22．小宇同学用如图甲所示的装置对丙加热．根据实验记录画出温度随时间变化的图象，如图乙所示，请你回答：

（1）图甲中温度计的示数为　92　℃．

（2）图乙中　DE　段表示水的沸腾过程．

（3）图乙中　EF　不是根据本实验装置所测得的实验数据画出来的．

考点： 温度计的使用及其读数；沸腾及沸腾条件。

专题： 实验题。

分析： （1）温度计是初中物理中的常见测量工具，使用时首先要弄清楚它的量程和分度值．

（2）冰属于晶体，冰吸收热量，温度升高，达到熔点，不断吸收热量，温度不变，冰全部熔化，再吸收热量，温度升高，达到沸点，不断吸收热量，温度不变，水全部变为水蒸气．

解答： 解：（1）温度计的液柱在零刻度以上．每一个大格代表10℃，每一个小格代表1℃，示数为92℃．

故答案为：92

（2）AB段是固态的冰吸收热量，温度升高过程；

BC段是固态冰吸收热量，温度不变，是熔化过程，熔点是0℃；

CD段是液态水吸收热量，温度升高的过程；

DE是水不断吸收热量，温度不变的过程，是水沸腾的过程，沸点是100℃．

故答案为：DE

（3）图乙中的EF段不是根据本实验装置所测得的实验数据画出来的，因为水沸腾后，生成的水蒸气全部离开烧杯，不可能出现水蒸气吸热升温的过程，温度计是无法测量的．

故答案为：EF

点评： 本题从图象中读出有关知识，还可以从图中挖掘更多的与物理有关的内容．

本题考查了温度计的正确读数、熔化特点、以及沸腾的特点．

23．某物理实验小组的同学在探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”的实验记录如右表：

（1）在实验过程中，需要的测量工具有：　天平和弹簧测力计　．

（2）根据实验测得的数据可知：物体所受重力G与物体质量m的比值为　9.8　N/kg．

（3）分析表中试验数据，得出的结论是：　物体所受的重力和它的质量成正比　．

考点： 探究重力大小跟什么因素有关的实验。

专题： 实验题。

分析： （1）测量物体的质量用天平，测量物体受到的重力用弹簧测力计．物体受到的重力跟物体的质量成正比．

（2）多次测量求平均值可以减小误差．

解答： 解：（1）探究物体所受重力大小与物体质量的关系时，需要测量质量和重力，需要的测量工具是：天平和弹簧测力计．

（2）平均值为：g====9.8N/kg

（3）从表中的数据分析，物体受到的重力跟质量的比值不变，所以物体所受的重力跟它的质量成正比．

故答案为：（1）天平和弹簧测力计；（2）9.8；（3）物体所受的重力跟它的质量成正比．

点评： 掌握物体的重力跟质量成正比．多次测量求平均值减小误差．根据实验要求，会选择实验器材．

24．在探究“二力平衡条件”的实验中：

（1）设计组装的实验装置如图所示，老师指出实验桌面越光滑越好，其原因是　减小摩擦力对实验的影响（或减小摩擦力或使小车在水平方向上只受两个力的作用）　．

（2）实验中保持F1和F2相等，用手拉小车扭转一个角度，松手后，小车将无法在此位置平衡．实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足的条件之一是　两个力必须作用在同一直线上　．

考点： 二力平衡条件的应用。

专题： 实验探究题。

分析： （1）在研究二力平衡条件时，要排除其它力（如摩擦力）的干扰；

（2）静止或做匀速直线运动的物体将受到平衡力的作用，当两个力满足四个条件时，才是一对平衡力，即“作用在同一个物体上、大小相等、方向相反、在同一条直线上”；物体受平衡力作用时，合力为0．

解答： 解：（1）应该把小车放在光滑的水平桌面上，这样可以保证小车不受桌面的摩擦力作用；

（2）实验中保持F1和F2相等，用手拉小车扭转一个角度，松手后，小车将无法在此位置平衡．实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时是否必须作用在同一条直线上．

故答案为：（1）减小摩擦力对实验的影响（或减小摩擦力或使小车在水平方向上只受两个力的作用）；

（2）两个力必须作用在同一直线上．

点评： （1）设计实验要充分考虑影响实验的因素，还要运用合适的实验方法（如控制变量法）；

（2）静止的物体或匀速直线运动的物体受平衡力的作用，二力平衡的条件包括四方面：同物、同线、等值、反向．

25．为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA=mB＜mC，hA=hC＞hB），推动小木块运动一段距离后静止．请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行判断：

（1）用来研究超载安全隐患时，我们应选择　甲丙　两个图所示实验进行比较．

（2）用来研究超速安全隐患时，我们应选择　甲乙　两个图所示实验进行比较．

考点： 动能的影响因素。

专题： 压轴题；控制变量法；实验分析法。

分析： （1）动能大小的影响因素：质量和速度．质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大．

（2）物体下落时重力势能转化为动能．重力势能跟质量和高度有关，动能跟质量和速度有关，同一个物体，下落到地面的速度取决于物体的高度．高度相同到达水平面的速度相同，越高到达水平面的速度越大．

解答： 解：（1）超载是指汽车的速度一定时，质量越大动能越大．选择到达水平面的速度相等，质量不同的AC小球进行实验．

（2）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大．选择质量相等到达水平面速度不同的AB小球．

故答案为：甲丙；甲乙．

点评： （1）掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素．

（2）自由下落的物体到达地面的速度取决于物体的高度，跟质量无关．

26．实验室现有以下器材：电压为5V的电源、两个量程的电流表、单量程（3V）的电压表、导线、开关和滑动变阻器（规格分别为：“5Ω 0.3A”、“10Ω 0.6A”、“30Ω 0.6A”）．请你利用以上器材来测量一个标有“3.5V”小灯泡的功率（小灯泡电阻大约为10Ω）．

（1）为了保证电路各元件的安全，你需要选用的滑动变阻器的规格为　“10Ω 0.6A”　．

（2）如图的实物图缺少三根导线，请你用笔画线代替导线，请将实物图补充完整（导线不能交叉）．

（3）将电路连接完整并经检查无误后，闭合开关发现小灯泡发光暗淡、电流表有示数，而电压表无示数，则出现该现象的原因可能是下面的哪一种情况？　D　（只填字母序号即可）

A、滑动变阻器某处断路 B、小灯泡处发生断路

C、滑动变阻器被短路 D、电压表的某一个接线柱接触不良

（4）如表是在正确操作情况下所测出的三组实验数据，则小灯泡的额定功率为　1.225　W．

（5）按照教材中实验操作要求，整个电路消耗的电功率最大可以达到　2　W．、

考点： 探究用电器的电功率实验。

专题： 实验题；作图题。

分析： （1）先由欧姆定律求出灯泡正常发光是的电流，然后根据串联电路特点及欧姆定律求出此时接入电路的阻值，

根据滑动变阻器接入电路的阻值及滑动变阻器允许通过的电流确定滑动变阻器的规格；

（2）根据灯泡正常发光时的电流确定电流表的量程，滑动变阻器与电流表串连接入电路，

电压表并联在滑动变阻器两端，注意滑动变阻器的接法，注意电表正负接线柱不要接反；

（3）电压表无示数，可能是与电压表并联的电路短路，或电压表并联电路之外电路存在断路，

或电压表接线柱接触不良；灯泡发光，说明灯泡没有短路；电流表有示数说明电路不存在断路；

综合分析可知，电路故障原因是：电压表接线柱接触不良；

（4）灯泡正常发光时，灯泡电压等于灯泡的额定电压，由串联电路的特点求出电压表的示数，

由表中数据找出该电压对应的电流值，然后由P=UI求出灯泡的额定功率；

（5）根据题意求出电路的最大电流，然后由P=UI求出电路消耗的最大功率．

解答： 解：（1）灯泡正常发光时的电压等于额定电压UL=3.5V，此时电路电流约为

I===0.35A，滑动变阻器两端电压U滑=U﹣UL=5V﹣3.5V=1.5V，此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑==≈4.3Ω，即灯泡正常发光时的电路电流约为0.35A，滑动变阻器接入电路的阻值约为4.3Ω，：规格为“5Ω 0.3A”的滑动变阻器额定电流小于电路电流，不能选该电阻；规格为“30Ω 0.6A”的滑动变阻器虽然额定电流符合要求，但最大阻值太大，不方便调节，故不选该变阻器；规格为“10Ω 0.6A”的滑动变阻器额定电流及最大阻值都符合要求，故选规格为“10Ω 0.6A”的滑动变阻器；

故答案为：“10Ω 0.6A”．

（2）灯泡额定电压大于电压表的量程，因此电压表应与滑动变阻器并联，灯泡正常发光时的电流为0.35A，

电流表选0.6A量程；滑动变阻器与电流表串连接入电路，电压表并联在滑动变阻器两端，电路图如图所示；

故答案为：电路图如图所示．

（3）闭合开关小灯泡发光暗淡、电流表有示数，而电压表无示数，则出现该现象的原因可能是：

电压表的某一个接线柱接触不良，故选D；

故答案为：D．

（4）灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压U滑=U﹣UL=5V﹣3.5V=1.5V，由表中数据可知，

此时电路电流I=0.35A；灯泡额定功率P=ULI=3.5V×0.35A=1.225W；

故答案为：1.225．

（5）按题意要求：电路的最大电流为0.4A，电路消耗的最大功率P=UI=5V×0.4A=2W；

故答案为：2．

点评： 本题考查了连接实物图、选择实验器材、电路故障分析、求灯泡的额定功率、求电路功率等问题；连接电路图时，要根据所给电压表的量程及灯泡的额定电压确定电压表在电路中的位置，这是连接实物图的难点，也是组图的关键．

四、应用与创新题

27．如图所示的电路，电源电压不变．闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电流表的示数为3A；当滑片P置于变阻器的b端时，电流表的示数变化了1A，在4s内定值电阻R1产生的热量为160J．

求（1）当滑片P置于变阻器的b端时，R1消耗的电功率为多少？

（2）R1的阻值是多少？

（3）电源电压是多少？

考点： 电功率的计算；欧姆定律的应用；焦耳定律的计算公式及其应用。

专题： 计算题；应用题；动态预测题。

分析： （1）根据Q=W=Pt求出当滑片P置于变阻器的b端时R1消耗的电功率；

（2）由电路图可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的电阻增大时电路中的电流减小可知滑片P置于变阻器的b端时电路中的电流，根据P=I2R求出R1的阻值；

（3）根据电阻的串联和欧姆定律分别表示出电源的电压，根据电源的电压不变得出等式求出电源的电压．

解答： 解：（1）当滑片P置于变阻器的b端时，R1消耗的电功率：

P1====40W；

（2）当滑片P置于变阻器的b端时，电路中的电流I=3A﹣1A=2A，

则R1===10Ω；

（3）当滑片P置于变阻器的中点时，电路中的电流为3A；

则电源的电压U=3A×（10Ω+R）

当滑片P置于变阻器的b端时，电路中的电流为2A，

则电源的电压U=2A×（10Ω+R）

联立以上等式可得U=60V．

答：（1）当滑片P置于变阻器的b端时，R1消耗的电功率为40W；

（2）R1的阻值是10Ω；

（3）电源电压是60V．

点评： 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率、焦耳定律公式的灵活运用，关键是根据电流表示数的变化得出当滑片P置于变阻器的b端时电路中的电流．

28．将一个边长为1m的正方体物体，平放在边长为2m的正方体空水池的底部时，物体对水池底部产生的压强为104Pa．取出物体后，再将7.2t的水全部注入水池中，然后将物体再次轻轻放入水池中（g=10N/kg）．

求：（1）物体的密度；

（2）物体在水中静止以后所受浮力；

（3）物体在水中静止以后，水对水池底部所产生的压强比只装水时增加了多少？

考点： 密度的计算；密度公式的应用；压强的大小及其计算；液体的压强的计算；浮力大小的计算。

专题： 计算题。

分析： （1）知道物体对水池底部产生的压强，利用G=F=pS求物体的重力，再利用公式G=mg求物体的质量，求出物体的体积，利用密度公式求物体的密度；

（2）由于ρ=ρ水，物体在水中悬浮，根据悬浮条件求物体在水中静止时受到的浮力；

（3）知道水的质量，利用密度公式求水的体积，求出水和物体的总体积，和容器的容积比较，得出放入物体后水的深度，求出不放物体时水的深度，可求放入物体前后水深变化，再利用公式p=ρ水gh求水对水池底部所产生的压强比只装水时的增加值．

解答： 解：

（1）物体对水池底部产生的压力：

F=G，

物体对水池底部产生的压强：

p==，

∴G=pS=104Pa×1m×1m=104N，

m===1000kg，

物体的密度：

ρ===1×103kg/m3；

（2）∵ρ=1×103kg/m3=ρ水，

∴物体在水中悬浮，

F浮=G=104N；

（3）水的体积：

V水===7.2m3，

∵V水+V=7.2m3+1m3=8.2m3，

水池的容积V容=2m×2m×2m=8m3，

∴V水+V＞V容，

∴放入物体后水池内的水是满的，此时水深h=2m，

不放物体时，水深h′===1.8m，

放入物体前后水深变化△h=h﹣h1=2m﹣1.8m=0.2m，

△p=ρ水g△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa．

答：（1）物体的密度为1×103kg/m3；

（2）物体在水中静止以后所受浮力为104N；

（3）物体在水中静止以后，水对水池底部所产生的压强比只装水时增加了2000Pa．

点评： 本题为力学综合题，考查了密度的计算、浮力的计算、压强的计算，知识点多、综合性强，属于难题，要求灵活运用所学知识求解．

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