初中物理解答题

如图所示，水平地面上放置一个底面积为 $0.03m^2$薄壁圆柱形容器，容器侧面靠近底部有一控制出水的阀门 $K$。边长为0.1m的正方体木块A体积的 $\frac{9}{10}$浸入水中，下方用细线 $T_2$系有重为3N的合金球B，B的体积是A体积的0.1倍。木块A上方的悬线 $T_1$能承受的最大拉力为5N，此时悬线 $T_1$处于松弛状态。（容器内的水足够深，不计细线的体积和质量， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，g取 $10N/\mathit{kg}$）求：

（1）木块A受到的浮力大小；

（2）细线 $T_2$对合金球B的拉力大小；

（3）打开阀门 $K$使水缓慢流出，当悬线 $T_1$断裂的一瞬间关闭阀门 $K$，此时木块A排开水的体积为多少？

（4）若在悬线 $T_1$断裂的一瞬间关闭阀门 $K$同时剪断细线 $T_2$，待木块A再次静止漂浮时，与悬线 $T_1$断裂的瞬间相比，容器底受到水的压强改变了多少？

如图甲所示电路中，电源电压保持不变，电压表量程可选，电流表量程为 $0～0.6A$，滑动变阻器 $R_2$标有“1A”字样，最大阻值未知。闭合开关 $S_1$、 $S_3$，断开开关 $S_2$，将滑动变阻器 $R_2$的滑片P从b端移动到a端，得 $R_1$的“ $U﹣I$”关系图像如图乙所示。

（1）求电阻 $R_1$的阻值和 $R_2$的最大阻值；

（2）若闭合开关 $S_2$、 $S_3$，断开开关 $S_1$，使 $R_2$的滑片P位于a端，此时电流表示数为0.42A，求 $R_3$通电50s产生的电热；

（3）若闭合开关 $S_1$、 $S_3$，断开开关 $S_2$，且电压表的量程为0～3V，在保证电路元件都安全的情况下，求电路总功率的变化范围。

某学校，需要把1000kg的水从20℃加热到80℃，[ $q_{\mathit{天然气}}=4\times {10}^{7}J/m^3$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/（\mathit{kg}·℃）$]求：

（1）这些水吸收的热量；

（2）若用天然气加热，不计热量损失，需要完全燃烧多少 $m^3$的天然气？

图甲是一种太阳能“摆叶花”，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶 $AOB$是硬质整体，由摆杆 $OB$和叶瓣 $OA$组成，可视为绕固定点 $O$自由转动的杠杆。

（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣 $OA$重 $0.04$牛， $C$是其重力作用点。摆杆 $OB$质量不计， $B$端固定着一块小磁铁， $C、O、D$在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？

（2）线圈E有电流时，推动磁铁向左上方运动，则线圈E上端的磁极是＿＿＿＿＿极。

（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶 $AOB$顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶 $AOB$会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

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、 $S_1$断开时， $R_1$和 $R_2$的连接方式是＿＿＿＿＿，此时处于＿＿＿＿＿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 $R_3$的电功率为 $120$瓦，则选用 $R_3$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？

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＿＿＿＿＿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 $1{\mathrm{厘米}}^2$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？

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： $S_1$为电源开关； $S_2$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； $R_1$为可调电阻； $R_2$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， $R_a$和 $R_b$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， $L_a$吸引弹性衔铁使 $S_a$断开，当温度降到 $110℃$时， $L_a$释放弹性衔铁使 $S_a$闭合。

【快煮模式】闭合开关 $S、S_1、S_2$，电饭煲进入快煮模式直至定时开关 $S_2$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 $S_2$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＿＿＿＿＿分钟。

（2）若 $R_1$接入电路的阻值为 $840$欧， $R_2$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 $R_2$消耗的电能为多少焦？

（3）请结合图甲、乙说明开关 $S_2$断开后，电饭煲实现自动保温的工作原理。

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 $1.0\times {10}^3$千克/ ${米}^3$）

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＿＿＿＿＿（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。

南极地区以陆地为主，平均海拔高度 $2350$米左右，是世界上平均海拔高度最高的大洲；北极地区以海洋为主。同为地球的两极，南极的最低气温比北极低，原因是：南极冰川众多，白色的冰雪＿＿＿＿＿（选填“反射”或“吸收”）更多的太阳光。

2021年10月14日，“羲和号”探日卫星顺利升空，实现了我国太阳探测零的突破。太阳的巨大能量是内部＿＿＿＿＿（选填“核聚变”或“核裂变”）产生的。

下表为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图所示， $R_1$、 $R_2$为阻值一定的电热丝，且 $R_1＜R_2$。通过控制开关 $S_1$、 $S_2$的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作。

××牌电火锅
额定电压	220V
额定功率	低温挡	500W
	中温挡	1000W
	高温挡	1500W

（1）电火锅在低温挡工作时，开关 $S_1$、 $S_2$分别处于什么状态？

（2）求 $R_1：R_2$的值；

（3）若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，用该插座仅给电火锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择哪个挡位？说明理由。

在一次跳伞表演中，运动员在5s的时间内竖直向下匀速降落了30m。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为1000N，求这个整体在该过程中：

（1）所受阻力的大小；

（2）所受重力做功的功率。

在一次综合实践活动中，小明制作了一个简单的保温箱，其工作原理如图所示。热敏电阻 $R$、定值电阻 $R_0$和电磁继电器组成保温箱的控制电路。热敏电阻 $R$的阻值随温度的升高而减小，当箱内温度达到 $100℃$时，电磁铁吸合衔铁，使触点A脱开触点B改与触点C接触，当箱内温度低于 $50℃$时电磁铁松开衔铁，触点A再次与触点B接触。当触点A先后与触点B、C接触时，电流表的示数分别为 $5A$和 $1A$。求：

（1）电阻 $R_1$和 $R_2$的阻值；

（2）保温箱加热时工作电路的功率；

（3）保温箱保温 $10min$工作电路消耗的电能。

小明家装修房屋，一箱质量为 $80kg$的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是 $1\times {10}^{4}c{m}^2$。装修工人用 $500N$的拉力 $F$通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升 $3m$，用时 $20s$。（ $g＝10N/kg$）求：

（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强；

（2）拉力 $F$的功率；

（3）滑轮组的机械效率。