【备考2021】中考物理题型解读与技巧点拨专题二 图像表格类题解题技巧 (学案+跟踪训练+解析卷)(全国版)

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名称 【备考2021】中考物理题型解读与技巧点拨专题二 图像表格类题解题技巧 (学案+跟踪训练+解析卷)(全国版)
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2021-02-01 13:45:45

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专题二 图像表格类题解题技巧

一、图像、表格类题型概述
图像表格型试题在物理中考试卷中占有很大比例,也是中考试题中必有的固定题型,其原因是这类题目能很好的表示所学物理知识点和物理变化规律,考察目标的知识面宽。
图像、表格信息题就是以图像和数据表格为试题的信息源,围绕材料而精心设计的题型。图像、表格信息题命题内容的取材非常广泛,可以包括力、热、电、光、能量等知识,并不局限于教材或教科书,有的取材于教材,有的取材于生活中的常见现象或常用电器,有的涉及于日常生活。试题的形式有选择题、填空题、计算题、实验探究题等。
试题是对学生能力的综合考查。主要涉及实验设计能力,数据读取、分析与处理能力,图像的识别与分析能力,运用数学工具的能力,以及灵活运用一些物理概念、规律与原理解决简单问题的能力。
二、图像、表格类题型特点
1.图像类:图像题是能力要求较高的一种题型。要求学生不仅能正确理解图像含义,而且能用物理学语言准确描述图像。通过分析图象,从中找到物理规律,同时可以考查学生将图像转换成文字,或把文字转换成图像的能力,乃至图像间相互转换的能力。
图像题的类型很多,有坐标识别型、单一曲线型、多重曲线型等。重要的是要能够通过数据、曲线、物理量把握图像特征,找出已知和未知间的联系。无论怎么复杂,关键是数形结合,数就是图像中的点—起点、转折点和终点;形就是曲线特征、坐标含义。
2.表格类:这是一类把许多物理数据及其他资料用表格形式进行统计,呈现给考生的一类考题。
表格一般有横向内容和纵向内容,纵横交叉处就是对应的数据或其他资料。有效信息就在其中。解题思路可分为三步:第一步:弄清表格设置的目的;行和列各有哪些内容(包括单位、说明);行、列各有什么规律。第二步:理解表格的行、列含义。表格有陈列类、比较类等,目的是把文字叙述变成表格形式,简单明了,其中表达的信息也是一目了然。第三步:挖掘表格隐含信息,联系物理知识进行分析、比较和推理,弄清表格告诉什么,题目要回答什么。


技巧一:直接法
直接法是从题干给出的图像或表格信息中,直接读出其所包含的物理现象、物理规律或解题思路,对要解答的问题进行直接判断。直接法适用于图像、表格给出信息比较单一,能够直接读出或使用所学规律进行解答的题目类型。
【例题展示】
例题1(2020?十堰)如图是冰熔化时温度随时间变化的图象,冰在熔化过程中,质量和温度均不变,内能 (选填“增大”、“减小”或“不变”),分析图象信息,冰在熔化前后,加热时间相同,冰升高的温度 (选填“较高”或“较低”),说明冰与水的 不同。
【答案】增大;较高;比热容。
【解析】由图可知,冰在熔化过程吸热,温度保持不变,熔点是0℃.BC段是熔化过程,质量和温度均不变,吸收热量,内能增大;分析图丙可以看出,该物质在固态时3min升高了8℃,液态时3min升高了4℃,冰升高的温度较高,故该物质该物质在固态时比液态时升温快,在时间相同时,固态时温度升高快,说明冰与水的比热容不同。
故答案为:增大;较高;比热容。
技巧二:归纳法
归纳法是根据题干给出的图像或表格信息,对这些信息进行归纳、整理、总结或概括,得出物理现象或规律。利用归纳总结得出的结论,验证物理规律;这类题目要求学生熟练运用物理概念、规律,对要解答的问题进行科学性判断。
【例题展示】
例题2(2020?大连)实验课上,同学们分组探究“物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,凸透镜成像的虚实、正倒和大小”。某小组选用的实验器材有:光具座。“F”形LED发光体。凸透镜(焦距为10cm)。光屏和刻度尺(量程为0~30cm)。
(1)第一次实验时,该小组调整好LED发光体、凸透镜和光屏的高度。如图甲所示。将发光体固定在光具座的零刻度线上,通过移动 来达到预设的物距。
(2)调整物距后。移动光屏承接到倒立的实像。该小组发现这个像的高度与发光体很接近,依靠视觉很难比较该像与发光体的大小关系。为了能确定两者的大小关系。则接下来的实验操作是:
。在本次实验中。光屏上的像和凸透镜的位置如图乙所示。则像距v1= cm。
(3)该小组继续进行实验。记录的实验数据如下表。
凸透镜的焦距f=10cm
实验次数
物距u/cm
像的虚实
像的正倒
像的大小
像距v/cm
1
19.0
实像
倒立
放大
v1
2
16.0
实像
倒立
放大
26.9
3
13.0
实像
倒立
放大
43.6
分析表中信息,可以得出的探究结论是: 。
(4)得出结论后。该小组与其他小组进行交流。他们发现其他小组选取了不同焦距的凸透镜进行实验,也得到了与自己相同的结论。这样使该探究的结论更 。
【答案】(1)凸透镜;(2)在光屏上画出一组等距的平行线,使相邻两线的距离等于LED发光体高度d;21.5;(3)物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,物距越小,像距越大;(4)具有普遍性。
【解析】(1)将发光体固定在光具座的零刻度线上,发光体的位置不变,通过移动凸透镜来达到预设的物距;(2)像的高度与发光体很接近,这表明像距和物距的大小相接近,所以接下来的实验操作是在光屏上画出一组等距的平行线,使相邻两线的距离等于LED发光体高度d;由图可知,光具座的分度值为1cm,则v1=21.5cm;(3)根据表格中的数据可知,物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,物距越小,像距越大;(4)其他小组选取了不同焦距的凸透镜进行实验,也得到了与自己相同的结论,通过多次实验,能避免偶然性的发生,使该探究的结论更具有普遍性。
技巧三:公式法
这种方法是把题中给出的图像或表格信息,利用物理公式直接进行计算、分析解决问题的方法;也可以利用图表信息验证物理规律。21教育网
【例题展示】
4335780396240例题3((2020?广西)无人机从某一高处开始竖直下降,下降过程的s-t图象如图所示。若该无人机整机质量是1.6kg,求:
(1)无人机所受的重力;
(2)0~1s内无人机受到重力做的功;
(3)0~4s内无人机下降的平均速度。
【答案】(1)无人机所受重力为16N。(2)0~1s内无人机受到重力做的功为96J。(3)0~4s内无人机下降的平均速度为3m/s。
【解析】(1)无人机所受的重力:G=mg=1.6kg×10N/kg=16N;
(2)由图象可知,0-1s内无人机下降的高度h=6m,
则重力做的功为:W=Gh=16N×6m=96J;
(3)由图象可知,0-4s内无人机运动的路程s=12m,
则0~4s内无人机下降的平均速度:v=false=3m/s。。
技巧四:图表分析法
图表分析法是在题干给出的图像或表格信息中,通过分析、整理或逻辑推理,利用物理规律进行判断的题型。此方法要求考生具有一定的分析判断能力,逻辑推理能力和运用综合能力,具有一定的难度。
【例题展示】
例题4(2020?十堰)如图甲是非接触式红外线测温枪,图乙是它的工作原理图。R0是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图象如图丙。对该电路分析正确的是(  )
246951586995A.体温越高,R的阻值越大
B.体温越高,电压表示数越大
C.体温越高,电压表示数越小
D.体温越低,电压表示数越大
【答案】B
【解析】ABC、两电阻串联,电压表测定电阻的电压,体温越高,由图丙知,红外线热敏电阻越小,故A错误;由分压原理,热敏电阻的电压越小,根据串联电路电压的规律,电压表示数越大,故B正确,C错误;D、体温越低,红外线热敏电阻越大,由分压原理,热敏电阻的电压越大,由串联电路电压的规律,电压表示数越小,故D错误。故选:B。
技巧一:直接法
1.(2020?河池)甲、乙两种物质,它们的m﹣V图象如图所示,下列说法正确的是(  )
383857513970
A.乙的密度较大
B.甲的密度为0.5g/cm3
C.甲、乙的密度之比为2:1
D.乙的密度随质量的增大而增大
37852354267202.(2020?西宁)如图是某物质发生物态变化过程中的温度一时间图象,下列从图象中获得的信息正确的是(  )
A.这种物质是晶体,其熔点是40℃
B.在0至5min物质处于固液共存状态
C.在BC段物质不放热,温度保持不变
D.在CD段物质处于液态
38614355105403.(2020?扬州)不同材料组成的a、b、c三个实心物体,它们的体积与质量的关系如图,由图可知下列说法正确的是(  )
A.三者的密度关系ρa>ρb>ρc
B.a的密度是b的两倍
C.若将b的质量减半,它的密度变为0.5×103kg/m3
D.若将c的体积增大到4×103m3,它的密度不变
4.(2020?上海)甲、乙两车同时从P点出发,沿同方向做匀速直线运动,两车的s﹣t图象分别如图(a)(b)所示。两车先后到达距P点18米的Q处,时间差为△t,则(  )
A.甲比乙先到达Q处,△t=12s B.甲比乙先到达Q处,△t=18s
C.乙比甲先到达Q处,△t=12s D.乙比甲先到达Q处,△t=18s
5.(2020?黄石)如图所示,是ab两种物质m﹣V的关系图象,若用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,将甲、乙放在水平地面上。下列说法正确的是(  )
346519591440
A.a、b的密度之比为4:1
B.甲、乙两个正方体对地面的压强之比为4:1
C.a、b的密度之比为2:1
4105275281940D.甲、乙两个正方体对地面的压强之比为2:1
6.(2020?宿迁)图是“观察水的沸腾”实验中描绘的水温随时间变化的图象,由图可知,水的沸点为   ℃,此时水面上方的气压   (选填“高于”、“低于”或“等于”)标准大气压;在第8mim内,水中的气泡在上升过程中会   (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
41509951066807.(2020?鞍山)如图所示是甲、乙两车运动的s﹣t图象。当两车从同一地点,同时、同向做匀速直线运动时,以甲车为参照物,乙车是   (填“静止”或“运动”)的;当时间t=   s时,两车相距8m。
41433755778508.(2020?甘南州)小满用水平力推水平地面上的物体,物体的v﹣t图象如图所示,
(1)物体在0~1s处于   状态;
(2)物体在第2s的速度是   m/s;
(3)物体在4~6s内通过的路程是   m。
9.(2020?巴中)甲乙两人同时同地向东运动,运动图象如图所示。由图可知,乙的速度v乙=   m/s,以甲为参照物,乙向   运动(选填“东”或“西”)。
41509957620010.(2020?凉山州)如图所示,公交车甲和公交车乙从同一车站同时同向匀速行驶的路程随时间变化的图象,甲车速度为   km/h,若运行5min,则乙车行驶的路程是   。
技巧二:归纳法
1.(2020?上海)某小组同学用如图所示装置,研究圆柱体在水中下降的过程中弹簧测力计示数和台秤示数的变化情况。他们使圆柱体在水中缓慢下降,将圆柱体下表面到水面的距离h、弹簧测力计的示数F1、台秤的示数F2记录在下表中。
实验序号
h(厘米)
F1(牛)
F2(牛)
1
1.0
7.7
10.3
2
2.0
7.4
10.6
3
3.0
7.1
10.9
4
4.0
6.8
11.2
5
5.0
6.5
11.5
6
6.0
6.5
11.5
4996815217805①分析比较实验序号1~4的数据中F1、F2的变化情况及相关条件,可得出的初步结论是:圆柱体在浸入水的过程中,F1   ,F2   ;
②表中实验序号   的数据表明,圆柱体在相应的位置已全部浸没在水中;
③表中两组数据间F1变化量的大小为△F1,相应的F2变化量的大小为△F2,分析比较实验序号1~6的数据,可得出的结论是:圆柱体在水中缓慢下降的过程中,△F1与△F2的关系是   。当圆柱体处于实验序号6的位置时,所受浮力的大小为   牛。
2.(2020?吉林)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验过程如图所示,其中弹簧测力计示数的大小关系是:F1>F2>F3,F3<F4,水的密度用ρ水表示。
(1)比较   两图可知,浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
(2)比较丙、丁两图可知,浮力的大小跟   有关。
(3)分析甲、丙两图可得,物体浸没在水中时受到的浮力F浮=   ,物体的密度ρ物=   。
(4)深入分析丙、丁两图,比较水对烧杯底的压强p水和某液体对烧杯底的压强p液的大小关系,则p水   p液。
3.(2020?莱芜区)小丽发现:体积大的铁块质量大;体积大的木块质量也大;水也是这样。于是,她选用水来“探究同种物质的质量与体积的关系”。
(1)在实验中,小丽测量水的质量需要的器材有:盛水的容器、水、烧杯和   。
(2)小丽为了简化实验,找来一个小杯,通过实验得到下列数据:
实验次数
水的质量/g
水的体积
1
10.1
1小杯
2
20.0
2小杯
3
29.9
3小杯
分析表中的实验数据,小丽可以得到的实验结论是:水的质量与体积成   比。
(3)为了更直观地看到水的质量随体积的变化关系,请画出水的质量m﹣体积V的关系图象。
(4)小梅用另一种杯子按小丽的方法“探究水的质量与体积的关系”,得出了与小丽完全相同的结论,但在与小丽就实验数据和结论进行交流时,发现小丽这种实验方法的优点和不足都很明显,请你就小丽这种实验方法的优点和不足之处作出简要评价。   。
4.(2020?金昌)吴江小组进行“探究凸透镜成像规律“实验,如图所示,实验桌上备有带支架的蜡烛、光屏、一个凸透镜、平行光光源(接通电源后可发出平行光)、光具座等器材,他们进行了如下操作并得出了相关结论。
(1)如图甲所示,让平行光光源正对着凸透镜照射,把光屏置于另一侧,改变光屏与凸透镜间的距离。直到光屏上出现一个最小最亮的光斑,测得凸透镜的焦距是   cm;
(2)将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上,并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在   ;
(3)吴江小组按照实验步骤做了四次实验,如图乙所示是第一次实验中蜡烛、透镜和光屏的位置。
实验序号
物距u/cm
像距v/cm
像的性质
1
40
13

2
20
20
倒立、等大的实像
3
13
40
倒立、放大的实像
4
6

正立、放大的虚像
①吴江小组忘了记录第1次像的性质,表格中标有“△”的位置像的性质是   ;
②当烛焰从远处靠近透镜时,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应   透镜(选填“远离”或“靠近”);
③第4次实验中,光屏上接收不到像;在透镜的右侧观察,看到的像在透镜的   侧(选填“左”或“右”)。
5.(2020?淄博)小明用图中所示的器材测量小灯泡的电功率。待测小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率估计在0.8W左右。
(1)请画出导线,完成电路连接。
(2)小明刚连好最后一根导线,小灯泡就发出了明亮的光,他在连接电路中出现的错误是:
①   ;
②   。
(3)小明改正错误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡的发光情况,将测量数据和实验现象记录在下表中。
实验要求
小灯泡的发光情况
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的实际功率/W
U实=U额
明亮
2.5
0.28
U实=0.8U额
较暗
2
0.25
U实=0.4U额
微弱
1
0.2
①小灯泡的额定功率是   W。
②实验结果表明:   越小,小灯泡的实际功率越小,小灯泡越暗。
③分析数据发现小灯泡的电阻是变化的,原因是   。
(4)小明和同学交流时发现,他在实验设计中存在不完善的地方是   ,修改实验方案后,接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向   (填“A”或“B”)端调节,记录电压表和电流表的示数,并观察小灯泡的发光情况。
6.(2020?绵阳)学校实验室有一根长略大于60cm的均匀电阻丝,小明等同学打算探究这根电阻丝不同长度的电阻与对应长度的关系。已知这根电阻丝总电阻约6Ω.他们设计了如图甲所示电路示意图,电源电压3V,电阻丝拉直固定在木板上的a、b两点,P为鳄鱼夹。
完成实验,回答下列问题:
(1)电流表应选用   (选填序号)。
A.电流表A1(0~60mA) B.电流表A2(0~0.6A) C.电流表A3(0~3.0A)
(2)正确连接电路,断开开关,鳄鱼夹P夹接在电阻丝上靠近b端某位置,用刻度尺测鳄鱼夹与a端间电阻丝长度L,闭合开关,读取电流表示数I;断开开关,将鳄鱼夹P向a端移动约10cm,重复前面的操作。6次测得的电阻丝长度L和对应电流表示数I如下表所示。
序号
1
2
3
4
5
6
L/cm
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
I/A
0.51
0.60
0.73
1.05
1.48
2.95
算出的电阻R/Ω
5.9

4.1
2.9
2.0
1.0
(3)计算接入电路电阻丝的电阻R,并填在上表中。请补填根据第2次测量算出的电阻丝的电阻R2=   Ω。
(4)请在图乙的坐标系中,制定纵横坐标的标度,把上表中数据在坐标系中描点,然后画出图象。
(5)根据你画出的图象,   (选填“可以”或“不可以”)得到结论:在误差范围内,电阻丝的电阻与其长度成正比。
7.(2020?六盘水)我们已经学习了串联电路电压的规律,那么串联的各部分电路如何分配电源电压呢?小明利用以下实验器材进行实验:阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V的电源、开关及导线。请回答下列问题:
实验次数
AB间电阻/Ω
CD间电阻/Ω
1
10
5
2
20
10
3
30
15
(1)连接电路时,应将开关处于   状态(选填:“断开”或“闭合”);
(2)如图甲所示,小明将阻值为10Ω和5Ω的电阻分别接入电路中AB和CD两位置,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,则AB间电压为   V.比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论:串联电路中,电阻值越大,其所分电压   ;
(3)为了进一步探究电压的分配规律,小明更换电阻完成了上表中2、3两次实验,观察到每次实验电压表示数几乎不变。分析实验数据发现AB间和CD间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等,于是得出:“串联电路中各部分电路按其阻值之比分配电源电压”的结论。根据这一实验过程得出的结论是否可信?   (选填:“可信”或“不可信”),你的理由是:   。
8.(2020?西宁)某同学按如图1所示的电路图进行实验:R1为定值电阻,闭合开关S,通过改变滑动变阻器R2滑片的位置,使电压表V1的示数分别为2V,4V,6V,电压表V2和V及电流表A的示数如表所示:
项目
第一次
第二次
第三次
电压表V1的示数U/V
2
4
6
电压表V2的示数U/V
6
4
2
电压表V的示数U/V
8
8
8
电流表A的示数I/A
0.2
0.4
0.6
(1)对表格中三只电压表的数据分析,可归纳得出U与U1、U2的关系式是   。
(2)对表格中电压表V1和电流表A的数据分析,可归纳得出的结论是:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成   (选填“正比”或“反比”)。
(3)从表中数据可知,电源电压为   V,R1的阻值为   Ω。
293179599060(4)若将上面实验中的定值电阻R1换成额定电压为2.5V的小灯泡,在多次测量小灯泡电阻的过程中,发现当电压表V1示数增大时,电压表V1示数与电流表A示数比值将逐渐增大,造成这一现象的原因是:   ;调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,此时电流表A的示数如图2所示,为   A,小灯泡的额定功率是   W。
22917151765309.(2020?北海)在生活和生产中,简单机械有着十分重要的作用。
(1)为了探究“杠杆的平衡条件”,小明用图1的装置进行实验。实验前,杠杆左端下沉,应将右端的平衡螺母向   调节(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量   。
(2)小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码,记录数据如下表。
实验
次数
钩码的重
力G/N
钩码提升的
高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
1
2
0.1
0.9
0.3
74.1%
2
4
0.1
0.3
83.3%
3
6
0.1
2.2
0.3
①由图2可知,第2次实验中弹簧测力计示数为   N;
②第3次实验中,滑轮组的机械效率为   %(结果保留一位小数);
③分析实验数据可得:同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时,减小动滑轮的重力,则滑轮组的机械效率   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)小明用图3的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,可以采用   的方法减小摩擦,从而提高斜面的机械效率。某次实验测得物重G=4N、斜面长s=1m、高h=0.2m,若机械效率η=80%,则物体在斜面上受到的摩擦力为   N。
10.(2020?济南)(1)小丽发现:体积大的铁块质量大、体积大的木块质量也大、水也是这样。于是,她选用水来“探究同种物质的质量与体积的关系”。
①小丽测量水的质量需要的器材有:盛水的容器、水、烧杯和   。
②小丽为了简化实验,找来一个小杯,通过实验得到下列数据:
实验次数
水的质量/g
水的体积
1
10.1
1小杯
2
20.0
2小杯
3
29.9
3小杯
分析表中的实验数据,小丽可以得到的实验结论是:水的质量与体积成   比。
③小梅用另一种杯子按小丽的方法“探究水的质量与体积的关系”,得出了与小丽完全相同的结论.在与小丽交流时,发现这种实验方法虽然简单,但由他们的实验数据得出的质量与体积的   不一致。为解决这一问题,他们决定用量筒替代小杯继续进行探究…
(2)小明用如图所示装置来验证“浸在液体中的物体受到浮力的作用”。
①由图甲可知,小明选用的石块的重力是   N。
②如图乙、丙所示,挂在弹簧测力计挂钩上的石块浸入水中时,小明通过观察发现弹簧测力计示数   (选填“变大”“变小”或“不变”),则说明“浸在水中的石块受到了浮力的作用”。
③小明要得出“浸在液体中的物体受到浮力的作用”的实验结论,他还要选用   来继续做更多次的实验。
技巧三:公式法
31299157010401.(2020?淄博)如图甲所示,电源电压为4V且保持不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。灯泡L的额定电流为0.25A,其电流随电压变化的图象如图乙所示。闭合开关S,移动滑片P,在保证电路安全的情况下,则(  )
A.灯泡正常发光时的电阻是7.5Ω
B.灯泡正常发光1min消耗的电能是60J
C.电路消耗的总功率最大是1.6W
D.当电流表的示数为0.2A时,滑动变阻器连入电路的阻值是12.5Ω
31756356858002.(2020?鄂尔多斯)在图甲电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。在滑片P从最右端向最左端滑动过程中,电压表与电流表的示数变化关系如图乙。则下列说法正确的是(  )
A.电源电压为5V
B.R0消耗的最小功率为0.4W
C.定值电阻R0为8Ω
D.滑片P在中点时,电流为0.4A
36937954114803.(2020?六盘水)如图所示是额定电压为3V的小灯泡的I﹣U变化关系图象。根据图象,下列关于小灯泡的一些物理量分析正确的是(  )
A.此过程中电流与电压成正比
B.此过程中小灯泡电阻保持不变
C.额定电流是0.3A
D.额定功率是1.5W
4.(2020?西宁)如图甲所示,用弹簧测力计水平拉一木块,使它在水平长木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的两段图象,下列说法正确的是(  )
A.图甲中木块受到的拉力为3.8N
B.木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1:2
C.AB段和BC段拉力做功的功率之比为2:1
D.AB段和BC段木块的速度之比为1:2
29698957391405.(2020?甘南州)如图甲所示,电源电压12V保持不变,闭合开关S后,当滑片P从最右端向最左端滑动的过程中,小灯泡的I﹣U关系图象,如图乙所示,最后小灯泡正常发光。下列说法中正确的是(  )
A.小灯泡的额定电压为3V
B.滑动变阻器的最大阻值为9Ω
C.该电路总功率变化范围为3W~24W
D.小灯泡正常发光1min,电流所做的功为24J
2053590679456.(2020?广安)如图甲,电源电压保持不变,闭合开关S,变阻器滑片从a端滑到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示。以下分析错误的是(  )
A.电源电压是3V B.R1 的电阻值是10Ω
C.R2的最大电阻值是20Ω D.当滑片P移到中点时,电阻R1工作10s消耗4J的电能。
29698955403857.(2020?常州)如图甲所示的电路中电源电压恒定,小灯泡L的灯丝电阻不变,R1是定值电阻。闭合开关S.将滑动变阻器的滑片P由A端移到B端,两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示。下列分析中正确的是(  )
A.电源电压U=10.8V
B.定值电阻R1=8Ω
C.灯泡的最大功率为2.52W
D.滑动变阻器的最大阻值为20Ω
8.(2020?鄂尔多斯)水平桌面上放置足够高的柱形容器如图甲,容器底部放一个边长为10cm的均匀实心正方体M.现缓慢向容器中注入某液体,M对容器底部的压力随注入液体深度h的变化关系如图乙。则下列说法正确的是(取g=10N/kg)(  )
313753591440A.M的密度是1.25×103kg/m3
B.注入液体的密度是0.7×103kg/m3
C.当h=10cm时,M对容器底部的压力是2N
D.当h=10cm时,液体对容器底部的压强是1200Pa
9.(2020?郴州)如图所示是甲、乙两种物质的m﹣V图象,用这两种物质按一定比例混合制成实心小球,并将其放入水中。下列分析正确的是(  )
3968115175260A.若甲、乙物质质量相等,则实心小球将沉入水底
B.若甲、乙物质体积相等,则实心小球静止时漂浮于水面
C.若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质体积比为5:3
D.若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质质量比为3:2
10.(2020?雅安)预计2020年通车的雨城区“大兴二桥”在施工时,要向江中沉放大量的施工构件。如图甲所示,假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示(g取10N/kg)。下列判断正确的是(  )
A.构件的边长为4m
B.构件的密度为3×103kg/m3
343471523495C.浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线
D.当构件的下表面距江面4m深时,构件上表面受到江水的压强为4×104Pa
技巧四:图表分析法
51949352286001.(2020?自贡)一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐(盐水未到饱和),鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图象可能是(  )
A.B. C.D.
2.(2020?镇江)测温模拟电路如图1所示,温度计由量程为3V的电压表改装而成,电源电压U为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图2所示。则当开关S闭合后(  )
A.电路可测量的最高温度为50℃
B.温度计的0℃应标在电压表零刻度处
C.若增大U,电路可测量的最高温度将增大
D.若U 增大3V,R 增大45Ω,电路可测量的最高温度将增大
3.(2020?北海)如图甲所示电路,电源电压恒为4.5V,闭合开关S后,滑片P由右向左滑动,因变阻器某处发生断路,滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数,当电流表开始有读数时,才闭合开关S1,此时电压表的示数为2.5V。电流表读数I与滑片P滑动距离s的关系如图乙所示。求:
(1)当电流表开始有读数时,R1接入电路的阻值;
(2)当滑片P移到s=2cm处时,电阻R0在10s内产生的热量;
(3)当滑片P移到s=6cm处时,R1消耗的电功率;
(4)电压表的量程为“0﹣3V”,电流表的量程为“0﹣0.6A”。若R1未断路,为保护电路安全,R0的电功率变化范围。
4.(2020?长沙)有两个不吸水的圆柱体A和圆柱体B、A的顶部系有一根轻质细线,已知A的质量为1.32kg,密度为1.1×103kg/m3,高为12cm,B的底面积为60cm2,(g取10N/kg)
(1)求A的重力;
(2)将B竖直放在水平桌面上,再将A竖直放在B的正上方,求A对B的压强;
4318635662940(3)将A竖直放入薄壁柱形容器中,向容器中缓慢加入液体直至加满,液体体积与深度的关系如图所示。用细线将A竖直向上提升2cm时,细线的拉力为3.6N,求液体的密度。(圆柱体A始终处于竖直状态)
5.(2020?娄底)如图所示,在水平地面上有一个装有水的圆柱型容器(水的深度不变),一物体浸没在容器底部(非密合),现用弹簧测力计将物体缓慢拉出。弹簧测力计的示数为F,物体下表面距容器底的距离为h,F与h的关系如图所示,求;(g取10N/kg。ρ水=1.0×103kg/m)
3785235213360(1)物体浸没在水中所受的浮力;
(2)物体的密度;
(3)物体上表面刚出水面时,水对下表面产生的压强。
6.(2020?湘潭)车辆超载是造成公路桥梁损坏的重要原因,因此限制车辆超载有着重要意义。某物理兴趣小组设计了一个模拟超载报警装置,如图1所示。为了增大检测重量,他们使用了一个水平杠杆OAB,O为支点,OB长120cm,AB:AO=5:1,模拟车辆放置在托盘内。已知电源电压恒定不变,报警器的阻值R0恒为10Ω,压敏电阻R固定放置,压敏电阻R的阻值与所受到的压力F变化的关系如图2所示。闭合开关S,托盘空载时,电流表的示数为0.2A;当模拟车辆重量逐渐增大,电流表示数达到0.5A时,报警器开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量及压杆的大小均忽略不计。求:
(1)由图2可知,压敏电阻R的阻值随着所受到的压力F增大而   ;检测时,杠杆A点受到的压力与杠杆B端受到的支持力大小之比为   ;
(2)托盘空载时压敏电阻的阻值为   Ω,电源电压为   V;
(3)报警器刚好开始报警时,压敏电阻的阻值为   Ω,设定的托盘限载重量为   N,电路消耗的总功率为   W。
(4)若换用15V的电源,为保证报警器仍在原设定的托盘限载重量时报警,应在杠杆上水平调节托盘底部触点A的位置。试计算说明触点A应调节至距O点多少cm处?
7.(2020?枣庄)某物理兴趣小组的同学们设计了如甲图所示的电路,其中电源电压不变,灯泡L标有“12V 6W”,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。如图乙是定值电阻R0和灯泡L的电压与电流的关系图象。当断开开关S1、闭合开关S和S2,并将滑动变阻器的滑片P位于R最右端时,灯泡L的实际功率为1.6W。
求:(1)R0的阻值;
(2)灯泡正常发光10min,电流通过灯泡所做的功;
(3)电源电压;
(4)电路消耗的最大电功率。
8.(2020?恩施州)如图甲所示,电源电压保持12V不变,R0为定值电阻,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A.第一次只闭合开关S、S1,将滑片P从B端移动到A端;第二次只闭合开关S、S2,将滑片P从B端逐步向A端移动,直至白炽灯L正常发光。根据实验过程中测量的数据,绘制电流表与电压表示数的关系图象如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器两端AB间的电阻值;
(2)在闭合开关S、S2时,白炽灯L正常工作1min消耗的电能是多少?
(3)在整个过程中且电路安全条件下,R0功率的变化范围。
9.(2020?益阳)在如图甲所示电路中,电源电压U恒定,电阻R1=20Ω,R2为滑动变阻器。闭合开关后当滑动触头P从a端滑到b端时,电压表V1、V2示数的关系如图乙所示。求:
(1)电源电压U;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)当滑动触头移到滑动变阻器的中间位置时,电阻R1消耗的电功率。
10.(2020?云南)如图甲所示,水平桌面上有个质量为2.5kg,底面边长为0.5m的正方体水槽,水槽内有一实心球。逐渐往水槽内加水,球受到的浮力F与水深h的关系如图乙所示,水深h=7cm时,球刚好有一半体积浸入水中。不考虑水槽厚度,水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)实心球的体积和水深7cm时水槽底部受到的压强;
(2)实心球的密度;
(3)实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强。
解析与答案
技巧一:直接法
1.【解答】
A、由图象可知,当甲乙的质量相同时,甲物质的体积小,乙物质的体积大,由ρ=可得,所以甲物质的密度大,乙物质的密度小,故A错误;
B、由图象可知,当甲物质的体积为1cm3时,质量是2g,所以甲物质的密度:ρ甲===2g/cm3,故B错误;
C、由图象可知,当乙物质的体积为2cm3时,乙物质的质量是2g,所以乙物质的密度:ρ乙===1g/cm3;
故甲、乙的密度之比:ρ甲:ρ乙=2g/cm3:1g/cm3=2:1,故C正确;
D、密度是物质的一种特性,与物体的质量、体积都无关,故D错误。
故选:C。
2.【解答】通过图象可知,物质的温度随着时间的增加呈降低趋势,是物质的凝固过程,
A、根据图象可知,该物质凝固时有固定的凝固温度(40℃),所以是晶体的凝固图象,同种晶体的熔点和凝固点是相同的,则此物质的熔点是40℃,故A正确;
B、在0至5min物质的温度持续下降,但还没有达到凝固点,此时物质处于液态,故B错误;
C、BC段是晶体的凝固过程,凝固过程中物质放热但温度不变,故C错误;
D、在CD段物质的温度持续下降,凝固已经完成,物质处于固态,故D错误;
故选:A。
3.【解答】由图象可知,横轴是质量,纵轴是体积。
AB、由图象可知,当Va=Vb=Vc=2×10﹣3m3时,ma=1kg,mb=2kg,mc=4kg,则a、b、c的密度分别为:
ρa===0.5×103kg/m3,
ρb===1×103kg/m3,
ρc===2×103kg/m3,
所以三者的密度关系ρa<ρb<ρc,
a物质的密度是b物质密度的,故AB错;
CD、因为密度是物质本身的一种特性,其大小与质量、体积大小无关,所以将b的质量减半,b的密度不变,还是1×103kg/m3;
将c的体积增大到4×103m3,它的密度不变,还是2×103kg/m3,故C错误、D正确。
故选:D。
4.【解答】由图象可知,s甲=3.6m,t甲=6s;s乙=6.0m,t乙=6s;
则甲车的速度为:v甲===0.6m/s,
乙车的速度为:v乙===1m/s。
甲车通过18米的路程需要的时间为:t甲′===30s,
乙车通过18米的路程需要的时间为:t乙′===18s,
故乙车先到达Q处,两车到达Q处的时间差为:△t=t甲′﹣t乙′=30s﹣18s=12s。
故选:C。
5.【解答】
AC、由图象可知,当m=80g时,V甲=5cm3、V乙=40cm3,
a、b两种物质的密度为:
ρa===16g/cm3,ρb===2g/cm3,
a、b的密度之比:
ρa:ρb=16g/cm3:2g/cm3=8:1,故A、C错误;
BD、用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,其体积之比:
V甲:V乙=:=ρb:ρa=1:8,
由V=L3可得正方体的边长之比:
L甲:L乙=1:2,
因为正方体对水平地面的压强p======ρLg,
所以,甲乙两物体对水平地面的压强之比:===,故B正确、D错误。
故选:B。
6.【解答】
(1)由图象可知:当水的温度到了98℃后就不再升高,说明此时水是沸腾的,沸点为98℃;
1标准大气压下水的沸点是100℃,根据气压越低,沸点越低,所以此时大气压小于1标准大气压;
(2)由图象可知,在第8mim时,水处于沸腾状态,水沸腾时,整个容器中水温相同,水内部不停的汽化,产生大量的水蒸气进入气泡,水中的气泡在上升过程中会变大。
故答案为:98;低于; 变大。
7.【解答】由图象知,t=4s时,甲通过的路程是24m,乙通过的路程是16m,
则甲的速度v甲===6m/s,v乙===4m/s,
v甲>v乙,
所以,以甲为参照物,乙是运动的。
设t′时两车相距8m,
甲、乙两车从同一地点同时同向作匀速直线运动,
则有v甲t′﹣v乙t′=8m,
即6m/s×t′﹣4m/s×t′=8m,
解得,t′=4s。
故答案为:运动;4。
8.【解答】(1)由图可知,物体在0~1s的速度为0,处于静止状态;
(2)由图可知,物体在第2s的速度是0.5m/s;
(3)物体在4~6s的速度为1m/s,由v=可知,物体在4~6s内通过的路程是:s=vt=1m/s×2s=2m。
故答案为:(1)静止;(2)0.5;(3)2。
9.【解答】甲图为v﹣t图象,由图知,v甲=3m/s,
乙图为s﹣t图象,为一过原点的倾斜直线,说明路程与时间成正比,所以,其速度大小为一定值,则v乙===2m/s,
甲、乙两物体同时同地向东运动,甲的速度大于乙的速度,所以,以甲为参照物,乙是向西运动的,
故答案为:2;西。
10.【解答】
由s﹣t图形可知:t表示运动的时间,s表示运动的路程,
当t为2s时,甲的路程是20m,乙的路程是10m,则
甲车速度:v甲===10m/s=10×3.6km/h=36km/h,
乙车速度:v乙===5m/s,
由v=可得,运行5min,乙车行驶的路程:s=v乙t1=5m/s×5×60s=1500m。
故答案为:36;1500m。
技巧二:归纳法
1.【解答】①分析比较表中实验序号1~4的数据可知,随着圆柱体下降的深度越深,弹簧测力计的示数F1越来越小,台秤的示数F2越来越大,因此可得初步结论:圆柱体在浸入水的过程中,F1减小,F2增大。
②由表可以看出,在序号5、6两次实验中,弹簧测力计的示数F1不变、台秤的示数F2也不变,说明圆柱体受到的浮力不变,根据F浮=ρ液gV排可知,物体排开水的体积不变,则说明物体已全部浸没在水中。
③由表中的实验数据可得,任意两次实验中F1的减小量等于对应F2的增加量,在5、6两次实验中F1没有发生改变,F2也没有发生改变,因此可得出的结论是:圆柱体在水中缓慢下降的过程中,△F1=△F2。
取序号3、4两次实验,可得弹簧测力计F1的变化量为△F1=7.1N﹣6.8N=0.3N
则可得圆柱体在这两次实验中受到浮力的变化量为△F浮=△F1=0.3N
圆柱体的底面积为S,圆柱体下降的深度变化量为△h=4.0cm﹣3.0cm=1cm=0.01m
由阿基米德原理可得:
△F浮=ρ液g△V排=ρ液gS△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×S×0.01m=0.3N,
解得:S=0.003m2;
由表格可知,当物体下降的深度为5cm时,物体已经完全浸没在水中,则有V排=V=Sh
圆柱体所受到的浮力为:
F浮=ρ液gV排=ρ液gSh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.003m2×0.05m=1.5N,
此时物体继续下降,但是受到的浮力不变,因此当圆柱体处于实验序号6的位置时,圆柱体受到的浮力为1.5N。
故答案为:①减小;增大; ②5、6;③△F1=△F2;1.5。
2.【解答】
(1)要探究浮力的大小跟物体排开液体体积的关系,需要控制液体的密度相同,改变排开液体的体积,图乙丙符合题意;
(2)由丙丁图知排开液体的体积都等于物体的体积,保持不变,排开液体的密度不同,物体受到的浮力不同,所以,比较图丙丁可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关;
(3)分析甲、丙两图可得,物体浸没在水中时受到的浮力F浮=F1﹣F3,
由F浮=ρ液gV排可知,物体的体积:V=V排==,
根据G=mg得,
物体的质量为:m==,
物体的密度为:ρ物===;
(4)根据称量法知水中浮力为:F浮水=F1﹣F3,液体中浮力为:F浮液=F1﹣F4,
因为F3<F4,
所以:F浮水>F浮液,
根据F浮=ρ液gV排可知,在排开液体体积相同时,水的密度大于液体的密度,
由图知丙丁的深度相同,
根据压强公式p=ρgh判断出p水>p液。
故答案为:(1)乙丙;(2)液体的密度;(3)F1﹣F3;;(4)>。
3.【解答】(1)质量的测量工具是天平,所以测量水的质量需要的器材有:盛水的容器、水、烧杯和天平;
(2)分析表中数据,考查到误差因素,可知水的质量与体积的比值基本上是相等的,得到的实验结论是:水的质量与体积成正比;
(3)横坐标表示体积,每小格代表V0,纵坐标表示质量,每小格表示10g,根据描点法作图,如下所示:
(4)小丽实验操作简便,但由于杯子测量体积时误差较大。
故答案为:(1)天平;(2)正; (3)如上所示; (4)小丽实验操作简便,但由于杯子测量体积时误差较大。
4.【解答】(1)平行光线经凸透镜折射后在光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处,焦点到凸透镜的距离为60.0cm﹣50.0cm=10.0cm,则凸透镜的焦距是10.0cm;
(2)蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中心;
(3)①已知凸透镜的焦距是10cm;根据表中序号为1的数据可知,40cm>2f,2f>13cm>f,所以成倒立、缩小的实像;
②光屏上仍然得到清晰的像说明凸透镜成实像,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,所以当烛焰从远处向透镜靠近时,光屏应向远离凸透镜的位置移动。
③由凸透镜成像规律可知,此时物体处于一倍焦距之内时,成的是一个正立、放大的虚像,而且物像在同一侧,因此要想看到这个像,应从凸透镜的右侧(在光屏一侧)透过凸透镜去观察,看到的像在透镜的左侧。
故答案为:(1)10.0;(2)同一高度;(3)①倒立、缩小的实像;②远离;③左。
5.【解答】
(1)待测小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,额定功率估计在0.8W,根据P=UI,灯的额定电流:
I===0.32A,电流表选用小量程与灯串联,如下所示:
(2)小明刚连好最后一根导线,小灯泡就发出了明亮的光,他在连接电路中出现的错误是:
①连接电路时开关没有断开;
②没有将滑动变阻器滑片移到最大阻值处;
(3)①由表中数据知,灯在额定电压下的电流为0.28A,小灯泡的额定功率是:
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
②由表中数据,第1、2、3次实验灯的实际电压逐渐变小,灯的实际功率分别为:0.7W、0.5W和0.2W,
故实验结果表明:灯的实际电压越小,小灯泡的实际功率越小,小灯泡越暗;
③分析数据发现小灯泡的电阻是变化的,原因是灯的电阻随温度的变化而变化;
(4)研究灯的亮度与功率的关系实验中,应分别测量出灯的实际电压等于、小于、略大于额定电压灯的功率大小,在实验设计中存在不完善的地方是实际电压都不大于额定电压,为增大灯的电压,接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向B端调节,记录电压表和电流表的示数,并观察小灯泡的发光情况。
故答案为:
(1)如上图所示;
(2)①连接电路时开关没有断开;②没有将滑动变阻器滑片移到最大阻值处;
(3)①0.7;②灯的电压;③灯的电阻随温度的变化而变化;(4)实际电压都不大于额定电压B.
6.【解答】(1)根据实验数据可知,当电路中接入的阻值为1Ω时,电路的电流:I最大===3A,所以选用0~3A的电流表,故选C;
(3)由I=可得,电阻丝R2的电阻:R2===5Ω;
(4)根据表中数据描点,然后用直线将各点连接起来,如下图所示:
(5)根据图象可知,R与L的图象是一条直线,即R与L成正比,所以可以得出的结论为:在误差范围内,电阻丝的电阻与其长度成正比。
故答案为:(1)C;(3)5;(4)如图;(5)可以。
7.【解答】(1)连接电路时,应将开关处于断开状态,这样连接电路时可以避免出现短路等问题的出现而损坏电路元件;
(2)电压表使用0~3V量程,分度值是0.1V,电压表的示数如图乙所示,则AB间电压为2V,
电阻10Ω通过的电流为:I===0.2A,串联电路中电流处处相等,所以5Ω电阻两端电压U2=IR2=0.2A×5Ω=1V,
所以,串联电路中,电阻值越大,其所分电压越大;
(3)实验过程中,三次实验的电阻比都是2:1,具有偶然性,实验中每次实验的电阻比不同,才能得到普遍结论,所以这次实验得到的结论不可信。
故答案为:(1)断开;(2)2;越大;(3)不可信;要得到普遍规律,实验中每次实验的电阻比值应不同。
8.【解答】(1)电阻R1与R2串联,电压表V测串联电阻的总电压,电压表V1测电阻R1的电压,电压表V2测电阻R2的电压,由表中数据可知,电阻R1与R2两端的电压之和等于电压表V的示数,这表明:串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和,即U=U1+U2;
(2)由电路图知,电压表V1测电阻R1的电压,电流表测电路电流;电阻R1是定值电阻,阻值不变,由表中实验数据,电流表示数与电压表V1示数成正比,
这表明:导体电阻一定时,通过它的电流跟它两端电压成正比。
(3)电压表V测电源电压,由表中实验数据知电压表V的示数是8V,则电源电压是8V;电阻R1的阻值R1===10Ω。
(4)随灯泡电压U的增大,流过灯泡的电流I增大,灯泡实际功率P=UI增大,灯泡温度升高,灯泡电阻变大,
这说明,灯泡灯丝的温度升高,电阻增大;由图示电流表可知,电流表量程是0.6A,分度值是0.02A,
电流表示数是0.32A,灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W。
故答案为:(1)U=U1+U2;(2)正比;(3)8;10;(4)灯丝电阻受温度影响,温度越高电阻越大;0.32;0.8。
9.【解答】(1)杠杆静止时,杠杆左端下沉,右端偏高,平衡螺母需向右调节,直到杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量力臂的大小;
(2)①由图2知,测力计的分度值为0.2N,其示数为1.6N;
②由表格数据知,第3次实验中滑轮组的机械效率为:
η===≈90.9%;
③由表中第3、4两次实验数据知,钩码重相同,塑料滑轮比铝制滑轮重力小,机械效率大,故提升同一物体时,减小动滑轮的重力,则滑轮组的机械效率变大;
(3)保持斜面倾斜程度不变,可以采用减小接触面的粗糙程度的方法减小摩擦,从而提高斜面的机械效率;
利用斜面时,克服物体与斜面间的摩擦力做的功是额外功,
则η==,
即:80%=,
解得:f=0.2N。
故答案为:(1)右;力臂的大小;(2)①1.6;②90.9;③变大;(3)减小接触面的粗糙程度;0.2。
10.【解答】(1)①质量的测量工具是天平,所以测量水的质量需要的器材有:盛水的容器、水、烧杯和天平;
②分析数据可知水的质量与体积的比值基本上是相等的,说明水的质量与体积成正比;
③由于杯子测量体积时误差较大,所以由他们的实验数据得出的质量与体积的数量关系不一致;
(2)①由图甲可知,小明选用的石块的重力是3N;
②由图乙丙知挂在弹簧测力计挂钩上的石块浸入水中时,石块浸入水中的体积变大,弹簧测力计示数变小,则说明“浸在水中的石块受到了浮力的作用”;
小明要得出“浸在液体中的物体受到浮力的作用”的普遍结论,他还要选用不同的物体和液体来继续做更多次的实验。
故答案为:(1)①天平;②正;数量关系(比值);(2)①3;②变小;③不同的物体和液体。
技巧三:公式法
1.【解答】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流。
A、灯泡正常发光时的电流IL=0.25A,由图乙可知,灯泡正常发光时的电压UL=2.5V,
由I=可得,灯泡正常发光时的电阻:RL===10Ω,故A错误;
B、灯泡正常发光1min消耗的电能:WL=ULILt=2.5V×0.25A×60s=37.5J,故B错误;
C、灯泡正常发光时电路中的电流最大,电路的总功率最大,则P大=UI大=UIL=4V×0.25A=1W,故C错误;
D、由图乙可知,当电流表的示数为0.2A时,灯泡两端的电压UL′=1.5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压:UR=U﹣UL′=4V﹣1.5V=2.5V,
则滑动变阻器连入电路的阻值:R===12.5Ω,故D正确。
故选:D。
2.【解答】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于最左端时,电路电流最大,根据图乙可知:Imax=0.6A,
由I=可得,电源电压:U=ImaxR0=0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片位于最右端时,电路电流最小,电压表示数最大,根据图乙可知:Imin=0.2A,UR=4V,
根据串联电路电压规律和I=可得,电源电压:U=UR+IminR0=4V+0.2A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得,R0=10Ω,U=6V,故AC错误;
(2)R0消耗的最小功率:P0min=(Imin)2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W,故B正确;
(3)由I=可得,滑动变阻器的最大阻值:R===20Ω,
滑片P在中点时,电路电流:I===0.3A,故D错误。
故选:B。
3.【解答】
AB.由图可知,I﹣U变化关系图象是曲线,小灯泡的电流与电压不成正比,此过程中小灯泡电阻是变化的,故AB错误;
CD.小灯泡的额定电压为3V,由图象可知,灯泡的额定电流为0.5A,则灯泡的额定功率P=UI=3V×0.5A=1.5W,故C错误、D正确。
故选:D。
4.【解答】
A、从图甲知,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2.2N,即图甲中木块受到的拉力为2.2N,故A错误;
B、两次拉动同一木块在水平长木板上做匀速直线运动,压力大小和接触面的粗糙程度均相同,则木块受到的摩擦力大小相同,即木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1:1,故B错误;
CD、从图乙可知,木块两段都做匀速直线运动,AB段3s运动路程为12m,BC段3s运动路程为18m﹣12m=6m;由速度公式可知,木块AB和BC段的速度之比v1:v2=s1:s2=12m:6m=2:1,故D错误;
从图乙可知,木块两段都做匀速直线运动,而做匀速直线运动的物体受平衡力作用,所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等,因为摩擦力大小相同,故拉力的大小也相同,
根据P===Fv知,在拉力一定时,功率与速度成正比,即P1:P2=v1:v2=2:1,故C正确。
故选:C。
5.【解答】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由题意可知,当滑片P位于最左端时,小灯泡正常发光,此时变阻器接入电路中的电阻为零,通过灯泡的电流最大,
由图乙可知,灯泡两端的电压为12V,即小灯泡的额定电压为12V,故A错误;
B.当滑片P位于最右端时,接入电路中的电阻最大,电路的电流最小,
由图乙可知,灯泡两端的电压UL=3V,电路中的电流I=IL=1A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压:
UR=U﹣UL=12V﹣3V=9V,
由I=可得,滑动变阻器的最大阻值:
R===9Ω,故B正确;
C.当滑片P位于最左端时,电路为小灯泡的简单电路,电路中的电流最大,电路的总功率最大,
由图乙可知,通过灯泡的电流IL额=2A,则P大=PL额=UL额IL额=12V×2A=24W,
当滑片P位于最右端时,接入电路中的电阻最大,电路的电流最小,电路的总功率最小,
由图乙可知,灯泡两端的电压UL=3V,电路中的电流I=IL=1A,则P小=UI=12V×1A=12W,
所以,该电路总功率变化范围为12W~24W,故C错误;
D.小灯泡正常发光1min,由P=可得,电流所做的功:
WL=PL额t=24W×60s=1440J,故D错误。
故选:B。
6.【解答】AB、两电阻串联,电压表测R1的电压,电流表测电路的电流,
变阻器滑片在a端时,变阻器的最大电阻与R1串联,电路的电流最小,由图乙知I1=0.1A,对应的电压表示数为1V,由欧姆定律,R1===10Ω;B正确;
滑在b端时,为R1的简单电路,电压表示数即电源电压,由图乙知,电源电压U=3V;A正确;
C、根据串联电路的规律及欧姆定律,变阻器滑片在a端时,R2的最大值:
R2大===20Ω,C正确;
D、当滑片P移到中点时,变阻器连入电路的电阻为:R滑=0.5×20Ω=10Ω=R1,由分压原理,两电阻电压相等,根据串联电路电压的规律,R1的电压为:U1′==1.5V,
电阻R1工作10s消耗的电能:W=t=×10s=2.25J,D错误。
故选:D。
7.【解答】ABD、灯与变阻器串联后再与R1串联,电压表V1测灯的电压,V2测灯与变阻器的电压,电流表测电路的电流,将滑动变阻器的滑片P由A端移到B端,变阻器连入电路的电阻变小,由串联电阻的规律,电路的总电阻变小,根据欧姆定律I=,电路的电流变大,根据U=IR,故V1示数变大,故乙中下面的图线表示电流随V1的示数的变化规律,则乙中上面的图线表示电流随V2的示数的变化规律,可知,当变阻器连入电路的电阻最大时,灯的电压为UL=2.4V,灯和变阻器的电压为8.4V,电流为0.3A,
由欧姆定律,I=,
0.3A=﹣﹣﹣﹣①,
I=,
即0.3A=﹣﹣﹣﹣﹣②,
对R1来说,根据串联电路的规律及欧姆定律,I=,
即0.3A=﹣﹣﹣③
由①②③得:RL=8Ω,RP=20Ω,故D正确;
变阻器连入电路的电阻最小时,灯的电压U′L=4.8V,灯的电流为I′=0.6A,
由串联电路的规律及欧姆定律有:
I′=,即0.6A=﹣﹣﹣④,
由③④得:
U=12V,R1=12Ω,故AB错误;
C、当变阻器连入电路的电阻为0时,电路中的电流最大,根据P=UI,即灯的功率最大时,通过灯的电流为0.6A时,最大功率为:
PL大=I大2RL=(0.6A)2×8Ω=2.88W,C错误。
故选:D。
8.【解答】
A、由图乙可知,当注入液体深度h=0cm,即还没有注入液体时,正方体M对容器底部的压力F压1=G=12N,
M的质量:
m===1.2kg,
M的体积:
V=(0.1m)3=0.001m3,
正方体M的密度:
ρM===1.2×103kg/m3,故A错误;
B、由图乙可知,当注入液体深度h=5cm,正方体M对容器底部的压力F压2=G﹣F浮=7N,
此时M受到的浮力:
F浮=G﹣F压2=12N﹣7N=5N,
V排=(0.1m)2×0.05m=0.0005m3,
由F浮=ρ液V排g可得液体的密度:
ρ液===1×103kg/m3,故B错误;
C、当h=10cm时,排开水的体积:
V排′=(0.1m)2×0.1m=0.001m3,
受到的浮力:
F浮′=ρ液V排′g=1×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=10N,
M对容器底部的压力:
F压3=G﹣F浮′=12N﹣10N=2N,故C正确;
D、当h=10cm=0.1m时,液体对容器底部的压强:
p=ρ液gh=1×103kg/m3×0.1m×10N/kg=1000Pa,故D错误。
故选:C。
9.【解答】
A、由图象可知,当m甲=300g,V甲=200cm3,
m乙=200g时,V乙=300cm3,
则甲、乙两种物质的密度分别为:
ρ甲===1.5g/cm3,同理,ρ乙=g/cm3,
若甲、乙物质质量相等(为m),
甲的体积为:V1=;
乙的体积为V2=,
混合制成实心小球的平均密度:
ρ======≈0.92g/cm3<1.0g/cm3;
由物体的浮沉条件,若甲、乙物质质量相等,则实心小球将上浮,最后漂浮在水面上,A错误;
B、若甲、乙物质体积相等(为V),
甲的质量:
m1=ρ甲V;
乙的质量:
m2=ρ乙V,
实心的平均密度:
ρ′===≈1.08g/cm3>1.0g/cm3;
由物体的浮沉条件,若甲、乙物质体积相等,则实心小球将下沉,最后沉在水底;B错误;
C、设甲的体积与总体积之比为x、乙物质与总体积之比为1﹣x,
小球的平均密度:
ρ0===ρ甲x+ρ乙(1﹣x),
实心小球悬浮在水中,根据浮沉条件小球的平均密度等于水的密度,
即ρ甲x+ρ乙(1﹣x)=1.5g/cm3×x+g/cm3×(1﹣x)=1.0g/cm3;
x=40%,
即甲的体积与总体积之比为40%,乙物质与总体积之比为1﹣40%=60%,
若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质体积比为:
40%:60%=2:3,C错误;
D、设甲物质质量占总质量的比为n,则乙占总质量之比(1﹣n),根据密度公式,小球的平均密度:
ρ″===,
根据悬浮的条件:=1.0g/cm3;
将ρ甲=1.5g/cm3和ρ乙=g/cm3代入上式得:
甲物质质量占总质量的比:n=60%;
乙物质质量占总质量的比:1﹣n=1﹣60%=40%,
则甲、乙物质质量比为:
60%:40%=3:2,D正确。
故选:D。
10.【解答】A、从乙图中可以看出,当构件完全淹没时的高度为2m,则构件边长为2m,故A错误;
BC、由图可知,构件在浸入水的过程中排开水的体积逐渐变大,所以浮力也逐渐变大,则钢丝绳的拉力F2逐渐减小;当构件浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,钢丝绳的拉力F2也不变,因此反映钢丝绳拉力F2随h变化的图线是①,构件所受浮力随h变化的图线是②,故C错误;
由图线知,构件完全淹没时,拉力F2=1.6×105N,
构件体积:V=l3=(2m)3=8m3
构件完全淹没时,V排=V=8m3,则有
F浮=G﹣F2,即:ρ水gV排=ρgV﹣F2
代入数值可得:
1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3﹣1.6×105N
则构件的密度为:ρ=3×103kg/m3,故B正确;
D、当构件的下表面距江面4m深时,构件上表面距江面4m﹣2m=2m,
构件上表面受到江水的压强为:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa,故D错误。
故选:B。
技巧四:图表分析法
1.【解答】因为鸡蛋悬浮在盐水中时,根据悬浮条件可知:浮力等于鸡蛋的重力;
往盐水中继续均匀缓慢加盐,盐水密度增大,浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变,根据公式F浮=ρgV排可知鸡蛋所受浮力逐渐增大;
浮出水面后鸡蛋漂浮时所受浮力等于鸡蛋的重力,浮力不再变化;
鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象应该是开始浮力变大,后来不变;
由此分析可知:选项A正确,BCD错。
故选:A。
2.【解答】由a图可知,R、Rt串联,电压表测Rt两端电压,
A、当电压表的示数最大,即Ut=3V时,电路允许测量的温度最高,
根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得:
定值电阻R两端的电压:UR=U﹣Ut=6V﹣3V=3V,
则电路中的电流:
I===0.075A,
热敏电阻的阻值:
Rt===40Ω,
由图象可知,此电路允许的最高环境温度为30℃,故A错误;
B、当温度计的示数为0℃时,热敏电阻Rt的阻值不为零,根据串联电路的分压作用知,热敏电阻Rt两端的电压不为零,电压表的示数 不为零,故B错误;
C、若增大电源电压U,电压表的量程仍为0﹣3V,根据串联电路的分压作用知,定值电阻两端的电压增大,由欧姆定律I=知电路的电流增大,热敏电阻的阻值Rt的阻值减小,电路可测量的最高温度减小,故C错误;
D、若U 增大3V,即电源电压为3V+6V=9V,R 增大45Ω,此时电压表的量程仍为0﹣3V,根据串联电路的分压作用知,定值电阻两端的电压增大,变为9V﹣3V=6V,由欧姆定律I=知此时电路的电流为I′===A,热敏电阻的阻值Rt的阻值为Rt′===42.5Ω,由图2知此时电路可测量的最高温度大于30℃,即电路可测量的最高温度将增大,故D正确。
故选:D。
3.【解答】由电路图可知,两开关均闭合时,R1与R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。
(1)由图乙和题意可知,当电流表开始有读数即I=0.2A时,滑片P移动的距离x=2cm,此时电压表的示数为2.5V,
由I=可得,R1接入电路的阻值:
R1===12.5Ω;
(2)当s=2cm时,电压表的示数为2.5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R0两端的电压:
U0=U﹣U1=4.5V﹣2.5V=2V,
则电阻R0的阻值:
R0===10Ω,
电阻R0在10s内产生的热量为:
Q0=I2R0t=(0.2A)2×10Ω×10s=4J;
(3)当滑片P滑到s=6cm处时,由图乙可知,此时电路中的电流I′=0.4A,
此时R0两端的电压:
U0′=I′R0=0.4A×10Ω=4V,
此时R1两端的电压:
U1′=U﹣U0′=4.5V﹣4V=0.5V,
则R1消耗的电功率:
P1=U1′I′=0.5V×0.4A=0.2W;
(4)假设滑动变阻器某处未发生断路,
当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,此时电路中的电流最大,
则电路中的最大电流为:
I大===0.45A<0.6A,
R0的最大电功率为:
P0大=I大2R0=(0.45A)2×10Ω=2.025W;
由(1)知,滑片P移动的距离x=2cm时,滑动变阻器接入电路的电阻为12.5Ω;
向左移动6cm时,滑动变阻器接入电路的电阻为:R1′===1.25Ω,
因此每向左移动1cm,滑动变阻器接入电路的电阻减小:=2.8125Ω,
所以滑动变阻器的最大电阻为:R滑大=12.5Ω+2×2.8125Ω=18.125Ω,
电路的最小电流为:
I小===0.16A,
定值电阻的最小功率为:
P0小=I小2R0=(0.16A)2×10Ω=0.256W;
所以R0的电功率变化范围为0.256W~2.025W。
答:(1)当电流表开始有读数时,R1接入电路的阻值为12.5Ω;
(2)当滑片P移到s=2cm处时,电阻R0在10s内产生的热量为4J;
(3)当滑片P移到s=6cm处时,R1消耗的电功率为0.2W;
(4)R0的电功率变化范围为0.256W~2.025W。
4.【解答】(1)A的重力为:
GA=mAg=1.32kg×10N/kg=13.2N;
(2)由ρ=可得A的体积为:
VA===1.2×10﹣3 m3;
A的底面积为:
SA===0.01m2=100cm2;
SA>SB,所以A与B的接触面积为S=SB=60cm2
A对B的压强为:
pA===2.2×103Pa;
(3)结合图象信息可知:
=S容﹣SA﹣﹣﹣﹣﹣①,
=S容﹣﹣﹣﹣②,
S容:SA=3:1,
容器的底面积为:S容=300cm2;
若ρA>ρ液,物体A受力如图为:
物体A受到的竖直向下的重力与竖直向上的拉力和浮力相平衡,即F浮+F拉=GA,
所以物体A受到的浮力为:
F浮=GA﹣F拉=13.2N﹣3.6N=9.6N,
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排和V排=VA知,
ρ液===0.8×103kg/m3;
若ρA<ρ液,设液面下降的高度为△h,
物体A漂浮时,F浮=GA,
细绳拉着时△F浮=3.6N,
物体受到的浮力变化量为:
△F浮=ρ液g△V排=ρ液gSA(△h+0.02m)
S容×2cm=(S容﹣SA)(2cm+△h),
解得△h=1cm;
△F浮=ρ液g△V排=ρ液gSA(△h+0.02m)=3.6N,
解得液体的密度为:
ρ液===1.2×103kg/m3。
答:(1)A的重力为13.2N;
(2)A对B的压强为2.2×103Pa;
(3)液体的密度为0.8×103kg/m3或1.2×103kg/m3。
5.【解答】
(1)分析图象数据可知:物体A处于浸没时,弹簧测力计的示数为4N,物体离开水面后弹簧测力计的示数不变,为12N,则物体重力G=12N;
所以,物体浸没在水中所受的浮力:F浮=G﹣F=12N﹣4N=8N;
(2)根据F浮=ρ液gV排可得,物体的体积:
V=V排===8×10﹣4m3;
由G=mg得,物体质量:
m===1.2kg,
则物体的密度:
ρ===1.5×103kg/m3;
(3)由于圆柱形容器中水的深度不变,由图象数据可知:物体的高度L=8cm﹣5cm=3cm=0.03m,
则物体上表面刚出水面时下表面所处的深度h=L=0.03m,
所以水对下表面的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa。
答:(1)物体浸没在水中所受的浮力为8N;
(2)物体的密度为1.5×103kg/m3;
(3)物体上表面刚出水面时,水对下表面产生的压强为300Pa。
6.【解答】
(1)由图2可知,压敏电阻R的阻值随着所受到的压力F增大而减小;
根据杠杆的平衡条件:FA×OA=FB×OB,
所以=,
因为AB:AO=5:1,
所以OB:OA=6:1,
所以==;
(2)由2图数据可知,当踏板空载时(F=0N),压力传感器的电阻为R=40Ω,已知R0=10Ω,
电源电压为:U=I(R+R0)=0.2A×(40Ω+10Ω)=10V;
(3)电流表示数达到0.5A时,报警器开始发出报警信号,
根据欧姆定律I=知,
总电阻为:R总===20Ω,
此时压力传感器的电阻为:
R′=R总﹣R0=20Ω﹣10Ω=10Ω;
由图象2知所受到的压力F为30N;
由题知,ABO为一水平杠杆,O为支点,AB:AO=5:1,则OA=OB=×120cm=20cm,
根据杠杆平衡条件可得:F压×OB=F踏×OA,即30N×6=F踏×1,
解得F踏=180N,即踏板设定的最大压力值为180N;
电路消耗的总功率为:P=UI=10V×0.5A=5W;
(4)若电源电压变为15V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,电路中的电流仍为0.5A,
此时的总电阻为:R总′===30Ω,
此时压力传感器的电阻为:R″=R总′﹣R0=30Ω﹣10Ω=20Ω;
由图象可知,当传感器的阻值为20Ω时,对应的压力为F压′=12N,
根据杠杆平衡条件可得:F踏×OA′=F压′×OB,即180N×OA′=12N×1.2m,
解得OA′=0.08m=8cm。
答:(1)减小;6:1;(2)40;10;(3)10;180;5;
(4)触点A应调节至距O点8cm处。
7.【解答】(1)由图乙,根据I=可得定值电阻R0的阻值
R0===20Ω;
(2)灯泡正常发光10min,电流通过灯泡所做的功
W=Pt=6W×10×60s=3600J;
(3)当断开开关S1、闭合开关S和S2,并将滑动变阻器的滑片P位于R最右端时,灯泡L与滑动变阻器R的最大阻值串联,
已知灯泡L的实际功率为1.6W,则根据图乙可知:此时电路中的电流、灯泡L两端电压分别为UL=4V,IL=0.4A,
由I=可得滑动变阻器R两端电压:
UR=ILR=0.4A×20Ω=8V,
所以,电源电压U=UL+UR=4V+8V=12V;
(4)当开关S、S1、S2都闭合且滑片位于左端时,定值电阻R0与灯泡L并联,电路的总电阻最小,电路的总功率最大;因并联等压分流,且灯泡在额定电压下正常发光,所以电路消耗的最大功率P最大=PL+P0=6W+=13.2W。
答:(1)R0的阻值是20Ω;
(2)灯泡正常发光10min,电流通过灯泡所做的功是3600J;
(3)电源电压是12V;
(4)电路消耗的最大电功率是13.2W。
8.【解答】
(1)第一次只闭合开关S、S1,变阻器与R0串联,电压表测PA电阻丝两端的电压,电流表测电路的电流,因电压表接在滑片上(电压表可看做开路),故变阻器的全部电阻丝接入电路,滑片移动时,变阻器接入电路的阻值不变,总电阻不变,由欧姆定律可知,电路的电流不变,
由此可知,图象中的水平线为本次情况下电流表与电压表示数的关系图象,电路中的电流恒为0.4A,P在B端时,电压表的示数最大为8V,
由欧姆定律可得,
变阻器的最大阻值:
R===20Ω;
(2)由欧姆定律和电阻的串联可得,
R0的阻值:
R0=﹣R=﹣20Ω=10Ω,
第二次只闭合开关S、S2,变阻器与R0和灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路的电流,则结合(1)的分析可知,图象中的曲线为本次情况下电流表与电压表示数的关系图象;
滑片P从B端向A端移动时,直至小灯泡正常发光,由图象知,灯的额定电流为:IL=0.5A,此时电压表示数为1V,
由欧姆定律可得,R0的电压为:
U0=ILR0=0.5A×10Ω=5V,
由串联电路电压的规律,灯的额定电压为:
UL=U﹣U滑′﹣U0=12V﹣1V﹣5V=6V,
小灯泡的额定功率为:
PL=ULIL=6V×0.5A=3W,
根据P=知,
白炽灯L正常工作1min消耗的电能为:
W=PLt=3W×60s=180J;
(3)由图知电流的变化范围为0.3A~0.5A,
所以R0的最小功率为:
P0小=R0=(0.3A)2×10Ω=0.9W,
R0的最大功率为:
P0大=R0=(0.5A)2×10Ω=2.5W,
所以在整个过程中且电路安全条件下,R0功率的变化范围为0.9W~2.5W。
答:(1)滑动变阻器两端AB间的电阻值为20Ω;
(2)在闭合开关S、S2时,白炽灯L正常工作1min消耗的电能是180J;
(3)在整个过程中且电路安全条件下,R0功率的变化范围为0.9W~2.5W。
9.【解答】(1)由电路图可知,当滑片在a端时滑动变阻器R2被短路,电压表V2示数为零,电路为R1的简单电路,电压表V1测电源的电压,由乙图可知:电源的电压U=12V;
(2)当滑片在b端时,R1与R2的最大阻值串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;此时电压表V2示数最大;
由乙图可知:U1=4V,U2最大=8V,
则电路中的电流I===0.2A,
则根据I=可得:
R2===40Ω;
(3)当滑动触头移到滑动变阻器的中间位置时,则R2中=R2=×40Ω=20Ω,
则总电阻R=R1+R2中=20Ω+20Ω=40Ω,
所以,电路的电流I中===0.3A,
电阻R1消耗的电功率P1=I中2R1=(0.3A)2×20Ω=1.8W。
答:(1)电源电压U=12V;
(2)滑动变阻器的最大阻值为40Ω;
(3)当滑动触头移到滑动变阻器的中间位置时,电阻R1消耗的电功率为1.8W。
10.【解答】
(1)水深h1=7cm时,球刚好有一半体积浸入水中,则V排1=,由图知此时受到的浮力F1=7.18N,
根据阿基米德原理:F浮1=ρ水gV排1=ρ水g×;
实心球的体积:
V===1.436×10﹣3m3;
水深7cm时水槽底部受到的压强:
p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.07m=700Pa;
(2)水深h1=7cm时,球刚好有一半体积浸入水中,由图知,当水深h2≥10cm时,球受到的浮力开始保持不变,因10cm<2h1=14cm,故此时小球不再沉在容器底部,而是处于漂浮状态,由漂浮的特点,根据图乙,G=F浮2=12.92N,
实心球的密度:
ρ===≈0.90×103kg/m3;
(3)由图知,当水深刚好等于10cm时,浮力不变,说明此时实心球刚好离开水槽底部,
这时水对容器底部产生的压强:
p2=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa,
G槽=m槽g=2.5kg×10N/kg=25N,
容器的底面积:
S=0.5m×0.5m=0.25m2;
水对容器底部产生的压力:
F水=p2S=1000Pa×0.25m2=250N;
以水槽为研究对象,其受到水的压力、重力及支持面对其的支持力,根据力的平衡:
F支=F压+G槽=250N+25N=275N;
由力的相互性,水槽对水平桌面的压力为:
F压=275N;
实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强:
p===1.1×103Pa。
答:
(1)实心球的体积为1.436×10﹣3m3;水深7cm时水槽底部受到的压强700Pa;
(2)实心球的密度为≈0.90×103kg/m3;
(3)实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强为1.1×103Pa。
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