《2026年河北中考必备卷物理》

17. （5分）小明和小红对具有吸水性的小石块的密度进行了测量。（ρ水已知）
（1）小明的实验过程如下：
①将天平放置于水平桌面上，游码放到标尺左端的零刻度线处。天平上指针的位置如图14所示，下一步的操作是______；
②用调节好的天平测出小石块的质量为m；
③往量筒中倒入适量的水，读出水面对应的刻度值为V₁；
④用细线系好小石块将其浸没在量筒里的水中，读出水面对应的刻度值为V₂；
⑤小石块的密度ρ石＝$\frac{m}{V_2-V_1}$。
（2）小红的实验过程如下：
①将用细线系好的小石块挂在弹簧测力计下，测出小石块重为G；
②将挂在弹簧测力计下的小石块浸没在水中，读出弹簧测力计示数为F；
③小石块的密度ρ石＝$\frac{G}{G-F}\rho_水$。
(3)对小明和小红的实验进行分析与论证，可知小明实验的测量值比小石块密度的真实值偏大(选填“偏大”或“偏小”)。为了使测量结果更准确，可以在完成小明的实验步骤②后，将让石块吸足水，再继续进行实验。

答案： 17.
(1)①将平衡螺母向左端调节，使天平横梁水平平衡 ⑤$\frac{m}{V_2-V_1}$
(2)③$\frac{G}{G-F}\rho_水$
(3)偏大 让石块吸足水
[解析]
(1)①横梁上的指针指在分度盘的右侧，说明天平的左端上翘，所以应将平衡螺母向左端调节，使天平横梁水平平衡;⑤石块的体积$V = V_2 - V_1$，由密度公式可得，石块的密度$\rho_石=\frac{m}{V}=\frac{m}{V_2 - V_1}$;
(2)石块的重力为G，则质量$m=\frac{G}{g}$，石块浸没在水中，弹簧测力计的示数为F，则石块浸没时受到的浮力$F_浮 = G - F$，根据阿基米德原理，石块排开水的体积$V_排=\frac{F_浮}{\rho_水g}=\frac{G - F}{\rho_水g}$，石块浸没在水中，石块的体积$V = V_排=\frac{G - F}{\rho_水g}$，所以石块的密度$\rho_石=\frac{m}{V}=\frac{\frac{G}{g}}{\frac{G - F}{\rho_水g}}=\frac{G}{G - F}\rho_水$;
(3)石块放入水中后，因其具有吸水性，导致液面下降，所测体积偏小，由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$可知，密度的测量值偏大;为避免这一影响，测体积前可以让石块吸足水，或可在具有吸水性的石块的外部包一层薄保鲜膜，或采用排沙法测体积。

18. （7分）小明利用如图15所示的电路来探究串联电路的部分特点。已知R₁＝2Ω、R₂＝4Ω、R₃＝5Ω、R₄＝10Ω，电源电压可调。

（1）请根据图15所示电路用笔画线代替导线将图16所示实物图补充完整。（此时电源电压为3V）
(2)电路连接完成后，闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数；小明又将电压表并联在R₂两端，闭合开关S，发现电压表有示数、电流表无示数。则电路中一定存在的故障是B(填选项字母)。
A. R₁处短路
B. R₂处断路
C. 电流表处短路
（3）排除故障后，继续实验。实验中，小明调节了电源电压，换用了规格不同的电阻，分别将电压表并联在AB、BC和AC两端，收集的数据如下表。

①表格中第4次实验空格处的数据为0.5。
②探究串联电路中电压的关系时，分析表中数据可得其规律是______。
③探究串联电路中电阻的关系时，分析表中数据可得其规律是______。
④探究串联电路中电压与电阻关系时，分析表中数据可得其关系是在串联电路中，各部分电路两端电压之比等于各部分电路的电阻之比。

【拓展】完成实验后，小红连接了如图17所示电路，已知R_x＞R₁。调整电源电压，将电压表分别并联在AB、BC和AC两端，电压表指针三次偏转中，其中一次满偏，一次偏转的角度为满偏的三分之二。则所有符合上述情况的R_x的最大值与最小值之比是13:3。

答案：
18.
(1)如图所示
(2)B
(3)①0.5 ②串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和 ③串联电路的总电阻等于各分电阻之和 ④在串联电路中，各部分电路两端电压之比等于各部分电路的电阻之比 【拓展】13:3

[解析]
(1)已知电源电压为3V，当$R_1$、$R_2$串联接入电路时，电路中的总电阻最小，则此时电路中的电流最大，$I=\frac{U}{R}=\frac{U}{R_1 + R_2}=\frac{3V}{2\Omega + 4\Omega}=0.5A＜0.6A$，所以电流表选用的量程为0~0.6A，电流表要串联接入电路，且电流要从“+”接线柱流入，“-”接线柱流出。
(2)电路连接完成后，电压表测$R_1$两端电压，闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数，说明电路中存在断路;将电压表并联在$R_2$两端，电压表测$R_2$两端电压，闭合开关S，发现电压表有示数、电流表无示数，说明电压表所在电路是通路，与电压表并联的这部分电路存在断路，故$R_2$断路，故选B。
(3)①当$R_1$、$R_4$串联接入电路时，通过它们的电流相等，为$I_4=\frac{U_4}{R_1}=\frac{5V}{10\Omega}=0.5A$。
②探究串联电路中电压的关系时，分析题表中数据可以发现:$U_{AC}=U_{AB}+U_{BC}$，则可得出结论:串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和。
③探究串联电路中电阻的关系时，分析题表中数据可以发现:$R_{AC}=R_{AB}+R_{BC}$，则可得出结论:串联电路的总电阻等于各分电阻之和。
④在串联电路中，通过电路的电流$I=\frac{U_{AB}}{R_{AB}}=\frac{U_{BC}}{R_{BC}}$，则可得:$\frac{U_{AB}}{U_{BC}}=\frac{R_{AB}}{R_{BC}}$。将题表中数据代入上面式子后，可以确认关系成立。故可得出结论:在串联电路中，各部分电路两端电压之比等于各部分电路的电阻之比。
【拓展】已知$R_x＞R_1$，则$R_x$两端电压＞$R_1$两端电压。
①当电压表选用0~3V量程时，若$U_{AC}=3V$，$U_{BC}=2V$，则$U_{AB}=1V$，符合题意。根据$\frac{U_{AB}}{U_{BC}}=\frac{R_1}{R_x}$，代入数据得$R_x = 4\Omega$。
②当电压表选用0~15V量程时，若$U_{AC}=15V$，$U_{BC}=10V$，则$U_{AB}=5V$，符合题意。根据$\frac{U_{AB}}{U_{BC}}=\frac{R_1}{R_x}$，代入数据得$R_x = 4\Omega$。
③当测量$U_{AC}$使用0~15V量程，测量$U_{AB}$使用0~3V量程时，若$U_{AC}=15V$，$U_{AB}=2V$，则$U_{BC}=13V$，同上求得$R_x = 13\Omega$;若$U_{AC}=10V$，$U_{AB}=3V$，则$U_{BC}=7V$，同上求得$R_x=\frac{14}{3}\Omega$;若$U_{BC}=10V$，$U_{AB}=3V$，则$U_{AC}=13V$，同上求得$R_x=\frac{20}{3}\Omega$;若$U_{AB}=2V$(0~3V量程)，$U_{BC}=3V$(0~3V量程)，则$U_{AC}=5V$，同上求得$R_x = 3\Omega$。
综上所述，$R_x$最小为3$\Omega$，最大为13$\Omega$，则$R_x$的最大值与最小值之比是13:3。