挑战26 解答题（电学综合12题、浮力与压强综合13题）（解析版）-2022年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编

年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（解析版）挑战26解答题（电学综合12题、浮力与压强综合13题）1．（2022•广元）如图为某品牌多功能电饭煲的简化电路原理图，电饭煲的额定电压是220V，R2＝88Ω，R3＝176Ω，旋转开关置于o和a时为关闭状态，分别置于a和b、b和c、c和d，能实现低、中、高三个加热挡位的转换。低温挡的电功率与高温挡电功率之比为1：6，不计温度对电阻的影响。（1）开关置于b和c时，电饭煲处于中温挡。（2）求电饭煲处于中温挡时，在额定电压下持续工作12min消耗的电能是多少？（3）求电阻R1的阻值。【解答】解：（1）旋钮开关置于a和b接线柱，R2和R3串联的电路，总电阻最大，根据P＝UI＝可知总功率最小，为低温挡；旋钮开关置于b和c接线柱，R3被短路，电路为R2的简单电路，总电阻较小，根据P＝UI＝可知总功率较大，为中温挡；旋钮开关置于c和d接线柱，为R1、R2的并联电路，总电阻最小，根据P＝UI＝可知总功率最大，为高温挡。所以，当开关置于b和c接线柱时，电饭煲处于中温挡；（2）电饭煲处于中温挡时，只有R2接入电路，由W＝＝×12×60s＝3.96×105J；（3）当开关置于a和b接线柱时，电饭煲处于低温挡，R2和R3串联接入电路，由P低＝＝，当开关置于c和d接线柱时，电饭煲处于高温挡，R2和R3并联接入电路，由P高＝＝，又低温挡的电功率与高温挡电功率之比为1：6，即P高＝6P低，则＝6×，解得：R1＝88Ω。故答案为：（1）b和c；答：（2）消耗的电能是3.96×105J；（3）电阻R1的阻值是88Ω。2．（2022•苏州）在如图甲所示的电路中，电源电压不变，R的阻值为8Ω，灯泡L的电流随电压变化的关系如图乙所示。闭合开关，灯泡L两端的电压为8V。求：（1）电源电压；（2）将图甲中的R换成和L一样的灯泡，10s内一个灯泡消耗的电能；（3）将图甲中R和L由串联改为并联，整个电路的电功率。【解答】解：（1）由图乙可知，UL＝8V时，IL＝0.5A，则定值电阻两端的电压UR＝IRR＝0.5A×8Ω＝4V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U＝UL+UR＝8V+4V＝12V；（2）将图甲中的R换成和L一样的灯泡后，L的电压：U1L＝U＝×12V＝6V，由图乙可知，I1L＝0.45A，则10s内一个灯泡消耗的电能：W1L＝U1LI1Lt＝6V×0.45A×10s＝27J；（3）将图甲中R和L由串联改为并联，L的电压为U2L＝12V，由图乙可知，I2L＝0.6A，由欧姆定律得，通过定值电阻的电流：IR＝＝＝1.5A，总电流：I＝I2L+IR＝0.6A+1.5A＝2.1A，整个电路的电功率：P总＝UI＝12V×2.1A＝25.2W。答：（1）电源电压为12V；（2）将图甲中的R换成和L一样的灯泡，10s内一个灯泡消耗的电能为27J；（3）将图甲中R和L由串联改为并联，整个电路的电功率为25.2W。3．（2022•台州）某兴趣小组想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机，设计了发热部分的两种电路，如图甲、乙所示。（1）图甲中，当开关S闭合、S1断开时，R1和R2的连接方式是串联，此时处于低温挡工作状态。（2）若选用图乙所示电路，电源电压为24伏，想要实现发热电阻R3的电功率为120瓦，则选用R3的阻值应为多少？（3）按图乙电路制作的暖风机高温挡的总功率为200瓦，在高温挡工作600秒，暖风机所消耗的电能是多少？【解答】解：（1）甲方案中，开关S、S1均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总功率P甲1＝；开关S闭合、S1断开时，R1与R2串联，由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，电路的总功率P甲2＝，因P甲1＝＞P甲2＝，所以，开关S、S1均闭合时，电热器处于高温挡；开关S闭合、S1断开时，电热器处于低温挡；（2）R3的阻值应为：R3＝＝＝4.8Ω；（3）暖风机所消耗的电能：W＝Pt＝200W×600s＝1.2×105J。答：（1）串联；低温；（2）R3的阻值应为4.8Ω；（3）暖风机所消耗的电能为1.2×105J。4．（2022•扬州）如图所示为某款电热水龙头电路图，a、b、c、d为四个固定触点，绕O点转动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P置于不同位置时，有冷水、温水和热水三种状态，正常工作时出温水的电功率为1100W，出热水的电功率为2200W。（1）求出温水时电路中的电流；（2）求出热水时2分钟内消耗的电能；（3）若水龙头只能出冷水和温水，电路可能存在的故障。（写出一条即可）【解答】解：（1）当开关接bc位置时，热水器出温水，由P＝UI可得，出温水时，电路中的电流I温＝＝＝5A；（2）W＝P热t＝2200W×2×60s＝2.64×105J；（3）当开关在cd时，R1和R2并联接入电路，电阻比R1小，根据P＝可知此时功率比开关接bc位置的功率大，故此时出热水。若水龙头只能出冷水和温水，说明cd端发生故障，可能原因为R2发生断路。答：（1）出温水时电路中的电流是5A；（2）出热水时2分钟内消耗的电能是2.64×105J；（3）若水龙头只能出冷水和温水，电路可能存在的故障是R2发生断路。50．（2022•柳州）如图是空气能热水器的原理图。给空气能热水器供电，压缩机工作，压缩从蒸发器流出的制热气体，气体温度升高到120℃以上，高温气体流入冷凝器，加热冷凝器内的冷水，冷水温度升高到60℃，流入保温桶，同时流入冷凝器内的高温气体，放出热量液化，再进入蒸发器吸收空气中的热量而汽化。根据以上内容完成以下题目：（1）冷水流过空气能热水器的冷凝器，水温度升高，这是利用热传递方式增加水的内能。从蒸发器流出的制热气体，流经压缩机，气体温度升高，机械能能转化为内能。（2）利用功率为1000W的电热水器，工作70分钟理想情况下能将20kg18℃的水加热到68℃。①求：电热水器电流做功（W＝Pt）和水吸收的热量，从计算的结果你发现了什么规律？②若用1000W的空气能热水器，加热同样多的水只需工作20分钟，蒸发器从空气中吸收的热量是多少（电流经压缩机做的功W，蒸发器从空气吸收的热量Q1，冷水从冷凝器吸收的热量Q2，存在这样的规律：Q2＝W+Q1，热量损失不计）？③从空气吸收的热量由完全燃烧焦炭来提供，相当于节约需要多少焦炭？（焦炭的热值为3×107J/kg）【解答】解：（1）冷水流过空气能热水器的冷凝器，水温度升高，这是通过热传递的方式增加水的内能；从蒸发器流出的制热气体，流经压缩机，气体温度升高，是通过做功的方式把机械能转化为内能；（2）①电热水器电流做功：W＝Pt＝1000W×70×60s＝4.2×106J，水吸收的热量：Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（68℃﹣18℃）＝4.2×106J，发现规律：水吸收的热量等于电流做的功；②20分钟电流做功：W′＝Pt′＝1000W×20×60s＝1.2×106J，∵Q2＝W+Q1∴Q1＝4.2×106J﹣1.2×106J＝3×106J；③根据Q放＝mq得，从空气吸收的热量由完全燃烧焦炭来提供时的质量：m焦炭＝＝＝0.1kg。答：（1）热传递；机械；（2）①电热水器电流做功和水吸收的热量均为4.2×106J，规律：水吸收的热量等于电流做的功；②蒸发器从空气中吸收的热量是3×106J；③从空气吸收的热量由完全燃烧焦炭来提供，相当于节约需要0.1kg焦炭。5．（2022•大连）如图所示，电路中电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R3．将滑动变阻器的滑片P置于A端，只闭合开关S1时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2；将滑动变阻器的滑片P置于B端，仍只闭合开关S1时，电压表V1的示数为U1′，电压表V2的示数为U2′，R1消耗的电功率为0.72W．已知U1：U1′＝4：7，U2：U2′＝2：1，R2＝12Ω。（1）求R1的阻值；（2）当滑动变阻器的滑片P置于B端时，闭合开关S1、S2、S3，通过计算说明电流表能否使用0～3A这一量程进行测量。【解答】解：将滑片P置于变阻器的A端，只闭合开关S1时，等效电路如图1所示；将滑片P置于变阻器的B端，只闭合开关S1时，等效电路如图2所示；开关S1、S2、S3都闭合时，等效电路如图3所示。（1）由图1、图2得电路中的电流之比：＝＝，由＝＝，得＝，∵电源电压不变，∴＝＝2，即＝，所以R1＝R2＝8Ω；（2）滑动变阻器的最大阻值为R3＝＝20Ω，由P1′＝I′2R1得I′＝0.3A，所以电源电压：U总＝I′（R1+R2+R3）＝12V，图3中I1＝＝1.5A；I3＝＝0.6A，通过电流表的电流为I1+I3＝2.1A，没有超过电流表的量程，可以使用。答：（1）求R1的阻值为8Ω；（2）当滑动变阻器的滑片P置于B端时，闭合开关S1、S2、S3，电流表可以使用0～3A这一量程进行测量。6．（2022•扬州）用一串小彩灯扮靓教室，发现一个小彩灯熄灭后，其他小彩灯依然发光，小丽猜想小彩灯并联；取下这个小彩灯，整串彩灯都会熄灭，小丽认为每个小彩灯应该是串联的，她决定将小彩灯接入图1所示的电路，测其电阻，探寻奥秘。已知电源电压为3V，小彩灯的额定电压为2.5V。（1）请用笔画线代替导线，在图1中将实物电路连接完整。（2）接入未损坏的小彩灯，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V，电流表的示数如图2所示，示数为0.16A，则小彩灯正常发光时接入电路的电阻为15.625Ω。（3）接入灯丝断裂的小彩灯，当电压表示数为0.4V时，电流表示数为0.5A，可知小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻为0.8Ω。（4）根据实验数据可知，灯丝断裂后，小彩灯并未断路，而是相当于一段导线，起到连接电路的作用，可使其他小彩灯继续工作，但其余小彩灯实际功率会变大。【答案】（1）如图所示；（2）0.16A；15.625Ω；（3）0.8；（4）变大。【解答】解：（1）因为电源电压为3V，所以电压表选用小量程与小彩灯并联，电流表和滑动变阻器与小彩灯串联，为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，由图可知，此时滑动变阻器的滑片在最左侧，因此滑动变阻器应选用右下接线柱，如图所示：；（2）由图2可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.16A，由欧姆定律可知，小彩灯正常发光时接入电路的电阻：RL＝＝＝15.625Ω；（3）由欧姆定律可知，小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻：RL'＝＝＝0.8Ω；（4）由串联电路的电阻特点可知，此时电路中总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，由串联电路的电压特点可知，每个小彩灯两端的电压变大，由P＝UI可知，小彩灯的实际功率变大。故答案为：（1）如图所示；（2）0.16A；15.625Ω；（3）0.8；（4）变大。7．（2022•温州）小明设计了如图甲所示的多功能电饭煲模拟电路，能实现“煮饭时保持高温快煮，快煮后自动保温”。【电路简介】工作电路：S1为电源开关；S2为定时器开关，其闭合后自动开始计时，计时结束后自动断开，不再闭合；R1为可调电阻；R2为电饭煲内的电热丝。控制电路：电磁继电器A和B完全相同，Ra和Rb是分别安装在电饭煲内的热敏电阻，它们的阻值随温度的变化如图乙所示，当温度达到120℃时，La吸引弹性衔铁使Sa断开，当温度降到110℃时，La释放弹性衔铁使Sa闭合。【快煮模式】闭合开关S、S1、S2，电饭煲进入快煮模式直至定时开关S2自动断开。在快煮过程中温度将维持在110℃～120℃，工作电路的电热丝在高功率和低功率之间切换，其功率随时间变化如图丙所示。【保温模式】开关S2断开后，电饭煲进入保温模式，最后温度维持在60℃～80℃。（1）由图丙可知，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝高功率加热的时间为12分钟。（2）若R1接入电路的阻值为840欧，R2阻值为40欧，工作电路电源电压为220伏，则电饭煲完成一次快煮，电热丝R2消耗的电能为多少焦？（3）请结合图甲、乙说明开关S2断开后，电饭煲实现自动保温的工作原理。【解答】解：（1）由图丙可知，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝高功率加热的时间t＝6min+（11min﹣9min）+（16min﹣14min）+（21min﹣19min）＝12min；（2）闭合开关S、S1、S2，电路为R2的简单电路，电饭煲进入快煮模式，工作电路的电热丝在高功率状态下工作的时间为12min，R2消耗的电能W1＝t1＝×12×60s＝8.712×105J；S1闭合，S2断开，R1、R2串联，工作电路的电热丝在低功率状态，电路中的电流I＝＝＝0.25A，由图丙可知，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝低功率加热的时间t2＝t﹣t1＝24min﹣12min＝12min，消耗的电能W2＝I2R2t＝（0.25A）2×40Ω×12×60s＝1800J；电饭煲完成一次快煮，电热丝R2消耗的电能W＝W1+W2＝8.712×105J+1800J＝8.73×105J；（3）当S2断开后，R2低功率工作，降温至110℃及以下，Sa始终闭合。继续降温至60℃时，Sb闭合，R1被短路，R2高功率工作，升温至80℃时，Sb断开，R1与R2串联，R2低功率工作，开始降温，如此往复，实现自动保温。故答案为：（1）12；（2）电饭煲完成一次快煮，电热丝R2消耗的电能为8.73×105J；（3）当S2断开后，R2低功率工作，降温至110℃及以下，Sa始终闭合。继续降温至60℃时，Sb闭合，R1被短路，R2高功率工作，升温至80℃时，Sb断开，R1与R2串联，R2低功率工作，开始降温，如此往复，实现自动保温。8．（2022•湖州）我国现在倡导绿色、环保、低碳的生产和生活方式。湖州长兴弁山风力发电场是浙江省首个低风速区域风电项目，已并网发电，一年可发电约5000万千瓦时。（1）图1装置可以演示风力发电机原理的是B（选填“A”或“B”）。（2）已知火力发电时，发1度电需煤400克，弁山风力发电场的投入使用，每年可节省煤约多少吨？（3）现代人居家装修普遍采用无主灯风格，如图2所示。小明家今年装修新房，家庭电路中总共安装了20只规格为“220V10W”的灯泡，若这20只灯泡全部正常工作（其他用电器不工作），求家庭电路中的总电流。【解答】解：（1）A图：电路在有电源，有磁场，是通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的原理；B图：灵敏电流计指针偏转说明电路中产生感应电流，产生感应电流，必须是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，故可以演示风力发电机原理的是B；（2）发1度电需煤400g，需要煤的质量：m＝W总×400g/kW•h＝5×107kW•h×400g/kW•h＝2×1010g＝2×107kg＝2×104t；（3）用电器的总功率为：P总＝20×10W＝200W，这20只灯泡全部正常工作（其他用电器不工作），则电路中的总电流为：I总＝＝≈0.9A。答：（1）B；（2）每年可节省煤约2×104t；（3）家庭电路中的总电流为0.9A。9．（2022•绍兴）图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合），R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用，发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动触头接触，0挡为断开状态，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ挡是不同功率的挡位，电热丝被均分为四段接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。（1）S1从0挡转到Ⅰ挡开始工作，温控开关S2的状态是闭合（选填“断开”或“闭合”）。（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是热传递（选填“做功”或“热传递”）。（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大。则接线柱a、b、c中连入电路的应该是b、c。（4）已知电火锅Ⅳ挡加热功率为1000瓦，若电火锅在Ⅲ挡工作5分钟，求发热管消耗的电能。【答案】（1）闭合；（2）热传递；（3）b、c；（4）电火锅在Ⅲ挡工作5分钟，发热管消耗的电能为1.5×105J。【解答】解：（1）因为当锅体温度达到设定值时温控开关自动断开，当锅体温度低于一定值时温控开关自动闭合，所以S1从0挡转到Ⅰ挡刚开始工作，温度较低，温控开关S2的状态闭合；（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是热传递；（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大。由P＝可知，在Ⅳ挡时连入电路的电阻最小，则应将b、c连入电路；（4）已知电火锅Ⅳ挡加热功率为1000瓦，则Ⅳ挡加热时的电阻为：RⅣ＝＝＝48.4Ω，所以Ⅲ挡工作时的电阻为：RⅢ＝2RⅣ＝2×48.4Ω＝96.8Ω，所以电火锅在Ⅲ挡工作5分钟消耗的电能为：W＝UIⅢt＝t＝×5×60s＝1.5×105J。故答案为：（1）闭合；（2）热传递；（3）b、c；（4）电火锅在Ⅲ挡工作5分钟，发热管消耗的电能为1.5×105J。10．（2022•金华）图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，该毛巾架通过智能系统实现加热、保温挡自动切换，图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内功率的变化情况。完成下列问题：（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为多大？（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为多少欧？（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗多少电能？【解答】解：（1）加热状态下通过毛巾架的电流为I加热＝＝＝2A；（2）由电路图可知，开关S、S1闭合时，电路为R0的简单电路，电热饮水机处于加热状态，所以由P＝UI＝可得，R0的阻值：R0＝＝＝110Ω，当开关S闭合、S1断开时，R1与R0串联，电热饮水机处于保温状态，此时电路的总电阻：R＝＝＝605Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R1的阻值：R1＝R﹣R0＝605Ω﹣110Ω＝495Ω。（3）由P＝可得，该电热水器正常工作30分钟消耗的电能：W＝Pt＝440W×10×60s+80W×（30﹣10）×60s＝3.6×105J。答：（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为2A；（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为110Ω、495Ω；（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗3.6×105J电能。11．（2022•浙江）寒冷的冬天，人们经常会使用油汀取暖器。如图为小舟家油汀取暖器的工作原理示意图，R1和R2为发热体，其部分参数如表所示，试回答问题：产品类型油汀取暖器额定电压220V发热体R1规格48.4Ω发热体R2规格96.8Ω操作挡位三挡（1）取暖器的工作原理：导热油是一种易导热但不易导电的液体。接通电路，发热体放热，导热油吸热，温度升高，密度变小，在油管内上升，同时向周围的空气散热，到达顶端后从边上管道下降到油箱重新加热。（2）取暖器有高、中、低三挡，小舟选择中挡在房间内取暖。使用一段时间后发现一个规律，取暖器工作25分钟后，温控开关断开停止加热，5分钟后温控开关又自动闭合，取暖器再次工作，如此循环，维持室温的基本恒定。则选择中挡使用时，取暖器每小时消耗多少电能？（3）某次使用时，取暖器突然不工作了，于是小舟和父亲一起寻找故障。接入电源，闭合所有开关，用测电笔检测a～i各处，发现只有a、b两处测电笔的氖管能发光，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是温控开关发生断路。【答案】（1）导电；密度；（2）取暖器中温挡每小时消耗的电能是3×106J；（3）温控开关发生断路。【解答】解：（1）导热油是一种易导热但不易导电的液体。接通电路，发热体放热，导热油吸热，温度升高，质量不变，体积膨胀，根据ρ＝可知，液体的密度变小，在油管内上升；（2）由表格数据知R1电阻值小于R2电阻值，根据P＝知，当只闭合开关S、S2时电阻R2工作，是低温挡，只闭合开关S、S1时电阻R1工作，是中温挡，开关均闭合时，R1、R2并联，是高温挡。取暖器中温挡的功率：P＝＝＝1000W，取暖器中温挡每小时消耗的电能：W＝Pt＝1000W×（25+25）×60s＝3×106J；（3）取暖器突然不工作了，可能是电路中发生了断路；b处测电笔的氖管能发光，d处测电笔的氖管能不发光，说明bd之间有断路，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是温控开关发生断路。答：（1）导电；密度；（2）取暖器中温挡每小时消耗的电能是3×106J；（3）温控开关发生断路。12．（2022•丽水）空气炸锅是一种新型家电，如图甲是某型号空气炸锅，其内部电路可简化为图乙，部分参数和食品加热时间如表所示。其工作原理是通过发热管迅速加热锅内空气，利用大功率风扇形成循环的热流，使盛放篮内的食品均匀受热，不放油也能达到类似煎炸的效果。部分参数风扇额定功率/瓦80发热管额定功率/瓦1320额定电压/伏220食品加热时间薯条/分12﹣15鸡翅/分18﹣20（1）正常工作时，求通过发热管的电流；（2）某次用该空气炸锅炸一锅薯条耗时15分钟，求所消耗的电能；（3）根据空气炸锅的工作原理，发热管、风扇、盛放篮三者的位置从上到下依次是风扇、发热管、盛放篮。【解答】解：（1）通过发热管的电流：＝＝6A；（2）空气炸锅炸加热时的总功率：P＝P1+P2＝1320W+80W＝1400W；该空气炸锅炸所消耗的电能：W＝Pt＝1400W×15×60s＝1.26×106J；（3）食物用盛放篮盛放后只有上表面方便通过空气加热，因此放在最下；通过发热管加热后的锅内空气密度变小，浮力大于重力会上升，要利用大功率风扇把热空气吹到食物上，因此，风扇在最上面。发热管、风扇、盛放篮三者的位置从上到下依次是风扇、发热管、盛放篮。答：（1）正常工作时，通过发热管的电流为6A；（2）该空气炸锅炸一锅薯条耗时15分钟所消耗的电能为1.26×106J；（3）风扇、发热管、盛放篮。13．（2022•上海）物体排开水的体积为5×10﹣3米3，求它受到来自水的浮力F浮。【解答】解：∵V排＝5×10﹣3m3∴受到的浮力为：F浮＝ρ液gV排＝1×103kg/m3×9.8N/kg×5×10﹣3m3＝49N。答：它所受的浮力F浮为49N。14．（2022•沈阳）2011年4月我县为打造特色学校，增添校园书香文化气息，某校在外购回一座孔子的雕像。同学们发现雕像脚下踩踏着一块长方体踏板，如图所示，为了解雕像的情况，他们在安装工人处得知雕像的有关数据为：雕像（含踏板）重6000N，踏板底面积为0.5m2．（取g＝10N/kg）求：（1）雕像（含踏板）的质量；（2）雕像（含踏板）竖直放在水平地面时，对地面的压强。【解答】解：（1）整座雕像的质量：m＝＝＝600kg，（2）整座雕像对水平地面的压力：F＝G＝6000N；整座雕像对水平地面的压强：p＝＝＝1.2×104Pa。答：（1）雕像（含踏板）的质量为600kg；（2）雕像（含踏板）竖直放在水平地面时，对地面的压强为1.2×104Pa。15．（2022•黔西南州）如图，容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。它可以用来做“探究液体压强是否跟深度、液体密度有关”的实验。现有酒精和浓盐水，要检验“液体压强跟液体密度有关”这一结论时：（1）实验方法：在隔板两侧分别倒入深度相同的酒精和浓盐水。（2）应该观察什么现象：液体静止后，橡皮膜是向左侧凸出还是向右侧凸出。【解答】解：（1）要检验“液体压强跟液体密度有关”这一结论，根据控制变量法，应控制液体的深度相同，而液体的密度不同，则实验方法为：在隔板两侧分别倒入深度相同的酒精和浓盐水。（2）该实验中，通过橡皮膜凹凸变化来判断左右两侧液体压强的大小，所以应该观察液体静止后，橡皮膜是向左侧凸出还是向右侧凸出。故答案为：（1）在隔板两侧分别倒入深度相同的酒精和浓盐水；（2）液体静止后，橡皮膜是向左侧凸出还是向右侧凸出。16．（2022•杭州）小金利用厚度均匀的合金板（厚度为1cm），制作了一个无盖的不漏水的盒子。成品尺寸如图所示，质量为1440g。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强。（2）合金板的密度。（3）将盒子开口朝上，缓慢放入水中，当盒子上沿与水面齐平时松手（水足够深），盒子稳定后在水中的浮沉情况为沉底（选填“漂浮”或“沉底”），通过计算说明理由。【解答】解：（1）盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强为：p＝＝＝＝＝1000Pa；（2）合金板的体积为：V＝12cm×12cm×5cm﹣10cm×10cm×4cm＝320cm3；合金板的密度为：ρ＝＝＝4.5g/cm3＝4.5×103kg/m3；（3）盒子上沿与水面平齐时受到的浮力为：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.12m×0.12m×0.05m）＝7.2N；物体的重力为：G＝mg＝1.44kg×10N/kg＝14.4N；G＞F浮，所以盒子在水中会沉底。答：（1）盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强为1000Pa。（2）合金板的密度为4.5×103kg/m3。（3）沉底；见解析。17．（2022•丽水）如图甲是清代的手持消防水枪，它在消防灭火中发挥过一定作用，其部分结构如图乙：枪身由内外两个套筒组成，外筒底部是进水口，内筒顶端是喷水口、底部有活塞。使用时将进水口浸没在水中，先向上提内筒吸水，再向下压内筒喷水，如此反复。【原理分析】使用消防水枪吸水时，主要是利用了大气压；【方案设计】如图丙和丁是小丽设计的消防水枪进水口的两种结构，合理的是丙；【尝试实践】为了解消防水枪的使用效果，小丽和小科仿制了消防水枪并进行演示，用30秒将20千克水喷到15米高处，求他们对水做功的功率。【解答】解：（1）使用消防水枪吸水时，首先用力推动活塞，将水枪筒内的空气排出，然后将进水口浸入水中，再拉动活塞，此时筒内气压减小，在外界大气压的作用下，水被压入水枪筒内，故使用消防水枪吸水时，主要是利用了大气压；（2）将进水口浸没在水中，先向上提内筒吸水，此时阀门应打开，再向下压内筒喷水，阀门应关闭，由消防水枪的结构看，丙符合要求，而丁图中吸水时阀门会关闭，喷水时阀门会打开；（3）喷水时对水做的功：W＝Gh＝mgh＝20kg×10N/kg×15m＝3000J，对水做功的功率：P＝＝＝100W。故答案为：（1）大气压；（2）丙；（3）对水做功的功率为100W。18．（2022•苏州）兴趣小组探究影响浮力大小的因素。（1）提出如下猜想猜想1：与物体浸在液体中的深度有关猜想2：与物体浸在液体中的体积有关猜想3：与液体的密度有关小组为验证上述猜想，用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块、2个分别盛有水和盐水的烧杯等，按图甲步骤进行实验：①利用磁力将4个磁力块组合成长方体物块；②根据图A、B、C的测量结果，小明认为猜想1是正确的，小华却认为不一定正确。你觉得小华的理由是没有控制物体排开液体的体积相同；③小华为了证明自己的想法，利用上述器材设计实验D，根据A、B、D的测量结果，可得：浮力大小与物体浸在液体中的深度无关，请在图D中画出她实验时长方体物块的放置图；④兴趣小组进一步研究得出浮力大小与物体浸在液体中的体积有关；⑤根据A、C、E的结果，得出浮力大小还与液体的密度有关。（2）小华把4个磁力块组合成图乙，她还能探究浮力大小与物体的形状的关系。（3）爱思考的小明又进一步研究水产生的浮力与水自身重力的关系，设计了如下实验：取两个相同的容积均为300mL的一次性塑料杯甲、乙（杯壁厚度和杯的质量不计），甲杯中装入50g水，乙杯中装入100g水，然后将乙杯放入甲杯中，发现乙杯浮在甲杯中，这时甲杯中水产生的浮力为1N；这个实验说明，液体能（能/不能）产生比自身重力大的浮力。（g取10N/kg）【答案】（1）②没有控制物体排开液体的体积相同；③如图所示；⑤液体密度；（2）物体的形状；（3）1；能。【解答】解：（1）②根据控制变量法可知，探究物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度有关时，应控制液体的密度和物体排开液体的体积相同，改变物体浸在液体中的体积，但由图甲B、C可知，没有控制物体排开液体的体积相同；③由图甲中B可知，此时物体排开液体体积等于两个小长方体磁力块的体积，因此可以将4个相同的小长方体磁力块组成的长方体横着放，让下面的两个小长方体磁力块浸没在水中，这样即控制了物体排开液体的体积相同，又改变了物体浸在液体中的深度，放置图如图所示：；⑤比较步骤步骤A、C、E可知，随着液体密度的增大，弹簧测力计的示数减小，由称重法可知，物体所受浮力也增大，说明浮力的大小还与液体密度有关；（2）由图乙可知，此时小华改变了物体的形状，因此她还能探究浮力大小与物体的形状的关系；（3）甲杯中水的重力：G甲＝m甲g＝50×10﹣3kg×10N/kg＝0.5N，因为乙杯浮在甲杯中，由物体的漂浮条件可知，甲杯中水产生的浮力：F浮＝G乙＝m乙g＝100×10﹣3kg×10N/kg＝1N＞0.5N，因此液体能产生比自身重力大的浮力。故答案为：（1）②没有控制物体排开液体的体积相同；③如图所示；⑤液体密度；（2）物体的形状；（3）1；能。19．（2022•苏州）小明在参观苏州市御窑金砖博物馆时，从解说员的讲解中得知某块金砖的长、宽、高分别为70cm、70cm、10cm，金砖的密度为2.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）金砖的重力G；（2）若重490N的小明站在如图所示的金砖上，金砖对水平地面的压强p。【解答】解：（1）金砖的体积V＝70cm×70cm×10cm＝49000cm3＝0.049m3，由ρ＝可得，金砖的质量m＝ρV＝2.0×103kg/m3×0.049m3＝98kg，重力G＝mg＝98kg×10N/kg＝980N，（2）490N的小明站在如图所示的金砖上，金砖对水平地面的压力：F＝G小明+G＝490N+980N＝1470N，金砖面积S＝70cm×70cm＝4900cm2＝0.49m2，金砖对水平地面的压强p＝＝＝3×103Pa。答：（1）金砖的重力G为980N；（2）若重490N的小明站在如图所示的金砖上，金砖对水平地面的压强p为3×103Pa。20．（2022•台州）某同学用食盐、水和一支装有沙子的薄壁塑料管来测量新鲜鸡蛋的密度，步骤如下：（1）将新鲜鸡蛋放入食盐的饱和溶液中，鸡蛋处于漂浮状态。然后慢慢加水，当鸡蛋处于悬浮状态时，鸡蛋的密度等于食盐溶液的密度。（2）把鸡蛋从食盐溶液中取出，将总质量为10.5克、底面积为1厘米2的塑料管放入该食盐溶液中，直立漂浮时测得液面下塑料管的长度为10厘米，如图所示。请计算该新鲜鸡蛋的密度为多少？【解答】解：（1）测量盐水的密度间接测量鸡蛋的密度，需要盐水的密度等于鸡蛋的密度。当鸡蛋处于悬浮状态时，鸡蛋的密度等于食盐溶液的密度；（2）由G＝mg可知，G物＝m物g＝10.5×10﹣3kg×9.8N/kg≈0.1N，因为塑料管漂浮在液面上，所以F浮＝G物＝0.1N，塑料管排开液体的体积：V物＝Sh＝1cm2×10cm＝10cm3＝10﹣5m3，根据F浮＝ρ盐水gV物得：盐水密度ρ盐水＝＝＝＝1.05×103kg/m3，所以ρ鸡蛋＝ρ盐水＝1.05×103kg/m3，答：新鲜鸡蛋的密度为1.05×103kg/m3。故答案为：（1）悬浮。（2）新鲜鸡蛋的密度为1.05×103kg/m3。21．（2022•扬州）疫情防控进行道路消杀时，总质量为8t的消毒车喷出2m3的药液后，车轮与水平地面的总接触面积为0.5m2。已知消毒液密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）喷出药液的质量；（2）此时消毒车对地面的压强。【解答】解：（1）由ρ＝可知，喷出药液的质量：m喷＝ρV喷＝1.0×103kg/m3×2m3＝2×103kg；（2）喷出2m3的药液后消毒车的总重力：G＝mg＝（8×103kg﹣2×103kg）×10N/kg＝6×104N，消毒车对水平地面的压力：F＝G＝6×104N，此时消毒车对地面的压强：p＝＝＝1.2×105Pa。答：（1）喷出药液的质量为2×103kg；（2）此时消毒车对地面的压强为1.2×105Pa。22．（2022•温州）排气阀是供暖设备中的重要部件，它能及时排出管内热水汽化产生的气体，使水正常流动，从而保证供暖效果。排气阀工作原理如图所示：水中气体在流动过程中，积聚于封闭的排气阀内，使阀内气压变大，浮筒随水面一起下降，此时阀内气体排出使气压变小，从而浮筒上升，堵杆重新堵住排气孔。（1）水管内的水流速度至少达到0.25米/秒才能携带气泡流动。若水管总长为60米，要使水流能携带气泡流动，则水从水管起始端流到终端最多要多少时间？（2）排气阀中的浮筒和堵杆总质量为0.02千克，计算排气阀排气时浮筒浸在水中的体积。（水的密度取1.0×103千克/米3）【解答】解：（1）由v＝可知，水从水管起始端流到终端所需时间为：t＝＝＝240s；（2）由图可知，排气阀排气时浮筒处于漂浮状态，则此时浮筒所受的浮力为：F浮＝G＝mg＝0.02kg×10N/kg＝0.2N，由阿基米德原理可知，排气阀排气时浮筒浸在水中的体积为：V排＝＝＝2×10﹣5m3。答：（1）水从水管起始