临考猜押03 中国古籍中的物理知识 -2025年中考物理冲刺抢押秘籍（湖北省专用）

中国古籍中的物理知识 一、单选题 1．晋人崔豹在《古今注》中有这样的记载：“燧， 铜镜也， 以铜为之，形如镜。如图所示为古代铜镜， 古人照面饰容的生活用品，根据图片估测铜镜的直径，下列数据最接近实际情况的是（　　） A．8dm B．3cm C．8cm D．15cm 2．我国许多古代经典著作都蕴含了丰富的科学知识，在《吕氏春秋•蔡今》中关于“刻舟求剑”的典故有这样一段记载：“舟已行矣，而剑不行，求剑若此不亦惑乎！”学习物理知识后使我们懂得，要确定剑落水的实际位置，应选择的参照物是（　　） A．岸边的树 B．剑 C．舟上的标记 D．水流 3．《天工开物》是我国古代科技著作，记录了许多我国古代的传统手工技术。书中对釜的铸造有“铁化如水，以泥固纯铁柄杓从嘴受注”的记载，如图所示。其中“铁化如水”过程中发生的物态变化是（    ） A．汽化 B．升华 C．熔化 D．液化 4．两千多年前，我国古代思想家墨子在《墨经》中已经论述了小孔成像等光学现象。下列光现象中与小孔成像原理相同的是（　　） A．水中倒影 B．立竿见影 C．海市蜃楼 D．雨后彩虹 5．如图是我国古代耕地的一种农具——曲辕犁，其犁铧部分制作得很尖是为了（        ） A．减小压力 B．增大压力 C．减小压强 D．增大压强 6．位于重庆市潼南区大佛寺侧的“大佛石琴”（如图所示），是我国古代四大回音建筑之一。随着游人沿洞口石阶自下而上缓步而登，便能发出由低沉浑厚逐渐变得高亢铿锵的似古琴般的声音，这声音在洞中久久回荡，甚是奇异。其中“低沉”描述的是声音的（  ） A．响度 B．音调 C．音色 D．振幅 7．明末科学家宋应星编写的《天工开物》是一部百科全书式的科学巨著。书中全面、系统地记录了我国古代农业和手工业的生产技术，在科学史上具有很高的价值。书中《冶铸》篇记录了铸造铜钟的过程，大致分为“制模—熔炼—浇铸—脱模—打磨”的过程。下列说法中正确的是（   ） A．熔炼过程中，金属正在熔化时，内能增大，温度升高 B．熔炼过程中，金属吸收热量，内能不变 C．浇铸过程中，金属向外放热，内能不断减少 D．熔炼过程中，通过做功改变金属的内能 8．图中展示了我国古代劳动人民的智慧成果，应用光沿直线传播的是（   ） A．多壶滴漏 B．晷针留影 C．悬镜观邻 D．凿冰取火 9．如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。若鼎在水中时，两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为F1、F2。下列说法正确的是（     ） A．鼎在水中时，鼎受到的拉力为F1+F2 B．图中的滑轮能起到省力的作用 C．图中的滑轮不能改变力的方向 D．当鼎完全从水中提出后，滑轮的机械效率将变小 10．汉代《淮南万毕术》中著有：“取大镜高悬，置水盆于下，则见四邻矣。”情境如图，该装置是世界上有记载的最早的潜望镜，其中涉及的光学知识分析正确的是（    ） A．插秧人在高悬的大镜成缩小的像 B．插秧人在大镜中成实像 C．从水盆中看到四邻利用了光的反射 D．大镜悬挂越高所成的像越小 11．抖空竹是中国民间传统游戏之一，宋代《梦粱录》中就有其详细记载。如图，空竹圆轮以竹木制成，其外侧开有若干方形哨口，哨口内有大小不同的气腔，因其转动时会发出嗡嗡声，又名“空钟”。下列说法不正确的是（　　） A．空竹发出的声音是通过空气传入人耳的 B．空竹发出的声音是由气腔内的空气振动产生的 C．气腔内空气振动越快，声音传播速度越大 D．气腔内空气振动幅度越大，发出声音的响度越大 二、填空题 12．如图所示的箜篌是中国古代传统弦拨乐器，唐朝诗人李贺写下《李凭箜篌引》，描绘乐师李凭用吴丝、蜀桐制成的精美箜篌弹奏乐曲的场面。乐师演奏时使丝弦 ，箜篌便能发出声音，声音通过 传播可使听众听到美妙的乐音。 13．宣纸具有“纸中之王、纸寿千年”的美誉，因产自古代宣州府而得名，其制作过程复杂，需要近百道工序，历时一年多才能完成。如图所示，是我国古代科技著作《天工开物》描绘的“透火焙干”场景，展现了我国古代劳动人民的智慧，“透火焙干”是将湿纸贴在热墙上，通过 的方法增加湿纸内能，提高温度，使纸面水分蒸发加快，从而使湿纸干得更快。 14．我国是四大文明古国，古代的科学技术曾经遥遥领先世界。如图所示，是西汉时期的《淮南万毕术》中记载的“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”场景。“削冰令圆”就是把冰块制成 的形状便成了凸透镜，凸透镜对光线有 作用，若要“火生”应把“艾”放在透镜的 位置。 15．我国古代《论衡》有关于“用布摩擦过的琥珀能吸引干草屑”的记载。这说明用布摩擦过的琥珀带了电荷，其本质是电荷的 （选填“转移”或“产生”）；如图所示，是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉，在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖。手炉中装热水，是利用了水的 较大。 16．如图是中国古代的计程车“计里鼓车”，当车走一里时，车上的木人就敲一下鼓，当车走到十里时，车上的木人就敲一下镯（古代的乐器），人们由鼓和镯的发声次数确定车行驶的里程。区分鼓声和镯声是依据声音的 （选填“响度”“音调”或“音色”）不同，同时说明声音可以传递 （选填“信息”或“能量”）。 17．桔棒是我国古代汲水装置，如图甲所示，图乙是其简化图。该装置是 （选填“杠杆”或“滑轮”），为了减少人向上提水时施加的拉力，应将配重物 （选填“靠近”或“远离”）支点O。 18．图甲是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气内能增大，温度升高，达到艾绒的着火点。此过程对应着图乙所示四冲程汽油机的图 所示的冲程。 19．如图所示，这是《天工开物》中记载的我国古代晒盐场景。把盐卤水放在敞口的大锅中加热。目的是通过增大 和提高温度来加快盐卤水的蒸发，这个过程中盐卤水需要 （选填“吸收”或“放出”）热量。 20．踢毽子起源于汉代，高承《事物纪原》记：“今时小儿以铅锡为钱，装以鸡羽，呼为毽子，三四成群走踢……”。在游戏中，毽子被踢出表明力可以改变物体的 ；毽子在上升过程中，动能的变化情况是 。 21．文学作品中蕴含了丰富的光学知识。“河畔的金柳，是夕阳中的新娘”，地上“金柳的影子”是光的 现象；唐代卢全《月蚀》诗：“烂银盘从海底出，出来照我草屋东”（烂：光洁灿烂）诗句中描述的“烂银盘”是月亮在海水中的 （选填“实”或“虚”）像，是由光的 形成的。 22．唐代的孔颗达在《礼记•月令》一书中写道：“云薄溜日，日照雨滴则虹生”，这里雨虹的产生是光的 现象，科学家 首先研究了这一现象，他让一束太阳光通过 ，光屏上出现彩色的光带，表明太阳光是由 混合而成的。 23．宋代蔡卞在《毛诗名物解》中提到：“今以水喷日，自侧视之，则晕为虹霓”，此句描述了一种“人工造虹”的方法。彩虹的形成属于光的 现象，通过对这种现象的研究，人们发现白光是由 混合而成的。色光的三原色是 。 24．我国宋代《洞天清录》中有：“叆叇（ài dài），老人不辩细书，以此掩目则明。”文中的“叆叇”是一种光学仪器，可用来矫正老人的老花眼，帮助老人看清书上的小字，它是由 镜制成的。老花眼形成的原因之一就是晶状体变 ，对光线的偏折变弱。 25．宋代张邦基在《墨庄漫录》中记载了孔雀毛扎成的翠羽帚可以吸引龙脑碎屑的现象，这是因为用扫帚扫地时，翠羽之间相互摩擦带了 ，而带电体又能 轻小物体，所以将龙脑碎屑全部吸引了起来。 三、作图题 26．我国唐代的作家韩愈在《原道》中写出：“坐井而观天，曰天小者，非天小也。”如图所示，枯井中的青蛙位于井底“坐井观天”，请利用光路图画出青蛙（眼睛用点O表示）通过井口能观察到的最大范围。（最大范围用阴影表示） 27．“不倒翁”是一种古老的中国儿童玩具，最早记载出现于唐代。其特点是一经触动就会摇摆，并可在自身重力作用下恢复直立状态。图甲为一“不倒翁”静置于水平面的实物图，图乙为其受到拉力F后处于倾斜静止状态的简化示意图。如果C为“不倒翁”的重心，P为拉力F作用点。请在图乙中画出此时不倒翁所受的重力G和在P点的最小拉力F。 四、实验题 28．“烽火连三月．家书抵万金”，秦代木牍是我国最早的家信实物。小杰国庆期间参观博物馆，发现“秦代木牍”的展示柜中放置着凸透镜，如图甲所示，他通过凸透镜观察到正立放大的像，为了弄清其原理，他设计了如下实验： (1)如图乙，小杰用太阳光照射凸透镜，移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑，此凸透镜的焦距为 cm。 (2)实验前，为了使像成在光屏中央，应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 。 (3)调节好实验器材后，小杰在如图丙位置观察到清晰的像，此时光屏上成的是一个 （选填“放大”或“缩小”）的实像；若继续向右移动蜡烛，光屏应该向 （选填“左”或“右”）移动才能再次得到清晰的像。 (4)小杰不小心将一滴墨水洒在凸透镜中心，他发现光屏上______（选填序号）。 A．没有烛焰的像 B．只有烛焰四周的像，烛焰中心不成像 C．仍有烛焰完整的像，但亮度变暗 (5)小杰清理凸透镜后通过询问老师知道：当蜡烛放在透镜左侧1倍焦距以内时，能看到正立放大的像。为了观察到像，此时小杰的眼睛应该在透镜的 侧（选填“左”或“右”）观察。 五、计算题 29．我国唐代的“黄河铁牛”是世界桥梁史上的瑰宝，巨大的铁牛起到固定索桥的作用。每尊铁牛的质量为45t~72t。假设铁牛的密度为，g取10N/kg。 (1)求最大的一尊铁牛的体积； (2)若某尊铁牛体积为，求这尊铁牛的质量； (3)若用密度为的石膏，做一个体积是最大铁牛万分之一的模型，需用石膏的质量约为多少？ 30．《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图，若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s。若水流冲击筒车的功率为40W（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg） (1)求该筒车旋转一周，水流冲击筒车所做的总功； (2)求筒车旋转一周取水的机械效率； (3)若采用效率为30%的柴油发动机代替水车旋转一小时抽相同质量的水，需要燃烧柴油的质量是多少克？（柴油的热值约为：J/kg） 31．如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、。A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶质量为，底面积为，轮轴质量为，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在位置，点系上质量为的石块长为，长为，长为，硬棒及绳索质量忽略不计。 (1)若将空桶平放在水平地面，对地面的压强为多少？ (2)提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装水多少 (3)若桶内水的质量为，人用时将桶匀速提升，此时辘沪提水的机械效率为，人做功的功率为多少？ 32．杠杆在我国古代就有很多应用，例如：碓（duì）、枯槔、杆秤、辘轳等。这是一种木石做成的捣米器具，主要用于舂（chòng）米，它包括石臼（jiù）、碓身和碓头三部分。碓身一般用笨重的石头或木头制成，碓头是一根包了铁齿的短杵（chū），它对准埋在地上的石臼。使用时人用一只脚用力向下踏动碎身的一端，抬起碓头，然后落下，用来捣击石臼里的谷物，以达到脱壳或捣碎的目的。图甲为一个碓，图乙是其结构示意图，O点为转轴所在处，B点为碓身和碓头整体的重心位置。质量为60kg的人，当他用右脚在A点用力F踩横木使其刚好转动，此时左脚对地面的压力为200N，不考虑转轴处的摩擦，已知碓身和碓头的总质量为20kg，，g取。求： (1)碓身和碓头受到的重力； (2)OB的长度； (3)碓头的横截面积为，若工作时碓头对谷物的冲击力600N，求碓头处的压强。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A C B D B C B A C 题号 11 答案 C 1．C 【详解】由图可知，铜镜的直径约等于手掌的宽度，约为8cm，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．A 【详解】A．以岸边的树为参照物，剑相对于树的位置没有发生改变，因此剑是静止的，可确定剑落水的实际位置，故A符合题意； B．确定剑落水的实际位置，研究对象是剑，不能以研究对象为参照物，故B不符合题意； C．以舟上的标记为参照物，剑相对于舟上的标记的位置发生改变，剑是运动的，不能确定剑落水的位置，故C不符合题意； D．以流水为参照物，剑相对于流水的位置发生变化，剑是运动的，不能确定剑落水的位置，故D不符合题意。 故选A。 3．C 【详解】铁化如水是铁由固态变为液态的过程，是熔化现象，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．B 【详解】小孔成像的原理是光的直线传播。 A．水中倒影，是光的平面镜成像现象，是光的反射现象，故A不符合题意；     B．立竿见影，说明杆子在太阳光下会出现影子，是光的直线传播现象，故B符合题意； C．海市蜃楼是光在不均匀的介质中发生折射的结果，故C不符合题意；     D．雨后彩虹是光的色散现象，是光的折射现象，故D不符合题意。 故选B。 5．D 【详解】对于曲辕犁的犁铧部分，其主要功能是破土，因此需要足够的压强来切入土壤。在制作时，将犁铧部分制作得很尖，实际上是在压力一定的情况下，通过减小受力面积来增大压强，使其更容易切入土壤，提高耕地效率。 故选D。 6．B 【详解】音调是指声音的高低，与频率有关，“低沉”描述的是声音的音调。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．C 【详解】A．晶体熔化时吸热温度不变，内能增大，金属属于晶体，熔炼过程中，金属正在熔化时，内能增大，温度不变，故A错误； B．熔炼过程中，金属吸热，内能增大，故B错误； C．浇铸过程中，铜液由液态变成固态，发生凝固现象，对外放热，内能不断减小，故C正确； D．熔炼过程中，金属吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变了金属的内能，故D错误。 故选C。 8．B 【详解】A．多壶滴漏是根据恒定的水流速度计时的一种方法，与光的直线传播无关，故A不符合题意； B．晷针留影是太阳光经过不透明物体时被遮挡，根据影子的位置确定时间，利用了光的直线传播，故B符合题意； C．悬镜观邻是平面镜成像，利用了光的反射，故C不符合题意； D．凿冰取火利用凸透镜对光线有会聚作用，是光的折射现象，故D不符合题意。 故选B。 9．A 【详解】ABC．图中的这种滑轮是定滑轮，不能起到省力的作用，只能改变动力的方向，鼎在水中时，鼎向上受到两个拉力作用，所以鼎受到的拉力之和为F1+F2，故A正确，BC错误； D．假设鼎在水中和从水中提出后上升的高度相同，鼎在水中时，有用功为W有1=(G-F浮)h 当鼎完全从水中提出后，没有受到浮力，有用功为W有2=Gh 所以有用功变大，额外功不变，由可知，滑轮的机械效率变大，故D错误。 故选A。 10．C 【详解】A．如图，高悬的大镜是平面镜，平面镜成像中像与物的大小相等，故A错误； B．平面镜成的像是虚像，插秧人在大镜中成虚像，故B错误； C．水盆中的水面相当于平面镜，平面镜成像利用的是光的反射，故C正确； D．平面镜成像中像与物的大小相等，大镜悬挂的再高，只要物体的大小没变，像的大小就不变，故D错误。 故选C。 11．C 【详解】A．声音的传播需要介质，空竹发出的声音是通过空气传入人耳的，故A正确，不符合题意； B．声音是由物体振动产生的，空竹发出的声音是由气腔内的空气振动产生的，故B正确，不符合题意； C．气腔内空气振动越快，发出声音的频率越高，音调越高，但传播速度不一定越大，因为影响声音传播速度的因素是传声的介质和温度，故C错误，符合题意； D．响度与振动幅度有关，气腔内空气振动幅度越大，发出声音的响度越大，故D正确，不符合题意。 故选C。 12． 振动 介质（空气） 【详解】[1][2]声音是由物体振动产生的。乐师演奏时使丝弦振动，箜篌便能发出声音，声音的传播需要介质，声音通过空气传播使听众听到美妙的乐音。 13．热传递 【详解】“透火焙干”是将湿纸贴在热墙上，湿纸吸收热量，内能增大，通过热传递的方式增加它的内能。 14． 中间厚、边缘薄特征 会聚 焦点 【详解】[1][2][3]“削冰令圆”描述的是将冰块制成圆形的动作，但这里的圆形并非指简单的平面圆形，而是指具有中间厚、边缘薄特征的凸透镜形状，因凸透镜对光线有会聚作用，能使平行光会聚于一点，这个点就是凸透镜的焦点；当凸透镜正对太阳光时，太阳光将会聚在焦点处，从而使焦点处温度升高，所以若要“火生”，应把“艾”放在透镜的焦点位置。 15． 转移 比热容 【详解】[1]用布摩擦过的琥珀带了电荷，其本质是电荷的转移，对电子束缚能力强的物体得到电子而带负电，对电子束缚能力弱的物体失去电子而带正电。 [2]在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖。手炉中装热水，是利用了水的比热容较大，和其它液体相比，质量相同的水和其它物质降低相同的温度时，水放出的热量多。 16． 音色 信息 【详解】[1]当车走到十里时，车上的木人就敲一下镯，由于鼓和镯的材料和结构不同，所以发出的声音各有特色，即声音的音色不同，人们能区分鼓声和镯声就是依据声音的音色不同。 [2]人们根据音色来辨别发声的物体，确定车行驶的路程的多少，这利用的是声音可以传递信息。 17． 杠杆 远离 【详解】[1][2]由图可知，使用桔棒提水时，桔棒在力的作用下绕O点转动，其实质是杠杆；根据杠杆的平衡条件可知，在阻力及阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，越省力，所以为了减少人向上提水时施加的拉力，应将配重物远离支点O。 18． 做功 B 【详解】[1]木制推杆迅速推入牛角套筒时，对筒内空气做功，将机械能转化为内能，使筒内空气内能增加，温度升高，这是通过做功的方式，使筒内空气内能增大。 [2]A．如图，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程； B．如图，进排气门全关，活塞向上运动是压缩冲程，此过程中活塞对气体做功，机械能转化成内能； C．如图，进、排气门全关，活塞向下运动，是做功冲程，气缸内的气体对活塞做功，内能转化成机械能； D．如图，进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程； 取火器的模型图与B所示的冲程能量转化相同，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 19． 液体表面积 吸收 【详解】[1][2]影响液体蒸发快慢的因素有：液体温度、液体表面积和空气流速，把盐卤水放在敞口的大锅中加热，增大了液体表面积，从而加快了卤盐水的蒸发，蒸发需要吸收热量。 20． 运动状态 不断减小 【详解】[1]力的作用效果有两个方面：一是使物体发生形变，另一个使物体运动状态发生改变，毽子被踢出，是力改变了毽子的运动状态。 [2]毽子在上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能不断增大，其速度减小，动能在不断减小。 21． 直线传播 虚 反射 【详解】[1]金柳的影子是光线被挡住后留下的黑影，是属于光的直线传播现象。 [2][3]诗句中描述的“烂银盘”是月亮在海水中的倒影，属于平面镜成像，平面镜成像是由于光的反射形成的，平面镜成的是虚像。 22． 色散 牛顿 三棱镜 各种色光 【详解】[1]由于不同颜色的光的波长不同，通过三棱镜的折射程度不同，所以白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，这种现象叫光的色散，这里雨虹的产生就是光的色散现象。 [2][3][4]英国物理学家牛顿首先研究了这一现象，他是通过三棱镜将一束太阳光分解为七种颜色的光，这是光的色散现象，该现象说明太阳光是由各种色光混合而成的。 23． 色散 七种色光 红、绿、蓝 【详解】[1][2]彩虹的形成是因为太阳光透过水滴，因不同色光偏折程度不同，而分解成为七种色光形成的光的色散现象，说明白光是由各种色光混合而成的。 [3]将红、绿、蓝三种色光按适当比例混合能产生其它色光，这三种色光就是光的三原色。 24． 凸透 薄 【详解】[1]矫正老花眼用凸透镜。 [2]当晶状体变薄，对光的偏折能力减弱后，来自近处物体的光达到视网膜时还未会聚成像，这是老花眼形成的原因之一。 25． 电荷/电 吸引 【详解】[1][2]翠羽扫帚扫地时通过摩擦发生静电现象，摩擦起电不是创造了电荷，而是电子的转移，翠羽带了电荷；翠羽扫帚摩擦后带有电荷变为带电体，由于带电体具有吸引轻小物体的性质，因此可以吸引龙脑碎屑。 26． 【详解】图中O点是青蛙的位置，将O点与井口左右两边的端点相连成一直线，然后在直线上标出箭头，即得到两条射向青蛙眼睛的光线，这两条光线就决定了青蛙的观察范围。如图所示： 27． 【详解】重力的方向竖直向下，过重心C作出重力G；不到翁以O为支点旋转，连接OP，OP为最长力臂，则以OP为力臂的拉力为最小拉力，故作出垂直于OP的最小拉力F，如下图所示： 28．(1)10.0 (2)同一高度 (3) 缩小 右 (4)C (5)右 【详解】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，则由图乙可知该凸透镜的焦距为 （2）在实验中，为使像能成在光屏的中心，应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。 （3）[1]此时物距大于二倍焦距，所以成倒立、缩小的实像。 [2]蜡烛向右移动，物距减小，像距增大，则需要向右移动光屏才能看到清晰的像。 （4）小杰不小心将一滴墨水洒在凸透镜中心，他发现光屏上仍有烛焰完整的像，但亮度变暗，因为墨水只是减少烛焰的部分光透过透镜，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （5）当蜡烛放在透镜左侧1倍焦距以内时，凸透镜所成正立的像为正立放大的虚像，虚像不能再光屏上呈现，凸透镜所成虚像与成像物体在凸透镜的同侧，应从凸透镜的右侧观察。 29．(1) (2)56t (3) 【详解】（1）最大铁牛质量，根据可得，最大的一尊铁牛的体积 （2）已知，，根据，铁牛质量 （3）最大铁牛体积，模型体积 石膏密度，根据，石膏质量 30．(1)2400J (2)80% (3)9.6 【详解】（1）水流冲击筒车所做的总功 （2）筒车旋转一周所做的有用功 筒车旋转一周取水的机械效率 （3）用柴油发动机代替水车抽取1h水，所做的有用功 燃烧柴油放出的热量 需要燃烧柴油的质量 31．(1)500Pa (2)85kg (3)125W 【详解】（1）空桶平放在水平地面，空桶对地面的压力等于空桶重力，为 对地面的压强为 （2）根据杠杆平衡原理可知，当石块的力臂越长，提起的水的质量越大，即当支点为O2时，杠杆平衡可表示为 代入数据可得 解得，若空桶质量为，轮轴质量为，则提起的水的质量为 （3）有用功的大小为 总功为 人做功的功率为 32．(1)200N (2)40cm (3) 【详解】（1）碓身和碓头受到的重力为 （2）人的重力为 左脚对地面的压力为200N，由力的作用是相互的可知，左脚受到的支持力也为200N。以人为研究对象，根据力的平衡条件可得 则右脚受到的支持力为 由力的作用是相互的可知，右脚对横木的压力F为400N。由杠杆平衡条件可知 则OB的长度为 （3）碓头处的压强为 1 / 20 学科网（北京）股份有限公司 $$ 中国古籍中的物理知识 一、单选题 1．晋人崔豹在《古今注》中有这样的记载：“燧， 铜镜也， 以铜为之，形如镜。如图所示为古代铜镜， 古人照面饰容的生活用品，根据图片估测铜镜的直径，下列数据最接近实际情况的是（　　） A．8dm B．3cm C．8cm D．15cm 【答案】C 【详解】由图可知，铜镜的直径约等于手掌的宽度，约为8cm，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．我国许多古代经典著作都蕴含了丰富的科学知识，在《吕氏春秋•蔡今》中关于“刻舟求剑”的典故有这样一段记载：“舟已行矣，而剑不行，求剑若此不亦惑乎！”学习物理知识后使我们懂得，要确定剑落水的实际位置，应选择的参照物是（　　） A．岸边的树 B．剑 C．舟上的标记 D．水流 【答案】A 【详解】A．以岸边的树为参照物，剑相对于树的位置没有发生改变，因此剑是静止的，可确定剑落水的实际位置，故A符合题意； B．确定剑落水的实际位置，研究对象是剑，不能以研究对象为参照物，故B不符合题意； C．以舟上的标记为参照物，剑相对于舟上的标记的位置发生改变，剑是运动的，不能确定剑落水的位置，故C不符合题意； D．以流水为参照物，剑相对于流水的位置发生变化，剑是运动的，不能确定剑落水的位置，故D不符合题意。 故选A。 3．《天工开物》是我国古代科技著作，记录了许多我国古代的传统手工技术。书中对釜的铸造有“铁化如水，以泥固纯铁柄杓从嘴受注”的记载，如图所示。其中“铁化如水”过程中发生的物态变化是（    ） A．汽化 B．升华 C．熔化 D．液化 【答案】C 【详解】铁化如水是铁由固态变为液态的过程，是熔化现象，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．两千多年前，我国古代思想家墨子在《墨经》中已经论述了小孔成像等光学现象。下列光现象中与小孔成像原理相同的是（　　） A．水中倒影 B．立竿见影 C．海市蜃楼 D．雨后彩虹 【答案】B 【详解】小孔成像的原理是光的直线传播。 A．水中倒影，是光的平面镜成像现象，是光的反射现象，故A不符合题意；     B．立竿见影，说明杆子在太阳光下会出现影子，是光的直线传播现象，故B符合题意； C．海市蜃楼是光在不均匀的介质中发生折射的结果，故C不符合题意；     D．雨后彩虹是光的色散现象，是光的折射现象，故D不符合题意。 故选B。 5．如图是我国古代耕地的一种农具——曲辕犁，其犁铧部分制作得很尖是为了（        ） A．减小压力 B．增大压力 C．减小压强 D．增大压强 【答案】D 【详解】对于曲辕犁的犁铧部分，其主要功能是破土，因此需要足够的压强来切入土壤。在制作时，将犁铧部分制作得很尖，实际上是在压力一定的情况下，通过减小受力面积来增大压强，使其更容易切入土壤，提高耕地效率。 故选D。 6．位于重庆市潼南区大佛寺侧的“大佛石琴”（如图所示），是我国古代四大回音建筑之一。随着游人沿洞口石阶自下而上缓步而登，便能发出由低沉浑厚逐渐变得高亢铿锵的似古琴般的声音，这声音在洞中久久回荡，甚是奇异。其中“低沉”描述的是声音的（  ） A．响度 B．音调 C．音色 D．振幅 【答案】B 【详解】音调是指声音的高低，与频率有关，“低沉”描述的是声音的音调。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．明末科学家宋应星编写的《天工开物》是一部百科全书式的科学巨著。书中全面、系统地记录了我国古代农业和手工业的生产技术，在科学史上具有很高的价值。书中《冶铸》篇记录了铸造铜钟的过程，大致分为“制模—熔炼—浇铸—脱模—打磨”的过程。下列说法中正确的是（   ） A．熔炼过程中，金属正在熔化时，内能增大，温度升高 B．熔炼过程中，金属吸收热量，内能不变 C．浇铸过程中，金属向外放热，内能不断减少 D．熔炼过程中，通过做功改变金属的内能 【答案】C 【详解】A．晶体熔化时吸热温度不变，内能增大，金属属于晶体，熔炼过程中，金属正在熔化时，内能增大，温度不变，故A错误； B．熔炼过程中，金属吸热，内能增大，故B错误； C．浇铸过程中，铜液由液态变成固态，发生凝固现象，对外放热，内能不断减小，故C正确； D．熔炼过程中，金属吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变了金属的内能，故D错误。 故选C。 8．图中展示了我国古代劳动人民的智慧成果，应用光沿直线传播的是（   ） A．多壶滴漏 B．晷针留影 C．悬镜观邻 D．凿冰取火 【答案】B 【详解】A．多壶滴漏是根据恒定的水流速度计时的一种方法，与光的直线传播无关，故A不符合题意； B．晷针留影是太阳光经过不透明物体时被遮挡，根据影子的位置确定时间，利用了光的直线传播，故B符合题意； C．悬镜观邻是平面镜成像，利用了光的反射，故C不符合题意； D．凿冰取火利用凸透镜对光线有会聚作用，是光的折射现象，故D不符合题意。 故选B。 9．如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。若鼎在水中时，两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为F1、F2。下列说法正确的是（     ） A．鼎在水中时，鼎受到的拉力为F1+F2 B．图中的滑轮能起到省力的作用 C．图中的滑轮不能改变力的方向 D．当鼎完全从水中提出后，滑轮的机械效率将变小 【答案】A 【详解】ABC．图中的这种滑轮是定滑轮，不能起到省力的作用，只能改变动力的方向，鼎在水中时，鼎向上受到两个拉力作用，所以鼎受到的拉力之和为F1+F2，故A正确，BC错误； D．假设鼎在水中和从水中提出后上升的高度相同，鼎在水中时，有用功为W有1=(G-F浮)h 当鼎完全从水中提出后，没有受到浮力，有用功为W有2=Gh 所以有用功变大，额外功不变，由可知，滑轮的机械效率变大，故D错误。 故选A。 10．汉代《淮南万毕术》中著有：“取大镜高悬，置水盆于下，则见四邻矣。”情境如图，该装置是世界上有记载的最早的潜望镜，其中涉及的光学知识分析正确的是（    ） A．插秧人在高悬的大镜成缩小的像 B．插秧人在大镜中成实像 C．从水盆中看到四邻利用了光的反射 D．大镜悬挂越高所成的像越小 【答案】C 【详解】A．如图，高悬的大镜是平面镜，平面镜成像中像与物的大小相等，故A错误； B．平面镜成的像是虚像，插秧人在大镜中成虚像，故B错误； C．水盆中的水面相当于平面镜，平面镜成像利用的是光的反射，故C正确； D．平面镜成像中像与物的大小相等，大镜悬挂的再高，只要物体的大小没变，像的大小就不变，故D错误。 故选C。 11．抖空竹是中国民间传统游戏之一，宋代《梦粱录》中就有其详细记载。如图，空竹圆轮以竹木制成，其外侧开有若干方形哨口，哨口内有大小不同的气腔，因其转动时会发出嗡嗡声，又名“空钟”。下列说法不正确的是（　　） A．空竹发出的声音是通过空气传入人耳的 B．空竹发出的声音是由气腔内的空气振动产生的 C．气腔内空气振动越快，声音传播速度越大 D．气腔内空气振动幅度越大，发出声音的响度越大 【答案】C 【详解】A．声音的传播需要介质，空竹发出的声音是通过空气传入人耳的，故A正确，不符合题意； B．声音是由物体振动产生的，空竹发出的声音是由气腔内的空气振动产生的，故B正确，不符合题意； C．气腔内空气振动越快，发出声音的频率越高，音调越高，但传播速度不一定越大，因为影响声音传播速度的因素是传声的介质和温度，故C错误，符合题意； D．响度与振动幅度有关，气腔内空气振动幅度越大，发出声音的响度越大，故D正确，不符合题意。 故选C。 二、填空题 12．如图所示的箜篌是中国古代传统弦拨乐器，唐朝诗人李贺写下《李凭箜篌引》，描绘乐师李凭用吴丝、蜀桐制成的精美箜篌弹奏乐曲的场面。乐师演奏时使丝弦 ，箜篌便能发出声音，声音通过 传播可使听众听到美妙的乐音。 【答案】 振动 介质（空气） 【详解】[1][2]声音是由物体振动产生的。乐师演奏时使丝弦振动，箜篌便能发出声音，声音的传播需要介质，声音通过空气传播使听众听到美妙的乐音。 13．宣纸具有“纸中之王、纸寿千年”的美誉，因产自古代宣州府而得名，其制作过程复杂，需要近百道工序，历时一年多才能完成。如图所示，是我国古代科技著作《天工开物》描绘的“透火焙干”场景，展现了我国古代劳动人民的智慧，“透火焙干”是将湿纸贴在热墙上，通过 的方法增加湿纸内能，提高温度，使纸面水分蒸发加快，从而使湿纸干得更快。 【答案】热传递 【详解】“透火焙干”是将湿纸贴在热墙上，湿纸吸收热量，内能增大，通过热传递的方式增加它的内能。 14．我国是四大文明古国，古代的科学技术曾经遥遥领先世界。如图所示，是西汉时期的《淮南万毕术》中记载的“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”场景。“削冰令圆”就是把冰块制成 的形状便成了凸透镜，凸透镜对光线有 作用，若要“火生”应把“艾”放在透镜的 位置。 【答案】 中间厚、边缘薄特征 会聚 焦点 【详解】[1][2][3]“削冰令圆”描述的是将冰块制成圆形的动作，但这里的圆形并非指简单的平面圆形，而是指具有中间厚、边缘薄特征的凸透镜形状，因凸透镜对光线有会聚作用，能使平行光会聚于一点，这个点就是凸透镜的焦点；当凸透镜正对太阳光时，太阳光将会聚在焦点处，从而使焦点处温度升高，所以若要“火生”，应把“艾”放在透镜的焦点位置。 15．我国古代《论衡》有关于“用布摩擦过的琥珀能吸引干草屑”的记载。这说明用布摩擦过的琥珀带了电荷，其本质是电荷的 （选填“转移”或“产生”）；如图所示，是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉，在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖。手炉中装热水，是利用了水的 较大。 【答案】 转移 比热容 【详解】[1]用布摩擦过的琥珀带了电荷，其本质是电荷的转移，对电子束缚能力强的物体得到电子而带负电，对电子束缚能力弱的物体失去电子而带正电。 [2]在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖。手炉中装热水，是利用了水的比热容较大，和其它液体相比，质量相同的水和其它物质降低相同的温度时，水放出的热量多。 16．如图是中国古代的计程车“计里鼓车”，当车走一里时，车上的木人就敲一下鼓，当车走到十里时，车上的木人就敲一下镯（古代的乐器），人们由鼓和镯的发声次数确定车行驶的里程。区分鼓声和镯声是依据声音的 （选填“响度”“音调”或“音色”）不同，同时说明声音可以传递 （选填“信息”或“能量”）。 【答案】 音色 信息 【详解】[1]当车走到十里时，车上的木人就敲一下镯，由于鼓和镯的材料和结构不同，所以发出的声音各有特色，即声音的音色不同，人们能区分鼓声和镯声就是依据声音的音色不同。 [2]人们根据音色来辨别发声的物体，确定车行驶的路程的多少，这利用的是声音可以传递信息。 17．桔棒是我国古代汲水装置，如图甲所示，图乙是其简化图。该装置是 （选填“杠杆”或“滑轮”），为了减少人向上提水时施加的拉力，应将配重物 （选填“靠近”或“远离”）支点O。 【答案】 杠杆 远离 【详解】[1][2]由图可知，使用桔棒提水时，桔棒在力的作用下绕O点转动，其实质是杠杆；根据杠杆的平衡条件可知，在阻力及阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，越省力，所以为了减少人向上提水时施加的拉力，应将配重物远离支点O。 18．图甲是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气内能增大，温度升高，达到艾绒的着火点。此过程对应着图乙所示四冲程汽油机的图 所示的冲程。 【答案】 做功 B 【详解】[1]木制推杆迅速推入牛角套筒时，对筒内空气做功，将机械能转化为内能，使筒内空气内能增加，温度升高，这是通过做功的方式，使筒内空气内能增大。 [2]A．如图，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程； B．如图，进排气门全关，活塞向上运动是压缩冲程，此过程中活塞对气体做功，机械能转化成内能； C．如图，进、排气门全关，活塞向下运动，是做功冲程，气缸内的气体对活塞做功，内能转化成机械能； D．如图，进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程； 取火器的模型图与B所示的冲程能量转化相同，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 19．如图所示，这是《天工开物》中记载的我国古代晒盐场景。把盐卤水放在敞口的大锅中加热。目的是通过增大 和提高温度来加快盐卤水的蒸发，这个过程中盐卤水需要 （选填“吸收”或“放出”）热量。 【答案】 液体表面积 吸收 【详解】[1][2]影响液体蒸发快慢的因素有：液体温度、液体表面积和空气流速，把盐卤水放在敞口的大锅中加热，增大了液体表面积，从而加快了卤盐水的蒸发，蒸发需要吸收热量。 20．踢毽子起源于汉代，高承《事物纪原》记：“今时小儿以铅锡为钱，装以鸡羽，呼为毽子，三四成群走踢……”。在游戏中，毽子被踢出表明力可以改变物体的 ；毽子在上升过程中，动能的变化情况是 。 【答案】 运动状态 不断减小 【详解】[1]力的作用效果有两个方面：一是使物体发生形变，另一个使物体运动状态发生改变，毽子被踢出，是力改变了毽子的运动状态。 [2]毽子在上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能不断增大，其速度减小，动能在不断减小。 21．文学作品中蕴含了丰富的光学知识。“河畔的金柳，是夕阳中的新娘”，地上“金柳的影子”是光的 现象；唐代卢全《月蚀》诗：“烂银盘从海底出，出来照我草屋东”（烂：光洁灿烂）诗句中描述的“烂银盘”是月亮在海水中的 （选填“实”或“虚”）像，是由光的 形成的。 【答案】 直线传播 虚 反射 【详解】[1]金柳的影子是光线被挡住后留下的黑影，是属于光的直线传播现象。 [2][3]诗句中描述的“烂银盘”是月亮在海水中的倒影，属于平面镜成像，平面镜成像是由于光的反射形成的，平面镜成的是虚像。 22．唐代的孔颗达在《礼记•月令》一书中写道：“云薄溜日，日照雨滴则虹生”，这里雨虹的产生是光的 现象，科学家 首先研究了这一现象，他让一束太阳光通过 ，光屏上出现彩色的光带，表明太阳光是由 混合而成的。 【答案】 色散 牛顿 三棱镜 各种色光 【详解】[1]由于不同颜色的光的波长不同，通过三棱镜的折射程度不同，所以白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，这种现象叫光的色散，这里雨虹的产生就是光的色散现象。 [2][3][4]英国物理学家牛顿首先研究了这一现象，他是通过三棱镜将一束太阳光分解为七种颜色的光，这是光的色散现象，该现象说明太阳光是由各种色光混合而成的。 23．宋代蔡卞在《毛诗名物解》中提到：“今以水喷日，自侧视之，则晕为虹霓”，此句描述了一种“人工造虹”的方法。彩虹的形成属于光的 现象，通过对这种现象的研究，人们发现白光是由 混合而成的。色光的三原色是 。 【答案】 色散 七种色光 红、绿、蓝 【详解】[1][2]彩虹的形成是因为太阳光透过水滴，因不同色光偏折程度不同，而分解成为七种色光形成的光的色散现象，说明白光是由各种色光混合而成的。 [3]将红、绿、蓝三种色光按适当比例混合能产生其它色光，这三种色光就是光的三原色。 24．我国宋代《洞天清录》中有：“叆叇（ài dài），老人不辩细书，以此掩目则明。”文中的“叆叇”是一种光学仪器，可用来矫正老人的老花眼，帮助老人看清书上的小字，它是由 镜制成的。老花眼形成的原因之一就是晶状体变 ，对光线的偏折变弱。 【答案】 凸透 薄 【详解】[1]矫正老花眼用凸透镜。 [2]当晶状体变薄，对光的偏折能力减弱后，来自近处物体的光达到视网膜时还未会聚成像，这是老花眼形成的原因之一。 25．宋代张邦基在《墨庄漫录》中记载了孔雀毛扎成的翠羽帚可以吸引龙脑碎屑的现象，这是因为用扫帚扫地时，翠羽之间相互摩擦带了 ，而带电体又能 轻小物体，所以将龙脑碎屑全部吸引了起来。 【答案】 电荷/电 吸引 【详解】[1][2]翠羽扫帚扫地时通过摩擦发生静电现象，摩擦起电不是创造了电荷，而是电子的转移，翠羽带了电荷；翠羽扫帚摩擦后带有电荷变为带电体，由于带电体具有吸引轻小物体的性质，因此可以吸引龙脑碎屑。 三、作图题 26．我国唐代的作家韩愈在《原道》中写出：“坐井而观天，曰天小者，非天小也。”如图所示，枯井中的青蛙位于井底“坐井观天”，请利用光路图画出青蛙（眼睛用点O表示）通过井口能观察到的最大范围。（最大范围用阴影表示） 【答案】 【详解】图中O点是青蛙的位置，将O点与井口左右两边的端点相连成一直线，然后在直线上标出箭头，即得到两条射向青蛙眼睛的光线，这两条光线就决定了青蛙的观察范围。如图所示： 27．“不倒翁”是一种古老的中国儿童玩具，最早记载出现于唐代。其特点是一经触动就会摇摆，并可在自身重力作用下恢复直立状态。图甲为一“不倒翁”静置于水平面的实物图，图乙为其受到拉力F后处于倾斜静止状态的简化示意图。如果C为“不倒翁”的重心，P为拉力F作用点。请在图乙中画出此时不倒翁所受的重力G和在P点的最小拉力F。 【答案】 【详解】重力的方向竖直向下，过重心C作出重力G；不到翁以O为支点旋转，连接OP，OP为最长力臂，则以OP为力臂的拉力为最小拉力，故作出垂直于OP的最小拉力F，如下图所示： 四、实验题 28．“烽火连三月．家书抵万金”，秦代木牍是我国最早的家信实物。小杰国庆期间参观博物馆，发现“秦代木牍”的展示柜中放置着凸透镜，如图甲所示，他通过凸透镜观察到正立放大的像，为了弄清其原理，他设计了如下实验： (1)如图乙，小杰用太阳光照射凸透镜，移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑，此凸透镜的焦距为 cm。 (2)实验前，为了使像成在光屏中央，应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 。 (3)调节好实验器材后，小杰在如图丙位置观察到清晰的像，此时光屏上成的是一个 （选填“放大”或“缩小”）的实像；若继续向右移动蜡烛，光屏应该向 （选填“左”或“右”）移动才能再次得到清晰的像。 (4)小杰不小心将一滴墨水洒在凸透镜中心，他发现光屏上______（选填序号）。 A．没有烛焰的像 B．只有烛焰四周的像，烛焰中心不成像 C．仍有烛焰完整的像，但亮度变暗 (5)小杰清理凸透镜后通过询问老师知道：当蜡烛放在透镜左侧1倍焦距以内时，能看到正立放大的像。为了观察到像，此时小杰的眼睛应该在透镜的 侧（选填“左”或“右”）观察。 【答案】(1)10.0 (2)同一高度 (3) 缩小 右 (4)C (5)右 【详解】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，则由图乙可知该凸透镜的焦距为 （2）在实验中，为使像能成在光屏的中心，应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。 （3）[1]此时物距大于二倍焦距，所以成倒立、缩小的实像。 [2]蜡烛向右移动，物距减小，像距增大，则需要向右移动光屏才能看到清晰的像。 （4）小杰不小心将一滴墨水洒在凸透镜中心，他发现光屏上仍有烛焰完整的像，但亮度变暗，因为墨水只是减少烛焰的部分光透过透镜，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （5）当蜡烛放在透镜左侧1倍焦距以内时，凸透镜所成正立的像为正立放大的虚像，虚像不能再光屏上呈现，凸透镜所成虚像与成像物体在凸透镜的同侧，应从凸透镜的右侧观察。 五、计算题 29．我国唐代的“黄河铁牛”是世界桥梁史上的瑰宝，巨大的铁牛起到固定索桥的作用。每尊铁牛的质量为45t~72t。假设铁牛的密度为，g取10N/kg。 (1)求最大的一尊铁牛的体积； (2)若某尊铁牛体积为，求这尊铁牛的质量； (3)若用密度为的石膏，做一个体积是最大铁牛万分之一的模型，需用石膏的质量约为多少？ 【答案】(1) (2)56t (3) 【详解】（1）最大铁牛质量，根据可得，最大的一尊铁牛的体积 （2）已知，，根据，铁牛质量 （3）最大铁牛体积，模型体积 石膏密度，根据，石膏质量 30．《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图，若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s。若水流冲击筒车的功率为40W（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg） (1)求该筒车旋转一周，水流冲击筒车所做的总功； (2)求筒车旋转一周取水的机械效率； (3)若采用效率为30%的柴油发动机代替水车旋转一小时抽相同质量的水，需要燃烧柴油的质量是多少克？（柴油的热值约为：J/kg） 【答案】(1)2400J (2)80% (3)9.6 【详解】（1）水流冲击筒车所做的总功 （2）筒车旋转一周所做的有用功 筒车旋转一周取水的机械效率 （3）用柴油发动机代替水车抽取1h水，所做的有用功 燃烧柴油放出的热量 需要燃烧柴油的质量 31．如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、。A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶质量为，底面积为，轮轴质量为，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在位置，点系上质量为的石块长为，长为，长为，硬棒及绳索质量忽略不计。 (1)若将空桶平放在水平地面，对地面的压强为多少？ (2)提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装水多少 (3)若桶内水的质量为，人用时将桶匀速提升，此时辘沪提水的机械效率为，人做功的功率为多少？ 【答案】(1)500Pa (2)85kg (3)125W 【详解】（1）空桶平放在水平地面，空桶对地面的压力等于空桶重力，为 对地面的压强为 （2）根据杠杆平衡原理可知，当石块的力臂越长，提起的水的质量越大，即当支点为O2时，杠杆平衡可表示为 代入数据可得 解得，若空桶质量为，轮轴质量为，则提起的水的质量为 （3）有用功的大小为 总功为 人做功的功率为 32．杠杆在我国古代就有很多应用，例如：碓（duì）、枯槔、杆秤、辘轳等。这是一种木石做成的捣米器具，主要用于舂（chòng）米，它包括石臼（jiù）、碓身和碓头三部分。碓身一般用笨重的石头或木头制成，碓头是一根包了铁齿的短杵（chū），它对准埋在地上的石臼。使用时人用一只脚用力向下踏动碎身的一端，抬起碓头，然后落下，用来捣击石臼里的谷物，以达到脱壳或捣碎的目的。图甲为一个碓，图乙是其结构示意图，O点为转轴所在处，B点为碓身和碓头整体的重心位置。质量为60kg的人，当他用右脚在A点用力F踩横木使其刚好转动，此时左脚对地面的压力为200N，不考虑转轴处的摩擦，已知碓身和碓头的总质量为20kg，，g取。求： (1)碓身和碓头受到的重力； (2)OB的长度； (3)碓头的横截面积为，若工作时碓头对谷物的冲击力600N，求碓头处的压强。 【答案】(1)200N (2)40cm (3) 【详解】（1）碓身和碓头受到的重力为 （2）人的重力为 左脚对地面的压力为200N，由力的作用是相互的可知，左脚受到的支持力也为200N。以人为研究对象，根据力的平衡条件可得 则右脚受到的支持力为 由力的作用是相互的可知，右脚对横木的压力F为400N。由杠杆平衡条件可知 则OB的长度为 （3）碓头处的压强为 1 / 20 学科网（北京）股份有限公司 $$