《2026年金考卷中考45套汇编物理河北专版》

17.新趋势 跨学科实践(6分)在跨学科实践活动中,小明用身边的器材粗略测量一件鱼形工艺品材料的密度。鱼形工艺品的材质均匀且不吸水,其内部为空腔,底部有圆孔。
(1)如图9所示,利用右侧带有小孔的刻度尺制成一个简单的杠杆。应在刻度尺的_(选填"左"或"右")侧粘贴橡皮泥,使刻度尺在水平位置平衡。

(2)往一个空的塑料瓶内,注入400mL水。则瓶内水的质量为_g。已知水的密度ρ水400= 1.0 × 10³kg/m³。
(3)将工艺品和注好了水的塑料瓶分别用细线悬挂在刻度尺两侧,使刻度尺再次水平平衡,如图10所示。小明认为塑料瓶非常轻,其质量可忽略不计。则工艺品的质量为_g。720
(4)用一个足够大的塑料袋,贴着一个硬而薄的正方体(棱长为20cm)纸盒的内壁铺好,注入适量的水。小明将工艺品浸没在水中,使其空腔内也充满水。因工艺品浸没,纸盒内水面上升了0.9cm,如图11所示。则工艺品材料的体积为_cm³。360
(5)工艺品材料的密度为_kg/m³。$2 × 10^3$
(6)实验中,下列因素对密度的测量结果没有影响的是_(选填序号)。③
①忽略硬纸盒的厚度
②计算工艺品的质量时,忽略了瓶子的质量
③实验过程中,没有发现纸盒内底部的小石子

答案：
17. (共6分)
(1)右
(2)400
(3)720
(4)360
(5)$2 × 10^{3}$
(6)③
[解题思路]
(1)将刻度尺制成杠杆，则悬挂点处为支点，题图9中杠杆左端下沉，说明左端更重，要使其水平平衡，应该增加右端的质量，故应该在刻度尺右侧粘贴橡皮泥。
(2)水的质量$m_{水} = \rho_{水}V_{水} = 1.0g/cm^{3} × 400cm^{3} = 400g$。
(3)对题图10进行分析，如下：
$L_{2} = 48.0cm - 30.0cm = 18.0cm$
$L_{1} = 30.0cm - 20.0cm = 10.0cm$

$F_{1} = G = mg$
$F_{2} = G_{水} = m_{水}g$
刻度尺水平平衡，由杠杆平衡条件可知，$F_{1}L_{1} = F_{2}L_{2}$，即$mgL_{1} = m_{水}gL_{2}$，工艺品的质量$m = \frac{m_{水}L_{2}}{L_{1}} = \frac{400g × 18.0cm}{10.0cm} = 720g$
(4)工艺品浸没在水中，则它的体积就等于它排开水的体积，工艺品的体积$V = V_{排} = 20cm × 20cm × 0.9cm = 360cm^{3}$。
(5)工艺品材料的密度$\rho = \frac{m}{V} = \frac{720g}{360cm^{3}} = 2g/cm^{3} = 2 × 10^{3}kg/m^{3}$。
(6)忽略硬纸盒的厚度，会导致计算得出的工艺品的体积偏大，根据$\rho = \frac{m}{V}$可知，密度测量值偏小，①有影响；计算工艺品的质量时，忽略了瓶子的质量，会导致
(3)中$F_{2}$偏小，则计算得出的工艺品的质量m偏小，根据$\rho = \frac{m}{V}$可知，密度测量值偏小，②有影响；实验过程中没有发现纸盒底部的小石子，则工艺品浸没后水面上升高度是不变的，体积测量值准确，且对工艺品质量的测量无影响，所以③对测量结果无影响。

18.(17分)在"探究电流与电压的关系"的实验中,小明设计了如图12所示的实验电路。电源电压为6V不变,R为定值电阻,AD间粗细均匀的电阻丝和夹子(M和N)一起组成变阻器,A、B、C、D、E、F为电阻丝上的六个点,E、F两点未标出。

(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线将图12中的实物电路补充完整。
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了_。
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表示数为6V,电路的故障(仅有一处)是_。
(4)排除故障后,闭合开关,保持夹子N位置不动,夹子M依次接在变阻器的A、B、E、C、F、D六个点,每次电表均选用合适的量程,进行实验,收集数据并记录在表格中。

表格中①处的数据如图13所示,为_A。
(5)分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下,_。
(6)在电阻丝C点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是:_(写出一条即可)。
【拓展】在上面的实验电路中,电流表接0~0.6A的测量范围,把另一电压表V₁接在A点和图中电压表标有"15"的接线柱两点上。夹子M接在A点不动,夹子N可在电阻丝上连续改变位置,在保证电路安全的情况下,夹子N在任意位置时,用电阻R₀替换R,使电压表V₁和图中的电压表示数之比总是2:3。则满足上述条件的R₀的取值范围是_Ω。

答案：
18. (共7分)
(1)如图所示。

(2)保护电路安全
(3)R处断路
(4)0.4
(5)通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(6)将R更换为阻值更小的定值电阻(合理即可)
【拓展】6~22.5
【解题思路】
(1)探究电流与电压的关系时，应将变阻器、定值电阻、电流表串联，电压表应并联在定值电阻两端，故应将电流表的“-”接线柱与开关的右接线柱相连。
(3)电流表无示数，说明电路出现断路，电压表示数为电源电压，说明电压表与电源连通，因此故障原因是与电压表并联的定值电阻R处断路。
(4)题图13中，电流表的测量范围是0~0.6A，分度值是0.02A，示数为0.4A。
(5)分析表格数据可知，电压与电流的比值是一个定值，为$5\Omega$，说明电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比(注意：这里说“导体两端的电压与通过它的电流成正比”是错误的)。
(6)蜡块熔化是因为电阻丝通电过程产生了热量(焦耳定律)，蜡块吸热熔化。要使蜡块熔化得更快，需要增大电阻丝单位时间内产生的热量，由焦耳定律$Q = I^{2}Rt$可知，可以通过增大电阻丝中的电流或增大电阻丝的电阻来实现。因为电路为变阻器与定值电阻的串联电路，故增大电阻丝的电阻会导致电路电流减小，不一定会增大电阻丝单位时间内产生的热量，因此一定可行的办法是增大电流，方法有增大电源电压或减小定值电阻的阻值。
【拓展】第一步：分析电路连接情况。
另一电压表V₁接在A点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上，夹子M接在A点不动，夹子N可在电阻丝上连续改变位置(题干信息)，相当于将电压表V₁并联在变阻器两端测变阻器两端电压。用$R_{0}$替换R，电路图如图所示。
问题就变成了：如图所示的电路中，电流表测量范围为0~0.6A，电压表V的测量范围为0~15V，电源电压为6V，在保证安全的情况下，使电压表V₁与V的示数之比总是2:3，求$R_{0}$的阻值范围。

第二步：求变阻器的最大阻值(电阻丝AD的阻值)。
由表格数据可知，电阻丝AD接入电路中(表中第1组数据)，电阻丝AD的阻值$R_{滑max} = \frac{U - U_{A}}{I_{A}} = \frac{6V - 1.5V}{0.3A} = 15\Omega$。
第三步：求$R_{0}$的最大阻值。
由串联电路的分压规律可知，$\frac{R_{滑}}{R_{0}} = \frac{U_{1}}{U_{0}} = \frac{2}{3}$，则$R_{滑}$取最大值时，$R_{0}$最大，$R_{0max} = \frac{3}{2}R_{滑max} = \frac{3}{2} × 15\Omega = 22.5\Omega$。
第四步：求$R_{0}$的最小阻值。
由题意，$\frac{U_{1}}{U_{0}} = \frac{2}{3}$，$U_{1} + U_{0} = U = 6V$，解得$U_{1} = 2.4V$，$U_{0} = 3.6V$。电流表测量范围为0~0.6A，说明电路电流最大为0.6A，则$R_{0}$的最小阻值$R_{0min} = \frac{U_{0}}{I_{max}} = \frac{3.6V}{0.6A} = 6\Omega$。
综上，$R_{0}$的取值范围是6~22.5Ω。