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    2023年广东省深圳市南山区南海中学中考物理三模试卷

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    2023年广东省深圳市南山区南海中学中考物理三模试卷

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    这是一份2023年广东省深圳市南山区南海中学中考物理三模试卷,共34页。试卷主要包含了单项选择题,作图题,填空题,计算题,综合题等内容,欢迎下载使用。
    2023年广东省深圳市南山区南海中学中考物理三模试卷
    一、单项选择题(10小题,每小题2分,共20分)
    1.(2分)关于如图所示的声现象,下列说法正确的是(  )
    A.图甲中,早期的机械唱片上有一圈圈沟槽,唱针划过沟槽时振动发出声音
    B.图乙中,用等大的力依次敲击装水的玻璃瓶,能发出的声音的响度不同
    C.图丙中,纺织工人工作时佩戴耳罩,是为了在传播过程中减弱噪声
    D.图丁中,汽车用倒车雷达可探测到障碍物,说明超声波能传递能量
    2.(2分)如图所示是物理课本中的四个小实验。下列对实验的分析正确的是(  )
    A.图甲:液体压强计是利用连通器的特点来工作的
    B.图乙:若只将玻璃管换成较粗的管子,则水银柱高度会降低
    C.图丙:坦克装有宽大的履带是通过增大受力面积来减小压强
    D.图丁:用滑轮组提升重物既省力又省功
    3.(2分)如图所示,春光明媚,小红到树木园游玩。粉红的桃花映在眼底,鱼儿在清澈的湖水中游动,湖水中掩映着树木的倒影,暖阳下地上的人影……对下列光现象的成因解释正确的是(  )

    A.地上的“人影”——光的反射
    B.眼中的“花影”——光的反射
    C.水中的“树影”——光沿直线传播
    D.水中的“鱼影”——光的折射
    4.(2分)水是生命之源,节约用水是公民的基本素养。关于水的物态变化,下列说法不正确的是(  )
    A.从冰箱里取出的雪糕,会慢慢变小,这是熔化现象,需要吸热
    B.从冰箱拿出的瓶装水,瓶身挂的水珠,这是液化现象,需要放热
    C.瓶装水放入冰箱后,结成冰,这是凝固现象,需要放热
    D.打开冰箱的冷冻箱门,看见白色的霜,这是凝华现象,需要吸热
    5.(2分)滑板运动是青少年喜爱的一项活动,图为某滑板俱乐部训练时空中某瞬间的照片,下列说法正确的是(  )

    A.落地后仍继续向前滑行,是由于他受到惯性的作用
    B.起跳后他在空中旋转的过程中,不受力的作用
    C.滑板对运动员的支持力,是因为滑板发生形变产生的
    D.踩着滑板站在水平地面上时,对地面的压力与他受到的支持力是一对平衡力
    6.(2分)如图所示,下列有关电与磁的知识,说法正确的是(  )
    A.甲图中使用验电笔时,手应接触笔尾金属体
    B.乙图的连接方式符合家庭电路安全用电要求
    C.丙图是电动机的原理图,最早是由德国科学家欧姆提出
    D.丁图是发电机的原理图,工作时将机械能主要转化为电能
    7.(2分)下列说法正确的是(  )
    A.煤、石油、天然气、风能是不可再生能源
    B.太阳释放的能量是核裂变产生的
    C.电视、广播、电话都是用电磁波来传递信息的
    D.超导材料可以用来制作电热炉、热水器
    8.(2分)家用消毒柜的应用满足了人们对健康生活的追求。如图所示,为某品牌高温烘干紫外线消毒柜。关上柜门后(开关S3闭合),若按下“杀菌键”(开关S1闭合),紫外灭菌灯L工作;若按下“烘干”键(开关S2闭合),发热器和电动机同时工作;若按下自动(开关S1、S2同时闭合),紫外灭菌灯L、发热器和电动机同时工作。若在消毒柜工作时不小心打开柜门(开关S3断开),则该消毒柜立即停止所有工作。图中的电路中最符合要求的是(  )

    A. B.
    C. D.
    9.(2分)小明看到清淤作业人员正在将水塘底部的淤泥搬运到船上。他想:水面高度会变化吗?于是进行了探究:首先,将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中,如图所示;然后,将石块a从水中拿出并轻轻放在木块b上,它们处于漂浮状态,则水面高度将(  )

    A.下降 B.上升 C.不变 D.无法判断
    10.(2分)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则下列判断正确的是(  )

    A.电源的电压为4V
    B.R2的最大阻值为20Ω
    C.图乙中C点表示滑片位于中点时的状态
    D.R1的最大功率为0.8W
    二、作图题(2小题,共4分)
    11.(2分)在图中画出以速度v沿斜面减速上滑的物体所受摩擦力及物体对斜面的压力示意图。

    12.(2分)如图是一种水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时,LED灯亮;水位到达金属块A时,警鸣器响。图中工作电路未连接完整,请用笔画线完成电路的连接。

    三、填空题(4小题,每空1分,共22分)
    13.(3分)(1)图甲中物体的长度是    cm;图乙中,秒表的读数为    s。

    (2)如图丙所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开,则瞬间电流方向从    (选填“从A到B”或“从B到A”)。
    14.(6分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:

    (1)小明安装好杠杆后,发现其左端下沉,如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向    调节。(选填“左”或“右”)
    (2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在    位置再次平衡,当力的方向为竖直向下时,拉力最    (选填“大”或“小”),大小为    N。
    (3)课后,小明制作了一个简易杠杆,调节杠杆在水平位置平衡,然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币,使其在水平位置再次平衡,如图丙所示,则力臂l1:l2=   ,若两边同时各取走一枚硬币,则杠杆的    端将下沉。
    15.(6分)在探究影响滑动摩擦力大小因素的实验中,小强做了如图甲所示的三次实验,用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验中第1次和第2次用相同的长木板,第3次用表面更加粗糙的长木板。

    (1)实验时为测量滑动摩擦力,需要用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平桌面上做    运动,此时弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小;
    (2)比较2、3两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与    的关系;
    (3)刚开始小强做第1次实验时控制不好力度,拉力随时间变化的图像如图乙所示,木块的速度随时间变化的图像如图丙所示,则木块在第7s时的摩擦力为    N;
    (4)小强同学将实验方法进行了改进,实验装置如图丁所示:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,此时地面对木板的摩擦力方向为    (选填“水平向左”或“水平向右”),大小为    N。小强拉动木板没有及时停下来,当木块有三分之一滑出木板表面的时候,木块受到的摩擦力    (选填“变大”“变小”或“不变”)。
    16.(7分)物理实验小组设计了如图甲所示电路图来测量小灯泡的电功率,提供的器材有:电压为3V的电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。

    (1)连接电路时,小组成员发现实物图中有一根导线连接错误,请在需要改动的导线上打“×”,并用笔画线
    代替导线画出正确的接法;
    (2)正确修改实物图并连接电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现两电表始终无示数,检查故障发生在
    小灯泡或滑动变阻器上,则故障可能是    ;
    (3)排除故障后闭合开关,从最左端开始移动滑片,记录多组数据,绘制成I﹣U图像,如图乙所示。根据图
    像信息,计算出小灯泡正常发光时的功率为    W,该电路所选的滑动变阻器规格为:   (填写
    选项即可);
    A.10Ω,0.5A
    B.20Ω,1A
    C.25Ω,0.5A
    D.10Ω,1A
    (4)在滑动变阻器滑片向右移动过程中,小灯泡的亮度    (选填“变亮”、“变暗”或“不变”);
    【拓展】为了测量额定电流为I0的小灯泡的额定功率,实验小组又设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定且
    未知,R0为已知阻值的定值电阻,R为滑动变阻器),实验操作如下:
    ①只闭合开关    ,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为l0;
    ②保持滑动变阻器滑片P位置不变,改变开关的通断情况,再记下电流表示数为I,则小灯泡L的额定功率P额=   。(均用I0、R0和I表示)
    四、计算题(2小题,共16分)
    17.(7分)2022年北京冬奥会,氢燃料客车、纯电动汽车等新能源车辆的使用比例将为历届冬奥会之最。如图是氢燃料公交车在平直路面上行驶时的情景。已知c水=4.2×103J/(kg•℃),q氢=1.4×108J/kg。
    (1)求质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。
    (2)若这些热量全部被500kg温度为15℃的水吸收,求水升高的温度。
    (3)氢燃料公交车以恒定功率匀速直线行驶,其效率为50%,燃烧0.6kg的氢燃料可使公交车行驶350s,则公交车匀速直线行驶时的功率是多少?

    18.(9分)在抗击新冠肺炎疫情期间,中医为诊疗发挥了积极作用,成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。袁伯伯购买了如图甲所示的智能电热中药壶(具有“加热”和“保温”两种工作状态),它的内部简化电路如图乙所示,其中只有R1为加热管(只有加热管放出的热量能被水吸收),R2为限流电阻。已知该壶的额定电压为220V,R1的阻值为40Ω,加热时的额定功率为1210W,保温时加热管R1的额定功率为160W。求:
    (1)加热状态工作时,电路中的电流;
    (2)正常工作时,保温状态电路的总功率;
    (3)某傍晚用电高峰期,实际电压为200V,他只让家中电热中药壶通电工作,使其处于“加热”状态6min,求电热中药壶产生的热量。

    五、综合题(1小题,共8分)
    19.(8分)阅读短文,回答问题。
    第一艘国产航母——山东舰
    图甲是中国首艘国产航母——山东舰。这是我国独立自主建造的第一艘航母,其设计理念、重要系统、建造材料,如电磁兼容系统、动力系统、阻拦系统、航母特种钢等,都是我国独立自主研发的,完全没有依赖进口,并且拥有完全自主产权,百分百实现了中国航母中国造。该航母设计携带多种舰载机,是航母战斗力的核心,舰载机可以在航母上起飞、着落,不同的舰载机起飞方式不同:直升机在航母上垂直升降;战斗机滑跃式起飞;重型飞机采用弹射式起飞。
    其中,歼15(J15)作为喷气式战斗机,采用滑跃式起飞,这种起飞方式首先需要航母保持一定的速度,然后战斗机在发动机的很强推动力的作用下,短时间、短距离内达到必要的起飞速度;当它返回降落在甲板上时,需要借助拦阻索的拉力才能尽快停止。如表是歼15战斗机的部分技术参数,其中推重比是指飞机飞行时发动机的总推力与飞机总重的比值,翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值。
    空机质量
    最大起飞质量
    17.5t
    32.5t
    推重比
    发动机最大巡航推力
    0.4~0.9
    2.5×105N

    (1)歼15飞机机身采用高强度、低    合金或新型合成材料,每架舰载飞机起飞前相对于航母   (选填“运动”或“静止”);
    (2)航母满载时的排水量是1200t,求此时航母所受的浮力是    N(g=10N/kg),若航母下底面平均入水深度3m,则航母下底面积约为    m2(假设航母水下部分为长方体,ρ水=1.0×103kg/m3);
    (3)如果航母在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比,当航母以最高航速54km/h匀速航行时受到的阻力是9×105N,则当航母以10m/s的速度匀速航行时受到的阻力为    N;
    (4)若歼15飞机的翼载是500kg/m2,则机翼面积为    m2;
    (5)为庆祝“山东舰”列装服役,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重6倍的恒定的推力。因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。这里的“高”是指啸叫声的    (选填“音色”、“响度”、“音调”)。经实验测量,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图乙所示,则焰火受到的最大阻力为    N。(火药的质量不计,g=10N/kg)

    2023年广东省深圳市南山区南海中学中考物理三模试卷
    参考答案与试题解析
    一、单项选择题(10小题,每小题2分,共20分)
    1.(2分)关于如图所示的声现象,下列说法正确的是(  )
    A.图甲中,早期的机械唱片上有一圈圈沟槽,唱针划过沟槽时振动发出声音
    B.图乙中,用等大的力依次敲击装水的玻璃瓶,能发出的声音的响度不同
    C.图丙中,纺织工人工作时佩戴耳罩,是为了在传播过程中减弱噪声
    D.图丁中,汽车用倒车雷达可探测到障碍物,说明超声波能传递能量
    【分析】(1)声音是由物体的振动产生的;
    (2)声音的高低可以用音调来描述,物体振动得越快,发出的声音的音调就越高;物体振动得越慢,发出的声音的音调就越低;
    (3)减弱噪声的方法有三种:①在声源处减弱;②在传播过程中减弱;③在人耳处减弱;
    (4)声波能够传递信息,也能够传递能量。
    【解答】解:A、唱针在沟槽上划过时会发生振动,从而发出声,故A正确;
    B、用同样的力敲击盛水的玻璃瓶,水越少,振动越快,声音越高,所以从左至右水越来越多,所以发出的声音由高到低,而响度相同,故B错误;
    C、机场工作人员要佩戴耳罩,是为了在人耳处减弱噪声,故C错误;
    D、倒车雷达利用超声波探测障碍物,说明声可以传递信息,故D错误。
    故选:A。
    【点评】本题主要考查了声音的产生、声音的利用,声音的特性,减弱噪声的途径等多个知识点,属基础知识的考查,难度不大。
    2.(2分)如图所示是物理课本中的四个小实验。下列对实验的分析正确的是(  )
    A.图甲:液体压强计是利用连通器的特点来工作的
    B.图乙:若只将玻璃管换成较粗的管子,则水银柱高度会降低
    C.图丙:坦克装有宽大的履带是通过增大受力面积来减小压强
    D.图丁:用滑轮组提升重物既省力又省功
    【分析】(1)上端开口、底部互相连通的容器叫连通器;
    (2)在托里拆利实验中,水银柱的高度是由外界大气压决定的,与玻璃管的粗细、玻璃管是否竖直以及将玻璃管上提、下压均无关;
    (3)在压力一定时,增大受力面积可以减小压强;在受力面积一定时,减小压力也可以减小压强;
    (4)使用滑轮组可以省力;使用任何机械都不能省功。
    【解答】解:A、图甲中液体压强计只有右端开口,而左端是封闭的,所以液体压强计不是利用连通器的特点来工作的,故A错误;
    B、图乙中,若只将玻璃管换成较粗的管子,因外界大气压不变,则玻璃管中水银柱的高度不变,故B错误;
    C、图丙中坦克装有宽大的履带是通过增大受力面积来减小压强的,故C正确;
    D、图丁中用滑轮组提升重物可以省力,但是不能省功,故D错误。
    故选:C。
    【点评】本题考查了连通器的概念、托里拆利实验、减小压强的方法、滑轮组的特点和功的原理,属于综合题,但难度不大。
    3.(2分)如图所示,春光明媚,小红到树木园游玩。粉红的桃花映在眼底,鱼儿在清澈的湖水中游动,湖水中掩映着树木的倒影,暖阳下地上的人影……对下列光现象的成因解释正确的是(  )

    A.地上的“人影”——光的反射
    B.眼中的“花影”——光的反射
    C.水中的“树影”——光沿直线传播
    D.水中的“鱼影”——光的折射
    【分析】(1)光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,小孔成像和影子的形成等,都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
    (2)当光照射到物体表面上时,有一部分光被反射回来的现象是光的反射,例如:平面镜成像、水中倒影都是由光的反射形成的;
    (3)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,这就是光的折射,复色光发生折射时,会出现色散现象,如:海市蜃楼、看水里的鱼比实际位置浅、雨后天空中的彩虹等都是光的折射形成的。
    【解答】解:A.地上的“人影”是由光的直线传播形成的,故A不符合题意;
    B.眼中的“花影”是人的眼睛成像,属于凸透镜成像,是光的折射现象,故B不符合题意;
    C.水中的“树影”是平面镜成像,是光的反射现象,故C不符合题意;
    D.水中的“鱼影”是鱼反射的光通过水折射到空气,是光的折射现象,故D符合题意。
    故选:D。
    【点评】此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解与掌握,在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象,达到学以致用的目的。
    4.(2分)水是生命之源,节约用水是公民的基本素养。关于水的物态变化,下列说法不正确的是(  )
    A.从冰箱里取出的雪糕,会慢慢变小,这是熔化现象,需要吸热
    B.从冰箱拿出的瓶装水,瓶身挂的水珠,这是液化现象,需要放热
    C.瓶装水放入冰箱后,结成冰,这是凝固现象,需要放热
    D.打开冰箱的冷冻箱门,看见白色的霜,这是凝华现象,需要吸热
    【分析】判断物态变化现象,我们首先要清楚各种物态变化的定义;
    然后看物态变化中是什么状态变为什么状态,从而确定是什么物态变化。然后再确定六种物态变化的吸热和放热情况。
    【解答】解:A.雪糕慢慢变小,是固态变成了液态,是熔化现象,需要吸热,故A正确;
    B.从冰箱拿出的瓶装水,瓶身挂的水珠,是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,放出热量,故B正确;
    C.水结成冰,这是凝固现象,需要放热,故C正确;
    D.打开冰箱的冷冻箱门,看见白色的霜,这是水蒸气的凝华现象,需要放热,故D错误。
    故选:D。
    【点评】该题通过日常生活中的实例考查学生对物态变化的理解,难度不大,关键是搞清楚物质物态变化前后的状态。
    5.(2分)滑板运动是青少年喜爱的一项活动,图为某滑板俱乐部训练时空中某瞬间的照片,下列说法正确的是(  )

    A.落地后仍继续向前滑行,是由于他受到惯性的作用
    B.起跳后他在空中旋转的过程中,不受力的作用
    C.滑板对运动员的支持力,是因为滑板发生形变产生的
    D.踩着滑板站在水平地面上时,对地面的压力与他受到的支持力是一对平衡力
    【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;
    (2)对运动员进行受力分析可得出结论;
    (3)支持力是受压面发生形变而产生的力;
    (4)二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
    【解答】解:A、落地后仍继续向前滑行,是由于他具有惯性,但不能说受到惯性的作用,故A错误;
    B、起跳后他在空中旋转的过程中,受到重力和空气阻力的作用,故B错误;
    C、滑板对运动员的支持力,是因为滑板发生形变产生的,其实质是弹力,故C正确;
    D、踩着滑板站在水平地面上时,对地面的压力与他受到的支持力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故D错误。
    故选:C。
    【点评】本题主要考查了对惯性的理解、受力分析、弹力的认识、平衡力的辨别等,有一定综合性,但难度不大。
    6.(2分)如图所示,下列有关电与磁的知识,说法正确的是(  )
    A.甲图中使用验电笔时,手应接触笔尾金属体
    B.乙图的连接方式符合家庭电路安全用电要求
    C.丙图是电动机的原理图,最早是由德国科学家欧姆提出
    D.丁图是发电机的原理图,工作时将机械能主要转化为电能
    【分析】使用验电笔时,手要接触笔尾金属体;
    在家庭电路的连接中,开关应该接在火线和用电器之间。
    在电磁感应现象中,首先要通过外力使导体运动起来,这样就消耗了机械能,电路中产生了感应电流即得到了电能;
    通电线圈在磁场中受力转动是电动机的原理。
    【解答】解:A.使用验电笔时,手要接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体,故A正确;
    B.在家庭电路的连接中,开关应该接在火线和用电器之间,才能在断开开关时,避免发生触电事故,故B错误;
    C.由图可知,丙图是电磁感应的原理图,根据此原理制成发电机,是法拉第发现的,故C错误;
    D.由图可知,丁图是电动机的原理图,电动机工作时将电能转化为机械能,故D错误。
    故选:A。
    【点评】物理学是以观察和实验为主的实验学科,很多的物理知识都来源于实验,在学习中应重视实验的学习,要牢记一些重要实验装置图。
    7.(2分)下列说法正确的是(  )
    A.煤、石油、天然气、风能是不可再生能源
    B.太阳释放的能量是核裂变产生的
    C.电视、广播、电话都是用电磁波来传递信息的
    D.超导材料可以用来制作电热炉、热水器
    【分析】(1)从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源,人类开发利用后,在现阶段不可能再生的能源,属于不可再生能源;指在自然界中可以不断再生、连续利用的能源,属于可再生能源;
    (2)太阳释放的能量是氢聚变产生的;
    (3)电磁波能够传递信息;
    (4)超导体的电阻为零,在使用时不会产生热量,据此判断。
    【解答】解:A、煤、石油、天然气不能短时期内从自然界得到补充,属于不可再生能源,风能在短时期内从自然界得到补充,是可再生能源,故A错误;
    B、太阳释放的能量是核聚变产生的,故B错误;
    C、电视、广播、电话是利用电磁波传递信息的,故C正确;
    D、超导体的电阻为零,在使用时不会产生热量,故超导材料不能用于制作电热炉和热水器,故D错误。
    故选:C。
    【点评】本题考查的知识点较多,包括能源分类、核能、电磁波的应用、超导体的特点与应用等,属基础知识的考查。
    8.(2分)家用消毒柜的应用满足了人们对健康生活的追求。如图所示,为某品牌高温烘干紫外线消毒柜。关上柜门后(开关S3闭合),若按下“杀菌键”(开关S1闭合),紫外灭菌灯L工作;若按下“烘干”键(开关S2闭合),发热器和电动机同时工作;若按下自动(开关S1、S2同时闭合),紫外灭菌灯L、发热器和电动机同时工作。若在消毒柜工作时不小心打开柜门(开关S3断开),则该消毒柜立即停止所有工作。图中的电路中最符合要求的是(  )

    A. B.
    C. D.
    【分析】根据题干中的描述,理解在不同操作的情况下紫外线消毒柜的工作情况,从而判断开关的不同位置和元件的连接情况。
    【解答】解:由题意知,若在消毒柜工作时不小心打开柜门(开关S3断开),则该消毒柜立即停止所有工作,说明S3在干路,控制整个电路;
    关上柜门后(开关S3闭合),若按下“杀菌”键(开关S1闭合),紫外灭菌灯L工作,说明S1控制灯L,它们在同一支路;
    若按下“烘干”键(开关S2闭合),发热器和电动机同时工作,说明S2同时控制发热器和电动机;
    若按下“自动”健(开关S1、S2同时闭合),紫外灭菌灯L、发热器和电动机同时工作,说明S1、S2两个开关控制了三个元件。
    综上所述,图中的电路中最符合要求的是D。
    故选:D。
    【点评】本题考查了对电路的设计与分析,仔细判断不同开关组合时各元件的工作情况,是正确判断的关键,容易出错。
    9.(2分)小明看到清淤作业人员正在将水塘底部的淤泥搬运到船上。他想:水面高度会变化吗?于是进行了探究:首先,将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中,如图所示;然后,将石块a从水中拿出并轻轻放在木块b上,它们处于漂浮状态,则水面高度将(  )

    A.下降 B.上升 C.不变 D.无法判断
    【分析】由图可知,b漂浮,F浮b=Gb,a沉底,F浮a<Ga,
    将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中,把a、b当做一个整体分析,由题意可知都是处于漂浮状态,所以受到的浮力相等,等于它们的总重力,由阿基米德原理F浮=ρ水V排g分析。
    【解答】解:由图可知,b漂浮,F浮b=Gb,a沉底,F浮a<Ga,
    .将石块a轻轻放在木块b上,它们处于漂浮状态,则F浮(a+b)=Ga+Gb,
    可得F浮(a+b)>F浮a+F浮b,由阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知,将石块a轻轻放在木块b上后,a、b排开水的体积比原来变大了,则水面高度将升高。
    故选:B。
    【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,根据阿基米德原理分析出浮力的变化是解题的关键。
    10.(2分)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则下列判断正确的是(  )

    A.电源的电压为4V
    B.R2的最大阻值为20Ω
    C.图乙中C点表示滑片位于中点时的状态
    D.R1的最大功率为0.8W
    【分析】由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
    (1)当滑片位于a端时,接入电路的电阻为0Ω,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,根据欧姆定律表示出电源的电压;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变求出R1的阻值和电源的电压;
    (2)根据电阻的串联和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻一半时电路中的电流,然后结合图象判断对应的点;
    (3)已知电路中的最大电流,根据P=I2R求得R1消耗的最大功率。
    【解答】解:由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
    AB、当滑片位于a端时,接入电路的电阻为0Ω,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,
    由图象可知,Ia=0.6A,
    电源的电压U=IaR1=0.6A×R1……①
    当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,
    由图象可知,Ib=0.2A,Ub=4V,
    则滑动变阻器的最大阻值:
    R2===20Ω,故B正确;
    因串联电路中总电压等于各分电压之和,
    所以,电源的电压U=IbR1+Ub=0.2A×R1+4V……②
    因电源的电压不变,由①②可得:R1=10Ω,U=6V;故A不正确;
    C、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电阻一半时,电路中的电流:
    I中===0.3A,
    由图象可知,对应于D点,故C不正确;
    D、由图可知,电路中的最大电流为0.6A,
    所以R1消耗的最大电功率P=R1=(0.6A)2×10Ω=3.6W,故D不正确。
    故选:B。
    【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是能从图象中得出相关的信息。
    二、作图题(2小题,共4分)
    11.(2分)在图中画出以速度v沿斜面减速上滑的物体所受摩擦力及物体对斜面的压力示意图。

    【分析】摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,物体沿斜面减速上滑,因此摩擦力的方向沿斜面向下,作用点画在物体的重心上;
    物体对斜面的压力,作用在斜面上,作用点就画在斜面上,方向是垂直斜面并且指向斜面内部;
    【解答】解:物体沿斜面减速上滑,因此摩擦力的方向沿斜面向下,从物体的重心作沿斜面向下的力,即摩擦力;
    物体对斜面的压力的作用点在物体与斜面接触面的中点处,从此点与斜面垂直向下的力,即为压力,如下图:

    【点评】此题考查力的示意图的画法,属于常考题目,难度不大,确定摩擦力和压力的作用点和方向是关键。
    12.(2分)如图是一种水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时,LED灯亮;水位到达金属块A时,警鸣器响。图中工作电路未连接完整,请用笔画线完成电路的连接。

    【分析】首先应弄清图中所示的自动报警器工作原理:当水位到达A时,由于一般水具有导电性,那么电磁铁所在电路被接通,吸引衔铁向下,从而接通警鸣器所在电路,此时警鸣器响,而LED灯不亮。
    【解答】解:如图所示,水位未达到金属块A时,只有LED灯亮;水位到达达到金属块A时,即电磁铁接通电路而工作,使衔铁在电磁铁的磁力作用下,接通警鸣器所在电路,达到发出报警信号的目的;电路连接如下图所示:

    【点评】搞清水位的高低是如何控制左侧电路中的电磁铁,而电磁铁又是如何改变右侧工作电路中的连接情况的,是本题的关键。
    三、填空题(4小题,每空1分,共22分)
    13.(3分)(1)图甲中物体的长度是  2.80 cm;图乙中,秒表的读数为  99.8 s。

    (2)如图丙所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开,则瞬间电流方向从  从A到B (选填“从A到B”或“从B到A”)。
    【分析】(1)使用刻度尺测量物体长度之前,要明确其分度值;测量物体长度时,要观察是否从0刻度线量起,起始端没从0刻度线开始,要以某一刻度当作“0”刻度,读出末端刻度值,减去前面的刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位;
    秒表的中间的表盘代表分钟,周围的大表盘代表秒,秒表读数是两个表盘的示数之和;
    (2)丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流方向,电流方向与电子定向移动的方向相反。
    【解答】解:(1)图甲中,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与3.00cm对齐,右侧与5.80cm对齐,故物体的长度为2.80cm;
    图乙中,秒表小盘的分度值是0.5min,指针在1min和2min之间,偏过中线;大盘的分度值是0.1s,而大盘指针在39.8s,因此秒表读数为1min39.8s,即99.8s。
    (2)丝绸摩擦过的玻璃棒带正电缺少电子;电子从B向A移动,因为物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流方向,电流方向与电子定向移动的方向相反,因此瞬间电流的方向是从玻璃棒到验电器的箔片,即从A到B。
    故答案为:(1)2.80;99.8;(2)从A到B。
    【点评】本题考查刻度尺和秒表的读数,以及电流方向的判断,属于简单的基础题。
    14.(6分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:

    (1)小明安装好杠杆后,发现其左端下沉,如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向  右 调节。(选填“左”或“右”)
    (2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在  水平 位置再次平衡,当力的方向为竖直向下时,拉力最  小 (选填“大”或“小”),大小为  2 N。
    (3)课后,小明制作了一个简易杠杆,调节杠杆在水平位置平衡,然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币,使其在水平位置再次平衡,如图丙所示,则力臂l1:l2= 2:1 ,若两边同时各取走一枚硬币,则杠杆的  右 端将下沉。
    【分析】(1)调节杠杆在水平位置平衡时,平衡螺母向上翘的一端移动;
    (2)根据杠杆的平衡条件,可得出可使杠杆保持水平平衡的最小力;
    (3)根据杠杆的平衡条件求出两力臂之比以及若两边同时各取走―枚硬币,杠杆会向哪端下沉。
    【解答】解:(1)如图甲所示,杠杆左端下沉,其右端偏高,应将平衡螺母向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡;
    (2)根据杠杆的平衡条件,F1l1=F2l2知要使力最小,需要使力臂最大,当力的方向竖直向下时,力臂最长,力最小;
    在A点悬挂3个钩码,则由杠杆的平衡条件得:3G×4l=FB×3l,
    解得:最小的力FB=4G=4×0.5N=2N;
    (3)根据杠杆的平衡条件,F1l1=F2l2
    设每个硬币的重力为G,则由图可得,2Gl1=4Gl2,
    则l1:l2=2:1;
    若两边同时各取走―枚硬币,则左边为:Gl1=2Gl2,右边为3Gl2,
    由于2Gl2<3Gl2,所以杠杆的右端将下沉。
    故答案为:(1)右;(2)水平;小;2;(3)2:1;右。
    【点评】本题考查了杠杆平衡的条件,杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,因此在此实验中我们应调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,以便直接读出力臂。探究杠杆平衡的条件就是动力×动力臂=阻力×阻力臂。
    15.(6分)在探究影响滑动摩擦力大小因素的实验中,小强做了如图甲所示的三次实验,用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验中第1次和第2次用相同的长木板,第3次用表面更加粗糙的长木板。

    (1)实验时为测量滑动摩擦力,需要用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平桌面上做  匀速直线 运动,此时弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小;
    (2)比较2、3两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与  接触面粗糙程度 的关系;
    (3)刚开始小强做第1次实验时控制不好力度,拉力随时间变化的图像如图乙所示,木块的速度随时间变化的图像如图丙所示,则木块在第7s时的摩擦力为  3 N;
    (4)小强同学将实验方法进行了改进,实验装置如图丁所示:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,此时地面对木板的摩擦力方向为  水平向左 (选填“水平向左”或“水平向右”),大小为  3.2 N。小强拉动木板没有及时停下来,当木块有三分之一滑出木板表面的时候,木块受到的摩擦力  不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
    【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
    (2)影响摩擦力的因素有压力和接触面的粗糙程度,要探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,需要控制压力大小相同,改变接触面的粗糙程度;
    (3)根据图丙分析各段的运动情况,根据图乙分析出拉力的大小,根据影响摩擦力的因素分析出摩擦力的大小;
    (4)水平匀速拉动木块时,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,据此判断出摩擦力的方向;滑动摩擦力大小与受力面积大小无关。
    【解答】解:(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平桌面上做匀速直线运动,根据二力平衡原理,可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
    (2)图2、3两次控制压力大小相同,改变接触面的粗糙程度,探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
    (3)由图丙知:2~6s物体做匀速运动,此时物体处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图乙知此过程的拉力为3N,所以滑动摩擦力为3N;6~8s物体做减速运动,但由于压力和接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,仍为3N,故第7s时,摩擦力为3N;
    (4)木块相对地面处于静止状态,受到平衡力的作用,水平向左的拉力和水平向右的摩擦力大小相等,为3.2N,方向相反;力的作用是相互的,故此时地面对木板的摩擦力方向为水平向左,大小为3.2N;
    木块有三分之一滑出桌面,此时重心仍在桌面上,所以对桌面的压力大小和接触面的粗糙程度均不变,而摩擦力大小与受力面积无关,所以摩擦力大小不变。
    故答案为:(1)匀速直线;(2)接触面粗糙程度;(3)3;(4)水平向左;3.2;不变。
    【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用,体现了对过程和方法的考查。
    16.(7分)物理实验小组设计了如图甲所示电路图来测量小灯泡的电功率,提供的器材有:电压为3V的电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。

    (1)连接电路时,小组成员发现实物图中有一根导线连接错误,请在需要改动的导线上打“×”,并用笔画线
    代替导线画出正确的接法;
    (2)正确修改实物图并连接电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现两电表始终无示数,检查故障发生在
    小灯泡或滑动变阻器上,则故障可能是  滑动变阻器断路 ;
    (3)排除故障后闭合开关,从最左端开始移动滑片,记录多组数据,绘制成I﹣U图像,如图乙所示。根据图
    像信息,计算出小灯泡正常发光时的功率为  0.625 W,该电路所选的滑动变阻器规格为: C (填写
    选项即可);
    A.10Ω,0.5A
    B.20Ω,1A
    C.25Ω,0.5A
    D.10Ω,1A
    (4)在滑动变阻器滑片向右移动过程中,小灯泡的亮度  变亮 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”);
    【拓展】为了测量额定电流为I0的小灯泡的额定功率,实验小组又设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定且
    未知,R0为已知阻值的定值电阻,R为滑动变阻器),实验操作如下:
    ①只闭合开关  S和S2 ,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为l0;
    ②保持滑动变阻器滑片P位置不变,改变开关的通断情况,再记下电流表示数为I,则小灯泡L的额定功率P额= (I﹣I0)R0I0 。(均用I0、R0和I表示)
    【分析】(1)电流表应与被测电路串联,电压表应与被测电路并联,而图甲中电流表并联在灯泡两端,电压表串联在电路中,因此电流表和电压表的连接都是错误的,据此分析改接电路;
    (2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表无示数,说明电路可能存在断路故障,再结合电压表也无示数,说明电压表不能与电源的正负极形成通路,即可能是与电压表并联部分之外的电路存在断路,而题中给出故障发生在小灯泡或滑动变阻器上,由此可判断出电路故障;
    ( 3)根据小灯泡的额定电压为2.5V,在图乙中可读出此电压下对应的电流,再根据P=UI求出灯泡的额定功率;
    因小灯泡与滑动变阻器串联接入电路,可知当电路中的电流最小时,电路总电阻最大,根据串联电路电流和电压特点结合欧姆定律R=,可求出此时滑动变阻器接入电路的电阻,据此判断滑动变阻器所选规格;
    (4)在滑动变阻器滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则电路总电阻变小,根据I=可知电路中电流的变化,根据P=I2R可知灯泡实际功率的变化,进一步判断亮暗的变化;
    【拓展】要测灯的额定功率,应先使灯正常发光,在没有电压表的情况下,应设法求出灯泡正常发光时的额定电压,因此根据实验电路图可知:
    首先只闭合开关 S和S2,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为I0,此时电流表与灯泡串联后再与定值电阻R0并联,灯泡正常发光;
    接着保持滑动变阻器滑片P位置不变,改变开关的通断情况,即此时只闭合开关 S和S1,再记下电流表示数为I,而此时电流表测的是灯泡和定值电阻R0的总电流。
    因两次操作过程中电路的连接方式不变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯均正常发光,根据并联电路电流的规律求出经过定值电阻的电流,再由U=IR求出定值电阻两端电压,同时根据并联电路电压规律可知此电压即为小灯泡的额定电压,在根据P=UI写出小灯泡的额定功率的表达式。
    【解答】解:(1)电流表应与被测电路串联,电压表应与被测电路并联,而图甲中电流表并联在灯泡两端,电压表串联在电路中,因此电流表和电压表的连接都是错误的,改接电路如下图所示:

    (2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表无示数,说明电路可能存在断路故障,再结合电压表也无示数,说明电压表不能与电源的正负极形成通路,即可能是与电压表并联部分之外的电路存在断路,而题中给出故障发生在小灯泡或滑动变阻器上,由此可判断出电路故障是滑动变阻器断路;
    ( 3)根据小灯泡的额定电压为2.5V,在图乙中可读出此电压下对应的电流为0.25A,灯泡的额定功率PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W;
    因小灯泡与滑动变阻器串联接入电路,可知当电路中的电流最小时,电路总电阻最大,由图乙可知电路中最小电流为0.1A,对应小灯泡的电压为0.5V,根据串联电路电压特点可知滑动变阻器两端的电压为U滑=3V﹣0.5V=2.5V,此时滑动变阻器接入电路的电阻R滑=,据此判断滑动变阻器所选规格应为C;
    (4)在滑动变阻器滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则电路总电阻变小,由I=可知电路中电流变大,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=I2R可知,灯泡的实际功率变大,亮度变亮;
    【拓展】首先只闭合开关 S和S2,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为I0,此时电流表与灯泡串联后再与定值电阻R0并联,灯泡正常发光;
    接着保持滑动变阻器滑片P位置不变,改变开关的通断情况,即此时只闭合开关S和S1,再记下电流表示数为I,而此时电流表测的是灯泡和定值电阻R0的总电流。
    因两次操作过程中电路的连接方式不变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯均正常发光,由并联电路电流的规律可知,通过定值电阻的电流为I﹣I0,再根据U=IR可得定值电阻两端电压U0=R0(I﹣I0),
    结合并联电路电压规律可知,小灯泡的额定电压为U额=U0=R0(I﹣I0),
    则小灯泡的额定功率的表达式为P额=U额I额=(I﹣I0)R0I0。
    故答案为:(1)见解析;(2)滑动变阻器断路;( 3)0.625;C;(4)变亮;【拓展】S和S2;(I﹣I0)R0I0。
    【点评】本题测小灯泡电功率的实验,考查电路连接、电功率计算、器材的选择、设计实验方案测功率的能力等,有一定难度。
    四、计算题(2小题,共16分)
    17.(7分)2022年北京冬奥会,氢燃料客车、纯电动汽车等新能源车辆的使用比例将为历届冬奥会之最。如图是氢燃料公交车在平直路面上行驶时的情景。已知c水=4.2×103J/(kg•℃),q氢=1.4×108J/kg。
    (1)求质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。
    (2)若这些热量全部被500kg温度为15℃的水吸收,求水升高的温度。
    (3)氢燃料公交车以恒定功率匀速直线行驶,其效率为50%,燃烧0.6kg的氢燃料可使公交车行驶350s,则公交车匀速直线行驶时的功率是多少?

    【分析】(1)知道氢燃料的质量和热值,利用Q放=mq求出质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;
    (2)根据题意可知水吸收的热量等于氢燃料完全燃烧放出的热量,利用Q吸=cmΔt求出水升高的温度;
    (3)根据热机效率公式求出氢燃料公交车以恒定功率匀速直线行驶是所做的有用功,利用P=求出公交车匀速直线行驶时的功率。
    【解答】解:(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量:Q放=q氢m氢=1.4×108J/kg×0.6kg=8.4×107J;
    (2)根据题意,Q吸=Q放=8.4×107J,
    由Q吸=cmΔt得,Δt===40℃;
    (3)由η=可知,氢燃料公交车以恒定功率匀速直线行驶时所做的有用功:W=ηQ放=50%×8.4×107J=4.2×107J,
    公交车匀速直线行驶时的功率:P===1.2×105W。
    答:(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为8.4×107J;
    (2)水升高的温度为40℃;
    (3)公交车匀速直线行驶时的功率是1.2×105W。
    【点评】本题考查燃料完全燃烧放热公式、热平衡方程、吸热公式、效率公式以及功率计算公式的应用,是一道综合题,难度不大。
    18.(9分)在抗击新冠肺炎疫情期间,中医为诊疗发挥了积极作用,成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。袁伯伯购买了如图甲所示的智能电热中药壶(具有“加热”和“保温”两种工作状态),它的内部简化电路如图乙所示,其中只有R1为加热管(只有加热管放出的热量能被水吸收),R2为限流电阻。已知该壶的额定电压为220V,R1的阻值为40Ω,加热时的额定功率为1210W,保温时加热管R1的额定功率为160W。求:
    (1)加热状态工作时,电路中的电流;
    (2)正常工作时,保温状态电路的总功率;
    (3)某傍晚用电高峰期,实际电压为200V,他只让家中电热中药壶通电工作,使其处于“加热”状态6min,求电热中药壶产生的热量。

    【分析】(1)电热中药壶加热时,R2被短路。额定功率为1210W,由P=UI可知,电热中药壶正常工作时,根据P=UI可求出通过加热管R1的电流;
    (2)根据欧姆定律的计算公式可求出R1加热的电阻;当开关S闭合,S1断开,两电阻串联,电热管处于保温状态,根据=I2R可求出此时电路的电流,根据欧姆定律和串联电路电阻规律可求出R2的电阻,进一步求得保温状态电路的总功率;
    (3)根据电功的计算公式求出,实际电压为200V时,只让家中电热中药壶通电工作,使其处于“加热”状态6min消耗的电能,即电热中药壶产生的热量。
    【解答】解:(1)电热中药壶加热时,R2被短路。额定功率为1210W,由P=UI可知,电热中药壶正常工作时,通过加热管R1的电流为:
    I加===5.5A;
    (2)根据欧姆定律的计算公式可得,R1加热的电阻为:
    R1===40Ω,
    由P=I2R可知,此时电路的电流为:
    I保===2A,
    根据欧姆定律可得电路中的总电阻为:
    R总===110Ω,
    根据串联电路的电阻规律可得,R2的电阻为:
    R2=R总﹣R1=110Ω﹣40Ω=70Ω;
    保温状态电路的总功率P=I²R总=(2A)²×110Ω=440W;
    (3)当实际电压为200V时,实际功率为=1000W,
    只让家中电热中药壶通电工作,使其处于“加热”状态6min产生的热量为:
    Q=W=P加t=1000W×6×60s=3.6×105J。
    答:(1)加热状态工作时,电路中的电流;为5.5A;
    (2)正常工作时,保温状态电路的总功率为440W;
    (3)电热中药壶产生的热量为3.6×105J。
    【点评】本题考查了欧姆定律的应用、电功、电功率的计算,明白电能表参数的含义是解题的关键。
    五、综合题(1小题,共8分)
    19.(8分)阅读短文,回答问题。
    第一艘国产航母——山东舰
    图甲是中国首艘国产航母——山东舰。这是我国独立自主建造的第一艘航母,其设计理念、重要系统、建造材料,如电磁兼容系统、动力系统、阻拦系统、航母特种钢等,都是我国独立自主研发的,完全没有依赖进口,并且拥有完全自主产权,百分百实现了中国航母中国造。该航母设计携带多种舰载机,是航母战斗力的核心,舰载机可以在航母上起飞、着落,不同的舰载机起飞方式不同:直升机在航母上垂直升降;战斗机滑跃式起飞;重型飞机采用弹射式起飞。
    其中,歼15(J15)作为喷气式战斗机,采用滑跃式起飞,这种起飞方式首先需要航母保持一定的速度,然后战斗机在发动机的很强推动力的作用下,短时间、短距离内达到必要的起飞速度;当它返回降落在甲板上时,需要借助拦阻索的拉力才能尽快停止。如表是歼15战斗机的部分技术参数,其中推重比是指飞机飞行时发动机的总推力与飞机总重的比值,翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值。
    空机质量
    最大起飞质量
    17.5t
    32.5t
    推重比
    发动机最大巡航推力
    0.4~0.9
    2.5×105N

    (1)歼15飞机机身采用高强度、低  密度 合金或新型合成材料,每架舰载飞机起飞前相对于航母 静止 (选填“运动”或“静止”);
    (2)航母满载时的排水量是1200t,求此时航母所受的浮力是  1.2×107 N(g=10N/kg),若航母下底面平均入水深度3m,则航母下底面积约为  400 m2(假设航母水下部分为长方体,ρ水=1.0×103kg/m3);
    (3)如果航母在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比,当航母以最高航速54km/h匀速航行时受到的阻力是9×105N,则当航母以10m/s的速度匀速航行时受到的阻力为  4×105 N;
    (4)若歼15飞机的翼载是500kg/m2,则机翼面积为  65 m2;
    (5)为庆祝“山东舰”列装服役,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重6倍的恒定的推力。因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。这里的“高”是指啸叫声的  音调 (选填“音色”、“响度”、“音调”)。经实验测量,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图乙所示,则焰火受到的最大阻力为  5 N。(火药的质量不计,g=10N/kg)
    【分析】(1)从提高机身的强度、减小战机质量的角度分析歼15飞机机身应采用什么材料;若物体相对于参照物的位置没有发生变化,则物体是静止的,否则是运动的;
    (2)根据F浮=G排=m排g求出航母满载时所受的浮力;
    根据V排=求出航母排开水的体积,根据S=求出航母的下底面积;
    (3)已知航母在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比,据此结合题中条件求出当航母以10m/s的速度匀速航行时受到的阻力;
    (4)根据翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值,求出歼15飞机的机翼面积;
    (5)音调指的是声音的高低;
    由重力公式求出焰火的重力,根据题意求出最大推力,根据力的平衡条件求出焰火受到的最大阻力。
    【解答】解:(1)为提高机身的强度、减小战机的质量,歼15飞机机身应采用高强度、低密度合金或新型合成材料;
    每架舰载飞机起飞前相对于航母的位置没有发生变化,则舰载飞机是静止的;
    (2)航母满载时的排水量是1200t,此时航母所受的浮力F浮=G排=m排g=1200×103kg×10N/kg=1.2×107N;
    排开水的体积:V排===1.2×103m3,
    假设航母水下部分为长方体,若航母下底面平均入水深度3m,
    则航母下底面积约为:S===400m2;
    (3)如果航母在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比,即f=kv2,
    当航母以最高航速54km/h匀速航行时受到的阻力是9×105N,则9×105N=k×(m/s)2﹣﹣﹣﹣﹣①;
    则当航母以10m/s的速度匀速航行时受到的阻力f′=k×(10m/s)2﹣﹣﹣﹣﹣②,
    联立①②解得:f′=4×105N;
    (4)翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值,且由表中数据可知歼15飞机的最大起飞质量为32.5t,
    若歼15飞机的翼载是500kg/m2,则歼15飞机的机翼面积为S==65m2;
    (5)焰火速度快产生啸叫声的频率高,因此这里的高是指音调高;
    焰火的重力:G=mg=100×10﹣3kg×10N/kg=1N,
    由题知恒定的推力:F′=6G=6×1N=6N,
    当焰火上升时,焰火受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的推力,由图乙知,焰火的速度越大,其受到的阻力越大,当焰火受到的合力为0时,其速度达到最大,所受阻力最大,
    所以根据力的平衡条件可得最大阻力:fmax=F′﹣G=6N﹣1N=5N。
    故答案为:(1)密度;静止;(2)1.2×107;400;(3)4×105;(4)65;(5)音调;5。
    【点评】本题以航母为题考查了密度特性、运动和静止的相对性、浮力、重力等相关的物理知识,综合性较强,有一定难度。

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