2026年天津市南开中考一模 物理24、25题详解

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2026年天津市南开中考一模 物理24、25题详解

2026年南开中考一模  物理24、25详解

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§24. (6分)兴趣小组的同学想要测量一个小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电压  为  ,他在电学实验盒中只找到了 3 节旧干电池,一个电压表,一个电阻箱 (用2026年天津市南开中考一模 物理24、25题详解-第1张图片-四季读书网表示),一个滑动变阻器,一个单刀单掷开关,一个单刀双掷开关和若干导线,请使用现有的所有器材设计电路, 测出小灯泡的额定功率。请完成以下要求:

(1)画出实验电路图;

(2)写出实验步骤和需要测量的物理量;

(3)写出小灯泡额定功率  的数学表达式(用已知量和测量量表示)。

答案:

(1)见解析;(2)见解析;(3)

解析: (1)题目要求测量一个小灯泡的额定功率,常规的思路是想办法测出小灯泡的额定电压和额定电流,然后通过公式  计算额定功率。

给出的器材有电压表,但没有电流表,通常我们可以借助用定值电阻来测电流。器材中也没有给定值电阻,但给了变阻箱,我们也可以把它当作定值电阻使用,设计成下面的电路。

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这样设计可以测量小灯泡的额定功率,只是没有发挥变阻箱的功能。需要再想想有没有更好的方案。

计算小灯泡的功率除了用公式  ,还可以用推导公式  或  。器材里只有电压表,因此我们可以尝试用  来试试。

这样首要问题就变成了怎么测量小灯泡在额定电压下的电阻。电路图如下。

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这里用到了等效替代的方法。

(2)电路图确定了,实验步骤就简单。只要注意必须测量小灯泡在额定电压下的电阻。

①按电路图连接实物电路,并将滑动变阻器的滑片  移至阻值最大处。

②闭合开关  后,先将开关  接到触点1,调节滑动变阻器,使电压表的示数为 

③把开关  接到触点2,滑动变阻器位置不变,并调节电阻箱的阻值,直到电压表的示数为,读出此时其阻值  。

(3)由  , ,可得  。

§25. (6分)小明和家人做晚饭,洗西红柿时他发现将西红柿放入盛满水的盆子,西红柿漂浮, 从盆中溢出的水会流入底部密封的水槽内; 取出西红柿, 又将其放入水槽后, 盆子浮了起来。他对盆子浮起的条件进行如下研究:

(1)模型建构:如图甲所示圆柱形容器  放在水平桌面上,内放一个装满水的圆柱形容器  的厚度不计,且与  底部未紧密贴合),容器  底面积为 ,高度足够,容器  的质量为  ,底面积为  ,高度为  ,将  中装满水,水的密度为  ,若干个表面不挂水不吸水的小球  ,每个小球体积为  ,密度为  ,请画出小球  放入水中时受到的力的示意图;

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(2)科学推理、科学论证:小明将  个小球系上细线缓慢放入容器  中,再轻轻将所有小球都取出放入  中,当最后一个球放入到  容器中漂浮时, 容器恰好漂浮起来,求放入小球个数  的表达式;

(3)质疑创新:小明模拟水槽下部可以放水,在  容器底部安装了一个阀门,取出所有小球  ,将  中剩余水全部倒入  继续开口向上平稳的放在  中,打开阀门放水,放水过程中  未倾倒,请画出整个放水过程中,容器底部受到水的压强  与放出水的体积  之间的关系图像,并标出端点及折点坐标。

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答案: (1)小球  放入水中时受到的力的示意图

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(2);(3)见解析。

解析: (1)小球  模拟的是西红柿,题目中西红柿是漂浮的,小球  也是漂浮的。由此可知,小球受到重力和浮力作用,且二者大小相等。画图时,两个箭头的长度要大体相等。

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(2)已知容器  是装满水的。因此,当  个小球  放入容器  后,小球  漂浮在水中,但这些小球排开的水会从容器  流到容器  中。

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设  个小球  排开水的体积为 ,因为小球漂浮,其受到的浮力等于重力,所以有

……(1)。

把小球 ,从  中拿出。

此时, 中水的体积为 

 中剩余水的体积

……(2),

由公式  可得

 中剩余水的质量

……(3),

 与其中剩余水的总质量

……(4)。

再把小球 都放入  中,容器  恰好漂浮。设此时容器  排开水的体积为 ,则有

……(5 核心方程)。

下面的 关键问题是找 

原本 中水的体积为 。现在  和  都漂浮在 里面。

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设  中水深为  , 中水面以下的总体积

……(6)

 排开水的体积 ……(7)

结合图像可知

……(8)

联立1-7式可以解得

(3)容器  底部受到水的压强  与放出水的体积  这两个量都和  中水的深度有关系。  中水的深度就是解题的关键,要通过水的深度把各个量链接起来。

(取出所有小球  ,将  中剩余水全部倒入  继续开口向上平稳的放在  中。)

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设  中水深为  , 中水面以下的总体积

……(1)

 中的水来源于初始状态的  中,因此 中水的体积

……(2)

结合图像可知

……(3)

现在  在  中漂浮,所以有

……(4)

联立1-4解得

此时,容器  底部受到水的压强

 ;

放出水的体积 

放水时,,

因此,容器  底部受到水的压强  与放出水的体积  是一次函数关系。

随着水的放出,当  的底部刚好降落到  的底部时,水深  与水的体积关系将发生改变。参考下图

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设  中水深为  , 中水的体积

……(5)

 排开水的体积

……(6)

此时  仍然在  中漂浮,所以有

……(7)

此时,容器  底部受到水的压强

 ……(8)

放出水的体积

……(9)

联立2与5-9式解得

继续放水,水的深度

,

容器  底部受到水的压强  与放出水的体积  仍然是一次函数关系,但是斜率变大

最后,水全部放完

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容器  底部受到水的压强  ,

放出的水  。

综合放水的全过程画出容器  底部受到水的压强  与放出水的体积  的关系如下图。

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