【精品解析】上海市宝山区2025年中考一模物理试题

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上海市宝山区2025年中考一模物理试题
一、选择题(本大题共6题,每题2分,共12分。每题只有一个正确选项)
1.电功的单位是(  )
A.焦耳(J) B.瓦特(W) C.安培(A) D.伏特(V)
2.下列事例中,属于利用连通器原理工作的是(  )
A.密度计 B.温度计 C.订书机 D.船闸
3.下列现象中,属于增大压强的是(  )
A.压路机上碾子的质量很大
B.载重量大的汽车装有许多车轮
C.书包带做得很宽
D.房屋建在承受面积更大的地基上
4.教室里投影仪的灯泡,发光时温度很高,必须用风扇降温。使用投影仪时,待确认风扇正常运转后,再通电让灯泡发光,下列电路中符合要求的是(  )
A. B.
C. D.
5.将质量分布均匀的长方体沿竖直方向切成A、B两块,如图所示。已知LA:LB=3:1,则A、B两块对水平面的压力和压强之比分别为(  )
A.FA:FB=3:1 pA:pB=3:1
B.FA:FB=3:1 pA:pB=1:1
C.FA:FB=1:3 pA:pB=1:1
D.FA:FB=1:3 pA:pB=3:1
6.如图所示,灯泡A、B内的灯丝由相同材料制成且长度相同。串联接入电路后,两灯均发光,且A灯较亮,则(  )
A.A灯丝较粗,电阻较大 B.B灯丝较粗,电阻较大
C.A灯丝较粗,电阻较小 D.B灯丝较粗,电阻较小
二、填空题(本大题共7题,共24分)
7.上海地区家庭电路中,电灯、电视机、电扇等用电器正常工作的电压为   伏,这些用电器是   的(选填串联或并联),工作时将   能分别转化为光能、机械能等.
8.钛是航天工业中的重要材料之一,它的密度为 4.5×103 千克/米3,单位读作   ,钛的密度是水的   倍;若钢的密度为 7.8 克/厘米 3,则体积相等的实心钛板与实心钢板相比,钛板的质量   钢板的质量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
9.著名的   实验证明了大气压强存在且很大.大气压强的数值会随着海拔高度的增加而逐渐   ,(选填“增大”、“不变”或“减小”).拦河大坝设计成上窄下宽则是因为水的   越大,水对大坝的压强越大.
10.某导体两端电压为5伏,通过它的电流为0.5安,导体的电阻为    欧,10秒内通过该导体横截面的电荷量为    库。当该导体中的电流减小为0.2安时,该导体的电阻为    欧。
11.如图所示是某同学为研究“并联电路电流的特点”所设计的实验电路图,实验后数据记录如下表所示。研究过程中,该同学采用了两种方案进行实验:A.改变电源电压;B.移动滑动变阻器的滑片。
实验序号 电流表A1的示数(A) 电流表A2的示数(A) 电流表A3的示数(A)
1 0.10 0.16 0.26
2 0.20 0.32 0.52
3 0.20 0.20 0.40
(1)从实验序号1、2的数据可知,该同学所采用的实验方案为   (选填“A”或“B”),理由是   。
(2)分析实验序号1、2、3的数据,可以得出的结论是:   。
12.如图所示电路中,由于元器件出现故障,导致移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表的示数不变且不为零。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或滑动变阻器R2上。请写出移动滑片P的过程中,电流表示数变化情况及相应的故障:   。
13.电子体重计是健身达人必备的工具。如图(a)所示是电子体重计的电路原理图,由电源(4节干电池)、定值电阻R0、压力电阻R(其阻值随压力变化关系如图(b)所示),电压表、开关等组成。电压表指针偏转角度可反映人体的质量。
(1)依据图(b)的信息,结合已学知识,判断人体质量与电压表指针偏转角度的关系:   ,并说明理由:   。
(2)干电池在长时间使用后电压会降低。一名质量为50千克的中学生,使用未更换电池的电子体重计进行测量,则测量值   50千克(选填“大于”“等于”或“小于”)。
三、作图题(本大题共2题,共4分)
14.如图所示,静止在斜面上的物体A,对斜面的压力为6牛,请用力的图示法画出物体A对斜面的压力F。
15.如图所示的电路中,在AB和CD之间分别填画定值电阻R1和滑动变阻器R2两个元件符号,要求:闭合开关S后,向右移动滑动变阻器的滑片P时,电流表的示数变小,电压表的示数变大。
四、综合题(本大题共5题,共30分)第16~19题作答需写出解答过程。
16.金属块排开水的体积为1×10-3m3。求金属块受到浮力F浮的大小?
17.在家庭电路中,标有“220V 660W”字样的用电器正常工作。求:
(1)通过该用电器的电流I;
(2)通电100秒,电流对该用电器做的功W。
18.如图(a)所示的电路中,电源电压为10伏且保持不变,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样。闭合开关S,求:
(1)滑动变阻器R2的滑片P移至最左端时,电流表的示数IA。
(2)滑动变阻器R2的滑片P移至最右端时,电阻R1两端的电压U1。
(3)若用一定值电阻R0替换R1,并在电路中正确连入一个电压表。当滑动变阻器R2连入电路的电阻为8欧时,电流表、电压表的示数分别如图(b)、(c)所示。请通过计算判断电压表所测的物理量,并求出电阻R0。
19.如图所示,底面积为1×10﹣2米2的足够高圆柱形容器甲内盛有0.1米深的水,实心圆柱体乙的底面积为0.2×10﹣2米2、高为0.14米。求:
(1)容器甲内水的质量m水。
(2)水对容器甲底部的压强p水。
(3)将圆柱体乙竖直放入容器甲内静止,要使水对容器甲底部压强最大,请判断说明满足该条件时圆柱体乙的密度,并计算出水对容器甲底部的压强最大值pmax。
20.在“测量小灯泡额定电功率”的实验中,小灯泡标有“2.2V”字样,实验电路图如图(a)所示:
(1)该实验的原理是   (用公式表示);
(2)图(a)电路中AB和CD间分别接入   (选填“A”或“B”);
A.电流表和电压表 B.电压表和电流表
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是   ;
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)实验中滑动变阻器滑片移到某个位置时,电压表示数如图(b)所示。若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向   (填“a”或“b”)端移动;
(5)下表为某同学的实验记录分析表:
实验次数 电压表示数U(V) 电流表示数I(A) 功率P(W) 额定功率P额(W)
1 1.5 0.22 0.33
2 2.2 0.30 0.66
3 3.0 0.34 1.02
你认为该同学处理数据过程是否合理?若合理,请说明这样处理的目的;若不合理,请给出处理过程并说明理由。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】功率的概念;电流和电流的单位换算;电压和电压的单位换算;电功及电功的实质
【解析】【解答】 解:A、焦耳是电功或电能的单位,故正确;
B、瓦特是电功率单位,故错误;
C、安培是电流的单位,故错误;
D、伏特是电压的单位,故错误;
故选:A。
【分析】 电功的单位有很多表现方式,用电能表记录时是度,生活中常用的国际单位是焦耳,而千瓦时是在大型工厂中常用单位的专业术语。
2.【答案】D
【知识点】温度及温度计的使用与读数;增大压强的方法及其应用;连通器原理及其应用;浮力的利用
【解析】【解答】 解:A、密度计是利用物体的漂浮条件和阿基米德原理来工作的,不是利用连通器原理工作的,故A错误;
B、温度计是利用液体的热胀冷缩制成的,与连通器原理无关,故B错误;
C、订书机用到的物理知识是比较多的,如:压柄做得宽大有利于减小压强、钉书针(出针口)很尖细有利于增大压强、底座做得宽大有利于减小压强等等;但都不是连通器原理进行工作,故C错误;
D、船闸在工作时,闸室分别与上游和下游构成连通器,是利用连通器原理工作的,故D正确;
故选:D。
【分析】 几个上端开口底部互相连通的容器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上,这就是连通器的原理。
3.【答案】A
【知识点】增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】 解:A、压路机上碾子的质量做得很大,是在受力面积一定时,增大压力来增大压强,故A符合题意;
B、载重量大的汽车装有许多轮胎,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C、书包带做得很宽,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D、房屋建在承受面积更大的地基,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选:A。
【分析】 压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。
增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
4.【答案】C
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】 解:A、开关闭合后,电动机和灯泡同时工作,故A不符合题意;
B、干路中开关闭合,灯泡马上工作,电动机会在支路开关作用下工作,故B不符合题意;
C、干路中开关闭合,电动机马上工作,而灯泡会在支路开关的作用下再工作,故C符合题意;
D、开关闭合后,电动机和灯泡同时工作,故D不符合题意。
故选:C。
【分析】 先分析灯泡与电动机的连接方式为并联,然后根据开关的作用可知电动机先工作、灯泡后工作。
5.【答案】B
【知识点】压强大小比较
【解析】【解答】 解:密度均匀的长方体铜块对桌面的压强为:,由图可知,A、B两铜块的高度相同,则两者对水平桌面的压强相等,即pA:pB=1:1;
LA:LB=3:1,则受力面积之比为SA:SB=3:1,根据F=pS可知,压力之比。
故选:B。
【分析】 水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据压强公式、重力公式、体积公式、密度公式得出密度均匀的长方体铜块对桌面的压强之比;
由图可知,长方体截成A、B两块时的底面积之比等于它们的边长之比,根据F=pS比较两者压力的大小。
6.【答案】D
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】 解:如图所示,灯泡A、B内的灯丝由相同材料制成且长度相同。串联接入电路后,通过的电流相等,两灯均发光,且A灯较亮,由P=I2R可得,A灯的电阻大,B灯的电阻小,由电阻大小的影响因素可知,B灯丝较粗,电阻较小,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
【分析】 灯泡的亮度取决于其实际功率,与其他因素无关。比较灯泡的亮度,就是比较灯泡的实际功率,实际功率大的灯泡亮。
导体的电阻大小与导体的长度、横截面积、材料以及温度等因素密切相关。
7.【答案】220;并联;电
【知识点】电功及电功的实质
【解析】【解答】解:
据教材知识可知,家庭电路的电压是220V;由于家庭电路中的用电器互不影响,所以这些用电器是并联的;这些用电器工作时,消耗了电能,产生其他形式的能,所以是将电能转化为其他形式的能的过程.
故答案为:220;并联;电;
【分析】(1)家庭电路的电压是220V;(2)家庭电路中各个用电器是互不影响的,所以是并联的关系;(3)用电器工作时,消耗电能,产生其他形式的能.
8.【答案】千克每立方米;4.5;小于
【知识点】密度及其特性;密度公式及其应用
【解析】【解答】解:钛密度是4.5×103千克/米3,它表示的物理意义是每1米3钛的质量是4.5×103千克,单位读作千克每立方米;
水的密度是1.0×103kg/m3,则ρ钛:ρ水=4.5×103kg/m3:1.0×103kg/m3=4.5:1,
钢的密度为7.8克/厘米3,即7.8×103千克/米3,大于钛的密度。在体积相同时,密度越大,其质量越大。
故答案为:千克每立方米;4.5;小于。
【分析】 (1)首先会正确读出密度的单位;然后再根据密度是表示单位体积某种物质的质量的多少来理解密度的意义。
(2)水的密度是1.0×103kg/m3;
(3)已知物体密度和体积,根据变形公式m=ρV可以求出物体质量。
9.【答案】马德堡半球;减小;深度
【知识点】液体压强的特点;大气压强的存在;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】解:马德堡半球实验有力地证明了大气压强的存在;
大气压与高度的变化规律是:大气压随海拔高度的增加而减小;
由于液体内部压强随着深度的增大而增大,所以拦河大坝设计成上窄下宽则是因为水的越往深处的压强越大的缘故.
故答案为:马德堡半球;减小;深度.
【分析】马德堡半球实验是首次有力证明大气压强存在的著名实验.大气压来自空气的重力,海拔越高、空气越稀薄,因此大气压也越小.液体内部压强与液体的密度和液体的深度有关.
10.【答案】10;5;10
【知识点】电流和电流的单位换算;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1) 某导体两端电压为5伏,通过它的电流为0.5安,
则导体的电阻。
(2)根据题意可知,通过该导体横截面的电荷量;
(3)电阻是导体本身的一种性质,与通过的电流无关,所以当导体中的电流减小为0.2安时,该导体的电阻仍为10Ω。
【分析】(1)根据欧姆定律的变形式计算导体的电阻;
(2)根据Q=It计算通过该导体横截面的电荷量;
(3)根据电阻的影响因素的知识分析解答。
11.【答案】(1)A;定值电阻R1所在支路的电流也在改变
(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和
【知识点】探究串并联电路中的电流特点实验;并联电路的电流规律
【解析】【解答】 解:(1)从实验序号1、2的数据可知,定值电阻R1所在支路的电流也在改变,由欧姆定律得,U=IR,定值电阻R1所在支路两端的电压在变化,
因为并联电路中各支路两端的电压相等,等于电源电压,所以电源电压发生改变,该同学所采用的实验方案A。
(2)电流表A3的示数I3是干路电流,A1的示数I1、A2的示数I2是支路电流,由表中实验数据可知,
I3=I1+I2,所以可以得出:在并联电路中,干路中的电流等于各支路中的电流之和。
故答案为:(1)A;定值电阻R1所在支路的电流也在改变;(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
【分析】 (1)并联电路中各支路两端的电压相等。
(2)分析表中数据得出结论。
(1)从实验序号1、2的数据可知,定值电阻R1所在支路的电流也在改变,由欧姆定律得,U=IR,定值电阻R1所在支路两端的电压在变化,因为并联电路中各支路两端的电压相等,等于电源电压,所以电源电压发生改变,该同学所采用的实验方案A。
(2)电流表A3的示数I3是干路电流,A1的示数I1、A2的示数I2是支路电流,由表中实验数据可知,
所以可以得出:在并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和。
12.【答案】电流表示数变大或者变小,电阻R1短路
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】 解:由图可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2两端的电压;
移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表的示数不变且不为零,说明电路中的故障可能是电阻R1短路,此时电流表有示数;也可能是滑动变阻器R2断路,此时电流表示数为零。
故答案为:①电流表有示数,电阻R1短路;②电流表示数为零,滑动变阻器R2断路。【分析】一般电路中出现故障有断路和短路两种现象,电路断路时,电流表示数为零,短路时,电流表有示数。
13.【答案】(1)电压表指针偏转角度随人体质量的增大而增大;人体质量越大,对压敏电阻的压力越大,压敏电阻接入电路的阻值越小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流越大,根据U=IR可知电压表示数越大
(2)小于
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】 (1)闭合开关,两电阻并联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,
由图b可知压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,人体质量越大,对压敏电阻的压力越大,压敏电阻接入电路的阻值越小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流越大,根据U=IR可知电压表示数越大,所以电压表指针偏转角度随人体质量的增大而增大;
(2)干电池在长时间使用后电压会降低,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,根据U=IR可知电压表示数减小,所以一名质量为50千克的中学生,使用未更换电池的电子体重计进行测量,则测量值小于50千克。
故答案为:(1)电压表指针偏转角度随人体质量的增大而增大;人体质量越大,对压敏电阻的压力越大,压敏电阻接入电路的阻值越小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流越大,根据U=IR可知电压表示数越大;(2)小于。【分析】 (1)闭合开关,两电阻并联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,
由图b可知压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,人体质量越大,对压敏电阻的压力越大,据此分析压敏电阻接入电路的阻值变化,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流变化,根据U=IR可知电压表示数变化;
(2)干电池在长时间使用后电压会降低,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,根据U=IR可知电压表示数减小。
(1)[1][2]闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,由图b可知压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,人体质量越大,对压敏电阻的压力越大,压敏电阻接入电路的阻值越小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流越大,根据U=IR可知电压表示数越大,所以电压表指针偏转角度随人体质量的增大而增大。
(2)干电池在长时间使用后电压会降低,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,根据U=IR可知电压表示数减小,所以一名质量为50千克的中学生,使用未更换电池的电子体重计进行测量,则测量值小于50千克。
14.【答案】
【知识点】压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】 解:先选一段线段,大小表示2N,然后过压力的作用点做垂直于斜面,并指向斜面的力,如图所示:
【分析】 根据压力的作用点在接触面上,即物体与接触面的中点位置;方向与接触面垂直,过其作用点表示压力的方向。
15.【答案】
【知识点】串、并联电路的设计;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】 解:根据题意可知,闭合开关S后,向右移动滑动变阻器的滑片P时,电流表的示数变小,根据欧姆定律可知,电路的总电阻变大,这说明滑动变阻器接入电路的电阻变大;根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器接入电路的电阻变大,其分担的电压变大,所以电压应该与滑动变阻器并联,如下所示:
【分析】根据题意分析滑片移动时电流表示数的变化,从而得出滑动变阻器接入电路中电阻的变化,根据串联电路的分压规律分析电压表的测量对象。
16.【答案】解:金属块受到浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×1×10-3m3=9.8N。
答:金属块受到浮力为9.8N。
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】知道金属块排开水的体积,根据阿基米德原理求出受到的浮力。
17.【答案】(1)解:由P=UI可得,通过该用电器的电流。
答:通过该用电器的电流为3A。
(2)解:通电100秒,电流对该用电器做的功W=Pt=660W×100s=6.6×104J。
答:通电100秒,电流对该用电器做的功为6.6×104J。
【知识点】电功率的计算
【解析】【分析】 (1)根据公式P=UI求出电流;
(2)根据W=Pt求出电流做的功。
(1)由P=UI可得,通过该用电器的电流
(2)通电100秒,电流对该用电器做的功
18.【答案】(1)解:滑动变阻器R2的滑片P移至最左端时,由电路图可知,只有R1连入电路,电流表测量电路电流;
则电流表的示数:。
答:滑动变阻器R2的滑片P移至最左端时,电流表的示数IA为0.5A。
(2)解:滑动变阻器R2的滑片P移至最右端时,由电路图可知,R1与变阻器R2串联,
根据串联电路的特点可得总电阻:R=R1+R2=20Ω+20Ω=40Ω,
根据欧姆定律可得电路中电流:,
根据可得R1两端的电压:U1=IR1=0.25A×20Ω=5V。
答:滑动变阻器R2的滑片P移至最右端时,电阻R1两端的电压U1为5V。
(3)解:根据图示可知,电压表的示数为2V或10V;因电路中R0与滑动变阻器串联,则电压表示数一定小于电源电压10V,故电压表的示数为10V时,此情况不可能;
根据图示可知,电流表的量程为示数为0.2A或1A;
①当电流表示数为0.2A时,根据可得,滑动变阻器两端电压:U2=I'R2=0.2A×8Ω=1.6V<2V;
电压表的示数为2V时,则电压表一定不是测量滑动变阻器两端电压;
如果电压表测量定值电阻两端电压,则电源电压:U=U0+U2=1.6V+2V=3.6V<10V;故此情况不可能;
②当电流表示数为1A时,根据可得,滑动变阻器两端电压:U'2=I″R2=1A×8Ω=8V>2V;
电压表的示数为2V时,则电压表一定不是测量滑动变阻器两端电压;
所以电压表测量定值电阻两端电压,则电源电压:U=U0+U2=2V+8V=10V,
此时与电源电压相等,故此情况可能;
则根据欧姆定律可得R0的阻值:。
答:电压表测量定值电阻两端电压,电阻R0为2Ω。
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】 (1)滑动变阻器R2的滑片P移至最左端时,由电路图可知,只有R1连入电路,电流表测量电路电流;根据欧姆定律即可求出电流表的示数;
(2)滑动变阻器R2的滑片P移至最右端时,由电路图可知,R1与变阻器R2串联,根据串联电路的特点求出总电阻,根据欧姆定律求出电路中电流和R1两端的电压U1;
(3)由电路图可知,R1与变阻器R2串联,电流表测量电路电流;根据滑动变阻器的最大电流可知电流表的量程,初步判断电流表的示数;
当变阻器连入电路恰好为其最大阻值的一半时,根据欧姆定律求出电流表示数为0.4A时变阻器R2两端的电压,根据电压表的指针位置可知电压表的示数,然后分情况分析电压表测量不同电压时,电源电压以及定值电阻的阻值。
(1)滑动变阻器R2的滑片P移至最左端时,由电路图可知,只有R1连入电路,电流表测量电路电流,则电流表的示数
(2)滑动变阻器R2的滑片P移至最右端时,由电路图可知,R1与变阻器R2串联,根据串联电路的特点可得总电阻:,根据欧姆定律可得电路中电流,根据可得R1两端的电压
(3)根据图示可知,电压表的示数为2V或10V;因电路中R0与滑动变阻器串联,则电压表示数一定小于或等于电源电压10V;根据图示可知,电流表的量程为示数为0.2A或1A;
若电压表测定值电阻或变阻器两端电压时:
①当电流表示数为0.2A时,根据可得,滑动变阻器两端电压,电压表的示数为2V时,则电压表一定不是测量滑动变阻器两端电压;如果电压表测量定值电阻两端电压,则电源电压,故此情况不可能;
②当电流表示数为1A时,根据可得,滑动变阻器两端电压,电压表的示数为2V时,则电压表一定不是测量滑动变阻器两端电压,所以电压表测量定值电阻两端电压,则电源电压,此时与电源电压相等,故此情况可能,可得此时R0的阻值为
若电压表测电源电压时:
①当电流表示数为0.2A时,电压表的示数为10V,则电路中的总电阻为,变阻器接入电路中的阻值为8欧,则电阻R0的阻值为
②当电流表示数为1A时,电压表的示数为10V,则电路中的总电阻为,变阻器接入电路中的阻值为8欧,则电阻R0的阻值为:
19.【答案】(1)解:容器甲内水的体积为:V水=S容h1=1×10-2m2×0.1m=1×10-3m3,
由公式得水的质量为:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg。
答:容器甲内水的质量m水为1kg。
(2)解:水对容器甲底部的压强为:
p水=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa。
答:水对容器甲底部的压强p水为980Pa。
(3)解:圆柱体乙的体积:V乙=S乙h乙=0.2×10-2m2×0.14m=0.28×10-3m3,
根据p=ρgh可知,水面越高,水对容器底部的压强越大;
假设圆柱体乙能浸没在水中,则此时水的深度:
所以假设不成立,即圆柱体乙不能浸没在水中,此时乙沉底且部分露出水面;
因水的体积不变,且此时水相当于分布在乙物体的两侧,
则水的最大深度:,
水对容器甲底部的压强最大值为:pmax=ρ水ghmax=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.125m=1225Pa;
根据浮沉条件可知此时乙的重力G乙≥F浮乙,即ρ乙gS乙h乙≥ρ水gS乙hmax,
所以。
答:要使水对容器甲底部压强最大,圆柱体乙的密度应大于或等于0.9×103kg/m3,且水对容器甲底部的压强最大值pmax为1225Pa。
【知识点】密度公式及其应用;压强大小比较;浮力大小的计算
【解析】【分析】 (1)根据V=Sh求出容器甲内水的体积V水,由公式求出水的质量;
(2)根据p=ρgh计算水对容器甲底部的压强;
(3)根据p=ρgh可知,水面越高,水对容器底部的压强越大;将圆柱体乙竖直放入容器甲内静止,要使水对容器甲底部压强最大,此时实心圆柱体乙可能完全浸没水中,根据题意和相关条件判断是否有这种可能;若乙物体不能浸没在液体中,则只能是沉底且部分露出水面,根据水的体积不变求出水的最大深度,由液体压强公式算出水对容器甲底部的压强最大值;根据浮沉条件可知此时乙的重力G乙≥F浮乙,利用重力公式、密度公式和阿基米德原理求出满足该条件时圆柱体乙的密度。
(1)容器甲内水的体积为
由公式得水的质量为
(2)水对容器甲底部的压强为
(3)将圆柱体乙竖直放入容器甲内静止,要使水对容器甲底部压强最大,假设乙完全浸没在水中,乙物体的体积为
乙物体完全浸没时容器中的水和乙物体的总体积为
此时容器中水的深度为
而圆柱体的高度是0.14m,故乙没有被水浸没。则此时水在乙圆柱体的两侧,水深为
水对容器甲底部的压强最大值为
此时;即
求得
综上可知,圆柱体乙的密度满足时,水对容器甲底部的压强最大值为1250Pa。
20.【答案】(1)P=UI
(2)B
(3)C
(4)a
(5)不合理,灯泡在不同电压下的实际功率不同,求平均值没有物理意义
【知识点】电流的测量及电流表的使用;电压的测量及电压表的使用;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】 解:(1)在“测量小灯泡额定电功率”的实验中,用电压表测灯泡两端电压,用电流表测通过灯泡的电流,根据P=UI求出灯泡额定功率,故该实验的原理是P=UI;
(2)电压表测灯泡两端电压,故电压表并联在灯泡两端;电流表测通过灯泡的电流,故电流表串联在电路中,因此图(a)电路中AB和CD间分别接入电压表和电流表,故选:B;
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮,说明小灯泡可能实际功率太小,接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故选:C;
(4)小灯泡额定电压为2.2V,故电压表选用小量程;实验中滑动变阻器滑片移到某个位置时,电压表示数如图(b)所示,电压表分度值0.1V,其示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.2V,若要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向a端移动;
(5)由于灯泡的实际功率不是定值,所以不能通过求平均值的方法来求功率,该同学数据处理过程是不合理的。
故答案为:(1)P=UI;(2)B;(3)C;(4)a;(5)不合理,灯泡在不同电压下的实际功率不同,求平均值没有物理意义。【分析】(1)该实验的原理是P=UI;
(2)根据电表的使用分析回答;
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮,说明小灯泡可能实际功率太小,据此分析;
(4)根据灯泡额定电压确定电压表量程,由图(b)确定分度值读数,比较电压表示数与灯泡额定电压大小,根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;
(5)不同电压下,灯泡实际功率不同,取平均值没有意义。
(1)在“测量小灯泡额定电功率”的实验中,用电压表测灯泡两端电压,用电流表测通过灯泡的电流,根据P=UI求出灯泡额定功率,故该实验的原理是P=UI。
(2)电压表测灯泡两端电压,故电压表并联在灯泡两端;电流表测通过灯泡的电流,故电流表串联在电路中,因此图(a)电路中AB和CD间分别接入电压表和电流表,综上分析知,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮,说明小灯泡可能实际功率太小,接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,综上分析知,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(4)小灯泡额定电压为2.2V,小于3V,故电压表选0~3V的小量程;实验中滑动变阻器滑片移到某个位置时,电压表示数如图(b)所示,电压表分度值0.1V,其示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.2V,若要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向a端移动。
(5)由于灯泡在不同电压下的实际功率不同,所以不能通过求平均值的方法来求功率,该同学数据处理过程是不合理的,求平均值没有物理意义。
1 / 1上海市宝山区2025年中考一模物理试题
一、选择题(本大题共6题,每题2分,共12分。每题只有一个正确选项)
1.电功的单位是(  )
A.焦耳(J) B.瓦特(W) C.安培(A) D.伏特(V)
【答案】A
【知识点】功率的概念;电流和电流的单位换算;电压和电压的单位换算;电功及电功的实质
【解析】【解答】 解:A、焦耳是电功或电能的单位,故正确;
B、瓦特是电功率单位,故错误;
C、安培是电流的单位,故错误;
D、伏特是电压的单位,故错误;
故选:A。
【分析】 电功的单位有很多表现方式,用电能表记录时是度,生活中常用的国际单位是焦耳,而千瓦时是在大型工厂中常用单位的专业术语。
2.下列事例中,属于利用连通器原理工作的是(  )
A.密度计 B.温度计 C.订书机 D.船闸
【答案】D
【知识点】温度及温度计的使用与读数;增大压强的方法及其应用;连通器原理及其应用;浮力的利用
【解析】【解答】 解:A、密度计是利用物体的漂浮条件和阿基米德原理来工作的,不是利用连通器原理工作的,故A错误;
B、温度计是利用液体的热胀冷缩制成的,与连通器原理无关,故B错误;
C、订书机用到的物理知识是比较多的,如:压柄做得宽大有利于减小压强、钉书针(出针口)很尖细有利于增大压强、底座做得宽大有利于减小压强等等;但都不是连通器原理进行工作,故C错误;
D、船闸在工作时,闸室分别与上游和下游构成连通器,是利用连通器原理工作的,故D正确;
故选:D。
【分析】 几个上端开口底部互相连通的容器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上,这就是连通器的原理。
3.下列现象中,属于增大压强的是(  )
A.压路机上碾子的质量很大
B.载重量大的汽车装有许多车轮
C.书包带做得很宽
D.房屋建在承受面积更大的地基上
【答案】A
【知识点】增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】 解:A、压路机上碾子的质量做得很大,是在受力面积一定时,增大压力来增大压强,故A符合题意;
B、载重量大的汽车装有许多轮胎,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C、书包带做得很宽,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D、房屋建在承受面积更大的地基,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选:A。
【分析】 压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。
增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
4.教室里投影仪的灯泡,发光时温度很高,必须用风扇降温。使用投影仪时,待确认风扇正常运转后,再通电让灯泡发光,下列电路中符合要求的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】 解:A、开关闭合后,电动机和灯泡同时工作,故A不符合题意;
B、干路中开关闭合,灯泡马上工作,电动机会在支路开关作用下工作,故B不符合题意;
C、干路中开关闭合,电动机马上工作,而灯泡会在支路开关的作用下再工作,故C符合题意;
D、开关闭合后,电动机和灯泡同时工作,故D不符合题意。
故选:C。
【分析】 先分析灯泡与电动机的连接方式为并联,然后根据开关的作用可知电动机先工作、灯泡后工作。
5.将质量分布均匀的长方体沿竖直方向切成A、B两块,如图所示。已知LA:LB=3:1,则A、B两块对水平面的压力和压强之比分别为(  )
A.FA:FB=3:1 pA:pB=3:1
B.FA:FB=3:1 pA:pB=1:1
C.FA:FB=1:3 pA:pB=1:1
D.FA:FB=1:3 pA:pB=3:1
【答案】B
【知识点】压强大小比较
【解析】【解答】 解:密度均匀的长方体铜块对桌面的压强为:,由图可知,A、B两铜块的高度相同,则两者对水平桌面的压强相等,即pA:pB=1:1;
LA:LB=3:1,则受力面积之比为SA:SB=3:1,根据F=pS可知,压力之比。
故选:B。
【分析】 水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据压强公式、重力公式、体积公式、密度公式得出密度均匀的长方体铜块对桌面的压强之比;
由图可知,长方体截成A、B两块时的底面积之比等于它们的边长之比,根据F=pS比较两者压力的大小。
6.如图所示,灯泡A、B内的灯丝由相同材料制成且长度相同。串联接入电路后,两灯均发光,且A灯较亮,则(  )
A.A灯丝较粗,电阻较大 B.B灯丝较粗,电阻较大
C.A灯丝较粗,电阻较小 D.B灯丝较粗,电阻较小
【答案】D
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】 解:如图所示,灯泡A、B内的灯丝由相同材料制成且长度相同。串联接入电路后,通过的电流相等,两灯均发光,且A灯较亮,由P=I2R可得,A灯的电阻大,B灯的电阻小,由电阻大小的影响因素可知,B灯丝较粗,电阻较小,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
【分析】 灯泡的亮度取决于其实际功率,与其他因素无关。比较灯泡的亮度,就是比较灯泡的实际功率,实际功率大的灯泡亮。
导体的电阻大小与导体的长度、横截面积、材料以及温度等因素密切相关。
二、填空题(本大题共7题,共24分)
7.上海地区家庭电路中,电灯、电视机、电扇等用电器正常工作的电压为   伏,这些用电器是   的(选填串联或并联),工作时将   能分别转化为光能、机械能等.
【答案】220;并联;电
【知识点】电功及电功的实质
【解析】【解答】解:
据教材知识可知,家庭电路的电压是220V;由于家庭电路中的用电器互不影响,所以这些用电器是并联的;这些用电器工作时,消耗了电能,产生其他形式的能,所以是将电能转化为其他形式的能的过程.
故答案为:220;并联;电;
【分析】(1)家庭电路的电压是220V;(2)家庭电路中各个用电器是互不影响的,所以是并联的关系;(3)用电器工作时,消耗电能,产生其他形式的能.
8.钛是航天工业中的重要材料之一,它的密度为 4.5×103 千克/米3,单位读作   ,钛的密度是水的   倍;若钢的密度为 7.8 克/厘米 3,则体积相等的实心钛板与实心钢板相比,钛板的质量   钢板的质量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】千克每立方米;4.5;小于
【知识点】密度及其特性;密度公式及其应用
【解析】【解答】解:钛密度是4.5×103千克/米3,它表示的物理意义是每1米3钛的质量是4.5×103千克,单位读作千克每立方米;
水的密度是1.0×103kg/m3,则ρ钛:ρ水=4.5×103kg/m3:1.0×103kg/m3=4.5:1,
钢的密度为7.8克/厘米3,即7.8×103千克/米3,大于钛的密度。在体积相同时,密度越大,其质量越大。
故答案为:千克每立方米;4.5;小于。
【分析】 (1)首先会正确读出密度的单位;然后再根据密度是表示单位体积某种物质的质量的多少来理解密度的意义。
(2)水的密度是1.0×103kg/m3;
(3)已知物体密度和体积,根据变形公式m=ρV可以求出物体质量。
9.著名的   实验证明了大气压强存在且很大.大气压强的数值会随着海拔高度的增加而逐渐   ,(选填“增大”、“不变”或“减小”).拦河大坝设计成上窄下宽则是因为水的   越大,水对大坝的压强越大.
【答案】马德堡半球;减小;深度
【知识点】液体压强的特点;大气压强的存在;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】解:马德堡半球实验有力地证明了大气压强的存在;
大气压与高度的变化规律是:大气压随海拔高度的增加而减小;
由于液体内部压强随着深度的增大而增大,所以拦河大坝设计成上窄下宽则是因为水的越往深处的压强越大的缘故.
故答案为:马德堡半球;减小;深度.
【分析】马德堡半球实验是首次有力证明大气压强存在的著名实验.大气压来自空气的重力,海拔越高、空气越稀薄,因此大气压也越小.液体内部压强与液体的密度和液体的深度有关.
10.某导体两端电压为5伏,通过它的电流为0.5安,导体的电阻为    欧,10秒内通过该导体横截面的电荷量为    库。当该导体中的电流减小为0.2安时,该导体的电阻为    欧。
【答案】10;5;10
【知识点】电流和电流的单位换算;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1) 某导体两端电压为5伏,通过它的电流为0.5安,
则导体的电阻。
(2)根据题意可知,通过该导体横截面的电荷量;
(3)电阻是导体本身的一种性质,与通过的电流无关,所以当导体中的电流减小为0.2安时,该导体的电阻仍为10Ω。
【分析】(1)根据欧姆定律的变形式计算导体的电阻;
(2)根据Q=It计算通过该导体横截面的电荷量;
(3)根据电阻的影响因素的知识分析解答。
11.如图所示是某同学为研究“并联电路电流的特点”所设计的实验电路图,实验后数据记录如下表所示。研究过程中,该同学采用了两种方案进行实验:A.改变电源电压;B.移动滑动变阻器的滑片。
实验序号 电流表A1的示数(A) 电流表A2的示数(A) 电流表A3的示数(A)
1 0.10 0.16 0.26
2 0.20 0.32 0.52
3 0.20 0.20 0.40
(1)从实验序号1、2的数据可知,该同学所采用的实验方案为   (选填“A”或“B”),理由是   。
(2)分析实验序号1、2、3的数据,可以得出的结论是:   。
【答案】(1)A;定值电阻R1所在支路的电流也在改变
(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和
【知识点】探究串并联电路中的电流特点实验;并联电路的电流规律
【解析】【解答】 解:(1)从实验序号1、2的数据可知,定值电阻R1所在支路的电流也在改变,由欧姆定律得,U=IR,定值电阻R1所在支路两端的电压在变化,
因为并联电路中各支路两端的电压相等,等于电源电压,所以电源电压发生改变,该同学所采用的实验方案A。
(2)电流表A3的示数I3是干路电流,A1的示数I1、A2的示数I2是支路电流,由表中实验数据可知,
I3=I1+I2,所以可以得出:在并联电路中,干路中的电流等于各支路中的电流之和。
故答案为:(1)A;定值电阻R1所在支路的电流也在改变;(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
【分析】 (1)并联电路中各支路两端的电压相等。
(2)分析表中数据得出结论。
(1)从实验序号1、2的数据可知,定值电阻R1所在支路的电流也在改变,由欧姆定律得,U=IR,定值电阻R1所在支路两端的电压在变化,因为并联电路中各支路两端的电压相等,等于电源电压,所以电源电压发生改变,该同学所采用的实验方案A。
(2)电流表A3的示数I3是干路电流,A1的示数I1、A2的示数I2是支路电流,由表中实验数据可知,
所以可以得出:在并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和。
12.如图所示电路中,由于元器件出现故障,导致移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表的示数不变且不为零。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或滑动变阻器R2上。请写出移动滑片P的过程中,电流表示数变化情况及相应的故障:   。
【答案】电流表示数变大或者变小,电阻R1短路
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】 解:由图可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2两端的电压;
移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表的示数不变且不为零,说明电路中的故障可能是电阻R1短路,此时电流表有示数;也可能是滑动变阻器R2断路,此时电流表示数为零。
故答案为:①电流表有示数,电阻R1短路;②电流表示数为零,滑动变阻器R2断路。【分析】一般电路中出现故障有断路和短路两种现象,电路断路时,电流表示数为零,短路时,电流表有示数。
13.电子体重计是健身达人必备的工具。如图(a)所示是电子体重计的电路原理图,由电源(4节干电池)、定值电阻R0、压力电阻R(其阻值随压力变化关系如图(b)所示),电压表、开关等组成。电压表指针偏转角度可反映人体的质量。
(1)依据图(b)的信息,结合已学知识,判断人体质量与电压表指针偏转角度的关系:   ,并说明理由:   。
(2)干电池在长时间使用后电压会降低。一名质量为50千克的中学生,使用未更换电池的电子体重计进行测量,则测量值   50千克(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】(1)电压表指针偏转角度随人体质量的增大而增大;人体质量越大,对压敏电阻的压力越大,压敏电阻接入电路的阻值越小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流越大,根据U=IR可知电压表示数越大
(2)小于
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】 (1)闭合开关,两电阻并联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,
由图b可知压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,人体质量越大,对压敏电阻的压力越大,压敏电阻接入电路的阻值越小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流越大,根据U=IR可知电压表示数越大,所以电压表指针偏转角度随人体质量的增大而增大;
(2)干电池在长时间使用后电压会降低,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,根据U=IR可知电压表示数减小,所以一名质量为50千克的中学生,使用未更换电池的电子体重计进行测量,则测量值小于50千克。
故答案为:(1)电压表指针偏转角度随人体质量的增大而增大;人体质量越大,对压敏电阻的压力越大,压敏电阻接入电路的阻值越小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流越大,根据U=IR可知电压表示数越大;(2)小于。【分析】 (1)闭合开关,两电阻并联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,
由图b可知压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,人体质量越大,对压敏电阻的压力越大,据此分析压敏电阻接入电路的阻值变化,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流变化,根据U=IR可知电压表示数变化;
(2)干电池在长时间使用后电压会降低,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,根据U=IR可知电压表示数减小。
(1)[1][2]闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,由图b可知压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,人体质量越大,对压敏电阻的压力越大,压敏电阻接入电路的阻值越小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流越大,根据U=IR可知电压表示数越大,所以电压表指针偏转角度随人体质量的增大而增大。
(2)干电池在长时间使用后电压会降低,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,根据U=IR可知电压表示数减小,所以一名质量为50千克的中学生,使用未更换电池的电子体重计进行测量,则测量值小于50千克。
三、作图题(本大题共2题,共4分)
14.如图所示,静止在斜面上的物体A,对斜面的压力为6牛,请用力的图示法画出物体A对斜面的压力F。
【答案】
【知识点】压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】 解:先选一段线段,大小表示2N,然后过压力的作用点做垂直于斜面,并指向斜面的力,如图所示:
【分析】 根据压力的作用点在接触面上,即物体与接触面的中点位置;方向与接触面垂直,过其作用点表示压力的方向。
15.如图所示的电路中,在AB和CD之间分别填画定值电阻R1和滑动变阻器R2两个元件符号,要求:闭合开关S后,向右移动滑动变阻器的滑片P时,电流表的示数变小,电压表的示数变大。
【答案】
【知识点】串、并联电路的设计;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】 解:根据题意可知,闭合开关S后,向右移动滑动变阻器的滑片P时,电流表的示数变小,根据欧姆定律可知,电路的总电阻变大,这说明滑动变阻器接入电路的电阻变大;根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器接入电路的电阻变大,其分担的电压变大,所以电压应该与滑动变阻器并联,如下所示:
【分析】根据题意分析滑片移动时电流表示数的变化,从而得出滑动变阻器接入电路中电阻的变化,根据串联电路的分压规律分析电压表的测量对象。
四、综合题(本大题共5题,共30分)第16~19题作答需写出解答过程。
16.金属块排开水的体积为1×10-3m3。求金属块受到浮力F浮的大小?
【答案】解:金属块受到浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×1×10-3m3=9.8N。
答:金属块受到浮力为9.8N。
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】知道金属块排开水的体积,根据阿基米德原理求出受到的浮力。
17.在家庭电路中,标有“220V 660W”字样的用电器正常工作。求:
(1)通过该用电器的电流I;
(2)通电100秒,电流对该用电器做的功W。
【答案】(1)解:由P=UI可得,通过该用电器的电流。
答:通过该用电器的电流为3A。
(2)解:通电100秒,电流对该用电器做的功W=Pt=660W×100s=6.6×104J。
答:通电100秒,电流对该用电器做的功为6.6×104J。
【知识点】电功率的计算
【解析】【分析】 (1)根据公式P=UI求出电流;
(2)根据W=Pt求出电流做的功。
(1)由P=UI可得,通过该用电器的电流
(2)通电100秒,电流对该用电器做的功
18.如图(a)所示的电路中,电源电压为10伏且保持不变,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样。闭合开关S,求:
(1)滑动变阻器R2的滑片P移至最左端时,电流表的示数IA。
(2)滑动变阻器R2的滑片P移至最右端时,电阻R1两端的电压U1。
(3)若用一定值电阻R0替换R1,并在电路中正确连入一个电压表。当滑动变阻器R2连入电路的电阻为8欧时,电流表、电压表的示数分别如图(b)、(c)所示。请通过计算判断电压表所测的物理量,并求出电阻R0。
【答案】(1)解:滑动变阻器R2的滑片P移至最左端时,由电路图可知,只有R1连入电路,电流表测量电路电流;
则电流表的示数:。
答:滑动变阻器R2的滑片P移至最左端时,电流表的示数IA为0.5A。
(2)解:滑动变阻器R2的滑片P移至最右端时,由电路图可知,R1与变阻器R2串联,
根据串联电路的特点可得总电阻:R=R1+R2=20Ω+20Ω=40Ω,
根据欧姆定律可得电路中电流:,
根据可得R1两端的电压:U1=IR1=0.25A×20Ω=5V。
答:滑动变阻器R2的滑片P移至最右端时,电阻R1两端的电压U1为5V。
(3)解:根据图示可知,电压表的示数为2V或10V;因电路中R0与滑动变阻器串联,则电压表示数一定小于电源电压10V,故电压表的示数为10V时,此情况不可能;
根据图示可知,电流表的量程为示数为0.2A或1A;
①当电流表示数为0.2A时,根据可得,滑动变阻器两端电压:U2=I'R2=0.2A×8Ω=1.6V<2V;
电压表的示数为2V时,则电压表一定不是测量滑动变阻器两端电压;
如果电压表测量定值电阻两端电压,则电源电压:U=U0+U2=1.6V+2V=3.6V<10V;故此情况不可能;
②当电流表示数为1A时,根据可得,滑动变阻器两端电压:U'2=I″R2=1A×8Ω=8V>2V;
电压表的示数为2V时,则电压表一定不是测量滑动变阻器两端电压;
所以电压表测量定值电阻两端电压,则电源电压:U=U0+U2=2V+8V=10V,
此时与电源电压相等,故此情况可能;
则根据欧姆定律可得R0的阻值:。
答:电压表测量定值电阻两端电压,电阻R0为2Ω。
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】 (1)滑动变阻器R2的滑片P移至最左端时,由电路图可知,只有R1连入电路,电流表测量电路电流;根据欧姆定律即可求出电流表的示数;
(2)滑动变阻器R2的滑片P移至最右端时,由电路图可知,R1与变阻器R2串联,根据串联电路的特点求出总电阻,根据欧姆定律求出电路中电流和R1两端的电压U1;
(3)由电路图可知,R1与变阻器R2串联,电流表测量电路电流;根据滑动变阻器的最大电流可知电流表的量程,初步判断电流表的示数;
当变阻器连入电路恰好为其最大阻值的一半时,根据欧姆定律求出电流表示数为0.4A时变阻器R2两端的电压,根据电压表的指针位置可知电压表的示数,然后分情况分析电压表测量不同电压时,电源电压以及定值电阻的阻值。
(1)滑动变阻器R2的滑片P移至最左端时,由电路图可知,只有R1连入电路,电流表测量电路电流,则电流表的示数
(2)滑动变阻器R2的滑片P移至最右端时,由电路图可知,R1与变阻器R2串联,根据串联电路的特点可得总电阻:,根据欧姆定律可得电路中电流,根据可得R1两端的电压
(3)根据图示可知,电压表的示数为2V或10V;因电路中R0与滑动变阻器串联,则电压表示数一定小于或等于电源电压10V;根据图示可知,电流表的量程为示数为0.2A或1A;
若电压表测定值电阻或变阻器两端电压时:
①当电流表示数为0.2A时,根据可得,滑动变阻器两端电压,电压表的示数为2V时,则电压表一定不是测量滑动变阻器两端电压;如果电压表测量定值电阻两端电压,则电源电压,故此情况不可能;
②当电流表示数为1A时,根据可得,滑动变阻器两端电压,电压表的示数为2V时,则电压表一定不是测量滑动变阻器两端电压,所以电压表测量定值电阻两端电压,则电源电压,此时与电源电压相等,故此情况可能,可得此时R0的阻值为
若电压表测电源电压时:
①当电流表示数为0.2A时,电压表的示数为10V,则电路中的总电阻为,变阻器接入电路中的阻值为8欧,则电阻R0的阻值为
②当电流表示数为1A时,电压表的示数为10V,则电路中的总电阻为,变阻器接入电路中的阻值为8欧,则电阻R0的阻值为:
19.如图所示,底面积为1×10﹣2米2的足够高圆柱形容器甲内盛有0.1米深的水,实心圆柱体乙的底面积为0.2×10﹣2米2、高为0.14米。求:
(1)容器甲内水的质量m水。
(2)水对容器甲底部的压强p水。
(3)将圆柱体乙竖直放入容器甲内静止,要使水对容器甲底部压强最大,请判断说明满足该条件时圆柱体乙的密度,并计算出水对容器甲底部的压强最大值pmax。
【答案】(1)解:容器甲内水的体积为:V水=S容h1=1×10-2m2×0.1m=1×10-3m3,
由公式得水的质量为:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg。
答:容器甲内水的质量m水为1kg。
(2)解:水对容器甲底部的压强为:
p水=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa。
答:水对容器甲底部的压强p水为980Pa。
(3)解:圆柱体乙的体积:V乙=S乙h乙=0.2×10-2m2×0.14m=0.28×10-3m3,
根据p=ρgh可知,水面越高,水对容器底部的压强越大;
假设圆柱体乙能浸没在水中,则此时水的深度:
所以假设不成立,即圆柱体乙不能浸没在水中,此时乙沉底且部分露出水面;
因水的体积不变,且此时水相当于分布在乙物体的两侧,
则水的最大深度:,
水对容器甲底部的压强最大值为:pmax=ρ水ghmax=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.125m=1225Pa;
根据浮沉条件可知此时乙的重力G乙≥F浮乙,即ρ乙gS乙h乙≥ρ水gS乙hmax,
所以。
答:要使水对容器甲底部压强最大,圆柱体乙的密度应大于或等于0.9×103kg/m3,且水对容器甲底部的压强最大值pmax为1225Pa。
【知识点】密度公式及其应用;压强大小比较;浮力大小的计算
【解析】【分析】 (1)根据V=Sh求出容器甲内水的体积V水,由公式求出水的质量;
(2)根据p=ρgh计算水对容器甲底部的压强;
(3)根据p=ρgh可知,水面越高,水对容器底部的压强越大;将圆柱体乙竖直放入容器甲内静止,要使水对容器甲底部压强最大,此时实心圆柱体乙可能完全浸没水中,根据题意和相关条件判断是否有这种可能;若乙物体不能浸没在液体中,则只能是沉底且部分露出水面,根据水的体积不变求出水的最大深度,由液体压强公式算出水对容器甲底部的压强最大值;根据浮沉条件可知此时乙的重力G乙≥F浮乙,利用重力公式、密度公式和阿基米德原理求出满足该条件时圆柱体乙的密度。
(1)容器甲内水的体积为
由公式得水的质量为
(2)水对容器甲底部的压强为
(3)将圆柱体乙竖直放入容器甲内静止,要使水对容器甲底部压强最大,假设乙完全浸没在水中,乙物体的体积为
乙物体完全浸没时容器中的水和乙物体的总体积为
此时容器中水的深度为
而圆柱体的高度是0.14m,故乙没有被水浸没。则此时水在乙圆柱体的两侧,水深为
水对容器甲底部的压强最大值为
此时;即
求得
综上可知,圆柱体乙的密度满足时,水对容器甲底部的压强最大值为1250Pa。
20.在“测量小灯泡额定电功率”的实验中,小灯泡标有“2.2V”字样,实验电路图如图(a)所示:
(1)该实验的原理是   (用公式表示);
(2)图(a)电路中AB和CD间分别接入   (选填“A”或“B”);
A.电流表和电压表 B.电压表和电流表
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是   ;
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)实验中滑动变阻器滑片移到某个位置时,电压表示数如图(b)所示。若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向   (填“a”或“b”)端移动;
(5)下表为某同学的实验记录分析表:
实验次数 电压表示数U(V) 电流表示数I(A) 功率P(W) 额定功率P额(W)
1 1.5 0.22 0.33
2 2.2 0.30 0.66
3 3.0 0.34 1.02
你认为该同学处理数据过程是否合理?若合理,请说明这样处理的目的;若不合理,请给出处理过程并说明理由。
【答案】(1)P=UI
(2)B
(3)C
(4)a
(5)不合理,灯泡在不同电压下的实际功率不同,求平均值没有物理意义
【知识点】电流的测量及电流表的使用;电压的测量及电压表的使用;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】 解:(1)在“测量小灯泡额定电功率”的实验中,用电压表测灯泡两端电压,用电流表测通过灯泡的电流,根据P=UI求出灯泡额定功率,故该实验的原理是P=UI;
(2)电压表测灯泡两端电压,故电压表并联在灯泡两端;电流表测通过灯泡的电流,故电流表串联在电路中,因此图(a)电路中AB和CD间分别接入电压表和电流表,故选:B;
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮,说明小灯泡可能实际功率太小,接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故选:C;
(4)小灯泡额定电压为2.2V,故电压表选用小量程;实验中滑动变阻器滑片移到某个位置时,电压表示数如图(b)所示,电压表分度值0.1V,其示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.2V,若要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向a端移动;
(5)由于灯泡的实际功率不是定值,所以不能通过求平均值的方法来求功率,该同学数据处理过程是不合理的。
故答案为:(1)P=UI;(2)B;(3)C;(4)a;(5)不合理,灯泡在不同电压下的实际功率不同,求平均值没有物理意义。【分析】(1)该实验的原理是P=UI;
(2)根据电表的使用分析回答;
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮,说明小灯泡可能实际功率太小,据此分析;
(4)根据灯泡额定电压确定电压表量程,由图(b)确定分度值读数,比较电压表示数与灯泡额定电压大小,根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;
(5)不同电压下,灯泡实际功率不同,取平均值没有意义。
(1)在“测量小灯泡额定电功率”的实验中,用电压表测灯泡两端电压,用电流表测通过灯泡的电流,根据P=UI求出灯泡额定功率,故该实验的原理是P=UI。
(2)电压表测灯泡两端电压,故电压表并联在灯泡两端;电流表测通过灯泡的电流,故电流表串联在电路中,因此图(a)电路中AB和CD间分别接入电压表和电流表,综上分析知,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮,说明小灯泡可能实际功率太小,接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,综上分析知,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(4)小灯泡额定电压为2.2V,小于3V,故电压表选0~3V的小量程;实验中滑动变阻器滑片移到某个位置时,电压表示数如图(b)所示,电压表分度值0.1V,其示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.2V,若要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向a端移动。
(5)由于灯泡在不同电压下的实际功率不同,所以不能通过求平均值的方法来求功率,该同学数据处理过程是不合理的,求平均值没有物理意义。
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