2026年广东省东莞市初中学业水平第二次模拟考试物理（含解析）

这是一份2026年广东省东莞市初中学业水平第二次模拟考试物理（含解析），共30页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验题∶，计算题，综合能力题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：（本大题共7小题，每小题3分，共21分）
1. 小明带了便携保温杯上高铁，如图所示，根据图片可以估测该保温杯的高度为 （ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】成年人弯曲握住物体时，单根手指露出部分的长度约为3∼4cm ，由图可知，保温杯高度约等于4根手指露出部分的总长度，估算总长度约为12∼16cm 。故选B。
2. 下列光现象，与牙科医生所用口腔镜的光学原理一致的是（ ）
A. 小孔成像B. 演员对镜化妆
C. 向碗中倒水碗底的硬币再现D. 光的色散
【答案】B
【解析】
【详解】牙科医生所用口腔镜的光学原理是利用光的反射定律。
A．小孔成像的原理是光沿直线传播，故A不符合题意；
B．演员对镜化妆原理是光的反射定律，故B符合题意；
C．向碗中倒水碗底的硬币再现原理是光的折射，故C不符合题意；
D．光的色散原理是光的折射，故D不符合题意。
故选B。
3. 小明同学在“探究滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验中，用弹簧测力计匀速拉动木块，如图甲所示，图乙是他两次拉动同一木块得到的速度随时间变化的图像。下列说法正确的是（ ）
A. 两次木块受到的拉力相等
B. 两次木块相同时间内移动的距离一样多
C. 木块第一次受到的摩擦力较大
D. 如果用弹簧测力计拉着该物块做加速运动，物块受到的滑动摩擦力会增大
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图乙可知，两次木块均做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，水平方向上的拉力与滑动摩擦力大小相等；由于两次实验中木块对接触面的压力、接触面的粗糙程度均不变，因此滑动摩擦力大小相等，故两次拉力也相等，故A正确；
B．由图乙可知，第二次木块的速度大于第一次，根据，在相同时间内，第二次木块移动的距离更大，故B错误；
C．滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关，两次实验中这两个因素均不变，因此两次滑动摩擦力大小相等，故C错误；
D．滑动摩擦力的大小与物体运动速度无关，即使物块做加速运动，压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力也不会增大，故D错误。
故选A。
4. 在跨学科实践活动中，实践小组把吸管的下端密封并缠绕一段铜丝，制成了简易密度计。将密度计分别放入盛有甲、乙液体的两烧杯中，静止时两液面相平，如图所示。下列分析正确的是（ ）
A. 密度计排开甲液体的质量大于自身质量
B. 密度计在乙液体中受到的浮力更大
C. 密度计排开甲、乙液体的质量相等
D. 甲液体的密度大于乙液体的密度
【答案】C
【解析】
【详解】A．密度计在甲液体中处于漂浮状态，浮力等于重力，即，，所以，密度计排开甲液体的质量等于自身质量，故A错误；
B．同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮，则，即浮力是相同的，故B错误；
CD．同一支密度计放在甲、乙两种液体中的浮力相同，由阿基米德原理可知密度计排开甲液体的质量等于排开乙液体的质量，由图，密度计在甲液体中排开的液体的体积较大，由可知甲液体的密度较小，故C正确，D错误。
故选C。
5. 将一杯热水放入冰箱的冷冻室，下列说法正确的是（ ）
A. 热水温度降到0℃时就没有内能了
B. 热水温度降低，内能减少
C. 热水含有的热量减少
D. 热水是通过做功的方式改变内能的
【答案】B
【解析】
【详解】A．内能是分子总动能和势能之和，当热水温度降到0℃时，其分子仍然在做无规则运动，具有分子动能，因此热水温度降到0℃时仍有内能，故A错误；
B．内能与温度有关，同一物体温度越低，内能越少，所以热水温度降低内能减少，故B正确；
C．热量是热传递过程中传递热的多少，不能说物体含有热量，故C错误；
D．热水放出热量，温度降低，内能减少，是通过热传递改变内能的，故D错误。
故选B。
6. 汽油机工作时，活塞在气缸内做一次单向运动叫做一个冲程。如图为四冲程汽油机工作原理示意图，其中将内能转化为机械能的冲程是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，气门一开一闭，活塞向下，是吸气冲程，该冲程不涉及能量转化，故A不符合题意；
B．由图可知，两个气门都关闭，活塞向上，是压缩冲程，该冲程将机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．由图可知，两个气门都关闭，活塞向下，是做功冲程，该冲程将内能转化为机械能，故C符合题意；
D．由图可知，气门一开一闭，活塞向上，是排气冲程，该冲程不涉及能量转化，故D不符合题意。
故选C。
7. 如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关和，小灯泡和均正常发光，电流表有示数。下列分析正确的是（ ）
A. 若断开，亮度不变，电流表示数变小
B. 若断开，不亮，电流表示数大小不变
C. 若断开，亮度不变，电流表示数变小
D. 若断开，不亮，电流表示数大小不变
【答案】A
【解析】
【详解】AB．小灯泡和并联，开关控制干路，开关控制小灯泡，电流表测干路电流，若断开，亮度不变，电流表示数变小，故A正确，B错误；
CD．若断开，电路断路，小灯泡和都不亮，电流表没有示数，故CD错误。
故选A。
二、填空题：（本大题共7小题，每空1分，共21分）
8. 春晚戏曲节目《春晖满梨园》，老中青幼四代同台演唱，观众能根据________（填写声音的特性）分辨出主奏乐器；动听的戏曲是由他们的声带________而产生，通过________传播到现场观众耳中。
【答案】 ①. 音色 ②. 振动 ③. 空气##气体
【解析】
【详解】[1]不同乐器的发声结构不同，发出声音的音色不同，所以观众能根据音色分辨出主奏乐器。
[2]声音是由物体的振动产生的，动听的戏曲是由他们的声带振动产生的。
[3]声音的传播需要介质，现场观众听到的声音是通过空气（或气体）传播到耳中的。
9. 二氧化碳灭火器以其无毒、无残留的特点在生活中广泛应用。它是通过常温下________的方法将二氧化碳液化装入钢瓶的。使用时切勿直接用手握喷筒，因为瓶内液态二氧化碳迅速汽化会________（选填“吸收”或“放出”）大量热量，容易导致冻伤。小明在灭火器喷嘴上套一个棉布袋，按压手柄一段时间，发现袋内出现干冰，且棉布袋外面“结霜”（如图所示）。霜是空气中水蒸气________（填写物态变化名称）形成的。
【答案】 ①. 压缩体积 ②. 吸收 ③. 凝华
【解析】
【详解】[1]液化有两种方式：压缩体积和降低温度；二氧化碳灭火器是在常温下用压缩体积的办法，使二氧化碳气体液化装入钢瓶里的。
[2]液态二氧化碳喷出后迅速汽化，汽化吸热，会使周围温度迅速下降，若直接用手握喷筒，容易冻伤。
[3]棉布袋外面“结霜”，是因为空气中的水蒸气遇到温度极低的布袋表面，直接从气态变为固态的过程，这个过程叫做凝华。
10. 如图，运动员在短道速滑起跑时，冰刀用力向后蹬冰面，运动员向前跑出，这是因为力的作用是_________的。冰刀所受支持力的施力物体是________，冰刀做得很锋利是为了_________压强。
【答案】 ①. 相互 ②. 冰面 ③. 增大
【解析】
【详解】[1]运动员向后蹬冰面时，对冰面施加力，同时冰面对运动员施加向前的反作用力使运动员向前运动，这说明力的作用是相互的。
[2]冰刀放在冰面上，冰面对冰刀有向上的支持力，因此支持力的施力物体是冰面。
[3]冰刀做得很锋利，是在压力一定的情况下，通过减小受力面积来增大压强，便于滑冰。
11. 体育课上，质量为60kg的小华在1min内完成了15个标准“引体向上”，每次“引体向上”上升的高度均为40cm。小华做“引体向上”加速上升过程中，其机械能______（选填“增大”“不变”或“减小”）。小华做一次“引体向上”克服重力做的功为______J，1min内克服重力做功的功率为______W。（）
【答案】 ①. 增大 ②. 240 ③. 60
【解析】
【详解】[1]小华加速上升过程中，质量不变，速度和高度增大，根据动能和重力势能的影响因素可知小华的动能增大、重力势能增大，则其机械能增大。
[2]小华做一次“引体向上”克服重力做的功
[3]小华在1min内完成了15个“引体向上”，1min内克服重力做功的功率
12. 如图所示，M、N为两个相同的验电器，M所带电荷与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷相同，则M带___________电荷，N不带电。用带绝缘柄的金属棒把M和N的金属球连接起来，电荷的移动方向是___________（填“从M到N”或“从N到M”），产生的瞬间电流的方向是___________（填“从M到N”或“从N到M”）。
【答案】 ①. 正 ②. 从N到M ③. 从M到N
【解析】
【详解】[1]已知与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，M所带电荷与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷相同，则M带正电荷。
[2][3]用带绝缘柄的金属棒把M和N连接起来，N上的部分电子转移到M上，即金属棒中负电荷的移动方向从N到M，电流方向与负电荷移动方向相反，即从M到N。
13. 如图是高压输电常用的“多股铝绞线”，由多根铝线绞合而成，这是通过增大______的方式，使输电线的电阻______，若发电厂输出电流不变，则输电线上电能损耗将______（后两空选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 ①. 横截面积 ②. 变小 ③. 变小
【解析】
【详解】[1]高压输电常用的“多股铝绞线”，“多股铝绞线”采用并联的方式，相当于增大了导体的横截面积。
[2]在导体材料与长度一定的情况下，增大导体的横截面积，输电线的电阻变小。
[3]若发电厂输出电流不变，根据可知，输电线的电阻变小，输电线上的热功率变小，则输电线上电能损耗将变小。
14. 现有两个分别标有“6V 6W”和“3V 6W”的灯泡L1和L2（灯丝电阻不变）在保证电路安全的前提下；将它们并联后接在某一电源上，使其中一只灯泡正常发光，干路允许通过的最大电流是______A。将它们串联后接在某一电源上，使其中一只灯泡正常发光，则电源电压是______V，此时L1与L2的功率之比是_______。
【答案】 ①. 2.5 ②. 7.5 ③. 4∶1
【解析】
【详解】[1]两个分别标有“6V 6W”和“3V 6W”的灯泡L1和L2并联后接在某一电源上，使其中一只灯泡正常发光，则根据并联电路的电压特点可知灯泡L2正常发光，电源电压为3V。此时通过灯泡L2的电流为
灯泡L1的电阻为
由欧姆定律知，此时通过灯泡L1的电流为
干路允许通过的最大电流是
I干=I2+I1实=2A+0.5A=2.5A
[2][3]灯泡L2的电阻为
由串联电路分压原理可知，将灯泡L1和L2串联后接在某一电源上，使其中一只灯泡正常发光，这个灯泡为L1，又因为串联电路电流处处都相等，此时电路中的电流为
灯泡L2两端的实际电压为
U2实=IR2=1A×1.5Ω=1.5V
此时的电源电压为
U电=U1+U2实=6V+1.5V=7.5V
灯泡L2的实际功率为
P2实=IU2实=1A×1.5V=1.5W
因灯泡L1正常发光，所以功率为6W，则此时L1与L2的功率之比是
三、作图题（共3小题，共7分）
15.
（1）如图所示，画出光线经凸透镜的折射光线及进入水中的大致折射光线。
（2）如图所示为正在上浮的鸡蛋，请画出鸡蛋的受力示意图。（不计阻力）
（3）如图甲是一个插座面板，其USB模块和三孔插座均由开关控制，且可独立工作。请在图乙中用笔画线代替导线将电路补充完整。
【答案】（1） （2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
凸透镜规律：平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后过右侧焦点F，先画出凸透镜出射后到水面的折射光线。
光的折射规律：光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角。过入射点作垂直于水面（界面）的法线，画出向法线偏折的水中折射光线即可。
【小问2详解】
正在上浮的鸡蛋不计阻力，只受两个力
重力：作用点画在鸡蛋重心，方向竖直向下；
浮力：作用点画在鸡蛋重心，方向竖直向上； 鸡蛋上浮说明浮力大于重力，因此浮力的线段长度要长于重力的线段。
【小问3详解】
USB模块和三孔插座需要独立工作，因此二者为并联；开关需要接在相线（火线）上，保证断开开关后用电器不带电；三孔插座遵循左零（中性线）右火（相线）上接地（保护线）的接法。
USB支路：相线接开关一端，开关另一端接USB接口，USB接口另一端接中性线；
三孔插座支路：相线经开关后接三孔插座右孔，左孔接中性线，上孔已经接好保护线，符合要求。 最终满足两个用电器独立受开关控制，符合家庭电路安全规范。
四、实验题∶（本大题共3小题，第16题7分，第17题7分，第18题6分，共20分）
16.
（1）如图甲所示，铅笔的长度是_____cm，如图乙所示，秒表显示的时间是_____。
（2）冰墩墩模型放在调节好的天平的左盘，右盘所加砝码及游码在标尺上的位置如图所示时，天平再次平衡，此冰墩墩模型的质量是____________，将此模型带入天宫空间站让其处于失重环境中时，它的质量 ____________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）在图1所示电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为如图2所示，则电阻和两端的电压分别为 ____________ V和 ____________ V，通过和的电流之比是____________。
【答案】（1） ①. 2.50 ②. 100
（2） ①. 77.6 ②. 不变
（3） ①. 7.2 ②. 1.8 ③. 1∶1
【解析】
【小问1详解】
刻度尺读数：刻度尺分度值为1mm，铅笔左端对齐，右端对齐，长度为
秒表读数：小表盘（分钟盘）指针在1min~2min 之间，且超过，大表盘（秒盘）读数为40.0s ，总时间为1×60s+40s=100s
【小问2详解】
天平读数：物体质量等于砝码总质量加上游码示数，即50g+20g+5g+2.6g=77.6g
质量是物体的固有属性，和位置、运动状态无关，因此失重环境下质量不变。
【小问3详解】
电路分析：与​串联，​测电源总电压，​测两端电压，因此总电压大于的电压，两表指针偏转相同说明量程不同：​用量程，读数为（电源电压）；用量程，读数为（即电压）。
根据串联电压规律，的电压U1=U−U2=9V−1.8V=7.2V
串联电路电流处处相等，因此通过、​的电流比为
17. 在“探究平面镜成像特点”的活动中：（如图所示）
（1）实验中用薄玻璃板代替平面镜，利用了玻璃透明的特点，便于确定__________，薄玻璃板应与纸面________。
（2）实验过程中应点燃蜡烛________（选填“A”、“B”或“A和B”）。移动蜡烛B，发现蜡烛B与A的像完全重合，说明________；
（3）更换蜡烛后正确操作，记录下A、B两支蜡烛在纸上的位置如图乙所示，通过分析得出像与物到玻璃板的距离相等，像与物的连线与玻璃板垂直；为了证实上述有关成像特点是否可靠，你认为应采取的操作是________；
A. 保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行观察、测量
B. 保持玻璃板的位置不变，多次改变蜡烛A的位置，进行与上述（3）相同的操作
（4）若实验时，玻璃板不与水平桌面垂直，如图丁所示，则发生的现象是________；
A. 蜡烛A仍然成像在蜡烛B处
B. 蜡烛A成像位于水平面偏上方
C. 蜡烛A成像位于水平面偏下方
（5）如图戊所示，若玻璃板的厚度为3mm，铅笔分别在玻璃板两个面各成1个像，则2个像中的笔尖相距________mm
【答案】（1） ①. 像的位置 ②. 垂直
（2） ①. A ②. 像与物的大小相等
（3）B （4）B
（5）6
【解析】
【小问1详解】
[1]玻璃板透明，实验中可以透过玻璃板观察到后方蜡烛，方便确定像的位置。
[2]若玻璃板不与纸面垂直，像会成在桌面外，无法让蜡烛与像重合，因此薄玻璃板应与纸面垂直放置。
【小问2详解】
[1]实验中只需点燃蜡烛A，若点燃B会使背景变亮，不利于观察A的像。
[2]蜡烛B能与A的像完全重合，说明像与物体的大小相等，这是等效替代法验证像物大小关系的结论。
【小问3详解】
一次实验得到的结论具有偶然性，为了得到普遍规律，需要保持玻璃板位置不变，多次改变蜡烛A的位置重复实验，因此选B。
【小问4详解】
平面镜成像中像与物关于镜面对称，图丁中玻璃板上端向蜡烛A侧倾斜，因此蜡烛A的像会成在水平面偏上方，选B。
【小问5详解】
根据平面镜成像“物距等于像距”：玻璃板厚度为3mm，铅笔尖紧贴前表面，前表面成像位置在前表面处；铅笔尖到后表面的距离为3mm，后表面成像到后表面的距离也为3mm，因此两个像的间距为
18. 小明用电压为6V的电源、定值电阻R1、电压表、电流表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器R2、阻值为20Ω的定值电阻R3、开关等器材，探究导体中的电流与导体两端电压的关系。
（1）根据图甲所示电路图，将图乙的实物图连接完整；
（2）电路连接正确，规范操作后，闭合开关，小明发现电流表无示数，电压表示数为6V，电路中仅有一处故障，则故障可能是___________；
（3）排除故障后继续实验，小明的实验数据如下表：
分析表格数据可知定值电阻阻值为___________Ω；老师指出表中有一组数据是无法从实验中测得的，请你判断这组数据的实验序号是___________；
（4）通过实验得出初步结论：___________时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；
（5）断开开关，不改变滑动变阻器滑片的位置，将本实验的定值电阻R1更换为R3，闭合开关后，电压表示数将___________；
【答案】（1）， （2）定值电阻（R1）断路
（3） ①. 10 ②. 1
（4）电阻一定 （5）变大
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器采用一上一下的方式串联在电路中，根据电路图将实物图连接完整即可。如图所示：
【小问2详解】
电流表无示数，说明电路发生断路，电压表示数等于电源电压6V，说明电压表与电源连通，故障原因是定值电阻断路。
【小问3详解】
根据欧姆定律计算定值电阻阻值，选取多组数据求平均值以减小误差，计算可得定值电阻阻值为10Ω。电源电压为6V，滑动变阻器最大阻值20Ω，定值电阻为10Ω，根据串联分压规律，定值电阻两端最小电压为2V，实验序号1的数据中电压为1.5V，小于最小电压，无法测得。
【小问4详解】
在探究电流与电压的关系时，需控制定值电阻的阻值不变，因此结论为电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
【小问5详解】
将定值电阻更换为阻值更大的，滑动变阻器滑片位置不变，电路总电阻变大，电流变小。滑动变阻器接入电路的阻值不变，根据，电流变小，电压也变小，根据串联电路中的分压关系，定值电阻两端电压变大，因此电压表示数变大。
五、计算题（本大题共2小题，第19小题6分，第20小题7分，共13分）
19. “深海探索”号水下机器人是我国自主研发的用于深海探测的高科技设备，该机器人主体采用轻质高强度的新型复合材料制造，能承受深海高压。已知机器人主体的质量为，体积为。在一次科学考察中，机器人下潜到100米深处进行采样（湖水密度为，取）。根据上述信息，请通过计算回答：
（1）制造该机器人主体的新型复合材料的密度是多少？
（2）该机器人在100米深度处时，受到的湖水压强是多少？
（3）该机器人在100米深度处时，面积为的采样口受到湖水的压力是多少？
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
机器人主体材料的密度
【小问2详解】
机器人在100米深度处受到的湖水压强
【小问3详解】
采样口受到湖水的压力
20. 图乙是养生壶（图甲）的简化电路图，它的工作电压为220V，加热档的功率为1100W，保温档的功率为44W，、均为电热丝（、的电阻不随温度变化）。求：
（1）保温档工作时，电路中的电流：
（2）保温档工作5min，电热丝产生的热量；
（3）的阻值。
【答案】（1）0.2A
（2）528J （3）1056Ω
【解析】
【小问1详解】
由题意可知养生壶保温档的功率，工作电压。根据电功率公式 可得，保温档工作时电路中的电流
【小问2详解】
分析电路图可知，当开关、都闭合时，电阻被短路，电路中只有工作，此时电路总电阻最小。根据公式，可导出公式，可知，此时电功率最大，为加热档。当开关闭合、断开时，电阻和串联，电路总电阻最大，电功率最小，为保温档。在加热档时，，则的阻值为
保温档工作时，电流，工作时间
根据焦耳定律，电热丝产生的热量为
【小问3详解】
保温档工作时，和串联，由题意可知工作电压，由（2）问可知，保温档工作时电路电流，，根据，可得电路的总电阻为
根据串联电路电阻的特点，可得的阻值为
六、综合能力题：（本大题共3小题，每小题6分，共18分）
21. 游乐场中有许多有趣的游戏（如图），有些还很惊险刺激。请结合所学知识完成下列题目。
（1）“蹦床”不仅是奥运会的正式比赛项目，也是小朋友非常喜欢的游戏项目。
①小朋友通过对蹦床施力，使蹦床发生弹性形变，因而蹦床具有了______能；同时，由于力的作用是相互的，蹦床对小朋友也施加力，把小朋友弹到高处，小朋友的______能增加。
②在蹦床游戏中，哪一阶段是动能转化为弹性势能______。
A．从高处下落，到刚接触蹦床
B．从接触蹦床，到蹦床形变最大
C．从离开蹦床，到上升到最高处
（2）过山车是一项非常惊险刺激的娱乐活动。
①过山车通过A点向上运动过程中，动能______，重力势能______。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
②后面的“小山丘”设计得比开始时的“小山丘”低，是因为______力的存在，使机械能变少。
【答案】（1） ①. 弹性势 ②. 重力势 ③. B
（2） ①. 变小 ②. 变大 ③. 阻
【解析】
【小问1详解】
[1]物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，蹦床发生弹性形变，所以具有弹性势能。
[2]小朋友被弹到高处，高度增加，质量不变，重力势能与高度有关，高度越高重力势能越大，所以小朋友的重力势能增加。
[3]A．从高处下落到刚接触蹦床，此过程重力势能转化为动能，故A不符合题意；
B．从接触蹦床到形变最大，蹦床的弹性形变逐渐增大，小朋友的速度减小，动能减小，同时高度降低，重力势能也减小，所以是动能和重力势能转化为弹性势能，故B符合题意；
C．从离开蹦床到上升到最高处，是动能转化为重力势能，故C不符合题意。
故选B。
【小问2详解】
[1][2]过山车向上运动，质量不变，速度减小，动能与速度有关，速度越小动能越小，所以动能变小；高度增加，重力势能与高度有关，高度越高重力势能越大，所以重力势能变大。
[3]过山车在运动过程中，会受到轨道的摩擦力等阻力作用，阻力做功会使机械能转化为内能，导致机械能减少，所以后面的“小山丘”要低一些。
22. 某学校小执同学是一个爱思考问题的同学，他看到正在建造的楼房地基上有起重机在不停地吊起地面上的建筑材料，于是他查阅了起重机资料，下面是其中某一款塔式起重机简易示意图（如图甲），小执知道了塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装（取）
（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越_____（选填“大”或“小”）；
（2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，若钢丝绳能承受的最大拉力为，则能吊起货物的质量不能超过_____kg；（动滑轮重，绳重及摩擦不计）
（3）若将重为的货物由地面沿竖直方向匀速提升，再沿水平方向移动，则此过程克服重力做功是_____，钢丝绳做功_____；
（4）换用如图丙所示滑轮组，在需要考虑动滑轮重力的情形下，用拉力将重为的物体匀速在时间内提升了，若滑轮组的机械效率为，则拉力为_____，该过程中拉力所做功的功率为_____。
【答案】（1）大 （2）
（3） ①. ②.
（4） ①. 5000 ②. 1000W
【解析】
【小问1详解】
根据杠杆平衡条件​，塔式起重机支点在塔身，平衡重力臂不变，起重臂越长，货物侧的力臂越大，为保持平衡，需要平衡重的重力越大，因此平衡重的质量越大。
【小问2详解】
图乙中动滑轮承担物重的绳子段数，动滑轮重、绳重摩擦不计，因此最大物重G=nF最大=2×3×104N=6×104N
最大质量m=Gg=6×104N10N/kg=6×103kg
【小问3详解】
重力做功只和竖直高度有关，水平移动时重力方向和距离垂直，不做功。因此克服重力做功W=Gℎ=1.2×104N×30m=3.6×105J
不计动滑轮重、绳重摩擦，钢丝绳做的功等于克服货物重力做的功，也为3.6×105J 。
【小问4详解】
图丙中滑轮组承担物重的绳子段数，有用功W有=Gℎ=8000N×0.5m=4000J
由得，总功W总=W有η=4000J80%=5000J
绳子自由端移动距离
拉力F=W总s=5000J1m=5000N
拉力的功率P=W总t=5000J5s=1000W
23. 随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。某智能扫地机器人（如图1）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。图2为其部分工作原理图，控制电路电源电压U为4.5V，指示灯电阻为5Ω，定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E（单位cd）的变化如图3所示，如表为其部分工作参数（注：电池容量指工作电流与工作总时间的乘积，线圈电阻不计，消耗的电能中有50%用于克服摩擦力做功）。
（1）扫地机器人工作时内部电机转动使内部气压______（填“增大”、“减小”或“不变”），利用内外气压差吸入垃圾。
（2）当清扫到一定程度，地面灰尘减少，使照射到光敏电阻上的光照强度增强，则电磁铁磁性______（选填“增强”、“不变”或“减弱”）。
（3）检测发现该品牌扫地机器人在光照强度恰好为3cd时电动机开始工作，则相当于电压表示数等于______V时，电动机开始工作。
（4）当剩余电量减为电池总容量的10%时，机器人会主动寻找充电器充电。在充满电后到主动寻找充电器期间的电池总容量能够持续供应该机器人正常工作________h。
（5）已知集尘盒空置时机器人运动过程中受到的摩擦阻力为15N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比，则达到最大集尘量时机器人受到的摩擦阻力为______N，此时机器人运动的速度为______m/s。
【答案】（1）减小 （2）增强
（3）3 （4）0.6
（5） ①. 20 ②. 0.9
【解析】
【小问1详解】
扫地机器人电机旋转产生高速气流，内部空气流速增大，根据流体压强与流速的关系（流速越大，压强越小），内部气压减小，外界大气压将灰尘压入集尘盒。
【小问2详解】
由图3，光照强度增强，光敏电阻R的阻值减小，控制电路总电阻减小，控制电路电流增大，电流越大磁性增强。
【小问3详解】
由图像可知，光照强度恰好为3cd时，光敏电阻的阻值。此时电路总电阻
电路中电流
R0两端电压
光照强度恰好为3cd时电动机开始工作，则相当于电压表示数等于3V时，电动机开始工作。
【小问4详解】
由表格参数，机器人电池储存的电能
当剩余电量减为电池总容量的10%时，消耗的电能
该机器人正常工作的时间
【小问5详解】
集尘盒空置时压力，此时阻力
最大集尘量时总质量
最大集尘量时压力
设最大集尘量时的阻力为，由于摩擦力与压力成正比，
所以最大集尘量时的阻力为
机器人匀速运动，牵引力与摩擦力平衡，即
消耗的电能 50% 用于克服摩擦力做功，由
即
则此时机器人运动的速度为
实验序号
1
2
3
4
5
电压/V
1.5
2.5
3.5
4.5
5.5
电流/A
0.15
0.25
0.35
0.45
0.54
额定工作电压
12V
额定功率
36W
净重
3kg
电池总容量
2000mAh
工作噪音