山东省日照市曲阜师范大学附属中学2023-2024学年下学期九年级3月月考物理试卷(原卷版+解析版)
展开1. 今年,我国发射的“天舟四号”货运飞船与“天和号”核心舱在太空成功对接。对接后,它们一起绕地球转动。对这一过程所涉及的物理知识说法错误的是( )
A. 火箭加速升空过程与汽油机做功冲程的能量转化形式相同
B. 运载火箭用液态氢做燃料,是因其热值较大
C. 对接后以“天舟四号”为参照物,“天和号”是运动的
D. 地面工作人员利用电磁波传递信息来控制对接过程
【答案】C
【解析】
【详解】A.火箭加速升空过程中能量转化是内能转化为机械能,汽油机的做功冲程的能量转化是内能转化为机械能,所以它们的能量转化相同,故A正确,不符合题意;
B.运载火箭用液态氢做燃料,因为氢的热值较大,完全燃烧相同质量的氢与其它燃料相比,氢释放的热量多,故B正确,不符合题意;
C.对接后以“天舟四号”为参照物,“天和号”相对于“天舟四号”的位置没有改变,是静止的,故C错误,符合题意;
D.电磁波可以在真空中传播,地面工作人员利用电磁波传递信息来控制对接过程,故D正确,不符合题意。
故选C。
2. 现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降。如图,关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
A. ①③B. ②③C. ①④D. ②④
【答案】D
【解析】
【详解】由题图可知,①图的光线会聚在视网膜的后方,所以①图表示远视眼(老花眼)的成像情况;为了使光线会聚在原来会聚点前面的视网膜上,就需要在光线进入人眼以前会聚一些,所以应佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正,即③图是远视眼的矫正原理图;②图的光线会聚在视网膜的前方,所以②图表示近视眼的成像情况;近视眼是由于晶状体焦距太短,像落在视网膜的前方,为了使光线会聚在原来会聚点后面的视网膜上,就需要在光线进入人眼以前发散一些,所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,则④图是近视眼的矫正原理图。故D正确,ABC错误。
故选D。
3. 小强和爷爷周末乘车到跋山水库风景区游玩,下列有关惯性的说法正确的是( )
A. 小强和爷爷都系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
B. 汽车紧急刹车时,小强向前倾,是由于受到惯性力的作用
C. 驾驶员踩刹车后,汽车仍向前滑行了一段距离,是由于汽车具有惯性
D. 高速公路严禁超速,是因为汽车速度越大,惯性越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.小强和爷爷都系上安全带,是为了减小汽车行驶中突然减速时人的惯性造成的危害,不能减小惯性,故A错误;
B.汽车紧急刹车时,小强向前倾,是由于具有惯性要保持原来的运动状态,惯性不是力,故B错误;
C.驾驶员踩刹车后,汽车仍向前滑行了一段距离,是由于汽车具有惯性要保持原来的运动状态继续前进,故C正确;
D.物体的惯性大小只与质量有关,与速度无关,高速公路严禁超速,是因为汽车速度越大,动能越大,故D错误。
故选C。
4. 物理学对其它自然科学产生着重要的影响,引领着人类对自然奥秘的探索,深化着人类对自然界的认识。对下列自然现象认识正确的是( )
A. 助听器是利用骨传导原理制成的
B. 高原上不易煮熟食物,是因为海拔越高,气压越低,水的沸点越高
C. 蝙蝠飞行时靠次声波来定位
D. 鱼体表的黏液是为了增大摩擦
【答案】A
【解析】
【详解】A.助听器是利用骨骼传递声音,即骨传导原理制成的,故A正确;
B.高原上不易煮熟食物,是因为海拔越高,气压越低,水的沸点越低,故B错误;
C.蝙蝠的“回声定位”是靠发射出超声波,这些声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来,从而确定目标位置,故C错误;
D.鱼体表的黏液可使体表变光滑,从而减小摩擦力,故D错误。
故选A。
5. 我国高铁技术处于世界领先地位,高铁线路总长度居世界第一,为了提高高铁的安全性和舒适性,下列相关描述中不正确的是( )
A. 图甲,铁轨下铺设枕木是为了减小压强
B. 图乙,高铁车厢内的破窗锤两端制成锥形,便于增大压强
C. 图丙,站台处设置安全线,是由于乘客靠近运行高铁的一侧空气流速大压强小的缘故
D. 图丁,车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大压强
【答案】D
【解析】
【详解】A.铁轨下铺设枕木是为了在压力不变时,增大受力面积从而减小压强,故A正确,不符合题意;
B.高铁车厢内的破窗锤两端制成锥形,是为了在压力不变时,减小受力面积,从而增大压强,故B正确,不符合题意;
C.站台处设置安全线,是由于乘客靠近运行高铁的一侧时,空气流速大,压强小,而乘客身后的空气流速小,压强大,在压强差的作用下容易发生危险,故C正确,不符合题意;
D.车厢座椅用软质材料包裹,是为了在压力不变时,增大受力面积从而减小压强,故D错误,符合题意。
故选D。
6. 如图所示,在试管里盛适量的水,用带玻璃管的胶塞塞住试管口,加热试管使水沸腾,玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是( )
A. 水在沸腾过程中,不断吸收热量,温度升高
B. 实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
C. 玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D. “白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
【答案】B
【解析】
【详解】A.水在沸腾过程中,不断吸收热量,温度保持不变,故A错误;
B.实验过程中加热试管使水沸腾,试管内的水吸收热量,这是通过热传递使试管内水的内能增大,故B正确;
C.玻璃管口冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水珠,故C错误;
D.“白气”使小叶轮转动的过程是内能转化为机械能,相当于汽油机的做功冲程,故D错误。
故选B。
7. 光的应用在生活中无处不在,下列有关光现象的描述中不合理的是( )
A. 日食现象是由于光沿直线传播形成的
B. 近期四川多次出现日晕现象(太阳周围的彩色光环)是由光的折射形成的
C. 小张面对平面镜靠近时,镜中的虚像大小不变
D. 小明用摔掉了约三分之一的老花镜片做成的投影仪镜头,不能显示物体完整的像
【答案】D
【解析】
【详解】A.日食是由于光的直线传播形成的,故A正确,不符合题意;
B.日晕现象是由光的色散形成的,属于光的折射现象,故B正确,不符合题意;
C.平面镜成像时,像的大小只与物的大小有关,故小张面对平面镜靠近时,镜中的虚像大小不变,故C正确,不符合题意;
D.摔掉了约三分之一老花镜片,其剩余部分仍然对光具有偏折能力,故用其做成的投影仪镜头,仍然可以显示物体完整的像,故D错误,符合题意。
故选D。
8. 物理知识与生活联系非常紧密,下列关于密度的一些说法正确的是( )
A. 1kg的水和1kg的冰的密度相同
B. 可以利用密度来鉴别物质,因为不同物质的密度一定不同
C. 为减轻质量,航空器材常采用强度高、密度大的合金或新型合成材料
D. 发生火灾时,受困人员常采取弯腰甚至爬行的姿势撤离,是因为含有有害物质的空气温度较高,密度较小,大量聚集在房间的上方
【答案】D
【解析】
【详解】A.水和冰的密度一般不同,水的密度为1.0g/cm3,冰的密度一般为0.9g/cm3,故A错误;
B.利用密度可鉴别物质,因为不同物质的密度一般不同,但也有一些物质密度相同的,例如:冰和蜡的密度都为0.9g/cm3,故B错误;
C.在体积不变时,为了减轻质量, 通常在航空器材中采用强度高,密度小的材料,故C错误;
D.发生火灾时,含有有害物质的空气温度升高,密度变小,会大量聚集在房间上方,所以受困人员逃生时,应弯腰甚至爬行撤离。故D正确。
故选D。
二、多项选择题(本大题包括4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中至少有两项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
9. 下面对生活中的一些物理量的估测正确的是( )
A. 一辆小汽车在高速公路上正常行驶速度约为90km/h
B. 一个中学生的体积约为
C. 我国居明身份证的长度约为8.52mm
D. 一张A4普通打印纸的质量约为47g
【答案】AB
【解析】
【详解】A.小汽车在高速公路上正常行驶速度在80km/h~120km/h,故A正确;
B.一个中学生质量大约是50kg,密度大约是1×103kg/m3,则体积大约为
故B正确;
C.我国居民身份证的长度大约为8.52cm,故C错误;
D.一张A4普通打印白纸质量约为4.4g左右,故D错误。
故选AB。
10. 勤劳的中华民族创造了灿烂的华夏文明,在众多领域取得了举世瞩目的成就,推动了人类社会的进步。下列关于我国科学技术的成就和应用描述完全正确的有( )
A. 弦乐器是通过琴弦振动发声,它通常有一个木制的共鸣箱来使声音更洪亮
B. 1293年,郭守敬在通惠河上建造了船闸,这一创举利用了连通器原理
C. 第一个把望远镜指向天空的是意大利科学家伽利略,现代天文望远镜都力求把目镜口径加大,以观测到更亮的星
D. “玉兔2号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记,说明力可以改变物体的形状
【答案】ABCD
【解析】
【详解】A.弦乐器的琴弦振动发声,通常有一个木制的共鸣箱使声音更洪亮,共鸣箱的作用是增大声音的响度,故A正确;
B.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,所以船闸是根据连通器原理工作的,故B正确;
C.第一个把望远镜指向天空的是意大利科学家伽利略;因为望远镜的物镜口径越大,接收到星星发出的光线越多,成像更清晰,所以现代天文望远镜都力求把物镜的口径加大,以便观测到更遥远的星星,故C正确;
D.“玉兔2号”月球车在月球背面移动时,对月壤有压力的作用,月壤受到力的作用发生了形状变化,留下属于中国的第一道印记,说明力可以改变物体的形状,故D正确。
故选ABCD。
11. 如图所示的小实验,将书和直尺叠放在水平桌面上,一只手用力压住课本,另一只手抽出直尺。下列说法正确的是( )
A. 当手压课本的力增大时,抽出直尺的力将变大
B. 手对书的压力和书对手的支持力是一对平衡力
C. 书受到的重力和直尺对书的支持力是一对平衡力
D. 当直尺水平向左抽出时,书受到直尺对它的摩擦力水平向左
【答案】AD
【解析】
【详解】A.接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力就越大;用手压课本并抽出直尺,直尺跟书本纸之间有相对滑动,当手压课本的力增大时,滑动摩擦力增大,所以会感受到抽出直尺所用的力也增大,故A正确;
B.手对书的压力和书对手的支持力,二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,但二力没有作用在同一物体上,是一对相互作用力,故B错误;
C.因为一只手压在书上,所以书受到的重力小于直尺对书的支持力,二力不是一对平衡力,故C错误;
D.当直尺水平向左抽出时,直尺相对于书向左运动,书受到直尺对它的摩擦力水平向左,故D正确。
故选AD。
12. 如图所示,用一水平压力F将重为10N的物体压在粗糙程度相同的竖直墙壁上。当压力F为30N时,物体处于静止状态;当压力F为25N时,物体恰好匀速下滑。下列说法中正确的是( )
A. 物体处于静止状态时,受到墙壁对它竖直向下的摩擦力为10N
B. 若物体匀速下滑的速度为0.2m/s,则其重力做功的功率为5W
C. 物体在匀速下滑过程中,受到墙壁对它竖直向上的摩擦力为10N
D. 保持25N的压力不变,竖直向上施加20N的拉力可使物体匀速上滑
【答案】CD
【解析】
【详解】A.物体处于静止状态时,竖直方向受重力和摩擦力,二力平衡,因此受到墙壁对它竖直向上的摩擦力为10N,故A错误;
B.若物体匀速下滑的速度为0.2m/s,则其重力做功的功率
故B错误;
C.物体在匀速下滑过程中,竖直方向受重力和摩擦力,二力平衡,因此受到墙壁对它竖直向上的摩擦力为10N,故C正确;
D.滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度有关,保持25N的压力不变,则物体匀速上滑时,摩擦力仍为10N,方向竖直向下,重力为10N,方向竖直向下,物体受力平衡,则需竖直向上施加拉力为
10N+10N=20N
故D正确。
故选CD。
三、填空题(每空1分,共13分)
13. 如图甲是某同学自制的一个简易气压计,在温度相同的情况下,大气压越大,甲中玻璃管内的液柱高度就越___________(选填“高”或“低”);如图是该同学自制的一个简易温度计,在大气压相同的情况下,温度升高,乙中玻璃管内的液柱___________(选填“升高”或“降低”)。
【答案】 ①. 低 ②. 升高
【解析】
【详解】[1]如图甲所示的气压计,瓶内气压等于瓶外大气压与管内液柱产生的压强之和;当大气压增大时,会将玻璃管内的部分液柱压入瓶内,所以,大气压越大,甲中玻璃管内的液柱高度就越低。
[2]乙图自制温度计是利用液体的热胀冷缩的性质来工作的,当温度升高时,瓶内的液体受热会膨胀,导致玻璃管内液面升高。
14. 正常眼睛的明视距离是______,度的眼镜镜片是______镜片,这个镜片的焦距是______m。
【答案】 ①. 25cm ②. 凸透镜(远视) ③. 0.5m
【解析】
【详解】[1]看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离,正常眼的明视距离为25cm。
[2][3]凸透镜的度数是正值,凹透镜的度数是负值;小明的眼镜是+200度,是正值,是凸透镜,是远视眼镜镜片,镜片的焦度
透镜的焦距
15. 常用冰箱利用了一种叫做氟利昂的物质作为热的“搬运工”,液态的氟利昂经过很细的毛细管进入冰箱冷冻室的管子,在这里______,使冰箱内温度降低,之后生成的蒸气又被压缩机压入冷凝器里______,通过冰箱壁上的管子排除出。
【答案】 ①. 汽化 ②. 液化
【解析】
【详解】[1]液态的氟利昂经过很细的毛细管进入冰箱冷冻室的管子,氟利昂会迅速吸热汽化,使冰箱内温度降低。
[2]气态氟利昂被压缩机压入冷凝器里会液化成液态的氟利昂,放出热量,通过冰箱壁上的管子排除出。
16. 新冠疫情期间所用的“测温抢”,应用了______,只要把“枪口”对准待测物体,“枪尾”的显示屏就能用数字直接显示那个物体的温度。
【答案】红外线
【解析】
【详解】“新冠肺炎”疫情期间,人们用“测温枪”测人体温度,利用是红外线,因为人体能向外发出红外线,而且人体的温度越高,发出的红外线越强。
17. 如图是一款运动手环,手环内置一空心密闭的塑料管,管内有一小块可移动的磁铁,管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时磁铁在管内反复运动,线圈中便会产生电流,液晶屏上就会显示出运动的步数,这是利用了______原理。计步的数据还可通过______无线传送到手机上。某次外出小明手环记下的步数是4500步,用时40分钟,按“三步两米”(即每3步走过的路程为2m)估算,小明此次运动的平均速度是______m/s。
【答案】 ①. 电磁感应 ②. 电磁波 ③. 1.25
【解析】
【分析】
【详解】[1]戴着这种手环走路时磁铁在管内反复运动,线圈中便会产生电流,是磁能够生电,故是电磁感应现象。
[2]计步的数据还可通过电磁波传递给手机,因为手机是利用电磁波进行传递信息的。
[3]小明此次运动距离为
小明此次运动的速度为
故小明此次运动的速度为。
18. 如图中用刻度尺测量人手“一作”的长度,刻度尺的分度值是______,读数______cm。
【答案】 ①. 1cm ②. 19.0
【解析】
【详解】[1][2]由图可知一大格为10cm,一小格是分度值为1cm,则物体的读书为19.0cm。
四、作图题(本大题包括3小题,共8分)
19. 如图所示,物体A与弹簧连接,静止在光滑的斜面上,请画出A的受力示意图。
【答案】
【解析】
【详解】光滑的斜面,即不计斜面对物体的摩擦力,木块受到重力、斜面的弹力和弹簧的弹力,重力方向竖直向下,斜面弹力与斜面垂直向上,弹簧弹力平行于斜面向上。如图所示:
20. 如图所示,两灯泡的额定电压均为220V。当开关闭合后,两灯泡都正常发光,且插座不受开关控制,请将电路连接完整。
【答案】
【解析】
【详解】家庭电路电压为220V,两灯泡的额定电压均为220V,因两灯都能正常工作,则两灯应并联;开关S控制两灯,S接在干路上,根据安全用电原则,S要控制火线;三孔插座不受开关S控制,按“左零右火上接地”的原则连入电路中,作图如下:
21. 如图所示,一条与主光轴垂直的光线经平面镜反射后射向前方的凹透镜。请画出经过平面镜反射后的反射光线以及经过凹透镜折射后的折射光线。
【答案】
【解析】
【分析】
【详解】入射光线与平面镜的夹角为,则入射角为
根据反射角等于入射角画出反射光线,易知反射光线平行于主光轴。根据平行光经凹透镜折射后的光线的反向延长线过凹透镜的焦点,故连接凹透镜的焦点与入射光线与凹透镜的交点后延长线即为经过凹透镜折射后的折射光线,如下所示:
五、实验探究题(每空1分,共16分)
22. 小花同学在安宁河边捡到一块漂亮的不溶于水也不吸水的小石块,她想测量这块小石块的密度,
于是进行了如下的实验操作:
(1)小花同学将天平放在水平台上,天平横梁调节平衡后开始称量石块的质量,称量过程中进行了如图甲所示的操作,其中有一处操作错误的是______;
(2)改正错误后,小花同学重新进行测量。天平调节平衡后她将小石块放入天平的右盘并通过在左盘增减砝码和移动游码使天平恢复平衡,砝码的质量和游码对应的刻度值如图乙所示,记录好数据后小花立即发现自己的操作是错误的,但是也可以通过这种测量方法正确计算出小石块的质量。你认为小石块的质量应该是______g;
(3)她发现小石块放不进量筒,改用如图丙所示的方法测量小石块的体积,步骤如下:
a.将小石块轻轻放入空烧杯中,往烧杯中加入适量的水,使小石块浸没,在水面达到的位置上做标记,然后取出小石块;
b.先往量筒中装入80mL的水,然后将量筒中的水慢慢倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒中剩余的水的体积如图所示,则小石块的体积为______cm3。
(4)计算出小石块的密度为______kg/m3。
【答案】 ①. 称量过程中调节平衡螺母 ②. 52 ③. 20 ④. 2.6×103
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]天平在测量过程中,通过增减砝码和移动游码来调节天平平衡,不能移动平衡螺母。
(2)[2]小花重新测量时,将小石块放入右盘,正确的测量应是左物右码,那么此情况下,小石块的质量
m=m砝码-m游码=55g-3g=52g
(3)[3]由图丙知,量筒的读数为60mL,小石块的体积
V=80mL-60mL=20mL=20cm3
(4)[4]小石块的密度
23. 某同学用如图所示的装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)他在水平面上分别铺上不同材料,让同一小车从相同斜面上的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达斜面底端时的___________相同
(2)实验发现:小车分别在毛巾、棉布和木板表面上滑行时,在木板表面滑行距离最远,说明小车受到的阻力越小,运动状态越___________(填“容易”或“不容易”)改变。由此推测:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将一直做___________。
(3)小车在水平而上三次滑行过程中,在___________表面克服阻力做功的功率大。
(4)在不增加任何器材的情况下,若要探究速度对动能大小的影响,可使小车从斜面的___________高度由静止滑下,比较小车在___________水平面上滑行的距离即可。(均填“相同”或“不同”)
【答案】 ①. 初速度 ②. 不容易 ③. 匀速直线运动 ④. 毛巾 ⑤. 不同 ⑥. 相同
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]要探究阻力对物体运动的影响,实验中应控制小车的初速度相同,为了使小车到达水平面具有相同的初速度,应使同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下。
(2)[2]根据题意知道,接触面越光滑,小车受到的摩擦力越小,即改变运动状态约不易改变,速度减小得越慢,小车运动的距离越远。
[3]实验的基础上,进行推理,如果运动的物体没有受到力的作用,将做匀速直线运动。
(3)[4]由于小车达到水平面时初速度相同,即小车的动能相同,最终速度为0,即小车的动能全部转化为内能,大小等于克服阻力做的功,所以,小车在毛巾、棉布、木板表面上克服阻力做功相等,但在木板表面滑行时间长,由 知道,木板表面功率小,毛巾表面功率大。
(4)[5][6]若要探究“速度对动能大小的影响”,需要改变小车的速度,即可将小车从斜面的不同高度由静止滑下,高度越高,速度越大;比较小车在相同水平面上滑行的距离即可。
24. 在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D三个粗细相同),在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,如图所示向A、B、C瓶中装入水,D瓶中装入盐水。
(1)瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是___________(选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,可知:液体的压强与液体的质量___________(选填“有关”或“无关”);
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的___________有关;
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,要通过比较___________两个瓶子橡皮膜鼓起的程度,得出的结论是:液体压强与液体的密度有关;
(5)实验后,该同学自制如图E装置继续探究,已知隔板在容器的中央。他向隔板左侧倒水,发现橡皮膜向右侧凸起,这说明液体对容器___________有压强(选填“底部”或“侧壁”)。他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图F所示,则此液体密度___________(选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
【答案】 ①. 转换法 ②. 无关 ③. 深度 ④. C、D ⑤. 侧壁 ⑥. 小于
【解析】
【详解】(1)[1]由于实验过程中液体压强大小不易于直接比较,因此在实验中,通过瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度来反映压力作用效果,这种研究方法是转换法。
(2)[2]由题意可知,A、B两瓶子所装的都是水,由图可知,A瓶子所装水的体积大于B瓶子所装水的体积,则A瓶子水的质量大于B瓶子水的质量,两瓶子所装水的质量不同,深度相同,但橡皮膜鼓起的程度相同,即液体的压强相同,因此说明液体的压强与液体的质量无关。
(3)[3]由题意可知,B、C两瓶子所装的都是水,且两瓶子粗细相同,由图可知,C瓶子所装水的深度大于B瓶子所装水的深度,两瓶子水的深度不同,橡皮膜鼓起的程度不同,即液体的压强不同,因此说明液体的压强与液体的深度有关。
(4)[4]为了探究液体压强与液体密度的关系,根据控制变量法可知,需控制液体的密度不同,液体的深度相同,由题图可知,C、D两瓶子符合题意。C、D两瓶子液体的密度不同,液体深度相同,橡皮膜鼓起的程度不同,得出的结论是:液体压强与液体的密度有关。
(5)[5]如图E所示,隔板左侧倒水,橡皮膜在侧壁上,发现橡皮膜向右凸起,表明橡皮膜所在的位置有压强,这说明液体对容器的侧壁有压强。
[6]在图F中,水对橡皮膜有向右的压强,右侧液体对橡皮膜有向左的压强,橡皮膜恢复原状,不再凸起,说明橡皮膜左右两侧压强相等,则有
因为h液>h水,所以ρ液<ρ水。
六、计算题(本大题包括2小题,共23分。解答时应写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)
25. 如图为我国“奋斗者”号载人潜水器,它于2020年11月10日在马里亚纳海沟成功坐底10909m,创造了中国载人深潜新纪录。已知潜水器搭载的固态锂电池能量密度是500W·h/kg,它在深海作业的平均功率是8000W,完成作业后,通过抛卸舱外的两块压载铁可实现无动力状态下匀速上浮。若潜水器抛卸压载铁前的总质量为25t,抛卸的两块压载铁总质量为1t。(潜水器在海水中上浮时不计海水对它的阻力,,g取10N/kg)求:
(1)潜水器下潜至10000m时,海水对其产生的压强;
(2)潜水器下潜至10000m时,海水对面积为3×10-2m2的观测窗产生的压力;
(3)潜水器在抛卸两块压载铁后,匀速上浮过程中浮力是多大;
(4)100kg的固态锂电池可以让潜水器在深海作业多少小时。
【答案】(1)1×108Pa;(2)3×106N:(3)2.4×105N;(4)6.25h
【解析】
【详解】解:(1)潜水器下潜至10000m时,海水对其产生的压强
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m=1×108Pa
(2)海水对面积为的观测窗产生的压力
F=pS=1×108Pa×3×10-2m2=3×106N
(3)潜水器抛卸吸附在舱外的两块压载铁后在无动力状态下匀速上浮,浮力等于重力,则匀速上浮过程中浮力
(4)100kg的锂电池储存的电能
W=500W·h/kg×100kg=50000W·h
潜水器在深海作业的时间
答:(1)潜水器下潜至10000m时,海水对其产生的压强是1×108Pa;
(2)潜水器下潜至10000m时,海水对面积为3×10-2m2的观测窗产生的压力是3×106N;
(3)潜水器在抛卸两块压载铁后,匀速上浮过程中浮力是2.4×105N;
(4)100kg的固态锂电池可以让潜水器在深海作业6.25h。
26. 为加快构建清洁低碳安全高效新能源体系,国务院办公厅于2022年5月30日转发了国家发改委能源局《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》,将大力推动开发新能源,引导全社会消费绿色电力。一辆质量为1.68t的氢燃料新能源汽车行驶在一段斜坡路上,从坡底以18km/h的速度匀速行驶2min到达高为100m的坡顶,行驶过程中汽车的输出功率保持56kW不变。(g取10N/kg,氢的热值为)
求:(1)汽车的牵引力是多大?
(2)斜坡的机械效率是多大?
(3)汽车发动机的热机效率为50%,则全程共消耗多少克氢燃料?
【答案】(1)1.12×104N;(2)25%;(3)96g
【解析】
【详解】解:(1)汽车匀速行驶速度
根据可得,汽车的牵引力
(2)上坡过程牵引力做的总功
此过程做的有用功
斜坡的机械效率是
(3)若汽车发动机的热机效率为50%,则氢燃料燃烧释放的能量
全程共消耗氢燃料的质量
答:(1)汽车的牵引力是1.12×104N;
(2)斜坡的机械效率是25%;
(3)若汽车发动机的热机效率为50%,则全程共消耗96克氢燃料。
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