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2020-2021 学年上海市青浦区九年级(上)期末物理试卷(一模)
一、单项选择题(共16分)下列各题均只有一个正确选项,请将所选选顶的代号用2B铅笔填
涂在答题纸的相应位置上,更改答案时,用橡皮擦去,重新填涂。
1.(3分)下列物理量中,可以直接用来鉴别物质种类的是( )
A.质量 B.体积 C.密度 D.重力
2.(3分)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.(3分)下列工具中,主要利用连通器原理工作的是( )
A.吸尘器 B.液位计 C.密度计 D.订书机
4.(3分)下列实例中,属于减小压强的是( )
A.坦克装有履带 B.钉尖做得尖锐
C.刀刃磨得锋利 D.砍刀做得重些
5.(3分)家庭电路中使用的用电器越多( )
A.总电流越大 B.总电阻越大 C.总电压越大 D.总电压越小
6.(3分)甲、乙是由同种材料制成的两导体,若甲的电阻大于乙的电阻,则关于甲、乙的长度
L及横截面积S大小的情况,不可能存在的是( )
A.L甲 >L乙 ,S甲 >S乙 B.L甲 <L乙 ,S甲 <S乙
C.L甲 >L乙 ,S甲 =S乙 D.L甲 <L乙 ,S甲 >S乙
7.(3分)在如图所示的电路中,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,则开关断开时,R 、R 两端的电压之比为( )
1 2
A.1:3 B.3:1 C.3:4 D.4:3
8.(3分)均匀正方体甲、乙置于水平地面上,对水平地面的压强分别为p甲 、p乙 。现沿水平方
向切去部分后,如图所示,甲、乙剩余部分的高度和质量均相等。下列关于甲、乙的密度
甲
、
乙
和甲、乙正方体对水平地面的压强p甲 、p乙 大小的判断。正确的是( ) ρ
ρA.
甲
=
乙
,p甲 >p乙 B.
甲
=
乙
,p甲 <p乙
C.ρ甲 >ρ乙 ,p甲 >p乙 D.ρ甲 >ρ乙 ,p甲 <p乙
二、填ρ空题(ρ共25分)请将结果填入答题纸的相应位ρ置。ρ
9.(3分)上海地区家庭电路中,电灯与电视机等家用电器正常工作的电压为 伏,这
些电器是 连接的(选填“串联”“并联”)。物理学中规定电流的方向是
电荷定向移动的方向。
10.(3分)马德堡半球实验证明了 存在, 实验首次测定了大气压的值;实验
证明大气压随海拔高度的增高而 (选填“变大”或“变小”)
11.(3分)如图所示,一正方体木块漂浮在烧杯的水面。若向烧杯中再注入少量的水后,烧杯
底所受水的压强 ,木块下表面所受水的压力 ,木块所受的浮力 。
(均选填“变大”“不变”或“变小”)
12.(3分)若10秒内通过某导体横截面的电荷量为6库,导体两端的电压为3伏,则通过该
导体的电流为 安,电流做功为 焦。当该导体两端的电压为0伏,则该导体
的电阻为 欧。
13.(3分)冰的密度为0.9×103千克/米3,质量为4.5千克冰块的体积为 米3,若该冰
块熔化成水,则水的质量为 千克,水的体积为 米3。
14.(2分)在如图所示的电路中,电源电压为U.闭合开关S,灯L发光。一段时间后,电灯熄
灭。若已知电路中只发生一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。根据信息回答下列问题
电路中可能发生的故障是 。
①若电流表的指针指在零刻度上,请写出电压表的示数及对应的故障: 。
②15.(2分)“曹冲称象”的故事家喻户晓,曹冲设计的方法中,先后将大象和石块装载到同
一艘船上,通过称量石块的质量得到大象的质量。这种方法在科学研究中称为“等效替代
法”。
故事中,装载在船上的石块质量能替代大象质量的条件是: 。
①如图(a)(b)为探究并联电路中电阻规律的实验情景,若电阻R能等效替代电阻R
1
和
②R ,则电流表A 的示数及相关物理量应满足的条件是 。
2 3
三、作图题(共9分)请将图直接画在答题纸的相应位置,作图必须使用2B铅笔。
16.(3分)在图中,重为10牛的小球静止在水中,用力的图示法画出该球所受的浮力F浮 。
17.(3分)在图电路中的O处填入电表符号,使之成为正确的电路。
18.(3分)在如图电路中缺少一根导线,请按要求用笔线代替导线完成电路连接。要求: 闭
合开关S后,小灯泡L发光: 向右移动变阻器的滑片P时,电流表的示数变小,且①灯L
亮度改变。 ②四、计算题(共30分)请将计算过程和答案写入答题纸的相应位置。
19.物体排开水的体积为4×10﹣3米3,求它受到的浮力F浮 。
20.一瓶子的容积为3×10﹣4米3,装有0.2千克的水,当往瓶内投入0.25千克的玻璃球后,水
面刚好升到瓶口。求:
瓶中水的体积V水 。
①玻璃球的密度
球
。
21.②如图所示,薄壁ρ圆柱形容器甲和乙置于水平桌面上。甲容器的质量为1千克、底面积为
2×10﹣2米3,乙容器内装有0.2米深的酒精(
酒精
=0.8×103千克/米3),甲、乙两容器底部
受到的压强相等。 ρ
求乙容器底部受到酒精的压强p乙 。
①继续在容器甲中注水,使甲中水面与乙中酒精的液面相平,求甲容器对水平面压强的
②增加量△p。
22.在如图(a)所示的电路中,电源电压为12伏,电阻R 的阻值为10欧。闭合开关S,电压表
1
的示数为4.8伏。
求通过电阻R 的电流I。
1
①求电阻R
2
的阻值R
2
。
②现用电阻R
0
替换电阻R
1
、R
2
中的一个,替换后闭合开关,电压表经过调整量程后,指针
③正好指在满刻度处,如图(b)所示。求电阻R 的阻值。
0五、实验题(共20分)请根据要求在答题纸的相应位置作答。
23.“测定物质的密度”实验中,实验原理是 ,实验中用 称量物体的质量,用
量筒测量物体的 。对比“测定物质的密度”和“探究物质质量与体积的关系”两
个实验,需要测量的物理量 ,多次实验的目的是 。(后两空选填“相同”
“不同”)
24.在探究串联电路中电流特点的实验中,连接电路时,电键应该是 的。使用电流表
时,所测电流不得超过它的 。在图所示电路中,将电流表分别接在A、B、C三个不
同位置,记录实验数据如表所示,分析比较实验数据及相关条件,可得出的初步结论是:
。
I (安) I (安) I (安)
A B C
0.28 0.28 0.28
25.某同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,电源电压保持不变,实验所用器材齐全且完
好。他正确串联电源、待测电阻、变阻器、电流表、开关等电路元件后,将电压表并联在电
路中。实验时他将变阻器的滑片移至一端,在闭合开关时,观察到电流表的示数为0.2安,
电压表的示数如图(a)所示,当他移动滑动变阻器滑片时,电压表的指针没有改变位置。
经过思考后,该同学调整了电路,并按规范重新实验,当他闭合开关时,电压表示数如图
(b)所示;他继续移动变阻器的滑片,当电压表示数如图(c)所示时,电流表的示数为0.28
安。请根据相关信息完成下列各题:
调整电路前,移动变阻器滑片时,电压表指针不改变位置的原因是 。
①电流表的示数为0.28安时,计算此次待测电阻的阻值为 欧。(精确到0.1欧)
②求实验中使用的变阻器的最大阻值 。 (需写出简要的计算过程或理由)
26.③盛有液体的圆柱形容器置于水平桌面,若在容器中放入一金属块后(金属块浸没在液体
中),则容器底部及水平桌面受到的压强均会增大。为了研究放入金属块前、后,圆柱形容
器底部受到液体压强的增加量△p液 以及水平桌面受到压强的增加量△p桌面 与金属块的
哪些因素有关,某同学选用了质量相等、体积不同的A、B、C金属块(V <V <V )及体
A B C
积相同、质量不同的D、E、F金属块(m <m <m ),分别按图(a)(b)进行实验,并测得每
D E F
一次实验中的△p液 、△p桌面 ,其实验数据记录在表一中。
表一
实验序号 放入的金属块 容器底部所受液体压强增加 水平桌面所受压强增加
量△p液 (帕) 量△p桌面 (帕)
1 A 50 200
2 B 100 200
3 C 150 200
4 D 100 200
5 E 100 250
6 F 100 300
分析比较实验序号1~6数据中的△p液 、△p桌面 变化情况及相关条件,可以得到的初步
①结论是:
(a)
(b)
根据表一信息,请你在表二中选择一金属块放入图(a)中(均能浸没在液体中),使得容
②器底部受到液体压强的增加量△p液 及水平桌面受到压强的增加量△p桌面 均最大,应选择
的金属块是 ,理由是 。表二
金属块 密度 体积
甲 3V
乙 2ρ 3V
丙 3ρ 2V
ρ2020-2021 学年上海市青浦区九年级(上)期末物理试卷(一模)
参考答案与试题解析
一、单项选择题(共16分)下列各题均只有一个正确选项,请将所选选顶的代号用2B铅笔填
涂在答题纸的相应位置上,更改答案时,用橡皮擦去,重新填涂。
1.(3分)下列物理量中,可以直接用来鉴别物质种类的是( )
A.质量 B.体积 C.密度 D.重力
【分析】密度是物质的一种特性,不同的物质密度一般是不同的,故据此即可鉴别不同的
物质。
【解答】解:
密度是物质的一种特性,不同物质的密度一般是不同的;而质量、体积、重力不是物质的
特性,和物质的种类没有关系,所以可以直接用来鉴别物质种类的是密度。
故选:C。
【点评】掌握密度是物质的特性,要想鉴别物质的种类,可以计算出它的密度,然后查密度
表,看到底是那种物质;当然也不能单纯只看密度的大小,还要结合多方面的知识,如:气
味、颜色等来判断。
2.(3分)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
【分析】根据阿基米德原理直接作答即可:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力
的大小等于该物体排开的液体受到的重力。
【解答】解:根据阿基米德原理可知,浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小
等于它排开液体受到的重力。
故选:D。
【点评】此题考查阿基米德原理,属于识记内容,相对比较简单。
3.(3分)下列工具中,主要利用连通器原理工作的是( )
A.吸尘器 B.液位计 C.密度计 D.订书机
【分析】上端开口、底部相连通的容器叫连通器,当注入同一种液体,在液体不流动时连通
器内各容器的液面总是相平的,这就是连通器的原理。结合选项中物品的结构与使用特点
可做出判断。
【解答】解:A、吸尘器在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将灰尘、纸屑等垃圾“吸”入,是利用流体压强与流速的关系工作的,故A
不合题意;
B、液位计是上端开口,底部相连的容器,构成了一个连通器,故B符合题意;
C、密度计是利用物体的漂浮条件来工作的,与连通器无关,故C不合题意;
D、订书机中应用了多种物理知识,包括杠杆、压强等,与连通器无关,故D不合题意。
故选:B。
【点评】本题考查连通器的原理,关键知道连通器是上端开口,底部相连的,液面静止时保
持相平。
4.(3分)下列实例中,属于减小压强的是( )
A.坦克装有履带 B.钉尖做得尖锐
C.刀刃磨得锋利 D.砍刀做得重些
【分析】(1)增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时,减小受力面
积。
(2)减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积。
【解答】解:A、坦克装有履带是在压力一定时,增大受力面积减小压强,符合题意;
B、钉尖做得尖锐是在压力一定时,减小受力面积增大压强,不合题意;
C、刀刃磨得锋利是在压力一定时,减小受力面积增大压强,不合题意;
D、砍刀做得重些是在受力面积一定时,增大压力来增大压强,不合题意。
故选:A。
【点评】这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情
况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。
5.(3分)家庭电路中使用的用电器越多( )
A.总电流越大 B.总电阻越大 C.总电压越大 D.总电压越小
【分析】家庭电路中,用电器是并联的,家庭电路电压为220V;。
在并联电路中,电阻越并越小;
并联电路的电流规律是:干路电流等于各支路电流之和;即I=I +I 。
1 2
【解答】解:A、在家庭电路中,家用电器是并联的,并联电路中干路电流等于各支路电流之
和;即I=I +I .且各支路电流不变;故同时使用的用电器越多,电路中的总电流越大;故A
1 2
正确;
B、在家庭电路中,家用电器是并联的,同时使用的用电器越多,电路的总电阻越小,故B
错误;CD、因为家庭电路中各用电器是并联的,并且家庭电路电压为220V,因此家庭电路两端
总电压不变,故CD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了电阻的并联特点,关键是知道家庭电路的电压不变和各用电器之间的
连接方式为并联。
6.(3分)甲、乙是由同种材料制成的两导体,若甲的电阻大于乙的电阻,则关于甲、乙的长度
L及横截面积S大小的情况,不可能存在的是( )
A.L甲 >L乙 ,S甲 >S乙 B.L甲 <L乙 ,S甲 <S乙
C.L甲 >L乙 ,S甲 =S乙 D.L甲 <L乙 ,S甲 >S乙
【分析】导体的电阻是导体本身的一种性质,电阻大小取决于内因是:导体的材料、长度、
横截面积;外因是:温度。
【解答】解:
甲、乙是由同种材料的两根导体,相同横截面积、长度越长,电阻越大;相同长度,横截面
积越小,电阻越大;根据题意可知,甲的电阻大于乙的电阻,不可能存在的关系是L甲 <L
乙
,S甲 <S乙 .故D符合题意。
故选:D。
【点评】电阻是导体本身的属性,导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料等有关,
注意控制变量法的应用。
7.(3分)在如图所示的电路中,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,则开关断开时,R 、R 两端的电压之比为( )
1 2
A.1:3 B.3:1 C.3:4 D.4:3
【分析】由电路图可知,电键S闭合时,电路为R 的简单电路,电压表测电源两端的电压;
1
电键S断开时,R 与R 串联,电压表测R 两端的电压;根据串联电路的电压特点求出电
1 2 1
键断开时R 、R 两端的电压之比。
1 2
【解答】解:由电路图可知,电键S闭合时,电路为R 的简单电路,电压表测电源两端的电
1压U;
电键S断开时,R 与R 串联,电压表测R 两端的电压U ,
1 2 1 1
因电键S从断开到闭合,电压表V两次示数之比为3:4,
所以,U:U =4:3,
1
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电键断开时,R 、R 两端的电压之比:
1 2
= = 。
故选:B。
【点评】本题考查了串联电路电压特点的应用,分清电键闭合、断开时电路的连接方式和
电压表所测的电路元件是关键。
8.(3分)均匀正方体甲、乙置于水平地面上,对水平地面的压强分别为p甲 、p乙 。现沿水平方
向切去部分后,如图所示,甲、乙剩余部分的高度和质量均相等。下列关于甲、乙的密度
甲
、
乙
和甲、乙正方体对水平地面的压强p甲 、p乙 大小的判断。正确的是( ) ρ
ρ
A.
甲
=
乙
,p甲 >p乙 B.
甲
=
乙
,p甲 <p乙
C.ρ甲 >ρ乙 ,p甲 >p乙 D.ρ甲 >ρ乙 ,p甲 <p乙
【分ρ析】正ρ方体放在水平地面上,沿水平方向切去部ρ分后ρ,甲、乙剩余部分的高度相等、质
量相等。根据密度公式 = 知,质量相等,体积越大,密度越小,可比较密度大小关系。
ρ
正方体放在水平地面上对地面的压力等于物体重力,对地面的压强 p= = = =
= = gh,根据公式可分析甲、乙对地面的压强关系。
ρ
【解答】解:(1)由图可知,沿水平方向切去部分后,剩余部分体积V甲 <V乙 ;
又已知剩余部分质量m甲 =m乙 ;
根据密度公式 = 知, > ;
甲 乙
ρ ρ ρ
(2)设正方体甲、乙边长分别为L甲 ,L乙 ;
剩余部分均为长方体,且剩余部分的质量m甲 =m乙 ;根据m= V和长方体体积公式可得:m甲 = 甲L甲 2h剩 =m乙 = 乙L乙 2h剩 ;
则可得 甲ρgL甲 2= 乙gL乙 2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣ρ﹣﹣﹣﹣ ; ρ
ρ ρ ①
正方体放在水平地面上对地面的压力等于物体重力,对地面的压强 p= = = =
= = gh,
ρ
所以,切去前甲、乙对地面压强分别为:p甲 = 甲gL甲 ,p乙 = 乙gL乙 ;
ρ ρ
由图知L乙 >L甲 ,即 >1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
②
由 可得 = >1,
①
所以 甲gL甲 > 乙gL乙 ;
即p甲ρ>p乙 ; ρ
故选:C。
【点评】本题主要考查了有关压强和密度的大小比较,关键是知道规则柱状体产生的压强
p= gh,然后能推导出两物体p的大小关系。
二、填ρ空题(共25分)请将结果填入答题纸的相应位置。
9.(3分)上海地区家庭电路中,电灯与电视机等家用电器正常工作的电压为 22 0 伏,这
些电器是 并联 连接的(选填“串联”“并联”)。物理学中规定电流的方向是 正
电荷定向移动的方向。
【分析】在中国,家庭电路电压是220V;
电路元件首首相连、尾尾相连的连接方式是并联,并联电路有多条电流路径;
正、负电荷的定向移动都可形成电流,物理学规定正电荷定向移动的方向规定为电流的方
向。
【解答】解:在上海地区的家庭电路中,电灯正常工作时两端的电压是220伏;
电灯与电视机能独立工作、互不影响,所以电灯与电视机之间是并联连接的;
物理学规定正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
故答案是:220;并联;正。
【点评】本题考查了家庭电路电压、用电器的连接方式以及电流方向的规定,难度不大,熟
练掌握基础知识即可正确解题。10.(3分)马德堡半球实验证明了 大气压强 存在, 托里拆利 实验首次测定了大气压
的值;实验证明大气压随海拔高度的增高而 变小 (选填“变大”或“变小”)
【分析】要解答本题需掌握:马德堡半球实验,证明大气压强的存在;托里拆利实验,测出
了大气压的值,且大气压强的大小与海拔高度有关。
【解答】解:著名马德堡的实验有力的证明了大气压强的存在,意大利科学家托里拆利用
一根玻璃管第一个测量出大气压的值,一个标准大气压的大小约相当于760毫米水银柱
所产生的压强,大小为1.013×105Pa;大气压不是固定不变的,海拔高度越高,空气越稀薄,
密度越小,大气压强就越小,即大气压随着海拔的高度的增高而减小。
故答案为:大气压强;托里拆利;变小。
【点评】本题主要考查学生对大气压的存在、测量的了解和掌握,是一道基础题。
11.(3分)如图所示,一正方体木块漂浮在烧杯的水面。若向烧杯中再注入少量的水后,烧杯
底所受水的压强 变大 ,木块下表面所受水的压力 不变 ,木块所受的浮力 不变 。
(均选填“变大”“不变”或“变小”)
【分析】根据p= gh判断烧杯底所受水的压强变化;根据物体漂浮条件判断木块所受的浮
力变化;根据浮ρ力产生的原因判断木块下表面所受水的压力变化。
【解答】解:
若向烧杯中再注入少量的水后,水的深度h增加,由p= gh可知,烧杯底所受水的压强变
大; ρ
因为正方体木块漂浮,所以F浮 =G,木块的重力不变,则木块所受的浮力不变;
根据浮力产生的原因可知,浮力等于物体下表面与上表面所受水的压力之差,而木块上表
面所受压力始终为0,且木块所受的浮力不变,所以木块下表面所受水的压力不变。
故答案为:变大;不变;不变。
【点评】此题考查液体压强公式、物体浮沉条件的应用、同时考查浮力产生的原因,是一道
综合性较强的题目,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
12.(3分)若10秒内通过某导体横截面的电荷量为6库,导体两端的电压为3伏,则通过该
导体的电流为 0. 6 安,电流做功为 1 8 焦。当该导体两端的电压为0伏,则该导体的
电阻为 5 欧。【分析】(1)知道10秒内通过该导体横截面的电荷量,根据I= 求出通过导体的电流,根
据W=UIt=UQ求出电流做的功,根据欧姆定律求出导体的电阻;
(2)电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的
电压和通过的电流无关。
【解答】解:通过导体的电流:
I= = =0.6A,
这段时间内电流做的功:
W=UIt=UQ=3V×6C=18J,
由I= 可得,导体的电阻:
R= = =5 ,
Ω
因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,
所以,当该导体两端的电压为0伏时,导体的电阻仍为5 不变。
故答案为:0.6;18;5。 Ω
【点评】本题考查了电流的定义式和电功公式、欧姆定律的简单应用,关键是知道导体的
电阻与两端的电压和通过的电流无关。
13.(3分)冰的密度为0.9×103千克/米3,质量为4.5千克冰块的体积为 5×1 0 ﹣ 3 米3,若该
冰块熔化成水,则水的质量为 4. 5 千克,水的体积为 4.5×1 0 ﹣ 3 米3。
【分析】(1)已知冰的质量和密度,根据公式V= 可求冰的体积。
(2)冰化成水后质量不变,根据公式m= V可求熔化冰的质量,也就是水的质量。
【解答】解: ρ
(1)由 = 可得,这块冰体积:
ρ
V冰 = = =5×10﹣3m3。
(2)由 = 可得,该冰块熔化成水后的质量:
ρ
m水 =m冰1 = 冰V冰1 =0.9×103kg/m3×5×10﹣3m3=4.5kg。
ρ由 = 可得,水的体积:
ρ
V水 = = =4.5×10﹣3m3。
故答案为:5×10﹣3;4.5;4.5×10﹣3。
【点评】本题考查体积、质量等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道质量是物
质的一种属性,它不随物质形状、状态、位置等的改变而改变,常见题目。
14.(2分)在如图所示的电路中,电源电压为U.闭合开关S,灯L发光。一段时间后,电灯熄
灭。若已知电路中只发生一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。根据信息回答下列问题
电路中可能发生的故障是 灯泡短路或灯泡断路或电阻 R 断路 。
①若电流表的指针指在零刻度上,请写出电压表的示数及对应的故障: 0 , R 断路; U ,灯
②泡断路 。
【分析】根据电路图可知,灯泡与电阻R组成串联电路,电流表测串联的电流,电压表测灯
泡两端的电压;电灯熄灭,说明电路出现了断路或灯泡短路的现象;然后根据电流表示数
分析电路故障的原因。
【解答】解: 由电路图可知,灯泡L与电阻R组成串联电路,电流表测串联的电流,电压
表测灯泡两①端的电压;一段时间后,电灯熄灭,这说明通过灯泡无电流或灯泡短路,即故
障可能是:灯泡短路或灯泡断路或电阻R断路;
若电流表的指针指在零刻度上,这表明电路出现了断路现象;若电压表示数为0,这表
②明电压表与电源之间是断开的,即R断路;若电压表示数为U,则表明电压表测量的是电
源电压,则故障是灯泡断路。
故答案为: 灯泡短路或灯泡断路或电阻R断路; 0,R断路;U,灯泡断路。
【点评】电路①故障问题是中考物理考查的热点,也是难②点,一般题目设计的都是一处故障,
原因只有两个:短路或开路。
15.(2分)“曹冲称象”的故事家喻户晓,曹冲设计的方法中,先后将大象和石块装载到同一艘船上,通过称量石块的质量得到大象的质量。这种方法在科学研究中称为“等效替代
法”。
故事中,装载在船上的石块质量能替代大象质量的条件是: 水面所达到相同的地方
①。
如图(a)(b)为探究并联电路中电阻规律的实验情景,若电阻R能等效替代电阻R 和
1
②R ,则电流表A 的示数及相关物理量应满足的条件是 电流表 A 的示数应满足与电流
2 3 3
表 A 的示数相等;电源电压相同 。
1
【分析】等效替代法是科学研究中常用的方法之一,是在保证某种效果相同的前提下,将
实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理
过程来研究和处理的方法,将复杂的问题简单化。
【解答】解: 曹冲在这一过程中所用到的物理方法是等效替代法。即先后将大象和石块
装载到同一艘①船上,在水面所达到相同的地方时,作用效果相同。所以故事中,装载在船
上的石块质量能替代大象质量的条件是:水面所达到相同的地方,即排开水的体积相同。
图(b)中电阻R是替代图(a)中并联电阻R 和R 的电阻,根据等效替代法可知,要使
1 2
②接入电路的效果相同;则电路两端的电压和电流都应相同,即电源电压相同,干路上的电
流相同,只有这样电流表A 的示数与电流表A 的示数相等,即电源电压相同,并且电流
3 1
表A 的示数应满足与电流表A 的示数相等的条件。
3 1
故答案为: 水面所达到相同的地方; 电流表A 的示数应满足与电流表A 的示数相
3 1
等;电源电压①相同。 ②
【点评】本题考查“等效替代法”在物理学中的应用,知道等效替代的前提是在保证某种
效果相同的前提下进行替代,否则不能替代。
三、作图题(共9分)请将图直接画在答题纸的相应位置,作图必须使用2B铅笔。
16.(3分)在图中,重为10牛的小球静止在水中,用力的图示法画出该球所受的浮力F浮 。【分析】首先根据小球在水中的状态判断小球所受浮力大小,再确定一个标度,并用这个
标度去准确表示出力的大小。
【解答】解:小球在水中悬浮,则所受浮力F浮 =G=10N,选取标度为5N,过小球重心沿竖
直向上的方向画一条有向线段,使线段长度为标度的2倍。如图所示:
【点评】此题考查了力的图示的画法,力的图示比示意图要求更加严格,在作图时,注意线
段的长度必须与标度统一起来。
17.(3分)在图电路中的O处填入电表符号,使之成为正确的电路。
【分析】根据电流表与被测电路串联,电压表与被测电路并联即可完成电路。
【解答】解:电流表与被测电路串联,电压表与被测电路并联;由图知,最上边的〇与电源
并联,所以是电压表;左边的〇与灯泡串联,是电流表;右边的〇与电阻并联,为电压表,
如图所示:
。
【点评】考查了电流表和电压表的使用,关键是知道电流表与被测电路串联,电压表与被测电路并联。
18.(3分)在如图电路中缺少一根导线,请按要求用笔线代替导线完成电路连接。要求: 闭
合开关S后,小灯泡L发光: 向右移动变阻器的滑片P时,电流表的示数变小,且①灯L
亮度改变。 ②
【分析】由题意可知,闭合开关S后,小灯泡L发光,且向右移动变阻器的滑片P时,电流
表的示数变小,且灯L亮度改变,说明滑动变阻器和灯泡串联,且滑片右移时接入电路中
的电阻变大,则变阻器的左下方接线柱必须接入电路中,据此进行解答。
【解答】解:经分析可知,变阻器的左下方接线柱与灯泡串联,向右移动变阻器的滑片P时
接入电路中的电阻变大,电流表的示数变小,且灯L亮度改变,如下图所示:
【点评】本题考查了滑动变阻器的正确连接,要注意变阻器串联在电路中的原则是“一上
一下”,接入电路中的电阻取决于靠近下方接线柱还是远离下方接线柱。
四、计算题(共30分)请将计算过程和答案写入答题纸的相应位置。
19.物体排开水的体积为4×10﹣3米3,求它受到的浮力F浮 。
【分析】已知物体排开水的体积,利用阿基米德原理F浮 = 水V排g求物体受到的浮力。
【解答】解:物体排开水的体积V排 =4×10﹣3m3, ρ
物体受到的浮力:F浮 = 水V排g=1.0×103kg/m3×4×10﹣3m3×9.8N/kg=39.2N。
答:物体受到的浮力为3ρ9.2N。
【点评】本题考查了阿基米德原理的应用,是一道基础题。
20.一瓶子的容积为3×10﹣4米3,装有0.2千克的水,当往瓶内投入0.25千克的玻璃球后,水面刚好升到瓶口。求:
瓶中水的体积V水 。
①玻璃球的密度
球
。
②【分析】 已知水ρ的质量,利用密度公式变形可求得水的体积;
玻璃球①的体积等于瓶子容积减去瓶内水的体积,已知玻璃球的质量,由密度公式可求
②得玻璃球的密度。
【解答】解: 已知瓶中水的质量m水 =0.2kg,
①
由 = 可得
ρ
瓶中水的体积V水 = = =2×10﹣4m3;
玻璃球的体积:V球 =V瓶 ﹣V水 =3×10﹣4m3﹣2×10﹣4m3=1×10﹣4m3
②
玻璃球密度:
球
= = =2.5×103kg/m3。
ρ
答: 瓶中水的体积V水 为2×10﹣4m3;
玻①璃球的密度
球
为2.5×103kg/m3。
【②点评】本题考查体ρ 积、密度等的计算,关键是想到玻璃球体积加0.2kg水的体积等于瓶子
容积。
21.如图所示,薄壁圆柱形容器甲和乙置于水平桌面上。甲容器的质量为1千克、底面积为
2×10﹣2米3,乙容器内装有0.2米深的酒精(
酒精
=0.8×103千克/米3),甲、乙两容器底部
受到的压强相等。 ρ
求乙容器底部受到酒精的压强p乙 。
①继续在容器甲中注水,使甲中水面与乙中酒精的液面相平,求甲容器对水平面压强的
②增加量△p。
【分析】(1)根据p= gh求出乙容器底部受到酒精的压强;
(2)根据甲、乙两容器底ρ部受到的压强相等求出水的高度,由于甲容器上下粗细相同,所以当甲中水面与乙中酒精的液面相平时,甲容器对水平面压强的增加量△p= g△h,据此
求出甲容器对水平面压强的增加量。 ρ
【解答】解:(1)乙容器底部受到酒精的压强:p乙 = 酒精gh酒精 =0.8×103kg/m3×10N/
kg×0.2m=1600Pa; ρ
(2)由 p 甲 =p 乙 和 p= gh 可得,甲容器中水的深度: h 水 = =
ρ
=0.16m,
当甲中水面与乙中酒精的液面相平,水深度的变化量:△h=0.2m﹣0.16m=0.04m,
甲容器对水平面压强的增加量:△p= 水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa。
答: 乙容器底部受到酒精的压强为1ρ600Pa。
当①甲中水面与乙中酒精的液面相平时,甲容器对水平面压强的增加量为400Pa。
【②点评】本题考查液体压强公式的应用,关键明确上下粗细相同的容器,容器对水平面压
强的变化量等于液体压强的变化量。
22.在如图(a)所示的电路中,电源电压为12伏,电阻R 的阻值为10欧。闭合开关S,电压表
1
的示数为4.8伏。
求通过电阻R 的电流I。
1
①求电阻R
2
的阻值R
2
。
②现用电阻R
0
替换电阻R
1
、R
2
中的一个,替换后闭合开关,电压表经过调整量程后,指针
③正好指在满刻度处,如图(b)所示。求电阻R 的阻值。
0
【分析】由图知,两电阻串联,电压表测量电阻R 两端的电压,
1
根据欧姆定律算出通过电阻R 的电流;
1
①根据串联电路的特点分析电阻R
2
两端的电压和电流,由欧姆定律算出电阻R
2
的阻值;
②根据电压表示数的变化判断出替换的电阻,进一步计算电路的电流和电阻R
0
的阻值。
③【解答】解:由图知,两电阻串联,电压表测量电阻R
1
两端的电压,通过电阻R 的电流:
1
①
I = = =0.48A:
1
根据串联电路电压的规律可知,电阻R 两端的电压:
2
②U
2
=U﹣U
1
=12V﹣4.8V=7.2V;
由欧姆定律可得R 的阻值:
2
R = = = =15 ;
2
Ω
因为电源电压为12V,故电压表满偏时选择的为0~3V的量程,
③若用R
0
替换R
1
,则R
0
两端的电压为3V,
R 两端的电压U =U﹣U =12V﹣3V=9V,
2 2 0
I= = =0.6A,
R = = =5 ;
0
Ω
若用R 替换R ,则R 两端的电压为3V,
0 2 1
R 两端的电压U =U﹣U =12V﹣3V=9V,
0 0 1
I= = =0.3A,
R = = =30 ;
0
Ω
故电阻R 的阻值5 或30 。
0
答: 通过电阻RΩ1 的电流Ω为0.48A;
电①阻R
2
的阻值为15 ;
②电阻R
0
的阻值为5 Ω或30 。
【③点评】本题考查了串Ω联电路Ω的特点和欧姆定律的灵活应用,关键是根据电压表示数的变
化判断出替换的电阻,进一步计算电路电流和电阻R 的阻值。
0
五、实验题(共20分)请根据要求在答题纸的相应位置作答。
23.“测定物质的密度”实验中,实验原理是 = ,实验中用 天平 称量物体的质量,
ρ用量筒测量物体的 体积 。对比“测定物质的密度”和“探究物质质量与体积的关
系”两个实验,需要测量的物理量 质量、体积 ,多次实验的目的是 不同 。(后两空
选填“相同”“不同”)
【分析】(1)“测定物质的密度”的实验中,实验原理是:= ,需要用天平测量物体的
ρ
质量,用量筒测量体积;
(2)“探究物质质量与体积的关系”实验目的是:在物质一定时,探究物体的质量和体积
的关系。需要测量物体的质量和体积。
“测定物质的密度”实验目的是:测量物体的密度。需要测量物体的质量和体积,根据密
度公式求出物体的密度。
【解答】解:(1)在“测定物质的密度”的实验中,实验原理是:= ,需要用天平测量物
ρ
体的质量,用量筒测量体积;
(2)“探究物质质量与体积的关系”实验目的:在物质一定时,探究物体的质量和体积的
关系,因此需要测量物体的质量和体积,多次测量的目的是为了寻找普遍规律,避免偶然
性;
“测定物质的密度”实验目的:测量物体的密度,需要多次测量物体的质量和体积,然后
求平均值来减小误差的;
因此两次实验的目的是不同的。
故答案为: = ;天平;体积;质量、体积;不同。
ρ
【点评】对于实验题,要明确每一个实验的实验器材、实验目的、实验原理、实验要测量的
物理量、实验步骤等。
24.在探究串联电路中电流特点的实验中,连接电路时,电键应该是 断开 的。使用电流表
时,所测电流不得超过它的 量程 。在图所示电路中,将电流表分别接在A、B、C三个
不同位置,记录实验数据如表所示,分析比较实验数据及相关条件,可得出的初步结论是:
串联电路中各处的电流相等 。
I (安) I (安) I (安)
A B C
0.28 0.28 0.28【分析】连接电路时,开关必须断开,这是保护电路的需要,是电学实验中的基本要求;电
流表与属精密的测量仪器,要在量程范围内使用,也是基本的使用规则;比较三次测量的
实验结果,可得出串联电路中的电路特点。
【解答】解:在连接电路时,电键应该是断开的,这样可以保护电路;电流表在使用时不得
超过它的量程,否则可能损坏电流表;从数据中可以看出,三次测量的结果都是0.28A,因
此可得出初步结论,串联电路中各处的电流相等。
故答案为:断开;量程;串联电路中各处的电流是相等的。
【点评】连接电路时开关要断开、使用电流表不能超过其量程,这都是电学实验中的基本
操作要求,是我们应该熟知的。分析实验结论要从数据的角度进行比较,当然,此实验中
如果多做几次将更有说服力。
25.某同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,电源电压保持不变,实验所用器材齐全且完
好。他正确串联电源、待测电阻、变阻器、电流表、开关等电路元件后,将电压表并联在电
路中。实验时他将变阻器的滑片移至一端,在闭合开关时,观察到电流表的示数为0.2安,
电压表的示数如图(a)所示,当他移动滑动变阻器滑片时,电压表的指针没有改变位置。
经过思考后,该同学调整了电路,并按规范重新实验,当他闭合开关时,电压表示数如图
(b)所示;他继续移动变阻器的滑片,当电压表示数如图(c)所示时,电流表的示数为0.28
安。
请根据相关信息完成下列各题:
调整电路前,移动变阻器滑片时,电压表指针不改变位置的原因是 电压表测量电源
①电压 。
电流表的示数为0.28安时,计算此次待测电阻的阻值为 7. 1 欧。(精确到0.1欧)
②求实验中使用的变阻器的最大阻值 22. 9 。 (需写出简要的计算过程或理由)
③ Ω【分析】(1)电路中,电源两端电压是不变的,据此判断电压表测量的电压值;
(2)根据串联电路电压规律、结合图(a)、图(b)确定读出电压表的示数,根据欧姆定律求
出待测电阻的阻值;
(3)当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路电流最小,先根据欧姆定律求出电路总电
阻,然后根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解:(1)因电路中电源两端电压不变,所以移动滑动变阻器的滑片,电压表示数不
变,说明电压表测量电源电压;
(2)因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以图(a)中电压表的示数大于图(b)中
电压表的示数,即图(a)中电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为6V;图(b)中
电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2V;
由I= 可得,待测电阻的阻值:R= = ≈7.1 ;
Ω
(3)当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路电流最小,电路的总电阻:R总 = =
=30 ,
Ω
因串联电路中的总电阻等于各部分电阻之和,所以滑动变阻器的最大阻值:R最大 =R总 ﹣
R=30 ﹣7.1 =22.9 。
故答案Ω为:(Ω1)电压Ω表测量电源电压;(2)7.1;(3)22.9 。
【点评】本题用电流表、电压表测电阻,考查电表读数、串联电路Ω的规律、欧姆定律的运用,
同时考查了推理能力和数据处理能力,难度较大。
26.盛有液体的圆柱形容器置于水平桌面,若在容器中放入一金属块后(金属块浸没在液体
中),则容器底部及水平桌面受到的压强均会增大。为了研究放入金属块前、后,圆柱形容
器底部受到液体压强的增加量△p液 以及水平桌面受到压强的增加量△p桌面 与金属块的
哪些因素有关,某同学选用了质量相等、体积不同的A、B、C金属块(V <V <V )及体
A B C
积相同、质量不同的D、E、F金属块(m <m <m ),分别按图(a)(b)进行实验,并测得每
D E F
一次实验中的△p液 、△p桌面 ,其实验数据记录在表一中。
表一
实验序号 放入的金属块 容器底部所受液体压强增加 水平桌面所受压强增加
量△p液 (帕) 量△p桌面 (帕)
1 A 50 2002 B 100 200
3 C 150 200
4 D 100 200
5 E 100 250
6 F 100 300
分析比较实验序号1~6数据中的△p液 、△p桌面 变化情况及相关条件,可以得到的初步
①结论是:
(a) △ p 液 随着放入并浸没金属块体积增大而增大,且与金属块的质量无关
(b) △ p 桌面 随着放入并浸没金属块质量增大而增大,且与金属块的体积无关
根据表一信息,请你在表二中选择一金属块放入图(a)中(均能浸没在液体中),使得容
②器底部受到液体压强的增加量△p液 及水平桌面受到压强的增加量△p桌面 均最大,应选择
的金属块是 乙 ,理由是 需要物体的体积和质量均最大 。
表二
金属块 密度 体积
甲 3V
乙 2ρ 3V
丙 3ρ 2V
ρ
【分析】 (a)已知A、B、C金属块质量和体积大小关系,分析比较实验序号1~3数据,可
知△p液 ①逐渐变大,得出△p液 随变化量的变化关系;
已知D、E、F金属块体积和质量大小关系,分析比较实验序号4~6数据,可知△p液 均为
100Pa,得出△p液 随与变化量的关系;
综上得出结论;
(b)已知D、E、F金属块体积和质量大小关系,分析比较实验序号4~6数据,可知水平桌
面所受压强增加量△p桌面 逐渐变大,据此得出△p桌面 与变化量的关系;
已知A、B、C金属块质量和体积大小关系,分析比较实验序号1~3数据可知,水平桌面所
受压强增加量△p桌面 都为200Pa,从而得出△p桌面 与变化量的关系;综上得出结论;
运用在述结论,根据密度公式分析回答。
【②解答】解: (a)A、B、C金属块质量相等、体积大小为:V
A
<V
B
<V
C
,分析比较实验序号
1~3数据中①的△p液 逐渐变大,得出△p液 随着放入并浸没金属块体积增大而增大;
D、E、F金属块体积相同、质量大小为:m <m <m ,分析比较实验序号4~6数据中的
D E F
△p液 均为100Pa,△p液 随与金属块的质量无关;
综上:△p液 随着放入并浸没金属块体积增大而增大,且与金属块的质量无关;
(b)已知D、E、F金属块体积相同、质量大小为:m <m <m ,分析比较实验序号4~6数
D E F
据,水平桌面所受压强增加量△p桌面 逐渐变大,故得出△p桌面 随着放入并浸没金属块质量
增大而增大;
A、B、C金属块质量相等、体积大小为:V <V <V ,分析比较实验序号1~3数据可知,
A B C
水平桌面所受压强增加量△p桌面 都为200Pa,△p桌面 与金属块的体积无关;
综上:△p桌面 随着放入并浸没金属块质量增大而增大,且与金属块的体积无关;
根据△p液 随着放入并浸没金属块体积增大而增大,要使使得容器底部受到液体压强的
②增加量△p液 最大,应选择体积最大物体,即选择甲乙;
根据△p桌面 随着放入并浸没金属块质量增大而增大,要使水平桌面受到压强的增加量△p
桌面
最大,应选择质量最大的物体,根据m= V,因乙的密度大于甲的密度,故乙的质量大
于甲的质量,所以,在表二中选择一金属块放ρ入图(a)中(均能浸没在液体中),使得容器
底部受到液体压强的增加量△p液 及水平桌面受到压强的增加量△p桌面 均最大,应选择的
金属块是乙,理由是:需要物体的体积和质量均最大。
故答案为: (a)△p液 随着放入并浸没金属块体积增大而增大,且与金属块的质量无关;
(b)△p桌面①随着放入并浸没金属块质量增大而增大,且与金属块的体积无关;
乙;需要物体的体积和质量均最大。
② 【点评】本题研究放入金属块前、后,圆柱形容器底部受到液体压强的增加量△p液 以
及水平桌面受到压强的增加量△p桌面 与金属块的哪些因素有关,考查控制变量法、数据分析
和归纳结论的能力及运用知识解决实际问题的能力,难度较大。