精品解析：广东省深圳市福田区2024-2025学年九年级下学期3月联考物理试卷

物理卷 三、选择题（共6题，每题2分，共12分．每题4个选项中，只有一项符合题意） 主题一 物理与日常生活 吃饺子是我国春节传统习俗之一，包好的生饺子下锅沉底，水开用勺轻推防粘，点凉水防破皮，再煮至浮起捞出．请回答15-17题。 1. 用擀面杖将面团擀压成薄皮的过程中，擀面杖对面团的力的作用效果与以下哪个相同（ ） A. 丢出沙包 B. 掰弯橡胶扳手 C. 踢出足球 D. 投出篮球 2. 煮饺子的过程中，要向锅中多次加入冷水，其主要目的是（ ） A. 降低水的沸点 B. 提高锅内的气压 C. 降温防止水剧烈沸腾 D. 使水持续汽化放热 3. 生饺子刚下锅时沉入锅底，煮熟后能漂浮在水面，这是因为（ ） A. 生饺子受到的浮力大于重力 B. 煮熟后的饺子重力小于浮力 C. 生饺子的密度小于水的密度 D. 煮熟后的饺子密度小于水的密度 我国某款新能源车配有自动驾驶技术，可智能识别与辅助驾驶．汽车配有大容量电池或油电混动，充电快续航久，还配语音助手与抬头显示等智能系统，让汽车更“聪明”。请回答18-20题。 4. 新能源车的语音助手能够分辨出车主的声音是利用了声音的（ ）特性。 A. 音色 B. 响度 C. 音调 D. 频率 5. 汽车的自动驾驶是通过光学设备感知周围环境。例如车载摄像头通过镜头拍摄画面识别物体。下列相关说法正确的是（ ） A. 车载摄像头与近视眼镜是同一种透镜 B. 车载摄像头成像利用了光的折射原理 C. 车载摄像头成的是正立、缩小的实像 D. 物体离车载摄像头越近，成的像越小 6. 新能源汽车的充电桩在城市中广泛分布，在实际使用中，关于充电桩的安装及其安全使用，下列说法正确的是（ ） A. 充电桩安装时不用装漏电保护器，外壳接地就能防触电 B. 排列成串的充电桩是串联安装的，这样电流一样，能稳定工作 C. 充电桩功率越大，为减少导线发热损耗，配套导线要更粗 D. 充电桩给车充电，是把化学能转为电能存储在电池内 四、非选择题（共10题，共51分） 主题二 物理与社会发展 2024年全国互联网大会上，集中展出了涵盖多场景的机器人．随着人工智能兴起，机器人技术已被广泛应用于多个领域．请根据机器人在不同领域的应用，回答21-24题. 7. 如图甲所示为某品牌机器人拎包示意图，其机械臂简化示意图如图乙所示杠杆。请在图乙中作出力F的力臂l和手拎包所受重力的示意图。 8. 如图为“扫吸一体”智能机器人净化空气工作原理图。空气进入除尘区，空气中的尘埃颗粒因放电极电离空气而带上负电，向带正电的集尘板迁移并沉积，以达到除尘的目的，这是利用了_______，此时电路中形成的电流方向是从_______（选填“放电极流向集尘板”或“集尘板流向放电极”）。 9. 在智能仓库中，机器人负责货物上架。机器人通过激光雷达扫描地图并导航，当机器人检测到前方有障碍物，经过后收到障碍物反射回来的激光，则机器人与障碍物间的距离约为_______m，机器人避障重新规划路线。将货物上架后，机器人返回途中的惯性相比送货过程中_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 10. 代步机器人缓慢匀速带动座椅上的老年人，通过斜面长、高的无障碍通道上台阶，耗时完成，假设人和代步机总重，代步机器人使用输出功率为的锂电池供电，此次工作中，机器人将电能主要转化为_______能，做了_______J的有用功，机械效率为_______%。（g取） 主题三 物理与科学探究 11. 小福利用如图所示装置探究“影响滑动摩擦力大小因素”，甲、乙实验中使用同一长木板，丙实验换用材料相同但表面更为粗糙的长木板。 （1）实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动； （2）甲、乙两次实验，是探究滑动摩擦力与_______的关系； （3）小福在某次实验过程中拉力随时间变化的图像如图丁所示，木块的速度随时间变化的图像如图戊所示，要准确地测量出滑动摩擦力大小，她应在_______（选填“”、“”或“”）时间段读取弹簧测力计的数值，进一步可以知道木块在第时的摩擦力为_______N； （4）根据乙、丙两次实验，可以得出结论：其他条件一定时，_______，滑动摩擦力越大．生活中有哪些地方也用到这个结论，请举一个例子。_______ 12. 小福在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为的小灯泡，电源电压保持不变，连接电路如图甲所示： （1）为了使滑片右移时灯的亮度变亮，请你帮小福用笔画代替导线连接好图甲中的电路；______ （2）连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，同时发现电流表无示数，电压表有示数，则电路中存在的故障可能是______； （3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，则应将滑片向______（选填“左”或“右”）移动一些； （4）多次移动滑片，根据实验数据绘制出了小灯泡的图像如图丙所示； （5）根据图丙所给信息，计算出小灯泡的额定功率为______W； （6）图丙的图像是一条曲线的原因是______； （7）受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小福将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表？请说明理由______。 主题四 物理与工程实践 13. 如图甲所示，是某活动小组自制肺活量测试仪的原理图，人体吹出的气体使波纹鼓胀大，进而推动滑片P向左移动。图乙是滑动变阻器接入电路阻值与肺活量V的关系图像，测试仪可测量的最大肺活量为，其中电源电压，定值电阻R为。求： （1）不吹气时，电流表的示数； （2）小福同学在测试时电流表示数为，求此时电路的总功率； （3）小福同学的肺活量是多少。 14. 深中通道海底沉管隧道利用了世界上第一艘沉管浮运安装一体船“一航津安1”安装．沉管安装可分为拖行和沉管两个过程，如下图所示。 拖行过程：先将沉管两端密封，再在钢缆的牵引下拖行，缓缓由浅水区进入深水区。 沉管过程：到达指定位置后，向沉管内注水使其缓慢下沉至海底。 已知沉管体积为，质量为，海水密度取取。求： （1）当沉管下沉至海底时，其底部距离海面40米，求此时沉管底部所受的海水压强； （2）若在拖行过程中沉管受到的阻力为，钢缆将沉管匀速直线拖行用时，求此过程中钢缆对沉管拉力的功率； （3）当沉管完全浸没在海水中时，沉管受到的浮力大小。 15. 小明家有一个塑料饭盒（聚丙烯）和一个高硼硅玻璃饭盒。小明想知道塑料和高硼硅玻璃两种材料谁的保温性能更好。他上网查资料了解到一个反映不同材料导热性能的指标——“导热系数”。导热系数是指在稳定传热条件下，1米厚的材料，两侧表面的温差为1度（℃），在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦每米摄氏度，写作W/（m·℃）。 甲 常见材料导热系数（20℃） 固体 导热系数λ，W/（m·℃） 竹木 0.14~0.17 塑料（聚丙烯） 0.21~0.26 搪瓷 0.87~1.16 高硼硅玻璃 1~1.5 不锈钢 36~54 （1）根据图甲数据，同等条件下，以下四种材料保温性能最好的是：___________（选填序号） A. 不锈钢 B. 聚丙烯 C. 高硼硅玻璃 D. 竹木 （2）饭盒的保温性能差异除了与材料有关，还可能与什么因素有关？___________（写出一点即可） （3）为验证图乙和图丙饭盒哪个保温性能更好，小明设计了一个实验：往两个饭盒里倒入热水，测出水的初温，盖好盖子静置一段时间，再用温度计测出水的末温。 ①在这个实验中需要控制什么变量相等：___________。 ②根据什么现象判断哪个饭盒保温性能更好？___________ 16. 在跨学科实践学习中，某学习小组开展生物学科的“自制豆芽机”项目化学习活动，主要包括产品设计、功能调试、评价改进三个环节。 【产品设计】 图甲是小组成员完成的设计草图，内容包括发育盘、淋水系统和控温装置。发育盘上有沥水孔：淋水系统由水泵驱动，豆芽机中的水可通过内部管道和沥水孔按箭头方向流动，使用时可通过调节水流大小控制发育盘中的积水量。小组设计的控温装置内部电路如图乙所示，可实现加热、保温两挡自动切换，其中是定值电阻，为热敏电阻，其阻值随温度变化关系。 （1）豆芽机盖上开孔的目的是：______。（写出一点即可） （2）为便于观察豆芽的状态，小组给豆芽机配上透明的玻璃盖，但是很快便发现玻璃盖内侧布满了水珠，这是由于水蒸气遇冷______形成的。水珠会使光发生______，导致豆芽看起来模糊或变形，难以看清细节。 （3）为满足豆芽的生长发育需求，豆芽机发育盒（单层）的高度应不低于20______。（单位） （4）在设计豆芽机的容器时，底部通常会设计成倾斜状，这是为了利用______（选填“重力”或“浮力”）使多余的水分顺利排出。 （5）下图中能反映控温装置中电磁继电器工作原理的是（　　） A. B. C. D. 【功能调试】 小组成员购置了相关配件进行产品制作与调试。配件的具体参数如下：控制电路电源电压U为3V，R0为25Ω，R1为330Ω，Rx的阻值与温度的关系如图丙所示，电磁铁衔铁在电流大于或等于时吸合，此时为加热状态：当电流小于时释放，此时为保温状态。 （6）闭合开关S0，电磁铁的上端是______极，随着温度的升高，图中电磁铁的磁性将______。（选填“变强”、“变弱”或“不变”） （7）以图乙设计的产品电路分析，“自制豆芽机”内部温度控制的最高温是______。 （8）该产品保温功率和加热功率之比为，保温时从最高温经过后降温到最低温，若关闭电路从最高温只经过后到最低温，假设升温和降温过程中每秒内热量的损失量相同且保持不变，则从最低温加热到最高温需要的时间为______。 【评价改进】 针对设计图纸及项目研究要求，他们认真进行了研究并确定相对应的参数，选购相应器材，并完善产品设计。 （9）若“自制豆芽机”产品要达到“优秀”等级，需实现自动控温且最高温可调，可在图乙的控制电路中串联一个______（电子元件）。此外，小组成员均认为豆芽机的容器应选用食品级塑料，这样发育出来的豆芽才会更加绿色、健康。 （10）最终，学习小组根据上述活动方案完成了豆芽机的设计与制作，请根据以下评价量表选择一个维度对该设计进行评价______（需说明理由）。 评价维度 合格 优秀 温控情况 仅自动控温 自动控温且最高温可调 材料环保性 耐用性高 耐用且健康 节水情况 水流大小可控 水流大小可控且能自动循环 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理卷 三、选择题（共6题，每题2分，共12分．每题4个选项中，只有一项符合题意） 主题一 物理与日常生活 吃饺子是我国春节传统习俗之一，包好的生饺子下锅沉底，水开用勺轻推防粘，点凉水防破皮，再煮至浮起捞出．请回答15-17题。 1. 用擀面杖将面团擀压成薄皮的过程中，擀面杖对面团的力的作用效果与以下哪个相同（ ） A. 丢出沙包 B. 掰弯橡胶扳手 C. 踢出足球 D. 投出篮球 【答案】B 【解析】 【详解】面团被擀压成薄皮，擀面杖的力让面团发生了形变。 A．丢出沙包，力使沙包的运动状态发生了改变，与擀面杖对面团的力的作用效果不同，故A不符合题意； B．掰弯橡胶扳手，力让扳手发生了形变，故B符合题意； C．踢出足球，力让足球的运动状态发生了改变，故C不符合题意； D．投出篮球，力让篮球的运动状态发生改变，故D不符合题意。 故选B。 2. 煮饺子的过程中，要向锅中多次加入冷水，其主要目的是（ ） A. 降低水的沸点 B. 提高锅内的气压 C. 降温防止水剧烈沸腾 D. 使水持续汽化放热 【答案】C 【解析】 【详解】在煮饺子时，往锅里加一些冷水之后，锅内的水温度会降低，此时水的温度低于沸点，沸腾现象就会停止，可防止水剧烈沸腾。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3. 生饺子刚下锅时沉入锅底，煮熟后能漂浮在水面，这是因为（ ） A. 生饺子受到的浮力大于重力 B. 煮熟后的饺子重力小于浮力 C. 生饺子的密度小于水的密度 D. 煮熟后的饺子密度小于水的密度 【答案】D 【解析】 【详解】AC．生饺子刚下锅时沉入锅底，根据浮与沉的条件可知，生饺子的密度大于水的密度，生饺子受到的浮力小于重力，故AC错误； BD．煮熟后能漂浮在水面，根据浮与沉的条件可知，煮熟后的饺子受到的重力等于浮力，煮熟后的饺子密度小于水的密度，故B错误，D正确。 故选D。 我国某款新能源车配有自动驾驶技术，可智能识别与辅助驾驶．汽车配有大容量电池或油电混动，充电快续航久，还配语音助手与抬头显示等智能系统，让汽车更“聪明”。请回答18-20题。 4. 新能源车的语音助手能够分辨出车主的声音是利用了声音的（ ）特性。 A. 音色 B. 响度 C. 音调 D. 频率 【答案】A 【解析】 【详解】不同人说话的音调、响度可能相同，但音色由发声体本身特性决定，因此语音识别主要依据 音色 来区分不同的人，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选 A。 5. 汽车的自动驾驶是通过光学设备感知周围环境。例如车载摄像头通过镜头拍摄画面识别物体。下列相关说法正确的是（ ） A. 车载摄像头与近视眼镜是同一种透镜 B. 车载摄像头成像利用了光的折射原理 C. 车载摄像头成的是正立、缩小的实像 D. 物体离车载摄像头越近，成的像越小 【答案】B 【解析】 【详解】A．车载摄像头起到拍摄作用，是凸透镜，而近视眼镜是凹透镜，故A错误； B．摄像头是凸透镜，光由空气斜射向镜头时，发生折射而成像，故B正确； C．车载摄像头在工作时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，故C错误； D．物体离车载摄像头越近，即物距变小，则像距变大，像变大，故D错误。 故选B。 6. 新能源汽车的充电桩在城市中广泛分布，在实际使用中，关于充电桩的安装及其安全使用，下列说法正确的是（ ） A. 充电桩安装时不用装漏电保护器，外壳接地就能防触电 B. 排列成串的充电桩是串联安装的，这样电流一样，能稳定工作 C. 充电桩功率越大，为减少导线发热损耗，配套导线要更粗 D. 充电桩给车充电，是把化学能转为电能存储在电池内 【答案】C 【解析】 【详解】A．充电桩输出功率大，在安装充电桩时，为了用电安全，必须安装配套漏电保护器，故A错误； B．充电桩的安装应是并联的，能保证各个充电桩能够独立工作，互不干扰，故B错误； C．在电压恒定的情况下，充电桩功率越大，充电桩工作时的电流也越大，为了减少导线发热损耗，应降低导线的电阻，此时配套较粗的导线，相当于增加导线的横截面积，可以有效的减小电阻，从而减少发热损耗，故C正确； D．充电桩充电时，是将电能转化为化学能储存在电池内，故D错误。 故选C。 四、非选择题（共10题，共51分） 主题二 物理与社会发展 2024年全国互联网大会上，集中展出了涵盖多场景的机器人．随着人工智能兴起，机器人技术已被广泛应用于多个领域．请根据机器人在不同领域的应用，回答21-24题. 7. 如图甲所示为某品牌机器人拎包示意图，其机械臂简化示意图如图乙所示杠杆。请在图乙中作出力F的力臂l和手拎包所受重力的示意图。 【答案】 【解析】 【详解】图乙中，过支点O作力F的作用线的垂直线段，即为对应的力臂l。手拎包所受的重力方向竖直向下，作用在包的重心上，作图如下： 8. 如图为“扫吸一体”智能机器人净化空气工作原理图。空气进入除尘区，空气中的尘埃颗粒因放电极电离空气而带上负电，向带正电的集尘板迁移并沉积，以达到除尘的目的，这是利用了_______，此时电路中形成的电流方向是从_______（选填“放电极流向集尘板”或“集尘板流向放电极”）。 【答案】 ①. 异种电荷相互吸引 ②. 集尘板流向放电极 【解析】 【详解】[1]带负电的空气向带正电的集尘板迁移，是因为空气和集尘板带上异种电荷，异种电荷相互吸引，所以带负电的空气被带正电的集尘板吸引。 [2]电路中，带负电的空气向集尘板移动，而电流方向规定为正电荷的定向移动方向，所以电路中形成的电流方向是集尘板流向放电极。 9. 在智能仓库中，机器人负责货物上架。机器人通过激光雷达扫描地图并导航，当机器人检测到前方有障碍物，经过后收到障碍物反射回来的激光，则机器人与障碍物间的距离约为_______m，机器人避障重新规划路线。将货物上架后，机器人返回途中的惯性相比送货过程中_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 ①. 4.5 ②. 变小 【解析】 【详解】[1]激光的传播速度与光在真空中的传播速度相近，则机器人与障碍物的距离 [2]将货物上架后，机器人的总质量变小，则返回途中相比送货过程中，其惯性变小。 10. 代步机器人缓慢匀速带动座椅上的老年人，通过斜面长、高的无障碍通道上台阶，耗时完成，假设人和代步机总重，代步机器人使用输出功率为的锂电池供电，此次工作中，机器人将电能主要转化为_______能，做了_______J的有用功，机械效率为_______%。（g取） 【答案】 ①. 机械能 ②. 1200 ③. 40 【解析】 【详解】[1]代步机器人缓慢匀速带动座椅上的老年人运动的过程中是将电能转化为机械能。 [2][3]根据功的计算公式，代步机器人匀速带动座椅上的老年人向上运动的过程中所做的有用功 在这个过程中消耗电能所做的总电功 根据机械效率的计算公式，可得 主题三 物理与科学探究 11. 小福利用如图所示装置探究“影响滑动摩擦力大小因素”，甲、乙实验中使用同一长木板，丙实验换用材料相同但表面更为粗糙的长木板。 （1）实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动； （2）甲、乙两次实验，是探究滑动摩擦力与_______的关系； （3）小福在某次实验过程中拉力随时间变化的图像如图丁所示，木块的速度随时间变化的图像如图戊所示，要准确地测量出滑动摩擦力大小，她应在_______（选填“”、“”或“”）时间段读取弹簧测力计的数值，进一步可以知道木块在第时的摩擦力为_______N； （4）根据乙、丙两次实验，可以得出结论：其他条件一定时，_______，滑动摩擦力越大．生活中有哪些地方也用到这个结论，请举一个例子。_______ 【答案】 ①. 压力 ②. ③. 3 ④. 接触面越粗糙 ⑤. 鞋底刻花纹 【解析】 【详解】（2）[1]由图看甲、乙两次实验，实验装置中甲实验木块上没有砝码，乙实验木块上放有砝码，两次实验的变量是压力的大小不同，所以甲、乙两次实验是探究滑动摩擦力与压力的关系。 （3）[2][3]实验中想准确测出滑动摩擦力的大小可依据二力平衡的特点，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时木块水平方向受力平衡，则有，由戊图分析木块做加速运动，做匀速直线运动，做减速运动，因此要准确测量出滑动摩擦力的大小，应选择，结合丁图则有 滑动摩擦力的大小不会随拉力大小的改变而改变，所以木块在第时摩擦力的大小为。 （4）[4][5]结合题意分析，乙、丙两次实验的变量是木板的粗糙程度，压力的大小相同，丙实验中木板更为粗糙，且图中两次实验弹簧测力计的示数，由此可得出结论：其他条件一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，生活中运用此结论的地方有鞋底刻花纹、轮胎花纹、瓶盖上的竖纹等等。 12. 小福在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为的小灯泡，电源电压保持不变，连接电路如图甲所示： （1）为了使滑片右移时灯的亮度变亮，请你帮小福用笔画代替导线连接好图甲中的电路；______ （2）连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，同时发现电流表无示数，电压表有示数，则电路中存在的故障可能是______； （3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，则应将滑片向______（选填“左”或“右”）移动一些； （4）多次移动滑片，根据实验数据绘制出了小灯泡的图像如图丙所示； （5）根据图丙所给信息，计算出小灯泡的额定功率为______W； （6）图丙的图像是一条曲线的原因是______； （7）受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小福将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表？请说明理由______。 【答案】 ①. ②. 小灯泡断路 ③. 右 ④. 0.625 ⑤. 灯丝电阻随温度的升高而增大 ⑥. 见解析 【解析】 【详解】（1）[1]滑片右移时灯的亮度变亮，说明变阻器阻值变小，则变阻器应选择右下接线柱串联到电路中，作图如下： （2）[2]闭合开关，发现灯泡不亮，同时发现电流表无示数，说明发生断路，电压表有示数，说明电压表两端与电源相通，则电路中存在的故障可能是小灯泡断路。 （3）[3]排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，小于灯泡的额定电压。所以为了测量小灯泡的额定功率，则增大灯泡的电压，根据串联电压规律，应减小变阻器的电压，根据分压原理，应减小变阻器阻值，所以应将滑片向右移动一些。 （5）[4]由图丙可知，灯泡电压为2.5V时，电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为 （6）[5]灯丝电阻随温度的升高而增大，其电流与电压不成正比，所以图丙的图像是一条曲线。 （7）[6]温度越高，灯丝电阻越大，根据欧姆定律及串联电路分压原理可知，电路中电流减小，灯丝两端电压增大，因此选择电压表改装为温度显示仪。 主题四 物理与工程实践 13. 如图甲所示，是某活动小组自制肺活量测试仪的原理图，人体吹出的气体使波纹鼓胀大，进而推动滑片P向左移动。图乙是滑动变阻器接入电路阻值与肺活量V的关系图像，测试仪可测量的最大肺活量为，其中电源电压，定值电阻R为。求： （1）不吹气时，电流表的示数； （2）小福同学在测试时电流表示数为，求此时电路的总功率； （3）小福同学的肺活量是多少。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 不吹气时，波纹鼓未鼓胀，故滑动变阻器RP接入电路的阻值为0 Ω。已知定值电阻为R＝10 Ω，电源电压为U＝12 V，则此时电路总电阻为10 Ω。 由欧姆定律可得 【小问2详解】 小福同学测试时，电流表的示数为I2＝0.3 A，总电压仍为U＝12 V。电路的总功率 【小问3详解】 测试时，电路总电阻 则此时滑动变阻器接入电路的阻值 由图乙可知，当时，对应肺活量为。 14. 深中通道海底沉管隧道利用了世界上第一艘沉管浮运安装一体船“一航津安1”安装．沉管安装可分为拖行和沉管两个过程，如下图所示。 拖行过程：先将沉管两端密封，再在钢缆的牵引下拖行，缓缓由浅水区进入深水区。 沉管过程：到达指定位置后，向沉管内注水使其缓慢下沉至海底。 已知沉管体积为，质量为，海水密度取取。求： （1）当沉管下沉至海底时，其底部距离海面40米，求此时沉管底部所受的海水压强； （2）若在拖行过程中沉管受到的阻力为，钢缆将沉管匀速直线拖行用时，求此过程中钢缆对沉管拉力的功率； （3）当沉管完全浸没在海水中时，沉管受到的浮力大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题可知，沉管底部距海面高度h=40m，则海水对沉管底部的压强 【小问2详解】 由题知，阻力大小为F=8×105N，钢缆在匀速拖行过程中对沉管的拉力大小等于阻力大小即 拖行s=30 m所做的功 时间为t=10 min=600s，则功率 【小问3详解】 由题可知，沉管浸没时排开海水的体积为沉管的体积V=6.6×104m3 则完全浸没时受到的浮力 15. 小明家有一个塑料饭盒（聚丙烯）和一个高硼硅玻璃饭盒。小明想知道塑料和高硼硅玻璃两种材料谁的保温性能更好。他上网查资料了解到一个反映不同材料导热性能的指标——“导热系数”。导热系数是指在稳定传热条件下，1米厚的材料，两侧表面的温差为1度（℃），在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦每米摄氏度，写作W/（m·℃）。 甲 常见材料导热系数（20℃） 固体 导热系数λ，W/（m·℃） 竹木 0.14~0.17 塑料（聚丙烯） 0.21~0.26 搪瓷 0.87~1.16 高硼硅玻璃 1~1.5 不锈钢 36~54 （1）根据图甲数据，同等条件下，以下四种材料保温性能最好的是：___________（选填序号） A. 不锈钢 B. 聚丙烯 C. 高硼硅玻璃 D. 竹木 （2）饭盒的保温性能差异除了与材料有关，还可能与什么因素有关？___________（写出一点即可） （3）为验证图乙和图丙饭盒哪个保温性能更好，小明设计了一个实验：往两个饭盒里倒入热水，测出水的初温，盖好盖子静置一段时间，再用温度计测出水的末温。 ①在这个实验中需要控制什么变量相等：___________。 ②根据什么现象判断哪个饭盒保温性能更好？___________ 【答案】（1）D （2）密封性 （3） ①. 见解析 ②. 见解析 【解析】 【小问1详解】 由材料分析可知，“导热系数是指在稳定传热条件下，1米厚的材料，两侧表面的温差为1度（℃），在1秒内，通过1平方米面积传递的热量”，说明导热系数越小，材料的保温性能越好，则根据表格数据可知，竹木的导热系数最小，保温性最好，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【小问2详解】 保温饭盒的保温效果与材质、结构（如密封性）、使用方法等多方面因素有关。 【小问3详解】 [1]根据控制变量法，在进行该实验时，需要保证倒入两个饭盒的水量、饭盒和热水的初温、放入热水后等待的时间以及饭盒所处的环境温度相同。 [2]一定时间后，用温度计分别测出两个饭盒中的水温，温度更高，说明该饭盒的保温性能更好。 16. 在跨学科实践学习中，某学习小组开展生物学科的“自制豆芽机”项目化学习活动，主要包括产品设计、功能调试、评价改进三个环节。 【产品设计】 图甲是小组成员完成的设计草图，内容包括发育盘、淋水系统和控温装置。发育盘上有沥水孔：淋水系统由水泵驱动，豆芽机中的水可通过内部管道和沥水孔按箭头方向流动，使用时可通过调节水流大小控制发育盘中的积水量。小组设计的控温装置内部电路如图乙所示，可实现加热、保温两挡自动切换，其中是定值电阻，为热敏电阻，其阻值随温度变化关系。 （1）豆芽机盖上开孔的目的是：______。（写出一点即可） （2）为便于观察豆芽的状态，小组给豆芽机配上透明的玻璃盖，但是很快便发现玻璃盖内侧布满了水珠，这是由于水蒸气遇冷______形成的。水珠会使光发生______，导致豆芽看起来模糊或变形，难以看清细节。 （3）为满足豆芽的生长发育需求，豆芽机发育盒（单层）的高度应不低于20______。（单位） （4）在设计豆芽机的容器时，底部通常会设计成倾斜状，这是为了利用______（选填“重力”或“浮力”）使多余的水分顺利排出。 （5）下图中能反映控温装置中电磁继电器工作原理的是（　　） A. B. C. D. 【功能调试】 小组成员购置了相关配件进行产品制作与调试。配件的具体参数如下：控制电路电源电压U为3V，R0为25Ω，R1为330Ω，Rx的阻值与温度的关系如图丙所示，电磁铁衔铁在电流大于或等于时吸合，此时为加热状态：当电流小于时释放，此时为保温状态。 （6）闭合开关S0，电磁铁的上端是______极，随着温度的升高，图中电磁铁的磁性将______。（选填“变强”、“变弱”或“不变”） （7）以图乙设计的产品电路分析，“自制豆芽机”内部温度控制的最高温是______。 （8）该产品保温功率和加热功率之比为，保温时从最高温经过后降温到最低温，若关闭电路从最高温只经过后到最低温，假设升温和降温过程中每秒内热量的损失量相同且保持不变，则从最低温加热到最高温需要的时间为______。 【评价改进】 针对设计图纸及项目研究要求，他们认真进行了研究并确定相对应的参数，选购相应器材，并完善产品设计。 （9）若“自制豆芽机”产品要达到“优秀”等级，需实现自动控温且最高温可调，可在图乙的控制电路中串联一个______（电子元件）。此外，小组成员均认为豆芽机的容器应选用食品级塑料，这样发育出来的豆芽才会更加绿色、健康。 （10）最终，学习小组根据上述活动方案完成了豆芽机的设计与制作，请根据以下评价量表选择一个维度对该设计进行评价______（需说明理由）。 评价维度 合格 优秀 温控情况 仅自动控温 自动控温且最高温可调 材料环保性 耐用性高 耐用且健康 节水情况 水流大小可控 水流大小可控且能自动循环 【答案】（1）见解析 （2） ①. 液化 ②. 折射 （3）cm （4）重力 （5）B （6） ①. S ②. 变弱 （7）26 （8）30min （9）滑动变阻器 （10）见解析 【解析】 【小问1详解】 豆芽机盖上开孔可以通风透气、利于散热、平衡湿度、减少压力差等等。 【小问2详解】 [1][2]水珠是由于水蒸气遇冷液化形成的。水珠会使光发生折射，导致豆芽看起来模糊或变形。 【小问3详解】 为满足豆芽的生长发育需求，豆芽机发育盒（单层）的高度应不低于20cm。 【小问4详解】 在设计豆芽机的容器时，底部通常会设计成倾斜状，这是为了利用重力的作用。 【小问5详解】 电磁继电器工作是利用电流的磁效应工作的。 A．图中没有电源，是探究电磁感应现象的实验，是发电机的原理图，故A不符合题意； B．该图是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故B符合题意； C．该图说明异名磁极相互吸引的原理，故C不符合题意； D．图中有电源，通电导体在磁场中会受力而运动，是电动机的原理图，故D不符合题意。 故选B。 【小问6详解】 [1][2]根据安培定则可知电磁铁的上端为S极，随着温度的升高，热敏电阻阻值在增大，电路中电阻在增大，通过电流在减小，则图中电磁铁的磁性将变弱。 【小问7详解】 乙图中， S0断开时，衔铁向上弹起，R1与R2串联，S0闭合时，衔铁被吸下，R1没有接入电路，此时电路只有R2工作；达到最高温时，热敏电阻最大，此时电路中电流为I=30mA=0.03A 总电阻 热敏电阻阻值 从图中可知最高温为26℃。 【小问8详解】 关闭电路，从最高温降到最低温用时t1=l0min；保温时，从最高温降到最低温用时t2=l5min，设散热功率为P散执，根据题意可知保温时温度也要降低，说明散热功率大于保温功率。则关闭电路时，整个降温过程中散失的热量为Q散失=Р散热t1， 保温时，既要产生热量，也要散热，相当于此时对外的散热功率为P散热-Р保温 则保温时，整个降温过程中散失的热量为Q散失′=（P散热-Р保温）t2 由于降低的温度相同，所以散失的热量相同，即P散热t1=（P散热-P保温）t2 代入数据有P散热×l0min=（P散热-P保温）×l5min 解得P保温=P散热 由题知P加热=4P保温 则P加热=P散热 已知整个过程中热量损失功率始终相同，设从最低温加热到最高温需要的时间为t3，从最低温加热到最高温与从最高温降低到最低温相比，温度变化量相同，所以加热时实际增加的热量与停止加热时散失的热量相等，加热时，既要产生热量，也要散热，相当于此时对内部的加热功率为P加热-P散热 则有P散热=（P加热-P散热）t3 代入数据有P散热×l0min=(P散热-P散热)×t3，解得t3=30min。 【小问9详解】 需实现20℃~25℃自动控温且最高温可调，可在图乙的控制电路中串联一个滑动变阻器。 【小问10详解】 因为容器使用了食品级塑料，不仅耐用而且对人体更加健康，评价结果为优秀。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $