初中物理解答题

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。

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。

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？

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。

小明的奶奶过生日时，爸爸给奶奶买了一条金项链，小明想测量这条金项链的密度。

（1）小明将天平放在水平工作台面上，发现天平如图甲所示，小明应先＿＿＿＿＿＿＿＿，然后再调节平衡螺母使天平平衡。

（2）测量过程中，当天平右盘内所加砝码和游码的位置如图乙所示时，天平恰好平衡，则金项链的质量是＿＿＿＿ $g$。

（3）将金项链浸没在装有 $10mL$水的量筒中，量筒中水面的位置如图丙所示，金项链的体积是＿＿＿＿ $mL$。小明计算出这条金项链的密度是＿＿＿＿ $kg/m^3$。

（4）爸爸提出不用量筒，用图丁的弹簧测力计也能测出这条金项链的体积，他设想将金项链挂在弹簧测力计下读出弹簧测力计的示数，然后将金项链浸没在水中（但不沉底）读出弹簧测力计的示数，利用两次示数之差可以计算出金项链浸没在水中时受到的浮力，然后通过浮力计算出金项链的体积。你认为爸爸的测量方案是否可行，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

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？

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。

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。

“彩球温度计”是一种精美的居家装饰品，也是一种很特别的温度计，可用于粗略地测量环境温度。如图甲所示，玻璃管中装有对温度敏感的液体，当外界温度变化时，玻璃管中液体的密度会随之变化。液体中装有体积相同的五颜六色的彩球，每个彩球都标注有特定的温度。当彩球都在玻璃管中静止，不再运动时，所有上浮彩球中最下方一个彩球标注的温度表示所测的环境温度。

当外界温度降低时，液体中有部分彩球上浮至“彩球温度计”的上部（彩球体积变化可忽略）。图乙是某温度时彩球温度计中的彩球稳定后的分布情况。请根据以上信息并结合所学知识，回答下面问题：

（1）乙图“彩球温度计”中彩球 ＿＿＿＿上标注的温度是当时的环境温度（请填写彩球编号）。

（2）如果图甲是另一温度时彩球稳定后的分布情况，则＿＿＿＿“彩球温度计”所处环境温度较高（选填“甲”或“乙”）。

（3）如果彩球 $a$的质量为 $m_a$，彩球 $c$的质量为 $m_c$，则 $m_a$＿＿＿＿ $m_c$（选填“＞”“＝”或“＜”）；彩球 $a$标注的温度＿＿＿＿彩球 $c$标注的温度（选填“高于”或“低于”）。

（4）彩球 $c$是否为悬浮状态，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

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/ ${米}^3$）

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？

某同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时，他用图甲所示的电路进行实验，实验中电阻 $R$两端的电压始终保持 $2.5V$不变，电路中仪表均完好无损。

（1）某同学将最后一根导线a接入滑动变阻器的A接线柱后就完成电路的连接，该同学连接过程中存在的问题是＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）连接好电路后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$，电压表有示数，电流表无示数，则电路故障的原因可能是＿＿＿＿。

（3）排除故障后，某同学将不同阻值的电阻接入电路进行实验，某次实验时电流表的示数如图乙所示，此时电阻 $R$的阻值为＿＿＿＿ $\Omega$。

（4）在实验过程中，当把电阻 $R$由 $10\Omega$更换为 $15\Omega$时，滑动变阻器接入电路中的电阻应＿＿＿＿（选填“变大”“变小”或“不变”）。

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？

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。

为弘扬红军长征精神，铸造厂用铁合金制作了如图甲所示的红军战士雕像。为确保运输与安装的安全，需要测量出雕像的重力和重心所在位置。其测量方法如图乙所示，将雕像水平放置在上端装有压力传感器的支架上，测出头部A处和脚后跟B处之间的距离为 $175cm$。用数据线分别连接两边支架上的压力传感器，测出A处和B处受到的压力 $F_A和F_B$（可通过显示器直接读取压力大小），其测量值如表所示。

压力	显示器读数/N
FA	$3200$
FB	$2400$

（1）雕像受到的重力为多少？

（2）雕像重心距脚后跟B处的距离是多少？