2024年青海省中考物理

青海省 2024年初中学业水平考试

物理

注意事项：

1．本试卷满分为 130分，其中物理 80分，化学 50分，考试时间 150分钟。

2．本试卷为试题卷，请将答案写在答题卡上，否则无效。

3．答卷前请将密封线内的项目填写清楚。

物理部分

中华民族从不缺少仰望星空的勇气和浪漫，从嫦娥奔月到天宫建成……，对宇宙奥秘的探索从未间断。接下来，我们跟随“飞天”兴趣小组从物理的视角开启一场探索之旅吧！

一、单项选择题（本题共 12小题，每小题 2分，共 24分）

1. 从神话故事“嫦娥奔月”到张九龄的诗句“海上生明月，天涯共此时”，再到朱自清的文学作品《荷塘月色》，月亮被赋予了多种寓意。“飞天”兴趣小组依照张九龄的诗绘制了如图所示的一幅画，若以地面为参照物，运动的是（ ）

A. 升起的明月 B. 海边的礁石C. 站立的诗人 D. 海边的房屋

【答案】A

【解析】

【详解】A．以地面为参照物，升起的明月的相对位置改变，是运动的，故A符合题意；B．以地面为参照物，海边的礁石的相对位置不变，是静止的，故B不符合题意；C．以地面为参照物，站立的诗人的相对位置不变，是静止的，故C不符合题意；D．以地面为参照物，海边的房屋的相对位置不变，是静止的，故D不符合题意。

故选 A。

2. 从神话故事“嫦娥奔月”到张九龄的诗句“海上生明月，天涯共此时”，再到朱自清的文学作品《荷塘

月色》，月亮被赋予了多种寓意。根据如图所示的荷塘月色图，下列描述合理的是（ ）

A. 漂浮的荷叶只受重力作用 B. 漂浮的荷叶只受浮力作用C. 月亮倒影是光的折射形成 D. 月亮倒影是光的反射形成

【答案】D

【解析】

【详解】AB．荷叶漂浮在水中，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，且浮力和重力大小相等，故AB不符合题意；CD．水面相当于平面镜，月亮的倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的虚像，故C不符合题意，D符合题意。故选D。

【解析】

【详解】物质由液态变为气态叫做汽化，物质由气态变为液态叫做液化。用蒸笼蒸月饼时产生的“白气”是锅中温度较高的水蒸气上升过程中遇冷液化形成的小水滴。故ACD错误，B正确。

【答案】C

【解析】

【详解】A．水沸腾时，温度保持不变，继续吸收热量，故A错误；B．水变成水蒸气是由液态变为气态，是汽化的过程，汽化吸热，故B错误；C．闻到月饼的香味是因为月饼的香味分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象，故C正确；D．因液体的分子距离小于气体的分子距离，水变成水蒸气，水由液态变为气态，因此分子间距变大，故D 错误。故选C。

5. 我们常吃的月饼是在烤箱里“烤”的，但根据南宋《武林旧事》记载，最早的月饼出自笼屉，青海就保留着用蒸笼“蒸”月饼的传统习俗。下列情境中，改变物体内能的方式与“蒸”“烤”相同的是（ ）

A.

弯折铁丝

B.

钻木取火

C.

压缩空气

D.

酒精灯加热

【答案】D

【解析】

【详解】“蒸”“烤”是通过热传递改变内能；A．弯折铁丝时对铁丝做功，是通过做功的方式改变内能，故A不符合题意；B．钻木取火时克服摩擦做功，是通过做功的方式改变内能，故B不符合题意；C．压缩空气时活塞对空气做功，是通过做功的方式改变内能，故C不符合题意；D．酒精灯加热时，烧杯中的液体吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递改变内能，故D符合题意。故选D。

6. 月球是地球唯一的天然卫星。1970 年，我国第一颗人造卫星东方红一号成功发射升空，标志着我国踏上了现代航天事业的征程。1978年8月1日，沉睡了2400余年的曾侯乙编钟（如图）首次公开奏响，开篇曲目便是大家熟悉的《东方红》。月球绕地球的轨迹模型如图所示，地球与月球之间的距离约为$3 . 8 \times 1 0 ^ { 8 } \mathrm { m }$ ，月光的传播速度约为 $3 \times 1 0 ^ { 8 } \mathrm { m / s }$ ，则月光从月球表面到达地面的时间约为（ ）

A.

0.79s B.

1.27s C.

7.90s D.

12.70s

【答案】B

【解析】

【详解】根据 $t = \frac { s } { \nu }$ ，月光从月球表面到达地面的时间约为$t = { \frac { s } { \nu } } = { \frac { 3 . 8 { \times } 1 0 ^ { 8 } { \mathrm { m } } } { 3 { \times } 1 0 ^ { 8 } { \mathrm { m / s } } } } { \approx } 1 . 2 7 { \mathrm { s } }$

故B符合题意，ACD不符合题意。

故选 B。

7. 月球是地球唯一的天然卫星。1970年，我国第一颗人造卫星东方红一号成功发射升空，标志着我国踏上了现代航天事业的征程。1978年8月1日，沉睡了2400余年的曾侯乙编钟（如图）首次公开奏响，开篇曲目便是大家熟悉的《东方红》。关于曾侯乙编钟的说法正确的是（ ）

A. 编钟 振动产生声音 B. 编钟的声音一定是乐音C. 声音的传播不需要介质 D. 敲击力度越大音调越高

【答案】A

【解析】

【详解】A．声音是由物体振动产生的，编钟的振动产生声音，故A正确；B．编钟的声音如果干扰到人的正常工作、学习和生活，也会成为噪声，故B错误；

C．声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播，故C错误；D．敲击力度越大，编钟的振幅越大，则响度越大，故D错误。

故选 A。

8. 在火箭与导弹领域，手工制造固体燃料依然十分重要，火药雕刻技术也直接决定了一个国家武器装备的国防实力。首先它对精度的要求极高，又因为固体燃料极其敏感，静电、不合理的摩擦，甚至刀具触碰到金属壳等都能导致其燃爆。以徐立平为代表的“大国工匠”以精湛的火药雕刻技术让一件件大国重器华丽绽放。如图所示，雕刻火药时刀刃磨得锋利是为了（ ）

A. 减小压强 B. 减小压力C. 增大压强 D. 增大压力

【详解】雕刻火药时刀刃磨得锋利是为了通过减小受力面积来增大压强，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。

9. 在火箭与导弹领域，手工制造固体燃料依然十分重要，火药雕刻技术也直接决定了一个国家武器装备的国防实力。首先它对精度的要求极高，又因为固体燃料极其敏感，静电、不合理的摩擦，甚至刀具触碰到金属壳等都能导致其燃爆。以徐立平为代表的“大国工匠”以精湛的火药雕刻技术让一件件大国重器华丽绽放。结合以上材料，下列措施中能有效防止静电的是（ ）①刀具触碰到金属壳②佩戴防静电腕带③触摸导静电棒释放静电④必须穿防静电服

④必须穿防静电服 A. ①②③ B. ②③④ C. ①②④ D. ①③④

【详解】①刀具触碰到金属壳会摩擦起电，不能有效防止静电；②佩戴防静电腕带，可以有效防止静电；③触摸导静电棒释放静电，可以防止电荷的积聚，有效防止静电；④穿防静电服，可以减少摩擦起电现象，有效防止静电。故B 符合题意，ACD 不符合题意。故选 B。

【详解】在自然界短时间就能得到补充的是可再生能源，不能及时补充的是不可再生能源；石油、煤炭、天然气一旦使用，在短期内不能再生，是不可再生能源；太阳能在短期内能及时得到补充，是可再生能源，故 ABD不符合题意，C符合题意。故选 C。

11. 与固体燃料相比，液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一，其密度约为 $0 . 4 2 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$ ，热值为 $5 . 0 { \times } 1 0 ^ { 7 } \mathrm { J / k g }$ 。酒精的密度为 $0 . 8 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$ ，热值为$3 . 0 { \times } 1 0 ^ { 7 } \mathrm { J / k g }$ ，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是（ ）A. 酒精的密度比液态甲烷的密度小B. 液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能C. 相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大D. 10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为 $5 . 0 \times 1 0 ^ { 8 } ]$

【详解】A．液态甲烷密度约为 $0 . 4 2 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$ ，酒精 密度为 $0 . 8 { \times } 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$ ，酒精的密度比液态甲烷的密度大，故A错误；B．液态甲烷燃烧时，化学能转化为内能，故B错误；C．酒精的密度比液态甲烷的密度大，根据 $m = \rho V$ ，相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量较小，故C错误；D．10kg 的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为

$$ Q _ {\text {放}} = m q _ {\text {甲烷}} = 1 0 \mathrm{kg} \times

5. 0 \times 1 0 ^ {7} \mathrm{J/kg} =

6. 0 \times 1 0 ^ {8} \mathrm{J}

$$

故 D 正确。故选 D。

12. 如图甲所示，工作人员正在组装神舟飞船。用图乙所示的电动滑轮将质量为2吨的飞船部件在10s内匀速提升 2m，电动滑轮的机械效率为 80%（g取 $1 0 \mathrm { N / k g } ,$ ），以下分析正确的是（ ）

甲

乙

A. 电动滑轮的总功为 $5 \times 1 0 ^ { 4 } \mathrm { J }$ B. 飞船部件的重力为 $2 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { N }$ C. 绳子自由端移动的距离为 2m D. 电动滑轮的功率为 $5 { \times } 1 0 ^ { 4 } \mathrm { W }$

【答案】A

【解析】

【详解】B．飞船部件的重力为

$$ G = m g = 2 0 0 0 \mathrm{kg} \times 1 0 \mathrm{N/kg} = 2 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{N} $$

故 B 错误；

A．电动滑轮 有用功为

$$ W _ {\text {有}} = G h = 2 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{N} \times 2 \mathrm{m} = 4 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{J} $$

电动滑轮的总功为

$$ W _ {\text {总}} = \frac {W _ {\text {有}}}{\eta} = \frac {4 \times 10 ^ {4} \mathrm{J}}{80%} = 5 \times 10 ^ {4} \mathrm{J} $$

故A 正确；

C．由图可知，有效绳子段数 $n = 2$ ，则绳子自由端移动的距离为

$$ s = n h = 2 \times 2 \mathrm{m} = 4 \mathrm{m} $$

故 C 错误；

D．电动滑轮的功率为

$$ P = \frac {W _ {\text {总}}}{t} = \frac {5 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{J}}{1 0 \mathrm{s}} = 5 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{W} $$

故 D 错误。

故选 A。

二、填空题（本题共 8小题，每空 1分，共 16分）

【答案】

13. 航天员舱外航天服配有风扇系统和无线电系统。手套上有平面镜，可以随时察看自己身上的各种开关，手心部位有颗粒状橡胶；头盔两侧各有一个照明灯，方便航天员在舱外工作。航天员通过平面镜看到的是开关的___ __（选填“虚”或“实”）像，手套手心部位有颗粒状橡胶是为了______（选填“增大”或“减小”）摩擦力。

【答案】 ①. 虚 ②. 增大

【解析】

【详解】[1]平面镜成的像是由于光的反射形成的虚像，因此航天员通过平面镜看到的是开关的虚像。[2]手套手心部位有颗粒状橡胶是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。

14. 航天员舱外航天服配有风扇系统和无线电系统。手套上有平面镜，可以随时察看自己身上的各种开关，手心部位有颗粒状橡胶；头盔两侧各有一个照明灯，方便航天员在舱外工作。电风扇工作时，电能主要转化为 _能。航天员与地面通过 （选填“电磁波”或“超声波”）进行联系。

【答案】 ①. 机械 ②. 电磁波

【解析】

【详解】[1] 电风扇靠电动机工作，工作时，电能主要转化机械能。

[2] 电磁波可以在真空中传播，航天员与地面通过电磁波进行联系。

15. 如图所示，航天员轻轻一推舱壁后，向相反的方向运动，说明力可以改变物体的______，航天员会继续运动是因为具有

【解析】

【详解】[1]力可以改变物体的形状和运动状态，舱内悬空的航天员轻推舱壁后，向相反的方向运动，说明力可以改变物体的运动状态。

[2]由于宇航员具有惯性，所以会继续保持原来的运动状态运动，从而继续沿原来方向飘动。

16. “飞天”兴趣小组设计了如图所示的头盔两侧照明灯电路图，其电路连接方式为______联，照明灯两端的电压 __（选填“相同”或“不同”）。

【解析】

【答案】 ①. 并 ②. 相同

【详解】[1][2] 电流从电源的正极出发，分别经过两个灯泡回到电源负极，因此小灯泡 $\mathrm { L } _ { 1 }$ 和 $\mathrm { L } _ { 2 }$ 并联连接；根据并联电压规律可知照明灯两端的电压相同。

17. 2024年1月18日，天舟七号货运飞船在中国空间站成功对接（图甲）。当货运飞船和核心舱相互靠近时，为减缓撞击带来的影响，货运飞船与核心舱间需配置缓冲装置。“飞天”兴趣小组根据以上信息结合物理知识，设计了如图乙所示的缓冲装置简化图。当条形磁体和通电螺线管靠近时，产生相互排斥的力，说明通电螺线管左端为___ _极，为增大排斥力，滑动变阻器的滑片应向___ _端滑动。

【解析】

甲

【答案】 ①. N ②. A

【详解】[1][2] 当条形磁体和通电螺线管靠近时，产生相互排斥的力，根据同名磁极相互排斥，说明通电螺线管左端为N极；为增大排斥力，滑动变阻器的滑片应向左端滑动，增大通过螺线管的电流，从而增强螺线管的磁性。

18. 2020年6月，袁隆平团队首次在海拔 2800米的青海省海西州试种了海水稻。如图所示是海西州当地水沸腾时的温度计示数，则水的沸点为______℃，当地的大气压强______（选填“高于”“等于”或“低于”）标准大气压。

【答案】 ①. 91 ②. 低于

【解析】

【解析】

【详解】[1][2] 如图所示温度计的分度值为 1℃，示数为 91℃，则水的沸点为91℃。一标准大气压下水的沸点是 100℃，气压越低，水的沸点越低，所以当地的大气压强低于一标准大气压。

19. 2022年12月4日，神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，返回舱在减速着陆过程中，重力势能______。如图所示，当返回舱静止在水平地面时，所受重力和地面对它的______是一对平衡力。

【答案】 ①. 减小 ②. 支持力

【解析】

【详解】[1] 返回舱在减速着陆过程中，质量不变、高度减小，重力势能变小。

[2] 如图所示，当返回舱静止在水平地面时，受力平衡，所受重力和地面对它的支持力是一对平衡力。

20. 如图所示，是一款航天员造型音箱，其工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，下列实例中与该音箱工作原理一致的是______；能产生感应电流的是

甲

乙

【答案】 ①. 乙 ②. 甲

【详解】[1][2]甲图是导线切割磁感线，产生感应电流，是电磁感应现象，乙图是通电的导线在磁场中受到力的作用，是电动机的原理图。所以与该音箱工作原理一致的是乙，能产生感应电流的是甲。

三、作图题（本题共 2小题，每小题 2分，共 4分）

21. 从嫦娥一号升空，到嫦娥五号携月壤返回，中国人一步步将“上九天揽月”的神话变为现实！如图所示，是玉兔二号月球车静止在着陆器斜面上的简化图。请画出玉兔二号月球车所受摩擦力和支持力的示意图。

【答案】

【解析】

【详解】玉兔二号月球车静止在着陆器斜面上时有沿着斜面向下的运动趋势，则受到沿着斜面向上的摩擦力；同时受到垂直于斜面向上的支持力，作图如下：

22. 如图所示，是“飞天”兴趣小组模拟的我国月球基地的照明电路，在遵守安全用电的前提下，请用笔画线代替导线将电路连接完整。

【解析】

【详解】灯泡一端与零线相连，一端与火线相连，开关控制灯泡，应该与灯泡串联，且应该连接在火线与灯泡之间；三孔插座连接时左端连接零线，右端连接火线，上端应连接地线。如下图所示：

四、实验探究题（本题共 3小题，第 23题 6分，第 24、25题各 7分，共 20分）

23. 为测量小灯泡正常发光时的电阻，“飞天”兴趣小组利用图甲所示的实验器材进行了如下实验（小灯泡额定电压为

2.5V）：

甲

乙

丙
（1）用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到______端（选填“A”或“B”）；闭合开关后发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，电路中出现的故障可能是小灯泡______（选填“短路”或“断路”）；

（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片，测量得出了如下数据：

当电压表示数为

2.5V时，电流示数如图乙所示，示数是______A，此时小灯泡 电阻值为______Ω（结果保留两位小数）；

（4）根据实验数据绘制了如图丙所示小灯泡的I-U图像，结合数据和图像分析小灯泡的电阻值发生变化的原因：

【答案】

甲

②. B ③. 断路 ④.

0.28 ⑤.

8.93 ⑥. 灯泡的电阻随温度升高而变大

【详解】（1）[1] 电流表应与灯泡串联，由乙图可知选用小量程，作图如下：

甲

（2）[2] 闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处，即B端。

[3] 闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数则说明可能是电路断路，但电压表有示数，则说明电压表两端与电源相通，则可能是小灯泡断路。

（3）[4][5] 当电压表示数为2.5V时，电流示数如图乙所示，选用小量程，分度值为

0.02A，示数是0.28A，则此时小灯泡的电阻值为

$$ R = \frac {U}{I} = \frac {2 . 5 \mathrm{V}}{0 . 2 8 \mathrm{A}} \approx

8. 9 3 \Omega

$$

（4）[6] 灯泡的电阻随温度升高而变大，是变化的。

24. 如图甲所示，是天宫课堂中航天员王亚平讲授“水球光学实验”时的场景，受此影响“飞天”兴趣小组利用如图乙所示的实验装置展开了“凸透镜成像规律”的探究实验。

甲

乙

丙

（1）图甲中水球相当于一个______，它对光具有_ _作用；

（2）王亚平所成的像是倒立、缩小的______像，生活中______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的；

（3）图乙中凸透镜的焦距为 15cm，当蜡烛从10cm处移动至 30cm处时，为了再次得到清晰的像，光屏应（选填“远离”或“靠近”）凸透镜，且所成的像是倒立、______的实像；

（4）如果将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是：______（只写一条即可）。

【答案】 ①. 凸透镜 ②. 会聚 ③. 实 ④. 照相机 ⑤. 远离 ⑥. 放大 ⑦. 光源稳定

【解析】

【详解】（1）[1][2]图甲中水球边缘薄，中间厚，相当于一个凸透镜，它对光具有会聚作用。

（2）[3][4]由图可知，王亚平所成 像是倒立、缩小的实像，此时物距大于二倍焦距，应用是照相机。

（3）[5][6]图乙中凸透镜的焦距为 15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，物距变小，根据凸透镜成像规律可知，像距变大，所以，为了再次得到清晰的像，光屏应远离凸透镜，此时物距为

$$ u = 5 0 \mathrm{cm} - 3 0 \mathrm{cm} = 2 0 \mathrm{cm} $$

物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像。

（4）[7]将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是光源稳定。

25. “权衡”一词，在古代分别指秤砣和秤杆，现代多表示事物在动态中维持平衡的状态。在学习杠杆相关知识后，“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究：

活动一：了解杆秤的构造及物理原理：

如图甲所示，杆秤由秤盘（放置待称量的物体）、秤砣、秤杆（标有刻度，可读取被称物体质量）、提纽组成；

乙

（1）参照图乙，图甲中提纽相当于杠杆的______，结合“秤砣虽小压千斤”这句话，此时杆秤相当于_杠杆；

活动二：自制简易杆秤：

该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中：秤砣质量为 200g，A点为秤盘挂绳位置，B点为提纽挂绳位置，C点为0刻度线位置；

（2）由图甲可知，利用该杆秤最多可称量 _g的物体，D点处的刻度数为 _g；

（3）忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响，用 $m _ { 1 }$ 表示秤砣质量， $m _ { 2 }$ 表示物体和秤盘质量， $l _ { 1 }$ 表示B、C之间的距离， $l _ { 2 }$ 表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，将满足 __（用上述物理量表示），由此可得，秤盘的质量为 g；

（4）若想测量质量更大的物体，你可采取的办法是 （只写一条即可）。

【答案】 ①. 支点 ②. 省力 ③. 1000 ④. 400 ⑤. $m _ { 1 } l _ { 1 } { = } m _ { 2 } l _ { 2 }$ ⑥. 160 ⑦. 增加秤砣的

【解析】

【详解】（1）[1] 图甲中杆秤使用时绕提纽转动，提纽相当于杠杆的支点。

[2] “秤砣虽小压千斤”说明杆秤相当于省力杠杆，起到省力的作用。

（2）[3][4] 由图甲可知，该杆秤量程为 ，利用该杆秤最多可称量 1000g的的物体，D点处的刻度数为 400g。

（3）[5] 根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，则有

$$ m _ {1} g l _ {1} = m _ {2} g l _ {2} $$

化简得 $m _ { 1 } l _ { 1 } { = } m _ { 2 } l _ { 2 }$ 0

[6] 当秤盘上不放物体时，秤砣零刻度线处，根据杠杆平衡条件，则有

$$ m _ {\text {秤盘}} g \times A B = m _ {\text {秤砣}} g \times B C $$

则秤盘的质量为

$$ m _ {\text {秤盘}} = \frac {m _ {\text {秤砣}} \times B C}{A B} = \frac {2 0 0 \mathrm{g} \times 8 \mathrm{cm}}{1 0 \mathrm{cm}} = 1 6 0 \mathrm{g} $$

（4）[7] 若想测量质量更大的物体，根据（3）中 $m _ { 1 } l _ { 1 } { = } m _ { 2 } l _ { 2 }$ ，可以增加秤砣的质量，在力臂不变时，物体和秤盘质量 $m _ { 2 }$ 更大，即测量的物体质量更大。

五、计算题（本题共 2小题，第 26题 7分，第 27题 9分，共 16分）

26. 月球上盖房子，真的遥不可及吗？我国某高校科研团队提出设想：利用月球土壤烧制出月壤砖，为人类在月球上建起科研基地做准备。如图甲所示，是“飞天”兴趣小组为月球科研基地工作人员设计的一款节能水暖电热毯，主要特点是A、B两区既可以单独使用，也可以同时使用，从而达到节能高效的目的。简化电路如图乙所示，电源电压 U=220V， $R _ { \mathrm { A } }$ ， $R _ { \mathrm { B } }$ 均为电热丝， $R _ { \mathrm { { A } } } = R _ { \mathrm { { B } } } = 4 4 0 \Omega$ 。已知水的比热容$c = 4 . 2 { \times } 1 0 ^ { 3 } \mathrm { J } / ( \mathrm { k g } \bar { \mathrm { J C } } )$ ，求：

（1）单独使用A区时，若将电热毯中质量为

0.5kg的水从 20℃加热到 $5 0 \mathrm { ^ \circ C }$ ，用时 600s：

①水吸收的热量 $Q _ { \mathfrak { N } }$

②消耗的电能 $W ;$

③正常工作时的加热效率η（结果保留一位小数）；

（2）如果同时使用A区和B区，电路中的总功率 $P _ { \mathrm { ~ c ~ } }$

甲

乙

【答案】（1） $6 . 3 \times 1 0 ^ { 4 } \mathrm { J }$ ，6.6×10⁴J，95%；（2）220W

【解析】

【详解】解：（1）水吸收的热量为

$$ Q _ {\text {吸}} = c m \Delta t =

4. 2 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{J} / (\mathrm{kg} \text {℃}) \times

5. 5 \mathrm{kg} \times (5 0 ^ {\circ} \mathrm{C} - 2 0 ^ {\circ} \mathrm{C}) =

6. 3 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{J}

$$

当闭合 S和 $\mathrm { S } _ { \mathrm { \ell } }$ 时，A区单独工作， $R _ { \mathrm { A } }$ 单独工作的功率为

$$ P _ {\mathrm{A}} = \frac {U _ {\mathrm{A}} ^ {2}}{R _ {\mathrm{A}}} = \frac {(2 2 0 \mathrm{V}) ^ {2}}{4 4 0 \Omega} = 1 1 0 \mathrm{W} $$

则消耗的电能为

$$ W _ {\mathrm{A}} = P _ {\mathrm{A}} t = 1 1 0 \mathrm{W} \times 6 0 0 \mathrm{s} =

6. 6 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{J}

$$

正常工作时的加热效率为

$$ \eta = \frac {Q _ {\text {吸}}}{W _ {\mathrm{A}}} \times 100% = \frac {6.3 \times 10^{4} \mathrm{J}}{6.6 \times 10^{4} \mathrm{J}} \times 100% \approx 95% $$

（2）当S， $\mathrm { S } _ { 1 }$ ， $\mathrm { S } _ { 2 }$ 都闭合时，A、B两区同时工作， $R _ { \mathrm { A } }$ $R _ { \mathrm { B } }$ 并联，并联电压相等， $R _ { \mathrm { A } } = R _ { \mathrm { B } }$ ，根据$P = { \frac { U ^ { 2 } } { R } }$ 可知 $R _ { \mathrm { A } }$ 、 $R _ { \mathrm { B } }$ 功率相等，则如果同时使用A区和B区，电路中的总功率为

$$ P = 2 P _ {\mathrm{A}} = 2 \times 1 1 0 \mathrm{W} = 2 2 0 \mathrm{W} $$

答：（1）单独使用A区时，水吸收的热量 $Q _ { \mathfrak { N } }$ 为 $6 . 3 \times 1 0 ^ { 4 } \mathrm { J }$ ，消耗的电能W为 $6 . 6 \times 1 0 ^ { 4 } \mathrm { J }$ ；正常工作时的加热效率为 95%；

（2）如果同时使用A区和B区，电路中的总功率P为 220W。

27. “飞天”兴趣小组在模拟搭建月球科研基地时，选取了某种砖块作为建筑材料，钻取了一块圆柱体样品（样品不吸水）。已知 $g { = } 1 0 \mathrm { N / k g }$ $\rho _ { \mathrm { { * k } } } = 1 { \times } 1 0 ^ { 3 } \mathrm { { k g } } / \mathrm { { m } } ^ { 3 }$ ，求：

（1）如图甲所示，利用弹簧测力计测得样品重力为4.2N，则该样品的质量 $m { : }$ ；

（2）如图乙所示，该样品浸没在水中时受到的浮力 $F _ { \sqrt { \frac { \pi } { f f } } }$ ；

（3）该样品的密度 $\rho ;$

（4）当该样品上表面距水面 4cm处时，样品上表面所受水的压强 ；

（5）请你为月球基地命名并简单介绍其寓意。

【答案】（1）0.42kg；（2）3N；（3） $1 . 4 { \times } 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$ ；（4）400Pa；（5）见解析【解析】

【详解】解：（1）该样品的质量为

$$ m = \frac {G}{g} = \frac {4 . 2 \mathrm{N}}{1 0 \mathrm{N} / k g} =

0. 4 2 k g

$$

（2）如图乙所示，测力计分度值为0.2N，示数为1.2N。根据称重法，该样品浸没在水中时受到的浮力为

$$ F _ {\text {浮}} = G - F _ {\text {拉}} =

4. 2 \mathrm{N} -

5. 2 \mathrm{N} = 3 \mathrm{N}

$$

（3）样品的体积为

$$ V = V _ {\text {排}} = \frac {F _ {\text {浮}}}{\rho_ {\text {水}} g} = \frac {3 \mathrm{N}}{1 . 0 \times 1 0 ^ {3} k g / \mathrm{m} ^ {3} \times 1 0 \mathrm{N} / k g} = 3 \times 1 0 ^ {- 4} \mathrm{m} ^ {3} $$

则该样品的密度为

$$ \rho = \frac {m}{V} = \frac {0 . 4 2 k g}{3 \times 1 0 ^ {- 4} \mathrm{m} ^ {3}} =

1. 4 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{kg/m} ^ {3}

$$

（4）样品上表面所受水的压强为

$$ p = \rho g h =

1. 0 \times 1 0 ^ {3} k g / \mathrm{m} ^ {3} \times 1 0 \mathrm{N} / k g \times

2. 0 4 \mathrm{m} = 4 0 0 P a

$$

（5）月球基地名字为“飞天”，表达中国人民由来已久的探索太空的梦想。

答：（1）如图甲所示，利用弹簧测力计测得样品重力为4.2N，则该样品的质量为0.42kg；

（2）如图乙所示，该样品浸没在水中时受到的浮力为3N；

（3）该样品的密度为 $1 . 4 { \times } 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$

（4）当该样品上表面距水面 4cm处时，样品上表面所受水的压强为400Pa；

（5）见解答。