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    河北省2020年中考物理試題(word版,含解析)

    2021-12-181 9.99元 28頁 330.40 KB
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    河北省2020年中考物理試題一、選擇題15.下列數據最接近實際情況的是( ?。〢.一支新2B鉛筆的長度約為18mmB.一名普通中學生的質量約為100kgC.正常人1min內脈搏跳動的次數約為70次D.讓人感覺溫暖又舒適的房間溫度約為37℃16.下列關于聲和電磁波的說法正確的是( ?。〢.電磁波在真空中的傳播速度約為340m/sB.醫生通過聽診器給病人診病時,只利用了聲傳遞能量C.人們通過樂器發聲時的響度和音調,來區別不同樂器的發聲D.撥動繃緊的橡皮筋,橡皮筋嗡嗡作響,說明聲音是由物體的振動產生的17.江、河、湖、海及大地表層中的水不斷蒸發變成水蒸氣,升入高空的水蒸氣溫度降低凝成小水滴或凝成小冰晶懸浮在空中,這就是云。兩個“凝成”所指的物態變化分別是( ?。〢.汽化升華B.液化凝華C.凝固凝華D.升華熔化18.如圖所示,小明和小紅坐在??吭谡九_的火車車廂里,他們分別向兩側窗外看,對火車的運動情況產生了不同的觀點。小明以窗外的站臺為參照物說火車是靜止的;小紅以窗外行駛的動車為參照物,說火車是運動的。則( ?。〢.只有小明的說法正確B.只有小紅的說法正確C.兩個人的說法都正確D.兩個人的說法都不正確19.在探究凸透鏡成像的實驗中,蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示,燭焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列說法正確的是( ?。〢.凸透鏡的焦距是20cm,B.將蠟燭和光屏都向右移動,光屏上可成清晰的像,該成像規律應用在照相機上C.在貼近凸透鏡的左側放置一眼鏡片,只向左移動光屏,可在光屏上成清晰縮小的像,該鏡片對光起發散作用D.用f=15cm的凸透鏡替換圖中透鏡,只向右移動光屏,可在光屏上成清晰的像20~22小題為多選題,20.(3分)關于電與磁,下列說法正確的是( ?。〢.奧斯特實驗表明通電導體周圍存在磁場B.磁場看不見、摸不著,但它是客觀存在的C.改變通過電磁鐵的電流方向可以改變電磁鐵磁性的強弱D.閉合電路的部分導體在磁場中運動時,電路中就會產生感應電流21.(3分)關于慣性,下列說法正確的是( ?。〢.慣性是改變物體運動狀態的原因B.運動員起跑時用力蹬地,是利用慣性提高速度C.汽車駕駛員和乘客系安全帶,是為了防止由于慣性帶來的危害D.錘柄下端在石墩上撞擊幾下,松動的錘頭就緊套在錘柄上,這是利用了錘頭的慣性22.(3分)如圖所示,電源電壓不變,a、b為電壓表或定值電阻,若為定值電阻,其阻值與R相同均為R0.當S1和S2閉合、S3斷開時,電流表A1的示數為I0;再閉合S3,電流表A1的示數為2I0.下列說法正確的是( ?。〢.開關均閉合后,電路消耗的功率為2I02R0B.開關均閉合后,a、b互換前后A2的示數之比為1:2C.將最大阻值為R0的滑動變阻器與R串聯,只閉合S1、S2,P從中點移到阻值最大端,變阻器消耗的功率變化量為I02R0D.用最大阻值為R0的滑動變阻器替換a、b、R其中的一個,移動滑片,三個電流表的示數均發生變化且變化量相等。滿足上述要求的電路連接方式有四種二、填空及簡答題23.在家庭電路中,為了防止觸電,必須把用電器的開關裝在  線上,電冰箱、洗衣機等大功率家用電,器的電源插座都用三孔插座,為了安全,三腳插頭的接地腳應與用電器的  相連。24.(3分)仿照實例,請將運用的主要物理知識填寫在右側的橫線上。例:鉛垂線的應用﹣﹣重力的方向總是豎直向下的。(1)塑料吸盤的安裝﹣﹣ ??;(2)飛機升力的產生﹣﹣ ??;(3)三峽大壩的船閘的使用﹣﹣  。25.(3分)蹦極是一種運動游戲。如圖中A點是彈性繩自然下垂時繩下端的位置,B點是游戲者所能到達的最低點。當游戲者離開跳臺向A點運動的過程中(忽略空氣阻力),其重力勢能逐漸轉化為  能;游戲者從A點到B點的過程中,繩子具有的  能逐漸增加;到達B點時游戲者受到的彈力大于重力,所以游戲者在B點時 ?。ㄟx填“是”或“不是”)處于平衡狀態。26.(3分)小明用除顏色不同外,其他都相同的黑白兩張紙分別將兩個相同的瓶子包起來,再將質量、初溫相同的水分別倒入兩個瓶中,然后將兩個瓶子放在太陽光下,過一段時間后,小明用溫度計測量了兩瓶中水的溫度,發現包有黑紙的瓶中水的溫度升高的較多。請回答下列問題:(1)黑紙的吸熱性能比白紙的要 ?。ㄟx填“好”或“差”);(2)兩瓶中的水是通過 ?。ㄟx填“做功”或“熱傳遞”)的方式使其內能增加的;(3)已知包有黑紙的瓶中裝有0.5kg水。0.5kg的水溫度升高20℃,需吸收  J的熱量。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]27.(3分)核能是一種 ?。ㄟx填“可再生”或“不可再生”)能源。核電站利用核能發電,它的核心設備是核反應堆,核反應堆是通過可控?。ㄟx填“核裂變”或“核聚變”)反應釋放核能的設備。核電站中的汽輪機屬于 ?。ㄟx填“發電機”“電動機”或“熱機”)。三、實驗探究題(本大題共4個小題:第32小題4分,第33小題6分,第34、35小題各7分,共24分)32.(4分)在“探究光的反射規律”的實;驗中,平面鏡水平放置,白色紙板豎直立在平而鏡上,紙板由E、F兩部分組成,可繞豎直接縫ON翻轉,如圖1所示。,實驗次數入射角反射角130°30°245°45°360°60°(1)實驗中還需要的器材是:  、激光筆和鉛筆。(2)將一束光貼著紙板E沿AO射到O點,紙板F上會顯示出反射光束OB:為探究反射光和入射光是否在同一平面內,下一步的操作是:  。(3)使光束以不同角度入射進行實驗,測量數據如上表所示。由此可得:在反射現象中,  。(4)如圖2所示,已知入射光線與反射光線的夾角為90°,請在圖中畫出平面鏡的位置并標出反射角的度數。33.(6分)斜面是一種簡單機械,在生活和生產中使用斜面的好處是可以省力,如:  。那么斜面的省力情況與哪些因素有關呢?(使用斜面的省力情況可以通過比較沿斜面拉力F與物體重力G的比值大小來判定,比值越小,越省力)小明做了如下猜想:猜想1:與斜面的表面材料有關;猜想2:與斜面的傾斜程度有關;猜想3:與物體受到的重力大小有關。小明為驗證上述猜想,利用如圖所示的裝置進行了實驗。實驗中所用的物塊材料及其表面粗糙程度相同,在沿斜面拉力的作用下,在斜面上做勻速直線運動。實驗中相關的記錄如表。實驗序號123456斜面傾角θθθθθ1(θ1>θ2)θ2(θ2>θ1)斜面的表面材料木板毛巾木板木板木板木板物塊重G/N2.02.04.06.02.02.0,沿斜面拉力F/N1.351.522.704.051.521.70回答下列問題:(1)通過對比實驗  中的數據可知,使用斜面省力的情況與斜面的表面材料有關;(2)通過對比實驗1、5、6中的數據,得出的結論是:在其他條件相同時,??;(3)為驗證猜想3,小明做了實驗 ?。ㄌ顚憣嶒炐蛱枺?,分析實驗數據后,小明認為這幾次實驗省力情況相同,依據是 ?!就卣埂客瓿蓪嶒灪?,小明沿斜面用1.8N的拉力,將重為4.5N的物體從斜面底端勻速拉到了頂端。已知斜面長1.2m、高0.3m,則斜面的機械效率是  %.(把重物直接提升0.3m所做的功作為有用功)34.(7分)學習了電功率后,小明利用如圖1所示的電路圖來探究小燈泡功率跟電阻的關系。L1規格為“2.5V0.25A”、L2額定電壓是4.5V、L3額定電壓是6V,可調電壓電源。圖3是小燈泡L2和L3的I﹣U圖象。(1)請根據圖1所示電路圖用筆畫線代替導線將圖2所示實物圖補充完整。(2)電路連接完成后,小明只閉合開關S1,發現電流表有示數,但小燈泡不發光,原因是  。(3)如表是實驗中的相關數據。實驗次數開關狀態電源電壓電流表示數小燈泡電阻小燈泡功率1只S1閉合U0.25AR1=10ΩP1=0.625W,R2=2ΩP2=0.125WR3P3=0.25W2只S1、S2閉合2.5V0.50AR3=5ΩP3=1.25W3只S1、S3閉合0.25AR1=10ΩP1=0.6125W4S1、S2、S3均閉合1.30AR2=4.55ΩP2=1.375W第1次實驗中電源電壓U=  V,L3的阻值R3= 4 Ω。(4)分析表中數據可得出,規格不同的小燈泡消耗的實際功率跟電阻的關系是:① ??;②  ?!就卣埂客瓿蓪嶒灪?,老師告訴小明用一個穩壓電源和一個滑動變阻器可以制作成一個可調電壓電源。將自制的可調電壓電源(穩壓電源電壓恒為6V)、電流表、小燈泡L3和開關串聯,如圖4所示。將滑片置于阻值最大處,閉合開關,向左移動滑片,當滑片從A點滑到最左端B點時(A、B兩點圖中未標出),電流表示數變化了0.1A,則RAB=  Ω。37.(7分)小明家在不遠處施工,臨時用導線將電水壺和電水龍頭(打開幾秒鐘就能流出熱水)接入家中電能表[3000r/(kW•h)].如圖所示。電水壺的規格為“220V1210W”,電水龍頭的規格為“220V2420W”,當電路中單獨使用電水壺燒水時,鋁盤轉動110r,用時120s。在電路中單獨使用電水龍頭洗漱時,用了180s。導線、電水壺和電水龍頭的電阻不隨溫度變化。求:(1)電水壺和電水龍頭的電阻;(2)導線的電阻;(3)在洗漱時,導線上產生的熱量。38.(7分)邊長為20cm的薄壁正方形容器(質量不計)放在水平桌面上,將質地均勻的實心圓柱體豎直放在容器底部,其橫截面積為200cm2,高度為10cm。如圖1所示。然后向容器內緩慢注入某種液體,圓柱體始終直立,圓柱體對容器底部的壓力與注入液體質量的關系如圖2所示。(g取10Nkg),(1)判斷圓柱體的密度與液體密度的大小關系,并寫出判斷依據;(2)當圓柱體剛被浸沒時,求它受到的浮力;(3)當液體對容器底部的壓強與容器對桌面的壓強之比為1:3時,求容器內液體的質量。河北省2020年中考物理試題一、選擇題15.下列數據最接近實際情況的是( ?。〢.一支新2B鉛筆的長度約為18mmB.一名普通中學生的質量約為100kgC.正常人1min內脈搏跳動的次數約為70次D.讓人感覺溫暖又舒適的房間溫度約為37℃【分析】首先對題目中涉及的物理量有個初步的了解,對于選項中的單位,可根據需要進行相應的換算或轉換,排除與生活實際相差較遠的選項,找出符合生活實際的答案?!窘獯稹拷猓篈、中學生伸開手掌,大拇指指尖到中指指尖的距離(一拃)大約15cm,一支新2B鉛筆略大于此數值,在18cm=180mm左右。故A不符合實際;B、一名普通中學生的質量約為50kg左右。故B不符合實際;C、正常情況下,人的脈搏跳動一次的時間接近1s,1min跳動的次數在70次左右。故C符合實際;D、讓人感覺溫暖又舒適的房間溫度約為26℃,故D不符合實際。故選:C?!军c評】對于生活中數據的估測,應從實際的角度出發進行判斷,也可從自己的角度出發判斷,如自己的身高、自己的體重、自己正常時的體溫及正常行走的速度等方面來與題目中的數據比較,只要相差不大,該數據就是合理的。16.下列關于聲和電磁波的說法正確的是( ?。〢.電磁波在真空中的傳播速度約為340m/s,B.醫生通過聽診器給病人診病時,只利用了聲傳遞能量C.人們通過樂器發聲時的響度和音調,來區別不同樂器的發聲D.撥動繃緊的橡皮筋,橡皮筋嗡嗡作響,說明聲音是由物體的振動產生的【分析】(1)電磁波在真空中的傳播速度最快,為3.0×108m/s。(2)聲音可以傳遞信息和能量;(3)聲音三個特性:音調、響度和音色;音調跟發聲體的振動頻率有關;響度跟發聲體的振幅有關,還跟距離發聲體的遠近有關;音色跟發聲體的材料和結構有關;(4)聲音是由物體振動產生的?!窘獯稹拷猓篈、電磁波在真空中的傳播速度為3.0×108m/s,故A錯誤;B、醫生通過聽診器給病人診病,是利用了聲波可以傳遞信息,故B錯誤;C、每個發聲體發出聲音的音色是不同的,所以人們通過樂器發聲時的音色,來區別不同樂器的發聲,故C錯誤;D、撥動繃緊的橡皮筋,橡皮筋振動產生聲音,這表明聲音是由物體的振動產生的,故D正確。故選:D?!军c評】本題考查聲音的產生、聲音的特性、聲速以及聲音的利用,難度不大。17.江、河、湖、海及大地表層中的水不斷蒸發變成水蒸氣,升入高空的水蒸氣溫度降低凝成小水滴或凝成小冰晶懸浮在空中,這就是云。兩個“凝成”所指的物態變化分別是( ?。〢.汽化升華B.液化凝華C.凝固凝華D.升華熔化【分析】物質從固態到液態的過程叫做熔化,物質從液態變成固態的過程叫做凝固;物質從液態變為氣態叫做做汽化,物質從氣態變為液態叫做液化;物質從固態直接變成氣態叫升華,物質從氣態直接變成固態叫凝華?!窘獯稹拷猓核魵獾臏囟冉档湍尚∷问且夯?;水蒸氣的溫度降低凝成小冰晶是凝華;故B正確。故選:B?!军c評】分析生活中的熱現象屬于哪種物態變化,關鍵要看清物態變化前后,物質各處于什么狀態;另外對六種物態變化的吸熱和放熱情況也要有清晰的認識。18.如圖所示,小明和小紅坐在??吭谡九_的火車車廂里,他們分別向兩側窗外看,對火車的運動情況產生了不同的觀點。小明以窗外的站臺為參照物說火車是靜止的;小紅以窗外行駛的動車為參照物,說火車是運動的。則( ?。?A.只有小明的說法正確B.只有小紅的說法正確C.兩個人的說法都正確D.兩個人的說法都不正確【分析】研究物體的運動時,必須事先選定一個標準的物體,這個事先被選作標準的物體叫參照物。如果被研究的物體相對于這個標準位置發生了改變,則是運動的;如果被研究的物體相對于這個標準位置沒有發生改變,則是靜止的?!窘獯稹拷猓号袛嘁粋€物體是運動還是靜止的方法:如果被研究的物體相對于參照物位置發生了改變,則是運動的;如果被研究的物體相對于參照物位置沒有發生改變,則是靜止的。所以,以窗外的動車為參照物,如果火車的位置變化了,則火車是運動的,故小紅的判斷正確;如果以窗外的站臺為參照物,火車的位置沒有變化,則火車是靜止的,故小明的判斷正確。故選:C?!军c評】關于運動與靜止的相對性的考查,一般由兩種考查思路:①告訴研究對象及其運動狀態,選取參照物;②已知研究對象與參照物,確定物體運動狀態。19.在探究凸透鏡成像的實驗中,蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示,燭焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列說法正確的是( ?。〢.凸透鏡的焦距是20cmB.將蠟燭和光屏都向右移動,光屏上可成清晰的像,該成像規律應用在照相機上C.在貼近凸透鏡的左側放置一眼鏡片,只向左移動光屏,可在光屏上成清晰縮小的像,該鏡片對光起發散作用D.用f=15cm的凸透鏡替換圖中透鏡,只向右移動光屏,可在光屏上成清晰的像【分析】(1)物距等于2f時,成倒立、等大的實像;(2)光屏上能承接到的像是實像。凸透鏡成實像時,物距大于像距,成倒立縮小的實像;物距等于像距時,成倒立等大的實像;物距小于像距時,成倒立放大的實像;(3)根據光屏的移動方向可判斷像的變化情況;,(4)當f<u<2f時,成倒立、放大的實像?!窘獯稹拷猓篈、由圖可知u=50cm﹣30cm=20cm,光屏上得到一個清晰等大的實像,則u=2f=20cm,解得f=10cm,故A錯誤;B、將蠟燭和光屏都向右移動,光屏上可成清晰的像,物體處于一倍焦距和二倍焦距之間,成倒立、放大的實像,投影儀就是利用該原理制成的,故B錯誤;C、貼近凸透鏡的左側放置一眼鏡片,只向左移動光屏,說明透鏡對光線有會聚作用,在光屏上成清晰縮小的像,故C錯誤;D、用f=15cm的凸透鏡替換圖中透鏡,物距=20cm,f<u<2f時,成倒立、放大的實像,像距大于2倍焦距,向右移動光屏,可在光屏上成清晰的像,故D正確。故選:D?!军c評】本題考查了凸透鏡成像規律的應用,要熟練掌握規律的內容,解決此題的關鍵是求出焦距的大小。20~22小題為多選題,20.(3分)關于電與磁,下列說法正確的是( ?。〢.奧斯特實驗表明通電導體周圍存在磁場B.磁場看不見、摸不著,但它是客觀存在的C.改變通過電磁鐵的電流方向可以改變電磁鐵磁性的強弱D.閉合電路的部分導體在磁場中運動時,電路中就會產生感應電流【分析】(1)奧斯特實驗表明通電導體周圍存在磁場。(2)磁場看不見,摸不得,但是它是客觀存在的。(3)改變電磁鐵電流方向可以改變電磁鐵的磁極,改變電磁鐵的電流大小可以改變電磁鐵的磁性強弱。(4)閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動,電路中產生電流,這種電流叫感應電流?!窘獯稹拷猓篈、奧斯特實驗表明通電導體周圍存在磁場,故選項正確。B、磁場看不見,摸不得,但是它是客觀存在的,故選項正確。C、改變通過電磁鐵的電流方向可以改變電磁鐵磁極,故選項錯誤。D、閉合電路的部分導體只有在磁場中做切割運動時,電路中才會產生感應電流,故選項錯誤。故選:AB?!军c評】本題考查了奧斯特實驗、磁場、電磁鐵磁性強弱和磁極的影響因素、電磁感應等,屬于基礎知識。21.(3分)關于慣性,下列說法正確的是( ?。?A.慣性是改變物體運動狀態的原因B.運動員起跑時用力蹬地,是利用慣性提高速度C.汽車駕駛員和乘客系安全帶,是為了防止由于慣性帶來的危害D.錘柄下端在石墩上撞擊幾下,松動的錘頭就緊套在錘柄上,這是利用了錘頭的慣性【分析】慣性是物體具有的保持運動狀態不變的性質,在生活中可以利用慣性,但也要注意防止由于慣性帶來的傷害;力是物體對物體的作用,物體間力的作用是相互的;力是改變物體運動狀態的原因?!窘獯稹拷猓篈、物體的運動狀態發生了變化,是因為受到力的作用,故A錯誤;B、慣性是物體具有的保持運動狀態不變的性質,不能利用慣性提高速度;故B錯誤;C、汽車駕駛員和乘客系安全帶,是為了防止汽車緊急剎車時由于慣性帶來的危害,故C正確;D、將錘柄在石墩上撞擊時,錘柄停止運動,松動的錘頭由于慣性仍保持原來的運動狀態,所以錘頭就緊套在錘柄上,故D正確;故選:CD?!军c評】慣性內容是物理中的重要內容,要知道慣性應用、防止由于慣性帶來的傷害。22.(3分)如圖所示,電源電壓不變,a、b為電壓表或定值電阻,若為定值電阻,其阻值與R相同均為R0.當S1和S2閉合、S3斷開時,電流表A1的示數為I0;再閉合S3,電流表A1的示數為2I0.下列說法正確的是( ?。〢.開關均閉合后,電路消耗的功率為2I02R0B.開關均閉合后,a、b互換前后A2的示數之比為1:2C.將最大阻值為R0的滑動變阻器與R串聯,只閉合S1、S2,P從中點移到阻值最大端,變阻器消耗的功率變化量為I02R0D.用最大阻值為R0的滑動變阻器替換a、b、R其中的一個,移動滑片,三個電流表的示數均發生變化且變化量相等。滿足上述要求的電路連接方式有四種【分析】由題意可知,當S1和S2閉合、S3斷開時,R與b并聯,電流表A1測干路的電流;再閉合S3,a、b、R并聯,電流表A1測干路電流,其示數為2I0,若a為電壓表,根據并聯電路中各支路獨立工作、互,不影響可知電流表A1的示數應變,據此可知a為定值電阻,根據并聯電路的特點結合通過a的電流和通過R的電流關系判斷出b應為電壓表。(1)當S1和S2閉合、S3斷開時,電路為R的簡單電路,電流表A1測電路中的電流,根據歐姆定律求出電源的電壓,開關均閉合后電流表A1測干路電流,根據P=UI求出電路消耗的功率;(2)開關均閉合后,Ra與R并聯,電流表A2測R支路的電流;a、b互換后,Ra與R并聯,電流表A2測兩支路的電流之和,據此求出a、b互換前后A2的示數之比;(3)將最大阻值為R0的滑動變阻器與R串聯,只閉合S1、S2時,R滑與R串聯,根據電阻的串聯和歐姆定律表達出電路中的電流,根據P=UI=I2R表示出變阻器消耗的電功率,據此表達式判斷出變阻器消耗的最大和最小功率并求出其大小,然后求出變阻器消耗的功率變化量;(4)用最大阻值為R0的滑動變阻器替換a、b、R其中的一個,移動滑片,三個電流表的示數均發生變化且變化量相等,據此分析滑動變阻器替換的電路元件和符合要求的電路連接方式?!窘獯稹拷猓寒擲1和S2閉合、S3斷開時,R與b并聯,電流表A1測干路的電流,其示數為I0;再閉合S3,a、b、R并聯,電流表A1測干路電流,其示數為2I0,若a為電壓表,由并聯電路中各支路獨立工作、互不影響可知,電流表A1的示數應為I0不變,不可能為2I0,所以,a應為定值電阻,由并聯電路的電流特點可知,通過a的電流和通過R的電流相等,則b應為電壓表;A.當S1和S2閉合、S3斷開時,電路為R的簡單電路,電流表A1測電路中的電流,如下圖所示:由I=可得,電源的電壓U=I0R0,開關均閉合后,如下圖所示:干路電流表A1的示數為2I0,,則此時電路消耗的功率P=U×2I0=I0R0×2I0=2I02R0,故A正確;B.開關均閉合后,Ra與R并聯,電流表A2測R支路的電流,其示數為I0;a、b互換后,Ra與R并聯,如下圖所示:此時電流表A2測兩支路的電流之和,其示數為2I0,所以,a、b互換前后A2的示數之比為I0:2I0=1:2,故B正確;C.將最大阻值為R0的滑動變阻器與R串聯,只閉合S1、S2時,R滑與R串聯,等效電路圖如下圖所示:因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,電路中的電流I=,則變阻器消耗的電功率:P滑=I2R滑=()2R滑====,當R滑=R=R0時,滑動變阻器消耗的電功率最大,則P滑大===I02R0,滑片P位于中點時,變阻器消耗的電功率最小,則P滑?。剑ǎ?R滑=()2×R0=I02R0,所以,變阻器消耗的功率變化量:△P滑=P滑大﹣P滑?。絀02R0﹣I02R0=I02R0,故C錯誤;D.用最大阻值為R0的滑動變阻器替換a、b、R,其中的一個,移動滑片,三個電流表的示數均發生變化且變化量相等,當滑動變阻器替換a后,移動滑片時,通過R的電流不變,則電流表A2的示數不變,當滑動變阻器替換R后,移動滑片時,通過a處定值電阻的電流不變,則電流表A3的示數不變,綜上可知,滑動變阻器應替換電壓表b,①當S1閉合、S2和S3斷開時,電路為滑動變阻器的簡單電路,三電流表均測電路中的電流,如下圖所示:因串聯電路中各處的電流相等,所以移動滑片,三個電流表的示數均發生變化且變化量相等;②當S1和S2閉合、S3斷開時,滑動變阻器與R并聯,電流表A1、A2均測干路電流,電流表A3測變阻器支路的電流,如下圖所示:因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響,所以滑片移動時通過R的電流不變,由并聯電路中干路電流等于各支路電流之和可知,三電流表示數的變化量相等;③當S1和S3閉合、S2斷開時,a定值電阻與滑動變阻器并聯,電流表A1、A3均測干路電流,電流表A2測變阻器支路的電流,如下圖所示:因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響,所以滑片移動時通過定值電阻a的電流不變,由并聯電路中干路電流等于各支路電流之和可知,三電流表示數的變化量相等;④當S1、S2、S3均閉合時,Ra、R、滑動變阻器并聯,如下圖所示:,電流表A1測干路電流,電流表A2測R與變阻器支路的電流之和,電流表A3測Ra與變阻器支路的電流之和,因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響,所以滑片移動時通過定值電阻Ra和R的電流不變,由并聯電路中干路電流等于各支路電流之和可知,三電流表示數的變化量相等;綜上可知,D正確。故選:ABD?!军c評】本題考查了電路的動態分析,涉及到串并聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的綜合應用,正確的判斷a、b電路元件的種類和電路的連接方式以及電表所測的電路元件是關鍵。二、填空及簡答題23.在家庭電路中,為了防止觸電,必須把用電器的開關裝在 火 線上,電冰箱、洗衣機等大功率家用電器的電源插座都用三孔插座,為了安全,三腳插頭的接地腳應與用電器的 金屬外殼 相連?!痉治觥浚?)開關控制用電器時,開關接在用電器和火線之間,開關能控制用電器,而且斷開開關能切斷火線,使用用電器更安全;(2)三孔插座中多出的一個孔是用來接地線的;三腳插頭中有一根導線要與用電器金屬外殼相連。目的就是為了防止觸電?!窘獯稹拷猓海?)用電器的開關裝在火線上,接觸用電器時,可以斷開開關,切斷火線,防止接觸用電器發生觸電事故;(2)為了安全用電,電冰箱、洗衣機等大功率家用電器的電源插座都用三孔插座,三腳插頭的接地腳應與用電器的金屬外殼相連通,這樣若金屬外殼的用電器外殼萬一帶電,電流會通過地線導入大地,防止造成觸電事故的發生。故答案為:火;金屬外殼?!军c評】本題考查了家庭電路的電器連、開關的連接,都是和學生生活聯系比較密切的問題,要特別注意,做到學以致用。24.(3分)仿照實例,請將運用的主要物理知識填寫在右側的橫線上。例:鉛垂線的應用﹣﹣重力的方向總是豎直向下的。,(1)塑料吸盤的安裝﹣﹣ 外部大氣壓大于內部大氣壓??;(2)飛機升力的產生﹣﹣ 流體在流速越大的地方,壓強越??;機翼上方的空氣流速大于下方,機翼上方的氣體壓強小于下方,所以機翼上下表面存在向上壓強差,因而有向上壓力差??;(3)三峽大壩的船閘的使用﹣﹣ 連通器原理 ?!痉治觥浚?)從大氣壓的作用來分析;(2)流體壓強與流速的關系:流速越大,壓強越??;流速越小,壓強越大;(3)上端開口,下部連通的容器叫做連通器,連通器的特點是容器中的同種液體不流動時,各個容器中液面總是相平的?!窘獯稹拷猓海?)塑料吸盤能吸附于墻面上,這種吸附作用是由于吸盤外部的大氣壓強大于內部的大氣壓所產生的;(2)飛機的機翼“上凸下平”,使下方空氣流速小、壓強大,從而產生向上的壓強差,即產生向上的升力;(3)三峽大壩的船閘的上游閥門打開時,上游和閘室構成連通器,下游閥門打開時,下游和閘室構成連通器,即三峽大壩的船閘是利用連通器原理工作的;故答案為:(1)外部大氣壓大于內部大氣壓;(2)流體在流速越大的地方,壓強越??;機翼上方的空氣流速大于下方,機翼上方的氣體壓強小于下方,所以機翼上下表面存在向上壓強差,因而有向上壓力差;(3)連通器原理?!军c評】本題考查了大氣壓強、流體壓強與流速的關系以及連通器原理,難度不大。25.(3分)蹦極是一種運動游戲。如圖中A點是彈性繩自然下垂時繩下端的位置,B點是游戲者所能到達的最低點。當游戲者離開跳臺向A點運動的過程中(忽略空氣阻力),其重力勢能逐漸轉化為 動 能;游戲者從A點到B點的過程中,繩子具有的 彈性勢 能逐漸增加;到達B點時游戲者受到的彈力大于重力,所以游戲者在B點時 不是?。ㄟx填“是”或“不是”)處于平衡狀態?!痉治觥縿幽艿拇笮∨c速度和質量有關,重力勢能的大小與質量和高度有關,據此判定能量的轉化;根據繩子的形變程度分析其彈性勢能的變化;,物體受到的合力為0時,處于平衡狀態?!窘獯稹拷猓河螒蛘邚淖罡唿c到A時,高度減小,速度變大,重力勢能減小,動能變大,重力勢能轉化為動能;從A點到B點的過程中,繩子逐漸伸長,彈性形變程度變大,彈性勢能變大;到達B點時游戲者受到的彈力大于重力,合力不為0,所以游戲者在B點時不是處于平衡狀態。故答案為:動;彈性勢;不是?!军c評】該題考查了動能、重力勢和彈性勢能之間的變化,關鍵是對各自影響因素和受力情況的分析。26.(3分)小明用除顏色不同外,其他都相同的黑白兩張紙分別將兩個相同的瓶子包起來,再將質量、初溫相同的水分別倒入兩個瓶中,然后將兩個瓶子放在太陽光下,過一段時間后,小明用溫度計測量了兩瓶中水的溫度,發現包有黑紙的瓶中水的溫度升高的較多。請回答下列問題:(1)黑紙的吸熱性能比白紙的要 好?。ㄟx填“好”或“差”);(2)兩瓶中的水是通過 熱傳遞?。ㄟx填“做功”或“熱傳遞”)的方式使其內能增加的;(3)已知包有黑紙的瓶中裝有0.5kg水。0.5kg的水溫度升高20℃,需吸收 42000 J的熱量。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]【分析】(1)根據水的溫度的高低分析吸熱性的大??;(2)改變物體內能的方法有兩個:做功和熱傳遞;(3)利用公式Q=cm△t可計算出水吸收熱量的多少?!窘獯稹拷猓海?)將兩個瓶子放在太陽光下,過一段時間后,用溫度計測量了兩瓶中水的溫度,發現包有黑紙的瓶中水的溫度升高的較多,說明包有黑紙的瓶中水吸收的熱量多,即黑紙的吸熱性能比白紙的要好;(2)兩瓶中的水從陽光中吸收熱量,是通過熱傳遞的方式使其內能增加的;(3)水吸收的熱量Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×20℃=42000J。故答案為:(1)好;(2)熱傳遞;(3)42000?!军c評】本題主要考查學生對改變物體內能的兩種方式以及吸熱公式的應用的理解和掌握,屬于基礎知識。27.(3分)核能是一種 不可再生?。ㄟx填“可再生”或“不可再生”)能源。核電站利用核能發電,它的核心設備是核反應堆,核反應堆是通過可控 核裂變?。ㄟx填“核裂變”或“核聚變”)反應釋放核能的設備。核電站中的汽輪機屬于 熱機?。ㄟx填“發電機”“電動機”或“熱機”)?!痉治觥浚?)能夠短時間內從自然界得到補充的是可再生能源,短時間得不到補充的是不可再生能源。(2,)核裂變和核聚變都能釋放能量,對于核裂變是可控的,如核電站的核反應堆就是通過核裂變提供能量的;(3)熱機的種類很多,內燃機、蒸汽機、汽輪機、噴氣發動機都是熱機?!窘獯稹拷猓海?)核能屬于一旦消耗就很難再生的能源,是不可再生能源;(2)核電站是利用可控的核裂變釋放能量來發電的;(3)核電站中的汽輪機是利用內能工作的,屬于熱機。故答案為:不可再生;核裂變;熱機?!军c評】本題主要考查學生對能源分類、核電站原理以及熱機種類的了解,是一道基礎題。三、實驗探究題(本大題共4個小題:第32小題4分,第33小題6分,第34、35小題各7分,共24分)32.(4分)在“探究光的反射規律”的實;驗中,平面鏡水平放置,白色紙板豎直立在平而鏡上,紙板由E、F兩部分組成,可繞豎直接縫ON翻轉,如圖1所示。實驗次數入射角反射角130°30°245°45°360°60°(1)實驗中還需要的器材是: 量角器 、激光筆和鉛筆。(2)將一束光貼著紙板E沿AO射到O點,紙板F上會顯示出反射光束OB:為探究反射光和入射光是否在同一平面內,下一步的操作是: 將紙板F沿ON向后折(向前折),看其上是否有反射光線 。(3)使光束以不同角度入射進行實驗,測量數據如上表所示。由此可得:在反射現象中, 反射角等于入射角 。(4)如圖2所示,已知入射光線與反射光線的夾角為90°,請在圖中畫出平面鏡的位置并標出反射角的度數?!痉治觥浚?)驗證光的反射定律,需要用到光源、平面鏡、畫有法線ON的平整硬紙板、直尺、量角器及鉛筆;(2)要驗證反射光線與入射光線是否在同一平面上,可以通過讓紙板B不與紙板A在同一平面上來研究;,(3)根據表格中的數據分析;(4)根據光的反射定律知,反射角等于入射角,故反射光線與入射光線的夾角的平分線是法線的位置,再過入射點作出法線的垂線,就是平面鏡所在的位置?!窘獯稹拷猓海?)因為實驗時為了驗證光的反射定律,需要測量反射角和入射角的度數,所以必須有量角器;(2)將紙板F沿ON向后折(向前折),看其上是否有反射光線,轉動后,若不能看到反射光線,說明反射光線與入射光線是在同一平面內;(3)使光束以不同角度入射進行實驗,由表格中的數據可知,反射角始終等于入射角;(4)已知入射光線與反射光線的夾角為90°,由光反射定律知,反射角等于入射角,則反射角等于90°=45°,所以先做出反射光線與入射光線的夾角的平分線,然后再過入射點作這個角平分線的垂線即為平面鏡的位置,入射角為入射光線與法線的夾角,反射角為反射光線與法線的夾角。如圖故答案為:(1)量角器;(2)將紙板F沿ON向后折(向前折),看其上是否有反射光線;(3)反射角等于入射角;(4)見上圖?!军c評】本題考查光的反射定律實驗的有關內容,主要考查學生對實驗過程中出現問題的應對能力,就是為了鍛煉學生的動手、動腦的能力。33.(6分)斜面是一種簡單機械,在生活和生產中使用斜面的好處是可以省力,如: 盤山公路 。那么斜面的省力情況與哪些因素有關呢?(使用斜面的省力情況可以通過比較沿斜面拉力F與物體重力G的比值大小來判定,比值越小,越省力)小明做了如下猜想:猜想1:與斜面的表面材料有關;猜想2:與斜面的傾斜程度有關;猜想3:與物體受到的重力大小有關。小明為驗證上述猜想,利用如圖所示的裝置進行了實驗。實驗中所用的物塊材料及其表面粗糙程度相同,在沿斜面拉力的作用下,在斜面上做勻速直線運動。實驗中相關的記錄如表。實驗序號123456,斜面傾角θθθθθ1(θ1>θ2)θ2(θ2>θ1)斜面的表面材料木板毛巾木板木板木板木板物塊重G/N2.02.04.06.02.02.0沿斜面拉力F/N1.351.522.704.051.521.70回答下列問題:(1)通過對比實驗 1和2 中的數據可知,使用斜面省力的情況與斜面的表面材料有關;(2)通過對比實驗1、5、6中的數據,得出的結論是:在其他條件相同時, 其他條件相同時,斜面的傾斜程度越小,提升物體越省力??;(3)為驗證猜想3,小明做了實驗 1、3、4?。ㄌ顚憣嶒炐蛱枺?,分析實驗數據后,小明認為這幾次實驗省力情況相同,依據是 根據1、3、4的實驗數據可知,物體的重力變為原來的幾倍,拉力會變為原來的幾倍,即沿斜面的拉力F與物體的重力G的比值大小相等 ?!就卣埂客瓿蓪嶒灪?,小明沿斜面用1.8N的拉力,將重為4.5N的物體從斜面底端勻速拉到了頂端。已知斜面長1.2m、高0.3m,則斜面的機械效率是 62.5 %.(把重物直接提升0.3m所做的功作為有用功)【分析】斜面也是一種常用的機械,使用斜面比較省力;(1)探究斜面省力的情況與斜面的表面材料有關時,需要控制物重、傾角相同,表面材料不同;(2)根據實驗1、5、6中的數據中的相同點和不同點,利用控制變量法分析;(3)探究斜面省力的情況與重力大小有關時,需要控制傾角相同、表面材料相同,物體的重力不同;【拓展】根據公式W=Gh可求拉力做的有用功;利用W=Fs求出拉力做的功,即總功;斜面的機械效率等于有用功與總功之比?!窘獯稹拷猓盒泵媸且环N簡單機械,使用斜面可以省力。當斜面的高度一定時,斜面越長,則坡度越緩,則越省力;如:盤山公路;(1)探究斜面省力的情況與斜面的表面材料有關時,采用的是控制變量法,實驗中需要控制物重、傾角相同,表面材料不同,所以應該對比1和2的數據;(2)對比實驗1、5、6中的數據可知,在斜面的表面材料、物重相同的情況下,傾角越小,拉力越小,故結論是:在其他條件相同時,斜面的傾斜程度越小,提升物體越省力;(3,)探究斜面省力的情況與重力大小有關時,根據控制變量法可知,實驗中需要控制傾角相同、表面材料相同,物體的重力不同;所以需要對比1、3、4的實驗數據;根據1、3、4的實驗數據可知,物體的重力變為原來的幾倍,拉力會變為原來的幾倍,即沿斜面的拉力與物體的重力G的比值大小相等;【拓展】有用功為:W有=Gh=4.5N×0.3m=1.35J;拉力做的總功:W總=Fs=1.8N×1.2m=2.16J;斜面的機械效率:η==×100%=62.5%。故答案為:盤山公路;(1)1和2;(2)其他條件相同時,斜面的傾斜程度越小,提升物體越省力;(3)1、3、4;根據1、3、4的實驗數據可知,物體的重力變為原來的幾倍,拉力會變為原來的幾倍,即沿斜面的拉力F與物體的重力G的比值大小相等;【拓展】62.5?!军c評】此題主要考查我們的實驗分析能力,以及斜面機械效率的計算,是一道好題,要掌握。34.(7分)學習了電功率后,小明利用如圖1所示的電路圖來探究小燈泡功率跟電阻的關系。L1規格為“2.5V0.25A”、L2額定電壓是4.5V、L3額定電壓是6V,可調電壓電源。圖3是小燈泡L2和L3的I﹣U圖象。(1)請根據圖1所示電路圖用筆畫線代替導線將圖2所示實物圖補充完整。(2)電路連接完成后,小明只閉合開關S1,發現電流表有示數,但小燈泡不發光,原因是 電源電壓太低,燈的實際功率太小 。(3)如表是實驗中的相關數據。實驗次數開關狀態電源電壓電流表示數小燈泡電阻小燈泡功率1只S1閉合U0.25AR1=10ΩP1=0.625W,R2=2ΩP2=0.125WR3P3=0.25W2只S1、S2閉合2.5V0.50AR3=5ΩP3=1.25W3只S1、S3閉合0.25AR1=10ΩP1=0.6125W4S1、S2、S3均閉合1.30AR2=4.55ΩP2=1.375W第1次實驗中電源電壓U= 4 V,L3的阻值R3= 4 Ω。(4)分析表中數據可得出,規格不同的小燈泡消耗的實際功率跟電阻的關系是:① 當電流相同時,電功率與電阻成正比??;② 當電壓相同時,電功率與電阻成反比 ?!就卣埂客瓿蓪嶒灪?,老師告訴小明用一個穩壓電源和一個滑動變阻器可以制作成一個可調電壓電源。將自制的可調電壓電源(穩壓電源電壓恒為6V)、電流表、小燈泡L3和開關串聯,如圖4所示。將滑片置于阻值最大處,閉合開關,向左移動滑片,當滑片從A點滑到最左端B點時(A、B兩點圖中未標出),電流表示數變化了0.1A,則RAB= 7 Ω?!痉治觥浚?)根據電路圖連接實物圖;(2)電路連接完成后,小明只閉合開關S1,發現電流表有示數,則電路為通路,根據小燈泡不發光分析原因;(3)第1次實驗中,即只閉合S1時,分析電路連接,根據串聯電路電流的規律,根據P=UI得出R3的電壓,由歐姆定律求出R1的電壓,同理求出R2的電壓,根據串聯電路電壓的規律得出電源電壓;由歐姆定律求出L3的阻值R3;(4)根據表中第1次實驗數據得出結論;根據表中第2、3、4次實驗數據得出結論;【拓展】滑片移動到最左端時,電路為L3的簡單電路,可知燈的電壓為6V,由圖3得出電路的電流;滑片在A點時,變阻器與燈串聯,根據電路的電流變小可知電路的電流大小,由圖3可知燈的電壓,根據串聯電路的規律及歐姆定律求出變阻器連入電路的電阻?!窘獯稹拷猓海?)根據電路圖連接實物圖,如下所示:,(2)電路連接完成后,小明只閉合開關S1,發現電流表有示數,則電路為通路,但小燈泡不發光,原因是燈的實際功率太小,即電源電壓太低;(3)第1次實驗中,即只閉合S1時,三個電阻串聯,因串聯電路各處的電流相等,即為0.25A,P3=0.25W,根據P=UI,R3的電壓為:U3===1V,由歐姆定律,R1的電壓為:U1=IR1=0.25A×10Ω=2.5V,同理,R2的電壓為:U2=0.5V;根據串聯電路電壓的規律,電源電壓U=U1+U2+U3=2.5V+0.5V+1V=4V,由歐姆定律,L3的阻值R3===4Ω;(4)根據表中第1次實驗數據可知,當電流相同時,電功率與電阻成正比;根據表中第2、3、4次實驗數據,當電壓相同時,電功率與電阻成反比;【拓展】滑片移動到最左端時,電路為L3的簡單電路,燈的電壓為6V,由圖3知,電路的電流為0.6A,滑片在A點時,變阻器與燈串聯,電路的電流為0.6A﹣0.1A=0.5A,由圖3知,燈的電壓為2.5V,根據串聯電路的規律及歐姆定律,變阻器連入電路的電阻:R滑===7Ω,故答案為:(1)如上所示;(2)電源電壓太低,燈的實際功率太??;(3)4;4;(4)①當電流相同時,電功率與電阻成正比;②當電壓相同時,電功率與電阻成反比;【拓展】7?!军c評】本題探究小燈泡功率跟電阻的關系,考查電路連接、反?,F象的分析、串聯電路的規律及歐姆定律的運用和控制變量法、數據分析的能力。37.(7分)小明家在不遠處施工,臨時用導線將電水壺和電水龍頭(打開幾秒鐘就能流出熱水)接入家中電能表[3000r/(kW•h)].如圖所示。電水壺的規格為“220V1210W”,電水龍頭的規格為“220V,2420W”,當電路中單獨使用電水壺燒水時,鋁盤轉動110r,用時120s。在電路中單獨使用電水龍頭洗漱時,用了180s。導線、電水壺和電水龍頭的電阻不隨溫度變化。求:(1)電水壺和電水龍頭的電阻;(2)導線的電阻;(3)在洗漱時,導線上產生的熱量?!痉治觥浚?)根據公式P=分別求出電水壺和電水龍頭的電阻;(2)根據電能表表盤轉過的數目求出消耗的電能,根據P=求出電水壺和導線的功率;然后根據功率和電壓求出總電阻,根據串聯電路的電阻關系求出導線的電阻;(3)根據導線的電阻和水龍頭的電阻求出其總功率;根據焦耳定律求出產生的熱量?!窘獯稹拷猓海?)電水壺的規格為“220V1210W”,電水龍頭的規格為“220V2420W”,根據公式P=可知:電水壺的電阻為:R壺===40Ω;電水龍頭的電阻為:R水龍頭===20Ω;(2)當電路中單獨使電電用電水壺燒水時,消耗的電能為:W=kW•h=kW•h;此時電路的總功率為:P實===1100W;此時電水壺和導線的總電阻為:R總===44Ω;由于導線與電水壺串聯接入電路中,則導線的電阻為:R線=R總﹣R壺=44Ω﹣40Ω=4Ω;(3)電水龍頭和導線的總電阻為:R'=R線+R水龍頭=20Ω+4Ω=24Ω;,此時導線和水龍頭的功率為:P'===W;根據公式P=I2R可知,I2=;則導線上產生的熱量為:Q=I2R't=×4Ω×180s=60500J。答:(1)電水壺和電水龍頭的電阻分別為40Ω和20Ω;(2)導線的電阻為4Ω;(3)在洗漱時,導線上產生的熱量為60500J?!军c評】本題考查了電功率公式的靈活運用,關鍵是電能表參數理解和電能的求法,有較大的難度。38.(7分)邊長為20cm的薄壁正方形容器(質量不計)放在水平桌面上,將質地均勻的實心圓柱體豎直放在容器底部,其橫截面積為200cm2,高度為10cm。如圖1所示。然后向容器內緩慢注入某種液體,圓柱體始終直立,圓柱體對容器底部的壓力與注入液體質量的關系如圖2所示。(g取10Nkg)(1)判斷圓柱體的密度與液體密度的大小關系,并寫出判斷依據;(2)當圓柱體剛被浸沒時,求它受到的浮力;(3)當液體對容器底部的壓強與容器對桌面的壓強之比為1:3時,求容器內液體的質量?!痉治觥浚?)由圖2可知,當注入液體質量大于2kg時,圓柱體對容器底部的壓力不變,說明此時圓柱體浸沒在液體中,由物體的浮沉條件分析回答;(2)由題可知圓柱體的底面積和高度,從而得出圓柱體的體積,已知正方體容器的邊長,可求出其底面積S容,再求出圓柱體剛好浸沒時液體的體積,由圖2可知,圓柱體剛好浸沒時注入液體的質量為2kg,根據ρ液=求出液體的密度;根據阿基米德原理求出當圓柱體剛被浸沒時它受到的浮力;(3)由(2)知圓柱體剛好浸沒時注入液體的質量為2kg;當注入液體質量小于或等于2kg時,表示出容器中液體的深度,根據液體壓強公式得出液體對容器底部的壓強;,容器對桌面的壓力等于圓柱體與液體的重力之和,從而得出容器對桌面的壓強,由已知條件得出液體的質量,與2kg比較,不符合題意,舍去;即注入液體的深度大于10cm,因液體體積與圓柱體體積之和等于容器底面積乘以液體的深度,即V液+V柱=S容h′,且根據ρ=可得液體的體積V液=,從而得出此時液體的深度,根據液體壓強公式得出容器底部受到液體的壓強;容器對桌面的壓力等于圓柱體與液體的重力之和,根據壓強公式得出容器對桌面的壓強,由液體對容器底部的壓強與容器對桌面的壓強之比為1:3,列方程求出液體的質量?!窘獯稹拷猓海?)圓柱體的密度大于液體密度;依據:由圖2可知,當注入液體質量大于2kg時,圓柱體對容器底部的壓力不變,說明此時圓柱體浸沒在液體中,即圓柱體沉底了,由浮沉條件可知,圓柱體的密度大于液體密度;(2)由題意知,圓柱體的底面積為:S柱=200cm2=0.02m2,其高為h=10cm=0.1m,則圓柱體的體積:V柱=S柱h=0.02m2×0.1m=2×10﹣3m3;正方體容器的底面積S容=0.2m×0.2m=0.04m2;圓柱體剛好浸沒時,液體的體積為:V液體=(S容﹣S柱)h=(0.04m2﹣0.02m2)×0.1m=2×10﹣3m3;由圖2可知,圓柱體剛好浸沒時,注入液體的質量為2kg,則液體的密度:ρ液===1.0×103kg/m3;根據阿基米德原理可得,當圓柱體剛被浸沒時,它受到的浮力:F?。?rho;液gV排=ρ液gV柱=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3=20N;(3)由(2)知,圓柱體剛好浸沒時注入液體的質量為2kg;當注入液體質量m1小于或等于2kg時,容器內液體的深度:h′=(△S=S容﹣S柱=0.04m2﹣0.02m2=0.02m2),液體對容器底部的壓強:p1=ρ液g×=﹣﹣﹣﹣﹣①,由圖2可知,當沒有注入液體時圓柱體對容器底的壓力為140N,即圓柱體的重力為140N,則注入液體后,容器對桌面的壓力為:F=140N+m1g,容器對桌面的壓強:,p2==﹣﹣﹣﹣﹣②,已知p1:p2=1:3﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,將①②代入③得:=1:3,解得m1=2.8kg,因m1=2.8kg>2kg,故應舍去。當注入液體的質量大于2kg時,即注入液體的深度大于10cm,因液體體積與圓柱體體積之和等于容器底面積乘以液體的深度,即V液+V柱=S容h′,且根據ρ=可得液體的體積V液=,所以+V柱=S容h′,則此時液體的深度h′=,此時液體對容器底部的壓強:p液=ρ液gh′=ρ液g×=,﹣﹣﹣﹣﹣﹣④容器對桌面的壓強:p容==﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤,已知p液:p容=1:3,所以:=1:3,即:(mg+ρ液gV柱):(140N+mg)=1:3,代入數據可得:,(m×10N/kg+1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3):(140N+m×10N/kg)=1:3,解得:m=4kg。答:(1)圓柱體的密度大于液體密度;依據:由圖2可知,當注入液體質量大于2kg時,圓柱體對容器底部的壓力不變,說明此時圓柱體浸沒在液體中,即圓柱體沉底了,由浮沉條件可知,圓柱體的密度大于液體密度;(2)當圓柱體剛被浸沒時它受到的浮力為20N;(3)當液體對容器底部的壓強與容器對桌面的壓強之比為1:3時,容器內液體的質量為4kg?!军c評】本題考查物體的浮沉條件、阿基米德原理、密度公式、壓強公式、重力公式的運用和分類討論的能力,綜合性強,難度大。
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