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北京市清华附中2024-2025学年九年级上学期开学考试物理试题（解析版）
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这是一份北京市清华附中2024-2025学年九年级上学期开学考试物理试题（解析版），共36页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验解答题，科技阅读题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（下列各小题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。共30分，每小题2分）
1. 在国际单位制中，功率的单位是（ ）
A. 牛顿（N）B. 帕斯卡（Pa）C. 焦耳（J）D. 瓦特（W）
【答案】D
【解析】
【详解】A．牛顿（N）是力的单位，故A不合题意；
B．帕斯卡（Pa）是压强的单位，故B不合题意；
C．焦耳（J）是功、能和热量的单位，故C不合题意；
D．在国际单位制中，功率的单位是瓦特，符是W，故D符合题意。
故选D。
2. 如图所示的四个事例中，为了增大压强的是（ ）
A. 眼镜架上装有眼镜鼻托B. 拖拉机装有宽大的履带
C. 书包的背带做得较宽D. 安全锋的锤头做的很尖
【答案】D
【解析】
【详解】A．眼镜架上装有眼镜鼻托，是通过增大受力面积来减小压强，故A不符合题意；
B．拖拉机装有宽大的履带，是通过增大受力面积来减小压强，故B不符合题意；
C．书包的背带做得较宽，是通过增大受力面积来减小压强，故C不符合题意；
D．安全锋的锤头做的很尖，是通过减小受力面积来增大压强，故D符合题意。
故选D。
3. 如图所示的实例，目的是为了减小摩擦的是（ ）
A. 守门员戴着防滑手套B. 脚蹬面做得凹凸不平
C. 轮滑鞋装有滚轮D. 运动鞋底有凹凸的花纹
【答案】C
【解析】
【详解】A．守门员戴着防滑手套，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A不符合题意；
B．脚蹬面做得凹凸不平，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B不符合题意；
C．轮滑鞋装有滚轮，以滚动代替滑动来减小摩擦力，故C符合题意；
D．运动鞋底有凹凸的花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故D不符合题意。
故选C。
4. 我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，如图甲所示，“横木穿插碓头，硬嘴为铁，足踏其末面舂之”。图乙为脚用力向下踩舂在某一位置时的示意图。依据你对机械和功的理解，舂在工作过程中会（ ）
A. 省力B. 省距离C. 省功D. 提高机械效率
【答案】B
【解析】
【详解】舂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，可以省距离；使用任何机械都不省功；机械效率是有用功与总功的比值，所以舂在使用过程中，有用功不变，但额外功增加了，即总功增大了，则机械效率减小，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5. 如图所示的四个实例中，通过做功改变内能的是（ ）
A. 扬汤止沸B. 釜底抽薪
C. 钻木取火D. 炙手可热
【答案】C
【解析】
【详解】A．扬汤止沸，是通过扬起汤向周围散热降温来止沸的，所以扬汤止沸是通过热传递来改变物体的内能，故A不符合题意；
B．釜底抽薪，是通过抽走锅底的柴火停止对锅加热，所以釜底抽薪通过热传递来改变物体的内能，故B不符合题意；
C．钻木取火，是通过转头和木头克服摩擦做功，使木头内能增加，温度升高从而燃烧获得火种，所以钻木取火是通过做功来改变物体的内能，故C符合题意；
D．炙手可热，是手一接触很热的东西就感觉到热的烫人，所以炙手可热通过热传递来改变物体的内能，故D不符合题意。
故选C。
6. 如图为一些生活中常见的情景，对于这些情景，下列说法中正确的是（ ）
A. 人用力推箱子但没有推动，人对箱子的推力做了功
B. 起重机吊着货箱匀速竖直上升的过程中，起重机对货箱的拉力做了功
C. 小学生沿平直道路骑车行进的过程中，地面对车的支持力做了功
D. 踢出去的足球在空中飞行的过程中，人脚对足球的作用力做了功
【答案】B
【解析】
【详解】A．用力推桌子但没有推动，对桌子有力的作用，但桌子没有在力的方向上移动距离，所以不做功；故A错误；
B．起重机在提升货箱的过程中，起重机给货箱一个向上的力，重物在力的方向上通过了距离，所以做了功，故B正确；
C．平直道路骑车行进的过程中，地面对车的支持力与距离的方向互相垂直，所以不做功；故C错误；
D．踢出去的足球继续向前运动的过程中，足球由于惯性向前运动，不再受到脚的作用力，所以脚对球的力对球没有做功．故D错误．
7. 电动平衡车是一种时尚代步工具。当人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时，下列说法正确的是（ ）
A. 平衡车匀速行驶时，相对于平衡车上的人，车是运动的
B. 平衡车的速度越大，惯性越大
C. 平衡车受到的支持力与平衡车的重力是一对平衡力
D. 人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【解析】
【详解】A．平衡车匀速行驶时，相对于平衡车上的人，车与人之间位置没有变化，车是静止的，故A错误；
B．惯性只和质量有关，与速度无关，故B错误；
C．人驾驶平衡车时，平衡车受到的支持力等于人和车的重力，与平衡车的重力大小不相等，不是一对平衡力，故C错误；
D．人对平衡车的压力和车对人的支持力，大小相等、方向相反、在同一直线上，分别作用在平衡车和人体上，所以是一对相互作用力，故D正确。
故选D。
8. 图甲中过山车从A 点出发，先后经过B、C、D、E 点。图乙是过山车在B、C、D、E 点的动能和重力势能大小的示意图，则下列对于过山车的能量描述中，正确的是（ ）
A. 当过山车运动到E 点时，它的动能最大
B. 在 B 点时的重力势能与E 点的动能相等
C. 在 BC之间，重力势能完全转化为动能
D. 在整个过程中，过山车的机械能都守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图乙知，过山车在E点的动能比C点的小，C点的动能最大，故A错误；
B．同图乙知，过山车在B点的重力势能与E点的动能相等，故B正确；
CD．B点的重力势能与E点的动能相等，而B点的动能不为0，E点的重力势能为0，则B点的机械能大于E点的机械能，所以整个过程中，机械能不守恒，由B到C点，过山车的质量不变，速度增大，高度减小，动能增大，重力势能减小，但由于机械能不守恒，所以减小的重力势能部分转化为动能，另一部分转化为内能，故CD错误。
故选B。
9. 小京在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动，如图甲所示；将铁块放在木块上，再次用弹簧测力计水平拉动木块，使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 图甲所示实验中，弹簧测力计的示数小于滑动摩擦力的大小
B. 图乙所示实验中，木板受到的压力等于木块受到的重力
C. 甲、乙两次实验，探究的是滑动摩擦力的大小与压力是否有关
D. 甲、乙两次实验，探究的是滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关
【答案】C
【解析】
【详解】A．图甲所示实验中，弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，由二力平衡可知，弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小，故A错误；
B．图乙所示实验中，将铁块放在木块上，所以木板受到的压力等于木块的重力和铁块的重力之和，故B错误；
CD．将铁块放在木块上，增大了木块对木板的压力，控制木块与木板间的接触面粗糙程度不变，所以探究的是滑动摩擦力的大小与压力是否有关，故C正确，D错误。
故选C。
10. 小明分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”（图甲所示）和“探究影响动能大小的因素”（图乙所示）两个实验，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲所示的三次实验中，小车到达水平面后能继续向前运动是因为小车受到惯性的作用
B. 图甲所示的三次实验中，小车运动的距离越远，说明小车由静止释放时具有的机械能越大
C. 图乙所示的①、②两次实验中，从同一高度由静止释放小球是为了使质量不同的小球到达水平面上时的速度相同
D. 图乙所示的三次实验中，一定要改变水平面的粗糙程度
【答案】C
【解析】
【详解】A．图甲所示的三次实验中，小车到达水平面后能继续向前运动是因为小车具有惯性，故A错误；
B．图甲所示的三次实验中，水平面的粗糙程度不同，不能根据小车运动的距离远近反映小车由静止释放时具有的机械能大小，故B错误；
C．物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；乙所示的①、②两次实验中，从同一高度由静止释放小球是为了使质量不同的小球到达水平面上时的速度相同，故C正确；
D．根据转换法，通过比较物块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小。图乙所示的三次实验中，水平面的粗糙程度要相同，故D错误。
故选C。
11. 如图所示，下列四幅图对应的说法正确的是（ ）
A. 图甲中某同学沿杆匀速向上爬升时，该同学受到摩擦力方向向下
B. 图乙中筷子提米在空中静止时，手对筷子的摩擦力与筷子受到的重力大小相等
C. 图丙中在力F作用下B向左运动，A受到的摩擦力与B上表面受到的摩擦力大小相等
D. 图丁中小球摆到最高点B点时，所有力突然消失，小球将做匀速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．如图甲所示，同学沿杆匀速向上爬升时，该同学的手紧紧抓住杆，手对杆施加向下的力，人获得向上的反作用力，因为手有向下的运动趋势，所以手受到的摩擦力的方向向上，故A错误；
B．如图乙所示，筷子提米在空中静止时，手对筷子的摩擦力等于手对筷子向上的拉力，手对筷子向上的拉力等于筷子、杯子和米的总重力，故B错误；
C．如图所示，A叠放在B上表面，在力F作用下B向左运动时，A受到的摩擦力与B上表面受到的摩擦力是一对相互作用力，这两个力大小相等，故C正确；
D．如丁图所示，小球摆到最高点B点时的瞬间，小球在竖直方向上的速度为0，因为绳子对小球的拉力作用，小球此时在水平方向的速度也为0，所以当所有的力都突然消失，小球将保持静止状态，故D错误。
故选C。
12. “水下断崖”是指海洋中上层海水的密度高，下层海水的密度低的状态：潜艇在航行时如果遇到“水下断崖”会急速“掉深”，带来不可预测的危险。有关这种现象，下列说法正确的是（ ）
A. 潜艇从高密度海水驶入低密度海水区域时浮力不变
B. “水下断崖”的危险在于潜水艇在驶入低密度海水区域时会急速下沉
C. “水下断崖”的危险在于潜水艇在驶入高密度海水区域时会急速上浮
D. 遇到“水下断崖”时，为尽快脱险，需要向潜水艇的水舱内供气排水以增大潜艇浮力
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．根据“海中断崖”现象可知，海水上层密度大、下层密度小，由F浮=ρ液V排g可知，潜艇受到的浮力减小，因此“水下断崖”的危险在于潜水艇在驶入低密度海水区域时会急速下沉，故AC错误，B正确；
D．向潜艇内的水舱供气的目的是减小潜艇的重力，而不能改变潜艇所受浮力，当重力小于浮力时，潜艇上浮，故D错误。
故选B。
13. 两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体，把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中，两球沉底，如图甲；放入乙液体中，两球静止时的情况如图乙所示。则（ ）
A. 小球A的质量等于小球B的质量
B. 甲液体的密度大于乙液体的密度
C. 甲液体对容器底部的压力大于乙液体对容器底部的压力
D. 在甲液体中小球A对容器底的压力小于小球B对容器底的压力
【答案】D
【解析】
【详解】A．在乙液体中，A漂浮，则A的密度小于乙液体的密度；B下沉，B的密度大于乙液体的密度；比较可知，A的密度小于B的密度；两个小球的体积相同，根据m=ρV，A的质量小于B的质量，故A错误；
B．由图可知，A在甲液体中沉底，则A的密度大于甲液体的密度；A在乙液体中漂浮，则A的密度小于乙液体的密度；比较可知，甲液体的密度小于乙液体的密度，故B错误；
C．由B可知，甲液体的密度小于乙液体的密度，此时两容器中液体的深度相同，根据p=ρgh可知，甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强，两容器的底面积相同，根据F=pS可知，甲液体对容器底部的压力小于乙液体对容器底部的压力，故C错误；
D．由A可知，A的质量小于B的质量，由G=mg可知GA故选D。
14. 如图，亮亮同学将盛水的烧杯放在电子台秤上，台秤的示数如图甲所示；将一个物体放入水中，物体漂浮，台秤示数为375g（如图乙），物体上表面始终保持水平，用力将物块压入全部浸没在水中，此时台秤示数为425g（如图丙）；将物块继续下压，从丙到丁物块下表面受到水的压力增加了0.8N。过程中水始终未溢出，以下说法正确的是（ ）
A. 物体的质量为125g
B. 物体的密度为0.5
C. 从图丙到图丁，电子台秤的示数增加了80g
D. 从图丙到图丁，物体上表面受到水的压力增加了0.8N
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图甲可知，水和杯子的总质量为300g，放入物体后，总质量变为375g，所以物体的质量为
故A错误；
B．用力将物块压入全部浸没在水中，此时台秤示数为425g，则排开水的质量为
排开水的体积为
物体浸没，排开水的体积等于物体的体积，则物体的密度为
故B错误；
C．从图丙到图丁，物体排开水的体积不变，水的深度不变，由可知，水对台秤的压强不变，由可知，台秤受到的压力不变，所以台秤的示数不变，故C错误；
D．从图丙到图丁，物体排开水的体积不变，所以浮力不变，浮力指的是物体上下表面受到的压力差，物块下表面受到水的压力增加了0.8N，所以物块上表面受到水的压力也增加了0.8N，故D正确。
故选D。
15. 小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图，当该液体温度为19℃时，质量为4×10-3kg的小球b悬浮，b标记“19℃”；另外两个小球分别标记“15℃”“23℃”，当小球悬浮时，它标记的温度与液体温度相等。三幅图中的小球体积大小相同且均处于静止状态，忽略小球体积变化，g取10N/kg。下列说法不正确的是（ ）
A. 图甲中b受到的浮力为0.04N
B. 图乙中小球c对应标记15℃
C. 图丙中液体温度可以超过24℃
D. 当液体温度在15℃～19℃范围内变化时b在液体中静止时所受浮力随温度升高而增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．图甲中，b处于悬浮状态，根据浮与沉的条件可知，受到的浮力为
F浮=G=mg=4×10-3kg×10N/kg=0.04N
故A正确，不符合题意；
B．图乙中小球c沉底，由浮沉条件可知ρc球>ρ乙液，则当c球悬浮时，对应的液体密度=c球的密度>图乙中液体的密度，因液体的密度随温度降低而变大，所以小球c对应的温度更低，应标记为15℃，a标记应为“23℃”，故B正确，不符合题意；
C．由图丙知，三个小球都下沉，由“环境温度越高时，液体的密度变小，浮力越小，悬浮的小球会下沉”可知液体的温度比23℃还高，因此图丙中液体温度可以超过24℃，故C正确，不符合题意；
D．由于气温降低时，小球所受浮力会变大，悬浮的小球会上浮，环境温度越高时，浮力会变小，悬浮的小球会下沉，且漂浮和悬浮时浮力都等于重力，所以15℃~19℃时浮力保持不变，故D错误，符合题意。
故选D。
二、多选题（下列各小题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共10分，每小题2分，全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分）
16. 对于下图所列物理现象的分析，其中说法正确的是（ ）
A. 图甲：排水管的U形“回水弯”是一个连通器，起到隔绝下水道异味的作用
B. 图乙：铁皮罐加热后用盖密封，浇上冷水后发生塌陷，说明大气压强的存在
C. 图丙：船闸工作时，如果关闭阀门B，打开阀门A，闸室和上游构成连通器
D. 图丁：盆景自动供水装置中的水位能保持一定高度，是利用了连通器的原理
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．排水管的U形“回水弯”上端开口，底部连通，属于连通器，两侧的液体起到液封的效果，可以隔绝下水道异味，故A正确；
B．铁皮罐加热后用盖密封，浇上冷水后，内部气压减小，小于外界大气压，在外界大气压的作用下发生塌陷，可以说明大气压强的存在，故B正确；
C．船闸工作时，如果关闭阀门B，打开阀门A，闸室和上游上端开口，底部连通，构成一个连通器，故C正确；
D．盆景自动供水装置中的水位能保持一定高度，是因为存在大气压，瓶子上端封闭，所以不是连通器，故D错误。
故选ABC。
17. 关于图所示的四个热学实验，下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲中二氧化氮的密度大于空气的密度，因此不能发生扩散现象
B. 图乙中将一定量的水与酒精混合后总体积变小，说明分子间存在空隙
C. 图丙中将红墨水同时滴入冷水和热水中，热水先变红，说明扩散的快慢跟温度有关
D. 图丁中用弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时，测力计的示数变大，说明分子间存在斥力
【答案】BC
【解析】
【详解】A．图甲中二氧化氮的密度大于空气的密度，几分钟后，两集气瓶中颜色变为均匀，说明分子在做无规则运动，发生了扩散现象，故A错误；
B．一定量的水与酒精混合时，酒精分子和水分子互相进入彼此的间隙中，导致总体积变小，说明分子之间存在间隙，故B正确；
C．将红墨水同时滴入冷水和热水中，热水先变红，说明温度越高，分子运动越剧烈，即扩散的快慢跟温度有关，故C正确；
D．图丁中用弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时，测力计的示数变大，说明分子间存在引力，故D错误。
故选BC。
18. 小文同学根据下表所提供的几种物质的比热容得出以下几个结论，其中正确的是（ ）
A. 固体的比热容可能大于液体的比热容
B. 汽车发动机的冷却循环系统常用水做工作物质主要是利用了水的比热容大的特点
C. 酒精和煤油吸收相同热量时，煤油的温度一定升高的多
D. 初温相等的水银和沙石，吸收相等的热量后，水银的末温一定比沙石的末温高
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由表格中数据知，水银为液态，砂石、铝等固态物质的比热容都大于水银的比热容，故A正确；
B．水的比热容大，吸热能力强，因此汽车发动机的冷却循环系统常用水做工作物质，故B正确；
C．酒精的比热容大于煤油，且酒精和煤油吸收热量相同，但两种液体质量不确定，所以温度变化不确定，故C错误；
D．初温相等的水银和砂石，吸收相等的热量后，由于水银和砂石的质量未知，所以温度变化不确定，故D错误。
故选AB。
19. 小文同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置，此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。下面说法正确的是（ ）
A. 支持力F的力臂大于重力的力臂
B. 若小文同学质量为50kg，则墙壁对人的支撑力一定小于200N
C. 增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，则F将变大
D. 重力力臂的大小不会随着脚尖与墙壁距离的变化而改变
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB．反向延长支撑力F画出动力的作用线，过支点O向动力F的作用线作垂线段，即为动力F的力臂L，过重心作竖直向下的重力即为G，从支点O向力GF的作用线作垂线段，即为阻力臂L2，如图所示：
由图可知，L为8个小格，L2为3个小格，因此支持力F的力臂大于重力的力臂，则根据杠杆平衡条件可得
FL=GL2
则支撑力
故AB正确；
CD．锻炼时，脚尖离开墙壁越远，支撑点会下移，则由图可知动力臂会减小，阻力臂会增大，阻力（人的重力）大小不变，根据杠杆平衡条件可知人受到的支撑力会变大，故C正确，D错误。
故选ABC。
20. 建筑工地上，建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥，如图所示。某次搬运过程中，工人在30s的时间内，将8袋水泥匀速提起6m，电动机牵引绳子的拉力F为2400N，每袋水泥质量为50kg。g取10N/kg，提篮重力忽略不计，下面说法正确的是（ ）
A. 拉力F做功的功率为960W
B. 甲图中滑轮组的机械效率为85%
C. 若工人们想一次提升更多的水泥，把甲图中的滑轮组换为乙图中的滑轮组（动滑轮不变），提升水泥速度不变，要想保持拉力大小仍为2400N不变，则需要提高拉力的功率
D. 若乙滑轮组提升水泥的拉力为2400N不变，动滑轮的总重力为200N，不计绳重和摩擦时，乙滑轮组一次能比甲滑轮组多提升6袋水泥
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．拉力所做功的功为
拉力F做功的功率为
故A正确；
B．甲图中滑轮组做的有用功为
甲图中滑轮组的机械效率为
故B错误；
C．乙图中连接动滑轮绳子的股数为3股，提升水泥速度不变，则绳子末端移动的速度会变大，由可知，要想保持拉力大小仍为2400N不变，功率会变大，故C正确；
D．乙滑轮组提升水泥的拉力为2400N不变，动滑轮的总重力为200N，根据可得，最大提升物体的重力为
则提升水泥的袋数为
因此用乙滑轮组一次能比甲滑轮组多提升6袋水泥，故D正确。
故选ACD。
三、实验解答题（共48分，第24、26（1）、28（1）、29-32题每空2分，第33题4分，其余每空1分）
21. 图所示的是北京冬奥会单板滑雪大跳台比赛中运动员在空中运动时的情境，此时他所受重力的方向是沿图中___________向下的方向。（选填“OA”“OB”或“OC”。其中，OA垂直于滑雪板，OB沿竖直方向，OC平行于滑雪板。）
【答案】OB
【解析】
【详解】物体受到重力始终竖直向下，故运动员所受重力的方向是沿图中的OB的方向。
22. 组装如图所示的滑轮组，使绳自由端拉力F的方向向下．
________
【答案】
【解析】
【详解】对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有两股和三股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股绕线的方法拉力方向向上；有两股绕线的方法拉力方向向下，根据题意可知是这一种．具体图形如下：
23. 如图所示的两只集气瓶，一瓶装有无色透明的空气，另一瓶装有红棕色二氧化氮气体（密度比空气大）。抽去玻璃隔板后，发现___________，这种现象被称为扩散现象。
【答案】两瓶中气体均变成红色
【解析】
【详解】如果将两个瓶口对在一起，则二氧化氮气体分子会向空气中运动，所以两瓶内的气体颜色会逐渐变均匀，由于二氧化氮是红色的，所以两瓶中气体均变成红色，说明二氧化氮气体分子在永不停息做无规则运动，这就是扩散现象。
24. 小华使用实验装置如图所示，一个三端开口的T形玻璃管，将其下端插入适量的水中。小华用电吹风机从左端向玻璃管中吹风，风速为v1时，T形管下端管内水面高度如图甲所示；改变风速为v2后，T形管下端管内水面高度如图乙所示。此现象说明：风速v1___________v2（选填“>”“=”或“<”）。
【答案】<
【解析】
【详解】用电吹风机从左端向玻璃管中吹风，T形管下端管内水面上方空气流速大时，压强小，烧杯内液体液面上方空气流速小，压强大，这个压强差会产生压力差，压力差把液体压向管内，所以管内液面上升，因为前后两次吹风后的液面上升h1p2，所以气体的流速v125. 某小组的同学用溢水杯、弹簧测力计、小烧杯、水、石块、铁架台及细线等设计了如图所示的实验装置“验证阿基米德原理”。（）
（1）如图甲所示，若石块从接触水面到刚好浸没水中的过程中，左边弹簧测力计的示数___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）根据实验中所测的物理量可列等式___________（用图中字母表示），从而验证了阿基米德原理。
（3）以下情况会影响实验结论成立的是 。（选填“A”、“B”或“C”）
A. 图甲中水面未到达溢水杯的溢水口B. 图乙中石块未全部浸没在水中
C. 溢水杯装满的是盐水
（4）同学们用酒精代替水，将石块完全浸没，发现此时的变大，说明浮力的大小与___________有关。
【答案】（1）变小 （2）
（3）A （4）液体密度
【解析】
【小问1详解】
石块从接触水面到刚好浸没水中的过程中，石块排开水的体积变大，浮力变大，所以拉力变小，测力计示数变小。
【小问2详解】
由实验数据，若有
F1-F3=F4-F2
则可得出结论：物体所受浮力等于排开的水重，即可验证阿基米德原理。
【小问3详解】
图甲中水面未到达溢水杯的溢水口，会导致溢出水的体积小于排开水的重力，会影响实验结论的成立。由阿基米德原理可知，石块未全部浸没在水中和溢水杯装满盐水对实验结论没有影响。故BC不符合题意，A符合题意。
故选A。
【小问4详解】
两次石块完全浸没，V排不变，用酒精代替水，改变了液体的密度，F3变大，由
F浮=G-F拉=F1-F3
可知，F浮变小，说明浮力的大小与液体密度有关。
26. 在探究“二力平衡的条件”的实验中，小东同学选用了如图甲所示的实验装置。
（1）实验时，小东发现当向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时，木块处于静止状态；小东再把右盘中的砝码换成一个质量较大的砝码，发现木块仍然处于静止状态，这时木块在水平方向受到的拉力不相等，木块仍能处于平衡状态，原因是______________________；
（2）小周又采用图乙所示的小车进行实验，在小车左、右两侧同时悬挂质量相等的钩码，将小车在水平桌面上旋转一定角度，松手的瞬间发现小车无法保持静止状态，由此说明二力平衡时，两个力必须________。
【答案】（1）木块受到桌面静摩擦力作用
（2）作用在同一直线上
【解析】
【小问1详解】
把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，所以木块还受平衡力的作用，此时木块有向右运动的趋势，桌面对木块有向左的摩擦力，向左的拉力、向左的摩擦力与向右的拉力这三个力平衡。
【小问2详解】
用手将小车扭转一个角度，两个力不在同一直线上，松手后小车不能平衡，小车会发生转动，由此说明二力平衡时，两个力必须作用在同一直线上。
27. 在探究杠杆平衡条件时，所用杠杆刻度均匀，每个钩码的重力均为0.5N。
（1）在开始实验前，杠杆静止，如图甲所示，此时杠杆_________（选填“是”或“不是”）平衡状态；为了在实验中便于__________，小蓝调节杠杆在水平位置平衡，她应将杠杆左端的平衡螺母向________调节（选填“左”或“右”）；
（2）调节杠杆水平平衡后，在A点挂上4个钩码，在B点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，此时测力计的示数是___________N；
（3）如图丙所示，A点仍悬挂4个钩码，用弹簧测力计在B点沿着BP斜向上拉，使杠杆仍在水平位置平衡。与图乙所示相比，弹簧测力计的示数___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1） ①. 是 ②. 便于测量力臂 ③. 左
（2）1 （3）变大
【解析】
【小问1详解】
[1]如图甲所示，此时杠杆处于静止状态，因此处于平衡状态。
[2][3]为了便于测量力臂，应调节杠杆在水平位置平衡，此时杠杆左端高右端低，说明右端较重，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向左移动。
【小问2详解】
根据杠杆平衡条件得
4×0.5N×4L=F×8L
解得，此时测力计的示数是F=1N。
【小问3详解】
如图丙所示，A点仍悬挂4个钩码，用弹簧测力计在B点沿着BP斜向上拉，使杠杆仍在水平位置平衡；与图乙所示相比，支点到拉力作用线的距离变小，即拉力F的力臂变小，此时，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可得，动力变大，所以，弹簧测力计的示数变大。
28. 如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置图。
（1）小明用弹簧测力计___________提升不同数量的钩码，记录数据如表所示；
（2）第3次拉力示数如图所示，则表格中②处的数据是___________（保留整数位数据）；
（3）从表2中可得结论：用相同滑轮组提升钩码时，滑轮组的机械效率与___________有关；
（4）小明通过分析表格中数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法。汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。请你指出以下三种提高效率的方法中，方法是___________与本实验同理的。
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员。
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重力。
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。
【答案】（1）竖直向上匀速
（2）91 （3）提升钩码的重力
（4）一
【解析】
【小问1详解】
实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。
【小问2详解】
图中测力计的分度值为0.2N，示数2.2N，则第3次实验的机械效率为
【小问3详解】
由表中数据可知，同一滑轮组将不同钩码提升相同的高度，提升的钩码越重，滑轮组的机械效率越高，由此可知：滑轮组的机械效率与提升钩码的重力有关。
【小问4详解】
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故符合题意；
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来增加机械效率的，故不符合题意；
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑，提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦来增大机械效率的，故不符合题意。
故方法一是与本实验同理的。
29. 小明利用实验小桌、装有细砂的容器、质量不同的物体A、B和C，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将物体从高处（图中水平虚线处）由静止释放，物体自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。已知甲、乙、丙、丁四次实验中初始时桌腿陷入细砂中的深度相同，图中所画出的状态是桌腿最终静止在细砂中的位置。观察各次实验中桌腿陷入细砂中的深度情况，便可知物体释放前的重力势能大小的关系。已知实验中三个物体的质量关系为，物体下落的距离远大于物体的厚度和桌腿陷入细砂中的深度。请回答下列问题：
（1）实验中通过___________来反映铁块重力势能的大小；
（2）比较___________两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体被举高的高度有关；
（3）比较甲、丙、丁三次的实验结果可知：______________________。
【答案】（1）桌腿陷入细砂的深度
（2）甲、乙 （3）提升高度一定时，物体质量越大，重力势能越大
【解析】
【小问1详解】
实验中运用转换法通过观察桌腿陷入细砂中的深度来表示重力势能的大小。
【小问2详解】
比较甲、乙两次实验，物体的质量相等，下落时的高度不同，桌腿陷入细砂中的深度不同，说明重力势能与物体被举高的高度有关。
【小问3详解】
比较甲、丙、丁三次实验，物体下落时的高度相同，质量不同，质量越大，桌腿陷入细砂中的深度越深，它的重力势能越大。
30. 科技小组选择了图甲所示的实验装置做“比较不同物质吸热能力”的实验。用铁夹将盛有质量相同的水和煤油的两个试管固定在铁架台上，两试管中均装有温度传感器，温度传感器的探头与试管内的水和煤油接触良好，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。用同一红外加热器对盛有水和煤油的试管进行加热，在计算机上可以得到水和煤油的温度随加热时间的变化图像。
(1)选择同一红外加热器给水和煤油加热的目的是______；
(2)在这个实验中，当水和煤油升高相同的温度时，通过_____来比较它们的吸热能力；
(3)图乙是水和煤油的温度随加热时间的变化图像，则图线_____代表煤油的温度随加热时间的变化规律。（选填“A”或“B”）
【答案】 ①. 保证水和煤油在相同时间内吸热相同 ②. 加热时间 ③. A
【解析】
【详解】(1)[1]用同一红外加热器加热的目的是控制热源相同，使水和煤油在相同的时间内吸收的热量相同。
(2)[2]由可知，质量、温度变化相同时，比热容大的吸收的热量多，故被加热的时间长，即质量相同的水和煤油均升高相同的温度时，可以通过比较加热时间来比较它们的吸热能力，加热时间越长，比热容越小吸热能力越弱。
(3)[3]水的比热容比煤油的大，根据，在加热时间和质量都相同时，温度升的低的比热容大，据此判断B表示水的温度时间图像，A表示煤油的温度时间图像。
31. 水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺和装有适量水的A、B 两个烧杯。小亮学习了液体内部压强跟哪些因素有关的知识后，他猜想液体内部压强跟该点到容器底部的距离有关，为此他利用提供的实验器材进行了如下实验探究
①将微小压强计的探头放入A 烧杯的水中，探头到烧杯底的距离L 为 6cm，如图甲所示，记录微小压强计U 形管两侧的液面高度差 h1；
②将微小压强计的探头放入B烧杯的水 中，探头到烧杯底的距离L为10cm,乙所记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h2；
小亮发现h1大于h2，于是小亮得出的结论“液体内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离L有关”。
（1）小亮实验中存在的问题是______ ；
（2）针对小亮实验中存在的问题，改正的措施是______ 。
【答案】 ①. 没有控制探头在液面下的深度相同 ②. 步骤中②，烧杯 B 中倒入适量的水，使探头道液面的距离与步骤①中相同
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]要探究液体内部压强与液体某处到液体底部距离的关系，应让压强计的探头置于同种液体的同一深度，而实验中没有保持探头在液面下的深度相同。
(2)[2]为了让①②步骤，探头在水中所处的深度相同，应往B烧杯中加入水，直到与A中探头所处的深度相同。
32. 如图甲所示为探究“浮力大小与物体浸入水中深度的关系”的实验装置。先在弹簧测力计的下端挂一个金属圆柱体，测出金属圆柱体的重力，然后让圆柱体缓慢地浸入水中，记录从圆柱体底面刚接触水面开始，到完全浸没水中（未接触容器底部）不同深度h时弹簧测力计的示数，得到弹簧测力计示数和圆柱体受的浮力随h变化的图像如图乙所示。
（1）其中圆柱体受的浮力随h变化的图像是图乙中的______（选填“①”或“②”）；
（2）从图乙中可以得出：浸没在液体中的物体受到浮力大小与浸没的深度______（选填“有关”或“无关”）；
（3）从图乙可求得金属圆柱的密度为______。
【答案】（1）② （2）无关
（3）
【解析】
【小问1详解】
圆柱体从开始浸入水中到完全浸入水中的过程中，圆柱体排开水的体积在逐渐变大，水的密度不变，由阿基米德原理可知浮力是变大的；而当圆柱体浸没以后，再向水中下沉的时候，圆柱体排开水的体积不再发生变化，所以浮力是不变的。由此可知在整个过程中，圆柱体受到的浮力先变大、后不变，故选②。
【小问2详解】
由（1）及图像分析知，圆柱体排开水的体积逐渐变大时，测力计示数变小，浮力变大，可知浮力大小与物体排开液体体积有关；当圆柱体全部浸入水中后，深度变化，测力计的示数不变，可知浸没在液体中的物体受到浮力大小与浸没的深度无关。
【小问3详解】
由图乙可知，圆柱体重力为2.7N，完全浸没时，测力计示数为1.7N，则完全浸没时受到的浮力为
则金属圆柱的体积为
则金属圆柱的密度为
33. 一根杠杆两端分别挂着质量不等的两个实心铁块，如图所示，此时杠杆在水平位置保持静止。若将两铁块同时浸没于水中，铁块不接触容器，杠杆是否能继续保持水平平衡状态？请写出具体推理过程（可使用图中字母以及ρ铁、ρ水等符号）与结论。
【答案】见解析
【解析】
【详解】结论：仍保持水平平衡
推理：根据杠杆平衡条件，初始时
即
将铁块均浸没在水中后，杠杆左侧
杠杆右侧
即
杠杆可以在水平位置保持平衡。
四、科技阅读题（共4分）
34. “油膜法”测分子直径
小米很小，直接测量直径有困难，我们可以用量筒取一定体积V的小米，将这些小米倒在浅盘上尽量铺开，使之只有一层小米紧密分布，在盘上放一有机刻度板，测出小米所占的面积S，利用即可求出直径。
与此方法类似，我们可以用油膜法粗测油酸分子的直径。油酸分子可以看出是由两部分组成：一个较大的“头部”（烃链）和一个很小的“尾巴”（羧基-COOH），“头部”不溶于水，但“尾巴”对水有很强的亲和力。由于一滴未经稀释的油酸溶液在水面上形成的油膜面积很大，不便于测量，因此，使用“油膜法”测量油酸分子直径时，通常将少量油酸溶于酒精中，配制成油酸酒精溶液。酒精稀释的油酸分子会更充分地在水面展开，“头部”露出水面，“尾巴”留在水中。酒精溶于水中并很快挥发，油酸分子便一个一个整齐地排列在水面上，形成单分子层油膜。如果将油酸分子看做是球形并忽略分子间间隙，则该单分子膜的厚度d就可认为等于油酸分子的直径。以下是小清同学根据以上原理开展实验时记录的相关数据：向6mL油酸中加酒精直至总体积达到mL，将油酸与酒精充分混合后用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1mL为止，恰好共滴了75滴；然后在浅水盘内注入约2厘米深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地撒开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；将画有油膜形状的玻璃板放在方格纸上（如图所示），先数出完整的方格数，对于不完整的方格，再数出大于半格的格子数（小于半格的忽略不计），则油膜的面积（a为小方格的边长）。
根据以上信息回答：
（1）实验过程中使用油酸酒精溶液替代纯油酸溶液优点是_________________________________。
（2）根据小清同学的数据，已知小方格的边长为1cm，则油膜的面积S＝___________，估测出的油酸分子的直径为___________m（保留两位有效数字）。
【答案】（1）酒精稀释的油酸分子会更充分地在水面展开
（2） ①. ，结果在范围内即可 ②. ，结果在范围内即可
【解析】
【小问1详解】
由题意可知，一滴未经稀释的油酸溶液在水面上形成的油膜面积很大，不便于测量，而酒精稀释的油酸分子会更充分地在水面展开。
【小问2详解】
[1]由图可知，符合条件的格子数共约110个，即
则油膜的面积约为
[2]75滴油酸分子的体积为
则一滴油酸分子的体积为
则油酸分子的直径约为
五、计算题（共8分。第35题4分，第36题4分）
35. 如图所示，盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重1N，高10cm，底面积为30；杯内水重2N，水深6cm。水的密度为，g取10N/kg。求：
（1）水对杯底的压力：
（2）水杯对桌面的压强。
【答案】（1）1.8N
（2）1000Pa
【解析】
【小问1详解】
水对杯底的压力
【小问2详解】
水杯对桌面的压强
36. 中国天眼（FAST）是世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜。天眼表面由厚度仅为1mm的金属层覆盖，无法承受过大的压强。FAST调试组研制了“微重力蜘蛛人系统”，它包括一个氨气球及配重，如图所示。氦气球充气后重1680N，体积为200，为了保证正常工作，工作时“蜘蛛人”受到的支持力不宜低于100N。
（，g取10N/kg，忽略人及其他装备受到的空气浮力）则：
（1）氦气球受到的浮力为多少牛？
（2）若配重的重力最小为300N时，则“蜘蛛人”的重力为多少？
（3）为了保证不损坏金属层，压强不宜超过1000Pa，假设“蜘蛛人”站立时与反射面板的接触面积约为500，通过计算说明“蜘蛛人”是否能系上气球后直接站上去？
【答案】（1）2580N
（2）700N （3）不能
【解析】
【小问1详解】
氦气球受到的浮力
【小问2详解】
“蜘蛛人”的重力
小问3详解】
“蜘蛛人”对金属层的压强
p=F压S=F支持力S=100N500×10-4m2=2000Pa>1000Pa
所以“蜘蛛人”不能系上气球后直接站上去。
附加题（共20分，每空2分，选择题均有且只有一个正确选项）
37. 以下说法，正确的是（ ）
A. 用力推地面上的箱子，箱子未动，因为推力小于箱子受到的摩擦力
B. 提水桶时手上出现压痕，因为水桶的重力作用在手上
C. 用3N的力拉着木块在水平面做匀速直线运动，木块受到的摩擦力一定为3N
D. 深入河底的柱形桥墩，不受浮力作用
【答案】D
【解析】
【详解】A．用力推地面上的箱子，箱子未动，处于平衡状态，因此推力等于箱子受到的摩擦力，故A错误；
B．提水桶时手上出现压痕，因为水桶对手有压力，而水桶受到的重力作用在水桶上，故B错误；
C．用3N的水平拉力拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的摩擦力等于3N；如果用3N的斜向上的拉力，拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的摩擦力小于3N，故C错误；
D．根据浮力产生的原因可知，浮力是上下表面的压力差，因此深入河底的柱形桥墩，下表面不受水的压力，因此不受浮力作用，故D正确。
故选D。
38. 以下关于力和运动关系的说法，正确的是（ ）
A. 物体受到力的作用，运动状态一定发生改变B. 竖直上抛的物体在最高点受到的合外力为零
C. 力是维持物体运动状态的原因D. 水平向右运动的物体受到的合外力可能向左
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体受到非平衡力的作用时，运动状态一定会发生改变，但是受到平衡力的作用时，运动状态就不会发生变化，故A错误；
B．竖直上抛的物体在最高点只受到重力的作用，因此受到的合外力不为零，故B错误；
C．力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，故C错误；
D．水平向右运动的物体受到的合外力可能向左，此时物体水平向右做减速运动，故D正确。
故选D。
39. 以下说法，正确的是（ ）
A. 墨水滴入水中，我们看到了墨水分子的扩散现象
B. 黄豆和小米混合后体积变小，说明分子间有间隙
C. 酒精和水混合后总体积变小，说明分子间有间隙
D. 当物体被拉长时，分子间只存在相互作用的引力
【答案】C
【解析】
【详解】A．分子人眼不可见，墨水滴入水中为扩散现象，我们能看到扩散现象，而不能看到分子运动，故A错误；
B．黄豆和小米混合后之间的空隙为人眼可见的间隙，不能说明分子间的间隙，故B错误；
C．酒精和水混合后总体积变小，为扩散现象，说明分子间存在间隙，故C正确；
D．分子间引力和斥力是同时存在的，当物体被拉长时，主要表现为引力，故D错误。
故选C。
40. 下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是（ ）
A. 做功越多的机械，功率一定越大
B. 功率越大的机械，做功时间越短
C. 机械效率越大，功率一定越大
D. 功率越大的机械，做功越快
【答案】D
【解析】
【详解】A．功率表示物体做功的快慢，是做功多少与所用时间的比值，所以机械做功越多，功率不一定越大；故A错误；
B．功率表示物体做功的快慢，是做功多少与所用时间的比值，所以机械做功时间越短，功率不一定越大。故B错误；
C．功率表示物体做功的快慢，所以机械做功越快，功率越大；而机械效率是机械有用功与总功的比值，机械效率越大，无法判断功率大小，所以机械效率越大，功率不一定越大。故C错误；
D．功率表示物体做功的快慢，机械的功率越大，说明机械做功快，故D正确。
故选D。
41. 关于温度、内能和热量的说法正确的是（ ）
A. 物体温度升高，内能一定增加
B. 温度越高的物体，内能一定越大
C. 物体吸收了热量，温度一定升高
D. 物体内能增加时，一定是吸收了热量
【答案】A
【解析】
【详解】A．同一物体温度升高，分子运动加剧，物体的内能增加，故A正确；
B．内能的大小与质量、温度、状态等因素有关，所以温度越高的物体，内能不一定越大，故B错误；
C．物体吸收热量，温度不一定升高，比如：晶体的熔化过程，温度不变，吸收热量，内能变大，故C错误；
D．物体内能增加，可能吸收热量，可能外界对物体做功，故D错误。
故选A。
42. 如图所示，轻质弹簧上端与物块m相连接，下端固定在容器底部。当物块浸没在水中静止时与浸没在酒精中静止时，弹簧的弹力大小相等。物块的体积为100cm3，已知水的密度为1.0×103kg/m3、酒精的密度为0.8×103kg/m3，则物体的质量为__________kg。
【答案】0.09
【解析】
【详解】物块浸没在水中受到的浮力
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×100×10-6m3×10N/kg=1N
物块浸没在酒精中受到的浮力
F浮'=ρ酒精V排g=0.8×103kg/m3×100×10-6m3×10N/kg=0.8N
物块浸没在水中和酒精中受力分析分别如图甲、乙所示：
F浮=F拉+mg
F浮'+F支=mg
F拉=F支
F浮=ρ水gV物
F浮'=ρ酒精gV物
代入数据m=0.09kg。
43. 如图甲所示，竖直细杆（质量不计）的上端通过力传感器连在天花板上，力传感器可以显示出细杆上端受到作用力的大小；下端与正方体物块M相连。现向底面积为0.02m2、质量为1kg的薄壁空水箱中加水，力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像如图乙所示，（g取10N/kg）。根据图中信息，向水箱内加入水的质量为__________kg时，物块所受浮力最大；当传感器示数刚达到6N（C点）时，水箱对桌面的压强为__________Pa。
【答案】 ①. 2 ②. 2000
【解析】
【详解】[1]根据题意，由图乙可知，物块M的重力为G=4N，根据题意及力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像图乙分析可知，在向水箱中逐渐加水到m1=1kg过程中，物块M受到竖直向下的重力和细杆给的竖直向上的拉力，此时细杆的拉力
F=G=4N
继续向水箱中加水，从A点到B点过程中，细杆的拉力逐渐减小，故在A点处时物块M开始接触到水面，从A点到B点过程中，物块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力F浮和细杆给的拉力F，至到B点拉力F为0，此时F浮=G；从B点到C点过程中，随着水箱中水继续增加，物块M在水中的体积V排逐渐增大，物块M所受浮力F浮逐渐增大，此过程物块M受到竖直向下的重力G、细杆施加的竖直向下的压力F和竖直向上的浮力F浮，物块M静止，受力平衡，则有
F=F浮-G
因此，随着物块M所受浮力F浮逐渐增大，细杆施加的竖直向下的压力F也逐渐增大，至到C点物块M刚好浸没在水中时，F浮不再增大，此时细杆给的竖直向下的压力F也不再增大，故此时物块M所受到的浮力为
F浮=G+F=4N+6N=10N
综上可知，当水恰好浸没物块M时，物块M所受到的浮力为10N，由F浮=ρ液V排g得出浸没物块M的体积V物为
由物块M为正方体，可求出物块M的边长a为
由物块M恰好浸没且为正方体可知，物块M下表面到液面的深度h为0.1m，故物块M底面以上水和物块M的总体积V总为
V总=Sh=0.02m2×0.1m=2×10-3m3
因此，物块M底面以上水的体积V1为
V1=V总-V物=2×10-3m3-1×10-3m3=1×10-3m3
物块M底面以上水的质量m2为
m2=ρ水V1=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
水箱中水的总质量为
m水=m1+m2=1kg+1kg=2kg
[2]水箱中水的重力为
G水=m水g=2kg×10N/kg=20N
水箱的重力为
G水箱=m水箱g=1kg×10N/kg=10N
将水箱、水、物块M看成一个整体，则这个整体受到竖直向下的重力G总，细杆施加的向下的压力F，桌面施加的向上的支持力F支，整体处于静止状态受力平衡，则有
F支=G总+F
其中G总等于水箱、水、物块M的重力之和，即
G总=G水+G水箱+G=10N+20N+4N=34N
水箱对桌面的压力与桌面对水箱的支持力是一对相互作用力，则有
F压=F支= G总+F=34N+6N=40N
水箱对桌面的压强为
44. 如图甲所示，A、B均为正方体且边长之比为2︰1。将A下表面的中心与B上表面的中心用忽略形变的细线相连，A在上B在下，放入足够高且底部带放水阀（体积可忽略）的长方体容器中，关闭阀门，加入一定量的水后，A的上表面刚好与水面相平，此时细线处于紧绷状态，如图甲所示。然后缓慢放出容器中的水直至放完，放水过程中A始终在B的正上方。测得整个放水过程中B对容器内底面的压力F随放出水的体积V变化的图像如图乙所示。细线体积不计，物体A、B不吸水。已知长方体容器内底面积S=200cm2，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg。则正方体A的密度ρA=__________kg/m3；放水前，水对容器底部压强p=__________Pa。
【答案】 ①. 750 ②. 2000
【解析】
【详解】[1][2]由图乙可知，OD段放出的体积VOD=250cm3，D点表示物体A恰好漂浮，此时细线的拉力为零，E点表示物体A刚好与物体B接触，F点表示水面刚好降至物体A的下表面，因D点物体B对容器底的压力为F0，且此时细线的拉力为零，所以
GB-F浮B=F0
GB-ρ水gVB=F0……①
在O点时，物体A和B恰好整体漂浮，则
F浮AB=GA+GB
ρ水g(VA+VB)=GA+GB……②
在G点，容器内水恰好全部流出，则
GA+GB=4.5F0……③
由①②③可得
9GA=ρ水g(7VA-2VB)
9ρAgLA3=ρ水g(7LA3-2LB3)
[2]由上述可知，OD段放出的体积VOD=250cm3，D点表示物体A恰好漂浮，受到的浮力等于其重力，则物体A露出水面的体积为250cm3即2.5×10-4m3，则
V露=VA-V排
根据阿基米德原理可得
即
解得LA=0.1m=10cm，则
由图乙可知，DE段放出的体积
VDE=1250cm3-250cm3=1000cm3
此时绳子从拉直到A和B接触，则绳子的长度
所以放水前容器内水的深度
h=LA+L+LB=10cm+5cm+5cm=20cm=0.2m
水对容器底部压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa几种物质的比热容c/[]
水
冰
酒精
砂石
煤油
铝
水银
铜
实验次数
钩码的重力G/N
钩码提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η/%
1
2
0.1
0.9
0.3
74
2
4
0.1
1.6
0.3
83
3
6
0.1
①
0.3
②
一、单选题（下列各小题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。共30分，每小题2分）
1. 在国际单位制中，功率的单位是（ ）
A. 牛顿（N）B. 帕斯卡（Pa）C. 焦耳（J）D. 瓦特（W）
【答案】D
【解析】
【详解】A．牛顿（N）是力的单位，故A不合题意；
B．帕斯卡（Pa）是压强的单位，故B不合题意；
C．焦耳（J）是功、能和热量的单位，故C不合题意；
D．在国际单位制中，功率的单位是瓦特，符是W，故D符合题意。
故选D。
2. 如图所示的四个事例中，为了增大压强的是（ ）
A. 眼镜架上装有眼镜鼻托B. 拖拉机装有宽大的履带
C. 书包的背带做得较宽D. 安全锋的锤头做的很尖
【答案】D
【解析】
【详解】A．眼镜架上装有眼镜鼻托，是通过增大受力面积来减小压强，故A不符合题意；
B．拖拉机装有宽大的履带，是通过增大受力面积来减小压强，故B不符合题意；
C．书包的背带做得较宽，是通过增大受力面积来减小压强，故C不符合题意；
D．安全锋的锤头做的很尖，是通过减小受力面积来增大压强，故D符合题意。
故选D。
3. 如图所示的实例，目的是为了减小摩擦的是（ ）
A. 守门员戴着防滑手套B. 脚蹬面做得凹凸不平
C. 轮滑鞋装有滚轮D. 运动鞋底有凹凸的花纹
【答案】C
【解析】
【详解】A．守门员戴着防滑手套，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A不符合题意；
B．脚蹬面做得凹凸不平，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B不符合题意；
C．轮滑鞋装有滚轮，以滚动代替滑动来减小摩擦力，故C符合题意；
D．运动鞋底有凹凸的花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故D不符合题意。
故选C。
4. 我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，如图甲所示，“横木穿插碓头，硬嘴为铁，足踏其末面舂之”。图乙为脚用力向下踩舂在某一位置时的示意图。依据你对机械和功的理解，舂在工作过程中会（ ）
A. 省力B. 省距离C. 省功D. 提高机械效率
【答案】B
【解析】
【详解】舂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，可以省距离；使用任何机械都不省功；机械效率是有用功与总功的比值，所以舂在使用过程中，有用功不变，但额外功增加了，即总功增大了，则机械效率减小，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5. 如图所示的四个实例中，通过做功改变内能的是（ ）
A. 扬汤止沸B. 釜底抽薪
C. 钻木取火D. 炙手可热
【答案】C
【解析】
【详解】A．扬汤止沸，是通过扬起汤向周围散热降温来止沸的，所以扬汤止沸是通过热传递来改变物体的内能，故A不符合题意；
B．釜底抽薪，是通过抽走锅底的柴火停止对锅加热，所以釜底抽薪通过热传递来改变物体的内能，故B不符合题意；
C．钻木取火，是通过转头和木头克服摩擦做功，使木头内能增加，温度升高从而燃烧获得火种，所以钻木取火是通过做功来改变物体的内能，故C符合题意；
D．炙手可热，是手一接触很热的东西就感觉到热的烫人，所以炙手可热通过热传递来改变物体的内能，故D不符合题意。
故选C。
6. 如图为一些生活中常见的情景，对于这些情景，下列说法中正确的是（ ）
A. 人用力推箱子但没有推动，人对箱子的推力做了功
B. 起重机吊着货箱匀速竖直上升的过程中，起重机对货箱的拉力做了功
C. 小学生沿平直道路骑车行进的过程中，地面对车的支持力做了功
D. 踢出去的足球在空中飞行的过程中，人脚对足球的作用力做了功
【答案】B
【解析】
【详解】A．用力推桌子但没有推动，对桌子有力的作用，但桌子没有在力的方向上移动距离，所以不做功；故A错误；
B．起重机在提升货箱的过程中，起重机给货箱一个向上的力，重物在力的方向上通过了距离，所以做了功，故B正确；
C．平直道路骑车行进的过程中，地面对车的支持力与距离的方向互相垂直，所以不做功；故C错误；
D．踢出去的足球继续向前运动的过程中，足球由于惯性向前运动，不再受到脚的作用力，所以脚对球的力对球没有做功．故D错误．
7. 电动平衡车是一种时尚代步工具。当人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时，下列说法正确的是（ ）
A. 平衡车匀速行驶时，相对于平衡车上的人，车是运动的
B. 平衡车的速度越大，惯性越大
C. 平衡车受到的支持力与平衡车的重力是一对平衡力
D. 人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【解析】
【详解】A．平衡车匀速行驶时，相对于平衡车上的人，车与人之间位置没有变化，车是静止的，故A错误；
B．惯性只和质量有关，与速度无关，故B错误；
C．人驾驶平衡车时，平衡车受到的支持力等于人和车的重力，与平衡车的重力大小不相等，不是一对平衡力，故C错误；
D．人对平衡车的压力和车对人的支持力，大小相等、方向相反、在同一直线上，分别作用在平衡车和人体上，所以是一对相互作用力，故D正确。
故选D。
8. 图甲中过山车从A 点出发，先后经过B、C、D、E 点。图乙是过山车在B、C、D、E 点的动能和重力势能大小的示意图，则下列对于过山车的能量描述中，正确的是（ ）
A. 当过山车运动到E 点时，它的动能最大
B. 在 B 点时的重力势能与E 点的动能相等
C. 在 BC之间，重力势能完全转化为动能
D. 在整个过程中，过山车的机械能都守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图乙知，过山车在E点的动能比C点的小，C点的动能最大，故A错误；
B．同图乙知，过山车在B点的重力势能与E点的动能相等，故B正确；
CD．B点的重力势能与E点的动能相等，而B点的动能不为0，E点的重力势能为0，则B点的机械能大于E点的机械能，所以整个过程中，机械能不守恒，由B到C点，过山车的质量不变，速度增大，高度减小，动能增大，重力势能减小，但由于机械能不守恒，所以减小的重力势能部分转化为动能，另一部分转化为内能，故CD错误。
故选B。
9. 小京在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动，如图甲所示；将铁块放在木块上，再次用弹簧测力计水平拉动木块，使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 图甲所示实验中，弹簧测力计的示数小于滑动摩擦力的大小
B. 图乙所示实验中，木板受到的压力等于木块受到的重力
C. 甲、乙两次实验，探究的是滑动摩擦力的大小与压力是否有关
D. 甲、乙两次实验，探究的是滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关
【答案】C
【解析】
【详解】A．图甲所示实验中，弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，由二力平衡可知，弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小，故A错误；
B．图乙所示实验中，将铁块放在木块上，所以木板受到的压力等于木块的重力和铁块的重力之和，故B错误；
CD．将铁块放在木块上，增大了木块对木板的压力，控制木块与木板间的接触面粗糙程度不变，所以探究的是滑动摩擦力的大小与压力是否有关，故C正确，D错误。
故选C。
10. 小明分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”（图甲所示）和“探究影响动能大小的因素”（图乙所示）两个实验，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲所示的三次实验中，小车到达水平面后能继续向前运动是因为小车受到惯性的作用
B. 图甲所示的三次实验中，小车运动的距离越远，说明小车由静止释放时具有的机械能越大
C. 图乙所示的①、②两次实验中，从同一高度由静止释放小球是为了使质量不同的小球到达水平面上时的速度相同
D. 图乙所示的三次实验中，一定要改变水平面的粗糙程度
【答案】C
【解析】
【详解】A．图甲所示的三次实验中，小车到达水平面后能继续向前运动是因为小车具有惯性，故A错误；
B．图甲所示的三次实验中，水平面的粗糙程度不同，不能根据小车运动的距离远近反映小车由静止释放时具有的机械能大小，故B错误；
C．物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；乙所示的①、②两次实验中，从同一高度由静止释放小球是为了使质量不同的小球到达水平面上时的速度相同，故C正确；
D．根据转换法，通过比较物块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小。图乙所示的三次实验中，水平面的粗糙程度要相同，故D错误。
故选C。
11. 如图所示，下列四幅图对应的说法正确的是（ ）
A. 图甲中某同学沿杆匀速向上爬升时，该同学受到摩擦力方向向下
B. 图乙中筷子提米在空中静止时，手对筷子的摩擦力与筷子受到的重力大小相等
C. 图丙中在力F作用下B向左运动，A受到的摩擦力与B上表面受到的摩擦力大小相等
D. 图丁中小球摆到最高点B点时，所有力突然消失，小球将做匀速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．如图甲所示，同学沿杆匀速向上爬升时，该同学的手紧紧抓住杆，手对杆施加向下的力，人获得向上的反作用力，因为手有向下的运动趋势，所以手受到的摩擦力的方向向上，故A错误；
B．如图乙所示，筷子提米在空中静止时，手对筷子的摩擦力等于手对筷子向上的拉力，手对筷子向上的拉力等于筷子、杯子和米的总重力，故B错误；
C．如图所示，A叠放在B上表面，在力F作用下B向左运动时，A受到的摩擦力与B上表面受到的摩擦力是一对相互作用力，这两个力大小相等，故C正确；
D．如丁图所示，小球摆到最高点B点时的瞬间，小球在竖直方向上的速度为0，因为绳子对小球的拉力作用，小球此时在水平方向的速度也为0，所以当所有的力都突然消失，小球将保持静止状态，故D错误。
故选C。
12. “水下断崖”是指海洋中上层海水的密度高，下层海水的密度低的状态：潜艇在航行时如果遇到“水下断崖”会急速“掉深”，带来不可预测的危险。有关这种现象，下列说法正确的是（ ）
A. 潜艇从高密度海水驶入低密度海水区域时浮力不变
B. “水下断崖”的危险在于潜水艇在驶入低密度海水区域时会急速下沉
C. “水下断崖”的危险在于潜水艇在驶入高密度海水区域时会急速上浮
D. 遇到“水下断崖”时，为尽快脱险，需要向潜水艇的水舱内供气排水以增大潜艇浮力
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．根据“海中断崖”现象可知，海水上层密度大、下层密度小，由F浮=ρ液V排g可知，潜艇受到的浮力减小，因此“水下断崖”的危险在于潜水艇在驶入低密度海水区域时会急速下沉，故AC错误，B正确；
D．向潜艇内的水舱供气的目的是减小潜艇的重力，而不能改变潜艇所受浮力，当重力小于浮力时，潜艇上浮，故D错误。
故选B。
13. 两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体，把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中，两球沉底，如图甲；放入乙液体中，两球静止时的情况如图乙所示。则（ ）
A. 小球A的质量等于小球B的质量
B. 甲液体的密度大于乙液体的密度
C. 甲液体对容器底部的压力大于乙液体对容器底部的压力
D. 在甲液体中小球A对容器底的压力小于小球B对容器底的压力
【答案】D
【解析】
【详解】A．在乙液体中，A漂浮，则A的密度小于乙液体的密度；B下沉，B的密度大于乙液体的密度；比较可知，A的密度小于B的密度；两个小球的体积相同，根据m=ρV，A的质量小于B的质量，故A错误；
B．由图可知，A在甲液体中沉底，则A的密度大于甲液体的密度；A在乙液体中漂浮，则A的密度小于乙液体的密度；比较可知，甲液体的密度小于乙液体的密度，故B错误；
C．由B可知，甲液体的密度小于乙液体的密度，此时两容器中液体的深度相同，根据p=ρgh可知，甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强，两容器的底面积相同，根据F=pS可知，甲液体对容器底部的压力小于乙液体对容器底部的压力，故C错误；
D．由A可知，A的质量小于B的质量，由G=mg可知GA
14. 如图，亮亮同学将盛水的烧杯放在电子台秤上，台秤的示数如图甲所示；将一个物体放入水中，物体漂浮，台秤示数为375g（如图乙），物体上表面始终保持水平，用力将物块压入全部浸没在水中，此时台秤示数为425g（如图丙）；将物块继续下压，从丙到丁物块下表面受到水的压力增加了0.8N。过程中水始终未溢出，以下说法正确的是（ ）
A. 物体的质量为125g
B. 物体的密度为0.5
C. 从图丙到图丁，电子台秤的示数增加了80g
D. 从图丙到图丁，物体上表面受到水的压力增加了0.8N
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图甲可知，水和杯子的总质量为300g，放入物体后，总质量变为375g，所以物体的质量为
故A错误；
B．用力将物块压入全部浸没在水中，此时台秤示数为425g，则排开水的质量为
排开水的体积为
物体浸没，排开水的体积等于物体的体积，则物体的密度为
故B错误；
C．从图丙到图丁，物体排开水的体积不变，水的深度不变，由可知，水对台秤的压强不变，由可知，台秤受到的压力不变，所以台秤的示数不变，故C错误；
D．从图丙到图丁，物体排开水的体积不变，所以浮力不变，浮力指的是物体上下表面受到的压力差，物块下表面受到水的压力增加了0.8N，所以物块上表面受到水的压力也增加了0.8N，故D正确。
故选D。
15. 小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图，当该液体温度为19℃时，质量为4×10-3kg的小球b悬浮，b标记“19℃”；另外两个小球分别标记“15℃”“23℃”，当小球悬浮时，它标记的温度与液体温度相等。三幅图中的小球体积大小相同且均处于静止状态，忽略小球体积变化，g取10N/kg。下列说法不正确的是（ ）
A. 图甲中b受到的浮力为0.04N
B. 图乙中小球c对应标记15℃
C. 图丙中液体温度可以超过24℃
D. 当液体温度在15℃～19℃范围内变化时b在液体中静止时所受浮力随温度升高而增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．图甲中，b处于悬浮状态，根据浮与沉的条件可知，受到的浮力为
F浮=G=mg=4×10-3kg×10N/kg=0.04N
故A正确，不符合题意；
B．图乙中小球c沉底，由浮沉条件可知ρc球>ρ乙液，则当c球悬浮时，对应的液体密度=c球的密度>图乙中液体的密度，因液体的密度随温度降低而变大，所以小球c对应的温度更低，应标记为15℃，a标记应为“23℃”，故B正确，不符合题意；
C．由图丙知，三个小球都下沉，由“环境温度越高时，液体的密度变小，浮力越小，悬浮的小球会下沉”可知液体的温度比23℃还高，因此图丙中液体温度可以超过24℃，故C正确，不符合题意；
D．由于气温降低时，小球所受浮力会变大，悬浮的小球会上浮，环境温度越高时，浮力会变小，悬浮的小球会下沉，且漂浮和悬浮时浮力都等于重力，所以15℃~19℃时浮力保持不变，故D错误，符合题意。
故选D。
二、多选题（下列各小题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共10分，每小题2分，全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分）
16. 对于下图所列物理现象的分析，其中说法正确的是（ ）
A. 图甲：排水管的U形“回水弯”是一个连通器，起到隔绝下水道异味的作用
B. 图乙：铁皮罐加热后用盖密封，浇上冷水后发生塌陷，说明大气压强的存在
C. 图丙：船闸工作时，如果关闭阀门B，打开阀门A，闸室和上游构成连通器
D. 图丁：盆景自动供水装置中的水位能保持一定高度，是利用了连通器的原理
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．排水管的U形“回水弯”上端开口，底部连通，属于连通器，两侧的液体起到液封的效果，可以隔绝下水道异味，故A正确；
B．铁皮罐加热后用盖密封，浇上冷水后，内部气压减小，小于外界大气压，在外界大气压的作用下发生塌陷，可以说明大气压强的存在，故B正确；
C．船闸工作时，如果关闭阀门B，打开阀门A，闸室和上游上端开口，底部连通，构成一个连通器，故C正确；
D．盆景自动供水装置中的水位能保持一定高度，是因为存在大气压，瓶子上端封闭，所以不是连通器，故D错误。
故选ABC。
17. 关于图所示的四个热学实验，下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲中二氧化氮的密度大于空气的密度，因此不能发生扩散现象
B. 图乙中将一定量的水与酒精混合后总体积变小，说明分子间存在空隙
C. 图丙中将红墨水同时滴入冷水和热水中，热水先变红，说明扩散的快慢跟温度有关
D. 图丁中用弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时，测力计的示数变大，说明分子间存在斥力
【答案】BC
【解析】
【详解】A．图甲中二氧化氮的密度大于空气的密度，几分钟后，两集气瓶中颜色变为均匀，说明分子在做无规则运动，发生了扩散现象，故A错误；
B．一定量的水与酒精混合时，酒精分子和水分子互相进入彼此的间隙中，导致总体积变小，说明分子之间存在间隙，故B正确；
C．将红墨水同时滴入冷水和热水中，热水先变红，说明温度越高，分子运动越剧烈，即扩散的快慢跟温度有关，故C正确；
D．图丁中用弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时，测力计的示数变大，说明分子间存在引力，故D错误。
故选BC。
18. 小文同学根据下表所提供的几种物质的比热容得出以下几个结论，其中正确的是（ ）
A. 固体的比热容可能大于液体的比热容
B. 汽车发动机的冷却循环系统常用水做工作物质主要是利用了水的比热容大的特点
C. 酒精和煤油吸收相同热量时，煤油的温度一定升高的多
D. 初温相等的水银和沙石，吸收相等的热量后，水银的末温一定比沙石的末温高
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由表格中数据知，水银为液态，砂石、铝等固态物质的比热容都大于水银的比热容，故A正确；
B．水的比热容大，吸热能力强，因此汽车发动机的冷却循环系统常用水做工作物质，故B正确；
C．酒精的比热容大于煤油，且酒精和煤油吸收热量相同，但两种液体质量不确定，所以温度变化不确定，故C错误；
D．初温相等的水银和砂石，吸收相等的热量后，由于水银和砂石的质量未知，所以温度变化不确定，故D错误。
故选AB。
19. 小文同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置，此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。下面说法正确的是（ ）
A. 支持力F的力臂大于重力的力臂
B. 若小文同学质量为50kg，则墙壁对人的支撑力一定小于200N
C. 增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，则F将变大
D. 重力力臂的大小不会随着脚尖与墙壁距离的变化而改变
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB．反向延长支撑力F画出动力的作用线，过支点O向动力F的作用线作垂线段，即为动力F的力臂L，过重心作竖直向下的重力即为G，从支点O向力GF的作用线作垂线段，即为阻力臂L2，如图所示：
由图可知，L为8个小格，L2为3个小格，因此支持力F的力臂大于重力的力臂，则根据杠杆平衡条件可得
FL=GL2
则支撑力
故AB正确；
CD．锻炼时，脚尖离开墙壁越远，支撑点会下移，则由图可知动力臂会减小，阻力臂会增大，阻力（人的重力）大小不变，根据杠杆平衡条件可知人受到的支撑力会变大，故C正确，D错误。
故选ABC。
20. 建筑工地上，建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥，如图所示。某次搬运过程中，工人在30s的时间内，将8袋水泥匀速提起6m，电动机牵引绳子的拉力F为2400N，每袋水泥质量为50kg。g取10N/kg，提篮重力忽略不计，下面说法正确的是（ ）
A. 拉力F做功的功率为960W
B. 甲图中滑轮组的机械效率为85%
C. 若工人们想一次提升更多的水泥，把甲图中的滑轮组换为乙图中的滑轮组（动滑轮不变），提升水泥速度不变，要想保持拉力大小仍为2400N不变，则需要提高拉力的功率
D. 若乙滑轮组提升水泥的拉力为2400N不变，动滑轮的总重力为200N，不计绳重和摩擦时，乙滑轮组一次能比甲滑轮组多提升6袋水泥
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．拉力所做功的功为
拉力F做功的功率为
故A正确；
B．甲图中滑轮组做的有用功为
甲图中滑轮组的机械效率为
故B错误；
C．乙图中连接动滑轮绳子的股数为3股，提升水泥速度不变，则绳子末端移动的速度会变大，由可知，要想保持拉力大小仍为2400N不变，功率会变大，故C正确；
D．乙滑轮组提升水泥的拉力为2400N不变，动滑轮的总重力为200N，根据可得，最大提升物体的重力为
则提升水泥的袋数为
因此用乙滑轮组一次能比甲滑轮组多提升6袋水泥，故D正确。
故选ACD。
三、实验解答题（共48分，第24、26（1）、28（1）、29-32题每空2分，第33题4分，其余每空1分）
21. 图所示的是北京冬奥会单板滑雪大跳台比赛中运动员在空中运动时的情境，此时他所受重力的方向是沿图中___________向下的方向。（选填“OA”“OB”或“OC”。其中，OA垂直于滑雪板，OB沿竖直方向，OC平行于滑雪板。）
【答案】OB
【解析】
【详解】物体受到重力始终竖直向下，故运动员所受重力的方向是沿图中的OB的方向。
22. 组装如图所示的滑轮组，使绳自由端拉力F的方向向下．
________
【答案】
【解析】
【详解】对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有两股和三股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股绕线的方法拉力方向向上；有两股绕线的方法拉力方向向下，根据题意可知是这一种．具体图形如下：
23. 如图所示的两只集气瓶，一瓶装有无色透明的空气，另一瓶装有红棕色二氧化氮气体（密度比空气大）。抽去玻璃隔板后，发现___________，这种现象被称为扩散现象。
【答案】两瓶中气体均变成红色
【解析】
【详解】如果将两个瓶口对在一起，则二氧化氮气体分子会向空气中运动，所以两瓶内的气体颜色会逐渐变均匀，由于二氧化氮是红色的，所以两瓶中气体均变成红色，说明二氧化氮气体分子在永不停息做无规则运动，这就是扩散现象。
24. 小华使用实验装置如图所示，一个三端开口的T形玻璃管，将其下端插入适量的水中。小华用电吹风机从左端向玻璃管中吹风，风速为v1时，T形管下端管内水面高度如图甲所示；改变风速为v2后，T形管下端管内水面高度如图乙所示。此现象说明：风速v1___________v2（选填“>”“=”或“<”）。
【答案】<
【解析】
【详解】用电吹风机从左端向玻璃管中吹风，T形管下端管内水面上方空气流速大时，压强小，烧杯内液体液面上方空气流速小，压强大，这个压强差会产生压力差，压力差把液体压向管内，所以管内液面上升，因为前后两次吹风后的液面上升h1
（1）如图甲所示，若石块从接触水面到刚好浸没水中的过程中，左边弹簧测力计的示数___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）根据实验中所测的物理量可列等式___________（用图中字母表示），从而验证了阿基米德原理。
（3）以下情况会影响实验结论成立的是 。（选填“A”、“B”或“C”）
A. 图甲中水面未到达溢水杯的溢水口B. 图乙中石块未全部浸没在水中
C. 溢水杯装满的是盐水
（4）同学们用酒精代替水，将石块完全浸没，发现此时的变大，说明浮力的大小与___________有关。
【答案】（1）变小 （2）
（3）A （4）液体密度
【解析】
【小问1详解】
石块从接触水面到刚好浸没水中的过程中，石块排开水的体积变大，浮力变大，所以拉力变小，测力计示数变小。
【小问2详解】
由实验数据，若有
F1-F3=F4-F2
则可得出结论：物体所受浮力等于排开的水重，即可验证阿基米德原理。
【小问3详解】
图甲中水面未到达溢水杯的溢水口，会导致溢出水的体积小于排开水的重力，会影响实验结论的成立。由阿基米德原理可知，石块未全部浸没在水中和溢水杯装满盐水对实验结论没有影响。故BC不符合题意，A符合题意。
故选A。
【小问4详解】
两次石块完全浸没，V排不变，用酒精代替水，改变了液体的密度，F3变大，由
F浮=G-F拉=F1-F3
可知，F浮变小，说明浮力的大小与液体密度有关。
26. 在探究“二力平衡的条件”的实验中，小东同学选用了如图甲所示的实验装置。
（1）实验时，小东发现当向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时，木块处于静止状态；小东再把右盘中的砝码换成一个质量较大的砝码，发现木块仍然处于静止状态，这时木块在水平方向受到的拉力不相等，木块仍能处于平衡状态，原因是______________________；
（2）小周又采用图乙所示的小车进行实验，在小车左、右两侧同时悬挂质量相等的钩码，将小车在水平桌面上旋转一定角度，松手的瞬间发现小车无法保持静止状态，由此说明二力平衡时，两个力必须________。
【答案】（1）木块受到桌面静摩擦力作用
（2）作用在同一直线上
【解析】
【小问1详解】
把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，所以木块还受平衡力的作用，此时木块有向右运动的趋势，桌面对木块有向左的摩擦力，向左的拉力、向左的摩擦力与向右的拉力这三个力平衡。
【小问2详解】
用手将小车扭转一个角度，两个力不在同一直线上，松手后小车不能平衡，小车会发生转动，由此说明二力平衡时，两个力必须作用在同一直线上。
27. 在探究杠杆平衡条件时，所用杠杆刻度均匀，每个钩码的重力均为0.5N。
（1）在开始实验前，杠杆静止，如图甲所示，此时杠杆_________（选填“是”或“不是”）平衡状态；为了在实验中便于__________，小蓝调节杠杆在水平位置平衡，她应将杠杆左端的平衡螺母向________调节（选填“左”或“右”）；
（2）调节杠杆水平平衡后，在A点挂上4个钩码，在B点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，此时测力计的示数是___________N；
（3）如图丙所示，A点仍悬挂4个钩码，用弹簧测力计在B点沿着BP斜向上拉，使杠杆仍在水平位置平衡。与图乙所示相比，弹簧测力计的示数___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1） ①. 是 ②. 便于测量力臂 ③. 左
（2）1 （3）变大
【解析】
【小问1详解】
[1]如图甲所示，此时杠杆处于静止状态，因此处于平衡状态。
[2][3]为了便于测量力臂，应调节杠杆在水平位置平衡，此时杠杆左端高右端低，说明右端较重，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向左移动。
【小问2详解】
根据杠杆平衡条件得
4×0.5N×4L=F×8L
解得，此时测力计的示数是F=1N。
【小问3详解】
如图丙所示，A点仍悬挂4个钩码，用弹簧测力计在B点沿着BP斜向上拉，使杠杆仍在水平位置平衡；与图乙所示相比，支点到拉力作用线的距离变小，即拉力F的力臂变小，此时，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可得，动力变大，所以，弹簧测力计的示数变大。
28. 如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置图。
（1）小明用弹簧测力计___________提升不同数量的钩码，记录数据如表所示；
（2）第3次拉力示数如图所示，则表格中②处的数据是___________（保留整数位数据）；
（3）从表2中可得结论：用相同滑轮组提升钩码时，滑轮组的机械效率与___________有关；
（4）小明通过分析表格中数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法。汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。请你指出以下三种提高效率的方法中，方法是___________与本实验同理的。
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员。
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重力。
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。
【答案】（1）竖直向上匀速
（2）91 （3）提升钩码的重力
（4）一
【解析】
【小问1详解】
实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。
【小问2详解】
图中测力计的分度值为0.2N，示数2.2N，则第3次实验的机械效率为
【小问3详解】
由表中数据可知，同一滑轮组将不同钩码提升相同的高度，提升的钩码越重，滑轮组的机械效率越高，由此可知：滑轮组的机械效率与提升钩码的重力有关。
【小问4详解】
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故符合题意；
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来增加机械效率的，故不符合题意；
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑，提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦来增大机械效率的，故不符合题意。
故方法一是与本实验同理的。
29. 小明利用实验小桌、装有细砂的容器、质量不同的物体A、B和C，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将物体从高处（图中水平虚线处）由静止释放，物体自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。已知甲、乙、丙、丁四次实验中初始时桌腿陷入细砂中的深度相同，图中所画出的状态是桌腿最终静止在细砂中的位置。观察各次实验中桌腿陷入细砂中的深度情况，便可知物体释放前的重力势能大小的关系。已知实验中三个物体的质量关系为，物体下落的距离远大于物体的厚度和桌腿陷入细砂中的深度。请回答下列问题：
（1）实验中通过___________来反映铁块重力势能的大小；
（2）比较___________两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体被举高的高度有关；
（3）比较甲、丙、丁三次的实验结果可知：______________________。
【答案】（1）桌腿陷入细砂的深度
（2）甲、乙 （3）提升高度一定时，物体质量越大，重力势能越大
【解析】
【小问1详解】
实验中运用转换法通过观察桌腿陷入细砂中的深度来表示重力势能的大小。
【小问2详解】
比较甲、乙两次实验，物体的质量相等，下落时的高度不同，桌腿陷入细砂中的深度不同，说明重力势能与物体被举高的高度有关。
【小问3详解】
比较甲、丙、丁三次实验，物体下落时的高度相同，质量不同，质量越大，桌腿陷入细砂中的深度越深，它的重力势能越大。
30. 科技小组选择了图甲所示的实验装置做“比较不同物质吸热能力”的实验。用铁夹将盛有质量相同的水和煤油的两个试管固定在铁架台上，两试管中均装有温度传感器，温度传感器的探头与试管内的水和煤油接触良好，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。用同一红外加热器对盛有水和煤油的试管进行加热，在计算机上可以得到水和煤油的温度随加热时间的变化图像。
(1)选择同一红外加热器给水和煤油加热的目的是______；
(2)在这个实验中，当水和煤油升高相同的温度时，通过_____来比较它们的吸热能力；
(3)图乙是水和煤油的温度随加热时间的变化图像，则图线_____代表煤油的温度随加热时间的变化规律。（选填“A”或“B”）
【答案】 ①. 保证水和煤油在相同时间内吸热相同 ②. 加热时间 ③. A
【解析】
【详解】(1)[1]用同一红外加热器加热的目的是控制热源相同，使水和煤油在相同的时间内吸收的热量相同。
(2)[2]由可知，质量、温度变化相同时，比热容大的吸收的热量多，故被加热的时间长，即质量相同的水和煤油均升高相同的温度时，可以通过比较加热时间来比较它们的吸热能力，加热时间越长，比热容越小吸热能力越弱。
(3)[3]水的比热容比煤油的大，根据，在加热时间和质量都相同时，温度升的低的比热容大，据此判断B表示水的温度时间图像，A表示煤油的温度时间图像。
31. 水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺和装有适量水的A、B 两个烧杯。小亮学习了液体内部压强跟哪些因素有关的知识后，他猜想液体内部压强跟该点到容器底部的距离有关，为此他利用提供的实验器材进行了如下实验探究
①将微小压强计的探头放入A 烧杯的水中，探头到烧杯底的距离L 为 6cm，如图甲所示，记录微小压强计U 形管两侧的液面高度差 h1；
②将微小压强计的探头放入B烧杯的水 中，探头到烧杯底的距离L为10cm,乙所记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h2；
小亮发现h1大于h2，于是小亮得出的结论“液体内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离L有关”。
（1）小亮实验中存在的问题是______ ；
（2）针对小亮实验中存在的问题，改正的措施是______ 。
【答案】 ①. 没有控制探头在液面下的深度相同 ②. 步骤中②，烧杯 B 中倒入适量的水，使探头道液面的距离与步骤①中相同
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]要探究液体内部压强与液体某处到液体底部距离的关系，应让压强计的探头置于同种液体的同一深度，而实验中没有保持探头在液面下的深度相同。
(2)[2]为了让①②步骤，探头在水中所处的深度相同，应往B烧杯中加入水，直到与A中探头所处的深度相同。
32. 如图甲所示为探究“浮力大小与物体浸入水中深度的关系”的实验装置。先在弹簧测力计的下端挂一个金属圆柱体，测出金属圆柱体的重力，然后让圆柱体缓慢地浸入水中，记录从圆柱体底面刚接触水面开始，到完全浸没水中（未接触容器底部）不同深度h时弹簧测力计的示数，得到弹簧测力计示数和圆柱体受的浮力随h变化的图像如图乙所示。
（1）其中圆柱体受的浮力随h变化的图像是图乙中的______（选填“①”或“②”）；
（2）从图乙中可以得出：浸没在液体中的物体受到浮力大小与浸没的深度______（选填“有关”或“无关”）；
（3）从图乙可求得金属圆柱的密度为______。
【答案】（1）② （2）无关
（3）
【解析】
【小问1详解】
圆柱体从开始浸入水中到完全浸入水中的过程中，圆柱体排开水的体积在逐渐变大，水的密度不变，由阿基米德原理可知浮力是变大的；而当圆柱体浸没以后，再向水中下沉的时候，圆柱体排开水的体积不再发生变化，所以浮力是不变的。由此可知在整个过程中，圆柱体受到的浮力先变大、后不变，故选②。
【小问2详解】
由（1）及图像分析知，圆柱体排开水的体积逐渐变大时，测力计示数变小，浮力变大，可知浮力大小与物体排开液体体积有关；当圆柱体全部浸入水中后，深度变化，测力计的示数不变，可知浸没在液体中的物体受到浮力大小与浸没的深度无关。
【小问3详解】
由图乙可知，圆柱体重力为2.7N，完全浸没时，测力计示数为1.7N，则完全浸没时受到的浮力为
则金属圆柱的体积为
则金属圆柱的密度为
33. 一根杠杆两端分别挂着质量不等的两个实心铁块，如图所示，此时杠杆在水平位置保持静止。若将两铁块同时浸没于水中，铁块不接触容器，杠杆是否能继续保持水平平衡状态？请写出具体推理过程（可使用图中字母以及ρ铁、ρ水等符号）与结论。
【答案】见解析
【解析】
【详解】结论：仍保持水平平衡
推理：根据杠杆平衡条件，初始时
即
将铁块均浸没在水中后，杠杆左侧
杠杆右侧
即
杠杆可以在水平位置保持平衡。
四、科技阅读题（共4分）
34. “油膜法”测分子直径
小米很小，直接测量直径有困难，我们可以用量筒取一定体积V的小米，将这些小米倒在浅盘上尽量铺开，使之只有一层小米紧密分布，在盘上放一有机刻度板，测出小米所占的面积S，利用即可求出直径。
与此方法类似，我们可以用油膜法粗测油酸分子的直径。油酸分子可以看出是由两部分组成：一个较大的“头部”（烃链）和一个很小的“尾巴”（羧基-COOH），“头部”不溶于水，但“尾巴”对水有很强的亲和力。由于一滴未经稀释的油酸溶液在水面上形成的油膜面积很大，不便于测量，因此，使用“油膜法”测量油酸分子直径时，通常将少量油酸溶于酒精中，配制成油酸酒精溶液。酒精稀释的油酸分子会更充分地在水面展开，“头部”露出水面，“尾巴”留在水中。酒精溶于水中并很快挥发，油酸分子便一个一个整齐地排列在水面上，形成单分子层油膜。如果将油酸分子看做是球形并忽略分子间间隙，则该单分子膜的厚度d就可认为等于油酸分子的直径。以下是小清同学根据以上原理开展实验时记录的相关数据：向6mL油酸中加酒精直至总体积达到mL，将油酸与酒精充分混合后用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1mL为止，恰好共滴了75滴；然后在浅水盘内注入约2厘米深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地撒开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；将画有油膜形状的玻璃板放在方格纸上（如图所示），先数出完整的方格数，对于不完整的方格，再数出大于半格的格子数（小于半格的忽略不计），则油膜的面积（a为小方格的边长）。
根据以上信息回答：
（1）实验过程中使用油酸酒精溶液替代纯油酸溶液优点是_________________________________。
（2）根据小清同学的数据，已知小方格的边长为1cm，则油膜的面积S＝___________，估测出的油酸分子的直径为___________m（保留两位有效数字）。
【答案】（1）酒精稀释的油酸分子会更充分地在水面展开
（2） ①. ，结果在范围内即可 ②. ，结果在范围内即可
【解析】
【小问1详解】
由题意可知，一滴未经稀释的油酸溶液在水面上形成的油膜面积很大，不便于测量，而酒精稀释的油酸分子会更充分地在水面展开。
【小问2详解】
[1]由图可知，符合条件的格子数共约110个，即
则油膜的面积约为
[2]75滴油酸分子的体积为
则一滴油酸分子的体积为
则油酸分子的直径约为
五、计算题（共8分。第35题4分，第36题4分）
35. 如图所示，盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重1N，高10cm，底面积为30；杯内水重2N，水深6cm。水的密度为，g取10N/kg。求：
（1）水对杯底的压力：
（2）水杯对桌面的压强。
【答案】（1）1.8N
（2）1000Pa
【解析】
【小问1详解】
水对杯底的压力
【小问2详解】
水杯对桌面的压强
36. 中国天眼（FAST）是世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜。天眼表面由厚度仅为1mm的金属层覆盖，无法承受过大的压强。FAST调试组研制了“微重力蜘蛛人系统”，它包括一个氨气球及配重，如图所示。氦气球充气后重1680N，体积为200，为了保证正常工作，工作时“蜘蛛人”受到的支持力不宜低于100N。
（，g取10N/kg，忽略人及其他装备受到的空气浮力）则：
（1）氦气球受到的浮力为多少牛？
（2）若配重的重力最小为300N时，则“蜘蛛人”的重力为多少？
（3）为了保证不损坏金属层，压强不宜超过1000Pa，假设“蜘蛛人”站立时与反射面板的接触面积约为500，通过计算说明“蜘蛛人”是否能系上气球后直接站上去？
【答案】（1）2580N
（2）700N （3）不能
【解析】
【小问1详解】
氦气球受到的浮力
【小问2详解】
“蜘蛛人”的重力
小问3详解】
“蜘蛛人”对金属层的压强
p=F压S=F支持力S=100N500×10-4m2=2000Pa>1000Pa
所以“蜘蛛人”不能系上气球后直接站上去。
附加题（共20分，每空2分，选择题均有且只有一个正确选项）
37. 以下说法，正确的是（ ）
A. 用力推地面上的箱子，箱子未动，因为推力小于箱子受到的摩擦力
B. 提水桶时手上出现压痕，因为水桶的重力作用在手上
C. 用3N的力拉着木块在水平面做匀速直线运动，木块受到的摩擦力一定为3N
D. 深入河底的柱形桥墩，不受浮力作用
【答案】D
【解析】
【详解】A．用力推地面上的箱子，箱子未动，处于平衡状态，因此推力等于箱子受到的摩擦力，故A错误；
B．提水桶时手上出现压痕，因为水桶对手有压力，而水桶受到的重力作用在水桶上，故B错误；
C．用3N的水平拉力拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的摩擦力等于3N；如果用3N的斜向上的拉力，拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的摩擦力小于3N，故C错误；
D．根据浮力产生的原因可知，浮力是上下表面的压力差，因此深入河底的柱形桥墩，下表面不受水的压力，因此不受浮力作用，故D正确。
故选D。
38. 以下关于力和运动关系的说法，正确的是（ ）
A. 物体受到力的作用，运动状态一定发生改变B. 竖直上抛的物体在最高点受到的合外力为零
C. 力是维持物体运动状态的原因D. 水平向右运动的物体受到的合外力可能向左
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体受到非平衡力的作用时，运动状态一定会发生改变，但是受到平衡力的作用时，运动状态就不会发生变化，故A错误；
B．竖直上抛的物体在最高点只受到重力的作用，因此受到的合外力不为零，故B错误；
C．力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，故C错误；
D．水平向右运动的物体受到的合外力可能向左，此时物体水平向右做减速运动，故D正确。
故选D。
39. 以下说法，正确的是（ ）
A. 墨水滴入水中，我们看到了墨水分子的扩散现象
B. 黄豆和小米混合后体积变小，说明分子间有间隙
C. 酒精和水混合后总体积变小，说明分子间有间隙
D. 当物体被拉长时，分子间只存在相互作用的引力
【答案】C
【解析】
【详解】A．分子人眼不可见，墨水滴入水中为扩散现象，我们能看到扩散现象，而不能看到分子运动，故A错误；
B．黄豆和小米混合后之间的空隙为人眼可见的间隙，不能说明分子间的间隙，故B错误；
C．酒精和水混合后总体积变小，为扩散现象，说明分子间存在间隙，故C正确；
D．分子间引力和斥力是同时存在的，当物体被拉长时，主要表现为引力，故D错误。
故选C。
40. 下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是（ ）
A. 做功越多的机械，功率一定越大
B. 功率越大的机械，做功时间越短
C. 机械效率越大，功率一定越大
D. 功率越大的机械，做功越快
【答案】D
【解析】
【详解】A．功率表示物体做功的快慢，是做功多少与所用时间的比值，所以机械做功越多，功率不一定越大；故A错误；
B．功率表示物体做功的快慢，是做功多少与所用时间的比值，所以机械做功时间越短，功率不一定越大。故B错误；
C．功率表示物体做功的快慢，所以机械做功越快，功率越大；而机械效率是机械有用功与总功的比值，机械效率越大，无法判断功率大小，所以机械效率越大，功率不一定越大。故C错误；
D．功率表示物体做功的快慢，机械的功率越大，说明机械做功快，故D正确。
故选D。
41. 关于温度、内能和热量的说法正确的是（ ）
A. 物体温度升高，内能一定增加
B. 温度越高的物体，内能一定越大
C. 物体吸收了热量，温度一定升高
D. 物体内能增加时，一定是吸收了热量
【答案】A
【解析】
【详解】A．同一物体温度升高，分子运动加剧，物体的内能增加，故A正确；
B．内能的大小与质量、温度、状态等因素有关，所以温度越高的物体，内能不一定越大，故B错误；
C．物体吸收热量，温度不一定升高，比如：晶体的熔化过程，温度不变，吸收热量，内能变大，故C错误；
D．物体内能增加，可能吸收热量，可能外界对物体做功，故D错误。
故选A。
42. 如图所示，轻质弹簧上端与物块m相连接，下端固定在容器底部。当物块浸没在水中静止时与浸没在酒精中静止时，弹簧的弹力大小相等。物块的体积为100cm3，已知水的密度为1.0×103kg/m3、酒精的密度为0.8×103kg/m3，则物体的质量为__________kg。
【答案】0.09
【解析】
【详解】物块浸没在水中受到的浮力
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×100×10-6m3×10N/kg=1N
物块浸没在酒精中受到的浮力
F浮'=ρ酒精V排g=0.8×103kg/m3×100×10-6m3×10N/kg=0.8N
物块浸没在水中和酒精中受力分析分别如图甲、乙所示：
F浮=F拉+mg
F浮'+F支=mg
F拉=F支
F浮=ρ水gV物
F浮'=ρ酒精gV物
代入数据m=0.09kg。
43. 如图甲所示，竖直细杆（质量不计）的上端通过力传感器连在天花板上，力传感器可以显示出细杆上端受到作用力的大小；下端与正方体物块M相连。现向底面积为0.02m2、质量为1kg的薄壁空水箱中加水，力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像如图乙所示，（g取10N/kg）。根据图中信息，向水箱内加入水的质量为__________kg时，物块所受浮力最大；当传感器示数刚达到6N（C点）时，水箱对桌面的压强为__________Pa。
【答案】 ①. 2 ②. 2000
【解析】
【详解】[1]根据题意，由图乙可知，物块M的重力为G=4N，根据题意及力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像图乙分析可知，在向水箱中逐渐加水到m1=1kg过程中，物块M受到竖直向下的重力和细杆给的竖直向上的拉力，此时细杆的拉力
F=G=4N
继续向水箱中加水，从A点到B点过程中，细杆的拉力逐渐减小，故在A点处时物块M开始接触到水面，从A点到B点过程中，物块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力F浮和细杆给的拉力F，至到B点拉力F为0，此时F浮=G；从B点到C点过程中，随着水箱中水继续增加，物块M在水中的体积V排逐渐增大，物块M所受浮力F浮逐渐增大，此过程物块M受到竖直向下的重力G、细杆施加的竖直向下的压力F和竖直向上的浮力F浮，物块M静止，受力平衡，则有
F=F浮-G
因此，随着物块M所受浮力F浮逐渐增大，细杆施加的竖直向下的压力F也逐渐增大，至到C点物块M刚好浸没在水中时，F浮不再增大，此时细杆给的竖直向下的压力F也不再增大，故此时物块M所受到的浮力为
F浮=G+F=4N+6N=10N
综上可知，当水恰好浸没物块M时，物块M所受到的浮力为10N，由F浮=ρ液V排g得出浸没物块M的体积V物为
由物块M为正方体，可求出物块M的边长a为
由物块M恰好浸没且为正方体可知，物块M下表面到液面的深度h为0.1m，故物块M底面以上水和物块M的总体积V总为
V总=Sh=0.02m2×0.1m=2×10-3m3
因此，物块M底面以上水的体积V1为
V1=V总-V物=2×10-3m3-1×10-3m3=1×10-3m3
物块M底面以上水的质量m2为
m2=ρ水V1=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
水箱中水的总质量为
m水=m1+m2=1kg+1kg=2kg
[2]水箱中水的重力为
G水=m水g=2kg×10N/kg=20N
水箱的重力为
G水箱=m水箱g=1kg×10N/kg=10N
将水箱、水、物块M看成一个整体，则这个整体受到竖直向下的重力G总，细杆施加的向下的压力F，桌面施加的向上的支持力F支，整体处于静止状态受力平衡，则有
F支=G总+F
其中G总等于水箱、水、物块M的重力之和，即
G总=G水+G水箱+G=10N+20N+4N=34N
水箱对桌面的压力与桌面对水箱的支持力是一对相互作用力，则有
F压=F支= G总+F=34N+6N=40N
水箱对桌面的压强为
44. 如图甲所示，A、B均为正方体且边长之比为2︰1。将A下表面的中心与B上表面的中心用忽略形变的细线相连，A在上B在下，放入足够高且底部带放水阀（体积可忽略）的长方体容器中，关闭阀门，加入一定量的水后，A的上表面刚好与水面相平，此时细线处于紧绷状态，如图甲所示。然后缓慢放出容器中的水直至放完，放水过程中A始终在B的正上方。测得整个放水过程中B对容器内底面的压力F随放出水的体积V变化的图像如图乙所示。细线体积不计，物体A、B不吸水。已知长方体容器内底面积S=200cm2，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg。则正方体A的密度ρA=__________kg/m3；放水前，水对容器底部压强p=__________Pa。
【答案】 ①. 750 ②. 2000
【解析】
【详解】[1][2]由图乙可知，OD段放出的体积VOD=250cm3，D点表示物体A恰好漂浮，此时细线的拉力为零，E点表示物体A刚好与物体B接触，F点表示水面刚好降至物体A的下表面，因D点物体B对容器底的压力为F0，且此时细线的拉力为零，所以
GB-F浮B=F0
GB-ρ水gVB=F0……①
在O点时，物体A和B恰好整体漂浮，则
F浮AB=GA+GB
ρ水g(VA+VB)=GA+GB……②
在G点，容器内水恰好全部流出，则
GA+GB=4.5F0……③
由①②③可得
9GA=ρ水g(7VA-2VB)
9ρAgLA3=ρ水g(7LA3-2LB3)
[2]由上述可知，OD段放出的体积VOD=250cm3，D点表示物体A恰好漂浮，受到的浮力等于其重力，则物体A露出水面的体积为250cm3即2.5×10-4m3，则
V露=VA-V排
根据阿基米德原理可得
即
解得LA=0.1m=10cm，则
由图乙可知，DE段放出的体积
VDE=1250cm3-250cm3=1000cm3
此时绳子从拉直到A和B接触，则绳子的长度
所以放水前容器内水的深度
h=LA+L+LB=10cm+5cm+5cm=20cm=0.2m
水对容器底部压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa几种物质的比热容c/[]
水
冰
酒精
砂石
煤油
铝
水银
铜
实验次数
钩码的重力G/N
钩码提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η/%
1
2
0.1
0.9
0.3
74
2
4
0.1
1.6
0.3
83
3
6
0.1
①
0.3
②
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