中考物理试题《压轴挑战》分类汇编：综合能力与科普阅读题（综合32题）（解析版）

2023年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（解析版）

挑战24综合能力与科普阅读题（综合32题）

»败型电和

密度的计算与公式的应用（共1小题）

二.固体的密度测量实验（共1小题）

三.速度的计算和公式的应用（共1小题）

四.压强的计算（共4小题）

五.探究浮力大小与哪些因素有关（共1小题）

六.浮力大小的计算（共1小题）

七.物体的浮沉条件及其应用（共2小题）

八.探究凸透镜成像的规律（共1小题）

九.电磁继电器的组成、原理和应用（共1小题）

一十.电磁波的传播与应用（共1小题）

一十一.燃料的热值及其计算（共2小题）

一十二.探究电流与电压、电阻的关系（共1小题）

一十三.欧姆定律的应用（共2小题）

一十四.电功与电能的计算（共1小题）

一十五.电能表（共1小题）

一十六.电功率的计算（共3小题）

一十七.焦耳定律的计算及其应用（共1小题）

一十八.电功与电热的综合计算（共5小题）

一十九.能源及其分类（共2小题）

》效型制秣

一.密度的计算与公式的应用（共1小题）

1.（2023•淮安）阅读短文，回答问题。

能量密度

2022年，一款新的动力电池在中国问世，其能量密度达到0.255kW・h/kg,可实现整车

1000km续航，中国汽车产业“换道超车”的愿望正走向现实。

什么是能量密度呢？能量密度是单位质量物体中储存的能量，即能量密度=£,其中E

m

表示物体中储存的能量，m表示物体的质量。

能量密度包含多种形式，有食物能量密度、燃料能量密度(即燃料的热值)、电池能量密

度等。为测量食物能量密度，可以将一定质量的食物放入测热器的燃烧室中完全燃烧，

释放的能量用一定质量的水全部吸收，可以认为水吸收的能量等于食物储存的能量，再

通过相关计算获得能量密度。目前提高电池能量密度是电动汽车面临的最大问题之一,

在未来的发展中，我们仍然需要探索新的电池技术，实现电动汽车的真正普及。

(1)薯片是一种高能量食品，质量为20g的薯片完全燃烧所放出的热量全部被水吸收，

可以使10kg的水温度升高10℃,则上述薯片储存的能量为4.2X105j,能量密度为

7

2.1X1QJ/kgo[c水=4.2X1()3J/(KG.℃)]

(2)某品牌纯电动汽车锂电池的能量密度为0.2kWh/kgo该电动汽车的能耗为每100km

消耗15kW・h电能，其理论续航里程为600km,则该汽车锂电池的质量为450kg。

(3)生活中常见的电动自行车使用的是铅酸电池，其能量密度约为0.04kW・h/kg。己知

(2)中该品牌系列纯电动汽车的质量约为1.6〜2.13若续航里程和能耗相同，(2)中的

电动汽车换用铅酸电池是否合理？请写出计算、推理过程和结论：如果换用铅酸电池,

所需铅酸电池的质量m产一90kW，h—=2250kg=2.25t,

0.04kW-h/kg

已知电动汽车的质量约为1.6〜2.13则电池质量大于整车质量，因此使用铅酸电池不合

【答案】(1)4.2X105；2.1X107；(2)450；(3)如果换用铅酸电池，所需铅酸电池的质

量m铅―•也_=2250kg=2.25t,

0.04kW-h/kg

已知电动汽车的质量约为1.6〜2.1t,则电池质量大于整车质量，因此使用铅酸电池不合

理。

【解答】解：(1)薯片储存的能量E=Q=cm水At=4.2Xl()3j/(kg.℃)X10kgX10℃=

4.2X105；

5

能量密度=」一=4.2XJ=2]x107J/kg；

m著片20X10-3kg

(2)其理论续航里程为600km消耗电能W=15kWh/100kmX600km=90kWh,

90kW，h

则该汽车锂电池的质量m=^450kg;

0.2kV-h/kg

(3)如果换用铅酸电池，所需铅酸电池的质量m钳=—则那_=2250kg=2.25t,

0.04kV-h/kg

已知电动汽车的质量约为1.6〜2.13则电池质量大于整车质量，因此使用铅酸电池不合

理。

故答案为：(1)4.2X105；2.1X107；(2)450；(3)如果换用铅酸电池，所需铅酸电池的

QfJkW

质量m错—"UK"n——=2250kg=2.253

0.04kW-h/kg

已知电动汽车的质量约为1.6〜2.1t,则电池质量大于整车质量，因此使用铅酸电池不合

理。

二.固体的密度测量实验(共1小题)

2.(2023•大连)2023年是中国农历兔年，妈妈买了一个兔子形状的纯金吊坠，小明想判断

这个吊坠是空心还是实心的。他利用实验箱里的天平和量筒进行测量。

(1)在调节天平横梁平衡时，将游码放在标尺左端的零刻度线处，发现指针偏向分度盘

的右侧，则应将平衡螺母向左调节。

(2)用调好的天平测量吊坠的质量，测量结果如图甲所示。则吊坠的质量是20.8g。

(3)将吊坠放入装有30mL水的量筒内，量筒中的水面如图乙示。则吊坠的密度是5.2

X1Q3kg/m3o已知金的密度是19.3Xl()3kg/m3,则该吊坠是空心的。

(4)小明发现了实验箱里面还有图丙所示的弹簧测力计，他想用这个弹簧测力计和水(p

水=1.0X103kg/m3)测量吊坠的体积。你认为小明是否能测出吊坠的体积？若能，请写出

实验方法和吊坠体积的表达式；若不能，请写出理由。不能；吊坠的质量与体积都太

小，放在水中时弹簧测力计的变化量小于其分度值，无法利用浮力测出吊坠体积。

【答案】⑴左；⑵20.8；(3)5.2X103；空；(4)不能;吊坠的质量与体积都太小,

放在水中时弹簧测力计的变化量小于其分度值，无法利用浮力测出吊坠体积。

【解答】解：（1）当调节天平横梁平衡时，将游码移至横梁标尺左端零刻度线处，发现

指针停在分度盘的右侧，右端下沉，左端上翘，要使平衡螺母向左移动。

（2）由图甲知，标尺的分度值为0.2g,所以吊坠的质量为m=20g+0.8g=20.8g；

（3）吊坠的体积等于量筒中水增加的体积：V=34mL-30mL=4mL=4cm3；

吊坠的密p=Wi=2°・8：=5.2g/cm3=5.2X103kg/m3；

V4cm

因为金的密度是p'=19.3X103kg/m3=19.3g/cm3,

则质量为20.8g的金的体积为V'=—^―=—2U'1.08cm3<4cm3,

P19.3g/cm3

所以该吊坠是空心的；

（4）因为吊坠的质量与体积都太小，吊坠的浮力F浮=P/kgV排=「水8丫物=lXl（）3kg/m3

X1ON/kgX4X10-6m3=0.04N,而弹簧测力计的分度值为0.2N,即放在水中时弹簧测力

计的变化量小于其分度值，无法利用浮力测出吊坠体积，所以利用弹簧测力计和水不能

测出吊坠的体积。

故答案为：（1）左；（2）20.8；（3）5.2X103；空；（4）不能；吊坠的质量与体积都太小,

放在水中时弹簧测力计的变化量小于其分度值，无法利用浮力测出吊坠体积。

三.速度的计算和公式的应用（共1小题）

3.（2023•苏州）人眼对观察到的景物有暂时的“记忆”，在外界景物消失后，视神经对它的

印象还会延续0.1s左右，这种特征叫视觉暂留。例如在一张白色卡片纸的正、反面分别

画上鸟笼和鸟，让卡片纸快速旋转，当正、反两面交替出现在眼前的时间间隔在0.1s之

内时，人眼就能看到鸟在笼中的现象（图甲）。一些城市地铁行驶在某些区间时，乘客能

看到窗外出现清晰的动态广告，往往也是利用了视觉暂留的原理。某段地铁内隧道广告

的制作方法如下：在隧道侧壁与车窗相同高度处，沿运行方向每经过距离d,安装一块大

小相同的广告灯箱，如图乙。灯箱采用频闪方式实现亮、暗交替，且工作时各灯箱亮、

暗同步变化（人的视觉暂留时间以0.1s计算）。

甲

广告灯牌

OO

三¥=OO

-二

劣

：

灼

无

的-O

骨

用

用

用

用

可

水

水

水

水

水

地铁卜」d

一>

铁轨

乙

（1）要实现时长15s的广告效果，至少需要安装150块广告灯箱;

（2）灯箱安装好后，调节灯箱发光频率f,控制地铁速度v,当它们满足下述哪种情况

时，乘客能看到流畅稳定的广告画面？答：C

A.f=5Hz,且v=df

B.f=10Hz,且v=-ldf

2

C.f=20Hz,且v=df

D.f=30Hz,且v=3df

（3）座位上乘客发现正常显示的广告画面突然向地铁前进方向缓慢移动，可能原因是

地铁速度稍稍减慢（或发光频率稍稍变大）（写出一种即可）。

【答案】（1）150；（2）C；（3）地铁速度稍稍减慢（或发光频率稍稍变大）。

【解答】解：（1）人的视觉暂留时间以0.1s计算，人看到广告的时间间隔不能超过0.1s,

因而每秒至少看到10幅广告，因而实现时长15s的广告效果，至少需要15X10=150块

广告灯箱；

（2）灯箱安装好后，调节灯箱发光频率f,控制地铁速度v,由于工作时各灯箱亮、暗

同步变化，第1次看到灯箱亮，保证在下一次恰好也是灯箱亮，且时间间隔必须小于0.1s,

在频率最低为f=---=10Hz,且运动的最快速度v=q=df,故C符合要求，而D速

0.IsT

度过大；

（3）座位上乘客发现正常显示的广告画面突然向地铁前进方向缓慢移动，说明本应该恰

好经过的广告变为了到达人的前方，说明车子的速度变慢了，也有可能画面的播放速度

变快了，即发光频率稍稍变大了。

故答案为：(1)150；(2)C；(3)地铁速度稍稍减慢(或发光频率稍稍变大)。

四.压强的计算(共4小题)

4.(2023•鄂州)如图所示，放置在水平桌面上的柱形容器中装有适量的水，把质量为300g

的木块浸入水中，木块静止时有2的体积露出水面，此时容器中水的深度为20cm。已知

5

容器底面积为300cm2,容器重3N。求：

(1)木块受到的浮力。

(2)木块的密度。

(3)容器对桌面的压强。

【答案】(1)木块受到的浮力为3N；

(2)木块的密度为OSXKPkg/nR

(3)容器对桌面的压强为2100Pa。

【解答】解：(1)由图可知，木块漂浮在水面上，根据物体的浮沉条件可知，漂浮时木

块受到的浮力：F浮=6木=111木g=300X10「3kgX10N/kg=3N；

(2)根据F浮=p液gV排可知，木块排开水的体积：V排=.......-

P水g

-------------------------------------=3X10-4m3,

lX103kg/m3XlON/kg

-43

由于木块静止时有2的体积露出水面，则木块的体积V木=3X101n=5X10-4m3,

54

木块的密度「木=学=30°X1°3M=06xl()3kg/m3；

43

V木5X10-m

(3)容器中水的体积：V水=300X10-4m2x20Xl()-2m-3X10-4m3=5.7X10-3m3,

由p=g可知，容器中水的质量：m水=p水V水=1.0Xl()3kg/m3><5.7X10-3m3=5.7kg,

容器中水的重力：G水=111水g=5.7kgX10N/kg=57N,

容器对桌面的压力：F=G木+G水+G容=3N+57N+3N=63N,

容器对桌面的压强：P=E=-------63W=2100Pao

S300X10-4m2

答：(1)木块受到的浮力为3N；

(2)木块的密度为0.6XItPkg/n?；

(3)容器对桌面的压强为2100Pa。

5.(2023•齐齐哈尔)如图所示为我国生产的一款水陆两栖观光车，它既能在陆地上行驶，

又能像船一样在水中航行。该车的总质量是12t,空载静止在水平地面上时，四个车轮与

地面接触的总面积为0.2m2。求：

(1)该车空载静止在水平地面上时，它对水平地面的压强是多少？

(2)该车空载(驾驶员质量忽略不计)在水中航行时，受到的浮力是多少？

(3)该车在水中以36km4的速度匀速直线航行5min,此时发动机输出功率为180kW,

观光车航行过程中受到的阻力是多少？

【答案】(1)该车空载静止在水平地面上时，它对水平地面的压强是6Xl()5pa。

(2)该车空载(驾驶员质量忽略不计)在水中航行时，受到的浮力是1.2X1()5N。

(3)该车在水中以36km/h的速度匀速直线航行5min,此时发动机输出功率为180kW,

观光车航行过程中受到的阻力是1.8X1()4N。

【解答】解：

(1)该车空载静止在水平地面上时，重力G=mg=12Xl()3kgX10N/kg=L2X105N；

它对水平地面的压力F=G=1.2X105N；

5

它对水平地面的压强p=X=L.21?』=6X1o5Pa。

S0.2m2

(2)该车空载(驾驶员质量忽略不计)在水中航行时，处于漂浮，受到的浮力：F浮=G

=1.2X105N；

(3)该车在水中以36km/h的速度匀速直线航行5min,处于平衡状态，车受到的牵引力、

阻力是一对平衡力，大小相等，所以受到的阻力：f=F牵=E=>，U=I.8><心。

3.6/

答：(1)该车空载静止在水平地面上时，它对水平地面的压强是6X105pa。

(2)该车空载(驾驶员质量忽略不计)在水中航行时，受到的浮力是1.2X1()5N。

(3)该车在水中以36km/h的速度匀速直线航行5min,此时发动机输出功率为180kW,

观光车航行过程中受到的阻力是1.8X1()4N。

6.(2023•广西)人工涂抹油漆难精准且气味难闻，于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”,

如图所示，上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.2kg,

底面积为2Xl(/3m2；力传感器固定且与浮杆接触但无压力；工作台固定在上漆器底部,

其上表面积为Obi?,高为0.1m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央，

将挡板固定在1m高处，开始注漆；当浮杆对力传感器的压力为14N时，停止注漆，完

成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为500kg,底面积为In?,高为0.8m,油漆密度

lX103kg/m3og取10N/kg。求：

(1)当漆面上升至0.1m时，油漆对上漆器底部的压强；

(2)当漆面上升至0.4m时，柱体A对工作台的压强；

(3)停止注漆时，柱体A被上漆的高度。

力传感器

挡板

h=lm

工作台

【答案】(1)当漆面上升至0.1m时，油漆对上漆器底部的压强为lOOOPa；

(2)当漆面上升至0.4m时，柱体A对工作台的压强为4000Pa；

(3)停止注漆时，柱体A被上漆的高度为0.6m。

【解答】解：(1)当油漆上升至0.1m时，油漆对上漆器底部的压强p=pgh=lXl()3kg/m3

X1ON/kgX0.1m=lOOOPa；

(2)当油漆上升至0.4m时，则柱体A受到的浮力F浮=「8丫排=「8$11=1XICPkg/nPx

lON/kgXlm2X(0.4m-0.1m)=3000N,柱体A的重力G=mg=500kgX10N/kg=5000N,

故此时重力大于浮力，故柱体A未上浮，则对工作台的压力F=G-F浮=5000N-3000N

=2000N；由于柱体A的底面积大于工作台的上表面积，故受力面积为工作台的上表面

积，则柱体A对工作的台的压强：p=F,=200pN,=4000Pa：

s0.5m2

(3)已知浮杆的质量为0.2kg,则浮杆的重力6杆=]^=0.21^乂1(^侬=2必浮杆对力

传感器的压力为14N,则浮杆受到的浮力F'浮=2N+14N=16N,浮杆排开油漆的体积V

排=——=----------均曰--------=1.6X103m3；

PglX103kg/m3XlON/kg

则油漆的深度11=限=£&X•12.3耳3=o.8m；柱体A受到的浮力F浮''=pgV排'

-32

S2X10m

=1X103kg/m3X10N/kgXIm2X(0.8m-0.1m)=7000N,此时F浮''>GA,则柱体A

漂浮，浮力等于重力，故此时的V''排=£=--------迎粤----------=0.5m3；

PglX103kg/m3XlON/kg

浸入油漆的深度h'=%—=0：一翅』=0.5m,柱体A露出的高度为0.8m-0.5m=

S1m2

0.3m,油漆面到挡板的高度为Im-0.8m=0.2m,故柱体A只能露出0.2m的高度，则柱

体A实际浸入油漆的高度为0.6m。

答：(1)当漆面上升至0.1m时，油漆对上漆器底部的压强为lOOOPa；

(2)当漆面上升至0.4m时，柱体A对工作台的压强为4000Pa；

(3)停止注漆时，柱体A被上漆的高度为0.6m。

7.(2023•成都)如图所示，薄壁长方体容器A放在水平桌面上，底面积为36cm2,高为12cm,

质量为mA=72g。容器A内装有144g水。均匀实心立方体B和C的边长都为4cm,质

量分别为mB=54g,mc=72g。已知p水=LOXICPkg/m"g=10N/kg。忽略实心立方体吸

水、容器壁厚度等次要因素。

(1)求容器A对水平桌面的压强。

(2)若将B缓慢放入容器中，请分析B平衡时的状态，并求出B放入前后水对容器底

部压强的变化量。

(3)若将C放在B上，再将它们缓慢放入容器中，平衡时C与B的接触面水平，求C

对B的压力。

【答案】(1)容器A对水平桌面的压强为600Pa；

(2)B放入前后水对容器底部压强的变化量为150Pa；

(3)C对B的压力为0.208N。

【解答】解：(1)容器A对水平桌面的压力：F=G总=m总g=(mA+m水)g=(72X10

-3kg+144X10-3kg)X10N/kg=2.16N,

容器A对水平桌面的压强p=』一=—2.吗=600Pa；

S42

A36X10-m

(2)实心立方体B的体积VB=(4cm)3=64cm3,

B的密度p=典=-54g产()84g/cm3Vp水,

BVB64cm3

假设将B缓慢放入容器中后B漂浮则F浮I=GB=0.54N

由F浮=p液gV排可知，B在漂浮时排开水的体积V排i=——=

P水g

----°。5©-------------=5.4X10-5]口3=54cm3,

lX103kg/m3XlON/kg

此时需要的最少水量V需(SA-SB)=旦"SRX(36cm2-16cm2)=67.5cm3,

SB16cm2

容器A中原有水的体积V水=―圾=.144、=]44cm3,

P水lg/cm3

故V需＜V水，B一定处于漂浮状态，

由体积关系得，水面上升的距离为411=等_=星吗=1.5cm,

$A36cm2

由p=p水gh得，水对容器底部的压强变化量为：

△p=p水gAh=1.0X103kg/m3X10N/kgX1.5X10-2m=150Pa；

(3)研究B、C这个整体，假设沉底，

则容器内水的深度h水=V水-=—吗城5=7.2cm<8cm,

^A-^B36cm2-16cm2

-42

受到的浮力F浮2=p；j<gV排2=1.0义10%8/1113义101\[/1^*7.2乂10-2111)<16X10m=

1.152N,

33

B、C的总重力GBC=(mB+mc)g=(54X10kg+72XWkg)X10N/kg=1.26N,

由F浮2<GBC可判断出假设成立，B、C沉底，

此时，C物体浸入水中的深度h=7.2cm-4cm=3.2cm,

C受到的浮力F浮3=「水8丫排3=1.0X103kg/m3xi0N/kgX3.2X10-2mX16义104m2=

0.512N,

C的重力Gc=mcg=72X103kgX10N/kg=0.72N,

所以C对B的压力FK=GC-F排3=0.72N-0.512N=0.208No

答：(1)容器A对水平桌面的压强为600Pa；

(2)B放入前后水对容器底部压强的变化量为150Pa；

(3)C对B的压力为0.208N。

五.探究浮力大小与哪些因素有关(共1小题)

8.(2023•滨州)”且夫水之积也不厚，则其负大舟也无力。覆杯水于坳堂之上，则芥为之舟;

置杯焉则胶，水浅而舟大也。”出自战国庄子的《逍遥游》。从文中大舟与水的关系，我

们可以得到这样的启示：求大学问，干大事业，必须打下坚实、深厚的基础。但从物理

的角度，“水之积也不厚，则其负大舟也无力。”是指水的深度还是水的质量呢？即物体

能否在水中漂浮(所受浮力的大小)，究竟与水的深度有关还是与水的质量有关呢？为了

探究这一问题，某兴趣小组用烧杯、水、圆柱形木块、刻度尺等器材，进行了如下探究,

如图所示。

将两个完全相同的底面积为8cm2,高为10cm的圆柱形木块，分别放入底面积为lOcn?

和12cm2的甲、乙两个容器中。分别向两个容器中加水，观察和记录每个容器每次加水

的深度和木块的状态，实验数据及现象记录如下表。实验中，容器足够高，无水溢出，

不考虑木块吸水，p*=lX103kg/m3,g=10N/kg。根据实验现象和实验数据，求：

实验次数容器中水深(h/cm)和木块的状态

甲容器甲容器中木块乙容器乙容器中木块

14cm不能浮起4cm不能浮起

25cm不能浮起5cm不能浮起

36cm刚好浮起6cm刚好浮起

47cm浮起7cm浮起

(1)甲容器中木块刚好浮起时，水对容器底部的压强。

(2)木块的密度。

(3)木块刚好浮起时，甲、乙容器分别加入水的质量。并由计算结果和实验现象判断:

木块能否浮起，取决于容器中水的深度还是水的质量？

(4)实验完成，把木块从甲容器拿出，甲容器对桌面压强的变化量。

V/////////////////////////////////////////////////

甲乙

【答案】(1)甲容器中木块刚好浮起时，水对容器底部的压强为600Pa；

(2)木块的密度为0.6Xl()3kg/m3；

(3)木块刚好浮起时，甲、乙容器加入水的质量分别为12g和24g,木块能否浮起，取

决于容器中水的深度；

(4)实验完成，把木块从甲容器拿出，甲容器对桌面压强的变化量为480Pa。

【解答】解：(1)由表中数据可知，甲容器中木块刚好浮起时水的深度h=6cm,

此时水对容器底部的压强：p=p水gh=1X103kg/m3X10N/kgX6X102m=600Pa；

23

(2)甲容器中木块排开水的体积：Vs=Ss=8cmX6cm=48cm,

则木块受到的浮力：F浮=「水gV排=1X103kg/m3X1ON/kgX48X106m3=0.48N,

由物体的漂浮条件可知，木块的重力：G*=F?¥=0.48N,

由G=mg可知，木块的质量：m木=二^=°。47N-=0.048kg=48g,

g10N/kg

木块的体积：V木=S木卜木=8cm2x10cm=80cm3,

则木块的密度：p木=——=—-=0.6g/cm3=0.6X103kg/m3；

V木80cm3

(3)由表中数据可知木块刚好浮起时，甲、乙容器中水的深度均为6cm,

则甲、乙容器中水的体积分别为：

V水甲=(S甲-S木)h=(10cm2-8cm2)X6cm=12cm3,

223

V水乙=(S乙-S木)h=(12cm-8cm)X6cm=24cm,

由可知，甲、乙容器中水的质量分别为：

V

33634

m水甲=p水V水甲=1X10kg/mX12X10m=1.2X10kg=12g,

m水乙=p水V水乙=lX103kg/m3x24X10-6m3=2.4Xl()-4kg=24g,

即木块刚好浮起时，甲、乙容器中加入水的质量不同，而加入水的深度相同，因此木块

能否浮起，取决于容器中水的深度；

(4)容器对桌面的压力等于容器水和木块的总重力，

实验完成，把木块从甲容器拿出，此时改变的只有木块的重力，则甲容器对桌面的压力

变化量：打=6木=0.481\[,

甲容器对桌面压强的变化量：Ap="=—0.4"=480Pa。

3甲10X10m2

答：(1)甲容器中木块刚好浮起时，水对容器底部的压强为600Pa；

(2)木块的密度为0.6Xl()3kg/m3；

(3)木块刚好浮起时，甲、乙容器加入水的质量分别为12g和24g,木块能否浮起，取

决于容器中水的深度；

(4)实验完成，把木块从甲容器拿出，甲容器对桌面压强的变化量为480Pa。

六.浮力大小的计算(共1小题)

9.(2023•赤峰)小亮同学在测量浮力时发现：金属块浸没在密度不同的液体中，测力计示

数不同。于是，他用测力计和重为4N、体积为IX10-4m3的金属块，组装成密度计，将

金属块浸没在不同液体中静止，来探究液体密度与测力计示数的对应关系。

(1)如图所示，金属块浸没在水中静止，受到的浮力是多少？

(2)若将此时测力计指针所指刻度标为LOXI()3kg/m3,这条刻度线的刻度值是多少N?

(3)该液体密度计的Okg/n?刻度标在处。这个液体密度计所能测量的液体密

度值不能超过4X103kg/nP。(g取10N/kg,p*=1.0X103kg/m3)

【答案】(1)金属块浸没在水中静止，受到的浮力是1N；

（2）若将此时测力计指针所指刻度标为1.0Xl（）3kg/m3,这条刻度线的刻度值是3N；

（3）4；4X103。

【解答】解：（1）金属块浸没在水中，V排=丫金=1义10-41113,

金属块受到的浮力为：F浮=「水V排g=1.0X103kg/m3XlX10^4m3XlON/kg=1N；

（2）若将此时测力计指针所指刻度标为1.0Xl（）3kg/m3,这条刻度线的刻度值是：F示=

G金-F浮=4N-1N=3N；

（3）当该液体密度计的示数为Okg/nP时，金属块应未浸入液体中，则这条刻度线的刻

度值为F示'=6金=4W

当金属块浸没在液体中测力计的示数为0时，所测量液体密度最大，此时F示〃=G金-F

浮”—ON,贝!]F浮"=G金=4N,

此时液体的密度：Ps=———=--------------=4X103kg/m3o

-43

gV排lON/kgXlX10m

答：（1）金属块浸没在水中静止，受到的浮力是1N；

（2）若将此时测力计指针所指刻度标为1.0X103kg/m3,这条刻度线的刻度值是3N；

（3）4；4X103O

七.物体的浮沉条件及其应用（共2小题）

10.（2023•湘潭）“曹冲称象”是家喻户晓的典故，兴趣小组受此启发，找来一个上端开口

的空透明圆筒，底部用细线系一块质量适当的铁块，然后将其静止放置在水中，如图1

所示，此时圆筒浸入水中的深度为5cm,水面与圆筒A点相平。利用此装置标上刻度后

放入水中，可以方便地测量出物体的质量。在圆筒内放上一个物体后，如图2所示，圆

筒浸入水中的深度为10cm,水面与圆筒B点相平。已知圆筒底面积为lOcn?,圆筒和铁

块总重为0.6N,装置始终处于漂浮状态，圆筒始终竖直。贝U：

（1）图1中圆筒和铁块受到的总浮力是0.6N,它们浸入水中的总体积是6X10

5m3,铁块所受到的浮力为0.1No

（2）图2中圆筒底部受到水的压强是1000Pa,受到水的压力为1N。

（3）为方便测量，圆筒A点应标上Qkg刻度线。

（4）利用此装置测量时，圆筒B点的刻度线对应的质量应为多少？

【答案】(1)0.6；6X10-5；o.i；(2)1000；1；(3)0；(4)圆筒B点的刻度线对应的

质量应为0.05kgo

【解答】解：(1)图1中圆筒和铁块处于漂浮状态，受到的总浮力等于总重力，即F浮

=G=0.6N；

它们浸入水中的总体积：V排=上茎-=---------0-6N------------------=6X10-5m3,

P水g1.0X103kg/m3X10N/kg

圆筒受到的浮力：F浮圆筒=p7kgV排圆筒=LOX103kg/m3XlON/kgX10X5X10-6m3=0.5N,

铁块所受到的浮力为：F浮铁=F浮-F浮圆筒=0.6N-0.5N=0.1N；

(2)图2中圆筒底部受到水的压强是：p=p*gh=1.0X103kg/m3X10N/kgX10X10-2m

=1000Pa,

受到水的压力为：F=pS=1000PaX10X10-4m2=lN；

(3)此时圆筒中没有物体，为方便测量，圆筒A点应标上0kg刻度线；

(4)图2中圆筒受到的浮力：AF浮圆筒=p，kgAV排圆筒=1.0Xl()3kg/m3><10N/kgX10X(10

-5)X106m3=0.5N,

△F浮图筒—o.5N

利用此装置测量时，圆筒B点的刻度线对应的质量应为m=

g10N/kg

0.05kgo

故答案为：(1)0.6；6X105；0.1；(2)1000；1；(3)0；(4)圆筒B点的刻度线对应

的质量应为0.05kg。

11.(2023•盐城)阅读短文，回答问题。

铜壶滴漏

铜壶滴漏是我国古代的一种计时工具，据专家推测，张衡时代制造的多级铜壶滴漏在24h

内产生的误差不大于40s。

如图甲所示，早期的铜壶滴漏由一只播水壶和一只受水壶组成，受水壶上固定一把铜尺,

铜尺上刻有十二时辰，受水壶里放置一个浮舟，浮舟上装一支浮箭。当水从播水壶滴入

受水壶后，受水壶中的水位升高，浮箭被慢慢托起，古人根据浮箭上端在铜尺上对应的

刻度就知道当时的时间了。

由于播水壶水位下降会导致滴水速度发生变化，后人对铜壶滴漏进行了改良，将播水壶

由原先的一只增加到三只（如图乙所示），分别称为日壶、月壶和星壶，自上而下依次放

置在阶梯式座架上。使用时，定时给日壶补水，确保星壶始终处于满水状态，一昼夜恰

好能将受水壶滴满。

据了解，铜壶滴漏中的每个壶都有盖，下面三个壶盖中还有圈孔承接上壶嘴滴漏的每一

滴水。

（1）铜壶滴漏工作时，中午与傍晚浮舟受到的浮力大小相同。

（2）铜壶滴漏每个壶都加盖的用途是防止壶中的水因蒸发而减少。

（3）以下为早期铜壶滴漏的铜尺标度，关于“子”“丑”“寅”三个时辰刻度的大概位置

（4）据查，现在广州博物馆保存的铜壶滴漏受水壶容积为49L,如果从星壶底部流出的

1滴水体积约为1.1X10-7m3,则从星壶底部每秒钟大约流出5滴水（保留整数）。

（5）为确保星壶始终处于满水状态，在铜壶滴漏设计和使用时应该注意哪些问题？写出

一条即可。

【答案】（1）相同；（2）蒸发；（3）C；（4）5；（5）在制作铜壶滴漏时，日壶和月壶的

容积要大于星壶的容积。

【解答】解：(1)由图知漏刻中的箭舟处于漂浮状态，其浮力等于重力，重力不变，则

浮力不变；

(2)铜壶滴漏每个壶都加盖的用途是防止壶中的水因蒸发而减少；

(3)播水壶一开始水多，相同时间内水滴下落更多，后面水少，相同时间水滴下落更少,

故铜尺上端刻度更疏，下端刻度更密，故选：C；

-33

(4)星壶底部每秒钟大约流出数量=------翌XI。q_滴/s；

24义3600sXLIX10-m3

(5)在制作铜壶滴漏时，日壶和月壶的容积要大于星壶的容积。

故答案为：(1)相同；(2)蒸发；(3)C；(4)5；(5)在制作铜壶滴漏时，日壶和月壶

的容积要大于星壶的容积。

八.探究凸透镜成像的规律(共1小题)

12.(2023•大连)某小组同学在“探究凸透镜成像规律”时，实验室中可供选择的器材有:

由发光二极管组成的“F”和“T”形光源、凸透镜、光具座、光屏等。

(1)他们选择了“F”形光源进行实验，与“T”形光源相比，“F”形光源的好处是：可

以比较出像与物左右是否相反。

(2)将光源、凸透镜和光屏安装在光具座上，点亮光源，移动光屏，光屏上承接到不完

整的像，如图所示。这是因为他们遗漏了一个实验步骤，这一步骤是：将光源、凸透

镜、光屏三者中心调到同一高度。

(3)在探究物距大于二倍焦距的成像特点时，改变物距做了三次实验。与做一次实验相

比较，做三次实验的好处是：使实验结论具有普遍性。

(4)完成实验后，同学们发现实验室中还有一个焦距不同的凸透镜，以及凹透镜、硬纸

片各一个。他们想利用其中一个器材，采取增加或更换器材的方式对原实验进行拓展。

请仿照示例写出两个不同的拓展实验。

示例：将凹透镜放在凸透镜与光源之间，研究近视眼的矫正原理。

①更换厚度更大的凸透镜，探究焦距变化对成像的影响；

②用硬纸片遮住凸透镜一部分，研究成像亮度与凸透镜透光多少的关系。

【答案】(1)可以比较出像与物左右是否相反；(2)光源、凸透镜、光屏三者中心没有

调到同一高度；（3）使实验结论具有普遍性；（4）①LED灯代替蜡烛可以使光屏上成像

更清晰、稳定并且无污染；②用硬纸片遮住凸透镜一部分，研究成像亮度与凸透镜透光

多少的关系。

【解答】解：（1）与“T”形光源相比，“F”形光源的好处是：可以比较出像与物左右是

否相反；

（2）出现如图所示的现象，原因是光源、凸透镜、光屏三者中心没有调到同一高度；

（3）用实验来探究凸透镜成像规律时，要多进行几次实验，使实验结论具有普遍性；

（4）拓展实验：①更换厚度更大的凸透镜，探究焦距变化对成像的影响；②用硬纸片

遮住凸透镜-部分，研究成像亮度与凸透镜透光多少的关系。

故答案为：（1）可以比较出像与物左右是否相反；（2）光源、凸透镜、光屏三者中心没

有调到同一高度；（3）使实验结论具有普遍性；（4）①更换厚度更大的凸透镜，探究焦

距变化对成像的影响；②用硬纸片遮住凸透镜一部分，研究成像亮度与凸透镜透光多少

的关系。

九.电磁继电器的组成、原理和应用（共1小题）

13.（2023•湘潭）变频空调的变频压缩机可以根据环境温度自动调整工作时间和功率。某变

频空调电路原理示意图如图1所示，其中控制电路的电源电压Ui=12V,氐为调控电阻,

可通过遥控调节其阻值大小，Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图2所示，L

为磁控开关，当热敏电阻Rt的阻值发生变化时，磁控开关线圈的电流随之发生变化，当

电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的变频压缩机开始工

作。电压U2=220V,Ro为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。问：

（1）压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成机械能:当S接通，电流

大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片的前端为异名磁极。

（2）由图2可知，热敏电阻Rt的阻值随着温度t的升高而变减小；若房间内部的

温度为22.5℃,此时热敏电阻Rt的阻值为1000。

（3）用遥控将Rs的阻值调小时，设定温度变低；家用空调最高设定温度通常为

30℃,则调控电阻Rs的阻值不能超过5500。

（4）由于变频作用，某段时间内工作电路的总功率变化如图3所示，已知保护电阻Ro

=20,则lOmin内Ro消耗的电能是多少？

工作电路

图1图2图3

【答案】(1)机械；异；(2)小；100；(3)低；550；(4)lOmin内Ro消耗的电能是14880J。

【解答】解：(1)压缩机在工作过程中主要把电能转化成机械能；

当S接通，电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，根据磁极间的相互

作用规律可知，L的两个磁性弹片的前端为异名磁极；

(2)由图2可知，热敏电阻Rt的阻值随着温度t的升高而变小；若房间内部的温度为

22.5℃,此时热敏电阻Rt的阻值为100。；

(3)控制电路中，两电阻串联接入电路，根据串联电路电阻规律可知将Rs的阻值调小

时，电路总电阻变小，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流变大，工作电路开始工作，

所以设定温度变低；

当I220mA=0.02A时压缩机开始工作，此时控制电路的总电阻R=Rt+Ra=U-=12V

I0.02A

=600。；

30℃时热敏电阻Rt的阻值为500,所以Ra=R-Rt=600(1-500=5500；

(4)变频空调工作电流I'=E=11°°"=5A,I"=——=440W=2A；

U220VU220V

保护电阻消耗的电能：W=I'2Rot+i"2R()t，=(5A)2X2OX4X60S+(2A)ZX2OX(10

-4)X60s=14880Jo

故答案为：(1)机械；异；(2)小；100；(3)低；550；(4)lOmin内Ro消耗的电能是

14880J。

一十.电磁波的传播与应用(共1小题)

14.(2023•烟台)阅读短文，回答问题。

中国空间站

2023