2024年安徽省马鞍山市花山区中考物理一模试卷（含详细答案解析）

这是一份2024年安徽省马鞍山市花山区中考物理一模试卷（含详细答案解析），共16页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.生活中我们常看到“白气”，下列有关“白气”形成的说法中正确的是( )
A. 文艺演出时舞台上经常释放“白气”，这是干冰在常温下的升华现象
B. 夏天从冰箱取出的冰棍周围冒“白气”，这是空气中水蒸气的凝华现象
C. 深秋清晨的河面上经常出现“白气”，这是河面上水蒸气的汽化现象
D. 冬天水烧开后壶嘴处喷出“白气”，这是壶嘴喷出水蒸气的液化现象
2.如图所示，是同学们画的几种情景的示意图，其中正确的是( )
A. 从岸上看水中物体的光路图
B. 通电螺线管周围小磁针静止时的指向
C. 家庭电路的部分连接情况
D. 作用在杠杆上的动力F的力臂L
3.下列说法正确的是( )
A. 组成物质的分子之间，只存在引力，不存在斥力
B. 组成物质的大量分子无规则运动的剧烈程度与温度有关
C. 晶体在融化过程中吸收热量，温度升高
D. 沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比砂石的比热容小
4.如图所示，图中的阴影部分的面积描述相应物理量不正确的是( )
A. 物体的质量B. 物体运动的路程
C. 用电器的电功率D. 物体所受的压强
5.工人用如图所示的动滑轮将重1000N的物体在5s内匀速提升了1m，人对绳自由端的拉力F为600N。不计绳重和摩擦，以下结论正确的是( )
A. 动滑轮的机械效率约为83.3%
B. 动滑轮的重力为400N
C. 动滑轮的有用功为600J
D. 拉力F的功率为120W
6.如图所示，使用重力不计的弹簧测力计测量摩擦力f的示意图，图中分别画出了沿水平方向匀速拉动物体A过程中A和弹簧的受力示意图。下列判断正确的是( )
A. f与F3是一对平衡力B. f与F3是一对相互作用力
C. F1与F2是一对平衡力D. F1与F2是一对相互作用力
7.如图所示，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列判断正确的是( )
A. A示数变大，V1示数变小，V2示数不变
B. A示数变大，V1示数变小，V2示数变大
C. A示数变小，V1示数变大，V2示数变小
D. A示数变小，V1示数变小，V2示数变大
二、填空题：本大题共10小题，共20分。
8.一台好的音响设备，不仅能起到“扩音”的作用，而且应有较高的“保真度”。从声学上讲，“保真度”是指保持原声的______(选填乐音的三要素)。
9.用炉火加热一壶水，水沸腾后会顶起壶盖，此过程能量转化情况与四冲程汽油机的______冲程相似。
10.人们在高温的天气里大汗淋漓，这是人体一种自我保护的生理现象。因为体表汗液______(填物态变化名称)需要吸收热量，使体温不至升得太高。
11.如图所示的实验装置中，当导体棒ab ______运动时(选填“上下”或“左右”)，灵敏电流计的指针就会发生偏转。
12.小亮早上坐公交车上学时，观察到路旁的树木飞快向后退，以地面为参照物，则小亮是______的。(选填“运动”或“静止”)
13.如图所示，放在水平地面的物体重50N，当物体受到竖直向上5N拉力F时，地面对物体的支持力为______ N。
14.如图为小华制作的斜拉索大桥模型，她用长30cm，重4N的质地均匀分布的木条OA做桥面，立柱GH做桥塔，OA可绕O点转动，A端用细线与GH上的B点相连，桥面OA实质是一种杠杆，保持桥面水平，细线对OA的拉力F=______ N。将细线一端的固定点由B点改至C点，拉力F的大小变化情况是变小，由此小华初步了解到大桥建造很高桥塔的好处。
15.用热值为3.0×107J/kg的煤加热水，若加热过程中其效率为20%，则需要完全燃烧______ g的煤，才能使质量为5kg的水的温度升高50℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)]
16.切割大理石、钢板的“水刀”可以对切割表面产生高达108Pa的压强，那么“水刀”作用在0.2mm2的面积上时，产生的压力为______ N。
17.在如图甲所示的电路中，电源电压为6V，A1的示数为1.2A，A2的示数如图乙所示。则小灯泡L1的电功率为______ W。
三、实验探究题：本大题共3小题，共16分。
18.如图是“探究光的反射定律”的实验装置，其中ABCD是白色硬纸板制成的光屏，并能沿ON折转，ON垂直于CD。
(1)实验时，将光屏垂直放置在平面镜上，让一束光紧贴光屏射向镜面上的O点，可在光屏上看到反射光，如图甲；将光屏右半部分向后折转任意角度，光屏上都看不到反射光，如图乙，说明反射光线、入射光线与法线在______。
(2)某同学的实验数据如表，其中有一组数据测错了，这组数据是第______次实验的，原因可能是将反射光线与______的夹角当成了反射角。
19.如图甲是小明“探究海波熔化的特点”的实验装置。
(1)小明由下往上安装好器材。
(2)小明根据实验数据绘制的温度-时间图像如图乙所示。由图像可知，海波熔化时温度保持不变，可以判断海波是______体。
(3)小桂观察乙图发现，AB和CD两段图像中，温度升高快慢不同，这是因为物质在不同状态时的______(选填“密度”或“比热容”)不同造成的。
20.某实验小组用“伏安法”测未知电阻的阻值，实验过程如下：
(1)在接图甲所示的电路时，少连了一根导线，请用笔画线代替导线将电路连接完整；
(2)闭合开关进行实验前，滑动变阻器的滑片P应位于______(选填“A”或“B”)端；
(3)测量数据如表所示。
在第三次测量中，电流表示数如图乙所示，则第三次测出电阻的阻值是______Ω。
四、计算题：本大题共3小题，共20分。
21.斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力。图示为倾角θ=30∘的固定斜面，用平行于斜面向上的拉力F=4N，将一物体从斜面底端匀速拉上斜面，已知物体上升的高度h=1m。
(1)求拉力F做的功。
(2)物体的质量为0.6kg，求该斜面的机械效率。
(3)求该物体受到的摩擦力。
22.如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻，将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示。求：
(1)滑动变阻器R的最大阻值。
(2)R0的阻值及电源电压。
23.深海养殖技术在海洋渔业中被普遍推广。甲图为某深海大黄鱼渔场引进的单柱半潜式养殖网箱，乙图为其简化模型。在乙图中，中央的柱形容器是由横截面积为2m2、高20m的镀锌铁皮(铁皮体积不计)制成的空心圆柱体，可进水或充气，使整个网箱按要求上浮或下沉(进出水口始终打开)；网箱与海水相通，是养鱼的空间，并与圆柱体固定在一起；网箱的底部悬挂质量为20t的铸铁块(不与海底接触)，起稳定作用。已知中央柱形容器和制作网箱材料的总质量为10t，网箱材料和铸铁块能够排开海水的最大体积为6m3，海水的密度按1.0×103kg/m3计算，g取10N/kg。求：
(1)海面以下16m处海水的压强；
(2)当网箱的底部下沉到海面下16m处静止时(网箱完全浸没)，空心圆柱体内海水的高度；
(3)该装置能否在海面下30m深处进行悬浮养殖，请用文字简要说明理由。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：
生活中的“白气”是液态的小水滴悬浮在空气中的现象，都是由水蒸气遇冷液化形成的；
A、文艺演出时舞台上出现的“白气”，是干冰升华吸热，使空气中的水蒸气遇冷液化形成的，故A错误；
B、夏天从冰箱取出的冰棍周围冒“白气”，是空气中的水蒸气遇到温度低的冰棍液化形成的，故B错误；
C、深秋清晨的河面上出现的“白气”，是河中水汽化形成的水蒸气遇到低温空气后液化形成的，故C错误；
D、冬天水烧开后壶嘴处喷出的“白气”，是壶中高温的水汽化形成的水蒸气，喷出壶嘴后遇到温度较低的空气液化形成的，故D正确。
故选：D。
液化是指物质从气态变为液态的物态变化，生活中看到的各种“白气”，都是水蒸气遇冷液化为小水珠形成的，不是水蒸气(水蒸气是无色、无味的)，据此分析判断。
该题通过生活中的各种现象考查了学生对物态变化的理解情况，解题的关键是先搞清楚变化前后物体的状态，再确定物态变化名称。
2.【答案】C
【解析】解：A、从岸上看水中物体，水中物体反射的光斜射到水面时，光发生折射远离法线后进入眼睛，即折射角应大于入射角，而图中的折射角小于入射角；故A错误；
B、根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的下端为N极，其上端为S极，由磁极间的相互作用规律可知，小磁针的下端应为N极，故B错误；
C、灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套；三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线，故C正确；
D、由图可知，O为支点，图中动力F的力臂是指从支点O到力F作用线的距离，而图中是截取了力的作用线的一部分，故D错误。
故选：C。
(1)光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线远离法线；
(2)首先根据电流方向判断通电螺线管的磁极。再根据磁极间的相互作用规律确定小磁针的指向；
(3)灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套；三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线；
(4)力臂是指从支点到力的作用线的距离。
此题考查光的折射规律、家庭电路的连接、安培定则、力臂的画法等多个知识点，是一道综合性较强的题目。
3.【答案】B
【解析】解：
A.组成物质的分子之间，相互作用的引力和斥力同时存在，故A错误；
B.物质分子的运动与温度有关，温度越高分子运动越剧烈，故B正确；
C.晶体在熔化过程中吸收热量，但温度保持不变，故C错误；
D.内陆地区比沿海地区昼夜温差大，原因内陆地区多砂石，沿海地区多水，砂石的比热容比水的比热容小，同样受冷和受热时温度变化大，故D错误。
故选：B。
(1)分子间的引力和斥力是同时存在的；
(2)物质分子的运动与温度有关，温度越高分子运动越剧烈；
(3)晶体熔化吸热，但温度不变；
(4)水的比热容比砂石的较大，因此在同样受冷和受热时，水的温度变化较小，砂石的温度变化较大。
本题考查了学生对比热容、分子运动论、晶体的熔化特点的理解与掌握，是一道基础题目。
4.【答案】D
【解析】解：
A、图中阴影部分的面积等于密度与体积的乘积，即ρV，所以图中阴影部分面积表示的物理量是物体的质量，故A正确；
B、图中阴影部分的面积等于速度与时间的乘积，即vt，所以图中阴影部分面积表示的物理量是物体运动的路程，故B正确；
C、图中阴影部分的面积等于电压与电流的乘积，即UI，所以图中阴影部分面积表示的物理量是用电器的电功率，故C正确；
D、图中阴影部分的面积等于压力与面积的乘积，即FS，而物体所受的压强p=FS，所以图中阴影部分面积不是表示物体所受的压强，故D错误。
故选：D。
图中的阴影部分的面积等于横、纵坐标之积，结合m=ρV、s=vt、P=UI、p=FS分析判断。
本题考查了密度公式、速度公式、电功率公式和压强公式的应用，明确图中阴影部分面积的含义是关键。
5.【答案】A
【解析】解：AC、动滑轮的有用功：W=Gh=1000N×1m=1000J，
绳端移动的距离：s=nh=2×1m=2m，总功：W=Fs=600N×2m=1200J，
动滑轮的机械效率η=W有用W总×100%=1000J1200J×100%≈83.3%，故C错误，A正确；
B、不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为：G动=nF−G物=2×600N−1000N=200N，故B错误；
D、拉力F的功率为：P=W总t=1200J5s=240W，故D错误。
故选：A。
(1)利用公式W=Gh可计算有用功；利用W=Fs可计算总功；利用公式η=W有用W总×100%可计算机械效率；
(2)不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为：G动=nF−G物；
(3)利用公式P=Wt可求功率的大小。
本题主要考查了动滑轮有用功、总功、机械效率的计算，以及功率公式的运用，有一定综合性，难度不大。
6.【答案】D
【解析】解：A、f与F3作用在不同物体上，不是一对平衡力，故A错误；
B、f是地面给物体的摩擦力，F3是人手给的拉力，它们不是一对相互作用力，故B错误；
C、F1与F2作用在两个物体上，不是一对平衡力，故C错误；
D、F1与F2大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上，是一对相互作用力，故D正确。
故选：D。
平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；
相互作用力的条件：大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。
平衡力和相互作用力容易混淆，注意区分：相同点：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点：平衡力受力物体是同一个物体，相互作用力是两个受力物体。
7.【答案】C
【解析】解：
由图知，R1、R2串联，电流表测电路中的电流，电压表V1测R2两端的电压，电压表V2测R1两端的电压；
当滑动变阻器滑片P向左移动时，变阻器接入电路的电阻变大，电路中的总电阻变大，电源电压不变，由I=UR可知，电路中的电流变小，即电流表A的示数变小；
电路中电流变小，由U=IR可知，定值电阻R1两端的电压变小，即电压表V2示数变小；
电源电压不变，因串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和，所以变阻器R2两端的电压变大，即电压表V1示数变大；
由此可知，ABD错误，C正确。
故选C。
由电路图可知，R1、R2串联，电流表测电路中的电流，电压表V1测R2两端的电压，电压表V2测R1两端的电压；根据滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，根据串联电路的特点及欧姆定律判断电压表与电流表的示数如何变化。
本题是一道动态电路的分析题，分析清楚电路结构、熟练应用串联电路的特点和欧姆定律即可正确解题。
8.【答案】音色
【解析】解：“保真度”是保持了原声的音色，这样发出声音的音色不变。
故答案为：音色。
音色反映的是声音的品质与特色，它跟发声体的材料和结构有关。
解决此类问题要会根据响度、音色和音调的定义区分乐音特征的三个因素。
9.【答案】做功
【解析】解：水沸腾后会顶起壶盖，水蒸气对壶盖做功，此过程水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，其能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相似。
故答案为：做功。
四冲程汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能。
此题还考查了改变物体内能的方式、内燃机做功冲程的能量转化，难度不大，属于基础题目。
10.【答案】汽化
【解析】解：人体表的汗液由液态变成气态的水蒸气是汽化现象，汽化需要吸热，故体温不至升得太高。
故答案为：汽化。
蒸发是汽化现象，蒸发吸热。
分析生活中的热现象属于哪种物态变化，关键要看清物态变化前后，物质各处于什么状态，另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
11.【答案】左右
【解析】解：闭合开关后，使导体棒ab左右运动，可以切割磁感线，因此会有感应电流产生，此时电流表指针能发生偏转。如果上下运动与磁感线方向平行，不能切割磁感线，电路中不会产生感应电流，这种现象就是电磁感应现象。
故答案为：左右。
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会产生感应电流，这就是电磁感应现象。
此题考查了电磁感应现象的实验，尤其要注意导体如何运动才能切割磁感线，难度不大。
12.【答案】运动
【解析】解：以地面为参照物，小亮的位置发生变化，说明小亮是运动的。
故答案为：运动。
以地面为参照物，小亮的位置发生变化，据此判断。
本题考查参照物的选取，判断物体的运动状态的关键是看物体的位置是否发生变化。
13.【答案】45
【解析】解：静止在水平地面上的物体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和竖直向上的支持力的作用，这三个力的合力为0，则支持力为：F=G−F′=50N−5N=45N.
故答案为：45。
对图中的物体受力分析，根据力的合成求出支持力。
本题考查了同一直线上力的合成，属于基础题。
14.【答案】4
【解析】解：(1)由图可知，OA可绕O点转动，A端用细线与GH上的B点相连，所以桥面OA实质是一种杠杆；
(2)过支点向拉力的作用线作垂线，这条垂线段就是拉索对桥面拉力F的力臂L，如图所示：
在Rt△AOB中，∠A=30∘，则L=12OA=0.15m；
木板均匀，重心在中点，根据杠杆的平衡条件，FL=G×12OA，
则F=G×12OAL=4N×12×。
故答案为：4。
力臂是从支点到力的作用线的距离，过支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂；
根据杠杆平衡条件结合数学知识求解；将细线一端的固定点由B点改至C点，动力臂增大，阻力臂和阻力不变，根据杠杆平衡条件进行判断。
本题考查了杠杆的应用，属于基础知识的考查，注重了物理知识和生活实际的联系。
15.【答案】175
【解析】解：
水吸收的热量：
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×5kg×50℃=1.05×106J；
由题知：Q吸=Q放×20%=m′q×20%，
需要完全燃烧煤的质量：
m′=Q吸q×20%=1.05×106J3.0×107J/kg×20%=0.175kg=175g。
故答案为：175。
知道水的质量、水温的升高值、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；
这些热量由燃烧煤提供，利用Q吸=Q放×20%=mq×20%计算需要的煤的质量。
本题考查了学生对吸热公式、燃料燃烧放热公式的掌握和运用，用好条件“效率为20%”是本题的关键
16.【答案】20
【解析】解：受力面积：S=0.2mm2=2×10−7m2，
由p=FS得，产生的压力：
F=pS=108Pa×2×10−7m2=20N。
故答案为：20。
知道对切割表面产生的压强和受力面积，利用F=pS求产生的压力.
本题考查了学生对压强定义式的了解与掌握，属于基础题目。
17.【答案】4.2
【解析】解：电路中灯泡L1和L2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过L2的电流，由图可知电流表A2量程为0−0.6A，则A2的示数为0.5A，则通过L1的电流I1=I−I2=1.2A−0.5A=0.7A，并联电路支路电压等与电源电压，故U1=U=6V，则小灯泡L1的电功率P1=U1I1=6V×0.7A=4.2W。
故答案为：4.2。
分析电路连接情况，根据P=UI计算电功率。
本题考查并联电路的特点和电功率公式的计算。
18.【答案】同一平面 4 平面镜
【解析】解：(1)将光屏右半部分向后折转任意角度，光屏上都看不到反射光，如图乙。说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内；
(2)根据反射定律，反射角等于入射角，反射角是反射光线与法线的夹角，入射角是入射光线与法线的夹角，某同学的实验数据如上表，其中有一组数据测错了，这组数据是第4次实验的，原因可能是将反射光线与平面镜的夹角当成反射角；
(3)由图可知，当光逆着原来的反射光线入射时，现在的入射角等于原来的反射角，所以反射光线也逆着原来的入射光线反射出去，即将一束光沿BO射到O点，光将沿图中的OA方向射出，这说明在反射现象中光路是可逆的。
故答案为：(1)同一平面；(2)4；平面镜。
(1)根据入射光线、反射光线和法线的关系进行分析，使光屏不在一个平面内，观察现象，得出结论；
(2)由光的反射定律知，反射角应等于入射角，故他所测量的角不是反射角，而是反射光线与镜面的夹角。
此题主要考查了光的反射定律的实验。通过分析实例考查了学生对所学知识的应用。
19.【答案】晶 比热容
【解析】解：(1)BC段海波不断吸收热量，温度保持48℃不变，所以海波的熔点是48℃，所以海波是晶体；
(2)在图乙所示中，AB段与CD段的倾斜程度不同，这是因为水和冰的比热容不同，相同质量的水和冰，吸收相同的热量，其温度变化不同。
故答案为：(1)晶；(2)比热容。
(1)晶体在熔化过程中，吸收热量，温度不变，不变的温度为熔点；
(2)知道水和冰的比热容不同，相同质量的水和冰，吸收相同的热量，其温度变化不同。
本题考查了在探究“海波的熔化特点”的实验中，温度-时间图像的分析，有一定综合性。
20.【答案】A 5
【解析】解：(1)将电压表并联在未知电阻两端，如下图所示：
；
(2)为了保护电路，闭合开关进行实验前，滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处，即A端；
(3)在第三次测量中，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.42A，则第三次电阻的阻值为：
R=UI=Ω。
故答案为：(1)见解答图；(2)A；(3)5。
(1)将电压表并联在未知电阻两端；
(2)为了保护电路，闭合开关进行实验前，滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处；
(3)根据电流表选用量程确定分度值读数，利用R=UI求出第三次电阻的阻值。
本题用“伏安法”测未知电阻的阻值实验，考查了电路连接、注意事项和电阻的计算等知识。
21.【答案】解：(1)斜面的长度：s=hsin30∘=1m12=2m
拉力F做的功：W=Fs=4N×2m=8J；
(2)物体的重力：G=mg=0.6kg×10N/kg=6N，
有用功：W有用=Gh=6N×1m=6J，
斜面的机械效率：η=W有用W总=6J8J×100%=75%；
(3)额外功的大小：W额外=W总−W有用=8J−6J=2J，
由W额=fs可得，f=W额s=2J2m=1N。
答：(1)求拉力F做的功是8J；
(2)斜面的机械效率是75%；
(3)该物体受到的摩擦力是1N。
【解析】本题考查了做功公式、效率公式以及三角函数的综合应用，涉及到的知识点较多，在利用斜面可以省力，所做的额外功就是克服摩擦做的功。
22.【答案】解：(1)当滑片位于a端时，R0与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压，此时电路中的电流最小，
由图乙可知，电路中的电流I小=0.4A，UR=8.0V，
由I=UR可得，滑动变阻器的最大阻值：
R=URI小=Ω；
(2)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：
U=I小(R0+R)=0.4A×(R0+20Ω)，
当滑片位于b端时，电路为R0的简单电路，电路中的电流最大，
由图乙可知，电路中的最大电流I大=1.2A，
则电源的电压：
U=I大R0=1.2A×R0，
因电源的电压不变，
所以，0.4A×(R0+20Ω)=1.2A×R0，
解得：R0=10Ω，
电源的电压U=I大R0=1.2A×10Ω=12V。
答：(1)滑动变阻器R的最大阻值为20Ω；
(2)R0的阻值为10Ω，电源的电压为12V。
【解析】(1)当滑片位于a端时，变阻器接入电路中的电阻最大时，R0与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压，此时电路中的电流最小，根据图乙得出电表的示数，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
(2)根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压；当滑片位于b端时，电路为R0的简单电路，电路中的电流最大，根据图乙读出电路中的最大电流，根据欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R0的阻值，进一步求出电源的电压。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据图象读出相关的信息。
23.【答案】解：(1)海面以下16m处海水的压强p=ρ海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×16m=1.6×105Pa；
(2)网箱材料和铸铁块的总质量m=10t+20t=30t=3×104kg，
网箱静止在海水中.，整个装置受到的浮力等于它的总重力，即F浮=G=mg=3×104kg×10N/kg=3×105N，
根据阿基米德原理可知排开海水的体积：V排=F浮ρ海水g=3×105N1.0×103kg/m3×10N/kg=30m3，
空心圆柱体排开海水的体积V排′=V排−V0=30m3−6m3=24m3，
空心圆柱体内海水的体积V海水=V圆柱体−V露−V排′=2m2×20m−2m2×4m−24m3=8m3，
空心圆柱体内海水的高度h海水=V海水S=8m22m2=4m；
(3)通过气阀改变空心圆柱体内海水的高度.使整个装置所受的浮力等于它的总重力，该装置能在海面下任意深处进行养殖。
答：(1)海面以下16m处海水的压强为1.6×105Pa；
(2)当网箱的底部下沉到海面下16m处静止时，空心圆柱体内海水的高度为4m；
(3)该装置能在海面下30m深处进行悬浮养殖。通过气阀改变空心圆柱体内海水的高度.使整个装置所受的浮力等于它的总重力，该装置能在海面下任意深处进行养殖。
【解析】(1)根据p=ρ海水gh得出海面以下16m处海水的压强；
(2)得出网箱材料和铸铁块的总质量，网箱静止在海水中.，根据F浮=G=mg得出装置受到的浮力，根据阿基米德原理可知排开海水的体积V排，根据V排′=V排−V0得出空心圆柱体排开海水的体积，根据V海水=V圆柱体−V露−V排′得出空心圆柱体内海水的体积，根据h海水=V海水S得出空心圆柱体内海水的高度；
(3)通过气阀改变空心圆柱体内海水的高度.使整个装置所受的浮力等于它的总重力，该装置能在海面下任意深处进行养殖。
本题考查压强、浮力的计算，并考查阿基米德原理和浮沉条件的应用，是一道综合题。实验次数
1
2
3
4
5
6
入射角
60∘
50∘
40∘
30∘
20∘
0∘
反射角
60∘
50∘
40∘
60∘
20∘
0∘
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.4
1.8
2.1
2.4
2.6
电流I/A
0.26
0.36
0.48
0.54