上海市奉贤区2023年中考物理一模试卷
一、单选题
1.(2023·奉贤模拟)下列可以鉴别物质种类的物理量是( )
A.压强 B.电阻 C.密度 D.质量
【答案】C
【知识点】密度及其特性
【解析】【解答】A.任何物体都可以产生压强,不同物质的物体可以产生相同的压强,不能用压强来鉴别物质,A不符合题意;
B.不同导体可以有相同的电阻,仅凭电阻无法鉴别物质种类,B不符合题意;
C.密度是物质的一种特性,不同物质的密度一般不同,所以利用密度可以鉴别物质,C符合题意;
D.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,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】密度是物质的特性,可以鉴别物体的成分。
2.(2021·青浦模拟)浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体的( )
A.质量 B.体积 C.密度 D.重力
【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】根据阿基米德原理可知,浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体所受的重力,D选项正确。
故答案为:D。
【分析】阿基米德原理给出,物体受到的浮力等于物体排开液体受到的重力。
3.(2023·奉贤模拟)如图所示,充电器向手机充电时提供的电压为( )
A.5伏 B.100伏 C.220伏 D.240伏
【答案】A
【知识点】电压和电压的单位换算
【解析】【解答】手机充电时提供的电压为5V,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】手机充电器的电压约5V。
4.(2023·奉贤模拟)如图甲所示是身高测量仪,测量者站在绝缘平台上能自动显示身高,其电路原理如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电流表示数显示身高,身高越高示数越大
B.电压表示数显示身高,身高越高示数越大
C.身高越高,R两端电压越小
D.身高越高,流过R的电流越小
【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】由图可知,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,电流表测电路中的电流。
AD.因电压表在电路中相当于断路,则当滑片移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻不变;身高越高时,滑片会向上移动,由于滑动变阻器接入电路的电阻不变,由欧姆定律可知,电路中的电流不变,所以电流表示数不能显示身高的变化,AD不符合题意;
BC.电压表测滑片下方电阻丝两端的电压,身高越高时,滑片下方电阻丝的阻值越大,电路中的电流不变,由U=IR可知R两端的电压越大,即电压表示数越大,所以应该用电压表示数显示身高,且身高越高示数越大,B符合题意,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】在串联电路中,滑片连接电压表时,调节滑片,电阻不变,电压表测量的范围改变,示数改变。
5.(2023·奉贤模拟)如图所示,当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,示数之比I甲∶I乙=2∶5;当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,则R1与R2两端的电压之比U1∶U2为( )
A.2∶5 B.2∶3 C.5∶2 D.3∶2
【答案】B
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲电流表测R2支路的电流,乙电流表测干路电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过两电阻的电流之比 ,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由欧姆定律可得:两电阻的阻值之比 ,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲电压表测量电源电压,乙电压表测量R2两端的电压,因串联电路电流处处相等,R1与R2两端的电压之比 ,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,电阻比等于电流的反比;串联电路中,分压比等于电阻比。
6.(2023·奉贤模拟)如图所示,水平桌面上两个相同的长方体玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为和,缸对桌面的压强分别为和。两只玩具鸭受到的浮力分别为和,则它们的大小关系为( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】两玻璃缸相同,甲、乙两图中缸底所处深度相同,由 可知,水对缸底的压强 。由阿基米德原理可知,玩具鸭所受浮力等于其排开液体所受重力,即 ;又因为玩具鸭漂浮,所受浮力等于玩具鸭自身重力,即 ,所以 ,因此甲、乙两容器中水和鸭的总重力相等。容器对桌面的压力等于容器的总重力,所以两容器对桌面的压力相同,两容器与桌面的接触面积也相同,由 可知,两容器对桌面的压强也相同,即 。由图可知,甲图中玩具鸭排开的水的体积更大,液体密度相同,由 可知,甲容器中玩具鸭受到的浮力更大,即 。
故答案为:D。
【分析】液体密度和深度相同时,液体压强相等;根据水平面受到的总重力和受力面积的比值, 计算压强;液体密度一定时,排开液体的体积越大, 受到的浮力越大。
二、填空题
7.(2023·奉贤模拟)水银的密度为千克/米,它的含义是 水银的质量为千克, 实验利用水银测出大气压强的值约等于76 (填单位)水银柱产生的压强。
【答案】1m3;托里拆利;cm
【知识点】密度及其特性;大气压强的测量方法
【解析】【解答】密度是物体的质量与其体积之比。水银的密度为 千克/米 ,它的含义是1m3的水银的质量为 ,准确测出大气压值的实验是托里拆利实验。一个标准大气压能托起760mm高的水银柱,即一个标准大气压的值等于76cm高的水银柱产生的压强。
【分析】密度表示单位体积的质量;托里拆利首先测量了大气压,标准大气压可以支持76cm水银柱的高度。
8.(2023·奉贤模拟)压力是 作用于物体表面并指向物体表面的力。滑雪运动员利用宽大的滑雪板可在雪地上便捷的滑行,这是通过增大 达到 压强的目的。
【答案】垂直;受力面积;减小
【知识点】压力及重力与压力的区别;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】物理学中,把垂直作用于物体表面并指向物体表面的力叫做压力。滑雪板长而宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
【分析】压力是垂直作用在物体表面的力;压力一定时,受力面积越大,压强越小。
9.(2023·奉贤模拟)如图所示,将一个试管口扎上橡皮膜竖直浸入水中,第一次管口朝上,第二次管口朝下,两次试管浸没在水里的位置相同,发现橡皮膜都向管内凹陷,根据液体内部压强“ 相同时, ,液体内部压强越大”的特点可知第 次橡皮膜向管内凹陷的程度更明显。
【答案】液体;液体深度越深;二
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】根据液体内部压强的特点,液体相同时,液体深度越深,液体内部的压强越大可知,两次试管浸没在水里的位置相同,由于第二次管口朝下时橡皮膜所处的位置的深度深,因此第二次橡皮膜收受到的压强比第一次橡皮膜受到的压强大,则第二次橡皮膜向内凹陷的程度更明显。
【分析】液体密度一定时,深度越深,液体压强越大。
10.(2023·奉贤模拟)滑动变阻器是通过改变接入电路中的电阻丝 来改变电阻的大小;若10秒内通过某变阻器的电荷量为10库,则通过该变阻器的电流大小为 安,此时其两端电压为6伏,则该变阻器的规格可能是 (选填“10欧0.5安”、“10欧2安”或“5欧1.5安”)。
【答案】长度;1;“10欧2安”
【知识点】电量及其计算;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】由滑动变阻器的原理可知,滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的。通过该变阻器的电流大小为 ,变阻器连入电路的电阻 ,通过该变阻器的电流I=1A>0.5A,所以“10欧2安” 的滑动变阻器符合要求。
【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;根据电流大小,判断选择的滑动变阻器。
11.(2023·奉贤模拟)如图所示的电路中存在一处断路故障,且只发生在电阻R1、R2上。
(1)在干路串联一个电流表,闭合开关后,移动滑片P,若 说明电阻R2断路;
(2)请说明在电路中接入电压表能否判断故障: 。
【答案】(1)电流表示数无变化
(2)不能,在电路中接入电压表,无论R1还是R2断路,电压表均测电源电压,电压表的示数都不会发生变化
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】(1)在干路串联一个电流表,闭合开关,如果R2断路,则电流表测流过R1的电流,此时移动R2的滑片,电流变示数不改变;如果R1断路,电流表测流过R2的电流,移动滑片,电流表的示数会发生改变。
(2)在电路中接入电压表,无论R1还是R2断路,电压表均测电源电压,电压表的示数都不会发生变化,所以在电路中接入电压表不能判断故障位置。
【分析】(1)在并联电路中,若支路断路,干路上的电流表只测量其他支路电流;
(2)并联电路中,支路电压和电源电压相同,不能判断支路的电路故障。
12.(2023·奉贤模拟)三峡大坝上下游水位差有一百多米,船要通过大坝可采取坐五级船闸的方式,三峡大坝的每一级船闸之间的水位差约20米,如图(a)所示。船闸是利用 原理工作的。如图(b)、(c)所示,多级船闸虽然比单级船闸结构更复杂,但使用更安全。请分析多级船闸比单级船闸更安全的原因: 。
【答案】连通器;多级船闸水的深度逐渐减小,对闸门的压强逐渐减小,压力逐渐减小,单级船闸的闸门承受水的压力较大。
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,所以,船闸是利用连通器原理工作的。由图可知,多级船闸水的深度逐渐减小,对闸门的压强逐渐减小,压力逐渐减小,单级船闸的闸门承受水的压力较大。
【分析】船闸利用了连通器的原理;液体密度一定时,深度越深,液体压强越大。
三、作图题
13.(2020九上·普陀月考)如图所示,重为6牛的小球漂浮在液面上,请在图中用力的图示法画出小球受到的浮力F浮。
【答案】解:如图所示:
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】因为重力和浮力是一对平衡力,由题可知,重力是6N,所以浮力大小是6N,方向与重力方向相反,竖直向上,且作用在同一直线上。设定标度为3N,小球受到的浮力的图示如下图所示:
【分析】物体受到的浮力竖直向上;利用多个线段长度表示力的大小。
14.(2022九上·永吉期末)请在如图所示电路的“〇”里填上适当的电表符号,使电路组成串联电路。
【答案】解:如图所示:
【知识点】电压表的连接
【解析】【解答】两灯串联,则电流先后经过两个灯泡,上面的电表与两个灯泡并联,为电压表;下面的电表与右侧灯泡并联,为电压表,如下图
【分析】电压表和所测量的位置并联连接。
四、计算题
15.(2023·奉贤模拟)体积为5×10-3米3,密度为6×103千克/米3的物体浸没在水中,求:
(1)物体的质量m;
(2)物体受到的浮力F浮。
【答案】(1)解:物体的质量m=ρV=6×103kg/m3×5×10-3m3=30kg
答:物体的质量是30kg;
(2)解:物体浸没在水中,物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×5×10-3m3=50N
答:物体受到的浮力是50N。
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的密度和体积的乘积计算质量;
(2)根据液体密度和排开液体的体积,可以计算浮力大小。
16.(2023·奉贤模拟)如图所示,实心均匀正方体甲和实心均匀圆柱体乙置于水平地面上,已知甲的密度为2×103千克/米3,边长为0.1米。
(1)求甲对地面的压强p甲;
(2)若乙的底面积是甲的底面积的一半,且甲、乙对地面的压强相等,现将乙放置于甲的上方,求甲对水平地面的压强p甲'。
【答案】(1)解:物体放在水平面上,对水平的压力等于自身的重力,则甲对水平面的压力为
甲对地面的压强为
答:甲对地面的压强为2000Pa;
(2)解:甲乙单独放在水平面上,二者对地面的压强相等,有
乙的底面积是甲的底面积的一半,即乙与地面的接触面积是甲与地面接触面积的一半,即
解得
乙放在水平地面上,乙对地面的压力等于自身的重力,即
将乙放在甲的上面,它们对地面的压力等于它们的总重,则它们对地面的压强为
答:此时甲对地面的压强为3000Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)根据物体的密度和体积计算质量,计算物体的重力;根据压力和受力面积的比值, 计算压强;
(2)当压强相同时,结合受力面积的不同,计算压力大小。
17.(2023·奉贤模拟)在图(a)所示,电源电压为12伏保持不变,电阻的阻值为12欧,滑动变阻器上标有“50欧2安”字样,闭合开关S,电流表A1的示数如图(b)所示。求:
(1)通过电阻的电流;
(2)滑动变阻器连入电路的阻值;
(3)当移动滑动变阻器滑片P在某位置时,两电表示数偏转角度恰好相同,求此时电路中的总电阻。
【答案】(1)解:通过定值电阻的电流为
答:定值电阻中的电流为1A;
(2)解:定值电阻与变阻器关联,电流表A1测量干路上的电流。通过定值电阻的电流为1A,则电流表A1的示数应该大于1A。此时干路上的电流表按小量程读数,示数为0.5A,按大量程读数其示数为1.5A。故干路上电流为1.5A,则变阻器连入电路的阻值为
答:变阻器连入电路中的电阻为24Ω;
(3)解:电流表两个量程中,最大测量值是5倍关系,即指针指在相同的位置上,不同量程中的示数是5倍关系。由两个电流表的指针偏转角度相同,有
定值电阻中的电流为1A保持不变,有
解得
则电路中的总电流为
电路的总电阻为
答:此时总电阻为9.6Ω。
【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)根据电压和电阻的比值, 计算电流;
(2)根据电压和电流的比值, 计算电阻;
(3)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;根据电压和电流的比值, 计算电阻。
五、实验题
18.(2023·奉贤模拟)某小组同学在验证“阿基米德原理”实验中:
(1)用已调零的弹簧测力计,按照图中abcd所示顺序进行实验操作,测力计的示数分别为:F1、F2、F3、F4,小组同学发现测出的结果(F1-F2) (F3-F4)(选填“>”、“=”、“<”),出现这一现象的原因是 ;
(2)他们分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正。进一步思考:如果物体没有完全浸没在水中, 验证“阿基米德原理”;如果物体碰到了容器底部, 验证“阿基米德原理”(本小题均选填“能”或“不能”)。
【答案】(1)>;小桶的水未能倒尽
(2)能;不能
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)前两个步骤中,测力计示数的差等于物体受到的浮力;后两个步骤中测力计示数的差等于物体排开水的重力。根据阿基米德原理,物体受到的浮力应该等于它排开水的重力。但是,我们选测完小桶和排开的水的总重,再把小桶的水倒出,测量空桶的重力。这个过程中,不可能把水完全倒出,小桶中水有残留,即我们测得的排开的水重偏小。故此操作过程中,浮力比排开的水重略大。
(2)物体未完全浸在水中时,受到的浮力小,但排开的水也少,物体受到的浮力还是排开的水重相等的。阿基米德原理适用于一切浮力的大小计算,无论物体是一部分浸在液体中还是完全浸没。当物体触碰到容器底时,此时测力计的示数等于物体的重力与物体受到的浮力、容器底对物体向上的支持力的差,前两个步骤中的测力计的示数差就不等于物体受到的浮力,就不能验证阿基米德原理了。
【分析】(1)根据物体的重力和浸入液体中测力计的拉力差,计算浮力;根据空桶和溢出液体的重力,可以计算排开液体重力;
(2)物体若没有完全浸没在液体中,可以探究物体受到的浮力和排开液体重力的关系;若物体受到容器底的支持力,不能比较浮力和排开液体重力关系。
六、填空题
19.(2023·奉贤模拟)在“探究物质质量与体积的关系”实验中,需要用天平测出物质的 ,并测出相应的体积。实验还需要进行多次测量,目的是为了 (选填字母A“得到普遍规律”或B“求平均值减小误差”)。某小组同学根据实验数据绘制了甲、乙、丙三种物质的m-V图像,如图所示,若三种物质的体积相同,质量最大的是 物质;能漂浮在水面上的是 物质。
【答案】质量;A;甲;乙丙
【知识点】密度公式及其应用
【解析】【解答】探究物质质量与体积的关系实验中,需要用天平测出物质的质量,并且测量它的体积;实验中多次测量数据是为了得到普遍规律,A符合题意。由图像可知,当甲、乙、丙三种物质的体积相同时,它们对应的质量关系为m甲>m乙>m丙,质量最大的是甲物质;甲的体积为4cm3,对应的质量为8g,甲的密度 ,乙和丙的体积为6cm3,对应的质量为5g和3g,乙和丙的密度分别为 , ,甲的密度大于水的密度,乙和丙的密度都小于水的密度,所以乙和丙能漂浮在水面上。
【分析】天平可以测量质量;多次实验,可以探究物体的质量和体积关系的普遍性;根据质量和体积的比值, 计算密度;物体的密度小于液体密度,物体在液体中漂浮。
七、实验题
20.(2023·奉贤模拟)小朱和小赵同学通过实验探究并联电路的电阻特点,他们实验的过程如下:
(1)利用如图所示的电路,先将阻值未知的R1接入MN两点,用电流表、电压表测出三组电流值和电压值,将有关的实验数据记录在表一中。结合电路图和实验数据,他们是通过改变 实现多次测量的,请将表一的空白部分补充完整 (计算阻值精确到0.1欧)。两位同学还对测量方案进行了优化,即在电路中串联一个滑动变阻器,除了能够实现多次测量外,还可以实现 ;
表一
实验序号 I(安) U(伏) R1(欧)
1 0.14 1.4 10.0 10.0
2 0.30 2.9 9.7
3 0.54 5.5 10.2
(2)用同样的方法继续测量出其他三个未知电阻,得到四个电阻的阻值之后,再将其中任意两个电阻并联接在原电路MN两点上,用电流表、电压表测出相应的总电流和总电压,并用公式计算出对应的总电阻。他们将有关的实验数据记录在表二中;
表二
实验序号 (欧) (欧) (欧)
4 20.0 30.0 12.0
5 20.0 10.0 6.7
6 20.0 5.0 4.0
7 10.0 5.0 3.3
分析实验序号4与5与6或6与7中、和的变化情况,得出初步结论:当并联电路 时,其总电阻会随另一支路上的电阻 ;
(3)通过交流实验数据,大家初步分析比较表中实验序号4或5或6或7中的数据,比较与(或)的大小,得出定性结论: ;
(4)经过多次计算和比较,最后大家对原表中每个电阻计算其倒数值,得到数据如表二最后三列所示。进一步分析比较实验序号4或5或6或7中最后三列得到的各电阻倒数之间的大小关系,归纳得到它们间的定量关系结论是: ;
表二
实验序号 (欧) (欧) (欧) (欧) (欧) (欧)
4 20.0 30.0 12.0 0.05 0.03 0.08
5 20.0 10.0 6.7 0.05 0.10 0.15
6 20.0 5.0 4.0 0.05 0.20 0.25
7 10.0 5.0 3.3 0.10 0.20 0.30
【答案】(1)电源电压;电阻的平均值R(欧);保护电路
(2)一条支路上的电阻不变;减小而减小
(3)并联的总电阻比其中任何一个分电阻都小。
(4)
【知识点】电阻的并联
【解析】【解答】(1)由电路图和实验中的数据可知,通过改变电源电压进行多次测量;为了减小误差需要多次测量求平均值,所以表一的空白部分是电阻的平均值R(欧);在电路中串联一个滑动变阻器,可以改变电阻两端的电压,还可以保护电路。
(3)分析实验序号4与5与6数据,R并1不变,R并2减小,总电阻R总也减小;由6与7中数据可知,R并2不变,R并1减小,总电阻R总也减小;可以得到当并联电路中一条支路上的电阻不变时,其总电阻会随另一支路上的电阻减小而减小;
(4)比较表中实验序号4或5或6或7中的数据,并联的总电阻比其中任何一个分电阻都小。
(5)根据表二中的数据可以发现,分电阻的倒数之和等于等效电阻的倒数,即: 。
【分析】(1)利用电压表和电流表测量电阻时,电源电压改变,电流会改变;电路中串联滑动变阻器,可以保护电路;
(2)在并联电路中,支路电阻一定,改变其他支路电阻时,电阻越大, 总电阻越大;
(3)并联电路中,一支路上的电阻一定时,总电阻随其他支路电阻的减小而减小;
(4)在并联电路中,总电阻比任何支路的电阻都小;
(5)在并联电路总,总电阻的倒数是各支路电阻倒数之和。
上海市奉贤区2023年中考物理一模试卷
一、单选题
1.(2023·奉贤模拟)下列可以鉴别物质种类的物理量是( )
A.压强 B.电阻 C.密度 D.质量
2.(2021·青浦模拟)浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体的( )
A.质量 B.体积 C.密度 D.重力
3.(2023·奉贤模拟)如图所示,充电器向手机充电时提供的电压为( )
A.5伏 B.100伏 C.220伏 D.240伏
4.(2023·奉贤模拟)如图甲所示是身高测量仪,测量者站在绝缘平台上能自动显示身高,其电路原理如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电流表示数显示身高,身高越高示数越大
B.电压表示数显示身高,身高越高示数越大
C.身高越高,R两端电压越小
D.身高越高,流过R的电流越小
5.(2023·奉贤模拟)如图所示,当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,示数之比I甲∶I乙=2∶5;当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,则R1与R2两端的电压之比U1∶U2为( )
A.2∶5 B.2∶3 C.5∶2 D.3∶2
6.(2023·奉贤模拟)如图所示,水平桌面上两个相同的长方体玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为和,缸对桌面的压强分别为和。两只玩具鸭受到的浮力分别为和,则它们的大小关系为( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
二、填空题
7.(2023·奉贤模拟)水银的密度为千克/米,它的含义是 水银的质量为千克, 实验利用水银测出大气压强的值约等于76 (填单位)水银柱产生的压强。
8.(2023·奉贤模拟)压力是 作用于物体表面并指向物体表面的力。滑雪运动员利用宽大的滑雪板可在雪地上便捷的滑行,这是通过增大 达到 压强的目的。
9.(2023·奉贤模拟)如图所示,将一个试管口扎上橡皮膜竖直浸入水中,第一次管口朝上,第二次管口朝下,两次试管浸没在水里的位置相同,发现橡皮膜都向管内凹陷,根据液体内部压强“ 相同时, ,液体内部压强越大”的特点可知第 次橡皮膜向管内凹陷的程度更明显。
10.(2023·奉贤模拟)滑动变阻器是通过改变接入电路中的电阻丝 来改变电阻的大小;若10秒内通过某变阻器的电荷量为10库,则通过该变阻器的电流大小为 安,此时其两端电压为6伏,则该变阻器的规格可能是 (选填“10欧0.5安”、“10欧2安”或“5欧1.5安”)。
11.(2023·奉贤模拟)如图所示的电路中存在一处断路故障,且只发生在电阻R1、R2上。
(1)在干路串联一个电流表,闭合开关后,移动滑片P,若 说明电阻R2断路;
(2)请说明在电路中接入电压表能否判断故障: 。
12.(2023·奉贤模拟)三峡大坝上下游水位差有一百多米,船要通过大坝可采取坐五级船闸的方式,三峡大坝的每一级船闸之间的水位差约20米,如图(a)所示。船闸是利用 原理工作的。如图(b)、(c)所示,多级船闸虽然比单级船闸结构更复杂,但使用更安全。请分析多级船闸比单级船闸更安全的原因: 。
三、作图题
13.(2020九上·普陀月考)如图所示,重为6牛的小球漂浮在液面上,请在图中用力的图示法画出小球受到的浮力F浮。
14.(2022九上·永吉期末)请在如图所示电路的“〇”里填上适当的电表符号,使电路组成串联电路。
四、计算题
15.(2023·奉贤模拟)体积为5×10-3米3,密度为6×103千克/米3的物体浸没在水中,求:
(1)物体的质量m;
(2)物体受到的浮力F浮。
16.(2023·奉贤模拟)如图所示,实心均匀正方体甲和实心均匀圆柱体乙置于水平地面上,已知甲的密度为2×103千克/米3,边长为0.1米。
(1)求甲对地面的压强p甲;
(2)若乙的底面积是甲的底面积的一半,且甲、乙对地面的压强相等,现将乙放置于甲的上方,求甲对水平地面的压强p甲'。
17.(2023·奉贤模拟)在图(a)所示,电源电压为12伏保持不变,电阻的阻值为12欧,滑动变阻器上标有“50欧2安”字样,闭合开关S,电流表A1的示数如图(b)所示。求:
(1)通过电阻的电流;
(2)滑动变阻器连入电路的阻值;
(3)当移动滑动变阻器滑片P在某位置时,两电表示数偏转角度恰好相同,求此时电路中的总电阻。
五、实验题
18.(2023·奉贤模拟)某小组同学在验证“阿基米德原理”实验中:
(1)用已调零的弹簧测力计,按照图中abcd所示顺序进行实验操作,测力计的示数分别为:F1、F2、F3、F4,小组同学发现测出的结果(F1-F2) (F3-F4)(选填“>”、“=”、“<”),出现这一现象的原因是 ;
(2)他们分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正。进一步思考:如果物体没有完全浸没在水中, 验证“阿基米德原理”;如果物体碰到了容器底部, 验证“阿基米德原理”(本小题均选填“能”或“不能”)。
六、填空题
19.(2023·奉贤模拟)在“探究物质质量与体积的关系”实验中,需要用天平测出物质的 ,并测出相应的体积。实验还需要进行多次测量,目的是为了 (选填字母A“得到普遍规律”或B“求平均值减小误差”)。某小组同学根据实验数据绘制了甲、乙、丙三种物质的m-V图像,如图所示,若三种物质的体积相同,质量最大的是 物质;能漂浮在水面上的是 物质。
七、实验题
20.(2023·奉贤模拟)小朱和小赵同学通过实验探究并联电路的电阻特点,他们实验的过程如下:
(1)利用如图所示的电路,先将阻值未知的R1接入MN两点,用电流表、电压表测出三组电流值和电压值,将有关的实验数据记录在表一中。结合电路图和实验数据,他们是通过改变 实现多次测量的,请将表一的空白部分补充完整 (计算阻值精确到0.1欧)。两位同学还对测量方案进行了优化,即在电路中串联一个滑动变阻器,除了能够实现多次测量外,还可以实现 ;
表一
实验序号 I(安) U(伏) R1(欧)
1 0.14 1.4 10.0 10.0
2 0.30 2.9 9.7
3 0.54 5.5 10.2
(2)用同样的方法继续测量出其他三个未知电阻,得到四个电阻的阻值之后,再将其中任意两个电阻并联接在原电路MN两点上,用电流表、电压表测出相应的总电流和总电压,并用公式计算出对应的总电阻。他们将有关的实验数据记录在表二中;
表二
实验序号 (欧) (欧) (欧)
4 20.0 30.0 12.0
5 20.0 10.0 6.7
6 20.0 5.0 4.0
7 10.0 5.0 3.3
分析实验序号4与5与6或6与7中、和的变化情况,得出初步结论:当并联电路 时,其总电阻会随另一支路上的电阻 ;
(3)通过交流实验数据,大家初步分析比较表中实验序号4或5或6或7中的数据,比较与(或)的大小,得出定性结论: ;
(4)经过多次计算和比较,最后大家对原表中每个电阻计算其倒数值,得到数据如表二最后三列所示。进一步分析比较实验序号4或5或6或7中最后三列得到的各电阻倒数之间的大小关系,归纳得到它们间的定量关系结论是: ;
表二
实验序号 (欧) (欧) (欧) (欧) (欧) (欧)
4 20.0 30.0 12.0 0.05 0.03 0.08
5 20.0 10.0 6.7 0.05 0.10 0.15
6 20.0 5.0 4.0 0.05 0.20 0.25
7 10.0 5.0 3.3 0.10 0.20 0.30
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】密度及其特性
【解析】【解答】A.任何物体都可以产生压强,不同物质的物体可以产生相同的压强,不能用压强来鉴别物质,A不符合题意;
B.不同导体可以有相同的电阻,仅凭电阻无法鉴别物质种类,B不符合题意;
C.密度是物质的一种特性,不同物质的密度一般不同,所以利用密度可以鉴别物质,C符合题意;
D.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,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】密度是物质的特性,可以鉴别物体的成分。
2.【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】根据阿基米德原理可知,浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体所受的重力,D选项正确。
故答案为:D。
【分析】阿基米德原理给出,物体受到的浮力等于物体排开液体受到的重力。
3.【答案】A
【知识点】电压和电压的单位换算
【解析】【解答】手机充电时提供的电压为5V,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】手机充电器的电压约5V。
4.【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】由图可知,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,电流表测电路中的电流。
AD.因电压表在电路中相当于断路,则当滑片移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻不变;身高越高时,滑片会向上移动,由于滑动变阻器接入电路的电阻不变,由欧姆定律可知,电路中的电流不变,所以电流表示数不能显示身高的变化,AD不符合题意;
BC.电压表测滑片下方电阻丝两端的电压,身高越高时,滑片下方电阻丝的阻值越大,电路中的电流不变,由U=IR可知R两端的电压越大,即电压表示数越大,所以应该用电压表示数显示身高,且身高越高示数越大,B符合题意,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】在串联电路中,滑片连接电压表时,调节滑片,电阻不变,电压表测量的范围改变,示数改变。
5.【答案】B
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲电流表测R2支路的电流,乙电流表测干路电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过两电阻的电流之比 ,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由欧姆定律可得:两电阻的阻值之比 ,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲电压表测量电源电压,乙电压表测量R2两端的电压,因串联电路电流处处相等,R1与R2两端的电压之比 ,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,电阻比等于电流的反比;串联电路中,分压比等于电阻比。
6.【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】两玻璃缸相同,甲、乙两图中缸底所处深度相同,由 可知,水对缸底的压强 。由阿基米德原理可知,玩具鸭所受浮力等于其排开液体所受重力,即 ;又因为玩具鸭漂浮,所受浮力等于玩具鸭自身重力,即 ,所以 ,因此甲、乙两容器中水和鸭的总重力相等。容器对桌面的压力等于容器的总重力,所以两容器对桌面的压力相同,两容器与桌面的接触面积也相同,由 可知,两容器对桌面的压强也相同,即 。由图可知,甲图中玩具鸭排开的水的体积更大,液体密度相同,由 可知,甲容器中玩具鸭受到的浮力更大,即 。
故答案为:D。
【分析】液体密度和深度相同时,液体压强相等;根据水平面受到的总重力和受力面积的比值, 计算压强;液体密度一定时,排开液体的体积越大, 受到的浮力越大。
7.【答案】1m3;托里拆利;cm
【知识点】密度及其特性;大气压强的测量方法
【解析】【解答】密度是物体的质量与其体积之比。水银的密度为 千克/米 ,它的含义是1m3的水银的质量为 ,准确测出大气压值的实验是托里拆利实验。一个标准大气压能托起760mm高的水银柱,即一个标准大气压的值等于76cm高的水银柱产生的压强。
【分析】密度表示单位体积的质量;托里拆利首先测量了大气压,标准大气压可以支持76cm水银柱的高度。
8.【答案】垂直;受力面积;减小
【知识点】压力及重力与压力的区别;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】物理学中,把垂直作用于物体表面并指向物体表面的力叫做压力。滑雪板长而宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
【分析】压力是垂直作用在物体表面的力;压力一定时,受力面积越大,压强越小。
9.【答案】液体;液体深度越深;二
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】根据液体内部压强的特点,液体相同时,液体深度越深,液体内部的压强越大可知,两次试管浸没在水里的位置相同,由于第二次管口朝下时橡皮膜所处的位置的深度深,因此第二次橡皮膜收受到的压强比第一次橡皮膜受到的压强大,则第二次橡皮膜向内凹陷的程度更明显。
【分析】液体密度一定时,深度越深,液体压强越大。
10.【答案】长度;1;“10欧2安”
【知识点】电量及其计算;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】由滑动变阻器的原理可知,滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的。通过该变阻器的电流大小为 ,变阻器连入电路的电阻 ,通过该变阻器的电流I=1A>0.5A,所以“10欧2安” 的滑动变阻器符合要求。
【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;根据电流大小,判断选择的滑动变阻器。
11.【答案】(1)电流表示数无变化
(2)不能,在电路中接入电压表,无论R1还是R2断路,电压表均测电源电压,电压表的示数都不会发生变化
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】(1)在干路串联一个电流表,闭合开关,如果R2断路,则电流表测流过R1的电流,此时移动R2的滑片,电流变示数不改变;如果R1断路,电流表测流过R2的电流,移动滑片,电流表的示数会发生改变。
(2)在电路中接入电压表,无论R1还是R2断路,电压表均测电源电压,电压表的示数都不会发生变化,所以在电路中接入电压表不能判断故障位置。
【分析】(1)在并联电路中,若支路断路,干路上的电流表只测量其他支路电流;
(2)并联电路中,支路电压和电源电压相同,不能判断支路的电路故障。
12.【答案】连通器;多级船闸水的深度逐渐减小,对闸门的压强逐渐减小,压力逐渐减小,单级船闸的闸门承受水的压力较大。
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,所以,船闸是利用连通器原理工作的。由图可知,多级船闸水的深度逐渐减小,对闸门的压强逐渐减小,压力逐渐减小,单级船闸的闸门承受水的压力较大。
【分析】船闸利用了连通器的原理;液体密度一定时,深度越深,液体压强越大。
13.【答案】解:如图所示:
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】因为重力和浮力是一对平衡力,由题可知,重力是6N,所以浮力大小是6N,方向与重力方向相反,竖直向上,且作用在同一直线上。设定标度为3N,小球受到的浮力的图示如下图所示:
【分析】物体受到的浮力竖直向上;利用多个线段长度表示力的大小。
14.【答案】解:如图所示:
【知识点】电压表的连接
【解析】【解答】两灯串联,则电流先后经过两个灯泡,上面的电表与两个灯泡并联,为电压表;下面的电表与右侧灯泡并联,为电压表,如下图
【分析】电压表和所测量的位置并联连接。
15.【答案】(1)解:物体的质量m=ρV=6×103kg/m3×5×10-3m3=30kg
答:物体的质量是30kg;
(2)解:物体浸没在水中,物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×5×10-3m3=50N
答:物体受到的浮力是50N。
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的密度和体积的乘积计算质量;
(2)根据液体密度和排开液体的体积,可以计算浮力大小。
16.【答案】(1)解:物体放在水平面上,对水平的压力等于自身的重力,则甲对水平面的压力为
甲对地面的压强为
答:甲对地面的压强为2000Pa;
(2)解:甲乙单独放在水平面上,二者对地面的压强相等,有
乙的底面积是甲的底面积的一半,即乙与地面的接触面积是甲与地面接触面积的一半,即
解得
乙放在水平地面上,乙对地面的压力等于自身的重力,即
将乙放在甲的上面,它们对地面的压力等于它们的总重,则它们对地面的压强为
答:此时甲对地面的压强为3000Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)根据物体的密度和体积计算质量,计算物体的重力;根据压力和受力面积的比值, 计算压强;
(2)当压强相同时,结合受力面积的不同,计算压力大小。
17.【答案】(1)解:通过定值电阻的电流为
答:定值电阻中的电流为1A;
(2)解:定值电阻与变阻器关联,电流表A1测量干路上的电流。通过定值电阻的电流为1A,则电流表A1的示数应该大于1A。此时干路上的电流表按小量程读数,示数为0.5A,按大量程读数其示数为1.5A。故干路上电流为1.5A,则变阻器连入电路的阻值为
答:变阻器连入电路中的电阻为24Ω;
(3)解:电流表两个量程中,最大测量值是5倍关系,即指针指在相同的位置上,不同量程中的示数是5倍关系。由两个电流表的指针偏转角度相同,有
定值电阻中的电流为1A保持不变,有
解得
则电路中的总电流为
电路的总电阻为
答:此时总电阻为9.6Ω。
【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)根据电压和电阻的比值, 计算电流;
(2)根据电压和电流的比值, 计算电阻;
(3)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;根据电压和电流的比值, 计算电阻。
18.【答案】(1)>;小桶的水未能倒尽
(2)能;不能
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)前两个步骤中,测力计示数的差等于物体受到的浮力;后两个步骤中测力计示数的差等于物体排开水的重力。根据阿基米德原理,物体受到的浮力应该等于它排开水的重力。但是,我们选测完小桶和排开的水的总重,再把小桶的水倒出,测量空桶的重力。这个过程中,不可能把水完全倒出,小桶中水有残留,即我们测得的排开的水重偏小。故此操作过程中,浮力比排开的水重略大。
(2)物体未完全浸在水中时,受到的浮力小,但排开的水也少,物体受到的浮力还是排开的水重相等的。阿基米德原理适用于一切浮力的大小计算,无论物体是一部分浸在液体中还是完全浸没。当物体触碰到容器底时,此时测力计的示数等于物体的重力与物体受到的浮力、容器底对物体向上的支持力的差,前两个步骤中的测力计的示数差就不等于物体受到的浮力,就不能验证阿基米德原理了。
【分析】(1)根据物体的重力和浸入液体中测力计的拉力差,计算浮力;根据空桶和溢出液体的重力,可以计算排开液体重力;
(2)物体若没有完全浸没在液体中,可以探究物体受到的浮力和排开液体重力的关系;若物体受到容器底的支持力,不能比较浮力和排开液体重力关系。
19.【答案】质量;A;甲;乙丙
【知识点】密度公式及其应用
【解析】【解答】探究物质质量与体积的关系实验中,需要用天平测出物质的质量,并且测量它的体积;实验中多次测量数据是为了得到普遍规律,A符合题意。由图像可知,当甲、乙、丙三种物质的体积相同时,它们对应的质量关系为m甲>m乙>m丙,质量最大的是甲物质;甲的体积为4cm3,对应的质量为8g,甲的密度 ,乙和丙的体积为6cm3,对应的质量为5g和3g,乙和丙的密度分别为 , ,甲的密度大于水的密度,乙和丙的密度都小于水的密度,所以乙和丙能漂浮在水面上。
【分析】天平可以测量质量;多次实验,可以探究物体的质量和体积关系的普遍性;根据质量和体积的比值, 计算密度;物体的密度小于液体密度,物体在液体中漂浮。
20.【答案】(1)电源电压;电阻的平均值R(欧);保护电路
(2)一条支路上的电阻不变;减小而减小
(3)并联的总电阻比其中任何一个分电阻都小。
(4)
【知识点】电阻的并联
【解析】【解答】(1)由电路图和实验中的数据可知,通过改变电源电压进行多次测量;为了减小误差需要多次测量求平均值,所以表一的空白部分是电阻的平均值R(欧);在电路中串联一个滑动变阻器,可以改变电阻两端的电压,还可以保护电路。
(3)分析实验序号4与5与6数据,R并1不变,R并2减小,总电阻R总也减小;由6与7中数据可知,R并2不变,R并1减小,总电阻R总也减小;可以得到当并联电路中一条支路上的电阻不变时,其总电阻会随另一支路上的电阻减小而减小;
(4)比较表中实验序号4或5或6或7中的数据,并联的总电阻比其中任何一个分电阻都小。
(5)根据表二中的数据可以发现,分电阻的倒数之和等于等效电阻的倒数,即: 。
【分析】(1)利用电压表和电流表测量电阻时,电源电压改变,电流会改变;电路中串联滑动变阻器,可以保护电路;
(2)在并联电路中,支路电阻一定,改变其他支路电阻时,电阻越大, 总电阻越大;
(3)并联电路中,一支路上的电阻一定时,总电阻随其他支路电阻的减小而减小;
(4)在并联电路中,总电阻比任何支路的电阻都小;
(5)在并联电路总,总电阻的倒数是各支路电阻倒数之和。