精品解析：2025年湖南省长沙市明德中学理实班选拔考试物理试题

明德中学高中理实班招生拔尖试题 （时间：90分钟满分：100分） 一、选择题（每小题4分，共40分） 1. 早晨，小明骑着自行车沿平直的公路驶向学校，强劲的北风迎面吹来，此时地面对车前轮的摩擦力为，对车后轮的摩擦力为。则下列说法中正确的是（ ） A. 与前进的方向相反， B. 与前进的方向相反， C. 与前进的方向相同， D. 与前进的方向相同， 2. 小明发现，有些电线杆上装有如图所示的“小风车”，这些小风车在微风中能不停地旋转，且旋转叶片的一面还装有反光的小镜子．关于这样的“小风车”的作用，下列说法中正确的是 A. 为了警示此处有电 B. 为了测定风向 C. 为了测量风速大小 D. 为了驱赶小鸟，避免小鸟在上面做窝而导致电路短路 3. 一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下，对于跳车的方法，以下四种方案中最安全的是（　） A. 脸向车后并相对于车向后跳 B. 脸向车后并相对于车向前跳 C. 脸向车前并相对于车向后跳 D. 脸向车前并相对于车向前跳 4. 关于功、功率和机械效率相互关系的说法中，正确的是（　　） A. 机械效率越高，机械做功越快 B. 做功越多的机械，机械效率越高 C. 功率越大的机械，做功越多 D. 做功越快的机械，功率越大 5. 水被加热烧开后，锅内水面上方有“白色气体”；在炎热的夏天，冰块的上方也有“白色气体”( ) A. 前者主要是由锅中水转变成的“水的气态物质” B. 前者主要是由锅中水转变成的“水的液态物质” C. 后者主要是由冰转变成的“水的气态物质” D. 后者主要是由冰转变成的“水的液态物质” 6. 两只灯泡和额定电压都是110V，额定功率分别是100W和60W，要求把它们接入220V的电路上都能正常发光，且整个电路的功率最小，可采用下面哪种电路（ ） A. B. C. D. 7. 物、透镜、光屏置于光具座上，下列说法中，正确的是（　　） A. 如透镜是凸透镜，则不论物体放在透镜左方何处，只要把透镜右方的光屏移到适当位置，一定能在屏上得到物体的像 B. 如透镜是凸透镜，则不论物体放在透镜左方何处，去掉光屏而用眼睛从右向左沿主轴直接观察，一定看不到物体的像 C. 如透镜是凹透镜，则不论物体放在透镜左方何处，只要把光屏移到适当位置，一定能在屏上得到物体的像 D. 如透镜是凹透镜，则不论物体放在透镜左方何处，只要去掉光屏而用眼睛从右向左沿主轴直接观察，一定能看到物体的像 8. 设计一个如图所示的电路，a表示定值电阻，b表示滑动变阻器，电源电压保持不变。其中，a可以有阻值分别为R1、R2的两个定值电阻可供选择，b可以有最大阻值分别为R3、R4的两个滑动变阻器可供选择，且R1<R2<R3<R4.要求：在移动变阻器滑片P的过程中，电流表示数的变化量最大。则正解的选择是（　　） A. a选R1，b选R4 B. a选R1，b选R3 C. a选R2，b选R3 D. a选R2，b选R4 9. 一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动，有一台发出细光束的激光器装在小转台上，到轨道的距离为。如图所示，转台匀速转动，使激光器在水平面内扫描，扫描一周的时间，光束转动方向如图中箭头所示，当光束射到点，与的夹角为时，光束正好射到小车上。如果再经过，光束又射到小车上，则小车的速度为（ ） A. B. C. D. 10. 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3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4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5牛。木块与锥形瓶始终不接触，则（　　） A. G1<G2<1牛 B. G2<G1<1牛 C. G1=G2=1牛 D. G1>G2>1牛 二、填空题（每小题6分，共24分） 11. 一底面积是100cm2的柱形容器内盛有适量的水，现将含有石块的冰块投入容器内的水中，恰好悬浮，此时水位上升了6cm，当水中冰块全部熔化后，相比熔化前水对容器底部的压强改变了55.28Pa，则石块的密度为______g/cm3。（ρ水=1.0×103kg/m3，ρ冰=0.9×103kg/m3，g=10N/kg） 12. 如图所示，有两本完全相同的书、，每本书重均为，任意两张纸间的动摩擦因数相同，若将两本书各等分成若干份后交叉叠放在一起置于光滑水平桌面上。并将书与墙面间用一轻绳固接。用一水平向右的力把书匀速地抽出，现在测得一些数据如下： 实验编号 1 2 3 4 5 … 分成的份数 2 4 8 16 32 … 力的大小（） 4.5 10.5 22.5 46.5 … … 根据以上数据，试求： 若将每本书分成32份，力的大小为____________；该书任意两张纸之间的动摩擦因数为____________。 13. 一透明玻璃杯内装有油和水，油浮在水面上。好奇的力宏将一质量为的球丢入容器内，球开始往下沉，最后停在油、水交界面附近，如下图所示。试问球在下沉过程中所受的浮力大小____________克球受的重力（选填“大于”“等于”或“小于”），球最后停在油、水交界面附近时所受的浮力大小____________球受的重力（选填“大于”“等于”或“小于”）；比较球、水、油三者的密度大小：____________。（） 14. 如图（a）所示，请你在图（b）方框中画出电阻间串、并联明显的等效电路图；若电流表和的示数分别为1A和2A，今将、、中某两个电阻互换位置而其他条件不变时，两电流表的示数也不变，则流过的电流为____________ 三、实验探究题（每小题8分，共16分） 15. 当两个力和同时作用在一个物体上产生的效果与一个力单独作用的效果相同时，叫作和的合力，和叫作的两个分力。某实验小组在探究合力与分力的关系时，把一根轻质弹簧的一端固定在点，另一端用细线固定在弹簧测力计的挂钩上。第一次用两根弹簧测力计沿同一直线同一方向同时拉（为方便观察，图中直线稍错开），将弹簧由拉伸到位置（如图a），弹簧测力计示数分别为3N和1N；第二次只用一根弹簧测力计也将弹簧由拉伸到位置（如图b），这样做是为了____________，若此时弹簧测力计的示数为4N，则可以得到的结论是____________________________________________________________。 16. 某同学组装了如图所示的实验装置来研究电流的热效应，其中甲、乙为两个完全相同的密闭容器，a、b、c为3根阻值均为5的电阻丝。 （1）该同学设计此实验装置的目的主要是探究下列哪一种关系（　　） A. 电流产生的热量与通电时间的关系 B. 电阻产生的热量与电阻大小的关系 C. 电阻产生的热量与通过该电阻的电流的关系 （2）a、b两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为____________。 （3）若将c电阻丝换成10的电阻丝，则此时a、b两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为____________。 （4）若接通电路后，U形管A内的液面高度差明显变大，而U形管B内的液面高度差没有变化，则出现此现象的原因可能是（可多选）（　　） A. a电阻丝断路 B. b电阻丝断路 C. c电阻丝断路 D. c电阻丝短路 四、综合应用题（每小题10分，共20分） 17. 将一长方体甲竖直放在密度为的某种液体中时处于漂浮状态，且有的体积露出液面。另有一轻质杠杆（为支点），且，现用细线将长方体甲悬挂在杠杆的端（如图所示），再用另一细线的一端系在杠杆的端，另一端绕过一轻质滑轮悬挂在天花板上，轻质动滑轮下悬挂着一个与甲完全相同的长方体乙并放在水平地面上。当轻质杠杆、两端细线均被拉直且杠杆水平平衡时，长方体甲有的体积露出液面，已知长方体甲下表面受到的液体压强为1000Pa（杠杆质量、动滑轮质量、细线质量及一切摩擦均不计）。求： （1）长方体的密度与液体的密度之比； （2）长方体乙对地面的压强。 18. 小明的妈妈为了方便早餐时喝上豆浆，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示为豆浆机的主要结构：中间部位是一个连接着刀头的电动机，用来将原料粉碎打浆；电热管负责对液体加热煮沸。下表是这个豆浆机的主要技术参数。 型号 ****** 额定电压 220V 额定频率 50Hz 电机功率 180W 加热功率 800W 容量 1000mL 小明想探究一下豆浆机工作的具体过程以及耗电情况，在某次使用之前，先查看了他家的单相电子电能表，上面注明1600imp/（kW·h），之后，他关闭其他所有家用电器，将浸泡好的适量黄豆和1000cm3的清水放入豆浆机的杯体，启动自动控制键，开始用钟表计时的同时记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，豆浆机按“①加热→②预打浆→③加热→④打浆→⑤煮浆→⑥防溢延煮”的程序正常工作直至豆浆机发出声光警报，提示豆浆已做好。从启动自动控制键至豆浆机发出声光警报，整个过程用时20min，电能表上面的发光二极管闪烁了320次。其中①、③、⑤三个过程为电热丝单独不间断工作，而②、④为电动机单独间歇工作，此过程中电动机累计工作时间为2min，⑥为电热丝单独间歇工作。请回答： （1）②、④两个过程中，电动机为什么要间歇工作？ （2）在豆浆机工作的20min内，消耗的电能为多少？ （3）在豆浆机工作的20min内，电热丝和电动机都不工作的时间为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 明德中学高中理实班招生拔尖试题 （时间：90分钟满分：100分） 一、选择题（每小题4分，共40分） 1. 早晨，小明骑着自行车沿平直的公路驶向学校，强劲的北风迎面吹来，此时地面对车前轮的摩擦力为，对车后轮的摩擦力为。则下列说法中正确的是（ ） A. 与前进的方向相反， B. 与前进的方向相反， C. 与前进的方向相同， D. 与前进的方向相同， 【答案】A 【解析】 【详解】骑车时，前轮是从动轮，相对于地面有向前运动的趋势，地面对前轮的摩擦力与前进方向相反；后轮是主动轮，相对于地面有向后运动的趋势，地面对后轮的摩擦力与前进方向相同。北风迎面吹来，风对车有向后的阻力，为使车前进，需要克服和风的阻力使自行车向前运动，因此，故A正确，BCD错误。 故选 A。 2. 小明发现，有些电线杆上装有如图所示的“小风车”，这些小风车在微风中能不停地旋转，且旋转叶片的一面还装有反光的小镜子．关于这样的“小风车”的作用，下列说法中正确的是 A. 为了警示此处有电 B. 为了测定风向 C. 为了测量风速大小 D. 为了驱赶小鸟，避免小鸟在上面做窝而导致电路短路 【答案】D 【解析】 【详解】累了的小鸟在电线上“歇脚”甚至在电线杆“安营扎寨”，它倒是舒服了，可经常给电力部门带来麻烦———它的歇脚或搭窝经常使电线短路跳闸. 样的“小风车”的作用，为了驱赶小鸟，避免小鸟在上面做窝而导致电路短路. 3. 一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下，对于跳车的方法，以下四种方案中最安全的是（　） A. 脸向车后并相对于车向后跳 B. 脸向车后并相对于车向前跳 C. 脸向车前并相对于车向后跳 D. 脸向车前并相对于车向前跳 【答案】C 【解析】 【详解】A．人具有与车相同的速度，由于惯性人要保持原来的运动状态继续沿车前进的方向运动，如果人脸朝后方跳下，着地后立即站定，由于惯性的影响，人将向后摔倒，不安全，故A不符合题意； BD．如果相对于车向前跳，人落地时的速度等于自己向前跳的速度加上由于惯性而具有的车的速度，这样落地时速度太快，很难减速缓冲，人很容易受伤，故BD不符合题意； C．如果脸向车前并相对于车向后跳，人向后跳的速度与由于惯性而具有的车的速度会抵消一部分，则人落地时相对于地面的速度较小，可以起到减速缓冲的作用，这是安全的，故C符合题意。 故选C。 4. 关于功、功率和机械效率相互关系的说法中，正确的是（　　） A. 机械效率越高，机械做功越快 B. 做功越多的机械，机械效率越高 C. 功率越大的机械，做功越多 D. 做功越快的机械，功率越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．机械效率是有用功与总功的比值，机械效率越高，只能说明有用功与总功的比值越大，不能说明机械做功越快，故A错误； B．机械效率等于有用功与总功的比值，做功越多的机械，有用功与总功的比值不一定大，所以机械效率不一定越高，故B错误； C．根据公式可知，功率P越大的机械，但没有说做功时间t，所以无法判断做功多少，故C错误； D．功率是单位时间内做功的多少，是表示做功快慢的物理量，功率大说明做功快，所以做功越快的机械，功率越大，故D正确。 故选D。 5. 水被加热烧开后，锅内水面上方有“白色气体”；在炎热的夏天，冰块的上方也有“白色气体”( ) A. 前者主要是由锅中水转变成的“水的气态物质” B. 前者主要是由锅中水转变成的“水的液态物质” C. 后者主要是由冰转变成的“水的气态物质” D. 后者主要是由冰转变成的“水的液态物质” 【答案】B 【解析】 【详解】AB．水被加热烧开后，水面上方有“白色气体”，是热水汽化后的水蒸气遇冷液化成的小水滴，故A错误，B正确； CD．从冰箱拿出来的冰块上也出现“白色气”，是由于空气中的水蒸气遇冷液化成的小水滴，故CD错误．故选B. 【点睛】生活中看到的白气都是水蒸气液化形成的小水珠，是液态．“白色气”都是液态的小水滴，而不是气态． 6. 两只灯泡和额定电压都是110V，额定功率分别是100W和60W，要求把它们接入220V的电路上都能正常发光，且整个电路的功率最小，可采用下面哪种电路（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据电功率公式，先推导两个灯泡的电阻和额定电流，灯泡电阻， 可得：。 灯泡的额定电流， 可得：。 A．该电路中与滑动变阻器串联，再与LA并联在220V电源上：LA两端电压为220V，会损坏，故A不符合题意； B．该电路中在干路，与滑动变阻器并联：要让两灯正常发光，需要满足：两端电压为 110 V，干路电流等于的额定电流；并联部分的总电压为，让正常发光，此时通过的电流为，滑动变阻器需要分担的电流为，可以通过调节滑动变阻器实现该状态。此时电路总功率：，故B符合题意； C．该电路中在干路，与滑动变阻器并联：要让两灯正常发光，干路电流需要等于的额定电流，但的额定电流，干路电流小于的额定电流，无法正常发光，故C不符合题意； D．该电路中与先并联，再和滑动变阻器串联：要让两灯正常发光，需要让并联部分的电压为110V，此时干路总电流为，滑动变阻器分担的电压也为110V，可以通过调节滑动变阻器实现该状态。此时电路总功率 B电路总功率200W小于D电路的320W，是满足两灯正常发光的最小总功率电路，故D不符合题意。 故选B。 7. 物、透镜、光屏置于光具座上，下列说法中，正确的是（　　） A. 如透镜是凸透镜，则不论物体放在透镜左方何处，只要把透镜右方的光屏移到适当位置，一定能在屏上得到物体的像 B. 如透镜是凸透镜，则不论物体放在透镜左方何处，去掉光屏而用眼睛从右向左沿主轴直接观察，一定看不到物体的像 C. 如透镜是凹透镜，则不论物体放在透镜左方何处，只要把光屏移到适当位置，一定能在屏上得到物体的像 D. 如透镜是凹透镜，则不论物体放在透镜左方何处，只要去掉光屏而用眼睛从右向左沿主轴直接观察，一定能看到物体的像 【答案】D 【解析】 【分析】实像和虚像的重要区别是：实像能用光屏承接，虚像不能用光屏承接．凸透镜成像时，一倍焦距是实像和虚像的分界线，一倍焦距以外成倒立的实像，一倍焦距以内成正立的虚像；凸透镜成实像时，物像在凸透镜的异侧；凸透镜成虚像时，物像在凸透镜的同侧．凹透镜在任何位置，都成正立、缩小的虚像，物像在凹透镜的同侧．据以上内容即可解答． 【详解】根据凸透镜的成像规律知道，只有物体放在凸透镜一倍焦距以外，才能在右侧光屏上得到物体的像；若物体在凸透镜的一倍焦距以内，则成正立、放大的虚像，光屏承接不到像；若去掉光屏而用眼睛从右向左沿主轴直接观察，能看到正立、放大的虚像，故AB不符合题意；根据凹透镜的成像规律知道，凹透镜在任何位置，都成正立、缩小的虚像，且物像在凹透镜的同侧，故C错误，D符合题意，故选D． 8. 设计一个如图所示的电路，a表示定值电阻，b表示滑动变阻器，电源电压保持不变。其中，a可以有阻值分别为R1、R2的两个定值电阻可供选择，b可以有最大阻值分别为R3、R4的两个滑动变阻器可供选择，且R1<R2<R3<R4.要求：在移动变阻器滑片P的过程中，电流表示数的变化量最大。则正解的选择是（　　） A. a选R1，b选R4 B. a选R1，b选R3 C. a选R2，b选R3 D. a选R2，b选R4 【答案】A 【解析】 【详解】定值电阻越小，滑动变阻器最大阻值越大，移动滑动变阻器滑片时，电路电流变化越大，定值电阻选阻值较小的R1，滑动变阻器选最大阻值较大的R4，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9. 一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动，有一台发出细光束的激光器装在小转台上，到轨道的距离为。如图所示，转台匀速转动，使激光器在水平面内扫描，扫描一周的时间，光束转动方向如图中箭头所示，当光束射到点，与的夹角为时，光束正好射到小车上。如果再经过，光束又射到小车上，则小车的速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】激光器转一周（）用时，因此单位时间转过角度为 经过，光束转过的角度 初始时光束与夹角为，小车在点（左侧），由几何关系得到的距离 转过后，光束仍在左侧，此时与夹角为 光束射到小车的位置到的距离 因此小车在内移动的距离 小车速度  故选A。 10. 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3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4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5牛。木块与锥形瓶始终不接触，则（　　） A. G1<G2<1牛 B. G2<G1<1牛 C. G1=G2=1牛 D. G1>G2>1牛 【答案】B 【解析】 【详解】未放木块时，水对容器底的压力 放入木块时，水对容器底的压力 则压力增加量为 木块放入水中漂浮 因为容器为上细下粗，所以 故有 即 由图可知越往上部，相同深度时，液体实际质量越少，故 G2<G1<1N 故选B。 二、填空题（每小题6分，共24分） 11. 一底面积是100cm2的柱形容器内盛有适量的水，现将含有石块的冰块投入容器内的水中，恰好悬浮，此时水位上升了6cm，当水中冰块全部熔化后，相比熔化前水对容器底部的压强改变了55.28Pa，则石块的密度为______g/cm3。（ρ水=1.0×103kg/m3，ρ冰=0.9×103kg/m3，g=10N/kg） 【答案】2.17 【解析】 【详解】根据题意可知，含有石块的冰块悬浮时，水位上升高度为 容器的底面积为 S=100cm2=0.01m2 冰块和石块的总体积为 含有石块的冰块悬浮时排开水的体积与含有石块的冰块体积关系 悬浮时，含有石块的冰块所受浮力为 含有石块的冰块在水中悬浮时所受重力G总等于F浮，即 故石块和冰块的总质量m总为 冰熔化后，相比熔化前水对容器底部的改变的压强，水位下降的高度由公式 推出 冰熔化成水质量m不变，体积变化为 由上面公式推出冰的质量m为 石块和冰块的总质量m总=0.6kg，也表达为石块质量和冰块质量之和，即 故石块质量m石为 冰块和石块的总体积V总=6×10-4m3，也表达为石块体积和冰块体积之和，即 故石块体积为 石块的密度为 故石块的密度为2.17g/cm3。 12. 如图所示，有两本完全相同的书、，每本书重均为，任意两张纸间的动摩擦因数相同，若将两本书各等分成若干份后交叉叠放在一起置于光滑水平桌面上。并将书与墙面间用一轻绳固接。用一水平向右的力把书匀速地抽出，现在测得一些数据如下： 实验编号 1 2 3 4 5 … 分成的份数 2 4 8 16 32 … 力的大小（） 4.5 10.5 22.5 46.5 … … 根据以上数据，试求： 若将每本书分成32份，力的大小为____________；该书任意两张纸之间的动摩擦因数为____________。 【答案】 ①. 94.5 ②. 0.3 【解析】 【详解】[1]分析表格数据规律，将书分成4份时，力 比书分成2份时，力增加了 将书分成8份时，力 比书分成4份时，力增加了 将书分成16份时，力 比书分成8份时，力增加了 可以发现每分一次，增加的力是上次增加的力的2倍，那么将书分成32份时，力比力增加的力应是从分成8份到分成16份时增加的力的2倍，即 故将每本书分成32份时，力的大小为94.5N。 [2]以分成2份为例，按照如图所示的叠加方式，此时书B与书A有三个接触面，最上面的接触面受到的压力 中间的接触面受到的压力 最下面的接触面受到的压力 由二力平衡和表中数据可知，此时书B受到的滑动摩擦力 任意两张纸之间的动摩擦因数 13. 一透明玻璃杯内装有油和水，油浮在水面上。好奇的力宏将一质量为的球丢入容器内，球开始往下沉，最后停在油、水交界面附近，如下图所示。试问球在下沉过程中所受的浮力大小____________克球受的重力（选填“大于”“等于”或“小于”），球最后停在油、水交界面附近时所受的浮力大小____________球受的重力（选填“大于”“等于”或“小于”）；比较球、水、油三者的密度大小：____________。（） 【答案】 ①. 小于 ②. 等于 ③. 【解析】 【详解】球在下沉过程中，运动方向向下且速度持续增大，说明球的合力方向向下。根据同一直线二力的合成规律，向下的重力大于向上的浮力，因此下沉过程中球受到的浮力小于球的重力；球最终停在油水交界面附近，处于静止的平衡状态，此时球受到的总浮力与球的重力是一对平衡力，大小相等，因此球静止时受到的总浮力等于球的重力； 根据物体浮沉的密度规律：球有部分体积浸在油中时，仅油提供的浮力小于球的重力，结合阿基米德原理可推得球的密度大于油的密度；球有部分体积浸在水中时，仅水提供的浮力大于球的重力，结合阿基米德原理可推得球的密度小于水的密度；最终得到三者密度的大小关系为。 14. 如图（a）所示，请你在图（b）方框中画出电阻间串、并联明显的等效电路图；若电流表和的示数分别为1A和2A，今将、、中某两个电阻互换位置而其他条件不变时，两电流表的示数也不变，则流过的电流为____________ 【答案】 ①. ②. 2.5 【解析】 【分析】本题考查电路的识别和串并联电路的电流规律，首先根据电流流向法确定电路的结构，然后根据串并联电路的基本规律分析，确定通过并联的三个电阻的电流大小。 【14题详解】 由图a可知，电阻、、并联，然后与、串联，电流表测通过、的电流，电流表测通过、电流； 若电流表和的示数分别为1A和2A，即① ② 则有，， 根据题意，若、两个电阻互换位置，则有 显然不可能，若、两个电阻互换位置，则有 显然不合理，若、两个电阻互换位置，则有 ③ 联立①②③可得，，， 所以流过的电流即干路电流 三、实验探究题（每小题8分，共16分） 15. 当两个力和同时作用在一个物体上产生的效果与一个力单独作用的效果相同时，叫作和的合力，和叫作的两个分力。某实验小组在探究合力与分力的关系时，把一根轻质弹簧的一端固定在点，另一端用细线固定在弹簧测力计的挂钩上。第一次用两根弹簧测力计沿同一直线同一方向同时拉（为方便观察，图中直线稍错开），将弹簧由拉伸到位置（如图a），弹簧测力计示数分别为3N和1N；第二次只用一根弹簧测力计也将弹簧由拉伸到位置（如图b），这样做是为了____________，若此时弹簧测力计的示数为4N，则可以得到的结论是____________________________________________________________。 【答案】 ①. 使F的作用效果与F1​、F2共同作用的效果相同，从而得到F1​和F2的合力  ②. 同一直线上方向相同的两个力，合力的大小等于两个分力的大小之和，即 【解析】 【详解】本题探究合力与分力的关系，利用了等效替代法。两次都将弹簧拉伸到同一位置B，目的是保证两次力的作用效果相同，这样单独作用的力F就可以等效为F1​和F2​的合力。 根据实验数据： 正好等于合力F的大小，结合实验中两个力沿同一直线、同一方向，可得出结论。 16. 某同学组装了如图所示的实验装置来研究电流的热效应，其中甲、乙为两个完全相同的密闭容器，a、b、c为3根阻值均为5的电阻丝。 （1）该同学设计此实验装置的目的主要是探究下列哪一种关系（　　） A. 电流产生的热量与通电时间的关系 B. 电阻产生的热量与电阻大小的关系 C. 电阻产生的热量与通过该电阻的电流的关系 （2）a、b两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为____________。 （3）若将c电阻丝换成10的电阻丝，则此时a、b两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为____________。 （4）若接通电路后，U形管A内的液面高度差明显变大，而U形管B内的液面高度差没有变化，则出现此现象的原因可能是（可多选）（　　） A. a电阻丝断路 B. b电阻丝断路 C. c电阻丝断路 D. c电阻丝短路 【答案】（1）C （2）4:1 （3）9:4 （4）BD 【解析】 【小问1详解】 本实验中，a、b电阻阻值相等、通电时间相同，通过a的电流（干路电流）大于通过b的电流（支路电流），控制了电阻、通电时间相同，改变了电流大小，因此探究的是电流产生的热量与电流的关系，故选C。 【小问2详解】 根据焦耳定律，R、t相同，b与c电阻相等，并联后电流相等，因此 推导得 即 【小问3详解】 c换为10Ω的电阻丝后，b、c并联电压相等，由得 干路电流 推导得 即 【小问4详解】 A．若a断路，a中无电流通过不发热，U形管A内高度差不会变大，故A错误； B．若b断路，b中无电流通过不发热，U形管B内无变化，a发热使A内高度差变大，故B正确； C．若c断路，则a、b串联，b中有电流通过而发热，U形管B内会出现高度差，故C错误； D．若c短路，b被短路无电流通过，不发热，U形管B内无变化，a正常通电发热，A内高度差变大，故D正确。 故选BD。 四、综合应用题（每小题10分，共20分） 17. 将一长方体甲竖直放在密度为的某种液体中时处于漂浮状态，且有的体积露出液面。另有一轻质杠杆（为支点），且，现用细线将长方体甲悬挂在杠杆的端（如图所示），再用另一细线的一端系在杠杆的端，另一端绕过一轻质滑轮悬挂在天花板上，轻质动滑轮下悬挂着一个与甲完全相同的长方体乙并放在水平地面上。当轻质杠杆、两端细线均被拉直且杠杆水平平衡时，长方体甲有的体积露出液面，已知长方体甲下表面受到的液体压强为1000Pa（杠杆质量、动滑轮质量、细线质量及一切摩擦均不计）。求： （1）长方体的密度与液体的密度之比； （2）长方体乙对地面的压强。 【答案】（1）4:5 （2）400Pa 【解析】 【小问1详解】 设长方体体积为，密度为，液体密度为 长方体甲漂浮，根据漂浮条件，浮力等于重力，即 由题意，排开液体体积，根据阿基米德原理和重力公式有 联立等式得 化简得 即长方体密度与液体密度之比为 【小问2详解】 设长方体底面积为，重力 1. 求A端绳子拉力 杠杆平衡时，甲有体积露出液面，排开液体体积，甲受到浮力 对甲受力分析，平衡时，代入 2. 由杠杆平衡求B端拉力 已知，根据杠杆平衡条件，代入得 解得： 3. 求乙对地面的压力 动滑轮轻质，动滑轮对乙的拉力 乙重力，地面对乙的支持力，根据力的作用是相互的，乙对地面的压力 4. 结合液体压强计算乙对地面的压强 已知甲下方液体压强，设甲浸入深度为，则，得，由液体压强公式有 整理得 乙对地面的压强 18. 小明的妈妈为了方便早餐时喝上豆浆，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示为豆浆机的主要结构：中间部位是一个连接着刀头的电动机，用来将原料粉碎打浆；电热管负责对液体加热煮沸。下表是这个豆浆机的主要技术参数。 型号 ****** 额定电压 220V 额定频率 50Hz 电机功率 180W 加热功率 800W 容量 1000mL 小明想探究一下豆浆机工作的具体过程以及耗电情况，在某次使用之前，先查看了他家的单相电子电能表，上面注明1600imp/（kW·h），之后，他关闭其他所有家用电器，将浸泡好的适量黄豆和1000cm3的清水放入豆浆机的杯体，启动自动控制键，开始用钟表计时的同时记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，豆浆机按“①加热→②预打浆→③加热→④打浆→⑤煮浆→⑥防溢延煮”的程序正常工作直至豆浆机发出声光警报，提示豆浆已做好。从启动自动控制键至豆浆机发出声光警报，整个过程用时20min，电能表上面的发光二极管闪烁了320次。其中①、③、⑤三个过程为电热丝单独不间断工作，而②、④为电动机单独间歇工作，此过程中电动机累计工作时间为2min，⑥为电热丝单独间歇工作。请回答： （1）②、④两个过程中，电动机为什么要间歇工作？ （2）在豆浆机工作的20min内，消耗的电能为多少？ （3）在豆浆机工作的20min内，电热丝和电动机都不工作的时间为多少？ 【答案】（1）让被粉碎的食材有时间回落，保证粉碎更充分均匀，同时避免电动机长时间连续工作过热，延长设备使用寿命。 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电动机打浆过程中，若持续工作，会将豆浆原料持续快速粉碎，无法让被搅动的液体和食材有回落的时间，难以实现充分的粉碎研磨；同时电动机长时间连续工作会产生过多热量，容易出现过热损坏的问题。因此，间歇工作可以让被粉碎的食材有时间回落，保证粉碎更充分均匀，同时避免电动机长时间连续工作过热，延长设备使用寿命。 【小问2详解】 总消耗电能 【小问3详解】 电动机消耗的电能 总电能减去电动机消耗的电能，即为电热丝工作消耗的电能 由可得电热丝总工作时间 两者都不工作的时长 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $