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2025年中考物理三轮复习临门一脚挑战13个压轴专题练（高分法宝）
专题09 跨学科实践类的探究性综合实验题（10道）
1. 制作简易的密度计，器材有：长度为20cm的吸管一根，铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。（g取10N/kg）
（1）如图甲所示，用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度，用石蜡将标0cm的一端封闭，添加铁屑至管内，使其总质量为10g，能竖直漂浮在液体中；
①当将它放入密度为的水中时，浸入的深度为H。若放入密度为的酒精中，密度计所受的浮力大小为______N，浸入的深度为______H；
②将它放入密度为的不同液体中，浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中______（选填“a”“b”或“c”）；
③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时，两条刻度线间的距离大一些，利用现有器材，合理的做法是：______。
（2）如图丙所示，在吸管下方安装一个小瓶，将铁屑装入瓶中，制成另一支简易密度计，使其总质量为30g，放入液体后能竖直漂浮，小瓶完全浸没。放入水中，在密度计上标记出水面位置M，密度计排开水的体积为______。从水中取出擦干后，放入待测盐水中，M比液面高2cm。取出密度计擦干，倒出部分铁屑，使其总质量为27g，再放入水中，液面距离M为3cm。则吸管的横截面积为______，盐水的密度为______（保留2位小数）。
2. “做中学”是一种重要的学习方法，小滨利用质量可忽略不计的塑料瓶开展实践体验活动。
（1）装满水的塑料瓶放在水平桌面上，如图甲所示，瓶子对桌面压力的大小等于瓶子所受重力的大小，这是因为瓶子所受的重力和桌面对瓶子的支持力是一对______力，瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力是一对______力。小滨发现塑料瓶对桌面的压力作用效果不明显，于是他拿来了容易发生形变的海绵继续体验；
（2）将装满水的塑料瓶先后正放、倒放在相同的海绵上，如图乙、丙所示，塑料瓶对海绵的压力F正______F倒（选填“>”“<”或“=”），观察到海绵形变程度不同，说明压力的作用效果与______有关；
（3）在塑料瓶侧壁上下不同位置钻两个小孔，取下瓶盖，观察到水从小孔喷出的现象如图丁所示，此现象表明：同种液体内部压强的大小与液体的______有关。再次拧紧瓶盖，会看到小孔______（选填“A”“B”或“A和B”）立即停止出水，这是因为__________的存在；
（4）塑料瓶停止出水后，再次将塑料瓶正放在海绵上，与图乙相比，会观察到海绵的形变程度更不明显，用这个规律可以解释的事例是：__________。
A．限制货车超载 B．铁轨下面铺放枕木 C．破窗锤的敲击端做成锥状
3. 在树叶尾部的边缘滴一滴圆珠笔油，然后将它缓缓放进水面，树叶在水面上像小船一样运动起来，滴了圆珠笔油的树叶被称为“油墨小船”。小明通过查阅资料了解到，由于油墨中表面活性剂的存在，当水与油墨接触时，“油墨小船”便获得向前运动的力。小明同学想探究“油墨小船”在水中运动的快慢与水的温度和圆珠笔油浓度的关系。他用塑料片代替树叶制作的“油墨小船”如图所示。
（1）探究“油墨小船”在水中运动快慢与水的温度的关系。实验中小明控制水的温度分别为17℃、35℃、65℃，使用技术软件，记录了“油墨小船”在不同温度液面上的运动情况，采集数据如下表。在三种测试温度下，“油墨小船”运动快慢的共同特点是___________。“油墨小船”运动的快慢与水的温度的关系是___________。“油墨小船”在运动过程中受的力是___________（选填“平衡力”或“非平衡力”）。
T/℃ 17 35 65
t/s 0.5 1 2 3 0.5 1 2 3 0.5 1 2 3
2.3 21 2.0 1.9 5.3 6.2 5.9 4.8 6.4 8.2 6.3 5.1
（2）探究“油墨小船”在水中运动的快慢与圆珠笔油浓度的关系。为形成不同浓度的圆珠笔油，小明选择酒精为稀释剂，制成多种样品，然后选取适量样品滴在小船尾部边缘进行实验。小明发现圆珠笔油浓度减小时，“油墨小船”运动明显加快。小明制作样品的操作方法是___________。
（3）当实验条件确定时，“油墨小船”获得向前的能量大小是固定的，为了使图中“油墨小船”获得更大的速度，可以采取的措施是___________。
4. 学校积极开展阳光体育运动，学生在操场上进行各种项目的训练。
（1）小聪在单杠上做引体向上。小明测量了他一次上升的高度h和n次引体向上的时间t，还需要测量______（物理量和符号），可算出小聪引体向上的功率______（用符号表示）；
（2）小明在操场上投实心球。图甲是整个抛球运动过程的示意图，轨迹上a、b两点在同一高度，空气阻力不可忽略。关于球的运动，下列说法正确的是______；
A．最高点时球的速度为0
B．球在a点速度大于b点速度
C．球落地时的机械能最大
（3）小明、小聪在跑道上进行跑步训练。他们在相距为L的A、B两点间同时相向匀速跑动，如图乙所示。相遇后小明立即转身以同样大小的速度折返跑回A，随后小聪也跑到A。如果小聪所用时间是小明的1.2倍，两人相遇时的位置距A为______。
5. 生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。
【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为的电源上（如图所示），加热功率为，该电热丝的电阻_______。（不考虑温度对电阻的影响）
【改进设计】为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方式连接在电压为的电源上，可以得到另外两个加热功率和，且。请你在图甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出与之比。说明：电热丝上只有三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。_____
【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关，通过开关的通断和在1、2触点间的切换，实现加热垫和三档功率的变换。请你在图中将各元件连接成符合优化要求的电路。注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。____
6. 密度计是根据“浮在液面上的物体所受浮力等于物体自重的原理”制作的。某学习小组在研究与密度有关的实验时，要自制一个简单的密度计。关于密度计及相关实验，请回答下列问题：
（1）如图甲，在一根一端封闭粗细均匀的玻璃管内放一些小铅粒使管能竖直浮于水中不动，设玻璃管的横截面积为S，管和管内铅粒总质量为m，水的密度为，则玻璃管在水面以下的长度______（用S、m、表示）；在玻璃管与水面交接处画上刻线并标记下1.0，代表这个位置对应的液体密度为水的密度的1.0倍。
（2）将这个自制密度计放置于某未知液体中，管竖直且漂浮不动时，如果标记1.0的刻线位于液面上方，距离管与液面交接处为，如图乙所示。则该液体密度与水的密度的比值为_______（用、表示）；如果标记1.0的刻线位于液面下方，距离管与液面交接处为（题中未画出），则该液体密度与水的密度的比值为_______（用、表示）；
（3）若用上述方法在玻璃管上依次标记0.7、0.8、0.9、1.1、1.2、1.3……刻线，分别代表液体密度与水的密度的比值，则数值小的刻线在_______（填“上边”或“下边”），刻线分布_______（填“均匀”或“不均匀”）；
（4）现用某种密度较大的液体做成一个简易的气压计，当大气压为时，管内外液面高度差为，如图丙所示。现将管竖直向上提升少许，下端管口未露出槽内液面，管内外液面高度差将_______（填“变大”“不变”或“变小”）；
（5）将（4）中简易气压计拿到山顶，发现管内外液面高度差为，则山顶的气压为_______（用、、表示）。
7. 小娜同学在物理实践活动中，设计了如图甲所示的电子质量测量仪。其中，电源电压恒定为，为粗细均匀的导体棒，阻值随长度均匀变化，总阻值为，总长度为。R是电阻箱，电压表量程为，电流表量程为。金属弹簧上端固定并通过导线与电压表连接，下端通过金属指针与导体棒始终保持良好接触。已知，电路中所用弹簧的弹力F与其伸长量L之间的关系如图乙所示。实验中弹簧的形变始终不超弹性限度，弹簧及指针质量不计，取。现闭合开关S，调节，请回答以下问题：
（1）不挂重物时，指针恰好指在的最上端。此时电压表示数为_______V，电流表示数为______A；
（2）悬挂重物后，电流表的示数_______（填“变大”“不变”或“变小”）。当弹簧下端悬挂某待测物体时，指针向下移动，则待测物体质量_______，电压表示数为_______V；
（3）在保证电路安全的情况下，该电子质量测量仪所能测得物体的最大质量为_______。通过调节电阻箱R的阻值，可以调节该测量仪的量程。如果要增大量程，应该将电阻箱R的阻值_______（填“调大”“保持不变”或“调小”）。
8. “权衡”一词，在古代分别指秤砣和秤杆，现代多表示事物在动态中维持平衡的状态。在学习杠杆相关知识后，“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究：
活动一：了解杆秤的构造及物理原理：
如图甲所示，杆秤由秤盘（放置待称量的物体）、秤砣、秤杆（标有刻度，可读取被称物体质量）、提纽组成；
（1）参照图乙，图甲中提纽相当于杠杆的______，结合“秤砣虽小压千斤”这句话，此时杆秤相当于______杠杆；
活动二：自制简易杆秤：
该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中：秤砣质量为200g，A点为秤盘挂绳位置，B点为提纽挂绳位置，C点为0刻度线位置；
（2）由图甲可知，利用该杆秤最多可称量______g的物体，D点处的刻度数为______g；
（3）忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响，用表示秤砣质量，表示物体和秤盘质量，表示B、C之间的距离，表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，将满足______（用上述物理量表示），由此可得，秤盘的质量为______g；
（4）若想测量质量更大的物体，你可采取的办法是______（只写一条即可）。
9.密度是物质的重要属性，生产、生活中常常需要测量各种液体的密度。某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计，可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值，受到了老师的肯定和表扬，结构如图所示。
所用器材：轻质杠杆（自身重力忽略不计）、两种规格的空桶（100mL和200mL）、质量为m的物体A、细线。
设计过程如下：
(1)将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l，C点到O点的距离为l0，此时C点的密度刻度线应标注为______；
(2)在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，移动物体A至C1位置，使杠杆在水平位置平衡。C1点到O点的距离为l1，此时C1点的密度值为______（用题中所给的字母表示）；
(3)已知密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，则密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为______cm；
(4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，应选择______规格的空桶（选填“100mL”或“200mL”）。
10.小明用自己安装好的直流电动机模型（如图甲）来研究电动机的工作过程；
（1）电动机的工作原理是磁场对 有力的作用；图乙是直流电动机工作原理图，其中C、D叫作 ，线圈左右两边框的受力方向相反，其原因是 方向相反；
（2）小明将直流电动机模型接入电路，各部分连接完好，闭合开关后电动机却不能转动；他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动；刚开始不转的原因可能是 ；（填序号）
A．蹄形磁铁磁性太弱 B．电源电压太低
C．线圈刚好处于平衡位置 D．线圈中的电流太小
（3）小明按图丙电路将电动机模型连入电路，闭合开关，电动机正常转动，小明记下了电流表和电压表的示数；实验过程中，由于弧形铁片螺丝松动，电动机线圈被弧形铁片卡住了，小明惊奇地发现，电动机线圈被卡住后，电流表和电压表的示数都发生了变化，小明赶紧记下了两表的示数（如下表所示）并断开了开关；
电动机状态 电压U/V 电流I/A
正常转动 2.2 0.18
被卡住不转 2.0 0.33
为什么电动机线圈被卡住后电流会变大呢？小明经过反复思考，终于明白了其中的道理，原来线圈不转时只有线圈电阻阻碍电流，线圈电阻比较小，因此电流较大；当通电线圈在磁场中转动时，线圈同时也会在磁场中做 运动，产生感应电流，根据实验数据可以判断，感应电流的方向应该与原来线圈中的电流方向 ；在实际生活中，如果电动机转轴被卡住而不转动时，电能将全部转化为 能，很容易烧坏电动机线圈。
12025年中考物理三轮复习临门一脚挑战13个压轴专题练（高分法宝）
专题09 跨学科实践类的探究性综合实验题（10道）
1. 制作简易的密度计，器材有：长度为20cm的吸管一根，铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。（g取10N/kg）
（1）如图甲所示，用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度，用石蜡将标0cm的一端封闭，添加铁屑至管内，使其总质量为10g，能竖直漂浮在液体中；
①当将它放入密度为的水中时，浸入的深度为H。若放入密度为的酒精中，密度计所受的浮力大小为______N，浸入的深度为______H；
②将它放入密度为的不同液体中，浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中______（选填“a”“b”或“c”）；
③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时，两条刻度线间的距离大一些，利用现有器材，合理的做法是：______。
（2）如图丙所示，在吸管下方安装一个小瓶，将铁屑装入瓶中，制成另一支简易密度计，使其总质量为30g，放入液体后能竖直漂浮，小瓶完全浸没。放入水中，在密度计上标记出水面位置M，密度计排开水的体积为______。从水中取出擦干后，放入待测盐水中，M比液面高2cm。取出密度计擦干，倒出部分铁屑，使其总质量为27g，再放入水中，液面距离M为3cm。则吸管的横截面积为______，盐水的密度为______（保留2位小数）。
【答案】 （1）0.1 1.25 a 管内适当增加铁屑使密度计重力增大
（2）30 1 1.07
【解析】（1）①密度计在酒精中漂浮，其受到的浮力等于重力，则浮力为
由于密度计在水中和酒精中均漂浮，在水中和酒精中受到的浮力均等于其重力，则密度计在水中受到的浮力等于其在酒精中受到的浮力，所以有
可得
②密度计在液体中漂浮，则有
可得
当密度计重力，吸管的横截面积一定时，h与ρ液成反比，故a图线符合h随ρ液变化的规律。
③适当增大密度计的重力，则密度计浸入水中的深度增大，即H增大，密度计放入酒精中漂浮时，浸入酒精中的深度为1.25H，也随之增大，则两条刻度线间的距离会变大。
（2）当密度计总质量为30g时，仍能漂浮在水中，则受到的浮力为
由阿基米德原理有
则有
密度计排开水的体积为
与上同理，当密度计质量为27g时，排开水的体积为
此时水面刻度比M低3cm，由此可知吸管的横截面积为
当密度计的质量为30g时，浸入盐水中的深度比M低2cm，由此可知在盐水中浸入的（排开盐水）体积为
由前面分析结论，同理，当密度计在盐水中漂浮时有
则盐水的密度为
2. “做中学”是一种重要的学习方法，小滨利用质量可忽略不计的塑料瓶开展实践体验活动。
（1）装满水的塑料瓶放在水平桌面上，如图甲所示，瓶子对桌面压力的大小等于瓶子所受重力的大小，这是因为瓶子所受的重力和桌面对瓶子的支持力是一对______力，瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力是一对______力。小滨发现塑料瓶对桌面的压力作用效果不明显，于是他拿来了容易发生形变的海绵继续体验；
（2）将装满水的塑料瓶先后正放、倒放在相同的海绵上，如图乙、丙所示，塑料瓶对海绵的压力F正______F倒（选填“>”“<”或“=”），观察到海绵形变程度不同，说明压力的作用效果与______有关；
（3）在塑料瓶侧壁上下不同位置钻两个小孔，取下瓶盖，观察到水从小孔喷出的现象如图丁所示，此现象表明：同种液体内部压强的大小与液体的______有关。再次拧紧瓶盖，会看到小孔______（选填“A”“B”或“A和B”）立即停止出水，这是因为__________的存在；
（4）塑料瓶停止出水后，再次将塑料瓶正放在海绵上，与图乙相比，会观察到海绵的形变程度更不明显，用这个规律可以解释的事例是：__________。
A．限制货车超载 B．铁轨下面铺放枕木 C．破窗锤的敲击端做成锥状
【答案】 （1）平衡 相互作用 （2）= 受力面积 （3）深度 A和B 大气压 （4） A
【解析】（1）瓶子受到的支持力与重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力。
瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同的物体上，是一对相互作用力。
（2）瓶子正放与倒放时，对桌面的压力都等于自身的重力，大小是相同的，即F正=F倒。
由图乙和图丙可知，压力大小相同，受力面积不同，海绵的形变程度不同，因此可知压力的作用效果与受力面积有关。
（3）由图丁可知，A、B两处深度不同，且B处的深度比A处的深度要大，此时B处的水流速度大于A处的水流速度，说明B处水的压强要大于A处水的压强，因此可知，同种液体内部压强的大小与液体的深度有关。
瓶盖拧紧后，瓶内与瓶外隔绝，由于外界大气压的作用，将瓶内的水压在瓶内而流不出来，因此小孔A和B都会立即停止出水。
（4）塑料瓶停止出水后，再次将塑料瓶正放在海绵上，与图乙相比探究的是压力的作用效果与压力大小的关系。
A．限制货车超载是通过改变压力大小来改变压强，故A符合题意；
B．铁轨下面铺放枕木是通过增大受力面积减小压强，故B不符合题意；
C．破窗锤的敲击端做成锥状是通过减小受力面积增大压强，故C不符合题意。
故选A。
3. 在树叶尾部的边缘滴一滴圆珠笔油，然后将它缓缓放进水面，树叶在水面上像小船一样运动起来，滴了圆珠笔油的树叶被称为“油墨小船”。小明通过查阅资料了解到，由于油墨中表面活性剂的存在，当水与油墨接触时，“油墨小船”便获得向前运动的力。小明同学想探究“油墨小船”在水中运动的快慢与水的温度和圆珠笔油浓度的关系。他用塑料片代替树叶制作的“油墨小船”如图所示。
（1）探究“油墨小船”在水中运动快慢与水的温度的关系。实验中小明控制水的温度分别为17℃、35℃、65℃，使用技术软件，记录了“油墨小船”在不同温度液面上的运动情况，采集数据如下表。在三种测试温度下，“油墨小船”运动快慢的共同特点是___________。“油墨小船”运动的快慢与水的温度的关系是___________。“油墨小船”在运动过程中受的力是___________（选填“平衡力”或“非平衡力”）。
T/℃ 17 35 65
t/s 0.5 1 2 3 0.5 1 2 3 0.5 1 2 3
2.3 21 2.0 1.9 5.3 6.2 5.9 4.8 6.4 8.2 6.3 5.1
（2）探究“油墨小船”在水中运动的快慢与圆珠笔油浓度的关系。为形成不同浓度的圆珠笔油，小明选择酒精为稀释剂，制成多种样品，然后选取适量样品滴在小船尾部边缘进行实验。小明发现圆珠笔油浓度减小时，“油墨小船”运动明显加快。小明制作样品的操作方法是___________。
（3）当实验条件确定时，“油墨小船”获得向前的能量大小是固定的，为了使图中“油墨小船”获得更大的速度，可以采取的措施是___________。
【答案】（1）先变快后变慢 水的温度越高，“油墨小船”运动越快 非平衡力 （2）将不同滴的酒精与相同滴的圆珠笔油均匀混合 （3）减轻“油墨小船”的质量
【解析】（1）由表格数据可知，油墨小船在三种测试温度下，运动速度都是先变快后变慢。
由表格数据可知，油墨小船运动的快慢与水的温度的关系是：水的温度越高，油墨小船运动得越快。
油墨小船在运动过程中，速度不断变化，因此，油墨小船受到非平衡力的作用。
（2）小明可以用相同滴的圆珠笔油，然后向其中逐渐加入不同滴的酒精并充分搅拌，从而得到不同浓度的圆珠笔油样品。
（3）可以减小“油墨小船”的质量（或重量），这样在获得相同能量时，能使它的速度更大。
4. 学校积极开展阳光体育运动，学生在操场上进行各种项目的训练。
（1）小聪在单杠上做引体向上。小明测量了他一次上升的高度h和n次引体向上的时间t，还需要测量______（物理量和符号），可算出小聪引体向上的功率______（用符号表示）；
（2）小明在操场上投实心球。图甲是整个抛球运动过程的示意图，轨迹上a、b两点在同一高度，空气阻力不可忽略。关于球的运动，下列说法正确的是______；
A．最高点时球的速度为0
B．球在a点速度大于b点速度
C．球落地时的机械能最大
（3）小明、小聪在跑道上进行跑步训练。他们在相距为L的A、B两点间同时相向匀速跑动，如图乙所示。相遇后小明立即转身以同样大小的速度折返跑回A，随后小聪也跑到A。如果小聪所用时间是小明的1.2倍，两人相遇时的位置距A为______。
【答案】（1）小聪的重力G （2）B （3）
【解析】（1）根据功率的计算式
可知为算出小聪引体向上的功率，除了上升的高度h和n次引体向上的时间t，还需要测量小聪的重力G。
（2）A．最高点时球仍具有水平方向的速度，故A错误；
B．因为要克服空气阻力，机械能转化为内能，所以小球的机械能是逐渐减小的，球落地时的机械能最小，所以球在a点的机械能大于b点，两点高度相同，重力势能相同，所以球在a点动能大于b点动能，球在a点速度大于b点速度，故B正确，C错误；
故选B。
（3）设两人相遇时的时间为，两人相遇时的位置距A为，则小明的速度为，小聪的速度为。则整个过程中，小明所用的时间，小聪用的时间为
小聪所用时间是小明的1.2倍，则有
解得。
5. 生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。
【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为的电源上（如图所示），加热功率为，该电热丝的电阻_______。（不考虑温度对电阻的影响）
【改进设计】为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方式连接在电压为的电源上，可以得到另外两个加热功率和，且。请你在图甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出与之比。说明：电热丝上只有三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。_____
【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关，通过开关的通断和在1、2触点间的切换，实现加热垫和三档功率的变换。请你在图中将各元件连接成符合优化要求的电路。注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。____
【答案】 ①. ②. ，，推导见解析 ③.
【解析】
【详解】【初步设计】
根据得
【改进设计】设计甲乙电路图如图所示
将电热丝的中点与一端相连，另一端接电源，此时电阻为，功率为
将电热丝的中点与一端相连，然后将这一端与电源的一端相连，电源的另一端与电热丝的另一端相连，实际上是和并联，此时的总电阻为
总功率
P1与P2之比为
【优化设计】当S与2触点接触，S0断开时，只有R0的简单电路，此时加热垫处于P0功率档；
当只闭合S0时，只有的简单电路，此时加热垫处于P1功率档；
当S与1触点接触，S0闭合时，和并联，此时加热垫处于P2功率档；
优化设计如图所示：
6. 密度计是根据“浮在液面上的物体所受浮力等于物体自重的原理”制作的。某学习小组在研究与密度有关的实验时，要自制一个简单的密度计。关于密度计及相关实验，请回答下列问题：
（1）如图甲，在一根一端封闭粗细均匀的玻璃管内放一些小铅粒使管能竖直浮于水中不动，设玻璃管的横截面积为S，管和管内铅粒总质量为m，水的密度为，则玻璃管在水面以下的长度______（用S、m、表示）；在玻璃管与水面交接处画上刻线并标记下1.0，代表这个位置对应的液体密度为水的密度的1.0倍。
（2）将这个自制密度计放置于某未知液体中，管竖直且漂浮不动时，如果标记1.0的刻线位于液面上方，距离管与液面交接处为，如图乙所示。则该液体密度与水的密度的比值为_______（用、表示）；如果标记1.0的刻线位于液面下方，距离管与液面交接处为（题中未画出），则该液体密度与水的密度的比值为_______（用、表示）；
（3）若用上述方法在玻璃管上依次标记0.7、0.8、0.9、1.1、1.2、1.3……刻线，分别代表液体密度与水的密度的比值，则数值小的刻线在_______（填“上边”或“下边”），刻线分布_______（填“均匀”或“不均匀”）；
（4）现用某种密度较大的液体做成一个简易的气压计，当大气压为时，管内外液面高度差为，如图丙所示。现将管竖直向上提升少许，下端管口未露出槽内液面，管内外液面高度差将_______（填“变大”“不变”或“变小”）；
（5）将（4）中简易气压计拿到山顶，发现管内外液面高度差为，则山顶的气压为_______（用、、表示）。
【答案】 （1） （2） （3）上边 不均匀 （4） 不变 （5）
【解析】（1）玻璃管漂浮，根据浮沉条件，有
根据阿基米德原理
可得此时排开水的体积
（2）由题意及图乙可知，此时排开液体的体积
因为自制密度计始终漂浮，浮力不变，根据阿基米德原理可得
如果标记1.0的刻线位于液面下方，则此时排开液体的体积
同理可得
（3）由阿基米德原理可知，液体密度越小，玻璃管浸在液体中的体积越大，故数值小的刻度线在水的密度的上边，同时由（2）可知，浸在液体中的深度差和液体密度不成正比，故刻度线分布不均匀。
（4）管内的液柱是由于受到大气压的作用，如果大气压不变，则液柱的高度将保持不变，即管内外液面高度差不变。
（5）由（4）可知，液体的密度
山顶的气压
7. 小娜同学在物理实践活动中，设计了如图甲所示的电子质量测量仪。其中，电源电压恒定为，为粗细均匀的导体棒，阻值随长度均匀变化，总阻值为，总长度为。R是电阻箱，电压表量程为，电流表量程为。金属弹簧上端固定并通过导线与电压表连接，下端通过金属指针与导体棒始终保持良好接触。已知，电路中所用弹簧的弹力F与其伸长量L之间的关系如图乙所示。实验中弹簧的形变始终不超弹性限度，弹簧及指针质量不计，取。现闭合开关S，调节，请回答以下问题：
（1）不挂重物时，指针恰好指在的最上端。此时电压表示数为_______V，电流表示数为______A；
（2）悬挂重物后，电流表的示数_______（填“变大”“不变”或“变小”）。当弹簧下端悬挂某待测物体时，指针向下移动，则待测物体质量_______，电压表示数为_______V；
（3）在保证电路安全的情况下，该电子质量测量仪所能测得物体的最大质量为_______。通过调节电阻箱R的阻值，可以调节该测量仪的量程。如果要增大量程，应该将电阻箱R的阻值_______（填“调大”“保持不变”或“调小”）。
【答案】 （1）0 0.1 （2） 不变 5 1 （3） 15 调大
【解析】（1）由图得，当指针恰好指在的最上端时，变阻器的最大电阻与变阻箱串联，电流表测量电路电流，电压表被短路，则此时电压表示数为0V，电流表的示数为
（2）悬挂重物后，滑片向下移动，变阻器接入电路中电阻不变，电路中的电阻不变，由欧姆定律得，电流表的示数不变。
由图像得，当指针向下移动时，弹力为50N，此时弹力等于待测物体的重力，由得，指针则待测物体质量
滑片移动过程中，变阻器接入电路中电阻不变，电压表测量变阻器上半部分的电压，当指针向下移动时，电压表并联部分的电阻的阻值为
由欧姆定律得，电压表示数为
（3）当电压表的示数为3V时，该电子质量测量仪所测得物体的最大质量，由欧姆定律得，此时电压表测量的电阻的阻值为
此时弹簧的伸长量为
由图像得，此时弹簧的弹力为150N，由得，最大测量的物体的质量为
通讨调节电阻箱R的阻值，可以调节该测量仪的量程。如果要增大量程，则滑片向下移动的长度增大，电压表并联部分的电阻的阻值增大，电压表的最大测量值不变，由欧姆定律得，通过变阻器的电流应变小，则电路中电阻增大，应该将电阻箱R的阻值调大。
8. “权衡”一词，在古代分别指秤砣和秤杆，现代多表示事物在动态中维持平衡的状态。在学习杠杆相关知识后，“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究：
活动一：了解杆秤的构造及物理原理：
如图甲所示，杆秤由秤盘（放置待称量的物体）、秤砣、秤杆（标有刻度，可读取被称物体质量）、提纽组成；
（1）参照图乙，图甲中提纽相当于杠杆的______，结合“秤砣虽小压千斤”这句话，此时杆秤相当于______杠杆；
活动二：自制简易杆秤：
该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中：秤砣质量为200g，A点为秤盘挂绳位置，B点为提纽挂绳位置，C点为0刻度线位置；
（2）由图甲可知，利用该杆秤最多可称量______g的物体，D点处的刻度数为______g；
（3）忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响，用表示秤砣质量，表示物体和秤盘质量，表示B、C之间的距离，表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，将满足______（用上述物理量表示），由此可得，秤盘的质量为______g；
（4）若想测量质量更大的物体，你可采取的办法是______（只写一条即可）。
【答案】 （1）支点 省力 （2）1000 400 （3） 160 （4）增加秤砣的质量
【解析】（1）图甲中杆秤使用时绕提纽转动，提纽相当于杠杆的支点。
“秤砣虽小压千斤”说明杆秤相当于省力杠杆，起到省力的作用。
（2）由图甲可知，该杆秤量程为，利用该杆秤最多可称量1000g的的物体，D点处的刻度数为400g。
（3）根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，则有
化简得。
当秤盘上不放物体时，秤砣零刻度线处，根据杠杆平衡条件，则有
则秤盘的质量为
（4）若想测量质量更大的物体，根据（3）中，可以增加秤砣的质量，在力臂不变时，物体和秤盘质量更大，即测量的物体质量更大。
9.密度是物质的重要属性，生产、生活中常常需要测量各种液体的密度。某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计，可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值，受到了老师的肯定和表扬，结构如图所示。
所用器材：轻质杠杆（自身重力忽略不计）、两种规格的空桶（100mL和200mL）、质量为m的物体A、细线。
设计过程如下：
(1)将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l，C点到O点的距离为l0，此时C点的密度刻度线应标注为______；
(2)在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，移动物体A至C1位置，使杠杆在水平位置平衡。C1点到O点的距离为l1，此时C1点的密度值为______（用题中所给的字母表示）；
(3)已知密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，则密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为______cm；
(4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，应选择______规格的空桶（选填“100mL”或“200mL”）。
【答案】 (1) 0 (2) (3) 3.2 (4) 200mL
【解析】(1)空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡，桶中没有液体，液体的密度为零，此时C点的密度刻度线应标注为0。
(2)设空桶的质量为m桶，由杠杆的平衡条件可知m桶gl=mgl0
桶的质量m桶=
在B点的空桶内注满液体，根据杠杆的平衡条件可得
(m桶+m)gl=mgl1
(m桶+ρV)gl=mgl1
(+ρV)gl=mgl1
ρ=
(3)由(2)中的公式可知ρ与(l1-l0)成正比，密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，则密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为l2
l2=3.2cm
(4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，分度值小一些，由ρ=可知增大液体的体积可以使密度小一些，分度值小一些，所以选择200mL规格的空桶，精度更高一些。
10.小明用自己安装好的直流电动机模型（如图甲）来研究电动机的工作过程；
（1）电动机的工作原理是磁场对 有力的作用；图乙是直流电动机工作原理图，其中C、D叫作 ，线圈左右两边框的受力方向相反，其原因是 方向相反；
（2）小明将直流电动机模型接入电路，各部分连接完好，闭合开关后电动机却不能转动；他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动；刚开始不转的原因可能是 ；（填序号）
A．蹄形磁铁磁性太弱 B．电源电压太低
C．线圈刚好处于平衡位置 D．线圈中的电流太小
（3）小明按图丙电路将电动机模型连入电路，闭合开关，电动机正常转动，小明记下了电流表和电压表的示数；实验过程中，由于弧形铁片螺丝松动，电动机线圈被弧形铁片卡住了，小明惊奇地发现，电动机线圈被卡住后，电流表和电压表的示数都发生了变化，小明赶紧记下了两表的示数（如下表所示）并断开了开关；
电动机状态 电压U/V 电流I/A
正常转动 2.2 0.18
被卡住不转 2.0 0.33
为什么电动机线圈被卡住后电流会变大呢？小明经过反复思考，终于明白了其中的道理，原来线圈不转时只有线圈电阻阻碍电流，线圈电阻比较小，因此电流较大；当通电线圈在磁场中转动时，线圈同时也会在磁场中做 运动，产生感应电流，根据实验数据可以判断，感应电流的方向应该与原来线圈中的电流方向 ；在实际生活中，如果电动机转轴被卡住而不转动时，电能将全部转化为 能，很容易烧坏电动机线圈。
【答案】（1）通电导体 换向器 电流（2） C （3）切割磁感线 相反 内
【解析】（1）电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用；图乙是直流电动机工作原理图，其中C、D叫作换向器，线圈左右两边框的受力方向相反，其原因是电流方向相反。
（2）A．蹄形磁铁磁性太弱，用手轻轻碰了以后也不会持续转动，故A不符合题意；
B．电源电压太低，用手轻轻碰了以后也不会持续转动，故B不符合题意；
C．线圈刚好处于平衡位置，用手轻轻碰了以后会持续转动，故C符合题意；
D．线圈中的电流太小，用手轻轻碰了以后也不会持续转动，故D不符合题意。
故选C。
（3）当通电线圈在磁场中转动时，线圈同时也会在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，根据实验数据可以判断，感应电流的方向应该与原来线圈中的电流方向相反。
在实际生活中，如果电动机转轴被卡住而不转动时，电能将全部转化为内能，很容易烧坏电动机线圈。
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