吉林省第二实验学校2023-2024学年下学期九年级第二次月考物理试题（原卷版+解析版）

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一、选择题（共10小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项是符合题目要求的；第9~10题有多项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
1. 宇宙由各种物质组成，而物质由微观粒子组成。下面关于微观粒子的尺度最小的是（ ）
A. 分子B. 原子C. 原子核D. 电子
【答案】D
【解析】
【详解】物质由分子构成，分子由原子构成，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，所以它们的大小关系为：分子＞原子＞原子核＞电子，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
2. 我国生产的无人机世界领先。为了减轻其质量，无人机的材料应具有的特点是（ ）
A. 硬度高B. 密度小C. 弹性好D. 导热性好
【答案】B
【解析】
【详解】单纯从减轻无人机质量的要求考虑，由公式可得m=ρV，可知在无人机体积一定的情况下，要减轻质量，只能选择密度较小的材料。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3. 李清照词《渔家傲》中有名句“天接云涛连晓雾，星河欲转千帆舞。”诗中所说的“雾”，其形成过程的物态变化属于（ ）
A. 凝华B. 熔化C. 汽化D. 液化
【答案】D
【解析】
【详解】雾是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水珠，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D
4. 下列科学家中在电与磁的研究上没有做出过贡献的是（ ）
A. 安培B. 伽利略
C. 奥斯特D. 法拉第
【答案】B
【解析】
【详解】A．安培通过实验研究出了通电螺线管的极性与电流方向的关系，故A不符合题意；
B．伽利略创制了天文望远镜，为哥白尼的日心说找到了确凿的证据，在电与磁的研究上没有做出过贡献，故B符合题意；
C．奥斯特发现电流周围存在磁场，这是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．法拉第发现了电磁感应现象，故D不符合题意。
故选B。
5. 小明到公园游玩，拍摄到了鱼儿在云朵中游动的照片，则云朵和与鱼儿的像是（ ）
A. 实像，实像B. 虚像 虚像
C. 实像 虚像D. 虚像 实像
【答案】B
【解析】
【详解】云在天上，所以“白云”是在水中形成的像，即平面镜成像，故看到水中的白云是由光的反射形成的与物体等大的虚像。因为鱼儿是在水中的实际物体，是由于光线从水中进入空气时发生折射，然后进入了人的眼睛，我们看到水中的鱼，其实看到的是鱼的虚像，是由光的折射形成的。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
6. 如图是加油站里常见的“静电释放器”（与大地相连），工人提油枪加油前，必须用手触摸静电释放器清除身体上的静电。下列说法中正确的是（ ）

A. 静电释放过程是电子在转移B. 人体通常情况下是绝缘体
C. 人体与衣服摩擦可创造出电荷D. 静电释放器是由绝缘体制成
【答案】A
【解析】
【详解】A．静电释放过程是电子在转移，从人体转移到金属片上，然后导向大地。故A正确；
B．人体通常情况下是导体，故B错误；
C．电荷不会创生也不会消失，人体与衣服摩擦起电是电子的转移，故C错误；
D．静电释放器是由导体制成的，绝缘体无法将电荷导走，流向大地。故D错误。
故选A。
7. 在橙子上插入铜片和锌片，制成水果电池，将水果电池与发光二极管（简称“LED”）连接成如图所示的电路，LED发光。下列说法正确的是（ ）
A. 铜片相当于电池正极
B. LED的材料主要是超导体
C. 水果电池将电能转化为化学能
D. LED主要将电能转化为内能
【答案】A
【解析】
【详解】A．发光二极管具有单向导电性，发光，表示电流从正极流入，负极流出，说明铜片相当于电池的正极，故A正确；
B．LED的材料主要是半导体，具有单向导电性，故B错误；
C．水果电池是电源，将化学能转化为电能，故C错误；
D．LED是用电器，主要将电能转化为光能，故D错误。
故选A。
8. 茶壶的设计和使用中应用到了很多物理学的知识，下列说法正确的是（ ）
A. 茶壶壶身水位比壶嘴要高B. 水对壶底的压力等于壶中水的重力
C. 壶盖上小孔主要作用是为了散热D. 水对茶壶侧壁压强比壶底小
【答案】D
【解析】
【详解】A．茶壶是个连通器，茶壶壶身水位与壶嘴一样高，故A错误；
B．茶壶周围的部分水的压力作用在侧壁上，水对壶底的压力小于壶中水的重力，故B错误；
C．若茶壶的盖上没有小孔，当壶内的水流出部分后，壶内气压减小，小于外界大气压，大气压压着里面的水不易流出来。茶壶的盖上留一小孔，使内外气压相等，水才容易倒出来，故C错误；
D．侧壁的水的深度小于壶底，根据可知水对茶壶侧壁压强比壶底小，故D正确。
故选D。
9. 图是汽车尾气中CO浓度的检测电路示意图。气敏电阻R1的阻值随CO浓度增大而减小，R2是滑动变阻器，开关S闭合，当CO浓度高于某一设定值时，电铃报警。下列说法正确的是（ ）

A. 电磁铁的上端是N极
B. 电铃应接在A和B之间
C. 当CO浓度升高时电磁铁的磁性减弱
D. 电源用久后，U1减小，CO的报警浓度会变高
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由图可知，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可判断出，电磁铁的上端为N极，故A正确；
B．气敏电阻R1的阻值随CO浓度增大而减小，开关S闭合，电磁铁通电，当CO浓度高于某一设定值时，气敏电阻R1的阻值较小，通过电磁铁的电流比较大，电磁铁的磁性最大，衔铁被吸下来，CD接入电路，电铃报警。所以电铃应接在C和D之间，故B错误；
C．气敏电阻R1的阻值随CO浓度增大而减小，当CO浓度升高时，气敏电阻R1的阻值减小，通过电流变大，电磁铁的磁性增强，故C错误；
D．当CO浓度高于某一设定值时，电铃报警，此时控制电路的电流一定。电源用久后，U1减小，根据可知，电铃发声报警时，控制电路的总电阻减小，气敏电阻R1的阻值减小，CO浓度增大，所以报警浓度会变高，故D增强。
故选AD。
10. 装有不同液体的甲、乙两个相同容器放在水平桌面上，将装有适量水的瓶子（瓶盖密封）先后置于甲、乙两容器中，瓶子静止时如图所示，此时两容器中液面相平。下列说法中正确的是（ ）

A. 甲、乙两容器中，瓶子受到的浮力相等
B. 甲、乙两容器中，液体对容器底部的压力相等
C. 甲容器对水平桌面的压强小于乙容器对水平桌面的压强
D. 甲中瓶内水对瓶底的压力大于乙中瓶内水对瓶盖的压力
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．瓶子在甲乙两种液体中都处于漂浮状态，浮力等于重力，故甲、乙两容器中，瓶子受到的浮力相等，故A正确；
B．由图可知，甲排开液体的体积大于乙排开液体的体积，浮力相等，根据阿基米德原理可知，甲液体的密度小于乙液体的密度，根据液体压强的公式
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，容器底面积相等，由
F=pS
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B错误；
C．两容器的重力和瓶子的重力相同，甲乙两容器中，液面相平且乙液体的体积大于甲液体的体积，乙液体的密度大于甲液体的密度，由公式
可知，乙液体的质量大于甲液体的质量，则乙容器对桌面的压力大于甲容器对桌面的压力，受力面积相同，根据公式
可知，甲容器对水平桌面的压强小于乙容器对水平桌面的压强，故C正确；
D．由图可知，甲中瓶内水对瓶底的压力等于瓶内水的重力，乙中瓶内水对瓶盖的压力一部分分担在瓶子侧壁上，因此乙中瓶内水对瓶盖的压力小于瓶内水的重力，故甲中瓶内水对瓶底的压力大于乙中瓶内水对瓶盖的压力，故D正确。
故选ACD。
二、非选择题（本题共10小题，第11-19小题每空1分、每图1分，第20小题7分，共50分）
11. 我国攻击11无人机是世界上最先列装的飞翼布局隐身无人机，该无人机的列装极大地丰富了中国空军的作战方式。
（1）该无人机的发动机为喷气发动机，其工作时产生的噪声主要是由发动机等物体的_______产生的。
（2）攻击11无人机在水平跑道上加速滑行的过程中，该无人机_______（选填“具有”或“没有”）惯性，空气对无人机上、下表面的压力差将_______。
【答案】 ①. 无规则振动 ②. 具有 ③. 变大
【解析】
【详解】（1）[1]声音是由物体振动产生的，该无人机的发动机为喷气发动机，其工作时产生的噪声主要是由发动机等物体的振动产生的。
（2）[2]惯性与运动状态无关，无人机在水平跑道上加速滑行的过程中，该无人机具有惯性。
[3]速度越快，相对于飞机空气的流速越快，空气对无人机上、下表面的压强差越大，使得压力差增大。
12. 寒假期间，小致一家驾车去哈尔滨的冰雪大世界游玩。
（1）汽车安全带通常较宽，其目的是_______压强；
（2）车辆高速行驶时，由于轮胎和路面摩擦而发热，是通过_______方式增加了轮胎的内能；
（3）坐在行驶的汽车中，小致看到窗外的景物向后退，这是以_______为参照物，汽车以的速度在平直的道路上匀速行驶，通过的路程为_______m；
（4）汽车上的导航仪可以和人语音交流，并实时播报路况信息。和人语音交流，说明声音可以传递_______，实时播报路况，是利用______波进行导航的。
【答案】 ①. 减小 ②. 做功 ③. 汽车 ④. 2000 ⑤. 信息 ⑥. 电磁波
【解析】
【详解】（1）[1]汽车安全带通常较宽是在压力相同的情况下，增大受力面积，会减小压强。
（2）[2]轮胎和路面摩擦而发热，是通过做功的方式来增加轮胎的内能的。
（3）[3]以汽车为参照物，坐在汽车中，窗外的景物向后退。
[4]由题意可得，，由可得
（4）[5][6]声音可以传递信息，所以人可以和语言交流，实时播报路况时，是利用电磁波进行导航的。
13. 新能源汽车环保、经济的优势受到广大用户的喜爱，如图是一辆国产新能源纯电动汽车。
（1）纯电动汽车以电动机代替常规的燃油机，电动机工作过程中将电能转化为______能。其消耗的电能属于_______（选填“一次”或“二次”）能源。
（2）电动汽车的电池容量为，电池支持快充和慢充等多种充电方式。快充半小时即可将电量由充至。电动汽车在快充时比慢充时使用的导线要________（选填“粗”或“细”）一些，快充时的充电功率为________。若的电能改用汽油燃烧提供（不计热量损失），则需消耗________L的汽油。（）
【答案】 ①. 机械 ②. 二次 ③. 粗 ④. 75 ⑤. 9
【解析】
【详解】（1）[1]电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，将电能转化为机械能。
[2]电能不能从自然界直接获取，属于二次能源。
（2）[3]快充时功率大，为了减小线路的损耗，要减小导线的电阻；在其他条件一定时，导体的横截面积越大，电阻越小，所以电动汽车在快充时比慢充时使用的导线要粗一些。
[4]电动汽车的电池容量为75kW•h，快充半小时即可将电量由30%充至80%，快充时的充电功率
[5]由题知，不计热量损失，则
Q放=W=75kW•h=2.7×108J
由Q放=qm可得，汽油的体积
14. 如图甲所示是小致探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。
（1）某时刻温度计示数如图甲所示，此时烧杯中水的温度为_______；
（2）水沸腾后继续加热，烧杯中水分子的无规则运动速度将会________，小致同学想提高水的沸点，换用了火力更大的酒精灯加热，这种做法________（选填“可行”或“不可行”）；
（3）水沸腾后仍然继续加热几分钟的目的是__________；
（4）小致利用图甲装置做了两次实验，若酒精灯加热都完全相同，且操作正确，小致绘制两次实验温度计示数随时间变化的图像如图乙所示，则两次实验所用水的质量之比_________。
【答案】 ①. 76 ②. 不变 ③. 不可行 ④. 研究水沸腾时温度的变化 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]由图甲可知温度计的分度值为1℃，示数为76℃。
（2）[2]分子热运动的速度和温度有关，水沸腾后继续加热，水的温度保持不变，所以烧杯中水分子的无规则运动速度不变。
[3]液体的沸点与气压有关，气压越高，沸点越高，小致同学想提高水的沸点，应该增大气压，换用了火力更大的酒精灯加热，不能提高气压，这种做法不可行。
（3）[4]实验目的是探究水沸腾时温度变化特点，所以水沸腾后仍然继续加热几分钟的目的是测量记录水的温度是否有变化。
（4）[5]由图象可知，两次实验的温度变化量分别是
∆ta=98℃−92℃=6℃
∆tb=98℃−88℃=10℃
题中用相同的加热装置进行加热时，相同加热时间，水吸收的热量是相同的，即Qa=Qb，将Q吸=cm∆t带入得c水ma∆ta=c水mb∆tb，所以质量之比
15. 小致在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验中，连接了如图的实验装置。
（1）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转。由此可知，产生感应电流的条件之一是：电路必须_________；
（2）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿________（选填“上下”、“左右”或“前后”）方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转；
（3）要使感应电流方向发生改变，可采取的措施是_________（填字母）。
A．使用磁性更强的磁体
B．保持磁体静止，改变导体运动的方向
C．上下调换磁极，同时改变导体运动的方向
【答案】 ①. 闭合 ②. 左右 ③. B
【解析】
【详解】（1）[1] 断开开关，无论磁体如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转。说明要产生感应电流，必须是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动才行。
（2）[2] 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中才会产生感应电流，磁场方向是从N极出发，指向S极，所以只有导体棒ab沿左右方向运动时，才会切割磁感线，灵敏电流计指针才会发生偏转。
（3）[3] 感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关。要使感应电流方向发生改变，可采取措施是保持磁体静止，只改变导体水平运动的方向，或保持导体水平运动的方向不变，只调换磁极。故B符合题意，AC不符合题意。
故选B。
16. 在探究“凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜的焦距为。
（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在____________；
（2）蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图甲所示，观察到光屏上有烛焰清晰的像（像未画出），该像是倒立________的实像；
（3）再将蜡烛从光具座上向刻度线移动时，若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像，光屏应该________（选填“靠近”或“远离”）透镜；
（4）现将蜡烛与光屏间距离调整为，在蜡烛与透镜之间来回移动透镜，光屏上会出现_______次清晰的像；
A.0次 B.1次 C.2次 D.3次
（5）请在如图乙虚线框内填上合适的透镜，对该视力缺陷进行矫正。____
【答案】 ①. 同一高度 ②. 放大 ③. 靠近 ④. A ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]在凸透镜成像规律实验中，应该调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致同一高度，这样可以使所成像在光屏的正中央。
（2）[2]由题意可得，此时蜡烛和凸透镜的距离为15cm，物距大于一倍焦距，小于二倍焦距，所成的像为倒立、放大的实像。
（3）[3]将蜡烛从光具座上35cm向10cm 刻度线移动时，物距从一倍焦距与二倍焦距之间扩大到二倍焦距之外，物距变大，根据凸透镜成像规律，像距应该变小，所以光屏应该靠近透镜。
（4）[4]现将蜡烛与光屏间距离调整为35cm，当蜡烛与凸透镜的距离小于10cm时，所成的像为虚像，不会在光屏上得到清晰的图像，当蜡烛与凸透镜的距离等于10cm时，光屏上得到的是一个亮斑，也不会在光屏上得到清晰的图像；当蜡烛与凸透镜的距离大于10cm时，小于20cm时，虽然可以得到清晰的像，但由题意可得，此时的物距为15cm，像距为30cm，蜡烛与光屏间距离为45cm，大于了35cm，所以也不会在光屏上得到清晰的图像；当蜡烛与凸透镜的距离等于20cm时，像距也应该为20cm，蜡烛与光屏间距离为40cm，也大于了35cm，所以也不会在光屏上得到清晰的图像；当蜡烛与凸透镜的距离大于20cm时，此时的物距应该为30cm，像距为15cm，蜡烛与光屏间距离大于了35cm，不会在光屏上得到清晰的图像，所以蜡烛与光屏间距离调整为 35cm ，在蜡烛与透镜之间来回移动透镜，光屏上不会出现清晰的像。
故选A。
（5）[5]由图可得，此时所成的像位于视网膜前方，属于近视眼，要将入眼的光线发散下，从而使所成的像位于视网膜上，所以应该选用凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，如图所示：
17. “在探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中：
（1）如图所示，物体放在水平桌面上，为测出滑动摩擦力大小，三次实验中均用弹簧测力计沿水平方向_______拉动木块A，弹簧测力计的示数，图中为______N；
（2）比较________两幅图，可得出：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）丙图中，若增大弹簧测力计的拉力，拉动木块A和砝码一起做直线运动，此时木块A所受滑动摩擦力将_______，木块A上面的砝码________（选填“受”或“不受”）摩擦力。
【答案】 ①. 匀速 ②. 2.4 ③. 甲乙 ④. 不变 ⑤. 受
【解析】
【详解】（1）[1]在探究影响滑动摩擦力大小因素实验中，应该使用测力计沿水平方向拉动物体做匀速直线运动，这样物体处于平衡状态，所受摩擦力大小等于拉力大小。
[2]测力计分度值为0.2N，读数为2.4N。
（2）[3]根据单一变量原则，要得出压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，应该保证压力相同，接触面粗糙程度不同，甲、乙满足题意。
（3）[4][5]测力计拉力虽然增大，但接触面粗糙程度不变，压力大小不变，所受摩擦力不变；同时加大拉力后，砝码与物块一起做加速运动，砝码有相对物块的运动的趋势，所以受摩擦力作用。
18. 在“探究电流与电阻的关系”实验中，部分器材选用如下：电压为6V的电源，滑动变阻器1只，10Ω、20Ω、30Ω、50Ω的定值电阻各一个，其他器材如图，回答下列问题。
（1）用笔画线代替导线将甲图中的电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大；（ ）
（2）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表指针超过量程，则电路的故障可能是___________；
（3）排除故障后，先将10Ω定值电阻接入电路，在移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注意观察___________（选填“电流表”、“电压表”或“滑动变阻器”）；
（4）接下来断开开关，取下10Ω的定值电阻，换成20Ω的定值电阻，再闭合开关，应向___________（选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为___________V时，读出电流表的示数，记录实验数据，并绘制成图乙所示；
（5）为了顺利完成本实验，滑动变阻器的最大值至少___________Ω。
【答案】 ①. ②. 定值电阻断路 ③. 电压表 ④. B ⑤. 2 ⑥. 100
【解析】
【详解】（1）[1]滑动变阻器的接法为“一上一下”，由题意可知，滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大，则开关应与滑动变阻器的左下接线柱相连，如下图所示：
（2）[2]若定值电阻发生了短路，则电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数会增大，电压表测量导线两端的电压，示数为0；若定值电阻发生了断路，则电压表串联接入电路，由于电压表的内阻非常大，所以电流表此时几乎无示数，电压表示数接近电源电压，故电路的故障可能是定值电阻断路。
（3）[3]由题意可知，该实验是“探究电流与电阻的关系”，则需要控制定值电阻两端的电压不变，在移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注意观察电压表，当将电压表的示数调节一致时，记录此时的电流和定值电阻值。
（4）[4][5]由图乙可知，在图线中任选一点，电流和电阻的乘积均为2V，如
根据串联分压原理可知，取下10Ω的定值电阻，换成20Ω的定值电阻，电阻增大,其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压；由分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数为2V，读出电流表的示数。
（5）[6]由于实验中最大阻值的定值电阻为50Ω，为了顺利完成本实验，滑动变阻器要与50Ω的定值电阻串联，由串联电路分压原理可得
解得
R滑=100Ω
19. 社团课上小致用推拉数显测力计（图甲）和一个圆柱体制作了一个液体密度测量仪，如图乙所示，使用时放入的液体应浸没圆柱体。（硬杆重量及容器厚度不计）
（1）调试过程中他逐渐向容器内注水，当加入水的体积为1550cm3的水时，圆柱体刚好浸没，推拉数显测力计示数随容器内水的深度变化规律如图乙所示。此时推拉数显测力计的示数为_________N时密度值为1g/cm3；
（2）分析图像可知：（g取10N/kg）该圆柱体的密度是_______kg/m3；
（3）用此装置测量液体密度时，若考虑硬杆重量，则所测液体的密度_______液体的真实密度；
（4）当测量另一液体时，发现液体较少无法浸没圆柱体，于是他将此液体倒入容器中，当推拉数显测力计的示数为0N时，用刻度尺测出容器内液体深度为31cm，则所测液体密度为_______g/cm3。他也可以接下来将推拉数显测力计向下移动________cm，就能使圆柱体浸没在液体中从而进行读数。
【答案】 ①. 1.2 ②. 0.6×103 ③. 等于 ④. 0.75 ⑤. 4.8
【解析】
【详解】（1）[1]由题意可知，当加水7cm时，液面刚好到圆柱体的最下端；继续加水，圆柱体排开水的体积越来越大，受到的浮力越来越大，根据称重法可知，数显测力计对圆柱体的拉力越来越小，直到圆柱体受到的浮力等于其重力，此时数显测力计的示数为0；继续加水，圆柱体受到的浮力继续增大，此时浮力大于其重力，因此圆柱体通过硬杆给数显测力计一个向上的力，使其示数继续变大，直到圆柱体被完全浸入，此时数显测力计的示数为1.2N；在继续加水，圆柱体排开水的体积不变，浮力不变，因此数显测力计的示数也不变。制作的液体密度测量仪在使用时放入的液体应浸没圆柱体，由上述可知，加入水浸没圆柱体时，数显测力计的示数为1.2N，水的密度为1g/cm3，所以推拉数显测力计的示数为1.2N时密度值为1g/ cm3。
（2）[2]由上述和图丙可知，未加水时，数显测力计的示数为1.8N，则圆柱体的重力为1.8N；当加水7cm时，液面刚好到圆柱体的最下端，当加水37cm时，圆柱体刚好浸入，因此圆柱体的高度为30cm；圆柱体刚好浸入，对圆柱体进行受力分析，此时受到向上的浮力，向下1.8N的重力，和硬杆对其向下1.2N的压力，因此受到的浮力为
F浮=G+F压=18N+1.2N=3N
此时圆柱体的体积等于排开水的体积，由F浮=ρ液V排g可得
则圆柱体的底面积为
当加入水的体积为1550cm3的水时，圆柱体刚好浸没，则容器的底面积为
则圆柱体的密度是
（3）[3]用此装置测量液体密度时，若考虑硬杆重量，则开始时所测圆柱体的重力应是
G圆柱体=1.8N-G硬杆
在圆柱体刚好浸入，对圆柱体进行受力分析时，此时浮力
F浮=G圆柱体+ G硬杆+F压=1.8N+1.2N=3N
因此算出受到的浮力为准确的，则所测液体的密度等于液体的真实密度。
（4）[4]当测量另一液体时，发现液体较少无法浸没圆柱体，于是他将此液体倒入容器中，当推拉数显测力计的示数为0N时，则圆柱体受到的浮力等于其重力，为1.8N；用刻度尺测出容器内液体深度为31cm，则圆柱体浸入的深度为
h=31cm-7cm=24cm
则圆柱体排开液体的体积为
V排液=S圆柱体h=10cm2×24cm=240cm3=2.4×103m3
由F浮=ρ液V排g可知液体的密度为
[5]由上述可知，S圆柱体=10cm2，S容=50cm2，h圆柱体=30cm，此时圆柱体浸入的深度为24cm，则圆柱体需要继续浸没在液体中的高度为6cm，设接下来将推拉数显测力计向下移动h2就能使圆柱体浸没在液体中从而进行读数，则
S容h2=(S容-S圆柱体)×6cm
即
50cm2×h2=(50cm2-10cm2)×6cm
解得h2=4.8cm。
20. 2024年3月28日长春市轨道交通6号线正式开通运营。设计最高车速。
（1）乘客可能通过投入车票、扫二维码和刷卡三种方法进入站内，说明控制闸机的这三个方式的电路元件是______联的；
（2）试运行阶段，机车以的车速行驶，牵引力的平均功率为，则此时的牵引力为_______N；
（3）为保证行驶安全，物理社团的同学为机车设计了一个超速报警装置，如图甲所示为简化电路图，其中电源电压保持不变，R的阻值随车速发生均匀变化，其变化关系图像如图乙所示。为定值电阻，其阻值为。机车车速为时电压表示数为；当电压表示数为时装置开始报警。请通过计算求出当电路中的总功率为时，地铁列车行驶的速度。_______（写出必要的文字说明、表达式及最后结果）
【答案】 ①. 并 ②. ③. 60km/h
【解析】
【详解】（1）[1]乘客投入车票、扫二维码或刷卡，任何一种方式都可进站，则三种方式独立工作，互不影响，控制闸机的这三个元件是并联的。
（2）[2]据P=Fv知，此时牵引力
（3）[3]由图乙，速度与电阻R为线性关系，设
R=90Ω-kv
图甲中，两个电阻串联连接，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。由题意知，车速为70km/h时，电压表示数为7.2V，设电源电压为U，则有
图乙，速度为80km/h时，即电压表为9V，开始报警。则有
解以上两式得，电源电压为U=12V，k=1Ω∙h/km当电路中的总功率为2.4W时，电路中的电流为
电路的总电阻
R此时的阻值
R=R总-R0=60Ω-30Ω=30Ω
则有
30Ω=90Ω-1Ω∙h/km×v
解得，此时的速度v=60km/h。