三、实验探究题（本题共3小题，21题5分，22题4分，23题5分，共14分）

21．学完密度的知识后，小明想知道所喝的早餐奶的密度．于是和小刚到实验室，分别用不同的器材进行了测量．

（1）小明利用天平（含砝码）、量筒、烧杯测量早餐奶的密度过程如下：

①将天平放在水平桌面上，游码放在标尺左端的零刻线处，调节 ，使指针指在分度盘的中线处，这时横梁平衡；

②在烧杯中倒入适量的早餐奶，用天平测出烧杯和早餐奶的总质量为76.2g；将烧杯中的早餐奶的一部分倒入量筒中，如图17甲所示，则量筒内早餐奶的体积是 cm3；

③再用天平测出烧杯和剩余早餐奶的质量，砝码和游码的示数如图17乙所示；则量筒中早餐奶的质量为 g；

④经过计算可知，早餐奶的密度为

ρ＝ g/cm3．

（2）实验中小刚发现自己桌上没有量筒，思考了一会儿后，他利用天平、水（水的密度用ρ水表示）、烧杯测量早餐奶的密度，操作过程如下．

①用天平测出烧杯的质量m0 ；

②用天平测出烧杯和装满水的质量m1 ；

③用天平测出烧杯和装满早餐奶的质量m2 ．

请你根据他测得的物理量计算出早餐奶的密度表达式ρ＝ （用字母表示）

22．在 “探究凸透镜成像的规律”实验中，所用凸透镜的焦距是10cm．用米尺在水平桌面上画一直线并标明刻度，将透镜固定在50cm处，实验装置如图18所示．

（1）当把点燃的蜡烛放在20cm刻度处时，为了能使像清晰的成在光屏的中央位置,要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在 ．

（2）重新调整后，保持蜡烛、凸透镜的位置不变，为了找到清晰的像，应将光屏在光具座上移到 cm的刻度范围内，才能在光屏上得到一个倒立缩小的实像．

（3）当把蜡烛移到35cm刻度处时，移动光屏可得到一个倒立放大的实像．照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时，与这种成像规律相同的是__________．小明做完实验后，想进一步研究透镜成像的情况．他又在透明的玻璃板上用黑色笔画了个表盘及指针的位置，然后把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图19所示．移动光屏直到成清晰像为止．此时表盘在光屏上所成的像应是图20中的 ．

图19

图20

23．小明在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率的实验中．

（1）图21甲是小明所连接的实验电路，其中存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确．请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．

（2）实验时调节滑动变阻器，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是 （写出一种即可）．

（3）在正常实验过程中，当电压表示数达到额定电压时小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图21乙所示，其示数为 A，小灯泡的额定功率为 W．

四、计算与创新应用题（本题共3小题，24题4分、25题6分，26题6分，共16分．要求写出必要的文字说明、单位，重要的公式及主要的运算过程，只写出结果的不能得分）

24．水平地面上有一个重为5000N的箱子，现用起重机把箱子吊到3m高的位置，所用时间为10s，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图22所示，钢丝绳上的拉力为3000N．求：

（1）起重机起吊该箱子的机械效率是多少?

（2）钢丝绳上拉力的功率是多少?

25．如图23所示，是我国88式主战坦克，重40t，高2m，每条履带与地面的接触面积2m2，该坦克具有潜渡功能．

请解答下列问题：

（1）该坦克在水平路面上行驶时，对地面的压强为多大？

（2）若坦克在深为5m的河流中潜渡时，坦克对水平河床的压力为105N，则该坦克的体积为多大？

（3）坦克在该河流中潜渡时，在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受到水的压力为多大？

26．小明家新买了一台饮水机，小明的父母经常为夜间是否要关闭饮水机而发生争执：妈妈认为关机可以节省电能，理由是饮水机在夜间无人饮水时仍在对热水包里的水间歇性加热．爸爸则认为关机后第二天重新开机为凉水加热会消耗更多的电能．于是小明查到饮水机铭牌如下表所示．他决定用实验来化解父母的争执．

第一天晚上十点，他关掉家中的其他用电器，只开启饮水机的加热功能，记下此时电能表的示数为576.5 kW·h．第二天早晨六点钟，水温达到预定温度95℃，他又读出电能表的示数为576.8 kW·h．

第二天晚上十点，他将饮水机关闭，次日早晨启动，饮水机在额定功率下将水加热到预定温度95℃，用时8min．

请解答下列问题：

（1）饮水机正常加热时的电流是多少？

（2）通过计算判断小明的爸爸妈妈谁的说法正确？

（3）若热水包中水的初始温度为25℃，当加热到95℃需要吸收多少热量？这些热量与第二天烧水时消耗的电能是否相等？试解释出现这种情况的原因．

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