2024成都中考物理压轴大题预测精选及答案解析

这是一份2024成都中考物理压轴大题预测精选及答案解析，共38页。试卷主要包含了 1 ~ 0，4Ω等内容，欢迎下载使用。

一. 选择题 (共 6 小题)
1 · 如图所示为某种握力计和它的工作原理示意图。电源电压不变, 握力计显示表是由电流 表改装而成, 定值电阻R2 阻值为 5Ω 。不施加力时弹簧一端的滑片 P 在电阻 R1 的最上端 (弹 簧及连片的电阻不计)。使用握力计时电路中电流变化的范围为 0. 1 ~ 0.6A , 则下列说法正确 的是 ( )
A, 握力最大时电路中电流为 0.6A
B · R1 连入电路的阻值变化范围是 0 ~ 30Ω C. 电路消耗的总功率变化范围是 0.3 ~ 1.5W D · R1 消耗的最大功率为 0.45W
2.如图电路, 电源电压保持不变,滑动变阻器 R 标有" 30Ω 1A ",定值电阻R0 的阻值为 10Ω , 小灯泡 L 标有 " 6V 3.6W " (电阻不随温度而变化), 电流表的量程为 0 ~ 3A。当 S 闭合, S1 、 S2 断开, 滑片P 移到R 的中点时, 小灯泡恰好正常发光。 在保证电路安全的前提下, 电路消 耗总功率的最小值与最大值之比是 ( )
A · 1 : 4 B · 1 : 8 C · 2 : 7 D · 3 : 20
3. 如图, 体积相同的两物体 A 、 B 用不可伸长的细线系住, 放入水中后, A 有四分之一体 积露出水面, 细线被拉直。 已知 A 重4N , B 受到的浮力为 8N , A 、 B 密度之比为 2 : 5 . 那 么 ( )
A · A 、 B 所受的重力之比为 5 : 2
C. 细线对 A 的拉力大小为 1 N
B. A 、 B 所受的浮力之比为 1 : 2
D · B 对容器底部的压力为零
4.. (多选) 有一台家用电水壶, 如图所示是其内部电路的简图, R1 、 R2 均为加热电阻, 通过 旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。 电水壶加热功率为 1000W , 保温功率为 44W , 用此水壶加热初温 20O C 、体积为 1L 的水 400 秒刚好沸腾 [ 忽略温度对电阻阻值的影 响, 大气压为一个标准大气压, c水 = 4.2 ×103 J / (kg . C) , P水 = 1.0 ×103 kg / m3 ] 。则下面说 法正确的是 ( )
A, 旋转旋钮开关到 "1" 时, 水壶处于保温挡
B. 水吸收的热量为 3.36 ×104 J
C. 此热水器加热挡的热效率为84%
D. 在保温时, 接入电路电阻的阻值为 48.4Ω
5. (多选) 甲、乙、丙三个烧杯中均装有适量的酒精(P酒精 = 0.8×103 kg / m3 ) ,现有质地均匀, 不吸且不溶于酒精的 a 、 b 两实心柱体, 质量之比为 3 :1 , 把它们分别放入甲、 乙烧杯中, 当 a b 静止时, 如图甲、 乙所示; 若将b 置于 a 上面一起放入丙烧杯中, 静止时a 的上表面
刚好与液面相平, 如图丙, 下列说法正确的是 ( )
A · a 的密度为 0.4 ×103 kg / m3
B. 在图甲中 a 有四分之一的体积露出液面
C. 在图甲中 a 的下表面液体压强与图丙中 a 的下表面液体压强之比为 3 : 5
D · a 、 b 的体积之比为 4 :1
6. 如图甲所示, 底面积为 100cm2 的圆柱形容器中装满了水, 底部中央固定有一根体积不计 沿竖直方向的细杆, 细杆的上端连接着底面积为 40cm2 圆柱体 A , 容器的底部安装有阀门。 现打开阀门控制水均匀流出, 同时开始计时, 水对容器底部的压力随时间变化的规律如图乙 所示。则 ( )
A. 圆柱体 A 的高度30cm
B· 容器装满水时, 水的体积 5000cm3
C. 当 t = 46s 时, 液体对容器底部压强 1500Pa D. 当 t = 46s 时, 液体对圆柱体 A 底部压力 6N
二. 填空题 (共 7 小题)
7 · 在综合实践活动课上, 小龙同学设计了如图甲所示的模拟调光灯电路。电源电压恒定, R1 为定值电阻。 闭合开关 S 后, 将滑动变阻器 R2 的滑片 P 由最右端向左移动, 直至灯泡 L 正常发光。 此过程中, 电流表 A 的示数随两电压表 V1 、 V2 (电压表 V2 未画出) 示数变化关
系图象如图乙所示。小灯泡正常发光时的电阻为 Ω ; 若R2 的滑片可任意滑动, 为
了保证灯泡的安全, 电路中至少再串联一个 Ω 的电阻。
8 · 如图甲是某款即开即热、 冷热兼用的电热水龙头。 图乙是它的工作原理简化电路图。 R1 、 R2 为电热丝, 通过闭合或断开开关 S1 、 S2 , 从而实现冷水、 温水、 热水之间的切换, 有关
参数如表。 当开关 S1 闭合、 S2 (选填 "闭合" 或 "断开" ) 时, 水龙头放出的是
温水;在使用水龙头放热水时, 正常工作 1min,消耗的电能是 J ; 若在这个过程中
将质 量为 2kg 的水 从 20 C 加热到 40 C , 则 水吸收的热量为 J
c水 = 4.2 ×103 J / (kg . C)
9. 如图所示, 两个完全相同容器放在水平桌面上, 将长方体物块 A 、 B 放在甲、乙两种液
体中且两液面相平, 物块A 浸入液体的深度相同, 则物块 A 受到的浮力 F甲 F乙 ; 容
器底部受到液体的压强 p甲 p乙 。
10. 如图所示电路, 电源电压为 3V , R1 、 R2 、 R3 阻值均为 10Ω , 闭合开关 S , 电压表示数
为 V , 电流表示数为 A
额定电压
220V
额定功率
温水
2200W
热水
3000W
11· 现有电源、开关、电流表、电压表、灯泡、滑动变阻器各一个, 将这些元件用导线连成 电路后, 闭合开关, 滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中, 电压表的示数从 4V 开
始减小, 电流表的示数从 0.4A开始增大。 则滑动变阻器的最大阻值为 Ω , 在滑片

12. 如图, 薄壁圆柱形容器 A 、 B 放在水平桌面上, 分别盛有不同的液体。 A 、 B 的底面积
之比 SA : SB = 2 :1 , 液面的高度之比 hA : hB = 3 : 2 , 液体对两个容器底部的压力大小相等。 现 将完全相同的两小球分别放入 A 、 B 液体未溢出。 静止时, A 中的小球悬浮, B 中的小球
(选填"漂浮""悬浮"或"沉底" ) , A 、B 容器底部受到液体的压强之比pA : pB =
________
13. 如图甲所示的电路中, R1 是定值电阻, 图乙是电阻箱 R2 的电功率与其电阻大小变化关
系的部分图像, 则电源电压为 V , R1 的阻值为 Ω
三. 计算题 (共 7 小题)
14. 如图是一款能自动浮沉的潜水玩具, 正方体潜水器内装有智能电磁铁, 将它放入装有水 的圆柱形薄壁容器中, 容器放置在水平铁板上, 不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器 测出其底部与铁板间的距离 l , 自动调节电磁铁电流大小, 改变潜水器与铁板间的吸引力 F 的大小。闭合开关前, 潜水器处于漂浮状态。闭合开关, 潜水器启动后先匀速下沉, 完全浸 入水中后, 变为加速下沉直至容器底部, 下沉全过程 F 随l 变化的关系保持不变, 水深变化 的影响忽略不计。 已知潜水器的边长为 10cm, 重为 5N , 容器的底面积为 1000cm2 , 水深为 25cm。 求:
(1) 潜水器漂浮时受到的浮力。
(2) 下沉全过程潜水器重力所做的功。
(3) 潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
15. 为节约用水, 小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。 如图,水箱高为 1m , 容积为 0.8m3 。在空水箱底部竖直放置一重5N 的长方体, 长方体高为 1m、底面积为 0.02m2 , 上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻 R 接触,此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻 R 的阻值随压力 F 的增大而减小, 部分数据如表。 控制电路电源电压 U = 12V , 定值电阻R0 为保护电阻。 当控制电路的电流 I0.5A 时, 电磁铁将衔铁吸合, 工作电路断开, 水泵停止 给储水箱抽水。
(1) 若水泵的额定功率为 440W , 正常工作时通过的电流是多少?
(2) 要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作, R0 应为多少?
(3) 从水箱顶部给空水箱注满水的过程中, 水的重力所做的功是多少?
压力 F / N
180
185
190
195
200
压敏电阻 R / Ω
18
17
16
14
12
16. 某人始终双脚站在地上, 用滑轮组从水池底匀速提起实心圆柱体 A , 如示意图甲。 A 从 离开池底到刚要离开水面的过程中, 其底面受到水的压强与时间关系 pA — t 如图乙。 A 从刚 离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中, 人对地面的压强与时间关系 p人 — t 如图丙。 A 未露出水面之前装置的机械效率为η1 , A 离开水面后装置的机械效率为η2 。 已知人的质 量为 60kg , 人双脚站地时, 与地面的接触面积为 500cm2 , A 的底面积为 200cm2 , η1 :η2 = 15 :16 , P水 = 1.0 ×103 kg / m3 。不计摩擦和绳重及水的阻力, g = 10N / kg , A 不吸且 不溶于水, A 底部与池底不密合, 忽略液面高度变化, 图甲中①2③④段绳均竖直。
(1) 求池水深度和 A 的上升速度;
(2) 求 A 的高度和未露出水面受到的浮力;
(3) 求 A 未露出水面前人对绳的拉力和 A 全部露出水面后人对绳的拉力; (4) 求动滑轮的重力。
17. 为响应低碳环保号召, 小明家中安装了一台电辅式太阳能热水器, 如图甲所示。其工作 原理如下: 光照充足时, 直接利用太阳能加热; 在光照条件不好时, 利用电加热器加热。电 加热器部分工作原理如图乙所示, 电源电压 U = 220V , R1 和R2 是阻值恒定的发热电阻; 温 度达到预设温度时, 自动切换到保温状态; 为防止触电, 热水器向外供水过程中自动切断电 路。下表是该热水器的部分参数。
已知水的密度 p水 = 1.0 ×103 kg / m3 , 水的比热容 c水 = 4.2 ×103 J / (kg .℃) 。求: (1) 发热电阻 R1 、 R2 的阻值;
(2) 若阴天的有效日照时间 T1 = 6h, 仅依靠太阳能加热, 能将满箱 t1 = 20 C 的水加热到的 温度 t2 ;
(3) 若要继续升温至当地沸点 t3 = 98.25 C , 还需要电加热的时间 T2 (用 h 作单位, 结果保 留 2 位小数)。
加 热 功 率
P(W)
保 温 功 率
P2 (W)
水 箱 容 积
V(L)
接收太阳能的 有 效 面 积
S(m2 )
太阳能能量转 化效率η
太阳辐射功率
P[J / (m2 . h)]
2057
121
150
5
60%
1.68×106
18. 图甲是一款多功能养生壶, 图乙是它的简化电路图, 其中 R1 、 R2 为电热丝, R1 = R2 且 电阻不变,下表为其铭牌,其中高温挡的额定功率已模糊不清, 已知c水 = 4.2 ×103 J / (kg . C) 在正常工作的情况下, 试问:
(1) 在 1 标准大气压下, 将初温是 30 C 的一壶水烧开, 水需要吸收多少热量? (2) 高温挡功率是多少?
(3) 若养生壶用高温挡来加热且加热效率为 75% , 烧开这一壶水需要多长时间?
参数
电源电压 (V)
220
低温挡功率 (W)
200
中温挡功率 (W)
400
高温挡功率 (W)
容积 (L)
1.5
19. 如图所示, 薄壁长方体容器 A 放在水平桌面上, 底面积为 36cm2 , 高为 12cm, 质量为 mA = 72g 。容器 A 内装有 144g 水。均匀实心立方体B 和 C 的边长都为 4cm, 质量分别为 mB = 54g , mC = 72g 。 已知 p水 = 1.0 ×103 kg / m3 , g = 10N / kg。 忽略实心立方体吸水、 容
器壁厚度等次要因素。
(1) 求容器 A 对水平桌面的压强。
(2) 若将 B 缓慢放入容器中, 请分析 B 平衡时的状态, 并求出 B 放入前后水对容器底部压 强的变化量。
(3) 若将 C 放在B 上, 再将它们缓慢放入容器中, 平衡时 C 与 B 的接触面水平, 求 C 对 B 的压力。
20. 如图甲所示的电路, 电源电压保持不变, 闭合开关 S , 调节滑动变阻器的滑片, 使其从 最右端向左滑动到 a 点时, 小灯泡恰好正常发光, 在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关 系的图像。 求:
(1) 由图乙可知当电流为 0.2A 时, 小灯泡的电压为 1V , 小灯泡的电阻是多少; (2) 电源电压;
(3) 小灯泡的额定电功率;
(4) 当滑动变阻器连入电路部分的电阻R = 4Ω 、小灯泡L 消耗功率为 P = 3W 时, 电路的电
参考答案与试题解析
一. 选择题 (共 6 小题)
1. 【答案) D
【解析】
A 、由电路图可知, 握力最大时, 滑动变阻器阻值全部接入电路, 电路总电阻最大, 由欧 姆定律可知, 电路中电流最小, 由题意可知, 此时电路中电流为 0. 1A , 故 A 错误;
B 、 由电路图可知, 滑动变阻器接入电路的阻值最小为零时, 只有 R2 接入电路, 电路中电
0.6A U = U2 = I最大R2 = 0.6A× 5Ω = 3V 0. 1A
滑动变阻器接入电路的最大阻值: R1 = R总 — R2 = 30Ω — 5Ω = 25Ω , 所以 R1 连入电路的阻值 变化范围 0 ~ 25Ω , 故 B 错误;
C 、 电路消耗的总功率最大为: P大 = UI大 = 3V × 0.6A = 1.8W , 电路消耗的总功率最小为: P小 = UI小 = 3V × 0. 1A = 0.3W , 所以电路消耗的总功率变化范围是 0.3W ~ 1.8W , 故 C 错
误;
P = I2R
所以, 当 R1 的阻值等于 R2 的阻值时, R1 消耗的功率最大, 则
最大 = = 0.45W
2. 【答案) D 【解析】
当 S 闭合, S1 、 S2 断开, 灯 L 和滑动变阻器串联, 小灯泡恰好正常发光, 则此时的电流
= 0.6A = 10Ω
滑片 P 移到 R 的中点时, 滑动变阻器接入的有效电阻 R’ = 15Ω ; 则滑动变阻器两端的电压 U’ = IR’ = 0.6A×15Ω = 9V ;
根据串联电路电压的特点, 电压电源 U总 = UL +U’ = 6V + 9V = 15V ;
要保证电路安全, 分析电路可得当闭合开关 S 、 S2 和 S1 时, 且通过滑动变阻器的电流为 1A
= 1.5A
Imax
P
max
= 1A+1.5A = 2.5A ; 最大功率
= UImax = 15V× 2.5A = 37.5W ;
最小电流即为滑动变阻器接入最大阻值并且与灯 L 串联时, 电流最小, 即根据
最小功率 Pmin = UImin = 15V× 0.375A = 5.625W ; 故 Pmin : Pmax = 5.625W : 37.5W = 3 : 20 。
3. 【答案】 D
【解析】
A 、 由题知, A 、 B 密度之比 PA : PB = 2 : 5 VA : VB = 1 :1 由 G = mg = PVg 可得 A 、 B 所受的重力之比:
GA : GB = PAVAg : PBVB g = PA : PB = 2 : 5 , 故 A 错误;
B 、 已知 A 、 B 的体积相同, 设均为 V A 有四分之一体积露出水面, 则 A 排开水的体积 V排A = V B 排开水的体积 V排B = V
则 A 、 B 所受的浮力之比:
F浮A : F浮B = P水V排Ag : P水V排Bg = V : V = 3 : 4 B 错误; C 、 由题知, B 受到的浮力 F浮B = 8N ,
因 F浮A : F浮B = 3 : 4 ,
则 A 受到的浮力: F浮A = F浮B = ×8N = 6N A 受到向上的浮力、向下的重力和拉力,
由力的平衡条件可得细线对 A 的拉力大小:
F拉 = F浮A — GA = 6N— 4N = 2N , 故 C 错误; D 、 因为 GA : GB = 2 : 5 , 且 GA = 4N ,
B 2 A 2
所以 G = 5 G = 5 × 4N = 10N
B 对容器底部的压力:
F压 = GA + GB — F浮A — F浮B = 4N+10N— 6N— 8N = 0N , 故 D 正确。
4. 【答案) AC
A 、开关旋至 "1" 挡, 电阻 R1 、 R2 串联, 此时电路总电阻: R串 = R1 + R2 ; 开关旋至
2" 挡, 只有 R2 工作,
R串＞R2 1" 挡, 功率较小, 为保温挡, 接 "2" 时功率
较大为加热挡, 故 A 正确;
B 、水的体积 V = 1L = 1×10一3 m3 ,的 P = 可得, 水的质量
m = P水V = 1×103 kg / m3 ×1×10一3 m3 = 1kg ;
在一个标准大气压下, 水吸收的热量:
Q吸 = c水m(t 一 t0 ) = 4.2 ×103 J / (kg . C) ×1kg ×(100 C 一 20 C) = 3.36 ×105 J , 故 B 错误;
C 、已知电水壶加热功率为 1000W , 则消耗的电能: W = P加热t = 1000W × 400s = 4 ×105 J ;
则加热挡的热效率: η = ×100% = ×100% = 84% C 正确;
温 = 44W = 1100Ω
故D 错误。
5. 【答案】 BD
A 、 由题可知 a b 质量之比 = , mb = ma
丙图中 a 所受的浮力等于 a 、 b 重力之和, 即
( 1 ) 4 4
Fa浮 = Ga + Gb = (ma + mb)g = |(ma + 3 ma,| g = 3 mag = 3 由阿基米德原理知 a 受到的浮力 Fa浮 = Ga排 = P酒精gV排
PaVag ,
= P酒精gVa ,
则 PaVag = P酒精gVa a 的密度 Pa = P酒精 = × 0.8 ×103 kg / m3 = 0.6 ×103 kg / m3 A
错误;
B 、 图甲中, a 漂浮在液面上, 浮力等于重力, 即 F浮 = Ga , P酒精gVa排 = PaVag ,
Va排 = Pa = 0.6 ×103 kg / m3 = 3 ,得 V = 3 V
Va P酒精 0.8 ×103 kg / m3 4 a排 4 a 9
V露出 = Va 一 Va排 = Va 一
C 、在图甲中 Va排 = Va , 8 a 浸入液面的深度 ha = la , 图丙中 a 下表面的深度为 la ,胆
3
据液体压强 p = Pgh知, 两次下表面的压强之比 = = 3 : 4 C 错误;
D 、由图乙可知 b 悬浮在酒精中, 则 b 的密度 Pb = P酒精 = 0.8 ×103 kg / m3 ,
a = 4 :1
6. 【答案) D
A 、 由图乙可知, 当 t1 = 40s 时, 水面与 A 上表面相平, 此时容器底受到的压力为
F1 = 30N , 当 t2 = 64s时, 水面与 A 下表面相平, 此时容器底受到的压力为 F2 = 10N , 水对容器底部压力的变化为: 人F = △pS容 = P水ghAS容 ,
则圆柱体 A 的高度为:
A P水gS容 P水gS容 1.0×10 kg / m ×10N / kg×100×10一 m
h = F = F1 一 F2 = 3 330N一10N 4 2 = 0.2m = 20cm, 故 A 错误;
B 、 由图乙可知, 容器装满水时对容器底部的压力 F0 = 50N , 根据人 F = △pS容 = P水ghS容 可知, 前 40s 水面下降的高度为:
h1 = P水 ’容 = 0 1 = 1.0×103 kg / m×100×10一4 m2 = 0.2m = 20cm
则 40s 放出水的体积为: V1 = S容h1 = 100cm2 × 20cm = 2000cm3 ,
= 50cm3 / s
由图可知, 当 t3 = 84s 时, 容器内的水刚好放完, 所以容器内水的体积为: V水 = vt3 = 50cm3 / s×84s = 4200cm3 , 故 B 错误;
C 、 由图乙知, 在 0 一 40s , 40s 一 64s 64s 一 84s 三个时间段, 水对容器底部的压力随时间变
化的规律分别为一直线, 第 1 阶段流出的水量: V1 = 2000cm3 ,
第 2 阶段流出的水量: V2 = 24s×50cm3 / s = 1200cm3 , 第 3 阶段流出的水量: V3 = 20s×50cm3 / s = 1000cm3 ,
= 10cm ·
当 t4 = 46s 时放出水的体积为: V4 = vt = 50cm3 / s× 46s = 2300cm3 ,
hA , = = 15cm
所以此时容器内水的深度为: h4 = L+ hA, = 10cm+15cm = 25cm = 0.25m ,
所以此时容器内水对容器底部的压强为:
p = p = P水gh4 = 1.0×103 kg / m3 ×10N / kg× 0.25m = 2500Pa, 故 C 错误; D 、 当 t = 46s 时, 液体对圆柱体 A 底部压力为:
F = pASA = P水ghA ,SA = 1.0×103 kg / m3 ×10N / kg× 0. 15m× 40×10—4 m2 = 6N , 故 D 正确。
二. 填空题 (共 7 小题)
7· 【答案) 5; 1.5
【解析】 由电路图可知, 闭合开关 S 后, 灯泡、 R1 、 R2 串联, 电压表 V1 测灯泡两端的电 压, 电流表测电路中的电流。
(1) 因灯泡两端的电压越大时通过的电流越大, 所以图乙中图线①是小灯泡的 I — U 图
像, 由图线②可知, 电压表 V2 的示数随电流表示数的增大而减小, 所以电压表 V2 测滑动变 阻器两端的电压或测定值电阻和滑动变阻器两端的电压之和, 因串联电路中各处的电流相 等, 且总电压等于各分电压之和, 所以, 由电流相等时两电压表的示数之和不相等可知,
电压表 V2 测滑动变阻器 R2 两端的电压, 即并联在滑动变阻器 R2 两端;
当灯泡正常发光时, 电路中的电流最大, 由图乙可知, 最大电流为 0.5A , 此时灯泡两端的
电压 UL = 2.5V ;
由图乙可知, 当电路中的电流 I, = 0.4A 时, 灯泡两端的电压 UL , = 1.5V , 变阻器 R2 两端的 电压 U2 = 2V ,
则电源的电压为: U = UL , + U2 , + I,R1 = 1.5V + 2V + 0.4A× R1 — — — — — — — ①
当滑动变阻器的滑片处于最右端时, 变阻器接入电路中的电阻最大, 此时电路中的电流最 小, 由图乙可知, 灯泡两端的电压 UL ,, = 0.5V , 变阻器 R2 两端的电压 U2 ,, = 3.5V , 电路中 的电流 I,, = 0.2A , 则电源的电压为:
U = UL ,, + U2 ,, + I,,R1 = 0.5V + 3.5V + 0.2A× R1 — — — — — — — — — ② 由①②可得: R1 = 2.5Ω , U = 4.5V ;
(2) 当灯泡正常发光时, 电路中总电阻为: R总 = = = 9Ω
若R2 的滑片可任意滑动, 为了保证灯泡的安全, 根据串联电路的电阻特点可得: R串 = R — RL — R1 = 9Ω — 5Ω — 2.5Ω = 1.5Ω 。
8 · 【答案】断开; 1.8×105 ; 1.68×105
【解析】 由图乙可知, 当开关 S1 和 S2 都闭合时, 电热丝 R1 和 R2 为并联电路; 当 S1 闭合,
P = UI =
电阻越大, 功率越小, 因此, 两个电热丝并联时的电阻 R并＜R1 , 故当开关 S1 和S2 都闭合 时, 水龙头放出的是热水; 当开关 S1 闭合, S2 断开时, 水龙头放出的为温水;
使用水龙头放热水时, 正常工作 1min, 消耗的电能是: W = Pt = 3000W ×1min = 3000W × 60s = 1.8×105 J ;
将质量为 2kg 的水从 20 C 加热到 40 C , 水吸收的热量为:
Q吸 = c水m △ t = 4.2 ×103 J / (kg . C) × 2kg × (40 C — 20 C) = 1.68 ×105 J 。
9. 【答案】 大于; 大于 【解析】
长方体物块 A 、 B 在甲乙液体中都漂浮, 浮力都等于重力, 重力不变, 浮力也不变, 由图 知甲液体中 A 、 B 排开液体的体积小, 根据 F浮 = P液gV排 知甲液体的密度大;
由于物块 A 浸入液体的深度相同, 物体 A 排开液体的体积相同, 根据 F浮 = P液gV排 知物块 A 在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力, 即 F甲 > F乙 ;
由于两液面相平, 根据 p = P液gh 知容器底部受到液体的压强 p甲 > p乙 。 10. 【答案) 3; 0.6
(1) 闭合开关 S , 三个电阻并联, 电压表测电源电压, 故电压表示数为 3V ;
(2) 电流表测 R2 R3 并联的总电流, R2 、 R3 阻值均为 10Ω , 故两电阻并联的电阻为:
= 0.6A
11· 【答案) 10; 5 : 4
【解析】 由题意可知, 将滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中, 电压表的示数减 小, 电流表的示数增大, 则电压表并联在滑动变阻器两端, 否则两电表示数应同时增大或 同时减小。
结合题意可知, 滑动变阻器与灯泡串联, 电压表测变阻器两端的电压, 电流表测电路中的 电流, 如下图所示:
当电压表的示数为 4V 时, 电路中的电流为 0.4A , 由图象可知此时灯泡两端的电压 UL = 2V ,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以, 电源的电压: U = U滑 + UL = 4V + 2V = 6V ;
= 10Ω ;
此时电路中电流最小, 则整个电路的最小功率: Pmin = UI = 6V × 0.4A = 2.4W ;
当变阻器接入电路中的电阻最小为 0 时, 灯泡两端的电压和电源电压相等, 此时灯泡的功 率最大,
由图象可知, 当 U = 6V 时, 通过灯泡的电流: I’ = 0.5A 小灯泡的最大功率: PL大 = UI’ = 6V × 0.5A = 3W ;
;
12, 【答案】 漂浮; 1 : 2

由于液体对两个容器底部的压力大小相等, 则根据 F = G = mg可知: mA = mB ,
;
由于 A 中的小球悬浮, 根据悬浮条件可知: P球 = PA ; 所以 P球 < PB , 根据物体的浮沉条件得出 B 液体的漂浮;
(2) 将完全相同的两小球分别放入 A 、 B 液体未溢出, 则液体对容器底部的压力等于液 体的重力和小球的重力之和,
所以液体对容器底部的压力相等; 即 FA = FB ;
pA : pB = = 1 : 2
13. 【答案】 12; 10
由电路图可知, 闭合开关 S 后, 定值电阻 R1 与电阻箱 R2 串联, 电流表测电路中的电流。 由图乙可知, 当 R2 = 14Ω时其功率 P2 = 3.5W 、 R2 , = 20Ω时其功率 P2 = 3.2W ,
因串联电路中各处的电流相等,
P = UI = I2R = 0.5A
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 且电源的电压不变,
所以, 电源的电压: U = IR总 = I (R1 + R2 ) = 0.5A× (R1 +14Ω) 一 一 一 一 一 ①
U = I,R总 , = I, × (R1 + R2 ,) = 0.4A× (R1 + 20Ω) 一 一 一 一 一 ② 由①②可得: R1 = 10Ω , U = 12V
三. 计算题 (共 7 小题)
14. 【答案】 (1) 潜水器漂浮时受到的浮力为 5N ;
(2) 下沉全过程潜水器重力所做的功为 1J ;
(3) 潜水器沉底静止后容器对铁板的压强为 2700Pa 【解析】
(1) 潜水器处于漂浮状态时, 潜水器受到的浮力 F浮 = G潜水器 = 5N ;
(2) 潜水器的底面积 S1 = 10cm×10cm = 100cm2 = 0.01m2 ;
由 F浮 = P液V排g = P水gS1h1 得, 漂浮时浸入水中的深度:
= 0.05m
则此时潜水器的重心恰好与水面相平, 所以潜水器下降的距离:
h2 = h一 h1 = 0.25m一 0.05m = 0.2m ;
潜水器的重力所做的功: W = G潜水器h2 = 5N × 0.2m = 1J ;
(3) 潜水器匀速下沉时, F 随l 的变化关系式为:
F = F浮 一 G潜水器 = P水gS1 (h一 l ) 一 G潜水器 = 1.0×103 kg / m3 ×10N / kg× 0.01m2 × (0.25m一 l )一 5N = (20 一100l )N 依题意, 潜水器浸没后加速下沉, F 随l 的变化关系不变, 即 F = (20 一100l)N ;
潜水器沉底静止时, l = 0 , 受到的吸引力 F = 20N ;
潜水器漂浮时, 潜水器受到的重力等于它排开水的重力, 因此潜水器和水的总重 G 等于容
器中只装 25cm深的水重 G水 ;
容器的底面积 S2 = 1000cm2 = 0. 1m2 ;
潜水器和水的总重: G总 = G水 = P水gS2 h = 1.0×103 kg / m3 ×10N / kg × 0. 1m2 × 0.25m = 250N ; 潜水器沉底静止时, 容器对铁板的压力: F压 = F + G总 = 20N+ 250N = 270N ;
= 2700Pa
故答案为: (1) 潜水器漂浮时受到的浮力为 5N ; (2) 下沉全过程潜水器重力所做的功为 1J ;
(3) 潜水器沉底静止后容器对铁板的压强为 2700Pa
15. 【答案】 (1) 若水泵的额定功率为 440W , 正常工作时通过的电流是 2A ;
(2) 要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作, R0 应为 10Ω ;
(3) 从水箱顶部给空水箱注满水的过程中, 水的重力所做的功是 3900J 【解析】 (1) 由图可知, 水泵正常工作时电压为 220V
P = UI ;
(2) 长方体的体积: V = Sh = 0.02m2 ×1m = 0.02m3 ,
长方体浸没在水中, 其排开水的体积: V排 = V = 0.02m3 ,
则长方体受到的浮力: F浮 = P水gV排 = 1.0 ×103 kg / m3 ×10N / kg× 0.02m3 = 200N , 此时压敏电阻受到的压力: F压 = F浮 - G = 200N- 5N = 195N ,
由表可知, R压 = 14Ω = 24Ω
则定值电阻的阻值: R0 = R总 - R压 = 24Ω -14Ω = 10Ω ;
(3) 根据 P = 可得, 当空水箱注满水时, 水的质量:
m水 = P水 (V箱 -V) = 1.0×103 kg / m3 × (0.8m3 - 0.02m3 ) = 780kg ,
在从水箱顶部给空水箱注满水的过程中, 水上升的高度是水箱高度的二分之一, 则水的重
W = G水h水 = m水gh = × 780kg×10N / kg ×1m = 3900J .
故答案为: (1) 若水泵的额定功率为 440W , 正常工作时通过的电流是 2A ; (2) 要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作, R0 应为 10Ω ;
(3) 从水箱顶部给空水箱注满水的过程中, 水的重力所做的功是 3900J
16· 【答案】 (1) 池水深度为 4m , A 的上升速度为 0.2m / s ; (2) A 的高度为 1m , 未露出水面受到的浮力为 200N ;
(3) A 未露出水面前人对绳的拉力为 400N , A 全部露出水面后人对绳的拉力为 500N ; (4) 动滑轮的重力为 200N O
【解析】 (1) 由图乙可知最大压强为 4 ×104 Pa, 深度最深,
p = Pgh h池水 = ;
由图乙可知物体 A 从池底到离开水面底面压强不断减小, 用时 20s ,
= 0.2m / s ;
(2) 由图丙知人对地面的压强与时间关系, 第 15s 时压强最大为 0.4 ×104 Pa, 物体 A 刚要 离开水面; 第 20s 时压强最小为 0.2 ×104 Pa, 物体 A 刚完全离开水面;
物体 A 的高度: h = vt = 0.2m / s× 5s = 1m
物体 A 的体积: V = Sh = 200 ×10-4 m2 ×1m = 2 ×10-2 m3 ,
A 未露出水面受到的浮力: F浮 = P水gV = 1.0 ×103 kg / m3 ×10N / kg × 2 ×10-2 m2 = 200N ; (3) 人的重力 G = mg = 60kg ×10N / kg = 600N
由图丙知人对地面的压强与时间关系,
第 15s 时压强最大为 0.4 ×104 Pa, 物体 A 刚要离开水面,
此时人对地面压力为 F = pS = 0.4 ×104 Pa× 500 ×10-4 m2 = 200N ; 第 20s 时压强最小为 0.2 ×104 Pa, 物体 A 刚完全离开水面,
此时人对地面压力为 F = pS = 0.2 ×104 Pa× 500 ×10-4 m2 = 100N ;
由二力平衡可知, 人的重力等于绳对人的拉力加上地面对人的支持力 (地面对人的支持力 和人对地面的压力大小相等)
所以, A 未露出水面前人对绳的拉力 F = 600N - 200N = 400N , A 全部露出水面后人对绳的拉力 F = 600N -100N = 500N ;
(4) 由图甲可知, 滑轮组绳子的段数 n = 2
当 A 未露出水面前人对绳的拉力 F = 400N , 此时 G物 + G动 - F浮 = 2F = 2 × 400N = 800N ,
.
当 A 全部露出水面后人对绳的拉力 F = 500N , 此时 G物 + G动 = 2F = 2 × 500N = 1000N ,
.
因为η1 :η2 = 15 :16 , 即 16η1 = 15η2 ,
得16× G物80N = 15× 1N
解得 G物 = 800N ,
则动滑轮的重力: G动 = 1000N - G物 = 1000N - 800N = 200N 。 17· 【答案】 (1) 发热电阻 R1 、 R2 的阻值分别为 400Ω 、 25Ω ;
(2) 若阴天的有效日照时间 T1 = 6h, 仅依靠太阳能加热, 能将满箱 t1 = 20 C 的水加热到 的温度 t2 为 68 C ;
(3) 若要继续升温至当地沸点 t3 = 98.25 C , 还需要电加热的时间 T2 为 2.57h
【解析】 (1) 由题意知, 开关位于 BC 时, 电路为 R1 的简单电路, 总电阻较大, 电源电压
不变, 根据 P = 可知总功率较小, 电加热器处于保温状态, 对应保温功率 P1 = 121W ; 根据公式 P = R1 阻值: = 400Ω ;
开关位于 DC时, 电阻 R1 和 R2 并联连入电路, 总电阻较小, 电源电压不变, 根据 P =
可知总功率较大, 电加热器处于加热状态, 对应加热功率 P = 2057W , R2 消耗的功率: P2 = P - P1 = 2057W -121W = 1936W ,
= 25Ω ;
(2) 水的体积: V = 150L = 0. 15m3 ,
水的质量: m = P水V = 1.0 ×103 kg / m3 × 0. 15m3 = 150kg ,
热水器转化的太阳能: W太 = 6h× 5m2 ×1.68×106 J / (m2 . h) × 60% = 3.024 ×107 J , 则 Q吸 = c水m(t2 - t1 ) = 4.2 ×103 J / (kg . C) ×150kg ×(t2 - 20 C) = 3.024 ×107 J ,
解得: t2 = 68 C ;
(3) 水温升到预设温度所需热量:
Q = c水m △ t = 4.2 ×103 J / (kg . C) ×150kg × (98.25 C - 20 C) = 4.92975 ×107 J ,
电加热器所要加热的热量:
W电 = Q -W太 = 4.92975 ×107 J - 3.024 ×107 J = 1.90575 ×107 J ,
电热器正常工作时间: T2 = = ≈ 9264.71s ≈ 2.57h
18· 【答案】 (1) 在 1 标准大气压下, 将初温是 30O C 的一壶水烧开, 水需要吸收 4.41×105 J 的热量;
(2) 高温挡功率是 800W ;
(3) 若养生壶用高温挡来加热且加热效率为 75% , 烧开这一壶水需要的时间为 735s 【解析】 (1) 一满壶水的体积: V = 1.5L = 1.5dm3 = 1.5×10—3 m3 ,
由 P = 可得, 水的质量: m = P水V = 1.0 ×103 kg / m3 ×1.5 ×10—3 m3 = 1.5kg
在 1 标准大气压下水的沸点为 100O C, 水吸收的热量:
Q吸 = c水m(t —t0 ) = 4.2 ×103 J / (kg . C) ×1.5kg ×(100 C — 30 C) = 4.41×105 J ;
(2) 由图乙可知, 当开关 S2 接 A 、开关 S1 断开时, 两电阻串联; 当开关 S2 接 A 、开关 S1 闭合时, 电路为 R1 的简单电路; 当开关 S2 接 B 、开关 S1 闭合时, 两电阻并联;
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻, 并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,
知此时总功率最小, 养生壶处于低温挡; 当开关 S2 接 B 、开关 S1 闭合时 (R1 、 R2 并联),
电路中的总电阻最小, 此时总功率最大, 养生壶处于高温挡; 则当开关 S2 接 A 、开关 S1 闭 合时, 只有 R1 工作, 养生壶处于中温挡,
因并联电路中各支路独立工作、 互不影响, 且 R1 = R2 ,
R2 消耗的功率: P1 = P2 = P中
则养生壶高温挡的功率: P高 = P1 + P2 = 2P中 = 2 × 400W = 800W ;
3η = ×100%可得, 烧开这一壶水需要消耗的电能:
高
由 P = 可得, 高温挡需要的加热时间:
19· 【答案】 (1) 容器 A 对水平桌面的压强为 600Pa ; (2) B 放入前后水对容器底部压强的变化量为 150Pa ; (3) C 对B 的压力为 0.208N O
【解析】 (1) 容器 A 对水平桌面的压力:
F = G总 = m总g = (mA + m水 )g = (72 ×10—3kg +144 ×10—3kg) ×10N / kg = 2. 16N ,
= 600Pa ;
(2) 实心立方体 B 的体积 VB = (4cm)3 = 64cm3 ,
B 的密度 PB = = ≈ 0.84g / cm3 < P水
假设将 B 缓慢放入容器中后 B 漂浮则 F浮1 = GB = 0.54N 由 F浮 = P液gV排 可知, B 在漂浮时排开水的体积
V排1 = = = 5.4 ×10—5 m3 = 54cm3 .
= 67.5cm3 = 144cm3
故 V需 < V水 , B 一定处于漂浮状态,
= 1.5cm
由 p = P水gh得, 水对容器底部的压强变化量为:
p = P水g △ h = 1.0 ×103 kg / m3 ×10N / kg ×1.5 ×10—2 m = 150Pa ;
(3) 研究 B 、 C 这个整体, 假设沉底,
= 7.2cm < 8cm
受到的浮力 F浮2 = P水gV排2 = 1.0 ×103 kg / m3 ×10N / kg × 7.2 ×10—2 m×16 ×10—4 m? = 1. 152N , B 、 C 的总重力 GBC = (mB + mC )g = (54 ×10—3 kg + 72 ×10—3 kg) ×10N / kg = 1.26N ,
由 F浮2 < GBC 可判断出假设成立, B 、 C 沉底,
此时, C 物体浸入水中的深度 h = 7.2cm — 4cm = 3.2cm ,
C 受到的浮力 F浮3 = P水gV排3 = 1.0 ×103 kg / m3 ×10N / kg × 3.2 ×10—2 m×16 ×10—4 m? = 0.512N , C 的重力 GC = mcg = 72 ×10—3 kg ×10N / kg = 0.72N ,
所以 C 对B 的压力 F压 = GC — F排3 = 0.72N — 0.512N = 0.208N 。
20. 【答案) (1) 小灯泡的电阻是 5Ω ; (2) 电源电压为 8V ; (3) 小灯泡的额定电功率为
4W ;
(4) 当滑动变阻器连入电路部分的电阻 R = 4Ω 、小灯泡 L 消耗功率为 P = 3W 时, 电路的 电流为 0.5A O
【解析】
由电路图可知, 变阻器 R 与灯泡 L 串联, 电压表 V1 测R 两端的电压, 电压表 V2 测L 两端的 电压, 电流表测电路中的电流。
;
(2) 当电路电流为 0.2A 时, 根据图乙可知, 电压表 V1 示数为 7V , 电压表 V2 的示数为 1V
因串联电路两端电压等于各部分电压之和, 所以电源电压: U = UL +UR = 1V+ 7V = 8V ;
(3) 根据题意可知, 当滑动变阻器的滑片在 a 点时, 灯泡正常发光, 由图乙可知, 此时滑
动变阻器两端电压为 3V , 电路电流为 0.8A ,
则灯泡的额定电压: UL额 = U —UR ’ = 8V— 3V = 5V , 灯泡的额定功率: PL额 = UL额IL额 = 5V× 0.8A = 4W ;
(4) 当滑动变阻器接入电路的阻值为 4Ω ,
由串联电路电压特点和欧姆定律可得: 小灯泡两端电压: UL ’ = U —UR ’’ = 8V— I × 4Ω , 小灯泡消耗的电功率: PL ’ = UL ’I = (8V — I × 4Ω)× I = 3W ,
化简后可得: —4I2 +8I —3 = 0 , 解故答案为: I = 0.5A或 1.5A
由图像可知, 电路中的电流范围为 0.2A ~ 0.8A , 所以此时通过电路的电流为 0.5A