九年級(jí)上冊(cè)物理壓軸題考卷01（解析版）初中物理（考試時(shí)間：90分鐘試卷滿分：100分）注意事項(xiàng)：1．測(cè)試范圍：蘇科版九年級(jí)上冊(cè)第11-12章。2．本卷平均難度系數(shù)0.15。第Ⅰ卷選擇題一、選擇題（本題共12小題，每小題3分，共36分。其中1-10題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，11、12題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求）1．質(zhì)量相等的甲、乙兩金屬塊，其材質(zhì)不同。將它們放入沸水中，一段時(shí)間后溫度均達(dá)到沸點(diǎn)，然后將它們按不同的方式投入一杯冷水中，使冷水升溫。第一種方式：先從沸水中取出甲，將其投入冷水，當(dāng)達(dá)到熱平衡后將甲從杯中取出，測(cè)得水溫升高Δt℃；然后將乙從沸水中取出投入這杯水中，再次達(dá)到熱平衡，測(cè)得水溫又升高了Δt℃。第二種方式：先從沸水中取出乙投入冷水，當(dāng)達(dá)到熱平衡后將乙從杯中取出，然后將甲從沸水中取出，投入這杯水中，再次達(dá)到熱平衡。第三種方式是將甲、乙同時(shí)從沸水中取出同時(shí)投入到冷水中達(dá)到熱平衡（不考慮與外界熱交換）。則在后二種方式下，這杯冷水溫度的變化是（）A．恰好都升高了2Δt℃B．都高超過(guò)2Δt℃C．都不足2Δt℃D．二種方式只有一種正好升高2Δt℃【答案】D【詳解】方式一：設(shè)沸水溫度為100℃，冷水的溫度為t0，甲投入冷水后放出的熱量為水吸收的熱量為不考慮熱傳遞過(guò)程熱量的損失，則有Q放=Q吸，即……①然后乙再投入冷水后放熱水吸收的熱量仍為同理則有……②方式二：設(shè)乙投入冷水熱平衡后，水溫為t1，則同理可得……③甲投入冷水熱平衡后，水溫為t2，則同理可得……④所以結(jié)合①②③④可得也就是在第二種方式下，這杯冷水溫度的變化是恰好升高了2Δt℃。方式三：同時(shí)投入后，假設(shè)冷水先和甲熱交換，這樣水溫上升Δt℃；然后再與乙熱交換，水溫又上升Δt℃；而此時(shí)甲的溫度小于水和乙的溫度，會(huì)吸收熱量，所以溫度在上升2Δt℃的基礎(chǔ)上必然要下降一點(diǎn)。綜上所述，只有方式二正好升高2Δt℃。故選D。2．關(guān)于生活中的物理現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（）A．破鏡不能重圓，主要是因?yàn)榉肿又g存在斥力B．“酒香不怕巷子深”說(shuō)明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．60℃的水與40℃的水相比，60℃的水內(nèi)能更大D．水和酒精混合后總體積變小，說(shuō)明分子間有引力【答案】B【詳解】A．分子間作用力與分子間的距離有關(guān)，當(dāng)分子間距離比較大時(shí)，作用力幾乎為0。兩塊鏡片之間的距離過(guò)大，兩個(gè)鏡片分子間幾乎沒(méi)有引力，無(wú)法在分子間作用力作用下聚合成為一個(gè)鏡片。故A錯(cuò)誤；B．酒的分子做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到空氣中，離酒很遠(yuǎn)的人也能聞到酒味。故B正確；C．影響物體內(nèi)能的因素很多，如質(zhì)量、溫度、狀態(tài)等，無(wú)法憑溫度一個(gè)因素就能比較兩個(gè)物體內(nèi)能的大小。故C錯(cuò)誤；D．水和酒精混合后體積變小，說(shuō)明分子間間隙，二者混合時(shí)分子填補(bǔ)了這個(gè)間隙，使總體積小于二者體積的和。故D錯(cuò)誤。故選B。3．如圖所示，農(nóng)民在用風(fēng)車精選谷種時(shí)，在同一風(fēng)力作用下，谷種（飽滿，質(zhì)量較大）和秕谷（質(zhì)量較小）都從洞口水平飛出，結(jié)果谷種和秕谷落地點(diǎn)不同，自然分開(kāi)。若不計(jì)空氣阻力，下列分析正確的是（）A．谷種和秕谷剛飛出時(shí)的勢(shì)能相同 B．在下落過(guò)程中秕谷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變C．谷種的落地點(diǎn)為N，秕谷的落地點(diǎn)為M D．谷種下落過(guò)程中受到平衡力的作用【答案】C【詳解】A．谷種和秕谷剛飛出時(shí)，高度相同，但質(zhì)量不同，故勢(shì)能不同，故A錯(cuò)誤；BD．從圖中看出，谷種和秕谷飛出洞口后加速下落做曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，是因?yàn)槭艿搅朔瞧胶饬Φ淖饔?，故BD錯(cuò)誤；C．相同風(fēng)力對(duì)谷種和秕谷做的功相同，質(zhì)量大的谷種飛出時(shí)的速度較小，而谷種和秕谷的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，所以谷種的水平位移較小，秕谷的水平位移較大，所以M處是秕谷，N處是谷種，故C正確。故選C。4．某建筑工地上起重機(jī)吊臂上的滑輪組如圖所示。在勻速起吊重的物體時(shí)，物體在內(nèi)上升了，若滑輪組的機(jī)械效率為，則此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A．有用功為B．額外功為C．拉力為D．拉力的功率為【答案】D【詳解】有用功為總功為額外功為拉力功率為拉力大小為故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。5．水平地面上，功率相同的兩汽車均正常勻速行駛，若通過(guò)相同路程所用的時(shí)間之比為2︰3（）A．速度之比為2︰3B．重力所做的功之比為3︰2C．牽引力之比為2︰3D．牽引力所做的功之比為1︰1【答案】C【詳解】A．已知汽車的行駛路程相同，時(shí)間之比為2:3，則速度與時(shí)間成反比，即故A錯(cuò)誤；B．汽車在水平面上行駛，在重力的方向上移動(dòng)的距離均為零，故重力之比為1:1，故B錯(cuò)誤；C．汽車的功率相同，根據(jù)公式功率一定時(shí)，牽引力與速度成反比，即牽引力之比為故C正確；D．汽車行駛的路程相同，由公式W=Fs可知，路程相同時(shí)，牽引力所做的功與牽引力成正比，即故D錯(cuò)誤。故選C。6．如圖甲所示是腳踏式翻蓋垃圾桶的實(shí)物圖，翻蓋的原理是由兩個(gè)杠桿及組合而成，圖乙所示是兩個(gè)杠桿組合的示意圖。桶蓋的質(zhì)量為400g，桶蓋的直徑60cm。腳踏桿和其他連接桿的質(zhì)量不計(jì)，已知，。，桶蓋DC質(zhì)量分布均勻，厚度不計(jì)，D為重心，桶蓋閉合時(shí)，連接桿BC處于豎直狀態(tài)，。下列說(shuō)法正確的是（）A．為費(fèi)力杠桿B．為省力杠桿C．若將桶蓋翻開(kāi)30°，桶蓋克服重力做功0.6JD．若要把桶蓋翻開(kāi)，腳對(duì)踏板A處的壓力至少21N【答案】D【詳解】A．由圖乙可知，AO1>O1B，即動(dòng)力臂大于阻力臂，所以AO1B為省力杠桿，故A錯(cuò)誤；B．由圖乙可知，CO2<DO2，即動(dòng)力臂小于阻力臂，所以DCO2為費(fèi)力杠桿，故B錯(cuò)誤；C．若將桶蓋翻開(kāi)30°，則桶蓋重心升高的高度為h=0.5×35cm=17.5cm=0.l75m克服桶蓋重力做的功為W=Gh=mgh=0.4kg×l0N/kg×0.175m=0.7J故C錯(cuò)誤；D．設(shè)腳對(duì)A點(diǎn)的作用力為F，頂桿對(duì)B點(diǎn)的作用力為F1，頂桿對(duì)桶蓋上C點(diǎn)的作用力為F2，根據(jù)杠桿平衡條件可得①G×DO2=F2×CO2②同一頂桿，對(duì)B、C兩點(diǎn)的力大小相等，即：F1=F2，桶蓋的重為G=mg=0.4kg×10N/kg=4N且力臂DO2的大小為DO2=30cm+5cm=35cm由可得所以腳對(duì)踏板A處的壓力至少為故D正確。故選D。7．如圖所示，a，b兩個(gè)小球穿在一根與水平面夾角為θ的光滑固定細(xì)桿上，并通過(guò)一細(xì)繩跨過(guò)光滑定滑輪相連。當(dāng)兩球靜止時(shí)，oa繩與桿的夾角也為θ，ob繩恰好沿豎直方向。若b球質(zhì)量為m，則a球的質(zhì)量為（

）A．msinθ B．mcosθ C．mtanθ D．mcotθ【答案】D【詳解】分別對(duì)小球a和小球b受力分析，如下圖所示：小球a和小球b用一根細(xì)繩相連，所以所受拉力相等，根據(jù)b球受力情況，可知根據(jù)正弦定理則有解得，所以a球的質(zhì)量為故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。8．如圖輕質(zhì)杠桿兩端懸掛著同種材料制成的大小不同的兩個(gè)實(shí)心金屬球，杠桿處于平衡狀態(tài)；若將兩球分別浸沒(méi)在下列液體中，杠桿仍然處于平衡狀態(tài)是（）A．都浸沒(méi)在酒精中B．左邊浸沒(méi)在水中，右邊浸沒(méi)在酒精中C．左邊浸沒(méi)在酒精中，右邊浸沒(méi)在水中D．將支點(diǎn)適當(dāng)向右移動(dòng)后，都浸沒(méi)在水中【答案】A【詳解】AD．杠桿兩端分別掛上體積不同的兩個(gè)球時(shí)，杠桿在水平位置平衡化簡(jiǎn)后可得若將兩球同時(shí)浸沒(méi)在酒精或水中，杠桿左端杠桿右端又因?yàn)樗詣t有因此杠桿仍然平衡，故A符合題意，D不符合題意；BC．若將兩球同時(shí)浸沒(méi)在不同液體中，則杠桿左端杠桿右端又因?yàn)樗詣t有因此杠桿不能平衡，故BC不符合題意。故選A。9．如圖所示，一個(gè)放在粗糙水平木板上，木板固定不動(dòng)，彈簧與水平木板不接觸，彈簧的一端與小球相連，另一端固定在墻壁上，彈簧保持自然長(zhǎng)度時(shí)小球剛好在A點(diǎn)，現(xiàn)把小球向左拉至C點(diǎn)后釋放，小球就由C運(yùn)動(dòng)到A，再由A運(yùn)動(dòng)到B，由B到A，A到D，D到……，不計(jì)空氣阻力，在此過(guò)程中（）A．從B到D，小球在水平方向上受到的合力是先減小后增大B．小球最后一定會(huì)停在A處C．彈簧的彈性勢(shì)能最終轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能D．從C到A的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球一直做加速運(yùn)動(dòng)【答案】A【詳解】A．由題意可知，在水平方向上，小球在B點(diǎn)處受到向左的彈力，然后在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)受到的彈力為0，運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)，小球受到向右的彈力，因此小球在水平方向上受到的合力是先減小為后增大，故A符合題意；B．因?yàn)槟景宕植?，所以小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到摩擦力，為了克服摩擦力做功，小球的機(jī)械能逐漸減小，當(dāng)小球所受彈力與摩擦力相平衡時(shí)，小球可能靜止在A點(diǎn)的左側(cè)或右側(cè)，不一定靜止在A點(diǎn)，故B不符合題意；C．因?yàn)樾∏蜃詈髸?huì)靜止，沒(méi)有動(dòng)能，又因?yàn)槟景宕植?，所以小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要克服摩擦力做功，彈簧的彈性勢(shì)能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C不符合題意；D．把小球向左拉至C點(diǎn)后釋放，小球就由C運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程中，小球在C點(diǎn)受到向右的彈力，開(kāi)始加速向右運(yùn)動(dòng)，向右的過(guò)程中，彈簧逐漸恢復(fù)，小球受到向左的摩擦力和逐漸變小的向右的彈力，在還未回到A點(diǎn)的某一處，摩擦力和彈力大小相等合力為0，然后小球繼續(xù)向A運(yùn)動(dòng)，彈力小到比摩擦力還小，則此時(shí)受到的合力方向向左，小球開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)，故D不符合題意。故選A。10．如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、密度為ρ的均勻細(xì)棒下端系一根細(xì)線，細(xì)線的另一端被拴在杯底A點(diǎn)處，細(xì)棒豎直浸沒(méi)在杯中的液體內(nèi)，液體密度為ρ0（ρ0=4ρ）?，F(xiàn)打開(kāi)杯底閥門(mén)k，使液體緩慢流出。當(dāng)細(xì)棒露出液面一定長(zhǎng)度時(shí)，細(xì)棒有可能傾斜，該長(zhǎng)度的最小值為（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】設(shè)細(xì)棒的橫截面積為S，細(xì)棒浸在水中的長(zhǎng)度為L(zhǎng)浸，當(dāng)細(xì)棒露出液面一定長(zhǎng)度時(shí)，細(xì)棒有可能傾斜，如圖所示，則細(xì)棒AB為一根杠桿，B點(diǎn)為支點(diǎn)則重力G的力臂為浮力F浮的力臂為當(dāng)細(xì)棒露出較少時(shí)，有細(xì)棒豎直浸沒(méi)在杯中的液體內(nèi)。當(dāng)細(xì)棒露出較多時(shí)，有細(xì)棒將繼續(xù)傾斜。因此當(dāng)細(xì)棒將開(kāi)始傾斜。則即所以則細(xì)棒露出水面長(zhǎng)度的最小值為故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。11．（多選）規(guī)格相同的甲、乙兩容器中分別裝有3kg和2kg的純凈水，并用不同加熱器加熱，不計(jì)熱損失，得到如圖丙所示的水溫與加熱時(shí)間的關(guān)系圖。下列說(shuō)法正確的是（）A．甲、乙兩杯中的液體每分鐘吸收的熱量之比為1∶1。B．甲杯液體每分鐘吸收的熱量為2.52×105JC．加熱相同的時(shí)間，甲、乙兩杯液體升高的溫度之比為3∶2D．將甲、乙兩容器中的液體從20℃加熱至沸騰所需要的時(shí)間之比為2∶3【答案】CD【詳解】AB．由圖丙的甲圖線可知，加熱2min時(shí)，甲容器中水升高的溫度由圖象還可知，水的溫度變化隨時(shí)間的增加而均勻升高，所以，加熱1min時(shí)，甲容器中水升高的溫度此時(shí)甲容器中的水吸收熱量由圖丙可知，水的溫度從20℃升高到40℃時(shí)，乙的加熱時(shí)間為3min；此時(shí)乙容器中的水吸收熱量乙容器中的水每分鐘吸收熱量為由于忽略散熱損失，所以兩加熱器每分鐘放出的熱量與水每分鐘吸收的熱量相同，則加熱器每分鐘放出的熱量之比為故AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)B可知相同時(shí)間內(nèi)，加熱器放出的熱量之比為9：4，則相同時(shí)間內(nèi)，兩杯水吸收的熱量之比為9:4，根據(jù)可得兩杯水升高的溫度之比為故C正確；D．根據(jù)可得甲、乙兩容器中的水從20℃加熱至沸騰所需熱量之比所用時(shí)間之比為故D正確。故選CD。12．（多選）如圖所示，用細(xì)繩將甲物體掛在輕質(zhì)杠桿的A端，將乙物體掛在輕質(zhì)杠桿的B端，已知甲物體底面積為0.01m2，乙物體的質(zhì)量為3kg，杠桿在水平位置平衡時(shí)，甲物體對(duì)地面的壓強(qiáng)為2500Pa，OA∶OB＝2∶5。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A．甲物體的重力為100NB．若將乙物體的懸掛點(diǎn)向左移動(dòng)，甲物體對(duì)地面的壓力會(huì)減少C．杠桿B端所掛物體的質(zhì)量為4kg時(shí)，物體甲對(duì)地面壓力剛好為零D．移動(dòng)支點(diǎn)O的位置，使時(shí)，物體甲剛好離開(kāi)地面【答案】BD【詳解】A．已知，則乙對(duì)B的拉力依據(jù)得甲對(duì)杠桿的拉力甲對(duì)地面的壓力依據(jù)力的相互性可知，A對(duì)甲的拉力地面對(duì)甲的支持力甲物體的重力故A正確，不符合題意；B．若將乙物體向左移動(dòng)，則動(dòng)力大小不變動(dòng)力臂減小，由可知，在阻力臂不變的情況下，阻力變小，即甲對(duì)A的拉力變小，甲物體受到向上的拉力變小，則地面對(duì)物體的支持力變大，甲對(duì)地面的壓力變大，故B錯(cuò)誤，符合題意；C．當(dāng)時(shí)，乙對(duì)B的拉力依據(jù)得甲對(duì)杠桿的拉力說(shuō)明A對(duì)物體甲的拉力和甲的重力剛好平衡，物體甲剛好離開(kāi)地面，甲對(duì)地面壓力為零，故C正確，不符合題意；D．移動(dòng)支點(diǎn)O的位置，使時(shí)，，利用杠桿平衡條件則有由此可知，A對(duì)物體甲的拉力小于甲的重力，說(shuō)明甲對(duì)地面仍有壓力作用，則物體甲沒(méi)有離開(kāi)地面，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選BD。第Ⅱ卷非選擇題二．填空題（本題共6小題，每題3分，共18分）13．某型號(hào)汽車在車型測(cè)試中，在一段平直的公路上以80km/h的速度勻速行駛了6km，消耗汽油1.5L，已知汽油的密度為ρ汽油=0.7×103kg/m3，熱值q汽油=4.5×107J/kg，假設(shè)燃油完全燃燒，汽油機(jī)的效率為40%。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用水降溫是利用水的較大的特點(diǎn)；在此過(guò)程中汽油的熱值（選填“變大”、“變小”或“不變”）；在此過(guò)程中汽車受到的阻力是N?！敬鸢浮勘葻崛莶蛔?.15×103【詳解】[1]水的比熱容比較大，在質(zhì)量和升高溫度相同的情況下，能夠吸收較多的熱量，因此適合用來(lái)作為降溫物質(zhì)。[2]熱是燃料的一種性質(zhì)，其大小與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量無(wú)關(guān)。故其大小是不變的。[3]消耗的汽油的質(zhì)量為消耗的總能量產(chǎn)牽引力做的有用功為牽引力大小為汽車在平直公路上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到的牽引力與阻力是平衡力，故車受到的阻力也為。14．網(wǎng)上曾熱銷一種“55度杯”，如圖為其模型圖，假設(shè)此模型杯內(nèi)膽中封存著300g水，室溫20℃，現(xiàn)向杯中倒入200g，100℃開(kāi)水，搖一搖，熱平衡后杯內(nèi)水溫迅速降至℃；將杯內(nèi)水倒掉，再將200g室溫的某液體倒入該杯，搖一搖，這種液體溫度可升至44℃，則這種液體的比熱容為J/(kg?℃)。[不計(jì)熱損失，c水=4.2×103J/(kg?℃)]【答案】522.1×103【詳解】[1]熱水放出的熱量為Q放=cm(t0-t1)冷水吸收的熱量為Q吸=cm(t1-t0)假設(shè)熱水放出的熱量全部被涼水吸收，所以Q吸=Q放，即4.2×103J/(kg?℃)×0.2kg×(100℃-t1)=4.2×103J/(kg?℃)×0.3kg×(t1-20℃)解得t1=52℃[2]放入液體后，水溫度降低度數(shù)為t′=52℃-44℃=8℃水放出的熱量為Q放′=cmt=4.2×103J/(kg?℃)×0.3kg×8℃=1.008×104J液體吸收的熱量Q吸′=Q放′=1.008×104J液體升高溫度為Δt″=44℃-20℃=24℃液體的比熱容為15．如圖甲所示，輕彈簧豎直固定在水平面上。t=0時(shí)刻，將重為G的金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后被彈簧彈起，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)。通過(guò)安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測(cè)出這一過(guò)程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。如圖乙所示，時(shí)間內(nèi)，小球的動(dòng)能變化情況是，時(shí)間內(nèi)，小球增加的動(dòng)能（選填“大于”“小于”或“等于”）彈簧減少的彈性勢(shì)能，時(shí)刻小球處于（選填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)?！敬鸢浮肯仍龃蠛鬁p小小于非平衡【詳解】[1]在時(shí)間段內(nèi)，小球由高處下落，時(shí)刻小球受到的彈力為0，小球仍然向下加速運(yùn)動(dòng)（v變大），其動(dòng)能變大，當(dāng)彈力等于重力時(shí)，速度最大，動(dòng)能最大；此后彈力大于重力，小球向下減速運(yùn)動(dòng)（v變?。瑒?dòng)能減??；時(shí)刻彈簧的彈力最大，則彈簧的壓縮量最大，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，速度為0，動(dòng)能為0；因此時(shí)間內(nèi)，小球的動(dòng)能變化情況是先增大后減小。[2]時(shí)間內(nèi)，彈簧的彈力逐漸減小，是小球被彈起直至離開(kāi)彈簧的過(guò)程，此過(guò)程中小球和彈簧組成的整體機(jī)械能不守恒，所以小球增加的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和小于彈簧減少的彈性勢(shì)能。[3]時(shí)刻，小球受到的彈力剛好為0，小球在重力作用下減速運(yùn)動(dòng)，故處于非平衡狀態(tài)。16．如圖所示為一根均勻的木棒OC，OA＝OC，B為OC的中點(diǎn)，在C點(diǎn)施力將掛在A點(diǎn)的重為200N的物體勻速提升0.2m，木棒的機(jī)械效率為80%，提升該物體做的有用功是J，木棒重為N（不計(jì)摩擦），若將該重物移至B點(diǎn)，仍勻速提升0.2m，則機(jī)械效率將（大于/等于/小于）80%?！敬鸢浮?025大于【詳解】[1]提升物體做的有用功為[2]做的總功為額外功為已知，又知道B為OC的中點(diǎn)，即，即OB=2OA，在提升過(guò)的過(guò)程中，根據(jù)相似三角形的知識(shí)可以知道，B點(diǎn)升高的距離是A點(diǎn)升高距離的2倍，有B為木棒的重心，我們可以認(rèn)為木棒升高了0.4m，則[3]將物體移至B點(diǎn)，把物體提升相同的高度，做的有用功相等。但把物體提升相同的高度，物體在B點(diǎn)時(shí)，杠桿升高的高度小，即做的額外功小，根據(jù)可以知道，機(jī)械效率變大了。17．如圖甲所示，底面積為200cm2的輕質(zhì)薄壁柱形容器放置在水平桌面上，正方體A、圓柱體B浸沒(méi)在某種液體中。正方體A的體積為1000cm3、重力為6N，通過(guò)不可伸長(zhǎng)的細(xì)線與容器底部相連，B放在A上。打開(kāi)閥門(mén)K放出液體，容器中液體深度h與細(xì)線上拉力F關(guān)系如圖乙所示。則圓柱體B的高度為cm。當(dāng)液體深度為20cm時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)，剪斷細(xì)線，將B從A上取下放入液體中。待A、B靜止后，與剪線前相比，克服A的重力做功J?！敬鸢浮?0.27【詳解】[1]由圖乙知，液體深度為25cm時(shí)，圓柱體B的上表面與液面相平，液體深度為20cm時(shí)，B全部露出水面，正方體A的上表面剛好與液面相平，深度小于20cm后，A部分露出水面。所以圓柱體B的高度hB=h2-h3=25cm-20cm=5cm[2]由題意知，A的體積為1000cm3，那么A的邊長(zhǎng)那么A的底面積SA=a2=(0.1m)2=0.01m2當(dāng)液體的深度為20cm關(guān)閉閥門(mén)時(shí)，B全部露出水面，A的上表面剛好與液面相平，此時(shí)A下表面與容器底的距離為h′=h3-a=20cm-10cm=10cm=0.1m容器中液體的體積V液=S容h3-VA=200×10-4m2×0.2m-10-3m3=3×10-3m3A排開(kāi)液體的體積V排2=VA=1000cm3=10-3m3據(jù)阿基米德原理得F浮2=ρ液gV排2此時(shí)A、B這個(gè)整體受到三個(gè)力：豎直向下的總重力、拉力和豎直向上的浮力的作用處于平衡狀態(tài)，所以F浮2=GA+GB+F2即ρ液×10N/kg×10-3m3=6N+GB+8N①當(dāng)液體深度為16cm時(shí)，繩子的拉力為0，說(shuō)明A、B這個(gè)整體處于漂浮狀態(tài)，所受的浮力等于兩者的總重力，即F浮3=GA+GB此時(shí)排開(kāi)液體的體積V排3=VA-SA?h3=10-3m3-0.01m2×(0.2m-0.16m)=6×10-4m3據(jù)阿基米德原理得F浮3=ρ液gV排3所以有ρ液×10N/kg×6×10-4m3=6N+GB②解①②兩式得，液體的密度及B的重力分別為ρ液=2×103kg/m3，GB=6N由圖乙知，液體深度大于25cm時(shí)A、B整體都浸沒(méi)在液體中，此時(shí)細(xì)線的拉力為12N。A、B整體受到三個(gè)力：豎直向下的總重力、拉力和豎直向上的浮力的作用處于平衡狀態(tài)，所以有F浮1=GA+GB+F1=6N+6N+12N=24N據(jù)阿基米德原理知，此時(shí)排開(kāi)液體的體積那么B的體積VB=V排-VA=1.2×10-3m3-10-3m3=2×10-4m3且F浮2=ρ液gV排2=2×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=20N>GA所以剪斷細(xì)線，將B從A取下放入液體中后，A靜止時(shí)處于漂浮狀態(tài)。此時(shí)A所受的重力與浮力是一對(duì)平衡力，即F浮A=GA=6N所以A排開(kāi)液體的體積B也靜止后，A浸沒(méi)的深度液體的深度此時(shí)A的下表面與容器底的距離h′′=h-hA浸=0.175m-0.03m=0.145m待A、B靜止后，與剪線前相比，A重心移動(dòng)的距離?h=h′′-h′=0.145m-0.1m=0.045m這個(gè)過(guò)程中克服A的重力所做的功W=GA?h=6N×0.045m=0.27J18．重慶魯能中學(xué)的小剛用傳感器設(shè)計(jì)了如圖甲所示的力學(xué)裝置，杠桿OAB始終在水平位置保持平衡，O為杠桿的支點(diǎn)，OB=3OA，豎直細(xì)桿a的上端通過(guò)力傳感器相連在天花板上，下端連接杠桿的A點(diǎn)，豎直細(xì)桿b的兩端分別與杠桿的B點(diǎn)和物體M固定，水箱的質(zhì)量為0.8kg，底面積為200cm2，不計(jì)杠桿、細(xì)桿及連接處的重力，力傳感器可以顯示出細(xì)桿a的上端受到作用力的大小，圖乙是力傳感器的示數(shù)大小隨水箱中水的質(zhì)量變化的圖像，，則物體M的重力為N，當(dāng)加水質(zhì)量為1.8kg時(shí)，容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為Pa?！敬鸢浮?1700【詳解】（1）[1]由圖乙可知，水箱中沒(méi)有水時(shí)，F(xiàn)0=6N，即細(xì)桿a的上端受到的拉力為6N；由杠桿的平衡條件可得則（2）[2]由圖乙知，所加的水為0至1kg時(shí)，壓力傳感器的示數(shù)不變，說(shuō)明所加水的質(zhì)量為1kg時(shí)，M剛好浸入水中。所加水的質(zhì)量大于2kg或等于20N時(shí)，當(dāng)力傳感器的示數(shù)保持為24N不變，說(shuō)明所加水質(zhì)量為2kg時(shí)，M剛好浸沒(méi)水中。據(jù)杠桿平衡條件有解得，B點(diǎn)所受的力此時(shí)M受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力及壓力的作用，處于靜止，所以浮力即水由1kg增至2kg的過(guò)程中，浮力由0N增加至10N，所以每增加0.1kg的水，浮力增加1N。那么水增加至1.8kg時(shí)，浮力為8N。此時(shí)容器對(duì)桌面的壓力容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為三．解答題（本題共6小題，共46分）19．如圖甲所示，勞動(dòng)實(shí)踐課上，同學(xué)們嘗試用不同的方式用鏟子鏟土，尋求最省力的勞動(dòng)方法。圖乙是其簡(jiǎn)化圖，請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)知識(shí)在圖乙A、B兩點(diǎn)中選出動(dòng)力作用點(diǎn)，并畫(huà)出最小的動(dòng)力F?！敬鸢浮俊驹斀狻扛鶕?jù)杠桿平衡的條件：可知在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下要使所用的動(dòng)力最小必須使動(dòng)力臂最長(zhǎng)，B為支點(diǎn)，動(dòng)力作用點(diǎn)為A，過(guò)點(diǎn)A垂直于AB向下作出最小動(dòng)力，如下圖所示：20．在探究物體的動(dòng)能大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中讓鋼球從斜面上某個(gè)高度由靜止沿斜面滾下，在底部與靜止在水平面上的木塊發(fā)生碰撞，木塊沿水平方向向右運(yùn)動(dòng)直至停止，其中（不考慮空氣阻力）。（1）實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀察來(lái)判斷（選填“鋼球”或“木塊”）的動(dòng)能大小；用來(lái)研究超速安全隱患時(shí)，我們應(yīng)選擇兩圖所示實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行比較；（2）實(shí)驗(yàn)中鋼球碰撞木塊后繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)一段距離，則開(kāi)始時(shí)鋼球的重力勢(shì)能木塊克服摩擦力所做的功（選填“>”“<”或“=”）；（3）若完成了圖乙操作后，在做圖丙所示的實(shí)驗(yàn)時(shí)，木塊滑出了水平木板，如果僅對(duì)丙圖所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，下列措施中可行的是（填寫(xiě)序號(hào)）；A．換質(zhì)量更大的木塊

B．降低鋼球開(kāi)始的高度C．換質(zhì)量大于的鋼球

D．換質(zhì)量小于m1的鋼球（4）小明在實(shí)際操作的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)鋼球從斜面上滾下時(shí)，運(yùn)動(dòng)的方向難控制，有時(shí)撞不到木塊，有時(shí)撞歪了，請(qǐng)你為小明提供一種改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方案：；（5）小明還利用丁圖來(lái)研究動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，圖中兩個(gè)相同的光滑弧形槽，一個(gè)為凸形，一個(gè)為凹形，A、B兩個(gè)相同的鋼球分別進(jìn)入兩弧形槽的速度都為v，運(yùn)動(dòng)到槽的末端速度也都為v，A小球通過(guò)凸形槽的時(shí)間為，B小球通過(guò)凹形槽的時(shí)間，則時(shí)間較長(zhǎng)的是（選填“”或“”）?！敬鸢浮磕緣K滑行距離遠(yuǎn)近鋼球甲乙>D將斜面換成斜槽【詳解】（1）[1][2]鋼球從斜面滑下具有動(dòng)能，能對(duì)木塊做功，動(dòng)能越大，做功越多，木塊移動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，所以通過(guò)觀察木塊移動(dòng)的距離來(lái)判斷鋼球的動(dòng)能大小。[3]研究超速的安全隱患，即探究速度與動(dòng)能的關(guān)系，應(yīng)讓同一鋼球從斜面的不同高度靜止滑下，所以應(yīng)選擇甲、乙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較。（2）[4]鋼球靜止在斜面上時(shí)，具有重力勢(shì)能，鋼球下滑的過(guò)程，重力勢(shì)能部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，有部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以鋼球到達(dá)水平面的動(dòng)能比重力勢(shì)能小，鋼球撞擊木塊向前運(yùn)動(dòng)一段距離，克服摩擦做功，鋼球的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以木塊克服摩擦力所做的功小于鋼球的重力勢(shì)能。（3）[5]A．據(jù)控制變量法，要探究影響動(dòng)能的因素，在整個(gè)探究過(guò)程中，要用相同的木塊，故A不符合題意；B．木塊滑出水平木板，是因?yàn)殇撉驅(qū)δ緣K做功過(guò)多，即鋼球所具有動(dòng)能過(guò)大，圖丙實(shí)驗(yàn)是為了探究質(zhì)量對(duì)動(dòng)能的影響，要控制鋼球滑下的高度不變。故B不符合題意；C．換用質(zhì)量大于2m1的鋼球，鋼球的動(dòng)能更大，不可行，故C不符合題意；D．換用質(zhì)量更小的鋼球，鋼球的動(dòng)能變小，故D符合題意。故選D。（4）[6]為了讓鋼球沿直線運(yùn)動(dòng)，可將斜面換成斜槽，則鋼球會(huì)沿斜槽做直線運(yùn)動(dòng)。（5）[7]兩個(gè)弧形槽光滑，無(wú)摩擦，物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒。在凸形滑道運(yùn)動(dòng)的物體，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到高度點(diǎn)的過(guò)程，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，運(yùn)動(dòng)速度變小，小于初速度；在下落過(guò)程中，重力勢(shì)能再全部為動(dòng)能，運(yùn)動(dòng)到槽末端時(shí)的速度等于初速度；所以在凸形滑道中運(yùn)動(dòng)的平均速度小于初速度v；在凹形滑道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，從進(jìn)入滑道到最低點(diǎn)的過(guò)程，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，運(yùn)動(dòng)速度增大，大于初速度，在上升過(guò)程中，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，離開(kāi)槽末端時(shí)，速度等于初速度，所以在凹形滑道中運(yùn)動(dòng)的平均速度大于初速度，而兩個(gè)槽相同，即小球通過(guò)的路程一樣，據(jù)知，通過(guò)A滑道所用的時(shí)間大于通過(guò)B滑道所用時(shí)間，即t1>t2。21．如圖所示，廈門(mén)中學(xué)生助手利用天平和量筒測(cè)量石塊的密度，進(jìn)行如下測(cè)量：

（1）把天平放在水平臺(tái)上，游碼移到標(biāo)尺左端零刻度線處，指針在分度盤(pán)的位置如圖甲所示，為使天平橫梁平衡，應(yīng)將平衡螺母向調(diào)節(jié)（選填“左”或“右”）；（2）用天平測(cè)石塊質(zhì)量，當(dāng)橫梁平衡時(shí)，放在右盤(pán)中的砝碼和游碼位置如圖乙所示，則石塊質(zhì)量為g；用量筒測(cè)出石塊體積為，則石塊密度為。（3）廈門(mén)中學(xué)生助手猜想能否使用刻度尺和杠桿等器材測(cè)量石塊密度，于是他進(jìn)行如下探究：（杠桿重力不計(jì)）①如圖丙所示，杠桿處于水平位置且平衡。②保持石塊的懸點(diǎn)位置A不變，將石塊浸沒(méi)在盛水的杯中（未與杯底、杯壁接觸），調(diào)整重物的懸點(diǎn)位置至C點(diǎn)，使杠桿再次處于水平位置且平衡，則C點(diǎn)應(yīng)該在B點(diǎn)的側(cè)（選填“左”或“右”），用刻度尺測(cè)量OC的長(zhǎng)度。③石塊密度的表達(dá)式（用字母、、、表示）。（4）閱讀了教材“自制密度計(jì)”的課外小實(shí)驗(yàn)后，廈門(mén)中學(xué)生助手的小曾決定嘗試做一個(gè)密度計(jì)。①小曾選擇了一個(gè)由某種特殊材料制成的條形長(zhǎng)方體A來(lái)制作密度計(jì)，測(cè)得A的質(zhì)量為12g；②小曾查閱了相關(guān)資料，在得知該材料的密度后，作出了如圖丁所示的圖象，據(jù)圖可以找到關(guān)于A的一些信息。他發(fā)現(xiàn)A的質(zhì)量可以在圖中用陰影部分面積表示出來(lái)，請(qǐng)你在圖丙中用細(xì)線畫(huà)出這一陰影部分；③小曾想用理論推導(dǎo)的方法，在A上標(biāo)注出各種密度值。他先標(biāo)注水的密度，再測(cè)量出A的長(zhǎng)度為20cm后，作出了圖戊中所示的示意圖，經(jīng)過(guò)計(jì)算，他確定出水面位置距A上表面cm處，并作了標(biāo)記。（）④為驗(yàn)證結(jié)果，小曾將A放入足夠多的水中，發(fā)現(xiàn)它不容易豎直漂浮。小曾在A的下端密繞了適量的金屬絲（金屬絲體積可忽略不計(jì)），制成了“密度計(jì)”B，小曾經(jīng)過(guò)思考后發(fā)現(xiàn)，B的刻度應(yīng)該與A不同，為了重新標(biāo)注，小曾測(cè)出金屬絲的質(zhì)量是2g。按照這種方法，他在B上標(biāo)出了水、酒精等液體對(duì)應(yīng)的刻度值，一個(gè)簡(jiǎn)易的密度計(jì)就制成了，則A、B在標(biāo)注水對(duì)應(yīng)的刻度值時(shí)，其兩刻度的距離為cm?！敬鸢浮?左15.6左

82【詳解】（1）[1]由圖甲可知，指針指在分度盤(pán)的右側(cè)，說(shuō)明天平的右端下沉左端上翹，所以平衡螺母向上翹的左端移動(dòng)。（2）[2]石塊的質(zhì)量[3]石塊的體積，則石塊的密度（3）①石塊的重力重物的重力，杠桿重力忽略不計(jì)，如圖丙所示，杠桿處于水平位置且平衡，由杠桿的平衡條件可得

①②[4]保持石塊的懸點(diǎn)位置A不變，即的大小不變，將石塊浸沒(méi)在盛水的杯中未與杯底、杯壁接觸石塊受到的浮力杠桿左端受到的拉力為調(diào)整重物的懸點(diǎn)位置至C點(diǎn)，使杠桿再次處于水平位置且平衡，由杠桿的平衡條件可得

②由①比②得

③即，所以C點(diǎn)應(yīng)該在B點(diǎn)的左側(cè)；③[5]由③式可得，石塊的密度為（4）②[6]由圖象可知，物體A的密度，A的質(zhì)量為12g，由得物體A的體積在圖丁中涂黑如下：③[7]因?yàn)槲矬w漂浮，所以，由阿基米德原理可得，，則，即，由可得：，設(shè)水面位置在距A上表面h，則物體浸入水中的深度為，則有代入數(shù)據(jù)解得④[8]由②可知，長(zhǎng)方體A的體積：，A的長(zhǎng)度為20cm，則長(zhǎng)方體A的底面積由于“密度計(jì)”B下端密繞了適量的金屬絲金屬絲體積可忽略不計(jì)，且“密度計(jì)”B漂浮，根據(jù)可知，，由阿基米德原理可得，，則，即，由可得代入數(shù)據(jù)解得：，即A、B在標(biāo)注水對(duì)應(yīng)的刻度值時(shí)，其兩刻度的距離為2cm。22．機(jī)器人小組同學(xué)要制作一個(gè)能自己從椅子上站起的機(jī)器人，如圖1所示。他們已經(jīng)完成的部分如圖2甲所示：O1和O2為兩個(gè)關(guān)節(jié)（所有關(guān)節(jié)處均安裝有馬達(dá)，可使關(guān)節(jié)在一定范圍內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)）：當(dāng)機(jī)器人的上半身、小腿均垂直于大腿坐在椅子上時(shí)，上半身可以繞O1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)30°、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°，小腿只能繞O2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°，如圖2乙所示；O1以上的上半身總長(zhǎng)50cm，總質(zhì)量為11.2kg，其重心G1位于O1正上方25cm處；在O1和O2水平連線上的大腿部分長(zhǎng)25cm，兩只大腿的總質(zhì)量為4.8kg，其重心G2位于O1和O2連線的中點(diǎn)；O2以下的小腿和腳總長(zhǎng)27cm，兩只小腿和腳的總質(zhì)量為4.8kg，其重心位于O2正下方6cm處；其中腳在水平面上的前后長(zhǎng)度為10cm，且過(guò)O2的豎直線恰好將腳分為對(duì)稱的兩半。現(xiàn)還需在O1正上方40cm的O3處，為機(jī)器人安裝兩只手臂（如圖2丙所示，大臂可繞關(guān)節(jié)O3轉(zhuǎn)動(dòng)360°、小臂可繞關(guān)節(jié)O4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°；大臂和小臂的長(zhǎng)度相等，重心位于整只手臂的中心點(diǎn)）。根據(jù)所使用的材料，已知每一只手臂的質(zhì)量和長(zhǎng)度的關(guān)系為“每1cm長(zhǎng)度手臂的質(zhì)量為0.06kg”。

（1）根據(jù)生活時(shí)長(zhǎng)可知：機(jī)器人在從座椅上向上站起來(lái)之前，必須先將自己的重心移動(dòng)到的范圍內(nèi)；（2）請(qǐng)你從理論上計(jì)算出機(jī)器人的整只手臂至少需要多長(zhǎng)，機(jī)器人才能夠從圖2甲所示的坐姿自己站起來(lái)，并畫(huà)出此時(shí)的機(jī)器人的狀態(tài)和受力圖?！敬鸢浮磕_面上方40cm

【詳解】（1）[1]機(jī)器人的重心需要在腳所在的豎直方向上，才能站立，所以必須將自身的重心移動(dòng)到腳面上方的范圍內(nèi)。（2）[2]機(jī)器人的手臂取最短長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)滿足的條件為：機(jī)器人上半身繞O1點(diǎn)向前傾30度角，同時(shí)水平向前伸直兩只手臂，整個(gè)機(jī)器人的重心剛好落在腳后跟的下上方。上半身受到的重力此時(shí)重力的對(duì)應(yīng)O1力臂到腳后跟的力臂L1=25cm