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上海市宝山区上海交通大学附中2024-2025学年九年级上学期开学考试物理试题（原卷版+解析版）
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（考试时间60分钟 满分100分）
考生注意：
1.带2B铅笔、黑色签字笔、橡皮擦等参加考试，考试中途不得传借文具
2.不携带具有传送功能的通讯设备，一经发现视为作弊。与考试无关的所有物品放置在考场外。
3.考试期间严格遵守考试纪律，听从监考员指挥，杜绝作弊，违者由教导处进行处分。
4.答题卡务必保持干净整洁，答题卡客观题建议检查好后再填涂。若因填涂模糊导致无法识别的后果自负。
一、选择题（共8题，16分）
1. 下列物理量能够用来鉴别物质种类的是（ ）
A. 体积B. 质量C. 重力D. 密度
【答案】D
【解析】
【详解】密度是物质的特性，不同的物质密度一般是不同的，而体积、质量、重力不是物质的特性，和物质的种类没有关系，所以鉴别物质的种类应该利用密度的不同。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
2. 下列实例中，属于减小压强的是（ ）
A. 书包背带宽B. 刀刃锋利C. 锥尖尖锐D. 缝衣针尖细
【答案】A
【解析】
【详解】A．书包背带宽是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故A符合题意；
B．刀刃磨得锋利是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故B不符合题意；
C．锥尖做得尖锐是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故C不符合题意；
D．缝衣针尖细是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故D不符合题意。
故选A。
3. 如图所示，以下描述中与光的反射现象有关的是（ ）
A. 钢笔“错位”B. 手影
C. 海市蜃楼D. 水中倒影
【答案】D
【解析】
【详解】A．钢笔错位是因为光从一种透明介质进入另一种透明介质时，光路方向发生改变而形成的，属于光的折射现象，故A不符合题意。
B．手影中影子的形成说明光是沿直线传播的，由于光的直线传播，被物体挡住后，物体后面就会呈现出阴影区域，就是影子，故B不符合题意；
C．海市蜃楼是光在不均匀的介质中传播时发生的折射现象，故C不符合题意；
D．平静水面上景物的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故D符合题意。
故选D。
4. 如图所示，瓶中装有一定量的水，竖直放置时如图（a）所示，水对瓶底的压强为pa，若将它竖直倒置如图（b）所示，水对瓶盖的压强为pb。为比较pa与pb的大小关系，小明的分析过程是：瓶中水的质量不变，水对瓶底的压力和水对瓶盖的压力相等，瓶底面积Sa大于瓶盖面积Sb，由压强公式可知pa小于pb。下列关于pa与pb大小关系及小明分析过程，判断正确的是（ ）
A. pa小于pb，小明分析过程正确
B. pa大于pb，小明分析中“用公式计算液体压强”是错误的
C. pa小于pb，小明分析中“用公式计算液体压强”是错误的
D. pa小于pb，小明分析中“水对瓶底和水对瓶盖的压力相等”是错误的
【答案】CD
【解析】
【详解】由图示知道，水的深度不同，a图中水深小于b图中的水深，由p=ρgh知道，pa小于pb；容器中的液体的形状是不规则的，虽然瓶子中水的质量不变，水的重力不变，但水对底部的压强不同，瓶底面积Sa大于瓶盖面积Sb，由F=pS知道，水对瓶底的压力和水对瓶盖的压力不一定相等。b图中一部分水的压力作用在侧壁上，故不能用公式计算液体产生的压强，故CD正确，AB错误。
故选CD。
5. 常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的，若其中任一方式解锁失败后，锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能，S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能．若用灯泡L发光模拟手机解锁成功，则符合要求的模拟电路是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意知开关S1或开关S2均可接通电路，所以S1、S2并联，开关S3断开手机解锁功能暂停，说明S3位于电路干路．故C项符合题意；
6. 如图所示，小明用10N水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右匀速运动，物体B相对地面静止不动，弹簧测力计示数为6N，下列说法正确的是（ ）
A. 必须使木板A做匀速运动才能测出B受到的摩擦力
B. A对B的摩擦力大小为6N，方向水平向右
C. B对A的摩擦力大小为4N，方向水平向左
D. 地面对A的摩擦力大小为10N，方向水平向左
【答案】B
【解析】
【详解】A．拉动木板时，B始终处于静止状态，滑动摩擦力的大小与运动速度无关，所以实验中可以不匀速拉动A，故A错误；
B．因B静止时处于平衡状态，水平方向受到测力计向左的拉力和A对B水平向右的摩擦力是一对平衡力，所以，A对B水平向右的摩擦力
fA对B=F示=6N
故B正确；
C．因A对B的摩擦力和B对A的摩擦力是一对相互作用力，所以B对A的摩擦力方向水平向左，大小为6N，故C错误；
D．因物体A做匀速直线运动时，受到水平向右的拉力和B对A向左的摩擦力、地面对A向左的摩擦力处于平衡状态，所以，由平衡力可得
fB对A+f地=F
则地面对A水平向左的摩擦力
f地=F-fB对A=10N-6N=4N
故D错误。
故选B。
7. 小苒同学给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图，如图甲所示。电源电压恒为6V，定值电阻R0的阻值为20Ω，湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析正确的是（ ）
A. 空气湿度越大，湿敏电阻R的阻值越大
B. 空气湿度越大，电压表示数越小
C. 当空气湿度为40%时，电压表的示数为24V
D. 当电路中电流为0.15A时，空气湿度为45%
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图乙可知，湿敏电阻R的阻值随空气湿度的增大而减小，故A错误；
B．如图甲，R与R0串联，电压表测量R0两端的电压；由串联分压原理知，空气湿度越大，R越小，则R两端的电压越小，由串联电路电压的规律知，R0两端的电压即电压表的示数变大，故B错误；
C．由图乙可知，当空气湿度为40%时，R＝30Ω，由欧姆定律知，电路中的电流为
电压表的示数为
U0＝IR0＝0.12A×20Ω＝2.4V
故C正确；
D．当电路中电流为I'＝0.15A时，电路的总阻值为
R的阻值为
R'＝40Ω－20Ω＝20Ω
由图乙可知，此时空气湿度为50%，故D错误。
故选C。
8. 某大桥施工时，要向江中沉放大量的施工构件，假设一正方体构件被缓缓吊入江水中（如图甲），在沉入过程中，其下表面到水面的距离h逐渐增大，随着h的增大，正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A. 浮力F1随h变化的图线是图乙中的①线
B. 构件的边长为4m
C. 构件所受的最大浮力为1.2×105N
D. 构件的密度为2.5×103kg/m3
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，构件在沉入过程中，构件排开的水的体积变大，根据阿基米德原理可知，其受到的浮力逐渐变大；当构件完全浸没后排开水的体积不变，所以浮力不变，因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②，故A错误；
B．从乙图中可以看出，当构件刚好完全浸没时的高度为2m，则构件边长为2m，故B错误；
C．从乙图中可以看出，当构件完全浸没时受到的浮力小于1.2×105 N，故C错误；
D．构件完全浸没在水中时，排开水的体积等于构件的体积，即
根据阿基米德原理可得，构件受到的浮力为
由图乙可知，构件完全浸没后，钢绳对构件的拉力为，由于构件是缓缓浸入水中，所以构件处于平衡状态，受力平衡，则有
所以构件的重力为
所以，构件的密度为
故D正确。
故选D。
二、填空题（共7题，26分）
9. 我国家用照明电路的电压为______伏。教室中的电灯与电扇是______（选填“串联”或“并联”）连接的，多开一盏灯、电路中的总电流将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 ①. 220 ②. 并联 ③. 增大
【解析】
【详解】[1]我国居民用电电压为220V，所以家庭照明电路的电压为220V。
[2]由于教室内电灯与电扇能独立工作，互不影响，所以教室内电灯与电扇是并联的。
[3]并联电路中，总电流等于各支路电流之和，且各支路工作互补影响，所以多开一盏电灯，总电流将增大。
10. 当某导体两端的电压为6伏时，10秒内通过导体横截面的电荷量为3库，则通过该导体的电流为______安，导体的电阻为______欧。如果该导体两端的电压为3伏时，导体的电阻为______欧。
【答案】 ①. 0.3 ②. 20 ③. 20
【解析】
【详解】[1]通过该导体的电流
[2]由欧姆定律可得导体的电阻
[3]因电阻是导体本身的一种性质，与两端的电压和通过的电流无关，所以，当加在该导体两端的电压变为3V时，导体的电阻仍为20Ω不变。
11. 伟大的古希腊哲学家、数学家、物理学家阿基米德有一句名言：“给我一个支点，我就能撬起整个地球。”如题图所示，在阿基米德的思想中。支点是_____点（选填“A”、“B”或“C”），这个装置属于_____杠杆（选填“省力”或“费力”）．
【答案】 ①. B ②. 省力
【解析】
【详解】[1]杠杆绕着转动的点叫支点，由图可知，支点是B。
[2]由图可知，撬动地球时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
12. 小红做“探究凸透镜成像规律”的实验时，将凸透镜、点燃的蜡烛、光屏置于光具座上，并调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的___________上，在如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰倒立、___________的实像，生活中___________应用这一原理工作；保持图中蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移到光具座上___________cm刻度线处，光屏上能再次呈现烛焰清晰的像。（已知凸透镜焦距为10cm）
【答案】 ①. 主光轴 ②. 缩小 ③. 照相机 ④. 35
【解析】
【详解】[1]为了确保实验结果的准确性，我们需要调节烛焰和光屏的中心，使它们位于凸透镜的主光轴上。这是因为凸透镜成像的规律是基于光线通过透镜后沿主光轴传播的特性。
[2][3]当物体位于凸透镜的二倍焦距之外时，会在透镜的另一侧形成倒立、缩小的实像。这种成像特点在生活中有广泛的应用，如照相机就是基于这一原理工作的。
[4]由图可知，物距为30cm，像距为15cm，焦距为10cm，物距大于两倍焦距，因此成倒立、缩小的实像。保持图中蜡烛和光屏的位置不变，要使光屏上仍成清晰的像，只需把物距和像距互换，即物距变为15cm，像距变为30cm，蜡烛和光屏位置不变，则凸透镜应该放在35cm的位置，此时成倒立、放大的实像。
13. 如图所示为三星堆出土的黄金面具，该面具的质量与一个苹果质量相当，为280______（填单位）；工匠将金块加工成黄金面具的过程中，金的密度______（选填“增大”、“不变”或“减小”）：金块能被加工成厚度很薄的面具，说明金的______性好。
【答案】 ①. g ②. 不变 ③. 延展
【解析】
【详解】[1]一个苹果的质量约为200~300g，该面具的质量与一个苹果质量相当，为280g。
[2]工匠将金块加工成黄金面具的过程中，金这种材料不变，金的密度不变。
[3]金块能被加工成厚度很薄的面具，说明其容易形变不恢复原状而且不会破裂，说明金的延展性好。
14. 在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合电键S，发现只有两个电表的指针发生偏转，已知电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现了故障．
①电路中的故障可能是__________；
②接着，移动变阻器R2的滑片P，只观察到一个电表的示数发生了改变，则故障一定是__________．
【答案】 ①. ①R1开路或R1短路 ②. ②R1短路
【解析】
【详解】（1）由图示可知，当闭合电键S时，两电阻串联，电压表V测电源电压，电流表测电路中的电流，电压表V1测定值电阻两端的电压；如果R1断路，则两电压表有示数，电流表无示数，符合题意；如果R1短路，则电压表V和电流表有示数，电压表V1无示数，符合题意；如果R2断路，则只有电压表V有示数，不符合题意；如果是R2短路，则三个电表都有示数，不符合题意；所以故障只能是R1断路或R1短路；
（2）如果是R1短路，移动滑片时，只有电流表示数变化，符合题意；如果是R1断路，移动滑片时，所有的电表示数都不变，不符合题意；所以故障一定是R1短路．
15. 小明发现自己戴的近视眼镜的镜片是一块凹透镜，于是他查阅相关资料得知：①物体通过凹透镜成缩小的像，且物距越大、像距越大、像越小；②同一物体，物距相同时，通过焦距越小的凹透镜，所成的像越小；③近视眼镜的镜片度数与其焦距的关系如下表：
（1）分析表格数据中近视眼镜的镜片度数与其焦距的数量关系，可得结论：_________；
（2）小明将近视眼镜逐渐靠近纸上文字时，看到的文字大小将逐渐________（选填“增大”或“减小”）；
（3）小明分别将A、B 两副不同度数的近视眼镜，放置在书籍前相同位置，通过镜片观察到不同的像，如图（a）、（b）所示，请判断哪副眼镜的镜片度数较高，并说明理由：________。
【答案】 ①. 近视眼镜的镜片度数与焦距成反比 ②. 增大 ③. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]分析表中数据可知，焦距变为原来的几分之一，近视眼镜的镜片度数就变为原来的几倍，故得出结论：近视眼镜的镜片度数与焦距成反比。
（2）[2]小明将近视眼镜逐渐靠近纸上文字时，即物距减小，则像会变大，即看到文字大小将逐渐增大。
（3）[3]将A、B两副不同度数的近视眼镜，放置在书籍前相同位置，由图可知，B眼镜成的像更小，所以B眼镜焦距小，近视眼镜的镜片度数与焦距成反比，所以B眼镜的度数较高。
三、作图题（共3题，9分）
16. 用力的图示法画出质量为0.5kg的篮球在空中飞行时的受力（不计空气阻力）
【答案】
【解析】
【详解】篮球的重力为
G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N
篮球在空中飞行时，不计空气阻力，只受重力的作用，重力方向竖直向下，作用点画在重心上，即篮球的中心，取标度为1N。如图所示：
17. 在图中，重为8牛的小球静止在水中，请用力的图示法画出该球所受的浮力F浮。
【答案】
【解析】
【详解】如图所示，小球悬浮，浮力等于重力，所以小球所受浮力为8N，浮力的方向竖直向上，作用在小球的重心处，确定标度为2N，故作图如下：
18. 如图所示是未完成连接的实物电路，请用笔线代替导线完成该电路连接。要求：两灯工作互不影响，开关S同时控制两灯，电流表测的电流，导线不能交叉。
【答案】
【解析】
【详解】两灯工作互不影响，说明两灯并联；开关S同时控制两灯，说明开关接在干路上；电流表测的电流，说明电流表与串联，如图所示
四、计算题（共4题，30分）
19. 如图，在阿基米德解开皇冠之谜的故事中，若皇冠在空气中称量时重5N，浸没在水中称量时重4.7N。求：
（1）皇冠的质量；
（2）皇冠浸没在水中所受的浮力。
【答案】（1）0.5kg；（2）0.3N
【解析】
【详解】解：（1）皇冠在空气中称量时重5N，则皇冠质量为
（2）皇冠浸没在水中所受的浮力为
答：（1）皇冠的质量为0.5kg；
（2）皇冠浸没在水中所受的浮力为0.3N。
20. 体重是衡量身体健康与否的重要指标，世界卫生组织给出了一些相关资料：
资料一：人体标准体重测算公式：
男性标准体重（千克）=身高（厘米）-105
女性的标准体重（千克）=身高（厘米）-100
资料二：14岁-18岁青少年实际体重和标准体重的比值与营养状况的评价指标表
小衢，男，今年15岁，在体检时，测得身高为165厘米，体重为70千克。
（1）根据资料和测量数据，判断________；
（2）测体重时，他的双脚与水平放置的电子秤接触面积为0.04米2，则他对电子秤的压强为多少帕？_______
（3）体育课上，小衢和小科进行爬楼梯比赛，从楼底开始爬上9米高的四楼，质量为70千克的小衢用了10秒，质量为60千克的小科用了9秒，小衢说：“我们都从底楼跑到四楼，我的体重比你大，我比你多”；小科说：“我跑得比你快，我克服重力做功的功率比你大”，请通过分析计算说明他们的说法是否正确。_______
【答案】 ①. 营养过剩 ②. 1.75×104Pa ③. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]小衢标准体重为
165-105=60（千克）
实际体重比标准体重为
因此小衢的营养状况是营养过剩。
（2）[2]对秤的压力为
F=G=mg=70kg×10N/kg=700N
对秤的压强为
（3）[3]小科的重力为
G小科=m小科g=60kg×10N/kg=600N
所以
W小科=G小科h=600N×9m=5400J
W小衢=G小衢h=700N×9m=6300J
因为W小衢＞W小科，所以小衢的说法正确；又因为
所以P小衢＞P小科，故小科的说法不正确。综上，小衢和小科爬楼梯所做的功，小衢的说法正确；小衢和小科爬楼梯做功的功率，小科的说法不正确。
21. 如图（a）所示电路，电源电压为8伏且保持不变，电阻R1的阻值为10欧，闭合电键后，电流表的示数为1安，求：
（1）通过R1的电流；
（2）现用一个标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器替换电阻R1，并将一个表盘如图（b）所示的电流表A1接入电路，则应把电流表接入___________点处时（选填“a”、“b”或“c”），在移动变阻器滑片P的过程中能使电流表A1与A示数的比值最小，求电流表A1与A示数的最小比值及此时滑动变阻器连入的阻值（ ）
【答案】（1）0.8A
（2） ①. b ②. ，4Ω
【解析】
【小问1详解】
由得，通过R1的电流为
【小问2详解】
[1]由于电阻R1与R2并联，电流表A测干路电流，支路R2的电流不变，则在移动变阻器滑片P的过程中使电流表A1与A示数的比值最小，则应增大分母A的示数同时减小电流表A1的示数，或只增大分母A的示数；由于电流表A测干路电流，根据并联电路的电流特点可知：电流表A的示数会随R1电流的增大而增大；所以应把电流表接入b点处。
[2]由于滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样，所以I1最大=2A，根据得此时滑动变阻器连入的阻值为
电流表A1与A示数的最小比值为
22. 在实现登月“访吴刚、会嫦娥”千年夙愿同时，我们一直在追寻着下海“闯龙宫、见龙王”的梦想。如图是我国第一台自行设计、自主研制的“蛟龙号”载人潜水器。（如图所示，其主要技术参数如下表）。
2012年6月24日，在太平洋马里亚纳海沟，“蛟龙” 号进行了第四次下潜，首次突破了7000米水深，并且在7020米的最大深度成功坐底，创造了世界同类潜水器下潜的纪录。“上九天揽月、下五洋捉鳖”成为现实。
（1）运用你学过的知识说明，潜水器“下五洋”最大的困难是什么？
（2）若“蛟龙号”到达7000m深的海底世界时，“蛟龙”号至少承受的压强是多大？如果潜水器的一个观测孔的面积约为300cm2，则海水对该观测孔的压力约为多大？
（3）“蛟龙”号采用“深潜器无动力下潜上浮技术”，其两侧配备4块相同的压载铁块（压载铁就挂在潜水器下腹部两侧的凹槽内）。当其到达设定深度时，可抛卸其中2块压载铁块，使其处于悬浮状态，从而实现各种实验作业。粗略计算（可忽略压载铁的体积对浮力的影响）压载铁块的体积为多大时，才能使“蛟龙”号最大负载时实现悬浮静止状态？（海水的密度取1.0×103kg/m3，铁的密度是7.9×103kg/m3，计算结果保留整数）
【答案】（1）克服深海水产生的巨大压强；（2）7×107Pa， 2.1×106N；（3）4m3
【解析】
【详解】（1）因为潜水器要到深海处，而深海处的海水压强非常大，所以潜水器的外壳必须能够承受所处位置处的海水所产生的压力，因此“下五洋”最大的困难是潜水艇能否承受巨大的水的压强。
（2）“蛟龙”号至少承受的压强是
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa
海水对该观测孔的压力
F=ps孔=7×107Pa×300×10-4m2=2.1×106N
（3）“蛟龙”号受到的浮力
F浮=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×8.2m×3m ×3.4m=836400N
“蛟龙号”悬浮时，所受浮力和重力是平衡力，“蛟龙”号最大负载时总重
G=F浮=836400N
由G=mg得总的质量为
所以铁块的质量
铁块的体积为
答：（1）克服深海水产生的巨大压强；
（2）海水对“蛟龙号”外壳的压强是7×107Pa，海水对该观察窗口的压力是2.1×106N；
（3）压载铁块的体积约为4m3时，才能使“蛟龙”号最大负载时实现悬浮静止状态。
五、实验题（共4题，20分）
23. 为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，小明用酒精灯均匀加热0.4kg该种固体，根据实验数据绘制出的图像如图所示。通过查阅资料，已知该物质液态（BC阶段）时的比热容为3×103J/（kg•℃）。
（1）该物质在B点时的内能_________在A点时的内能（填“大于”“小于”或“等于”）；
（2）该物质在固态（OA阶段）时的比热容为___________J/（kg•℃）。
【答案】 ①. 大于 ②. 1.5×103
【解析】
【详解】（1）[1]该物质在熔化过程中吸收热量，内能增大，因此该物质在B点时的内能大于在A点时的内能。
（2）[2]由图像知，在第6min物质的温度为50℃，在第10min的温度为90℃，则该物质在BC段吸收的热量为
物质从O到A用时2min，从B到C用时4min，则物质在固态（OA阶段）时吸收的热量等于BC段吸热的一半，所以物质在固态（OA阶段）时吸收的热量为
由可得，该物质在固态（OA阶段）时的比热容为
24. 如图所示，小丁同学和小甜同学用压强计做探究“液体内部压强特点”的实验。
（1）图甲所示仪器叫做___________，通过乙、丙两次实验可得出结论：在同种液体内部，液体的压强随液体深度的增加而___________（选填“增大”或“减小”）；
（2）小甜通过乙、丁两次实验，探究液体压强和液体密度的关系。她这样做可行吗？___________（选填“可行”或“不可行”），理由是：___________；
（3）实验中小甜发现在同种液体中，探头所处深度相同时，只改变探头的方向，U形管两侧液面的高度差不变，表明在同种液体的同一深度处，液体向各个方向的压强___________；
（4）如图戊所示，小丁进行了拓展实验。容器中间用隔板分成左右两部分，隔板底部有一圆孔用薄橡皮膜封闭，当向隔板左侧注入深度为h1的水、右侧注入深度为h2的某液体时，橡皮膜恰好不发生形变，由此可知右侧液体的密度为___________。（用h1、h2和ρ水表示）
【答案】（1） ①. U形压强计 ②. 增大
（2） ①. 不可行 ②. 没有控制液体深度相同 （3）相等
（4）
【解析】
【小问1详解】
[1]图示仪器为U形压强计，用来测量液体压强大小。
[2]图乙和丙中，液体密度相同，图丙深度更深，U形管液面高度差更大，所以压强更大；故可得出结论：在同种液体中，液体压强随深度的增加而增大。
【小问2详解】
[1][2]乙、丁两次实验中液体密度和探头所处深度都不同，没有控制液体深度相同，故无法探究液体压强与液体密度的关系。
【小问3详解】
同种液体中金属盒所处深度和液体密度相同，而朝向不同时，U形管液面高度差相同，可知压强相同，故可得出结论：在液体内部同一深度处，液体向各个方向的压强大小相等。
【小问4详解】
橡皮膜左右两侧距离水面和液体表面的深度分别为h1、h2，由p＝ρgh有
ρ液gh2＝ρ水gh1
解得。
25. 小张同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验，可供选择的器材有：4节新干电池，滑动变阻器2个（分别标有“10Ω 3A”和“20Ω 1A”的字样），定值电阻R大=10Ω，R小=5Ω，待测电阻RX（估计阻值约为19欧），学生用电压表和电流表、电键各1个、导线若干。小张同学选用几节新干电池串联组成电源（实验中电源电压保持不变），按图连接电路，且操作步骤正确。闭合电键，发现电流表的示数为0.2安。试完成下列问题，当小张同学移动滑动变阻器的滑片到中点时（即连入电路中的电阻为变阻器最大值的一半），电流表的示数距离表盘中间还有3小格，他继续移动滑动变阻器的滑片，电路中电流最大时，电流表指针恰好指在表盘正中间，此时小张同学发现电流表发生故障（已坏）而不能使用，经过思考后他仅用定值电阻替换电流表，闭合开关后，观察到电压表最大示数为４V。
（1）求：小张同学所选用的电源电压U0和滑动变阻器RP的规格
（2）求：待测电阻RX的平均阻值
【答案】（1）6V，10Ω 3A
（2）RX=20Ω
【解析】
【小问1详解】
由图可知，待测电阻与滑动变阻器串联，操作步骤正确，即闭合开关前，滑动变阻器阻值为最大。
根据欧姆定律可知，电源电压可能是
电源最多由4节干电池组成，最大电源电压为6V，所以实验中选用的滑动变阻器RP的规格是“10Ω 3A”，电源电压。
【小问2详解】
闭合开关，滑动变阻器在阻值最大时，电流表示数为0.2A，电源电压为
可得
移动滑动变阻器的滑片到中点时，电流表的示数距离表盘中间还有3小格，即，电源电压为
可得
继续移动滑动变阻器的滑片，电路中电流最大时，电流表指针恰好指在表盘正中间，即滑动变阻器阻值为0，电流
电流表损坏后，用定值电阻替换电流表后的电压表的最大示数为4V，此时的电路为定值电阻R大与待测电阻Rx串联，滑动变阻器阻值为0时，电压表示数为最大4V，所以定值电阻两端电压为
根据可得
根据四次测量得到RX值均为20Ω，故RX的平均值为20Ω。
26. 小婕同学发现储水容器在单位时间内的出水量不同。她认为水管中单位时间的出水量可能跟水管两端液体的压强差Δp、横截面积S和长度L有关。为此，她设计了如图所示的装置进行研究，容器底部的水平管AB可以方便更换，B处的开关用于控制出水时间，并把相关实验数据记录在下表中。
（1）打开开关后，容器中水的深度h大小可以反映水管AB两端______的大小；为了使水管AB两端水的压强差尽量保持恒定，盛水容器的面积应该______（选填“大”或“小”）；
（2）分析比较实验序号1与6与7数据中Q与S变化的关系及相关条件，可初步得出的结论是______；
（3）根据实验序号______数据中Q与h变化的关系及相关条件，可初步得出的结论是：在L和S相同的情况下，Δp越大，Q越大；
（4）若h=20厘米、L=25厘米、S=S0，则Q=______毫升；若h=10厘米、L=60厘米、S=4S0，则Q=______毫升。
【答案】（1） ①. 压强差 ②. 大
（2）在L与Δp相同的情况下，S越大，Q越大
（3）1与4与5 （4） ①. 48 ②. 160
【解析】
【小问1详解】
[1][2]容器中水的深度h大小可以反映水管AB两端压强差的大小，这用到了转换法；盛水容器的面积越大，盛的水越多，水的高度变化越慢，水管AB两端的压强差变化越小，水管AB两端水的压强差保持恒定。
【小问2详解】
分析比较实验序号1与6与7数据中Q与S变化，可发现水管的长度L与容器内水的深度h相同，随着水管的截面积S越来越大，单位时间出水量Q也变大，可得出初步结论是：在L与Δp相同的情况下，S越大，Q越大。
【小问3详解】
要探究Q随h变化的关系并得到结论，我们需要控制水管的长度L与水管的截面积S相同，改变容器内水的深度h，可根据实验序号1与4与5分析得到。
【小问4详解】
[1][2]根据表中数据可知Q与h、S2成正比、与L成反比，可以得到关系式。若h=20厘米、L=25厘米、S=S0，代入关系式得48；若h=10厘米、L=60厘米、S=4S0，代入关系式得160。焦距（米）
镜片度数
2
50
1
100
0.5
200
0.2
500
实际体重/标准体重
＜0.9
0.9-1.1
＞1.1
营养状况
营养不良
正常
营养过剩
规格：长8.2m 宽3.0m 高3.4m
空重：22t（不含乘员体重及压载铁重）
最大载荷：220kg（不包括乘员体重）
最大速度：25节（巡航1节）
目前最大下潜深度：7000m
乘员：3人（每名乘员的体重不超过80kg）
序号
水管的截面积S
水管的长度L/厘米
容器内水的深度h/厘米
单位时间出水量Q/毫升
1
20
20
60
2
30
20
40
3
40
20
30
4
20
30
90
5
20
40
120
6
20
20
240
7
20
20
540
（考试时间60分钟 满分100分）
考生注意：
1.带2B铅笔、黑色签字笔、橡皮擦等参加考试，考试中途不得传借文具
2.不携带具有传送功能的通讯设备，一经发现视为作弊。与考试无关的所有物品放置在考场外。
3.考试期间严格遵守考试纪律，听从监考员指挥，杜绝作弊，违者由教导处进行处分。
4.答题卡务必保持干净整洁，答题卡客观题建议检查好后再填涂。若因填涂模糊导致无法识别的后果自负。
一、选择题（共8题，16分）
1. 下列物理量能够用来鉴别物质种类的是（ ）
A. 体积B. 质量C. 重力D. 密度
【答案】D
【解析】
【详解】密度是物质的特性，不同的物质密度一般是不同的，而体积、质量、重力不是物质的特性，和物质的种类没有关系，所以鉴别物质的种类应该利用密度的不同。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
2. 下列实例中，属于减小压强的是（ ）
A. 书包背带宽B. 刀刃锋利C. 锥尖尖锐D. 缝衣针尖细
【答案】A
【解析】
【详解】A．书包背带宽是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故A符合题意；
B．刀刃磨得锋利是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故B不符合题意；
C．锥尖做得尖锐是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故C不符合题意；
D．缝衣针尖细是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故D不符合题意。
故选A。
3. 如图所示，以下描述中与光的反射现象有关的是（ ）
A. 钢笔“错位”B. 手影
C. 海市蜃楼D. 水中倒影
【答案】D
【解析】
【详解】A．钢笔错位是因为光从一种透明介质进入另一种透明介质时，光路方向发生改变而形成的，属于光的折射现象，故A不符合题意。
B．手影中影子的形成说明光是沿直线传播的，由于光的直线传播，被物体挡住后，物体后面就会呈现出阴影区域，就是影子，故B不符合题意；
C．海市蜃楼是光在不均匀的介质中传播时发生的折射现象，故C不符合题意；
D．平静水面上景物的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故D符合题意。
故选D。
4. 如图所示，瓶中装有一定量的水，竖直放置时如图（a）所示，水对瓶底的压强为pa，若将它竖直倒置如图（b）所示，水对瓶盖的压强为pb。为比较pa与pb的大小关系，小明的分析过程是：瓶中水的质量不变，水对瓶底的压力和水对瓶盖的压力相等，瓶底面积Sa大于瓶盖面积Sb，由压强公式可知pa小于pb。下列关于pa与pb大小关系及小明分析过程，判断正确的是（ ）
A. pa小于pb，小明分析过程正确
B. pa大于pb，小明分析中“用公式计算液体压强”是错误的
C. pa小于pb，小明分析中“用公式计算液体压强”是错误的
D. pa小于pb，小明分析中“水对瓶底和水对瓶盖的压力相等”是错误的
【答案】CD
【解析】
【详解】由图示知道，水的深度不同，a图中水深小于b图中的水深，由p=ρgh知道，pa小于pb；容器中的液体的形状是不规则的，虽然瓶子中水的质量不变，水的重力不变，但水对底部的压强不同，瓶底面积Sa大于瓶盖面积Sb，由F=pS知道，水对瓶底的压力和水对瓶盖的压力不一定相等。b图中一部分水的压力作用在侧壁上，故不能用公式计算液体产生的压强，故CD正确，AB错误。
故选CD。
5. 常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的，若其中任一方式解锁失败后，锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能，S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能．若用灯泡L发光模拟手机解锁成功，则符合要求的模拟电路是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意知开关S1或开关S2均可接通电路，所以S1、S2并联，开关S3断开手机解锁功能暂停，说明S3位于电路干路．故C项符合题意；
6. 如图所示，小明用10N水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右匀速运动，物体B相对地面静止不动，弹簧测力计示数为6N，下列说法正确的是（ ）
A. 必须使木板A做匀速运动才能测出B受到的摩擦力
B. A对B的摩擦力大小为6N，方向水平向右
C. B对A的摩擦力大小为4N，方向水平向左
D. 地面对A的摩擦力大小为10N，方向水平向左
【答案】B
【解析】
【详解】A．拉动木板时，B始终处于静止状态，滑动摩擦力的大小与运动速度无关，所以实验中可以不匀速拉动A，故A错误；
B．因B静止时处于平衡状态，水平方向受到测力计向左的拉力和A对B水平向右的摩擦力是一对平衡力，所以，A对B水平向右的摩擦力
fA对B=F示=6N
故B正确；
C．因A对B的摩擦力和B对A的摩擦力是一对相互作用力，所以B对A的摩擦力方向水平向左，大小为6N，故C错误；
D．因物体A做匀速直线运动时，受到水平向右的拉力和B对A向左的摩擦力、地面对A向左的摩擦力处于平衡状态，所以，由平衡力可得
fB对A+f地=F
则地面对A水平向左的摩擦力
f地=F-fB对A=10N-6N=4N
故D错误。
故选B。
7. 小苒同学给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图，如图甲所示。电源电压恒为6V，定值电阻R0的阻值为20Ω，湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析正确的是（ ）
A. 空气湿度越大，湿敏电阻R的阻值越大
B. 空气湿度越大，电压表示数越小
C. 当空气湿度为40%时，电压表的示数为24V
D. 当电路中电流为0.15A时，空气湿度为45%
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图乙可知，湿敏电阻R的阻值随空气湿度的增大而减小，故A错误；
B．如图甲，R与R0串联，电压表测量R0两端的电压；由串联分压原理知，空气湿度越大，R越小，则R两端的电压越小，由串联电路电压的规律知，R0两端的电压即电压表的示数变大，故B错误；
C．由图乙可知，当空气湿度为40%时，R＝30Ω，由欧姆定律知，电路中的电流为
电压表的示数为
U0＝IR0＝0.12A×20Ω＝2.4V
故C正确；
D．当电路中电流为I'＝0.15A时，电路的总阻值为
R的阻值为
R'＝40Ω－20Ω＝20Ω
由图乙可知，此时空气湿度为50%，故D错误。
故选C。
8. 某大桥施工时，要向江中沉放大量的施工构件，假设一正方体构件被缓缓吊入江水中（如图甲），在沉入过程中，其下表面到水面的距离h逐渐增大，随着h的增大，正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A. 浮力F1随h变化的图线是图乙中的①线
B. 构件的边长为4m
C. 构件所受的最大浮力为1.2×105N
D. 构件的密度为2.5×103kg/m3
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，构件在沉入过程中，构件排开的水的体积变大，根据阿基米德原理可知，其受到的浮力逐渐变大；当构件完全浸没后排开水的体积不变，所以浮力不变，因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②，故A错误；
B．从乙图中可以看出，当构件刚好完全浸没时的高度为2m，则构件边长为2m，故B错误；
C．从乙图中可以看出，当构件完全浸没时受到的浮力小于1.2×105 N，故C错误；
D．构件完全浸没在水中时，排开水的体积等于构件的体积，即
根据阿基米德原理可得，构件受到的浮力为
由图乙可知，构件完全浸没后，钢绳对构件的拉力为，由于构件是缓缓浸入水中，所以构件处于平衡状态，受力平衡，则有
所以构件的重力为
所以，构件的密度为
故D正确。
故选D。
二、填空题（共7题，26分）
9. 我国家用照明电路的电压为______伏。教室中的电灯与电扇是______（选填“串联”或“并联”）连接的，多开一盏灯、电路中的总电流将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 ①. 220 ②. 并联 ③. 增大
【解析】
【详解】[1]我国居民用电电压为220V，所以家庭照明电路的电压为220V。
[2]由于教室内电灯与电扇能独立工作，互不影响，所以教室内电灯与电扇是并联的。
[3]并联电路中，总电流等于各支路电流之和，且各支路工作互补影响，所以多开一盏电灯，总电流将增大。
10. 当某导体两端的电压为6伏时，10秒内通过导体横截面的电荷量为3库，则通过该导体的电流为______安，导体的电阻为______欧。如果该导体两端的电压为3伏时，导体的电阻为______欧。
【答案】 ①. 0.3 ②. 20 ③. 20
【解析】
【详解】[1]通过该导体的电流
[2]由欧姆定律可得导体的电阻
[3]因电阻是导体本身的一种性质，与两端的电压和通过的电流无关，所以，当加在该导体两端的电压变为3V时，导体的电阻仍为20Ω不变。
11. 伟大的古希腊哲学家、数学家、物理学家阿基米德有一句名言：“给我一个支点，我就能撬起整个地球。”如题图所示，在阿基米德的思想中。支点是_____点（选填“A”、“B”或“C”），这个装置属于_____杠杆（选填“省力”或“费力”）．
【答案】 ①. B ②. 省力
【解析】
【详解】[1]杠杆绕着转动的点叫支点，由图可知，支点是B。
[2]由图可知，撬动地球时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
12. 小红做“探究凸透镜成像规律”的实验时，将凸透镜、点燃的蜡烛、光屏置于光具座上，并调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的___________上，在如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰倒立、___________的实像，生活中___________应用这一原理工作；保持图中蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移到光具座上___________cm刻度线处，光屏上能再次呈现烛焰清晰的像。（已知凸透镜焦距为10cm）
【答案】 ①. 主光轴 ②. 缩小 ③. 照相机 ④. 35
【解析】
【详解】[1]为了确保实验结果的准确性，我们需要调节烛焰和光屏的中心，使它们位于凸透镜的主光轴上。这是因为凸透镜成像的规律是基于光线通过透镜后沿主光轴传播的特性。
[2][3]当物体位于凸透镜的二倍焦距之外时，会在透镜的另一侧形成倒立、缩小的实像。这种成像特点在生活中有广泛的应用，如照相机就是基于这一原理工作的。
[4]由图可知，物距为30cm，像距为15cm，焦距为10cm，物距大于两倍焦距，因此成倒立、缩小的实像。保持图中蜡烛和光屏的位置不变，要使光屏上仍成清晰的像，只需把物距和像距互换，即物距变为15cm，像距变为30cm，蜡烛和光屏位置不变，则凸透镜应该放在35cm的位置，此时成倒立、放大的实像。
13. 如图所示为三星堆出土的黄金面具，该面具的质量与一个苹果质量相当，为280______（填单位）；工匠将金块加工成黄金面具的过程中，金的密度______（选填“增大”、“不变”或“减小”）：金块能被加工成厚度很薄的面具，说明金的______性好。
【答案】 ①. g ②. 不变 ③. 延展
【解析】
【详解】[1]一个苹果的质量约为200~300g，该面具的质量与一个苹果质量相当，为280g。
[2]工匠将金块加工成黄金面具的过程中，金这种材料不变，金的密度不变。
[3]金块能被加工成厚度很薄的面具，说明其容易形变不恢复原状而且不会破裂，说明金的延展性好。
14. 在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合电键S，发现只有两个电表的指针发生偏转，已知电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现了故障．
①电路中的故障可能是__________；
②接着，移动变阻器R2的滑片P，只观察到一个电表的示数发生了改变，则故障一定是__________．
【答案】 ①. ①R1开路或R1短路 ②. ②R1短路
【解析】
【详解】（1）由图示可知，当闭合电键S时，两电阻串联，电压表V测电源电压，电流表测电路中的电流，电压表V1测定值电阻两端的电压；如果R1断路，则两电压表有示数，电流表无示数，符合题意；如果R1短路，则电压表V和电流表有示数，电压表V1无示数，符合题意；如果R2断路，则只有电压表V有示数，不符合题意；如果是R2短路，则三个电表都有示数，不符合题意；所以故障只能是R1断路或R1短路；
（2）如果是R1短路，移动滑片时，只有电流表示数变化，符合题意；如果是R1断路，移动滑片时，所有的电表示数都不变，不符合题意；所以故障一定是R1短路．
15. 小明发现自己戴的近视眼镜的镜片是一块凹透镜，于是他查阅相关资料得知：①物体通过凹透镜成缩小的像，且物距越大、像距越大、像越小；②同一物体，物距相同时，通过焦距越小的凹透镜，所成的像越小；③近视眼镜的镜片度数与其焦距的关系如下表：
（1）分析表格数据中近视眼镜的镜片度数与其焦距的数量关系，可得结论：_________；
（2）小明将近视眼镜逐渐靠近纸上文字时，看到的文字大小将逐渐________（选填“增大”或“减小”）；
（3）小明分别将A、B 两副不同度数的近视眼镜，放置在书籍前相同位置，通过镜片观察到不同的像，如图（a）、（b）所示，请判断哪副眼镜的镜片度数较高，并说明理由：________。
【答案】 ①. 近视眼镜的镜片度数与焦距成反比 ②. 增大 ③. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]分析表中数据可知，焦距变为原来的几分之一，近视眼镜的镜片度数就变为原来的几倍，故得出结论：近视眼镜的镜片度数与焦距成反比。
（2）[2]小明将近视眼镜逐渐靠近纸上文字时，即物距减小，则像会变大，即看到文字大小将逐渐增大。
（3）[3]将A、B两副不同度数的近视眼镜，放置在书籍前相同位置，由图可知，B眼镜成的像更小，所以B眼镜焦距小，近视眼镜的镜片度数与焦距成反比，所以B眼镜的度数较高。
三、作图题（共3题，9分）
16. 用力的图示法画出质量为0.5kg的篮球在空中飞行时的受力（不计空气阻力）
【答案】
【解析】
【详解】篮球的重力为
G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N
篮球在空中飞行时，不计空气阻力，只受重力的作用，重力方向竖直向下，作用点画在重心上，即篮球的中心，取标度为1N。如图所示：
17. 在图中，重为8牛的小球静止在水中，请用力的图示法画出该球所受的浮力F浮。
【答案】
【解析】
【详解】如图所示，小球悬浮，浮力等于重力，所以小球所受浮力为8N，浮力的方向竖直向上，作用在小球的重心处，确定标度为2N，故作图如下：
18. 如图所示是未完成连接的实物电路，请用笔线代替导线完成该电路连接。要求：两灯工作互不影响，开关S同时控制两灯，电流表测的电流，导线不能交叉。
【答案】
【解析】
【详解】两灯工作互不影响，说明两灯并联；开关S同时控制两灯，说明开关接在干路上；电流表测的电流，说明电流表与串联，如图所示
四、计算题（共4题，30分）
19. 如图，在阿基米德解开皇冠之谜的故事中，若皇冠在空气中称量时重5N，浸没在水中称量时重4.7N。求：
（1）皇冠的质量；
（2）皇冠浸没在水中所受的浮力。
【答案】（1）0.5kg；（2）0.3N
【解析】
【详解】解：（1）皇冠在空气中称量时重5N，则皇冠质量为
（2）皇冠浸没在水中所受的浮力为
答：（1）皇冠的质量为0.5kg；
（2）皇冠浸没在水中所受的浮力为0.3N。
20. 体重是衡量身体健康与否的重要指标，世界卫生组织给出了一些相关资料：
资料一：人体标准体重测算公式：
男性标准体重（千克）=身高（厘米）-105
女性的标准体重（千克）=身高（厘米）-100
资料二：14岁-18岁青少年实际体重和标准体重的比值与营养状况的评价指标表
小衢，男，今年15岁，在体检时，测得身高为165厘米，体重为70千克。
（1）根据资料和测量数据，判断________；
（2）测体重时，他的双脚与水平放置的电子秤接触面积为0.04米2，则他对电子秤的压强为多少帕？_______
（3）体育课上，小衢和小科进行爬楼梯比赛，从楼底开始爬上9米高的四楼，质量为70千克的小衢用了10秒，质量为60千克的小科用了9秒，小衢说：“我们都从底楼跑到四楼，我的体重比你大，我比你多”；小科说：“我跑得比你快，我克服重力做功的功率比你大”，请通过分析计算说明他们的说法是否正确。_______
【答案】 ①. 营养过剩 ②. 1.75×104Pa ③. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]小衢标准体重为
165-105=60（千克）
实际体重比标准体重为
因此小衢的营养状况是营养过剩。
（2）[2]对秤的压力为
F=G=mg=70kg×10N/kg=700N
对秤的压强为
（3）[3]小科的重力为
G小科=m小科g=60kg×10N/kg=600N
所以
W小科=G小科h=600N×9m=5400J
W小衢=G小衢h=700N×9m=6300J
因为W小衢＞W小科，所以小衢的说法正确；又因为
所以P小衢＞P小科，故小科的说法不正确。综上，小衢和小科爬楼梯所做的功，小衢的说法正确；小衢和小科爬楼梯做功的功率，小科的说法不正确。
21. 如图（a）所示电路，电源电压为8伏且保持不变，电阻R1的阻值为10欧，闭合电键后，电流表的示数为1安，求：
（1）通过R1的电流；
（2）现用一个标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器替换电阻R1，并将一个表盘如图（b）所示的电流表A1接入电路，则应把电流表接入___________点处时（选填“a”、“b”或“c”），在移动变阻器滑片P的过程中能使电流表A1与A示数的比值最小，求电流表A1与A示数的最小比值及此时滑动变阻器连入的阻值（ ）
【答案】（1）0.8A
（2） ①. b ②. ，4Ω
【解析】
【小问1详解】
由得，通过R1的电流为
【小问2详解】
[1]由于电阻R1与R2并联，电流表A测干路电流，支路R2的电流不变，则在移动变阻器滑片P的过程中使电流表A1与A示数的比值最小，则应增大分母A的示数同时减小电流表A1的示数，或只增大分母A的示数；由于电流表A测干路电流，根据并联电路的电流特点可知：电流表A的示数会随R1电流的增大而增大；所以应把电流表接入b点处。
[2]由于滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样，所以I1最大=2A，根据得此时滑动变阻器连入的阻值为
电流表A1与A示数的最小比值为
22. 在实现登月“访吴刚、会嫦娥”千年夙愿同时，我们一直在追寻着下海“闯龙宫、见龙王”的梦想。如图是我国第一台自行设计、自主研制的“蛟龙号”载人潜水器。（如图所示，其主要技术参数如下表）。
2012年6月24日，在太平洋马里亚纳海沟，“蛟龙” 号进行了第四次下潜，首次突破了7000米水深，并且在7020米的最大深度成功坐底，创造了世界同类潜水器下潜的纪录。“上九天揽月、下五洋捉鳖”成为现实。
（1）运用你学过的知识说明，潜水器“下五洋”最大的困难是什么？
（2）若“蛟龙号”到达7000m深的海底世界时，“蛟龙”号至少承受的压强是多大？如果潜水器的一个观测孔的面积约为300cm2，则海水对该观测孔的压力约为多大？
（3）“蛟龙”号采用“深潜器无动力下潜上浮技术”，其两侧配备4块相同的压载铁块（压载铁就挂在潜水器下腹部两侧的凹槽内）。当其到达设定深度时，可抛卸其中2块压载铁块，使其处于悬浮状态，从而实现各种实验作业。粗略计算（可忽略压载铁的体积对浮力的影响）压载铁块的体积为多大时，才能使“蛟龙”号最大负载时实现悬浮静止状态？（海水的密度取1.0×103kg/m3，铁的密度是7.9×103kg/m3，计算结果保留整数）
【答案】（1）克服深海水产生的巨大压强；（2）7×107Pa， 2.1×106N；（3）4m3
【解析】
【详解】（1）因为潜水器要到深海处，而深海处的海水压强非常大，所以潜水器的外壳必须能够承受所处位置处的海水所产生的压力，因此“下五洋”最大的困难是潜水艇能否承受巨大的水的压强。
（2）“蛟龙”号至少承受的压强是
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa
海水对该观测孔的压力
F=ps孔=7×107Pa×300×10-4m2=2.1×106N
（3）“蛟龙”号受到的浮力
F浮=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×8.2m×3m ×3.4m=836400N
“蛟龙号”悬浮时，所受浮力和重力是平衡力，“蛟龙”号最大负载时总重
G=F浮=836400N
由G=mg得总的质量为
所以铁块的质量
铁块的体积为
答：（1）克服深海水产生的巨大压强；
（2）海水对“蛟龙号”外壳的压强是7×107Pa，海水对该观察窗口的压力是2.1×106N；
（3）压载铁块的体积约为4m3时，才能使“蛟龙”号最大负载时实现悬浮静止状态。
五、实验题（共4题，20分）
23. 为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，小明用酒精灯均匀加热0.4kg该种固体，根据实验数据绘制出的图像如图所示。通过查阅资料，已知该物质液态（BC阶段）时的比热容为3×103J/（kg•℃）。
（1）该物质在B点时的内能_________在A点时的内能（填“大于”“小于”或“等于”）；
（2）该物质在固态（OA阶段）时的比热容为___________J/（kg•℃）。
【答案】 ①. 大于 ②. 1.5×103
【解析】
【详解】（1）[1]该物质在熔化过程中吸收热量，内能增大，因此该物质在B点时的内能大于在A点时的内能。
（2）[2]由图像知，在第6min物质的温度为50℃，在第10min的温度为90℃，则该物质在BC段吸收的热量为
物质从O到A用时2min，从B到C用时4min，则物质在固态（OA阶段）时吸收的热量等于BC段吸热的一半，所以物质在固态（OA阶段）时吸收的热量为
由可得，该物质在固态（OA阶段）时的比热容为
24. 如图所示，小丁同学和小甜同学用压强计做探究“液体内部压强特点”的实验。
（1）图甲所示仪器叫做___________，通过乙、丙两次实验可得出结论：在同种液体内部，液体的压强随液体深度的增加而___________（选填“增大”或“减小”）；
（2）小甜通过乙、丁两次实验，探究液体压强和液体密度的关系。她这样做可行吗？___________（选填“可行”或“不可行”），理由是：___________；
（3）实验中小甜发现在同种液体中，探头所处深度相同时，只改变探头的方向，U形管两侧液面的高度差不变，表明在同种液体的同一深度处，液体向各个方向的压强___________；
（4）如图戊所示，小丁进行了拓展实验。容器中间用隔板分成左右两部分，隔板底部有一圆孔用薄橡皮膜封闭，当向隔板左侧注入深度为h1的水、右侧注入深度为h2的某液体时，橡皮膜恰好不发生形变，由此可知右侧液体的密度为___________。（用h1、h2和ρ水表示）
【答案】（1） ①. U形压强计 ②. 增大
（2） ①. 不可行 ②. 没有控制液体深度相同 （3）相等
（4）
【解析】
【小问1详解】
[1]图示仪器为U形压强计，用来测量液体压强大小。
[2]图乙和丙中，液体密度相同，图丙深度更深，U形管液面高度差更大，所以压强更大；故可得出结论：在同种液体中，液体压强随深度的增加而增大。
【小问2详解】
[1][2]乙、丁两次实验中液体密度和探头所处深度都不同，没有控制液体深度相同，故无法探究液体压强与液体密度的关系。
【小问3详解】
同种液体中金属盒所处深度和液体密度相同，而朝向不同时，U形管液面高度差相同，可知压强相同，故可得出结论：在液体内部同一深度处，液体向各个方向的压强大小相等。
【小问4详解】
橡皮膜左右两侧距离水面和液体表面的深度分别为h1、h2，由p＝ρgh有
ρ液gh2＝ρ水gh1
解得。
25. 小张同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验，可供选择的器材有：4节新干电池，滑动变阻器2个（分别标有“10Ω 3A”和“20Ω 1A”的字样），定值电阻R大=10Ω，R小=5Ω，待测电阻RX（估计阻值约为19欧），学生用电压表和电流表、电键各1个、导线若干。小张同学选用几节新干电池串联组成电源（实验中电源电压保持不变），按图连接电路，且操作步骤正确。闭合电键，发现电流表的示数为0.2安。试完成下列问题，当小张同学移动滑动变阻器的滑片到中点时（即连入电路中的电阻为变阻器最大值的一半），电流表的示数距离表盘中间还有3小格，他继续移动滑动变阻器的滑片，电路中电流最大时，电流表指针恰好指在表盘正中间，此时小张同学发现电流表发生故障（已坏）而不能使用，经过思考后他仅用定值电阻替换电流表，闭合开关后，观察到电压表最大示数为４V。
（1）求：小张同学所选用的电源电压U0和滑动变阻器RP的规格
（2）求：待测电阻RX的平均阻值
【答案】（1）6V，10Ω 3A
（2）RX=20Ω
【解析】
【小问1详解】
由图可知，待测电阻与滑动变阻器串联，操作步骤正确，即闭合开关前，滑动变阻器阻值为最大。
根据欧姆定律可知，电源电压可能是
电源最多由4节干电池组成，最大电源电压为6V，所以实验中选用的滑动变阻器RP的规格是“10Ω 3A”，电源电压。
【小问2详解】
闭合开关，滑动变阻器在阻值最大时，电流表示数为0.2A，电源电压为
可得
移动滑动变阻器的滑片到中点时，电流表的示数距离表盘中间还有3小格，即，电源电压为
可得
继续移动滑动变阻器的滑片，电路中电流最大时，电流表指针恰好指在表盘正中间，即滑动变阻器阻值为0，电流
电流表损坏后，用定值电阻替换电流表后的电压表的最大示数为4V，此时的电路为定值电阻R大与待测电阻Rx串联，滑动变阻器阻值为0时，电压表示数为最大4V，所以定值电阻两端电压为
根据可得
根据四次测量得到RX值均为20Ω，故RX的平均值为20Ω。
26. 小婕同学发现储水容器在单位时间内的出水量不同。她认为水管中单位时间的出水量可能跟水管两端液体的压强差Δp、横截面积S和长度L有关。为此，她设计了如图所示的装置进行研究，容器底部的水平管AB可以方便更换，B处的开关用于控制出水时间，并把相关实验数据记录在下表中。
（1）打开开关后，容器中水的深度h大小可以反映水管AB两端______的大小；为了使水管AB两端水的压强差尽量保持恒定，盛水容器的面积应该______（选填“大”或“小”）；
（2）分析比较实验序号1与6与7数据中Q与S变化的关系及相关条件，可初步得出的结论是______；
（3）根据实验序号______数据中Q与h变化的关系及相关条件，可初步得出的结论是：在L和S相同的情况下，Δp越大，Q越大；
（4）若h=20厘米、L=25厘米、S=S0，则Q=______毫升；若h=10厘米、L=60厘米、S=4S0，则Q=______毫升。
【答案】（1） ①. 压强差 ②. 大
（2）在L与Δp相同的情况下，S越大，Q越大
（3）1与4与5 （4） ①. 48 ②. 160
【解析】
【小问1详解】
[1][2]容器中水的深度h大小可以反映水管AB两端压强差的大小，这用到了转换法；盛水容器的面积越大，盛的水越多，水的高度变化越慢，水管AB两端的压强差变化越小，水管AB两端水的压强差保持恒定。
【小问2详解】
分析比较实验序号1与6与7数据中Q与S变化，可发现水管的长度L与容器内水的深度h相同，随着水管的截面积S越来越大，单位时间出水量Q也变大，可得出初步结论是：在L与Δp相同的情况下，S越大，Q越大。
【小问3详解】
要探究Q随h变化的关系并得到结论，我们需要控制水管的长度L与水管的截面积S相同，改变容器内水的深度h，可根据实验序号1与4与5分析得到。
【小问4详解】
[1][2]根据表中数据可知Q与h、S2成正比、与L成反比，可以得到关系式。若h=20厘米、L=25厘米、S=S0，代入关系式得48；若h=10厘米、L=60厘米、S=4S0，代入关系式得160。焦距（米）
镜片度数
2
50
1
100
0.5
200
0.2
500
实际体重/标准体重
＜0.9
0.9-1.1
＞1.1
营养状况
营养不良
正常
营养过剩
规格：长8.2m 宽3.0m 高3.4m
空重：22t（不含乘员体重及压载铁重）
最大载荷：220kg（不包括乘员体重）
最大速度：25节（巡航1节）
目前最大下潜深度：7000m
乘员：3人（每名乘员的体重不超过80kg）
序号
水管的截面积S
水管的长度L/厘米
容器内水的深度h/厘米
单位时间出水量Q/毫升
1
20
20
60
2
30
20
40
3
40
20
30
4
20
30
90
5
20
40
120
6
20
20
240
7
20
20
540
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