2024年初三中考第一次模拟考试试题：物理（武汉卷）（全解全析）

这是一份2024年初三中考第一次模拟考试试题：物理（武汉卷）（全解全析），共16页。试卷主要包含了选择题，填空题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（本大题共12题，每题3分，共36分，每题只有一个正确选项）
1．下列说法错误的是（ ）
A．如图甲，正在工作的联合收割机相对地面是运动的
B．如图乙，以人为参照物，扶梯是运动的
C．如图丙，加油时，加油机和战机是相对静止的
D．如图丁，以运动员为参照物，跑道是运动的
【解答】解：A、如图甲，正在工作的联合收割机相对地面发生了位置变化，所以正在工作的联合收割机相对地面是运动的，故A正确；
B、如图乙，以人为参照物，扶梯与人之间没有发生位置变化，所以扶梯是静止的，故B错误；
C、如图丙，加油时，加油机和战机之间没有发生位置变化，所以加油机和战机是相对静止的，故C正确；
D、如图丁，以运动员为参照物，跑道与运动员之间发生了位置变化，所以跑道是运动的，故D正确。
故选：B。
2．如图所示的现象中，下列分析正确的是（ ）
A．甲图：弹奏古筝时，手在不同位置按弦，目的是为了改变发出声音的响度
B．乙图：发声的音叉轻触系在绳上的乒乓球，球多次被弹开，说明发声体在振动
C．丙图：医生用B超检查胎儿的发育情况，说明声音可以传递能量
D．丁图：摩托车上装有消声器，是为了在传播过程中阻断噪声的传播
【解答】解：A、古筝是琴弦振动发出声音的，手在不同位置按弦，弦振动的快慢会不一样，所以声音的音调就会发生变化，故A错误；
B、发声的音叉靠近乒乓球，球多次被弹开，说明发声体在振动，故B正确；
C、医生用B超检查胎儿的发育情况，说明声音可以传递信息，故C错误；
D、摩托车上装有消声器，是在声源处减弱噪声，故D错误。
故选：B。
3．夏天、盛一盆水、在盆里放两块高出水面的砖头，砖头上搁一只比盆小一点的篮子，篮子里有剩饭、剩菜，再把一个纱布袋罩在篮子上，并使袋口的边缘浸入水里，就做成了一个“简易冰箱”（如图所示），即使经过一天时间里面的饭菜也不会变质。下列现象与“简易冰箱”的原理相同的是（ ）
A．秋天游泳队员上岸后感觉特别冷
B．北方冬天菜窖里放几桶水防止菜冻坏
C．用干冰实施人工降雨
D．用冰块冷藏食物
【解答】解：“简易冰箱”的原理是利用盆里的水汽化吸热，使盆里的温度不会太高从而保持饭菜新鲜：
A、秋天游泳队员上岸后感觉特别冷，是身上的水汽化吸热，故和“简易冰箱”的原理相同，故A正确；
B、北方冬天菜窖里放几桶水防止菜冻坏，利用水凝固放热使温度升高，故B错误；
C、用干冰实施人工降雨，利用的干冰升华吸热，故C错误；
D、用冰块冷藏食物是利用冰熔化吸热，故D错误；
故选：A。
4．如图所示是艺术体操训练房的俯视图，训练房的北墙有一大平面镜，当老师从室外进入到图示位置时，甲、乙、丙、丁四位同学通过平面镜不能观察到老师像的是（ ）
A．甲同学B．甲、乙同学C．丙、丁同学D．丁同学
【解答】解：根据平面镜成像的特点，作出老师在平面镜中的像点S′和木质屏风在平面镜中的像A′B′，如图所示，像点S′和甲、乙连线都没有被屏风挡住，因此甲、乙两位同学都能通过平面镜观察到老师，但像点S′与丙、丁连线被屏风虚像挡住，所以丙、丁两位同学不能通过平面镜观察到老师。
故选：C。
5．现代社会发展的三大支柱：能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能、风能、核能都是可再生能源
B．LED 灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的
C．“北斗”导航系统是利用超声波进行定位和导航的
D．手机移动通信是利用电磁波来传递信息的
【解答】解：A、太阳能、风能是可再生能源，但是核能短时间内从自然界得不到补充，属于不可再生能源，故A错误；
B、LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的，故B错误；
C、超声波和次声波都属于声波，不能在真空中传播；电磁波可以在真空中传播。故“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的，故C错误；
D、手机是利用电磁波来传递信息的，故D正确。
故选：D。
6．如图所示，两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上，甲比乙粗，它们分别装有体积相等的液体，甲容器中液体的密度为ρ甲，乙容器中液体的密度为ρ乙，两容器底部受到液体的压力分别为F甲、F乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等，其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等，则下列判断正确的是（ ）
A．ρ甲＞ρ乙，pA＜pB，F甲＞F乙
B．ρ甲＞ρ乙，pA＞pB，F甲＞F乙
C．ρ甲＝ρ乙，pA＝pB，F甲＜F乙
D．ρ甲＜ρ乙，pA＜pB，F甲＜F乙
【解答】解：两容器底部受到的液体压强相等，由图可知，甲中液体深度小于乙中液体深度，由p＝ρgh可知，甲中液体密度大于乙中液体密度，即ρ甲＞ρ乙；
由p＝ρgh可知，由于液体内A、B两点到容器底部的距离相等，A点以下的液体压强大于B点以下的液体压强，所以p甲﹣pA下＜p乙﹣pB下，
即pA＜pB，
两容器底部受到的液体压强相等，甲容器受力面积大于乙容器受力面积，
由F＝pS可知，甲容器底部受到液体的压力大于乙容器底部受到液体的压力，即F甲＞F乙，故A正确，BCD错误。
故选A。
7．质量为1300kg的叉车托着质量为1000kg的货物，在25s时间内沿水平方向行驶了100m，如图甲所示；接着在10s内把货物匀速竖直提升1m，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．叉车水平行驶时地面对叉车的支持力为1.3×104N
B．叉车水平行驶时地面对叉车的支持力做功的功率为9.2×104W
C．叉车提升货物的过程中，克服货物重力做功为1.0×103J
D．叉车提升货物的过程中，克服货物重力做功的功率为1.0×103W
【解答】解：A、货物和叉车的总重力：G总＝mg＝（1300kg+1000kg）×10N/kg＝23000N，叉车水平行驶时地面对叉车的支持力等于总重力，支持力为23000N，故A错误；
B、功是力和力的方向上移动的距离的乘积，所以水平行驶过程中，地面对叉车的支持力没有做功，功率为0，故B错误；
CD、叉车提升货物的过程中，克服货物重力做功：W＝Gh＝10000Ng×1m＝10000J；克服货物重力做功的功率：P＝＝＝1000W，故D正确，C错误。
故选：D。
8．许多电子设备（如手机等）开机需要特定人的“钥匙”，该“钥匙”是一种集光学、电子计算机、精密机械等多项技术于一体的高科技产品。该“钥匙”主要有指纹（开关S1）、语音识别（开关S2）或密码（开关S3）。它的这三种“钥匙”（控制电路）都可以单独使用，使工作电路正常工作。下列控制电路（虚线框内为控制电路）的设计符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：由题知，三个开关都可以单独控制工作电路，所以三个开关并联后再与工作电路串联，故B符合要求，ACD不符合要求。
故选：B。
9．如图是有关“电与磁”的四幅图，对电与磁的关系描述正确的是（ ）
A．如图甲，奥斯特实验证实了磁能产生电
B．如图乙，由小磁针静止时N极的指向可以判断螺线管的a端与电源正极连接
C．如图丙，扬声器与发电机工作原理相同
D．如图丁，话筒与电动机工作原理相同
【解答】解：A、图甲，奥斯特实验证实了电能生磁，即通电导体的周围存在磁场，故A错误；
B、图乙，根据小磁针静止时N极的指向可知：通电螺线管的右端是N极，左端是S极，根据安培定则，电流方向从a到b，可以判断螺线管的a端与电源正极连接，故B正确；
C、图丙，扬声器与电动机工作原理相同，都是利用通电导体在磁场中要受到力的作用，故C错误；
D、图丁，话筒与发电机工作原理相同，都是利用电磁感应现象来工作的，故D错误。
故选：B。
10．关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．如图甲，将金属笔尖接触三孔插座孔②，氖管发光
B．如图乙，将金属笔尖接触三孔插座孔③，氖管发光
C．若电气设备外壳带电，连接金属外壳的插头与插孔①相连，使电流流入大地，不致对人造成伤害
D．人不小心接触了与插孔③相连的导线，总开关上的“空气开关”会迅速切断电流，对人身起到保护作用
【解答】解：AB、因三孔插座的孔①接地线，孔②接火线，孔③接零线。三脚插头的①号脚与用电器外壳相连，当三脚插头插入三孔插座时，三脚插头的①号脚与三孔插座的①号相连，将金属笔尖接触三孔插座孔③，手未接触笔尾金属条，氖管不发光，故AB错误；
C、连接金属外壳的插头与插孔①相连，使电流流入大地，不致对人造成伤害，故C正确；
D、人体接触火线，由于人的电阻较大，电路中电流并不大，空气开关不会断开，故D错误。
故选：C。
11．如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为0.6A，滑动变阻器R的最大阻值为50Ω，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”，闭合开关S，在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像，如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是（ ）
①小灯泡的额定功率为3.6w；
②电源电压为16V；
③当电流表示数为0.25A时，滑动变阻器消耗的电功率为2.25W；
④若将电压表量程换为0～3V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω～50Ω。
A．①②B．①③C．①④D．③④
【解答】解：
由甲图可知，滑动变阻器和灯泡串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测量电路中的电流。
①小灯泡L的额定电流为0.6A，由图乙可知灯泡两端的电压是6V，根据P＝UI可知灯泡的额定功率
PL＝ULIL＝6V×0.6A＝3.6W
故①正确；
②由图丙可知，通过变阻器的电流为0.6A时，变阻器连入电路的电阻为10Ω，根据欧姆定律可知变阻器两端的电压
U滑＝IR滑＝0.6A×10Ω＝6V
根据串联电路的电压特点可知电源电压为
U＝UL+U滑＝6V+6V＝12V
故②错误；
③当电流表示数为0.25A时，由图乙可知，灯泡两端的电压是1V，根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压
U滑1＝U﹣UL1＝12V﹣1V＝11V
由串联电路电流的规律和电功率的公式得到变阻器消耗的电功率
P＝U滑1I1＝11V×0.25A＝2.75W
故③错误；
④将电压表量程换为0～3V，当电压表的示数为3V时，变阻器连入电路的电阻最小，由图乙可知，通过灯泡的电流为0.5A，由串联电路电流的规律可知通过变阻器的电流为0.5A，根据欧姆定律可知变阻器连入电路的最小阻值
由图丙可知变阻器连入电路的最大电阻为50Ω，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω～50Ω，故④正确。
故C符合题意。
故选C。
12．如图，水平桌面上放有一圆柱形溢水杯，它的重为3N，底面积为300
cm2，溢水口距杯底20cm，内装某种液体的深度为18cm，液体对容器底部压强为1800Pa，现将一体积为1000cm3、密度为0.9g/cm3的正方体木块从下表面刚好与液面齐平开始缓慢放入其中，不计溢水杯厚度，木块放入液体中后稳定。下列说法错误的是（ ）
A．所装液体密度为1g/cm3
B．未放入物体时，液体对溢水杯底的压力为54N
C．放入物体稳定后溢水杯对桌面的压强为2100Pa
D．放入物体稳定后液面上升高度是物体下降高度的2倍
【解答】解：
A、液体对容器底部压强为1800Pa，深度为18cm，
由p＝ρ液gh可得，液体密度为：ρ液＝＝＝1×103kg/m3＝1g/cm3，故A正确；
B、未放入物体时，液体对溢水杯底的压力：F＝pS＝1800Pa×300×10﹣4m2＝54N，故B正确；
C、木块的重力：G木＝mg＝ρ木V木g＝0.9×103kg/m3×1000×10﹣6m3×10N/kg＝9N，
因木块的密度小于液体的密度，故木块在液体中稳定时处于漂浮状态，
由二力平衡条件可知，木块受到的浮力F浮＝G木＝9N。
由阿基米德原理可知，木块放入液体中排开液体的体积V排＝＝＝9×10﹣4m3＝900cm3，
液面从18cm上升到20cm需要排开液体体积V′＝SΔh＝300cm2×（20cm﹣18cm）＝600cm3，
因V排＞V′，所以放入物体后有液体溢出，
溢出液体的体积V溢＝V排﹣V′＝900cm3﹣600cm3＝300cm3，
溢出液体的质量m溢＝ρ液V溢＝1g/cm3×300cm3＝300g＝0.3kg，
溢出液体的重力G溢＝m溢g＝0.3kg×10N/kg＝3N，
原来液体的重力G液＝m液g＝ρ液Vg＝ρ液Shg＝1×103kg/m3×300×10﹣4m2×18×10﹣2m×10N/kg＝54N，
放入物体稳定后溢水杯对桌面的压强p′＝＝＝＝2100Pa，故C正确；
D、正方体木块的体积为1000cm3，木块的边长为l＝＝＝10cm。
木块的底面积为S木＝l2＝（10cm）2＝100cm2，
木块浸在液体中的体积为V排＝9×10﹣4m3＝900cm3，
木块浸在液体中的深度：h浸＝＝＝9cm，
放入物体稳定后液面上升高度为20cm﹣18cm＝2cm，
正方体木块从下表面刚好与液面齐平开始缓慢放入其中至稳定，物体下降高度为9cm﹣2cm＝7cm，所以液面上升高度不是物体下降高度的2倍，故D错误。
故选：D。
二、填空题（每空1分，共18分）
13．目前有一种倍受关注的喷气飞行背包。如图，人背上后能通过该设备获得动力，实现人类自由单人飞翔的梦想。该背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出，使人获得飞行动力，这是利用物体间 力的作用是相互的 。该背包每小时消耗5kg汽油，这些汽油完全燃烧放出的热量为 2.3×108 J。汽油燃烧将化学能转化为内能，用来对人和飞行背包做功，还有部分内能散失到空气中，但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有 方向性 （汽油的热值为q＝4.6×107J/kg）。
【解答】解：（1）背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出，由于物体间力的作用是相互的，向后喷出的气体给人一个反作用力，从而使人获得飞行动力；
（2）5kg汽油完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq汽油＝5kg×4.6×107J/kg＝2.3×108J；
汽油燃烧时将化学能转化为内能，用来对人和飞行背包做功；还有部分内能散失到空气中，但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，这是因为能量的转移和转化具有方向性。
故答案为：力的作用是相互的；2.3×108；方向性。
14．如图所示是冰壶比赛时的场景。
（1）冰壶在前进过程中运动员不停地擦冰，这是通过改变接触面的粗糙程度来 减小 （填“增大”或“减小”）摩擦，从而改变冰壶的运动状态。
（2）运动员掷出的冰壶A撞击停在大本营的另一个冰壶B，从而使冰壶B离开大本营，在撞击过程中冰壶A对冰壶B的作用力 等于 （填“大于”、“等于”或“小于”）冰壶B对冰壶A的作用力。冰壶B离开大本营后由于 惯性 ，继续向远离大本营的方向运动。
【解答】解：（1）刷冰是在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦。
（2）撞击过程中冰壶A对冰壶B与冰壶B对冰壶A的作用力是一对相互作用力，二力大小相等，方向相反。
（3）两球分离后，冰壶B不再受力，继续向远离大本营方向运动，是由于具有惯性，能保持原来的运动状态。
故答案为：减小；等于；惯性。
15．在探究水沸腾时温度变化特点的实验中，a、b两组同学在同一间教室里，分别用如图甲所示的相同装置进行实验，当水温达到90℃时，每隔0.5min记录一次温度，并根据实验数据分别绘制了如图丙所示的图象。
（1）实验中某次温度计的示数如图乙所示，温度计的示数为 96 ℃；
（2）沸腾是一种剧烈的 汽化 现象（填物态变化名称），水在沸腾的过程中，不断吸热，温度 不变 ；
（3）分析图丙中的图象可知，若a组同学烧杯中水的质量为100g，b组同学烧杯中水的质量为250g，t1为2min，则t2为 5 min。
【解答】解：（1）由图乙可知，温度计的分度值是1℃，温度计的示数是96℃。
（2）沸腾是在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象，水在沸腾的过程中，不断吸热，温度不变。
（3）由图丙可知，水升高的温度相同，由Q＝cmΔt可知ab组同学水吸收的热量之比，
相同时间内水吸收的热量相同，所以加热时间之比t1：t2＝2：5，
。
故答案为：（1）96；（2）汽化；不变；（3）5。
16．小力同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材探究凸透镜成像的规律。实验过程中，他将蜡烛、凸透镜和光屏放在下图中位置时，光屏上恰好得到了一个清晰的像（像未画出）。
（1）图中光屏上成像的性质是倒立、 放大 （填“放大”、“缩小”、“等大”）的实像；
（2）保持蜡烛和光屏的位置不同，可将凸透镜移到 60 cm刻度处，也可在光屏上成一清晰的实像；
（3）根据图中的位置，可分析出实验过程中所用凸透镜的焦距范围是 C ；
A.30cm～40cm
B.20cm～30cm
C.15cm～20cm
D.5cm～10cm
（4）另一同学利用另一组器材实验时，凸透镜和光屏的位置与上图中位置相同，但蜡烛放在30cm刻度处，光屏上也恰能得到一清晰的像。若保持透镜和光屏位置不变，将蜡烛移到20cm刻度处，为了在光屏上得到清晰的像，可在凸透镜前放置一架 近视 （选填“近视”、“远视”）眼镜。
【解答】解：（1）由图可知，此时物距小于像距，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立放大的实像；
（2）保持蜡烛和光屏的位置不同，可将凸透镜移到60cm刻度处，此时物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，也可在光屏上成一清晰的实像；
（3）由图可知，u＜v，且成实像，说明2f＞u＝30cm＞f，v＝40cm＞2f，即20cm＞f＞15cm，故选：C；
（4）若保持透镜和光屏位置不变，将蜡烛移到20cm刻度处，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，像成在光屏是左侧，为了在光屏上得到清晰的像，可在凸透镜前放置一架近视眼镜，近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会将光线推迟会聚成像。
故答案为：（1）放大；（2）60；（3）C；（4）近视。
17．如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。
（1）调节杠杆两端的 平衡螺母 ，使杠杆在 不挂 （填“挂”或“不挂”）钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。
（2）如图甲所示，在A处挂2个钩码，为了让杠杆在水平位置平衡，应在B处挂 1 个相同的钩码。
（3）如图乙所示，已经达到平衡状态的杠杆，用一滑轮推动左侧钩码的悬线，会发现杠杆 右端下沉 （填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”）。
（4）健腹轮是一种简易的居家健身器械。如图丙所示，某人使用健腹轮锻炼时，先将膝盖放在地板上，再用两手分别紧握健腹轮的两个手柄，身体尽量向前伸展，此时健腹轮对手的作用力相当于人体杠杆的动力，人体上部受到的重力（作用点在A处）相当于阻力。请在图丙中画出这个人体杠杆的阻力及其力臂的示意图。
【解答】解：（1）实验前，把杠杆的中点支在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时保持水平并静止，达到平衡状态；
（2）设每个钩码重为G，杠杆每格长为L，根据杠杆平衡条件有：2G×10cm＝nG×20cm，解得：n＝1，故应在A处挂1个相同的钩码；
（3）图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动左侧钩码的悬线，则左侧悬线对杠杆的拉力变为斜向下，左侧拉力的力臂会变小，这时杠杆左侧拉力与力臂的乘积变小，小于右侧拉力与力臂的乘积，所以杠杆的右端下沉。
（4）过A点沿竖直向下的方向画一条有向线段，用G表示，即为阻力示意图；
由题意可知，杠杆的支点在膝盖与地面的接触点上，过支点O做阻力作用线的垂线段，垂线段的长即为其力臂。如图所示：
故答案为：（1）平衡螺母；不挂；（2）1；（3）右端下沉；（4）见解答。
18．如图是某同学探究电阻一定时电流与电压关系的实验电路。
（1）请你检查一下电路，把接错的那一根导线找出来，打上“×”，再画线把它改到正确的位置上。
（2）如表是该同学用改正后的电路测得的实验数据，这些数据中第 3 组是明显错误的，分析时需要把它剔除掉。
（3）实验表明：在电阻一定的情况下， 通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比 。
（4）由表中的实验数据可知，第一、二次实验滑动变阻器接入电路的电阻变化量 ＞ （选填“＞”“＜”或“＝”）第四、五次实验滑动变阻器接入电路的电阻变化量。
【解答】解：（1）原图中，电压表串联在电路中，电流表并联在电路中，电压表应与定值电阻并联，电流表应与定值电阻串联，如图所示：
；
（2）探究电流与电压的关系，应保持定值电阻的阻值不变，由表中数据和欧姆定律的变形式R＝可知，1～5组实验中定值电阻的阻值分别为：4Ω、3.9Ω、3Ω、3.9Ω、4Ω，比较各次电阻的阻值可知，第3组数据明显错误；
（3）分析表中数据，删除第3组数据后，考虑到误差因素，电压为原来的几倍，通过的电流为原来的几倍，故得出的结论：在电阻一定的情况下，通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比；
（4）由图可知，电源由两节干电池组成，因此电源电压为2×1.5V＝3V，第一次实验时滑动变阻器接入电路的电阻R1＝＝＝16Ω；
第二次实验时滑动变阻器接入电路的电阻R2＝＝≈9.1Ω；
第四次实验时滑动变阻器接入电路的电阻R4＝＝≈4Ω；
第五次实验时滑动变阻器接入电路的电阻R5＝＝≈2.7Ω；
第一、二次实验滑动变阻器接入电路的电阻变化量ΔR1＝16Ω﹣9.1Ω＝6.9Ω，第四、五次实验滑动变阻器接入电路的电阻变化量ΔR2＝4Ω﹣2.7Ω＝1.3Ω，所以第一、二次实验滑动变阻器接入电路的电阻变化量大于第四、五次实验滑动变阻器接入电路的电阻变化量。
故答案为：（1）见解答图；（2）3；（3）通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比；（4）＞。
19．如图甲所示是我国自主研发建造的全球首座十万吨级深水半潜式生产、储油平台——“深海一号”能源站，它由上部模块和下部浮体组成。上部模块质量为2×104t，下部浮体（如图乙）由“回”字形底浮箱和4个中空立柱组成，质量为3.3×104t。（ρ凝析油＝0.8×103kg/m3）
（1）下部浮体组装时，使用大型吊机将一个竖直立在水平地面上质量为3.2×103t立柱竖直吊起，放置在高9m的“回”字形底浮箱上，求这个过程中吊机对立柱所做的功。
（2）“回”字形下部浮体在码头滑道上建造好后，从与码头紧靠的“新光华号”半潜驳船的左侧装上甲板，如图丙为装船的空中俯视图。为了平稳装船，要求甲板始终水平且与码头相平，由于浮体对船的压力，会导致驳船甲板沿中轴线EF左右倾斜。为了解决这个问题，驳船甲板下的水舱沿中轴线EF被分成左右两部分，且左右水舱形状、容积完全相同，当左右水舱中水量相等时，半潜驳船的重心在中轴线EF上，当浮体在甲板左侧时，控制系统会自动控制左右水舱中的水量，让左侧水舱中的水比右侧水舱少，使甲板水平且与码头的地面相平，如图丁。O点为浮体的重心，OA＝OB，O'代表中轴线EF，驳船甲板宽度CD＝68m。
①在丁图中画出B轮对甲板压力的示意图。
②当下部浮体的轮子B滑移到距C点25.5m时，左侧水舱中水的重力比右侧水舱少多少牛，才能使甲板水平并与码头的地面相平？
（3）“深海一号”能源站在固定海域漂浮作业，开采的凝析油储存在中空立柱内的储油舱中。现要将立柱储油舱中存储的20000m3凝析油转移到运油船中，转移完成后，储油平台排开海水的体积减少多少立方米？
【解答】解：（1）立柱的重力：G立柱＝m立柱g＝3.2×103×103kg×10N/kg＝3.2×107N，
这个过程中吊机对立柱所做的功：W立柱＝G立柱h＝3.2×107N×9m＝2.88×108J；
（2）①下部浮体的重力：G浮体＝m浮体g＝3.3×104×103kg×10N/kg＝3.3×108N，
将下部浮体看着以A为支点，以下部浮体的重力为阻力，以甲板对B点的支撑力为动力的杠杆，
由杠杆平衡条件可知：G浮体×LAO＝FB×LAB，
解得：FB＝×G浮体＝×G浮体＝×G浮体＝×3.3×108N＝1.65×108N，
由力的作用是相互的可知，B轮对甲板压力：F压＝FB＝1.65×108N，
由于压力垂直作用于受压面，因此B轮对甲板压力的示意图如图所示：；
②甲板可以看着以中轴线EF为支点的杠杆，左侧的作用力为左侧水的重力和B对甲板的压力，右侧作用力为右侧水的重力，
由图丁可知，左侧水的重力的力臂为L左水＝×CD＝×68m＝17m，B对甲板的压力的力臂为LB＝25.5m，右侧水的重力的力臂为L右水＝×CD＝×68N＝17m，
由杠杆平衡条件可知：F压×LB+G左×L左水＝G右×L右水，
即F压×LB+G左×L左水＝（G左+ΔG）×L右水，
代入数据有：1.65×108N×25.5m+G左×17m＝（G左+ΔG）×17m，
解得：ΔG＝2.475×108N；
（3）由ρ＝可知，20000m3凝析油的质量：m凝析油＝ρ凝析油V凝析油＝0.8×103kg/m3×20000m3＝1.6×107kg，
凝析油的重力：G凝析油＝m凝析油g＝1.6×107kg×10N/kg＝1.6×108N，
转移完成后，储油平台减少的浮力：ΔF浮＝G凝析油＝1.6×108N，
由F浮＝ρ液gV排可知，排开海水减少的体积：ΔV排＝＝＝1.6×104m3。
答：（1）这个过程中吊机对立柱所做的功为2.88×108J；
（2）②见解析图；
②左侧水舱中水的重力比右侧水舱少2.475×108N，才能使甲板水平并与码头的地面相平；
（3）储油平台排开海水的体积减少1.6×104m3。
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
I/A
0.15
0.23
0.40
0.38
0.45