2025年山东省青岛市局属公办普通高中自主招生物理试卷

2025年山东省青岛市局属公办普通高中自主招生物理试卷 一、单项选择题（满分22分，共11题，每题2分。每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求） 1．关于力的知识下列说法正确的是（　　） A．压力、支持力、绳的拉力和摩擦力都属于弹力 B．两个相互接触的物体，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫滑动摩擦力 C．同一物体漂浮在不同液体中时，物体所受浮力相同 D．飞机升空时空气对机翼上表面的压力大于对下表面的压力 2．有一条形磁铁，磁极处吸起了两根大头针的一端，以下说法正确的是（　　） A．两大头针的另一端将相互吸引，如图甲所示 B．两大头针的另一端将相互排斥，如图乙所示 C．两大头针的另一端将既不吸引，也不排斥，如图丙所示 D．两大头针放到磁铁的另一端会出现相反的现象 3．下列说法正确的是（　　） A．小明乘坐私家车时，系上安全带可以减小惯性 B．小明在匀速直线行驶的火车上，竖直向上跳起将会落在起跳点 C．牛顿第一定律无法用物理实验验证，所以只能是一种猜想 D．牛顿揭示了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因 4．从古到今，人类始终没有停止对物质结构的探索。现在我们已经知道，常见的物质是由分子或原子组成的。关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．透过门缝的阳光里灰尘飞舞是一种扩散现象 B．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 C．0℃的冰熔化成0℃的水，虽然温度不变，但内能增加 D．给自行车打气时，打气筒外壁下部变热主要是因为摩擦生热 5．下列现象所涉及的物理知识与其他三项不一致的是（　　） A．相距较近的两船平行急速行驶时，容易发生撞船事故 B．大风天气时，屋顶易被掀翻 C．用嘴从小瓶内吸出一部分空气，小瓶便会挂在嘴上 D．火车站内列车驶过时，人站在安全线以内是非常危险的 6．研究发现液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时，一部分液体会发生剧烈沸腾，不断产生的气体会在液体和高温物体表面之间瞬间形成一个具有良好隔热效果的“气垫”。液滴悬浮在“气垫”上，“气垫”下的气体从四周逸出。下列说法正确的是（　　） A．“气垫”上方的液滴处于沸腾状态 B．液滴周围的“白气”是液体沸腾产生的水蒸气 C．手伸入﹣196℃的液氮中数秒不会冻伤，是因为手上的汗液蒸发产生的“气垫”保护了手 D．根据以上理论，煎鸡蛋时不放油，先把铁锅烧热再放鸡蛋不容易粘锅 7．如图所示，在圆圈内填上合适的电表，闭合开关S，电表均正常显示的是（　　） A．1、2均填电流表 B．1、2均填电压表 C．1填电压表，2填电流表 D．1填电流表，2填电压表 8．粗糙水平面上有一木块，受到方向不变的水平拉力作用，水平拉力F与时间t的关系如图甲所示，木块的速度v和时间t的关系如图乙所示，6s内运动的路程为9m。下列说法正确的是（　　） A．0～6s内木块受到的摩擦力f不变 B．0～2s内水平拉力F小于木块受到的摩擦力f C．2～4s内克服摩擦力做功30J D．2～6s内水平拉力F做的功为90J 9．下列关于密度的测量方案中存在错误的是（　　） A．小明测量一盒净含量为m的酸奶密度时，将粘稠的酸奶倒入量筒中测出体积，测出的酸奶密度偏小 B．小明用天平测得一个土豆的质量为m1，再将它缓缓放入一个装满水的溢水杯中，直至浸没，测得溢出水的质量为m2，则可测出土豆的密度 C．小明在用天平和量筒测量花生油的密度时，发现不用测出空烧杯的质量也可以测得花生油的密度 D．小明将鹅卵石挂在弹簧测力计下读数为F1，将其浸没在水中时的读数为F2，由此可测出鹅卵石的密度 10．如图所示，物体A通过轻质弹簧和轻质细绳与小球B连接，初始时用手托住小球B，使弹簧处于原长，然后释放小球B。小球B下落到最低点的过程中，A始终未离开地面，B未与地面接触，忽略阻力影响。下列说法正确的是（　　） A．小球B的速度最大时，弹簧的弹性势能也最大 B．只要A的质量大于B的质量，A就不会离开地面 C．弹簧的弹性势能和小球B的重力势能之和先减小后增大 D．下落过程中绳子的拉力对A、B做功一样多 11．如图所示，电源电压为6V，R2＝24Ω，灯泡L上标有“1W”字样，R1是电阻箱，下列分析不正确的是（　　） A．当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为2A，则R1＝3Ω B．当S1、S2闭合，S3断开时，电流表示数为1A，则通过R1的电流为0.75A C．当S1、S2断开，S3闭合时，灯泡L正常发光，电压表示数为2V，则通过R1的电流为0.25A D．当S1、S2、S3都闭合时，若，则通过R1、R2的电流之比为1：3 二、多项选择题（满分18分，共6题。每题给出的四个选项中，有2~3个选项符合题目要求，全选对得3分，漏选得2分，错选或不选得0分） （多选）12．下列说法正确的是（　　） A．质量、导电性、导热性和弹性均属于物质的基本属性 B．单位体积某种物质的质量数值上等于该物质的密度 C．同种物质温度越高密度越小，遵从热胀冷缩的规律 D．单位质量的某种物质升高1℃所吸收的热量数值上等于该物质的比热容 （多选）13．下列关于“能量转化”说法正确的是（　　） A．2025年4月30日，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱返程时，与空气剧烈摩擦产生1500℃的高温，这是通过做功将机械能转化为内能 B．《哪吒2：魔童闹海》中哪吒和敖丙联手破天元鼎，封闭的天元鼎内，在不断加热的过程中，产生的高温高压水蒸气冲破天元鼎，此能量转化过程与内燃机的压缩冲程相同 C．2025年4月24日神舟二十号载人飞船成功发射，火箭点火升空的过程中，燃料的化学能转化为火箭的机械能 D．春节晚会《秋BOT》节目中，宇树科技的H1人形机器人，完美复刻了秧歌的“转手绢”动作，“转手绢”过程中的能量转化与发电机的相同 （多选）14．两个完全相同的物体A和B放在水平桌面上，中间用轻质弹簧连接且处于原长状态。现对A施加水平向左的拉力F1＝8N，同时对B施加水平向右的拉力F2＝18N，最终两物体一起向右做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　） A．开始时物体A向左运动，B向右运动 B．匀速直线运动时，A和B均受到5N的摩擦力 C．匀速直线运动时，弹簧产生的弹力为13N D．若将中间弹簧剪断，A最终将停止运动 （多选）15．甲物体在乙物体前方4m处，两物体同时出发，沿直线向同一方向运动，它们的s﹣t图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（　　） A．乙物体0～2s的速度小于4～6s的速度 B．0～6s内甲和乙的平均速度不相等 C．0～6s内甲和乙的路程不相等 D．t＝10s时乙物体追上甲物体 （多选）16．某光敏电阻R是一种阻值随着光照强度的增加而变小的电学元件。如图所示，电源电压保持不变，R1、R2均为定值电阻，电压表V1、V2、电流表A的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。在保证电路元件安全的前提下，增强光照，则下列说法正确的是（　　） A．电压表V1示数变大，电压表V2示数变小 B．ΔU2与ΔI的比值等于R2的阻值 C．电流表示数变小 D．ΔU2大于ΔU1 （多选）17．如图甲所示，质量分布均匀的实心正方体物块A和B置于水平桌面上，A的边长为8cm。将物块B沿水平方向截取高为h的柱体，并将该柱体叠放在A上，叠放后A对桌面的压强p与h的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．物块A的密度为7.5×103kg/m3 B．物块B的质量为0.128kg C．物块A、B的密度之比为81：64 D．当h为某一特定值时，叠放后A对桌面的压强与剩余B对桌面的压强相等 三、填空与作图题（满分14分，共4题） 18．如图所示AB两个相对静止的物体，在外力F作用下，沿墙面竖直向上匀速运动，试分析物体A的受力情况，并画出力的示意图。 19．如图所示，检查视力的时候，视力表放在小红头部的后上方，小红识别对面墙上镜子里的像。与不用平面镜的方法相比，这样安排的好处是　 　 。视力表在镜中的像与小红的距离是　 　 m，视力表在视网膜上成　 　 （选填“正立”或“倒立”）的像，若小红向后移动0.1m，她看到视力表在镜中像的大小会　 　 。 20．今年五一期间爸爸开着一辆混合动力汽车带着小明外出旅游，这辆汽车具有节能、低排放等优点。当它启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，此时电池储存的电能为9×108J。在某段路程中由内燃机提供能量，汽车以60km/h的速度匀速行驶了0.5h，所受阻力为6000N，同时给蓄电池充电，电能增加了10%。这段行程中汽车牵引力做的功为　 　 J，蓄电池增加了　 　 J的电能；所用燃料的热值为5×107J/kg，行驶过程中消耗12kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量为　 　 J，行驶过程中内燃机的效率为　 　 。 21．如图所示连接电路，单刀双掷开关S拨到1时，通电螺线管A端为　 　 极，若此时导线框abcd的ab边受力方向为垂直纸面向外，则cd边受力方向为　 　 （选填“垂直纸面向外”、“垂直纸面向里”或“不受力”）；将单刀双掷开关S拨到2时，导线框的ab边受力方向为　 　 （选填“垂直纸面向外”、“垂直纸面向里”或“不受力”）。 四、实验探究题（满分26分，共4题） 22．小明学习了浮力知识后，想自制一个简易密度计测量液体的密度，所用材料有圆柱形吸管、细铁丝、石蜡等。制作时，将铁丝缠绕在吸管一端并用石蜡密封，置于水中使其处于竖直漂浮状态，测出水面到封口处的距离H，如图甲所示。通过分析和计算出在吸管上所对应的位置分别标注密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3、1.2g/cm3。 （1）选择相对较　 　 （选填“粗”或“细”）的吸管，从而提高密度计的精确度； （2）吸管漂浮在某液体中时，液面到封口处的距离h＝　 　 （用ρ水、ρ液、H表示）； （3）小明在吸管上标注的密度值合理的是　 　 ； （4）小明感觉缠绕的铁丝占据空间，而且浸入液体容易被腐蚀，于是将该密度计进行了改进，将缠绕的铁丝放入吸管底部，改装后测量同一液体密度时，读数会　 　 （选填“偏大”、“偏小”或“无变化”）。 23．小明利用如图所示装置探究凸透镜成像规律。 （1）小明将蜡烛、凸透镜固定在光具座上，实验过程中发现无论怎样移动光屏都不能得到清晰的像，原因可能是　 　 ，据此应该如何调节才能在光屏上得到清晰的像？　 　 ； （2）如图甲所示，在光屏上得到了清晰的像，若只移动凸透镜，将凸透镜调节到　 　 cm的位置时，在光屏上再次得到清晰的像，这是　 　 的成像原理； （3）小明根据实验数据绘制了如图乙所示的图像，可知凸透镜的焦距为　 　 cm； （4）在图甲成像的基础上，在蜡烛和凸透镜之间的适当位置放置一近视镜，光屏应该向　 　 移动，才能得到清晰的像。 24．小明在探究“动能大小的影响因素”时，所用器材如下：长木板、木块、垫块。实验时，长木板一端放在垫块上，另一端放在水平桌面上。 （1）将木块放在斜面上，释放后保持静止，是因为木块受到沿木板向　 　 的摩擦力，若要让木块下滑，写出一种操作方法：　 　 ； （2）木块滑下斜面后的动能大小是通过　 　 来反映； （3）比较甲、乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越　 　 ； （4）若在桌面上铺上棉布，则木块在桌面上滑动的距离将　 　 。 25．小明要测量额定电压为2.5V、电阻约为10Ω的小灯泡的电阻，有如下器材：电压表、电流表、开关、电压为4.5V的电源，规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 0.5A”、“500Ω 0.1A”的滑动变阻器各一个，导线若干。 （1）为更好完成实验，应该选取规格为　 　 的滑动变阻器； （2）请根据电路图甲连接实物图乙　 　 ； （3）正确连接电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡均不亮，电流表有示数，电压表无示数，出现该状况的原因是　 　 ； （4）排除故障后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右移动，观察到灯泡　 　 ，电压表的示数　 　 ； （5）通过实验发现小灯泡正常发光时的电流为0.25A，此时小灯泡的电阻为　 　 Ω；若小灯泡电阻不变，当电压表示数为2V时，小灯泡的实际功率为　 　 W； （6）根据电路图对测量结果进行误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测　 　 （选填“电压”或“电流”）值偏大导致小灯泡电阻的测量值偏小； （7）小明又设计了如下方案测出另一个小灯泡的额定功率，如图丙所示，已知灯泡的额定电压为U，滑动变阻器R1的最大阻值为R0。 ①闭合S、S1，断开S2，调节R1的滑片，使电压表示数为额定电压U； ②闭合S、S2，断开S1，调节R2的滑片，　 　 ； ③接着调节R1的滑片至最左端，记下电压表示数U1，再调至最右端，记下U2，则小灯泡额定功率的表达式：P＝　 　 （用R0、U、U1、U2表示）。 五、计算题（满分20分，共2题） 26．“红瓦绿树，碧海蓝天”是美丽青岛的名片。小明在欣赏美丽海景时发现海上有好多浮标，对此产生了浓厚的兴趣，于是进行了如下探索：如图所示，用细线将一木块（不吸水）固定在底面积为140cm2的装有水的圆柱形容器中并完全浸没，此时细线的拉力为0.8N。剪断细线待木块静止后，将露出水面的部分切掉，再在剩余木块上施加向下的压力F，它仍有20cm3露出水面。撤去压力F，木块静止时再切去露出水面的部分，此后剩余木块漂浮在水中。，。求： （1）木块的原体积V； （2）施加的压力F； （3）最终水对容器底面的压强相对于初始状态的变化量。 27．车辆超载是造成公路桥梁损坏的重要原因，因此限制车辆超载有着重要意义。小明设计了一个压力报警模拟装置。如图甲所示，OBA为水平杠杆，OA长为1m，O为支点，OB：AB＝1：9，水平踏板、压杆和杠杆的质量忽略不计。控制电路中电源电压U1＝6V，R0为保护电阻，电磁铁线圈电阻不计，压力传感器R固定放置，踏板空载时通过R的电流恰好为150mA，R的阻值随压力F变化关系如图乙所示。工作电路电源电压U2＝15V，R3＝2R2。当电磁铁线圈中的电流I＞100mA时，衔铁被吸下，金属板下方触点与a、b接触，绿灯L1和照相机R3并联，绿灯亮，照相机拍照，工作电路总功率为12W；当电磁铁线圈中的电流I≤100mA时，金属板上方触点与c接触，报警器R2和照相机R3串联，报警器响起，照相机拍照，工作电路总功率为3W。 （1）将图甲连接完整； （2）求绿灯L1和报警器R2的阻值； （3）若控制电路的电压U1调整为12V，为保证当踏板达到原设定最小压力值时报警器仍能报警，应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置。求B应向哪个方向移动，移动多少厘米。 六、附加题（满分20分，共3题） 28．桥吊和起重船都是起重装置。桥吊简化如图甲所示，横梁AD长为120m，竖直支架BE和CF长度均为40m。运输船内有可以加水或减水的密封舱。现要将桥吊从码头水平拖动到运输船上转运，拖动到图乙所示位置时，需要从运输船的密封舱中排掉800t水，才能保证运输船的甲板和码头地面保持相平，平稳拖动桥吊到运输船上。海水密度近似取1.0×103kg/m3。 （1）桥吊重心为O，OA＝31m，AB＝15m，CD＝65m。求此桥吊的质量； （2）如图丙所示，起重船的底面是长为100m宽50m的长方形，载货施工时水位下降不能超过2m。若吊起与此桥吊质量相同的货物，通过计算说明起重船能否安全施工； （3）起重船的滑轮组可简化为如图丁所示，若电动机拉力的功率恒为45kW，现将体积为4m3的圆柱体M（不吸水）缓慢放入海中施工建设，M下降速度v与时间t的关系如图戊所示，若M未接触水面前滑轮组的机械效率为η1，当M完全入水后滑轮组的机械效率为η2，η1：η2＝10：9，忽略绳重、摩擦，求动滑轮的重力。 29．小明设计了一个简易电子秤，工作原理示意图如图所示。电源电压保持不变，定值电阻R0＝2Ω；竖直放置的轻质弹簧顶端固定一滑片P，未放托盘时滑片P位于缠满金属丝的瓷棒MN的最上端；托盘置于弹簧顶端后滑片P下移xcm，滑片P每移动1cm，MN连入电路的电阻增加，弹簧弹力增加k0N，k0为常数且未知。MN接入电路的电阻R与放入重物质量m的关系式：R＝km+2，k为常数且未知。当m＝9kg时，电压表示数为0.48V；当m＝12kg时，电压表示数为0.4V。g＝10N/kg。求： （1）x的值； （2）电源电压和m＝12kg时R的阻值； （3）k0的值和托盘的质量。 30．（8分）风能是一种清洁的能源。我国风力发电连续15年位居世界第一位，全球六成风力设备来自中国。风力发电实现风能向电能转化。风能密度是指单位时间内垂直通过单位面积的风的动能（动能的表达式为），是描述风能大小的重要参数。有一台风力发电机，风机叶片在旋转时扫过的面积为S，风速v小于4m/s时，叶片不转动，大于10m/s时，叶片转速不再增加，所处位置空气密度为ρ气，风速始终保持与叶片旋转平面垂直，风力发电机将获得的风能转化为电能的效率为30%，所在地区的风速在1h内的变化关系如图丙所示。由于风速变化导致发电功率不稳定，为避免浪费可采用重力储能技术。用多出来的电能提升重物，将电能转化为重力势能，用电时释放重物，将重力势能转化为电能。 （1）时间t内通过叶片旋转平面S的空气柱如图乙所示，请推导出风能密度Eρ的表达式； （2）已知：S＝200m2，，求图丙中1h内发电机的平均功率； （3）若储能系统的电动机输出功率P1＝9kW，以2m/s的速度带动400kg的重物匀速上升10m，求这个过程中克服阻力做的功；若用电时，将重物以相同的速度释放，转化为电能的效率为90%，求此时发电机的功率P2。 2025年山东省青岛市局属公办普通高中自主招生物理试卷 参考答案 一．选择题（共11小题） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 C B B C C D D C A C D 二．多选题（共6小题） 题号 12 13 14 15 16 17 答案 BD AC ABC AD AB BC 一、单项选择题（满分22分，共11题，每题2分。每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求） 1．关于力的知识下列说法正确的是（　　） A．压力、支持力、绳的拉力和摩擦力都属于弹力 B．两个相互接触的物体，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫滑动摩擦力 C．同一物体漂浮在不同液体中时，物体所受浮力相同 D．飞机升空时空气对机翼上表面的压力大于对下表面的压力 【分析】（1）弹力产生的条件是物体与物体之间有弹性形变； （2）两个物体相对运动时，产生阻碍相对运动的力为滑动摩擦力； （3）由漂浮条件分析解答； （4）在流体中，流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大。 【解答】解：A．压力、支持力和绳的拉力都是由于物体发生弹性形变而产生的力属于弹力，而摩擦力不是由于物体发生弹性形变而产生的，不属于弹力，故A错误； B．两个相互接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍物体相对运动的力，这个力叫做滑动摩擦力，故B错误； C．同一物体，漂浮在不同的液体时，浮力都等于重力，由于物体的重力不变，所以浮力不变，故C正确； D．由机翼的形状知：飞机的机翼上表面弯曲，下表面平直，所以在相同时间内，空气通过机翼上表面的气流路程较长，流速大，压强较小，机翼下方的空气流速小，压强大，机翼下方受到的向上的压力大于机翼上方受到的向下的压力，所以飞机受到一个向上的升力，故D错误。 故选：C。 【点评】此题考查的是弹力、摩擦力、浮沉条件以及流体压强与流速关系在生活中的应用，容易出错的是有些同学不能分析出流体流速的变化情况，这是因为对生活常识的了解太少所致。 2．有一条形磁铁，磁极处吸起了两根大头针的一端，以下说法正确的是（　　） A．两大头针的另一端将相互吸引，如图甲所示 B．两大头针的另一端将相互排斥，如图乙所示 C．两大头针的另一端将既不吸引，也不排斥，如图丙所示 D．两大头针放到磁铁的另一端会出现相反的现象 【分析】磁极间的作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。要判断这两根铁钉的另一端将怎么样，就需要先判断它们的另一端有没有磁性，如果有，还得看是同名还是异名。 【解答】解：当大头针被条形磁铁的磁极吸起时，大头针会被磁化：靠近磁铁的一端会形成异名磁极，远离磁铁的一端会形成同名磁极，两根大头针远离磁铁的一端因同名磁极表现为相互排斥，两大头针放到磁铁的另一端会出现相同的现象，故ACD错误，B正确。 故选：B。 【点评】解答此题，关键是要知道两根铁钉都会被磁化，而且相同的一端是同名磁极。 3．下列说法正确的是（　　） A．小明乘坐私家车时，系上安全带可以减小惯性 B．小明在匀速直线行驶的火车上，竖直向上跳起将会落在起跳点 C．牛顿第一定律无法用物理实验验证，所以只能是一种猜想 D．牛顿揭示了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因 【分析】（1）一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性，惯性与物体的质量有关，质量越大，惯性越大； （2）力是改变物体运动状态的原因，物体的运动不需要力来维持； （3）牛顿第一定律内容：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态 【解答】解：A．一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性，惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，系安全带不能减小质量，因此不能减小惯性，而是通过约束身体，防止因惯性带来的伤害，故A错误； B．由于火车做匀速直线运动，小明与火车具有相同的水平速度，当他竖直跳起后，由于惯性，他仍保持与火车相同的水平速度，因此会落回起跳点，故B正确； C．牛顿第一定律虽然不能直接通过实验验证，因为现实中无法完全消除外力，但它是在理想实验和大量实验观察基础上总结出来的，具有科学依据，不是简单的猜想，故C错误； D．伽利略通过实验揭示了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，牛顿总结并发展了伽利略等人的研究成果，提出了牛顿第一定律，故D错误。 故选：B。 【点评】此题主要考查学生对惯性和牛顿第一定律的理解，惯性现象在现实生活中随处可见，和我们的生活密切相关，学习中要注意联系实际，用所学惯性知识解决生活中的实际问题。 4．从古到今，人类始终没有停止对物质结构的探索。现在我们已经知道，常见的物质是由分子或原子组成的。关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．透过门缝的阳光里灰尘飞舞是一种扩散现象 B．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 C．0℃的冰熔化成0℃的水，虽然温度不变，但内能增加 D．给自行车打气时，打气筒外壁下部变热主要是因为摩擦生热 【分析】（1）不同的物质在相互接触时，物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象；扩散现象说明分子在不停地做无规则运动； （2）物体位置的变化属于机械运动； （3）0℃的冰熔化成0℃的水，温度不变，但熔化需要吸热，所以内能增加； （4）做功和热传递都可以改变物体的内能。 【解答】解：A．灰尘是固体颗粒物，所以灰尘飞舞属于机械运动，不是分子的运动，所以不是扩散现象，故A错误； B．水流速度大，是水流做机械运动，不是水分子运动的结果，故B错误； C．0℃的冰熔化成0℃的水，熔化需要吸热，晶体熔化过程中，温度不变，但内能增加，故C正确； D．给自行车打气时，活塞的机械能转换为空气的内能，空气温度升高，压缩空气将热量传递给打气筒外壁，则打气筒外壁的温度升高，打气筒外壁下部变热主要是因为发生了热传递，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了分子的运动和机械运动的区别以及内能的相关知识点，题目难度不大。 5．下列现象所涉及的物理知识与其他三项不一致的是（　　） A．相距较近的两船平行急速行驶时，容易发生撞船事故 B．大风天气时，屋顶易被掀翻 C．用嘴从小瓶内吸出一部分空气，小瓶便会挂在嘴上 D．火车站内列车驶过时，人站在安全线以内是非常危险的 【分析】流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大。 【解答】解：A、两船平行急速行驶时，船之间的水流速度快，压强小；船外侧水流速度慢，压强大，形成向中间的压力差，易发生撞船； B、大风时，屋顶上方空气流速快，压强小；屋内空气流速慢，压强大，形成向上的压力差，易掀翻屋顶； C、用嘴从瓶内吸出部分空气后，瓶内气压小于外界大气压，外界大气压将小瓶挂在嘴上； D．火车驶过时，安全线以内空气流速快，压强小；外侧空气流速慢，压强大，易将人推向火车。涉及流体压强与流速的关系。 综上所述，C选项与其他不属于同种物理知识； 故选：C。 【点评】本题考查流体压强和流速的关系，属于基础题。 6．研究发现液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时，一部分液体会发生剧烈沸腾，不断产生的气体会在液体和高温物体表面之间瞬间形成一个具有良好隔热效果的“气垫”。液滴悬浮在“气垫”上，“气垫”下的气体从四周逸出。下列说法正确的是（　　） A．“气垫”上方的液滴处于沸腾状态 B．液滴周围的“白气”是液体沸腾产生的水蒸气 C．手伸入﹣196℃的液氮中数秒不会冻伤，是因为手上的汗液蒸发产生的“气垫”保护了手 D．根据以上理论，煎鸡蛋时不放油，先把铁锅烧热再放鸡蛋不容易粘锅 【分析】物质从液态变为汽态的过程是汽化。 【解答】解：A．根据题意，“气垫”是液体和高温物体表面之间形成的具有良好隔热效果的气层，“气垫”将液滴与高温物体表面隔开，使得液滴不能直接从高温物体处获得足够的热量来维持剧烈沸腾，所以“气垫”上方的液滴并不处于沸腾状态，故A错误； B．液滴周围的“白气”是液态的小水滴，是由水蒸气遇冷液化形成的小水滴，不是液体沸腾产生的水蒸气，故B错误； C．液氮的沸点极低，远低于人体温度；当手伸入−196℃的液氮中时，部分液氮迅速从手吸收热量而剧烈沸腾，在手和液氮之间形成“气垫”，从而保护手不被冻伤，故C错误； D．先把铁锅烧热，当把鸡蛋放入烧热的铁锅时，鸡蛋中的水分遇到高温的铁锅，一部分水分会发生剧烈沸腾，在鸡蛋和铁锅表面之间瞬间形成一个具有良好隔热效果的“气垫”，“气垫”将鸡蛋与铁锅隔开，减小了鸡蛋与铁锅之间的摩擦力和附着力，所以鸡蛋不容易粘锅，故D正确。 故选：D。 【点评】此题考查了沸腾的特点和汽化的分析，读懂材料信息是关键。 7．如图所示，在圆圈内填上合适的电表，闭合开关S，电表均正常显示的是（　　） A．1、2均填电流表 B．1、2均填电压表 C．1填电压表，2填电流表 D．1填电流表，2填电压表 【分析】电压表与所测用电器并联；电流表与所测用电器串联。 【解答】解：A．闭合开关S，1、2均填电流表时，电流从电源正极流出，不经过电阻，依次通过两个电流表，回到负极，两个电流表会烧坏，故A不正确； B．闭合开关S，1、2均填电压表时，电阻R2和2电压表都被短路，则2电压表无示数，故B不正确； C．闭合开关S，1填电压表，2填电流表时，电阻R2和2电流表都被短路，则2电流表无示数，故C不正确； D．闭合开关S，1填电流表，2填电压表时，电阻R1和R2并联，1电流表测量R2的电流，2电压表测量并联电路两端电压，则电流表、电压表均正常显示，故D正确。 故选：D。 【点评】此题考查了电压表、电流表的使用。 8．粗糙水平面上有一木块，受到方向不变的水平拉力作用，水平拉力F与时间t的关系如图甲所示，木块的速度v和时间t的关系如图乙所示，6s内运动的路程为9m。下列说法正确的是（　　） A．0～6s内木块受到的摩擦力f不变 B．0～2s内水平拉力F小于木块受到的摩擦力f C．2～4s内克服摩擦力做功30J D．2～6s内水平拉力F做的功为90J 【分析】（1）（2）由图乙可知，0～2s内物体静止，拉力和摩擦力是平衡力，由二力平衡条件得到摩擦力的大小，2～4s内物体做加速运动，4～6s内物体做匀速直线运动，木块做匀速直线运动时，利用二力平衡求出滑动摩擦力的大小，滑动摩擦力的大小与速度的大小无关，只与接触面的粗糙程度和压力大小有关； （3）4～6s内物体做匀速直线运动，根据s＝vt得到4～6s内物体运动的路程，6s内运动的路程为9m，0～2s内物体静止，从而得到2～4s的路程，根据W＝fs得到2～4s内克服摩擦力做功； （4）由图甲可知，2～4s内水平拉力F为15N，根据W＝Fs得到2～4s内水平拉力F做的功，4～6s内拉力为10N，根据W＝fs得到4～6s内水平拉力F做的功，从而得到2～6s内水平拉力F做的功。 【解答】解：AB、由图乙可知，0～2s内物体静止，处于平衡状态，水平方向上受到的拉力F与摩擦力f是一对平衡力，大小相等，由图甲可知，0～2s内拉力为5N，则摩擦力为5N；4～6s内物体做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上受到的拉力F与摩擦力f是一对平衡力，大小相等，由图甲可知，4～6s内拉力为10N，则滑动摩擦力为10N，2～4s内物体做加速运动，受力不平衡，接触面的粗糙程度和物体对水平面的压力大小都不变，所以2～4s内物体受到的滑动摩擦力不变，2～4s内物体受到的滑动摩擦力也为10N，所以0～6s内木块受到的摩擦力改变，故AB错误； C、2～4s内物体受到的滑动摩擦力为10N；由图乙可知，4～6s内物体做匀速直线运动，速度为3m/s，4～6s内物体运动的路程s＝vt＝3m/s×2s＝6m，6s内运动的路程为9m，0～2s内物体静止，则2～4s内物体运动的路程s1＝9m﹣6m＝3m，2～4s内克服摩擦力做功W＝fs1＝10N×3m＝30J，故C正确； D、由图甲可知，2～4s内水平拉力F为15N，则2～4s内水平拉力F做的功W1＝Fs1＝15N×3m＝45J，4～6s内拉力为10N，则4～6s内水平拉力F做的功W2＝F2s＝10N×6m＝60J，则2～6s内水平拉力F做的功W3＝W1+W2＝45J+60J＝105J，故D错误。故选：C。 【点评】本题从两个图象分析物体的运动状态、速度大小、拉力和摩擦力大小，已知条件都包含在图象中，是中考的热点，考查学生的读图能力，综合性较强，有一定的难度。 9．下列关于密度的测量方案中存在错误的是（　　） A．小明测量一盒净含量为m的酸奶密度时，将粘稠的酸奶倒入量筒中测出体积，测出的酸奶密度偏小 B．小明用天平测得一个土豆的质量为m1，再将它缓缓放入一个装满水的溢水杯中，直至浸没，测得溢出水的质量为m2，则可测出土豆的密度 C．小明在用天平和量筒测量花生油的密度时，发现不用测出空烧杯的质量也可以测得花生油的密度 D．小明将鹅卵石挂在弹簧测力计下读数为F1，将其浸没在水中时的读数为F2，由此可测出鹅卵石的密度 【分析】A．粘稠酸奶在倒出时，盒内会残留酸奶，导致测出的体积偏小，导致测量的密度偏大； B．用天平测得土豆质量m1，再将它缓缓放入装满水的溢水杯中浸没，测得溢出水的质量m2，溢出水的体积等于土豆的体积，土豆的密度等于土豆的质量除以体积； C．先测烧杯和花生油总质量m1，倒一部分花生油油到量筒测出体积V，再测剩余花生油油和烧杯质量m2，倒出花生油的质量等于烧杯和花生油的总质量减去剩余花生油的质量和烧杯的质量，花生油的密度等于量筒中花生油的质量除以其体积； D.小明将鹅卵石挂在弹簧测力计下读数为F1，将其浸没在水中时的读数为F2，鹅卵石浸没在水中受到的浮力等于F1﹣F2，由阿基米德原理求出鹅卵石排开水的体积即为鹅卵石的体积，由密度公式求出鹅卵石的密度。 【解答】A．粘稠酸奶在倒出时，盒内会残留酸奶，导致测出的体积偏小，根据公式可知，测量出的酸奶密度偏大，故A错误，符合题意； B．用天平测得土豆质量m1，再将它缓缓放入装满水的溢水杯中浸没，测得溢出水的质量m2，溢出水的体积等于土豆的体积，土豆体积，密度为 故B正确，不符合题意； C．先测烧杯和花生油总质量m1，倒一部分花生油到量筒测出体积V，再测剩余花生油和烧杯质量m2，倒出花生油的质量的质量m＝m1﹣m2，花生油的密度，故C正确，不符合题意； D．鹅卵石在空气中测力计示数F1＝mg，浸没水中示数F2，鹅卵石受到的浮力F1﹣F2＝ρ水gV排，所以鹅卵石的体积等于排开水的体积即V＝，质量 鹅卵石的密度＝ 故D正确，不符合题意。 故选：A。 【点评】本题考查了密度的测量，密度公式的应用。 10．如图所示，物体A通过轻质弹簧和轻质细绳与小球B连接，初始时用手托住小球B，使弹簧处于原长，然后释放小球B。小球B下落到最低点的过程中，A始终未离开地面，B未与地面接触，忽略阻力影响。下列说法正确的是（　　） A．小球B的速度最大时，弹簧的弹性势能也最大 B．只要A的质量大于B的质量，A就不会离开地面 C．弹簧的弹性势能和小球B的重力势能之和先减小后增大 D．下落过程中绳子的拉力对A、B做功一样多 【分析】物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹簧的弹力做功，机械能是动能与势能的总和；根据功的计算公式分析下落过程中绳子的拉力对A、B做功的大小关系。 【解答】解：A．在小球B下落过程中，开始时重力大于弹力，小球做加速运动；当重力等于弹力时速度达到最大，之后弹力大于重力，小球做减速运动，直到速度为0时到达最低点。所以小球B在最低点时弹簧形变量最大，弹簧的弹性势能最大，故A错误； B．当弹簧伸长到一定程度，弹簧对A的拉力可能会使A离开地面。即使A的质量大于B的质量，若弹簧的弹力足够大，也可能使A离开地面。例如，弹簧劲度系数较大，小球B下落过程中弹簧伸长量较大，弹力就会很大，有可能使A离开地面，故B错误； C．在小球B下落过程中，速度先增大后减小，动能先增大后减小。若忽略阻力影响，可以认为机械能守恒，即弹簧的弹性势能、小球B的重力势能、小球B的动能之和保持不变，故弹簧的弹性势能和小球B的重力势能之和是先减小后增大，故C正确； D．绳子对A和B的拉力大小相等，但是A始终未离开地面，绳子拉力对A做功为0。而绳子拉力对B做功不为0，所以绳子的拉力对A、B做功不一样多，D错误。 故选：C。 【点评】本题关键掌握住机械能守恒的条件和机械能的概念，能够根据小球的受力情况判断运动情况。 11．如图所示，电源电压为6V，R2＝24Ω，灯泡L上标有“1W”字样，R1是电阻箱，下列分析不正确的是（　　） A．当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为2A，则R1＝3Ω B．当S1、S2闭合，S3断开时，电流表示数为1A，则通过R1的电流为0.75A C．当S1、S2断开，S3闭合时，灯泡L正常发光，电压表示数为2V，则通过R1的电流为0.25A D．当S1、S2、S3都闭合时，若，则通过R1、R2的电流之比为1：3 【分析】当S1闭合，S2、S3断开时，是R1的简单电路，电流表测量通过R1的电流，利用欧姆定律求得R1接入电路中的阻值； 当S1、S2闭合，S3断开时，R1、R2并联，电流表测量干路电流，利用欧姆定律求得此时通过R2的电流，利用并联电路的电流关系求得通过R1的电流； 当S1、S2断开，S3闭合时，灯泡L与R1串联，电压表测量R1两端的电压，电压表示数为2V，根据串联电路的电压规律可得灯泡L两端的电压，根据串联电路的电流规律可知通过R1的电流与通过灯泡L的电流相等，利用P＝UI求得此时通过R1的电流； 当S1、S2、S3都闭合时，R1、R2并联，灯泡L被短路。若，利用欧姆定律求得通过R1、R2的电流之比。 【解答】解：A．当S1闭合，S2、S3断开时，是R1的简单电路，电流表测量通过R1的电流。电流表示数为2A，则R1接入电路中的阻值为，故A正确； B．当S1、S2闭合，S3断开时，R1、R2并联，电流表测量干路电流，此时通过R2的电流为 若电流表示数为1A，则通过R1的电流为I1′＝I﹣I2＝1A﹣0.25A＝0.75A，故B正确； C．当S1、S2断开，S3闭合时，灯泡L与R1串联，电压表测量R1两端的电压，灯泡L正常发光，功率为1W。 电压表示数为2V，灯泡L两端的电压为UL＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V 此时通过R1的电流为，故C正确； D．当S1、S2、S3都闭合时，R1、R2并联，灯泡L被短路。若，通过R1、R2的电流之比为，故D错误。 故选：D。 【点评】此题考查了欧姆定律、电功率计算公式的应用。 二、多项选择题（满分18分，共6题。每题给出的四个选项中，有2~3个选项符合题目要求，全选对得3分，漏选得2分，错选或不选得0分） （多选）12．下列说法正确的是（　　） A．质量、导电性、导热性和弹性均属于物质的基本属性 B．单位体积某种物质的质量数值上等于该物质的密度 C．同种物质温度越高密度越小，遵从热胀冷缩的规律 D．单位质量的某种物质升高1℃所吸收的热量数值上等于该物质的比热容 【分析】结合对质量、密度、比热容的认识及大小的影响因素判断即可。 【解答】解：A．质量是物质的基本属性，导电性、导热性和弹性不属于物质的基本属性，故A错误； B．根据密度的定义式可知单位体积某种物质的质量数值上等于该物质的密度，故B正确； C．同种物质温度越高密度越小，遵从热胀冷缩的规律，但是水比较特殊，液态水在0～4℃范围内反常膨胀，故C错误； D．单位质量的某种物质升高1℃所吸收的热量数值上等于该物质的比热容，故D正确。 故选：BD。 【点评】此题考查了对质量、密度、比热容的认识。 （多选）13．下列关于“能量转化”说法正确的是（　　） A．2025年4月30日，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱返程时，与空气剧烈摩擦产生1500℃的高温，这是通过做功将机械能转化为内能 B．《哪吒2：魔童闹海》中哪吒和敖丙联手破天元鼎，封闭的天元鼎内，在不断加热的过程中，产生的高温高压水蒸气冲破天元鼎，此能量转化过程与内燃机的压缩冲程相同 C．2025年4月24日神舟二十号载人飞船成功发射，火箭点火升空的过程中，燃料的化学能转化为火箭的机械能 D．春节晚会《秋BOT》节目中，宇树科技的H1人形机器人，完美复刻了秧歌的“转手绢”动作，“转手绢”过程中的能量转化与发电机的相同 【分析】（1）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程。 （2）内燃机工作过程中能量的转化： ①压缩冲程：机械能→内能； ②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能。 （3）发电机的线圈在转动过程中，将机械能转化为电能。 【解答】解：A．神舟十九号载人飞船返回舱返程时，与空气剧烈摩擦。在这个过程中，返回舱克服空气阻力做功，使得返回舱的机械能减小，而内能增加，温度升高，产生1500℃的高温，是通过做功将机械能转化为内能，故A正确； B．内燃机的压缩冲程是活塞压缩气体做功，将机械能转化为内能；在封闭的天元鼎内，不断加热产生高温高压水蒸气，水蒸气冲破天元鼎是水蒸气对外做功，将内能转化为机械能，二者的能量转化过程不同，故B错误； C．火箭点火升空的过程中，燃料燃烧释放出化学能，这些化学能转化为燃气的内能，燃气膨胀推动火箭运动，又将内能转化为火箭的机械能，所以火箭点火升空过程中燃料的化学能最终转化为火箭的机械能，故C正确； D．人形机器人“转手绢”过程中，是消耗电能使机器人运动，将电能转化为机械能；而发电机是利用电磁感应原理工作的，是将机械能转化为电能，二者能量转化不同，故D错误。 故选：AC。 【点评】此题考查了能量转化及内能的改变。 （多选）14．两个完全相同的物体A和B放在水平桌面上，中间用轻质弹簧连接且处于原长状态。现对A施加水平向左的拉力F1＝8N，同时对B施加水平向右的拉力F2＝18N，最终两物体一起向右做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　） A．开始时物体A向左运动，B向右运动 B．匀速直线运动时，A和B均受到5N的摩擦力 C．匀速直线运动时，弹簧产生的弹力为13N D．若将中间弹簧剪断，A最终将停止运动 【分析】AB.对A施加水平向左的拉力F1＝8N，同时对B施加水平向右的拉力F2＝18N，最终两物体一起向右做匀速直线运动时，两物体A、B处于平衡状态，物体A和B完全形同，可知物体A、B受到的摩擦力的大小，从而判断物体开始受力时的运动状态； C.对物体A进行受力分析，匀速运动时，处于平衡状态，受到弹簧的弹力等于物体A受到的摩擦力和向左的拉力8N之和； D.如将中间弹簧剪断，物体A受到向左的拉力8N和向右摩擦力5N，拉力和摩擦力不相等，处于运动状态。 【解答】AB．.对A施加水平向左的拉力F1＝8N，同时对B施加水平向右的拉力F2＝18N，最终两物体一起向右做匀速直线运动时，两物体A、B处于平衡状态，物体A和B完全形同，可知物体A、B受到的摩擦力f＝＝5N，拉力大于摩擦力，所以开始时物体A向左运动，物体B向右运动，故A正确，B正确； C．对物体A进行受力分析，匀速运动时，处于平衡状态，受到弹簧的弹力等于物体A受到的摩擦力和向左的拉力8N之和，弹簧产生的弹力为8N+5N＝13N 方向水平向右，故C正确； D．若将中间弹簧剪断，A受到水平向左的拉力F1＝8N，大于滑动摩擦力5N，则A最终将会向左做加速运动，故D错误。 故选：ABC。 【点评】本题考查了物体的平衡状态和受到非平衡力时的运动状态。 （多选）15．甲物体在乙物体前方4m处，两物体同时出发，沿直线向同一方向运动，它们的s﹣t图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（　　） A．乙物体0～2s的速度小于4～6s的速度 B．0～6s内甲和乙的平均速度不相等 C．0～6s内甲和乙的路程不相等 D．t＝10s时乙物体追上甲物体 【分析】s﹣t图像上图像是直线表示物体做匀速直线运动，图像是曲线则表示物体做变速运动，利用速度计算公式计算即可。 【解答】解：A．由图乙可知，乙物体在0～2s的速度为 4～6s的速度 所以，乙物体0～2s的速度小于4～6s的速度，故A正确； BC．由图甲和乙可知，0～6s内甲和乙的路程相等，都是6m，所以0～6s内甲和乙的平均速度相等，故BC错误； D．根据题意，甲物体在乙物体前方4m处，两物体同时出发，沿直线向同一方向运动。由图甲和乙可知，6s时，甲和乙的路程都是6m，则甲物体依然在乙物体前方4m处，由图甲可知甲的速度为 4s后乙的速度为2m/s，则乙追上甲所需的时间为 则在t＝10s时乙物体追上甲物体，故D正确。 故选：AD。 【点评】此题考查了s﹣t图像及速度计算公式的应用。 （多选）16．某光敏电阻R是一种阻值随着光照强度的增加而变小的电学元件。如图所示，电源电压保持不变，R1、R2均为定值电阻，电压表V1、V2、电流表A的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。在保证电路元件安全的前提下，增强光照，则下列说法正确的是（　　） A．电压表V1示数变大，电压表V2示数变小 B．ΔU2与ΔI的比值等于R2的阻值 C．电流表示数变小 D．ΔU2大于ΔU1 【分析】根据图可知，电路是光敏电阻R和R2串联，再与R1并联，电压表V1测R2两端的电压，电压表V2测光敏电阻R两端的电压，电流表测R和R2支路电流； （1）增强光照，光敏电阻R的阻值变小，R和R2支路总电阻变小，根据欧姆定律判断出该支路电流的变化； 由串联分压原理判断出光敏电阻R两端电压的变化； 根据R和R2支路两端电压等于电源电压不变，判断出R2两端电压的变化； （2）由于R和R2支路两端电压不变，根据串联电路电压的规律判断出电压表V2示数的变化量与电压表V1示数变化量的关系，根据欧姆定律判断出ΔU1和ΔU2与ΔI的比值都等于R2的阻值，据此判断分析。 【解答】解：根据图可知，电路是光敏电阻R和R2串联，再与R1并联，电压表V1测R2两端电压，电压表V2测光敏电阻R两端电压，电流表测R和R2支路电流； AC．增强光照，光敏电阻R的阻值变小，R和R2支路总电阻变小，由I＝知该支路电流会变大，即电流表的示数变大；由串联分压原理可知，光敏电阻R两端电压变小，即电压表V2的示数变小，由于R和R2支路两端电压等于电源电压不变，根据串联电路电压的规律知R2两端电压变大，即电压表V1的示数变大，故A正确，C错误； BD．由于R和R2支路两端电压不变，则电压表V2示数的变化量与电压表V1示数的变化量相等，电压表V1的示数变化量ΔU1＝I′R2﹣IR2＝（I′﹣I）R2＝ΔIR2，根据R＝得ΔU1和ΔU2与ΔI的比值相等，都等于R2的阻值，故B正确，D错误。 故选：AB。 【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用，分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。 （多选）17．如图甲所示，质量分布均匀的实心正方体物块A和B置于水平桌面上，A的边长为8cm。将物块B沿水平方向截取高为h的柱体，并将该柱体叠放在A上，叠放后A对桌面的压强p与h的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．物块A的密度为7.5×103kg/m3 B．物块B的质量为0.128kg C．物块A、B的密度之比为81：64 D．当h为某一特定值时，叠放后A对桌面的压强与剩余B对桌面的压强相等 【分析】A．均质柱体的压强，由图乙可知，正方体A放在水平桌面上的压强，可求出物块A的密度； BC.由图乙可知，正方体B的高度为6cm，根据把B放在A上部，B对桌面压强的变化量，可求出压力的增加量即物体B的重力，从而求出B的质量，由密度公式求出B的密度； D.由计算可知A的密度大于B的密度，根据柱体的压强p＝ρgh可知，A对桌面的压强大于B对桌面的压强，当把将物块B沿水平方向截取高为h的柱体，并将该柱体叠放在A上，A对桌面的压强变大，B对桌面的压强变小，由此进行判断。 【解答】解：A．均质柱体的压强，由图乙可知，正方体A放在水平桌面上的压强6×102Pa，所以物块A的密度为，故A错误； BC．据乙图可知，物体B的边长为6cm，B的体积为 物体A的底面积为 据乙图可知，将物体B全部放在物体A上，增加的压强为2×102Pa，可得物体B的重力为 物块B的质量为 物块B的密度为 物块A、B的密度之比为，故BC正确； D．由C可知A的密度大于B的密度，正方体A的高度为8cm，正方体B的高度为6cm，由柱体的压强p＝ρgh可知，A对桌面的压强大于B对桌面的压强，当将物块B沿水平方向截取高为h的柱体，并将该柱体叠放在A上，A对桌面的压强变大，B对桌面的压强变小，故D错误。 故选：BC。 【点评】本题考查了柱体的切割叠加压强的计算，密度公式的应用。 三、填空与作图题（满分14分，共4题） 18．如图所示AB两个相对静止的物体，在外力F作用下，沿墙面竖直向上匀速运动，试分析物体A的受力情况，并画出力的示意图。 【分析】画力的示意图，首先要对物体进行受力分析，看物体受几个力，要先分析力的大小、方向和作用点，再按照画图的要求画出各个力。 【解答】解：已知AB两个相对静止的物体，在外力F作用下，沿墙面竖直向上匀速运动，则A、B都处于平衡状态，都受平衡力的作用； 把AB看成一个整体，若这个整体对墙壁有水平向左的压力，因力的作用是相互的，则墙壁对整体有水平向右的支持力，但整体没有受到水平向左的作用力，则整体不可能处于平衡状态，所以假设不成立，即整体对墙壁没有压力的作用，根据摩擦力产生的条件可知，墙壁对A（对整体）没有摩擦力的作用； B物体受重力的作用有下滑的趋势，但B物体没有下滑，而是随A竖直向上匀速运动，说明B受到平行于接触面向上的静摩擦力，因力的作用是相互的，则B对A的静摩擦力方向平行于接触面向下； 对A进行受力分析，其受到竖直向下的重力G、竖直向上的推力F、B对A的垂直于接触面向下的压力FN和平行于接触面向下的静摩擦力f，所以A的受力示意图如下图所示： 【点评】在画力的示意图时，若需要画出物体受到的多个力的示意图时，要将这几个力画成共点力。 19．如图所示，检查视力的时候，视力表放在小红头部的后上方，小红识别对面墙上镜子里的像。与不用平面镜的方法相比，这样安排的好处是　节省空间　 。视力表在镜中的像与小红的距离是　5　 m，视力表在视网膜上成　倒立　 （选填“正立”或“倒立”）的像，若小红向后移动0.1m，她看到视力表在镜中像的大小会　不变　 。 【分析】（1）检查视力的时候，视力表放在小红头部的后上方，小红识别对面墙上镜子里的像可以节省空间； （2）平面镜成像特点：物体在平面镜中成虚像，物像大小相等，物像连线与镜面垂直，物像到平面镜的距离相等； （3）眼睛相当于一架神奇的照相机，物体在视网膜上成倒立缩小的实像。 【解答】解：与不用平面镜的方法相比，这样安排的好处是可以节省空间，在较小的空间内检查视力。 平面镜所成的像与物体到镜面的距离相等，所以视力表在镜中的像到镜面的距离为2.6m，人到平面镜的距离为2.6m﹣0.2m＝2.4m 所以视力表在镜中的像与被测者的距离为2.4m+2.6m＝5m 眼睛相当于一神奇的架照相机，视力表在视网膜上成倒立缩小的实像。 平面镜所成的像和物体大小相等，若小红向后移动0.1m，她看到视力表在镜中像的大小不变。 故答案为：节省空间；5；倒立；不变。 【点评】用常见的检测视力的方法考查物体在平面镜中成像时，物像到平面镜距离相等，体现了物理和生活的密切关系，达到学以致用的目的。 20．今年五一期间爸爸开着一辆混合动力汽车带着小明外出旅游，这辆汽车具有节能、低排放等优点。当它启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，此时电池储存的电能为9×108J。在某段路程中由内燃机提供能量，汽车以60km/h的速度匀速行驶了0.5h，所受阻力为6000N，同时给蓄电池充电，电能增加了10%。这段行程中汽车牵引力做的功为　1.8×108 J，蓄电池增加了　9×107 J的电能；所用燃料的热值为5×107J/kg，行驶过程中消耗12kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量为　6×108 J，行驶过程中内燃机的效率为　45%　 。 【分析】（1）汽车匀速行驶，处于平衡状态，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，利用s＝vt求行驶的路程，利用W＝Fs求牵引力做功； （2）电池储存的电能为9×108J，电能增加了10%，据此求得蓄电池增加的电能； （3）知道燃料质量，利用Q放＝mq求燃料完全燃烧放出的热量； （4）有用能量等于牵引力做的功加上增加的电能，利用效率公式求内燃机的效率。 【解答】解：汽车匀速行驶，处于平衡状态，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力为F＝f＝6000N 汽车行驶的路程为s＝vt＝60km/h×0.5h＝30km＝30000m 牵引力做的功为W＝Fs＝6000N×30000m＝1.8×108J 电池储存的电能为9×108J，电能增加了10%，则蓄电池增加的电能为 消耗12kg燃料放出的热量为 行驶过程中转化为的有用能量为 内燃机的效率为。 故答案为：1.8×108；9×107；6×108；45%。 【点评】本题考查了路程、功、热量、电能和效率的计算，难度适中。 21．如图所示连接电路，单刀双掷开关S拨到1时，通电螺线管A端为　N　 极，若此时导线框abcd的ab边受力方向为垂直纸面向外，则cd边受力方向为　垂直纸面向里　 （选填“垂直纸面向外”、“垂直纸面向里”或“不受力”）；将单刀双掷开关S拨到2时，导线框的ab边受力方向为　垂直纸面向外　 （选填“垂直纸面向外”、“垂直纸面向里”或“不受力”）。 【分析】利用安培定则判断螺线管的磁极；通电线圈受力方向与磁场方向和电流方向有关。 【解答】解：当开关接到1时，电流从电源正极经过一个分流点，过右边的定值电阻向上，从螺线管上方导线流入，由安培定则可知通电螺线管A端为N极。 当开关接到1时，由安培定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极，则cd边与ab边的周围磁场方向相同，cd边与ab边电流方向相反，通电线圈受力方向与磁场方向和电流方向有关，若此时导线框abcd的ab边受力方向为垂直纸面向外，则cd边受力方向为垂直纸面向里。 将单刀双掷开关S拨到2时，由安培定则可知，通电螺线管左端为S极，右端为N极，则ab边周围的磁场方向与原磁场方向相反，ab边电流方向与原电流方向相反，ab边的电流方向和周围的磁场方向都与原方向相反，则ab的受力方向不变，仍为垂直纸面向外。 故答案为：N；垂直纸面向里；垂直纸面向外。 【点评】此题考查了通电线圈受力方向的影响因素、安培定则的应用。 四、实验探究题（满分26分，共4题） 22．小明学习了浮力知识后，想自制一个简易密度计测量液体的密度，所用材料有圆柱形吸管、细铁丝、石蜡等。制作时，将铁丝缠绕在吸管一端并用石蜡密封，置于水中使其处于竖直漂浮状态，测出水面到封口处的距离H，如图甲所示。通过分析和计算出在吸管上所对应的位置分别标注密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3、1.2g/cm3。 （1）选择相对较　细　 （选填“粗”或“细”）的吸管，从而提高密度计的精确度； （2）吸管漂浮在某液体中时，液面到封口处的距离h＝　　 （用ρ水、ρ液、H表示）； （3）小明在吸管上标注的密度值合理的是　D　 ； （4）小明感觉缠绕的铁丝占据空间，而且浸入液体容易被腐蚀，于是将该密度计进行了改进，将缠绕的铁丝放入吸管底部，改装后测量同一液体密度时，读数会　偏小　 （选填“偏大”、“偏小”或“无变化”）。 【分析】（1）根据ΔV＝SΔh（ΔV是排开液体体积的变化量，S是吸管横截面积，Δh是密度计浸入深度的变化量），在浸入变化量相同（因为密度计在不同液体中浸入都等于重力，重力不变）时，吸管越细（横截面积S越小），Δh越大，刻度就越稀疏，精确度越高。 （2）密度计漂浮时浮力等于重力，结合阿基米德原理求得液体密度； （3）结合（2）的结论分析判断； （4）将缠绕的铁丝放入吸管底部，浮沉条件不变，但少了铁丝排开了一部分液体的体积，吸管排开液体的体积变大，则吸管会下沉一些。 【解答】解：（1）为根据ΔV＝SΔh（ΔV是排开液体体积的变化量，S是吸管横截面积，Δh是密度计浸入深度的变化量），在浸入变化量相同（因为密度计在不同液体中浸入都等于重力，重力不变）时，吸管越细（横截面积S越小），Δh越大，刻度就越稀疏，精确度越高。所以选择相对较细的吸管制作密度计，可以提高密度计的精确度。 （2）密度计漂浮时浮力等于重力，即ρ水gSH＝ρ液gSh（S为吸管横截面积），化简可得。 （3）由可知，液体密度ρ液越大，h越小，即密度计上的刻度应是上小下大，且ρ液越大时，h变化越小，即刻度不均匀。故D符合题意。 故选D。 （4）用这样“改装”后的密度计测同一液体密度，密度计重力不变，受到的浮力不变，排开液体的总体积不变，但由于少了铁丝排开了一部分液体的体积，吸管排开液体的体积变大，则吸管会下沉一些，导致h偏大，测量结果偏小。 故答案为：（1）细； （2）； （3）D； （4）偏小。 【点评】本题考查浮力知识，主要考查物体浮沉条件和阿基米德原公式应用，须理解密度计的工作原理。 23．小明利用如图所示装置探究凸透镜成像规律。 （1）小明将蜡烛、凸透镜固定在光具座上，实验过程中发现无论怎样移动光屏都不能得到清晰的像，原因可能是　烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度或蜡烛放在了凸透镜的焦点以内　 ，据此应该如何调节才能在光屏上得到清晰的像？　如果是烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，应调节三者的中心大致在同一高度；如果是蜡烛放在了凸透镜的焦点以内，应将蜡烛移到凸透镜的焦点以外　 ； （2）如图甲所示，在光屏上得到了清晰的像，若只移动凸透镜，将凸透镜调节到　65　 cm的位置时，在光屏上再次得到清晰的像，这是　照相机　 的成像原理； （3）小明根据实验数据绘制了如图乙所示的图像，可知凸透镜的焦距为　10　 cm； （4）在图甲成像的基础上，在蜡烛和凸透镜之间的适当位置放置一近视镜，光屏应该向　右　 移动，才能得到清晰的像。 【分析】（1）实验过程中需要调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，蜡烛若放在了凸透镜的焦点以内，此时成正立、放大的虚像； （2）根据光路可逆性分析；凸透镜成倒立、缩小的实像，与照相机成像原理相同； （3）由图乙数据分析； （4）近视镜是凹透镜，对光线有发散作用。 【解答】解：（1）实验过程中无论怎样移动光屏都不能得到清晰的像，原因可能是烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，导致像不能成在光屏上；也可能是蜡烛放在了凸透镜的焦点以内，此时成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上。 如果是烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，应调节三者的中心大致在同一高度；如果是蜡烛放在了凸透镜的焦点以内，应将蜡烛移到凸透镜的焦点以外。 （2）图甲中物距u＝15cm，像距v＝30cm。根据光路可逆，当凸透镜移到65cm处时，物距变为30cm，像距变为 15cm，此时成倒立、缩小的实像，与照相机成像原理相同。 （3）由图乙，当时，，即u＝v＝0.2m＝20cm，此时u＝2f，故焦距f＝10cm。 （4）近视镜是凹透镜，对光线有发散作用，会使像后移，因此光屏应向右移动才能得到清晰的像。 故答案为：（1）烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度或蜡烛放在了凸透镜的焦点以内；如果是烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，应调节三者的中心大致在同一高度；如果是蜡烛放在了凸透镜的焦点以内，应将蜡烛移到凸透镜的焦点以外；（2）65；照相机；（3）10；（4）右。 【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。 24．小明在探究“动能大小的影响因素”时，所用器材如下：长木板、木块、垫块。实验时，长木板一端放在垫块上，另一端放在水平桌面上。 （1）将木块放在斜面上，释放后保持静止，是因为木块受到沿木板向　上　 的摩擦力，若要让木块下滑，写出一种操作方法：　增大斜面的坡度　 ； （2）木块滑下斜面后的动能大小是通过　木块在水平面上滑行的距离　 来反映； （3）比较甲、乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越　大　 ； （4）若在桌面上铺上棉布，则木块在桌面上滑动的距离将　变小　 。 【分析】（1）摩擦力与相对运动方向相反或相对运动趋势相反；若要让木块下滑，可以增大斜面的坡度； （2）根据转换法分析； （3）根据实验现象得出结论； （4）若在桌面上铺上棉布，木块在桌面上滑动时受到的阻力变大。 【解答】解：（1）将木块放在斜面上，释放后保持静止，是因为木块具有沿着斜面向下的运动趋势，因而受到沿木板向上的摩擦力。 若要让木块下滑，可以增大斜面的坡度，增大木块沿着斜面向下的运动趋势。 （2）根据转换法，木块滑下斜面后的动能大小是通过木块在水平面上滑行的距离来反映。 （3）比较甲、乙两组实验，木块质量相同，乙中木块释放的高度较大，木块到达水平面的速度较大，木块在水平面上滑行的距离较远，可得：物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （4）若在桌面上铺上棉布，木块在桌面上滑动时受到的阻力变大，则滑动的距离将变小。 故答案为：（1）上；增大斜面的坡度；（2）木块在水平面上滑行的距离；（3）大；（4）变小。 【点评】本题探究“动能大小的影响因素”的实验，考查控制变量法和转换法的应用，属于中档题。 25．小明要测量额定电压为2.5V、电阻约为10Ω的小灯泡的电阻，有如下器材：电压表、电流表、开关、电压为4.5V的电源，规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 0.5A”、“500Ω 0.1A”的滑动变阻器各一个，导线若干。 （1）为更好完成实验，应该选取规格为　50Ω 0.5A　 的滑动变阻器； （2）请根据电路图甲连接实物图乙 ； （3）正确连接电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡均不亮，电流表有示数，电压表无示数，出现该状况的原因是　小灯泡短路　 ； （4）排除故障后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右移动，观察到灯泡　变亮　 ，电压表的示数　变大　 ； （5）通过实验发现小灯泡正常发光时的电流为0.25A，此时小灯泡的电阻为　10　 Ω；若小灯泡电阻不变，当电压表示数为2V时，小灯泡的实际功率为　0.4　 W； （6）根据电路图对测量结果进行误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测　电流　 （选填“电压”或“电流”）值偏大导致小灯泡电阻的测量值偏小； （7）小明又设计了如下方案测出另一个小灯泡的额定功率，如图丙所示，已知灯泡的额定电压为U，滑动变阻器R1的最大阻值为R0。 ①闭合S、S1，断开S2，调节R1的滑片，使电压表示数为额定电压U； ②闭合S、S2，断开S1，调节R2的滑片，　使电压表示数仍为U　 ； ③接着调节R1的滑片至最左端，记下电压表示数U1，再调至最右端，记下U2，则小灯泡额定功率的表达式：P＝　　 （用R0、U、U1、U2表示）。 【分析】（1）小灯泡额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω，由欧姆定律求出灯的额定电流；当灯正常发光时，根据串联电路的规律及欧姆定律求出滑动变阻器连入电路中的电阻并结合额定电流确定滑动变阻器规格； （2）根据电路图来连接实物图； （3）闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，电流表有示数，则电路接通，小灯泡均不亮，电压表无示数，则电压表所并联的元件短路； （4）闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，总电阻变小，根据欧姆定律可知电路电流变大； （5）根据欧姆定律的变形式R＝得出小灯泡的电阻，小灯泡电阻不变，当电压表示数为2V时，根据P＝算出小灯泡的实际功率； （6）电流表测灯与电压表并联的总电流，由并联电路电流的规律，电流表示数大于灯的实际电流； （7）闭合S、S2，断开S1，滑动变阻器R2和滑动变阻器R1串联，调节R2的滑片，使电压表示数仍为U，此时滑动变阻器R2的电阻等于灯泡的电阻，接着调节R1的滑片至最左端，电路为R2的简单电路，记下电压表示数U1，则电源电压为U1；再调至最右端，R1接入电路的阻值最大，记下U2。最后利用P＝算出小灯泡的额定功率。 【解答】解：（1）灯泡正常发光时，电路电流， 滑动变阻器接入电路的阻值， “10Ω 1A”的滑动变阻器最大阻值（10Ω）虽满足要求，但“50Ω 0.5A”的滑动变阻器能提供更灵活的调节范围（因为灯泡电阻约10Ω，实际可能存在差别），为更好完成实验，应该选取规格为“50Ω 0.5A”的滑动变阻器； （2）图甲中，电源、开关、滑动变阻器、灯泡和电流表依次串联，电压表并联在灯泡两端。灯泡的额定电压为2.5V，电压表选用小量程并联在灯泡两端，滑动变阻器选择“一上一下”两个接线柱串联在电路中，如图所示： ； （3）正确连接电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，电流表有示数，则电路接通，小灯泡均不亮，电压表无示数，则电压表所并联的元件短路，则是小灯泡短路； （4）排除故障后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，总电阻变小，根据欧姆定律可知电路电流变大，观察到灯泡变亮，灯泡两端的电压变大，电压表的示数变大； （5）通过实验发现小灯泡正常发光时的电流为0.25A，此时小灯泡的电阻为， 若小灯泡电阻不变，当电压表示数为2V时，小灯泡的实际功率为； （6）电压表与灯并联，电压表测量的电压是准确的，电流表测灯与电压表并联的总电流，由并联电路电流的规律，电流表示数大于灯的实际电流，即该电路主要是由于所测电流值偏大，从而引起小灯泡电功率也会偏大。 （7）①闭合S、S1，断开S2，调节R1的滑片，灯泡和滑动变阻器R1串联，电压表测量灯泡两端的电压，使电压表示数为额定电压U； ②闭合S、S2，断开S1，滑动变阻器R2和滑动变阻器R1串联，调节R2的滑片，使电压表示数仍为U，此时滑动变阻器R2的电阻等于灯泡的电阻； ③接着调节R1的滑片至最左端，电路为R2的简单电路，记下电压表示数U1，则电源电压为U1；再调至最右端，R1接入电路的阻值最大，记下U2。则滑动变阻器R2接入电路的电阻为R＝， 则小灯泡额定功率的表达式。 故答案为：（1）50Ω；0.5A；（2）；（3）小灯泡短路；（4）变亮；变大；（5）10；0.4；（6）电流；（7）使电压表示数仍为U；。 【点评】本题是测灯泡电功率的实验，考查了实验注意事项、实物电路的连接、实验的操作、电功率的计算等，考查知识点多，综合性强。 五、计算题（满分20分，共2题） 26．“红瓦绿树，碧海蓝天”是美丽青岛的名片。小明在欣赏美丽海景时发现海上有好多浮标，对此产生了浓厚的兴趣，于是进行了如下探索：如图所示，用细线将一木块（不吸水）固定在底面积为140cm2的装有水的圆柱形容器中并完全浸没，此时细线的拉力为0.8N。剪断细线待木块静止后，将露出水面的部分切掉，再在剩余木块上施加向下的压力F，它仍有20cm3露出水面。撤去压力F，木块静止时再切去露出水面的部分，此后剩余木块漂浮在水中。，。求： （1）木块的原体积V； （2）施加的压力F； （3）最终水对容器底面的压强相对于初始状态的变化量。 【分析】（1）根据阿基米德原理和平衡条件列出开始时的受力平衡的方程，结合木块的体积； （2）根据漂浮计算露出的体积，结合切割后受力平衡与阿基米德原理计算需要施加的压力； （3）根据撤去外力后木块漂浮，结合木块的重力与浮沉条件计算剩余部分的体积，得出重力大，根据最终漂浮时计算排开液体的体积，根据开始和最终漂浮浸入的体积之差计算液面的高度变化，根据p＝ρ液gh计算压强变化。 【解答】解：（1）设木块重力为G，木块原体积为V，受到的浮力为F浮，细线拉力为T。 木块静止受力平衡，则F浮＝G+T； 初始状态木块完全浸没在水中，处于静止状态，受力平衡且V木＝V排，根据阿基米德原理F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排； 根据重力公式G＝mg＝ρ木V木g； 即ρ液gV排＝ρ木V木g+T； 代入数据得 木块的原体积为V木＝1.6×10﹣4m3＝160cm3； （2）剪断细线后，木块漂浮，设此时排开水的体积为V排1。根据漂浮条件F浮1＝G木，即ρ水V排g＝ρ木V木g， 代入数据得 解得， 将露出水面的部分切掉，剩余木块的体积V剩＝V排1＝0.8×10﹣4m3， 在剩余木块上施加压力F，此时木块排开水的体积 V排2＝V剩﹣V露＝0.8×10﹣4m3﹣20×10﹣6m3＝0.6×10﹣4m3； 此时木块受力平衡，设浮力为F浮2，重力为G剩1。根据平衡条件有F浮2＝G剩1+F； 根据阿基米德原理知，F浮2＝ρ水gV排2＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6×10﹣4m3＝0.6N； ×0.8×10﹣4m3＝0.4N； 所以，施加的压力为F＝F浮2﹣G剩1＝0.6N﹣0.4N＝0.2N； （3）初始状态，木块完全浸没，排开水的体积； 撤去压力F后，体积为V剩1的木块漂浮，设此时排开水的体积为V排3， 根据漂浮条件F浮3＝G剩1，即ρ水gV排3＝G剩1＝0.4N； ； 再切去露出水面的部分，剩余木块的体积； 此后剩余木块漂浮在水中，为最终状态。设最终排开水的体积为V排末。 根据漂浮条件F浮末＝G剩2，即ρ水gV排末＝ρ木gV剩2； ； 排开水的体积变化量为； 容器底面积S＝140cm2＝1.4×10﹣2m2； 水面高度的变化量为； 水对容器底面压强的变化量为。 因此，最终水对容器底面的压强相对于初始状态减小了100Pa。 答：（1）木块的原体积V是160cm3； （2）施加的压力F0.2N； （3）最终水对容器底面的压强相对于初始状态的变化量是100Pa。 【点评】本题考查漂浮的条件与阿基米德原理的应用，属于较难题。 27．车辆超载是造成公路桥梁损坏的重要原因，因此限制车辆超载有着重要意义。小明设计了一个压力报警模拟装置。如图甲所示，OBA为水平杠杆，OA长为1m，O为支点，OB：AB＝1：9，水平踏板、压杆和杠杆的质量忽略不计。控制电路中电源电压U1＝6V，R0为保护电阻，电磁铁线圈电阻不计，压力传感器R固定放置，踏板空载时通过R的电流恰好为150mA，R的阻值随压力F变化关系如图乙所示。工作电路电源电压U2＝15V，R3＝2R2。当电磁铁线圈中的电流I＞100mA时，衔铁被吸下，金属板下方触点与a、b接触，绿灯L1和照相机R3并联，绿灯亮，照相机拍照，工作电路总功率为12W；当电磁铁线圈中的电流I≤100mA时，金属板上方触点与c接触，报警器R2和照相机R3串联，报警器响起，照相机拍照，工作电路总功率为3W。 （1）将图甲连接完整； （2）求绿灯L1和报警器R2的阻值； （3）若控制电路的电压U1调整为12V，为保证当踏板达到原设定最小压力值时报警器仍能报警，应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置。求B应向哪个方向移动，移动多少厘米。 【分析】（1）根据电磁继电器的构造和原理连接电路图。 （2）当报警器响起时，R2与R3串联；当绿灯亮时，L1与R3并联；根据欧姆定律和电功率的公式进行计算。 （3）根据杠杆的平衡条件和欧姆定律进行计算和分析。 【解答】解：（1）根据题意，该装置是利用电磁继电器控制工作电路的通断。当控制电路中电流I≤100mA时（超载），电磁铁磁性较弱，金属板与上方触点c接触，报警器R2和照相机R3串联接入电路，报警器报警，照相机拍照。当控制电路中电流I＞100mA时（未超载），电磁铁磁性较强，将衔铁吸下，金属板与下方触点a、b接触，绿灯L1和照相机R3并联接入电路，绿灯亮，照相机拍照。如图所示： 。 （2）当报警器响起时，R2与R3串联，电源电压U2＝15V，工作电路总功率为3W。由可得，则此时工作电路的总电阻为：； 因为R3＝2R2，所以有R总＝R2+R3＝R2+2R2＝75Ω；解得：R2＝25Ω，R3＝50Ω。 当绿灯亮时，L1与R3并联，电源电压U2＝15V，工作电路总功率为12W。R3的功率为； 则L1的功率为P1＝P并﹣P3＝12W﹣4.5W＝7.5W； 由可得，绿灯L1的电阻阻值为； （3）在原设定中，控制电路电源电压U1＝6V，踏板空载时，压力传感器受到的压力F＝ 0，由图乙可知，此时压力传感器的电阻为R＝10Ω，通过R的电流为I空＝150mA＝0.15A 此时控制电路的总电阻为； 由于压力传感器R与保护电阻R0串联，故保护电阻的阻值为R0＝R控﹣R＝40Ω﹣10Ω＝30Ω； 报警器报警时的电流为I报＝100mA＝0.1A； 此时控制电路的总电阻为； 压力传感器的电阻为R'＝R控'﹣R0＝60Ω﹣30Ω＝30Ω； 由图乙可知，当R＝30Ω时，压力传感器受到的压力为F小＝10N 由OB：AB＝1：9，OA长为1m可得，； 解得OB＝0.1m。根据杠杆平衡条件 F1L1＝F2L2，此时踏板处受到的最小压力即物体的最小重力为：。 当控制电路电压U1′＝ 12V时，报警的临界电流仍为I报＝0.1A，此时控制电路的总电阻为； 压力传感器的电阻为R''＝R控''﹣R0＝120Ω﹣30Ω＝90Ω； 由图乙可知，R与F成一次函数关系，将（0，10）和（10，30）代入可得R与F函数关系为R＝2F+10； 将R＝90Ω代入上式可得，此时压力传感器受到的压力为F'＝40N。 为保证在原设定最小压力值G物 ＝ 100N时报警，需移动B点的位置。设移动后B点到O点的距离为OB'，根据杠杆平衡条件，有G物×OB'＝F'×OA，代入数据，可得，100N×OB'＝40N×1m 解得OB'＝0.4m。B点移动的距离为ΔL＝OB'﹣OB＝0.4m﹣0.1m＝0.3m＝30cm；因为OB'＞OB，所以B点应向右移动。 答：（1）； （2）绿灯L1的电阻阻值30Ω；报警器R2的阻值为25Ω； （3）B应该向右移动，移动30cm。 【点评】本题考查的是电磁继电器的应用；会根据欧姆定律、杠杆的平衡条件和电功率的公式进行计算。 六、附加题（满分20分，共3题） 28．桥吊和起重船都是起重装置。桥吊简化如图甲所示，横梁AD长为120m，竖直支架BE和CF长度均为40m。运输船内有可以加水或减水的密封舱。现要将桥吊从码头水平拖动到运输船上转运，拖动到图乙所示位置时，需要从运输船的密封舱中排掉800t水，才能保证运输船的甲板和码头地面保持相平，平稳拖动桥吊到运输船上。海水密度近似取1.0×103kg/m3。 （1）桥吊重心为O，OA＝31m，AB＝15m，CD＝65m。求此桥吊的质量； （2）如图丙所示，起重船的底面是长为100m宽50m的长方形，载货施工时水位下降不能超过2m。若吊起与此桥吊质量相同的货物，通过计算说明起重船能否安全施工； （3）起重船的滑轮组可简化为如图丁所示，若电动机拉力的功率恒为45kW，现将体积为4m3的圆柱体M（不吸水）缓慢放入海中施工建设，M下降速度v与时间t的关系如图戊所示，若M未接触水面前滑轮组的机械效率为η1，当M完全入水后滑轮组的机械效率为η2，η1：η2＝10：9，忽略绳重、摩擦，求动滑轮的重力。 【分析】（1）已知运输船排掉水的质量，运输船对支架CF的支持力F支等于排掉水的重力，根据阿基米德原理，为了保持船体平衡，支持力的变化量等于浮力的变化量，得出支持力大小，将桥吊看作以E为支点的杠杆，根据杠杆平衡条件可得得出桥吊重力大小，根据重力公式得出桥吊的质量； （2）根据阿基米德原理，计算出因吊起货物而增加的浮力，再求出增加的排开水的体积。再根据船的底面积，计算出水位下降的高度，与题目给定的安全值进行比较。 （3）由图丁确定滑轮组承担动滑轮和物体的绳子段数。根据P＝F拉v绳＝F拉×（nv物）可求出M未接触水面前及M完全入水后两种情况下的拉力动机拉力大小，分别得出两种情况下滑轮组的机械效率，根据效率效率之比为10：9得GM；在M未接触水面前，根据滑轮组受力平衡有nF1＝GM+G动得出动滑轮的重力。 【解答】解：（1）已知运输船排掉水的质量， 运输船对支架CF的支持力F支等于排掉水的重力，根据阿基米德原理，浮力的变化量等于排开水的重力变化量；为了保持船体平衡，支持力的变化量等于浮力的变化量，支持力， 将桥吊看作以E为支点的杠杆，根据杠杆平衡条件可得G×LG＝F支×LF， 其中，动力臂LG是重力作用线（重心为O）到支点E的距离，即OB，阻力臂LF是F点到支点E的距离，即FE，则LG＝OB＝OA﹣AB＝31m﹣15m＝16m， LF＝EF＝BC＝AD﹣AB﹣CD＝120m﹣15m﹣65m＝40m， 即G×16m＝8×106N×40m， 解得G＝2×107N，根据重力公式，则桥吊的质量为： ； （2）起重船吊起货物时，船受到的总重力增加，导致船下沉，排开水的体积增大，浮力也随之增大。根据阿基米德原理，计算出因吊起货物而增加的浮力，再求出增加的排开水的体积。再根据船的底面积，计算出水位下降的高度，与题目给定的安全值进行比较。吊起的货物质量 货物重力G货＝mg＝2×106kg×10N/kg＝2×107N 起重船吊起货物时，船受到的总重力增加，浮力也相应增加，增加的浮力ΔF浮＝G货 根据阿基米德原理，ΔF浮＝ρ海水gΔV排 所以，增加的排开水的体积 起重船底面积S＝100m×50m＝5000m2 水位下降的高度（即船体下沉深度） 因为0.4m＜2m，所以起重船能安全施工。 （3）由图丁可知，滑轮组承担动滑轮和物体的绳子段数n＝5。若电动机拉力为F，动滑轮重力为G动，物体M的重力为GM。由图戊可知，M未接触水面前的匀速运动速度v1＝0.5m/s，M完全入水后的匀速运动速度v2＝0.9m/s，电动机拉力的功率P＝45kW＝4.5×104W 根据P＝F拉v绳＝F拉×（nv物）可求出两种情况下的拉力：M未接触水面前，电动机拉力 M完全入水后，电动机拉力 忽略绳重和摩擦，滑轮组的机械效率 M未接触水面前，提升力F提升1＝GM，机械效率 M完全入水后，M受到浮力 此时提升力F提升2＝GM﹣F浮 机械效率 因 即 解得GM＝8×104N。 在M未接触水面前，根据滑轮组受力平衡有nF1＝GM+G动 即5×1.8×104N＝8×104N+G动 解得 则动滑轮的重力为1.0×104N。 答：（1）此桥吊的质量2×106kg； （2）起重船能安全施工； （3）动滑轮的重力为1×104N。 【点评】本题考查密度公式、杠杆的平衡条件、阿基米德原理、机械效率公式的运用，难度大，综合性强。 29．小明设计了一个简易电子秤，工作原理示意图如图所示。电源电压保持不变，定值电阻R0＝2Ω；竖直放置的轻质弹簧顶端固定一滑片P，未放托盘时滑片P位于缠满金属丝的瓷棒MN的最上端；托盘置于弹簧顶端后滑片P下移xcm，滑片P每移动1cm，MN连入电路的电阻增加，弹簧弹力增加k0N，k0为常数且未知。MN接入电路的电阻R与放入重物质量m的关系式：R＝km+2，k为常数且未知。当m＝9kg时，电压表示数为0.48V；当m＝12kg时，电压表示数为0.4V。g＝10N/kg。求： （1）x的值； （2）电源电压和m＝12kg时R的阻值； （3）k0的值和托盘的质量。 【分析】（1）根据电阻与长度成正比，结合当托盘上未放重物时m＝0，R＝km+2阻分析； （2）根据串联电路的电压特点和欧姆定律列出电源电压的表达式，解方程组计算； （3）根据当只放托盘时，滑片下移x＝3cm，弹簧弹力F盘＝m盘gF盘＝k0×3cm； 当放置m＝12kg的重物时，R的阻值为R2＝10Ω，结合R＝km+2解方程计算k0的值和托盘的质量. 【解答】解：由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测量R0两端的电压， （1）电阻与长度成正比，托盘置于弹簧顶端后，滑片P下移xcm，此时MN连入电路的电阻为R托，根据题意“滑片P每移动1cm，MN连入电路的电阻增加”，可得，当托盘上未放重物时m＝0，根据关系式R＝km+2，此时MN连入电路的电阻为R托＝k×0+2Ω＝2Ω② 联立①②可得 解得x＝3cm。 （2）当m1＝9kg时，电压表示数U1＝0.48V，此时电路中的电流 根据串联电路的电压特点和欧姆定律，电源电压U＝I1×（R1+R0） 此时R的阻值R1＝k×m1+2＝k×9kg+2Ω 所以U＝0.24A×（9k+2Ω+2Ω）＝0.24A×（9k+4Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当m2＝12kg时，电压表示数U2＝0.4V。此时电路中的电流； 此时R的阻值R2＝k×m2+2＝k×12kg+2Ω； 根据串联电路的电压特点和欧姆定律，电源电压U＝I2（R2+R0）； 所以U＝0.2A×（12k+2Ω+2Ω）＝0.2A×（12k+4Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 联立①②两式可得0.24A×（9k+4Ω）＝0.2A×（12k+4Ω）； 解得； 则电源电压； 将k的值代入R2的表达式，得m＝12kg时R的阻值为 （3）设托盘的质量为m盘，当托盘上放置质量为m的重物时，弹簧受到的总压力F＝（m盘+m）g 滑片P每移动1cm，弹簧弹力增加k0N，所以k0就是弹簧每压缩1cm增加的弹力，当只放托盘时，滑片下移x＝3cm，弹簧弹力F盘＝m盘gF盘＝k0×3cm 即m盘×10N/kg＝3k0③ 当放置m＝12kg的重物时，R的阻值为R2＝10Ω，此时滑片P移动的总距离 此时弹簧受到的总压力F总＝（m盘+m2）g＝m盘+12kg）×10N/kg F总＝k0×L2＝k0×15cm 即（m盘+12kg）×10N/kg＝15k0 ④ 联立③④两式，解得k0＝10N/cm，m盘＝3kg。 答：（1）x的值是3cm； （2）电源电压是2.4V，m＝12kg时R的阻值是10Ω； （3）k0的值是10 N/cm；托盘的质量是3kg。 【点评】本题考查力和电的综合，属于难题。 30．（8分）风能是一种清洁的能源。我国风力发电连续15年位居世界第一位，全球六成风力设备来自中国。风力发电实现风能向电能转化。风能密度是指单位时间内垂直通过单位面积的风的动能（动能的表达式为），是描述风能大小的重要参数。有一台风力发电机，风机叶片在旋转时扫过的面积为S，风速v小于4m/s时，叶片不转动，大于10m/s时，叶片转速不再增加，所处位置空气密度为ρ气，风速始终保持与叶片旋转平面垂直，风力发电机将获得的风能转化为电能的效率为30%，所在地区的风速在1h内的变化关系如图丙所示。由于风速变化导致发电功率不稳定，为避免浪费可采用重力储能技术。用多出来的电能提升重物，将电能转化为重力势能，用电时释放重物，将重力势能转化为电能。 （1）时间t内通过叶片旋转平面S的空气柱如图乙所示，请推导出风能密度Eρ的表达式； （2）已知：S＝200m2，，求图丙中1h内发电机的平均功率； （3）若储能系统的电动机输出功率P1＝9kW，以2m/s的速度带动400kg的重物匀速上升10m，求这个过程中克服阻力做的功；若用电时，将重物以相同的速度释放，转化为电能的效率为90%，求此时发电机的功率P2。 【分析】（1）根据密度公式结合速度和体积公式求出t时间内通过截面的空气质量，根据题意求出风能密度的表达式； （2）风速v小于4m/s时，叶片不转动，没有电能转化；根据E＝ηEρSt分别求出风速v大于10m/s、等于10m/s、小于10m/s且大于4m/s的风能转化的电能，进而求出1h做的总功，根据功率公式求出1h内发电机的平均功率； （3）根据速度公式求出重物匀速上升时间，根据功率公式结合题意求出克服阻力做功的关系式，进而求出此过程中克服阻力做功，根据公式P＝Fv可求出克服重力做功功率，利用效率求出发电机功率。 【解答】解：（1）根据密度公式结合速度和体积公式可得t时间内通过截面的空气质量为： m＝ρ气Svt； 根据题意可得风能密度的表达式为： ； （2）风速v小于4m/s时，叶片不转动，没有电能转化，E1＝0； 大于10m/s时，叶片转速不再增加，故1h的风能转化为电能可分为三段，风力发电机将获得的风能转化为电能的效率为30%，分别为： ； ； ； 1h做的总功为： ； 则平均功率为： ； （3）根据速度公式可得重物匀速上升时间为： 带动重物匀速上升时可得等式为： P1t＝mgh+W阻； 则这个过程中克服阻力做功为： W阻＝P1t﹣mgh＝9000W×5s﹣400kg×10N/kg×10m＝5000J； 根据公式P＝Fv可得克服重力做功功率为： P重＝mgv＝400kg×10N/kg×2m/s＝8000W； 转化为电能的效率为90%，则发电机功率为： P2＝90%×8000W＝7200W。 答：（1）风能密度的表达式； （2）1h内发电机的平均功率为19125W； （3）这个过程中克服阻力做功为5000J；此时发电机的功率为7200W。 【点评】本题考查速度、做功、功率、能量转化效率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $