上海市青浦区2023年中考物理一模试卷
一、单选题
1.(2023·青浦模拟)下列可以鉴别物质种类的物理量是( )
A.质量 B.密度 C.体积 D.重力
2.(2023·青浦模拟)首先用实验测定了大气压强值的科学家是( )
A.阿基米德 B.欧姆 C.托里拆利 D.牛顿
3.(2022八下·通道期末)如图所示,公交车上安全锤的一端做得很尖锐是为了( )
A.减小压力 B.增大压力 C.减小压强 D.增大压强
4.(2023·青浦模拟)用铜、铁、铝(ρ铜>ρ铁>ρ铝)三种金属分别制成实心正方体,下列可能实现的是( )
A.铝块的质量最大、体积最小
B.铜块的质量最小、体积最大
C.铁块质量小于铝块质量,铁块体积大于铝块体积
D.铜块质量大于铁块质量、铜块体积小于铁块体积
5.(2023·青浦模拟)在图所示的电路中,电源电压保持不变。若开关S从断开到闭合,电压表两次示数之比为3∶4,若将电阻R1、R2并联在电路中,则通过R1、R2的电流之比为( )
A.1∶3 B.3∶1 C.3∶4 D.4∶3
6.(2023·青浦模拟)如图所示,底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,液体对各自容器底部的压强相等.若在两容器中分别抽出相同高度的液体,则剩余液体对各自容器底部的压强p、压力F的关系
A.p甲>p乙;F甲> F乙 B.p甲
二、填空题
7.(2023·青浦模拟)普通手电筒中一节干电池的电压为 V,小灯泡与控制它的开关是 连接的(选填“串联”或“并联”),小灯泡工作时的电流一般 1A(选填“大于”或“小于”)。
8.(2023·青浦模拟)物理学知识在生产、生活中有着广泛的应用。在图中,用排空气法来收集气体(a图),是利用了不同气体 不同的知识;茶壶(b图)应用了 原理;汽车油量表(c图)实际上是一只 表。
9.(2023·青浦模拟)重为5牛的物块,用细线挂在弹簧测力计下浸没在水中时,测力计的示数为3牛,则物块受到浮力的大小为 牛;增大物块浸没的深度,它受到浮力的大小将 ,它受到水的压强大小将 。(后两空选填“变大”“不变”或“变小”)
10.(2023·青浦模拟)质量为5千克的冰块全部熔化成水,水的质量为 千克,水的体积为 米3,冰的密度为0.9×103千克/米3,则水的体积 冰的体积(选填“大于”“等于”或“小于”)。
11.(2023·青浦模拟)某导体两端的电压为6伏,10秒内通过该导体的电荷量为3库,通过该导体的电流为 安;若将该导体两端的电压调整为8伏,则该导体的电阻为 欧,通过该导体的电流为 安。
三、简答题
12.(2023·青浦模拟)在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,观察到只有一个电表的指针发生偏转。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请写出闭合开关后的操作、电表示数变化情况及其对应的故障。 。
四、实验题
13.(2023·青浦模拟)电阻的大小与导体的长度、横截面积、材料及温度有关。根据下表回答问题
序号 长度(米) 横截面积(毫米2) 材料 电阻(欧)
1 1 1 银 0.016
2 1 1 铜 0.017
3 1 1 铝 0.027
4 1 1 铁 0.099
5 1 1 镍铬合金 1.00
(1)该表数据反映的是导体的电阻大小与 的关系;
(2)比较表中数据,可以得出的初步结论是: 电阻最小;
(3)在制作滑动变阻器时一般选用镍铬合金作为其电阻线的材料。这样选择的原因是: 。
五、作图题
14.(2023·青浦模拟)在图中,重为10牛的小球漂浮在液面,请用力的图示法画出该球所受的浮力F浮。
15.(2023·青浦模拟)在图所示的电路中,有一根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上,补上后要求:闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电压表的示数变小。
六、计算题
16.(2023·金山模拟)一只铝球浸没在水中,排开水的体积为5×10-3米3,求:铝球受到的浮力F浮.
17.(2023·青浦模拟)如图所示电路中,闭合开关S时,电流表A1的示数为0.6安,电阻R1为15欧,电阻R2为10欧,求:
(1)电源电压U。
(2)电流表A的示数I。
18.(2023·青浦模拟)如图所示电路中,电源电压保持不变,R2的阻值为15欧。闭合开关S时,电压表的示数为9伏。
(1)求通过R2的电流I2;
(2)用电阻R0替换电阻R2后,闭合开关S,发现电压表示数为6伏,电流表示数与未替换前比增大了0.1安。求R1的阻值。
19.(2023·青浦模拟)某科考小组在水平松软的地面上发现了一头大象四足站立时留下的足印,他们测量了足印的深度,并测出每个足印的面积约为。他们将一根圆柱形金属棒竖直放置在同样的地面上,发现金属棒在地面上留下的压痕深度正好与大象足印深度相同。表中是金属棒的数据。
密度 高度 横截面积
1.5m
(1)求金属棒的质量m;
(2)求金属棒对水平地面的压强p;
(3)求大象的重力G。
七、实验题
20.(2023·青浦模拟)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0~3V档完好)、滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时电表示数如图(a)(b)所示。他发现无法继续实验。于是他经过思考后重新连接电路,闭合开关后发现,电表示数仍然如图(a)(b)所示。然后他移动变阻器滑片,滑片至某一位置后,发现与原电表指针位置相比,电压表指针偏转了10小格,电流表指针偏转了5小格。小华继续移动变阻器滑片,发现电流表示数最大为0.58A。
(1)请画出小华重新连接的实验电路图;
(2)计算电源电压U ;
(3)计算待测电阻Rx的阻值(精确到0.1Ω) 。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】密度及其特性
【解析】【解答】A.任何物体都有质量,不同物质的物体可以有相同的质量,质量是物体的一种属性,不能用质量来鉴别物质,A不符合题意;
B.密度是物质的一种特性,可以用密度来鉴别物质,B符合题意;
C.体积是物体的属性,而非物质的属性,因此不能用来鉴别物质,C不符合题意;
D.只要在地球附近的物体都受到重力的作用,因此重力不是物质的属性,不能用来鉴别物质,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】密度是物质的特性,是辨别物质的依据。
2.【答案】C
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】1643年,意大利物理学家托里拆利首先用实验测定了大气压强的的大小,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】首先测量大气压的是托里拆利。
3.【答案】D
【知识点】增大压强的方法及其应用
【解析】【解答】根据压强的定义式分析可知,安全锤的锤头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,使压力的作用效果更加明显,更容易敲碎玻璃。
故答案为:D。
【分析】压力一定时,减小受力面积可以增大压强。
4.【答案】D
【知识点】密度及其特性;密度公式及其应用
【解析】【解答】A.当铝块的质量最大时,由于铝块的密度最小,所以铝块的体积最大,A不符合题意;
B.当铜块的质量最小时,由于铜块的密度最大,所以铜块的体积最小,B不符合题意;
C.当铁块质量小于铝块质量时,由于铁块密度大于铝块密度,所以铁块体积小于铝块体积,C不符合题意;
D.当铜块质量大于铁块质量时,由于铜块密度大于铁块密度,所以铜块体积可能小于铁块体积,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】体积相同时,密度越大,质量越大;质量相同时,密度越大, 体积越小。
5.【答案】A
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】当开关S断开时,两电阻串联,电压表测的是电阻R1的电阻,根据欧姆定律可得,此时电压表示数为 ①,当开关S闭合时,电路为R1的简单电路,电压表测的是电源电压或者R1的两端电压,根据欧姆定律可得,此时电压表示数为 ②,因为 ③,联立①②③可得,两电阻之比为 ,若将电阻R1、R2并联在电路中,两电阻的两端电压相等,根据欧姆定律可得,通过R1、R2的电流之比为等于它们电阻大小的反比,即 ,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】电压表连接在电源两端时,测量电源电压;总电压一定时,通过导体的电流和总电阻成反比。
6.【答案】A
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强的计算
【解析】【解答】根据题意知道甲、乙两种液体对各自容器底部的压强相等,即p甲0 =p乙0,所以ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,由图知道:h甲>h乙,所以ρ甲<ρ乙;若在两容器中分别抽出相同高度△h的液体,则两容器中液体对各自容器底部的压强减小量为:△p甲=ρ甲g△h,△p乙=ρ乙g△h,所以,△p甲<△p乙;因为剩余液体对各自容器底部的压强是p=p0 -△p,所以,p甲>p乙,由压强公式p=F/S知道:剩余液体对各自容器底部的压力F=pS,所以,F甲>F乙,
故答案为:A.
【分析】当液体压强相等时,深度越深,液体密度越小;根据压强和受力面积的乘积计算压力。
7.【答案】1.5;串联;小于
【知识点】电压和电压的单位换算;欧姆定律及其应用;电路的基本连接方式
【解析】【解答】普通手电筒用的是干电池,一节干电池的电压为1.5V。开关与用电器串联,能控制用电器电流的通断,因此小灯泡与控制它的开关是串联连接的。手电筒一般用两节电池,小灯泡两端的电压为3V,灯泡的电阻约为10Ω,通过灯泡的电流约为 ,因此小灯泡工作时的电流一般小于1A。
【分析】一节干电池的电压为1.5V;控制用电器的开关和用电器串联;根据常见用电器的电流结合数据解答。
8.【答案】密度;连通器;电压
【知识点】密度及其特性;连通器原理;电压表的连接
【解析】【解答】在图中,用排空气法来收集气体(a图),当把需收集的气体送入集气瓶底部时,由于需收集的气体的密度大于空气密度,空气被排挤到集气瓶外,瓶内只留下需收集的气体,这是利用了不同气体密度不同的知识。茶壶(b图)壶身与壶嘴连通,水面静止时,壶身与壶嘴液面相平,应用了连通器的原理。如图,电阻R1与滑动变阻器串联,汽车油量表(c图)接在电阻R1两端,油量增加时滑动变阻器R接入电路的电阻减小,电路中和电流增大,根据 可知,R1两端的电压增大,油量表的示数增大,因此油量表实际上是一只电压表。
【分析】不同的气体密度不同,密度小的气体上升;茶壶的壶嘴和壶身构成连通器;电压表和所测量的位置并联。
9.【答案】2;不变;变大
【知识点】液体压强的特点;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据称重法可知,浸在水中的物体受到的浮力为 ,浮力的影响因素是液体的密度和物体排开液体的体积,因为物体完全浸没,所以增大物块浸没的深度,物体所受的浮力不变。根据液体压强的特点,当液体密度相同时,所处的深度越深,压强越大,所以增加物体浸没的深度,它受到水的压强将变大。
【分析】根据物体受到的重力和浸入液体中测力计的拉力差, 计算浮力;浮力和深度无关;深度越深,液体压强越大。
10.【答案】5;5×10-3;小于
【知识点】密度及其特性;密度公式及其应用
【解析】【解答】因质量是物体的基本属性,与物体的状态无关,因此当冰化成水后质量不变,仍然为5千克。此时水的体积为 ,当这些水为冰时,冰的体积为 ,结合可知水的体积小于冰的体积。
【分析】根据质量和密度的比值, 计算体积;利用质量和密度的比值, 计算体积。
11.【答案】0.3;20;0.4
【知识点】电量及其计算;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】根据电流定义可得,通过导体的电流为 ,当导体两端电压为6V时,通过的电流为0.3A,则导体的电阻为 ,由于导体的电阻是本身的性质,大小取决于导体的材料、长度、横截面积和温度,与电压、电流都无关,故若将该导体两端的电压调整为8伏,则该导体的电阻仍为20Ω。当导体两端的电压为8V时,通过导体的电流为
【分析】根据电荷量和时间的比值,计算电流;根据电压和电流的比值, 计算电阻;利用电压和电阻的比值, 计算电流。
12.【答案】移动变阻器滑片,若电压表示数不变,电流表示数改变,说明电路为通路,R1被短路;移动变阻器滑片,若电压表示数、电流表示数均不改变,说明电压表测量电源电压,R1断路。
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】移动变阻器滑片,若电压表示数不变,电流表示数改变,说明电路为通路,R1被短路;移动变阻器滑片,若电压表示数、电流表示数均不改变,说明电压表测量电源电压,R1断路。
【分析】在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;若电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路。
13.【答案】(1)材料
(2)长度、横截面积相同时,银的
(3)在横截面积相同时,改变相同的长度,镍铬合金的电阻改变较大
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)本题考查的是控制变量法的思想,由图表可知,五组物质的长度、横截面积相同,材料是变量,因此反映的是导体的电阻大小与材料的关系。
(2)通过数据可以发现在长度和横截面积相同的情况下,银的电阻最小。
(3)通过表中数据可以发现,在长度和横截面积相同时,镍铬合金的电阻最大,所以在横截面积相同时,改变相同的长度,镍铬合金的电阻改变的较大,因此滑动变阻器使用镍铬合金作为电阻线的材料。
【分析】(1)当导体的长度和横截面积相同时,可以探究导体的电阻和材料的关系;
(2)当导体的长度和横截面积相同时,不同材料电阻不同;
(3)当材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大。
14.【答案】
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】先确定一个标度,小球悬浮在水中,则浮力等于重力,为10N,方向竖直向上,作用点在小球重心,如图所示
【分析】物体受到的浮力竖直向上。
15.【答案】
【知识点】实物的电路连接
【解析】【解答】由图可知,电压表测量小灯泡两端的电压,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电压表的示数变小,根据 ,可知,电路中的电流减小,则滑动变阻器接入电路的电阻应变大,故应将变阻器的右下接线柱接入电路中与灯泡串联,如图所示
【分析】滑动变阻器和灯泡串联时,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱,电阻变大,分压变大。
16.【答案】解:铝球受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10 3m3=49N.
答:铝球受到的浮力为49N.
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力。
17.【答案】(1)解:由电路图可知,两电阻并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量通过R1的电流,因并联电路中各支路两端电压相等,且通过R1的电流为0.6A,所以由 可知,电源电压为U=U2=U1=I1R1=0.6A×15Ω=9V
答:电源电压U为9伏。
(2)解:根据题意可得,通过R2的电流为
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A的示数为I=I1+I2=0.6A+0.9A=1.5A
答:电流表A的示数I为1.5安。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电流和电阻的乘积计算电压;
(2)利用电压和电阻的比值, 计算电流;结合并联电路电流规律,计算干路电流。
18.【答案】(1)解:分析电路可知是R1、R2串联,电压表测R2的电压,因此R2电流为
答:通过R2的电流I2为0.6A;
(2)解:当R2在电路中时,电源电压可表示为
代入数据为 ---------①
当用电阻R0替换电阻R2后,电路中的电流变为
可求出R0的电阻为
电源电压可表示为
代入数据为 --------②
①②联立可解的得U=27V,
答:R1的阻值是30Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电压和电阻的比值, 计算电流;
(2)根据电流和电阻乘积计算电压;利用电压和电流的比值, 计算电阻。
19.【答案】(1)解:金属棒的质量
答:求金属棒的质量为6kg;
(2)解:因为金属棒是质量均匀的柱体,所以金属棒对水平地面的压强
答:求金属棒对水平地面的压强为 ;
(3)解:大象每只脚对地面的压强等于金属棒地面的压强
大象的重力G
答:求大象的重力G为18816N。
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的密度和体积的乘积计算质量;
(2)根据液体密度和高度,可以计算柱形固体对地面的压强;
(3)根据压强和受力面积的乘积计算压力,计算物体的重力。
20.【答案】(1)
(2)6V
(3)10.1Ω
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)正确连接电路,实验步骤正确,闭合开关时,滑动变阻器接电路的电阻为最大值,电压表示数为3V,I=0.3A,移动滑片P,电流表示数变大,电压表示数变大,超出电压表的量程,故无法继续实验;要想继续实验可将电压表并联在滑动变阻器两端,重新连接的实验电路图如图所示:
(2)正确连接电路,电压表接在定值电阻两端,示数为3V,电流表的示数I=0.3A;重新连接的实验电路后,I=0.3A,此时滑动变阻器阻值最大,两端的电压为3V,根据串联电路电压特点,则电源电压
(3)正确连接电路时,定值电阻两端的电压为3V,通过的电流为0.3A,则定值电阻的阻值 ,移动变阻器滑片,滑片至某一位置后,发现与原电表指针位置相比,电压表指针偏转了10小格,此时电压表的示数为2V;电流表指针偏转了5小格,电流表的示数为0.4A;可得关系式 ,解得 ,小华继续移动变阻器滑片,发现电流表示数最大为0.58A,此时滑动变阻器接入电路的电阻为0,定值电阻的阻值 ,电阻Rx的平均值
【分析】(1)根据电压表的量程,判断电压表测量的位置;
(2)根据串联电路电压规律,计算总电压;
(3)根据电压和电流的比值, 计算电阻;结合多次测量的电阻,计算平均值减小误差。
上海市青浦区2023年中考物理一模试卷
一、单选题
1.(2023·青浦模拟)下列可以鉴别物质种类的物理量是( )
A.质量 B.密度 C.体积 D.重力
【答案】B
【知识点】密度及其特性
【解析】【解答】A.任何物体都有质量,不同物质的物体可以有相同的质量,质量是物体的一种属性,不能用质量来鉴别物质,A不符合题意;
B.密度是物质的一种特性,可以用密度来鉴别物质,B符合题意;
C.体积是物体的属性,而非物质的属性,因此不能用来鉴别物质,C不符合题意;
D.只要在地球附近的物体都受到重力的作用,因此重力不是物质的属性,不能用来鉴别物质,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】密度是物质的特性,是辨别物质的依据。
2.(2023·青浦模拟)首先用实验测定了大气压强值的科学家是( )
A.阿基米德 B.欧姆 C.托里拆利 D.牛顿
【答案】C
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】1643年,意大利物理学家托里拆利首先用实验测定了大气压强的的大小,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】首先测量大气压的是托里拆利。
3.(2022八下·通道期末)如图所示,公交车上安全锤的一端做得很尖锐是为了( )
A.减小压力 B.增大压力 C.减小压强 D.增大压强
【答案】D
【知识点】增大压强的方法及其应用
【解析】【解答】根据压强的定义式分析可知,安全锤的锤头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,使压力的作用效果更加明显,更容易敲碎玻璃。
故答案为:D。
【分析】压力一定时,减小受力面积可以增大压强。
4.(2023·青浦模拟)用铜、铁、铝(ρ铜>ρ铁>ρ铝)三种金属分别制成实心正方体,下列可能实现的是( )
A.铝块的质量最大、体积最小
B.铜块的质量最小、体积最大
C.铁块质量小于铝块质量,铁块体积大于铝块体积
D.铜块质量大于铁块质量、铜块体积小于铁块体积
【答案】D
【知识点】密度及其特性;密度公式及其应用
【解析】【解答】A.当铝块的质量最大时,由于铝块的密度最小,所以铝块的体积最大,A不符合题意;
B.当铜块的质量最小时,由于铜块的密度最大,所以铜块的体积最小,B不符合题意;
C.当铁块质量小于铝块质量时,由于铁块密度大于铝块密度,所以铁块体积小于铝块体积,C不符合题意;
D.当铜块质量大于铁块质量时,由于铜块密度大于铁块密度,所以铜块体积可能小于铁块体积,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】体积相同时,密度越大,质量越大;质量相同时,密度越大, 体积越小。
5.(2023·青浦模拟)在图所示的电路中,电源电压保持不变。若开关S从断开到闭合,电压表两次示数之比为3∶4,若将电阻R1、R2并联在电路中,则通过R1、R2的电流之比为( )
A.1∶3 B.3∶1 C.3∶4 D.4∶3
【答案】A
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】当开关S断开时,两电阻串联,电压表测的是电阻R1的电阻,根据欧姆定律可得,此时电压表示数为 ①,当开关S闭合时,电路为R1的简单电路,电压表测的是电源电压或者R1的两端电压,根据欧姆定律可得,此时电压表示数为 ②,因为 ③,联立①②③可得,两电阻之比为 ,若将电阻R1、R2并联在电路中,两电阻的两端电压相等,根据欧姆定律可得,通过R1、R2的电流之比为等于它们电阻大小的反比,即 ,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】电压表连接在电源两端时,测量电源电压;总电压一定时,通过导体的电流和总电阻成反比。
6.(2023·青浦模拟)如图所示,底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,液体对各自容器底部的压强相等.若在两容器中分别抽出相同高度的液体,则剩余液体对各自容器底部的压强p、压力F的关系
A.p甲>p乙;F甲> F乙 B.p甲C.p甲=p乙;F甲> F乙 D.p甲=p乙;F甲< F乙
【答案】A
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强的计算
【解析】【解答】根据题意知道甲、乙两种液体对各自容器底部的压强相等,即p甲0 =p乙0,所以ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,由图知道:h甲>h乙,所以ρ甲<ρ乙;若在两容器中分别抽出相同高度△h的液体,则两容器中液体对各自容器底部的压强减小量为:△p甲=ρ甲g△h,△p乙=ρ乙g△h,所以,△p甲<△p乙;因为剩余液体对各自容器底部的压强是p=p0 -△p,所以,p甲>p乙,由压强公式p=F/S知道:剩余液体对各自容器底部的压力F=pS,所以,F甲>F乙,
故答案为:A.
【分析】当液体压强相等时,深度越深,液体密度越小;根据压强和受力面积的乘积计算压力。
二、填空题
7.(2023·青浦模拟)普通手电筒中一节干电池的电压为 V,小灯泡与控制它的开关是 连接的(选填“串联”或“并联”),小灯泡工作时的电流一般 1A(选填“大于”或“小于”)。
【答案】1.5;串联;小于
【知识点】电压和电压的单位换算;欧姆定律及其应用;电路的基本连接方式
【解析】【解答】普通手电筒用的是干电池,一节干电池的电压为1.5V。开关与用电器串联,能控制用电器电流的通断,因此小灯泡与控制它的开关是串联连接的。手电筒一般用两节电池,小灯泡两端的电压为3V,灯泡的电阻约为10Ω,通过灯泡的电流约为 ,因此小灯泡工作时的电流一般小于1A。
【分析】一节干电池的电压为1.5V;控制用电器的开关和用电器串联;根据常见用电器的电流结合数据解答。
8.(2023·青浦模拟)物理学知识在生产、生活中有着广泛的应用。在图中,用排空气法来收集气体(a图),是利用了不同气体 不同的知识;茶壶(b图)应用了 原理;汽车油量表(c图)实际上是一只 表。
【答案】密度;连通器;电压
【知识点】密度及其特性;连通器原理;电压表的连接
【解析】【解答】在图中,用排空气法来收集气体(a图),当把需收集的气体送入集气瓶底部时,由于需收集的气体的密度大于空气密度,空气被排挤到集气瓶外,瓶内只留下需收集的气体,这是利用了不同气体密度不同的知识。茶壶(b图)壶身与壶嘴连通,水面静止时,壶身与壶嘴液面相平,应用了连通器的原理。如图,电阻R1与滑动变阻器串联,汽车油量表(c图)接在电阻R1两端,油量增加时滑动变阻器R接入电路的电阻减小,电路中和电流增大,根据 可知,R1两端的电压增大,油量表的示数增大,因此油量表实际上是一只电压表。
【分析】不同的气体密度不同,密度小的气体上升;茶壶的壶嘴和壶身构成连通器;电压表和所测量的位置并联。
9.(2023·青浦模拟)重为5牛的物块,用细线挂在弹簧测力计下浸没在水中时,测力计的示数为3牛,则物块受到浮力的大小为 牛;增大物块浸没的深度,它受到浮力的大小将 ,它受到水的压强大小将 。(后两空选填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】2;不变;变大
【知识点】液体压强的特点;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据称重法可知,浸在水中的物体受到的浮力为 ,浮力的影响因素是液体的密度和物体排开液体的体积,因为物体完全浸没,所以增大物块浸没的深度,物体所受的浮力不变。根据液体压强的特点,当液体密度相同时,所处的深度越深,压强越大,所以增加物体浸没的深度,它受到水的压强将变大。
【分析】根据物体受到的重力和浸入液体中测力计的拉力差, 计算浮力;浮力和深度无关;深度越深,液体压强越大。
10.(2023·青浦模拟)质量为5千克的冰块全部熔化成水,水的质量为 千克,水的体积为 米3,冰的密度为0.9×103千克/米3,则水的体积 冰的体积(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】5;5×10-3;小于
【知识点】密度及其特性;密度公式及其应用
【解析】【解答】因质量是物体的基本属性,与物体的状态无关,因此当冰化成水后质量不变,仍然为5千克。此时水的体积为 ,当这些水为冰时,冰的体积为 ,结合可知水的体积小于冰的体积。
【分析】根据质量和密度的比值, 计算体积;利用质量和密度的比值, 计算体积。
11.(2023·青浦模拟)某导体两端的电压为6伏,10秒内通过该导体的电荷量为3库,通过该导体的电流为 安;若将该导体两端的电压调整为8伏,则该导体的电阻为 欧,通过该导体的电流为 安。
【答案】0.3;20;0.4
【知识点】电量及其计算;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】根据电流定义可得,通过导体的电流为 ,当导体两端电压为6V时,通过的电流为0.3A,则导体的电阻为 ,由于导体的电阻是本身的性质,大小取决于导体的材料、长度、横截面积和温度,与电压、电流都无关,故若将该导体两端的电压调整为8伏,则该导体的电阻仍为20Ω。当导体两端的电压为8V时,通过导体的电流为
【分析】根据电荷量和时间的比值,计算电流;根据电压和电流的比值, 计算电阻;利用电压和电阻的比值, 计算电流。
三、简答题
12.(2023·青浦模拟)在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,观察到只有一个电表的指针发生偏转。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请写出闭合开关后的操作、电表示数变化情况及其对应的故障。 。
【答案】移动变阻器滑片,若电压表示数不变,电流表示数改变,说明电路为通路,R1被短路;移动变阻器滑片,若电压表示数、电流表示数均不改变,说明电压表测量电源电压,R1断路。
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】移动变阻器滑片,若电压表示数不变,电流表示数改变,说明电路为通路,R1被短路;移动变阻器滑片,若电压表示数、电流表示数均不改变,说明电压表测量电源电压,R1断路。
【分析】在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;若电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路。
四、实验题
13.(2023·青浦模拟)电阻的大小与导体的长度、横截面积、材料及温度有关。根据下表回答问题
序号 长度(米) 横截面积(毫米2) 材料 电阻(欧)
1 1 1 银 0.016
2 1 1 铜 0.017
3 1 1 铝 0.027
4 1 1 铁 0.099
5 1 1 镍铬合金 1.00
(1)该表数据反映的是导体的电阻大小与 的关系;
(2)比较表中数据,可以得出的初步结论是: 电阻最小;
(3)在制作滑动变阻器时一般选用镍铬合金作为其电阻线的材料。这样选择的原因是: 。
【答案】(1)材料
(2)长度、横截面积相同时,银的
(3)在横截面积相同时,改变相同的长度,镍铬合金的电阻改变较大
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】(1)本题考查的是控制变量法的思想,由图表可知,五组物质的长度、横截面积相同,材料是变量,因此反映的是导体的电阻大小与材料的关系。
(2)通过数据可以发现在长度和横截面积相同的情况下,银的电阻最小。
(3)通过表中数据可以发现,在长度和横截面积相同时,镍铬合金的电阻最大,所以在横截面积相同时,改变相同的长度,镍铬合金的电阻改变的较大,因此滑动变阻器使用镍铬合金作为电阻线的材料。
【分析】(1)当导体的长度和横截面积相同时,可以探究导体的电阻和材料的关系;
(2)当导体的长度和横截面积相同时,不同材料电阻不同;
(3)当材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大。
五、作图题
14.(2023·青浦模拟)在图中,重为10牛的小球漂浮在液面,请用力的图示法画出该球所受的浮力F浮。
【答案】
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】先确定一个标度,小球悬浮在水中,则浮力等于重力,为10N,方向竖直向上,作用点在小球重心,如图所示
【分析】物体受到的浮力竖直向上。
15.(2023·青浦模拟)在图所示的电路中,有一根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上,补上后要求:闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电压表的示数变小。
【答案】
【知识点】实物的电路连接
【解析】【解答】由图可知,电压表测量小灯泡两端的电压,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电压表的示数变小,根据 ,可知,电路中的电流减小,则滑动变阻器接入电路的电阻应变大,故应将变阻器的右下接线柱接入电路中与灯泡串联,如图所示
【分析】滑动变阻器和灯泡串联时,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱,电阻变大,分压变大。
六、计算题
16.(2023·金山模拟)一只铝球浸没在水中,排开水的体积为5×10-3米3,求:铝球受到的浮力F浮.
【答案】解:铝球受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10 3m3=49N.
答:铝球受到的浮力为49N.
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力。
17.(2023·青浦模拟)如图所示电路中,闭合开关S时,电流表A1的示数为0.6安,电阻R1为15欧,电阻R2为10欧,求:
(1)电源电压U。
(2)电流表A的示数I。
【答案】(1)解:由电路图可知,两电阻并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量通过R1的电流,因并联电路中各支路两端电压相等,且通过R1的电流为0.6A,所以由 可知,电源电压为U=U2=U1=I1R1=0.6A×15Ω=9V
答:电源电压U为9伏。
(2)解:根据题意可得,通过R2的电流为
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A的示数为I=I1+I2=0.6A+0.9A=1.5A
答:电流表A的示数I为1.5安。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电流和电阻的乘积计算电压;
(2)利用电压和电阻的比值, 计算电流;结合并联电路电流规律,计算干路电流。
18.(2023·青浦模拟)如图所示电路中,电源电压保持不变,R2的阻值为15欧。闭合开关S时,电压表的示数为9伏。
(1)求通过R2的电流I2;
(2)用电阻R0替换电阻R2后,闭合开关S,发现电压表示数为6伏,电流表示数与未替换前比增大了0.1安。求R1的阻值。
【答案】(1)解:分析电路可知是R1、R2串联,电压表测R2的电压,因此R2电流为
答:通过R2的电流I2为0.6A;
(2)解:当R2在电路中时,电源电压可表示为
代入数据为 ---------①
当用电阻R0替换电阻R2后,电路中的电流变为
可求出R0的电阻为
电源电压可表示为
代入数据为 --------②
①②联立可解的得U=27V,
答:R1的阻值是30Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电压和电阻的比值, 计算电流;
(2)根据电流和电阻乘积计算电压;利用电压和电流的比值, 计算电阻。
19.(2023·青浦模拟)某科考小组在水平松软的地面上发现了一头大象四足站立时留下的足印,他们测量了足印的深度,并测出每个足印的面积约为。他们将一根圆柱形金属棒竖直放置在同样的地面上,发现金属棒在地面上留下的压痕深度正好与大象足印深度相同。表中是金属棒的数据。
密度 高度 横截面积
1.5m
(1)求金属棒的质量m;
(2)求金属棒对水平地面的压强p;
(3)求大象的重力G。
【答案】(1)解:金属棒的质量
答:求金属棒的质量为6kg;
(2)解:因为金属棒是质量均匀的柱体,所以金属棒对水平地面的压强
答:求金属棒对水平地面的压强为 ;
(3)解:大象每只脚对地面的压强等于金属棒地面的压强
大象的重力G
答:求大象的重力G为18816N。
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的密度和体积的乘积计算质量;
(2)根据液体密度和高度,可以计算柱形固体对地面的压强;
(3)根据压强和受力面积的乘积计算压力,计算物体的重力。
七、实验题
20.(2023·青浦模拟)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0~3V档完好)、滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时电表示数如图(a)(b)所示。他发现无法继续实验。于是他经过思考后重新连接电路,闭合开关后发现,电表示数仍然如图(a)(b)所示。然后他移动变阻器滑片,滑片至某一位置后,发现与原电表指针位置相比,电压表指针偏转了10小格,电流表指针偏转了5小格。小华继续移动变阻器滑片,发现电流表示数最大为0.58A。
(1)请画出小华重新连接的实验电路图;
(2)计算电源电压U ;
(3)计算待测电阻Rx的阻值(精确到0.1Ω) 。
【答案】(1)
(2)6V
(3)10.1Ω
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)正确连接电路,实验步骤正确,闭合开关时,滑动变阻器接电路的电阻为最大值,电压表示数为3V,I=0.3A,移动滑片P,电流表示数变大,电压表示数变大,超出电压表的量程,故无法继续实验;要想继续实验可将电压表并联在滑动变阻器两端,重新连接的实验电路图如图所示:
(2)正确连接电路,电压表接在定值电阻两端,示数为3V,电流表的示数I=0.3A;重新连接的实验电路后,I=0.3A,此时滑动变阻器阻值最大,两端的电压为3V,根据串联电路电压特点,则电源电压
(3)正确连接电路时,定值电阻两端的电压为3V,通过的电流为0.3A,则定值电阻的阻值 ,移动变阻器滑片,滑片至某一位置后,发现与原电表指针位置相比,电压表指针偏转了10小格,此时电压表的示数为2V;电流表指针偏转了5小格,电流表的示数为0.4A;可得关系式 ,解得 ,小华继续移动变阻器滑片,发现电流表示数最大为0.58A,此时滑动变阻器接入电路的电阻为0,定值电阻的阻值 ,电阻Rx的平均值
【分析】(1)根据电压表的量程,判断电压表测量的位置;
(2)根据串联电路电压规律,计算总电压;
(3)根据电压和电流的比值, 计算电阻;结合多次测量的电阻,计算平均值减小误差。
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