北京顺义区第四中学顺义分校2023-2024学年九年级下学期物理月考试卷（原卷版+解析版）

这是一份北京顺义区第四中学顺义分校2023-2024学年九年级下学期物理月考试卷（原卷版+解析版），文件包含北京顺义区第四中学顺义分校2023-2024学年九年级下学期物理月考试卷原卷版docx、北京顺义区第四中学顺义分校2023-2024学年九年级下学期物理月考试卷解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共32页， 欢迎下载使用。
第一部分
一、单项选择题（下列每题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。共24分，每题2分）
1. 在国际单位制中，功的单位是（ ）
A. 千克B. 牛顿C. 瓦特D. 焦耳
【答案】D
【解析】
【详解】A．千克是质量的国际单位，故A不符合题意；
B．牛顿是力的国际单位，故B不符合题意；
C．瓦特是功率的国际单位，故C不符合题意；
D．焦耳是功的国际单位，故D符合题意。
故选D。
2. 关于声现象，下列说法中正确的是（ ）
A. 校园内植树是在声源处减弱噪声B. 正在发声的音叉，其叉臂在振动
C. 声音的响度是由振动频率决定的D. 只要物体振动，人就能听到声音
【答案】B
【解析】
【详解】A．减弱噪声的方式有三种，分别是从声源处减弱，从传播过程中减弱，从人耳处减弱，在校园内植树，是在传播过程中减弱了噪声，故A错误；
B．声音是由物体振动产生的，所以正在发生的音叉，其叉臂在振动，故B正确；
C．响度与振幅有关，音调与频率有关，故C错误；
D．人的听觉频率范围是20~20000Hz，所以正在振动发声的物体，人耳不一定能听到声音，故D错误。
故选B。
3. 下列四个事例中，由于光的反射形成的是（ ）
A. 立竿见影B. 坐井观天C. 杯弓蛇影D. 五彩缤纷
【答案】C
【解析】
【详解】A．立竿见影是光的直线传播，故A不符合题意；
B．坐井观天是光的直线传播，故B不符合题意；
C．杯弓蛇影，是平面镜成像，故是光的反射，故C符合题意；
D．五彩缤纷是光的色散，属于光的折射，故D不符合题意。
故选C。
4. 下列四个实例中，目的是为了减小摩擦的是（ ）
A. 单杠运动员在手上涂防滑粉B. 运动鞋的鞋底上刻有花纹
C. 拔河时，选手用力握紧绳子D. 给自行车的轴承加润滑油
【答案】D
【解析】
【详解】A．运动员在手上涂防滑粉，是在压力一定时通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故A不符合题意；
B．鞋底上的花纹，是在压力一定时通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故B不符合题意；
C．拔河时，选手用力握紧绳子，是在接触面粗糙程度一定时通过增大压力来增大摩擦的，故C不符合题意；
D．给自行车的轴承加润滑油可以使接触面分离从而减少摩擦，故D符合题意。
故选D。
5. 下列四个实例中，为了增大压强的是（ ）
A. 破窗锤的锤头做成锥状
B. 滑雪板做的较宽大
C. 书包的背带做的较宽
D. 载重汽车安装了很多车轮
【答案】A
【解析】
【详解】A．破窗锤的锤头做成锥状，锥状受力面积较小，在压力相同的情况下，可以增大压强，故A符合题意；
B．滑雪板做的较宽大，即受力面积较大，在压力相同的情况下，可以减小压强，故B不符合题意；
C．书包的背带做的较宽，即受力面积较大，在压力相同的情况下，可以减小压强，故C不符合题意；
D．载重汽车安装了很多车轮，这样增大了汽车与地面的接触面积，即增大了受力面积，在压力相同的情况下，可以减小压强，故D不符合题意。
故选A。
6. 下列四种工具中，正常使用时属于省力杠杆的是（ ）
A. 食品夹
B. 园艺剪
C. 天平
D. 船桨
【答案】B
【解析】
【详解】AD．食品夹和船桨使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故AD不符合题意；
B．园艺剪使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B符合题意；
C．天平的动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故C不符合题意。
故选B。
7. 下列物态变化现象中需要吸收热量的是（ ）
A. 初春，湖面上冰化成水B. 盛夏，草叶上形成露珠
C. 深秋，枫叶上形成霜D. 严冬，树枝上形成雾凇
【答案】A
【解析】
【详解】A．湖面上冰化成水是熔化现象，需要吸热，故A符合题意；
B．草叶上形成露珠是液化现象，需要放热，故B不符合题意；
C．枫叶上形成霜是凝华现象，需要放热，故C不符合题意；
D．树枝上形成雾凇是凝华现象，需要放热，故D不符合题意。
故选A。
8. 谢丽尔四个电磁实验中，能够说明“磁场对电流有力的作用”的实验是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．图中装置说明电磁感应现象，闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感应线运动时会产生感应电流，故A不符合题意；
B．图中装置为电磁继电器的应用，利用了电流的磁效应，故B不符合题意；
C．图中装置为发电机原理图，利用了电磁感应原理，故C不符合题意；
D．图中装置电路中有电源，闭合开关后可观察到导体棒运动，说明了磁场对通电导体有力的作用，即磁场对电流有力的作用，故D符合题意。
故选D。
9. 如图所示，是第五届世界智能大会官方指定用车—中国长安UNI—K智能化汽车。它不仅实现了全语音交互、车内外高清摄像、自动刷脸识别车主身份等智能操作，还具备全速自适应巡航等智能驾驶功能。它展现了“中国智造”的科技风采。关于这辆智能汽车，下列判断正确的是（ ）
A. 汽车左右转向灯是并联连接的
B. 通过摄像头成虚像实现人脸识别
C. 车内的集成电路完全由超导材料制成
D. 汽车发动机的压缩冲程为汽车提供动力
【答案】A
【解析】
【详解】A．汽车左右两个转向灯可以独立工作，互不影响，因此它们是并联的，故A正确；
B．通过摄像头成缩小的实像，实现人脸识别，故B错误；
C．车内的集成电路由半导体材料制成，故C错误；
D．为汽车提供动力的是汽车发动机的做功冲程，故D错误。
故选A
10. 如图所示，是2022年北京冬奥会上使用的全高清4K轨道摄像机—“猎豹”。它是我国自主研发的一款高速摄像设备，设计技术标准能达到25m/s。在速滑比赛中，顶尖运动员速度可达到70km/h，“猎豹”工作时不仅能实时追踪运动员的位置，还能根据要求进行加速、减速、超越等动作。下列说法中正确的是（ ）
A. “猎豹”能快速移动，其最高速度为70km/h
B. “猎豹”匀速转弯过程中，其运动状态保持不变
C. “猎豹”在水平轨道上加速运动，其动能逐渐增大
D. “猎豹”在水平轨道上减速运动，其重力势能逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A. 由题意可知，猎豹的最高速度为25m/s=90km/h，速滑比赛中运动员的最高速度为70km/h，故A错误；
B.猎豹匀速转弯过程中，速度方向在改变，所以其运动方向在改变，故B错误；
C.猎豹在水平轨道上加速运动，质量不变，速度增加，所以其动能逐渐增大，故C正确；
D.猎豹在水平轨道上减速运动，质量和高度没有发生变化，所以其重力势能不变，故D错误。
故选C。
11. 如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧挂着一根条形磁铁，闭合开关S，待条形磁铁静止后，再将滑片P从端向端移动的过程中，会出现的现象是（ ）
A. 电流表示数变大，灯L变亮，弹簧的长度变长
B. 电流表示数变大，灯L变亮，弹簧的长度变短
C. 电流表示数变小，灯L变暗，弹簧的长度变长
D. 电流表示数变小，灯L变暗，弹簧的长度变短
【答案】B
【解析】
【详解】CD．将滑片P从端向端移动的过程中，滑动变阻器的阻值变小，总电阻变小，电路中的电流变大，灯L变亮，故CD错误；
AB．将滑片P从端向端移动的过程中，电流变大，灯泡变亮，电磁铁的磁性变强，根据安培定则，四指的方向为电流的方向，大拇指的方向为N极，故下端为N极，上端为S极，根据同名磁极相互排斥，由于斥力增强，则弹簧变短，故A错误，B正确。
故选B。
12. 如图所示，工人站在水平地面上，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A，工人对绳子自由端施加竖直向下的拉力F，物体A被竖直匀速提升1m，用时5s，滑轮组的额外功为100J，下列说法中正确的是（ ）
A. 工人的体重不能小于900N
B. 动滑轮所受的重力为100N
C. 绳端拉力F的功率为200W
D. 该滑轮组的机械效率为80%
【答案】C
【解析】
【详解】B．不计绳重和摩擦，额外功来自于克服动滑轮的重力做功，动滑轮的重力为
题目没有不计绳重和摩擦的条件，所以动滑轮所受重力小于100N。
故B错误；
AC．同一根绳子上的力相等，由图可知与动滑轮相连的绳子根数为2，对动滑轮受力分析，动滑轮受向下的物体重力和动滑轮的重力，受到2根绳子向上的拉力，即
所以绳子的拉力为
绳子的拉力不能大于工人的重力，否则把工人会从地面拉起，故工人的体重不能小于500N。绳子移动的速度为
绳端拉力F的功率为
故A错误，C正确；
D．该滑轮组的机械效率为
故D错误。
故选C。
二、多项选择题（每题2分。选对但不全的得1分，有错选的不得分）
13. 2021年12月9日，在“天宫课堂”第一课中，航天员王亚平展示了一个“浮力消失实验”。在中国空间站微重力环境中，她用吸管把乒乓球轻轻压入水中，取出吸管后，观察到乒乓球悬停在水中，如图甲所示。在中国科技馆的同学们做同样的实验，用吸管把乒乓球压入水中，取出吸管后，乒乓球会迅速上浮直至漂浮，如图乙所示。请你结合所学知识，判断下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲实验中，水对乒乓球的压力的合力几乎为零
B. 图甲实验中，乒乓球所受重力可以忽略，因此它不具有惯性
C. 图乙实验中，水中上浮的乒乓球所受水的浮力大于它的惯性
D. 图乙实验中，漂浮的乒乓球所受水向上的压力大小等于它所受的重力
【答案】AD
【解析】
【详解】A．在中国空间站微重力环境中，图甲中乒乓球所受重力几乎为零，乒乓球悬停处于平衡状态，因此水对乒乓球的浮力几乎为零，即乒乓球所受压力及压力差都为零，故A正确；
B．惯性的大小与质量有关，在空间站乒乓球质量不变，因此惯性不变，故B错误；
C．力和惯性不是同一物理概念，没有可比性，故C错误；
D．图乙实验中，漂浮的乒乓球处于平衡状态，因此乒乓球所受水向上的压力即为乒乓球所受浮力，和重力大小相等，方向相反，故D正确。
故选AD。
14. 如图所示，是小强家的电暖气的铭牌。该电暖气有高温和低温两个档位。若电暖气始终在额定电压下工作，则下列说法中正确的是（ ）
A. 电暖气在高温档时，消耗的电能较多
B. 电暖气在高、低温档，电路中的电流比为2∶1
C. 当电暖气在低温档时，接入电路的总电阻为88Ω
D. 当电暖气在高温档时，每小时消耗的电能为1100kW·h
【答案】BC
【解析】
【详解】A．高温挡的功率较大，但通电时间不确定，由W=Pt可知，消耗的电能不一定多，即电流做的功不一定多，故A错误；
B．由P=UI可知，高温挡时的电流为
低温挡时的电流为
则电暖气在高、低温档，电路中的电流比为
I高：I低=5A:2.5A=2:1
故B正确；
C．由可知，当电暖气在低温挡时接入电路的总电阻为
故C正确；
D．当电暖气在高温挡时每小时消耗的电能为
W=P高t=1.1kW×1h=1.1kW·h
故D错误。
故选BC。
15. 2022年2月6日，中国女足姑娘们在亚洲杯决赛中顽强拼搏，最终夺得亚洲杯冠军。如图所示，中国女足队员正在传球，踢出去的足球在空中飞行的过程中，会受到空气阻力的作用。则下列分析中正确的是（ ）
A. 踢出去的足球在空中上升过程中，它的机械能逐渐减小
B. 踢出去的足球在空中下降过程中，它的机械能逐渐增大
C. 足球在空中上升到最高点时，它的机械能全部转化为内能
D. 空中运动的足球，若所受力都消失，它将做匀速直线运动
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．踢出去的足球在空中上升过程或者下降的过程中，由于空气阻力，克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，它的机械能逐渐减小，故A正确，B错误；
C．足球在空中上升到最高点时，会继续向前运动，还具有一部分动能，故C错误；
D．空中运动的足球，若所受力都消失，由于惯性将保持原来的运动状态，做匀速直线运动，故D正确。
故选AD。
第二部分
三、实验探究题（共28分，16、17、20、24题各4分，19、22、23题各2分，18、21题各3分）
16. 如图所示，木块的长度为__________cm。
【答案】3.50
【解析】
【详解】由图知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表1mm，即刻度尺的分度值为1mm；木块左侧与0.00cm对齐，右侧与3.50cm对齐，所以木块的长度为
L=3.50cm-0.00cm=3.50cm
17. 如图所示，体温计的示数为______℃。
【答案】36.3
【解析】
【详解】由图中所示可知，体温计的分度值0.1℃，因此体温计的示数为36.3℃。
18. 小瑄利用酒精灯加热烧瓶中的水，直至水沸腾，她撤掉酒精灯，发现烧瓶中的水会停止沸腾，这说明水的沸腾需要________。她用胶皮塞塞紧烧瓶口，如图所示，将烧瓶倒置并向烧瓶底部浇冷水，她观察到________，这是因为烧瓶内水面上方气压_____（选填“增大”或“减小”），水的沸点_________（选填“升高”或“降低”）。
【答案】 ①. 持续吸热 ②. 水重新沸腾 ③. 减小 ④. 降低
【解析】
【详解】[1]水沸腾后，撤掉酒精灯，不再给烧瓶加热，水会停止沸腾，是因为水在沸腾时需要持续吸热。
[2][3][4]向倒置的烧瓶底部浇冷水，烧瓶中的水重新沸腾，是因为烧瓶中水上方的空气温度降低，压强减小，而气压减小时，水的沸点也降低。
19. 小华利用图所示的实验装置，做“探究光的反射规律和光的折射特点”的实验。
（1）在实验中，她用激光笔发出一束光从空气射向水面，多次改变入射光的方向，记录的实验数据如下表。通过分析实验数据，小华归纳出：在反射现象中，反射角等于入射角。关于光的折射现象，你能归纳出的结论是__________（写出一条即可）；
（2）从表中的实验数据可推知：本实验中，若让光从水射向空气，当入射角为32°时，则光在空气中的折射角为__________°。
【答案】 ①. 见解析 ②. 45
【解析】
【详解】（1）[1]从图表中的数据可知，从空气中斜射入水中，折射角小于入射角，或者入射角变大，折射角变大。
（2）[2]由表格数据知，当入射角为45°时，折射角等于32°，根据光路可逆，当入射角等于32°，折射角等于45°。
20. 在中国科技馆“善变的软磁铁”展台区，小娟进行了如下探究实验：如图所示，她推动软磁铁向固定的永磁铁移动，感到软磁铁和永磁铁之间的斥力越来越大；继续推动软磁铁，当两者接近到一定距离时，两块磁铁之间的斥力忽然变成了吸力。请你根据小娟的实验步骤及现象，提出一个可探究的问题：____________________。
【答案】软磁铁和永磁铁之间作用力与距离有什么关系
【解析】
【详解】根据题意可知，软磁铁向固定的永磁铁移动，软磁铁和永磁铁之间的斥力越来越大；当两者接近到一定距离时，两块磁铁之间的斥力忽然变成了吸力，由此可知，软磁铁和永磁铁之间的距离发生了改变，它们之间的相互作用力发生了改变，所以可以提出可探究的问题是：软磁铁和永磁铁之间作用力与距离有什么关系。
21. 小军利用如图甲所示实验器材，测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
（1）请你画出实验电路图______________；
（2）小军已连接的实物电路如图甲所示，请你将他未完成部分用笔画线补充完整______；
（3）小军正确连接电路后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡L的电功率为__________W；
（4）在实验中，小军用同一只小灯泡进行实验，测量了多组电压值和电流值，并且绘制出通过小灯泡的电流随它两端电压变化关系的图像，如图丙所示。你根据图像分析可以推知：当小灯泡两端的电压升高时，该小灯泡的电阻__________。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】 ①. ②. ③. 0.75 ④. 变大
【解析】
【详解】（1）[1]要测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率，需要把电压表并联在小灯泡两端，小灯泡、电流表、滑动变阻器串联在一起，实验电路图如下图所示。
（2）[2]从图丙可知，实验过程中电路中的最大电流为0.3A，则电流表的量程选择小量程，小灯泡与电流表串联，再连接开关，实物电路如下图所示：
（3）[3]当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，由图乙得，电流表的量程为0.6A，分度值为0.02A，它的读数为0.3A，根据电功率的公式可知，小灯泡L的电功率
（4）[4]从图丙可以看到，这是I-U图像，这条曲线是随着电压的变大而变缓，即曲线的斜率k变小，可得到式子
可知在变小，则变大，该小灯泡的电阻变大。
22. 小静和小刚用两个不同焦距的凸透镜A和B，做探究凸透镜成像规律的实验。
（1）他们选取焦距为的凸透镜A，先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度；将蜡烛放在如图甲所示的位置，左右调节光屏直至在光屏上得到一个倒立清晰的像，生活中_________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用此成像原理工作的；
（2）在图甲实验的基础上，小静将凸透镜A更换为焦距为的凸透镜B，为了在光屏上得到清晰的像，她应将光屏向_________（选填“左”或“右”）侧移动：小刚认为不用移动光屏在光屏上也能呈现清晰的像，他将一个眼镜放到凸透镜B前，如图乙所示，适当调节眼镜片的位置，果然在光屏上呈现出清晰的像，请你分析该眼镜的镜片对光有_________（选填“会聚”或“发散”）作用。
【答案】 ①. 投影仪 ②. 右 ③. 会聚
【解析】
【详解】（1）[1]凸透镜的焦距为f1=10cm，由图可知，此时的物距
u=50.0cm-35.0cm=15.0cm
物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，其应用是投影仪。
（2）[2]在图甲实验的基础上，更换焦距为f2=12cm的凸透镜，焦距变大了，折射能力变弱了，像成在光屏的后方，为了在光屏上得到清晰的像，光屏应向右侧移动。
[3]不移动光屏，在光屏后面成像，将一个眼镜放到凸透镜B前，适当调节眼镜片的位置，果然在光屏上呈现出清晰的像，让像向前移动，刚好成在光屏上，说明该透镜对光有会聚作用，该透镜是凸透镜。
23. 小亮想利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材，连接了如图所示的实验电路，但小亮检查发现，此电路无法达成实验目的，只要改接一条导线就可以顺利进行实验。
（1）请你在连接有问题的导线上打“×”，并用笔画线代替导线，只改接一条导线，使电路连接正确___________；
（2）小亮利用改接好的电路，进行了如下实验：
①闭合开关S和S1，断开开关S2，记录电压表示数U1；
②断开开关S1，闭合开关S和S2，记录电压表的示数U2。
（3）请你用U1、U2和R0写出Rx的表达式，_________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】（1）[1]结合电路图及题意知，两个电阻R0与Rx应串联在电路中，电压表通过测量Rx两端的电压，及R0、Rx两个电阻两端的总电压，从而求出R0两端的电压，据欧姆定律可求电路中的电流，便可求出Rx的阻值。所以与电压表负极连接的电线应改接到开关S2的左端。当开关S、S1闭合，S2断开时，电压表测Rx的电压；当闭合开关S、S2，断开S1时，电压表测两个电阻两端的总电压。所以作图如下
（3）[2]由以上分析知，电压表示数为U1是Rx两端的电压，U2是R0、Rx两个电阻两端的电压，所以R0两端的电压
U0=U2-U1
那么电路中的电流
则待测电阻的阻值
24. 小乐要测量一块体积较大的矿石的密度，由于无法放入量筒直接测量体积，于是她利用一只大烧杯、水、天平等实验器材，设计了如下的实验方案。请你将小乐的实验步骤补充完整。
①用已调好的天平测量矿石的质量m1，并记入实验表格；
②将适量的水倒入大烧杯中，用天平测量水和烧杯的总质量m2，并记入实验表格；
③将矿石放入大烧杯内，完全浸没、且水未溢出，标记此时水面的位置，将矿石取出，______，并记入实验表格。
④利用所测量的数据及水的密度，写出该矿石密度的表达式：________。
【答案】 ①. 添加水至标记水面位置，用天平测量水和烧杯的总质量m3 ②.
【解析】
【详解】[1]步骤①中测量的是矿石的质量，测量矿石体积时可用等量的水的体积代替，将矿石放入大烧杯内，完全浸没、且水未溢出，标记此时水面的位置，将矿石取出后需再次往烧杯内添加水，使液面到达标记的位置，则增加的水的体积即为矿石的体积，此时烧杯和水的总质量为m3。
[2]添加的水的质量为
m水=m3-m2
由可知添加水的体积即石块的体积为

石块的质量为m1，则矿石的密度为
25. 实验台上有满足实验要求的器材：如图所示的圆柱体A（已知，每格体积为）、已调零的弹簧测力计和装有适量水的烧杯。请你利用上述实验器材，设计实验证明：浸在水中的物体，排开水的体积越大，所受浮力越大。要求：（1）写出实验步骤（可画示意图辅助说明）；（2）画出实验数据记录表。
【答案】见解析
【解析】
【详解】（1）实验步骤：
①将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下，静止时，用弹簧测力计测出圆柱体A所受的重力G，并记入实验表格；
②将圆柱体A下部的一格浸入烧杯的水中，圆柱体不接触烧杯，静止时，用弹簧测力计测出此时的拉力F，将圆柱体排开水的体积和F，记入实验表格；
③仿照步骤②，再做两次实验，每次分别将圆柱体A下部的两格、三格浸入水中，将各次圆柱体排开水的体积和弹簧测力计的拉力F，记入实验表格；
④根据公式，分别计算3次圆柱体所受浮力，并记入实验表格。
（2）实验数据记录表：
四、科普阅读题（共4分）
26. 请阅读《北京冬奥火炬的科技“外衣”》并回答下题。
北京冬奥火炬的科技“外衣”
2022年2月4日，第24届冬奥会在北京隆重开幕，奥运火炬再次在“鸟巢”点燃，北京成为世界上首个“双奥之城”。如图所示，是北京冬奥会火炬“飞扬”，它银红相间的颜色、旋转上升的外形象征着“冰火相约，激情飞扬，照亮冰雪，温暖世界”。
火炬“飞扬”不仅造型优美飘逸，它的“外衣”还蕴含着新科技。它是中国研发团队利用碳纤维与高性能树脂研制出的一种新材料—碳纤维复合材料制造的，这堪称世界首创。由于碳纤维质量约为同体积钢质量的四分之一，但强度却是钢的7至9倍，这使得火炬不仅手感轻，而且还很坚固。
另外，为了使火炬“飞扬”不仅环保，还能在极寒天气中使用，“飞扬”采用氢作燃料，但氢的燃烧温度能达到800℃，一般的复合材料都经不住500℃的考验。于是中国研发团队利用一种耐高温树脂材料—聚硅氮烷树脂，经过测试与工艺调整，这种新材料可以经受1200℃的高温。它作为第三代树脂材料，兼具了有机物超强附着力与无机物耐高温的特点，同时集耐腐蚀、耐磨损、防污防水等优势于一身，达到了奥运火炬的设计要求。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）火炬“飞扬”的外壳采用碳纤维材料制成，这是因为碳纤维具有______小、硬度大的特点；
（2）火炬“飞扬”的燃料是氢，当氢燃烧时，______能转化为内能；已知氢的热值为，若完全燃烧的氢，所放出的热量为______J；
（3）第三代树脂材料一聚硅氮烷树脂具备哪些优势，达到了奥运火炬的设计要求。______。
【答案】 ①. 密度 ②. 化学 ③. ④. 具有机物超强附着力与无机物耐高温的特点，同时集耐腐蚀、耐磨损、防污防水等优势
【解析】
【详解】（1）[1]由题意可知，碳纤维质量均为同体积钢质量的四分之一，所以火炬“飞扬”的外壳采用碳纤维材料制成，手感轻，还坚固，这是利用了碳纤维具有密度小的特性。
（2）[2][3]当氢作为燃料燃烧时，发生化学变化，释放出热量，内部储存的化学能转化为内能。若完全燃烧20g=0.02kg的氢，所放出的热量为
Q放= mq= 0.02kg×1.4×108J/kg= 2.8×106J
（3）[4]由题意可知，第三代树脂材料一聚硅氮烷树脂，兼具了有机物超强附着力与无机物耐高温的特点，同时集耐腐蚀、耐磨损、防污防水等优势于一身，达到了奥运火炬的设计要求。
五、计算题（共8分，26、27题各4分）
27. 如图甲所示，是《天工开物》中记载的三千多年前中国古人利用桔槔在井上汲水的情境，受桔槔的启发，小明组装了如图23乙所示的装置。其中，杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动，且OC=2OD。物体A悬挂在C端，静止在水平桌面上的正方体B悬挂在D端，此时杠杆在水平位置平衡。已知：GA=30N，GB=80N，正方体B的边长为0.1m。杠杆、悬绳的质量不计。求：
（1）杠杆D端所受的拉力；
（2）正方体B对地面的压强。
【答案】（1）60N；（2）2×103Pa
【解析】
【详解】解：（1）根据杠杆的平衡条件
，OC=2OD
可得杠杆D端所受的拉力为
（2）正方体B对地面的压力为
正方体B与地面的接触面积是
所以正方体B对地面的压强为
答：（1）杠杆D端所受的拉力为60N；
（2）正方体B对地面压强为2×103Pa。
28. 如图甲所示，电源两端电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电压表的量程为0～15V。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。求：
（1）电源两端的电压；
（2）定值电阻R1的阻值；
（3）闭合开关S后，在保证电路各元件安全的条件下，滑动变阻器R2接入电路的最小阻值。
【答案】（1）24V；（2）10Ω；（3）6Ω
【解析】
【详解】解：（1）由乙图可知，当阻值为10Ω时，电压表示数为12V，则电源电压为
当阻值为20Ω时，电压表示数为8V，则电源电压为
由以上两式可得
所以电源电压为24V。
（2）由（1）分析可知定值电阻R1的阻值为10Ω。
（3）当R1两端的电压为15V时，R2两端的电压最小，由串联分压原理可知R2此时接入的阻值最小，R2两端的电压为
电路中的电流为
R2此时接入的阻值为
答：（1）电源两端的电压为24V；
（2）定值电阻R1的阻值为10Ω；
（3）闭合开关S后，在保证电路各元件安全的条件下，滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为6Ω。∠AON/°
0
15
30
45
60
75
80
∠CON/°
0
15
30
45
60
75
80
∠BOM/°
0
11
22
32
40.5
46.5
47.5