实验、计算与推导题组限时练(三)
(时间：35分钟 分值：36分)
班级： 姓名：
1. (4分)如图所示，小明同学用玻璃板代替平面镜探究平面镜成像的特点，将白纸平铺在水平桌面上，玻璃板竖直放置在白纸上.
第1题图
(1)在确定蜡烛A所成像的位置时，小明将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，再拿一支完全相同未点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，人眼在蜡烛 (选填“A”或“B”)一侧通过玻璃板观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合.
(2)(北师习题改编)小明接下来多次改变蜡烛A到玻璃板的距离，重复实验，玻璃板后的蜡烛B都能与A的像重合，这是为了验证平面镜成像的大小与 是否有关.
2. (4分)(2025合肥寿春中学二模)小杨同学想要探究液体压强与哪些因素有关，课本中使用图甲所示容器探究液体压强与深度的关系.经过思考后，他从实验室借来两个相同的容器甲组合成一装置，探究液体压强与液体密度的关系.
甲 乙
第2题图
(1)他向左侧容器装水，向右侧容器装酒精，当两侧液面在同一高度时，如图乙所示，三个橡皮膜均向右凸，得到结论：深度相同时，液体的密度越大，压强越 ；
(2)实验过程中，当他调整两侧液面高度(两侧液面均超过最上方的橡皮膜)，最上面的橡皮膜刚好不发生形变时，最下方橡皮膜 (选填“向左凸”“向右凸”或“不形变”).
3. (8分)小明和小丽在做“探究串联电路电压特点”的实验时，连接的实验电路如图甲所示.
甲 乙
第3题图
实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V
1 1.1 3.0
2 1.4 1.6 3.0
3 1.8 1.2 3.0
(1)电路连接完成后，检查电路时发现 (选填“电池”“开关”或“灯座”)安装错误；
(2)改正错误后，闭合开关，电压表示数如图乙所示为 V；
(3)他们测出B与C、A与C之间的电压分别为UBC、UAC，接着更换不同规格的灯泡进行多次实验，将得到的数据记录到表中.分析实验数据，可以初步得出实验结论：串联电路中电源电压等于 .
(4)小丽认为将其中一个灯泡换为滑动变阻器，实验中只需要更换另一个小灯泡，就可以进行实验，你认为该方式 (选填“合理”或“不合理”).
4. (6分)图甲是小明在水平地面将T型杠铃拉至水平静止时的情境，其简化模型如图乙所示.杠铃的固定轴为O，手对杠铃的拉力作用在B点，杠铃的重心在A点.已知杠铃的总重为600N，OA长1.6 m，OB长1.2 m.
甲 乙
第4题图
(1)图乙中，手对杠铃的拉力F1与杠铃杆垂直，求F1的大小；
(2)当小明将杠铃拉至与水平地面成一定角度时，手对杠铃的拉力为F2且与杠铃杆垂直，仍作用在B点.分析并说明F2与F1的大小关系.
5. (6分)如图所示的电路，电源电压保持不变，定值电阻R1＝R2＝20Ω，R3＝40Ω.闭合开关S，断开开关S1、S2，电流表示数为0.3A.求：
第5题图
(1)电源电压；
(2)通电1min时，R1产生的热量；
(3)当开关S、S1、S2处于何种状态时，电路中消耗的总功率最大并求出最大值.
6. (8分)(2025安庆模拟)如图甲所示，一物体用细线悬吊浸没在水中，从该位置缓慢提升的过程中，物体所受浮力F、细线对物体的拉力F随h变化的图像如图乙所示.
甲 乙
第6题图
(1)请判断浮力随h变化的图像是①还是②，并说明判断的理由；
(2)通过计算说明乙图中a处应标注的数值；
(3)(选做)计算该物体的密度.
参考答案
1. (1)A(2分) (2)物体到平面镜的距离(2分)
2. (1)大(2分) (2)向右凸(2分)
3. (1)电池(2分) (2)1.9(2分) (3)各用电器两端电压之和(2分) (4)合理(2分)
4. 解：(1)如解图甲所示，O为支点，重力的力臂为lA，F1的力臂为lB
依据杠杆的平衡条件F1lB=GlA，可得F1===800?N (2分)
甲 乙
第4题解图
(2)小明将杠铃拉到与水平地面成一定角度平衡时抽象成的杠杆模型如解图乙所示，O为支点，重力的力臂为lA′，F2的力臂为lB′，依据杠杆的平衡条件F2lB′＝GlA′
可得F2= (2分)
由图可知lA′＜lA，lB′＝lB (1分)
因此F2＜F1 (1分)
5. 解：(1)由图可知，闭合开关S，断开开关S1、S2，R1、R2串联，电流表测量电路中的电流，根据串联电路的特点可知，电路中的总电阻
R＝R1+R2＝20?Ω+20?Ω＝40?Ω (1分)
根据欧姆定律可知，电源电压U＝IR＝0.3?A×40?Ω＝12?V (1分)
(2)通电1?min时，R1产生的热量Q1＝I2R1t＝(0.3A)2×20Ω×1×60s＝108J (2分)
(3)因为电源电压不变，由P=可知，R总越小，功率越大；R总越大，功率越小 (1分)
根据串并联电路的特点可知，当开关S、S1、S2都闭合时，R1、R3并联，电路的总电阻最小，电路中消耗电功率最大，最大电功率
Pmax=+=+=10.8W (1分)
6. 解：(1)由图像可知，起始阶段图像与横坐标平行，所以当物体浸没在水中时F浮=F拉=6N (1分)
当物体上表面开始离开水面时，随着移动距离增大，物体所受浮力F浮逐渐变小，细线对物体的拉力F拉逐渐变大，所以图像②是浮力F浮随h变化的图像 (1分)
(2)根据称重法知，当物体浸没时，G＝F浮+F拉=6?N+6N＝12N (1分)
当物体离开水面后，细线对物体的拉力F＝G＝12N (1分)
即a处应标注12N (1分)
(3)当物体浸没时，F浮=ρ水gV排＝6N (1分)
物体重力为12?N，G＝mg＝ρVg＝12?N
浸没时V排=V (1分)
解得ρ=2ρ水=2×1.0×103kg/m3=2.0×103kg/m3 (1分)实验、计算与推导题组限时练(二)
(时间：35分钟 分值：36分)
班级： 姓名：
1. (4分)在“探究光的反射定律”实验时，小明进行了如下实验操作：
甲 乙
第1题图
(1)如图甲所示，在玻璃缸底部水平放置一块平面镜，用一个固定在玻璃缸上的激光灯发射光束1射向平面镜，用另一个激光灯发射光束2垂直射向平面镜,光束2的作用是为了显示 的位置.
(2)如图乙所示，小明将量角器垂直放置在玻璃缸中的平面镜上，多次改变入射角的角度，记录入射角与反射角的大小如表所示.分析表中数据可知，反射角与入射角大小 ；将图乙中的入射光绕入射点沿顺时针方向转动，可观察到反射光绕入射点沿 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动.
实验次数 入射角i 反射角r
1 30° 30°
2 45° 45°
3 60° 60°
2. (4分)(2025深圳节选)枧枧同学用如图所示的装置来探究杠杆的平衡条件.(注:实验中所用钩码的规格相同)
第2题图
(1)实验前，枧枧同学将组装好的杠杆放在水平桌面上，她发现杠杆静止时情况如图所示，此时枧枧同学判断杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态.
(2)欣月同学指出:在探究实验的过程中，必须把杠杆调到水平位置平衡，这样做的目的是便于测量 .
(3)龙龙同学在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F2，测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2:多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，得到实验数据如下表:
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 20.0 1.0 20.0
3 1.5 10.0 1.0 15.0
4 2.0 15.0 1.5 20.0
龙龙同学通过分析表格中的数据，可以得到杠杆的平衡条件.
龙龙同学说:生活中用钢丝钳剪钢丝，与实验 中原理相同.
3. (8分)小华想测量额定电压为3.8?V小灯泡的额定功率，但他发现电压表损坏了，于是利用一个阻值为10?Ω的定值电阻R0设计了如图所示电路，也测出了小灯泡的额定功率.
第3题图
(1)请你在图中圆圈内画出代表电流表和小灯泡的符号，补全设计电路；
(2)根据设计电路连接实物图，小华刚接好最后一根导线，灯泡就立即发光，发生这种现象的原因可能 .
(3)改正后正确进行测量，首先闭合开关S、S1，断开开关S2，移动滑片，使电流表示数为 A；接着闭合开关S、S2，断开开关S1，保持滑片位置不变，读出电流表示数为0.58?A；最后可得小灯泡的额定功率P= W.
4. (6分)如图所示的无人机正在执行送餐任务，此时总质量为9?kg，以3 m/s的速度匀速垂直上升30 m，无人机的升力恒为90?N.g取10?N/kg.求：
第4题图
(1)无人机的总重力；
(2)无人机垂直上升所用的时间；
(3)上升过程中无人机升力做的功.
5. (6分)(2025乐山)如图所示，某同学用一个上端开口的圆柱形厚底空塑料瓶和装有水的圆柱形水槽制作了一个浮力秤，用于测量质量.空塑料瓶质量为120 g,塑料瓶底面积为20 cm2,水槽底面积为120 cm2，瓶身能够浸入水中的最大长度为18 cm,使用过程中水不溢出，塑料瓶始终漂浮且瓶身保持竖直.已知水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，不考虑塑料瓶侧壁的厚度.求:
第5题图
(1)空载时塑料瓶受到的浮力；
(2)浮力秤的最大称量值；
(3)(选做)浮力秤空载时和最大称量时水槽内水面的高度差.
6. (8分)项目化学习小组的小明同学想维修如图甲有故障的暖脚宝，查看其使用说明书得知，电路图如图乙所示，高温挡功率为88 W，低温挡功率为22 W.请你帮助他解决下列问题：
甲 乙
第6题图
(1)经过检查发现高温挡的电阻烧坏，为使其恢复原状态，需要购买一个多大阻值的发热电阻替换原发热电阻？
(2)暖脚宝在高温挡工作时电路中的电流；
(3)新考法电路改装 小明认为原暖脚宝功率大小，对中电路进行了升级,并将原暖脚宝改装成高、中、低三个挡位加热(不添加任何器材)，请你帮他在虚线框内设计出电路图，并分析写出中温挡各个开关对应的状态.
参考答案
1. (1)法线(1分) (2)相等(1分) 逆时针(2分)
2. (1)平衡(1分) (2)力臂(1分) (3)1(2分)
3. (1)如答图所示(2分) (2)电路连接过程中开关未断开(2分) (3)0.38(2分) 0.76(2分)
第3题答图
4. 解：(1)无人机的总重力G=mg=9?kg×10?N/kg=90?N (2分)
(2)无人机以3m/s的速度匀速垂直上升30?m
由v=可得，无人机垂直上升所用的时间
t===10?s (2分)
(3)上升过程中无人机升力做的功
W=F升s=F升h=90?N×30?m=2 700?J (2分)
5. 解：(1)空塑料瓶的重力G瓶=m瓶g=120×10-3 kg×10 N/kg=1.2 N (1分)
由于漂浮，空载时塑料瓶受到的浮力F浮1=G瓶=1.2 N (1分)
(2)当放入最大称量物时，浸入水中深度最大，此时塑料瓶排开水的体积V排=S瓶h=20×10-4m2×18×10-2 m=3.6×10-4 m3 (0.5分)
此时塑料瓶受到的浮力
F浮2=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3.6×10-4m3=3.6 N (0.5分)
此时所载物体的重力G物=F浮2-G瓶=3.6 N-1.2 N=2.4 N (0.5分)
浮力秤的最大称量值mmax===0.24 kg (0.5分)
(3)方法一：浮力秤空载时和最大称量时水槽底部受到的液体压强变化量
Δp====200 Pa (1分)
水槽内水面的高度差Δh===0.02 m (1分)
方法二：浮力秤空载时和浮力秤最大称量时塑料瓶浸入水中的体积变化量ΔV====2.4×10-4 m3 (1分)
水槽内水面的高度差Δ h===0.02 m (1分)
6. 解：(1)当S1、S2都闭合时，R2被短路，电路中只有R1工作，电路阻值最小，根据P=可知，电路电功率最大，为高温挡 (1分)
则发热电阻R1的阻值R1===550?Ω
即需要购买一个550?Ω的发热电阻替换原发热电阻 (1分)
(2)由I=可得，高温挡电路中的电流I===0.4?A (1分)
(3)如答图所示(2分)
第6题答图
由图乙可知：当S1闭合、S2断开时，R1和R2串联工作，属于原低温挡，根据P=可知，电路总电阻R总===2 200?Ω (1分)
电阻R2的阻值R2=R总-R1=2 200?Ω-550?Ω=1 650?Ω (1分)
根据改装后电路图可知：R并总＜R1＜R2
根据P=可知，当开关S1闭合，S2断开时为中温挡 (1分)实验、计算与推导题组限时练(五)
(时间：35分钟 分值：36分)
班级： 姓名：
1. (4分)(2025湖南省卷)小伟用如图甲所示装置探究小烧杯中的水能否沸腾.两个烧杯中装有初温相同的纯净水，当大烧杯中水温接近90 ℃时，每隔2 min分别记录一次两支温度计的示数，根据实验数据绘制出温度与时间关系的图像，如图乙所示.
甲 乙 丙
第1题图
(1)为获取实验数据，本实验用到的测量工具有温度计和 .
(2)如图丙，温度计的示数为 ℃.
(3)本次实验中，加热一段时间后，观察到大烧杯的水中有大量气泡产生且温度保持不变，小烧杯的水中始终没有大量气泡产生，温度也保持不变.此时小烧杯中的水是否沸腾，并说明判断的依据: .
2. (4分) 某社区雨水井中发现不明液体渗漏，小明利用简易器材设计实验，鉴别该液体成分.他仅用电子秤、注射器来测量该液体的密度，实验过程如下.
第2题图
(1)在测量时，小明应将电子秤放在 桌面上；
(2)根据图示计算出液体的密度为 g/cm3；
(3)若实验过程中，用注射器吸入液体时，液体中混有少量小气泡，则导致测得的液体密度 (选填“偏大”或“偏小”).
3. (8分)(2025广东省卷改编)探究电流与电阻的关系实验如图所示，使用的器材如下：电压恒为6V的电源，规格为“50Ω 1.2A”的滑动变阻器，规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个等.
甲 乙
第3题图
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示实物图连接完整.
(2)将5Ω的定值电阻接入电路，并将滑动变阻器调到最大阻值处，闭合开关， ，直到电压表示数为2V，此时电流表示数如图乙所示，为 A，记录数据如表.
实验序号 1 2 3 4
电阻R/Ω 5 10 15 20
电流I/A
(3)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5?V，则 (选填“能”或“不能”)依次用上述4个定值电阻完成实验.
4. (6分)盘山公路是指盘绕山体修筑建造的公路，属于山路的一种类型，如图甲所示.盘山公路可以简化成如图乙所示的物理模型——斜面.一辆载重汽车的总质量为10 t，在大小恒为3×104 N的牵引力作用下，沿盘山公路行驶8km到达高度为1.8km的山顶(忽略载重汽车的体积大小，g取10N/kg).求：
甲 乙
第4题图
(1)汽车的重力；
(2)在该过程中，载重汽车克服斜面摩擦力所做的额外功；
(3)在上述过程中，该斜面的机械效率.
5. (6分)现在很多家庭和办公室采用新型管线饮水机，这种饮水机没有水仓，打开出水开关立即给水加热，出水口随即流出热水，停止出水时，加热就会停止.如图甲所示是某品牌新型管线饮水机，其额定电压为220V，额定功率为2 100 W.市面上还有另一种传统管线饮水机，如图乙，它有水仓，把水仓内的水加热到设定温度后供人饮用，若无人饮用时，水仓的水温降到一定程度后重新加热，功率为800 W左右.
甲 乙
第5题图
(1)甲饮水机正常工作时电流有多大(结果保留一位小数)？
(2)假如甲饮水机产生的热量全部被水吸收，设流入水温为18℃，流出水温为98℃，它每分钟流出多少千克热水？［c水=4.2×103J/(kg·℃)］
(3)小明家准备购置饮水机时，妈妈认为甲饮水机功率太大，浪费电，而且可能导致空气开关经常跳闸.请你判断哪一种饮水机更浪费电 并简要说明理由.
6. (8分)(2025芜湖模拟)“漏刻”是古代一种滴水计时的工具.某学习小组制作了一个漏刻，装置如图甲，播水壶不断滴水，受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后，通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间.测得圆筒形受水壶底面积600cm2，浮箭总重6N，长方体浮块的底面积300cm2、高3cm，一刻钟(15min)滴水的质量为1 200g.受水壶内无水时，指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”.求：(ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg)
甲 乙
第6题图
(1)滴水至当浮箭刚浮起时，浮箭所受浮力；
(2)浮箭刚浮起时受水壶内的水面高度；
(3)(选做)图乙的标尺上每一格表示1cm，请通过计算说明“3刻钟”对应的位置，并在标尺上对应位置标出“←3刻钟”.
参考答案
1. (1)停表(秒表)(1分) (2)92(1分) (3)未沸腾，小烧杯水温度未达到沸点(2分)
2. (1)水平(1分) (2)1.075(2分) (3)偏小(1分)
3. (1)如答图所示(2分) (2)调节滑动变阻器滑片P(2分) 0.4(2分) (3)不能(2分)
或
第3题答图
4. 解：(1)汽车的重力G＝mg＝10×103?kg×10?N/kg＝1×105 N (1分)
(2)克服汽车重力做的有用功W有用=Gh＝1×105 N×1.8×103?m＝1.8×108?J (1分)
牵引力做的总功W总=Fs＝3×104?N×8×103 m＝2.4×108?J (1分)
克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有用=2.4×108?J-1.8×108?J＝6×107?J (1分)
(3)斜面的机械效率η=×100%=×100%＝75% (2分)
5. 解：(1)正常工作时甲饮水机的工作电流
I==≈9.5?A (2分)
(2)由题可知，电热全部被水吸收，则W电=Q吸，即Pt=c水mΔt
则甲饮水机每分钟流出热水的质量
m===0.375?kg (2分)
(3)乙饮水机更浪费电，因为乙饮水机设置有水仓，存储在水仓中的热水会向空气中放热，降低到一定温度后又要重复加热，浪费电 (2分)
6. 解：(1)物体漂浮时，物体受到的浮力等于其重力；滴水后，当浮箭刚浮起时，受到的浮力F浮=G＝6?N (2分)
(2)根据F浮=ρ水gV排得，V排===6×10-4 m3＝600?cm3
此时受水壶内的水面高度h===2?cm (2分)
(3)3刻钟等于45?min，3刻钟滴水的质量m′＝45×80?g＝3 600?g，根据密度公式得，其体积V′===3 600?cm3 (1分)
此时受水壶内的水面高度
h′===7?cm (1分)
浮箭刚浮起时，受水壶内的水面高度为2?cm (1分)
“←3刻钟”在标尺上对应位置为7?cm-2?cm＝5?cm
如答图所示(1分)
第6题答图一、实验、计算与推导题组限时练
实验、计算与推导题组限时练(一)
(时间：35分钟 分值：36分)
班级： 姓名：
1. (4分)在探究“怎样产生感应电流”实验中，实验小组的同学们用导线将金属棒、开关、灵敏电流计连接成电路，用绝缘的细线将金属棒水平悬挂，置于U形磁铁的磁场中，如图所示.
第1题图
(1)检查器材均完好、各器材间连接无误后，闭合开关，当金属棒上下运动时，灵敏电流计指针不偏转，当金属棒左右运动时灵敏电流计指针发生偏转；保持金属棒不动，左右移动U形磁铁时，灵敏电流计指针也发生了偏转.由此可总结产生感应电流的条件是：闭合电路的部分导体在磁场中做 运动.
(2)闭合开关，使导体棒向左运动时，灵敏电流计指针向右偏转；保持磁场方向不变，使导体棒向右运动时，灵敏电流计指针向左偏转，则其探究的问题是：
2. (4分)(2025云南改编)实验小组探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程如图所示.
a b c d e
第2题图
(1)b、c中物块所受浮力均为 N，由此可知，浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度 关.
(2)分析a、 三次实验可知，排开液体的体积相同时，物体所受浮力大小与液体密度有关.
3. (8分)小华用电源(3?V)、电流表(0~0.6?A)、电压表(0~3?V)等器材测量额定电压为2.5?V的小灯泡正常发光时的电阻.
甲 乙 丙
第3题图
(1)连接好图甲电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数几乎为零，电压表示数接近电源电压，若导线完好，则电路故障可能是 ；
(2)排除故障后进行实验，请你在图乙虚线框中画出对应的电路图；
(3)移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为2.5?V时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数).接着调节滑动变阻器的滑片，记录的实验数据如表，分析表格数据可知，不同电压下小灯泡的电阻 .
小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A
2 0.24
2.5
3 0.30
4. (6分)芜湖长江三桥是我省芜湖市的一座公路铁路两用斜拉桥，是商杭高速铁路的控制性工程.大桥线路全长5.4km，某汽车匀速通过大桥用时360s，已知汽车运动中受到的阻力恒为600N.求：
(1)汽车在匀速运动过程中行驶的速度；
(2)汽车在匀速运动过程中牵引力的功率.
5. (6分)(2025合肥45中二模)如图所示，灯泡L标有“12V 6W”字样(其电阻不变)，定值电阻R2＝20Ω，滑动变阻器R1最大阻值为40Ω.闭合开关S，将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡正常发光.求：
第5题图
(1)灯泡正常发光时流过灯丝的电流；
(2)滑片P移至b端，开关S1拨至1，闭合开关S，此时定值电阻R2消耗的电功率；
(3)保持滑片P仍置于b端，将开关S1拨回2，闭合开关S，通电1min整个电路消耗的电能.
6. (8分)小乐将底面积为40cm2，实心均匀的金属圆柱体A(不吸水)通过细线悬挂在力传感器上，力传感器可测细线拉力的大小；重为1N、底面积为100cm2的薄壁柱形溢水杯B放在水平桌面上，B中盛有16N的水，如图甲所示.从某时刻开始，拉着力传感器让A逐渐下降直至浸没在B的水中一定深度，力传感器所测细线拉力F与A下降高度h的关系如图乙所示.不计细线的伸缩且细线不吸水(ρ水=1×103kg/m3，g取10N/kg).求：
甲 乙
第6题图
(1)A的质量.
(2)A的密度大小.
(3)(选做)当A浸没水中一定深度后，剪断细线使A沉在B的底部，若此过程中无水溢出，此时B对桌面的压力大小.
参考答案
1. (1)切割磁感线(2分) (2)感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向是否有关(2分)
2. (1)1.4(1分) 无(1分) (2)d、e(2分)
3. (1)小灯泡断路(2分) (2)如答图所示(2分)
(3)8.9(2分) 不同(2分)
第3题答图
4. 解：(1)大桥线路全长s＝5.4?km＝5 400m (1分)
汽车在匀速运动过程中行驶的速度v===15m/s (2分)
(2)该汽车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，牵引力和阻力是平衡力，牵引力的大小F＝f＝600N (1分)
汽车在匀速运动过程中牵引力的功率P====9 000?W (2分)
5. 解：(1)由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流
I额===0.5?A (1分)
(2)当闭合开关S，S1拨至2，滑片P移至a端，电路为灯泡L的简单电路，由于此时灯泡正常发光，故电源电压U=UL=12 V，滑片P移至b端，R1达到最大值为40?Ω，开关S1拨至1，闭合开关S，灯泡L被短路，R1与R2串联，由串联电路电阻规律可得，此时电路的总电阻R总=R1+R2＝40?Ω+20?Ω＝60?Ω
根据欧姆定律可得，电路中的电流I===0.2?A (1分)
定值电阻R2消耗的电功率
P2=I2R2＝(0.2?A)2×20?Ω＝0.8?W (1分)
(3)保持滑片P仍置于b端，将开关S1拨回2，闭合开关S，R2被短路，R1与灯泡L串联，灯丝电阻
RL===24?Ω (1分)
电路的总电阻R总′=R1+RL＝40?Ω+24?Ω＝64?Ω (1分)
由W＝UIt=t可得，通电1?min，整个电路消耗的电能W=t=×1×60?s＝135?J (1分)
6. 解：(1)当A下降的高度为0时，此时A的重力与细线对A的拉力为一对平衡力，由图乙可知，此时拉力F=G=12 N，则A的质量m===1.2?kg (2分)
(2)由图乙可知，A浸没时受到的浮力F浮=12?N-6?N=6?N (1分)
A的体积VA===6×10-4?m3 (1分)
A的密度ρA===2×103?kg/m3 (1分)
(3)B中溢出水的重力G溢水=ρ水ghASA=1×103?kg/m3×10?N/kg×(0.18?m-0.08?m)×4×10-3?m2=4?N (1分)
B对桌面的压力F=G杯＋GA＋G水-G溢水=1?N＋12?N＋16?N-4?N=25?N (2分)实验、计算与推导题组限时练(六)
(时间：35分钟 分值：36分)
班级： 姓名：
1. (4分)小明采用如图甲所示的实验装置探究冰的熔化特点.
甲 乙
第1题图
(1)将温度传感器与计算机连接，设置好数据采集软件的相关参数.为了使温度传感器探头与冰块充分接触，应选用颗粒 (选填“较大”或“较小”)的冰块做实验；实验中采用“水浴法”而不直接用酒精灯加热，除了能减缓升温之外还能使冰块 .
(2)观察计算机屏幕上显示的冰从开始加热到熔化成水的温度-时间图像，如图乙所示.由图像可知：冰熔化时温度的变化特点是 .
2. (4分)(2025山东省卷改编)小梅利用如图装置做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验，所用的长方体木块如图甲所示，其中一个面粗糙程度较大，其他各面粗糙程度相同.
甲 乙
丙 丁
第2题图
(1)小梅用调节好的弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平木板做 运动；
(2)小梅对比乙、丙两次实验得出：当接触面受到的压力大小和接触面积大小一定时，接触面越 ，滑动摩擦力越大；
(3)小梅对比乙、丁两次实验，初步得出“滑动摩擦力大小与接触面积有关”的结论，小明认为她得出的这个结论的探究过程是不合理的，理由是 .
3. (8分)(2025)在测量定值电阻的阻值实验中，小军设计了如图甲所示的电路图.
甲 乙
第3题图
(1)请你在图甲虚线框内将滑动变阻器补画完整(要求滑片向右移动时电流表示数变大).
(2)小军按照图甲电路图连接实物电路，闭合开关并移动滑动变阻器滑片，发现电流表示数变化，而电压表始终无示数，则故障可能是 (写出一种即可).
(3)排除故障后继续实验，调节滑动变阻器滑片，将先后测量得到的数据记录在下表中，当电流表示数为0.42?A时，电压表的示数如图乙所示，实验测得定值电阻的阻值为 Ω.
实验序号 1 2 3 4
电压U/V 0.5 1.5 2.5
电流I/A 0.1 0.3 0.42 0.5
电阻/Ω 5 5 5
电阻平均阻值/Ω
(4)另一同学利用如图丙所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，已知定值电阻的阻值为R0，电源电压未知且恒定不变.请将实验步骤补充完整:
第3题图丙
①只闭合开关S1，电压表示数为U1；
②开关S1、S2都闭合，电压表示数为U2；
③未知电阻Rx＝ (用R0、U1、U2表示).
4. (6分)近年来，房车自驾游渐渐成为旅游的新趋势.小华家新购房车的部分参数如表所示.已知车轮与水平地面总接触面积为0.4m2，房车的质量为4×103kg.(g取10N/kg)
燃料类型 汽油
百公里油耗(L) 10
最高车速(km/h) 115
油箱容量(L) 80
(1)若该房车静止在水平地面上时，对水平地面的压强是多少帕？
(2)小华了解到百公里油耗是指汽车以某一固定速度行驶100km消耗的油量；若房车在质量为4×103kg的情况下以此固定速度匀速行驶100km过程中受到的阻力是总重力的0.025倍，则该房车发动机的效率是多少？(假设汽油完全燃烧，q汽油=4.6×107J/kg，ρ汽油=0.75×103kg/m3，保留两位有效数字)
5. (6分)小亮游览一造船厂时发现，船坞内的潜艇模型用细绳与船坞底部相连，使潜艇模型浸没在水中进行相关测试，其简化图如图甲所示.回家后，小亮利用底面积为100cm2的薄壁柱形容器模仿船坞，用质量为500g、体积为600cm3的不吸水物块模仿潜艇制作了图乙的简化模型.求：(ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg)
甲 乙
第5题图
(1)细绳对物块的拉力；
(2)细绳剪断后，物块静止时浸入水中的体积；
(3)剪断细绳，待物块静止后，水对容器底部压强的变化量.
6. (8分)某学校餐厅使用了一款智慧餐盘，实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后，他们利用电压恒为24V的电源、量程为0～15V的电压表、定值电阻R0和滑动变阻器R(最大阻值为50Ω)等器材设计了一款自动称量装置.使用时，饭菜的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出.当餐盘不放饭菜时，滑片P恰好位于滑动变阻器的a端，如图甲所示.闭合开关S，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到15V，滑片下移的距离x与餐盘中所放饭菜质量m的关系如图乙所示(滑动变阻器接入电路的阻值与滑片下移的距离x成正比).求：
甲 乙
第6题图
(1)当滑片P在b端时，电路中的电流大小；
(2)当滑片P在b端时，电路消耗的电功率大小；
(3)(选做)当滑片P位于滑动变阻器的某位置时,电压表示数为6?V，此时对应的饭菜质量大小.
参考答案
1. (1)较小(1分) 受热均匀(1分) (2)温度保持不变(2分)
2. (1)匀速直线(1分)
(2)粗糙(1分)
(3)没有控制接触面的粗糙程度相同(2分)
3. (1)如答图所示(2分)
(2)定值电阻R短路(或电压表断路)(2分)
(3)5(2分)
(4)③(2分)
第3题答图
4. 解：(1)该房车的重力G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N (1分)
该房车静止在水平地面上时，对地面的压力F=G=4×104N (1分)
房车对地面的压强p===1×105Pa (1分)
(2)汽油完全燃烧放出的热量Q放=q汽油m汽油=q汽油ρ汽油V=4.6×107?J/kg×0.75×103?kg/m3×10×10-3?m3=3.45×108?J (1分)
房车匀速行驶100?km牵引力所做的功W=Fs=fs=0.025Gs=0.025×4×104?N×100×103?m=1×108?J (1分)
则该房车发动机的效率η=×100%=×100%≈29% (1分)
5. 解：(1)物块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103?kg/m3×10?N/kg×600×10-6?m3=6?N (1分)
物块所受重力G=mg=500×10-3?kg×10?N/kg=5?N
则细绳对物块的拉力F=F浮-G=6?N-5?N=1?N (1分)
(2)由于F浮＞G，所以细绳剪断后，物块最终漂浮在水面上，所受浮力等于重力，即F浮′＝G=5?N (1分)
由F浮=ρ液gV排可得，此时物块浸入水中的体积V排′＝==5×10-4?m3=500?cm3 (1分)
(3)剪断细绳，物块最终静止后，物块漂浮时露出水面的体积V露=V物-V排′＝600?cm3-500?cm3=100?cm3=1×10-4?m3 (1分)
水面高度的变化量Δh===0.01?m
由p=ρgh可知，水对容器底部压强的变化量Δp=ρ水gΔh=1.0×103?kg/m3×10?N/kg×0.01?m=100?Pa (1分)
6. 解：(1)当滑片P在b端时，滑动变阻器阻值最大，此时滑动变阻器两端的电压为15?V
通过滑动变阻器的电流I滑===0.3?A (1分)
由串联电路的电流规律可知，电路中的电流I=I滑=0.3?A (1分)
(2)当滑片P在b端时，定值电阻两端的电压U0=U-U滑=24?V-15?V=9?V
定值电阻R0===30?Ω (1分)
定值电阻R0与滑动变阻器R串联，因此电路消耗的电功率P===7.2?W (1分)
(3)当滑片P位于滑动变阻器的某位置时，电压表示数为6?V，则定值电阻两端电压
U0′=U-U滑′=24?V-6?V=18?V (1分)
电路中的电流I′＝==0.6?A (1分)
滑动变阻器接入电路中的阻值R滑′===10?Ω (1分)
此时滑动变阻器接入电路的阻值为滑动变阻器总阻值的，由图乙可知，自动称量装置的最大称量质量为2?kg，则此时对应的饭菜质量
m′=m=×2?kg=0.4?kg (1分)实验、计算与推导题组限时练(四)
(时间：35分钟 分值：36分)
班级： 姓名：
1. (4分)小明为探究“凸透镜成像的规律”，准备了凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等器材进行实验.
第1题图
(1)如图所示，调节好蜡烛、透镜与光屏的位置，光屏上成清晰的像.若保持蜡烛和光屏的位置不变，只将透镜移动至 cm刻度线处，光屏上可再次出现清晰、倒立、缩小的实像；
(2)接下来小明提出问题：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，左右是否也是相反的？为了成像稳定且便于探究，小明找来由发光二极管组成的光源进行探究，则小明使用的是 .
①A形光源 ②F形光源 ③H形光源
2. (4分)小明想测量硬币的密度，测量方案如下：
甲 乙 丙
第2题图
(1)如图甲所示是小明用调平的天平测量12枚硬币质量的情景，小组同学指出他的实验操作有误，错误之处是 ；
(2)正确操作后进行测量，天平水平平衡时，砝码及游码的位置如图乙所示，图丙为12枚硬币放入量筒前后的液面情况，请你帮他补全表格中的画线部分：
12枚硬币的质量m/g 量筒中水的体积V1/cm3 水和12枚硬币的总体积V2/cm3 ① 硬币的密度ρ/(g·cm-3)
②
(3)在实验评估时，小明用12枚硬币进行实验而不是1枚硬币，目的是 .
3. (8分)(2025内蒙古改编)物理探究合作小组已经知道“加在导体两端的电压越大,电流就越大.”他们为了进一步探究电流与电压之间的定量关系,进行了如下实验(电源电压保持不变，定值电阻R的阻值为5Ω).
甲 乙 丙
第3题图
(1)连接的电路如图甲所示，闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表示数有变化，电压表示数无变化.经检查有一根导线连接错误,请你在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不得交叉);
(2)正确连接后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录实验数据如下表.其中第5次测量时的电压表示数如图乙所示,示数为 V;
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.1 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.22 0.30 0.40 0.50 0.56
(3)①请你根据表中数据在图丙中描点作出图像;②分析图像可初步得出结论:在电阻一定的情况下， .
4. (6分)(2025)小海在如图所示的健身运动过程中，用50N的拉力使细绳拉着物体上升，若物体的质量为4kg，在2s内匀速上升0.4 m.(g取10N/kg)求：
第4题图
(1)拉力做功的功率；
(2)该过程中滑轮的机械效率.
5. (6分)(2025连云港)王莲拥有水生植物中最大的叶片,莲叶边缘上卷,在叶脉通气组织支撑下,莲叶几乎不浸入水中.王莲进入观赏期时,植物园向游客开设“莲叶载人”的体验活动.为保证安全，莲叶浸入水中的深度不能超过其边缘卷边高度的25%.工作人员将面积为1.5 m2、质量为3 kg的硬质泡沫板放在底面积为2 m2的莲叶中央，该莲叶卷边高度为16 cm,游客站立在硬质泡沫板上,体验“一叶当舟”的乐趣,如图所示.某游客质量为60 kg,双脚站立时与水平地面的接触面积为4×10-2 m2.求:(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
第5题图
(1)游客双脚站立在地面时对地面的压强.
(2)游客体验“一叶当舟”时，莲叶受到的压强.
(3)为保证安全,该莲叶能托起游客的最大质量(莲叶质量忽略不计).
6. (8分)小明利用热敏电阻制作高温报警器，要求环境温度T达到或超过某一温度Tx时，报警器报警，经测量，报警器此时两端电压达到或超过14V.报警器报警电路图如图所示，图中电源电压U=21V，定值电阻R0=140Ω，热敏电阻R的阻值随环境温度T变化的情况如表所示.
第6题图
环境温度T/℃ 5 10 20 30 40 50 60
热敏电阻R/Ω 600 440 280 180 110 80 70
(1)求当环境温度为20℃时，报警器两端的电压.
(2)求当环境温度为Tx时电路中的电流以及Tx的值.
(3)(选做)若只将电源电压提高到25V，是否可以将报警温度Tx设置为40℃？请通过计算说明.
参考答案
1. (1)55(2分 ) (2)②(2分)
2. (1)用手直接拿砝码(1分) (2)①12枚硬币的体积V/cm3(1分) ②7.6(1分) (3)减小测量误差(1分)
3. (1)如答图甲所示(2分) (2)2.8(2分) (3)①如答图乙所示(2分) ②导体中的电流与导体两端的电压成正比(2分)
甲 乙
第3题答图
4. 解：(1)拉力移动的距离即为物体A上升的高度，s=h=0.4?m (1分)
拉力做的功W总=Fs=50?N×0.4?m=20?J (1分)
做功的功率P===10?W (1分)
(2)拉力对物体A做的有用功
W有=Gh=mgh=4?kg×10?N/kg×0.4?m=16?J (1分)
机械效率η=×100%=×100%=80% (2分)
5. 解：(1)游客对地面的压力
F=G=mg=60 kg×10 N/kg=600 N (1分)
游客对水平地面的压强p===1.5×104 Pa (1分)
(2)莲叶受到的压力F′=G总=m总g=(60 kg+3 kg)×10 N/kg=630 N (1分)
莲叶受到的压强p′===420 Pa (1分)
(3)当莲叶浸入水中的深度达到卷边高度25%时，泡沫板和人的总重等于莲叶受到的浮力
G总′=F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×2 m2×16×10-2 m×25%×10 N/kg=800 N (1分)
泡沫板和人的总质量m总′===80 kg
莲叶能托起人的最大质量m人=m总′-m泡沫板=80 kg-3 kg=77 kg (1分)
6. 解：(1)由表格中数据可知，当环境温度为20?℃时，热敏电阻R的阻值为280?Ω，定值电阻R0＝140?Ω，此时电路中电流I===0.05?A (1分)
报警器两端的电压U0＝IR0＝0.05?A×140?Ω＝7?V (1分)
(2)当环境温度为 Tx时报警器报警，报警器此时两端电压最小为14?V，此时电路中电流I′===0.1?A (1分)
此时热敏电阻的阻值R′===70?Ω (1分)
由表格中数据可知，此时Tx的值为60?℃ (1分)
(3)若只将电源电压提高到25?V，根据欧姆定律可知电路电流I″===0.1?A (1分)
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知热敏电阻的阻值R″===110?Ω (1分)
由表格中数据可知，此时环境温度为40?℃，故只将电源电压提高到25?V，可以将报警温度Tx设置为40?℃ (1分)
