的电能是否能让汽车以的速度匀速完成续航里程？
（3）如果汽车匀速行驶时的阻力始终与速度的平方成正比，那么汽车以刚好能匀速完成续航里程的速度行驶时，电池的输出电流是多少？
【答案】（1）180N；（2）可以完成续航里程；（3）32A
【详解】解：
（1）当汽车以18m/s的速度匀速行驶时受到的阻力为
（2）电池充满电后能获得的机械能为
因汽车匀速运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力, 所以，汽车的牵引力
由可得，电动运输车匀速行驶的路程
所以，电池可利用的电能可以让汽车以18m/s的速度匀速完成续航里程。
（3）汽车刚好能匀速完成续航里程时的牵引力
则汽车受到的阻力为
因汽车匀速行驶时的阻力始终与速度的平方成正比，且时，
所以，由得
即
解得，
此时汽车得机械功率为
忽略动力以外的电能消耗，此时电动机的电功率
由可得，电池的输出电流
（1）当汽车以的速度匀速行驶时，此时的阻力是；
（2）请通过计算判断，电池可利用的电能可以让汽车以的速度匀速完成续航里程；
（3）如果汽车匀速行驶时的阻力始终与速度的平方成正比，那么汽车以刚好能匀速完成续航里程的速度行驶时，电池的输出电流是。
37．（2022·广西柳州·中考真题）小宸利用一个电池组，两只电流表（A1和A2），一个开关，一个阻值为R0=15Ω的定值电阻和若干导线，来测量未知电阻Rx的阻值，他设计好电路并正确操作，发现A1、A2的示数如图所示。
（1）A1、A2的示数I1、I2分别是多少？
（2）在你不确定电路设计的情况下，请判断电阻Rx可能的阻值为多少？
【答案】（1）0.3A；0.9A；（2）45Ω或5Ω或30Ω或7.5Ω。
【详解】解：（1）由图可知，电流表A1选的是“0-0.6A”的量程，A1的读数I1=0.3A；电流表A1选的是“0-3A”的量程，A2的读数I2=0.9A。
（2）由题意可知，本题是利用“安阻法”来测量未知电阻Rx的阻值，Rx和R0应并联连接，因不确定电路设计，即不确定电流表所接的位置，综合分析，电流表所接位置可能有四种情况：
①A1接在Rx的支路上，A2接在R0的支路上，则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
②A1接在R0的支路上，A2接在Rx的支路上，则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
③A1接在Rx的支路上，A2接在干路上，则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
④A1接在R0的支路上，A2接在干路上，则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
答：（1）A1、A2的示数I1、I2分别是0.3A、0.9A；
（2）在不确定电路设计的情况下，电阻Rx可能的阻值为45Ω或5Ω或30Ω或7.5Ω。
38．（2022·广西梧州·中考真题）在如图所示的电路中，电源电压恒定为6V，R1阻值为10Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.9A，问：
（1）通过R1的电流是多少？
（2）R2的阻值是多少？
（3）现用一个规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器替换R1或R2，要求：替换后，电源的最大电功率不小于15W，则电源的最小电功率是多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】解：如图，两个电阻并联，电源电压恒定为6V，电流表测干路电流，通过R1的电流
（2）R2的阻值是
（3）现用一个规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器替换R1或R2.，滑动变阻器的最大功率为
替换后，电源的最大电功率不小于15W，则要求剩余的电阻的功率大于3W，电源电压不变，两电阻在电路中的功率不变，R1的功率
R2的功率
因电阻R2的功率小于3W，因此只能被替换，电路中剩余R1与“50Ω 2A”的滑动变阻器并联，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，变阻器的电功率最小，最小值
电源的最小电功率是
答：（1）通过R1的电流为；
（2）R2的阻值是；
（3）电源的最小电功率是。
39．（2022·广西贵港·中考真题）如图所示，水平地面上放置一个底面积为0.03m2薄壁圆柱形容器，容器侧面靠近底部有一控制出水的阀门K。边长为0.1m的正方体木块A体积的浸入水中，下方用细线TB系有重为3N的合金球B，B的体积是A体积的0.1倍。木块A上方的悬线TA能承受的最大拉力为5N，此时悬线TA处于松弛状态。（容器内的水足够深，不计细线的体积和质量，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）木块A受到的浮力大小；
（2）细线TB对合金球B的拉力大小；
（3）打开阀门K使水缓慢流出，当悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K，此时木块A排开水的体积为多少？
（4）若在悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K同时剪断细线TB，待木块A再次静止漂浮时，与悬线TA断裂的瞬间相比，容器底受到水的压强改变了多少？
【答案】（1）9N（2）（3）（4）
【详解】解：（1）由题意知A物体的体积为
此时A物体浸没在水中的体积为
根据阿基米德原理可知此时物体A受到浮力为
（2）物体B的重力为，B物体的体积为A物体体积的0.1倍
由于物体B完全浸没在水中故
根据阿基米德原理可得B物体在水中受到的浮力为
对物体B进行受力分析，受到一个向上TB对合金球B的拉力，一个自身的重力3N，还有一个向上的浮力1N，在这3个力的作用下物体B处于平衡，故有以下关系
所以
（3）由于B受到一个向上TB的拉力，所以B对A也有一个向下大小为TB的拉力2N。对A进行分析，A受到一个向上大小为9N的浮力，受到一个自身的重力GA，还受到一个向下的大小为2N的拉力，此时A处于平衡状态，故有关系式
所以，当悬线TA断裂的一瞬间时，对A进行分析，此时A受到自身重力7N，受到B对A的拉力2N，受到向上的拉力TA（由题意知绳子断掉时，TA为5N），受到向上浮力，故有如下关系式
故此时
根据阿基米德原理
故
（4）若悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K同时剪断细线TB，对A进行分析，此时A受到竖直向下重力7N，竖直向上浮力7N，故根据阿基米德原理有下式
则
由于容器底面积，根据液面高度变化量
故
所以压强的变化量为
答：（1）木块A受到的浮力大小为9N；
（2）细线TB对合金球B的拉力大小为；
（3）打开阀门K使水缓慢流出，当悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K，此时木块A排开水的体积为；
（4）容器底受到水的压强改变了。
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