挑戰(zhàn)60 重慶卷（重慶近四年共30題）（解析版）-2022年中考物理真題《壓軸挑戰(zhàn)》分類匯編

年中考物理真題《壓軸挑戰(zhàn)》分類匯編（解析版）挑戰(zhàn)60重慶卷（重慶近四年共30題）19、20、21、22年壓軸題型統(tǒng)計：選擇題填空題實驗題計算與綜合能力題合計電學綜合535518力學綜合332412其他綜合00000合計867930一．選擇題（共8小題）1．（2022?重慶）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，L為阻值不變的燈泡。開關S閉合后，滑動變阻器R的滑片P向左滑動時，下列判斷正確的是（）A．燈泡L變暗 B．電壓表示數(shù)變大 C．電路的總功率變大 D．電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值變大【答案】C；【解答】解：A、燈泡L和滑動變阻器串聯(lián)接入電路，滑動變阻器R的滑片P向左滑動時，電阻變小，總電阻變小，根據(jù)I＝得總電流變大，L是阻值不變的燈泡，所以小燈泡兩端電壓變大，實際功率變大，燈泡變亮，故A錯誤；B、電壓表的電壓由Uv＝U﹣UL可知，電壓表示數(shù)變小，故B錯誤；C、電流變大，根據(jù)P＝UI可得電路的總功率變大，故C正確；D、電壓表和電流表均測的是滑動變阻器R的電壓和電流，所以比值為滑動變阻器R的阻值，故比值變小，故D錯誤；故選：C。2．（2022?重慶）有A、B兩個均勻實心圓柱體，A的高為5cm、底面積為20cm2，B的高為8cm、底面積為50cm2。若將它們按圖甲、乙的方式放在水平桌面上，A對桌面的壓強為p1＝1.0×103Pa，B對桌面的壓強為p2；若按圖丙的方式放置時，B對A的壓強為p3＝6.0×103Pa，A對桌面的壓強變?yōu)閜4。下列判斷正確的是（）（g＝10N/kg）A．A的重力為20N B．B的密度為3.0g/cm3 C．p3：p2＝2：5 D．p4＝1.6×104Pa【答案】B。【解答】解：A、將A按圖甲的方式放在水平桌面上，根據(jù)p＝可知A對桌面的壓力F1＝p1SA＝1.0×103Pa×20×10﹣4m2＝2N，A的重力GA＝F1＝2N，故A錯誤；B、若按圖丙的方式放置時，根據(jù)p＝可知B對A的壓力F3＝p3SA＝6.0×103Pa×20×10﹣4m2＝12N，B的重力GB＝F3＝12N，B的質量mB＝＝＝1.2kg＝1200g，B的密度ρB＝＝＝3.0g/cm3，故B正確；C、將B按圖乙的方式放在水平桌面上，B對桌面的壓強p2＝＝＝＝2.4×103Pa，故：＝＝，故C錯誤；D、若按圖丙的方式放置時，A對桌面的壓強p4＝＝＝＝7×103Pa，故D錯誤。故選B。3．（2022?重慶）小林受穿戴式“智能體溫計”（如圖甲所示）的啟發(fā)，設計了一個如圖乙所示的體溫計電路圖，用電表示數(shù)大小反映溫度高低，熱敏電阻R1的阻值隨溫度的升高而增大，定值電阻R2起保護電路的作用。下列分析正確的是（）A．該電路中的電表是電流表 B．溫度變化時R2兩端電壓不變 C．溫度升高時電路中電流變大 D．溫度降低時電路的總功率變大【答案】D。【解答】解：A、電阻R1和R2串聯(lián)接入電路，該電路中的電表如果是電流表，熱敏電阻R1被短路，R2是定值電阻，則電流表示數(shù)不變，不符題意，故A錯誤；BC、該電路中的電表是電壓表，電阻R1的阻值隨溫度的升高而增大，串聯(lián)電路的總電阻變大，根據(jù)I＝得總電流變小，R2是定值電阻，根據(jù)U＝IR可得R2兩端電壓變小，故B、C錯誤；D、電阻R1的阻值隨溫度的降低而減小，串聯(lián)電路的總電阻變小，根據(jù)I＝得總電流變大，根據(jù)P＝UI可得功率變大，故D正確。故選：D。4．（2022?重慶）A、B兩個質量均勻的正方體放在水平地面上如圖甲所示，B的邊長是A的2倍。將A沿豎直方向切去寬為L的部分，把切去部分疊放在B上，B對地面的壓強pB與L的變化關系如圖乙所示。切割后，A剩余部分對地面的壓強為pA，則以下分析正確的是（）（取g＝10N/kg）A．B的重力是50N B．L＝2.5cm時，pA：pB＝16：21 C．B的底面積為100cm2 D．A切去一半后，pA＝2000Pa【答案】B?！窘獯稹拷猓海?）由乙圖可知L的最大值為10cm，所以正方體A的邊長為10cm＝0.1m，正方體B的邊長是A的2倍，則B的邊長為20cm＝0.2m，B的底面積為20cm×20cm＝400cm2，故C錯誤；當L＝0時，B對地面的壓強為5000Pa，物體對地面的壓力等于自身重力，根據(jù)壓強公式可得pB＝，即＝5000Pa，解方程可得GB＝200N，故A錯誤；當L＝10cm時，B對地面的壓強為6000Pa，根據(jù)壓強公式可得＝6000Pa，即＝6000Pa，解方程可得GA＝40N，A切去一半后，A對地面的壓強pA＝＝＝4000Pa，故D錯誤；（2）當L＝2.5cm時，A對地面的壓強為＝＝4000Pa，B對地面的壓強為＝＝5250Pa，則＝＝，故B正確。故選：B。5．（2021?重慶）如圖所示，質量分布均勻的甲，乙兩個正方體疊放在水平地面上，甲放在乙的中央。若乙的邊長是甲的2倍，甲對乙的壓強與乙對地面的壓強相等，將它們分別放入足夠多的水中靜止時上下表面都處于水平位置，正方體乙漂浮且有的體積浸入水中，下列判斷正確的是（）A．甲、乙的質量之比m甲：m乙＝1：4 B．甲、乙的密度之比ρ甲：ρ乙＝3：8 C．甲、乙浸入水中的深度之比h甲：h乙＝4：3 D．甲、乙在水中靜止時所受浮力之比F甲：F乙＝5：12【答案】C。【解答】解：AB、因水平面上物體的壓力和自身的重力相等，所以，甲對乙的壓強：p甲＝＝＝；乙對桌面的壓強：p乙＝＝＝，因甲對乙的壓強與乙對桌面的壓強相等，所以＝，則乙的邊長是甲的2倍，則：4m甲g＝m甲g+m乙g，解得：3m甲＝m乙；則甲、乙的質量之比m甲：m乙＝1：3；甲乙的密度之比：＝＝×＝×＝×＝8：3，故AB錯誤；C、乙漂浮在水面上，乙的密度小于水的密度；因物體漂浮時受到的浮力和自身的重力相等，即F浮＝G乙＝ρ乙gV乙；由阿基米德原理可得F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV乙；則：ρ乙gV乙＝ρ水gV乙；ρ乙＝0.3ρ水，甲乙的密度之比為8：3，則甲的密度為：ρ甲＝ρ乙＝×0.3ρ水＝0.8ρ水，小于水的密度，所以甲在水中漂??；甲、乙在水中處于漂浮狀態(tài)，因物體漂浮時受到的浮力和自身的重力相等，即F?。紾＝mg﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，由阿基米德原理可得F?。溅岩篻V排＝ρ液gSh浸＝ρ液gL2h浸﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得mg＝ρ液gL2h浸，即h浸＝，則甲、乙浸入水中的深度之比：h甲：h乙＝＝×＝×＝4：3，故C正確；D、甲、乙在水中靜止時都處于漂浮狀態(tài)，浮力等于自身的重力，根據(jù)G＝mg可知，浮力之比等于質量之比，即浮力之比為：1：3，故D錯誤。故選：C。6．（2021?重慶）如圖甲所示的電路中，R1是定值電阻，電流表量程為0～0.6A，圖乙是電阻箱R2的電功率與其電阻大小變化關系的部分圖像，則下列說法正確的是（）A．電源電壓為6V B．R1的阻值為20Ω C．R2能安全連入電路中的最小電阻值為10Ω D．R2為20Ω時，整個電路通電10s耗電32J【答案】C?！窘獯稹拷猓洪]合開關，R1和R2串聯(lián)，電流表測量電路電流。AB、從圖乙可知，當電阻箱接入電路的阻值為14Ω時，其電功率為3.5W，根據(jù)P＝UI＝I2R可知，此時電路中的電流I＝＝＝0.5A，則電源電壓U＝U1+U2＝IR1+IR2＝0.5A×R1+0.5A×14Ω①當電阻箱接入電路的阻值為20Ω時，其電功率為3.2W，根據(jù)P＝UI＝I2R可知，此時電路中的電流I′＝＝＝0.4A，則電源電壓U＝U1′+U2′＝I′R1+I′R2′＝0.4A×R1+0.4A×20Ω②根據(jù)①②可得：U＝12V，R1＝10Ω，故AB錯誤；C、電流表量程為0～0.6A，故電路中的電流最大為0.6A，根據(jù)歐姆定律可知此時電路中的總電阻R總＝＝＝20Ω，則電阻箱接入電路的最小電阻值R2小＝R總﹣R1＝20Ω﹣10Ω＝10Ω，故C正確；D、R2為20Ω時，電路中電流為0.4A，整個電路通電10s耗電W＝UI′t＝12V×0.4A×10s＝48J，故D錯誤。故選：C。7．（2020?重慶）如圖甲所示的電路，電源電壓不變，L是標有“4V”字樣的燈泡。定值電阻R0的阻值為60Ω，兩個電流表的量程均為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V．圖乙是小燈泡L的電流隨其電壓變化的圖像。當S閉合，S1，S2斷開，將滑片P移到變阻器R的中點時，小燈泡L恰好正常發(fā)光，電壓表示數(shù)為5V．下列說法正確的是（）A．電源電壓為5V B．變阻器R的最大阻值為10Ω C．移動滑片P，當燈泡L的功率為1W時，變阻器R接入的阻值為6.25Ω D．當S，S1，S2都閉合，為保證電路安全，變阻器R消耗的最大功率為4.05W【答案】D?！窘獯稹拷猓篈、當S閉合，S1、S2斷開，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，將滑片P移到變阻器R的中點時，小燈泡L恰好正常發(fā)光，此時燈泡兩端的電壓為4V，電壓表示數(shù)為5V（即變阻器的電壓為5V），由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得，電源電壓為：U＝UL+UR＝4V+5V＝9V，故A錯誤；B、當S閉合，S1、S2斷開，滑片P移到變阻器R的中點時，燈泡正常發(fā)光，根據(jù)圖乙可知，此時通過燈泡的電流為0.5A，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，則由歐姆定律可知，產生滑動變阻器接入電路的電阻為R＝＝＝10Ω，則滑動變阻器的最大阻值為R滑大＝2R＝2×10Ω＝20Ω；故B錯誤；C、移動滑片P，當燈泡L的功率為1W時，根據(jù)乙圖可知，此時燈泡兩端的電壓為2.5V，電路中的電流為0.4A，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，此時滑動變阻器兩端的電壓為：UR′＝U﹣UL′＝9V﹣2.5V＝6.5V，由歐姆定律可得，此時滑動變阻器接入電路的電阻為：R滑＝＝＝16.25Ω，故C錯誤；D、當S、S1、S2都閉合，滑動變阻器和定值電阻并聯(lián)，電流表A測干路中的電流，電流表A1測通過定值電阻R0的電流；兩個電流表的量程均為0～0.6A，所以干路中的最大電流為I總大＝0.6A；通過定值電阻R0的電流為：I0＝＝＝0.15A；根據(jù)并聯(lián)電路電流特點可知，通過滑動變阻器的最大電流為：IR大＝I總大﹣I0＝0.6A﹣0.15A＝0.45A，則滑動變阻器R消耗的最大功率為：PR大＝UIR大＝9V×0.45A＝4.05W，故D正確。故選：D。8．（2020?重慶）燈泡L標有“6V”字樣，為探究其工作時的特點，小剛利用圖甲所示的電路進行實驗，其中電源電壓保持不變，滑動變阻器的規(guī)格為“30Ω1A”。閉合開關后，將變阻器的滑片P從a端向右緩慢移動，直到電壓表示數(shù)達到6V時為止。圖乙是用獲得的實驗數(shù)據(jù)作出的I﹣U圖象，下列判斷正確的是（）A．閉合開關，在移動滑片P的過程中，燈L的最小電阻為10Ω B．變阻器的滑片P移到b端時，燈L正常發(fā)光且燈的額定功率為3.6W C．燈L與5Ω的定值電阻R1并聯(lián)接入電壓為6V的電路，電路總功率為7.2W D．燈L與10Ω的定值電阻R2串聯(lián)接入電壓為9V的電路，R2每秒消耗電能為2.5J【答案】D?！窘獯稹拷猓篈、由圖象知，燈泡電流隨兩端電壓增大而增大，且電壓變化大于電流變化，則燈泡電阻逐漸增大，滑片移動過程中，當燈泡兩端電壓UL＝1V時，通過的電流為IL＝0.2A，此時燈泡電阻最小，由歐姆定律可得，燈泡的最小電阻R最?。剑剑?Ω，故A錯誤；B、由圖甲知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端電壓，滑片在a端時，變阻器連入阻值最大，電路總電阻最大，電流最小，由圖象知，此時燈泡兩端電壓UL＝1V，電流為0.2A，由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得，變阻器兩端電壓：Uab＝IRab＝0.2A×30Ω＝6V，所以電源電壓U＝UL+Uab＝1V+6V＝7V，燈泡正常發(fā)光時兩端電壓為6V，由圖象知，此時電路中電流等于燈泡的額定電流0.6A，變阻器連入電路的阻值：R＝＝＝≈1.7Ω，所以滑片不在b端，故B錯誤；C、由并聯(lián)電路的電壓特點知，燈L與5Ω的定值電阻R1并聯(lián)接入電壓為6V的電路時，U＝UL＝U1＝6V，由圖象知，此時通過燈泡的電流IL＝0.6A，燈泡的電功率PL＝UIL＝6V×0.6A＝3.6W，R1的電功率：P1＝＝＝7.2W，電路總功率：P＝P1+PL＝7.2W+3.6W＝10.8W，故C錯誤；D、由圖象知，燈泡兩端電壓為4V時，通過燈泡的電流為0.5A，燈L與10Ω的定值電阻R2串聯(lián)，由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可知，此時R2兩端電壓U2＝I2R2＝0.5A×10Ω＝5V，總電壓U＝UL+U2＝4V+5V＝9V，符合將兩者連入電壓為9V電路的條件，則R2每秒消耗電能：W2＝U2I2t＝5V×0.5A×1s＝2.5J，故D正確。故選：D。二．填空題（共6小題）9．（2022?重慶）如圖甲所示電路，電源電壓恒定，電流表量程為0～0.6A，小燈泡L的額定電壓為2.5V，其I﹣U圖像如圖乙所示，則燈泡正常發(fā)光時的功率為0.625W。當所有開關都閉合，滑片P位于變阻器R2的最右端時，定值電阻R1兩端的電壓為U1，電路的總功率為P1；只閉合開關S1時，電流表示數(shù)為0.2A，R1兩端的電壓為U1′；只閉合開關S2，在保證電路元件都安全的情況下，移動滑片P，當電路中電流達到最大時，變阻器R2的功率為P2。已知U1：U1′＝5：4，P1：P2＝4：1。則R2的最大阻值是20Ω?！敬鸢浮?.625；20。【解答】解：（1）小燈泡正常發(fā)光時的電壓：UL＝U額＝2.5V，由圖乙可知，此時通過小燈泡的電流為0.25A，則小燈泡正常發(fā)光時的功率：PL＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W；（2）當所有開關都閉合，滑片P位于變阻器R2的最右端時，定值電阻R1與滑動變阻器的最大阻值并聯(lián)，由并聯(lián)電路的電壓特點可知，電源電壓U＝U1，只閉合開關S1時，定值電阻R1與小燈泡L串聯(lián)，電流表測電路中的電流，R1兩端的電壓為U1′，電流表示數(shù)為0.2A，由串聯(lián)電路的電流特點可知，此時通過小燈泡L的電流I1'＝0.2A，由圖乙可知，小燈泡L兩端的電壓UL'＝1V，由題意可知，U1：U1′＝5：4，即U1′＝UI，由串聯(lián)電路的電壓特點可知，此時電源電壓：U＝U1'+UL'＝U1'+1V＝U1+1V，因為電源電壓不變，所以有U1＝U1+1V，解得：U1＝5V，即電源電壓U＝5V，由串聯(lián)電路的電壓特點，此時定值電阻R1兩端的電壓：U1′＝U﹣UL'＝5V﹣1V＝4V，由歐姆定律可知，定值電阻R1的阻值：R1＝＝＝20Ω；只閉合開關S2時，滑動變阻器R2與小燈泡L串聯(lián)，電流表的量程為0～0.6A，小燈泡的額定電流為0.25A，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點，在保證電路元件都安全的情況下，電路中最大電流為I大＝0.25A，此時小燈泡兩端的電壓為2.5V，由串聯(lián)電路的電壓特點可知，此時滑動變阻器R2兩端的電壓：U2＝U﹣UL＝5V﹣2.5V＝2.5V，滑動變阻器R2的功率：P2＝U2I大＝2.5V×0.25A＝0.625W，由題意可知，P1：P2＝4：1，因此所有開關都閉合，滑片P位于變阻器R2的最右端時，電路的總功率：P1＝4P2＝4×0.625W＝2.5W，由P＝UI可知，此時電路中的總電流：I＝＝＝0.5A，通過R1的電流：I1＝＝＝0.25A，由并聯(lián)電路的電流特點可知，通過滑動變阻器的電流：I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.25A＝0.25A，因為此時滑片P位于變阻器R2的最右端，滑動變阻器接入電路的電阻最大，所以R2的最大阻值：R2＝＝＝20Ω。故答案為：0.625；20。10．（2022?重慶）如圖甲所示電路中，電源電壓恒定不變，小燈泡L標有“6V0.3A”字樣，電流表量程0～0.6A、電壓表量程0～3V。在保障電路安全的前提下，只閉合開關S、S1，滑片P位于最右端，小燈泡恰好正常發(fā)光，則小燈泡10s內消耗的電能為18J，再移動滑片P，電流表示數(shù)與R2關系如圖乙a所示；當斷開S1閉合S、S2、S3時，電流表示數(shù)與R2的關系如圖乙b所示，則I1＝0.45A（忽略小燈泡電阻變化）。【答案】18；0.45?！窘獯稹拷猓褐婚]合開關S、S1，滑動變阻器和燈泡串聯(lián)接入電路，電流表測通過電路的電流，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，滑片P位于最右端，此時滑動變阻器接入電路的電阻為0，電路為燈泡的簡單電路，燈泡兩端電壓等于電源電壓，小燈泡恰好正常發(fā)光，小燈泡L標有“6V0.3A”字樣，小燈泡10s內消耗的電能為：W＝UILt＝6V×0.3A×10s＝18J；燈泡的電阻：RL＝＝＝20Ω，由乙圖可知滑動變阻器接入電路的電阻為R時，通過電路的電流最小，根據(jù)歐姆定律可知此時滑動變阻器接入電路的電阻最大，電壓表量程0～3V，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知電壓表示數(shù)為3V，根據(jù)歐姆定律可得此時通過電路的電流：I′＝，串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，根據(jù)歐姆定律可得電源電壓：U＝U2+UL＝3V+I′RL，即3V＝6V，解方程可得：R＝20Ω，當斷開S1，閉合S、S2、S3時，定值電阻和滑動變阻器并聯(lián)接入電路，電流表測干路電流，由乙圖可知滑動變阻器接入電路的電阻為R時，通過電路的電流最大，電流表量程0～0.6A，所以通過電路的最大電流為0.6A，并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和，根據(jù)歐姆定律可得干路電流I＝，即＝0.6A，解方程可得：R1＝20Ω，滑動變阻器接入電路的電阻為2R時，通過電路的電流：I1＝＝＝0.45A。故答案為：18；0.45。11．（2021?重慶）如圖所示，電源電壓為18V不變，定值電阻R1的阻值為30Ω，滑動變阻器R2標有“50Ω0.5A”字樣，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V。只閉合開關S1時電流表的示數(shù)為0.45A，電壓表的示數(shù)為4.5V；只閉合開關S2時，在保證元件安全的情況下移動滑片，電路的總電功率最大變化量是3.6W?！敬鸢浮?.5；3.6。【解答】解：（1）只閉合開關S1時，R1和R3串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表測量R3兩端的電壓，電流表的示數(shù)為0.45A，根據(jù)歐姆定律可知R1兩端的電壓U1＝IR1＝0.45A×30Ω＝13.5V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知電壓表的示數(shù)UV＝U﹣U1＝18V﹣13.5V＝4.5V；R3的阻值R3＝＝＝10Ω；（2）只閉合開關S2時，R2和R3串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表測量R3兩端的電壓，根據(jù)滑動變阻器的銘牌數(shù)據(jù)和電流表的量程可知，電路中的最大電流為0.5A，此時電壓表的示數(shù)UV′＝I′R3＝0.5A×10Ω＝5V＜15V，故電壓表也安全，根據(jù)P＝UI可知此時電路中的總功率最大，且電路的最大功率為P大＝UI大＝18V×0.5A＝9W；當滑動變阻器接入電路的阻值最大時，根據(jù)P＝UI＝可知此時電路中總功率最小，為P?。剑剑?.4W，△P＝9W﹣5.4W＝3.6W。故答案為：4.5；3.6。12．（2021?重慶）如圖甲所示，質量分布均勻且不吸水的柱體A高70cm（ρA＜ρ水）。足夠高的圓柱形容器B底面積為300cm2、裝有10cm深的水。若將A水平切去高度為h的部分，并將切去部分豎直緩慢放入B中，水的深度h水隨切取高度h的變化關系如圖乙所示。柱體A的密度是0.5g/cm3；當切去的高度h為某一值時，A剩余部分對水平桌面的壓強和水對容器底部的壓強相等，然后向B中緩慢加水，當加入水的質量為2200g時，水中柱體仍保持直立，水對容器底的壓強為2400Pa。【答案】0.5；2400Pa?！窘獯稹拷猓海?）由乙圖可知，將A水平切去高度為：h1＝30cm時，放入水中恰好漂浮，浸在水中深度：h水1＝15cm，設A的底面積為SA，A的密度為ρA，則A水平切取的體積：VA1＝SAh1，質量：mA1＝SAh1ρA，重力：GA1＝SAh1ρAg；切取的A排開水的體積：V排1＝SAh水1，由阿基米德原理可知，物塊受到的浮力為：F浮1＝ρ水gV排1＝ρ水gSAh水1；根據(jù)漂浮的條件，F(xiàn)浮1＝GA1，即ρ水gSAh水1＝SAh1ρAg，解得：ρA＝ρ水＝×1g/cm3＝0.5g/cm3；（2）有乙圖知，當h≤30cm時，h水隨h變化的圖像是直線，故設：h水＝kh+b，將h0＝0，h水0＝10cm代入得：10cm＝k×0+b……①；將h1＝30cm，h水1＝15cm代入得：15cm＝k×30cm+b……②；解①②聯(lián)立方程組得：k＝，b＝10cm，所以當h≤30cm時，h水＝h+10cm；由題意：當切去的高度h為某一值時，A剩余部分對水平桌面的壓強和水對容器底部的壓強相等，A剩余部分對水平桌面的壓強：pA剩＝ρAgh剩＝ρAg（hA總﹣h），水對容器底部的壓強：p水＝ρ水gh水，由pA剩＝p水知：ρAg（hA總﹣h）＝ρ水gh水，＝，即：＝，解得：h＝37.5cm＞30cm，不合題意，舍去。故在h≤30cm范圍內不存在：當切去的高度h為某一值時，A剩余部分對水平桌面的壓強和水對容器底部的壓強相等；所以當切去的高度h為某一值時，A剩余部分對水平桌面的壓強和水對容器底部的壓強相等，h＞30cm，此時h水2＝15cm不變；A剩余部分對水平桌面的壓強：pA剩2＝ρAgh剩2＝ρAg（hA總﹣h2），水對容器底部的壓強：p水2＝ρ水gh水2，由pA剩2＝p水2得，ρAg（hA總﹣h2）＝ρ水gh水2，所以，＝，即：＝，解得h2＝40cm＞30cm，符合題意；容器內原來有水的深度：h水0＝10cm，水深增加：△h2＝h水2﹣h水0＝15cm﹣10cm＝5cm，容器內物塊排開水的體積：V排2＝S容△h2＝300cm2×5cm＝1500cm3，A的底面積：SA＝＝＝＝100cm2；切取的物塊的體積：VA2＝SAh2，質量：mA2＝SAh2ρA，重力：GA2＝SAh2ρAg，設當容器中加水至h水3時，容器中物塊所受浮力：F浮3＝ρ水gV排3＝ρ水gSAh水3，物塊在水中剛好漂浮，F(xiàn)浮3＝GA2，所以，ρ水gSAh水3＝SAh2ρAg，h水3＝h2＝×40cm＝20cm，則水深需再次增加量：△h3＝h水3﹣h水2＝20cm﹣15cm＝5cm，所需加水的體積：V水3＝（S容﹣SA）△h3＝（300cm2﹣100cm2）×5cm＝1000cm3，實際加水：m＝2200g，加水的體積：V＝＝＝2200cm3，因為V＞V水3，所以物塊漂浮，實際水面的深度：h總＝h水3+＝20cm+＝24cm＝0.24m，由液體壓強計算公式可知，水對容器底的壓強：p＝ρ水gh總＝1×103kg/m3×10N/kg×0.24m＝2400Pa。故答案為：0.5；2400Pa。13．（2021?重慶）如圖所示，ABC是以O為支點的輕質杠桿，AB＝40cm，OB＝30cm，OC＝60cm，水平地面上的實心均勻正方體物塊M重為80N，用細線與C點相連，在A點用60N的力沿某方向拉杠桿，使M對地面的壓力最小，且杠桿處于水平位置平衡，此時細線的拉力為50N；保持A點的拉力大小和方向以及杠桿的狀態(tài)不變，要使M對地面的壓強變?yōu)樵瓉淼?，可將物塊M沿豎直方向切去的質量為1.75kg。（忽略支點處的摩擦）【答案】50；1.75?！窘獯稹拷猓海?）M對地面的壓力F＝G﹣F拉，要M對地面的壓力最小，則應使F拉最大。由二力平衡條件、力的作用是相互的可知，F(xiàn)拉＝細繩作用在C點的拉力F2。由圖可知，作用在C點拉力的方向為豎直向下。假設作用在A點的力F1的力臂為l1，作用在C點拉力為F2，根據(jù)杠桿的平衡條件可以列式：F1l1＝F2?OC；已知OC＝60cm＝0.6m，F(xiàn)1＝60N，則要使F2最大，則應使力臂l1最長；分析題圖可知，當力臂l1＝OA時最長。由AB＝40cm，OB＝30cm可得，OA＝50cm＝0.5m，則F2＝＝＝50N。（2）切割前，M對地面的壓強為p＝＝＝；切割后，剩余部分重G1，面積為S1，剩余部分對地面的壓強p1＝＝。因將物塊M沿豎直方向切割，則密度和高度均不變，由G＝mg＝ρgSh可知，物塊的重力與底面積成正比，即物塊重力與底面積的比值相等，所以：，即＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①根據(jù)題意可得：＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，聯(lián)立①②解得G1＝62.5N，故切除部分的重為G2＝80N﹣62.5N＝17.5N，其質量為m2＝＝＝1.75kg。故答案為：50；1.75。14．（2020?重慶）甲、乙為兩個質量分布均勻的實心圓柱體放置在水平桌面上，沿著水平方向，切去上部分，剩余部分對桌面的壓強p與切去部分高度△h的關系如圖所示，已知甲的密度為4.0×103kg/m3．則圓柱體甲的高度為20cm．當它們被切去高度均為12cm，將各自被切去部分放置在另一個圓柱體剩余部分的上表面時，甲剩余部分和乙切去部分的組合體對桌面的壓強為p1．乙剩余部分和甲切去部分的組合體對桌面的壓強為p2，且p1：p2＝3：2，則甲、乙圓柱體的底面積之比為4：9。【答案】20；4：9?！窘獯稹拷猓海?）由圖像可知，開始時甲對水平桌面的壓強p甲＝8000Pa，因均勻實心圓柱體對水平桌面的壓強：p＝＝＝＝＝＝ρgh，所以，圓柱體甲的高度：h甲＝＝＝0.2m＝20cm；（2）由圖像可知，圓柱體乙的高度h乙＝30cm，因物體對水平面的壓力和自身的重力相等，當它們被切去高度均為h＝12cm時，由F＝G＝mg＝ρVg＝ρShg可得，甲剩余部分和乙切去部分的組合體對桌面的壓力：F1＝G甲+G乙＝G甲+G乙＝0.4G甲+0.4G乙＝0.4（G甲+G乙），乙剩余部分和甲切去部分的組合體對桌面的壓力：F2＝（G甲+G乙）﹣0.4（G甲+G乙）＝0.6（G甲+G乙），因p1：p2＝3：2，所以，＝＝×，即＝×，解得：＝。故答案為：20；4：9。三．實驗探究題（共7小題）15．（2022?重慶）小亮和同學們分組探究“電流與電壓、電阻的關系”，提供的實驗器材有：穩(wěn)壓電源（電壓恒為4.5V）、開關、電流表2只、電壓表2只、規(guī)格為“20Ω2A”的滑動變阻器、電阻箱（阻值可調節(jié)）、導線若干。（1）小亮他們用圖甲的器材先探究“電流與電壓的關系”，請你用筆畫線代替導線，幫助小亮將圖甲中的電路連接完整（要求：滑片P向左端移動時，電路中的電流變大，且導線不能交叉）。（2）在連接電路的過程中，開關應處于斷開狀態(tài)。連接好電路后，小亮他們進行了五次實驗測得了下表中的數(shù)據(jù)。其中第4次實驗時，電流表指針如圖乙所示，其示數(shù)為0.24A。由表可知實驗中電阻箱接入電路的阻值為10Ω。實驗次數(shù)12345電壓U/V1.61.82.02.42.8電流I/A0.160.180.200.28完成第4次實驗后，需要移動滑片P，使滑動變阻器接入電路的電阻值適當減?。ㄟx填“增大”或“減小”）才能得到第5次實驗數(shù)據(jù)。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，可初步得出結論：當電阻一定的情況下，通過導體的電流與這段導體兩端的電壓成正比。（3）小亮他們繼續(xù)用該電路探究“電流與電阻的關系”。他們多次改變電阻箱接入電路的電阻值，移動變阻器的滑片P，保持電壓表示數(shù)為2.5V，記錄下每次電流表的示數(shù)。為完成該實驗，電阻箱接入電路的阻值不能超過25Ω。（4）另一組的同學也按圖甲連好完整的電路后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表均無示數(shù)。請你寫出一種用所給器材檢測故障位置的方法：取一只電壓表，先將電壓表并聯(lián)在電源兩端，以判斷電源是否損壞，然后將電壓表的正接線柱接到電源的正極，用負接線柱依次試觸各接線柱，當電壓表示數(shù)接近電源電壓時，則故障在電壓表的正負接線柱之間，然后再將電壓表的負接線柱接到電源負極，用正接線柱依次試觸各接線柱，當電壓表示數(shù)接近電源電壓時，則故障在電壓表的正負接線柱之間，從而具體確定故障所在的位置?！敬鸢浮浚?）如圖所示；（2）斷開；0.24；10；減小；正；（3）25；（4）取一只電壓表，先將電壓表并聯(lián)在電源兩端，以判斷電源是否損壞，然后將電壓表的正接線柱接到電源的正極，用負接線柱依次試觸各接線柱，當電壓表示數(shù)接近電源電壓時，則故障在電壓表的正負接線柱之間，然后再將電壓表的負接線柱接到電源負極，用正接線柱依次試觸各接線柱，當電壓表示數(shù)接近電源電壓時，則故障在電壓表的正負接線柱之間，從而具體確定故障所在的位置?！窘獯稹拷猓海?）滑片向左滑動時，電流表示數(shù)變大，說明滑動變阻器連入電路的電阻變小，故滑動變阻器左下接線柱連入電路中，如圖所示：；（2）為了保護電路，連接電路時開關應斷開；由圖乙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A；由表中數(shù)據(jù)根據(jù)歐姆定律可知，電阻箱接入電路的阻值：R＝＝＝…＝＝10Ω；由表中數(shù)據(jù)可知，由第4次實驗到第5次實驗增加了電阻箱兩端的電壓，因為電源電壓不變，由串聯(lián)電路的電壓特點可知，此時需要減小滑動變阻器兩端的電壓，由串聯(lián)電路的分壓原理可知，應減小滑動變阻器接入電路的電阻；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知：電壓與電流的比值：＝…＝＝10Ω，為一定值，故得出的結論：在電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；（3）探究“電流與電阻的關系”。他們多次改變電阻箱接入電路的電阻值，移動變阻器的滑片P，保持電壓表示數(shù)為2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣2.5V＝2V，電壓表示數(shù)為變阻器分得的電壓的＝1.25倍，根據(jù)分壓原理，當滑動變阻器接入電路的電阻最大為20Ω時，電阻箱連入電路中的電阻為：R箱＝1.25×20Ω＝25Ω，即為完成該實驗，電阻箱接入電路的阻值不能超過25Ω；（4）電流表無示數(shù)，說明電路中存在斷路，可以另取一根導線，用導線一端接在電源的正極，另一端依次試觸各接線柱，當電流表有示數(shù)時，則故障在電源正極到電流表有示數(shù)時的接線柱之間，然后再將導線一端接到電源的負極，另一端依次試觸各接線柱，當電流表有示數(shù)時，則故障在電源負極到電流表有示數(shù)時的接線柱之間，從而具體確定故障所在的位置。或者另取一只電壓表，先將電壓表并聯(lián)在電源兩端，以判斷電源是否損壞，然后將電壓表的正接線柱接到電源的正極，用負接線柱依次試觸各接線柱，當電壓表示數(shù)接近電源電壓時，則故障在電壓表的正負接線柱之間，然后再將電壓表的負接線柱接到電源負極，用正接線柱依次試觸各接線柱，當電壓表示數(shù)接近電源電壓時，則故障在電壓表的正負接線柱之間，從而具體確定故障所在的位置。故答案為：（1）如圖所示；（2）斷開；0.24；10；減小；正；（3）25；（4）取一只電壓表，先將電壓表并聯(lián)在電源兩端，以判斷電源是否損壞，然后將電壓表的正接線柱接到電源的正極，用負接線柱依次試觸各接線柱，當電壓表示數(shù)接近電源電壓時，則故障在電壓表的正負接線柱之間，然后再將電壓表的負接線柱接到電源負極，用正接線柱依次試觸各接線柱，當電壓表示數(shù)接近電源電壓時，則故障在電壓表的正負接線柱之間，從而具體確定故障所在的位置。16．（2022?重慶）小晨同學買了一個小吊墜（如圖甲所示）作為母親節(jié)的禮物送給媽媽，他利用天平和量筒測量小吊墜的密度進行鑒定。（取g＝10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）（1）將天平放在水平桌面上，撥動游碼至標尺左端零刻度線，此時指針偏向分度盤中線左側，他應該將平衡螺母向右（選填“左”或“右”）移動，直至天平平衡；（2）將解去掛繩的小吊墜放在左盤，往右盤加減砝碼，當最后放入5g的砝碼時，發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤中線的右側，則他下一步的操作是C。A.向右移動游碼B.向左移動平衡螺母C.取出5g的砝碼（3）天平再次平衡后，砝碼和游碼的位置如圖乙所示，則該小吊墜的質量為24g；（4）先向量筒中加入30mL的水，將重新系好掛繩的小吊墜輕放入量筒中，水面如圖丙所示，則小吊墜的體積為8cm3；（5）小晨將測得的密度和表格中數(shù)據(jù)進行對比，發(fā)現(xiàn)小吊墜可能是和田玉制作而成的，他仔細分析了自己的測量過程發(fā)現(xiàn)，小吊墜密度的測量值與真實值相比偏?。ㄟx填“偏大”“偏小”或“不變”）。材質翡翠和田玉玻璃有機玻璃密度/g?cm﹣3約3.3～3.36約2.95～3.172.51.18【答案】（1）水平桌面；游碼；右；（2）C；（3）24；（4）8；（5）和田玉；偏小?！窘獯稹拷猓海?）正確使用天平：應先把天平放在水平桌面上，然后將游碼移到標尺左端零刻度線位置上，此時指針偏向分度盤中線左側，應將平衡螺母向右調，才能使天平平衡；（2）天平平衡后，把小吊墜放在左盤，用鑷子向右盤加減砝碼，當把砝碼盒中最小的砝碼放入右盤后，發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤的右側，接下來正確的操作步驟是把天平右盤的最小的砝碼拿走，并向右移游碼，使天平平衡，故C正確；（3）由圖乙知，標尺的分度值為0.2g，所以吊墜的質量為m＝20g+4g＝24g；（4）由圖丙知，水和吊墜的體積為38mL，所以吊墜的體積為：V＝38mL﹣30mL＝8mL＝8cm3；（5）小吊墜的密度為；ρ＝＝＝3g/cm3，和表格中數(shù)據(jù)進行對比，發(fā)現(xiàn)小吊墜可能是和田玉制作而成的；根據(jù)題意當?shù)鯄嫹湃肓客仓械乃畷r，吊墜中間的孔可能會有部分氣泡，掛繩（浸在水中的部分）也有一定的體積，使測量的總體積V偏大，根據(jù)V物＝V﹣V0可知測得吊墜的體積偏大，由密度公式ρ＝可知測得吊墜的密度將偏小。故答案為：（1）水平桌面；游碼；右；（2）C；（3）24；（4）8；（5）和田玉；偏小。17．（2022?重慶）綜合實踐課上，小薇同學用“伏安法”測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻，選用的小燈泡L標有“2.5V”字樣、電源電壓恒為4.5V、滑動變阻器規(guī)格為“30Ω1A”。序號U/VI/AR/Ω11.00.185.621.50.226.832.00.248.342.5（1）請在圖甲中用筆畫線代替導線，幫小薇完成實物電路的連接；（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應處于最右（選填“左”或“右”）端；（3）閉合開關進行實驗，移動滑動變阻器的滑片P過程中，她應注視電壓表（選填“電壓表”“電流表”或“滑動變阻器”）的變化情況，當停止移動滑片P時，她發(fā)現(xiàn)電表指針左右擺動，再觀察小燈泡也忽明忽暗，其原因可能是A（選填字母符號）；A.滑動變阻器接觸不良B.小燈泡短路（4）排除故障后繼續(xù)實驗，她將得到的數(shù)據(jù)記錄在表格中，當電壓表示數(shù)為2.5V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示為0.26A，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為9.6Ω（保留一位小數(shù)）。她發(fā)現(xiàn)小燈泡電阻發(fā)生了變化，其原因是燈絲電阻受溫度的影響；（5）實驗結束后，她看見桌面上還有一個阻值為15Ω的定值電阻，想按照表格給定的四組電壓值，驗證“導體中電流與電壓的關系”，但使用目前已有器材無法完成，若想完成實驗，她只需更換哪一個元件，并說明新元件的規(guī)格要求：更換一個3V的電源電壓或更換一個最大阻值不小于52.5Ω的滑動變阻器?！敬鸢浮浚?）如上圖；（2）右；（3）電壓表；A；（4）0.26；9.6；溫度；（5）更換一個2.5V到3V的電源電壓或更換一個最大阻值不小于52.5Ω的滑動變阻器。【解答】解：（1）由圖乙可知，電流表應使用0﹣0.6A的量程，電路連接如圖所示：（2）為了保護電路，連接電路時，開關應處于斷開狀態(tài)，實物圖知，滑動變阻器的滑片應處于最右端；（3）“伏安法”測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻時，移動滑動變阻器的滑片P，要讓小燈泡在額定電壓下工作，所以眼睛要注視電壓表的示數(shù)，電表指針左右擺動，再觀察小燈泡也忽明忽暗，其原因可能是滑動變阻器接觸不良，故選：A；（4）由乙圖可知，電流表選用0～0.6A的量程，分度值為0.02A，則電流表的讀數(shù)為0.26A，＝≈9.6Ω，小燈泡電阻發(fā)生了變化，其原因是燈絲電阻受溫度的影響；（5）為完成實驗，有以下3種方法：①在第1次數(shù)據(jù)中，電流最小，所需變阻器最大，此時電源電壓為：U＝IR＝×（15Ω+30Ω）＝3V，電源電壓最大為3V，第1次實驗電壓表示數(shù)調不到1V，因此可更換一個電源，要求電源電壓為2.5V到3V；②為完成實驗，也可以只更換滑動變阻器，電源電壓仍為4.5V，第1次實驗時電壓表示數(shù)最小為1V，則變阻器兩端的最大電壓為4.5V﹣1V＝3.5V，由串聯(lián)分壓的規(guī)律可得：＝，即＝，解得R滑大＝52.5Ω，即更換一個最大阻值不小于52.5Ω的滑動變阻器。故答案為：（1）如上圖；（2）右；（3）電壓表；A；（4）0.26；9.6；溫度；（5）更換一個2.5V到3V的電源電壓或更換一個最大阻值不小于52.5Ω的滑動變阻器。18．（2021?重慶）小楊同學找到一盞標有“2.5V”字樣的小燈泡，其額定電功率已模糊不清。她選用如圖所示器材測量額定電功率，電源電壓恒為9V。（1）圖甲所示的實驗電路有2段導線未連接，請你用筆畫線代替導線將電路補畫完整（要求：連線不交叉，滑片P向A端移動時燈泡發(fā)光變亮）。（2）小楊連接電路并檢查后。將滑動變阻器的電阻調到最大，再閉合開關，緩慢移動滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)有明顯變化但電壓表無示數(shù)，此故障的原因可能是燈泡短路（選填“短路”或“斷路”）。（3）排除故障后，眼睛注視著電壓表和燈泡，移動滑片P逐次改變小燈泡兩端的電壓，并將測得的數(shù)據(jù)記錄在表中。當電壓表的示數(shù)為1.5V時應向A（選填“A”或“B”）端移動滑片P；當電壓表的示數(shù)為2.5V時電流表的示數(shù)如圖乙所示，小燈泡的額定電功率為0.7W；細心的小楊通過分析數(shù)據(jù)還發(fā)現(xiàn)通過小燈泡的電流與兩端的電壓不成正比，其原因可能是燈泡電阻受溫度影響很大。數(shù)據(jù)序號12345電壓U/V0.51.01.52.02.5電流I/A0.160.200.220.25（4）同組的小會同學在此基礎上繼續(xù)探究電流跟電阻的關系，她又增加了五個阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻，其余器材不變。用定值電阻分別更換圖甲中的小燈泡，通過實驗得到如圖丙所示的電流隨定值電阻變化的圖像，則實驗中所用滑動變阻器的最大阻值至少是，C（選填下列選項前的字母）。A.20ΩB.50ΩC.100ΩD.200Ω【答案】（1）見上圖；（2）開關；短路；（3）A；0.7；燈泡電阻受溫度影響很大；（4）C。【解答】解：（1）電壓表應與燈泡并聯(lián)接入電路，滑動變阻器應選一上一下兩個接線柱接入電路，滑片P向A端移動時燈泡發(fā)光變亮，則滑片向A端移動時接入電路的電阻變小，如圖：；（2）連接電路前應斷開開關，閉合開關前應把滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，緩慢移動滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)有明顯變化但電壓表無示數(shù)，說明電壓表與導線并聯(lián)，即與電壓表并聯(lián)部分電路短路，故此故障的原因可能是燈泡短路；（3）當電壓表的示數(shù)為1.5V時，由串聯(lián)電路分壓原理可知，滑動變阻器接入電路的電阻較大，所以應將滑片向A端移動，使滑動變阻器接入電路的電阻變小，由乙可知電流表接入電路的量程我0～0.6A，每一大格表示0.2A，每一小格表示0.02A，所以電流表的示數(shù)為0.28A，所以燈泡的額定電功率為：P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W，細心的小楊通過分析數(shù)據(jù)還發(fā)現(xiàn)通過小燈泡的電流與兩端的電壓不成正比，其原因可能是燈泡電阻受溫度影響很大；（4）探究電流跟電阻的關系時，要保持定值電阻兩端的電壓不變，由圖丙知，當接入5Ω電阻時，電阻中的電流為0.6A，電阻兩端的電壓：UV＝IR＝0.6A×5Ω＝3V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：U滑＝9V﹣3V＝6V，變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的＝2倍，根據(jù)分壓原理，當接入25Ω電阻時，變阻器連入電路中的電阻為：R滑＝2×25Ω＝50Ω，故為了完成整個實驗，小明選用的滑動變阻器最大阻值至少為50Ω；由表格數(shù)據(jù)可知當通過電路的電流最小為0.16A時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，此時燈泡兩端的電壓為0.5V，此時滑動變阻器兩端的電壓為：UH＝U﹣UL1＝9V﹣0.5V＝8.5V，此時滑動變阻器接入電路的電阻：RH＝＝＝53.125Ω，所以滑動變阻器的最大阻值大于53Ω，故選：C。故答案為：（1）見上圖；（2）開關；短路；（3）A；0.7；燈泡電阻受溫度影響很大；（4）C。19．（2021?重慶）“沉睡三千年，一醒驚天下”，三星堆遺址在2021年3月出土了大量文物，如圖1所示是其中的金面具殘片，文物愛好者小張和小敏同學制作了一個金面具的模型，用實驗的方法來測量模型的密度。（1）小張把天平放在水平臺上，將游碼撥到零刻線，此時指針偏向分度標尺中線的左側，應向右（選填“左”或“右”）調節(jié)平衡螺母，使橫梁在水平位置平衡。（2）調好后小張將模型放在左盤，在右盤加減砝碼，并調節(jié)游碼使天平再次水平平衡，砝碼和游碼如圖2甲所示，則模型的質量為84g。（3）小張又進行了如圖2乙所示的三個步驟：①燒杯中加入適量水，測得燒杯和水的總質量為145g。②用細線拴住模型并浸沒在水中（水未溢出），在水面處做標記。③取出模型，用裝有40mL水的量筒往燒杯中加水，直到水面達到標記處，量筒中的水位如圖2丙所示。（4）旁邊的小敏發(fā)現(xiàn)取出的模型沾了水，不能采用量筒的數(shù)據(jù)，于是測出圖2乙③中燒杯和水的總質量為155g，小敏計算出模型的密度為8.4g/cm3。（5）若只考慮模型帶出水產生的誤差，則實驗過程中模型帶出水的體積為2cm3，小敏計算出的密度值與實際值相比相等（選填“偏大”“偏小”或“相等”）。【答案】（1）零刻線；右；（2）84；（3）②浸沒；③標記；（4）8.4；（5）2；相等。【解答】解：（1）把托盤天平放在水平桌面上，將游碼移到標尺左端零刻度線處，此時指針偏向分度標尺中線的左側，即右端上翹，所以向右調節(jié)平衡螺母，使橫梁在水平位置平衡；（2）由圖2甲可知，砝碼的質量是80g，標尺的分度值是0.2g，所以游碼對應的刻度值是4g，所以模型的質量m＝80g+4g＝84g；（3）小張又進行了如圖2乙所示的三個步驟，目的是測量模型的體積，實驗步驟為：①燒杯中加入適量水，測得燒杯和水的總質量為145g。②用細線拴住模型并浸沒在水中（水未溢出），在水面處做標記。③取出模型，用裝有40mL水的量筒往燒杯中加水，直到水面達到標記處，量筒中的水位如圖2丙所示。（4）圖2乙③中燒杯和水的總質量為155g，圖2乙①中燒杯和水的總質量為145g，則倒入燒杯中的水的質量為：155g﹣145g＝10g，模型的體積等于倒入水的體積，為V＝V水＝＝＝10cm3，模型的密度ρ＝＝＝8.4g/cm3；（5）量筒中原有裝有40mL水，倒入燒杯中之后，剩余的水的體積如圖丙所示，為28mL，量筒中倒出的水的體積為：40mL﹣28mL＝12mL＝12cm3，若只考慮模型帶出水產生的誤差，則實驗過程中模型帶出水的體積為：12cm3﹣10cm3＝2cm3；增加的水的質量等于圖2乙③中燒杯和水的總質量減去圖2乙①中燒杯和水的總質量，與模型帶出水的多少無關，不管水帶出多少，水始終都要加到標記處，故此實驗方法所測密度不變，故小敏計算出的密度值與實際值相比相等。故答案為：（1）零刻線；右；（2）84；（3）②浸沒；③標記；（4）8.4；（5）2；相等。20．（2021?重慶）小兵同學通過實驗測量燈泡L1、L2的額定功率，L1、L2分別標有“2.5V”和“3.8V”字樣，電源電壓恒為6V，電壓表只有0～3V量程可以用。（1）如圖甲所示，是小兵設計的測L1額定功率的實驗電路圖，請在圖乙中用筆畫線代替導線，完成實物電路的連接（要求滑片向A端移動燈泡變亮）。（2）連好電路后，按實驗規(guī)范操作，先把滑動變阻器的滑片P移到B（選填“A”或“B”）端，然后閉合開關S，小兵發(fā)現(xiàn)L1不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則電路的故障可能是L1短路（選填“斷路”或“短路”）。（3）排除故障后，按實驗規(guī)范操作，剛閉合開關S時，電壓表示數(shù)為1V，電流表示數(shù)如圖丙所示，讀數(shù)為0.2A，滑動變阻器的最大阻值為25Ω；調節(jié)滑片P得到如表中的數(shù)據(jù)，L1的額定功率為0.75W。實驗次數(shù)123電壓（V）1.02.52.8電流（A）0.300.32（4）小兵在原電路中用L2替換L1開始測量L2的額定功率，按實驗規(guī)范操作，剛閉合開關S時，電壓表示數(shù)為1.5V，接著小兵發(fā)現(xiàn)該電路無法完成測量，于是設計了一個新方案：把電壓表改接到滑動變阻器兩端，只需調節(jié)滑片P使電壓表示數(shù)為2.2V，L2就會正常發(fā)光。（5）小兵根據(jù)新方案連好電路，按實驗規(guī)范操作，剛閉合開關S時，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)超過了量程，立即斷開開關思考解決辦法，請你對此說出一種合理的解決辦法：換一個大量程電壓表。【答案】（1）見上圖；（2）B；短路；（3）0.2；25；0.75；（4）2.2；（5）換一個大量程電壓表?！窘獯稹拷猓海?）滑動變阻器應選擇一上一下兩個接線柱串聯(lián)接入電路，要求滑片向A端移動燈泡變亮，說明電路中電流變大，則滑片向A端移動接入電路的電阻變小，如圖：；（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移到阻值最大處，所以先把滑動變阻器的滑片P移到B端，閉合開關S，小兵發(fā)現(xiàn)L1不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則電壓表與導線并聯(lián)接入電路，即與電壓表并聯(lián)部分短路，所以電路的故障可能是L1短路；（3）燈泡和滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電流表測通過電路的電流，電壓表測燈泡兩端的電壓，排除故障后，按實驗規(guī)范操作，剛閉合開關S時，電壓表示數(shù)為1V，串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，滑動變阻器兩端的電壓為：UR＝U﹣UL＝6V﹣1V＝5V，電流表示數(shù)如圖丙所示，電流表接入電路的量程為0～0.6A，由圖可知通過電路的電流為0.2A，此時滑動變阻器接入電路最大阻值，由歐姆定律可得滑動變阻器的最大阻值為：R＝＝＝25Ω，由表格可知燈泡正常發(fā)光時，其兩端的電壓為2.5V，通過燈泡的電流為0.3A，則燈泡正常發(fā)光時的電功率：P＝U1I1＝2.5V×0.3A＝0.75W；（4）串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，滑動變阻器兩端的電壓為：UR′＝U﹣U2＝6V﹣3.8V＝2.2V，把電壓表改接到滑動變阻器兩端，只需調節(jié)滑片P使電壓表示數(shù)為2.2V，L2就會正常發(fā)光；（5）小兵根據(jù)新方案連好電路，按實驗規(guī)范操作，剛閉合開關S時，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)超過了量程，立即斷開開關思考解決辦法，請你對此說出一種合理的解決辦法：換一個大量程電壓表。故答案為：（1）見上圖；（2）B；短路；（3）0.2；25；0.75；（4）2.2；（5）換一個大量程電壓表。21．（2020?重慶）小倩同學在探究“電流與電壓關系”的實驗中，選用器材有：學生電源（電壓恒為4.5V）、電流表、電壓表、定值電阻R、開關S、導線若干和標有“50Ω0.5A”字樣滑動變阻器R′。（1）用筆畫線代替導線，將圖甲中的電路連接完整。（要求：滑片P向D端移動時，電路中的電流變大，且導線不能交叉。）（2）連接電路時，開關必須斷開（選填“斷開”或“閉合”）。在電路連接完整后，閉合開關S前應將滑動變阻器的滑片P移到A（選填“A”或“B”）端。（3）閉合開關S后，移動滑片P時發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)且不斷變化，則電路故障可能是定值電阻R發(fā)生了短路（選填“斷路”或“短路”）。（4）排除故障后閉合開關S，移動滑片P，當電流表的示數(shù)為0.28A時，電壓表指針位置如圖乙所示，則定值電阻R的阻值為10Ω．多次改變滑動變阻器滑片P的位置，記錄的實驗數(shù)據(jù)如表：實驗次數(shù)1234電壓U/V1.01.42.02.4電流I/A0.100.140.200.24根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，可初步得出結論：在電阻一定的情況下，通過導體的電流與這段導體兩端的電壓成正比。（5）在實驗過程中，滑動變阻器R′接入電路的阻值不得小于5Ω。【答案】（1）如上所示；（2）斷開；A；（3）短路；（4）10；正；（5）5。【解答】解：（1）滑動變阻器的滑片P向D移動，電路中電流變大，即電阻變小，故變阻器右下接線柱連入電路中與電阻串聯(lián)，滑動變阻器R′標有“50Ω0.5A”字樣，可知滑動變阻器允許通過的最大電流為0.5A，故電流表選用小量程與電阻串聯(lián)，如下圖所示：（2）為保護電路，連接電路時，開關必須斷開；在電路連接完整后，閉合開關S前應將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處的A端；（3）閉合開關S后，移動滑片P時電流表有示數(shù)且不斷變化，則電路為通路，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，則電路故障可能是定值電阻R發(fā)生了短路；（4）排除故障后閉合開關S，移動滑片P，當電流表的示數(shù)為0.28A時，電壓表指針位置如圖乙所示，電壓表選用小量程，分度值為0.1V，電壓為2.8V，由歐姆定律，則定值電阻：R＝＝＝10Ω；根據(jù)實驗數(shù)據(jù)知，電壓增大為原來的幾倍，通過的電流也增大為原來的幾倍，可初步得出結論：在電阻一定的情況下，通過導體的電流與這段導體兩端的電壓成正比；（5）電阻與變阻器串聯(lián)，電壓表測電阻的電壓，因電壓表選用小量程，故電壓表的最大示數(shù)為3V，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓最小為：U′＝4.5V﹣3V＝1.5V，變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的0.5倍，根據(jù)分壓原理，當定值電阻阻值為10Ω時，變阻器連入電路中的最小電阻為：R滑＝0.5×10Ω＝5Ω。故答案為：（1）如上所示；（2）斷開；A；（3）短路；（4）10；正；（5）5。四．計算與綜合能力題（共9小題）22．（2022?重慶）如圖所示，是小鈞為寵物小屋設計的既可發(fā)熱供暖、也可照明的電路，電源電壓恒定。R1為電熱絲，白熾燈泡L標有“12V18W”字樣（R1和L電阻均恒定不變），滑動變阻器R的最大阻值為40Ω。當只閉合開關S和S2，將滑片P移到最右端時，燈泡正常發(fā)光。當所有開關都閉合，P位于最右端時，電路中的總電流為2.1A。求：（1）電源電壓；（2）當只閉合開關S和S2，滑片P位于最左端時，通過燈泡的電流；（3）當只閉合開關S和S1，移動滑片P，電熱絲R1工作1min產生的最大熱量。【解答】解：（1）當只閉合開關S和S2，將滑片P移到最右端時，電路為燈泡L的簡單電路，因為此時燈泡正常發(fā)光，所以電源電壓：U＝U額＝12V；（2）當只閉合開關S和S2，滑片P位于最左端時，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，此時滑動變阻器接入電路的電阻R＝40Ω，由P＝UI＝可知，燈泡的電阻：RL＝＝＝8Ω，由串聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律可知，此時電路中的電流：I＝＝＝＝0.25A，由串聯(lián)電路的電流特點可知，此時通過燈泡的電流：IL＝I＝0.25A；（3）當所有開關都閉合，P位于最右端時，燈泡L與電熱絲R1并聯(lián)，此時通過燈泡的電流：IL'＝＝＝1.5A，由并聯(lián)電路的電流特點可知，通過電熱絲R1的電流：I1'＝I'﹣IL'＝2.1A﹣1.5A＝0.6A，由歐姆定律可知，電熱絲R1的阻值：R1＝＝＝20Ω，當只閉合開關S和S1，滑動變阻器與電熱絲R1串聯(lián)，由Q＝I2Rt可知，在電熱絲R1的阻值和通電時間t一定的情況下，通過電熱絲R1的電流越大，產生的熱量越多，由歐姆定律可知，滑動變阻器滑片P移至最右端時，接入電路的電阻為零，此時電路中的電阻最小，通過電熱絲R1的電流越大，產生的熱量越多，此時通過電熱絲R1的電流：I''＝＝＝0.6A，則電熱絲R1工作1min產生的最大熱量：Q＝I''2R1t＝（0.6A）2×20Ω×60s＝432J。答：（1）電源電壓為12V；（2）當只閉合開關S和S2，滑片P位于最左端時，通過燈泡的電流為0.25A；（3）當只閉合開關S和S1，移動滑片P，電熱絲R1工作1min產生的最大熱量為432J。23．（2022?重慶）為進行浮力相關實驗，小濤將力傳感器固定在鐵架臺上，底面積為40cm2的實心均勻圓柱體A通過輕質細線與力傳感器相連，力傳感器可測量細線拉力的大小。重3N底面積100cm2的薄壁柱形溢水杯B放在水平升降臺上，裝有23cm深的水，如圖甲所示。從某時刻開始讓升降臺上升使A逐漸浸入水中，力傳感器所測力的大小與升降臺上升高度h的關系如圖乙所示。當升降臺上升高度為8cm時，水對A下表面的壓強為500Pa。不計細線的伸縮，A始終保持豎直，且不吸水。完成下列問題：（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）（1）求A的質量；（2）求圖乙中F1的大??；（3）當A浸沒入水中后剪斷細線，升降臺和A都靜止時，求溢水杯對升降臺的壓強。【解答】解：（1）由圖乙可知，物體A浸入水中之前，細線拉力大小即為物體A的重力，所以GA＝12N，由G＝mg可知，物體A的質量：mA＝＝＝1.2kg；（2）當升降臺上升高度為8cm時，水對A下表面的壓強為500Pa，由p＝可知，物體A下表面受到水的壓力：F＝pSA＝500Pa×40×10﹣4m2＝2N；對物體A受力分析可知，此時物體A受到重力GA、細線的拉力F1和水對豎直向上是壓力F，物體A在三個力的作用下，保持平衡，所以細線的拉力F1＝G﹣F＝12N﹣2N＝10N；（3）由圖乙可知，當升降臺上升高度為8cm時，溢水杯中水面剛好上升到溢水口，由p＝ρgh可知，此時物體A下表面的深度h1＝＝＝0.05m＝5cm；原來溢水杯中水的體積V＝S杯h(huán)＝100cm2×23cm＝2300cm3，假設此時物體A下表面距杯底的距離為h2，則V＝S杯h(huán)2+（S杯﹣SA）h1＝2300cm3，解得：h2＝20cm；溢水杯中水的深度h′＝h1+h2＝5cm+20cm＝25cm；由圖乙可知，當升降臺上升高度為18cm時，物體A剛好完全浸沒，則物體A的高度hA＝5cm+（18cm﹣8cm）＝15cm；當A浸沒入水中后剪斷細線，升降臺和A都靜止時，溢水杯中剩余水的體積V′＝S杯h(huán)′﹣SAhA＝100cm2×25cm﹣40cm2×15cm＝1900cm3；由ρ＝可知，溢水杯中剩余水的質量m水＝ρV′＝1.0×103kg/m3×1900×10﹣6m3＝1.9kg；溢水杯中剩余水的重力G水＝m水g＝1.9kg×10N/kg＝19N；溢水杯、溢水杯中剩余的水和物體A的總質量G總＝G杯+G水+GA＝3N+19N+12N＝34N；溢水杯對升降臺的壓力F壓＝G總＝34N；溢水杯對升降臺的壓強p′＝＝＝3400Pa。答：（1）A的質量為1.2kg；（2）圖乙中F1的大小為10N；（3）當A浸沒水中后剪斷細線，升降臺和A都靜止時，溢水杯對升降臺的壓強為3400Pa。24．（2022?重慶）商業(yè)街移動攤位使用可顯示電費的新型插座（如圖甲所示）計費，某攤位使用空氣炸鍋（如圖乙所示）烹制食物，如圖丙所示是該空氣炸鍋加熱部分的簡化電路，其額定電壓為220V，定值電阻R1和R2為發(fā)熱體，其中R1＝40Ω。開關S1、S2、S3的通斷可實現(xiàn)高、中、低三個擋位的調節(jié)（S1、S2不會同時閉合），只閉合S3時的中溫擋，額定功率為440W。求：（1）R2的電阻；（2）高溫擋正常工作100s，電流通過R1產生的電熱；（3）只有空氣炸鍋單獨工作，表盤示數(shù)使用前后如圖甲、丁所示，通過表盤顯示的數(shù)據(jù)估算該空氣炸鍋消耗的電功率（已知商用電費單價為0.75元/kW?h）。【解答】解：（1）只閉合S3時，空氣炸鍋為中溫擋，電路為R2的簡單電路，由P＝UI＝可知，R2的電阻：R2＝＝＝110Ω；（2）當只閉合S2時，R1、R2串聯(lián)；當閉合S1、S3，斷開S2時，R1、R2并聯(lián)；因并聯(lián)電路的總電阻小于任一分電阻，串聯(lián)電路中的總電阻大于任一分電阻，所以由P＝UI＝可知，R1、R2并聯(lián)時，電路中的電阻最小，電功率最大，空氣炸鍋為高溫擋；R1、R2串聯(lián)時，電路中的電阻最大，電功率最小，空氣炸鍋為低溫擋；由并聯(lián)電路的特點和歐姆定律可知，通過R1的電流：I1＝＝＝5.5A，則高溫擋正常工作100s，電流通過R1產生的電熱：Q＝I12R1t＝（5.5A）2×40Ω×100s＝1.21×105J；（3）由圖甲和丁可知，空氣炸鍋工作15min所需的電費為0.06元，則空氣炸鍋工作15min消耗的電能：W＝＝0.08kW?h，因此該空氣炸鍋消耗的電功率：P＝＝＝0.32kW＝320W。答：（1）R2的電阻為110Ω；（2）高溫擋正常工作100s，電流通過R1產生的電熱為1.21×105J；（3）該空氣炸鍋消耗的電功率為320W。25．（2022?重慶）底面積為150cm2、重3N、盛水4cm深且足夠高的薄壁柱形容器置于水平桌面上，如圖所示，將底面積為50cm2、質量為450g、密度為0.9g/cm3的不吸水圓柱體用輕質細線掛在測力計下，由圖示位置緩慢向下浸入水中，直至測力計示數(shù)為0后，只取走測力計，再打開閥門K向外放水。求：（取g＝10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）（1）圓柱體的體積；（2）圓柱體下降過程中，當其浸入水中的深度為2cm時，測力計的示數(shù)；（3）當放水至容器對桌面的壓強為800Pa時，水對容器底的壓強?！窘獯稹拷猓海?）圓柱體的體積V＝＝＝500cm3；（2）浸入水中的深度為2cm時，圓柱體排開水的體積V排＝Sh＝50cm2×2cm＝100cm3＝10﹣4m3；此時圓柱體受到的浮力F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣4m3＝1N；圓柱體的重力G＝mg＝0.45kg×10N/kg＝4.5N；則此時測力計的示數(shù)：F彈＝G﹣F浮＝4.5N﹣1N＝3.5N；（3）將圓柱體由圖示位置緩慢向下浸入水中，當測力計示數(shù)為0時，若漂浮，則F浮′＝G＝4.5N，圓柱體排開水的體積V排′＝＝＝4.5×10﹣4m3＝450cm3，其浸入水中的深度h浸＝＝＝9cm，浸入過程中水面上升的高度Δh＝＝＝3cm，則此時水的深度H＝h0+Δh＝4cm+3cm＝7cm＜9cm，因為此時水的深度小于圓柱體浸入水中的深度，故假設不成立，則測力計示數(shù)為0時圓柱體與容器底接觸；只取走測力計，再打開閥門K向外放水，當放水至容器對桌面的壓強為800Pa時，容器對桌面的壓力：F壓＝pS容＝800Pa×150×10﹣4m2＝12N；因容器對桌面的壓力等于水、容器和圓柱體總重力，則此時水的重力G水′＝F壓﹣G容﹣G＝12N﹣3N﹣4.5N＝4.5N，由G＝mg＝ρVg可得，放水后剩余水的體積：V水′＝＝＝4.5×10﹣4m3＝450cm3，此時水的深度：h′＝＝＝4.5cm＝4.5×10﹣2m，此時水對容器底的壓強：p′＝ρ水gh′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4.5×10﹣2m＝450Pa；答：（1）圓柱體的體積是500cm3；（2）圓柱體下降過程中，當其浸入水中的深度為2cm時，測力計的示數(shù)是3.5N；（3）當放水至容器對桌面的壓強為800Pa時，水對容器底的壓強是450Pa。26．（2021?重慶）小軍發(fā)現(xiàn)一個質量為1.6kg、不吸水的新型圓臺體建筑材料，他只有量程為5N的彈簧測力計，設計了如圖所示裝置進行實驗。重為8N、底面積為100cm2的薄壁容器M內盛有2000cm3的水，容器M置于水平地面，當輕質杠桿在水平位置平衡時豎直向上的拉力F為1.5N，此時材料浸沒在水中靜止且未觸底。求：（1）材料受到的重力；（2）材料未放入前容器對水平地面的壓強；（3）材料的密度?！窘獯稹拷猓海?）材料受到的重力G＝mg＝1.6kg×10N/kg＝16N；（2）水的質量m水＝ρ水V水＝1g/cm3×2000cm3＝2000g＝2kg，水的重力G水＝m水g＝2kg×10N/kg＝20N，材料未放入前容器對水平地面的壓力F壓＝G水+G容＝20N+8N＝28N，材料未放入前容器對水平地面的壓強p＝＝＝2800Pa；（3）設繩子對圓臺體建筑材料的拉力為F1，根據(jù)杠桿的平衡條件可知：Fl1＝F1l2，即：1.5N×0.4m＝F1×0.1m，得出F1＝6N，圓臺體建筑材料在水中受到豎直向下的重力，豎直向上的浮力和拉力F1，且處于平衡狀態(tài)，則G＝F浮+F1，得出F?。紾﹣F1＝16N﹣6N＝10N，根據(jù)阿基米德原理可知，圓臺體建筑材料的體積V＝V排＝＝＝10﹣3m3，材料的密度ρ材料＝＝＝1.6×103kg/m3。答：（1）材料受到的重力為16N；（2）材料未放入前容器對水平地面的壓強為2800Pa；（3）材料的密度為1.6×103kg/m3。27．（2021?重慶）中國茶文化源遠流長，如圖甲是某款工夫茶保溫碟。電路原理如圖乙所示，電阻R1為發(fā)熱體，它的額定電功率為22W且電阻不變。電流通過發(fā)熱體加熱底板使茶湯保溫；L為電功率忽略不計的電源指示燈。求：（1）發(fā)熱體正常工作時的電流；（2）當實際電壓為198V時，發(fā)熱體工作100s消耗的電能；（3）為了適應不同品種茶湯的保溫需求，小楊對電路進行重新設計（如圖丙），移動滑片可以連續(xù)調節(jié)發(fā)熱體的電功率，最低可調至額定功率的四分之一。若發(fā)熱體產生的熱量全部被茶湯吸收，該電路電能利用率的范圍是多少。（電能利用率η＝）【解答】解：（1）正常工作時，U＝220V，P＝22W，此時電流為：I＝＝＝0.1A，（2）發(fā)熱電阻R的阻值：R＝＝＝2200Ω；當實際電壓U1＝198V時，電阻R不變，發(fā)熱體工作100s消耗的電能：W＝＝×100s＝1782J；（3）當滑片P在b端時，R2＝0，發(fā)熱體R3單獨工作，發(fā)熱體R3的最大功率