精品解析：安徽省淮南第二中学2022-2023学年高一新生综合能力测试物理试题（自主招生）

高一新生综合能力测试物理试卷 （本次试卷分为选择题与非选择题，其中选择题 27 分，非选择题 63 分。试卷中的） 一、选择题 （其中 1-9 题为单选题，每题 2 分，10-12 题为多选题，每题 3 分，共 27 分） 1. 下列关于物理现象与物理量的描述与实际全部相符合的是（　　） ①一只100瓦的白炽灯不通电时灯丝的电阻约为484欧姆 ②同步卫星离地的高度小于月球的高度 ③超声波可以在真空中传播 ④伽马射线在真空中传播的速度是每秒三十万公里 ⑤一只母鸡的重量约为20N ⑥寒冷的冬天，窗外结有冰花 A. ①④⑤ B. ②④⑥ C. ②④⑤ D. ②③④ 【答案】C 【解析】 【详解】①一只100瓦的白炽灯正常工作时灯丝的电阻约为484欧姆，不通电时的电阻要小于，故错误； ②同步卫星离地的高度小于月球的高度，故正确； ③超声波不能在真空中传播，故错误； ④伽马射线在真空中传播速度等于光在真空中传播的速度，即为，也就是每秒三十万公里，故正确； ⑤一只母鸡的重量约为20N，即质量约为，故正确； ⑥寒冷的冬天，室内温度较高，空气中的水蒸气遇冷凝华成小冰晶，即为冰花，附着在窗户的内表面，故错误。 因此正确的为②④⑤ 故选C。 2. 下列叙述中正确的是（　　） ①水温升高，密度一定减少 ②当热水和冷水充分混合时，热水的温度传给了冷水 ③水中的气泡特别明亮是因为发生了全反射 ④如果没有了大气层，日出会推后 ⑤赤道上可以自由转动的小磁针静止时，N极指向地理的北极 A. ③④⑤ B. ①③⑤ C. ②③④ D. ②④⑤ 【答案】A 【解析】 【详解】①水温在4时，密度最大，故水温升高，密度不一定减少 ②当热水和冷水充分混合时，热水将内能传给了冷水，而不是温度 ③水中的气泡特别明亮是因为发生了全反射 ④因为有大气层对太阳光的折射，会提前看到日出，如果没有了大气层，日出会推后 ⑤地磁南极在地理北极附近，所以赤道上可以自由转动的小磁针静止时，N极指向地理的北极。 正确说法有③④⑤。 故选A。 3. 一盏探照灯的灯光从A处射向平静的水面，如图所示。在入射点C逐渐向左移动的过程中，B处的人不断调整位置始终能看到光斑，他发现光斑（　　） A. 不移动 B. 向下移动 C. 向左移动 D. 向右移动 【答案】A 【解析】 【详解】当入射点C逐渐向左移动时，由于光在水面上发生反射现象，且B处的人不断调整位置始终能看到光斑，根据光的反射定律可知，反射光线的位置是由入射光线和反射面决定的，整个过程中，虽然入射点的位置发生了变化，但反射光线相对B处人的位置并未改变，所以人看到光斑的位置没有改变。 故选A 4. 甲、乙两物体分别在斜面上与水平地面上做匀速直线运动，已知：甲乙的质量比为 3：2，甲所受平行于斜面的拉力是乙所受水平拉力的3倍，斜面倾角为 30°，甲的速度是乙的3倍。那么在同一时间内，拉力对甲、乙两物体做功之比为（　　） A. 3：1 B. 3：2 C. 9：1 D. 9：2 【答案】C 【解析】 【详解】由题可知， 则相同时间内，甲沿斜面、乙在水平面上通过的距离之比 因此在同一时间内，拉力对甲、乙两物体做功之比为 故选C。 5. 将一小杯热水倒入盛有较多冷水的容器中，冷水的温度升高了3°C，再向容器内倒入一小杯相同质量和温度的热水，则容器中的水温会升高（　　） A. 低于3°C B. 等于3°C C. 高于3°C D. ABC 都有可能 【答案】A 【解析】 【详解】设原有冷水的质量为，初始温度为，热水的质量为，温度为，第一次热平衡时，冷水的温度为，根据热平衡方程可得 第二次倒入同样的热水时，设冷水升高的温度为，则热平衡时的温度为 根据热平衡方程则有 联立解得 变形则有 故 故选A。 6. 如图所示，在一个开口锥形瓶内注入适量水，然后将它放在水平桌面上。此时水对锥形瓶底的压力为5牛。现在锥形瓶内放入一个重为 G1的木块，水对锥形瓶底的压力变为6牛；在锥形瓶内再放入一个重为 G2的木块，水对锥形瓶底的压力变为7牛。木块与锥形瓶始终不接触，则（　　） A. G1< G2 <1牛 B. G2< G1 < 1牛 C. G2>G1>1牛 D. G1>G2>1牛 【答案】C 【解析】 【详解】由于水对瓶底的压力每次都增加，根据压强及压力可知，水面每次放入木块时液面增加的高度相同，假设容器是上下均匀的，则液体对容器侧壁没有压力，根据物体的浮沉条件可知，水对瓶底压力的增加量等于木块的重力，实际是木块放入后，对容器的侧壁也产生压力，故木块的重力大于水对瓶底压力的增加量，且越往上部，升高相同的高度，排开水的体积越大，木块受到的浮力越多，则木块的重力越大，则有 故选C。 7. 如图电源电压恒定，R1=12Ω，R2=18Ω，R3是定值电阻。闭合开关S1，单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.8A，接b时电流表的示数可能为（　　） A. 0.3A B. 0.4A C. 0.5A D. 0.6A 【答案】D 【解析】 【详解】设电源电压为，闭合开关S1，单刀双掷开关S2接a时，根据欧姆定律可得 同理闭合开关S1，单刀双掷开关S2接b时，则有 由于，故 将上述两式整理可得 解得 故选D。 8. 如图所示，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC，此时弹簧测力计乙的示数是6N。现移动弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点，下列说法中正确的是：（　　） A. 此时弹簧测力计乙示数变小，大小是0N B. 此时弹簧测力计乙的示数变小，大小是2N C. 此时弹簧测力计甲的示数变大，大小是18N D. 由于木条质量分布不均匀无法判断弹簧测力计甲、乙示数的变化 【答案】A 【解析】 【详解】设木条重心在D点，当弹簧测力计甲在A的位置上，弹簧测力计乙在B的位置上时，以A端为支点，如图所示 由杠杆平衡条件有 即 所以 根据AO=BO，AC=OC，则AC=AB 说明木条的重心恰好在C点。 当弹簧测力计甲由A点平移到C点时，以C为支点，且杠杆的重心正好在支点，说明杠杆自身能平衡，因而不需要乙弹簧测力计的拉力；则此时弹簧测力计乙的示数变小，大小是0N。 故选A。 9. 如图甲所示，电源电压保持不变。闭合开关 S， 滑动变阻器的滑片P从a点滑到b点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的是（　　） A. 电流表示数为3A时滑片在b点 B. 滑片在a点时，10s内电阻消耗的电能为90J C. 图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线 D. 滑片从a点滑到b点的过程中，电路消耗的总功率最大值为22.5W 【答案】D 【解析】 【详解】A．电流表示数为3A时，电流较大，电路中电阻较小，则滑片在a点，故A错误； B．由图乙可知， 解得，V 滑片在a点时，10s内电阻消耗的电能为J，故B错误； C．电压表V2测量定值电阻的电压，则图乙中ec是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，故C错误； D．滑片从a点滑到b点的过程中，电路消耗的总功率最大值为W，故D正确； 故选D。 10. 水平推力F作用在物体A上，A、B一起向右匀速运动。下列说法正确的是（　　） A. 物体A受到推力大于B对A的摩擦力 B. A对B的摩擦力大小等于B对地面的摩擦力大小 C. 物体A对B的压力与地面对B的支持力是一对平衡力 D. B受到地面的摩擦力的大小等于F 【答案】BD 【解析】 【详解】A．物体A做匀速运动，则推力F与 B对A的摩擦力是一对平衡力，二者大小相等，故A错误； B．物体B做匀速运动，则A对B的摩擦力与地面对B的摩擦力是一对平衡力，二者大小相等，地面对B的摩擦力与B对地面的摩擦力是一对相互作用力，二者大小相等，得A对 B的摩擦力大小等于B对地面的摩擦力大小，故B正确； C．对物体B受力分析，物体B竖直方向上受到A对B的压力、自身的重力和地面对B的支持力，这三个力为平衡力，故C错误； D．把A、B看成整体，做匀速运动，则B受到地面的摩擦力与推力F是一对平衡力，二者大小相等，故D正确。 故选BD。 11. 如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器，电源电压保持不变。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从一端移动到另一端，定值电阻R0的电功率P与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 定值电阻的阻值是10Ω B. 整个电路消耗的最大功率为7.2W C. 滑动变阻器的最大功率为1.6W D. 滑动变阻器的最大功率为1.8W 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由图可知电压表示数为0时，滑动变阻器接入阻值为0，此时电路的功率最大为W 滑动变阻器最大时有 解得V，，故A错误，B正确； CD．滑动变阻器的功率为 根据数学知识可知时，滑动变阻器功率最大，值为W，故C错误，D正确； 故选BD。 12. 如图甲所示，竖直细杆 （质量不计）的上端通过力传感器连在天花板上，力传感器可以显示出细杆上端受到作用力的大小，下端与质量为0.4kg的正方体物块M相连。现向底面积为、质量为1kg的薄壁空水箱中加水，力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像如图乙所示，则（　　） A. 物块受到的浮力最大值为6N B. 物块的下方距离容器底部的距离为5cm C. 当加入的水的质量是2kg时，物块恰好所受浮力最大 D. 水箱加水到C点时，对桌面的压强为2000Pa 【答案】BCD 【解析】 【详解】B．根据题意可知物块M的重力为G=mg=0.4kg×10N/kg=4N 根据题意及力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像图乙分析可知，在向水箱中逐渐加水到m1=1kg过程中，物块M受到竖直向下的重力和细杆给的竖直向上的拉力，此时细杆的拉力为：F=G=4N 继续向水箱中加水，从A点到B点过程中，细杆的拉力逐渐减小，故在A点处时物块M开始接触到水面，物块的下方距离容器底部的距离为，故B正确； A．从A点到B点过程中，物块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力F浮和细杆给的拉力F，直到B点拉力F为0，此时F浮=G，从B点到C点过程中，随着水箱中水继续增加，物块M在水中的体积V排逐渐增大，物块M所受浮力F浮逐渐增大，此过程物块M受到竖直向下的重力G、细杆施加的竖直向下的压力F和竖直向上的浮力F浮，物块M静止，受力平衡，则有F=F浮-G，因此，随着物块M所受浮力F浮逐渐增大，细杆施加的竖直向下的压力F也逐渐增大，直到C点物块M刚好浸没在水中时，F浮不再增大，此时细杆给的竖直向下的压力F也不再增大，故此时物块M所受到的浮力为F浮=G+F=4N+6N=10N 即物块M所受到的浮力最大为10N，故A错误； C．当水恰好浸没物块M时，物块M所受到的浮力为10N，由F浮=ρ水gV排得出浸没物块M的体积V物为： 由物块M为正方体，可求出物块M的边长a为 由物块M恰好浸没且为正方体可知，物块M下表面到液面的深度h为：h=a=0.1m 故物块M底面以上水和物块M的总体积V总为：V总=Sh=0.02m2×0.1m=2.0×10-3m3 因此，物块M底面以上水的体积V1为：V1=V总-V物=2.0×10-3m3-1.0×10-3m3=1.0×10-3m3 物块M底面以上水的质量m2为：m2=ρ水V1=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3=1kg 水箱中水的总质量为：m水=m1+m2=1kg+1kg=2kg 所以当加入的水的质量是2kg时，物块恰好所受浮力最大，故C正确； D．水箱中水的重力为：G水=m水g=2kg×10N/kg=20N 水箱的重力为：G水箱=m水箱g=1kg×10N/kg=10N 将水箱、水、物块M看成一个整体，则这个整体受到竖直向下重力G总，细杆施加的向下的压力F，桌面施加的向上的支持力F支，整体处于静止状态受力平衡，则有：F支=G总+F 其中G总等于水箱、水、物块M的重力之和，即：G总=G水箱+G水+G=10N+20N+4N=34N 水箱对桌面的压力与桌面对水箱的支持力是一对相互作用力，则有：F压=F支=G总+F=34N+6N=40N 水箱对桌面的压强为： 故水箱加水到C点时，对桌面的压强为2×103Pa，故D正确。 故选BCD。 二、填空题 [15、16、17、18、20 题每题 3 分，其他题每空2分，共计39分] 13. 如图所示，弹簧一端固定于水平面上，另一端与质量为m的活塞拴接在起，一开口向下、质量为M的汽缸与活塞一起封闭了一定质量的气体汽缸和活塞均是热的良导体。若外界环境的温度缓慢降低，则活塞将__________；汽缸将___________。（本题两空均选填“向上移动”、“静止不动”或“向下移动”） 【答案】 ①. 静止不动 ②. 向下移动 【解析】 【详解】[1]以活塞和汽缸的整体为研究对象，弹簧受到的压力等于汽缸和活塞的总重力，而汽缸和活塞的总重力不变，故弹簧所受的压力不变，则弹簧的压缩量不变，所以活塞将静止不动； [2]由力学知识分析得到，封闭气体的压强不变，外界环境的温度缓慢降低，封闭气体的温度也缓慢降低，根据盖•吕萨克定律分析得知，封闭气体体积减小，由此可知汽缸将向下移动。 14. “频闪照相”是研究物体运动时常用的一种实验方法，照相机每隔相等的时间曝光一次，记录下物体的位置，甲、乙两个小球均从位置a竖直下落到位置b，其各自的频闪照片如图所示，试根据照片分析： （1）甲、乙从位置a竖直下落到位置b，平均速度之比为__________。 （2）若甲球的重量为mg，受到空气阻力与速度的关系（k为常数），则甲球下落过程中可达到的最大速度为v=__________（写出表达式）。 【答案】（1）5：3 （2） 【解析】 【小问1详解】 由图可知，甲、乙从位置a竖直下落到位置b，所用时间之比为 二者发生的位移相同，且平均速度 得 【小问2详解】 由空气阻力与速度的关系f=kv2可知，甲球刚开始下落时阻力较小，小于甲球重力，合力向下，甲球做加速运动，随着速度的增大逐渐阻力增大，合力减小，当重力等于阻力，即合力为零时，甲球下落过程中可达到的最大速度，有 解得 15. 吾悦广场有一自动扶梯，小明沿开动上行的自动扶梯走上楼时，数得走了21级；当他以同样的速度（相对电梯）沿开动上行的自动扶梯走下楼时，数得走了42级，则该自动扶梯级数为 __________级。 【答案】28 【解析】 【详解】设扶梯上楼级为s级，电梯速度为v1，人的速度为v2，依题意可列方程， 解得s=28。 16. 如图所示，将3块长为L，完全相同的砖块叠放（不粘连）在桌子的边缘，每一块砖压着下面的砖并伸出最长，则最下面的砖块能伸出的最大长度是__________。 【答案】 【解析】 【详解】如图所示，第1块砖放在第2块砖上面，第2块砖的右端是第1块砖的支点，当第1块砖伸出的长度为时，砖的重心恰好在支点上，第1块砖恰能平衡，如果砖伸出的长度大于砖将翻倒，不会平衡，因此第1块砖伸出的最大长度是砖长的，第1与第2块砖组成的整体重心在它们的几何中心，第3块砖的右端是它们的支点，它们重心距第1块砖最右端的距离是，第1与第2块砖组成的整体重心距支点的距离为 则第2块砖伸出的最大长度是砖长的，第1、2、3三块砖组成的整体重心位置距第1块砖的距离是，第3块砖的右端是上面2块砖的支点，第1、2、3块砖的重心距它们支点的距离是 即第3块砖伸出的最大长度。 17. 小丽认为不用天平，只用量杯和水也可以测出橡皮泥的密度。实验步骤如下： ①取适量水倒入量杯，读出水的体积为V1； ②将橡皮泥捏成船形，放入量杯，使其漂浮在水面，读出水面所对应的刻度为 V2。 ③取出橡皮泥，捏成实心体，放入量杯，使它沉入水中，读出水面所对应的刻度为 V3。 ④计算出橡皮泥的密度=__________。（用 V1、V2、V3、表示） 【答案】 【解析】 【详解】橡皮泥漂浮于水面上所受浮力 由漂浮条件知 即 橡皮泥的质量为 橡皮泥的体积为 橡皮泥的密度为 18. 如图甲所示，一小球从高处落到竖直固定的弹簧上后又被弹起到原高度。小球从高处开始下落到弹回的整个过程中，它的运动速度随时间变化的图像如图乙所示，图中oa段和cd段为直线。则据此图可知，弹力大于重力的时间段为__________。 【答案】t2t4 【解析】 【详解】结合题意，由图乙可知，时间，小球刚接触弹簧，此时小球的重力依然大于弹簧的弹力，小球向下继续加速运动，时刻速度最大，此时弹簧的弹力等于小球的重力；小球向下减速运动，时刻速度减为零，此阶段弹力大于重力，时刻，小球反弹，向上做加速运动，时刻，弹力等于小球的重力，反弹速度最大，阶段，小球的弹力小于重力，小球减速反弹，时刻，小球与弹簧脱离，此后小球做竖直上抛运动。 综上所述，小球受到的弹力大于重力的时间段为 19. 某实验小组的同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，将圆柱体挂在弹簧测力计下，当圆柱体下表面与水面相平时，圆柱体开始缓慢下降（整个过程水未溢出）。根据实验数据，绘制出如图所示的弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面浸入水中的深度h的关系图象。（其中h1=5cm）则： （1）圆柱体的底面积为__________ cm2； （2）圆柱体的密度为__________ g/cm3。 【答案】（1）80 （2）1.5 【解析】 【小问1详解】 由图可知，圆柱体没有浸入水时弹簧测力计的示数等于圆柱体的重力，G=6N；图中的水平线即BC段表示圆柱体浸没在水中弹簧测力计的示数不变，圆柱体浸没时受到的浮力F浮=G-F示=6N-2N=4N 根据阿基米德原理 因圆柱体浸没在水中，故圆柱体的体积V物=V排=4×10-4m3=400cm3 由图可知圆柱体的高为h1=5cm 由圆柱体体积计算公式可知，圆柱体的底面积 【小问2详解】 圆柱体的密度 20. 如图所示，电源电压保持不变，R1<R2<R3，当开关S接1点时，R2消耗的电功率P2；当开关S接2点时，R3消耗的电功率P3，则P2__________P3（填“>”“=”“<”）。 【答案】> 【解析】 【详解】当开关S接1点时，R2消耗的电功率为 当开关S接2点时，R3消耗的电功率为 根据数学知识可知，由于，则 所以 21. 如图甲所示是“测量小灯泡的电功率”的实验电路，器材有：6V电源一个，额定电压为5V的小灯泡（电阻约15Ω），电流表和电压表各一个，滑动变阻器 A“50Ω 2A”和滑动变阻器 B“10Ω 1A”各一个，开关一个，导线若干。 （1）实验中为了测量更多的数据应选用的滑动变阻器是_________（选填“A”或“B”）； （2）如图乙所示是通过灯泡的电流跟两端电压的关系，小灯泡的额定功率为 _________W； （3）由图像可知，当灯泡两端的电压较小时，其阻值随电压增大_________（填增大、减小、几乎不变）；电压较大时其阻值随电压增大_________（填增大、减小、几乎不变）。 【答案】（1）A （2）1.5 （3） ①. 几乎不变 ②. 增大 【解析】 【小问1详解】 根据题意，为了测量更多的实验数据，滑动变阻器应选择规格大，即A“50Ω 2A” 故滑动变阻器应选择A 【小问2详解】 由乙图可知，小灯泡电压为时，灯的电流为 故小灯泡的额定功率 【小问3详解】 [1][2]由乙图可知，当灯泡两端的电压较小时，其图像近似为直线，即其阻值随电压增大几乎不变；电压较大时，其图像为曲线，结合欧姆定律可知，其阻值随电压增大而增大。 22. 如图所示，质量为的卡车，以的功率沿与水平地面成37°角的斜坡匀速向上爬行，已知斜坡的机械效率为80%。则爬坡时牵引力_________N；卡车速度_________m/s。（其中，） 【答案】 ①. 22500 ②. 4 【解析】 【详解】[1]由题可知 解得 其中 联立代入数据解得 [2]根据 解得 三、计算题（其中23题12分，24题10分，25题12分） 23. 如图所示，小明利用滑轮组以的速度匀速提升沉在水底的长方体物件，已知物件高为，底面积为，质量为。（不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，取） （1）求物件上表面未露出水面前连接物件的绳的拉力？ （2）若物件上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率为90%，求小明拉绳的功率？ （3）若小明所能施加的最大拉力为，为保证物件匀速上升求它的下表面受到水的最小压力是多少？ 【答案】（1）900N （2） （3）100N 【解析】 【小问1详解】 在A上表面未露出水面之前 A排开水的体积 则A受到的浮力 物体A的重力 则绳的拉力为 【小问2详解】 由图可知，则滑轮组的机械效率由 可得绳端的拉力， 【小问3详解】 不计绳重、滑轮与轴的摩擦及水的阻力，由 可得动滑轮的重力 当小雨的拉力为时，物体受到的浮力 由于长方体已经露出水面，所以其下表面所受压力即是浮力，故为 24. 物理兴趣小组开展科技竞赛活动，设计了汽车超速报警的电路，如图甲所示，电源电压保持不变，R为定值电阻，Rc为可变电阻，当电压表的示数达到某一数值时会提醒驾驶员车速过快，需要减速。现警示速度设置为120km/h。当车速从0加速到120km/h的过程中，Rc消耗的电功率随电流变化的图像如图乙所示；图丙是Rc的阻值与车速关系的图像。求： （1）当车速为120km/h时，求电流、电压表的示数和Rc的阻值？ （2）求电源电压与R的阻值？ （3）若需要把警示速度改为100km/h，则需要把R换成多大的定值电阻？（保留两位小数） 【答案】（1）10V；0.2A； （2）E=12V，R=10Ω （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知：车速度越大，电阻越大，电流越小，则当车速为120km/h时I=0.2A 根据电功率公式有 解得 电压表示数为V 【小问2详解】 根据串联规律结合图像有E=0.2×（50+R），E=0.6×（10+R） 解得E=12V，R=10Ω 【小问3详解】 由题意可知在电压表示数为 10V 时报警，设100km/h对应的电阻为，则有 解得=41.67Ω 根据串联电路规律有 解得 需要把R换成的定值电阻。 25. 如图甲所示，我国生产的水陆两用挖掘机的机械臂可绕O点转动，这辆挖掘机有两条履带，每条履带内均有1个由特殊材料（密度为8.0×103kg/m3）制成的空心浮箱，浮箱可视为长方体宽为1.5m，高为2m。 （1）某次陆上测试中，质量为75kg的驾驶员驾驶挖掘机，沿斜坡向下缓慢行驶20m，到达高8m的坡底，求在此过程中人所受的重力与斜面对挖掘机的支持力分别做了多少功？ （2）某次作业时，开始时机械臂伸直且静止，O、A、B三点在同一直线上，OA=10m，AB=0.5m。机械臂和斗铲整体的重心在A点；机械臂控制斗铲装取了一定质量的沙石后，机械臂、斗铲和伸缩杆又缓慢运动到开始时的位置静止（如图甲所示），这时机械臂、斗铲和沙石整体的重心在B点。已知伸缩杆先后两次对机械臂的支持力（支持力垂直于机械臂）之比为5：7，已知机械臂和斗铲的总质量为3000kg，求装取的砂石质量为多少？ （3）已知制作每个浮箱时所用特殊材料的体积V与浮箱长度L的关系如图丙所示，不计履带排开水的体积和驾驶员的质量，除2个完全相同的浮箱外，挖掘机其余部分的质量为33t。某次水上测试，需要挖掘机漂浮在水中，2个浮箱浸入水中的深度均不得超过1.5m， 则每个浮箱的长度至少是多少？（保留一位小数） 【答案】（1）重力做功；支持力做功为0 （2） （3）10.5m 【解析】 【小问1详解】 驾驶员重力 驾驶员的重力做功 支持力由于和斜面垂直，所以做功为0。 【小问2详解】 可将机械臂看成杠杆，O 为支点，机械臂和斗铲整体的重心在A点，其重力当成动力（质量为 m总），伸缩杆对机械臂的支持力F看成阻力，其力臂为L，开始时机械臂伸直在图甲静止，由杠杆的平衡条件有 斗铲装取质量为1t的沙石后，械臂、斗铲和沙石整体的重心在B点，仍在图甲位置静止，由杠杆的平衡条件有 得： 且OB=OA+AB，所以 解得 【小问3详解】 由每个浮箱时所用特殊材料的体积V与浮箱长度L的关系图象知，V与L是一次函数关系，则V=kL+b， 当 L=0 时，V=b=0.05 当 L=1 时，0.13=k×1+0.05，解得k=0.08 所以V=0.08L+0.05 若挖掘机漂浮在水中，2 个浮箱浸入水中的深度均不超过 1.5m，则每个浮箱的长度至少为 L，由漂浮条件有：F浮=G浮箱=G其它 即 103kg 解得L=10.5m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一新生综合能力测试物理试卷 （本次试卷分为选择题与非选择题，其中选择题 27 分，非选择题 63 分。试卷中的） 一、选择题 （其中 1-9 题为单选题，每题 2 分，10-12 题为多选题，每题 3 分，共 27 分） 1. 下列关于物理现象与物理量的描述与实际全部相符合的是（　　） ①一只100瓦的白炽灯不通电时灯丝的电阻约为484欧姆 ②同步卫星离地的高度小于月球的高度 ③超声波可以在真空中传播 ④伽马射线在真空中传播的速度是每秒三十万公里 ⑤一只母鸡的重量约为20N ⑥寒冷冬天，窗外结有冰花 A. ①④⑤ B. ②④⑥ C. ②④⑤ D. ②③④ 2. 下列叙述中正确的是（　　） ①水温升高，密度一定减少 ②当热水和冷水充分混合时，热水的温度传给了冷水 ③水中的气泡特别明亮是因为发生了全反射 ④如果没有了大气层，日出会推后 ⑤赤道上可以自由转动的小磁针静止时，N极指向地理的北极 A. ③④⑤ B. ①③⑤ C. ②③④ D. ②④⑤ 3. 一盏探照灯的灯光从A处射向平静的水面，如图所示。在入射点C逐渐向左移动的过程中，B处的人不断调整位置始终能看到光斑，他发现光斑（　　） A. 不移动 B. 向下移动 C. 向左移动 D. 向右移动 4. 甲、乙两物体分别在斜面上与水平地面上做匀速直线运动，已知：甲乙的质量比为 3：2，甲所受平行于斜面的拉力是乙所受水平拉力的3倍，斜面倾角为 30°，甲的速度是乙的3倍。那么在同一时间内，拉力对甲、乙两物体做功之比为（　　） A. 3：1 B. 3：2 C. 9：1 D. 9：2 5. 将一小杯热水倒入盛有较多冷水的容器中，冷水的温度升高了3°C，再向容器内倒入一小杯相同质量和温度的热水，则容器中的水温会升高（　　） A. 低于3°C B. 等于3°C C. 高于3°C D. ABC 都有可能 6. 如图所示，在一个开口锥形瓶内注入适量水，然后将它放在水平桌面上。此时水对锥形瓶底的压力为5牛。现在锥形瓶内放入一个重为 G1的木块，水对锥形瓶底的压力变为6牛；在锥形瓶内再放入一个重为 G2的木块，水对锥形瓶底的压力变为7牛。木块与锥形瓶始终不接触，则（　　） A. G1< G2 <1牛 B. G2< G1 < 1牛 C. G2>G1>1牛 D. G1>G2>1牛 7. 如图电源电压恒定，R1=12Ω，R2=18Ω，R3是定值电阻。闭合开关S1，单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.8A，接b时电流表的示数可能为（　　） A. 0.3A B. 0.4A C. 0.5A D. 0.6A 8. 如图所示，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC，此时弹簧测力计乙的示数是6N。现移动弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点，下列说法中正确的是：（　　） A. 此时弹簧测力计乙的示数变小，大小是0N B. 此时弹簧测力计乙的示数变小，大小是2N C. 此时弹簧测力计甲的示数变大，大小是18N D. 由于木条质量分布不均匀无法判断弹簧测力计甲、乙示数的变化 9. 如图甲所示，电源电压保持不变。闭合开关 S， 滑动变阻器的滑片P从a点滑到b点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的是（　　） A. 电流表示数为3A时滑片在b点 B. 滑片在a点时，10s内电阻消耗的电能为90J C. 图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线 D. 滑片从a点滑到b点的过程中，电路消耗的总功率最大值为22.5W 10. 水平推力F作用在物体A上，A、B一起向右匀速运动。下列说法正确的是（　　） A. 物体A受到推力大于B对A的摩擦力 B. A对B的摩擦力大小等于B对地面的摩擦力大小 C. 物体A对B的压力与地面对B的支持力是一对平衡力 D. B受到地面的摩擦力的大小等于F 11. 如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器，电源电压保持不变。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从一端移动到另一端，定值电阻R0的电功率P与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 定值电阻的阻值是10Ω B. 整个电路消耗的最大功率为7.2W C. 滑动变阻器的最大功率为1.6W D. 滑动变阻器的最大功率为1.8W 12. 如图甲所示，竖直细杆 （质量不计）上端通过力传感器连在天花板上，力传感器可以显示出细杆上端受到作用力的大小，下端与质量为0.4kg的正方体物块M相连。现向底面积为、质量为1kg的薄壁空水箱中加水，力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像如图乙所示，则（　　） A. 物块受到的浮力最大值为6N B. 物块的下方距离容器底部的距离为5cm C. 当加入的水的质量是2kg时，物块恰好所受浮力最大 D. 水箱加水到C点时，对桌面的压强为2000Pa 二、填空题 [15、16、17、18、20 题每题 3 分，其他题每空2分，共计39分] 13. 如图所示，弹簧一端固定于水平面上，另一端与质量为m的活塞拴接在起，一开口向下、质量为M的汽缸与活塞一起封闭了一定质量的气体汽缸和活塞均是热的良导体。若外界环境的温度缓慢降低，则活塞将__________；汽缸将___________。（本题两空均选填“向上移动”、“静止不动”或“向下移动”） 14. “频闪照相”是研究物体运动时常用的一种实验方法，照相机每隔相等的时间曝光一次，记录下物体的位置，甲、乙两个小球均从位置a竖直下落到位置b，其各自的频闪照片如图所示，试根据照片分析： （1）甲、乙从位置a竖直下落到位置b，平均速度之比为__________。 （2）若甲球的重量为mg，受到空气阻力与速度的关系（k为常数），则甲球下落过程中可达到的最大速度为v=__________（写出表达式）。 15. 吾悦广场有一自动扶梯，小明沿开动上行的自动扶梯走上楼时，数得走了21级；当他以同样的速度（相对电梯）沿开动上行的自动扶梯走下楼时，数得走了42级，则该自动扶梯级数为 __________级。 16. 如图所示，将3块长为L，完全相同砖块叠放（不粘连）在桌子的边缘，每一块砖压着下面的砖并伸出最长，则最下面的砖块能伸出的最大长度是__________。 17. 小丽认为不用天平，只用量杯和水也可以测出橡皮泥的密度。实验步骤如下： ①取适量水倒入量杯，读出水的体积为V1； ②将橡皮泥捏成船形，放入量杯，使其漂浮在水面，读出水面所对应的刻度为 V2。 ③取出橡皮泥，捏成实心体，放入量杯，使它沉入水中，读出水面所对应的刻度为 V3。 ④计算出橡皮泥的密度=__________。（用 V1、V2、V3、表示） 18. 如图甲所示，一小球从高处落到竖直固定的弹簧上后又被弹起到原高度。小球从高处开始下落到弹回的整个过程中，它的运动速度随时间变化的图像如图乙所示，图中oa段和cd段为直线。则据此图可知，弹力大于重力的时间段为__________。 19. 某实验小组的同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，将圆柱体挂在弹簧测力计下，当圆柱体下表面与水面相平时，圆柱体开始缓慢下降（整个过程水未溢出）。根据实验数据，绘制出如图所示的弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面浸入水中的深度h的关系图象。（其中h1=5cm）则： （1）圆柱体的底面积为__________ cm2； （2）圆柱体的密度为__________ g/cm3。 20. 如图所示，电源电压保持不变，R1<R2<R3，当开关S接1点时，R2消耗电功率P2；当开关S接2点时，R3消耗的电功率P3，则P2__________P3（填“>”“=”“<”）。 21. 如图甲所示是“测量小灯泡的电功率”的实验电路，器材有：6V电源一个，额定电压为5V的小灯泡（电阻约15Ω），电流表和电压表各一个，滑动变阻器 A“50Ω 2A”和滑动变阻器 B“10Ω 1A”各一个，开关一个，导线若干。 （1）实验中为了测量更多的数据应选用的滑动变阻器是_________（选填“A”或“B”）； （2）如图乙所示是通过灯泡的电流跟两端电压的关系，小灯泡的额定功率为 _________W； （3）由图像可知，当灯泡两端的电压较小时，其阻值随电压增大_________（填增大、减小、几乎不变）；电压较大时其阻值随电压增大_________（填增大、减小、几乎不变）。 22. 如图所示，质量为的卡车，以的功率沿与水平地面成37°角的斜坡匀速向上爬行，已知斜坡的机械效率为80%。则爬坡时牵引力_________N；卡车速度_________m/s。（其中，） 三、计算题（其中23题12分，24题10分，25题12分） 23. 如图所示，小明利用滑轮组以的速度匀速提升沉在水底的长方体物件，已知物件高为，底面积为，质量为。（不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，取） （1）求物件上表面未露出水面前连接物件的绳的拉力？ （2）若物件上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率为90%，求小明拉绳的功率？ （3）若小明所能施加的最大拉力为，为保证物件匀速上升求它的下表面受到水的最小压力是多少？ 24. 物理兴趣小组开展科技竞赛活动，设计了汽车超速报警的电路，如图甲所示，电源电压保持不变，R为定值电阻，Rc为可变电阻，当电压表的示数达到某一数值时会提醒驾驶员车速过快，需要减速。现警示速度设置为120km/h。当车速从0加速到120km/h的过程中，Rc消耗的电功率随电流变化的图像如图乙所示；图丙是Rc的阻值与车速关系的图像。求： （1）当车速为120km/h时，求电流、电压表的示数和Rc的阻值？ （2）求电源电压与R阻值？ （3）若需要把警示速度改为100km/h，则需要把R换成多大的定值电阻？（保留两位小数） 25. 如图甲所示，我国生产的水陆两用挖掘机的机械臂可绕O点转动，这辆挖掘机有两条履带，每条履带内均有1个由特殊材料（密度为8.0×103kg/m3）制成的空心浮箱，浮箱可视为长方体宽为1.5m，高为2m。 （1）某次陆上测试中，质量为75kg的驾驶员驾驶挖掘机，沿斜坡向下缓慢行驶20m，到达高8m的坡底，求在此过程中人所受的重力与斜面对挖掘机的支持力分别做了多少功？ （2）某次作业时，开始时机械臂伸直且静止，O、A、B三点在同一直线上，OA=10m，AB=0.5m。机械臂和斗铲整体的重心在A点；机械臂控制斗铲装取了一定质量的沙石后，机械臂、斗铲和伸缩杆又缓慢运动到开始时的位置静止（如图甲所示），这时机械臂、斗铲和沙石整体的重心在B点。已知伸缩杆先后两次对机械臂的支持力（支持力垂直于机械臂）之比为5：7，已知机械臂和斗铲的总质量为3000kg，求装取的砂石质量为多少？ （3）已知制作每个浮箱时所用特殊材料的体积V与浮箱长度L的关系如图丙所示，不计履带排开水的体积和驾驶员的质量，除2个完全相同的浮箱外，挖掘机其余部分的质量为33t。某次水上测试，需要挖掘机漂浮在水中，2个浮箱浸入水中的深度均不得超过1.5m， 则每个浮箱的长度至少是多少？（保留一位小数） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $