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2019 年广西北部湾经济区初中学业水平考试
物理
(考试时间:90 分钟 满分:100 分)
第 I 卷(选择题 共 32 分)
一、单项选择题(每小题 2 分,共 32 分。每小题只有一个选项是正确的。请考生用 2B 铅笔在答题卡上
将选定的答案标号涂黑。)
1.下列数据,最接近实际的是( )
A.一节新干电池的电压约为 1.5VB.一位中学生的质量约为 300kg
C..家用手电筒灯泡的功率约为 500WD.中学生跑完百米所用的时间约为 5s
【答案】A
【解析】A.一节新干电池的电压约为 1.5V,故 A 正确;B.一位中学生的质量约为 50kg,故 B 错误;
C.家用手电筒灯泡使用电源电压约为 3V,灯泡的电阻约为 10Ω,根据 W9.010Ω
(3V)22
R
UP ,即
功率约为 1W,故 C 错误;D.中学生跑完百米所用时间约为 14s,即平均速度约为 8m/s,故 D 错误。
2.如图 1 所示,能解释“倒影”形成的是( )
A.光的色散 B.光的折射 C.光的反射 D.光的直线传播
【答案】C
【解析】“倒影”实际上是拱桥在水中所成的虚像,这种情况属于平面镜成像,而平面镜成像的原理是
光的反射,故 C 正确。
3.下列过程属于熔化现象的是( )
A.冰雪消融 B.霜满枝头 C.滴水成冰 D.樟脑片变小
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【答案】A
【解析】A.冰雪消融是固体变成液体的过程,属于熔化现象,故 A 符合题意;B.霜满枝头是气体变
成固体的过程,属于凝华现象,故 B 不符合题意;C.滴水成冰是液体变成固体的过程,属于凝固现象,
故 C 不符合题意;D.樟脑片变小是固体变成气体的过程,属于升华现象,故 D 不符合题意。
4.下列符合安全用电常识的是( )
A.在通电电线上晾晒衣服 B.家用电器的金属外壳不接地
C.在高压输电线下放风筝 D.搬动电器前应断开电源开关
【答案】D
【解析】A.在通电电线上晾晒衣服会引发触电事故,故 A 不符合题意;B.为了避免有金属外壳的家
用电器使用时外壳带电使人体触电,这种家用电器的外壳应接地,故 B 不符合题意;C.在高压输电线
下放风筝会出现风筝触到高压电线,从而使人体触电的事故,故 C 不符合题意;D.为避免因搬动电器
而造成的人体触电事故,搬动前应断开电源开关,故 D 符合题意。
5.关于声现象的描述,正确的是( )
A.“声如洪钟”指的是声音的音调很高 B.“击鼓鸣金”的声音由物体振动产生
C.用超声波清洗戒指,是利用声传递信息 D.嘈杂环境里戴耳塞,是防止噪声的产生
【答案】B
【解析】A.“声如洪钟”指的是声音的大小,即响度很大,故 A 错误;B.“击鼓鸣金”的声音由鼓面振动
产生的,故 B 正确;C.超声波的振动使戒指上的污垢也发生振动,从而使污垢脱落达到清洗目的,这
是利用了声能传递能量;故 C 错误;D.戴耳塞是在人耳处减弱噪声,故 D 错误。
6.“足球进校园”活动的开展,使同学们越来越喜欢足球运动,下列现象不属于力改变物体运动状态的是
( )
A.足球在空中沿弧线飞行 B.足球在草地上越滚越慢
C.被踩在脚下的足球变扁 D.守门员抱住飞来的足球
【答案】C
【解析】A.足球在空中沿弧线飞行时由于运动方向在不断改变,说明足球的运动状态发生了变化,故
A 属于力改变物体运动状态的情形;B.足球在草地上越滚越慢,说明足球的速度变小,即运动状态发
生了变化,故 B 属于力改变物体运动状态的情形;C.被踩在脚下的足球变扁,说明在力的作用下足球
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发生了形变,属于力改变物体的形状的情形; D.守门员抱住飞来的足球,说明足球的速度变小了,即
运动状态发生了变化,故 D 属于力改变物体运动状态的情形。
7.如图 2 所示,在探究“并联电路的电流规律”时,闭合开关 S 后,电流表 A1 的示数是 0.1A,电流表
A2 的示数是 0.3A,则电流表 A 的示数是( )
A.0.1AB.0.2AC.0.3AD.0.4A
【答案】D
【解析】由图 2 知,R1 与 R2 并联接在电路中,电流表 A1 测通过 R1 的电流,电流表 A2 测通过 R2 的电流,
电流表 A 测干路电流,根据并联电路的电流规律知,干路电流等于各支路电流之和,故电流表 A 的示
数应等于电流表 A1、A2 的示数之和,即等于 0.4A。
8.为加强校园安全管理,在校内安装监控摄像机。来自物体的光经过摄像机的镜头后形成( )
A.倒立、缩小的实像 B.正立、放大的实像
C.倒立、放大的虚像 D.正立、缩小的虚像
【答案】A
【解析】监控摄像机的成像原理与照相机相同,物体经它们的镜头所成像均为倒立、缩小的实像。
9.下列现象中,属于利用惯性的是( )
A.坐汽车时要系好安全带 B.跳远运动员快速助跑
C.行车时要注意保持车距 D.学校路段需减速慢行
【答案】B
【解析】A.坐汽车时要系好安全带是防止惯性的危害,故 A 不符合题意; B.跳远运动员快速助跑是
利用惯性,故 B 符合题意;C.行车时要注意保持车距是防止惯性的危害,故 C 不符合题意;D.学校
路段需减速慢行是防止惯性的危害,故 D 不符合题意。
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10.下列实例中,属于增大摩擦的是( )
A.往自行车轴承中加润滑油 B.行李箱下安装滚动轮子
C.骑自行车刹车时用力捏闸 D.将滑梯的滑道做得光滑
【答案】C
【解析】增大摩擦的方法有:增大压力或增加接触面的粗糙程度。A.往自行车轴承中加润滑油,是为
了使接触面分离而减小摩擦,故 A 不符合题意;B.行李箱下安装滚动轮子,是变滑动摩擦为滚动摩擦,
从而大大减小摩擦,故 B 不符合题意;C.骑自行车刹车时用力捏闸,是通过增大压力来增大摩擦的,
故 C 符合题意;D.将滑梯的滑道做得光滑,是通过减少接触面的粗糙程度来减小摩擦的,故 D 不符合
题意。
11.如图 3 所示,某一型号的锁设置了三种打开方式:密码(S1)、特定指纹(S2)或应急钥匙(S3),
三者都可以单独使电动机 M 工作而打开门锁,下列电路设计符合要求的是( )
【答案】D
【解析】因为三个开关都可以单独使电动机 M 工作而打开门锁,所以在三个开关应该是并联关系,而且
电动机应处于干路上,这样才会受到三个开关的控制,由此得出 D 选项才符合要求。
12.小明通过观察妈妈“煲汤”的过程联想到一些物理知识,下列说法不正确的是( )
A.“煲汤”是用热传递改变物体的内能
B.汤锅上方“白气”的形成是汽化现象
C.汤的温度越高香气越浓,说明分子的无规则运动越剧烈
D.喝热汤时先要吹一吹,是利用蒸发吸热可以降温的道理
【答案】B
【解析】A.改变内能的方法有:做功和热传递。“煲汤”就是用热传递改变物体的内能的,故 A 正确;
B.“白气”是由水蒸气液化形成的水珠,因此汤锅上方“白气”的形成是液化现象,故 B 错误;C.分子
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的热运动与温度有关,温度越高,分子的热运动越剧烈,我们闻到汤的香气就越浓,故 C 正确;D.喝
热汤时先要吹一吹,使汤上方的空气流速加快,从而加快汤的蒸发,起到快速降温的目的,故 D 正确。
13.我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器。小明猜想它的工作原理如图 4 所示,电磁弹射器的
弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通过强电流时,即可受到强大的推力。小
明的猜想与下列实验原理相同的是( )
【答案】C
【解析】根据小明的猜想知,电磁弹射器的工作原理是磁场对通电导线的力的作用。而这个原理的原理
图正是 C 选项中的实验图。
14.用石墨烯制成的湿敏电阻,其阻值会随含水量的升高而增大。图 5 是检测植物叶片含水量的电路,
电源电压不变。将湿敏电阻 R 附着在叶片上,当叶片含水量升高时( )
A.电流表示数增大 B.电压表示数减小 C.电路总电阻减小 D.电路总功率增大
【答案】B
【解析】由图 5 知,电路是由湿敏电阻 R 和定值电阻 R0 串联构成的,电压表测 R0 两端的电压,当叶片
含水量升高时,湿敏电阻的阻值增大,根据 R 总=R0+R 得电路总电阻增大,又由
R
UI 且 U 不变,得电
路中电流减小,即电流表的示数减小;由 U=IR0 得 R0 两端的电压减小,即电压表的示数减小;而由
总R
UP
2
知电路总功率减小。故应选 B。
15.如图 6 所示,杠杆在拉力 F 的作用下水平平衡。现将弹簧测力计绕 c 点从 a 位置转动到 b 位置的过
程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力 F 的变化情况是( )
A.一直变大 B.一直变小 C.一直不变 D.先变大后变小
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【答案】A
【解析】由图 6 知,弹簧测力计绕 c 点从 a 位置转动到 b 位置的过程中,拉力 F 的力臂是不断减小的,
根据拉力 F 与其力臂的乘积保持不变,得 F 的大小变化情况是:一直变大。
16.如图 7 所示,两个透明容器中密闭着等量的空气,A、B 两 U 形管内的液面相平,电阻丝的电阻
R1=R2=R3。小明用图示装置进行实验,探究电流通过导体时产生的热量 Q 跟什么因素有关。下列说法正
确的是( )
A.此实验在探究电热 Q 与电阻 R 是否有关
B.通过 R1 的电流和通过 R2 的电流大小相等
C.电阻 R1 两端的电压和 R2 两端的电压相等
D.通电后,A 管的液面将会比 B 管的液面高
【答案】D
【解析】由图 7 知,R2 与 R3 并联后再与 R1 串联,R1 处于干路上,根据并联电路的电流特点知,通过
R1 的电流大于通过 R2 的电流,而 R1=R2,可见,该实验探究的是电热 Q 与电流是否有关,故 A、B 均
错误;又根据 U=IR 知,R1 两端的电压大于 R2 两端的电压,故 C 错误;通电后,由于置于密闭空气中
的电阻丝 R1=R2,而通过 R1 的电流大于通过 R2 的电流,由 Q=I2Rt 知,左容器中空气吸热较多,内能增
大较多,温度较高,所以 A 管的液面将会比 B 管的液面高,故 D 正确。
第 II 卷(非选择题 共 68 分)
二、填空题(每空 1 分,共 15 分。请把答案直接填写在答题卡相应的位置上,不要求写出演算过程)
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17.中国援建了巴基斯坦的核电站,核电站的核反应堆利用原子核的__________(选填“裂变”或“聚变”)
释放核能。Wi-fi 无线上网是利用________(选填“电磁波”或“超声波”)传递信息。
【答案】裂变 聚变
【解析】目前的核电站的核反应堆都是利用原子核的裂变释放核能的;Wi-fi 无线上网是通过电磁波来传
递信息的。
18.用带电体接触验电器的金属球,验电器的金属箔会张开,这是因为________(选填“同种”或“异种”)
电荷相互排斥。把盛有水的纸锅放到火上加热,水沸腾了纸锅也不会燃烧,这是因为水沸腾时吸热,温
度__________(选填“上升”、“下降”或“不变”)且低于纸的着火点。
【答案】同种 不变
【解析】被带电体接触的验电器的金属箔会张开,是金属箔带上同种电荷,然后相互排斥的结果。水沸
腾后,尽管不断吸热,但水的温度不会改变,即温度保持在 100℃(1 个标准大气压下),从而使温度低
于纸的着火点。
19.小明同学站在穿衣镜前 1m 处,他在镜中的像到镜面的距离为________m,当他向穿衣镜靠近时,
他在镜中的像的大小_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】1 不变
【解析】根据平面镜成像的特点:像距等于物距。物距等于 1m,则像距等于 1m,即小明在镜中的像到
镜面的距离为 1m;又根据物像等大的特点,当小明向穿衣镜靠近时,他在镜中的像的大小将保持不变。
20.汽车的发动机常用水作为降温的物质,这是因为水的_________较大的缘故。汽油的热值是 4.6×
107J/kg,1kg 汽油完全燃烧放出的热量是___________J。目前热机的效率还比较低,在热机的能量损失
中,_______带走的能量最多,设法利用这部分能量,是提高燃料利用率的重要措施。
【答案】比热容 4.6×107 废气
【解析】汽车的发动机常用水作为降温的物质,是因为水的比热容较大的缘故;1kg 汽油完全燃烧放出
的热量是 Q=qm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×107J;热机的能量损失中,废气带走的能量最多。
21.如图 8 所示,动车快速行驶时,其上方气流的速度_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)下方气
流的速度,从而产生向上的升力;车厢内座椅下方的插座方便了旅客充电的需求,插座间的连接方式是
________联;动车采用了“再生电制动”技术,即在制动时,列车由于惯性仍会向前运动一段距离,带动
发电机发电,将________能转化为电能。
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【答案】大于 并 机械
【解析】根据流体压强的特点:流速越大的地方压强越小。动车快速行驶时,由于上方气流的速度大于
下方气流的速度,所以上方的压强小于下方的压强,从而产生向上的升力;车厢内的插座之间具有互不
干扰的特点,所以插座间的连接方式是并联的;动车采用了“再生电制动”技术,是借助列车由于惯性
仍会向前运动而具备的机械能,使发电机发电,从而使机械能转化为电能。
22.如图 9 所示,利用电动机通过滑轮组(虚线框内的滑轮组未画出)依次拉动物体 A、B。图中效率
为 60%的电动机拉绳子的功率为 30W 且保持不变,不计绳重与摩擦,动滑轮的重力为 6N,拉动 A 向右
做匀速直线运动时,A 所受阻力为 24N,电动机拉绳的力为 F1,此过程中,A 所受的拉力与阻力的大小
______(选填“相等”或“不相等”),电动机工作 3s 消耗的电能为__________J。拉动 B 向右做匀速直线运
动时,B 所受阻力为 18N,电动机拉绳的力为 F2,F2 比 F1 小 2N,此时电动机拉绳的力 F2 为_______N。
【答案】相等 150 6
【解析】由于 A 做匀速直线运动,所以 A 所受的拉力与阻力是一对平衡力,则两个力的大小相等;根据
题 意 , 电 动 机 的 输 出 功 率 即 有 用 功 率 为 P 出 =30W , 由
总
有
P
P 得 电 动 机 消 耗 的 总 功 率 为
W506.0
W30
%60
W30
有
总
PP ,则电动机工作 3s 消耗的电能为 150J3s50W tPW 总 ;设有
n 股绳子承担拉力,则有
n
N24F1 ①,
n
8N1F2 ②,又 N2FF 21 ③,解得 3n ,代入②得
F2=6N。
三、作图与简答题(共 8 分,请把答案直接填写在答题卡相应的位置上。)
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23.(1)(2 分)物体静止在水平桌面上,请在图 10 中画出物体所受支持力的示意图。
【答案】如答图 1 所示
答图 1
(2)(2 分)入射光线 AO 从空气斜射入水中,请在图 11 中画出折射光线的大致方向。
【答案】如答图 2 所示
答图 2
24.(4 分)小明在旅行途中,发现大货车的轮子很宽大,看到某段道路旁有如图 12 所示的限速标志。
请用物理知识解释大货车轮子宽大的原因,并从能量的角度解释限速行驶的原因。
【解析】(1)大货车载货后一般质量都会很大,对路面的压力会很大,为了减小货车对路面的压强,降
低货车对路面的破坏作用,根据压强公式
S
Fp 知,可以通过增大货车与路面的接触面积来减小压强,
因此,大货车轮子要设计成比较宽大。(2)物体的动能跟其质量和速度大小有关,且质量越大、速度越
大,物体的动能就越大;在汽车的质量不能改变的情况下,为了减小汽车的动能,从而减小汽车的刹车
距离或减小汽车撞击障碍物的距离,就需要限速行驶了。
四、实验与探究题(共 20 分,请把答案直接填写在答题卡相应的位置上。)
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25.(6 分)小明同学经常通过观察和实验,探索物理的奥秘。在某次实验中。
(1)用一只透镜正对太阳光,如图 13 甲所示,纸板上出现的现象表明该透镜对光有________作用,是
_________(选填“凹”或“凸”)透镜。
(2)用如图 13 乙的装置进行实验,调节纸板与透镜的距离,纸板上会出现最小的光斑,用刻度尺测量
该光斑与透镜的距离。该刻度尺的分度值为_______cm,透镜与纸板的距离为_______cm。
(3)把温度计的玻璃泡放置在光斑处,发现温度计的示数增大,说明光能可以转化为______能;如图
13 丙所示,此时温度计的示数为______℃。
【答案】(1)会聚 凸 (2)1 10 (3)内 86
【解析】(1)由图甲知,太阳光经该透镜后出现一个明亮、最小的光班,说明该透镜对光线有会聚作用,
即说明该透镜是凸透镜。(2)由图乙知,该刻度尺相邻两条刻度线之间的距离为 1cm,所以该刻度尺的
分度值为 1cm;据图知,纸板的位置刚好在 40cm 刻度处,透镜的位置刚好在 30cm 刻度处,所以透镜与
纸板的距离为 40cm-30cm=10cm。(3)光斑能使温度计的示数增大,说明光能可以转化为内能;由图
丙可读出温度计的示数为 86℃。
26.(7 分)在“测量物体运动的平均速度”实验中。
(1)小球从 A 处沿斜面由静止开始滚下,频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程,如图 14 所
示,小球在做_______(选填“加速”、“减速”或“匀速”)运动,小球受力________(选填“平衡”或“不平
衡”)。
(2)实验数据如下表所示,小球在 BC 段的平均速度为______m/s,CD 段的路程为_______m,比较 AB
与 BC 段的平均速度得 ABv _______ BCv (选填“>”、“”、“
【解析】(1)由图 14 知,小球在相同时间内通过的路程越来越大,说明小球在做加速运动;而加速运
动反映了小球的运动状态不断变化,所以小球受力不平衡。(2)由
t
sv 得小球在 BC 段的平均速度为
.8m/s10.5s
0.9m
BC
BC
BC t
sv ,显然 BCAB vv ;CD 段的路程为 1.5m0.5s3m/s CDCDCD tvs 。(3)
由 tv 图像知,小球在斜面上的速度 v 与时间 t 成正比关系,且比值大小为 4.2
t
v ,因此经过 2s 后,
小球通过 E 点时的速度为 m/s8.42m/s2.4 Ev 。(4)因为小球一直在做加速运动,所以小球经过
路程 AEs 中点时所用时间一定大于 AEt2
1 ,可见小球的速度为 2v 时,小球还没到达路程 AEs 的中点,也即
是说,先有 2v 后有 1v ,所以有 21 vv 。
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27.(7 分)小明用图 16 的实验装置测量小灯泡电阻,小灯泡的额定电压为 4.5V。
(1)连接电路时,开关应_________。
(2)请在图 16 中用笔画线代替导线,完成剩余部分的电路连接(要求:滑片向左移动时,灯变亮)。
(3)正确完成电路连接后,闭合开关时,电流表没有示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,
则电路故障可能是小灯泡________(选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,电流表示数如图 17 所示,
此时电路中的电流为_______A,小灯泡的电阻为________Ω。
(5)小明还设计了如图 18 所示的电路,测出了另一小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器的最大阻值均
为 R0,小灯泡的额定电流为 I 额。请将以下实验步骤补充完整:
①只闭合开关 S、S1,移动 R1 的滑片,使电流表示数为 I 额。
②接着_____________________________________________。
③再将 R1 的滑片调至最左端,记下电流表的示数 I1;将 R1 的滑片调至最右端,记下电流表的示数 I2。
④写出小灯泡额定功率的表达式:P=__________。(用 R0、I 额、I1、I2 表示)
【答案】(1)断开 (2)如答图 3 所示 (3)断路 (4)0.3 15 (5)②只闭合开关 S、S2,调节
R2 使电流表的电流为 I 额 ④
21
02
2
II
RII
额
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答图 3
【解析】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应断开。(2)根据接线要求,需要用笔画线将滑动变阻
器左下方的接线柱跟小灯泡右端的接线柱连接起来,见答图 3 所示。(3)由图 16 知,电路是由小灯泡
与滑动变阻器串联构成的,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;由电流表没有示数可
确定电路属于某处断路,而由电压表示数接近电源电压可确定是小灯泡断路。(4)由图 17 知,电流表
使用的是 0.6A 量程,指针刚好指在刻度盘的正中央,故读数为 0.3A;又小灯泡正常发光,则由
R
UI 得
小灯泡的电阻为 150.3A
V5.4
I
UR 。(5)根据本实验的测量原理 P=UI,在已知 I 额的情况下,需要
测出灯泡的额定电压 U 额,根据图 18,步骤①使电流表示数为 I 额时,灯泡两端的电压刚好为 U 额,在不
知灯泡电阻的情况下,是无法通过 U=IR 求出 U 额的,为此,需要用另一个电阻代替灯泡的电阻,所以,
步骤②的操作应该是:只闭合开关 S、S2,调节 R2 使电流表的电流为 I 额,则有 U 额=I 额 R2;然后再通过
步骤③即可表达出 R2,具体思路是:将 R1 的滑片调至最左端时,电源电压可表达为 U=I1R2;将 R1 的滑
片调至最右端时,电源电压可表达为 U=I2R2+I2R0;根据两式相等求出
21
02
2 II
RIR 。接着代入 U 额=I 额
R2,解得灯泡的额定电压为
21
02
II
RIIU 额
额 ,最后由 P=UI 得出小灯泡额定功率的表达式为:
21
02
2
II
RIIP 额 。
五、计算应用题(共 25 分,解答时要求在答题卡相应的答题区域内写出必要的文字说明、计算公式和
重要的演算步骤。只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分。答案必须明确写出数值和单位。)
28.(6 分)我们在超市购物时,常常使用购物车,已知购物车的质量为 10kg,小明用 10N 的水平推力
推着购物车沿水平地面运动了 4m,用时 4s,求:
(1)购物车的重力;
(2)推力所做的功;
(3)推力的功率。
【分析】(1)已知购物车的质量,根据 G=mg 即可求出购物车的重力;(2)欲要计算推力所做的功,根
据功的计算公式 FsW ,需要知道推力的大小和在推力作用方向上购物车运动的距离,而题意已给出
这两个条件,故代入相关数据即可求出推力所做的功;(3)由(2)求出了推力的功,题意又给出了推
力的作用时间,所以根据
t
WP 可求出推力的功率。
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解:(1)购物车的重力为:
G=mg=10kg×10N/kg=100N
(2)推力所做的功为
0J4m4N10 FsW
(3)推力的功率为
W10s4
J40
t
WP
答:(1)购物车的重力为 100N;(2)推力所做的功为 40J;(3)推力的功率为 10W。
29.(9 分)如图 19 甲所示。一个底面积为 0.04m2 的薄壁柱形容器放在电子秤上,容器中放着一个高度
为 0.1m 的均匀实心柱体 A,向容器中缓慢注水,停止注水后,容器中水的深度为 0.1m,电子秤的示数
与容器中水的深度关系如图 19 乙所示。求:
(1)容器中水的深度为 0.06m 时,水对容器底部的压强;
(2)A 对容器底部压力恰好为零时,容器对电子秤的压强;
(3)停止注水后,A 所受的浮力;
(4)停止注水后,将 A 竖直提高 0.01m,A 静止时水对容器底的压强。
【分析】(1)根据液体压强公式 ghp ,欲求水对容器底部的压强,需要知道水的密度和水的深度,
而这些条件题意均已给出,故可求出压强。(2)欲求容器对电子秤的压强,根据
S
Fp 需要知道容器对
电子秤的压力和容器的底面积 S;而容器的底面积 S 题意已给出,压力大小 F 应等于容器以及容器中水
和柱体 A 的总重力 G 总,即 F=G 总,而 G 总与电子秤的示数 m 之间存在的关系为 G 总=mg,由图乙知,当
水的深度为 h1=0.06m 时,A 对容器底部压力恰好为零,此时 m=2.5kg,故可求出 G 总,再得到 F,然后
将 F 与已知的 S 代入公式即可求出容器对电子秤的压强。(3)当 A 对容器底部压力恰好为零时,A 受到
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的浮力应等于 A 的重力,即 F 浮=GA,此时 A 浸入水的高度为 0.06m,A 刚好处于漂浮状态;由图乙知,
此时容器中注入的水的质量为 m1=2.5kg-1.9kg=0.6kg,设柱体 A 的底面各为 SA,则有 m1=ρ水(0.04 -
SA)h1,据此求出柱体 A 的底面积;当注水的深度为 0.1m 时,由于 A 仍然处于漂浮状态,则柱体 A 所受
浮力不变,即 A 浸入水中的高度仍然为 0.06m,结合 SA 可求出此时 A 排开水的体积为 V 排=0.06SA,再
利用阿基米德原理即可求出 A 所受的浮力。(4)将 A 竖直提高 0.01mΔh 后,A 浸入水中的高度变为
0.05m,即它排开水的体积减少了 ΔhSV A 排 ,也即是水面下降的高度为
S
Vh 排 ,然后求出 A
静止时水的深度 hΔhh 12 ,再根据液体压强公式 ghp 即可求出此时水对容器底的压强。
解:(1)设 h1=0.06m,则水对容器底部的压强为
Paghp 6000.06m10N/kgkg/m10.01 33
1 水
(2)由图乙知,当水的深度为 h1=0.06m 时,A 对容器底部压力恰好为零
此时容器对电子秤的压力为
F=G 总=mg=2.5kg×10N/kg=25N
容器对电子秤的压强为
PaS
Fp 6250.04m
25N
21
(3)当 A 对容器底部压力恰好为零时,有 F 浮=GA,
此时 A 浸入水的高度为 0.06m,A 刚好处于漂浮状态;
由图乙知,此时容器中注入的水的质量为 m1=2.5kg-1.9kg=0.6kg,
设柱体 A 的底面各为 SA,则有 m1=ρ水(0.04 -SA)h1,
即 2
33
1
1
A 0.03m0.06mkg/m101.0
0.6kg04.0h
m04.0S
水
当注水的深度为 0.1m 时,由于 A 仍然处于漂浮状态,
则柱体 A 所受浮力不变,即 A 浸入水中的高度仍然为 0.06m,
此时 A 排开水的体积为 V 排=0.06SA=0.06m×0.03m2=1.8×10-3m3
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由阿基米德原理得 A 所受的浮力为
8N1m101.810N/kgkg/m101.0F 3333
排水浮 gV
(4)将 A 竖直提高 0.01mΔh 后,A 排开水的体积减少量为
342
A m1030.01m0.03mΔhSV 排
水面下降的高度为
m105.70.04m
m103
S
Vh 3
2
34
排
A 静止时水的深度为
0925m.00.0075m0.1mhΔhh 12
A 静止时水对容器底的压强为
Paghp 9250.0925m10N/kgkg/m10.01 33
22 水
30.(10 分)图 20 甲是温度自动报警器。控制电路中,电源电压 U 控=5V,热敏电阻 R2 的阻值与温度的
关系如图 20 乙所示;工作电路中,灯泡 L 标有“9V 0.3A”的字样,R4 为电子嗡鸣器,它的电流达到某
一固定值时就会发声报警,其阻值 R4=10Ω。在 R2 温度为 20℃的情况下,小明依次进行如下操作:闭
合开关 S1 和 S2,灯泡 L 恰好正常发光,此时 R0 的电功率为 P0;将 R1 的滑片调到最左端时,继电器的
衔铁刚好被吸下,使动触点与下方静触点接触;调节 R3 的滑片,当 R3 与 R4 的电压之比 U3:U4=4:1 时,
电子嗡鸣器恰好能发声,此时 R0 的电功率为 0P, 9:4P:P 00 。已知电源电压、灯丝电阻都不变,线
圈电阻忽略不计。求:
(1)灯泡 L 的额定功率;
(2)当衔铁刚好被吸下时,控制电路的电流;
(3)将报警温度设为 50℃时,R1 接入电路的阻值;
(4)工作电路的电源电压 Ux。
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【分析】(1)由题意给出灯泡的额定电压和额定电流,根据 P=UI 即可求出灯泡 L 的额定功率。(2)当
衔铁刚好被吸下时,变阻器 R1 接入电路的阻值刚好为 0,此时控制电路属于热敏电阻 R2 的简单电路,
由图乙可知温度为 20℃时 R2 的阻值,然后根据
2R
UI 控 可求出控制电路的电流。(3)当将报警温度设
为 50℃时,由图乙知,R2 的阻值变为 2R =10Ω,为了保持控制电路的电流与(2)中一样,根据
12 RR
UI 控
即可求出 R1 接入电路的阻值。(4)当继电器的衔铁还没被吸下时,工作电路为灯泡 L 与 R0 串联,此时
电路中的电流为 I 额=0.3A,则有 0
2
0 RIP 额 ;当继电器的衔铁被吸下时,工作电路变成 R3、R4 和 R0 串
联,设此时电路的电流为 I,则有 0
2
0 RIP ;由 9:4P:P 00 即
9
4
0
2
0
2
RI
RI
额
可求得 I=0.2A,然后根据
44 IRU 可 求 出 得 U4 , 再 根 据
1
4
U
U
4
3 求 得 U3 , 又 根 据
9
4
/
/
0
2
0
0
2
0
RU
RU 求 得
3
2
0
0
U
U , 即 有
3
243
额UU
UUU
x
x ,进而求出工作电路的电源电压 Ux。
解:(1)灯泡 L 的额定功率为
P 额=U 额×I 额=9V×0.3A=2.7W
(2)当衔铁刚好被吸下时,变阻器 R1 接入电路的阻值刚好为 0
由图乙知温度为 20℃时 R2 的阻值为 R2=25Ω
控制电路的电流为
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A2.025
V5
2
R
UI 控
(3)当将报警温度设为 50℃时,由图乙知,R2 的阻值变为 2R =10Ω,
此时控制电路的电流仍然为 I=0.2A
由
12 RR
UI 控
得 R1 接入电路的阻值为
1510A2.0
V5
21 RI
UR 控
(4)当继电器的衔铁还没被吸下时,
电路中的电流为 I 额=0.3A,则有 0
2
0 RIP 额 ;
当继电器的衔铁被吸下时,
设此时电路的电流为 I,则有 0
2
0 RIP ;
由 9:4P:P 00 即
9
4
0
2
0
2
RI
RI
额
可求得 I=0.2A,
此时 V210A2.0IRU 44
而
1
4
U
U
4
3 ,则得 U3=8V
因为
9
4
/
/
0
2
0
0
2
0
RU
RU ,所以得
3
2
0
0
U
U ,
即有
3
243
额UU
UUU
x
x
,
即 3
2
V9
V2V8
x
x
U
U
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解得 Ux=12V