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【竞赛及提前招生】2012年重点高中自主招生物理试卷(三)


2013 年名校初升高自主招生物理综合练习卷 (三)
一、解答题(共 20 小题,满分 0 分) 1.阅读短文并回答下列问题: 滑雪 当滑雪者从雪山顶峰风驰电掣般下滑时如图,你是否想到为什么白雪轻飘飘、软绵绵的,却可以承托高速奔驰的滑 雪者呢? 白雪内有很多小孔,小孔内充满空气.踏着滑雪板的人把重都压在滑雪板上时,雪内的空气就会被逼出;因此,滑 雪板不是与雪地直接接触,

而是在一层气垫上滑行.这层气垫不但对滑雪板施加一个向上的托力,并且减小了雪地 与滑雪板之间的摩擦. 然而,这层气垫只能维持一段很短的时间.如果滑雪者在雪地上停留超过一秒,就会沉下去. (1)滑雪者从雪山顶峰向下运动过程中,重力势能减小,动能增大,机械能 _________ . (2)滑雪板可以轻易再雪地上滑行,是由于: _________ . (3)若滑雪板的长 1.5m、宽 12cm,滑雪者的速度最小为 _________ m/s,他才能不会再雪地上下沉. (4)若滑雪者与滑雪板总重为 720N,当其站立再水平雪地上时,滑雪板对雪地的压强为 _________ Pa.

2. (2009?江苏)阅读短文,回答问题. 汽车防冻液 汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高.为了确保安全,可用水循环进行冷却.实际上,水中往往还要加入不易 挥发的防冻液(原液) ,加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾. 有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见下表(表中防冻液含量 是指防冻液在混合液中所占体积的百分比) . 30 40 50 60 70 80 90 防冻液含量(%) 混合液的凝固点(℃)﹣17 ﹣28 ﹣37 ﹣49 ﹣48 ﹣46 ﹣28 104 107 111 117 124 141 混合液的沸点(℃) 103 在给汽车水箱中加防冻液时, 宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低 10~15℃. 考虑到混合液比热容的减小会 影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高. (1)汽车发动机用水来冷却,这是因为水的 _________ 较大. (2)在混合液中,如果防冻液含量由 30%逐渐增大到 90%,则混合液凝固点的变化情况是 _________ . A.逐渐升高 B.逐渐降低 C.先升高后降低 D.先降低后升高 (3) 若某地常年最低气温为﹣15℃, 对该地区汽车来说, 在下列不同防冻液含量的混合液中, 宜选 _________ . A.30% B.40% C.60% D.90% (4)请在图中作出混合液沸点与防冻液含量的关系图象;由图象可以推知,防冻液的含量达到 75%时,混合液的 沸点大约是 _________ ℃.

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(5)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少.与原来相比,混合液的沸点 或“不变”) ,其原因是 _________ .

_________ (选填“升高”、“降低”

3. (2009?包头)我国某颗返回卫星约是一边长为 2m 的封闭式正方体,其总质量为 1.0×10 ㎏.回收时,落回预定 水域的 10m 深处, 假设用如图所示的打捞船上的装置匀速吊起, 从卫星的上表面露出水面到下表面刚好离开水面的 过程中, 卫星受到的浮力是变化的, 我们可以用一个恒力来代替, 这个恒力的大小等于卫星受到的最大浮力的 1/2, 不计 绳重和绳在水中受到的浮力,以及绳与滑轮间的摩擦. (g 取 10N/㎏,ρ 水=1.0×10 ㎏/m ) (1)定滑轮的作用是什么? (2)起吊之前,卫星下表面受到水的压力是多大? (3)将卫星匀速吊起后在上表面未露出水面之前,作用在钢绳上 A 点的水平拉力是多大? (4)将卫星从水底打捞至下表面刚好离开水面的过程中,作用在 A 点的水平拉力做了多少功?
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4. (2009?哈尔滨)同学们在家里通过实验探究“烧水过程中能量转化效率”的问题时,选用了如图所示的电水壶. ××牌电水壶 220V 额定电压 1500W 额定功率 3L 容积 (1)若请你参加该实验探究,实验中你需要用到的测量工具是 _________ ; (2)写出你的实验探究过程;根据实验测量出的数据,写出电水壶烧水过程中能量转化效率的数学表达式: _________ (3)根据测量数据及表达式,指出影响电水壶烧水过程中能量转化效率的因素. _________ .

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www.jyeoo.com 5. (2009?北京)如图是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装置示意图.该装置主要由滑轮组、配重 C、 D 以及杠杆 AB 组成,配重 C 通过细绳与动滑轮相连,配重 C、D 分别通过支架固连在杠杆 AB 两端,支架与杠杆 垂直.杠杆的 B 端放在水平台面上,杠杆可以绕支点 O 在竖直平面内逆时针转动,开关被拉开前,杠杆在水平位 置平衡.已知动滑轮 P 的质量 mP 为 0.2kg,OA:OB=3:1,配重 D 的质量 mD 为 1.5kg,作用在 D 上的竖直向下的 压力 F 为 75N,刚好拉开开关所需的拉力 T 为 6N.杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计,滑轮与轴的摩擦、杠杆 与轴的摩擦均忽略不计,g 取 10N/kg.求:配重 C 的质量 mC 等于多少 kg,开关刚好能被拉开?

6. (2009?赤峰)如图所示是一种起重机的简图,用它把质量为 4×10 kg,底面积为 0.5m 的货物 G 匀速提起 (g=10N/kg) .求 (1)起吊前,当货物静止于水平地面时,它对地面的压强是多少? (2)若把货物匀速提起 12m,用了 40s,则货物上升的速度是多少? (3)起重机对货物做功的功率是多少? (4)若 OA=12m,OB=4m,起重机本身重力不计,吊起货物时为使起重机不翻倒,其右边至少要配质量 m0 为多 少 kg 的物体?

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7. (2009?河南)学过压强以后.王丹决定测算自己双脚站立时对地面的压强.她的质量为 50kg,为了测量鞋与地 面接触的面积,她绘制了每一小格的边长为 2cm 的方格纸,穿上平底鞋站在方格纸上,描出的鞋印如如图所示. (g 取 lON/kg) (1)王丹每只鞋印的面积为 _________ m . (计数时凡大于半格、不满一格的都算一格,小于半格的都不算) (2)王丹双脚站立时对地面的压强为多大? (3)张燕想到了另外一种测量鞋印面积的方法.她先让王丹站在泥地上.踩下一个柱形的鞋印坑,踩出鞋印坑的 深度为 h,然后把密度为 p、质量为 m 的沙子倒入坑中刚好把坑填满.请你根据这些物理量推导出鞋印面积 s 的表 达式.
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8. (2009?河池)龙滩水电站位于红水河上游的河池市天峨县境内.该水电站堪称世界级工程,建成后正常蓄水位 400m,最大坝高 216.5m,装机容量 630 万千瓦. (g=10N/kg)

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www.jyeoo.com (1)如图是大坝的截面图,大坝被建成“上窄下宽”的形状,主要是考虑到水对坝体侧面有 _________ ,并且随深度的增加而 _________ .

(2)若坝内水的密度为 1.0×10 kg/m ,求水深 120m 处大坝受到的压强. (3)某兴趣小组积极响应今年世界环境日的中国主题:“减少污染﹣﹣行动起来”的号召,进行了一次“龙滩库区洪 水期水质调查”的实践活动.通过活动,发现龙滩电站水库对改善水质具有重要的作用.在实际测量中,他们将一 根质量为 100g 的圆柱棒(下端密度较大)放入从大坝附近取来的水样中,该棒恰好竖直漂浮,测得棒浸入水样中 的长度为总长的 3/4.然后将该棒放入从距大坝 150km 处的上游库区取来的水样中,棒仍竖直漂浮,测得棒浸入该 水样中的长度为总长的 5/8. 求该棒在坝区附近的水样中所受的浮力和距大坝 150km 处水样的密度. (大坝附近的水 3 3 样密度约为 1.0×10 kg/m ) 9. (2009?广东)磁悬浮列车是一种新型交通工具,如图所示,列车受到磁力作用而浮起,使列车与轨道间的摩擦 力减小到零,上海磁悬浮列车线路长是 30km,单向运行时间 440s. (1)求列车单向运行的平均速度是多少? (2)假设一节车厢总质量是 20t,磁悬浮列车行驶时,强大的磁力使车厢匀速上升 10mm,求上升过程中磁力对该 车厢做的功是多少?(g 取 10N/kg)

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10. (2009?仙桃)底面积为 50cm 的平底圆柱形容器内盛满某种液体后,置于水平桌面中央(容器壁厚度不计) , 液体的压强与深度的关系如图所示.现将一个质量为 0.08kg 的金属块 A 用轻质细线悬挂在弹簧测力计下,再缓慢 浸没于容器内的液体中,待金属块静止后,擦干容器外壁,弹簧测力计的示数如图所示.求: (g=10N/kg)

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(1)液体的密度是多少? (2)金属块排开液体的质量是多少? (3)剪断细线,金属块下沉到容器底部,此时容器对桌面的压强比只盛满液体时对桌面的压强增大了多少? 11. (2010?乐山)在我市书院南路道路改扩建工程中,推土机发挥了重要作用.如图是某型号履带式推土机,其发 4 2 动机的额定功率为 150kW,质量为 2.0×10 kg,履带与地面的总接触面积为 2.5m (取 g=10N/kg) .求: (1)推土机静止时对水平地面的压强;

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www.jyeoo.com (2)若推土机在平直场地上以额定功率作业,在其以 1.5m/s 的速度匀速前进 10m 的过程中,它受到的阻力及阻力 所做的功.

12.某学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型,这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的 水储存到一定量后,自动开启放水阀门,冲刷便池中的污物.如图是这种水箱模型的主要部件的截面示意图.图中 水箱 A 是一个边长为 50cm 的正方体; 浮筒 B 是一个质量为 0.2kg 的空心圆柱体, 其底面积 SB 为 80cm , 高为 35cm; 2 放水阀门 C 是一个质量可忽略的圆柱体,其底面积 Sc 为 55cm ,厚度 d 为 1.5cm;放水阀门 C 能将排水管口恰好盖 严,阀门上固定一根轻绳与浮筒相连,绳的长度 l 为 10cm.请你计算出水箱中的水深 H 至少为多少时,浮筒 B 刚 好能将放水阀门 C 打开?
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13. (2009?天津)江苏在支援四川汶川地区抗震救灾活动中,一辆满载物资的总重为 G 牛顿的运输车,将物资沿 ABCD 路线运至 D 处,AB 段海拔高度为 h1 米,CD 段海拔高度为 h2 米,如图所示.在整个运输过程中,汽车以恒 定速度 v 米/秒运动,汽车 t=0 时经过 A 处,tl 时经过 B 处,t2 时经过 C 处,在此过程中汽车牵引力功率 P 随时间, 变化的图象可简化为图所示(P1、P2、tl 和 t2 也为已知量) . (1)请分析说明汽车在 AB 段和 BC 段运动时牵引力的大小关系. (2)请用已知量求汽车沿斜坡 BC 段运动时所受总阻力的表达式(总阻力包括摩擦力和空气阻力) .

14. (2009?防城港)赵军同学在家里想知道某种食用油的密度,于是他利用学过的物理知识设计了一种求食用油密 度的方法.他找来一支直径均匀、一端封闭的玻璃管,往玻璃管里放人适量的铁砂,管口朝上放入水里,玻璃管竖 直浮在水中,静止后测出玻璃管露出水面的长度为总长度的 ;再把玻璃管放入待测的食用油里,玻璃管竖直浮在 油中,静止后测出玻璃管露出油面的长度为总长度的 .通过计算他知道了这种食用油的密度.问这种食用油的密 度是多少? 15. (2009?衢州)人类从鸟类飞行得到启示发明了飞机,从鱼类游泳得到启示发明了潜艇.某大学两位研究生从蚂 蚁身上得到启示,设计出“都市蚂蚁”概念车(如图所示) ,获 2009 年全国汽车创新设计大赛最高奖项.这款概念车 小巧实用,并可根据人数组合乘车舱,有利于缓解城市交通拥堵.
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www.jyeoo.com (1)如果“都市蚂蚁”车乘载两人后总质量为 500 ㎏,以 5m/s 的速度在城市中行驶,“都市蚂蚁“车在运行过程中受 到的阻力是总重的 O.4 倍,则发动机的输出功率至少多大(g 取 1ON/㎏)? (2)航模社的同学想将此概念车改进成“水陆两栖蚂蚁车“.若上述乘载两人的概念车要在水面漂浮,且至少有三分 之一的体积露出水面,则它的总体积至少为多大(假设车内不进水)? (3)针对“都市蚂蚁”概念车,从有利于节能减排的角度提出一条建议.

16. (2009?荆门)“武汉号”导弹驱逐舰在亚洲处于领先水平,参加了我国海军首批赴亚丁湾、索马里海域的护航任 3 3 务.“武汉号”的排水量为 7000t,是一种防空、反潜、反舰能力均衡的远洋驱逐舰. (海水的密度为 1.03×10 kg/m , g 取 10N/kg) (1)满载时,“武汉号”受到的浮力有多大? (2)若舰底某处距海面的深度为 8m,则该处受到海水的压强是多少? (3)“武汉号”在巡航时,通过舰载雷达发现了目标.若雷达发出电磁波经 2×10 s 收到了回波,则目标距军舰的距 离是多少?
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17. (2009?辽宁) 如图所示是某公共厕所的自动冲水装置. 浮筒 A 是边长为 20cm 的正方体, 盖片 B 的质量为 1kg, 表面积为 80cm ,厚度不计.连接 AB 的是长为 30cm,体积和质量都不计的硬杆.当供水管流进水箱的水刚好浸没 浮筒 A 时,盖片 B 被拉开,水通过排水管流出冲洗厕所(g 取 10N/kg) . (1)当水箱的水刚好浸没浮筒 A 时,水对盖片 B 的压力是多少? (2)浮筒 A 的质量是多少? (3)当水箱中的水有多深时,盖片 B 又自动关上?
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18. (2009?宜昌)小明的爸爸新买了一辆小汽车,如图所示,小明坐着这辆汽车匀速行驶 144 km,用时 2h,消耗 7 汽油 9kg,其发动机的功率为 23kW.请运用所学的知识解答下列问题. (汽油的热值为 4.6×10 J/kg) (1)汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大? (2)汽车发动机的效率是多少? (3)观察小汽车的外型,判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时,对地面压力哪一个大?为什么?

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www.jyeoo.com 19. (2009?重庆)为了响应“健康重庆”的号召,小林和爸爸周末到郊外去钓鱼,他在亲近大自然的同时还观察到爸 爸在钓鱼前要“试漂”来确定铅坠(铅坠由合金制成)的大小,尽量使“浮标”更灵敏(如图甲所示) ,图 17 乙是浮标 和铅坠的位置示意图. 若球形浮标的体积为 15cm , 铅坠的密度为 11g/cm . (取水的密度 ρ 水=1.0×10 kg/m , g=10N/kg) (1)若铅坠在水面下 1.2m 处,它受到水的压强是多大? (2)有经验的钓鱼者会使浮标体积 的浸入水中,此时浮标受到的浮力是多大? (3)小林看见爸爸有一种体积为 0.5cm 的铅坠,如果使用这种铅坠,浮标静止时浸入水中的体积有多大?(铅坠 未接触池底,不计浮标的质量,不计钓线、鱼钩和鱼饵的体积及质量)
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20. (2009?赤峰)铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁,当磁体靠近它或与它接触时,它便有有了吸引钢铁的性质,也是 被磁化了.软铁磁化后,磁性很容易消失,称为软磁性材料.而钢等物质在磁化后,磁性能够保持,称为硬磁性材 料.硬磁性材料可以做成永磁体,还可用来记录声音.录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的小颗粒.录音 时,声音先转变成强弱变化的电流,这样的电流通过录音磁头,产生了强弱变化的磁场.磁带滑过时,磁带上的小 颗粒被强弱不同地磁化,于是记录了一连串有关磁性变化的信息(如图) .

阅读上面文字,完成下列内容: (1)磁带上的 _________ 记录了声音、图象等信息;录音机在把声信号变成磁信号的过程中,要先把声信号变成 _________ 信号. (2)请根据上面的内容,提出一个物理问题并尝试解答提出的问题. 示例:问题:什么是磁化? 解答:使没有磁性的物体获得磁性的过程. 问题: _________ 解答: _________ (3)标出如图所示位置时刻,磁头线圈中的电流方向.

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2013 年名校初升高自主招生物理综合练习卷 (三)
参考答案与试题解析
一、解答题(共 20 小题,满分 0 分) 1.阅读短文并回答下列问题: 滑雪 当滑雪者从雪山顶峰风驰电掣般下滑时如图,你是否想到为什么白雪轻飘飘、软绵绵的,却可以承托高速奔驰的滑 雪者呢? 白雪内有很多小孔,小孔内充满空气.踏着滑雪板的人把重都压在滑雪板上时,雪内的空气就会被逼出;因此,滑 雪板不是与雪地直接接触,而是在一层气垫上滑行.这层气垫不但对滑雪板施加一个向上的托力,并且减小了雪地 与滑雪板之间的摩擦. 然而,这层气垫只能维持一段很短的时间.如果滑雪者在雪地上停留超过一秒,就会沉下去. (1)滑雪者从雪山顶峰向下运动过程中,重力势能减小,动能增大,机械能 减小 . (2)滑雪板可以轻易再雪地上滑行,是由于: 滑雪板与雪地之间形成气垫,减小了滑雪板与雪地之间的摩擦 . (3)若滑雪板的长 1.5m、宽 12cm,滑雪者的速度最小为 1.5 m/s,他才能不会再雪地上下沉. (4)若滑雪者与滑雪板总重为 720N,当其站立再水平雪地上时,滑雪板对雪地的压强为 2000 Pa.

考点: 机械能;增大或减小摩擦的方法;压强的大小及其计算. 专题: 应用题;简答题;信息给予题. 分析: 滑雪板和雪面存在摩擦力,克服摩擦做功,部分机械能转化为内能,机械能减小. 减小摩擦的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,用滚动代替滑动,使接触面脱离. 知道时间和长度,根据速度公式,求出速度. 滑雪者站在水平雪地上,对雪地的压力等于重力.知道滑雪板的长度和宽度,求出受力面积,知道压力和 受力面积,根据压强公式,求得压强. 解答: 解: (1)滑雪者在滑行过程中,滑雪板和雪面之间存在摩擦,克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能 减小,内能增加. (2)滑雪板可以轻易在雪地上滑行,滑雪板与雪地之间形成气垫,使接触面脱离,减小了滑雪板与雪地之 间的摩擦.
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(3)v= =

=1.5m/s.
2

(4)S=2×1.5m×0.12m=0.36m , p= = = =2000Pa.

故答案为: (1)减小; (2)滑雪板与雪地之间形成气垫,减小了滑雪板与雪地之间的摩擦; (3)1.5; (4) 2000. 点评: 本题考查了机械能的转化、减小摩擦力的方法、速度计算、压强计算等. 本题有个容易出错的地方,滑雪时是两个滑雪板. 2. (2009?江苏)阅读短文,回答问题. 汽车防冻液

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www.jyeoo.com 汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高.为了确保安全,可用水循环进行冷却.实际上,水中往往还要加入不易 挥发的防冻液(原液) ,加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾. 有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见下表(表中防冻液含量 是指防冻液在混合液中所占体积的百分比) . 30 防冻液含量(%) 混合液的凝固点(℃)﹣17 混合液的沸点(℃) 103 40 ﹣28 104 50 ﹣37 107 60 ﹣49 111 70 ﹣48 117 80 ﹣46 124 90 ﹣28 141

在给汽车水箱中加防冻液时, 宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低 10~15℃. 考虑到混合液比热容的减小会 影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高. (1)汽车发动机用水来冷却,这是因为水的 比热容 较大. (2)在混合液中,如果防冻液含量由 30%逐渐增大到 90%,则混合液凝固点的变化情况是 D . A.逐渐升高 B.逐渐降低 C.先升高后降低 D.先降低后升高 (3)若某地常年最低气温为﹣15℃,对该地区汽车来说,在下列不同防冻液含量的混合液中,宜选 B . A.30% B.40% C.60% D.90% (4)请在图中作出混合液沸点与防冻液含量的关系图象;由图象可以推知,防冻液的含量达到 75%时,混合液的 沸点大约是 120 ℃.

(5)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少.与原来相比,混合液的沸点 变”) ,其原因是 水由于汽化而减少,防冻液的含量增大 .

升高 (选填“升高”、“降低”或“不

考点: 水的比热容的特点及应用;熔点和凝固点;沸点及沸点与气压的关系. 专题: 作图题;简答题;信息给予题;推理法. 分析: (1)根据水的比热容较大的特点分析:相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或 放出的热量多; (2)观察表中数据得出混合液凝固点的变化情况; (3)某地常年最低气温为﹣15℃,结合“混合液的凝固点比本地常年最低气温低 10~15℃”,判断出混合液 凝固点的大致范围,再由表中数据找出合适的防冻液; (4)利用描点法作出混合液沸点与防冻液含量的关系图象,由图象可以找出当防冻液的含量达到 75%时, 混合液的沸点; (5)长时间使用后,混合液中的水由于汽化而减少,防冻液的含量增大,使混合液的沸点升高. 解答: 解: (1)因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以 汽车发动机用水来冷却;
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www.jyeoo.com (2)观察表中数据得出,当防冻液含量由 30%逐渐增大到 90%时,混合液凝固点先降低后升高,故选 D; (3)某地常年最低气温为﹣15℃,由于混合液的凝固点比本地常年最低气温低 10~15℃,则混合液的凝固 点约为﹣30~﹣25℃,由表中数据可知选择 40%和 90%的防冻液,而混合液中防冻液的含量不宜过高,所 以选择 40%的防冻液较为合适,故选 B; (4)混合液沸点与防冻液含量的关系图象如图所示,由图象可以找出当防冻液的含量达到 75%时,混合液 的沸点为 120℃; (5)与原来相比,水箱内的水由于汽化而减少,防冻液的含量增大,使混合液的沸点升高. 故答案为: (1)比热容; (2)D; (3)B; (4)120; (5)升高,水由于汽化而减少,防冻液的含量增大.

点评: 本题综合考查了学生对水的比热容大的特点、沸点、凝固点的了解和掌握,会从图象中得出相关信息是本 题的关键. 3. (2009?包头)我国某颗返回卫星约是一边长为 2m 的封闭式正方体,其总质量为 1.0×10 ㎏.回收时,落回预定 水域的 10m 深处, 假设用如图所示的打捞船上的装置匀速吊起, 从卫星的上表面露出水面到下表面刚好离开水面的 过程中, 卫星受到的浮力是变化的, 我们可以用一个恒力来代替, 这个恒力的大小等于卫星受到的最大浮力的 1/2, 不计 绳重和绳在水中受到的浮力,以及绳与滑轮间的摩擦. (g 取 10N/㎏,ρ 水=1.0×10 ㎏/m ) (1)定滑轮的作用是什么? (2)起吊之前,卫星下表面受到水的压力是多大? (3)将卫星匀速吊起后在上表面未露出水面之前,作用在钢绳上 A 点的水平拉力是多大? (4)将卫星从水底打捞至下表面刚好离开水面的过程中,作用在 A 点的水平拉力做了多少功?
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考点: 定滑轮及其工作特点;力的合成与应用;液体的压强的计算;浮力大小的计算;功的计算. 专题: 计算题. 分析: (1)由定滑轮的特点分析; (2)由 p=ρgh 先计算出水产生的压强,再由 F=pS 计算卫星下表面受到水的压力;

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(3)作用在钢绳上 A 点的水平拉力 F′=G﹣F 浮,计算出物重和浮力后可算出; (4)水平拉力做的功分成两部分,卫星完全在水下做的功 W1,和出水时做的 W2,分别计算. 解答: 解: (1)使用定滑轮可以改变用力的方向.
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www.jyeoo.com 3 5 (2)水产生的压强 p=ρ 水 gh=1000kg/m ×10N/㎏×10m=10 Pa, 5 5 卫星下表面受到水的压力 F=pS=10 Pa×2m×2m=4×10 N. 4 5 (3)卫星的重力 G=mg=1.0×10 ㎏×10N/㎏=10 N, 3 3 4 浮力 F 浮=ρ 水 gV=1000kg/m ×10N/㎏×8m =8×10 N, 5 4 4 作用在钢绳上 A 点的水平拉力 F′=G﹣F 浮=10 N﹣8×10 N=2×10 N. 4 5 (4)卫星完全在水下做的功 W1=F′(h﹣a)=2×10 N×(10m﹣2m)=1.6×10 J, 出水时做的 W2=F1a=(G﹣ F 浮)a=6×10 N×2m=1.2×10 J, 故对卫星做的功 W=W1+W2=1.6×10 J+1.2×10 J=2.8×10 J, 5 答:定滑轮的作用是改变了用力的方向;卫星下表面受到水的压力为 4×10 N; 4 5 作用在钢绳上 A 点的水平拉力为 2×10 N;对卫星做的功 2.8×10 J. 点评: 本题考查了定滑轮的作用、液体压强、浮力、合力、功的计算.注意在计算时单位要统一,在第(4)小题 中,做的功应包括两部分,卫星完全在水面下的功和出水时对它的做的功. 4. (2009?哈尔滨)同学们在家里通过实验探究“烧水过程中能量转化效率”的问题时,选用了如图所示的电水壶. ××牌电水壶 220V 额定电压 1500W 额定功率 3L 容积 (1)若请你参加该实验探究,实验中你需要用到的测量工具是 秒表、温度计 ; (2)写出你的实验探究过程;根据实验测量出的数据,写出电水壶烧水过程中能量转化效率的数学表达式:
5 5 5 4 5

(3)根据测量数据及表达式,指出影响电水壶烧水过程中能量转化效率的因素. ①水的体积(质量) ,②水的温度差,③加热时间,④电水壶的电功率 .

考点: 能量利用效率;密度公式的应用;热量的计算;电功的计算. 专题: 计算题;实验探究题. 分析: (1)实验过程中需要测量加热时间和水的温度,需要的测量工具:秒表、温度计;
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(2)由铭牌可知电热水壶的电功率,测出加热时间,利用 P= 求消耗的电能;由铭牌知道容积,利用密度 公式求水的质量,用温度计测量水的初温和末温,再利用吸热公式求水吸收的热量;再利用效率公式求解; 据此设计步骤并求解; (3)由于水的体积(是否装满) 、水的温度、加热时间、电功率(所加电压不一定等于额定电压,实际功 率不一定等于额定功率)的数值可能不准确,影响能量转化效率. 解答: 解: (1)实验中需要用到的测量工具:电能表、温度计, (2)实验探究过程: a.观察电水壶铭牌得到额定功率 P(P=1500W) ,容积 V(v=3L=3×10 m ) ; b.电水壶中盛满水,用温度计测出水的初温 t0; c.关闭家中其它用电器,将此水壶单独接入电路中,用秒表计时,记录用时 t(s)和水的末温 t(℃) . 计算过程: ①消耗的电能(总能量) : W 电=Pt,
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﹣3

3

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www.jyeoo.com ②被水吸收的能量(有用) : Q 吸=cm(t﹣t0)=cρv(t﹣t0) ③电水壶烧水过程中能量转化效率: η= = ;

故答案为:



(3)能量转化效率影响因素:①水的体积(质量) ;②水的温度差;③加热时间;④电水壶的电功率. 点评: 本题综合考查了消耗电能的计算、热量的计算,根据计算能量转化效率的计算方法设计、计算是本题的关 键. 5. (2009?北京)如图是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装置示意图.该装置主要由滑轮组、配重 C、 D 以及杠杆 AB 组成,配重 C 通过细绳与动滑轮相连,配重 C、D 分别通过支架固连在杠杆 AB 两端,支架与杠杆 垂直.杠杆的 B 端放在水平台面上,杠杆可以绕支点 O 在竖直平面内逆时针转动,开关被拉开前,杠杆在水平位 置平衡.已知动滑轮 P 的质量 mP 为 0.2kg,OA:OB=3:1,配重 D 的质量 mD 为 1.5kg,作用在 D 上的竖直向下的 压力 F 为 75N,刚好拉开开关所需的拉力 T 为 6N.杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计,滑轮与轴的摩擦、杠杆 与轴的摩擦均忽略不计,g 取 10N/kg.求:配重 C 的质量 mC 等于多少 kg,开关刚好能被拉开?

考点: 杠杆的平衡条件;力的合成与应用;重力的计算;动滑轮及其工作特点. 专题: 计算题;应用题. 分析: 以杠杆为研究对象,因为杠杆平衡,根据杠杆的平衡条件得出两边受力的大小关系; 左边受力根据动滑轮的特点和同一直线上力的合成求得; 右边受力根据同一直线上同方向力的合成求得; 最后根据两边受力大小关系求配重 C 的质量 mC. 解答: 解:若开关刚好能被拉开,则拉力 T=6N,此时杠杆在水平位置平衡,B 端受地面的支持力为 0,
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如右图:FA×OA=FB×OB, ∵OA:OB=3:1, ∴FA:FB=1:3;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① ∵细绳的质量、滑轮与轴的摩擦忽略不计, ∴T= (F 拉+G 轮) , ∴物体 C 受到的向上的拉力: F 拉=2T﹣G 轮=2×6N﹣mPg=12N﹣0.2kg×10N/kg=10N; ∴杠杆左边受到力: FA=GC﹣F 拉=mCg﹣10N,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② FB=F+GD=75N+mDg=75N+1.5kg×10N/kg=90N﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 将②③代入①得: (mCg﹣10N) :90N=1:3, ∴mC=4kg.
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www.jyeoo.com 答:配重 C 的质量 mC 等于 4kg,开关刚好能被拉开.

点评: 本题综合考查了重力的计算、动滑轮的特点、杠杆的平衡条件、同一直线上力的合成,杠杆在水平位置平 衡,B 端受地面的支持力为 0 是分析本题的关键. 6. (2009?赤峰)如图所示是一种起重机的简图,用它把质量为 4×10 kg,底面积为 0.5m 的货物 G 匀速提起 (g=10N/kg) .求 (1)起吊前,当货物静止于水平地面时,它对地面的压强是多少? (2)若把货物匀速提起 12m,用了 40s,则货物上升的速度是多少? (3)起重机对货物做功的功率是多少? (4)若 OA=12m,OB=4m,起重机本身重力不计,吊起货物时为使起重机不翻倒,其右边至少要配质量 m0 为多 少 kg 的物体?
2 2

考点: 压强的大小及其计算;速度的计算;二力平衡条件的应用;杠杆的平衡条件;功率的计算. 专题: 计算题;应用题. 分析: (1)在水平地面上压力等于物体重力,根据公式 P= 可求压强. (2)已知高度和时间,根据公式 可求速度.

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(3)已知物体匀速上升,拉力等于物体重力,物体上升速度已经求出,根据公式 P=FV 可求功率. (4)已知货物质量和力臂 OA,还知要配物体的力臂 OB,根据杠杆平衡条件 F1L1=F2L2 可求物体的质量. 解答: 解: (1)静止于水平地面: 2 3 F=G=mg=4×10 kg×10N/kg=4×10 N, P= =8×10 Pa.
3 3

答:它对地面的压强是 8×10 Pa. (2) .

答:货物上升的速度是 0.3m/s. (3)物体匀速上升,拉力等于重力, 3 3 P=FV=4×10 N×0.3m/s=1.2×10 W. 3 答:起重机对货物做功的功率是 1.2×10 W. (4)由杠杆平衡条件:OA×mg=OB×m0g, m0= =1.2×10 kg.
3 3

答:右边至少要配质量 m0 为 1.2×10 kg 的物体. 点评: 本题考查压强、速度、功率、质量的计算,关键是公式及其变形的应用,重点知道在水平地面上压力等于 物体自身重力和杠杆平衡条件的应用.
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www.jyeoo.com 7. (2009?河南)学过压强以后.王丹决定测算自己双脚站立时对地面的压强.她的质量为 50kg,为了测量鞋与地 面接触的面积,她绘制了每一小格的边长为 2cm 的方格纸,穿上平底鞋站在方格纸上,描出的鞋印如如图所示. (g 取 lON/kg) (1)王丹每只鞋印的面积为 1.48×10 m. (计数时凡大于半格、不满一格的都算一格,小于半格的都不算) (2)王丹双脚站立时对地面的压强为多大? (3)张燕想到了另外一种测量鞋印面积的方法.她先让王丹站在泥地上.踩下一个柱形的鞋印坑,踩出鞋印坑的 深度为 h,然后把密度为 p、质量为 m 的沙子倒入坑中刚好把坑填满.请你根据这些物理量推导出鞋印面积 s 的表 达式.
﹣2

2

考点: 重力的计算;密度公式的应用;压强的大小及其计算. 专题: 计算题;应用题. 分析: (1)先算出一个方格的面积,然后从图上算出鞋印所占的格数,就可以算出鞋印的面积; (2)王丹对地面的压力等于她的重力,根据 G=mg 算出王丹的重力,然后算出双脚的面积,最后根据压强
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公式 P= 算出压强; (3)根据密度公式的变形式 V= 算出沙子的体积,然后用体积除以深度 h 即可算出鞋印的面积.

解答: 解: (1)从图来看,我们无法直接数出鞋印所占的方格数,因为鞋印盖住了下面的方格.我们可先数出鞋 印最宽处所占的格数是四个格,鞋印最长所占的格数是 12 个格,这样算出是 48 个格.然后根据题意,这 48 个格里小于半格的有 11 个,所以鞋印所占的格数是 37 个格. 一个方格的面积:S 一格=2cm×2cm=4cm =4×10 m , ﹣4 2 ﹣2 2 则王丹每只鞋印的面积:S=37×4×10 m =1.48×10 m . ﹣2 故答案为:1.48×10 . (2)王丹的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N, 王丹双脚的面积:S′=2S=2×1.48×10 m , 双脚站立时对地面的压强:P= = =
4
﹣2

2

﹣4

2

2

≈1.69×10 Pa.

4

答:王丹双脚站立时对地面的压强为 1.69×10 Pa. (3)鞋印坑的体积:V= 鞋印的面积:S= = . . ,

答:鞋印的面积的表达式:S=

点评: 解答本题需要用到我们常用的三个公式:密度公式,重力公式,压强公式.在物理计算题中,往往都要用 到多个公式进行分析计算,所以一定要熟悉物理中的所有公式. 8. (2009?河池)龙滩水电站位于红水河上游的河池市天峨县境内.该水电站堪称世界级工程,建成后正常蓄水位 400m,最大坝高 216.5m,装机容量 630 万千瓦. (g=10N/kg)

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www.jyeoo.com (1)如图是大坝的截面图,大坝被建成“上窄下宽”的形状,主要是考虑到水对坝体侧面有 压强 ,并且随深度的增加而 增大 .

(2)若坝内水的密度为 1.0×10 kg/m ,求水深 120m 处大坝受到的压强. (3)某兴趣小组积极响应今年世界环境日的中国主题:“减少污染﹣﹣行动起来”的号召,进行了一次“龙滩库区洪 水期水质调查”的实践活动.通过活动,发现龙滩电站水库对改善水质具有重要的作用.在实际测量中,他们将一 根质量为 100g 的圆柱棒(下端密度较大)放入从大坝附近取来的水样中,该棒恰好竖直漂浮,测得棒浸入水样中 的长度为总长的 3/4.然后将该棒放入从距大坝 150km 处的上游库区取来的水样中,棒仍竖直漂浮,测得棒浸入该 水样中的长度为总长的 5/8. 求该棒在坝区附近的水样中所受的浮力和距大坝 150km 处水样的密度. (大坝附近的水 3 3 样密度约为 1.0×10 kg/m ) 考点: 液体的压强的特点;液体的压强的计算;浮力大小的计算. 专题: 计算题;方程法. 分析: (1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体的压强随深度增加而增大压强增大; (2)根据液体压强计算公式即可求解; (3)求浮力可根据漂浮时浮力与重力相等这一等量关系,求出该棒的重力,即为浮力.
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3

3

因为棒在这两样水中都是漂浮的,所以所受的浮力相等.根据阿基米德原理 F 浮=ρ 液 gV 排,已知棒在这两样 水中的 V 排关系和大坝附近的水样密度,就可以列出一个方程求解出距大坝 150km 处水样的密度. 解答: 解: (1)由液体压强特点可知:液体对容器底和侧壁都有压强,液体的压强随深度增加而增大.那么大坝 之所以要建成“上窄下宽”的形状,主要就是考虑到水对坝体侧面有压强,并且随深度的增加而增大. 故答案为:压强,增大. (2)120m 水深处的压强:P=ρ 水 gh=1.0×10 kg/m ×10N/kg×120m=1.2×10 Pa. 6 答:水深 120m 处大坝受到的压强是 1.2×10 Pa. (3)把棒放入大坝附近水样中,处于漂浮状态 F 浮 1=G 棒,且排开水样的体积为:V 排 1= V 排 棒受到的浮力 F 浮 1=G 棒=mg=100×10 kg×10N/kg=1N 把棒放入上游水样中也处于漂浮状态,故有:F 浮 2=G 棒=F 浮 1 此时排开水样的体积:V 排 2= V 排. 则有 ρ 水样 2g× V 排=ρ 水样 1g× V 排 所以 ρ 水样 2=ρ 水样 1× × =1.2×10 kg/m . 答:该棒在坝区附近的水样中所受的浮力是 1N.距大坝 150km 处水样的密度是 1.2×10 kg/m . 点评: 本题综合考查了液体压强的特点、液体压强的计算、浮力大小的计算,其中第(3)问有一定的难度.解题 技巧是要找出题中的等量关系:漂浮时浮力等于重力,在两样水中所受的浮力相等. 9. (2009?广东)磁悬浮列车是一种新型交通工具,如图所示,列车受到磁力作用而浮起,使列车与轨道间的摩擦 力减小到零,上海磁悬浮列车线路长是 30km,单向运行时间 440s. (1)求列车单向运行的平均速度是多少? (2)假设一节车厢总质量是 20t,磁悬浮列车行驶时,强大的磁力使车厢匀速上升 10mm,求上升过程中磁力对该 车厢做的功是多少?(g 取 10N/kg)
3 3 3 3
﹣3

3

3

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考点: 速度的计算;物理量的单位及单位换算;二力平衡条件的应用;功的计算. 专题: 计算题;应用题. 分析: (1)已知上海磁悬浮列车线路长和单向运行时间,根据公式 可求平均速度.
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(2)根据二力平衡的条件可知,磁力等于车厢的重力,根据公式 W=Gh 可求磁力对该车厢做的功. 解答: 解: (1)总路程 S=30km=30000m, 列车单向运行的平均速度是 .

答:列车单向运行的平均速度是 68m/s. (2)磁力等于车厢的重力 F=G=mg=20000kg×10N/kg=200000N, 上升高度 h=10mm=0.01m, 磁力对该车厢做的功 W=Gh=200000N×0.01m=2000J. 答:磁力对该车厢做的功是 2000J. 点评: 本题考查平均速度和做功的计算以及单位的换算,关键是公式的应用,知道要求平均速度先求总路程和总 时间,知道磁力等于车厢的重力,还要知道做功的条件是有力作用在物体上和物体在力的方向上移动距离. 10. (2009?仙桃)底面积为 50cm 的平底圆柱形容器内盛满某种液体后,置于水平桌面中央(容器壁厚度不计) , 液体的压强与深度的关系如图所示.现将一个质量为 0.08kg 的金属块 A 用轻质细线悬挂在弹簧测力计下,再缓慢 浸没于容器内的液体中,待金属块静止后,擦干容器外壁,弹簧测力计的示数如图所示.求: (g=10N/kg)
2

(1)液体的密度是多少? (2)金属块排开液体的质量是多少? (3)剪断细线,金属块下沉到容器底部,此时容器对桌面的压强比只盛满液体时对桌面的压强增大了多少? 考点: 阿基米德原理;密度的计算;弹簧测力计的使用与读数;重力的计算;压强的大小及其计算;液体压强计 算公式的应用;浮力大小的计算. 专题: 计算题;信息给予题. 分析: (1)由图象可知,液体内部的压强与深度成正比,取 h=4cm,读出该深度的压强,根据液体压强的公式求 液体的密度; (2)知道金属块的质量,利用重力公式求金属块受到的重力,又知道金属块全浸入液体中弹簧测力计的示 数,由称重法求出金属块受到的浮力,再根据阿基米德原理求金属块排开液体的质量; (3)由阿基米德原理知道,把金属块浸没水中后溢出(排开)水的重等于金属块受到的浮力,所以金属块
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www.jyeoo.com 下沉到容器底部容器对桌面的压力比只盛满液体对桌面的压力增大值△ F=G 金﹣G 排=G 金﹣F 浮, 再利用压强 公式求容器对桌面的压强值. ﹣2 2 解答: 解: (1)由图知,当 h=4cm=4×10 m 时,p=4×10 Pa, ∵p=ρ 液 gh, ∴ρ 液= = =1.0×10 kg/m ;
3 3

(2)G 金=m 金 g=0.08kg×10N/kg=0.8N, F 浮=G 金﹣F 示=0.8N﹣0.5N=0.3N, F 浮=G 排=m 排 g, m 排= = =0.03kg;

(3)容器对桌面的压力增大值: △ F 压=G 金﹣G 排=G 金﹣F 浮=0.8N﹣0.3N=0.5N, 容器对桌面的压强增大值: △ P= = =100Pa.
3 3

答: (1)液体的密度是 1.0×10 kg/m ; (2)金属块排开液体的质量是 0.03kg; (3)容器对桌面的压强增大了 100Pa. 点评: 本题考查了学生对密度的公式、重力公式、阿基米德原理、压强定义式、液体压强公式的了解与掌握,涉 及到弹簧测力计的读数、从图象搜集信息,知识点多,综合性强,属于难题,要求灵活选用公式进行计算. 11. (2010?乐山)在我市书院南路道路改扩建工程中,推土机发挥了重要作用.如图是某型号履带式推土机,其发 4 2 动机的额定功率为 150kW,质量为 2.0×10 kg,履带与地面的总接触面积为 2.5m (取 g=10N/kg) .求: (1)推土机静止时对水平地面的压强; (2)若推土机在平直场地上以额定功率作业,在其以 1.5m/s 的速度匀速前进 10m 的过程中,它受到的阻力及阻力 所做的功.

考点: 压强的大小及其计算;二力平衡条件的应用;功的计算. 专题: 应用题. 分析: (1)关键是明确推土机对水平地面的压力就是其本身的重力,然后根据压强公式可直接得出答案;
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(2)因为是匀速前进,利用速度公式可以求时间 t,再利用功率公式
4 5 解答: 解: (1)F 压=G=mg=2.0×10 kg×10N/kg=2.0×10 N

和功的公式 W=Fs 分析求解.

p=

=8×10 Pa

4

(2)t=

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www.jyeoo.com W=Pt=150×10 W×
3

s=1×10 J

6

由于匀速运动,推土机受到的阻力 F 阻=F 牵= =1×10 N
5 6 5

故阻力做的功 W'=F 阻 s=1×10 N×10m=1×10 J 4 答: (1)推土机静止时对水平地面的压强为 8×10 Pa; 5 6 (2)它受到的阻力 1×10 N,阻力所做的功 1×10 J. 点评: 灵活运用压强公式 、功的公式 W=Fs 和功率公式 分析解决实际问题

12.某学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型,这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的 水储存到一定量后,自动开启放水阀门,冲刷便池中的污物.如图是这种水箱模型的主要部件的截面示意图.图中 水箱 A 是一个边长为 50cm 的正方体; 浮筒 B 是一个质量为 0.2kg 的空心圆柱体, 其底面积 SB 为 80cm , 高为 35cm; 2 放水阀门 C 是一个质量可忽略的圆柱体,其底面积 Sc 为 55cm ,厚度 d 为 1.5cm;放水阀门 C 能将排水管口恰好盖 严,阀门上固定一根轻绳与浮筒相连,绳的长度 l 为 10cm.请你计算出水箱中的水深 H 至少为多少时,浮筒 B 刚 好能将放水阀门 C 打开?
2

考点: 二力平衡条件的应用;液体压强计算公式的应用;浮力大小的计算. 专题: 计算题;整体思想. 分析: 由题中模型可知当 C 被拉起时水会放出,故将 B、C 看作一个整体进行分析,由受力分析可知 BC 整体受到 B 的重力、C 受液体的压力及 B 受液体的浮力,由平衡条件可知当向上的浮力与向下的重力及水对 C 的压 力相等时 C 刚好被打开. 解答: 解:取 B、C 整体为研究对象,受力分析由平衡条件得 F 浮=GB+FC 而水对阀门 C 的压力 FC=ρg(H﹣d)×SC B 受到的浮力 F 浮=ρgV=ρg(H﹣l﹣d)SB GB=mg 联立以上各式得 ρg(H﹣l﹣d)SB=GB+ρg(H﹣d)×SC
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H=

=

代入数据得:H=

+0.015m+

×0.1m=0.415m 答:当水箱中的水至少为 0.415m 时,C 被打开. 点评: 整体法为物理学中一常见方法,一定要能灵活的选择研究对象并能对其进行受力分析,从而找到解决问题
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www.jyeoo.com 的方法. 13. (2009?天津)江苏在支援四川汶川地区抗震救灾活动中,一辆满载物资的总重为 G 牛顿的运输车,将物资沿 ABCD 路线运至 D 处,AB 段海拔高度为 h1 米,CD 段海拔高度为 h2 米,如图所示.在整个运输过程中,汽车以恒 定速度 v 米/秒运动,汽车 t=0 时经过 A 处,tl 时经过 B 处,t2 时经过 C 处,在此过程中汽车牵引力功率 P 随时间, 变化的图象可简化为图所示(P1、P2、tl 和 t2 也为已知量) . (1)请分析说明汽车在 AB 段和 BC 段运动时牵引力的大小关系. (2)请用已知量求汽车沿斜坡 BC 段运动时所受总阻力的表达式(总阻力包括摩擦力和空气阻力) .

考点: 功率的计算;功的计算. 专题: 计算题. 分析: (1)因为汽车匀速运动,牵引力的功率不同,所以由公式 P=Fv 分析牵引力的大小; (2)汽车在 BC 段行驶时,牵引力做功等于克服重力做功加上克服阻力做功,据此求阻力 f 的表达式. 解答: 解: (1)设汽车的牵引力为 F,
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∵ ∴ ,



又∵P2>P1,速度一定, ∴汽车在 BC 段运动时牵引力较大. (2)设 BC 段长为 L、高为 h,由功的关系可得: WF=Gh+fL P2(t2﹣t1)=G(h2﹣h1)+fL P2(t2﹣tl)=G(h2﹣h1)+fv(t2﹣tl) (N) 答: (1)汽车在 BC 段运动时牵引力较大; (2)汽车沿斜坡 BC 段运动时所受总阻力的表达式: (N) .

点评: 本题考查了功的计算、功率的计算,涉及到 P﹣t 图象,用好 P=Fv 和功的关系式 WF=Gh+fL 是本题的关键. 14. (2009?防城港)赵军同学在家里想知道某种食用油的密度,于是他利用学过的物理知识设计了一种求食用油密 度的方法.他找来一支直径均匀、一端封闭的玻璃管,往玻璃管里放人适量的铁砂,管口朝上放入水里,玻璃管竖 直浮在水中,静止后测出玻璃管露出水面的长度为总长度的 ;再把玻璃管放入待测的食用油里,玻璃管竖直浮在 油中,静止后测出玻璃管露出油面的长度为总长度的 .通过计算他知道了这种食用油的密度.问这种食用油的密 度是多少? 考点: 物体的浮沉条件及其应用;密度的计算.

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www.jyeoo.com 专题: 计算题;方程法. 分析: 试管漂浮在水面上,知道排开水的体积与试管体积的关系,利用阿基米德原理和漂浮条件列方程 F 浮=G 管; 试管漂浮在食用油面上, 知道排开食用油的体积与试管体积的关系, 利用阿基米德原理和漂浮条件列方程 F ′=G 管; 然后联立方程组求解.


解答: 解:设玻璃管的总长度为 L,横截面积为 s,水的密度为 ρ 水,油的密度为 ρ 油. 当玻璃管漂浮在水里时: F 浮=G 管, 即:ρ 水 g(L﹣ L)sh=G 管﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当玻璃管漂浮在油里时: F 浮′=G 管, 即:ρ 油 g(L 一 L)Sh=G 管﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①和②得: ρ 水= ρ 油, ρ 油= ρ 水= ×1.0×10 kg/m =0.8×10 kg/m . 答:食用油的密度是为 0.8×10 kg/m . 点评: 本题考查了阿基米德原理和物体的漂浮条件,用好密度计在液体中漂浮(F 浮=G 自)是解此类题目的关键. 15. (2009?衢州)人类从鸟类飞行得到启示发明了飞机,从鱼类游泳得到启示发明了潜艇.某大学两位研究生从蚂 蚁身上得到启示,设计出“都市蚂蚁”概念车(如图所示) ,获 2009 年全国汽车创新设计大赛最高奖项.这款概念车 小巧实用,并可根据人数组合乘车舱,有利于缓解城市交通拥堵. (1)如果“都市蚂蚁”车乘载两人后总质量为 500 ㎏,以 5m/s 的速度在城市中行驶,“都市蚂蚁“车在运行过程中受 到的阻力是总重的 O.4 倍,则发动机的输出功率至少多大(g 取 1ON/㎏)? (2)航模社的同学想将此概念车改进成“水陆两栖蚂蚁车“.若上述乘载两人的概念车要在水面漂浮,且至少有三分 之一的体积露出水面,则它的总体积至少为多大(假设车内不进水)? (3)针对“都市蚂蚁”概念车,从有利于节能减排的角度提出一条建议.
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考点: 功率的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用;有利于节约能源的措施. 专题: 应用题;信息给予题. 分析: 求发动机的输出功率可以用功率的公式 P=Fv 求解; 第二个问题可以用物体的沉浮条件结合阿基米德原理公式求解; 最后一个问题可结合着能源的可循环利用、环保角度考虑. 解答: 解: (1)“都市蚂蚁”车乘载两人后总质量为 500 ㎏,车在运行过程中受到的阻力是总重的 O.4 倍,所以 f=0.4G=0.4×500×10=2000N,牵引力 F 至少等于阻力 f,故功率 P=Fv=2000×5=10000W; 答:发动机的输出功率至少 10000W; (2)根据物体的漂浮条件可知,车在水中受到的浮力等于本身的重力,结合阿基米德原理公式可知:车所
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受的最大浮力:F 浮=

,车的重力:G=mg=500kg×10N/kg=5000N,

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www.jyeoo.com 则: ,解得:v=0.75m ,
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答:它的总体积至少为 0.75m (3)答:从有利于节约能源的角度考虑,可以使太阳能电池. 点评: 对于这类科普性的习题,要从中找出考查的物理问题,利用相关知识去解答,不要盲目. 16. (2009?荆门)“武汉号”导弹驱逐舰在亚洲处于领先水平,参加了我国海军首批赴亚丁湾、索马里海域的护航任 务.“武汉号”的排水量为 7000t,是一种防空、反潜、反舰能力均衡的远洋驱逐舰. (海水的密度为 1.03×10 kg/m , g 取 10N/kg) (1)满载时,“武汉号”受到的浮力有多大? (2)若舰底某处距海面的深度为 8m,则该处受到海水的压强是多少? (3)“武汉号”在巡航时,通过舰载雷达发现了目标.若雷达发出电磁波经 2×10 s 收到了回波,则目标距军舰的距 离是多少?
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考点: 浮力大小的计算;液体的压强的计算;回声测距离的应用;光的传播速度与光年. 专题: 计算题;应用题. 分析: (1)满载时船所受的浮力等于满载时排开水的重力. (2)已知深度,根据公式 P=ρgh 可求该处受到海水的压强. (3)已知电磁波传播的时间和速度,根据公式 S=Vt 可求距离. 3 7 解答: 解: (1)F 浮=G 排=m 排 g=7000×10 ㎏×10N/㎏=7×10 N. 答:满载时受到的浮力为 7×10 N. 3 3 4 (2)P 海水=ρ 海水 gh=1.03×10 ㎏/m ×10N/㎏×8m=8.24×10 Pa. 4 答:受到海水的压强为 8.24×10 Pa. (3)S=Vt=3×10 m/s× ×2×10 s=3×10 m.
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答:目标距军舰的距离是 3×10 m. 点评: 本题考查浮力、液体压强的计算以及回声测距离的应用,关键是公式和回声测距离的应用,最容易出错的 是从发出到接受到回波所用的时间,这个时间是来回的时间,注意算距离的时候时间要除以二. 17. (2009?辽宁) 如图所示是某公共厕所的自动冲水装置. 浮筒 A 是边长为 20cm 的正方体, 盖片 B 的质量为 1kg, 2 表面积为 80cm ,厚度不计.连接 AB 的是长为 30cm,体积和质量都不计的硬杆.当供水管流进水箱的水刚好浸没 浮筒 A 时,盖片 B 被拉开,水通过排水管流出冲洗厕所(g 取 10N/kg) . (1)当水箱的水刚好浸没浮筒 A 时,水对盖片 B 的压力是多少? (2)浮筒 A 的质量是多少? (3)当水箱中的水有多深时,盖片 B 又自动关上?

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www.jyeoo.com 考点: 压强的大小及其计算;液体的压强的计算;浮力大小的计算. 专题: 计算题;应用题. 分析: (1)当水箱的水刚好浸没浮筒 A 时,水的深度为浮筒边长和 AB 长的和,可利用 P=ρ 水 gh 计算出水对盖片 B 的压强,再利用公式 F=PS 算出水对盖片 B 的压力. (2)当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒 A 时,盖片 B 被拉开,此时盖片 B 下无水,盖片只受到水向下
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的压力所以浮筒 A 受到的浮力等于 A 的重力、B 的重力、B 受到水向下的压力的和.先利用公式 F 浮=ρ 水 gV 排求出 A 受到的浮力,再利用浮力等于 A 的重力、B 的重力、B 受到水向下的压力的和可求得浮筒 A 的 质量. (3)当浮筒 A 受到浮力等于 A 的重力、B 的重力的和时,盖片 B 会自动关上.可设出浮筒 A 浸入水中的 深度,利用浮筒 A 受到浮力等于 A 的重力、B 的重力的和的等量关系求出水的深度.
3 3 3 解答: 解: (1)P=ρ 水 gh=1.0×10 kg/m ×10N/kg×0.5m=5×10 Pa, ﹣4 2 3 FB=PSB=5×10 Pa×80×10 m =40N. 答:水对盖片 B 的压力是 40N.

(2)浮筒 A 所受的浮力 FA=ρ 水 gVA=1000kg/m ×10N/kg×0.2 m =80N. 根据题意有 FA=mAg+mBg+FB, 所以 mA= = =3kg,

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答:浮筒 A 的质量是 3kg. (3)设浮筒 A 浸入水中的深度为 h 时盖片自动盖住管口, 则此时 A 受到的浮力为:FA 浮′=ρ 水 gVA 排=0.04m ?ρ 水 gh, 根据题意有:FA 浮′=mAg+mBg, 2 即:0.04m ?ρ 水 gh=mAg+mBg, ∴h= = =0.1m=10cm,
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水深为 30cm+10cm=40cm. 答:当水箱中的水深 40cm 时,盖片 B 又自动关上. 点评: 本题考查压力、质量、浮力、深度以及液体压强的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对物体 受力的分析和水箱中水的深度的计算. 18. (2009?宜昌)小明的爸爸新买了一辆小汽车,如图所示,小明坐着这辆汽车匀速行驶 144 km,用时 2h,消耗 7 汽油 9kg,其发动机的功率为 23kW.请运用所学的知识解答下列问题. (汽油的热值为 4.6×10 J/kg) (1)汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大? (2)汽车发动机的效率是多少? (3)观察小汽车的外型,判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时,对地面压力哪一个大?为什么?

考点: 热机的效率;流体压强与流速的关系;功的计算;功率的概念. 专题: 应用题;简答题. 分析: 热机的效率是用来做有用功的能量(发动机输出的功)与燃料完全燃烧放出的能量之比.此题也用到了功 和功率的知识,W=Pt 及 W=Fs. 8 解答: 解: (1)发动机做的功:W=Pt=23000W×7200s=1.656×10 J
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汽车受的牵引力:

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www.jyeoo.com 答:汽车匀速行驶时,所用的牵引力为 1150N. (2)发动机的效率: 答:汽车发动机的效率为 40%. (3)根据汽车的形状,当汽车高速行驶时,汽车上方的空气流速大于下方的空气流速,所以上方的气压小 于下方的气压,因此行驶时,对地面的压力将减小.静止时对地面的压力大. 点评: 此题既考查了功和功率的计算,并且也考查了热机的效率,同时也涉及到了流体压强与流速的关系.涉及 的面很广,是一道很好的综合性题目. 19. (2009?重庆)为了响应“健康重庆”的号召,小林和爸爸周末到郊外去钓鱼,他在亲近大自然的同时还观察到爸 爸在钓鱼前要“试漂”来确定铅坠(铅坠由合金制成)的大小,尽量使“浮标”更灵敏(如图甲所示) ,图 17 乙是浮标 和铅坠的位置示意图. 若球形浮标的体积为 15cm , 铅坠的密度为 11g/cm . (取水的密度 ρ 水=1.0×10 kg/m , g=10N/kg) (1)若铅坠在水面下 1.2m 处,它受到水的压强是多大? (2)有经验的钓鱼者会使浮标体积 的浸入水中,此时浮标受到的浮力是多大? (3)小林看见爸爸有一种体积为 0.5cm 的铅坠,如果使用这种铅坠,浮标静止时浸入水中的体积有多大?(铅坠 未接触池底,不计浮标的质量,不计钓线、鱼钩和鱼饵的体积及质量)
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考点: 液体的压强的计算;密度公式的应用;重力的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用. 专题: 计算题;应用题. 分析: (1)知道水深和水的密度,利用液体压强公式求铅坠受到水的压强; (2)浮标求出排开水的体积和水的密度,利用阿基米德原理求浮标受到的浮力; (3)由题知,铅坠未接触池底,不计浮标的质量,不计钓线、鱼钩和鱼饵的体积及质量,铅坠受到的浮力
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等于自重,再利用阿基米德原理求浮标和铅坠排开水的体积,利用 V 排′=V 浸+V 铅坠求出浮标浸入水中的体 积 V 浸. 解答: 解: (1)铅坠受到水的压强: 3 3 4 p=ρgh=1.0×10 kg/m ×10N/kg×1.2m=1.2×10 Pa; (2)浮标有 的体积浸入水中时: 浮标浸入水中的体积: V 排= V 浮标= ×15cm =10cm =10 m 浮标受到的浮力: F 浮=ρ 水 gV 排=1.0×10 kg/m ×10N/kg×10 m =0.1N; (3)铅坠的质量: m=ρV=11g/cm ×0.5cm =5.5g=0.0055kg 铅坠受到的重力: G=mg=0.0055kg×l0N/kg=0.055N 由于铅坠未接触池底,浮标和铅坠静止时受到的浮力:
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www.jyeoo.com F 浮′=G=0.055N 根据阿基米德原理,此时排开水的体积 V 排′= = =5.5×10 m =5.5cm
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浮标浸入水中的体积 V 浸=V 排′﹣V 铅坠=5.5cm ﹣0.5cm =5cm . 4 答: (1)铅坠在水面下 1.2m 处受到水的压强是 1.2×10 Pa; (2)此时浮标受到的浮力是 0.1N; (3)浮标静止时浸入水中的体积为 5cm . 点评: 本题考查了利用所学知识(密度、重力、阿基米德原理、浮沉条件)分析解决实际问题的能力,综合性强、 知识点多,属于难题. 20. (2009?赤峰)铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁,当磁体靠近它或与它接触时,它便有有了吸引钢铁的性质,也是 被磁化了.软铁磁化后,磁性很容易消失,称为软磁性材料.而钢等物质在磁化后,磁性能够保持,称为硬磁性材 料.硬磁性材料可以做成永磁体,还可用来记录声音.录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的小颗粒.录音 时,声音先转变成强弱变化的电流,这样的电流通过录音磁头,产生了强弱变化的磁场.磁带滑过时,磁带上的小 颗粒被强弱不同地磁化,于是记录了一连串有关磁性变化的信息(如图) .
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阅读上面文字,完成下列内容: (1)磁带上的 硬磁性材料 记录了声音、图象等信息;录音机在把声信号变成磁信号的过程中,要先把声信号变成 电 信号. (2)请根据上面的内容,提出一个物理问题并尝试解答提出的问题. 示例:问题:什么是磁化? 解答:使没有磁性的物体获得磁性的过程. 问题: 录音的原理是什么? 解答: 声音先转变成变化的电流,电流通过磁头产生变化的磁场,磁带划过磁头被磁化. (3)标出如图所示位置时刻,磁头线圈中的电流方向. 考点: 磁化;安培定则. 专题: 信息给予题;答案开放型. 分析: (1)录音机的原理可以从短文中找出(硬磁性材料可以做成永磁体,还可用来记录声音) ; (2)从这个短文中,我们学到了什么知识,就可以把这个问题提出来并解答; (3)电磁铁是要吸引下方磁粉的,根据磁极间的相互作用判断出电磁铁的南北极;再根据安培定则(用右 手握住通电螺线管,四指弯曲指向电流的方向,大拇指指向的方向就是通电螺线管的北极)判断出电流的 方向.
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www.jyeoo.com 解答: 解: (1)硬磁性材料可以做成永磁体,还可用来记录声音,录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的 小颗粒用来记录声音和图象的; 录音时,声音先转变成强弱变化的电流,声信号变成了电信号. (2)题中告诉了我们录音机录音的原理,可以提出这个问题,并用文中的语句来回答. (3) 电磁铁吸引下发的磁粉靠的就是异名磁极间的相互吸引作用, 所以电磁铁左端为 N 极, 根据安培定则: 用右手握住电磁铁中的通电螺线管,大拇指指向左边,四指弯曲的方向就是电流的方向. 故答案为: (1)硬磁性材料;电; (2)问题:录音的原理是什么?(或怎样根据电流方向判断磁场方向?等等) 解答: 声音先转变成变化的电流, 电流通过磁头产生变化的磁场, 磁带划过磁头被磁化. (或利用安培定则. 等 等) (3)电流方向如图:

点评: 信息给予题考查的是我们的分析能力,考查的是我们的自学能力;这种题在中考出现的几率还是比较大的, 需要引起注意.

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www.jyeoo.com 参与本试卷答题和审题的老师有:951574352;ghf198;wslil76;739830;dongfeng;sdpyqjy;zhehe;空气凤梨; 同晓晓(排名不分先后)
菁优网 2013 年 4 月 7 日

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