（本卷共26小题，全卷共六个大题，满分100分）
一、单项选择题（本题有10个小题，共20分。每个小题给出的四个选项中，只有一个是正确的，选对的每小题得2分。多选、不选、错选均不得分）
1.下列估测最接近实际情况的是（ ）。
A. 一个篮球的质量约为5g；B. 一个鸡蛋的质量约为0.5kg；
C. 物理课本长约为26cm； D. 一张课桌高约为1.5m
【答案】C。
【解析】A、一个篮球的质量约为0.5kg
B、一个鸡蛋的质量大约是50g；
C、物理课本的宽度大约是26cm左右；
D、一张课桌高约为0.7--0.8m。 故选C。
2.下图是用带电小球探究电荷间相互作用规律的实验装置，其中符合事实的是（ ）。
【答案】B。
【解析】A、同种正电荷之间相互排斥，两球应该远离；不符合题意。
B、正、负异种电荷之间相互吸引，两球相互靠近；符合题意。
C、同种负电荷相互排斥，两球应该远离；不符合题意。
D、正、负异种电荷之间相互吸引，两球相互靠近；不符合题意。故选B。
3.下列光现象中，由于光的折射而形成的是（ ）。
A.阳光下的影子 B.镜中的倩影 C.放大的邮票 D.水中的倒影
【答案】C。
【解析】A、沿直线传播的阳光照到不透明的人身上，被人挡住，在人身后光照不到的黑暗区域形成影子，阳光下的影子是光的直线传播形成的，不是光的折射形成的。
B、镜中的倩影是人在平面镜中成的像，是光的反射形成的，不是光的折射形成的。
C、放大的邮票是光的折射形成的，符合题意。
D、水中的倒影是平面镜成像，是光的反射形成的，不是光的折射形成的。故选C。
4.自然界中的云、雨、雪、雾、露、霜等现象，都是水的物态发生变化形成的，图中描述的物理现象理解正确的是（ ）。
A．“飘渺的雾”是气化现象
B．“晶莹的露”是熔化现象
C．“凝重的霜”是凝华现象
D．“轻柔的雪”是液化现象
【答案】C。
【解析】A、雾是空气中的水蒸气液化形成的，是液化现象，理解不正确。
B、露是由空气中的水蒸气遇冷形成的，是液化现象；理解不正确。
C、霜是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶，是凝华现象；正确。
D、雪是由空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶，是凝华现象，理解不正确。故选C。
5.下列有关声的说法正确的是（ ）。
A.只要物体振动就能听见声音；
B.考场周围禁鸣喇叭是在人耳处减弱噪声；
C.“听诊器”能使人的心脏振动幅度增大，音调升高；
D.用超声波能击碎人体内的结石，说明声波具有能量
【答案】D。
【解析】声音可以传递信息，也可以传递能量；人们用声音交流就是传递信息的例子，超声波碎石机是利用超声波高能量的特点制成的。能听见物体振动的声音，还需要有能传播声音的介质；物体振动，但没有传播声音的介质，也不会听见声音，所以A错误；
“只要物体振动就能听见声音”是错误的。“考场周围禁鸣喇叭是在人耳处减弱噪声”属于在声源处控制声音的产生，所以B错；
“听诊器”能使心脏产生的声音有效传播给医生，不可能使人的心脏声音的振幅增大，也不会改变音调，故C错；
超声波具有能量，利用此能量能够击碎人体内的结石，是超声波的一种应用，故D是正确的。
6.改革开放以来，我国的航天事业得到了空前的发展，并取得了举世瞩目的成就。如图所示，为我国神舟号飞船返回舱减速降落的情景。返回舱在此过程中（ ）。
A．动能减小，重力势能减小 B．动能增大，重力势能增大
C．动能不变，重力势能减小 D．动能减小，重力势能不变
【答案】A。
【解析】回舱减速降落的过程中，质量不变，速度变小，高度变小，则返回舱的动能减小、重力势能减小，故A正确、BCD错误。故选A。
7.许多家庭的卫生间都安装有照明灯和换气扇。使用时，有时需要各自独立工作，有时需要它们同时工作。如图所示的电路中，你认为符合上述要求的是（ ）。
【答案】D。
【解析】分析题意要求电灯与风扇相互不影响，能独立工作，故应使电灯与风扇并联，且要“各自独立工作”说明各自的支路有一个开关控制，干路上没有开关。故选D。
8.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时烛焰在光屏上成一个清晰的像，由此判断下列说法正确的是（ ）。
A．光屏上的像是倒立、放大的实像；
B．光屏上的像是正立、缩小的实像，照相机是根据该原理制成的；
C．若蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜向左移动适当距离，仍可在光屏上得到清晰的像；
D．若换用材料与口径相同但更厚一些的凸透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须远离凸透镜
【答案】C。
【解析】AB、由图知，物距大于像距，此时物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像．照相机、摄像机就是根据这个原理制成的；故AB错。
C、根据光路是可逆的，若蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜向左移动适当距离，当物距等于原来像距时，仍可在光屏上得到清晰的像，此时成倒立、放大的实像，故C正确。
D、若换用材料与口径相同但更厚一些的凸透镜，焦距更小、会聚能力更强，像距更小，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须靠近凸透镜，故D错。故选C。
9.在光滑的水平面上，使原来静止的物体运动起来以后，撤去外力，物体将不断地继续运动下去，原因是（ ）。
A.物体仍然受到一个惯性力的作用；
B.物体具有惯性，无外力作用时，保持原来运动状态不变；
C.由于运动较快，受周围气流推动；
D.由于质量小，速度不易减小
【答案】B。
【解析】在光滑的水平面上的物体不受力的作用，即合力为零，因此使原来静止的物体运动起来以后，撤去外力，物体由于惯性，将保持原来的速度永远运动下去。故选B。
10.
关于家庭电路和安全用电，下列说法中正确的是（ ）。
A．使用试电笔时，手指不能触碰试电笔上端的金属帽；
B．金属外壳的用电器必须接地；
C．低于220V的电压对人体都是安全的；
D．若空气开关“跳闸”，一定是电路中出现了短路
【答案】B。
【解析】A、使用试电笔时笔尖应该接触被测导线，手指按住笔尾的金属帽。故A错误；
B、有些电器的外壳是金属的，为了防止漏电，把外壳接地让漏出来的电导入到大地，避免触电。故B正确；
C、经验证明，只有不高于36V的电压对人体才是安全的。故C错误；
D、空气开关“跳闸”，说明电路电流太大，原因是电路中出现了短路或用电器的总功率过大。故D错误。故选B。
11.我国北方的冬季气温很低，到处都是冰天雪地，人们有时会将冰雪融化取水，把冰雪放在水壶里热取水的过程中，下列说法正确的是（ ）。
A.冰在0℃时，内能为0；
B.这是通过做热传递的方式改变物体的内能；
C.在加热过程中，壶内的温度一直在上升；
D.水的温度越高，水分子运动越剧烈
【答案】BD。
【解析】A、一切物体在任何时候都有内能，因此冰在0℃时，内能不为0，故A错误。
B、把冰雪放在水壶里热取水，是利用热传递的方式改变物体内能的，故B正确。
C、在加热过程中，雪熔化的过程中，温度不变，内能增加，故C错误。
D、分子的运动快慢与温度有关，水的温度越高，水分子运动越剧烈，故D正确。
12.如图所示的电路，电源电压恒为4.5V，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻阻值5Ω，滑动变阻器R的最大阻值50Ω，闭合开关S，移动滑片P的过程中，下列说法正确的是（ ）。
A．若滑片P向左移，电流表的示数变大；
B．电压表与电流表的比值不变；
C．滑动变阻器允许的调节范围是2.5Ω～50Ω；
D．电流表的变化范围是0.3A～0.6A
【答案】AD。
【解析】由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）若滑片P向左移动，接入电路中的电流变小，电路中的总电阻变小，
由I=
可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故A正确；
（2）由R=
可知，电压表与电流表的示数比值等于滑动变阻器接入电路中电阻，
则滑片移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻发生变化，电压表与电流表的示数比值变化，故B错误；
（3）当电流表的示数I大=0.6A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，定值电阻的功率最大，此时电路中的总电阻：R总=
=
=7.5Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑小=R总﹣R=7.5Ω﹣5Ω=2.5Ω，
定值电阻消耗的最大功率：PR大=I大2R=（0.6A）2×5Ω=1.8W；
当电压表的示数U滑=3V时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，定值电阻的电功率最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R两端的电压：UR=U﹣U滑=4.5V﹣3V=1.5V，
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I小=
=
=0.3A，
故电流表的变化范围是0.3A～0.6A。
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R滑大=
=
=10Ω，
则滑动变阻器的阻值变化范围为2.5Ω～10Ω，故C错误，D正确；故选AD。
13.建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障，核潜艇是海军的战略重器，如图是我国094型战略导弹核潜艇，关于它在海中状态的有关分析正确的是（ ）。
A.上浮过程中所受浮力逐渐增大；B.悬浮时所受浮力等于重力；
C.悬浮和漂浮时所受的浮力相等；D.漂浮时比悬浮时排开海水质量小
【答案】BD。
【解析】A．上浮过程中所受浮力逐渐增大；此说法错误。物体受到的浮力与其排开液体的体积有关，上浮过程中潜艇排开水的体积不变，浮力不变。
B．悬浮时所受浮力等于重力；此说法正确。潜艇悬浮时，处于静止状态，潜艇受到平衡力的作用，故潜艇受到的浮力大于其重力。
C．悬浮和漂浮时所受的浮力相等；此说法错误。潜艇悬浮时，潜艇排开水的体积等于潜艇的体积；潜艇漂浮时，排开水的体积小于潜艇的体积。
D．漂浮时比悬浮时排开海水质量小；此说法正确。漂浮时，潜艇排开海水的体积小于悬浮时排开海水的体积，故排开海水的质量亦是如此。此题说法正确的是BD。
14.关于图中所示的通电螺线管，下列说法正确的是（ ）。
A．通电螺线管的右端是S极；
B．只对调电源正负极，通电螺线管的磁场方向不发生改变；
C．通电螺线管的外部磁感线是从N极发出回到S极的；
D．当滑动变阻器的滑片向右移动时，通电螺线管的磁性增强
【答案】CD。
【解析】A、由于电源右端为正极、左端为负极，由安培定则可知，用右手握住通电螺线管，让大拇指指向右侧，故通电螺线管的右端是N极；故A错误；
B、改变电源的正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，通电螺线管的磁场方向发生改变，故B错误；
C、通电螺线管的外部磁感线是从N极发出回到S极的，故C正确；
D、滑动变阻器P向右移动时，接入电路中的电阻变小，电流变大，通电螺线管的磁性将增强；故D正确。故选CD。
15.如图所示，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使木块在水平木板上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )。
A．木块只受到拉力、滑动摩擦力两个力；
B．弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小；
C．木块的速度越大，滑动摩擦力越大；
D．在木块上再放置一个砝码，则滑动摩擦力会变大
【答案】BD。
【解析】A：木块只受到拉力、滑动摩擦力两个力；此说法错误。木块在受到拉力和摩擦力的同时，还受到重力和桌面对它的支撑力的作用。
B：弹簧测力计的示数大于滑动摩擦力的大小；此说法错误。物体做匀速运动说明物体受到平衡力作用，拉力和物体受到的摩擦力是一对平衡力，故弹簧测力计的示数应等于物体受到的摩擦力。
C：木块的速度越大，滑动摩擦力越大；此说法错误。摩擦力与物体运动速度无关。
D：在木块上再放置一个砝码，则滑动摩擦力会变大；此说法正确。滑动摩擦力与物体受到的压力有关，压力大，摩擦力就大。
16.（2分）一束光AO从空气斜射入水中，请在图中画出它的反射光线以及折射光线的大致方向。
【解析】过入射点作出法线，然后在空气中法线的另一侧作出反射光线，注意反射角等于入射角；再在水中法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角，如图所示：
17.（3分）如图所示，闭合开关S后小磁针沿顺时针方向偏转90°后静止，请在图中括号内标出电源的“+”极，并标出通过通电螺线管外A点的磁感线的方向。
【解析】小磁针偏转90°后，其N极向右，S极向左，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的规律，可判断出通电螺线管的右端是N极，据此得出磁感线在A处的方向是向左的；再根据安培定则可以判定出电源的正极在左端，负极在右端。如图所示。
四、科普阅读题（本题有1个小题，共4分）
18.星期日，小王在家里写完作业后，小王的妈妈让小明去理发店理发，小王想绿色出行，因此就骑着家里的自行车去理发店了。骑在人行绿道上，小王就用力打着铃声，让路上的人注意安全，小王还看到路上内燃机车在奔驰，车还从排气筒中冒出黑烟。在上坡时小王就猛踩了几下自行车才上去，一会就到了理发店门口。进入店内，服务员先给他洗头，然后就用剪刀剪，最后就用吹风机给他吹风，小王刚开始感觉到风太热了，所以就让服务员不要吹热风，一会小王的头发就被吹干了，之后就骑着自行车回家去了。想想小王的经历，结合学过的物理知识，请你从中举出三例，并说出它们所包含的物理知识。
物理现象 | 物理知识 | |
1 | ||
2 | ||
3 |
【解析】结合短文给出的信息，学会利用物理现象解释这些生活中的问题，是此题解答的关键。
找出涉及到的物理知识和现象，例如：小王用力按铃，是让路人注意安全，利用了声音可以传递信息；在上坡时小王用力猛踩自行车来提高自行车的速度，是提高自行车动能，有足够的动能转换为重力势能；抽风机吹头发，是电能转化为热能和机械能；小王的头发很快吹干，是因为温度高并加快了空气流通，使蒸发加快等。
此题答案从下表中选取即可。
【答案】见表。
物理现象 | 物理知识 | |
1 | 小王就用力打着铃声，让路上的人注意安全 | 声音可以传递信息 |
2 | 在上坡时小王就猛踩了几下自行车才上去 | 有足够的动能转化为重力势能 |
3 | 吹风机给他吹风，小王刚开始感觉到风太热了 | 电能转化为机械能（风能）和内能 |
4 | 一会小王的头发就被吹干了 | 加快空气流动可以加快液体蒸发 |
19.（5分）如图所示是探究“平面镜成像特点”的实验装置。
（1）为了使观察到的实验现象更好一些，该实验最好选择在 （填“较亮”或“较暗”）的环境中进行。
（2）实验中选择薄玻璃板代替平面镜是为了便于确定 。
（3）实验中将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，然后将未点燃的蜡烛B放在玻璃板后面并移动，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。此实验现象说明像与物 。
（4）将蜡烛B拿走，然后在蜡烛B的位置上放一张白纸，在白纸上 （填“能”或“不能”）看到蜡烛A的像。说明平面镜所成的像是 （“实”或“虚”）像。
【答案】（1）较暗；（2）像的位置；（3）大小相等；（4）不能；虚。
【解析】（1）在比较明亮的环境中，很多物体都在射出光线，干扰人的视线，在较黑暗的环境中，蜡烛是最亮的，蜡烛射向平面镜的光线最多，反射光线最多，进入人眼的光线最多，感觉蜡烛的像最亮，所以应在比较暗的环境中进行实验。
（2）用透明的玻璃板代替平面镜，在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置，也便于比较物像的大小关系。
（3）实验时，她在玻璃板前放置点燃的蜡烛A，将蜡烛B放在玻璃板后并移动，在玻璃板的A侧现察；当B和A的像完全重合时说明像和物的大小相等；
（4）移动玻璃板后的蜡烛B，使它与蜡烛A在玻璃板中所成的像重合，移开蜡烛B，用白纸做屏幕放在该位置，直接观察白纸，在白纸上不能看到蜡烛的像，可知平面镜所成的像是虚像。
故答案为：（1）较暗；（2）像的位置；（3）大小相等；（4）不能；虚。
20.（8分）在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中，采用如图甲所示的实验装置，a、b、c是镍铬合金制成的三根导线，a、b长度相同但粗细（横截面积）不同，a、c粗细相同而长短不同，导线d由锰铜合金制成，长短、粗细与导线b相同。
（1）实验中电流表的示数越大，对应的导线电阻越 ；
（2）将导线a接在M、N之间，闭合开关，电流表示数如图乙所示，此时电流为 A；
（3）依次将导线b、c、d替换导线a接入电路，电流表对应的示数如下表所示：
导线代号 | a | b | c | d |
电流表的示数 | ﹣ | 1.3A | 2.2A | 2.7A |
①选导线a、b比较是为了探究导线电阻的大小与 的关系；探究导线电阻的大小与材料的关系，应选用的两根导线是 （填写导线代号）；
②由此可知：导线电阻的大小与材料有关，用相同材料制成的导线长度越 ，横截面积越 ，电阻越大：
（4）若想进一步用“伏安法”测量导线a的电阻，除了如图甲所示的器材外，至少还需要在此电路接入一个 表和一个变阻器，连好电路后，经多次测量，绘得导线a的U﹣I图象如图丙所示，则其电阻为 Ω。
【答案】（1）小；（2）1.1；（3）①粗细（或横截面积）； b、d；②长；小；（4）电压；1.25。
【解析】（1）实验中通过电流表示数大小反映电阻大小，电流表示数越大，说明导线的电阻越小；
（2）图乙中，电流表的量程为0﹣3A，分度值为0.1A，示数为1.1A；
（3）①导线a、b的材料、长度都相同但粗细（横截面积）不同，b的横截面积较大，是为了探究导线电阻的大小与横截面积的关系，由表格数据可知通过a的电流小于b的电流，所以可以得出在材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小；
探究导线电阻的大小与材料的关系，需要控制长度、横截面积都相同，改变材料，故导线b、d符合题意；
②由表格数据可得出结论：用相同材料制成的导线长度越长，横截面积越小，电阻越大；
（4）根据R＝
知要测量导线a的电阻，需要用电流表测量电流，用电压表测量电压，所以缺少电压表；
由图象中的数据可知：当电压为1.25V时，对应的电流为1.0A，
则导线a的电阻为：R＝
＝
＝1.25Ω。
故答案为：（1）小；（2）1.1；（3）①粗细（或横截面积）； b、d；②长；小；（4）电压；1.25。
21.（7分）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所用小灯泡的额定电压为2.5V，电源为两节新干电池。
（1）请用笔画线表示导线将图甲所示的电路连接完整。要求滑动变阻器滑片P向左滑动时，接入电路中的电阻变小。
（2）在连接完最后一根导线时，小灯泡立即发出明亮的光，检查后发现连线正确，请你找出实验中的两个操作不当之处：
① ；
② 。
（3）改正不当操作后，连续4次测量，测得的数据和观察到的现象如下表所示，其中第2次测量时电流表的示数如图乙所示为 A；小灯泡的额定功率是 W。
实验次数 | 电压U/V | 电流I/A | 电功率P/W | 小灯泡发光情况 |
1 | 1.5 | 0.24 | 很暗 | |
2 | 2 | 较暗 | ||
3 | 2.5 | 0.28 | 明亮 | |
4 | 3 | 0.31 | 很亮 |
（4）通过实验发现，小灯泡两端的 越大电功率越大，灯泡越 。
【答案】（1）如图所示；（2）①连接电路时开关没有断开；②滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处；（3）0.26； 0.7；（4）电压；亮。
【解析】（1）滑动变阻器滑片P向左滑动时，接入电路中的电阻变小，故变阻器滑片以左电阻丝连入电路中，如下所示：
（2）在连接完最后一根导线时，小灯泡立即发出明亮的光，检查后发现连线正确，请你找出实验中的两个操作不当之处：
①连接电路时开关没有断开；
②滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处；
（3）其中第2次测量时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.26A；灯在额定电压下的功率为额定功率，由表中数据，小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；
（4）纵向分析表中数据，小灯泡两端的电压越大电功率越大，灯泡越亮。
故答案为：（1）如上所示；（2）①连接电路时开关没有断开；②滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处；（3）0.26； 0.7；（4）电压；亮。
22.（5分）小林同学利用天平和量筒测量自己配制的盐水的密度。
（1）实验步骤如下：
①把天平放在水平台上，发现指针位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向 移动，使天平平衡；
②在玻璃杯中盛入盐水，放在调节好天平左盘称量，当天平重新平衡时，记下祛码和游码的读数为6.2g；
③把玻璃杯中的部分盐水倒入量筒中，如图乙所示，记下量筒中盐水的体积为 cm3；
④把玻璃杯和剩余盐水放在天平左盘中称量，当天平重新平衡时，所用砝码、游码的位置如图丙所示为 g；
⑤计算出盐水的质量是 g，密度是 kg/m3。
（2）如果小林在实验过程中先测量盐水的体积，再测量盐水的质量，则测得的密度值会偏 。
【答案】（1）①右；③60；④54.2；⑤72；1.2×103；（2）小。
【解析】（1）①调节天平平衡时需先将游码移至标尺零刻线处，螺母向上翘的一端移动，如图甲所示，此时应将平衡螺母向右移动，使天平平衡；
③把玻璃杯中的部分盐水倒入量筒中，如图乙所示，记下量筒中盐水的体积为 60mL＝60cm3；
④把玻璃杯和剩余盐水放在天平左盘中称量，当天平重新平衡时，所用砝码、游码的位置如图丙所示为20g+20g+10g+4.2g＝54.2g；
⑤量筒中盐水的质量m＝126.2g﹣54.2g＝72g，
则盐水的密度：ρ＝
＝
＝1.2g/cm3＝1.2×103kg/m3；
（2）如果小林在实验过程中先测量盐水的体积，再测量盐水的质量，在将盐水倒出时会有残留使测量盐水质量偏小，利用密度公式计算时测得的密度值会偏小；
故答案为：（1）①右；③60；④54.2；⑤72；1.2×103；（2）小。
六、计算题（本题有4个小题，共26分。解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的计算步骤，只写出最后答案的不能得分）
23.（6分）小明家利用天然气灶烧水，把质量为1kg的20℃的水烧开（在标准大气压下）。
（1）通过观察天燃气表得知消耗了0.01m3的天然气，如果天然气的密度为0.7kg/m3，烧水时消耗天然气多少千克？
（2）在此过程中水需要吸收多少热量？
（3）用额定功率是800W的电热壶在220V额定电压下，烧开同样质量的水，若电能转化为内能的效率是84%，则通电时间是多少？
【解析】（1）烧水时消耗天然气的质量：m=ρV=0.7kg/m3×0.01m3=0.007kg；
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm（t2﹣t1）=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J；
（3）由题知，Q吸=W电×84%，电流做功：
通电时间：
。
答：（1）在此过程中水需要吸收3.36×105J的热量；（2）通电时间是500s。
24.（6分）如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有正方体木块A，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，当容器中水深为20cm时，木块A有3/5的体积浸在水中，此时弹簧恰好处于自然状态，即没有发生形变（已知水的密度为1.0×103kg/m3，不计弹簧所受的浮力，g取10N/kg）。
（1）求此时容器底部受到水的压强；
（2）求木块A的密度；
（3）先向容器内缓慢加水，直至木块A刚好完全浸没在水中，此时弹簧对木块的作用力为F1，再打开阀门B缓慢放水，直至木块A完全离开水面时，再关闭阀门B，此时弹簧对木块A的作用力为F2，求F1与F2之比。
【解析】（1）当容器中水深为20cm时，容器底部受到水的压强：
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa；
（2）弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变，则此时木块漂浮，所以，F浮=G，即：
ρ水gV排=ρ木gV木，已知V排=
V木。所以，ρ木=
ρ水=
×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3。
（3）木块完全浸没时，物体A受到向上的浮力、向下的重力、弹簧向下的弹力而处于平衡状态，根据力的平衡条件可得，F浮=G+F1，则弹簧对木块的作用力：
F1=F浮﹣G=ρ水gV木﹣ρ木gV木=ρ水gV木﹣
ρ水gV木=
ρ水gV木；
木块A完全离开水面时，物体A受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力处于平衡状态，则弹簧对木块的作用力：F2=G=ρ木gV木=
ρ水gV木，
所以F1：F2=
ρ水gV木：
ρ水gV木=2：3。
【答案】（1）此时容器底部受到的水的压强为2×103Pa；（2）木块A的密度为0.6×103kg/m3；
（3）F1与F2之比为2：3。
25.（4分）如图所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物。起重机起动时滑轮组将重物竖直向上匀速提起，其中N是柱塞，可向上支撑起起重臂ODC．重物和动滑轮总重为15000N，不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重。问：
（1）钢丝绳自由端上作用力F的大小为 N。
（2）当柱塞向上支撑起起重管绕固定端O转动时，起重臂ODC是 力杠杆。
（3）当重物以0.4m/s的速度匀速上升时，钢丝绳自由端上作用力F的功率是多少？
【解析】（1）由图知，承担物重的绳子股数n＝3，
不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重，则钢丝绳自由端上作用力：
F＝
（G+G动）＝
×15000N＝5000N；
（2）起重臂的支点在O点，滑轮组和重物对C端的拉力为阻力，
由图知，柱塞施加动力的力臂明显小于阻力的力臂，所以此设备是费力杠杆；
（3）钢丝绳自由端移动速度为v＝3×0.4m/s＝1.2m/s，
绳自由端上作用力F的功率：P＝
＝
＝Fv＝5000N×1.2m/s＝6000W。
答：（1）5000；（2）费；（3）钢丝绳自由端上作用力F的功率是6000W。
26.（8分）养生壶的原理如图所示，它有加热和保温两档。当加热到设定温度时，养生壶自动切换为保温档。（养生壶的部分参数如表所示）
（1）当开关S1闭合，S2 （填“闭合”或“断开”）时，养生壶处于加热状态。
（2）在保温档正常工作时，求电路中的电流是多少？
（3）求R1、R2的阻值。
（4）如果养生壶的效率为70%，那么在标准大气压下要将满壶的水从20℃加热至沸腾，请问需要多少分钟？
壶的容积 | 1.5L |
额定电压 | 220V |
加热功率 | 1000W |
保温功率 | 44W |
【解析】（1）养生壶处于加热状态时，电路的总功率最大，
由P＝UI＝
可知，电源的电压一定时，电路的总电阻最小，
由电路图可知，当开关S1、S2闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，养生壶处于加热状态；
（2）在保温档正常工作时，由P＝UI可得，电路中的电流：I＝
＝
＝0.2A；
（3）养生壶处于加热状态时，电路为R1的简单电路，
则R1的阻值：R1＝
＝
＝48.4Ω，
当开关S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，总功率最小，养生壶处于保温状态，
由I＝
可得，此时电路中的总电阻：R总＝
＝
＝1100Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝1100Ω﹣48.4Ω＝1051.6Ω；
（4）满壶水的体积：V＝1.5L＝1.5dm3＝1.5×10﹣3m3，
由ρ＝
可得，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg，
在标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J，
由η＝
×100%可得，消耗的电能：W＝
＝
＝7.2×105J，
由P＝
可得，需要的加热时间：t′＝
＝
＝720s＝12min。
答：（1）闭合；（2）在保温档正常工作时，电路中的电流是0.2A；（3）R1的阻值为48.4Ω，R2的阻值为1051.6Ω；（4）如果养生壶的效率为70%，那么在标准大气压下要将满壶的水从20℃加热至沸腾需要12min。
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