专题08力学综合题（原卷版）

力学1．港珠澳大桥是一座连接香港、珠海和澳门的巨大桥梁，全长为49.968km，中途经过三个人工岛，已经在去年通车。（1）大桥采用群桩基础，桩基工程由几十根大型水下钻孔灌注桩组成，每根桩的横截面积约为6m2，平均桩长50m，那么灌注一根桩需要密度为2.5×103kg/m3的混凝土约______kg；（2）灌注大桥桥墩前，先在水下的基坑灌注宽厚的钢筋混凝土基础，是为了增大______，从而减小______；（3）如图1甲所示为大桥效果图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，对大桥结构进行简化，可以抽象成图1乙所示的模型。可以看出它用到了______（选填“杠杆”或“斜面”）的科学知识，为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当______（选填“增加”或“减小”）桥塔的高度；（4）在建人工岛时，采用钢沉井基础，如图2所示是钢沉井的俯视图，它是由钢板焊接成有18个大小相同的方形孔的钢沉井，钢沉井的长、宽和高分别为77m、40m和23m，质量为6225t。钢沉井建好后要拖运到人工岛处，经测算，这样的钢沉井自行滑入江中稳定后（钢沉井处于漂浮状态），水面下的高度会达到7.5m。为了让钢沉井在江中被拖行时能顺利通过一些浅滩，下水前用质量为31t的钢板在钢沉井底部将一部分方形孔密封起来，使钢沉井水面下的高度降到了3.2m。钢沉井底部有______个的被密封方形孔。（海水的密度取ρ海水＝1.0×103kg/m3）2．阅读下列短文，回答问题。为传承民族传统文化，银川市青少年宫“扎染艺术进校园”活动在银川市某中学多功能厅举行。如图甲所示，王老师为该校的师生们介绍了扎染艺术的历史渊源，并教给大家扎染的基本方法。小明了解到，若用“冷染”的方法，需将棉、丝织物扎缬浸泡在植物或工业染液中较长时间才能染色；若用“热染”的方法，需将织物放入染锅内沸煮一会即可快速染色。小明和同学们在王老师的指导下，利用电磁炉通过热染的方法，收获了属于自己的第一幅扎染作品，如图乙所示。电磁炉是一种常用的灶具，尤其在一些火锅店里经常看到。其工作原理是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质铁锅，使铁的部分电子定向移动，从而形成无数个小涡流（即电流），铁的电阻率较大（导体的温度、横截面积、长度相同），使锅底自身发热达到加热食品的目的，而使用铝锅效果却很差。如图丙所示是电磁炉的原理图，图丁是该电磁炉的铭牌。请根据以上资料，回答下列问题：（1）“热染”可使织物快速染色，从分子动理论的角度说明：_____；（2）请从短文描述中找出蕴含的物理知识；[至少二条，知识点不能重复，第（1）问的实例不能使用：举例：磁场使铁的部分电子定向移动，说明力能改变物体的运动状态；①_____；②_____；（3）根据短文及所学物理知识猜想，铝锅放置在电磁炉上产生热量少的原因_____；（4）使用电磁炉把盆中10℃水烧开（标准大气压下），水吸收的热量是多少焦耳_____？如果电磁炉在额定电压下6min把盆中水烧开，则电磁炉消耗多少电能_____？[盆中水的体积为2.5L，水的比热容是c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（5）电磁炉上面的面板的好坏是衡量电磁炉质量的主要指标之一，组成面板的材料有哪些要求？试举一例（要求写出材料特点及其作用）示例：特点：绝缘性好；原因或作用：防止铁水壶或铁锅带电，带来安全隐患。特点：_____；原因或作用_____。3．阅读短文，回答问题。我国研制的大客机C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪声，其单丝纤维直径只有3~5μm，1m3的质量为5kg。机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外50℃以下的冷空气不断压缩，使送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。该飞机有较大的翼载，翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比。（如表是飞机的部分技术参数，燃油热值为4.6×107J/kg）最大起飞质量72.5t客舱内气压8.0×104Pa巡航速度920km/h发动机巡航推力3.6×104N（1）若飞机的翼载是500kg/m2，则机翼面积为___________m2；（2）下列关于“超细航空级玻璃棉”性质的描述中，不正确的是___________；A．单丝纤维比头发细B．密度与玻璃差不多C．隔音性能相对较好D．导热能力相对较弱（3）飞机水平匀速巡航时，受到的阻力为___________N；若飞机在以巡航速度飞行0.5h的过程中，耗油1800kg，发动机的热效率为40%，则此过程中发动机的推进效率为___________%。4．北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以90km/h的速度行驶1h到达B地，消耗0.8kg氢燃料，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，所受阻力为1000N。已知每加注1kg氢燃料所需的费用为30元。（请写出计算推理过程）（1）求此过程中产生的电能E电？（2）燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以90km/h的速度匀速行驶。所受阻力与甲车相同，汽油在气缸内完全燃烧，且燃烧所释放热量的30%用来维持汽车匀速行驶，汽油热值取q=5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的费用为12元。则在与甲车花费相同燃料费用的情况下：①求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量？②请判断乙车能否到达B地？（3）如果动力系统改用汽油机，在某次油品调价中，90号汽油价格每吨降低125元，测算到零售价格每升降低0.09元。据此估算90号汽油的密度为多少？5．如图所示，薄壁轻质柱形容器放在水平面上，容器内装有密度为的液体。①若容器中装有质量为2千克的水。求容器中水的体积()和容器对水平面的压力F()；②将不同的小球分别浸没在容器内的液体中，液体不溢出，测得放入小球前、后容器底部所受液体压强的增加量，并将数据记录在下表中；小球甲乙丙（千克／米）（米）（帕）200200200（a）分析比较表中与的关系，可知：当小球浸没在同种液体中，______；（b）求放入小球丙前、后，容器对水平面压强的变化量______。6．阅读短文，回答问题：风洞风洞即风洞实验室，是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。风洞种类繁多，如题图甲所示为闭口直流式风洞，其主要组成部分为收缩段、试验段、扩散段和动力装置，动力装置包括直流电机和风扇.风扇转动后，将空气吸入风洞中，通过调节电机转速以获得不同的实验段速度，收缩段前装有整流栅，整流栅是做成方格状的，用来消除气流中的旋涡，气流通过收缩段后，流速增大，这样可使进入试验段的气流较为均匀，试验段截面是方形的，模型放在其中进行试验，扩散段的功能是使试验段后面的气流减速后再排入大气。因为风洞的控制性佳，可重复性高，现今风洞广泛用于空气动力学工程的测试，譬如结构物的风力荷载和振动，风力发电、防风设施的功效等，一些研究也指出风洞实验之结果与现地风场的观测的结果相近。（1）用题图甲所示的风洞做实验，实验模型应放置在_________段，风机工作时风速的方向向_________（选填：“左”或“右”）。（2）风洞通过调节，获得不同的风速，实验时模型以_________为参照物，是运动的。（3）将题图乙所示的机翼模型固定在台式测力计上（类似物体放在台秤上），并放置于风洞中，无风时记录测力计的示数，风机工作时测力计的示数将随着风速的变化而变化，关于这一现象，以下说法正确的是_________。A．有风时测力计的示数比无风时的大，机翼模型下方的空气流速比上方的大B．有风时测力计的示数比无风时的大，机翼模型下方的空气流速比上方的小C．有风时测力计的示数比无风时的小，机翼模型下方的空气流速比上方的大D．有风时测力计的示数比无风时的小，机翼模型下方的空气流速比上方的小（4）若题图乙所示机翼模型在水平风的作用下获得竖直方向的力的大小为F，实验得到F与风速的二次方v2关系图像如题图丙所示，当风速是原来的2倍时，力F是原来_________。A．2倍B．4倍C．0.5倍D．0.25倍7．阅读短文，回答问题。无人机作为空中平台，以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、激光扫描仪等设备获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点。下表是某小型无人机的部分参数：参数名称最大飞行半径/km最大巡航速度/（km/h）电池电压/V电池容量/（mA·h）电动机额定功率/W拍摄速度/（帧/秒）数据5502425002011000（电池容量=放电电流×放电时间，例如，1mA·h是指以1mA的电流能连续工作1h。帧/秒是指每秒拍摄的画面数）（1）人们是利用遥控器通过传输信息操控无人机的，其有效操控距离最大为________km；（2）无人机拍摄地面图像时，减小悬停高度可以使图像________（选填“变大”或“变小”）；为了使照片更清晰，还应将摄像机的镜头适当________（选填“前推”或“后缩”）；（3）小轿车在高速公路上限速120km/h。如图甲所示，交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测。一辆小轿车在通行0.5m的过程中，高速摄像机拍摄帧数为110帧，据此判断小轿车________（选填“超速”或“不超速”）；镜头到汽车的距离u与镜头焦距f的关系为________；（4）如图乙是无人机竖直向上运动的vt图像。由图像可知，在0~5s内，无人机受到的升力________（选填“大于”“小于”或“等于”）重力。如图丙是同一架无人机在执行某次任务过程中未更换电池情况下的st图像，若第一次、第二次受到的升力分别为F1、F2，则F1________F2（选填“>”“<”或“=”）。8．如图是一辆集吊装、运输为一体的工程车。某次要吊运一批输水管材，该吊运车赶往10.8km外的作业地，用时15min。到达作业地后利用起重机把地面上的管材吊装到车厢里，每根管材的质量约为810kg，将一根管材匀速吊升2m，卷扬机对钢丝绳的拉力为3×103N，g取10N/kg，不计绳重和摩擦。（1）起重机的吊臂伸得越长，起重机的最大起重质量越_______（选填“大”或“小”）；（2）吊运车赶往作业地的过程中的平均速度为多大_______？（3）吊装管材的过程中，滑轮组的机械效率是多少_______？（4）设吊臂在某长度时卷扬机的最大输出功率为2.4×103W，若使物体以0.2m/s的速度竖直上升，则此时最大可以吊起多重的物体______？9．请阅读《中国的桥》并回答问题。中国的桥近年来在中国的江河大海上，一个又一个“世界之最”的桥梁正在如火如荼地建设，在世界桥梁界有句话：世界桥梁建设20世纪70年代以前看欧美，90年代看日本，21世纪看中国。例如：中国云贵两省交界的北盘江大桥，桥面距江面约565米，刷新世界第一高桥纪录。连接香港、珠海、澳门的港珠澳大桥全长55公里，是世界最长的跨海大桥。而全球最长的大桥，是中国建造的—“丹昆特大桥”（如图所示），全长164.851公里，限速110km/h。它打破了美国的波弗特海路桥全长109公里最长大桥的世界纪录。丹昆特大桥是京沪高速铁路丹阳至昆山段特大铁路桥，全程跨越了公路，铁路，水路等三种路径，长度、跨度巨大，建造地形十分复杂，中国工程建设者们攻克了一个个难关，在整个建设过程先后约10000人投入工作，历时3年顺利完工。目前全球最长的10座大桥，中国有6座。从中国的桥梁建设中，可以深刻体会到我们祖国的发展与强大，真的是——厉害了，我的国！请根据上述材料，回答下列问题：（1）世界第一高桥——北盘江大桥，桥面距江面的距离相当于_____层普通楼房的高度；（请估算并选择最接近答案，只填代号）A．220

B．187

C．140（2）爸爸驾车带小英通过港珠澳大桥，小英记录了汽车在三段时间内汽车的运动情况。回家后，她根据记录的数据绘制成路程随时间变化的st图像，由图可知，这段时间内休息了_____分钟，全程的平均速度为_____km/h。若汽车在OA段速度为v1，在BC段速度为v2。根据st图像分析：v1_____v2（选填“大于”、“等于”或“小于”）；（3）在全球最长的大桥——丹昆特大桥上，爸爸为了赶时间，只用了1小时40分钟就通过了全程，他有没有超速？_____（选填“有”或“没有”）；（4）高速行车，会受到风力影响，挡风玻璃设计成向倾斜安装，除了可以减小阻力，还有什么优点？写出一个：_____。10．请阅读《频闪照相》并回答问题。频闪照相我们在研究物体的运动时，一个非常重要的问题就是确定物体的位置随时间的流逝有怎样的变化。但是物体在运动时位置不断改变，时间不断推移，如何有效的同时记录两个不断变化的物理量呢？同学们是否注意过，飞机在起飞和降落时会不断地发出闪光的信号，这个信号灯每隔相等的时间就会闪一下、根据这个闪光，即便是在黑夜我们不但能方便的确定飞机的位置，还可以估计下一次闪光时飞机在哪里，以及判断飞机的升降状态和飞行方向。我们由此获得启发，是否可以在物体运动过程中每隔相等的时间拍摄照片记录位置从而研究物体的运动规律呢？其实这就是“频闪照相”，顾名思义就是频繁闪光拍摄的照片。具体说就是在暗室中把照相机固定在地面上保持拍摄状态，但由于没有光照亮物体，底片并不感光。光源是一只闪光灯，它每隔0.02s闪亮一次，闪亮的时间很短，只有大约1/1000s。光源发光时物体被照亮，底片就记录下这时物体的位置。减少闪光的间隔就会使物体的位置变化更为精细。如图为一张羽毛球飞行时的频闪照片，由于羽毛球通过任意两个相邻位置所用的时间相等，所以如果两个相邻位置间距离较大就意味着速度较大。从这张照片中可以看到羽毛球从最高点下落后，速度越来越大。根据上述材料，回答下列问题：（1）如图所示是一个小球从A点沿着直线运动到F点的频闪照片，频闪照相机每隔0.02s闪拍一次。分析照片可知：小球做______直线运动，你判断的依据是______；（2）小球从A点运动到F点的平均速度是______m/s；小球从B点运动到D点的平均速度______（选填“大于”、“等于”、“小于”）小球从D点运动到F点的平均速度。11．短文阅读，回答问题：汕头海湾隧道位于广东省汕头市汕头海湾大桥与礐石大桥之间汕头内海湾（如图甲所示），是国内最大直径越海盾构隧道，也是国内首条兼具城市道路与一级公路功能的水下盾构隧道。汕头海湾隧道东线盾构机的外形以及正在挖掘隧道的过程如图乙所示，盾构机由中铁隧道局集团针对汕头海湾隧道的特殊地质条件“量身定制”。盾构刀盘直径15.01m，相当于五层楼高度，全长130m，总重4600t，总功率10800kW，掘进速度约20mm/min，有上万个零部件组成，海底隧道从海床以下13米深的地底由南向北穿越汕头海湾。2017年8月7日，该盾构机完成制造顺利下线，从完成设计到建成用时13个月。2020年5月，海湾隧道东线盾构机顺利抵达北岸华侨公园内盾构接收井，完成最后一环管片安装，标志汕头海湾隧道东线率先全线贯通。隧道全长6680m，将于2021年实现通车（如图丙所示）。（海水密度取1×103kg/m3）请思考并回答下列问题：（1）海底隧道在海床以下13米深的地底处受到海水的压强为___________Pa。（2）盾构机启用前，需通过大型起重机将其下降至海面以下，下降20m时，盾构机重力做功为___________J。盾构机挖掘隧道1小时，前进的距离是___________m，消耗的电能为___________kW•h。（3）在龙湖实验中学读书的学生小明，通过查阅相关数据发现，他家距离学校15km，平时乘坐爸爸的汽车去学校需要30min，汽车的平均速度为___________km/h。如果海湾隧道通车，他从家里到学校的路程将缩短6km，平均速度能够提高10km/h，则隧道通车之后，他乘坐汽车从家里到学校的时间为___________min。12．周末，小敏到乡下帮爷爷摘苹果，看见有些苹果以不同快慢、不同时间落下来。小敏对这些现象产生了浓厚的兴趣，提出了如下两个猜想：猜想一：苹果的下落快慢与苹果的质量是否有关?猜想二：苹果的下落时间与下落的高度是否有关?于是他找来一些器材，在忽略空气阻力的情况下进行实验。（1）小敏在探究“猜想一”时，应控制苹果下落高度不变，让苹果的______改变，比较苹果下落时间的长短；（2）小敏在探究“猜想二”时，测量出同一个苹果在不同高度下落时所对应时间为t1，t2，t3，……，并绘出th图象如图所示。他发现这和函数的图像很相似。为了进一步确定t和h的函数关系，他应该利用以上数据做t和______之间的关系图像。13．2022年冬奥会在北京如期举行，关于比赛的场地和情景，请回答下列问题：（1）北京赛区部分赛场的冰面采用了二氧化碳跨临界直冷制冰技术，通过加压使气态二氧化碳_____（选填“汽化”或“液化”），在这个过程中二氧化碳会______（选填“吸收”或“放出”）热量，液态的二氧化碳在减压的过程中会从周围的介质（比如水）中吸收热量，以达到制冷的效果。（2）如图所示是某运动员穿着冰刀鞋在滑冰，冰刀设计得很薄，刀刃做得锋利，是为了通过减小受力面积从而______（选填“增大”或“减小”）对冰面的压强、刀刃是嵌入冰里的，运动员起步时向后蹬冰，从而获得向前运动的动力，该力的施力物体是___。（3）冰刀在冰面上滑行时，刀刃周围会有少量水出现，说明接触点的冰受冰刀的挤压时熔点____（选填“升高”或“降低”）会迅速_____（选填“熔化”或“凝固”），从而______（选填“增大”或“减小”）冰刀与冰之间的摩擦。14．阅读短文，回答问题。“天问一号”的“绕、落、巡”2020年4月24日，国家航天局正式宣布将我国火星探测任务命名“天问”，并将首个探测器命名“天问一号”，届时，“天问一号”将一次性完成“绕、落、巡”三大任务。“绕”，探测器经过7个月的飞行，抵达火星附近，之后沿帮圆轨道绕火星运动，实现火星环绕探测。“落”，使探测器着陆火星表面，但需在7分钟内，使探测器的时速降至0，我国利用探月的技术积累。通过四个阶段来减速：第一阶段气动减速，给探测器来个急刹车；第二阶段降落伞减速，速度减至342km/h；第三阶段动力减速，探测器反推发动机点火工作，速度减至3.6m/s；第四阶段着陆缓冲，将探测器悬停在空中，对火星表面观察，寻找合适的位置着陆。“遇”，当探测器到达火星后，放出巡视车，完成对火星表面的拍摄及火星土壤分析等工作，为下一步探测打好基础。我们对于未知世界的好奇与探索从没有停息过，仰望星空，追梦不止。（1）探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化。由近火点向远火点运动时，据测器的动能__________，机械能__________。（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）（2）探测器着陆前的降落中减速阶段，速度减至__________m/s。（3）巡视器降落到火星表面后，巡视器对火星表面的压力和火星对巡视器的支持力__________（选填“是”或“不是”）一对平衡力。（4）火星直径约为地球的一半，物体在火星地表所受重力约为地球地面上的五分之二。地球地表上的g地取10N/kg，则火星地表上的g约为__________N/kg。（5）若在不远的将来，我国实现了载人登陆火星任务，当未来的你作为宇航员登上火星表面，若原本在地球上你最多能举起60kg物体，在火星表面你最多能举起质量为__________kg的岩石标本。15．小星和家人乘坐过山车，当过山车经过轨道最高位置时，他明显感觉到自己仍然在挤压座椅，如图甲所示。小星问爸爸：我经过最高位置时，由于要受到竖直向下的重力，按说不应该对倒置的座椅产生压力呀，但我明显感觉到自己仍然在挤压坐犄，这是为什么呢？爸爸向他解释道：刚才我们在轨道上的运动是圆周运动，而做圆周运动的物体，需要有指向圆心的力来改变物体的运动方向使物体做这种运动，这种力叫向心力，刚才过出车经过轨道内侧最高位置时所需的向心力就是由重力和座椅对人的作用力共同提供的。小星进一步查阅资料得知，如图乙所示，若一个质量为m的物体，沿半径为r的圆弧做圆周运动，其运动的速度为v（即单位时间内物体通过的圆弧长），那么物体所需向心力的大小为。如图丙所示，是小星模拟过山车的运动情景，光滑水平轨道左端固定一轻质弹簧，右端与半径为r的半圆轨道BCD相切，半圆轨道接触面粗糙程度均匀，半圆的直径BD是竖直的，轻质弹簧无形变，最右端位于O点，小球（与弹簧右端只接触，并不相连接）在外力作用下压缩弹簧至A位置时释放。小球被弹出，在O点离开弹簧，小球此时速度太小为7m/s。小球能够沿着轨道运动并到达半圆轨道的最高位置D点，小球此时速度大小为3m/s。其中，小球的质量为0.2kg，光滑水平轨道OB段的长度为2.1m，半圆轨道的半径为r=0.6m，g取10N/kg。若不计空气阻力，小球可看成一个点。请回答下列问题：（1）小球在光滑水平轨道OB段运动的时间是______；（2）小球通过位置D时受到的作用力有______，此时小球的速度比小球离开弹簧时的速度小，其原因是______；（3）当小球到达半圆轨道的最高位置D点时，小球对轨道的压力大小为______。16．阅读材料并完成问题。胡克定律弹力的大小和形变的大小有关系，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力就随着消失。对于拉伸（或压缩）形变来说，伸长（或缩短）的长度越大，产生的弹力就越大。把一个物体挂在弹簧上，物体越重，把弹簧拉得越长，弹簧的拉力也越大。物体发生弯曲时产生的形变叫做弯曲形变。对于弯曲形变来说，弯曲得越厉害，产生的弹力就越大。例如，把弓拉得越满，箭就射得越远；把物体放在支持物上，物体越重，支持物弯曲得越厉害，支持力就越大。在金属丝的下面挂一个横杆，用力扭这个横杆，金属丝就发生形变，这种形变叫扭转形变。放开手，发生扭转形变的金属丝产生的弹力会把横杆扭回来。金属丝扭转角度越大，弹力就越大。定量的研究各种形变中弹力和形变的关系比较复杂，我们经常遇到的是弹簧的拉伸（或压缩）形变。实验表明：弹簧弹力的大小F和弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比、写成公式就是F＝kx，其中k是比例常数，叫做弹簧的劲度系数，在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力。劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细的软弹簧劲度系数大。对于直杆和线的拉伸（或压缩）形变，也有上述比例关系。这个规律是英国科学家胡克发现的，叫做胡克定律。（1）弹簧测力计的工作原理遵从胡克定律，当用弹簧测力计测物体重力时弹簧的形变主要是_____（选填“拉伸形变”、“弯曲形变”或“扭转形变”）；（2）弹箭的劲度系数与所受弹力大小_____（选填“有关”或“无关”）；（3）M、N分别是底面积相同，高度不同的两个实心长方体，把它们放在已调好平衡的天平上，如图1所示，把不计质量的两根不同材质、原长相同的弹簧甲、乙同时竖直悬挂在铁架台上，分别挂上M、N后静止，此时甲弹簧比乙弹簧长（如图2所示）：①以下说法正确的是：_____（选填序号）a．M的质量比N的质量大

b．弹簧甲受到的拉力与弹簧乙受到的拉力相等c．弹簧甲施加给M的弹力小于M受到的重力d．M受到重力，这个力的施力物体是地球②胡克定律F＝kx中的x即为图中的弹簧伸长量，上述图2中的甲弹簧和乙弹簧，劲度系数更大的是_____（选填“甲”或“乙”）；（4）甲、乙、丙三条完全相同的弹簧悬挂在一根水平横杆上，甲弹簧无悬挂物品，乙弹簧悬挂重量为W1的砝码，丙弹簧悬挂重量为W1及W2的砝码，静止平衡时，三者的长度关系如图3所示，若三条弹簧质量均很小忽略不计，且乙、丙两弹簧在取下砝码后，均可恢复原长，由上述信息判断W1∶W2应为()A．1∶2

B．2∶1

C．2∶3

D．3∶217．请阅读《匠人建国，水地以县》并回答。匠人建国，水地以县匠人建国，水地以县（“县”通“悬”），指古代建设城邑的求水平、定方位的测量处理，是我四古代劳动人民智慧的结晶。宋朝的建筑学著作《营造法式》对此进行了传承和发展，对正式建筑的建造提出了严格完整的要求，包括筑基、立基、取正、定平等。筑基，即建造地基。筑基时，先挖开场地，然后填土和碎石瓦块，最后夯实。这种处理方法与我们今天消除场地缺陷的做法相似。古建筑一般较轻，场地处理不需要太深。立基，就是在处理好的地基平地上建造台基。立基时，根据房屋面积大小和地基不均匀性的影响，可适当增减台基高度和宽度。取正，就是要求房屋面朝正南。取正时，一般利用圭表、日晷等，参照正午太阳的位置而定，先确定南北正轴线，再正交确定东西走向。定平，就是保证台基面和柱础石顶面的水平。定平时，对于较大的台基面，要“据其位置，于四角各立一标，当心安水平”。即：根据选定的方位，在四个角各立一个标杆，在中心位置用立桩安放好水平仪。水平仪的上方有长条形凹槽，图为其正面立体图，凹槽内部装有水，在水平仪的方形水面上，各自放上一枚漂浮的水浮子，图为其俯视图（未放水浮子）。使用时，先转动水平仪使其对准某一标杆，人眼调整观察角度，使三枚水浮子刚好重叠，此时在人眼视线对应的标杆上画上刻线。以此类推，在四个角的标杆上都标定刻线，此时四条刻线即在同一个水平面上。对于柱础石的定平，要用到水平尺。如图所示，中间的立柱与底部的直尺垂直，立柱从上至下刻有一道与直尺垂直的墨线（图中虚线），用细线悬挂重锤，当细线与墨线对齐时，则表明底部直尺所在的面是水平的。请根据上述材料，回答下列问题：（1）在筑基的时候，如果建筑物较高较重，那么场地处理应该更___________（选填“深”或“浅”）一些；（2）下列说法正确的是___________。（选填选项前的字母）A．立基时增加台基的宽度，主要是为了增大地基受到的压强B．水平仪在定平的过程中用到的原理，与射击瞄准时要做到“三点一线”是相同的C．取正时利用日晷参照正午太阳的位置确定南北方向，是利用了光的反射（3）若利用图所示的水平尺检验柱础石顶面是否水平时，观察到细线与墨线（图中虚线）的位置关系如图所示，则说明柱础石顶面___________（选填“左”或“右”）侧较高；（4）分析说明使用水平尺时，为什么细线与墨线对齐时能表明底部直尺所在的面是水平的？___________18．中国移动将5G智能机器人（如图甲所示）运用到校园环境监测中，进行红外智能测温以及校园消毒。智能机器人配备了5台高清摄像头和红外热成像测温仪，能够在5m范围内同时扫描多达10人的体温，如果检测到体温异常或者未戴口罩，机器人会向相关人员自动发送警报。（1）机器人在水平路上一边向前匀速直线运动一边喷雾状消毒液时，机器人的机械能___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。喷洒消毒剂后，离得远的地方也能闻到刺鼻的气味，这是___________现象；（2）下列说法正确的是___________；A．机器人水平运动时，支持力对它做了功B．红外测温仪工作时发出红外线射向人体再反射回测温仪内进行测温C．机器人安装宽履带代替车轮，既为了增大摩擦，又为了减小压强D．通过遥控器发出超声波来远程控制机器人的前进和后退（3）小明设计了如图乙的模拟智能测温报警电路：电源电压调为18V，报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，电阻箱最大阻值为999Ω，热敏电阻其阻值随温度T的变化关系如图丙所示：①要求：当所测温度达到或超过37℃时，系统报警，按照下列步骤调试电路：电路接通前，应先将滑动变阻器滑片置于b端，再将电阻箱调到___________；将开关S向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器报警；保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S向d端闭合，报警系统即可正常使用。②用①中已调试好的报警电路进行测温，测得某学生的体温为36.5℃，此时热敏电阻的阻值是___________，该电路中的电流是___________（保留一位小数）。19．（1）小昕用力斜向右上方抛出一个小球。小球离手后运动轨迹如题图甲所示，它在落回地面过程中，先后经过M、N和S三点，其中M、S两点的能量如题图乙所示。则M、S两点位置关系可能是______（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”），N点机械能大小可能是______J；小球到最高点时，若所受的力全部消失，则小球将______（选填“静止”“匀速直线运动”或“曲线运动”）。（2）在南方大讲堂录制现场，林老师做了“帕斯卡裂桶”实验。该实验的现象令人十分震撼，激发了学生强烈的好奇心和探究欲。他首先准备了一个封闭的长方体玻璃缸，缸的上端留有一个小孔（缸的一个侧面为普通玻璃，其余五个面为厚壁亚克力板）。林老师将缸放在地上，装满水，把一根长细管从二楼垂下，将管的下端牢牢插在小孔中，再到二楼，用杯子向细管内注水约300mL，当水面升到离缸顶约3m高时，玻璃板爆裂，水喷射出来，如图乙所示。这个实验说明了液体内部压强大小与液体的_______有关，若管中的水面距桶底的竖直距离为3.5m时，水对木桶底的压强为_______Pa（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。如果林老师想缩短长细管中的水面距地面的高度，又能使桶被压裂，可以采取什么方式？_______；此外他还组织学生进行“吹水”比赛，如丙图所示，学生向A管吹气，B管中的水面上升，原因是_______。20．阅读短文，回答问题。第一艘国产航母——山东舰2019年12月17日，中国首艘国产航母山东舰正式列装服役，它是我国独立自主建造的第一艘航母，百分百实现了中国航母中国造。航母上配备大量先进装备，其中舰载机是航母战斗力的核心，舰载机可以在航母上起飞、着落，执行各种军事任务。（1）舰载机在航母上着落时必须适时放下舰钩，钩住甲板上的拦阻索，达到强行减速的目的，这个过程中，舰载机上飞行员的惯性___________（选填“发生”或“不发生”）变化；（2）下列说法正确的是___________A．舰载机在航母上着落时，舰钩对拦阻索的拉力小于拦阻索对舰钩的拉力B．舰载机在航母上着落后，航母所受的浮力大小不变C．舰载机着落在航母甲板上，航母甲板不发生形变D．航母沿直线匀速航行，停在水平甲板上的舰载机不受甲板对它的摩擦力（3）如果航母在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比，当航母以最高航速54km/h匀速航行时受到的阻力是9×105N，则当航母以10m/s的速度匀速航行时受到的阻力为___________N。（4）为庆祝“山东舰”列装服役，各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火，其特点是不会爆炸，能够持续向下喷射火焰，产生大小为自重6倍的恒定的推力。因其速度快产生啸叫声，所以称为“高声”。这里的“高”是指啸叫声的___________（选填“音色”、“响度”、“音调”）。经实验测量，这种焰火在运动时，受到的阻力与速度的关系如图所示，则焰火受到的最大阻力为___________N，焰火能够达到的最大速度为___________。（火药的质量不计，g取10N/kg）21．回答问题：负压鱼缸传统鱼缸深度最大不超过60cm，以人的手掌摸到缸底为宜，传统鱼缸的总体高不超过1.2m~1.3m。如果说传统鱼缸是“卧式”鱼缸，负压鱼缸（图甲）则是“立式”鱼缸，可以增加高度，换水、喂鱼相当方便，“负压”是低于一个标准大气压的气体压力状态。负压鱼缸的结构采用独特设计，该设计使负压缸顶部保持低压状态，因此水就不会从底缸出口流出。一般负压鱼缸配有电子控制系统以及一台真空泵，如图乙所示，可以通过抽吸形成一定负压。负压鱼缸解决了传统家居鱼缸（水族箱）能长不能高的难题。（1）上述的新型鱼缸___________（选填“属于”或者“不属于”）连通器，了解了负压鱼缸后，小明为家里的盆景制作了一个自动供水装置（见图丙）。用玻璃瓶灌满水后倒立在盆景盘里，瓶中的水___________（选填“会”或者“不会”）流出。接着用注射器吸走部分盆景盘里的水来模拟绿化吸水，当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时，瓶中的水___________（选填“会”或者“不会”）流出；（2）“负压”原理在生活中非常普遍，下列例子中利用“负压”原理的是___________；A．我们呼吸时，肺部扩张状态时，新鲜的空气被压入肺内B．运送病人的120救护车C．为了能更快喝到美味的老火靓汤，有些人喜欢用高压锅炖汤D．医生抽血时，将导管一端的针头插入被检查者的静脉，另一端的针头插入真空采血管，血液便自动流入采血管（3）小明还利用电磁继电器为这款鱼缸中设计了如图丁所示的电路：当温度过低时，大功率灯泡能自动发光发热，方便给鱼缸加热。请你帮小明将电路连接完整___________。22．阅读以下材料，回答问题。无砟轨道的高速列车无砟轨道（如图甲）的路基不用碎石，铁轨和轨枕直接铺在混凝土上，这可减少维护、降低粉尘等，沪宁城际高速铁路将建成投入运营，标志着我省进入了高速铁路时代，高速列车在无砟轨道上运行时如子弹头般穿梭而过，时速可达350千米（如图乙），传统铁路的钢轨是固定在枕木上，之下为小碎石铺成的路砟（如图丙）。（1）列车设计为子弹头型，目的是为了在运行过程中_____空气阻力（选填“增大”或“减小”），列车在匀速行驶过程中，列车的动力_____阻力（选填“大于”、“小于”或“等于”）；（2）宽大柔软的座椅，增大坐垫与人体的接触面积，以减小臀部所受的_____；（3）通往青藏高原的列车中，为了预防乘客发生高原缺氧，每节车厢内都配有两套供氧系统：一套是“弥散式”供氧，可保证车厢内含氧量都在合适水平；另一套是独立接口吸氧，旅客可以随时用吸氧管呼吸，高原地区的特点是：高度越高，大气压强越_____，水的沸点越_____；（4）高铁下方的轨道如果采用填充碎石头，当列车高速运行时，列车底部和轨道之间气压将会_____（选填“增大”或“减小”），碎石头可能飞起来落到轨道上，是非常危险的，所以高速轨道是不能填充碎石头的。23．电动平衡车又称体感车，是一种时尚代步工具。如图甲所示，通过身体重心和操控杆控制车体运行，采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶。如表为某品牌电动平衡车部分技术参数。平衡车的转向指示灯电路如图乙所示，电路中电源电压恒为6V，指示灯L1、L2的规格均为“6V

6W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，不考虑指示灯电阻随温度的变化，当单刀双掷开关S与“1”接通后，左转指示灯L1会亮暗交替闪烁。在此过程中，左转指示灯L1两端实际电压U1随时间，变化规律如图丙所示。电池可光锂电池车身自重20kg电池最大储能0.5kW·h最大载重90kg每个电动机最大输出功率350W最高速度18km/h每个电动机的能量转化效率80%最大陡坡30°（1）如图所示，与电动平衡车驱动前行过程原理相同的是________；闭合开关时电磁铁的上端为________极；（2）体重为60kg的小菲站在该双轮电动平衡车上时，若每个车轮与地面接触面积为20cm2，则地面受到的压强是多少Pa？________（3）图乙电路中定值电阻R0的阻值为多少________Ω？在单刀双掷开关S与“1”接通情况下，左转指示灯L1亮暗交替闪烁工作10min，则整个电路消耗的电能为多少？________24．如图甲所示，为了航行安全，远洋轮船的船体上都标有多条水平横线，叫“吃水线”。“吃水线”对应的是轮船在不同水域及不同季节承载最大载重石时浸入水中的深度。为了了解“吃水线”，小明查阅资料后得知：①不同水域，表层海水的盐度不同，会导致其密度不同；②不同季节，表层海水温度不同。某一水域，表层海水任不同温度下的密度如下表所示。某一水域的表层海水温度t（℃）61626密度1026.81025.51022.5（1）根据表格中数据，可以得出结论______。（2）图乙中钵船上两条线A、B分别表示该船在某水域冬季和夏季时的“吃水线”，其中______是冬季时的“吃水线”。（3）结合所学知识及以上信息，指出在不同水域及不同季节轮船满载时的“吃水线”不同的原因，并写出分析过程。_______25．阅读短文，回答问题。太阳能混合动力游船如图所示是我国第一艘太阳能混合动力游船“尚德国盛号”。首次将太阳能电力导入游船动力，船体配有最具标志性且极具特色的太阳翼，太阳翼采用高效晶硅异型太阳能电池板拼装而成，整艘船最多可容纳170位旅客，满载时排水最为60吨。“尚德国盛号”驾驶室里有一个GPS（全球卫星定位系统）接收器装置，全船照明均采用节能型灯泡及LED灯，LED灯是一种高效的节能光源，该LED灯泡的额定电压为36V、额定功率为3W，与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约90%的电能，大大降低能源损耗。“尚德国盛号”年发电量可达1.7×104kW·h，相当于每年节约标准煤约60×104kg，每年可减少二氧化碳排放量约15.7t。豪华、超前、节能、环保尽让中外游客用更低碳的方式来欣赏浦江美景。（1）太阳能电池板是将太阳能转化为___________；（2）如果该船满载乘客从东海驶入黄浦江，游船所受到的浮力为___________N（g=10N/kg）；（3）“尚德国盛号”使用的LED灯与功率为___________W的白炽灯亮度相当；（4）该游船的动力由电动机提供，电动机的转换效率是指所输出的机械能与电源提供的电能之比。在转换效率η一定时，其耗电功率与转速n的立方成正比，系数为K1、而行驶速度与电机转速n成正比，系数为K2。当游船匀速直线行驶时，所受阻力f与电机转速n的关系关系为f___________（用以上字母表示）。26．小华制作的蓄水池水位报警模拟装置如图所示：浮子由铜片E、空心杆F和木块Q构成。在低水位时，触点C、D位于E的正上方h0处，Q的下表面距池底的高度为h。当水位上升到使E与C、D接触后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音，报警音的强弱取决于其两端电压大小。电源电压U=6V，定值电阻R0=3Ω，R可视为9Ω的定值电阻，不计其它电阻；（1）在被释放和吸下的过程中，衔铁与A、B的接触时间分别为0.5s和1.5s，不考虑衔铁在AB之间切换的时间。在未解除报警的情况下，则开始报警后1min内电路所消耗的电能为___________J；（2）Q为边长10cm的正方体，密度为0.5×103kg/m3，h0=12cm，h=20cm，g取10N/kg。不计E、F的质量及F与支架间的摩擦；①则刚开始报警时水面距池底的高度H为___________cm；②下列措施中，可使①中H值减小的有___________。A．将池中水换为密度更大的液体

B．仅适当减小Q的边长C．仅在空心管F中装入适量沙子

D．仅适当减小Q的密度27．阅读下列材料，回答问题。铁岗水库是深圳最大的水库，总库容约8322万立方米，是深圳市重要的水源地。在“绿水青山，就是金山银山”的科学发展理念指导下，某兴趣小组来到铁岗水库进行调研。TDS值（mg/L）0~100100~300大于300水质标准能直接饮用不能直接饮用不能饮用（1）调研小组发现，水库的拦水坝被建成“上窄下宽”的形状（如图甲），原因是液体压强随___________的增加而增大；（2）水的密度是水质的重要指标之一、图乙为小组成员为测量水的密度所设计的仪器。其探尺由空心软管加铅锤构成，使用时通过调节“提手”高度，使探尺“标记线”与水面齐平，由电表数据可得水的密度。请在图乙中填上适当的电表（电流表或电压表）符号，并根据你所填的电表回答：当水的密度越大时，探尺所受到的浮力___________（选填“越大”、“越小”或“不变”）；a电表的示数___________（选填“变大”、“变小”或“不变”），b电表的示数___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；（3）水中固体总溶解量（TDS）是水质的另一重要指标。图丙为TDS检测仪原理图（R为检测电阻），图丁为检测电阻R的阻值与水的TDS值之间的关系图，如表为水质标准与TDS值的对应关系。图丙中电源电压为3V，定值电阻R0为50Ω，当电压表示数为2V时，水质标准为___________。28．阅读下面的短文，回答问题。图1是某款油电混合动力汽车，同时装备两种动力来源——热动力源（内燃机）与电动力源（电池与电动机）。混合动力汽车主要由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机，也可以充当发电机，汽车启动时内燃机不工作，由蓄电池为电动机供电提供动力，当汽车需要高速行驶或电池电量过低时，改由内燃机工作，为汽车提供动力，同时能通过电机给蓄电池充电。（1）油电混合动力汽车高速行驶时动力系统没有用到图3中哪幅蕴含的物理知识？___________（填字母）；（2）如图2所示是四缸汽油机一个气缸工作循环的四个冲程，工作循环的顺序是___________，如该内燃机飞轮转动速度为3600r/min，则每秒完成做功___________次；（3）如果测试员驾驶该汽车时是完全由汽油机提供动力，汽车与驾驶员的总质量为4000kg，汽车在平直公路上以90km/h的速度匀速直线行驶了1h，消耗汽油10L，汽车所受的阻力是总重力的0.2倍。已知汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3，g取10N/kg，则：完全燃烧汽油10L，放出___________J的热量；汽车的牵引力为___________N，牵引力的功率为___________W。29．在学习了“浮力”的知识后，同学们对浮力在生产、生活中的应用产生了浓厚的兴趣，纷纷利用课余时间查找资料进行深入了解。以下为小明同学和小丽同学的查找到的部分资料，请根据资料和自己的知识储备回答问题：小明的收获：半潜船可用来运输超大型货物；①空载时漂浮于海面，如图1（a）所示；②装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下，如图1（b）所示；③待货物被拖到甲板上方时，排出水舱中的水，船体重力减小，甲板上浮至海面，完成货物装载，如图1（c）所示；（1）以下与半潜船完成上浮和下潜工作原理相同的是()；A．普通货船B．飞艇C．潜水艇D．密度计（2）当半潜船一次处于图1中三种状态时，从左至右船底受到水的压强分别为p1、p2、p3，则压强最大的是_______图，受到的浮力最大的是_______图；（3）甲板面积为6000m2，当甲板下潜至水下2m时，受到水的压力为_______N；（设海水密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（4）半潜船上安装的船舶驱动系统功率为6000kW，效率为90％，当它以6m/s的速度匀速航行时，半潜船所受的阻力是_______N；小丽的收获：港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥，它由桥梁和海底隧道组成，如图2所示；①隧道由钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成，沉管两端密封；②用船将密封沉管拖运到预定海面上，向其内部灌入海水使之沉入海底，并在水中进行对接；③当密封沉管中下沉到海底后，其下半部分埋入海底的泥沙中，再将灌入其中的海水全部抽出；（5）下沉到海底后并抽出其中海水的密封沉管不会再上浮的原因是_______。30．小杨一家“五一”期间自驾车到贵阳旅游，途中小杨发现在高速公路的旁边有一些避险车道的标志和避险车道，好奇的小杨问了爸爸避险车道的作用。小杨爸爸解释道：“避险车道是指在长陡下坡路段行车道外侧增设的供速度失控（刹车失灵）车辆驶离正线安全减速的专用车道。避险车道主要由引道、制动车道、