小明选用了如图中的质量约600g的金属皇冠模型，若能测出模型

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更新 2022-09-03
科目物理
题型实验题
难度较难
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[广东]2012年初中毕业升学考试（广东广州卷）物理

上一题

小明选用了如图中的质量约600g的金属皇冠模型，若能测出模型所受重力G 模型、模型浸没在水中所受的浮力F浮，且知水的密度水，就可以根据 , ，求出模型密度

（1）证明式子成立.
（2）现有足量的水和图中的各种可选的器材，要利用测出模型的密度，根据实验要求从器材A、B、C、D、E、F 中选择实验所必须的器材，并写出测模型密度的实验步骤及所需记录的数据.

a. 选择的器材（填代号）：
b. 实验步骤及需要记录的数据：

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【资料】1583年，伽利略经测量发现悬挂的油灯摆动时具有等时性。如图所示，将密度较大的小球作为摆球，用质量不计、不可伸缩的细线悬挂于 $O$ 点，组装成一个摆，在 $θ < 5 °$ 时，让摆球从 $A$ 点静止释放后摆动，摆的周期（摆球往返一次的时间）只与摆长（摆球重心到悬挂点 $O$ 的距离）有关。

【质疑1】小科认为：摆球质量越大，惯性也越大，所以相同条件下摆动会越慢，周期会越长。

【探究1】选择不同的小球作为摆球进行实验：①测摆球的直径 $D$ 和质量 $m$ ，计算出摆球的密度 $ρ$ ；②组装摆；③调节摆长 $l$ ，使摆长为 $800.0 mm$ ；④在 $0 < 5 °$ 时，让摆球从 $A$ 点静止释放后摆动，测出摆动30次的时间 $T_{30}$ ；⑤计算周期 $T$ ；⑥用不同的摆球重复上述实验。

【数据】摆长 $l = 800.0 mm$

次数摆球物理量	1	2	3	4
次数摆球物理量	铅球	铁球 $A$	铁球 $B$	铜球
$D / mm$	22.22	22.24	22.20	22.20
$m / g$	15.5	25.3	44.7	51.0
$ρ / g \cdot c m^{- 3}$	2.7	4.4	7.8	8.9
$T_{30} / s$	53.88	53.94	53.85	53.87
$T / s$	1.796	1.798	1.795	1.796

【思考1】（1）测摆周期是通过测 $T_{30}$ 后求出 $T$ ，而不是直接测 $T$ ，这是为了　。

（2）实验数据说明，摆长一定时，摆的周期与物体的质量　　（填“有关”或“无关” $)$ 。这一结论，得到了老师的肯定。

【质疑2】为什么资料中要求用密度较大的小球做摆球呢？

【探究2】小科用 $D = 39.86 mm$ 、 $ρ = 0.08 g / c m^{3}$ 的乒乓球按上述实验方法测出 $T = 2.023 s$ 。

【思考2】摆长一定时，用乒乓球做实验测得的 $T$ 明显变大。其实，当摆球密度很小时，空气对摆周期的影响不可以忽略，因为摆球受到的外力 $- -$ 　　不可忽略了。

题型：未知
难度：未知

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如图是一款用锂电池供电的平衡台灯，悬挂在中间的木质小球是它的“开关”使用时只需要将上下两个小球靠近，小球就相互吸引，灯管发光。以下为平衡台灯参数：

额定电压：5伏

额定功率：5瓦

光源类型： $LED$

锂电池输出电压：5伏

锂电池容量：4800毫安时

（注：以4800毫安的电流放电能工作1小时）

（1）若 $A$ 球内置的磁体下端为 $N$ 极，则 $B$ 球内置磁体上端为　　极；

（2）求平衡台灯正常发光时电路中的电流；

（3）给该台灯充电时，充电器的输出电压为5伏、电流2安，充电效率为 $80 %$ ，则为用完电的台灯充满电至少需要多长时间？

题型：未知
难度：未知

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利用如图电路研究“电流与电阻的关系”，其中电流表量程为“ $0 ~ 0.6 A$ ”，电压表量程为“ $0 ~ 3 V$ ”，滑动变阻器的规格为“ $50 Ω$ ， $1 A$ ”，依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入 $AB$ 之间完成实验，获得数据如下表。

实验组别	1	2	3
电阻 $R$ （欧 $)$	5	10	20
电流 $I$ （安 $)$	0.4	0.2	0.1

请回答：

（1）完成第一组实验，断开开关，拆下5欧的电阻，改接10欧的电阻。继续操作有以下四步：①闭合开关；②将滑动变阻器的滑片移到最右端；③记录电流表示数；④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑，正确的顺序是　　；

（2）上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是　　；

（3）依据表中数据作出了下列图象，其中正确的是　　；

（4）要完成本次实验，电源最多只能将　　节干电池串联。

题型：未知
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小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品，它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小，如图所示。

（1）当秤盘不放任何重物时，滑片 $P$ 恰好处于 $a$ 点。闭合开关，当秤盘上所放钩码个数增多时，电压表示数将　　（填“增大”、“减小”或“不变” $)$ ；

（2）一段时间后，在秤盘放2牛重的钩码时，表盘读数比2牛大，换不同重的钩码反复试验，每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于　　引起的（填字母）。

$A$ ． $R_{1}$ 短路 $B$ ． $R_{1}$ 断路 $C$ ． $R_{2}$ 短路 $D$ ． $R_{2}$ 断路

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归纳与演绎是科学学习中非常重要的科学方法，下表是兴趣小组归纳“根据 $ρ = \frac{m}{V}$ ，运用浮力知识间接测量固体密度”的方法，请回答：

方法

实验器材

操作过程

思维过程

数据处理

适用范围

一

弹簧测力计

烧杯

水

$∵ m = \frac{G}{g} V_{物} = V_{浮} = \frac{F_{浮}}{ρ_{水} g}$

$∴ ρ_{物} = \frac{m_{物}}{V_{物}} = \frac{G}{F_{浮}} ρ_{水} = \frac{F_{1}}{F_{1} - F_{2}} ρ_{水}$

（1） $ρ_{物} =$ 　 $3 \times 10^{3}$ 　

千克 $/$ 米 $^{3}$

$ρ_{物} > ρ_{液}$

二

量筒

细铁丝

水

$\dots \dots$

（2） $ρ_{物} =$ 　　

（用 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 、 $V_{3}$ 、 $ρ_{水}$ 表示）

$\dots \dots$

$ρ_{物} < ρ_{液}$

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