四、实验探究题（本题共2小题，共20分）

15．（6分）（2013•平凉）在“测量物质的密度”的实验中，用调好的天平测量石蜡的质量，先在天平左盘放石蜡块，右盘放合适的砝码，并通过调节游码使天平平衡，此时右盘中的砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示，则蜡块的质量是　18.6　g；测量蜡块体积的过程如图乙所示，蜡块的体积是　20　cm3；计算得到石蜡的密度是　0.93×103kg/m3　kg/m3．

考点： 固体的密度测量实验．

专题： 实验题；压轴题．

分析： （1）天平平衡时物体的质量等于砝码质量加游码在标尺上所对的刻度值，注意标尺的分度值；

（2）在进行量筒的读数时，注意量筒的分度值，视线与液面的凹底相平；

掌握测量漂浮物体体积的方法：坠入或按入的方法；

（3）根据ρ=计算出蜡块的密度．

解答： 解：由图甲知，标尺的分度值为0.2g，蜡块的质量为m=10g+5g+3.6g=18.6g；

由图乙知，量筒的分度值为5ml，水和金属块的体积为60ml，水、金属块和蜡块的体积为80ml，所以蜡块的体积V=80ml﹣60ml=20ml=20cm3；

蜡块的密度ρ===0.93g/cm3=0.93×103kg/m3．

故答案为：18.6；20；0.93×103kg/m3．

点评： 此题是测量蜡块的密度实验，考查了有关天平和量筒的读数及测量蜡块体积的方法，同时考查了有关密度的计算，特别是注意密度的单位及换算．

16．（14分）（2013•平凉）小航和小林同学在做“测量小灯泡电功率”的实验时，老师给他们提供一些标有“2.5V”字样的灯泡、电压表、滑动变阻器、开关、干电池盒（3V）、导线若干．

（1）粗心的小航很快连接完电路并闭合开关，结果发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P的位置，电流表和电压表的示数总保持不变，灯泡保持较暗的亮度不变，则造成这一现象的原因是：　滑动变阻器接了下面两个接线柱，相当于定值电阻　；

（2）他倆仔细检查电路后发现了问题，排出了故障，连接了如图（甲）所示电路图，还有两根导线没有连，请你用笔画线代替导线，帮他们将图中的电路连接完整．并且要求滑片P向右移动时，电流表的示数变大；

（3）正确连接电路后，实验得到的数据如上表；

（4）在电压为2V时，电流表示数如图（乙）所示，此时通过小灯泡的电流为　0.26　A，此时小灯泡的实际功率为　0.52　W；

（5）细心的小林根据测出的三组数据求出各次电阻，发现灯泡不同电压下的电阻值不同，小航说这是误差，小林不认同，发生了激烈争论．请你帮他们分析，灯泡在不同电压下的电阻值不同的原因是　灯丝电阻随温度的升高而增大　．

考点： 电功率的测量．

专题： 压轴题；测量型实验综合题．

分析： （1）掌握滑动变阻器的连接方式：一上一下；若接上面两个接线柱，相当于接入的电阻为零，若接下面两个接线柱，则相当于接入一个等于滑动变阻器最大阻值的定值电阻；

（2）掌握电压表和滑动变阻器的连接，根据电源电压和灯泡的额定电压确定电压表的量程，滑动变阻器与灯泡串联，并要接一上一下；

（3）（4）确定电流表的量程和分度值，然后读出数据，根据公式P=UI计算出灯泡的功率；

（5）根据灯丝电阻随温度的升高而增大进行分析．

解答： 解：（1）由题意知，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P的位置，电流表和电压表的示数总保持不变，灯泡保持较暗的亮度不变，则说明滑动变阻器接了下面两个接线柱；

（2）电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表可选择0～3V的量程，与灯泡并联；

滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表的示数变大，则滑动变阻器的阻值应变小，所以应接下面右边的接线柱B，如图所示：

；

（3）（4）由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0、02A，所以示数为0.26A，则P=UI=2V×0.26A=0.52W；

（5）R1===7.7Ω，R2===8.3Ω，R3===8.8Ω；

由电阻值及表格中数据知，随着电压和电流的增大，灯丝的温度升高，则电阻也增大，则说明灯丝电阻变化的原因是灯丝电阻随温度的升高而增大．

故答案为：（1）滑动变阻器接了下面两个接线柱，相当于定值电阻；（2）见上图；（3）（4）0.26；0.52；（5）灯丝电阻随温度的升高而增大．

点评： 此题是“测量小灯泡电功率”的实验，考查了电压表和滑动变阻器的连接及使用，同时考查了电流表的读数及电功率的计算，还考查了灯丝电阻与温度的关系，考查得比较全面．

五、计算与简答题（简答部分要有必要的分析和说明，计算部分要有主要公式及数值代入过程，计算结果要有数值和单位．本题共3小题，共21分）

17．（4分）（2013•平凉）李明在商场买了一盒盒装果汁，上面标有250mL，果汁盒上带有一吸管，他发现吸管一端已被削尖，他用削尖的吸管插入盒中饮用，饮用的过程盒子渐渐瘪了，李明这段经历中有不少物理知识，请你写出其中两条．

考点： 增大压强的方法及其应用．

专题： 简答题；压强、液体的压强．

分析： 压强与压力、受力面积有关，增大压强的方法：在压力一定时，减小受力面积；在受力面积一定时增大压力；

吸牛奶是借助了大气压强的作用．

解答： 答：（1）用一端已被削尖的吸管插入盒中，是在压力一定时，减小受力面积来增大压强；

（2）盒子渐渐瘪了是因为盒外大气压大于盒内气压．

点评： 利用所学知识解释身边的生活现象，学以致用，有意义！

18．（8分）（2013•平凉）如图所示2012年9月正式交付中国人民解放军海军的“辽宁”号航空母舰，简称“辽宁舰”，是中国人民解放军第一艘可以搭载固定翼飞机的航空母舰．飞行甲板长300米，舰宽70.5米，航母吃水深度10.5米，标准排水量57000吨，满载排水量67500吨．根据以上数据，求：

（1）满载时该舰所受浮力为多少牛？

（2）舰底所受海水的压强多大？

（3）若飞机领航员2分钟之内飞行甲板从舰头走到舰尾，速度至少为多大？（取ρ海水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）

考点： 阿基米德原理；速度的计算；液体的压强的计算．

专题： 压轴题；浮力．

分析： （1）根据阿基米德原理，船满载时受到的浮力等于其排开水的重力；

（2）吃水深度是指满载时浸入水中的深度，根据公式p=ρ液gh便可计算得出；

（3）根据v=计算出速度的值；

解答： 解：（1）由题意知：

F浮=G排=m排g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N；

（2）当航母满载时，达到最大吃水深度，此时航母底部受到海水的压强：

p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10.5m=1.05×105Pa；

（3）v===2.5m/s

答：（1）满载时该舰所受浮力为6.75×108N；

（2）舰底所受海水的压强1.05×105Pa；

（3）若飞机领航员2分钟之内飞行甲板从舰头走到舰尾，速度至少为2.5m/s．

点评： 本题考查了液体压强公式、漂浮时浮力与重力的关系即速度的计算，要注意单位的换算．

19．（9分）（2013•平凉）如图（甲）所示是生活中常见的自动加热、保温的电水壶，它的铭牌如下面表格．现将它接在220V的电压下工作．

（1）如图（乙）所示为电水壶的电路图，其中R0是电热水壶中的电热管，R是与电热水壶的电热管串联的电阻，S是一个自动切换的温控开关，此热水壶是在热胆中储水，由电热管加热工作的，请根据电路图判断：当温控开关闭合还是断开时，电水壶处于加热状态．

（2）按铭牌上所标电水壶的加热功率、保温功率，计算R0和R的阻值分别是多少？

（3）当它处于加热状态时，如果消耗的电能全部用来加热水，使热胆中2kg、20℃的水温度升高到90℃至少需要多少时间？

考点： 电功率的计算；热量的计算；电阻的串联；电功与热量的综合计算．

专题： 计算题；应用题；压轴题；信息给予题；电能和电功率．

分析： （1）电水壶的加热功率大于保温功率，电源电压一定，开关是哪种状态对应加热功率，用公式P=分析；

（2）已知电热壶的额定电压和加热功率，利用公式R=得到R0的阻值；已知保温功率和额定电压，可以得到串联电路的总电阻，已知总电阻和R0的阻值，两者之差是R的阻值；

（3）已知水的比热容、质量、初温度和末温度，可以得到水需要的热量，也就是电热壶通过的热量；已知电热壶提供的热量和加热功率，利用公式t=得到加热时间．

解答： 解：（1）由电路图知：当温控开关闭合时，电阻R短路，R0接在电源两端，此时消耗的功率为P1=；

当温控开关断开时，电阻R和R0串联在电源两端，此时消耗的功率为P2=．因为U一定，R+R0＞R，所以P1＞P2，即温控开关闭合时，电水壶处于加热状态．

（2）∵P=

∴电阻R0的阻值为R0===44Ω；

保温状态下的电路总电阻为R串===1210Ω，

电阻R的阻值为R=R串﹣R0=1210Ω﹣44Ω=1166Ω；

（3）水吸收的热量为Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（90℃﹣20℃）=5.88×105J，

∵P==

∴电热壶的加热时间为t===588s．

答：（1）温控开关闭合时，电水壶处于加热状态．

（2）电阻R0的阻值为44Ω；电阻R的阻值为1166Ω；

（3）电热壶的加热时间为588s．

点评： 此题是一道应用题，考查了电热壶工作电路的判断和电功率变形公式的应用和热量的计算，综合了电、热知识．读懂元件连接关系、从图表中提取有用信息是解决此类问题的关键．

点击此处下载文档(rar格式，234.30KB)