?綜合 壓軸題

1．短文閱讀，回答問題：
汕頭海灣隧道位于廣東省汕頭市汕頭海灣大橋與礐石大橋之間汕頭內(nèi)海灣（如圖甲所示），是國內(nèi)最大直徑越海盾構(gòu)隧道，也是國內(nèi)首條兼具城市道路與一級公路功能的水下盾構(gòu)隧道。

汕頭海灣隧道東線盾構(gòu)機的外形以及正在挖掘隧道的過程如圖乙所示，盾構(gòu)機由中鐵隧道局集團針對汕頭海灣隧道的特殊地質(zhì)條件“量身定制”。盾構(gòu)刀盤直徑15.01m，相當(dāng)于五層樓高度，全長130m，總重4600t，總功率10800kW，掘進速度約20mm/min，有上萬個零部件組成，海底隧道從海床以下13米深的地底由南向北穿越汕頭海灣。2017年8月7日，該盾構(gòu)機完成制造順利下線，從完成設(shè)計到建成用時13個月。
2020年5月，海灣隧道東線盾構(gòu)機順利抵達北岸華僑公園內(nèi)盾構(gòu)接收井，完成最后一環(huán)管片安裝，標(biāo)志汕頭海灣隧道東線率先全線貫通。隧道全長6680m，將于2021年實現(xiàn)通車（如圖丙所示）。（海水密度取1×103kg/m3）
請思考并回答下列問題：
（1）海底隧道在海床以下13米深的地底處受到海水的壓強為___________Pa。
（2）盾構(gòu)機啟用前，需通過大型起重機將其下降至海面以下，下降20m時，盾構(gòu)機重力做功為 ___________J。盾構(gòu)機挖掘隧道1小時，前進的距離是 ___________m，消耗的電能為 ___________kW?h。
（3）在龍湖實驗中學(xué)讀書的學(xué)生小明，通過查閱相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，他家距離學(xué)校15km，平時乘坐爸爸的汽車去學(xué)校需要30min，汽車的平均速度為 ___________km/h。如果海灣隧道通車，他從家里到學(xué)校的路程將縮短6km，平均速度能夠提高10km/h，則隧道通車之后，他乘坐汽車從家里到學(xué)校的時間為 ___________min。
【答案】 1.3×105 9.2×108 1.2 10800 30 13.5
【詳解】（1）[1]已知液體壓強公式p=ρgh，水面下13米深的地底處受到海水的壓強

（2）[2]盾構(gòu)機重力做功

[3]盾構(gòu)機挖掘隧道1小時，前進的距離

[4]消耗的電能

（3）[5]根據(jù)可知，汽車的平均速度

[6]由題意可知海灣隧道通車后，小明家離學(xué)校的距離

平均速度

他乘坐汽車從家里到學(xué)校的時間

2．周末，小敏到鄉(xiāng)下幫爺爺摘蘋果，看見有些蘋果以不同快慢、不同時間落下來。小敏對這些現(xiàn)象產(chǎn)生了濃厚的興趣，提出了如下兩個猜想：
猜想一：蘋果的下落快慢與蘋果的質(zhì)量是否有關(guān)?
猜想二：蘋果的下落時間與下落的高度是否有關(guān)?
于是他找來一些器材，在忽略空氣阻力的情況下進行實驗。
（1）小敏在探究“猜想一”時，應(yīng)控制蘋果下落高度不變，讓蘋果的______改變，比較蘋果下落時間的長短；
（2）小敏在探究“猜想二”時，測量出同一個蘋果在不同高度下落時所對應(yīng)時間為t1，t2，t3，……，并繪出t-h圖象如圖所示。他發(fā)現(xiàn)這和函數(shù)的圖像很相似。為了進一步確定t和h的函數(shù)關(guān)系，他應(yīng)該利用以上數(shù)據(jù)做t和______之間的關(guān)系圖像。

【答案】 質(zhì)量 x
【詳解】（1）[1]要探究蘋果下落的快慢與質(zhì)量的關(guān)系，根據(jù)控制變量法可知，需要保持蘋果下落的高度相同，改變蘋果的質(zhì)量，比較下落速度與質(zhì)量大小的關(guān)系。
（2）[2]為了確認t-h的函數(shù)關(guān)系是否滿足，需要進步確認t-h圖象和函數(shù)的圖像是否一致。只需要將t帶入中得出x，然后描出t-x圖像，接著和t-h圖象對比，若圖像一致則t-h的函數(shù)關(guān)系滿足，反之不滿足。所以為了進一步確定t和h的函數(shù)關(guān)系，他應(yīng)該利用以上數(shù)據(jù)做t和x之間的關(guān)系圖像。
3．由相同材料制成的M、N兩固態(tài)實心物體，M、N的質(zhì)量分別為0.3kg、0.1kg；物體M的溫度與其吸收的熱量關(guān)系如題圖甲所示（不考慮熱量散失），則


（1）若物體N吸收的熱量為2.64×103J（未發(fā)生物態(tài)變化），則它的溫度升高了_______℃；
（2）物體M的比熱容為_______ J/(kg·℃)；
（3）請寫出物體M在BC段溫度不變的原因_______；
（4）圖乙（a）為裝有200mL水的量筒，將物體N放入該量筒后，如圖乙（b）所示；若在圖乙（a）中放入的物體為M（能浸沒），請在圖乙（c）中畫出水面的位置_______。
【答案】 30 0.88×103 處于熔化過程中
【詳解】（1）[1]由圖甲可知，物體M吸收熱量為2.64×103J時，升高的溫度為10℃，已知相同材料制成的M、N兩固態(tài)實心物體，所以他們的比熱容相同，M、N的質(zhì)量分別為0.3kg、0.1kg；由Q吸=cmΔt可知，吸收相同熱量時，N升高的溫度應(yīng)該是M升高溫度的3倍，即N的溫度升高了30℃。
（2）[2]物體M的比熱容為

（3）[3]物體M在BC段溫度不變的原因處于熔化過程中，吸收熱量。溫度保持不變，說明M是晶體。
（4）[4]已知M、N兩固態(tài)實心物體是由相同材料制成的，所以M、N的密度相同，M、N的質(zhì)量分別為0.3kg、0.1kg，根據(jù)可知
VM= 3VN
由圖乙中的a、b可知，量筒的分度值是10mL，原來量筒中水的體積是200mL，放入N后，水面對應(yīng)的刻度是250mL，即物體N的體積為
VN = VN排= 250mL -200mL=50mL=50cm3
則物體M的體積
VM= 3VN =3×50cm3=150cm3
將M放入水中，M排開水的體積
VM排=VM=150cm3=150 mL
水面對應(yīng)的刻度應(yīng)為
200mL+150mL=350mL
如下圖：

4．北京冬奧會上使用的氫燃料電池汽車，是利用氫與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，供給電動機而驅(qū)動汽車行駛的。如圖所示，該類型汽車甲在平直公路上從A地出發(fā)，以90km/h的速度行駛1h到達B地，消耗0.8kg氫燃料，所產(chǎn)生電能E電的80%用于維持汽車勻速行駛，所受阻力為1000N。已知每加注1kg氫燃料所需的費用為30元。（請寫出計算推理過程）
（1）求此過程中產(chǎn)生的電能E電？
（2）燃油汽車乙也在該公路上從A地出發(fā)，以90km/h的速度勻速行駛。所受阻力與甲車相同，汽油在氣缸內(nèi)完全燃燒，且燃燒所釋放熱量的30%用來維持汽車勻速行駛，汽油熱值取q=5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的費用為12元。則在與甲車花費相同燃料費用的情況下：
①求乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量？
②請判斷乙車能否到達B地？
（3）如果動力系統(tǒng)改用汽油機，在某次油品調(diào)價中，90號汽油價格每噸降低125元，測算到零售價格每升降低0.09元。據(jù)此估算90號汽油的密度為多少？

【答案】（1）1.125×108J；（2）①1×108J；②乙車不能到達B地；（3）
【詳解】解：（1）由二力平衡條件可知，汽車勻速行駛時的牽引力為

汽車牽引力做的功為

此過程中產(chǎn)生的電能為

（2）①由每加注1kg氫燃料所需的費用為30元可知，消耗0.8kg氫燃料的費用為

由每加注1kg汽油所需的費用為12元可知，在與甲車花費相同燃料費用的情況下，乙車消耗的汽油為

乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量為

②燃燒汽油時汽車獲得的機械能為

汽車行駛的距離為

因此乙車不能到達B地
（3）90號汽油價格每噸降低125元，測算到零售價格每升降低0.09元，則每噸汽油的體積

則汽油的密度

答：（1）此過程中產(chǎn)生的電能為；
（2）乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量為；乙車不能到達B地；
（3）90號汽油的密度為。
5．如圖所示，薄壁輕質(zhì)柱形容器放在水平面上，容器內(nèi)裝有密度為的液體。

①若容器中裝有質(zhì)量為2千克的水。求容器中水的體積( )和容器對水平面的壓力F( )；
②將不同的小球分別浸沒在容器內(nèi)的液體中，液體不溢出，測得放入小球前、后容器底部所受液體壓強的增加量，并將數(shù)據(jù)記錄在下表中；
小球
甲
乙
丙
（千克／米）



（米）



（帕）
200
200
200
（a）分析比較表中與的關(guān)系，可知：當(dāng)小球浸沒在同種液體中，______；
（b）求放入小球丙前、后，容器對水平面壓強的變化量______ 。
【答案】 2×10-3m3 19.6N 與無關(guān) 600Pa
【詳解】①[1] 由得容器中水的體積

[2] 薄壁輕質(zhì)柱形容器不考慮質(zhì)量，所以容器對水平面的壓力F為
F=G水=m水g=2kg×9.8N/kg=19.6N
②（a）[3] 將不同的小球分別浸沒在容器內(nèi)的液體中，液體不溢出，由表格知，小球體積相等，故液面上升的高度相等，由可知壓強的增加量相等，所以與無關(guān)。
（b）[4]由F=G=ρVg得，放入小球丙后的壓力變化為
?F=3ρ球g
由得放入丙球前、后壓強的變化量為
?????（1）
由（a）知
（2）
由(1)(2)式解得
?p=3?p液=600Pa
6．小華設(shè)計了一種“闖紅燈違規(guī)證據(jù)記錄器”，用于機動車輛闖紅燈時進行拍照記錄。電路原理如圖甲所示，控制電路中的光控開關(guān)在接受到紅光照射時會自動閉合，否則處于斷開狀態(tài)。壓敏電阻安裝在車輛停止線外，電阻大小會隨著所受車輛壓力的變化而變化，變化規(guī)律如圖乙所示。繼電器線圈電阻為10Ω，通過的電流達到0.06A時銜鐵被吸引?？刂齐娐冯娫措妷簽?V。（g取10N/kg）
（1）電磁繼電器是利用電流___________效應(yīng)工作的；當(dāng)記錄器拍攝闖紅燈的機動車時，工作電路中的指示燈將___________（選填“發(fā)光”或“熄滅”）。
（2）由甲乙兩圖可知，當(dāng)壓力增大時，控制電路的電流將___________（選填“增大”、“減小”或“不變”），繼電器的磁性將___________（選填“增強”、“減弱”或“不變”）。
（3）小明分析發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)車輛質(zhì)量大于或等于___________時，車輛闖紅燈，該記錄器才能拍照記錄。若要使質(zhì)量小一些的汽車闖紅燈時，該記錄器也能夠拍照記錄，改進措施是___________。

【答案】 磁 熄滅 增大 增強 400kg 提高電源電壓
【詳解】（1）[1] 光控開關(guān)閉合，電路中有電流，線圈有磁性，將吸引銜鐵，所以電磁繼電器利用了電流的磁效應(yīng)工作。
[2]當(dāng)記錄器拍攝闖紅燈的機動車時，電磁鐵將銜鐵吸下，照相機所在的電路接通，指示燈所在的電路斷開，工作電路中的指示燈將熄滅。
（2）[3][4] 分析圖象發(fā)現(xiàn)：當(dāng)壓力增大時，壓敏電阻阻值減小，根據(jù)歐姆定律，電路中電流就會增大，電磁鐵的磁性就會增強。
（3）[5]通過的電流達到0.06A時銜鐵被吸引，此時電路中的電流總電阻

壓敏電阻的阻值應(yīng)為
R壓=100Ω-10Ω=90Ω
由圖乙知，此時壓敏電阻所受的壓力為
F=4000N
所以此時車的質(zhì)量

若車的質(zhì)量再小，則電路中的電阻會變大，電流會小于0.06A，線圈不能吸引銜鐵使照相機拍照。
[6]若要使質(zhì)量小一些的汽車闖紅燈，該記錄器能夠拍照記錄，應(yīng)想法在壓力相同的情況下增大線圈的磁性，可提高電源電壓，使同種情況下電路中的電流增大，或增加線圈匝數(shù)。
7．某學(xué)校大門口設(shè)有護學(xué)崗標(biāo)志牌及其固定裝置，如圖所示，鐵桿左端固定在墻上、右端固定有鐵夾，鐵夾張開幅度越大，夾得越緊。


（1）遇到大風(fēng)天氣時，護學(xué)崗的固定裝置易損壞，針對這一問題，你認為在大風(fēng)天氣時可將護學(xué)崗標(biāo)志牌的牌面___________（選填“垂直”或“平行”）風(fēng)向放置；
（2）放學(xué)時，值班教師用13N的力可將標(biāo)志牌豎直向上勻速拔出，若標(biāo)志牌重4N，此過程中，標(biāo)志牌桿受到鐵夾的摩擦力方向___________、大小為___________N；
（3）雨天，標(biāo)志牌桿拔出鐵夾過程中受到鐵夾的摩擦力會發(fā)生怎樣的變化？同學(xué)們展開合理猜想。
猜想1：考慮到“雨天木質(zhì)標(biāo)志牌桿受潮膨脹”，導(dǎo)致標(biāo)志牌桿拔出鐵夾過程中，受到鐵夾的摩擦力變大，理由是___________；
猜想2：考慮到“雨天木質(zhì)標(biāo)志牌桿表面濕潤”，導(dǎo)致標(biāo)志牌桿拔出鐵夾過程中，受到鐵夾的摩擦力變小；
同學(xué)們討論后，認為猜想1、猜想2都合理，為確定哪一種猜想起主導(dǎo)作用，同學(xué)們找來3個護學(xué)崗，先采用原始方案，測量時發(fā)現(xiàn)超出測力計的量程，于是設(shè)計出改進方案1、改進方案2，如圖所示，每個滑輪重均為0.4N，不計繩重及滑輪處摩擦，應(yīng)采用改進方案___________進行探究，實驗時，勻速拔出標(biāo)志牌桿過程及拔出后靜止時，彈簧測力計記錄的數(shù)據(jù)如表所示；
標(biāo)志牌測力計示數(shù)
標(biāo)志牌1
標(biāo)志牌2
標(biāo)志牌3
干燥
淋濕
干燥
淋濕
干燥
淋濕
勻速拔出過程
4.4N
4.2N
5.0N
4.9N
4.2N
4.0N
拔出后靜止
1.6N
1.7N
1.7N
1.8N
1.4N
1.5N
由上述數(shù)據(jù)可知，淋濕后標(biāo)志牌1重為___________N；雨天，對標(biāo)志牌桿拔出鐵夾過程中受到鐵夾的摩擦力的變化起主導(dǎo)作用的是猜想___________。
【答案】 平行 豎直向下 9 膨脹導(dǎo)致鐵夾張開幅度越大，壓力變大，標(biāo)志牌桿受到鐵夾的摩擦力變大 2 4.4 2
【詳解】（1）[1]護學(xué)崗標(biāo)志牌迎風(fēng)放置，會受到較大的推力作用，護學(xué)崗標(biāo)志牌容易傾倒，故應(yīng)平行于風(fēng)向放置更合理。
（2）[2][3]豎直向上勻速拔出護學(xué)崗標(biāo)志牌，標(biāo)志牌此時受到平衡力的作用，受到豎直向上13N的力，重力是4N，故摩擦力的大小為

方向豎直向下。
（3）[4]由題意知，“雨天木質(zhì)標(biāo)志牌桿受潮膨脹”，則鐵夾張開幅度越大，夾得越緊，即壓力越大，則標(biāo)志牌桿拔出鐵夾過程中，受到鐵夾的摩擦力變大。
[5]使用定滑輪不能改變力的大小，使用動滑輪可以省力，所以采用的是實驗方案2。
[6]由圖可知，滑輪組有3段繩子拉著動滑輪，標(biāo)志牌1拔出后靜止時，測力計示數(shù)為1.6N，則

吸水后的標(biāo)志牌1的重力為

[7]勻速拔出過程中，設(shè)彈簧測力計的示數(shù)為F、標(biāo)志牌受到的拉力為F拉、標(biāo)志牌受到的摩擦力為f；拔出后靜止時，設(shè)彈簧測力計的示數(shù)為F1'、標(biāo)志牌的重力為G標(biāo)；不計繩重及滑輪處摩擦，有


所以標(biāo)志牌受到向上的拉力為

則勻速拔出過程中，標(biāo)志牌受到的摩擦力為

帶入表格中數(shù)據(jù)計算得：標(biāo)志牌1在干燥和淋濕的情況下，受到的摩擦力分別為

標(biāo)志牌2在干燥和淋濕的情況下，受到的摩擦力分別為

標(biāo)志牌3在干燥和淋濕的情況下，受到的摩擦力分別為

對比以上數(shù)據(jù)可知，淋濕的情況下，標(biāo)志牌受到摩擦力變小了，所以標(biāo)志牌桿拔出鐵夾過程中受到鐵夾的摩擦力的變化起主導(dǎo)作用的是猜想2。
8．閱讀短文，回答問題
電動平衡車
電動平衡車又稱體感車，是一種時尚代步工具，以內(nèi)置的精密固態(tài)陀螺儀來判斷車身所處的姿勢狀態(tài)，檢測車體姿態(tài)的變化，并利用伺服控制系統(tǒng)，精確地驅(qū)動左右兩個電動機進行相應(yīng)的調(diào)整，以保持系統(tǒng)的平衡，電動平衡車采用站立式駕駛方式，如圖所示，通過身體重心和操控桿控制車體運行，采用鋰電池組作為動力來源驅(qū)動左右兩個電動機行駛。

下表為某品牌電動平衡車部分技術(shù)參數(shù)。平衡車的轉(zhuǎn)向指示燈電路如圖乙所示，電路中電源電壓恒為 6V，指示燈 L1、L2的規(guī)格均為“6V 6W”，R0 為定值電阻，電磁鐵線圈及銜鐵的阻值忽略不計，不考慮指示燈電阻隨溫度的變化，當(dāng)單刀雙擲開關(guān) S 與“1”接通后，左轉(zhuǎn)指示燈L1會亮暗交替閃爍。在此過程中，左轉(zhuǎn)指示燈 L1兩端實際電壓UL 隨時間，變化規(guī)律如圖丙所示。
電池
可光鋰電池
車身自重
20kg
電池最大儲能
0.5kW·h
最大載重
90kg
每個電動機最大輸出功率
350W
最高速度
18km/h
每個電動機的能量轉(zhuǎn)化效率
80%
最大陡坡
30°
（1）如圖所示，與電動平衡車驅(qū)動前行過程原理相同的是___________ ；
A． B． C． D．
（2）圖乙電路中定值電阻R0 的阻值為 ___________Ω，在單刀雙擲開關(guān)S與“1”接通情況下，左轉(zhuǎn)指示燈L1亮暗交替閃爍工作10min，則整個電路消耗的電能為 ___________J；
（3）體重為60kg的小明站在該雙輪電動平衡車上時，若每個車輪與地面接觸面積為20cm2，則地面受到的壓強是___________Pa；他駕駛該電動平衡車在水平路面上以最大速度勻速行駛時，受到的阻力是人與車總重的 0.1 倍，小明駕駛該電動平衡車在水平路面上以最大速度勻速行駛時，則每個電動機的平均輸出功率為___________ W，平衡車最大行駛的路程是___________km。
【答案】 C 24 1680 2×105 200 18
【詳解】（1）[1]電動平衡車驅(qū)動前行時的主要部件是電動機，電動機的工作原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力而轉(zhuǎn)動。
A．圖中研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實驗，為發(fā)電機工作原理，故A不符合題意；
B．為奧斯特實驗，說明電流周圍存在磁場，故B不符合題意；
C．通電導(dǎo)體在磁場中受力運動，為電動機的工作原理，故C符合題意；
D．串聯(lián)電路中電流相等，根據(jù)通電螺線管吸引大頭針數(shù)量的多少來研究在電流相等時通電螺線管磁性強弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系，故D不符合題意。
故選C。
（2）[2]由可得，指示燈L1的阻值

S與“1”接通，觸電A與B分離時，L1與R0串聯(lián)，燈的電壓小于電源電壓（當(dāng)觸點A與B接通時，電磁鐵和電阻R0被短路，指示燈兩端的電壓和額定電壓相等），由圖像知燈泡兩端電壓
UL′=1.2V
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以R0兩端的電壓
U0=U-UL′=6V-1.2V=4.8V
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以此時電路中的電流

由歐姆定律可知定值電阻R0的阻值

[3] 0～1.0s內(nèi)電路消耗的電能
W1=ULIt=6V×0.2A×1s=1.2J
當(dāng)觸點A與B接通時，電磁鐵和電阻R0被短路，指示燈兩端的電壓和額定電壓相等，燈的實際功率為其額定功率，則1s～1.5s內(nèi)電路消耗的電能
W2=PLt′=6W×0.5s=3J
由圖丙可知，一個周期的時間
T=1.5s
10min內(nèi)的周期個數(shù)為

則指示燈交替工作10min整個電路消耗的電能
W=(W1+W2)×400=(1.2J+3J)×400=1680J
（3）[4]小明站在該雙輪電動平衡車上時，地面受到的壓力大小為
F=G總=(m車+m人)g=(20kg+60kg)×10N/kg=800N
受力面積
S=2×20cm2=40cm2=4×10-3m2
對地面的壓強

[5]他駕駛該電動平衡車在水平路面上以最大速度勻速行駛時，受到的阻力是人與車總重的0.1倍，則阻力
f=0.1G總=0.1×800N=80N
小明駕駛該電動平衡車在水平路面上勻速行駛時處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以，電動機的牽引力
F引=f=80N
已知最大速度為
v=18km/h=5m/s
由

可得電動機輸出的總功率
P=F引v=80N×5m/s=400W
因電動平衡車的動力來源于左右兩個電動機，所以，每個電動機平均輸出功率
P′=0.5×400W=200W
[6]由表格數(shù)據(jù)可知，電動機的能量轉(zhuǎn)化效率為80%，鋰電池最大儲存電能0.5kW·h，則電池提供的電能用來做功的能量
W功=80%×0.5kW·h =0.4kW·h=1.44×106J
由W=Fs可得平衡車行駛的路程

9．請你結(jié)合下文回答下面問題。
理想實驗法
理想實驗法是科學(xué)研究中的一種重要方法，它把可靠事實和理論思維結(jié)合起來，可以深刻地揭示自然規(guī)律。它是在實驗基礎(chǔ)上經(jīng)過概括、抽象、推理得出規(guī)律的一種研究問題的方法。但得出的規(guī)律卻又不能用實驗直接驗證?？茖W(xué)家們?yōu)榱私鉀Q科學(xué)理論中的某些難題，以原有的理論知識（如原理、定理、定律等）作為思想實驗的“材料”，提出解決這些難題的設(shè)想作為理想實驗的目標(biāo)，并在想象中給出這些實驗“材料”產(chǎn)生“相互作用”所需要的條件。然后，按照嚴(yán)格的邏輯思維方法去“處理”這些思想實驗的“材料”，從而得出一系列反映客觀物質(zhì)規(guī)律的新原理，新定律，使科學(xué)難題得到解決，推動科學(xué)的發(fā)展。理想實驗法又稱推理法。初中階段我們接觸過伽利略的斜面理想實驗，如圖甲所示。實驗設(shè)想的步驟有：

①減小第二個斜面的傾角，小球在該斜面上仍然要達到原來的高度
②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面
③繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運動
④如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r的高度
牛頓曾研究過這樣一個問題：他發(fā)現(xiàn)人擲出去的石頭總會偏離擲出方向落回地面。于是牛頓提出了一個“大炮”的設(shè)想，如圖乙所示的是他畫的“大炮”草圖。在地球上的一座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度將炮彈平射出去，射出速度越大，炮彈落地點就離山腳越遠。他推想：當(dāng)射出速度足夠大時，炮彈將會如何運動呢？牛頓通過科學(xué)的推理得出了一個重要的結(jié)論，這就是只要這炮的威力足夠大，炮彈的速度足夠快，炮彈就可以圍繞地球不停的轉(zhuǎn)而不會掉下來。故事中牛頓實際也用到了理想實驗的研究方法。大家耳熟能詳?shù)谋人_斜塔上“兩個鐵球同時著地”的實驗，其實在歷史上并沒有確切的記載，但是對于亞里士多德認為的“質(zhì)量大的物體下落快”的說法，伽利略用了理想實驗的方法來反駁。根據(jù)亞里士多德的理論，兩個鐵球，一個10磅（磅是一種質(zhì)量單位），一個1磅，同時從高處落下來，10磅的一定先著地，速度是1磅的10倍。那么把這兩鐵球拴在一起，落得慢的就會拖住落得快的，落下的速度應(yīng)當(dāng)比10磅的鐵球⑤___________（選填“快”或“慢”）；但是，如果把拴在一起的兩個鐵球看作一個整體，就是11磅，落下的速度應(yīng)當(dāng)比10磅的鐵球⑥___________（選填“快”或“慢”）；這樣，從一個事實中卻可以得出兩個相反的結(jié)論，說明亞里士多德的理論是有問題的。
（1）請將文中第二段后所寫步驟①②③④按照正確的順序排列___________（只填寫序號）；
（2）牛頓研究的問題中基于的可靠事實是___________；
（3）牛頓當(dāng)年的推測已經(jīng)變成現(xiàn)實，人們應(yīng)用他的推論，利用現(xiàn)代科技制成了___________。
（4）⑤___________⑥___________

【答案】 ②④①③ 人擲出去的石頭總會偏離擲出方向落回地面 人造衛(wèi)星 慢 快
【詳解】（1）[1]伽利略的理想實驗，在客觀事實的基礎(chǔ)上，進行了合理的推理，根據(jù)題目所示實驗操作，合理安排實驗步驟是：②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面；④如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r的高度；①減小第二個斜面的傾角，小球在該斜面上仍然要達到原來的高度；③繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀鞒掷m(xù)的勻速運動。即實驗步驟是②④①③。
（2）[2]牛頓善于觀察生活，從生活中的事件進行聯(lián)想分析，研究中他基于的可靠事實是：人擲出去的石頭總會偏離擲出方向落回地面。
（3）[3]由牛頓的“大炮”的設(shè)想，畫的“大炮”草圖——在地球的一座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度將炮彈平射出去，射出速度越大，炮彈落地點就離山腳越遠。牛頓當(dāng)時的結(jié)論是：當(dāng)拋出物體的速度足夠大時，物體將離開地球，繞地球旋轉(zhuǎn)，做圓周運動，我們現(xiàn)在的人造衛(wèi)星就是此原理的應(yīng)用。
（4）[4][5]亞里士多德認為，兩個鐵球，一個10磅，一個1磅，同時從高處落下來，10磅的一定先著地，并且速度是1磅的10倍。按照此理論，把這兩鐵球拴在一起，落得慢的就會拖住落得快的，落下的速度應(yīng)當(dāng)比10磅的鐵球慢；但如果把拴在一起的兩個鐵球看作一個整體，就是11磅，落下的速度應(yīng)當(dāng)比10磅的鐵球快。同樣兩個鐵球的下落速度，利用亞里士多德的理論得出了截然相反的結(jié)論，說明這個理論本身是錯誤的。
10．電動平衡車又稱體感車，是一種時尚代步工具。如圖甲所示，通過身體重心和操控桿控制車體運行，采用鋰電池組作為動力來源驅(qū)動左右兩個電動機行駛。

如表為某品牌電動平衡車部分技術(shù)參數(shù)。平衡車的轉(zhuǎn)向指示燈電路如圖乙所示，電路中電源電壓恒為6V，指示燈L1、L2的規(guī)格均為“6V??6W”，R0為定值電阻，電磁鐵線圈及銜鐵的阻值忽略不計，不考慮指示燈電阻隨溫度的變化，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S與“1”接通后，左轉(zhuǎn)指示燈L1會亮暗交替閃爍。在此過程中，左轉(zhuǎn)指示燈L1兩端實際電壓U1隨時間，變化規(guī)律如圖丙所示。
電池
可光鋰電池
車身自重
20kg
電池最大儲能
0.5kW·h
最大載重
90kg
每個電動機最大輸出功率
350W
最高速度
18km/h
每個電動機的能量轉(zhuǎn)化效率
80%
最大陡坡
30°
（1）如圖所示，與電動平衡車驅(qū)動前行過程原理相同的是 ________；閉合開關(guān)時電磁鐵的上端為 ________極；


（2）體重為60kg的小菲站在該雙輪電動平衡車上時，若每個車輪與地面接觸面積為20cm2，則地面受到的壓強是多少Pa？________
（3）圖乙電路中定值電阻R0的阻值為多少________Ω？在單刀雙擲開關(guān)S與“1”接通情況下，左轉(zhuǎn)指示燈L1亮暗交替閃爍工作10min，則整個電路消耗的電能為多少？________
【答案】 D N 2×105 24 1680
【詳解】（1）[1]電動平衡車驅(qū)動前行時的主要部件是電動機，電動機的工作原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力而轉(zhuǎn)動。
A．圖為奧斯特實驗，說明電流周圍存在磁場，故A不符合題意；
B．圖中研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實驗，為發(fā)電機工作原理，故B不符合題意；
C．圖中電磁鐵在吸收鐵質(zhì)材料，利用了電磁鐵通電時有磁性，斷電時無磁性，磁性強弱可由電流大小控制的特點，故C不符合題意；
D．通電導(dǎo)體在磁場中受力運動，為電動機的工作原理，故D符合題意。
故選D。
[2]由圖知道，閉合開關(guān)后，電流從電磁鐵的下端流入，上端流出，根據(jù)安培定則可知，電磁鐵的上端為N極，下端為S極。
（2）[3]小菲站在該雙輪電動平衡車上時，地面受到的壓力大小為
F＝G總＝（m車+m人）g＝（20kg+60kg）×10N/kg＝800N
受力面積
S＝2×20cm2＝40cm2＝4×10-3m2
對地面的壓強

（3）[4][5]由知道，指示燈L1的阻值

S與“1”接通，觸點A與B分離時，L1與R0串聯(lián)，燈的電壓小于電源電壓（當(dāng)觸點A與B接通時，電磁鐵和電阻R0被短路，指示燈兩端的電壓和額定電壓相等），由圖像知道，燈泡兩端電壓
UL'＝1.2V
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以R0兩端的電壓
U0＝U﹣UL′＝6V﹣1.2V＝4.8V
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以此時電路中的電流

由歐姆定律知道，定值電阻R0的阻值

0～1.0s內(nèi)電路消耗的電能
W1＝UIt＝6V×0.2A×1s＝1.2J
當(dāng)觸點A與B接通時，電磁鐵和電阻R0被短路，指示燈兩端的電壓和額定電壓相等，燈的實際功率為其額定功率，則1s～1.5s內(nèi)電路消耗的電能
W2＝PLt′＝6W×0.5s＝3J
由圖丙知道，一個周期的時間
T＝1.5s
10min內(nèi)的周期個數(shù)為

則指示燈交替工作10min整個電路消耗的電能
W＝（W1+W2）×400＝（1.2J+3J）×400＝1680J
11．某科技小組自制了一個測量池水深度的裝置如圖，其中R1=5Ω是一個定值電阻，R2是一個壓敏電阻，它的阻值隨所受液體壓力F的變化的部分參數(shù)見下表，電源電壓保持6V不變，壓敏電阻只有一個面積為6m2的面承受池水壓力。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
F/N
R2/Ω
6
15
12
10
24
5
84
3

（1）由題中信息可知，此裝置隨著測量深度的增加電流表的示數(shù) ___________（選填“增大”、“減小”或“不變”）；
（2）當(dāng)液體壓力為6N時，求電流表的示數(shù)___________；
（3）若電流表的示數(shù)為0.6A，求此時池水的深度___________。
【答案】 增大 0.3A 4×10-4m
【詳解】（1）[1]當(dāng)所測水的深度增加時，對壓敏電阻的壓強和壓力增大，壓敏電阻的阻值減小，串聯(lián)電路中的總電阻減小。電路電源電壓不變，電路中的總電流增大，電流表的示數(shù)增大。
（2）[2]當(dāng)液體壓力為6N時，壓敏電阻的阻值為15Ω，此時電路中電流為


（3）[3]當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A時，電路中的總電阻為


壓敏電阻的阻值為


查表可知，此時水對壓敏電阻的壓力為24N，則水對壓敏電阻的壓強為


此時待測水深為


12．閱讀下列材料，回答問題。
鐵崗水庫是深圳最大的水庫，總庫容約8322萬立方米，是深圳市重要的水源地。在“綠水青山，就是金山銀山”的科學(xué)發(fā)展理念指導(dǎo)下，某興趣小組來到鐵崗水庫進行調(diào)研。

TDS值（mg/L）
0~100
100~300
大于300
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
能直接飲用
不能直接飲用
不能飲用
（1）調(diào)研小組發(fā)現(xiàn)，水庫的攔水壩被建成“上窄下寬”的形狀（如圖甲），原因是液體壓強隨___________的增加而增大；
（2）水的密度是水質(zhì)的重要指標(biāo)之一、圖乙為小組成員為測量水的密度所設(shè)計的儀器。其探尺由空心軟管加鉛錘構(gòu)成，使用時通過調(diào)節(jié)“提手”高度，使探尺“標(biāo)記線”與水面齊平，由電表數(shù)據(jù)可得水的密度。請在圖乙中填上適當(dāng)?shù)碾姳恚娏鞅砘螂妷罕恚┓?，并根?jù)你所填的電表回答：當(dāng)水的密度越大時，探尺所受到的浮力___________（選填“越大”、“越小”或“不變”）；a電表的示數(shù)___________（選填“變大”、“變小”或“不變”），b電表的示數(shù)___________（選填“變大”、“變小”或“不變”）；
（3）水中固體總?cè)芙饬浚═DS）是水質(zhì)的另一重要指標(biāo)。圖丙為TDS檢測儀原理圖（R為檢測電阻），圖丁為檢測電阻R的阻值與水的TDS值之間的關(guān)系圖，如表為水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與TDS值的對應(yīng)關(guān)系。圖丙中電源電壓為3V，定值電阻R0為50Ω，當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為___________。
【答案】 深度 變大 不變 變小 不能直接飲用
【詳解】（1）[1]因為液體壓強隨深度的增加而增大，為了水壩能承受更大的水壓，故水庫的攔水壩被建成“上窄下寬”的形狀。
（2）[2]電壓表并聯(lián)接入電路，電流表串聯(lián)接入電路，所以a是電流表，b是電壓表，如圖：

探尺排開水的體積不變，根據(jù)F浮=ρ液gV排可知，當(dāng)水的密度越大時，探尺所受到的浮力越大。
[3]閉合開關(guān)，兩電阻串聯(lián)接入電路，滑片移動過程中，滑動變阻器接入電路的電阻不變，根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知電路總電阻不變，根據(jù)歐姆定律可知通過電路的電流不變，即a電表的示數(shù)不變。
[4]探尺受到重力、浮力、拉力的共同作用，其受到的浮力變大，拉力變小，滑片上移，滑動變阻器與電壓表并聯(lián)部分的電阻變小，根據(jù)U=IR可知電壓表示數(shù)變小，即b電表的示數(shù)變小。
（3）[5]圖丙中兩電阻串聯(lián)接入電路，電壓表測定值電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可得，串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，電源電壓為3V，定值電阻R0為50Ω，電壓表示數(shù)為2V，代入數(shù)據(jù)可得


解得R=25Ω，
由丁圖可知R在20Ω~30Ω范圍內(nèi)時，TDS值在100mg/L與300mg/L之間，由表中數(shù)據(jù)可知，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為不能直接飲用。
13．如圖所示，是某學(xué)?？萍脊?jié)上展示的兩件作品。小明為此作了以下解說：

（1）甲是簡易的溫度計，它的工作原理是利用______的性質(zhì)而制成的。它的測溫效果與小玻璃瓶的容積和玻璃管的______有關(guān)；所用的測溫物質(zhì)是煤油而不是水，這是因為煤油的______較小，吸收（或放出）相同的熱量時，玻璃管內(nèi)液體溫度變化更為明顯；
（2）乙是簡易的氣壓計，當(dāng)外界氣壓減小時，玻璃管內(nèi)液柱的液面會______；
【提出問題】小華發(fā)現(xiàn)甲、乙的構(gòu)造非常相似，提出乙是否也能做溫度計使用？
【設(shè)計實驗和進行實驗】把兩裝置中的小玻璃瓶同時沒入同一熱水中，觀察到乙裝置中玻璃管內(nèi)液柱上升更明顯，這是由于瓶內(nèi)的______受熱膨脹更顯著，故乙也能做溫度計使用；
【拓展】查閱相關(guān)資料，了解到人們很早就發(fā)明了如圖2所示的氣體溫度計，當(dāng)外界環(huán)境氣溫升高時，該溫度計中的管內(nèi)液面會下降，但由于受外界______、季節(jié)等環(huán)境因素變化的影響，所以，這種溫度計測量誤差較大。
【答案】 液體熱脹冷縮 直徑 比熱容 升高 氣體 大氣壓
【詳解】（1）[1]甲圖中的溫度計是利用玻璃瓶內(nèi)液體的熱脹冷縮的性質(zhì)制成的。
[2]這種簡易溫度計的測溫效果與小玻璃瓶的容積和玻璃管的直徑有關(guān)。玻璃管的直徑越小，則管內(nèi)液面升降越明顯。
[3]所用的測溫物質(zhì)是煤油而不是水，是因為煤油的比熱容較小，與質(zhì)量相同的水比較，在吸收或放出相同熱量時，玻璃管內(nèi)煤油溫度變化更明顯。
（2）[4]圖乙中，玻璃瓶內(nèi)的氣壓保持不變，當(dāng)外界氣壓減小時，瓶內(nèi)氣壓會將玻璃瓶內(nèi)的液體往外壓，那么玻璃管內(nèi)液柱的液面會升高。
[5]將甲、乙中的玻璃瓶同時沒入熱水中，乙中玻璃瓶內(nèi)的氣體受熱體積膨脹要比甲中液體的體積膨脹更明顯，那么乙中玻璃管內(nèi)液柱上升更明顯。
[6]圖2中的氣體溫度計，玻璃管上端是封閉的，而玻璃瓶卻是開口的，那么當(dāng)外界大氣壓變化時，就算溫度沒有變化，玻璃管內(nèi)的液面也會變化，這會帶來較大的測量誤差。
14．閱讀短文，回答問題。
中央新風(fēng)系統(tǒng)
中央新風(fēng)系統(tǒng)由風(fēng)機、進風(fēng)口、排風(fēng)口及各種管道和接頭組成。安裝在吊頂內(nèi)的風(fēng)機通過管道與一系列排風(fēng)口相連，風(fēng)機啟動后，室內(nèi)受污染的空氣經(jīng)排風(fēng)口及風(fēng)機排往室外，使室內(nèi)形成負壓，這樣室外新鮮空氣便經(jīng)進風(fēng)口進入室內(nèi)，從而使室內(nèi)空氣中二氧化碳的含量保持在占空氣體積的0.03%左右。
風(fēng)機轉(zhuǎn)速測量原理如圖甲所示。風(fēng)機的風(fēng)量Q指風(fēng)機單位時間內(nèi)排出空氣的體積，風(fēng)速v指風(fēng)機排出空氣的速度。已知風(fēng)機的轉(zhuǎn)速受電腦控制，與屋內(nèi)空氣中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比。風(fēng)機的部分參數(shù)如表一所示，風(fēng)機的風(fēng)速v、風(fēng)量Q和空氣中二氧化碳的含量ρ的關(guān)系如表二所示。

表一
額定轉(zhuǎn)速n
800r/min
額定風(fēng)量Q
0.8m3/s
額定功率P
300W
表二
風(fēng)速v/（m·s-1）
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
二氧化碳含量ρ/%
0.050
0.072
0.098

0.162
0.200
風(fēng)量Q/（m3·s-1）
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
2.0
（1）下列有關(guān)新風(fēng)系統(tǒng)的說法，錯誤的是___________。
A．吸塵器的工作原理與新風(fēng)系統(tǒng)原理相同???????
B．風(fēng)機的風(fēng)量與室內(nèi)空間大小無關(guān)
C．風(fēng)機的風(fēng)量Q表示單位時間排出的空氣質(zhì)量
D．新風(fēng)系統(tǒng)工作時，室內(nèi)氣壓小于室外氣壓
（2）當(dāng)風(fēng)機以額定功率運轉(zhuǎn)時，1min內(nèi)消耗電能為___________J；此時，室內(nèi)二氧化碳的含量為___________%。當(dāng)風(fēng)機的風(fēng)量為0.5m3/s時，風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為___________r/min。
（3）根據(jù)風(fēng)機轉(zhuǎn)速測量原理圖，當(dāng)轉(zhuǎn)軸邊緣和凹槽交替接近非接觸式磁電傳感器時，會產(chǎn)生一個脈沖電壓，并且轉(zhuǎn)速越高，脈沖電壓值越大，如圖乙所示，則圖乙中___________（選填“a”或“b”）對應(yīng)的轉(zhuǎn)速高，其轉(zhuǎn)速為___________r/min。

（4）為了保持室內(nèi)空氣清新，小明制作了如圖丙的控制風(fēng)機斷續(xù)工作的模擬電路，AB兩端輸入如圖丁所示的周期性變化的電壓U，定值電阻R=2Ω，D為電子元件，當(dāng)U＜6V時，D兩端的電壓UD等于輸入電壓；當(dāng)UAB≥6V時，UD保持6V不變。當(dāng)R的電功率滿足P≥2W時，風(fēng)機啟動工作，則t=4min時電阻R的電功率為多少？該電路工作60min，風(fēng)機工作時間為為多少？（要求寫出具體解題過程，直接寫結(jié)果不得分）( )
【答案】 C 1.8×104 0.128 500 b 750 2W，20min
【詳解】（1）[1]AD．吸塵器的電機轉(zhuǎn)動時，會使得密封的殼體內(nèi)空氣的流速增大、壓強減小，外界的壓強大于內(nèi)部的壓強形成負壓；中央新風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機啟動后，也使室內(nèi)形成負壓，故AD正確，不符合題意；
BC．風(fēng)機的風(fēng)量Q指風(fēng)機單位時間內(nèi)排出空氣的體積，與室內(nèi)空間大小無關(guān)，故B正確，不符合題意，C錯誤，符合題意。
故選C。
（2）[2]風(fēng)機以額定功率運轉(zhuǎn)時，1min內(nèi)消耗電能為
W=Pt=300W×60s=1.8×104J
[3]由表一可知，以額定功率運轉(zhuǎn)時，額定風(fēng)量Q=0.8m3/s，由表二數(shù)據(jù)分析可知，二氧化碳含量為

[4]已知風(fēng)機的轉(zhuǎn)速與屋內(nèi)空氣中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比，，則，由表一可知，額定轉(zhuǎn)速n=800r/min，額定風(fēng)量Q=0.8m3/s，當(dāng)風(fēng)機的風(fēng)量Q=0.5m3/s時，二氧化碳的含量ρ=0.050%，因為k值一定，所以

帶入數(shù)值，得

解得n2=500r/min。
（3）[5]根據(jù)風(fēng)機轉(zhuǎn)速測量原理圖，當(dāng)轉(zhuǎn)軸邊緣和凹槽交替接近非接觸式磁電傳感器時，會產(chǎn)生一個脈沖電壓，并且轉(zhuǎn)速越高，脈沖電壓值越大，如圖乙所示，圖乙中b的脈沖電壓大，所以對應(yīng)的轉(zhuǎn)速高。
[6]由圖甲可知，一圈有4個凹槽，對照圖乙可知轉(zhuǎn)一圈的時間為8×10-2s，轉(zhuǎn)速為

（4）[7]根據(jù)題意知，當(dāng)UAB＜6V時，D兩端的電壓UD等于輸入電壓，UAB≥6V時，UD保持6V不變。由于3~6min電壓從12V均勻的減小到0，所以t=4min時，電壓為
此時UD=6V，根據(jù)串聯(lián)電路的特點知，定值電阻兩端的電壓為
UR=UAB﹣UD=8V﹣6V=2V
電阻R的電功率為

當(dāng)R的電功率滿足PR≥2W時，風(fēng)機啟動工作，所以當(dāng)PR=2W時，根據(jù)可知，R兩端的電壓為

這個電壓為風(fēng)機能否啟動工作的臨界電壓，所以UAB對應(yīng)的電壓為
UAB=UD+UR=6V+2V=8V
由圖知0~3min，UAB均勻增加，3min時達到12V，故2min時電壓達到8V，由對稱性可知一個周期的2~4min內(nèi)電壓UAB≥8V，則有三分之一的時間風(fēng)機在工作，所以電路工作60min，風(fēng)機工作時間為為

15．如圖甲所示是一款新科技運動器械—電動水翼沖浪板，下表是其相關(guān)參數(shù)，其機構(gòu)示意圖如圖乙。內(nèi)部含有的電機推動水翼板向前運動，底部的水翼板類似于飛機機翼，沖浪時能將沖浪板托起出水面以減小阻力，玩家通過板體站立就實現(xiàn)了水上飛行。內(nèi)部電機電源是電壓為48V的蓄電池組，電機效率是指電動機獲得的有用機械能與消耗電能的比值。（g取10N/kg）
品牌
自重
最大載重
最大速度
蓄電池電壓
蓄電池容量
電機額定電壓額定功率
電機效率
葦渡waydooFlyer
25kg
100kg
36km/h
48V
40A?h
48V 3000W
80%

（1）水翼板能將沖浪板托舉在水面以上，利用的原理是：______；
（2）下列關(guān)于對水翼板的蓄電池的說法正確的是______；
A．蓄電池充足電一次，儲存的電能約4×105J
B．蓄電池組充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C．蓄電池放電的過程中，蓄電池相當(dāng)于用電器
D．蓄電池組是由若干節(jié)蓄電池并聯(lián)組成的
（3）當(dāng)沖浪板在額定功率下以最大速度勻速前進時，電機最大電流為______A，電機提供的動力為______ N，此時動力與阻力是一對______（選填“相互作用力”、“平衡力”）；
（4）質(zhì)量為75kg的運動員站在沖浪板上，以最大速度前行了3.6km，此時阻力是總重力的0.2倍，則蓄電池消耗的電能為______kW×h。
【答案】 流體在流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大 B 62.5 300 平衡力 0.25
【詳解】（1）[1]由甲圖可知水翼板上表面彎曲而下表面平直，在水中運動時上表面水的流速大而下表面水的流速小，流體壓強隨流速的增大而減小，可知水翼板下表面壓力大于上表面壓力，形成的壓力差可將沖浪板托舉在水面以上。
（2）[2]A．由圖表可知蓄電池的容量為40A?h，電壓U=48V，可知蓄電池儲存的電能為
W=UIt=48V′40A′1h=48V′40A′3600s=6.912′106J
故A錯誤；
B．蓄電池充電時電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故B正確；
C．蓄電池放電時在電路中的作用是提供電能，相當(dāng)于電源，故C錯誤；
D．蓄電池組是若干蓄電池串聯(lián)組成的，單個蓄電池的電壓較小，多個蓄電池串聯(lián)時可提供更大的電壓，故D錯誤。
故選B。
（3）[3]電機工作時的電壓為U=48V，功率為P=3000W，由P=UI可知電機最大電流為
????
[4]沖浪板最大速度為
v=36km/h=10m/s
由P=Fv可知電機提供的動力為
????
[5]沖浪板此時為勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，受平衡力作用，水平方向上受電機的動力和水的阻力，則此時動力與阻力是一對平衡力。
（4）[6]此時沖浪板的路程為
s=3.6km=3600m
沖浪板和人的總重力為
G=(m人+m板)g=(75kg+25kg)′10N/kg=1000N
沖浪板受到的阻力大小為
f=0.2G=0.2×1000N=200N
則沖浪板克服阻力做功為
W有=fs=200N′3600m=7.2′105J
電機效率h=80%，由可知電機做功為

即消耗的電能為0.25kW×h。
16．如圖為水箱示意圖，AO1C和DO2E均為金屬桿。其中A端連接按鈕M，P為輕質(zhì)活塞，P與C端通過細繩相連；E端連接浮球，D端連接針閥，針閥能將進水口堵住。已知AO1和CO1兩點間水平距離相等，P上表面處的深度為0.1米，浮球排開水的體積為5×10-4米3。
（1）求浮球所受浮力F浮的大??；
（2）求水對活塞P上表面的壓強p水；
（3）若輕質(zhì)活塞P即將被拉起時，細繩CP上的拉力為3牛， 求此時作用在按鈕M上的豎直向下壓力F壓的大小；
（4） 若浮球受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力相等時，針閥恰好將進水口堵住，放水后水箱中水位下降，浮球的排水體積減小，受到的浮力減小，浮球受到的重力大于浮力，杠桿D E繞O2順時針轉(zhuǎn)動，針閥被拉起，水從進水口進入水箱。請參考上述描述說明水箱的出水過程。

【答案】（1）4.9牛；（2）980帕；（3）3牛；（4）見解析
【詳解】解：（1）浮球排開水的體積為5×10-4米3，浮球所受浮力F浮的大小為
F?。溅阉甮V排＝1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×5×10-4米3＝4.9牛
（2）P上表面處的深度為0.1米，水對活塞P上表面的壓強為
p水＝ρ水gh＝1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.1米=980帕
（3）根據(jù)杠桿的平衡條件可知
F壓 l1＝F拉l 2
AO1和O1C兩點間的水平距離相等，即l1＝l 2，故
F壓＝F拉＝3牛
（4）輕質(zhì)活塞P因受到水的壓力而將下水口堵住，排水時用力向下按下按鈕M，杠桿AC繞O1順時針轉(zhuǎn)動，細繩對活塞P的拉力大于活塞P受到水的壓力，P被細繩拉起，水箱內(nèi)的水從下水口沖出。
答：（1）浮球所受浮力F浮的大小為4.9牛；
（2）水對活塞P上表面的壓強p水為980帕；
（3）作用在按鈕M上的豎直向下壓力F壓的大小為3牛；
（4）輕質(zhì)活塞P因受到水的壓力而將下水口堵住，排水時用力向下按下按鈕M，杠桿AC繞O1順時針轉(zhuǎn)動，細繩對活塞P的拉力大于活塞P受到水的壓力，P被細繩拉起，水箱內(nèi)的水從下水口沖出。
17．閱讀短文，回答文后的題目。
目前，國際上常用的衡量人體胖瘦程度以及是否健康的一個標(biāo)準(zhǔn)是體質(zhì)指數(shù)，即身體質(zhì)量指數(shù)（BodyMassIndex），編寫為BMI。BMI考慮了體重和身高的綜合因素，可反映全身性超重和肥胖狀況。計算公式為：BMI=體重/身高2（體重單位：千克；身高單位：米）。《國家學(xué)生體育健康標(biāo)準(zhǔn)》將學(xué)生體重指數(shù)（BMI）分成四個等級：正常、低體重、超重、肥胖。低體重者建議加強營養(yǎng)，多吃高蛋白食物，保持一定時間的睡眼。超重者或肥胖者建議以控制飲食和增加運動為主來減輕體重。3月12日，國家體育總局局長高志丹發(fā)出號召，“讓更多的孩子們跑起來、動起來、跳起來”。
步頻是指跑步時，每分鐘腳落地的次數(shù)，步幅則是指相鄰兩步的距離。當(dāng)步頻越慢，步幅越大時，著地點越遠離重心，小腿與地面銳角越小，分解后的水平摩擦力就越大，身體容易因此受到傷害。慢步頻跨大步跑導(dǎo)致著地點遠離身體重心投影點，自然使得身體重心經(jīng)過腳踩的時間增加，因為從著地到重心經(jīng)過支撐腳上方這一過程都屬于減速階段，只有當(dāng)身體重心完全通過支撐腳的上方，身體才會從減速變成加速，慢步頻所引發(fā)的一系列效應(yīng)使得剎車增加。此外，慢步頻大步幅還意味著身體重心起伏增加，把過多能量消耗在垂直方向做功上也得不償失，大大降低跑步經(jīng)濟性。在速度沒那么快的情況下，小步快跑更加適合大眾跑者。所以，“管住嘴、邁開腿”，大家一起向著健康的生活方式努力!
學(xué)生體重指數(shù)（BMI）等級表（單位：千克/米2）

男生
女生
等級
七年級
八年級
九年級
七年級
八年級
九年級
正常
15.5-22.1
15.7-22.5
15.8-22.8
14.8-21.7
15.3-22.2
16，0-22.6
低體重
≤15.4
≤15.6
≤15.7
≤14.7
≤15.2
≤15.9
超重
22.2-24.9
22.6-25.2
22.9-26.0
21.8-24.4
22.3-24.8
22.7-25.1
肥胖
≥25.0
≥25.3
≥26.1
≥24.5
≥24．9
≥25.2
（1）某九年級男生質(zhì)量80kg，身高180cm，他的體重指數(shù)處于_________等級；
（2）某同學(xué)用運動手環(huán)記錄自己某一次跑步的數(shù)據(jù)，平均步頻180步/分鐘，平均步幅100厘米，分析可知：他本次跑步的平均速度為_________km/h；
（3）一個質(zhì)量為m千克的同學(xué)，在中老體育考試電，選擇跳繩考試，他在1分鐘內(nèi)跳了n個，每次跳起的高度約為h米，則他跳繩的功率P=_________W（用目中所給的物理量符號填寫表達式）；
（4）對于普通大眾跑者來說，為了能夠健康有效鍛煉，在跑步過程中，對步幅和步頻的建議是_________。
【答案】 超重 10.8 快步頻，小步幅
【詳解】（1）[1]根據(jù)計算公式：BMI=體重/身高2，他的體重指數(shù)為

九年級男生體重指標(biāo)
22.9

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