微专题7 特殊方法测电阻、电功率
类型1 缺电流表
1. (人教习题改编)某同学设计了如图所示的电路测量未知电阻的阻值,实验中定值电阻R0的阻值为40 Ω,闭合开关S后,电压表的示数为2.0 V,接着闭合开关S1,电压表的示数为2.8 V,实验中电源电压不变,则未知电阻Rx= Ω.
第1题图
2. (2025马鞍山第八中学一模)小亮实验时发现他的桌上没有电流表,却多了一个最大阻值为R0的滑动变阻器,于是他设计了如图所示电路,测出了额定电压为“U额”的小灯泡正常发光时的电阻,请补全下列步骤:
第2题图
(1)闭合开关S,先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端,再调节滑动变阻器R,直到电压表的示数为U额;
(2)接着调节滑动变阻器 (选填“R0”或“R”)的滑片到最右端,读出此时电压表的示数为U;
(3)小灯泡正常发光时电阻的表达式RL= (用U、R0和U额表示).
3. 某中学的物理课外实验小组用如图甲所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值,其中R0为定值电阻(R0=10 Ω):
第3题图
(1)按照实验电路图,用笔画线代替导线将图乙实物图连接完整.
(2)在连线时开关S1应 (选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片P应移到 (选填“A”或“B”)端.
(3)小组同学闭合开关 S1,将开关 S2掷于1端,改变滑动变阻器滑片P的位置,记下此时电压表的示数U1;然后,将开关 S2掷于2端,记下此时电压表的示数U2.待测电阻阻值的表达式Rx= (用R0、U1、U2表示).
类型2 缺电压表
4. (2025合肥包河区二模)小明设想如果没有电压表能否测出未知电阻的阻值呢?他设计并利用如图所示的器材测量出某未知电阻Rx的阻值,其中定值电阻R0的阻值已知.实验步骤如下:
第4题图
①闭合开关S1、S2,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S1,断开开关S2,记录电流表示数为I2;则待测电阻Rx= (用题中给定的物理量符号表示).
5. 小明利用一个阻值为10 Ω的定值电阻R0和两个电流表连接了如图甲所示的电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率.
第5题图
(1)请根据图甲实物电路在图乙电路图的圆圈中填入代表电流表A1、A2的字母.
(2)接下来小明闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为 A;
然后保持滑动变阻器的滑片位置不动,读出电流表的示数如图丙所示,为 A.
(3)根据上述信息可知,小灯泡的额定功率P额= W.
拓展设问
(4)(2025合肥42中三模)小明在分析实验数据时发现,小灯泡两端的电压增大到2倍时,电功率并不会增大到4倍,原因是 .
6. 在测量额定电压为2.5 V小灯泡的电阻实验中,定值电阻R0阻值为10 Ω.
第6题图
(1)请用笔画线代替导线,根据图甲电路图将图乙的电路连接完整.
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至 (选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关后,为了测量小灯泡正常发光的电阻,需要调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 A,读出电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻R= Ω.
类型3 用电阻箱等效替代
7. 小明使用电压恒定的电源、滑动变阻器和电阻箱连接了如图所示的电路,请完成下列测量未知电阻阻值的实验步骤:
第7题图
①先将开关S拨至“1”,调节滑片P到某一位置,此时电压表示数为1.2 V;
②再将开关S拨至“2”,保持 不变,调节电阻箱,当其阻值为210 Ω时,此时电压表示数仍为1.2 V;电阻Rx= Ω.
8. 小强利用如图所示的电路,测出了一只额定电流为I额的小灯泡的额定功率,请完成实验步骤:
第8题图
①闭合开关S1、开关S2接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2接a,调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I额,读出电阻箱的示数为R0;
③小灯泡正常工作时的阻值RL= ,
小灯泡的额定功率P额= .(用字母表示)
参考答案
1. 16 2. (2)R0 (3)
3. (1)如答图所示 (2)断开 B (3)R0
第3题答图
4. ②R0
5. (1)如答图所示 (2)0.25 0.5 (3)0.625 (4)当灯泡两端的电压调为额定电压的2倍时,灯泡的温度升高,此时灯泡的电阻增大,根据P=可知电功率小于额定功率的4倍
第5题答图
6. (1)如答图所示 (2)B (3)0.25 5
第6题答图
7. ②滑片P的位置 210 8. ①I额 ③R0 I2额R0(五)特殊方法测电阻、电功率(2025.20新增考查)
15. 小陈同学利用电流表、单刀双掷开关S、电阻箱R、滑动变阻器R0、电压恒定的电源、未知电阻Rx和导线进行如下的实验研究.
甲 乙
第15题图
(1)如图甲所示,移动滑动变阻器R0的滑片P,使滑动变阻器R0接入电路的阻值 (选填“最大”或“最小”),接着将开关S拨至a处,再次移动滑片P,电流表的示数如图乙所示为 A.
(2)保持滑片P位置不变,将开关S从a拨至b处,调节电阻箱R使电流表的示数仍为图乙中的示数,此时电阻箱R的示数为10?Ω,则未知电阻Rx的阻值为 Ω.
(3)若在(2)的基础上,保持滑片P位置不变,继续增大电阻箱R的阻值到20?Ω,电流表的示数为原来的,则电源电压为 V.
拓展设问
第15题图丙
(4)小陈想,假如没有电流表,应该也能测出未知电阻的阻值,于是他设计了如图丙所示的电路,其中滑动变阻器的最大阻值为R0,请你帮助他将实验步骤补充完整.
① ,读出此时电压表的示数Ux ;
②接着移动滑片至最左端,读出此时电压表的示数为U;
③未知电阻阻值的表达式Rx= (用已知量和所测物理量的符号表示).
16. (2025眉山)在测量小灯泡发光时的电阻实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,电源电压恒为3 V.
甲 乙
丙 丁
第16题图
(1)如图甲所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“左”或“右”)端;闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,此时灯泡两端的电压为 V.
(2)根据实验测得的数据,作出小灯泡的I-U图像如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;进一步分析发现,小灯泡的电阻在发生变化,原因是小灯泡电阻随 的改变而改变.
(3)另一组同学在没有电流表的情况下,测量另一只额定电压为2.5 V 的小灯泡的额定功率,设计了如图丁所示的电路,电源电压恒为4 V,滑动变阻器最大阻值为20 Ω.实验步骤如下:
①闭合开关S1和S3,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
②闭合开关S1和S2,断开S3,保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为1 V;
③小灯泡的额定功率P= W.
参考答案
15. (1)最大 0.5 (2)10 (3)7.5 (4)①将滑片置于阻值最大处,闭合开关 ③R0
16. (1)右 2 (2)10 温度 (3)①1.5 ③0.75微专题3 杠杆作图
1. (跨学科实践:研究桥梁建筑中的力平衡)如图甲所示的斜拉桥可以简化成如图乙所示以O为支点的杠杆模型,请在图乙中画出拉索对桥面的拉力F1的力臂L.
第1题图
2. (2025德阳)小王在体育课上做俯卧撑,若将他的身体看作杠杆,脚尖作为支点O,简化模型如图所示,A点为重心,请画出重力示意图及 F1的力臂L1.
第2题图
3. (2022课标素材改编)同学们在体育课上做下压运动训练,静止不动时人体可以看成杠杆模型,O为支点,肌肉的拉力F1为动力,如图所示.请你在图中画出动力F1的力臂L1.
第3题图
4. (传统文化)(人教图片改编)桔槔是我国古代的一种汲水工具,是杠杆的一种应用,如图甲所示.图乙是桔槔的简化示意图,请在图乙中作出动力F1的力臂L1,以及杠杆受到的阻力F2.
第4题图
5. (2025泸州)随着科技发展,机器人开始走进人们的生活.如图所示,机器人托着茶杯处于静止状态.请你画出茶杯对机器人手的压力F压及其力臂L(以机器人手肘O为支点).
第5题图
6. 如图甲是一款折叠手机,将手机下半部分水平拿在手上,用另一只手打开手机,在图乙中画出打开该手机时作用在上半部分的最小动力F及其力臂L.
第6题图
7. (沪科图片改编)如图甲所示,夹核桃时,用力向下压夹子上部的手柄即可夹碎核桃.把上部手柄视为杠杆,F2为阻力,请在图乙示意图中画出施加在C点的最小动力F1及其力臂L1.
第7题图
8. (跨学科实践:制作简易活塞式抽水机)小明参加劳动实践活动时发现了一台活塞式抽水机,其示意图如图所示.在杠杆C处用力便可取水,请在图中画出阻力F2的力臂L2及在C处所用最小力F1的示意图.
第8题图
参考答案
1. 如答图所示 2. 如答图所示
第1题答图 第2题答图
3. 如答图所示 4. 如答图所示
第3题答图 第4题答图
5. 如答图所示 6. 如答图所示
第5题答图 第6题答图
7. 如答图所示 8. 如答图所示
第7题答图 第8题答图第4讲 压 强
第1节 压力 压强
基础题
1. (传统文化)(2025湖南省卷节选)小南学习了以蛇元素为主题的剪纸作品《蛇盘兔》.剪纸用的剪刀,刀口做得很锋利是为了 压强.
2. (2025甘肃省卷)救生员营救冰面被困人员时,通常匍匐前进,这是为了 (选填“增大”或“减小”)人对冰面的压强;匍匐前进时救生员对冰面的压力 (选填“大于”“小于”或“等于”)直立前进时救生员对冰面的压力.
3. (2022课标素材改编)(2025合肥瑶海区模拟)学习的过程就是更多地了解我们自己的过程.学完压强知识后,质量为55 kg的小明想估测一下他双脚站立时对水平地板的压强,于是他粗略估计自己的每只鞋底与地板的接触面积为250 cm2,根据他估测的数据可以计算出他双脚站立时对水平地板的压强约为 Pa.(g=10 N/kg)
4. (人教习题改编)图为小文在家用图钉将一幅画固定在墙上,图钉尖端的面积是0.03 mm2,图钉帽的面积是1.2 cm2,若她加在图钉帽上的力为18 N,则图钉尖端对墙的压强为 Pa.
第4题图
5. 新考法字母推导 (人教习题改编)小明想测量一箱牛奶对水平地面的压强p,于是他测量出牛奶的质量为m、牛奶箱底部的长为a、宽为b,则牛奶对地面的压强p= .
6. (2025)某同学想知道大气给人体表面的压力大小,于是查找了气压与海拔的关系,如图所示.已知人体表面积约为200 dm2,当所处高度和海平面相同时,人体表面受到的大气压力为 N.
第6题图
7. “自然法则,适者恒昌”,生物在漫长的进化历程中,逐步塑造出与生存环境高度契合的体态特征.下列动物身体部位的形态特点,有利于减小压强的是 ( )
8. (2025广州)如图是用于测量汽车轮胎内气体压强的胎压计,其数值的单位是“kg/cm2”,表示1 cm2的受力面积上,所受的压力大小相当于1 kg物体的重力大小.若g取10 N/kg,则1 kg/cm2相当于 ( )
第8题图
A. 1×102 Pa B. 1×103 Pa
C. 1×104 Pa D. 1×105 Pa
9. (2025福建)图为搭乘“天舟八号”前往中国空间站的月壤砖的模型,该模型等同于由四个相同正方体组合而成.将其放在地球水平桌面上,如图,对桌面压强最小的是 ( )
第9题图
10. 太极拳是国家级非物质文化遗产.一位太极拳爱好者在打拳过程中出现甲、乙所示的两种站姿,在保持这两种姿态静止时,他对地面的压力和压强分别为F甲和F乙、p甲和p乙,则下列关系正确的是 ( )
第10题图
A. F甲>F乙,p甲>p乙 B. F甲>F乙,p甲<p乙
C. F甲=F乙,p甲>p乙 D. F甲=F乙,p甲<p乙
11. 新考法创新装置 (人教习题改编)科学小组为探究影响压力作用效果的因素,利用木板、铁钉、气球等器材自制了如图所示的装置.
第11题图
(1)用双手轻压两块木板,可以看到气球两边的形变程度不一样,这是在探究压力的作用效果与 的关系.
(2)利用此装置继续探究压力作用效果与压力大小的关系,前后两次用不同大小的力按压木板,通过比较 ,可得出结论.
12. (2025扬州)某无人快递配送车轮胎与水平地面接触的总面积为500 cm2,对地面的压强为1×105 Pa,在大小为400 N的牵引力作用下匀速行驶,g取10 N/kg.求:
第12题图
(1)配送车所受阻力f的大小;
(2)配送车与货物的总质量m.
中档题
13. (2025合肥新站区一模)如图,在杭州亚运会上,会运送铁饼的机器狗成了赛场上的“显眼包”,机器狗的质量为15 kg,当它背上铁饼静止在水平路面上时,对地面的压强将达到2×104 Pa,若该机器狗与地面的总接触面积为80 cm2,则它背上的铁饼重为 N.(g取10 N/kg)
第13题图
14. (2025广安)如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度h甲=h乙<h丙,底面积S甲<S乙=S丙,下列判断正确的是 ( )
第14题图
A. 物体对水平面的压强:p甲<p乙=p丙
B. 物体对水平面的压力:F甲<F乙=F丙
C. 物体的密度:ρ甲>ρ乙>ρ丙
D. 物体的质量:m甲<m乙<m丙
参考答案
1. 增大 2. 减小 等于 3. 1.1×104 4. 6×108
5. 6. 2.02×105 7. B 8. D 9. D 10. C
11. (1)受力面积 (2)气球同一侧形变的程度
12. (1)400 N (2)500 kg
13. 10 14. D 第10讲 透镜及其应用
基础题
1. (跨学科实践:探究森林火情缘由)(人教习题改编)某学校开展了“森林防火”主题班会活动,其中有同学提到不能将矿泉水瓶随意丢弃在森林,这是因为有水的矿泉水瓶相当于一个 (选填“凸”或“凹”)透镜,对太阳光有 作用,从而点燃枯叶引发火灾.
2. (2025湖北省卷)2025年1月20日,在第九届亚冬会火种采集仪式上,现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬.小红为了研究此现象,让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上,如图乙所示. (选填“上”或“下”)方眼镜的透镜类型与冰透镜相同,为 透镜.
第2题图
3. (2025阜阳一模)实验室里某物理小组采用平行光聚焦法测量凸透镜的焦距,如图所示.在用该凸透镜探究凸透镜成像规律的实验时,将一点燃的蜡烛放在距离该凸透镜12 cm的位置,则在光屏成 (填写成像的性质)像.
第3题图
4. (2025广西)由于平时不注意科学用眼,小明只能看清近处物体,看不清远处物体,他患了 视眼,可配戴由 (选填“凹”或“凸”)透镜制成的眼镜矫正视力.
5. (北师习题改编)(2025)无人机航拍应用于越来越多的日常生活中,无人机工作时底部镜头可以看成一个凸透镜,无人机在高空拍摄整个场景时,所成的倒立、缩小的像最靠近图中凸透镜主轴上的 点.
第5题图
6. (2025广东省卷)请在图中画出平行于主光轴的两条入射光线经过透镜后的光线.
第6题图
7. 请在图中画出两条入射光线经过凹透镜之后的折射光线.
第7题图
8. (2025合肥45中二模)如图所示,S为点燃的蜡烛,S′为蜡烛经凸透镜所成的像,请在图中通过作光路图,找出凸透镜左侧的焦点,并在左焦点处标上符号F.
第8题图
9. (沪科习题改编)(2025福建)如图,修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构.“寸镜”内部有一个凸透镜,使用时手表到凸透镜的距离应 ( )
第9题图
A. 小于1倍焦距
B. 等于1倍焦距
C. 大于2倍焦距
D. 在2倍焦距与1倍焦距之间
10. (2025天津改编)用焦距为15 cm的凸透镜探究凸透镜成像规律.实验中将同一蜡烛先后放在光具座的a、b、c、d四个位置,如图所示.移动光屏观察烛焰的成像情况,则下列说法错误的是 ( )
第10题图
A. 蜡烛在a处时,光屏上可得到清晰缩小的像
B. 蜡烛在b处时,光屏上成的清晰像比在a处时大
C. 蜡烛在c处时,成像特点与照相机成像特点相同
D. 蜡烛在d处时,眼睛应从光屏一侧透过透镜观察像
11. 新考法小制作 (2025合肥包河区二模)在学习了凸透镜成像规律后,小明同学使用如下器材:焦距分别为10 cm、20 cm、30 cm的凸透镜各一个,手机一部,长为30 cm的纸盒,胶带和剪刀等制作一个“手机投影仪”(其模型如图所示).将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端,调整“投影仪”到墙面的距离,可在竖直的墙壁上看到手机画面清晰放大的像.下列说法正确的是 ( )
第11题图
A. 应选择焦距为20 cm的凸透镜
B. 应选择焦距为10 cm的凸透镜
C. 若手机画面正立,在墙壁上看到画面的像也是正立的
D. 手机画面在墙壁上成的是放大的虚像
12. (2025武汉)某小组利用焦距不同的凸透镜,模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清远处和近处的物体.
第12题图
(1)如图所示是同学们先用焦距为15 cm的凸透镜模拟看清远处物体的情景.点燃蜡烛后,光屏上恰能成清晰的像,这个像是 、倒立的实像.
(2)为了接着模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清近处的物体,同学们保持凸透镜和光屏的位置不变,选用焦距为 (选填“10”“12”“16”或“20”) cm的凸透镜替换图中的凸透镜,移动蜡烛,直到光屏上再次成清晰的像.
(3)同学们由此联想到:通过远眺可以让睫状体放松,晶状体厚度 (选填“变薄”“不变”或“变厚”),对光的偏折能力 ,有助于缓解长时间用眼导致的疲劳和预防近视.
中档题
13. (2025河南)如图为某同学用自制的水凸透镜进行实验探究的情景,此时光屏上呈现了烛焰清晰的像(像未画出),该像是倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像.将蜡烛向左移动一小段距离后,保持水凸透镜、蜡烛的位置不变,为使光屏上再次成清晰的像,请写出一种简单可行的操作方法: .
第13题图
14. (2025龙东改编)如图所示,轩轩同学在做“探究凸透镜成像的规律”实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v与物体到凸透镜的距离u的关系图像,下列说法中正确的是 ( )
第14题图
A. 该凸透镜的焦距f=16 cm
B. 物体从u=32 cm处向透镜靠近的过程中,光屏上的像先变大后变小
C. u=24 cm时,将透镜遮挡住一部分,光屏上的像会变暗
D. 8 cm<u<16 cm时,在光屏上成缩小的像
参考答案
1. 凸 会聚 2. 下 凸 3. 倒立、放大的实
4. 近 凹 5. b
6. 如答图所示 7. 如答图所示
第6题答图 第7题答图
8. 如答图所示
第8题答图
9. A 10. C 11. A
12. (1)缩小 (2)12 (3)变薄 变弱
13. 缩小 将光屏向左移动适当距离(或用注射器从水凸透镜中抽取适量的水)
14. C第6讲 功和机械能
第1节 功 功率
基础题
1. (沪粤习题改编)一名女士推着童车轻松前行,一名男士用很大的力推汽车,但是汽车没动,则 (选填“男士”或“女士”)做了功.
2. (2025合肥42中三模)用100 N的力将50 N重的物体A压在竖直墙壁B上,如图所示,物体沿墙壁向下匀速滑行了0.5 m,压力做的功是 J.
第2题图
3. (2025甘孜州)小珍同学到养老中心参加志愿者活动时,用推车帮助老奶奶搬运生活用品.若她用 20 N的水平推力,推着推车水平移动10 m,用时20 s.其推力做功为 J,做功的功率为 W.
4. (2014安徽)攀岩是一项挑战自然、超越自我的惊险运动.一位攀岩者体重为520 N,背着质量为8 kg的背包,用时40 min登上高为9 m的峭壁.在此过程中攀岩者对背包做功为 J,他做的总功的平均功率是 W.(g取10 N/kg)
5. (2025宜宾)某款重力为2 N的电动玩具小车,以P=3 W的功率在水平路面上匀速直线运动,此过程中所受摩擦阻力恒为0.6 N,则匀速直线运动时的速度v= m/s;
现在小车以相同功率在斜面上匀速直线运动4 m的路程,对应上升2 m的高度,此过程中所受摩擦阻力恒为0.5 N,则玩具小车所用时间t= s.
6. (沪科习题改编)老人和小孩爬楼梯,已知老人质量比小孩大,两人由同一位置同时出发,且同时到达楼顶,则下列说法正确的是 ( )
A. 小孩做功较多
B. 两人做功相同
C. 老人做功的功率较大
D. 两人做功的功率相同
7. (北师图片改编)现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿着斜面向上、竖直方向通过相等的距离s,如图所示,F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是 ( )
第7题图
A. W甲>W乙>W丙 B. W甲<W乙<W丙
C. W甲=W乙=W丙 D. W甲=W乙<W丙
8. (2025苏州)叉车常用于货物的转运,如图所示.叉车在10 s内将质量为300 kg的货箱匀速竖直提升3 m,g取10 N/kg.求此过程中:
第8题图
(1)货箱的速度;
(2)叉车对货箱所做的功;
(3)叉车对货箱所做功的功率.
拓展设问
(4)若叉车自重0.8 t,所受地面的阻力是其总重的0.1倍,当叉车载着300 kg的货箱沿着水平方向匀速行驶10 m时,求牵引力所做的功.
中档题
9. (2025合肥蜀山区二模)如图所示,A、B是两个完全相同的物体,分别用FA、FB将A、B两物体匀速拉到斜面顶端,斜面光滑,则FA FB(选填“大于”“小于”或“等于”).
第9题图
10. (人教习题改编)如图所示,某次比赛中,运动员推着冰壶从A点运动6 m到达B点时松手,随后冰壶沿冰道运动 30 m停在O点.若运动员对冰壶的水平推力为9 N,冰壶在运动中受到水平方向的阻力,大小恒定为 1.5 N.从A点到O点冰壶沿直线运动,此过程中 ( )
第10题图
A. 推力对冰壶做功为270 J
B. 推力对冰壶做功为324 J
C. 冰壶克服阻力做功为54 J
D. 冰壶克服阻力做功为45 J
11. (2025凉山州)甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶,它们的s-t图像如图所示.已知甲车总重1.2×104 N,若甲车0~8 s内受到的牵引力大小恒为1.6×103 N,则 ( )
第11题图
A. 乙车速度大小为10 m/s
B. 0~6 s内,以甲车为参照物,乙车向北运动
C. 0~6 s内,甲车重力做功为7.2×105 J
D. 0~6 s内,甲车牵引力功率为1.6×104 W
思维提升
12. 新考法字母推导 (沪粤图片改编)如图1所示,在一次社会实践活动中,小明用一辆小车运送货物时,先后经过同一平直路面上的甲、乙、丙三个地点,图2为运动路径示意图.小明先用水平推力F把装有货物的小车从甲匀速推到乙,用时为t1;在乙停车卸货用时为 t2;再用水平推力将空车从乙匀速推到丙,用时为t3;两次推力做功之比为2∶1.下列说法正确的是 ( )
第12题图
A. 小明全程的平均速度为
B. 从乙到丙的过程中,小明的水平推力为
C. 从乙到丙的过程中,小明推力做功的功率为
D. 若把空车从丙沿原路匀速推回到甲,推力做功为F(s1+s2)
参考答案
1. 女士 2. 0 3. 200 10 4. 720 2.25
5. 5 2 6. C 7. C
8. 解:(1)货箱的速度v===0.3 m/s
(2)因为叉车将货箱匀速竖直提升,所以叉车对货箱的支持力
F=G=mg=300 kg×10 N/kg=3×103 N
叉车对货箱所做的功
W=Fs=3×103 N×3 m=9×103 J
(3)叉车对货箱所做功的功率
P===900 W
(4)叉车的总重力G总=m总g=(0.8×103 kg+300 kg)×10 N/kg=1.1×104 N
叉车行驶过程中受到的阻力f=0.1G总=0.1×1.1×104 N=1.1×103 N
叉车匀速行驶过程中牵引力与阻力是一对平衡力,故有F牵=f=1.1×103 N
则牵引力做的功W=F牵s=1.1×103 N×10 m=1.1×104 J
9. 小于 10. C 11. D 12. C 微专题1 受力分析模型
模型1 水平面模型
1. (人教内文改编)冰壶比赛中,推出去的冰壶最终会慢慢停下来.如图是正在水平向右运动的冰壶,请画出此时冰壶的受力示意图.
第1题图
2. (2025泸州)小复周末参加家庭劳动.如图甲所示,他用抹布向左擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向向 ,为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了向下的压力,这是为了 摩擦;如图乙所示,他用50 N的水平推力推重为300 N的餐桌,没推动,此时餐桌受到的摩擦力大小为 N.
第2题图
模型2 竖直面模型
3. (2025苏州改编)用手抛出的小球正在空中飞行,如图所示,请画出小球此时的受力示意图(不计空气阻力).
第3题图
4. (2025合肥包河区三模改编)如图所示,一只重为1 N的汤匙在手指尖上保持水平静止状态,请在图中画出此时该汤匙所受力的示意图.(图中黑色圆点代表汤匙的重心位置)
第4题图
5. 新考法字母推导 如图所示,质量为m的物体放在竖直放置的钢板轨道AB之间,钢板固定不动(即:物体与钢板间的摩擦力大小不变),重力加速度为g,若物体向下匀速运动,则此时物体受到的摩擦力的大小为 (用已知量字母表示).
第5题图
6. (2024武汉改编)2025年4月30日,神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆.如图所示,返回舱在落地前的某段时间内沿竖直方向匀速下落,若降落伞和返回舱受到的重力分别为G1和G2,降落伞对返回舱的拉力为F,空气对返回舱的阻力为f,则下列关系式正确的是 ( )
第6题图
A. ?f+F=G1+G2 B. ?f+F=G2
C. F=G1+G2+f D. F=G2+f
7. (2025)如图所示的攀岩机器人采用仿生吸盘设计,能在垂直岩壁上静止或进行攀爬.当机器人关闭动力系统吸附于垂直岩壁上静止时,下列说法正确的是 ( )
第7题图
A. 岩壁受到的压力是由岩壁发生形变产生的
B. 机器人所受摩擦力大小等于自身重力大小
C. 减小吸盘内的气压,机器人受到的摩擦力会增大
D. 机器人对岩壁的压力与岩壁对机器人的支持力是一对平衡力
模型3 斜面模型
8. [斜面式扶梯]如图甲所示,小丽站在超市的自动扶梯上(斜面式)随扶梯匀速上行,请画出小丽的受力示意图.
第8题图
变式 [阶梯式扶梯]如图乙所示,小丽站在超市的自动扶梯上(阶梯式)随扶梯匀速上行,请画出小丽的受力示意图.
9. (2024合肥蜀山区三模)小明用平行于斜面向上的拉力F将物块沿粗糙斜面匀速拉到顶端,如图所示,根据物体的受力情况.以下说法正确的是 ( )
第9题图
A. 拉力F与斜面对物块的摩擦力是一对平衡力
B. 斜面对物块的摩擦力大于物块对斜面的摩擦力
C. 斜面对物块的支持力和物块所受重力是一对平衡力
D. 如果仅增大拉力F,斜面对物块的摩擦力不变
模型4 叠加模型
10. (2025宜宾)在“测量滑动摩擦力”实验中,向右匀速拉动滑块如图甲、向左拉动木板如图乙.两种方法中,选择 (选填“甲”或“乙”)更易操作、更合理;两种方法中,滑块所受到的滑动摩擦力方向 (选填“相同”或“不同”).
第10题图
11. (2025合肥寿春中学三模)如图所示,用水平力F推行李箱,此时行李箱上的小包和行李箱一起水平向右做匀速直线运动,空气阻力忽略不计,下列说法正确的是 ( )
第11题图
A. 小包受到支持力、重力和摩擦力共3个力的作用
B. 行李箱受到的重力和地面对行李箱的支持力是一对平衡力
C. 行李箱受到的推力F和地面对行李箱的摩擦力是一对平衡力
D. 小包对行李箱的压力和地面对行李箱的支持力是一对相互作用力
模型5 绳拉物体模型
12. (2025合肥庐阳区一模)如图所示,无人机下方用细绳悬挂一个重物.不计空气阻力,无人机带着重物竖直匀速上升的过程中,重物受到的重力为G,重物对细绳的拉力为F1,细绳对重物的拉力为F2.上述F1、F2、G三个力中,属于一对平衡力的是 .
第12题图
模型6 连接体模型
13. (2025福建)图为探究摩擦力的实验装置.当桶和沙的总质量为0.24 kg时,木块和木板在水平桌面上保持静止,力传感器示数为0.4 N.a、b两段轻绳均与桌面平行.图中滑轮的作用是 .不计绳与滑轮间的摩擦,桌面对木板的摩擦力大小为 N(g取10 N/kg).
第13题图
模型7 弹簧模型
14. (2025兰州)如图所示,木块静止在光滑的斜面上,请画出木块的受力示意图.
第14题图
15. (2025合肥42中二模)如图所示,用力F将小球压至D点,弹簧始终处于弹性限度内,撤去力F后,小球从静止开始向上运动,到达C位置时小球所受弹力大小等于重力,B位置是弹簧自身长度的位置,A位置是小球到达的最高点,整个过程不计空气阻力,下列说法中正确的是 ( )
第15题图
A. 在B位置小球受力平衡
B. 小球在A位置是平衡状态
C. 若在C点重力消失,小球先加速运动,后匀速运动
D. B点外力消失,小球将静止
参考答案
1. 如答图所示
第1题答图
2. 右 增大 50
3. 如答图所示 4. 如答图所示
第3题答图 第4题答图
5. mg 6. B 7. B
8. 如答图甲所示 变式 如答图乙所示
第8题答图
9. D 10. 乙 相同 11. C 12. G与F2
13. 改变力的方向 2
14. 如答图所示
第14题答图
15. C(四)横向实验(2024.20,2023.19、20)
实验11 平面镜、凸透镜实验
11. 小明用如图所示器材来探究“凸透镜成像规律”和“平面镜成像特点”,焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧.
第11题图
(1)实验前,调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 上,这样做的目的是使像成在光屏中央.
(2)将蜡烛移至35cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,接着将蜡烛从35cm刻度线处移动至15cm刻度线处,若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像,光屏应 (选填“远离”或“靠近”)透镜.
拓展设问
(3)像的成因有三个:光的直线传播成像、反射成像、折射成像,请你分析平面镜和凸透镜实验所成的像,下列说法正确的是 .
①成因相同
②所成的像一定都是实像
③所成的像都可能是虚像
(4)(2025合肥瑶海区二模)第(2)题中的像和我们学习过的 (选填“小孔成像”或“平面镜成像”)一样,都可以成在光屏上.
(5)用光具座研究平面镜成像特点,只能研究物体与像同时沿光具座移动的情况,这样得出的结论缺乏 .
实验12 冰熔化、水沸腾实验
12. (2025齐齐哈尔)实验小组探究“冰熔化时温度的变化规律”和“水沸腾时温度变化的特点”.
甲 乙
丙 丁
第12题图
(1)组装实验器材时,应按 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装.试管中装有适量碎冰,烧杯中盛有适量热水,烧杯中水面略高于试管中碎冰的上表面.组装完成的实验装置如图甲所示.
(2)①点燃酒精灯前,对实验装置进行检查,发现烧杯中的温度计安装出现错误,该错误是: .改正错误并检查无其他错误后,继续实验.
②点燃酒精灯后,一边观察实验现象,一边记录加热时间和温度计示数.图乙是试管中温度计在某时刻的示数,其读数是 ℃.
(3)根据实验数据绘制图像.绘制试管中物质温度随时间变化的图像,如图丙所示;绘制烧杯中物质温度随时间的变化图像,如图丁所示.
①分析图丙中图像可知,图丙中 (选填“AB”“BC”或“CD”)段图像能够反映冰熔化过程中温度随时间的变化规律.
②分析图丁中图像可知,水在沸腾的过程中,温度变化的特点是 .
(4)小明发现,试管中的碎冰完全熔化成水以后,继续加热,t3时刻以后的温度变化特点与水沸腾时的温度变化特点相同,所以他认为t3时刻以后试管中的水沸腾了.你认为该结论是否正确 请说明你的判断依据: .
(5)实验小组对实验进行评估,认为将烧杯中的水加热至沸腾用时过长.若重新实验,使用原装置给同样多的碎冰加热,要明显缩短加热时间,对加入烧杯中的水可采取的合理措施是 (选填“提高水的初温”或“减少水的质量”).
实验13 探究电流与电压、电阻关系实验
13. (2025天津)在探究“电流与电压和电阻的关系”的实验中:
第13题图
(1)请用笔画线代替导线,将如图所示的电路连接完整;
(2)表一是探究电流与 关系的实验数据,为分析它们的定量关系,需要对表一中的数据进行处理,请简要说明如何处理数据: (写出一种方法即可);
(3)分析表二中的数据,可得结论:当电压一定时, .
表一
实验序号 电压U/V 电流I/A
1 1.0 0.20
2 1.5 0.30
3 2.0 0.40
… … …
表二
实验序号 电阻R/Ω 电流I/A
1 5 0.48
2 10 0.24
3 15 0.16
… … …
实验14 电学组合实验
14. (2025宁夏)某兴趣小组按照图甲所示电路进行电学实验探究,其中R1为定值电阻,闭合开关S,通过调节滑动变阻器R2的阻值,测得表中实验数据.
甲 乙
第14题图
实验次数 1 2 3
的示数U1/V 1.0 1.5 2.0
的示数U2/V 4.0 3.5 3.0
的示数U/V 5.0 5.0 5.0
的示数I/A 0.2 0.3 0.4
(1)分析表中数据,可归纳出串联电路中电压的规律是 .
(2)进步分析电压表和电流表的数据,可得出:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;R1的阻值为 Ω.
(3)将图中R1换成额定电压为3.8 V的小灯泡,闭合开关,电压表的示数为2.8 V,为使小灯泡正常发光,滑动变阻器R2的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动.当电压表的示数为3.8 V时,电流表的示数如图乙所示,通过小灯泡的电流是 A,小灯泡的额定功率是 W.实验中发现,小灯泡两端的电压增大时,电压表示数与电流表示数的比值也增大,原因是 .
参考答案
11. (1)同一高度 (2)靠近 (3)③ (4)小孔成像 (5)普遍性
12. (1)自下而上 (2)①温度计的玻璃泡接触到了烧杯底部 ②-3 (3)①BC ②温度保持不变
(4)不正确,试管中的水不能继续吸热,无法沸腾
(5)提高水的初温
13. (1)如答图所示 (2)电压 绘制I-U图像(合理即可) (3)通过导体的电流与导体的电阻成反比
第13题答图
14. (1)串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和
(2)正比 5 (3)左 0.32 1.216 灯丝电阻随温度升高而增大微专题4 家用电器相关计算
1. (2025吉林省卷)电热水壶是利用电流的 效应工作的.电热水壶具有加热与保温两种功能,其内部简化电路如图所示.开关S1闭合、S2 时为加热挡.若电热水壶加热挡的额定功率为1 200 W,其正常工作3 min消耗的电能为 J.
第1题图
2. (2025河南)某电热水壶的额定电压为220 V,额定功率为1 100 W,将它接入家庭电路中正常工作.在标准大气压下,将壶内质量为1 kg、初温为23 ℃的水烧开,不计热量损失,至少需要的时间为 s,此过程中通过电热水壶的电流为 A.[已知 c水=4.2×103 J/kg·℃]
3. (2025云南)为保障行车安全,同学设计了后视镜除雾、除霜装置,简化电路如图所示.电源电压为12 V,加热电阻R1、R2的阻值均为6 Ω,电路低温挡除雾,高温挡除霜.将旋转开关调至“1”时启动除 模式,加热1 min,后视镜温度升高6 ℃,后视镜玻璃质量为0.15 kg,加热效率为 .
[c玻璃=0.8×103 J/(kg·℃)]
第3题图
4. 小明家新买的电饭锅上附有中国能效标识,如图甲所示,其内部简化电路如图乙所示,R1、R2均为发热电阻(电阻不随温度变化而变化),其铭牌上的部分参数如表所示.求:
(1)发热电阻R2的阻值;
(2)电饭锅高温挡的功率;
(3)新考法科学论证 小明上网查询了解到,国家标准中规定电饭锅在高温挡功率下正常工作时,三级能效的电热转化效率范围为81%≤η<86%.他用学过的知识对电饭锅进行测试:让电饭锅以高温挡正常工作700 s后可以将初始温度为23 ℃、质量为2 kg的水加热到100 ℃.请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的能效标识是否属实.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
第4题图
额定电压/V 220
高温挡额定功率/W
中温挡额定功率/W 880
保温挡额定功率/W 176
参考答案
1. 热 闭合 2.16×105 2. 294 5 3. 霜 50%
4. (1)55 Ω (2)1 100 W
解:(3)用高温挡加热水时,由Q吸=cmΔt可知,水所吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-23 ℃)=6.468×105 J
电饭锅以高温挡正常工作700 s消耗的电能
W=P高温t=1 100 W×700 s=7.7×105 J
该电饭锅的电热转化效率
η=×100%=×100%=84%
在三级能效的电热转化效率的范围之内,故该电饭锅的能效标识属实(三)电学实验(10年11考)
实验9 探究电流与电压、电阻的关系(10年3考)
9. 新考法创新装置 (2025河北节选)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了如图甲所示的实验电路.电源电压为6 V 不变,R为定值电阻,AD间粗细均匀的电阻丝和夹子 (M和N) 一起组成变阻器,A、B、C、D、E、F为电阻丝上的六个点,E、F两点未标出.
甲 乙
第9题图
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路补充完整.
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了 .
(3)闭合开关,电流表几乎无示数,电压表示数为6 V,电路的故障(仅有一处)是 .
(4)排除故障后,闭合开关,保持夹子N位置不动,夹子M依次接在变阻器的A、B、E、C、F、D六个点,每次电表均选用合适的量程,进行实验,收集数据并记录在表格中.
接线位置 A B E C F D
电压U/V 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 6.0
电流I/A 0.3 ① 0.5 0.6 0.8 1.2
表格中①处的数据如图乙所示,为 A.
(5)分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下, .
(6)在电阻丝C点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是: (写出一条即可).
拓展设问
(7)为了探究电流与电阻的关系,实验小组只将电阻R更换为电阻箱,调节电源电压,接下来又分别将电阻箱阻值调到5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω接入电路,闭合开关,正确进行操作,并根据实验数据绘制出图像,如图丙所示,根据图像数据分析出结论: ,通过导体的电流与导体的电阻成反比.该过程中滑动变阻器除保护电路外,还起到 的作用.
第9题图丙
实验10 用电流表和电压表测量电阻(10年5考)
10. (2025扬州)用电压表和电流表测量定值电阻R的阻值.
甲 乙
第10题图
(1)如图甲所示,请用笔画线代替导线将电路连接完整.
(2)正确连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表示数始终为零、电流表示数有变化,经检查电压表完好,则故障是 .
(3)排除故障,闭合开关前,小明观察到电流表示数为0.04 A,由于没有螺丝刀,无法调零.继续实验,电流表示数为0.28 A时,电压表示数如图乙,读数为 V,电阻R的阻值为 Ω.多次测量后,为了画出通过电阻R的电流随它两端电压变化的图像,应注意什么? .
参考答案
9. (1)如答图所示 (2)保护电路 (3)定值电阻R断路 (4)0.4 (5)通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (6)更换电压更大的电源(或更换阻值更小的定值电阻) (7)导体两端电压一定时 控制电阻箱两端的电压不变
第9题答图
10. (1)如答图所示 (2)定值电阻R短路 (3)2.4 10 改变电压时,间隔均匀,测量范围尽可能地广泛(合理即可)
第10题答图第2节 物体的浮与沉
基础题
1. [浮力判断](2025合肥蜀山区三模)如图所示,在远洋轮船的船舷上,都漆着若干条“吃水线”.这艘空载的货轮在经过北大西洋与印度洋时的浮力F北大西洋 (选填“>”“<”或“=”)F印度洋.
第1题图
变式1 [密度判断]印度洋和北大西洋水的密度ρ印度洋 ρ北大西洋,这艘船排开水的体积V印度洋 V北大西洋.(均选填“>”“<”或“=”)
变式2 [浮沉判断]若这艘船在某海岸装货时,该船将 (选填“上浮”或“下沉”),所受浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”).
2. (2024贵州)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”.如图所示,冲泡茶叶时,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于浮力大于重力而 ;茶叶充分吸水后由于其密度 水的密度而下沉.
第2题图
3. (沪科习题改编)将一个质量为50 g、体积为20 cm3的小球轻轻投放在足量水中,若小球完全浸没,小球受到的浮力为 N,
(选填“大于”或“小于”)小球的重力,因此小球静止后将 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”).(已知水的密度为1 g/cm3,g取10 N/kg)
4. (沪粤图片改编)如图所示,把同一个鸡蛋分别放入不同浓度的盐水中,则鸡蛋在 (选填“甲”“乙”或“丙”)盐水中受到的浮力最小.
第4题图
5. (2025合肥包河区三模)我国科学家自主研制的深海潜水器——“海斗一号”如图所示.该潜水器在马里亚纳海沟科考时创造最大下潜深度10 908 m,填补了世界无人潜水器万米科考记录的空白.不考虑海水密度和该潜水器体积的变化,“海斗一号”潜水器在海面下向下潜的过程中,下列说法正确的是 ( )、
第5题图
A. 浮力变小,压强不变
B. 浮力不变,压强变大
C. 浮力变大,压强变小
D. 浮力与压强变化无法确定
6. (北师内文改编)如图所示的是利用“浮筒打捞法”打捞沉船的场景,潜水员用钢索把灌满水沉入海底的浮筒拴牢在沉船两旁,然后利用压缩机将空气压进浮筒,把水排出,浮筒就会带着沉船浮出水面.关于浮筒打捞法,下列说法正确的是 ( )
第6题图
A. 将空气压进浮筒,可达到减小重力从而增大浮力
B. 浮筒在水下充满空气时,其所受到的浮力等于重力
C. 浮筒浸没后下沉过程中所受浮力一直变大
D. 浮筒与沉船一起上浮是通过改变自身重力实现的
7. (2025达州)小红在阳台种了几株番茄苗,番茄成熟后,她将一个番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器中静止,释放后发现番茄在水中下沉,在盐水中上浮.下列说法正确的是 ( )
A. 番茄密度比水大
B. 番茄在水中受到的浮力较大
C. 番茄在盐水中受到的浮力小于它排开盐水的重力
D. 将番茄露出盐水部分切去,盐水对容器底部的压强将增大
中档题
8. 新考法科学推理 (人教图片改编)阿牛用密度计测量液体的密度,如图所示,液面正好位于密度计0.8和1.0刻度正中间,则该液体的密度 (选填“等于”“略小于”或“略大于”)0.9 g/cm3.
第8题图
9. (2025山东省卷)小华在相同气球内装上不同配重做了两个“小鱼”,“小鱼”甲的质量大于“小鱼”乙的质量.注射器可以通过连接“小鱼”的软管对“小鱼”进行抽气和充气,从而改变“小鱼”的体积.初始时,两“小鱼”在水中处于静止状态,如图所示.忽略空气重力及软管对“小鱼”的作用力,“小鱼”所受浮力分别用F甲、F乙表示,下列说法正确的是 ( )
第9题图
A. 对甲充气,甲上浮,再次静止时 F甲小于 F乙
B. 对甲抽气,甲下沉,再次静止时F甲一定小于 F乙
C. 对乙充气,乙再次静止时所受浮力比初始时的浮力小
D. 对乙抽气,乙再次静止时所受浮力可能等于初始时的浮力
10. (2025重庆)2025年4月28日,全球首艘高速可潜无人艇“蓝鲸号”下水,如图所示.其体积为12 m3,依靠智能压载水舱系统进行浮沉调节,可实现数十米深的下潜、静态悬浮和水下航行.(近海海水密度取ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
第10题图
(1)“蓝鲸号”在近海悬浮时所受浮力;
(2)“蓝鲸号”在近海悬浮时,距海面20 m处的顶部受到海水的压强;
(3)若“蓝鲸号”从近海水平潜行至远海,海水密度突变为1.03×103 kg/m3时,至少应增加多少自重才能防止上浮.
思维提升
11. 新考法小制作 (2025甘肃省卷)小栋了解到伽利略温度计的测温原理后,想自己动手设计一个粗略测温的装置,他的设计思路如下:在密闭的玻璃容器中装上一种密度会随温度升高而减小的特殊液体,液体中有5个体积相等、密度不同且标有温度示数的小球,小球不吸收液体且热胀冷缩可以忽略不计,当有小球悬浮时,悬浮小球上标有的温度值就是当前环境的温度.如图所示的是这个测温装置的示意图,其中小球3上所标温度值为25 ℃,相邻标号的小球上所标的温度值间隔为2 ℃,则下列说法正确的是 ( )
第11题图
A. 27 ℃时,小球2处于漂浮状态
B. 小球2在27 ℃时所受的浮力小于25 ℃时所受的浮力
C. 若有3个小球漂浮,2个小球沉底,则环境温度在23 ℃至25 ℃之间
D. 若要增大该装置能测得的最高温度,可增加一个与小球5体积相等但质量更大的小球
参考答案
1. = 变式1 < > 变式2 下沉 变大
2. 上浮 大于 3. 0.2 小于 沉底 4. 甲
5. B 6. D 7. A 8. 略小于 9. D
10. 解:(1)“蓝鲸号”受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×12 m3=1.2×105 N
(2)“蓝鲸号”顶部受到的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20 m=2×105 Pa
(3)当海水密度突变后,若“蓝鲸号”仍然悬浮,所受的浮力为
F浮′=ρ海水gV排=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×12 m3=1.236×105 N
在近海悬浮时,“蓝鲸号”的自重G=F浮=1.2×105 N
需要增加的自重G′=F浮′-G=1.236×105 N-1.2×105 N=3 600 N
11. C 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)微专题3 欧姆定律、电功率、焦耳定律的理解及简单计算
练习一
基础题
1. (沪科习题改编)以物理学家名字命名的单位或定律很多,如热量的单位是 ;说明电流、电压、电阻关系的定律是 定律.
2. (2025福建)将包装口香糖的锡箔纸剪成如图形状,其他条件相同时,C处的横截面积小,电阻 .A、B两端分别与电池正负极接触,观察到C处起火,该现象利用了电流的 效应.
第2题图
3. (2025长沙)如图所示电路中,电阻R1和R2的连接方式为 联.已知电源电压为9 V且保持不变,R1的阻值为10 Ω.闭合开关后,通过R1的电流为 A,此时电流表的示数为1.2 A,R2的阻值为 Ω.
第3题图
4. (2025合肥庐阳中学模拟改编)图中电源电压恒定,电阻R1=20 Ω.闭合开关后,电流表读数为0.5 A,电压表的示数为2 V,电源电压是 V,电路电功率为 W.
第4题图
5. (2025合肥寿春中学三模)某手机电池的容量为5 000 mA·h,可以理解为充满电的手机以5 000 mA的电流放电1 h,其电量显示将由100%下降为0.若该手机电量显示从80%降到70%的过程中,电池电压保持3.7 V不变,这个过程中消耗了电能 J.
6. (2025齐齐哈尔改编)小明家的电能表表盘示数如图所示,小明用该电能表测量家中电水壶工作时的实际功率,测量过程中电路电压稳定.他关闭家中其他用电器,只使用电水壶烧水,发现电水壶工作1 min,电能表转盘转过60 r,则烧水过程中该电水壶的实际功率为 W.
第6题图
7. (2025广东省卷)如图所示实验,实验前已调好器材,实验过程中通过电阻R1、R2的电流 (选填“相等”或“不相等”);观察U形管内液面高度差可知 (选填“R1”或“R2”)产生的热量较多;要使液面高度差变化更快,可将滑动变阻器的滑片P向 滑动.
第7题图
8. (2025合肥蜀山区三模)如图甲所示是电阻R和灯泡L的U-I图像,若将电阻R和小灯泡L串联在电压是3 V电路中(如图乙),则电阻R在1 min内产生的热量是 J.
第8题图
9. (2025烟台改编)在进行物理研究时,常常利用两个物理量之比来定义一个新的物理量,这种方法叫作比值定义法.下列物理量及对应公式不能反映比值定义法的是 ( )
A. 速度v= B. 密度ρ=
C. 电流I= D. 电功率P=
10. (沪科习题改编)如图为电阻R1、R2的I-U图像,由图像可知 ( )
第10题图
A. R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B. R1与R2的电阻之比为2∶1
C. 将R1与R2串联接入电路,通电后R1与R2两端的电压之比为1∶2
D. 将R1与R2并联接入电路,通电后通过R1与R2的电流之比为1∶2
11. (2025天津)将标有“6 V 6 W”的甲灯泡和“6 V 3 W”的乙灯泡串联后,接在电压为9 V的电源上.不考虑温度对灯丝电阻的影响,则 ( )
A. 甲灯能正常发光
B. 乙灯能正常发光
C. 两灯均能正常发光
D. 两灯均不能正常发光
12. (2025南充改编)如图所示,采用两条输电线向用户输电,输电线电阻不能忽略.已知电源电压恒为220 V,用“400 Ω 2 A”的滑动变阻器代替用电器,当滑片移至中点时,闭合开关,电流表示数为1 A,则此时 ( )
第12题图
A. 电路的总功率为2 200 W
B. 用电器两端电压为220 V
C. 每条输电线电阻为20 Ω
D. 输电线的功率为20 W
13. (2025兰州)如图所示的电路中,电源电压恒为3 V,电阻R1的阻值为10 Ω.闭合开关S时,电流表的示数为0.2 A.求:
第13题图
(1)电压表的示数U2;
(2)电阻R2的阻值;
(3)电流在100 s内通过电阻R2所做的功W2.
14. (2025苏州)如图所示电路中,灯泡L的规格为“6 V 3 W”.闭合开关S,灯泡正常发光,电流表示数为1.5 A.求:
第14题图
(1)通过灯泡L的电流;
(2)电阻R的电功率;
(3)通电2 min,电路消耗的电能.
中档题
15. (2025绥化)如图所示,电源电压恒定,将定值电阻R1、R2按图甲、图乙两种方式接入电路,电阻R1在两电路中消耗的电功率分别为4 W和9 W,则R1∶R2= .乙图中电阻R2消耗的电功率为 W.
第15题图
练习二
基础题
1. 新考法知识结构图 (2025福建)图为电学知识部分结构图,请补充完整.
第1题图
2. (人教习题改编)一个电熨斗的电阻是80 Ω,把它接在220 V电压的电源上,通过它的电流为 A.
3. (2025合肥包河区三模)如图所示,电源电压为6 V且保持不变,闭合开关S时,电压表的示数为2.5 V,电流表的示数为0.4 A,则定值电阻R1的阻值为 Ω.
第3题图
4. (2025重庆)某款家用全自动中药电煎药壶加热挡的额定功率为400 W,正常加热1 min产生的热量是 J,加热电阻的阻值是 Ω.
5. (2025合肥瑶海区二模)如图所示电路,电源电压不变,灯L1标有“6 V 3 W”字样,灯L2标有“3 V 3 W”字样,电源电压为3 V,不考虑灯线电阻的变化,通电100 s电路消耗的电能为 J.
第5题图
6. (2025北京)下列用电器中,利用电流热效应工作的是 ( )
A. 电热水壶 B. 吸尘器
C. 电冰箱 D. 电视机
7. (2025山东省卷)某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”,其铭牌如图所示.顾客咨询:“该移动电源可以供2.5 kW的用电器正常工作吗 ”客服回复:“没问题,这是3 kW·h的,3 kW的用电器都可以正常使用.”该客服 ( )
第7题图
A. 说法正确
B. 混淆了电功率和电能
C. 混淆了电功率和电流
D. 混淆了电功率和电压
8. 如图所示电路的电源电压为1.5 V,电阻R1的阻值为2 Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3 A,则 ( )
第8题图
A. 通过R1的电流大于0.3 A
B. 电阻R1和R2是并联的
C. 电压表的示数为0.9 V
D. 电阻R2的阻值为3 Ω
9. (2025德阳)图甲为通过灯泡L和定值电阻R的电流与其两端电压关系的图像.把它们按图乙接入电路,闭合开关S,电流表示数为0.2 A,下列选项正确的是 ( )
第9题图
A. 电源电压为1.5 V
B. 定值电阻R的阻值为10 Ω
C. 通过灯泡L的电流为0.2 A
D. 灯泡L的实际功率为0.9 W
10. (2025达州)小芳家有一只标有“220 V 1 000 W”字样的电热水壶.使用前,家中电能表示数如图所示;关闭其他用电器,只让电热水壶正常工作30分钟.下列说法正确的是 ( )
第10题图
A. 电热水壶的电阻为484 Ω
B. 电热水壶消耗的电能为3×104 J
C. 此过程电能表指示灯闪烁了 3 000次
D. 30分钟后电能表表盘示数为
11. (2025贵州)如图所示电路,电源两端电压恒为3 V,定值电阻R1阻值为10 Ω.闭合开关S,电流表示数为0.2 A.
第11题图
(1)通过电阻R1的电流为 A.
(2)求R1两端电压U1.
(3)求电路消耗的总功率P.
中档题
12. (2025合肥包河区二模)如图所示,R1、R2、R3是三个阻值不同的定值电阻,且R1∶R2∶R3=1∶2∶6,已知通过R1的电流为0.6 A,则电路中的总电流为 A.
第12题图
13. (2025蚌埠三模)将一只标有“220 V 484 W”字样的灯泡L接在家庭电路中,可正常发光,如图甲所示.若用输电线把该灯泡由家里引到较远的地方,由于导线电阻r的影响,灯泡亮度变暗,将其单独接在电路中,如图乙所示,发现电能表铝盘60 s内转了11 r.已知电能表规格为“220 V 1 500 r/(kW·h)”,不考虑灯丝电阻受温度的影响.求:
第13题图
(1)正常发光时,通电30 min灯泡L消耗的电能;
(2)图乙中电能表铝盘转11 r消耗的电能;
(3)图乙中灯泡L的实际功率.
参考答案
练习一
1. 焦耳 欧姆 2. 大 热 3. 并 0.9 30
4. 12 6 5. 6.66×103 6. 1 200 7. 相等 R2 右
8. 48 9. C 10. C 11. B 12. D
13. (1)1 V (2)5 Ω (3)20 J
14. (1)0.5 A (2)6 W (3)1 080 J
15. 2∶1 18
练习二
1. ①电能 ②电流I 2. 2.75 3. 6.25
4. 2.4×104 121 5. 375
6. A 7. B 8. D 9. D 10. D
11. (1)0.2
解:(2)由I=可得U=IR,R1两端的电压
U1=IR1=0.2 A×10 Ω=2 V
(3)电路消耗的总功率
P=UI=3 V×0.2 A=0.6 W
12. 1
13. (1)8.712×105 J (2)2.64×104 J (3)400 W微专题5 动态电路分析及相关计算
第1节 阻值变化类动态电路分析及相关计算
类型1 滑动变阻器类
基础题
1. (2025)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器R1的滑片P从最右端移到最左端的过程中,通过R1、R2的电流与其两端电压的关系图像如图乙所示,当R1=R2时,电流表示数为 A.
第1题图
2. (2025合肥45中二模)如图甲所示电路,电源电压保持不变.闭合开关S,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示.则整个电路消耗的最小电功率为 W.
第2题图
3. (2025山西)在创新实践活动中,小明和小亮为学校小花园的储水箱设计了一个水位监测装置,内部简化电路图如图所示.电源电压一定,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,水位计由电压表改装而成.闭合开关S,水箱中水位上升时,连杆带动滑片P向上移动,下列分析正确的是 ( )
第3题图
A. R1接入电路的电阻变大
B. 通过R0的电流变小
C. 电压表的示数变小
D. 电阻R0的功率变大
4. 新考法逆向思维 (2025合肥蜀山区三模)如图所示的是某创新实验小组自制肺活量测量装置示意图.现将一个电压表改装为测定肺活量大小的仪表,要求气球胀大时,隔板和指针向上运动,电压表示数变大,则应将电压表 ( )
第4题图
A. 并联在R1两端
B. 并联在R2两端
C. 并联在R1和R2两端
D. 并联在电源两端
5. (2025苏州)如图所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,则 ( )
第5题图
A. 电流表示数变小
B. 电压表示数不变
C. 电压表示数与电流表示数之比变大
D. 电压表示数与电流表示数之比变小
6. 如图所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器R2的滑片P向右滑动,下列说法正确的是 ( )
第6题图
A. 电流表示数变大
B. 电压表的示数变小
C. 电压表与电流表示数的比值变小
D. 电压表与电流表示数的乘积变小
7. (2025芜湖二模)在如图所示的实物电路中,电源电压恒定,灯泡的灯丝电阻不变,闭合开关后,向左调节滑动变阻器的滑片,下列说法不正确的是 ( )
第7题图
A. 电压表的示数变大,小灯泡亮度变亮
B. 电路的总功率变大
C. 电压表与电流表的示数之比变小
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量之比变大
8. (2025合肥48中一模)如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 ( )
第8题图
A. a是灯泡的U-I图线
B. 灯泡电阻的最小值为25 Ω
C. R的最大阻值为10 Ω
D. 电路的最大功率为3.6 W
9. (人教习题改编)如图所示的是一种测定油箱内油量装置的示意图.当油箱中油量改变时,浮子带动滑杆,滑杆带动滑片在电阻片R上滑动,从而改变电路中电流表的示数.已知电源电压15 V保持不变,R的规格为“20 Ω 1 A”.当油量最多时,滑片在A端;当油量最少时,滑片在B端,此时电流表示数为0.3 A.求:
第9题图
(1)R0的阻值;
(2)油量最多时,电流表的示数及R0的电功率.
中档题
10. (跨学科实践:制作简易调光灯)如图是模拟简易调光灯的调节过程,已知小灯泡的规格为“6 V 0.5 A”,电源电压为6 V.滑动变阻器滑片由最左端向右滑动时小灯泡逐渐变 (选填“亮”或“暗”),当滑到最右端时电流表的示数为0.2 A. 如果灯丝电阻不变,小灯泡消耗的实际功率范围是 W.
第10题图
11. (2025眉山改编)如图所示,电源电压保持不变,R2的最大阻值为10 Ω.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在中点时,R1的功率为7.2 W;将滑动变阻器的滑片移动到最右端,电流表的示数与滑片P在中点时的示数之比为3∶4,则电压表的示数为 V.
第11题图
12. (沪科习题改编)如图甲所示,电源电压为6 V恒定不变,滑动变阻器R2的最大阻值是20 Ω.闭合开关,滑动变阻器的P-R图像如图乙所示.则:
第12题图
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为5 Ω时,R1两端的电压为多少
(2)定值电阻R1的阻值为多少?
(3)当滑片P移至最右端时,通电10 s电流通过R1产生的热量为多少?
(4)电阻R1的最大电功率为多少?
思维提升
13. 新考法字母推导 (2025天津)如图所示的电路电源电压不变,将定值电阻和滑动变阻器中的一个接在A 、B间,另一个接在C、D间.滑动变阻器的滑片位于某一位置,闭合开关S,电流表示数为I0,A、B 间电压为U1,C、D间电压为U2(U1≠U2);移动滑片至另一位置,电流表示数变大,A、B间电压减小了ΔU.则 ( )
第13题图
A. C、D 间应接滑动变阻器
B. 定值电阻的阻值为
C. 移动滑片前后,电路中电流的变化量为I0
D. 移动滑片前后,电路消耗总功率的比值为
类型2 其他电阻变化类
1. (人教习题改编)(2025合肥寿春中学三模)如图甲所示的是一种家用天然气泄漏检测仪,其内部简化电路图如图乙所示,电源电压为4.5 V,定值电阻的阻值R=100 Ω,天然气的气敏电阻是R0.当报警器两端的电压达到3 V时报警,此时R0= Ω.
第1题图
2. (2025合肥蜀山区一模)图甲为汽车倒车雷达中的距离报警器简化电路图.电源电压为16 V,R0为定值电阻,R1为距离传感器的核心部件(相当于一个电阻值可变的电阻器),其阻值随传感器到障碍物距离的变化关系如图乙所示.当传感器到障碍物距离为1.5 m时,报警器开始报警,此时电路中报警电流为0.2 A. 请计算R0的阻值为 Ω.
第2题图
3. (2025山东省卷)水中溶氧量是水产养殖的一项关键指标.小红利用溶解氧传感器设计了自动充氧装置,其中监测电路如图所示,电源电压保持不变,溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小,闭合开关,当溶氧量降低时 ( )
第3题图
A. 电流表的示数变小
B. 电压表的示数变大
C. 电路的总功率变小
D. 滑动变阻器的功率变大
4. (2025)潜水过程中为了确保安全,潜水员会佩戴水压表和深度表,其中深度表的工作电路原理如图所示,电源电压恒为6 V,电阻R0为10 Ω,RP为力敏电阻,其阻值随水的深度变化关系如下表所示,已知电路允许通过的最大电流为0.24 A,电压表量程为0~3 V.闭合开关后.
(1)求深度表在水面上时,电路中的电流.
(2)求当潜水员携带此深度表下潜至水下20 m时,电路的电功率.
(3)新考法电路改进 由于电路允许的最大电流太小,潜水员无法携带此深度表下潜至45 m,请你通过计算给出在保证电路安全且不改变电源电压的情况下电路的改进方案.
第4题图
深度h/m 0 20 40 45 50
力敏电阻RP/Ω 40 30 15 10 5
第2节 电路连接变化类动态电路分析及相关计算
基础题
1. (2025)项目式学习小组利用废旧物品制作候鸟越冬小屋,并为其设计了既可发热供暖也可照明的电路,如图所示,电源电压恒为12 V,R1为电阻不变的电热丝,灯L上标有“12 V 6 W”字样.当所有开关都闭合时,电路中的总电流为2 A,则只闭合开关S1时,电热丝R1工作5 min产生的热量为 J.
第1题图
2. (2025合肥包河区二模)如图所示的电路,电源电压保持不变,定值电阻R1=5 Ω,R2=10 Ω.闭合开关S1,当单刀双掷开关S2接a时,电流表的示数为0.6 A;接b时电流表的示数为0.4 A,则当单刀双掷开关S2接b时,定值电阻R3所消耗的电功率为 W.
第2题图
3. (2024山东省卷改编)如图所示,电源电压不变,小灯泡L标有“6 V 3 W”字样,电流表量程为0~0.6 A. 当开关S1、S2同时闭合时,小灯泡正常发光,则小灯泡正常发光时的电阻RL为 Ω,滑动变阻器滑片P向右移动时,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”),电路消耗的最大功率为 W.
第3题图
4. 新考法字母推导 (2025合肥包河区三模)如图所示,电源电压保持不变,定值电阻R1阻值为R0(已知),同时闭合S和S1,电压表示数为U1;若仅闭合S,断开S1后电压表示数为U2,则此时电阻R2消耗的电功率为 (用已知量字母表示).
第4题图
5. (2025池州三模)如图所示,电源电压保持不变.只闭合开关S1,电流表和电压表均有示数,若再闭合开关S2,下列说法正确的是 ( )
第5题图
A. 电流表示数变大,电压表示数变大
B. 电流表示数变小,电压表示数不变
C. 电压表示数与电流表示数的比值变小
D. 电压表示数与电流表示数的比值变大
6. 新考法逆向思维 如图所示的电路中,电源电压恒定不变.开关S1闭合,开关S2由断开到闭合,电流表示数变大(电流表未画出),下列说法正确的是 ( )
第6题图
A. 电流表在B点
B. 电压表示数变小
C. 电压表和电流表示数的比值不变
D. 电压表和电流表示数的乘积变小
7. (2025广东省卷)小明设计了可改变灯泡亮度的电路,如图所示.电源电压U为6 V,灯泡L标有“6 V 0.5 A”,定值电阻R为12 Ω.
第7题图
(1)S2拨到1处时,闭合开关S1,求L的电功率.
(2)S2拨到2处时,闭合开关S1,电流表示数为0.3 A,求:
①R两端的电压;
②L工作100 s消耗的电能.
中档题
8. (2024贵州)如图所示电路,电源电压恒定,定值电阻R阻值为20 Ω,灯泡L标有“6 V 3 W”字样.当闭合开关S、S1,L正常发光,滑片P在a端时,干路电流为I;当闭合开关S、断开S1,滑动变阻器接入的阻值为10 Ω时,电路中电流为I′.则I∶I′= .
第8题图
9. (2025合肥瑶海区三模)如图甲所示电路中,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,R2=18 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为100 Ω.开关S1闭合、S2断开,滑片从某一位置移动到另一位置过程中,滑动变阻器消耗的功率随电流表示数变化如图乙所示.求:
第9题图
(1)当电流表示数为0.4 A时,滑动变阻器两端的电压;
(2)电源电压和电阻R1的阻值;
(3)同时闭合开关S1、S2,滑片移动到最左端时,电路消耗的总功率.
思维提升
10. (2025德阳)如图所示,电源电压恒定为6 V,定值电阻R0=10 Ω,R1=20 Ω,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V,滑动变阻器R的最大阻值为20 Ω.若闭合开关S和S2,且滑动变阻器的滑片P置于中点时,R1在5 min内产生的热量为 J;若闭合开关S和S1,在保证各元件安全的情况下,电路的最小电功率和最大电功率之比为 .
第10题图
参考答案
第1节 阻值变化类动态电路分析及相关计算
类型1 滑动变阻器类
1. 0.45 2. 6
3. D 4. A 5. D 6. C 7. D 8. D
9. (1)30 Ω (2)0.5 A 7.5 W
10. 暗 0.48~3 11. 6
12. (1)4 V (2)10 Ω (3)4 J (4)3.6 W 13. C
类型2 其他电阻变化类
1. 200 2. 40 3. D
4. (1)0.12 A (2)0.9 W
解:(3)电路允许的最大电流为0.24 A
此时总电阻R总″===25 Ω
要想下潜至45 m,由表格数据可知,力敏电阻的阻值RP″=10 Ω
为保证电路安全,此时定值电阻的阻值
R0′=R总″-RP″=25 Ω-10 Ω=15 Ω
若将R0更换为阻值15 Ω的电阻,此时电压表的示数U′=ImaxR0′=0.24 A×15 Ω=3.6 V>3 V,此时电压表会超量程,舍去
所以改进方案是在电压表外串联一个5 Ω的电阻
第2节 电路连接变化类动态电路分析及相关计算
1. 5 400 2. 0.8 3. 12 不变 6.6
4. 5. A 6. C
7. (1)3 W (2)①3.6 V ②72 J
8. 4∶1
9. (1)14 V (2)18 V 10 Ω (3)50.4 W
10. 240 1∶2 第12讲 内能 内能的利用
基础题
1. (2025合肥瑶海区模拟)贴证件照时可以使用胶水粘贴.操作时,将照片背面抹上胶水,用力按压,胶水凝固后,照片即可牢牢贴在证件上,这是因为胶水改变了分子的 ,从而增大了分子间的作用力.
2. (2025贵州改编)将等量的白糖分别放入同样多的热水和冷水中,在不搅拌的情况下,热水变甜得更快.这里影响水变甜快慢的主要因素是 .
3. (传统文化)(2025广东省卷)明代《天工开物》中记载“取诸麻、菜子入釜,文火慢炒,透出香气”.用“文火”改变内能的方式属于 (选填“做功”或“热传递”);“透出香气”属于 现象;温度越高,分子热运动越 .
4. (2025甘肃省卷)用打气筒打气时,气筒壁会发热,这主要是因为活塞对筒内气体 (选填“做功”或“热传递”),使筒内气体内能增大,温度升高,此过程中的能量转化与四冲程汽油机 冲程的能量转化相同.
5. (2025阜阳一模)进入冬季,天气转冷,小徽给奶奶买了一个暖手袋,如图所示.若该暖手袋内装有400 g初温为75 ℃的水,若水从75 ℃降到35 ℃,水放出的热量为 J. [水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
第5题图
6. (2025龙东)质量为1 kg的酒精和1 g的酒精的热值是 (选填“相同”或“不同”)的;若完全燃烧420 g酒精放出的热量全部被水吸收,可使 kg的水温度从30 ℃升高到90 ℃.[酒精的热值为3.0×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
7. 新考法字母推导 (2025江西)用燃气灶给一定质量的水加热,完全燃烧体积为V的燃气(燃气的热值为q),水吸收的热量为Q,则此燃烧过程中燃气放出的热量为 ,该燃气灶的热效率为 ×100%.(本小题用题中字母表示)
8. 如图所示用注射器抽取半筒水,用手指堵住注射器的管口,推压注射器的活塞,发现很难将水压缩,是因为 ( )
第8题图
A. 水具有一定的流动性
B. 分子间存在斥力
C. 水分子做无规则运动
D. 内部空气产生很大的压力
9. (2025湖北省卷)某种温室大棚由棚膜和土墙搭建而成.为使大棚白天吸收太阳更多的能量,科研人员指导农户用水墙替换土墙,如图所示.这是利用水比土有更大的 ( )
第9题图
A. 比热容
B. 密度
C. 电阻
D. 质量
10. (2025扬州)如图所示是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程,它是 ( )
第10题图
A. 吸气冲程
B. 压缩冲程
C. 做功冲程
D. 排气冲程
11. (2025湖北省卷)如图所示是液体燃料火箭喷气发动机示意图.输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧,产生气体喷出推动火箭前进.下列说法正确的是 ( )
第11题图
A. 燃料燃烧时内能转化为化学能
B. 燃料箱燃料减少,燃料热值不变
C. 燃烧放出热量越多,燃料热值越大
D. 火箭前进时,燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
12. (2025合肥蜀山区二模)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是 ( )
A. 物体的温度越高,所含有的热量越高
B. 对物体做功,物体的内能一定增加
C. 热量也能从内能小的物体传给内能大的物体
D. 物体的内能减少,温度一定降低
13. (2025北京)在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间,橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”,如图所示.下列说法正确的是 ( )
第13题图
A. 水变热的过程,其内能是通过做功的方式改变的
B. 橡胶塞被推出的过程中,水的内能全部转化为塞子的机械能
C. 水蒸气推出橡胶塞的过程中,水蒸气的内能减小
D. 管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的
14. (2025淮北一模)如图所示,在试管甲、乙内分别装入质量和初温均相同的水和某种液体,把它们同时放在盛有水的烧杯中加热.
第14题图
(1)开始加热后,发现试管乙内的温度计升温比试管甲内的温度计升温快,可以初步得到结论:试管乙内液体的吸热本领较 (选填“强”或“弱”).
(2)继续加热,直到烧杯内的水沸腾并保持一段时间,观察发现两支试管内的液体始终没有沸腾,分析它们不能沸腾的原因: .
15. (2025苏州)用煤气炉将4 kg的水从20 ℃加热到70 ℃,消耗煤气0.05 kg.已知煤气的热值为4.2×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃).求:
(1)水吸收的热量;
(2)煤气完全燃烧放出的热量;
(3)煤气炉加热的效率.
中档题
16. (2024山西)山西拥有丰富的历史文化遗产.暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山,进行古建筑研学旅行.平遥古城到五台山全程约360 km,驾车前往大约需要4 h.(汽油的热值q取4.5×107 J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3)
(1)求汽车的平均速度;
(2)汽车全程消耗汽油25 L,求汽油完全燃烧放出的热量Q;
(3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW,求汽车发动机的效率.
参考答案
1. 间隙 2. 温度 3. 热传递 扩散 剧烈
4. 做功 压缩 5. 6.72×104 6. 相同 50
7. qV
8. B 9. A 10. B 11. B 12. C 13. C
14. (1)弱 (2)试管甲内水达到沸点,不能持续吸热;试管乙内液体可能未达到沸点,也可能沸点与水相同,达到沸点,但不能继续吸热
15. (1)8.4×105 J (2)2.1×106 J (3)40%
16. (1)90 km/h (2)9×108 J (3)40%第7讲 简单机械
第1节 杠 杆
基础题
1. (2025甘肃省卷节选)指甲剪的结构简图如图所示,其中OBD为 (选填“省力”或“费力”)杠杆.
第1题图
2. (沪科习题改编)某人分别用如图所示的两种方法挑着同一物体行走,则图甲中手施加的动力 (选填“大于”“小于”或“等于”)图乙中手施加的动力,理由是 .
第2题图
3. (2025)如图甲所示,环卫人员用扫把扫地时,右手握着扫把顶端,左手推动扫地.扫地时可将扫把简化为如图乙所示的杠杆,O为支点,若F1=60 N,l1=40 cm,l2=100 cm,忽略杠杆自身的重力和空气的阻力,则阻力F2的大小为 N.
第3题图
4. (2025安庆二模)如图所示,一根重16 N粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动,杆上有一轻质圆环,用竖直向上的测力计拉着圆环缓慢向右移动,使杠杆保持水平静止,当圆环到O点距离为20 cm时,测力计示数F为40 N,该金属杆长 cm.
第4题图
5. (2025山西)图甲是L形应急防洪板,能有效阻挡洪水.图乙为单个防洪板的结构简图,请你在图乙中,画出能阻碍防洪板向左翻倒的压力F的力臂.
第5题图
6. (2025凉山州)如图甲所示,人们用盘子夹可以既方便又安全地取出蒸食物的盘子.盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆,O为支点.请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1.
第6题图
7. (2025绥化)如图所示的工具中,正常使用时属于省力杠杆的是 ( )
8. 新考法模型建构 (2025河南)如图,在植树活动中,两位同学用竹竿抬水.水桶挂在水平竹竿的P处,与前、后同学的距离分别为PM、PN,水桶对竹竿的作用力为F,其中PM、PN及 F 的大小均已知,竹竿的重力忽略不计.若要分析前面同学抬水的力 F1的大小,下列建构的杠杆示意图正确的是 ( )
第8题图
9. (2025北京)如图所示,园艺工人在修剪枝条.关于园艺剪的使用,下列说法正确的是 ( )
第9题图
A. 园艺剪对枝条的压力是阻力
B. 在图示状态使用时园艺剪是费力杠杆
C. 把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了省力
D. 把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了增大阻力臂
10. (2025合肥45中三模)小明在社会实践中观察到修理汽车的叔叔使用扳手时,在扳手手柄上加了一个套筒,如图甲所示,于是小明设计了如图乙所示的装置,探究轻质杠杆的动力大小与动力臂的关系:
第10题图
(1)实验前杠杆在图乙所示的位置不动,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡的.
(2)改变动力臂,多次测量,根据记录的数据画出如图丁所示的动力随动力臂变化的图像,则如图丙所示杠杆左端所挂重物的重力大小是 N(杠杆上每一小格长度为1 cm).
(3)小明发现图像中每次描出的点对坐标轴所作的垂线与两坐标轴围成的矩形面积(如图丁中阴影部分)总相等,这说明:当阻力和阻力臂一定时, .
中档题
11. (2025湖北省卷)如图为坐式推肩训练器.健身杆能绕O点处的轴上下转动,配重片可增减,人在座椅上双手紧握把手竖直向上推杆以锻炼肩部肌肉.下列说法正确的是 ( )
第11题图
A. 此健身杆是费力杠杆
B. 手推N处时,配重越重用力越小
C. 配重相同时,推N处比推M处费力
D. 若改变M处推力方向,力臂始终不变
12. (人教习题改编)(2025)如图甲所示为能产生恒力的“弹簧凸轮结构”:将半径为R的圆轮和凸轮固定在一起组成杠杆,支点为O,拉力F1的力臂为OC,拉力F2=30 N且力臂OA=12 cm.当弹簧收缩使杠杆沿顺时针方向转过一定角度到达如图乙所示的位置时,拉力F2减小为F2′,凸轮使其力臂变成了OD,OD=18 cm.
第12题图
(1)新考法字母推导 求图乙中拉力F1的力臂大小;(用字母表示)
(2)要使拉力F1大小不变,则F2′为多大?
参考答案
1. 费力
2. 小于 两种方式挑着物体时动力臂相同、阻力不变,阻力臂越小,则动力越小,越省力
3. 24 4. 100
5. 如答图所示 6. 如答图所示
第5题答图 第6题答图
7. C 8. A 9. C
10. (1)是 (2)1.5 (3)动力与动力臂的乘积保持不变
11. C
12. 解:(1)拉力F1的方向沿圆的切线方向,故F1的力臂始终等于圆轮半径,即F1的力臂L=R
(2)根据杠杆平衡条件,弹簧未收缩时:F1×R=F2×OA
代入数值可得:F1×R=30 N×12 cm①
弹簧收缩后,有F1×R=F2′×OD
代入数值可得:F1×R=F2′×18 cm②
联立①②可得F2′=20 N微专题2 密度、压强、浮力综合练
第1节 密度、压强、浮力综合计算
类型1 漂浮、悬浮模型
基础题
1. 如图所示,体积为2 dm3的球,恰好可以悬浮在酒精中,则该球重 N;若将它投入水中,该球排开水的体积为 m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
第1题图
2. 把两个完全相同的小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中,静止时的状态如图所示.甲杯中溢出液体的体积为40 mL,则乙杯中溢出液体的质量是 g;溢出液体后,两个溢水杯底受到液体的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”).(ρ甲液=1.25×103 kg/m3)
第2题图
3. (2025龙东)小宁同学把一个质量为50 g的木块放在水中,木块漂浮时有的体积露出水面,则这个木块受到的浮力是 N,它的密度是 g/cm3(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg).
4. (2025广安改编)某同学看了我国航空母舰发展简介后对力学产生了浓厚的兴趣.他用底面积为200 cm2的长方体容器(厚度不计)装一定量的水,将一个重为4 N,边长为10 cm的正方体A放入容器中处于漂浮状态.如图所示,此时水的深度为18 cm.容器底部受到水的压强为 Pa,A漂浮时浸入水中的深度为 cm.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
第4题图
5. 小明把一重9 N、边长为0.1 m的正方体物块投入装有足够多水的大容器中,当物块静止时处于 (选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态;此时物块所受浮力大小为 N,物块下表面受到水的压强大小为 Pa.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
6. (2024合肥38中模拟)如图所示,一只粗细均匀、上端开口的薄壁玻璃管,管口面积为4 cm2,将玻璃管竖直插入盛有水的烧杯中,向玻璃管里缓缓注入酒精,当注入酒精的深度达到10 cm时,松手后玻璃管恰好在水中漂浮,玻璃管下表面距离水面的距离是15 cm.(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
第6题图
(1)玻璃管下表面受到水的压强;
(2)玻璃管所受的浮力;
(3)玻璃管的质量.
中档题
7. 新考法字母推导 (2025北京)某同学利用一个圆柱形容器、一个梨、记号笔、刻度尺和适量的水测量酱油的密度,测量过程如图所示,图中h1、h2、h3、h4分别是梨放入水、酱油前后液面到容器底的距离.已知水的密度为ρ水,则待测酱油的密度 ρ酱油= .(用已知量和测量量表示)
第7题图
8. (快答App·答疑高频试题96次)(2025合肥庐阳区一模改编)小明制作了一个浮力秤,其构造如图所示.已知小筒底面积为80 cm2,总长为20 cm,盘中不放物体时,小筒浸入水中的长度为8 cm.在小筒上与水面相平位置标记为零刻度线,再向上画出刻度线,标上质量值,浮力秤就做好了.下列说法正确的是(染色水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg) ( )
第8题图
A. 测量质量不同的物体时,大筒底部受到的液体压强不变
B. 该秤能称出物体的最大质量是960 g
C. 小筒上表示质量的刻度线上疏下密
D. 若想增大该浮力秤的最大测量值,可以减小透明大筒中液体的密度
思维提升
9. (快答App·答疑高频试题32次)[跨学科实践:制作微型密度计](2025)爱动脑筋的小明学习密度知识后,在下端封口粗细均匀的吸管上缠绕铜丝,自制了一支测量液体密度的“浮标”.
第9题图
(1)如图甲所示,已知吸管长度为L,横截面积为S,当“浮标”漂浮在水中时,露出水面高度为h1;当“浮标”漂浮在盐水中时,露出液面高度为h2.已知水的密度为ρ水,试推导盐水的密度(用题中给定的物理量符号表示);
(2)资料显示,果汁中掺水越多,密度越小,品质越差.于是小明找来家中A、B两种品牌的果汁,依次把“浮标”放入质量相同的两种果汁中,静止后,“浮标”与液面齐平位置标记A和B,如图乙所示.请你判断A、B果汁品质的优劣,并说明理由;
(3)实际测量中,发现“浮标”杆上A、B两条标记靠得很近,为了更易区分,请你提出一条改进“浮标”的建议并说明理由.
类型2 沉底、下压、拉拽模型
基础题
1. (2024枣庄)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示.则圆柱体受到的重力是 N,圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强是 Pa,圆柱体受到的最大浮力是 N.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/ kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
第1题图
2. (2025合肥46中模拟)如图所示,一个重为1 N,体积为1 dm3的浮球,通过一根细线固定在容器底部,当容器中水深h=30 cm时,浮球露出水面的体积占总体积的;则此时,容器底受到水的压强为 Pa,浮球受到绳子的拉力为 N.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
第2题图
3. (2024合肥四十八中三模)如图所示,底面积为150 cm2的圆柱形容器中装有适量的水,将质量为200 g的实心长方体物块放入水中(ρ水=1.0×103 kg/m3),最终物块静止时有五分之一的体积露出水面,此时容器中水的深度为30 cm,g取10 N/kg.则下列说法正确的是 ( )
第3题图
A. 该物块所受的浮力大小为20 N
B. 该容器底部受到水的压力大小为50 N
C. 该物块的密度为 0.75×103 kg/m3
D. 要使物块浸没在水中,施加在其上表面的压力至少为0.5 N
4. (2025合肥45中一模)如图a所示,边长为10 cm的正方体木块放入水中,静止时有的体积露出水面.如图b所示,将边长为5 cm的正方体合金块轻轻放在木块上,木块刚好浸没.已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg.求:
第4题图
(1)图a中水对木块底部的压强;
(2)合金块的密度.
中档题
5. (2025合肥45中二模)如图所示,将一物块系于弹簧测力计挂钩上,在空气中测力计示数为2.6 N,将该物块先后浸没在水和未知液体中(ρ水=1.0×103 kg/m3),测力计示数分别为1.7 N和1.9 N,则未知液体密度约为 kg/m3.(结果保留整数)
第5题图
6. (2025南充)如图甲所示,一轻质弹簧上端固定,下端连接正方体物块,物块上表面恰与水面相平,物块的边长为10 cm,水深为20 cm,弹簧的上端与容器底部之间的高度为35 cm,弹簧的弹力大小F与长度L的关系如图乙所示.下列选项正确的是 (ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,弹簧未超过弹性限度) ( )
第6题图
A. 水对物块底部的压强为2 000 Pa
B. 弹簧的原长为5 m
C. 此时弹簧对物块的压力为20 N
D. 物块的密度为 3×103 kg/m3
7. 如图甲所示,一个薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器中放着一个高为15 cm、底面积为200 cm2的均匀实心圆柱体M.缓慢向容器中加水,当水深h=10 cm时停止加水,此时实心圆柱体M对容器底部的压强为1 000 Pa(如图乙所示).求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
第7题图
(1)此时圆柱体受到的浮力大小;
(2)容器底部对圆柱体M的支持力大小;
(3)若继续向容器中缓慢加水直至水深h1=20 cm(水未溢出),此时圆柱体M在水中的状态是漂浮、悬浮还是沉底?请通过计算说明.
思维提升
8. 新考法模型建构 (2025湖北省卷)长江口二号古船是用整体打捞技术提取的宝贵水下文化遗产.如图甲,打捞船可看作中间开着方井的长方体,俯瞰为型结构.如图乙,将古船及周围泥沙封闭成总质量为8×106 kg、体积为6×103 m3的箱体,打捞船甲板上的机械通过钢缆将箱体匀速提升至方井中.(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3,不计水的阻力和钢缆质量)
第8题图 第8题图丙
(1)求箱体的重力.
(2)求箱体出水前所受的浮力和钢缆的总拉力.
(3)箱体出水前,打捞船浸入水中的深度为1.5 m,如图丙.箱体部分出水后在方井中静止时,钢缆总拉力为5.3×107 N,求此时打捞船浸入水中的深度.(型打捞船上表面阴影部分面积取3.3×103 m2)
第2节 3h模型计算物体的密度
基础题
1. 新考法字母推导 (2025合肥50中一模改编)带体积刻度的烧杯内盛有一定体积的某种液体.将质量为m的铁块放入液体中,铁块沉底后液面对齐刻度V1,如图甲所示;用细线在铁块上系一密度为ρ的木球后再放入液体,杯中液面对齐刻度V2,如图乙所示;将木球和铁块分开放入液体,稳定后,杯中液面对齐刻度V3,如图丙所示.忽略细线的体积,g为已知量,求:(用已知物理量的符号表示)
第1题图
(1)木球的质量: ;
(2)图丙中木球受到的浮力: ;
(3)液体的密度: .
2. (2024兰州改编)如图甲所示,将一圆柱体木块用细线拴在没有水的容器底部,然后向容器中逐渐加水,图乙是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图像.(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
第2题图
(1)木块的重力为 N;
(2)木块的底面积为 cm2;
(3)木块刚好浸没时,液体对容器底的压强为 Pa;
(4)木块的密度为 kg/m3.
3. (2025)在综合实践活动中,小明使用刻度尺、水槽测量一个质地均匀的圆柱形玻璃杯的密度.如图甲所示,底面积为S的水槽中水深为h;如图乙所示,将玻璃杯放入水中,静止时漂浮在水面上,测量水深为h1;如图丙所示,将玻璃杯完全浸没并沉底,测量此时水的深度为h2(h2>h),已知ρ水和g.
第3题图
(1)求甲、乙两图中容器底受水的压强的变化量(用题中给定的物理量符号表示);
(2)求玻璃杯所受的重力(用题中给定的物理量符号表示);
(3)若h=8 cm、h1=13 cm、h2=10 cm,ρ水=1.0×103 kg/m3,计算玻璃杯材料的密度.
中档题
4. (传统文化)(2025合肥45中三模)宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧.小明利用如下实验过程模拟“怀丙打捞”.如图甲,在圆柱形容器中装入适量的水,将上方敞口的方盒漂浮在水面上(模拟船),记下液面位置a点;如图乙,将金属块A放入水中(模拟铁牛),记下液面位置b点;如图丙,在方盒中加入总质量为m的若干小铁球,方盒下沉,液面上升,记下液面位置c点;用细绳将方盒与金属块A连接,取出小铁球,方盒带动金属块A向上运动,最终静止后如图丁,记下液面位置d点.测得a、b之间距离为h1,a、c之间距离为h2,a、d之间距离为h3.已知水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3.
第4题图
(1)求圆柱形容器的横截面积S(用已知量和测量量的字母表示);
(2)求金属块A的体积VA(用已知量和测量量的字母表示);
(3)已知h1=2 cm、h2=8 cm、h3=7 cm,求金属块A的密度ρA.
思维提升
5. (2025安庆二模)如图甲,底面积为 20 cm2的圆柱形容器中装有10 cm深的水.如图乙,冰块中含有一个实心金属球,将它们放入盛有水的圆柱形容器中恰好悬浮,此时水面上升5.5 cm.如图丙,当冰全部融化后,金属球沉底,容器里的水面下降0.5 cm.已知ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ冰=0.9×103 kg/m3,g取10 N/kg.求:
第5题图
(1)图甲中,容器底受到水的压强;
(2)冰块中冰的体积;
(3)金属球的密度.
参考答案
第1节 密度、压强、浮力综合计算
类型1 漂浮、悬浮模型
1. 16 1.6×10-3 2. 50 不变 3. 0.5 0.6
4. 1.8×103 4 5. 漂浮 9 900
6. 解:(1)玻璃管下表面受到水的压强
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×15×10-2 m=1 500 Pa
(2)由p=可得,玻璃管所受的浮力
F浮=F压=pS=1 500 Pa×4×10-4 m2=0.6 N
(3)注入酒精的体积
V酒精=Sh酒精=4×10-4 m2×10×10-2 m=4×10-5 m3
注入酒精的重力G酒精=m酒精g=ρ酒精V酒精g=0.8×103 kg/m3×4×10-5 m3×10 N/kg=0.32 N
因玻璃管在水中漂浮,根据漂浮条件
F浮=G总=G管+G酒精
则玻璃管的重力
G管=F浮-G酒精=0.6 N-0.32 N=0.28 N
根据G=mg可得,玻璃管的质量
m管===0.028 kg=28 g
7. 8. B
9. 解:(1)当“浮标”漂浮在水中时
F浮1=G浮标=ρ水gV排1=ρ水g(L-h1)S
当“浮标”漂浮在盐水中时
F浮2=G浮标=ρ盐水gV排2=ρ盐水g(L-h2)S
联立两式得,盐水的密度ρ盐水=ρ水
(2)由阿基米德原理可知,F浮=G浮标=ρ液gV排
即ρ液=
当重力一定时,液体密度与浸入体积成反比,由图乙可知,A比B液面高,即浮标在A果汁里浸入体积较大,因此A果汁密度较小
故A果汁品质较劣,B果汁品质较优
(3)设浸入A、B两种果汁中的深度为hA、hB
根据阿基米德原理可得,F浮=G浮标=ρ液gV排=ρ液gSh
所以hA=,hB=
Δh=hA-hB=-=(-)
A、B两点间距离Δh与浮标的重力成正比,与其横截面积成反比,要使Δh增大,可以增加浮标的重力或减小浮标的横截面积
类型2 沉底、下压、拉拽模型
1. 2.0 1 000 0.5 2. 3×103 5 3. D
4. 解:(1)静止时木块有的体积露出水面
浸入的深度h=(1-)×0.1 m=0.06 m
水对木块底部的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m=600 Pa
(2)图a中木块排开水的体积
V排=V=×(0.1 m)3=0.000 6 m3
木块受到的浮力F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×0.000 6 m3×10 N/kg=6 N
木块重力G=F浮=6 N
把一合金块放在木块上,木块恰好全部浸入水中,木块受到的浮力
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.1 m)3=10 N
合金块的重力G合金=ΔF浮=F浮′-F浮=10 N-6 N=4 N
合金块的质量m合金===0.4 kg=400 g
合金的密度ρ合金===3.2 g/cm3
5. 780 6. D
7. 解:(1)圆柱体M的底面积S=200 cm2,水的深度h=10 cm
则圆柱体M排开水的体积
V排=Sh水=200 cm2×10 cm=2 000 cm3=2×10-3 m3
圆柱体受到的浮力
F浮=ρ水V排g=1×103 kg/m3×2×10-3 m3×10 N/kg=20 N
(2)由p=得,实心圆柱体M对容器底部的压力
F压=pS=1 000 Pa×200×10-4 m2=20 N
容器底部对圆柱体M的支持力和实心圆柱体M对容器底部的压力是一对相互作用力,大小相等,所以容器底部对圆柱体M的支持力F支=20 N
(3)圆柱体的重力
G=F浮+F支=20 N+20 N=40 N
圆柱体的质量
m===4 kg
圆柱体的体积
V=Sh=200×10-4 m2×15×10-2 m=3×10-3 m3
圆柱体的密度
ρ==≈1.3×103 kg/m3>ρ水,所以圆柱体仍处于沉底状态
8. 解:(1)根据G=mg,可得箱体的重力G=mg=8×106 kg×10 N/kg=8×107 N
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,可得箱体出水前所受的浮力F浮=ρ水gV箱=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×103 m3=6×107 N
对箱体进行受力分析可知,箱体受竖直向下的重力G,竖直向上的浮力F浮和钢缆对箱体竖直向上的拉力F,箱体被匀速提升,处于平衡状态,所以G=F+F浮
则钢缆总拉力F=G-F浮=8×107 N-6×107 N=2×107 N
(3)箱体出水前,对打捞船进行受力分析可知,打捞船受到竖直向上的浮力F浮船1,竖直向下的重力G船和钢缆对打捞船竖直向下的拉力F拉1,打捞船静止在水面上,受力平衡,所以F浮船1=G船+F拉1
打捞船受到的浮力F浮船1=ρ水gS船h1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3.3×103 m2×1.5 m=4.95×107 N
钢缆对打捞船的拉力F拉1=F=2×107 N
打捞船的重力G船=F浮船1-F拉1=4.95×107 N-2×107 N=2.95×107 N
箱体部分出水后,对打捞船进行受力分析可知,打捞船受到竖直向上的浮力F浮船2,竖直向下的重力G船和钢缆对打捞船竖直向下的拉力F拉2,打捞船静止在水面上,受力平衡,所以F浮船2=G船+F拉2=2.95×107 N+5.3×107 N=8.25×107 N
设此时打捞船浸入水中的深度为h2
即F浮船2=ρ水gS船h2=8.25×107 N
解得h2=2.5 m
则此时打捞船浸入水中的深度为2.5 m
第2节 3h模型计算物体的密度
1. (1)ρ(V2-V1) (2)ρg(V2-V1) (3)ρ
2. (1)6 (2)100 (3)1 600 (4)0.6×103
3. 解:(1)甲、乙两图中,水的深度变化量Δh=h1-h
由p=ρ液gh可得,容器底受水的压强的变化量
Δp=ρ水g(h1-h)
(2)由F浮=ρ液gV排可得,玻璃杯所受浮力
F浮=ρ水gS(h1-h)
由于玻璃杯漂浮在水面上,即所受重力
G=F浮=ρ水gS(h1-h)
(3)玻璃杯的质量
m===ρ水S(h1-h)
图丙中玻璃杯浸没并沉底,则玻璃杯实心部分的体积V实=S(h2-h)
则实心部分材料的密度
ρ玻璃杯===
代入数据得
ρ玻璃杯===2.5×103 kg/m3
4. 解:(1)在方盒中加入总质量为m的若干小铁球后漂浮,根据阿基米德原理知
F浮=ρ水gV排=ρ水gS(h2-h1)=mg
解得S=
(2)对比甲、乙可知,金属块A的体积VA=Sh1=
(3)对比乙、丁可知,绳子的拉力等于金属块A的重力减去浮力,等于方盒增大的浮力,根据阿基米德原理和A是浸没的关系有:绳子拉力T=G-F浮A=ρAgVA-ρ水gVA=(ρA-ρ水)gSh1
根据拉力等于方盒增大的浮力有:T=ρ水gS(h3-h1)
解得ρA=ρ水=×1.0×103 kg/m3=3.5×103 kg/m3
5. 解:(1)如图甲所示,圆柱形容器中装有10 cm深的水
容器底受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10×10-2m=1 000 Pa
(2)冰全部熔化后,水面下降了Δh2=0.5 cm
体积减小量ΔV=SΔh2=20 cm2×0.5 cm=10 cm3
冰熔化成水质量不变, m水=m冰,即ρ水V水=ρ冰V冰,则V水=V冰
体积减小量ΔV=V冰-V水=V冰-V冰=V冰(1-)
冰块中冰的体积V冰===100 cm3
(3)冰的质量m冰=ρ冰V冰=0.9 g/cm3×100 cm3=90 g
冰的重力G冰=m冰g=0.09 kg×10 N/kg=0.9 N
如图乙所示,冰和金属球整体悬浮时,F浮=G总=G冰+G球
冰和金属球放入后水面上升高度h1=5.5 cm
则冰和金属球的总体积V总=Sh1=20 cm2×5.5 cm=110 cm3
根据阿基米德原理可知
F浮=ρ水gV排=ρ水gV总=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×110×10-6m3=1.1 N
金属球的重力G球=G总-G冰=F浮-G冰=1.1 N-0.9 N=0.2 N
金属球的质量m球===0.02 kg=20 g
金属球的体积V球=V总-V冰=110 cm3-100 cm3=10 cm3
金属球的密度ρ球===2 g/cm3=2×103 kg/m3第13讲 电学微专题
微专题1 电路 电流 电压 电阻
1. (传统文化)(2025湖南省卷改编)小南学习了如图所示以蛇元素为主题的剪纸作品《蛇盘兔》.他用塑料笔杆与头发摩擦后,可以吸引剪下的轻小纸屑,这说明此时塑料笔杆带 ,具有 的性质.
第1题图
2. (2025齐齐哈尔节选)如图是某新能源智能汽车的仪表盘.若司机没有系安全带,则仪表盘上的LED指示灯亮起.LED是由锗、硅这类材料制成的,这类材料属于 (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”).
第2题图
3. (沪科图片改编)(2025芜湖一模)如图所示,科技馆里有一个“静电球”,人触摸“静电球”时会出现“怒发冲冠”的景象.若静电球带负电,人在触摸静电球时瞬间电流方向为 (选填“从人体到静电球”或“从静电球到人体”).
第3题图
4. (2025广安)甲、乙、丙三个轻质带电小球用绝缘细线悬挂,甲带正电,他们之间的相互作用如图所示,乙带电情况是带 (选填“正电”或“负电”),乙和丙带 (选填“同种”或“异种”)电荷.
第4题图
5. (2025兰州)电动汽车是指以车载蓄电池驱动电机行驶的车辆,当给汽车充电时,蓄电池相当于 (选填“用电器”或“电源”).图示是某款车载充电线,可供三部手机同时充电,充电时三部手机的连接方式是 (选填“串联”或“并联”),若拔掉其中一部手机,则电路中的总电流将 (选填“变大”“变小”或“不变”).
第5题图
6. (人教教参习题改编)在如图甲所示电路中,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,图乙为电流表指针的位置,电流表读数是0.5 A,则电路中的总电流为 A,通过灯L1的电流为 A.
第6题图
7. (人教习题改编)(2025广西)在如图所示的电路中.用点燃的蜡烛对镍铬合金丝加热,发现小灯泡缓慢变暗.分析可知,小灯泡缓慢变暗的原因是镍铬合金丝的阻值变大,而导致其阻值变化的主要因素是 ( )
第7题图
A. 质量 B. 长短 C. 粗细 D. 温度
8. (2025山西)在AI时代,大数据中心的计算机主机在处理海量数据时会产生大量电热.如图所示,将主机直接浸泡在氟化液中,可有效冷却且能使电路元件长期稳定工作.由此可知,氟化液除具有良好的导热性外,还应具有良好的 ( )
第8题图
A. 导电性 B. 腐蚀性
C. 绝缘性 D. 磁性
9. 新考法小制作 (2025福建)如图,大头针插在玻璃瓶的软木塞上,把金属箔悬挂在大头针上.带电体接触大头针后,金属箔张开,此过程 ( )
第9题图
A. 正电荷发生转移
B. 可检验带电体的电性
C. 金属箔带上同种电荷
D. 张开角度越小,所带电荷越多
10. (2025湖北省卷)有横截面积相同的1.0 m长的镍铬丝、0.8 m长的锰铜丝和0.5 m长的康铜丝各一根,小晶通过实验研究材料、长度对金属丝电阻的影响.其他器材有:干电池、开关、带夹子的导线若干、电流表、1 m长的刻度尺.
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整.
第10题图
(2)要研究长度对电阻的影响,应选择 (选填“同一”或“不同”)金属丝.当镍铬丝接入电路的长度为60.0 cm时,电流表示数如图乙,读数为 A.改变长度并记录电流值填入表中,随着长度减小,电路中电流变 ,表明电阻变 .
长度/cm 60.0 40.0 20.0 ……
电流/A 1.33 2.61 ……
(3)要研究材料对电阻的影响,可使上述三根金属丝接入电路的长度均为 (选填“0.4”“0.7”或“0.9”)m.
(4)(跨学科实践:制作简易调光灯)完成探究后,小晶将镍铬丝与小灯泡串联接入电路,模拟一个简易调光台灯.当观察到小灯泡变暗时,可推断镍铬丝接入电路的长度变 .
11. (2025成都)在探究“串联电路中的电压特点”实验中,图甲是某小组设计的电路图.
第11题图
(1)图乙是他们连接的实物电路图,闭合开关,电压表测量 两端的电压.
(2)他们没有将电压表与小灯泡串联的原因是 .(写出一条即可)
(3)某次操作中他们将电压表并联在L1两端,闭合开关,发现灯泡L1不亮,灯泡L2发光,电压表有较小示数,下列分析合理的是 .
A. L1断路
B. L1短路
C. L1电阻比L2电阻小
D. L1电阻比L2电阻大
参考答案
1. 电荷 吸引轻小物体 2. 半导体 3. 从人体到静电球
4. 负电 同种 5. 用电器 并联 变小
6. 1.5 1 7. D 8. C 9. C
10. (1)如答图所示 (2)同一 0.9 大 小 (3)0.4 (4)长
第10题答图
11. (1)电源(或L1和L2) (2)电压表应与所测用电器并联(合理即可) (3)C第3节 摩擦力
基础题
1. (2025天津节选)我国大力发展新质生产力.最新研发的人形机器人,关节处有液态润滑剂形成的润滑膜,可减小 ,使其动作更灵活.
2. (传统文化)(2025陕西节选)“笔、墨、纸、砚”合称文房四宝.大诗人李白是这样写砚台的:“一方在手转乾坤,清风紫毫酒一樽”.在研磨的过程中,手用力下压墨条,是通过增大 来增大摩擦力的.当墨条向左运动时,受到向 的摩擦力.
3. (2025遂宁)玻璃厂常利用电动真空吸盘搬运玻璃.图中搬运车上的吸盘吸附一块质量为180 kg的玻璃,让其在空中竖直静止.此时玻璃受到的摩擦力方向竖直向 ,摩擦力大小为 N.(g取10 N/kg)
第3题图
4. (2025合肥寿春中学二模)如图所示,物体甲重30 N,被50 N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止;物体乙重60 N,在40 N的水平拉力F乙作用下,沿水平桌面匀速向右运动,则两物体受到的摩擦力f甲 (选填“>”“<”或“=”)f乙.
第4题图
5. (2025甘肃省卷)如图所示是登山运动员沿倾斜山脊向上行走的示意图,请在图中画出运动员所受支持力和摩擦力的示意图(可把力的作用点画在重心上).
第5题图
6. 在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中,将一木块放置于由电机驱动的水平传送带上,弹簧测力计水平固定在支架上,另一端用水平细线与木块相连,细线和测力计轴线重合,如图所示.当启动电机带动传送带运动时,可以读出弹簧测力计的示数.
第6题图
(1)要使弹簧测力计示数等于木块受到的滑动摩擦力大小,实验中要保证 (填字母).
A. 木块相对地面保持静止
B. 水平传送带必须匀速运转
(2)在木块上依次增加砝码,稳定后读出的弹簧测力计示数依次变大,这说明滑动摩擦力的大小与接触面受到的 有关.
7. (2025北京)如图所示实例中,为了增大摩擦的是 ( )
8. (2025兰州)如图所示为人骨关节的示意图,关节由关节囊包裹形成密闭的关节腔,关节腔内含有滑液,可以减小骨与骨之间的摩擦.下列改变摩擦的方法与此相同的是 ( )
第8题图
A. 推书柜时,先将柜中的书移出
B. 行李箱下装有滚轮
C. 自行车脚踏板凹凸不平
D. 机械手表保养时上油
中档题
9. (2025自贡)如图,质量为0.5 kg的物体静置于水平桌面上,用10 N 的水平拉力F 使物体沿水平方向做匀速直线运动,g 取10 N/kg.下列说法正确的是 ( )
第9题图
A. 物体对桌面的压力大于5 N
B. 物体受到的摩擦力是10 N
C. 若F为 5 N, 物体仍做匀速直线运动
D. 若F为15 N,物体仍做匀速直线运动
10. (2025内蒙古)歼-15T是我国自主研制的第一型舰载多用途战斗机,拥有出色的对地对海打击能力以及强大的空战能力.如图,静止在地面上的歼-15T战斗机 ( )
第10题图
A. 受到重力、压力和支持力三个力
B. 受到的重力和它对地面的压力是一对平衡力
C. 对地面的压力和地面对它的支持力是一对相互作用力
D. 轮胎上有凹凸花纹是为了减小摩擦
11. (2025合肥瑶海区一模)如图所示,A、B是表面粗糙程度相同的实心正方体,将A和B叠加放置在相同的水平桌面上一起向右做匀速直线运动,若A物体所受的摩擦力大小记作fA,B物体受到桌面的摩擦力记作fB,则下列说法正确的是 ( )
第11题图
A. A和B之间存在摩擦力,fA=fB
B. A和B之间没有摩擦力,fA<fB
C. A和B之间存在摩擦力,fA<fB
D. A和B之间没有摩擦力,fA=fB
思维提升
12. (2025合肥168中学二模)如图甲所示,水平路面由三段粗糙程度不同的区域组成,物块在大小恒定的水平拉力F的作用下从区域①的最左端由静止开始向右运动,在刚进入区域③时撤去拉力,物块最终停在区域③的最右端.物块运动过程中的v-t图像如图乙所示,若物块在区域①和区域②受到的摩擦力分别为f1、 f2.则下列几种说法正确的有 ( )
第12题图
a.物块在区域③中运动时,受方向向左的摩擦力
b.撤去拉力后物块依然向右运动,是因为受到方向向右的惯性
c.f1>f2=F
d.物块在区域②运动时,处于平衡状态
A. ad B. bc
C. acd D. abd
参考答案
1. 摩擦(摩擦力) 2. 压力 右 3. 上 1 800 4. <
5. 如答图所示
第5题答图
6. (1)A (2)压力
7. C 8. D 9. B 10. C 11. A 12. A 知识结构化——功和机械能、简单机械知识综合练
(以“辘轳”“新能源汽车”为任务情境)
1. (传统文化)如图是我国古代的提水工具——辘轳,B端的轮轴能绕着硬棒转动来提升水桶,若空桶质量为10 kg,轮轴质量为10 kg,空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置,O1A长为0.6 m,O1O2长为1 m,O2B长为0.8 m,硬棒及绳索质量忽略不计.(g取10 N/kg)
第1题图
(1)人不施加力,桶中未装水,为保证硬棒不会翻转,石块质量最多为 kg;若A点系上质量为40 kg的石块,提水时为保证硬棒不翻转,桶中最多可装 kg的水.
(2)若桶内水的质量为40 kg,人用时20 s将桶匀速提升3 m,此时该工具提水的机械效率为50%,则桶对水做的功为 J,人做功的功率为 W.
2. (跨学科实践:调研我国新能源汽车的发展)我国新能源汽车产业走在全球前列,下表是某新能源汽车的主要参数:(g取10 N/kg)
空车质量 1 200 kg
标准承载 300 kg
所受阻力与汽车总重的比值 0.09
四个轮胎与地面总接触面积 0.4 m2
第2题图
(1)[机械能相关判断]该新能源汽车遇到一段上坡路,整个过程保持速度大小不变,忽略汽车质量变化,则在此过程中汽车动能 ;机械能 .(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)[做功判断]车辆在一段平直的路面上沿直线匀速行驶.该过程中,做功的力有 .
(3)[压强相关计算]该汽车空车静止在水平地面时对水平地面的压强为 Pa;
当体重为70 kg的测试员上车后,该汽车对水平地面的压强变化量为 Pa.
(4)[牵引力做功]驾驶员驾驶汽车以标准承载量,先在一段1 km的平直公路上匀速直线行驶,牵引力做的功为 J.
(5)[结合s-t图像]汽车以标准承载量匀速直线行驶,其路程与时间图像如图甲所示,则行驶30 s牵引力做功的功率为 W.
(6)[力电效率计算]在(5)过程中,该新能源汽车消耗的电能为0.3 kW·h,该新能源汽车的工作效率为 %.
(7)[滑轮组效率计算]当新能源汽车底盘检修时,需用吊钩将其运输至检修台,图乙为吊钩吊臂上滑轮组的示意图.若某次该吊钩将一辆空载的新能源汽车匀速提升1 m,已知卷扬机绳子的拉力F为5 000 N,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力,滑轮组的机械效率为 %.
(8)[斜面相关判断及计算]该新能源汽车经过一段盘山公路,请回答下列问题:
①汽车沿着盘山公路可以驶上高耸入云的山峰,盘山公路相当于简单机械中的 ,使用它可以省力.
②该新能源汽车以标准承载量经过某一长为200 m的路段时,竖直高度上升了50 m,如果汽车的牵引力为2.5×104 N,那么牵引力做的功为 J,此过程中盘山公路的机械效率为 .
参考答案
1. (1)60 60 (2)1 200 150
2. (1)不变 增大 (2)牵引力、阻力 (3)3×104
1 750 (4)1.35×106 (5)2.7×104 (6)75
(7)80 (8)①斜面 ②5×106 15%知识结构化——力与运动知识综合练
(以“校园秋季运动会”为任务情境)
1. (2024扬州)请你补全关于“力与运动”的知识结构图.
第1题图
金秋时节,学校举行了秋季运动会,同学们在跑步、羽毛球、跳高等比赛项目中大放异彩,充分展现了运动的魅力和竞技体育的精神.请完成第2~15题.
项目一 立定跳远
2. 立定跳远比赛时,小闽用两脚的前脚掌迅速用力向后蹬地,人就向前跳起,这说明物体间力的作用是 的;使他向前跳出的力的施力物体是 ;小闽离开地面后,由于 在空中还能继续前进,他在空中时,受力 (选填“平衡”或“不平衡”).
3. (沪科图片改编)如图所示为跳远运动员起跳后在空中向前运动的情景,在忽略空气阻力的情况下,画出该运动员所受力的示意图,O为其重心.
第3题图
4. (2025)如图所示为立定跳远动作剖析分解图.下列对运动员在立定跳远过程中的相关分析正确的是 ( )
第4题图
A. 起跳和落地时,运动员没有惯性
B. 整个过程,运动员的惯性一直在变化
C. 运动员在起跳至落地整个过程中都具有惯性
D. 在最高点时,若外力都消失,运动员将静止
项目二 跑步
5. (跨学科实践:制定一个提高自己短跑速度的计划)某同学为迎接运动会制定了一个提高自己短跑速度的计划,在一次50米跑测试中用时6秒,则本次测试他的平均速度是 m/s(保留一位小数);在他加速冲刺时,他具有的惯性 (选填“变大”“变小”或“不变”).
6. (人教图片改编)短跑项目中,小明站在起跑线上保持静止时,地面对小明的支持力和小明对地面的压力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”);随着发令枪响,小明如离弦之箭般冲出起跑线,如图所示,若以教学楼为参照物,小明是 (选填“静止”或“运动”)的.
第6题图
7. 长跑项目中,小丽穿的鞋的鞋底有花纹,这是通过增大接触面的粗糙程度来 摩擦力;小丽在800 m项目中,最终成绩是3 min 20 s,则她跑步的平均速度是 m/s.
项目三 掷实心球
8. (2024枣庄改编)小明同学掷实心球的场景如图所示,图中a点是球刚离开手的位置.球从a点上升到最高点b后下落到地面c点,然后滚动到d点停止,下列说法正确的是 ( )
第8题图
A. 球从a点上升到b点,是因为球受到手的推力作用
B. 球在b点的速度为零
C. 若球在b点受到的力全部消失,则球做匀速直线运动
D. 球从c点运动到d点停止,说明物体运动需要力来维持
项目四 篮球
9. 小华将一个重为6 N的篮球投向篮筐,篮球在空中运动的情景如图,请作出此时篮球所受重力G的示意图(O为重心).
第9题图
10. 关于篮球运动,下列说法正确的是 ( )
A. 拍篮球时手感到疼痛,这是因为力的作用是相互的
B. 篮球撞击篮板后被反弹是因为力能改变物体的形状
C. 篮球离开手后在空中向下运动时,其受到的合力方向向上
D. 篮球离开手后继续向上运动,是因为篮球受到惯性力
项目五 羽毛球
11. 如图所示,体育课上同学们为了取出两头均空的羽毛球筒中的羽毛球,一手拿着球筒的中部,另一手用力击打羽毛球筒的上端,下列说法正确的是 ( )
第11题图
A. 击打球筒时,羽毛球惯性增大
B. 击打球筒时,球筒惯性增大
C. 同学们利用的是球筒的惯性
D. 同学们利用的是羽毛球的惯性
12. (2025湖南省卷改编)羽毛球比赛中涉及的物理知识说法正确的是 ( )
A. 羽毛球离开球拍后,不受任何力的作用
B. 在空中飞行的羽毛球,相对于地面是静止的
C. 球拍将羽毛球击出,说明力可以改变物体的运动状态
D. 羽毛球拍常采用密度大、强度低的碳纤维材料制成
项目六 跳高
13. 跳高比赛中,运动员向前助跑时所受的摩擦力方向 (选填“向前”或“向后”);如图所示是跳高项目中的三种不同的跳高方式,分别是跨越式、俯卧式和背越式.你认为同一名运动员采用 式可以跳得最高.
第13题图
14. (2024长沙)校运会上正在进行跳高比赛,下列说法正确的是 ( )
A. 运动员的鞋底刻有花纹是为了减小摩擦
B. 运动员离地后继续向上运动是由于惯性
C. 运动员下落过程中相对于地面是静止的
D. 运动员在空中没有受到任何力的作用
项目综合
15. (2025天津)小明用物理知识对球类运动中的现象进行分析,如下表所示.所用物理知识错误的是 ( )
序号 现象 物理知识
① 撞击地面的篮球发生形变 力可以改变物体的形状
② 垫起的排球减速向上运动 二力平衡
③ 用力踢足球,脚感觉到疼 力的作用是相互的
④ 用球拍击打乒乓球使其弹回 力可以改变物体的运动状态
A. ① B. ② C. ③ D. ④
参考答案
1. (1)不变 (2)改变 (3)直线运动
2. 相互 地面 惯性 不平衡
3. 如答图所示
第3题答图
4. C 5. 8.3 不变 6. 相互作用力 运动
7. 增大 4 8. C
9. 如答图所示
第9题答图
10. A 11. D 12. C 13. 向前 背越
14. B 15. B 知识结构化——光学知识综合练
(以“故宫”为任务情境)
北京故宫建成于永乐十八年(1420年),被誉为世界五大宫之首.其中蕴含众多光现象的知识。请完成1~7题。
1. 如图所示是位于北京故宫的“日晷(guǐ)”,它是一种利用晷针的影子随太阳运动来计时的工具,它的工作原理是利用光的 ;请根据指针的影子AB,画出此时太阳光的传播方向(太阳光视为平行光).
第1题图
2. 每年冬至的正午时分,太阳高度角(太阳光线与地面的夹角)最小约为27度,故宫乾清宫内“正大光明”匾额会被地砖反射的阳光全部点亮.图中点A表示太阳,点B表示“正大光明”匾额,请作出太阳光经过地砖反射到匾额的光路图,并标出反射角的度数.
第2题图
3. 如图所示是紫禁城垣四隅之上的角楼在护城河中形成的像,这是由于光的 形成的;当护城河水位下降时,“像”的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”).
第3题图
4. (人教习题改编)故宫博物院有众多展品,很多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜,如图所示,下列说法正确的是 ( )
第4题图
A. 透过透镜看到缩小的实像
B. 透过透镜看到放大的实像
C. 文物的像和文物在透镜的同侧
D. 要想使像变大应该减小透镜与文物的距离
5. (人教习题改编)如图所示是人们拍摄的故宫东北角楼夜景.下列说法正确的是 ( )
第5题图
A. 天上的月亮是光源
B. 照相机中所成的像是倒立、放大的像
C. 不同位置的人都能看到角楼的夜景是因为光的镜面反射
D. 要想拍摄到角楼的细节,应使照相机靠近角楼
6. 小京和爷爷一同参观故宫时,爷爷能看清远处的角楼,却看不清近处的地砖花纹,需要佩戴眼镜才能看清,下列说法正确的是 ( )
A. 爷爷是近视眼,应佩戴凹透镜
B. 爷爷是近视眼,应佩戴凸透镜
C. 爷爷是远视眼,应佩戴凹透镜
D. 爷爷是远视眼,应佩戴凸透镜
7. (沪科习题改编)像的成因有三个:光沿直线传播成像、反射成像、折射成像,所成的像有实像和虚像两种.请分析下列实例中所成的像:①针孔照相机内所成的故宫像(小孔成像);②手机中拍摄的故宫的像; ③放大镜中看到的故宫的像; ④幻灯机屏幕上故宫的像; ⑤天上的月亮在护城河成的像.分析可知,下列说法正确的是 ( )
A. ①④属于实像
B. ②③④属于虚像
C. ①③④属于折射成像
D. ①②⑤属于反射成像
参考答案
1. 直线传播 如答图所示
第1题答图
2. 如答图所示
第2题答图
3. 反射 不变
4. C 5. D 6. D 7. A第2节 滑轮、斜面及机械效率
基础题
1. (人教图片改编)(2025广东省卷改编)升旗时,利用旗杆顶部的定滑轮可以 (选填“省力”或“改变力的方向”).
2. (2025成都)在“使用动滑轮”的实验中,竖直向上拉弹簧测力计,如图所示.弹簧测力计静止时的示数是F1、F2, 则F1、F2的大小关系是 ;若钩码匀速上升0.1 m, 则绳子自由端移动的距离是 m.
第2题图
3. (人教习题改编)一台起重机将重3 600 N的货物提高4 m,起重机做的有用功是 J.如果额外功是9 600 J,总功是 J,机械效率是 .
4. (2025合肥寿春中学三模)在一次实验探究活动中,小林用如图所示滑轮组将重为2.7 N的物体匀速提升了20 cm,用时10 s,绳子自由端弹簧测力计的示数如图所示,则滑轮组的机械效率为 %.
第4题图
5. (2025合肥瑶海区模拟)如图所示,滑轮组拉着一重为100 N的物体沿水平面匀速运动,已知作用在绳子自由端的拉力大小为40 N,滑轮组的机械效率为80%,则物体所受的摩擦力为 N.
第5题图
6. (2025合肥蜀山区三模)如图所示,斜面高h=0.7 m.建筑工人将重G=300 N的货物箱,用绳子沿斜面向上的拉力F=200 N,将物体从地面匀速拉到顶端,已知该斜面的机械效率为70%,物体沿斜面向上运动的过程中受到的阻力应为 N.
第6题图
7. (2024盐城)下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是 ( )
8. (沪粤图片改编)如图,甲、乙两人用不同的装置,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台,不计绳重及滑轮的摩擦.下列说法正确的是 ( )
第8题图
A. 甲做的有用功多
B. 乙做的总功多
C. 甲做总功的功率大
D. 乙所用装置的机械效率小
9. 新考法字母推导 (2025河南)如图,某工人利用滑轮在时间t内,将重为G 的物料匀速提升了 h的高度,工人对绳子竖直向上的拉力大小为F,不计绳重及滑轮的摩擦.下列说法正确的是 ( )
第9题图
A.该工人使用的是定滑轮
B.提升物料做的有用功为2Gh
C.拉力F做功的功率为
D.该滑轮的机械效率为
10. (2025合肥瑶海区一模)小明利用了如图所示的滑轮组提升重物,在10 s内将一个重为200 N的包裹匀速提升3 m,所用的拉力F=120 N,提升过程中克服绳重和摩擦所做的功为30 J,求:
第10题图
(1)拉力做功的功率.
(2)动滑轮的重力.
中档题
11. (2025德阳)塔吊是工程建设中常用的装置,其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组.用200 N的拉力F,将480 N的重物在10 s内竖直匀速提升2 m,则拉力F的功率为 W,该滑轮组的机械效率为 .
第11题图
12. (跨学科融合)(2025成都改编)工人把重为200 N有轮子的箱子推到高处平台,如图所示.图中A、C、H是箱子在三段路面的起点,箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动,且所受推力方向与所在路面平行.表中记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据.AB=CF,BC=FH,HK=2 m,FG=1.3 m,忽略箱子体积.则下列分析正确的是 ( )
第12题图
路段 AB CF HK
推力(N) 10 117 10
时间(s) 13 20 12
A. 工人的推力在AB段做功为260 J
B. 工人的推力在AB段做功与在CF段做功相等
C. 工人把箱子从C推到F处,该斜面没有省力
D. 工人推力在AB段的功率与在HK段的功率之比为6∶5
思维提升
13. (2025兰州)某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示.已知物体的质量为0.5 kg,动滑轮的质量为0.1 kg,绳子自由端的拉力F为2.5 N,g取10 N/kg.则在0~5 s的时间内,下列说法正确的是 ( )
第13题图
A. 绳子自由端移动的速度为0.02 m/s
B. 滑轮组的有用功为0.5 J
C. 拉力F的功率为0.05 W
D. 滑轮组的机械效率为83.3%
参考答案
1. 改变力的方向 2. F1=F2 0.2
3. 1.44×104 2.4×104 60%
4. 75 5. 96 6. 60 7. A 8. C 9. C
10. 解:(1)由图可知,重物由2段绳子承担,绳子移动的距离s=2h=2×3 m=6 m
拉力所做的功W总=Fs=120 N×6 m=720 J
拉力的功率P===72 W
(2)小明做的有用功W有=Gh=200 N×3 m=600 J
小明做的额外功W额=W总-W有=720 J-600 J=120 J
小明克服动滑轮重力做的功W动=W额-W绳摩=120 J-30 J=90 J
动滑轮的重力G动===30 N
11. 120 80% 12. D 13. B 第3讲 力 运动和力
第1节 力 弹力 重力 牛顿第一定律
基础题
1. (沪科图片改编)小明在开门时,发现用较小的力无法将门拉开,再用较大的力才能将门拉开,这说明力的作用效果与力的 有关.分别在A、B、C处推门使门关上,如图所示,可以感受到在A处推门时最省力,这说明力的作用效果与力的 有关.
第1题图
2. (2025福建改编)《考工记》记载:“马力既竭,辀犹能一取焉.”展现出古人观察到马已停止用力,车还能前进一段距离.车继续前进的主要原因是其具有 ;车运动的速度变小,车的惯性 (选填“变大”“变小”或“不变”).
3. (2025江西改编)如图所示,我国航天员在处于失重环境的中国空间站做太空抛物实验,抛出的冰墩墩将做 直线运动;太空中的冰墩墩相比在地球时惯性 (选填“变大”“变小”或“不变”).
第3题图
4. [探究力的作用效果](2022课标素材改编)如图甲、乙所示为利用气球演示力的作用效果的实验.
第4题图
(1)图甲中用手捏气球,气球变形了,说明力可以改变物体的 .
(2)图乙中用手解除气球口的绳子,气球向右运动,说明力可以改变物体的 .
(3)图甲中人手受到弹力的施力物体是 ,受力物体是 .(均选填“气球”或“人手”)
(4)图乙中充满气体的气球向左喷出气体,气球却向右飞出,说明物体间力的作用是 .
变式
[探究惯性](2025合肥蜀山区三模)两端开口的玻璃管,下端套有扎紧的气球,管中装有适量水,处于竖直静止状态(如图甲),手握管子突然向上运动时,气球突然变大(如图乙),该现象的产生是由于管中的水具有 .
变式题图
5. (2025上海)重为4 N的书本放在水平桌面上,用力的图示法表示出书本受到水平桌面的支持力.
第5题图
6. (2025合肥瑶海区二模改编)放风筝是我国的一项民俗.图为小亮放风筝时的情景,请画出风筝所受重力G和拉力F的示意图.(O点为风筝的重心)
第6题图
7. 如图为滑雪运动员沿雪坡下滑时的示意图,请画出运动员所受重力G和滑雪板对雪坡的压力F的示意图.(O为运动员的重心,P为压力的作用点)
第7题图
8. (2025乐山)生活中,人们常常利用物体的惯性.下列场景中属于利用惯性的是 ( )
①通过拍打窗帘清除它上面的浮灰
②汽车驾驶员和乘客必须使用安全带
③标枪运动员为取得好成绩,掷标枪前需要助跑
A. ①② B. ①③
C. ②③ D. ①②③
9. (2025山东省卷)如图所示,塔吊的水平运动机构用钢丝绳悬挂着货物一起沿水平方向向前匀速运动.水平运动机构突然停止时,货物 ( )
第9题图
A. 停止运动 B. 向前运动
C. 向后运动 D. 竖直向上运动
10. (2025成都)小聪打扫实验室时,发现地上有头发.他想测量头发能承受的最大拉力,于是把一根头发拴在弹簧测力计上用力拉,如图所示.下列说法正确的是 ( )
第10题图
A. 弹簧测力计使用前在受力方向上调零
B. 弹簧测力计的分度值是1 N
C. 头发只受到图中左侧手施加的拉力
D. 一根头发能承受的最大拉力约为10 N
11. (2025陕西)为了增强学生体质,促进身心健康发展,学校开展了形式多样的体育运动.对下列各项运动中所涉及的物理知识分析正确的是 ( )
第11题图
A. 如图-1,脚蹬地的同时,地也对脚施加了力的作用
B. 如图-2,乒乓球弹回过程中,运动状态保持不变
C. 如图-3,毽子上升过程中,不受重力作用
D. 如图-4,排球下降过程中,惯性越来越大
中档题
12. (人教习题改编)小明在阅读科技书籍时,了解到甲、乙两个星球上重力与质量的关系如图所示.由图像可知,两个星球上重力与质量都成 比.若把一个在乙星球上质量为8 kg的物体搬运到甲星球去,它在甲星球上受到的重力将为 N.
第12题图
13. 新考法科学推理 (2025)小明五一劳动节假期和父母乘坐动车去旅游,他将水杯放在列车内的桌面上,水面发生了如图所示的变化,则列车可能向东 (选填“加速”或“减速”)行驶.
第13题图
14. 新考法科学论证 (2025河南)立定跳远是同学们熟悉的体育项目.在立定跳远时,人站在地面上,下蹲后用力向后蹬,从而获得向前的力,使人向前的力的施力物体是 .如图,人起跳后,在空中继续向前运动,最终落向地面,请从物理学的角度简要解释这一现象: .
第14题图
参考答案
1. 大小 作用点 2. 惯性 不变 3. 匀速 不变
4. (1)形状 (2)运动状态 (3)气球 人手 (4)相互的
变式 惯性
5. 如答图所示 6. 如答图所示
第5题答图 第6题答图
7. 如答图所示
第7题答图
8. B 9. B 10. A 11. A 12. 正 120 13. 减速
14. 地面 起跳后,人由于惯性继续向前运动,同时受到竖直向下的重力而落向地面实验、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题答图第14讲 生活用电
温馨提示:家庭电路中的相线(俗称火线),中性线(俗称零线),保护线(俗称地线),做题时予以注意.
1. (人教图片改编)(2025南充节选)根据安全用电知识,电工对小明家的插座进行维修时,必须断开图中 (填图中字母代号)部分.
第1题图
2. (2025江西)某同学刚把电热蚊香加热器的插头插入插座,家里空气开关立即“跳闸”.原因可能是插头内部发生了 故障,从而使干路中的 过大,导致空气开关自动切断电路.
3. (2025广西)某试电笔的构造如图所示.正确使用试电笔时,手指按住笔卡,用试电笔的 部位接触导线的芯线,若氖管发光,则该导线是 (选填“相线”或“中性线”).
第3题图
4. (2025巢湖一模)请将开关和三孔插座正确接入家庭电路,使开关能控制插座的通、断电.
第4题图
5. (2025陕西)关于家庭电路和安全用电,下列说法不正确的是 ( )
A. 用电器的开关要与相线连接
B. 家用电器的金属外壳需要接地
C. 手机充电结束后,及时拔下充电器
D. 绝缘皮破损的电线仍能安全使用
6. (沪科习题改编)(2025福建)关于新能源电动汽车充电桩的安装和使用,下列符合安全用电要求的是 ( )
A. 用湿抹布擦拭充电插口
B. 充电桩需要安装保护线
C. 充电桩起火立即泼水救火
D. 充电桩无需安装保险装置
7. (2025合肥新站区一模)如图所示的是小邵家房间内的部分电路,开关闭合后,发现灯不亮,但家中的其他用电器却正常工作,为了找出电路中的故障,小邵同学用测电笔测试图中的a、b、c、d四点,只有a点不发光,则可能发生的故障是 ( )
第7题图
A. ab之间开路 B. bc之间开路
C. bc之间短路 D. ab之间短路
8. (2025武汉)图甲是一个常用的插线板,图乙是其内部元件连接的示意图.将一盏台灯插头插入插线板的插孔内,闭合插线板开关和台灯开关,台灯正常发光.下列说法正确的是 ( )
第8题图
A. 断开插线板开关,台灯仍正常发光
B. 断开台灯开关,指示灯会熄灭
C. 若指示灯断路,台灯仍正常发光
D. 若台灯内部短路,指示灯会被烧坏
参考答案
1. A 2. 短路 电流 3. 笔尖 相线
4. 如答图所示
第4题答图
5. D 6. B 7. A 8. C 第8讲 声现象
基础题
1. (传统文化)(2025合肥45中二模)如图所示,牛角匏(páo)是我国春秋战国时期发明制造的一种精妙的吹管乐器.吹奏“牛角匏”其内空气柱 发声.
第1题图
2. (2025合肥包河区三模)如图所示,“神舟十九号”两位航天员在飞船舱外工作时,他们之间的对话必须借助电子通信设备才能进行,而不能像在地球上一样直接对话,这种现象表明声音 .
第2题图
3. (人教习题改编)(2025)如图所示的“八音盒”是一种机械音乐盒,上紧发条后圆筒转动,圆筒上的凸点就会拨动长度不同的簧片奏出乐曲,长度不同的簧片发出声音的 (选填“响度”“音调”或“音色”) 不同.
第3题图
4. (传统文化)(沪科习题改编)“石磬”是我国古代石制打击乐器,被称为“古乐之祖”,演奏时用木槌敲击,发出古朴典雅的乐曲声.如图所示,用同样的力敲击长短不同的石磬,所产生声音的 不同,用不同大小的力敲击同一石磬,所产生声音的 不同.(均填声音特性的名称)
第4题图
5. 在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的阅兵式上,鸣放了80响礼炮,礼炮声是由空气 产生的;近处观众听到的礼炮声较远处观众的更 “强”,是因为声音的 随距离增大而减小.
6. (2025南充)如图所示是象群迁移时的情景,它们之间是利用 声波交流,这是利用声音传递 .
第6题图
7. (人教内文改编)用超声波清洗器可以清洗眼镜片,它能产生频率高于 Hz的声波,从而使清洗液产生剧烈振动,这也说明了声音可以传递 .
第7题图
8. (2025烟台)为保护听力,我们可以从声音的产生、传播和接收三个方面控制噪声.射击运动员训练时戴耳罩是从声音的 方面进行控制;图书馆中规定不能大声喧哗是从声音的 方面进行控制;家庭窗户安装真空双层玻璃是从声音的 方面进行控制.
9. (2025龙东)关于声音的产生和传播,下列说法正确的是 ( )
A. 物体不振动时能产生声音
B. 声音可以从月球直接传播到地球
C. 声音传播的速度一定是340 m/s
D. 利用声呐可获得水中鱼群的信息
10. (2025广西)公共场合“请勿大声喧哗”,其中“大声”是指声音的 ( )
A. 音色美 B. 音调低
C. 响度大 D. 声速小
11. (2025山东省卷)“五四”来临之际,学校举办了“青春与祖国共成长”校园合唱比赛.某班合唱队有高音、中音、低音三个声部.这里的“高”“中”“低”是指声音的 ( )
A. 振幅 B. 响度 C. 音调 D. 音色
12. (传统文化)(2025湖南省卷)如图,这是湖南省博物馆内保存的一把西汉古瑟,瑟是我国原始的弹拨丝弦类乐器.当琴瑟合奏时,人们能够分辨出瑟的声音,主要根据声音的 ( )
第12题图
A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 声速
13. (沪科习题改编)下列属于从声音传播途中控制噪声的是 ( )
A. 改进发动机性能使其振动减弱
B. 靠近马路的居民楼前植树
C. 放鞭炮时,用手捂住耳朵
D. 城区道路口安装分贝仪
中档题
14. (2025甘肃省卷)市场上有一种变声器,可以改变声音的特性.某段声音的波形变化如图所示,变声前是A段,变声后是B段,则变声后声音的音调 (选填“变高”“不变”或“变低”),响度 (选填“变大”“不变”或“变小”).
第14题图
15. (2025武汉)唐代诗人李白游黄鹤楼时留下了千古名句“黄鹤楼中吹玉笛,江城五月落梅花”.诗人既能辨别吹奏的乐器是笛子,又能辨别吹奏的曲子是《梅花落》,分别是依据声音特性中的 ( )
A. 音调和音色 B. 音色和音调
C. 音调和响度 D. 响度和音色
16. (人教内文改编)(2025北京)如图所示的是编钟演奏的情境,下列说法正确的是 ( )
第16题图
A. 敲击编钟时发出的声音是空气振动产生的
B. 听众听到的编钟声音,是通过空气传播的
C. 编钟发出的声音可以在真空中传播
D. 用大小不同的力敲击同一只编钟的同一位置,发出声音的音调不同
17. (2025成都)成都天府广场上,喷泉的水柱伴随音乐舞动,如图所示.关于上述情景,下列说法正确的是 ( )
第17题图
A. 乐曲的声音是由水柱振动产生
B. 根据音调区分不同乐器的声音
C. 距广场越远,听到音乐的响度越小
D. 水柱的形状只受行人音色的影响
18. (人教内文改编)(2024河北)如图所示,用鹤骨制作的贾湖骨笛是迄今为止中国考古发现的最早的管乐器.用骨笛吹奏发声时,下列说法正确的是 ( )
第18题图
A. 发出的声音一定不是噪声
B. 发出的声音是由鹤骨的振动产生的
C. 发出的声音在空气中的传播速度与响度无关
D. 按压骨笛上不同的孔可以改变发出的声音的音色
参考答案
1. 振动 2. 不能在真空中传播 3. 音调
4. 音调 响度 5. 振动 响度 6. 次 信息
7. 20 000 能量 8. 接收 产生 传播
9. D 10. C 11. C 12. C 13. B
14. 不变 变大 15. B 16. B 17. C 18. C第11讲 物态变化
基础题
1. (2025达州改编)物理实验课上,小组同学对水进行加热,一段时间后温度计的示数如图所示,为 ℃.
第1题图
2. (2025兰州节选)如图所示是对某种固态物质加热变成液态时温度随时间变化的曲线,加热过程中物体在相同时间内吸收的热量相同.由图可知该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),它的熔点是 ℃.
第2题图
3. (2025合肥蜀山区三模)冰糖葫芦(如图)的做法是:将洗净的山楂穿在竹签上,然后将白糖加热成糖浆后,将山楂蘸上糖浆,等山楂上的糖浆
(填物态变化名称)后,冰糖葫芦就做好了.
第3题图
4. (2025江西)按照规划,我国将在2026年前后发射嫦娥七号月球探测器,前往月球南极寻找水冰.如果能找到冰,可以让冰 热量, (填物态变化名称)成水,将有利于人类在月球上建立活动基地并进行深空探索.
5. (传统文化)(2025德阳)我国古代著作《天工开物》中记录了古代劳动者“煮海水制盐”的方法,制盐过程中水逐渐减少的原因是水发生了 (填物态变化名称),此过程要 热.
6. (2025合肥42中一模)夏天,打开电冰箱门时,常会看到冰箱门附近有一股“白气”,该“白气”是 (选填“冰箱内”或“冰箱外”)的水蒸气液化形成的.
7. (2025苏州)如图所示,用镊子取几块干冰放入瓶中,将气球套在瓶口.干冰因 变为气态,使气球逐渐变大,同时空气中的水蒸气遇冷 ,在瓶底形成白霜.(均填物态变化名称)
第7题图
8. (沪科图片改编)如图是液体的 (填写物态变化名称)过程,大量分子会挣脱周围分子的引力而飞出,若要使这个过程继续,必须对液体继续加热.
第8题图
9. (2025)如图所示,某种3D打印过程是将固体材料在高温下变成液体材料,喷头按照3D图纸轨迹将液体材料挤出,材料冷却后形成固体实物,此过程发生的物态变化是 ( )
第9题图
A. 先升华后凝华 B. 先凝固后熔化
C. 先熔化后凝固 D. 先熔化后液化
10. (2022课标素材改编)吐鲁番的坎儿井由明渠、暗渠和竖井组成,如图所示.井内的水在夏季比外界低5~10 ℃.下列关于坎儿井如何减少水蒸发的说法错误的是 ( )
第10题图
A. 暗渠中水温较低,水蒸发比较慢
B. 暗渠上方空气流动越慢,水蒸发越慢
C. 暗渠中水流速度越慢,水蒸发越慢
D. 井口很小减少了暗渠中水与空气的接触面积,使水蒸发变慢
11. (传统文化)(2025烟台改编)中华优秀传统文化博大精深,处处蕴含着古人的智慧和情怀.下列对古诗词中涉及的物理现象解释正确的是 ( )
A. “可怜九月初三夜,露似真珠月似弓”——露的形成是汽化吸热
B. “夜来城外一尺雪,晓驾炭车辗冰辙”——冰的形成是凝固吸热
C. “月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”——霜的形成是凝华放热
D. “斜月沉沉藏海雾,碣石潇湘无限路”——雾的形成是液化吸热
12. (2025)小明探究冰熔化和水沸腾前后温度变化的特点的实验装置如图甲所示,整个过程中温度计的示数随时间的变化图像如图乙所示.
第12题图
(1)图甲中在烧杯口覆盖带孔硬纸板,是为了 (选填“延长”或“缩短”)加热时间.
(2)从图乙可以看出冰熔化时和水沸腾时的共同特点是冰水混合物或者水的温度 .
拓展设问
(3)分析图乙中水的沸点,可判断当地气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)标准大气压.
(4)新考法生活实践 小明查阅资料了解到,当给水中加盐时,可以改变水的沸点,且盐水浓度不同时,沸点也不同,一标准大气压下,其相关数据如表格所示.分析数据可知,我们煮食物时要想让汤汁尽快沸腾,最好选择 (选填“先”或“后”)放盐.
盐水的浓度/% 0 2 4 6 8 10
沸点/℃ 100.0 100.3 100.6 101.0 101.3 101.6
中档题
13. (人教习题改编)某同学将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入纸杯中,如图所示.一段时间后,装有热水的纸杯,杯壁 (选填“内侧”或“外侧”)会出现小水珠,这是 (填物态变化名称)现象;装有 的纸杯,杯壁外侧也会出现小水珠.
第13题图
14. (跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题)小李同学在爸爸指导下,走进厨房进行劳动实践,他发现厨房里涉及很多物理知识,下列说法不正确的是 ( )
A. 冷冻室取出的排骨表面有“白霜”,“白霜”是固态
B. 在排骨的“解冻”过程中,排骨中的冰吸热熔化成水
C. 排骨汤煮沸后冒出大量的“白气”,“白气”是液态
D. 排骨汤盛出后不容易凉,是因为汤能够不断吸热
参考答案
1. 85 2. 晶体 48 3. 凝固 4. 吸收 熔化
5. 汽化 吸 6. 冰箱外 7. 升华 凝华 8. 汽化
9. C 10. C 11. C
12. (1)缩短 (2)保持不变 (3)小于 (4)后
13. 内侧 液化 冰水 14. D 二、实验题
班级: 姓名:
(一)光热实验(10年6考)
实验1 探究光的反射定律
1. 新考法创新装置 小明用如图所示装置探究“光的反射定律”,激光笔可绕量角器自由移动,平面镜与量角器垂直,置于支架上,量角器右边可绕轴ON翻折.
甲 乙
第1题图
(1)实验中让激光笔射出的光贴着量角器,是为了 ;
(2)图甲中让入射光AO贴着量角器射向平面镜,反射光在量角器上沿OA′射出,当量角器右边绕ON翻折后(左边保持不动),在量角器右边看不到反射光了,这说明反射光线、入射光线和法线在 ;
(3)保持入射点不变,多次改变入射方向,对应的反射光线随之改变,且AO与OA′、BO与OB′、CO与OC′相对于轴ON对称,如图乙所示.根据乙图实验信息可得结论:在反射现象中, .
实验2 探究平面镜成像特点(2023.19,2016.18)
2. (2025河南)如图所示是“探究平面镜成像的特点”的实验装置.
(1)为了便于观察实验现象,应选择在较 (选填“亮”或“暗”)的环境中进行实验.
第2题图
(2)实验时,将玻璃板竖立在铺有纸的水平桌面上,把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,将外形相同但未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,人眼在玻璃板的 (选填“前面”或“后面”)观察,直至蜡烛B和A的像完全重合,这说明像和物的 相等.
(3)在纸上分别标记蜡烛A和像的位置,用刻度尺分别测出蜡烛和像到 的距离,通过分析初步得出结论.
实验3 探究水沸腾前后温度变化特点
3. 用如图甲所示的实验装置“探究水沸腾前后温度变化的特点”,使用温度计测量水的温度.
甲 乙
第3题图
时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
温度/℃ 90 92 94 96 98 99 99 99 99
(1)实验中每隔0.5 min测一次水的温度,将测得的数据记录在上表中,请你根据表中数据在图乙中作出水温随时间变化的图像.
(2)根据绘制出的图像可知,水在沸腾 (选填“前”或“后”),温度保持不变.
参考答案
1. (1)显示光路 (2)同一平面 (3)反射角等于入射角
2.(1)暗 (2)前面 大小 (3)玻璃板(或平面镜)
3.(1)如答图所示 (2)后
第3题答图第2节 二力平衡 同一直线上二力的合成
基础题
1. (2025湖北省卷节选)如图所示的天舟九号任务标识中,飞船航行划出的弧线轨迹传递出精准和力量的美感,说明它受力 (选填“平衡”或“不平衡”).
第1题图
2. (沪科图片改编)如图为小明利用气球把帽子送回到楼上的情境.当气球静止时,气球对帽子的支持力和帽子的重力是一对 (选填“平衡”或“相互作用”)力.
第2题图
3. (2025北京改编)如图所示,课桌和座椅放在水平地面上,课桌受到的支持力与它对地面的压力是一对 ,座椅受到的重力与地面对它的支持力是一对 .(均选填“相互作用力”或“平衡力”)
第3题图
4. (2025合肥45中三模)如图,静止在地面上的书包重60 N,小丽用40 N的力竖直向上提书包,但没有提起,则书包受到的合力为 N.
第4题图
5. (人教习题改编)(2025青海省卷)以下几种情况中,F1和F2是物体所受的方向相反的两个力,其中属于二力平衡的是 ( )
6. (沪粤习题改编)如图所示,一个物体放在光滑的水平地面上,受到两个力的作用,则图甲、乙中两个力的合力大小和方向正确的是 ( )
第6题图
A. 甲:20 N,水平向左
B. 甲:20 N,水平向右
C. 乙:40 N,水平向左
D. 乙:20 N,水平向右
7. (2025合肥蜀山区二模)“不倒翁”是一种古老的中国儿童玩具,最早记载出现于唐代.其特点是一经触动就会摇摆,并可在自身重力作用下恢复直立状态.图甲为一“不倒翁”静置于水平面的实物图,图乙为其受到外力后处于倾斜状态的简化示意图.如果C为“不倒翁”的重心,重力为G,O为桌面支持力F作用点,“不倒翁”对桌面压力为N.关于图乙所示状态时物体所受各力判断正确的是 ( )
第7题图
A. 压力N和重力G是平衡力
B. 支持力F和重力G是平衡力
C. 支持力F和压力N是相互作用力
D. 压力N和重力G是相互作用力
8. (2025合肥45中一模)如图所示,缆车做匀速直线运动,车厢自身重力为G,受到吊杆的拉力为F1,吊杆受到车厢的拉力为F2,不计其他阻力,下列说法中正确的是 ( )
第8题图
A. G和F1是一对平衡力
B. F1和F2是一对平衡力
C. G和F1是一对相互作用力
D. G和F2是一对相互作用力
9. (2025合肥包河区二模)如图所示,将一个小球放在竖直放置的弹簧上端并保持静止状态,弹簧下端固定在水平桌面上.下列说法中正确的是 ( )
第9题图
A. 使弹簧发生弹性形变的力是小球的重力
B. 小球所受的重力与弹簧对小球的支持力是一对平衡力
C. 小球对弹簧的压力与弹簧对小球的支持力是一对平衡力
D. 桌面对弹簧的支持力和小球对弹簧的压力是一对相互作用力
10. 在“探究二力平衡条件”的活动中,学习小组设计了图甲所示的实验方案:
第10题图
(1)实验中判断小木块受力是否平衡最简单直观的方法是 ( )
A. 左右两端的砝码的质量是否相等
B. 左右两端绳子所受拉力是否相等
C. 小木块是否做匀速直线运动
D. 小木块是否处于静止状态
(2)小组同学又设计了如图乙所示的实验方案,将小卡片转过一个角度,然后松手,观察到小卡片转动,最后恢复到静止状态,说明两个力必须作用在 才能平衡.
中档题
11. 新考法分类讨论 (人教习题改编)某次探究同一直线上方向相反的两个力的合成实验中,三个小组的实验结果都跟课本中的结论非常吻合,老师把他们的实验数据填在下表中,隐藏了每个小组的一个数据.你认为这三个数据可能是多少 请填在下表中.
小组 左侧拉力F1/N 右侧拉力F2/N F合/N
1 1.2 2.0 ①____
2 2.6 ②____ 0.7
3 ③____ 4.1 0.9
12. (2025凉山州)西昌湿地公园内有由甲、乙、丙三块石头堆叠而成的艺术作品(如图),下列说法中正确的是 ( )
第12题图
A. 乙受到的重力大小等于丙对它支持力的大小
B. 甲对乙的压力与乙受到的重力是相互作用力
C. 甲受到的重力与乙对甲的作用力是平衡力
D. 地面受到丙的压力,是由于地面发生弹性形变后要恢复原状所产生
13. (2025合肥瑶海区二模改编)如图所示,小明用水平推力在水平地面上推平板小车,此时小车上的货物与小车一起做匀速直线运动,货物与直立的扶手不接触,空气阻力忽略不计,下列说法正确的是 ( )
第13题图
A. 货物受到支持力、重力和推力共3个力的作用
B. 货物受到的重力和小车对货物的支持力是一对平衡力
C. 货物受到的重力和地面对小车的支持力是一对平衡力
D. 货物对小车的压力和小车对货物的支持力是一对平衡力
参考答案
1. 不平衡 2. 平衡 3. 相互作用力 平衡力
4. 0 5. C 6. B 7. C 8. A 9. B
10. (1)D (2)同一直线上 11. ①0.8 ②1.9(或3.3) ③3.2(或5.0)
12. C 13. B 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)微专题6 伏安法实验横向对比复习
一、横向实验能力点:电路故障分析
1. (2024吉林改编)某调光台灯简化电路图如图所示,台灯工作一段时间后,发现无论怎样调节滑片,台灯一直很亮且亮度不变,电路发生的故障可能是滑动变阻器 .
第1题图
2. 如图所示电路,电源为两节新干电池,闭合开关后灯泡不亮,若用电压表判断故障,测得AC间的电压为3 V,BD间的电压为0,则故障可能是灯泡 (选填“短路”或“断路”);若用电流表判断故障,电流表不能同时接在 (填字母)两个接线柱上.
第2题图
3. (2025兰州)如图所示的电路,电源电压恒定,闭合开关S,L1、L2两灯正常发光,电流表和电压表均有示数.过了一会儿,其中一只灯泡突然熄灭,两个电表的示数均不变,则造成此现象的原因可能是 ( )
第3题图
A. L1断路 B. L2断路
C. L1短路 D. L2短路
4. (2025合肥包河区二模)如图所示,小明在“探究串联电路电流规律”实验中,闭合开关后,两只灯泡均不亮,他用一个电流表去检测电路故障.当电流表接A、B两点时两只灯泡均不亮;当电流表接B、C两点时,有一只灯泡亮了,且电流表有示数;当电流表接C、D两点时,两只灯泡也均不亮.产生这一现象的原因可能是 ( )
第4题图
A. 灯泡L1短路 B. 灯泡L1断路
C. 灯泡L2短路 D. 灯泡L2断路
5. (人教图片改编)某同学用如图所示电路图进行实验时,检查发现导线cd间有断路,下列描述正确的是 ( )
第5题图
A. 闭合开关,电压表有示数,电流表没有示数
B. 闭合开关,电压表没有示数,电流表有示数
C. 将电压表连接a位置的导线端试触d时,闭合开关,电压表有示数
D. 将导线并联在cd端时,闭合开关,电流表示数为零
6. 如图是小成同学做“探究电流与电压的关系”实验的电路图,按照电路图连接好电路,闭合开关S,发生以下现象,请你判断故障原因.
第6题图
A. 电阻R1断路
B. 电阻R1短路
C. 滑动变阻器R断路
D. 滑动变阻器R短路
(1)发现电流表和电压表的指针均没有偏转.电路中仅有一处故障,故障可能是 ( )
(2)电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,出现此故障的原因可能是 ( )
(3)电流表、电压表有示数,且移动滑动变阻器滑片示数始终不变,出现此故障的原因可能是 ( )
二、伏安法实验对比复习
实验1 探究电流与电压、电阻的关系
1. (2025深圳)小虞同学利用如图所示装置探究“电流与电压的关系”.
第1题图1
(1)在如图1所示的虚线框内,小虞同学应填入 (填一种用电器).
(2)在开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端.
(3)在闭合开关后,志诚同学发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障, 则可能是 .
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 1 1.6 2.4 2.8
电流I/A 0.2 0.32 0.48 0.56
(4)由表格数据可知,电压与电流的比值 ,小虞由此得出结论,“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”.
(5)分析如图2坐标图,小虞同学发现导致丙组数据与甲和乙不同的原因是 .
第1题图2
2. (2025合肥蜀山区一模改编)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,提供的器材有电源(电压6 V)、定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω)、滑动变阻器(0~20 Ω)、电流表、电压表、开关及导线若干.
第2题图
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求:滑片P向右移动时,电流表的示数变小.
(2)闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,电压表无示数,故障可能是 .
(3)排除故障后,移动滑片P使电压表示数为4 V,请在图乙中标出指针的位置,记录数据;将5 Ω电阻换成10 Ω,按规范调整电路,继续操作,使电压表示数仍为4 V,此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次 .
拓展设问
(4)(2025安徽新考法·提出解决措施)继续进行探究,在实验中增加一个阻值为50 Ω的定值电阻后,无法继续进行实验,为了利用该电阻也可以进行实验,下列方案中可行的是 .
A. 将5 Ω的定值电阻串联在电源与开关间
B. 调节电源电压为8 V
C. 将加在定值电阻两端的控制电压调整为3 V
实验2 用电流表和电压表测量电阻、电功率
1. 新考法创新装置 (人教习题改编)小昕想用伏安法测量盐水柱的电阻,她拿来了一根均匀管子,里面灌满了盐水,形成一段封闭的盐水柱,两端装上橡胶塞后插入电极,如图甲所示.
第1题图
(1)上述管子应选用 (选填“玻璃管”或“铁管”).
(2)用笔画线代替导线,把实物图甲连接完整,并在图乙虚线框中画出对应的电路图.(盐水柱用“”表示)
(3)小昕把通过盐水柱的电流和其两端的电压数据记录在表格中.请根据实验数据,求出盐水柱的电阻为 Ω.
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.8 1.2 1.6 2.0 2.2
电流I/A 0.08 0.12 0.16 0.20 0.22
(4)通过分析实验数据,判断欧姆定律是否适用于盐水? (选填“是”或“否”),理由是 .
2. (2025烟台)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中:
第2题图甲
(1)第一小组连接了如图甲所示的电路,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“×”,并画出这根导线的正确连接位置.
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数.出现这个现象的原因可能是 (选填序号).
A. 待测电阻断路
B. 待测电阻短路
C. 电压表接线柱接触不良
D. 滑动变阻器短路
(3)排除电路故障后,小组同学继续实验,并将记录的数据填写在下表.
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.5
电流I/A 0.10 0.12 0.16 0.14 0.20 0.24
①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六组数据,并作出该电阻的 U-I图像;
第2题图乙
②由图像可得该电阻的阻值为 Ω.
(4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的U-I图像如图丙所示,小组交流发现图像与第一小组不同的原因是电压表连接的位置不同,但利用这个图像也能求出待测电阻的阻值,其阻值为 Ω.
第2题图丙
3. (2025长沙改编)如图是测量额定电压为2.5 V的小灯泡电阻的实验电路.
第3题图
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)请你用笔划线表示导线将电路连接完整;
(3)为了测量小灯泡正常工作时的电阻,小星在调节滑动变阻器时,应该通过观察 (选填序号)来判断小灯泡是否正常工作;
A. 灯泡亮度
B. 电压表示数
C. 电流表示数
(4)小灯泡正常发光后,调节滑动变阻器,让电压逐次下调,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示,可得小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(结果保留一位小数);检查小星的数据表,你认为第 次实验的数据存在明显错误.
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.9 0.16 0.05
小灯泡的电阻R/Ω 8.1 7.1 6.2 1 3.1 2
4. (2025合肥瑶海区一模改编)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电路图如图甲所示,电源电压为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V.
第4题图
(1)电路连接正确后,闭合开关,小明发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来应进行的操作是 ;
A. 检查灯泡是否断路
B. 检查灯泡是否短路
C. 检查开关接触是否良好
D. 移动滑动变阻器的滑片
(2)当小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(3)小明测出在不同电压下灯泡的电流值,将记录下来的数据描绘成I-U图像,如图丙所示,则正确的图像为 ;
(4)若小灯泡用久了,灯丝变细,正常发光时的实际功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率.
拓展设问
(5)新考法科学推理 测得小灯泡L的额定功率P后,小明还想比较另一个额定电压也为2.5 V的小灯泡L′的额定功率P′与P的大小关系,当小灯泡L正常发光时,他断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,将L替换为L′,闭合开关后,发现电压表示数为2.3 V.由此推断P (选填“>”“=”或“<”)P′,他们继续完成了P′的测量后并得到了验证.
参考答案
一、横向实验能力点:电路故障分析
1. 短路 2. 断路 AD
3. B 4. D 5. A
6. (1)C (2)A (3)D
二、伏安法实验对比复习
实验1 探究电流与电压、电阻的关系
1. (1)定值电阻 (2)右 (3)定值电阻断路 (4)不变 (5)与甲组相比,使用的定值电阻的阻值不同,与乙组相比,乙组电流表使用前未调零
2. (1)如答图甲所示 (2)R短路或电压表短路或电压表断路 (3)如答图乙所示 大 (4)A
第2题答图
实验2 用电流表和电压表测量电阻、电功率
1. (1)玻璃管 (2)如答图甲所示 如答图乙所示 (3)10 (4)是 通过盐水柱的电流与其两端电压成正比
第1题答图
2. (1)如答图甲所示 (2)BC (3)①如答图乙所示 ②10 (4)4
第2题答图
3. (1)断开 (2)如答图所示 (3)B (4)8.9 5
第3题答图
4. (1)D (2)0.6 (3)C (4)小于 (5)<第2节 动能 势能 机械能
基础题
1. (沪科习题改编)高空抛物被视为严重危害公共安全的行为,这是由于被举高的物体具有 ;物体从高空下落的过程中,速度越来越快,其动能 (选填“增大”“减小”或“不变”).
2. 如图所示为春节联欢晚会上机器人“福兮”表演扭秧歌的情景,机器人将手绢抛向空中,手绢在上升过程中重力势能会 (选填“增大”或“减小”).
第2题图
3. (2024合肥四十五中四模)小明和小丽放学后一同乘匀速上升的电梯上楼.在上升过程中,他俩的 (选填“动能”“势能”或“机械能”)没有变化.
4. (传统文化)(2025扬州节选)如图是《天工开物》记载的我国古人磨面的场景,水从高处流下来, 能转化为 能,冲击水轮机带动石磨转动.
第4题图
5. (2025湖北省卷改编)如图是我国古代水力鼓风机示意图.水轮驱动装置推动杆压缩皮橐(音tuó,口袋)送风,带动连接杆的绳拉弯竹子,随后竹子恢复原状带动皮橐张开吸气.送风时竹子的弹性势能 ,竹子恢复过程弹力 .(两空均选填“增大”或“减小”)
第5题图
6. (2025淮北一模)如图所示,一个小球以初速度v沿着粗糙曲面从A点向D点运动,其中B点和D点的高度相同,则小球在B点的动能 (选填“等于”“大于”或“小于”)在D点的动能.
第6题图
7. (跨学科融合)(2025乐山)为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求,某校组织学生远足爬山,开展户外运动.爬山区域等高线如图所示,不考虑重力变化,队伍重力势能最大的位置是 ( )
第7题图
A. A处 B. B处 C. C处 D. D处
8. (2025长沙)在紧急救援时,可用充氦浮空器将发电机组升至高空发电,为现场提供照明和通信.当浮空器匀速升空时,它的 ( )
A. 动能增大 B. 动能减小
C. 重力势能增大 D. 机械能减小
9. (2025连云港)2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站.关于神舟二十号飞船加速升空的过程,下列说法正确的是 ( )
A. 动能增加,重力势能不变,机械能增加
B. 动能增加,重力势能增加,机械能增加
C. 动能不变,重力势能减小,机械能减小
D. 动能减小,重力势能增加,机械能不变
10. (沪科图片改编)跳板跳水包括起跳、腾空、下落、入水几个阶段,如图所示.若忽略空气阻力,则下列说法正确的是 ( )
第10题图
A. 运动员在最高点时机械能为零
B. 起跳过程中,踏板的弹性势能全部转化为运动员的动能
C. 运动员下落的过程中动能转化为重力势能
D. 从腾空到入水的过程中,运动员的机械能会减小
11. (2025河北)下图为河北丰宁抽水蓄能电站(目前世界装机容量最大)的示意图.用电低谷时,通过电力将水从下水库抽到上水库;用电高峰时,再由上水库放水至下水库发电.下列说法正确的是 ( )
第11题图
A. 水从下水库被抽到上水库,重力势能减小
B. 物料运输车沿盘山路行驶,速度增大时,动能减小
C. 放水发电时,水由上水库至下水库,水的机械能变大
D. 水沿自流排水洞自动向下流动时,重力势能转化为动能
12. (2025马鞍山七中一模改编)瑶瑶用相同的斜面分别探究了动能的影响因素(如图甲所示)和物体在不受力时的运动情况(如图乙所示)这两个实验.
第12题图
(1)两实验中,探究动能与小车质量关系时需让 不同的小车从同一高度由静止下滑;而探究物体在不受力时的运动情况则需让同一小车每次都从同一高度由静止下滑,这样做的目的都是让小车下落到水平面时有相同的 .
(2)在进行图甲实验时,水平面放置木板比玻璃更好,理由是
.
中档题
13. 新考法解决实际问题 (2025威海)溜索曾经是劳动人民跨越峡谷的重要工具,人们借助滑轮利用自身重力沿溜索无动力滑行,利用木片与溜索之间的摩擦减速.某村寨的特色旅游项目,需修建两条溜索方便游人从村寨(甲)前往茶园(乙)并返回.已知甲、乙海拔相差约30 m、相距约150 m,峡谷深约800 m.最合理的溜索设计方案是 ( )
14. (跨学科融合)(2025合肥蜀山区三模改编)如图甲是小明同学在体育课上练习抛铅球的情景.被斜向上抛出的铅球在空中飞行过程中经过不同位置时的能量情况如图乙所示,下列说法中正确的是 ( )
第14题图
A. 经过B、D两位置时铅球的重力势能相同
B. 从A到B位置的过程中,重力势能转化为动能
C. A位置可能为最高点
D. 从C到D位置的过程中,铅球的动能变化量大于重力势能变化量
参考答案
1. 重力势能 增大 2. 增大 3. 动能
4. 重力势 动 5. 增大 减小 6. 大于
7. D 8. C 9. B 10. D 11. D
12. (1)质量 速度 (2)木板更粗糙,阻力更大,可以通过木块在水平面上移动的距离来判断小车动能的大小
13. C 14. A 第5讲 浮 力
第1节 认识浮力 阿基米德原理
基础题
1. 如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,水堵头 水的压力, 水的浮力.(均选填“受”或“不受”)
第1题图
2. (沪科习题改编)物块浸没在液体中,受到液体对它向上、向下的压力分别为15 N、5 N,其受到的浮力大小为 N.
3. (2025江西)如图所示,重力为1.5 N的物体静止在水中.弹簧测力计的示数为 N,物体所受浮力的大小为 N.
第3题图
4. (2025自贡)“四川舰”在某次巡航时排开水的质量为4.0×107 kg,g取10 N/kg, 它受到的浮力是 N.若其从海水密度大的海域驶入密度小的海域,所受浮力大小不变,吃水深度 (选填“变小”“变大”或“不变”).
5. (人教内文改编)如图所示,在一次放飞气球的过程中,气球内充有2 m3的氢气,则气球所受浮力为 N,若将气球内的气体换为等体积、密度比空气大的气体,气球受到的浮力会 (选填“变大”“变小”或“不变”).(忽略气球自身厚度,ρ氢气≈0.09 kg/m3,ρ空气≈1.3 kg/m3,g取10 N/kg)
第5题图
6. (2025池州二模)把重10 N、底面积为0.01 m2的木块放在水面上,木块静止时漂浮在水面上(如图),此时木块浸入水中的深度为 m.(水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
第6题图
7. (沪科习题改编)如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程,其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是 ( )
第7题图
A. ①→② B. ②→③
C. ③→④ D. ④→⑤
8. (2025河南改编)曹冲称象的故事广为流传.如图,称象时,先让象站在船上,在船身与水面交界处做上标记.让象上岸后,再将石头装入船中,直至船身上的标记与水面重合,所装石头的质量即为大象的质量.下列说法正确的是 ( )
第8题图
A. 甲图中船排开水的重力与大象的重力大小相等
B. 船内石头增多的过程中船底受到水的压强变小
C. 船内石头增多的过程中船受到的浮力大小不变
D. 甲图中船所受浮力与乙图中船所受浮力大小相等
中档题
9. (人教习题改编)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,物体所受重力为4.8 N,当把物体逐渐浸在水中和盐水中时弹簧测力计的示数如图所示.(g、ρ水、ρ盐水已知)
第9题图
(1)对比乙、丙可以初步得出的结论是浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 ,对比丙、丁可以初步得出的结论是 .
(2)由题中信息可以计算出的物理量是 (写出两个即可).
10. (沪科习题改编)在某次抗洪救灾中,武警战士利用冲锋舟抢险救灾,冲锋舟自重为6×103 N,满载时排开水的体积为1.5 m3.(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)冲锋舟满载时所受的浮力是多少?
(2)新考法解决实际问题 假设每人的平均质量为60 kg,为保证安全,冲锋舟最多能承载多少人?
思维提升
11. 新考法科学推理 (2025烟台)如图所示,小明洗碗时发现,向漂浮在水面上的碗中加水,碗浸入水的深度越来越大,当水量增加到一定程度时,碗浸没水中,直至沉底.假如碗里水的质量是缓慢均匀增加的,则下列关于碗受到的浮力随时间变化规律的图像可能是 ( )
第11题图
参考答案
1. 受 不受 2. 10 3. 1 0.5 4. 4.0×108 变大
5. 26 不变 6. 0.1 7. A 8. D
9. (1)无关 物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大 (2)物体在甲、乙、丙、丁中受到的浮力;物体的质量、体积、密度;图甲中排开水的体积(任选两个)
10. 解:(1)冲锋舟满载时所受的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.5 m3=1.5×104 N
(2)冲锋舟满载时,设人的总重为G人,有G舟+G人=F浮
即:6×103 N+G人=1.5×104 N
求得:G人=9×103 N
由题意知G每人=mg=60 kg×10 N/kg=600 N
所以冲锋舟最多能承载的人数
n===15
11. D 第1讲 机械运动
基础题
1. (2025蚌埠一模)UTG是一种超薄柔性玻璃,用于制造折叠屏手机屏幕,目前国内已经研制出的超薄柔性玻璃,最薄厚度仅为30微米,该厚度为 m.
2. (人教图片改编)(2025江西改编)某同学遵照“红灯停,绿灯行,斑马线上安全行”的交通安全知识步行过马路,并用秒表先后记录了开始和结束时的时间,如图甲、乙所示,则该同学通过马路的时间为 s.
第2题图
3. (2025连云港)我国古代把女子一拃长称为“咫”,男子一拃长称为“尺”,“近在咫尺”形容距离很近.图甲中比例尺为1∶10,图乙是实际的刻度尺.图甲中“咫”与“尺”的长度相差约为 mm.实际“咫”与“尺”的长度相差约为 cm.
第3题图
4. 2025年9月3日,在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的阅兵式中,26架直升机组成“80”字样水平匀速飞过天安门广场,以 (选填“地面”或“其他直升机”)为参照物,其中一架直升机是运动的.
5. (2025陕西)小明每天坚持跑步,若他在周长为400米的跑道上跑了3圈,用时10分钟.则本次跑步的平均速度为 m/s,他在跑步过程中相对操场旁边的大树是 (选填“运动”或“静止”)的.
6. (2025山西)如图所示,小明家装修新房时想为落地窗安装一整块玻璃,需测量窗户的高度和宽度.下列是小明准备的四种测量工具,从测量的需要和操作简便性考虑,其中最合适的是 ( )
A. 分度值为1 mm、测量范围为3 m的钢卷尺
B. 分度值为1 cm、测量范围为50 cm的三角尺
C. 分度值为1 mm、测量范围为15 cm的钢直尺
D. 分度值为1 cm、测量范围为1.5 m的软尺
7. (2025北京)如图所示,游客在行驶的游船上欣赏京城水系美景.下列说法正确的是 ( )
A. 以桥为参照物,游船是运动的
B. 以河岸为参照物,桥是运动的
C. 以树为参照物,游船是静止的
D. 以游船为参照物,河岸是静止的
8. (2025合肥蜀山区二模)小明用蜡柱(如图甲)、透明玻璃管(管壁上标有刻度尺,刻度尺的0刻度线距离玻璃管底端有一点长度)、水、秒表等测量物体运动的速度,实验中将蜡柱放入装满水的透明管中,从底部由静止释放,蜡柱的底端经过刻度尺的0刻度线时开始计时,每隔5 s在管壁刻度尺上标记其位置.
第8题图
(1)某次蜡柱底端所在位置标记如图乙所示(箭头位置),则从开始计时蜡柱运动的路程为 cm;
(2)根据实验数据绘制出s-t图像如图丙,小明由图像判断蜡柱做匀速运动,他判断的依据是 .
9. (2025合肥瑶海区模拟改编)如图所示,重庆轨道2号线“穿”居民楼而过,山城复杂地形造就史无前例的震撼景象.一辆6节车厢编组(每节车厢长15 m)的列车,以72 km/h的速度沿平直轨道匀速行驶.
(1)列车行驶1 km需要的时间为多少秒?
(2)若该列车从刚进居民楼到完全穿过居民楼的过程中所花的时间为12.5 s,则楼的长度是多少米
第9题图
中档题
10. (沪科习题改编)用如图所示的激光测距仪测量从地球到月球的距离,激光在真空中的传播速度约为 3.0×108 m/s.在激光从地球发射到月球后再反射回地球的过程中,所需时间为 2.56 s,则地球到月球的距离为 m.
第10题图
11. (人教图片改编)小明和爸爸回老家时,某时刻看到爸爸驾驶的汽车上仪表盘指针如图甲所示.
第11题图
(1)此时汽车行驶的速度为 km/h.
(2)路边每隔相同距离就有一个路灯,汽车以该速度沿直线由第1根路灯杆行驶到第6根路灯杆用时15 s,则相邻两根路灯杆之间的距离是 m.
(3)如图乙为高速公路上的区间测速牌,图上“100”的含义是 ,汽车经过该路段用时5 min,则小明爸爸 (选填“超速”或“未超速”)行驶.
12. (2025合肥瑶海区三模)甲、乙两个物体同时同地向东做匀速直线运动,它们的s-t图像如图所示,下列说法错误的是 ( )
第12题图
A. 甲的速度比乙大
B. 以甲为参照物,乙向东运动
C. 8 s时甲、乙两个物体相距16 m
D. 通过24 m的路程甲比乙少用16 s
参考答案
1. 3×10-5 2. 16 3. 3.0 3.00 4. 地面
5. 2 运动 6. A 7. A
8. (1)26.53(或26.54或26.55) (2)s-t图像是正比例图像(或路程与时间成正比,合理即可)
9. 解:(1)由v=可知列车行驶1 km需要的时间
t=== h=50 s
(2)列车行驶的速度v=72 km/h=20 m/s
列车行驶的路程s′=vt′=20 m/s×12.5 s=250 m
则楼的长度l=s′-l车=250 m-6×15 m=160 m
10. 3.84×108 11. (1)60 (2)50 (3)最高车速为100 km/h 未超速 12. B第15讲 电与磁
基础题
1. 新考法知识结构图 (2025苏州)以下是《电磁转换》的相关知识结构图,请你补充完整.
第1题图
2. (2025福建)如图所示,将回形针掰直,磁化后放在树叶上,漂浮于水面,回形针在地球 的作用下,静止后指向南北.参照冬季午间太阳在南方,小草的影子偏向北方,进一步推测A端是回形针磁体的 极.
第2题图
3. (2025长沙改编)如图所示是一款悬浮月球灯,通电时,月球灯可悬浮在底座上方,右侧虚线框内是它的内部简化结构.月球灯悬浮利用了 .
第3题图
4. (2025合肥45中二模)如图所示,将电流表接入螺线管的电路中,电路接通后,A端为通电螺线管的N极,则电流表的“正接线柱”应接在 (选填“a”或“b”)端.
第4题图
5. (2025)综合实践活动中,小明将两个强磁铁固定在一节新干电池的两极上制成“小车”.如图所示,将“小车”从右侧入口完全推入由铜制裸导线密绕而成且固定在桌面上的螺线管中,“小车”会自动向前运动到达左侧,该过程“小车”运动的工作原理是 .
第5题图
6. (2025芜湖一模改编)用如图甲所示的“麦克风”讲话时,能将声信号转化为电信号;如图乙所示的“动圈式扬声器”能将电信号转化为声信号.这两种器材中 (选填“麦克风”或“动圈式扬声器”)的工作原理与发电机的工作原理相同.
第6题图
7. (2025遂宁改编)如图所示是将通电螺线管放入地球仪来模拟地磁场的简图,请用箭头在A点标出该处磁感线方向,并在括号内用“+”或“-”标出电源下端的极性.
第7题图
8. (沪科习题改编)模型可以帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的事物.下列磁感线模型正确的是 ( )
9. (跨学科实践:制作简易直流电动机)如图所示,是小海完成的跨学科实践作业——自制直流电动机,闭合开关后,位于磁铁正上方的线圈开始连续地转动,下列可以改变线圈运动方向的是 ( )
第9题图
A. 减小电源电压
B. 交换电源正负极
C. 换用磁性更强的磁铁
D. 同时交换磁极和电源正负极
10. (2025威海)我国某品牌电动汽车的减震系统具有能量回收功能:当车辆经过颠簸路面时,减震系统的上下运动带动电机内导体切割磁感线发电.下列选项中与其工作原理相同的是 ( )
11. (2025合肥瑶海区三模)闭合开关S后,小磁针静止时的位置如图所示,则下列说法正确的是 ( )
第11题图
A. 电源右端是负极
B. 向右移动滑片,通电螺线管磁性增强
C. 调换电源正、负极,小磁针N极指向不变
D. A点磁场方向和小磁针N极指向相同
12. (2025烟台)如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验的装置,下列关于该实验说法正确的是 ( )
第12题图
A. 该装置也可以探究通电导线在磁场中受到力的作用
B. 该装置也可以探究感应电流方向跟导体运动方向有关
C. 扬声器就是通过本实验的原理进行工作的
D. 闭合电路的部分导体在磁场中运动一定会产生感应电流
13. (2025成都)如图所示的是“探究通电螺线管的磁场方向”实验的示意图.对该实验的操作和分析,下列说法正确的是 ( )
第13题图
A. 闭合开关前,小磁针的S极指向地理的北极
B. 闭合开关小磁针静止时,S极的指向为该点的磁场方向
C. 改变图中螺线管电流方向,小磁针N极所指方向水平向右
D. 若没有小磁针,通电螺线管周围就没有磁场
中档题
14. (2025甘肃省卷)如图所示,甲、乙两个相同的装置分别由U形磁铁、导体棒和金属支架构成,导体棒ab和cd放在支架上,支架由导线连接.闭合开关并向右移动ab,cd也会随之向右移动,其中甲装置涉及的物理学原理是由 (选填“奥斯特”或“法拉第”)发现的,乙装置与 (选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”)的原理相同.
第14题图
15. (2025合肥寿春中学三模)如图所示的是“温度自动报警器”的电路图,图中金属丝下端与95 ℃刻度线对齐,温度超过95 ℃,铃响表示报警.下列说法正确的是 ( )
第15题图
A. 图中的A是电磁铁,通电后电磁铁的上方是S极
B. 控制电路电源的正、负极对调后不会影响自动报警器工作
C. 该液体温度计使用水银的主要原因是水银的密度很大
D. 如果要降低报警温度,需要将金属丝往上提
参考答案
1. ①磁效应 ②发电机 2. 磁场(或地磁场) S(或南)
3. 同名磁极相互排斥 4. a
5. 磁场对通电导体有力的作用(或通电导体在磁场中受到力的作用,合理即可)
6. 麦克风
7. 如答图所示
第7题答图
8. A 9. B 10. A 11. D 12. B 13. C
14. 法拉第 动圈式扬声器 15. B 第3节 大气压强 流体压强与流速的关系
基础题
1. 新考法小制作 (2025合肥寿春中学三模)人呼吸过程的模拟装置如图所示,当向下拉动橡皮膜时,橡皮膜向外凸起,此时,容器内的气压变小,气球在 的作用下体积变大,完成吸气过程.
第1题图
2. (2025江西)如图所示,飞机的机翼是仿照鸟的翅膀设计出来的,气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,机翼下方的空气压强比上方的空气压强 ,于是产生向上的升力;飞机升得越高,受到的大气压越 .
第2题图
3. (2025广西)大气压强与我们的生活息息相关,能证实大气压强存在的实例是 ( )
A. 用吸管吸水
B. 用筷子夹菜
C. 用细线切豆腐
D. 用削笔刀削铅笔
4. (2025南充)生活中,有很多物体会出现“胀”起来的现象,下列描述中“胀”起来的原理与其他三项不同的是 ( )
A. 胎压正常的车轮胎,行驶到高原就“胀”起来
B. 正常密封的食品袋,带到高海拔就“胀”起来
C. 地面释放的氢气球,飞到高空中就“胀”起来
D. 制作馒头的白面团,发酵过程中就“胀”起来
5. (2025山东省卷)小华观察发现:同一河流,狭窄处比宽阔处水流更湍急.受此启发,他结合所学物理知识,设计了四种装置吸取液体肥,用于学校劳动基地水肥一体化灌溉,各装置剖面如图所示.在左端管口横截面积和水流流速相同的情况下,下列设计中吸肥最快的是 ( )
中档题
6. 新考法科学推理 (2025合肥45中三模)小明水平抛出剖面图形状如图甲所示的圆形玩具飞盘,初始阶段飞盘会沿轨迹乙爬升,则在该阶段飞盘的凸面应该向 (选填“上”或“下”).
第6题图
7. 新考法字母推导 (2025合肥肥东县模拟)一容器内装入适量的水后,用软木塞塞住容器口,将一根两端开口的细玻璃管插入木塞并延伸到水面以下,水的密度为ρ水,通过细管向容器内吹口气,细玻璃管中的水面静止后如图所示,测出容器内的水面距离细玻璃管内的水面的高度为h1,容器内的水面距离容器底部的高度为h2,若此时大气压强为p0,g为已知量,则容器内气体的压强p= (用题目中的已知量表示).
第7题图
参考答案
1. 大气压 2. 大 低(或小)
3. A 4. D 5. A 6. 上 7. p0+ρ水gh1 第2节 液体压强
基础题
1. (人教图片改编)如图所示,水能从a、b两个相同的小圆孔中喷出,说明液体对容器的 有压强;b孔中的水喷得更远,说明液体内部的压强随着深度的增加而 .
第1题图
2. (2025威海节选)如图甲所示,摄影师拍摄到水底有亮、暗相间的条纹,条纹随着水面波动发生变化,水波如图乙所示,此时水中A点受到水的压强 (选填“>”“=”或“<”)B点受到水的压强.
第2题图
3. (2025成都改编)三峡大坝是当今世界上最大的水利枢纽之一,如图所示,当三峡大坝的蓄水位达到175 m时,水对大坝底部产生的压强为 Pa;轮船过大坝要经过五级船闸,船闸应用了 原理.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
第3题图
4. (2025合肥瑶海区三模)目前,人类发现海水最深处的鱼是狮子鱼,若一条成年狮子鱼身体表面0.1 m2面积上所受的海水压力为8×106 N,则该狮子鱼在海水中所处深度为 m.(海水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
5. (2025合肥42中三模)医学专家研究发现,儿童和青少年如果经常玩电子游戏,易患早期高血压,正常人体舒张压(俗称低压)应低于90 mm汞柱产生的压强,则正常低压应低于 Pa.(汞的密度是13.6×103 kg/m3,g取10 N/kg)
6. (沪科习题改编)(2025合肥瑶海区二模)如图所示,一个薄壁容器放在水平桌面上,它的底面积为0.01 m2,内装有4.5 kg的水,深度为30 cm,水对容器底部的压力为 N.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
第6题图
7. (2025扬州改编)2025年1~5月份,扬州地区降雨偏少,固定在河床上的水位尺显示水位较去年同期低.如图,水位尺上 P点较去年同期 ( )
第7题图
A. 深度不变 B. 深度变大
C. 压强变小 D. 压强不变
8. (沪科习题改编)(2025乐山)如图所示,水平桌面上两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种液体,已知A、B两点处的液体压强相等,则两种液体的密度关系为 ( )
第8题图
A. ρ甲>ρ乙
B. ρ甲<ρ乙
C. ρ甲=ρ乙
D. 无法判断
9. 新考法逆向思维 (2024无锡)如图所示,将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中,金属盒面的朝向不同,但U形管液面的高度差相等,要观察到这样的实验现象,需要控制的实验条件是 ( )
第9题图
A. 同一个人操作
B. 液体质量相等
C. 操作时间相等
D. 金属盒面的中心在液体中的深度相等
10. 新考法创新装置 (2025苏州)如图甲,在透明密闭塑料盒的上下左右四个面上开了六个相同圆孔,在孔的位置蒙上相同的橡皮膜a、b、c、d、e、f,将它压入水中后,出现如图乙所示的现象.
第10题图
(1)通过观察橡皮膜 的形变可知,水的内部有向上的压强;
(2)通过观察橡皮膜b、c或f、e的形变可知, 越大,水的压强越大;
(3)想探究同一深度处,各水平方向是否都有压强,接下来的操作是: .
11. (沪科内文改编)海水里有着惊人的压强,300米是世界大多数潜艇的极限深度.在300米的深海里,人会像被挤压住了一样,连抬手、动脚等动作都会很费力.ρ海水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg.求:
(1)位于深海300米处的潜艇受到的海水压强;
(2)某品牌的潜水服能承受水的最大压强是6.5×105 Pa.则该潜水服上每平方厘米面积上能承受的最大压力;
(3)穿着这件潜水服的潜水员在水中下潜的最大深度.
中档题
12. (北师图片改编)(2024广州改编)某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示,若ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg,水龙头关闭时,c处所受水的压强为 Pa.
第12题图
13. 新考法字母推导 (2025合肥38中三模)如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭.现往左侧注水,橡皮膜发生形变,接着往右侧注某液体,直到橡皮膜变平.测得左侧水面到容器底的深度为h1、到橡皮膜中心的深度为h2;测得右侧液面到容器底的深度为h3、到橡皮膜中心的深度为h4.若水的密度用ρ水表示,则液体密度ρ液= (选用题中符号表示).
第13题图
14. (人教习题改编)小明每天早上习惯喝一瓶牛奶,如图所示的一瓶牛奶,先正立放置在水平桌面上(图甲),再倒立放置(图乙).下列判断正确的是 ( )
第14题图
A. 甲图中瓶子对桌面的压力比乙图的大
B. 乙图中瓶子对桌面的压强与甲图相等
C. 甲图中牛奶对瓶底的压强小于乙图中牛奶对瓶盖的压强
D. 甲图中牛奶对瓶底的压力等于乙图中牛奶对瓶盖的压力
参考答案
1. 侧壁 增大 2. > 3. 1.75×106 连通器
4. 8×103 5. 12 240 6. 30 7. C 8. A 9. D
10. (1)d (2)深度 (3)保持塑料盒在水中的深度不变,绕某一竖直轴转动塑料盒,改变橡皮膜朝向,观察形变程度变化(其他答案合理也可)
11. (1)3×106 Pa (2)65 N (3)65 m
12. 1.3×105 13. ρ水 14. C知识结构化——压强知识综合练
(以“生活情境”为任务情境)
生活器材、事例、用品中往往蕴含着很多压强相关问题.请完成第1~3题.
1. [生活器材](人教图片改编)“做中学”是一种重要的学习方式,小明用吸管进行科学研究,说法正确的是 ( )
第1题图
A. 图甲:吸管的一端做得很尖,是为了减小压强
B. 图乙:将瓶子倒过来,瓶内的水会从吸管中流出来
C. 图丙:用吸管自制温度计显示温度高低,利用了液体热胀冷缩的性质
D. 图丁:用吸管对着两个乒乓球的中间吹气,乒乓球会向两边分开
2. [生活事例](2025合肥庐阳中学二模)如图所示的四个事例中,关于压强的说法正确的是 ( )
第2题图
A. 甲图中,压路机的碾子做得很大,是为了增大受力面积
B. 乙图中,将压强计的探头往下按,U形管两侧液面的高度差会变小
C. 丙图中,加热后再密封的铁桶被压扁,证明大气有压强
D. 丁图中,向管B中用力吹气时,管A中液面将会下降
3. [生活用品]如图所示的智能饮料机可提供清水、咖啡、果汁等不同饮品.打开开关,按压功能键一次,喷嘴可持续工作10 s,每秒流出饮品20 mL.将一平底薄壁柱状空杯放在水平杯座上接饮品,空杯质量为0.1 kg,底面积为20 cm2.ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg.
第3题图
(1)智能饮料机在抽取密封饮料盒中的液体时,若先通入空气,可以避免因盒内气压 (选填“增大”或“减小”)而导致液体无法流出,此时饮料的流出主要依靠 (选填“大气压”或“液体压强”)的作用;
(2)求空杯对杯座的压强;
(3)接水时,按键一次,水对杯底的压强是多少?
(4)接饮料时,按键一次,杯座受到的压强为1.7×103 Pa,求饮料的密度.
参考答案
1. C 2. C
3. (1)减小 大气压
解:(2)空杯的重力为G=mg=0.1 kg×10 N/kg=1 N
空杯对杯座的压力等于自身重力,对杯座的压强为p====500 Pa
(3)按键一次,流出水的体积为V=20 mL/s×10 s=20 cm3/s×10 s=200 cm3=2×10-4 m3
流出水的质量为m水=ρ水V=1.0×103 kg/m3×2×10-4 m3=0.2 kg
流出水的重力为G水=m水g=0.2 kg×10 N/kg=2 N
接水的为柱状杯,则水对杯底的压力大小等于水的重力大小,水对杯底的压强为p水====1 000 Pa
(4)接饮料时,按键一次,杯座受到的压强为1.7×103 Pa
则杯座受到的压力为F总=p总S=1.7×103 Pa×20×10-4 m2=3.4 N
杯座受到的压力等于饮料和杯子的总重力
饮料的重力为G饮料=G总-G=F总-G=3.4 N-1 N=2.4 N
饮料的质量为m饮料===0.24 kg
接饮料时,按键一次,接饮料的体积与接水的体积相同
饮料的密度为ρ饮料===1.2×103 kg/m3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)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)第16讲 电磁波及其应用 能源与可持续发展
1. (2025广西)2025年4月25日,神舟二十号和神舟十九号航天员在中国空间站胜利会师,激动人心的画面通过 波传遍全世界,该波 (选填“能”或“不能”)在空气中传播.
2. (2025河南)中国空间站为人类探索太空贡献着中国力量.空间站主要靠太阳能帆板提供能源,帆板工作时将太阳能直接转化为 能.太阳能清洁无污染,是可再生能源,请再列举出一种可再生能源: .
3. (2025巢湖一模)“玲珑一号”是我国研发的新一代小型核电机组,它利用如图所示的核 (选填“裂变”或“聚变”)释放的能量来发电.
第3题图
4. (2025广东省卷)如图所示的是我国自主研制的隐身战斗机歼-35A,其与地面通信是利用 ( )
第4题图
A. 电磁波 B. 超声波
C. 次声波 D. 光导纤维
5. (2025成都)关于电磁波的认识,下列说法正确的是 ( )
A. 电磁波在真空中的传播速度为340 m/s
B. 操作人员通过电磁波遥控无人机
C. 雷达主要利用电磁波的能量特性工作
D. 骨骼检查使用的X光不是电磁波
6. (2025山东省卷)下列属于不可再生能源的是 ( )
A. 风能 B. 地热能
C. 石油 D. 太阳能
7. (2025湖北省卷)使用下列燃料符合低碳生活理念的是 ( )
A. 石油 B. 煤炭
C. 木柴 D. 氢燃料
8. (2025武汉)2025年5月14日,我国自主三代核电“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组实现连续安全稳定运行1 000天,持续向社会稳定输送清洁电能超370亿度,如图所示是“华龙一号”全球首堆外景.下列有关说法错误的是 ( )
第8题图
A. 核能属于不可再生能源
B. 核电站利用核反应堆通过可控核裂变释放核能
C. 核反应堆将核能直接转化为电能
D. 核废料具有放射性,一般深埋在人烟稀少的地方
9. (2025泸州)中国科技发展日新月异,对以下重大成果中涉及的物理知识解释不正确的是 ( )
A. 白鹤滩水电站年均发电量624亿千瓦时——水力发电是将机械能转化为电能
B. “天问二号”小行星探测器遨游太空——探测器在太空中通过电磁波与地面站联系
C. 中国空间站利用太阳能电池板供电——太阳能属于清洁能源
D. 中国突破了“人造太阳”1亿摄氏度持续1 000秒的技术——该反应为核裂变
参考答案
1. 电磁 能
2. 电 风能(或水能或地热能或潮汐能等) 3. 裂变
4. A 5. B 6. C 7. D 8. C 9. D第9讲 光现象
基础题
1. (传统文化)(2025长沙改编)《墨经》中记载了小孔成像的实验.其成像原理如图所示,这是利用了光的 .
第1题图
2. (2025南充)研学活动中,左图是某同学在参观博物馆时,通过玻璃橱窗看到自己的影子,这是由光的 形成的;右图是走出博物馆后,看到天空出现的彩虹,这是光的 现象.
第2题图
3. (2025青海省卷节选)小文站在平面镜前1 m处梳头发时,镜中的像距离小文 m,镜中的像是正立、等大的 像.
4. (2025宜宾)自长江十年禁渔的政策实施以来,长江里的鱼儿越来越多.在一段清澈的江水中游来游去的鱼儿,看见岸上的“人”会比实际的人更 (选填“高大”或“矮小”),这是因为光发生了 现象.
5. (2025合肥包河区三模改编)如图所示,将一束光从一种介质斜射入另一种介质中,光发生了反射与折射,根据光的反射定律和光的折射规律可知图中折射光线与分界面的夹角为 .(填写夹角的度数)
第5题图
6. (2025贵州)如图所示,一束阳光经窗玻璃反射进入眼睛,请画出图中反射光线对应的入射光线.
第6题图
7. (人教习题改编)(2025合肥45中二模)如图所示,一束光从空气斜射入玻璃砖中(玻璃砖上下表面平行),请在图中画出光线从玻璃砖下表面射出的光路图,并在图中标注该出射光线对应的折射角大小.
第7题图
8. (人教习题改编)小明站在湖边看日出,同时也看到了水中的太阳,请在图中画出他看到水中太阳的光路图.
第8题图
9. (2025陕西)古人发现,随着太阳的移动,物体的影子也会发生相应的变化.我国古代的计时仪器——圭表就是根据此现象发明的.如图所示是圭表计时的原理图.圭表计时用到了 ( )
第9题图
A. 光的反射 B. 光的折射
C. 光的直线传播 D. 光的色散
10. (2025湖南省卷)如图,农户在果树下铺上银色地膜,使果实能接收到更多的光照,促进果实着色,提高品质.这主要利用了银色地膜对光的 ( )
第10题图
A. 反射 B. 折射
C. 色散 D. 直线传播
11. (2025苏州)如图所示是苏州园林中的景象,由光的折射形成的是 ( )
12. (2025成都)解锁城市灯火,感受巴蜀风情.今年“五一”假期,成都“锦江花月夜”主题活动中,7米高的巨型花灯“花花”浮在水面上,如图.下列说法正确的是 ( )
第12题图
A. 人们看到水面上的“花花”,是因为光发生了镜面反射
B. 水中的鱼看到水面上的“花花”,是因为光沿直线传播
C. “花花”在水中的倒影,是光的反射形成的虚像
D. “花花”在水中倒影的高度大于7米
中档题
13. (2025合肥新站区一模)一束光线从空气斜射到某液面上,发生了光的反射和折射现象.入射光线与液面的夹角为30°,反射光线与折射光线的夹角为90°,则折射角的大小为 °.
14. (2024扬州)如图所示,夜晚,小华通过可左右推拉的竖直窗户玻璃观察发光吊灯的像和自己的像.增大吊灯的亮度,观察到吊灯的像更 .小华靠近玻璃窗观察,她像的大小 ,她与像之间的距离 .向右推动玻璃窗,吊灯像的位置 .(本题后3空填变化情况)
第14题图
15. (2025合肥包河区一模)如图所示,若要使图中墙壁上的目标被反射光照亮,在激光笔位置保持不变的情况下,可以将平面镜 ( )
第15题图
A. 水平向右移适当距离
B. 水平向左移适当距离
C. 竖直向下移适当距离
D. 竖直向上移适当距离
16. 新考法创新装置 (2025龙东)如图所示,小张同学在进行“探究光反射时的规律”的实验时,他把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张带有量角器的纸板竖直立在平面镜上.
第16题图
(1)他应选择 (选填“光滑”或“粗糙”)的纸板,因为光在纸板上发生 反射,可以在不同方向都能看到光的径迹.
(2)如图,小张同学用一束光a贴着纸板E射向O点,经平面镜反射,在另一侧纸板F上出现反射光a′.改变光束入射的角度,多做几次实验.由图可以得出,反射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角.根据这个分析可知,如果一束光从d点射向O点,反射角的大小是 .
(3)他用一束光逆着b′的方向射向O点,在纸板E上出现的反射光逆着b的方向射出.由这个现象可以初步得出的结论是: .要得出普遍规律,接下来应该进行的具体操作是: .
参考答案
1. 直线传播 2. 反射 色散 3. 2 虚
4. 高大 折射 5. 60°
6. 如答图所示
第6题答图
7. 如答图所示
第7题答图
8. 如答图所示
第8题答图
9. C 10. A 11. B 12. C
13. 30 14. 清晰 不变 减小 不变 15. D
16. (1)粗糙 漫 (2)等于 30° (3)在光的反射现象中,光路是可逆的 用一束光逆着a′(或c′)的方向射向O点,观察反射光(合理即可)微专题2 电路连接、识别与设计
基础题
1. (2025陕西)如图,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接.要求:小灯泡L1与L2串联,电压表测量小灯泡L1两端的电压.
第1题图
2. (2025安徽新考法·特殊方法测电阻类电路连接)在测量定值电阻的阻值时,电压表损坏,于是小明利用已知最大阻值的滑动变阻器设计了如图甲所示的电路,也能测出定值电阻的阻值,请根据电路图完成图乙实物电路的连接.
第2题图
3. (沪科习题改编)如图是测量小灯泡电阻阻值的实物电路图,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画 “×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接方式.
第3题图
4. (2025自贡)根据下方“测量小灯泡的电功率”实验的实物图,在虚线框内完善电路图.
第4题图
5. (人教习题改编)如图所示是防倾斜报警电路原理图,图中S为重力开关,金属棒a可绕悬挂点O转动,报警电路固定在物体上,当物体处于竖直方向,a在导线A、B中间,物体向左偏离竖直方向时,灯泡L1亮,电铃响;物体向右偏离竖直方向时,灯泡L2亮,电铃响,请你按要求完成电路连接.
第5题图
6. (2024青海)“飞天”兴趣小组设计了如图所示的头盔两侧照明灯电路图,其电路连接方式为 联,照明灯两端的电压 (选填“相同”或“不同”).
第6题图
7. (沪科习题改编)如图是一个简化的电冰箱电路图,其中是压缩机用的电动机,L是电冰箱内的照明灯泡,以下说法正确的是 ( )
第7题图
A. 开关S1控制整个电路
B. 开关S1闭合,照明灯泡不发光,电动机工作
C. 开关S2闭合,照明灯泡不发光,电动机工作
D. 开关S1、S2都闭合时电动机与小灯泡是串联的
8. (人教习题改编)(2025)一种具有报警功能的文物展示台内部结构及报警电路如图所示,当文物放置在金属片②上时,弹簧会被压缩.下列说法正确的是 ( )
第8题图
A. 文物被盗后灯不亮,铃响
B. 文物被盗后,灯和电铃组成并联电路
C. 文物放置在展示台上时灯不亮,铃不响
D. 文物放置在展示台上时电铃被短路
9. (沪科习题改编)某火车车厢后面有两间厕所,只有当两间厕所的门都关上时,车厢指示灯才会发光,指示牌显示“有人”字样,提醒乘客两间厕所内都有人.图中符合上述要求的电路是 ( )
10. (2025江西)某智能门锁通过指纹识别或者芯片感应均可驱动门锁电机开门.如图所示,是某组同学为该门锁设计的四个电路(开关S1表示指纹识别元件,开关S2表示芯片感应元件、表示门锁电机、R0表示保护电阻),其中通过闭合S1或S2均能开门的是 ( )
11. (2025湖北省卷)某款家用蒸汽洗地机设计为:开关S1控制电机和同时工作,实现洗地和污水回收;开关S2单独控制电阻R加热水产生蒸汽;一旦机器发生倾倒,开关S3断开整个电路.下列电路图符合设计要求的是 ( )
中档题
12. (2025烟台改编)如图所示,闭合开关,两个小灯泡L1和L2均能发光.下列关于该电路的分析正确的是 ( )
第12题图
A. 若甲为电流表,则两灯一定串联
B. 若乙为电流表,则乙测L1的电流
C. 若丙为电流表,则丙测L1的电流
D. 若甲为电流表,则乙可能为电压表
13. (2025合肥42中二模)请在图中的三个虚线框内,选填“电源”“小灯泡L1”和“小灯泡L2”的电路图符号连入电路,并满足两灯组成并联电路且开关只控制灯L2,则下列连接方式正确的是 ( )
第13题图
A. a填电源、b填小灯泡L2、c填小灯泡L1
B. b填电源、a填小灯泡L2、c填小灯泡L1
C. a填电源、b填小灯泡L1、c填小灯泡L2
D. b填小灯泡L1、a填小灯泡L2、c填电源
参考答案
1. 如答图所示 2. 如答图所示
第1题答图 第2题答图
3. 如答图所示 4. 如答图所示
第3题答图 第4题答图
5. 如答图所示
第5题答图
6. 并 相同
7. C 8. D 9. A 10. B 11. D 12. C 13. A第2讲 质量与密度
基础题
1. (2025贵州)由轻量化材料制成的飞机部件,在体积相同时质量更小,是由于这类材料密度较 (选填“大”或“小”)的缘故.
2. (2022课标素材改编)在拍摄影视剧时,剧中滚落的石头是用泡沫塑料制作而成的,泡沫塑料的密度为0.2 g/cm3,该密度值的物理意义是 .
3. 徽墨是中国传统制墨技艺中的珍品,也是闻名中外的“文房四宝”之一,小明用天平测量一块徽墨的质量,当天平平衡时右盘中的砝码和游码的位置如图所示,则该徽墨的质量为 g.
第3题图
4. (2025成都)小殷测量红砖的密度,他采集了一块红砖样本,先用天平测出其质量,再用装有适量水的量筒测出其体积.由于红砖吸水,导致他计算出的红砖密度偏 ;要想更准确测出红砖样本的体积,可采取的方法有 .(写出一条即可)
5. (2025合肥包河区四模)某物质A的密度与体积的关系如图所示,则图中阴影部分的面积表示物质A的质量,为 kg.
第5题图
6. (传统文化)(2025湖北省卷节选)律管是古人用来给乐器定音的工具,据文献记载,黄钟律管还曾作为汉代统一度量衡的标准,如图所示,管长九寸(约20 cm),在管腔中装满大小适中的黍,体积为一龠(约10 mL),质量为十二铢(约7.8 g),由此推算汉代一寸约为 cm(保留两位小数),黍的密度约为 g/cm3.
第6题图
7. (沪科习题改编)登雪山用的氧气瓶中原来装有质量为m的氧气,攀登过程中用掉了m,下列说法正确的是 ( )
A. 瓶中氧气的密度不变
B. 瓶中氧气的质量不变
C. 瓶中氧气的密度是原来的
D. 瓶中氧气的密度是原来的
8. (2025山西)制作航天器部件的材料常需要满足“低密度、高强度”等条件.航天小组的同学们调查了铝合金和碳纤维两种材料,其质量与体积关系如图所示.分析图像可知 ( )
第8题图
A. 铝合金的密度为5.4 g/cm3
B. 碳纤维的密度是铝合金的2倍
C. 质量相同时,用铝合金制成的实心部件体积较大
D. 体积相同时,用碳纤维制成的实心部件质量较小
9. (2025合肥瑶海区一模)小明在学校利用天平和量筒测量小石块的密度.
(1)实验时发现放在水平桌面上的天平指针位置如图甲所示,小明应该首先确认 ,再调节平衡螺母;
第9题图
(2)测量小石块质量时,天平平衡时砝码及游码的位置如图乙所示,测量小石块的体积的操作过程如图丙所示,则小石块的密度为 kg/m3.
10. (2025内蒙古)物理课外实践小组在制作面皮活动中,需要用面粉和水调制出最佳密度为1.1~1.2 g/cm3的面浆水,如图甲所示.为了检验调制的面浆水是否合格,进行了如下实验.
第10题图
(1)将托盘天平放在水平工作台上,游码移至标尺左端的 处,发现指针左右摆动情况如图乙所示,接下来的操作是 ,使横梁水平平衡.
(2)如图丙,测出面浆水和烧杯的总质量;将烧杯中适量的面浆水倒入量筒中,如图丁,量筒中面浆水的体积为 cm3;如图戊,再测出剩余面浆水和烧杯的质量.根据测量数据可知倒出的面浆水的质量为 g,面浆水的密度为 g/cm3.
(3)根据上述结果,为了得到最佳密度的面浆水,需要向面浆水中加适量的 .
(4)为了减小测量误差,将烧杯中的面浆水倒入量筒的过程中需要注意 .(写出一条即可)
11. (人教习题改编)捏泥人是我国传统的民间技艺,其所用土坯质量分布均匀.现用一块边长为10 cm、质量为2.5 kg的立方体土坯捏泥人,最后雕琢成型的泥人质量为2.0 kg.求:
(1)土坯的密度;
(2)泥人的体积.
中档题
12. 新考法科学论证 (2025福建改编)“七星漂”钓法是我国传统钓鱼方法之一,钓组由浮子、钓线、坠子、鱼钩和鱼饵组成,如图.钓组入水后,坠子将鱼饵快速拉向水底.为了减小水的阻力,坠子体积宜小.若有铝和铅两种材料,在其他条件相同时,应选择 (选填“铅”或“铝”)制作坠子更合适,选择的理由是 .(ρ铝=2.7 g/cm3,ρ铅=11.3 g/cm3)
第12题图
13. (沪科习题改编)空心砖在建筑施工中广泛使用.如图,质量为3.6 kg的某型号空心砖,空心部分占总体积的40%.砖材料的密度为 kg/m3.
第13题图
14. (2025合肥瑶海区模拟)国家标准规定以A0、A1、A2、B1、B2 等标记来表示纸张幅面规格,以“克重”来表示纸张每平方米的质量.小明家新买回一包A4打印纸,包上标注着“80 g/m2”字样.小明通过计算知道这种纸张的厚度为 m.(已知:这种纸的密度是0.8×103 kg/m3)
15. (2022课标素材建议改编)(2025池州模拟)小明利用家中的电子秤及烧杯测量醋的密度,他先将醋倒入烧杯中,体积如图甲所示,此时电子秤的示数为104 g,再将烧杯中的醋倒出一部分后,如图乙所示,电子秤的示数变为87 g.下列选项正确的是 ( )
第15题图
A. 醋的密度为0.85×103 kg/m3
B. 醋的密度为2.175×103 kg/m3
C. 烧杯的质量为87 g
D. 烧杯的质量为17 g
思维提升
16. (2024南充)小洋研究液体密度时,用两个完全相同的容器分别装入甲、乙两种液体,并绘制出总质量m与液体体积V的关系图像如图所示,由图像可知 ( )
第16题图
A. 容器的质量是20 kg
B. 甲液体密度是2.0 g/cm3
C. 乙液体密度是1.2 g/cm3
D. 密度为0.8 g/cm3的液体的m-V图像应位于Ⅲ区域
17. 新考法创新器材 (2025山东省卷节选)镓铟锡合金常温下处于液态且无毒.物理科创小组的同学们打算测量其密度.
(1)测量密度前,为了提高液体体积测量的精确度,应在图甲所示的三种注射器中选择 (选填“5 mL”“20 mL”或“30 mL”)的注射器.
第17题图
(2)同学们先测量了所选用注射器的质量m0,随后用注射器抽取适量的镓铟锡合金.他们发现抽取液态合金时,注射器中会有气泡,于是将气泡排出后,读取合金的体积V,并用天平测量它们的总质量m总.将测量和计算出的数据填入表格.
实验次数 注射器的质量m0/g 注射器和合金总质量m总/g 抽取的合金体积V/mL 合金密度ρ/(g·cm-3)
1 6.2 13.9 1.2 6.4
2 28.5 3.6 6.2
4.0
第3次实验所测m总如图乙所示,为 g,计算得合金密度为 g/cm3.
通过三次实验,得到所测镓铟锡合金的密度为 g/cm3.
第17题图丙
(3)交流评估时,小明回想起,测量液态合金体积过程中,注射器零刻度线前端接口处,还有一小部分液体,如图丙所示,这部分液态合金体积未被计入,会导致密度的测量结果 (选填“偏大”或“偏小”).请你利用现有器材设计实验,消除这一小部分液体带来的影响,测得更准确的密度值.简要说明你的实验思路 .
参考答案
1. 小 2. 体积是1 cm3的泡沫塑料的质量为0.2 g
3. 47.4 4. 大 测体积前吸足水(合理即可)
5. 1.5×103 6. 2.22 0.78 7. D 8. D
9. (1)游码是否调零 (2)2.74×103
10. (1)零刻度线 将平衡螺母向左调 (2)40 52 1.3 (3)水 (4)量筒要稍微倾斜,以防溅出
11. 解:(1)立方体土坯的体积:V=L3=(10 cm)3=103 cm3=1×10-3 m3
则土坯的密度:ρ===2.5×103 kg/m3
(2)将土坯制作成泥人后,土坯的密度不变,因此泥人的体积
V′===8×10-4 m3
12. 铅 ρ铅>ρ铝,在质量m相同时,由ρ=可知,V铅13. 2×103 14. 1×10-4 15. A 16. D
17. (1)5 mL (2)31.4 6.3 6.3 (3)偏大 先用注射器抽取适量液态合金并测量注射器和液态合金的总质量,然后推出部分液态合金,并记录液态合金体积的变化量ΔV,最后测量注射器和剩余液态合金的总质量,计算注射器和液态合金质量的变化量Δm,进而利用ρ=计算合金液的密度(二)力学实验(10年11考)
实验4 测量固体和液体的密度(2017.18)
4. 新考法创新装置学习了密度的知识后,物理学习小组的同学想要测量黄豆的密度.
甲 乙
丙
第4题图
(1)小组同学先将天平放在水平桌面上,调节天平水平平衡.先测量出空烧杯的质量为20.2 g,然后向烧杯中装入适量饱满的黄豆并放到天平左盘上,按照正确的方式加减砝码并移动游码,天平水平平衡时,砝码和游码的位置如图甲,则烧杯中黄豆的质量为 g.
(2)测量黄豆的体积时,同学们设计了两种方案:
①在量筒内倒入适量细沙,如图乙所示,将烧杯中的黄豆缓慢倒入量筒的沙中,并将黄豆全部埋入沙中,此时量筒的读数为80 mL;
②将烧杯中的黄豆倒入空量筒中,抖动量筒,使黄豆表面平整,读出黄豆的体积为50 mL.
小组同学针对以上两种方案进行了分析,方案 (选填“①”或“②”)的体积测量结果误差更小,此方案中所测黄豆的密度为 kg/m3.
(3)实验结束后,同学们又想测量豆浆的密度,将杠杆放在水平台上,调至水平平衡,在杠杆两侧悬挂相同的小桶(质量不计),将豆浆倒入左侧桶内,给右侧桶内加水直至 ,如图丙所示;将小桶内的豆浆和水分别全部倒入空量筒内,读数为V1、V2,则豆浆的密度表达式ρ豆浆= .(用已知量和测量量表示,水的密度为ρ水)
(4)上述实验中,小组同学测量的是适量黄豆的质量和体积,而不是一粒黄豆的质量和体积,原因是 .
实验5 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关(2019.18)
5. 新考法创新装置 (2025绥化)在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小轩设计了如下实验.(实验所用铁块的长、宽、高不同,每个面的粗糙程度都相同;两小车材料相同)
步骤一:如图甲所示,小轩用水平向左的拉力F拉动放在水平面上的平板小车1,观察并记录4 s内拉力传感器的示数,绘制了如图乙所示的图像;
步骤二:将同一铁块以同种方式放置在平板小车2上,如图丙,用电动机向左水平拉动放在水平面上的平板小车2,再用弹簧测力计竖直向上拉铁块,读出弹簧测力计和拉力传感器的示数,记录在表格中.
甲 乙
丙
第5题图
实验次数 铁块重力/N 弹簧测力计示数/N 拉力传感器示数/N
1 5 0 1.5
2 5 1.0 1.2
3 5 2.0 0.9
(1)在步骤一中,当平板小车1开始运动时,铁块受到的摩擦力为 N.
(2)步骤二第1次实验中拉力传感器的示数比步骤一中1~4 s内拉力传感器的示数小,由此可知滑动摩擦力的大小与 有关.
(3)通过分析表中数据,可得出结论: .
(4)若用该铁块探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关,他的操作应是 .
(5)小轩认为:该实验中水平面应尽量光滑,否则会使拉力传感器的示数偏大.他的说法 (选填“合理”或“不合理”),请说明理由: .
实验6 探究液体压强的影响因素(2024.18,2022.18)
6. 新考法创新装置 (2025合肥蜀山区一模)小南利用生活器材自制了薄壁实验箱来探究“液体压强大小与什么因素有关”,实验操作如下:
(Ⅰ)如图(a)所示,实验箱分为内箱A与外箱B,内箱A固定在外箱B的内侧,内箱A下部有一圆形孔C,在圆孔C上蒙上了一层橡皮膜,开始时橡皮膜是平的.
(Ⅱ)先在A箱中不断加水,实验现象如图(b)、(c)所示.
(Ⅲ)然后在B箱中加入一定量盐水,使盐水和水的液面相平,实验现象如图(d)所示.(已知ρ盐水>ρ水)
(a) (b) (c) (d) (e)
第6题图
(1)实验中,小南通过观察橡皮膜的形变程度来反映液体压强的大小,由图(d)现象可知,液体深度相同时,密度越大的液体产生的压强越 .
(2)小南还利用薄壁实验箱测量出某未知液体的密度,如图(e)所示,在A箱中加入水,在B箱中加入某未知液体,使橡皮膜变平,用刻度尺测得此时h1=18cm,h2=6cm,h3=8cm.则未知液体的密度为 kg/m3.(已知ρ水=1.0×103kg/m3)
实验7 探究浮力大小与哪些因素有关(2021.19)
7.(2025长沙)如图是探究浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关的实验过程.
甲 乙 丙 丁
第7题图
(1)实验时,应先将弹簧测力计在 方向调零;
(2)乙图中物体所受浮力为 N;
(3)请你分析实验数据,判断物体所受浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关,并说明理由. .
实验8 探究杠杆的平衡条件(2022.19)
8. 新考法创新装置小溪同学利用直尺和若干枚一元硬币(质量都相等)进行了“探究杠杆平衡条件”的实验,其装置如图甲所示.
甲 乙
第8题图
(1)小溪调整直尺使支点位于直尺中点位置,其目的是 ,并使其在水平位置平衡,在直尺上标出距离相等的7个点,O为支点.
(2)小溪分别在O点的两侧不同的位置,将不同数量的一元硬币用细线系住挂在直尺上,使直尺始终在水平位置平衡,并将数据信息填入表格中.如图乙所示,为第2次实验时的情景,经分析可知,第2次实验中的“☆”处应填的内容是 .
实验次数 硬币个数/个 动力臂l1/cm 硬币个数/个 阻力臂l2/cm
1 2 10 4 5
2 3 10 2 ☆
3 1 15 3 5
(3)小溪分析数据,由于每个硬币的质量都是相等的,通过每次实验中硬币的个数可以反映硬币对直尺的拉力,即动力F1和阻力F2的关系.于是得出杠杆的平衡条件是 .(用F1、F2、l1、l2表示)
参考答案
4.(1)56 (2)① 1.4×103 (3)杠杆水平平衡
ρ水 (4)这样操作可减小测量误差
5. (1)2 (2)接触面的粗糙程度 (3)在接触面的粗糙程度相同时,压力越小(大),滑动摩擦力越小(大) (4)在其他条件相同时,换用同一铁块面积不同的侧面进行实验(合理即可) (5)不合理 平板小车与水平面之间的摩擦力不影响铁块与平板小车间的摩擦力
6. (1)大 (2)0.6×103
7.(1)竖直 (2)0.4 (3)无关,浸没在不同深度时,弹簧测力计示数不变,浮力不变
8. (1)消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 (2)15
(3)F1l1=F2l2二、“国之重器”大单元复习
班级: 姓名:
注:安徽近4年每年考查1~2道有关国之重器的试题,复习过程中应予以关注,特设置此专题.
(一)“嫦娥六号”探测器
2024年5月3日,搭载“嫦娥六号”探测器的“长征五号”运载火箭成功发射.据此回答1~4题.
1. (2025上海改编)“嫦娥六号”在降落到月球表面过程中,相对月球是 (选填“运动”或“静止”)的,“嫦娥六号”在采集月壤时,会在月球表面留下了“压痕”,说明力可以使物体发生 .
2. “嫦娥六号”着陆月球时,利用反推发动机进行制动调整姿态,这说明力的作用是 的;“嫦娥六号”在月球上与地面利用 进行通信.
3. (2024盐城改编)“嫦娥六号”探测器搭载的激光角反射器,能为月面探测提供服务,通过反射激光进行精准测量定位,这利用了光的 ,与此原理相同的光学现象是 (选填“竿的影子”“鸟的倒影”或“放大镜把字放大”).
第4题图
4. (2024深圳改编)“嫦娥六号”探测器成功着陆月球背面南极艾特肯盆地, 如图所示是其成功着陆月球背面的3D动画模拟图,在其着落架下方安装圆盘型“脚”的目的是 ;探测器对月面的压力和月面对探测器的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”).
(二)神舟二十号载人飞船
2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射.据此回答1~8题.
【火箭发射】
1. 火箭点火后向下喷出高温、高压的燃气,火箭加速上升,说明力可以改变物体的 .
2. (2025苏州改编)火箭在发射时受到向上的推力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力,火箭加速上升.
3. 火箭点火时,燃料的 能转化为 能,再转化为火箭的 能;与大气摩擦的过程中将部分 能转化为 能.
4. (2025吉林省卷节选)(1)如图所示,火箭发射过程中其外壳与大气摩擦生热,这是通过 的方式改变火箭的内能.
(2)太阳能电池翼和储能电池是神州二十号的主要能源系统.从能源与可持续发展的角度,太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源.在给储能电池充电时,储能电池在电路中相当于 .
第4题图
5. (2025成都)关于火箭发动机,下列说法正确的是 ( )
A. 火箭发动机使用比热容大的燃料
B. 火箭燃料燃烧越充分,热值越大
C. 火箭发动机主要通过热传递获得机械能
D. 火箭发动机属于热机
【成功对接】
6. (2025新疆)神舟二十号飞船与中国空间站核心舱成功完成对接.中国空间站用霍尔发动机来微调飞行姿态,已知每台霍尔发动机产生的推力为0.08?N,空间站运行的速度为7.7?km/s,当霍尔发动机产生的推力方向与空间站运行的方向相同时,每台霍尔发动机推力的功率为 W.
7. (2025兰州)神舟二十号载人飞船进入预定轨道后,与空间站“天和核心舱”成功对接.下列分析正确的是 ( )
A. 火箭加速升空的过程中,机械能保持不变
B. 航天员从地面到达空间站后惯性减小
C. 空间站中的航天员是靠电磁波和地面控制中心取得联系的
D. 飞船与空间站对接后,以飞船为参照物,空间站是运动的
【返回舱着陆】
8. [拓展—神舟十九号载人飞船]2025年4月30日,神舟十九号载人飞船返回舱成功着陆,如图甲所示,若返回舱质量为3 t,从距地面10 m高处减速下落平安着地历时5 s,航天员安全出舱,然后由吊车将返回舱以0.5m/s的速度起吊至2 m高的车厢内(如图乙),吊车及其滑轮组如图丙,吊车拉绳自由端拉力为2×104 N.求:(g取10N/kg)
甲 乙
丙
第8题图
(1)返回舱从10 m高处下落到地面的过程中重力做的功;
(2)吊车装置提升返回舱钢绳自由端的拉力的功率;
(3)此吊车装置提升返回舱的机械效率.
(三)“奋斗者”号潜水器
1. 如图所示的我国载人潜水器“奋斗者”号成功探索马里亚纳海沟,到达海底10 909 m深处.(忽略深潜器部件受到海水压力后的体积变化.海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
第1题图
(1)“奋斗者”号外部装配有2组可抛弃压载铁,“奋斗者”号及压载铁的总质量为20 t,在临近海底时,会抛掉其中一组质量为1 t的压载铁而悬浮在水中,进行海底作业.此时“奋斗者”号及剩余压载铁受到的浮力为 N,排开海水的总体积是 m3.
(2)为保障“奋斗者”号在水下平稳运行不易倒翻,应将密度较小的浮力材料安装在“奋斗者”号的 (选填“顶”或“底”)部.
(3)下列说法正确的是 ( )
A. “奋斗者”号竖直匀速下潜过程中受到的重力大于浮力
B. “奋斗者”号通过改变浮力的大小来实现上浮和下潜
C. “奋斗者”号在海面下下潜过程中受到的浮力变大(忽略海水密度的变化)
D. “奋斗者”号竖直匀速下潜过程中受平衡力的作用
(4)普通潜艇下潜深度一般是几百米,通过排出艇内的水减小自身重力实现上浮,而“奋斗者”号下潜深度到达万米,在深海中不是通过排出舱内水减小自身重力实现上浮,而是通过抛掉压载铁减小自身重力实现上浮.请你说明理由: .
参考答案
(一)“嫦娥六号”探测器
1. 运动 形变 2. 相互 电磁波 3. 反射 鸟的倒影
4. 减小压强 相互作用力
(二)神舟二十号载人飞船
1. 运动状态 2. 大于 3. 化学 内 机械 机械 内
4. (1)做功 (2)可再生 用电器 5. D 6. 616
7. C
8. 解:(1)返回舱的重力
G=mg=3×103?kg×10?N/kg=3×104?N
返回舱从10?m高处下落到地面的过程中重力做的功
W=Gh=3×104?N×10?m=3×105?J
(2)由图可知n=2,绳子自由端移动的速度
v=nv物=2×0.5?m/s=1?m/s
钢绳自由端的拉力做功的功率
P===Fv=2×104?N×1?m/s=2×104?W
(3)滑轮组的机械效率
η======75%
(三)“奋斗者”号潜水器
1. (1)1.9×105 19 (2)顶 (3)D (4)“奋斗者”号下潜到10 909?m深度时其受到的海水压强非常大,舱内的海水需要很大的压强才能排出舱外,因此不能像普通潜艇那样采用排水的方法实现上浮,而是通过抛掉压载铁减小自身重力实现上浮