2024年山东省东营市中考物理

东营市 2024年初中学业水平考试

（考试时间：60分钟满分：100分）

第 I 卷（选择题共 30 分）

一、选择题（本大题包括 10小题，每小题 3分，共 30分；在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）

1. 东营黄河入海口景区，一只东方白鹳（如图）站在平静的水中，下列分析正确的是（ ）

A. 白鹳的倒影是由于光的反射形成的B. 白鹳飞离水面时，它的倒影会变小C. 白鹳倒影的形成跟皮影戏的原理相同D. 白鹳身上的白色羽毛能吸收各种色光

【答案】A

【解析】

【详解】AC．平静的水面相当于平面镜，白鹳的倒影是平面镜成像的现象，是由于光的反射形成的，皮影戏的原理是光的直线传播，故A正确，C错误；B．平面镜所成的像与物体大小相等，白鹳飞离水面时，大小不变，则它的倒影大小不变，故B错误；D．白色羽毛能反射各种色光，故D错误。

故选 A。

2. 关于电与磁，下列说法正确的是（ ）A. 摩擦起电的本质是创造了电荷B. 玻璃、塑料、食盐水都 绝缘体C. 通电导线周围不一定存在磁场D. 发电机的工作原理是电磁感应现象

【答案】D

【解析】

【详解】A．摩擦起电的本质是电子的转移，而不是创造了电荷，故A错误；B．玻璃、塑料是绝缘体，食盐水是导体，故B错误；

C．根据奥斯特实验可知，通电导线周围一定存在磁场，故C错误；D．发电机的工作原理是电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，故 D 正确。故选D。

3. 关于能源、信息传输，下列说法正确 是（ ）A. 风能、地热能、电能均属于一次能源B. 太阳内部，原子核发生裂变释放出巨大的核能C. 能量的转化和转移都是有方向性的D. 光从光导纤维一端射入，在内壁多次折射，把携带的信息传送出去

【答案】C

【解析】

【详解】A．风能、地热能可以直接从自然界获得，属于一次能源；电能必须经过一次能源的消耗才能得到，属于二次能源，故A错误；B．太阳内部，原子核发生聚变释放出巨大的核能，故B错误；C．能量可以从某一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，能量的转化和能量的转移都是有方向性的，故C正确；D．光从光导纤维一端射入，在内壁多次反射，把携带的信息传送出去，故D错误。故选C。

4. 甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细线悬挂，相互作用情况如图所示。如果丙带负电，则甲（ ）

乙丙

A. 一定带负电 B. 一定带正电C. 一定不带电 D. 可能带负电

【答案】B

【解析】

【详解】根据电荷间的相互作用规律可知，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；已知丙带负电，由图可知，乙、丙相互吸引，则乙带正电或不带电；甲、乙相互排斥，则甲、乙均带电且带同种电荷。综上可知，甲一定带正电，故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

5. 如图所示，下列四个实例中，能利用流体压强和流速关系的知识解释的是（ ）

甲

乙

丙

丁

A. 甲图：拦河大坝设计成下宽上窄的形状B. 乙图：火车道路 铁轨下面铺放路枕C. 丙图：用吸管吸饮料时，饮料顺着吸管流进嘴里D. 丁图：候车的乘客应站在安全线以外，否则可能会被“吸”向行驶的列车

【答案】D

【解析】

【详解】A．拦河大坝设计成下宽上窄的形状，是因为液体压强随深度的增加而增大，故A不符合题意；B．火车道路的铁轨下面铺放路枕，是通过增大受力面积来减小压强，故B不符合题意；C．用吸管吸饮料时，饮料在大气压强的作用下顺着吸管流进嘴里，故C不符合题意；D．行驶的列车快速驶过时，列车与候车的乘客之间的空气流速变大、压强变小，因而乘客会受到指向列 D. 行驶的列车快速驶过时，列车与候车的乘客之间的空气流速变大、压强变小，因而乘客会受到指向列车的压力差，可能会被“吸”向行驶的列车，所以候车的乘客应站在安全线以外，故D符合题意。故选 D。

6. 下列做法符合安全用电原则的是（ ）A. 在同一个插座上同时使用多个大功率用电器B. 发现有人触电，立即用手将触电者拉离C. 手机充电完成后，立即拔下充电器D. 使用三孔插座时不接地线

【答案】C

【解析】

【详解】A．在同一个插座上同时使用多个大功率用电器，通过插座的总电流过大，根据电流的热效应可知插座大量放热，可能引发火灾，故A不符合题意；B．发现有人触电，切勿直接用手接触触电者以防自身触电，应立即断开电源开关或用绝缘长棒使触电者脱离电源，故B不符合题意；C．在插座上未连接手机的充电器仍在工作，长期不拔充电器会加速其内部元件的老化，增加充电器过热自燃的概率，因此手机充电完成后，应立即拔下充电器，故C符合题意；

D．地线可以在用电器漏电时将其金属外壳上的电及时导入大地，从而防止触电，因此使用三孔插座时必须接地线，故D不符合题意。故选 C。

7. 研究物理问题时经常用到科学研究方法，牛顿第一定律就是在实验基础上进行科学推理得出的，以下实验的研究方法与其相同的是（ ）A. 探究真空能否传声B. 探究影响蒸发快慢的因素C. 探究平面镜成像的特点D. 探究电流与电压、电阻的关系

【答案】A

【解析】

【详解】牛顿第一定律就是在实验基础上进行科学推理得出的，即运用实验推理法。A．由于真空环境很难实现，所以探究真空能否传声实验在“抽气过程中听到的声音越来越小”的实验基础上进行科学推理得出结论，运用了实验推理法，故A符合题意；B．探究影响蒸发快慢的因素，运用了控制变量法，故B不符合题意；C．探究平面镜成像的特点，运用了等效替代法，故C不符合题意；D．探究电流与电压、电阻的关系，运用了控制变量法，故D不符合题意。

故选 A。

8. 我国古代科技展现了劳动人民的智慧，如图所示，下列应用涉及的物理知识描述错误的是（ ）

甲：司南

乙：编钟

丙：回音壁

丁：青铜鼎

A. 甲图：勺柄指南，是因为受到了地磁场的作用B. 乙图：大小不同的钟振动幅度相同时，发声的音调相同C. 丙图：人站在墙壁附近说话，声音经过多次反射，可以在围墙内的任何位置听到D. 丁图：用鼎烧水，锁住鼎扣时水温可升至 $1 2 0 \mathrm { { } ^ { \circ } C }$ ，因为液面上方气压越大，沸点越高

【答案】B

【解析】

【详解】A．地球是个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近；勺柄相当于一个指南针，指南针总是一端指南一端指北是受到地磁场的作用。故A正确，不符合题意；B．大小不同的钟振动幅度相同时，响度相同，而它们振动的频率不同，发声的音调不同，故B错误，符合题意；C．站在回音壁的围墙附近说话，声音遇到障碍物会反射回来，声音经过多次反射，故可以在围墙的任何位置听到。故C正确，符合题意；D．水的沸点与大气压有关，大气压越高，水的沸点越高。所以，用鼎烧水，锁住鼎扣时水的上方气压大于标准大气压，水温可升至 $1 2 0 \mathrm { { } ^ { \circ } C }$ 。故D正确，不符合题意。故选 B。

9. 图甲是某酒精测试仪的简化电路图， $R _ { 0 }$ 为定值电阻，R为酒精气体传感器，其阻值随酒精浓度变化的图像如图乙所示。若电源电压不变，闭合开关，当R周围酒精浓度增加时，下列判断正确的是（ ）

甲

乙

A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变大C. 电压表与电流表示数的比值不变 D. 电路消耗的总功率变大

【解析】

【详解】由图甲可知， $R _ { 0 }$ 与R并联，电流表测干路电流，电压表测电源电压。

A．由图乙可知，当R周围酒精浓度增加时，R的阻值变小，根据欧姆定律可知，通过R的电流变大，而通过 $R _ { 0 }$ 的电流不变，则干路电流变大，即电流表示数变大，故A错误。B．由于并联电路的总电压与各支路两端的电压相等，电源电压不变，则电压表示数不变，故B错误。C．电压表示数不变，电流表示数变大，则电压表与电流表示数的比值变小，故C错误。D．电源电压不变，干路电流变大，根据P=UI可知，电路消耗的总功率变大，故D正确。

10. 如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB=2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（ ）

甲

乙

丙

A. 甲图：该装置不省力也不省距离B. 乙图：该装置的机械效率是三者中最低的C. 丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F 逐渐变小D. 若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高

【答案】C

【解析】

【详解】A．甲图中，该滑轮的位置是固定的，是定滑轮，使用定滑轮时不省力也不省距离，但可以改变力的方向，故A正确，不符合题意；

B．根据

$$ \eta = \frac {W _ {\text {有}}}{W _ {\text {总}}} = \frac {W _ {\text {有}}}{W _ {\text {有}} + W _ {\text {额}}} = \frac {G h}{G h + G _ {\text {动}} h} = \frac {G}{G + G _ {\text {动}}} = \frac {1}{1 + \frac {G _ {\text {动}}}{G}} $$

可知，忽略绳重及摩擦，甲图中不用克服摩擦和滑轮做额外功，该装置的机械效率最高；乙图中克服动滑轮的重力做的功为额外功，机械效率为

$$ \eta_ {\text {乙}} = \frac {1}{1 + \frac {G _ {\text {动}}}{G}} = \frac {1}{1 + \frac {2 0 \mathrm{N}}{G}} $$

丙图中，克服杠杆的重力做的功为额外功，当物体被提升 h时，根据数学的相似三角形知识可知，拉力端移动 2h，杠杆的重心上升h，则该装置的机械效率为

$$ \eta_ {\text {丙}} = \frac {W _ {\text {丙有}}}{W _ {\text {丙总}}} = \frac {W _ {\text {丙有}}}{W _ {\text {丙有}} + W _ {\text {丙额}}} = \frac {G h}{G h + G _ {\text {杠杆}} h} = \frac {G}{G + G _ {\text {杠杆}}} = \frac {1}{1 + \frac {G _ {\text {杠杆}}}{G}} = \frac {1}{1 + \frac {1 0 \mathrm{N}}{G}} $$

可知 $\eta _ { \scriptscriptstyle \perp } < \eta _ { \scriptscriptstyle \perp }$ ，可得：乙装置的机械效率是三者中最低的，故B正确，不符合题意；

C．丙图中，根据杠杆平衡条件可得

$$ F _ {3} \times l _ {\text {动}} = (G + G _ {\text {杠杆}}) \times l _ {\text {阻}} $$

则

$$ F _ {3} = \frac {(G + G _ {\text {杠杆}}) \times l _ {\text {阻}}}{l _ {\text {动}}} $$

在匀速拉动物体上升的过程中，物重和杠杆重不变，阻力臂变小，动力臂也变小，根据数学的相似三角形知识可知，阻力臂与动力臂的比值是一个定值，所以拉力 $F _ { 3 }$ 不变，故C错误，符合题意；D．若提升的物体越重，根据

$$ \eta_ {\text {乙}} = \frac {1}{1 + \frac {2 0 \mathrm{N}}{G}} $$

以及

$$ \eta_ {\text {丙}} = \frac {1}{1 + \frac {1 0 \mathrm{N}}{G}} $$

可知，乙、丙的机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。故选C。

第Ⅱ卷（非选择题共 70 分）

二、填空题（本大题包括 7小题，每小题 2分，共 14分）

11. 2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号运载火箭成功发射，探测器是通过 （选填“电磁波”或“次声波”）与地球通信的；采集的月壤样品带回地球后质量 （选填“变大”“变小”或“不变”）。

【答案】 ①. 电磁波 ②. 不变

【解析】

【详解】[1]由于真空不能传声，因此探测器是通过电磁波与地球通信的。

[2]质量是物体的属性与物体所处的位置无关，因此采集的月壤样品带回地球后质量不变。

12. 医院经常用 （选填“红外线”或“紫外线”）灯灭菌；利用超声波排除人体内的结石，是利用声波能传递 （选填“信息”或“能量”）的性质。

【答案】 ①. 紫外线 ②. 能量

【解析】

【详解】[1]紫外线具有杀菌作用，医院的手术室、病房里用紫外线灯灭菌。

[2]超声波有很强的穿透性，能够传递能量，外科医生可以利用超声波除去人体内的结石，是利用了声波能传递能量。

13. 我国自行研制的C919客机已投入商业运营。如图所示，飞机减速着陆时，机械能 （选填“增大”或“减小”）；以航站楼为参照物，它是 （选填“静止”或“运动”）的。

【答案】 ①. 减小 ②. 运动

【解析】

【详解】[1]飞机减速着陆时，质量不变，速度减小，动能减小；高度减小，重力势能减小；因机械能是动 能与势能之和，所以，飞机的机械能减小。

[2]以航站楼为参照物，飞机与航站楼的相对位置发生变化，飞机是运动的。

14. 洗完手后甩一甩，能把手上的水珠甩出，这是因为水珠具有 ；卫生间地面上的防滑垫是通过 来增大摩擦力的。

【答案】 ①. 惯性 ②. 增大接触面的粗糙程度

【解析】

【详解】[1]洗完手后甩一甩，当手停止时，由于水珠具有惯性，会保持原来的运动状态继续运动和手分开。

[2]卫生间地面上的防滑垫是当压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。

15. 下列热现象：①雪糕周围的“白气”；②草叶上的露珠；③树枝上的雾凇；④燃烧蜡烛流的“泪”；⑤瓦房房顶的霜；⑥冶炼用的“铁水”。形成过程属于液化的有 _；属于吸热过程的有_。（两空均选填序号）【答案】 ①. ①② ②. ④⑥

【解析】

【详解】[1][2]①雪糕周围的“白气”是雪糕周围空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠，液化放热；②露珠是水蒸气液化形成的小水滴，液化放热；

③雾凇是水蒸气凝华形成的小冰晶，凝华放热；

④燃烧蜡烛流的“泪”是固态蜡烛熔化形成的，熔化吸热；

⑤霜是由水蒸气凝华形成的小冰晶，凝华放热；

⑥冶炼用的“铁水”是固态铁熔化形成的，熔化吸热；故①②为液化现象，属于吸热过程的是④⑥。

16. 如图所示，电源电压不变，闭合开关S，灯泡 L₁、L₂都发光，一段时间后，其中一个灯泡突然熄灭，而电压表示数不变，电流表示数几乎为零，由此判断发生故障的原因可能是 0

【答案】 ①. 大于 ②. 增加

【答案】L₂断路
【解析】

【详解】由电路图可知，灯泡 $\mathrm { L } _ { 1 }$ 、 $\mathrm { L } _ { 2 }$ 并联，电流表测通过 L₂的电流。一段时间后，其中一个灯泡突然熄灭，即另一个灯泡仍能工作，说明电路故障为某处断路；电压表示数不变，说明电压表两接线柱到电源两极的电路是通路，电流表示数几乎为零，则发生故障的原因可能是 L₂断路。

17. 取质量相同、初温相同的两种物质的粉末状样品a和 b，用完全相同的加热装置同时对 a、b加热，它们的温度随加热时间变化的图像如图所示。由图可知，物质a的比热容 （选填“大于”或“小于”）物质b的比热容；在 $t _ { 1 } { \sim } t _ { 2 }$ 时间内，物质b的内能 （选填“增加”“减少”或“不变”）。（样品受热均匀，不计热损失）

【解析】

【详解】[1]由图可知，对a、b两物质加热，使两物质升高相同的温度，a物质加热的时间长，a物质吸收的热量多，a物质吸热能力强，则 a物质的比热容大。

[2]在 $t _ { 1 } { \sim } t _ { 2 }$ 时间内，物质b的温度保持不变，可能处于熔化过程中，由于物质 b不断的吸收热量，则内能会增加。

三、作图、实验与探究题（本大题包括 5小题，共 33分）

18. 如图所示，请画出挂在墙上的足球所受重力的示意图。

【答案】

【解析】

【详解】重力的方向竖直向下，足球的重心在其几何中心，过重心竖直向下画一条带箭头的线段，标上重力的符号“G”，如图所示：

19. 闭合开关，通电螺线管附近小磁针的N极指向如图所示，请在图中括号内标出电源的“+”“-”极。

【答案】

【解析】

【详解】根据异名磁极相互吸引，由图可知，通电螺线管的右端为N极；根据安培定则，电流从左侧流入螺线管，因此可知电源的左端为正极，右端为负极。如图所示：

(+) (-)

20. 某小组在“探究凸透镜成像的规律”实验中

（1）先调整 _、光屏和凸透镜的中心在同一条水平线上，目的是使像成在

（2）当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上观察到清晰的像（像未画出），此时成的像与（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）的成像特点相同；

（3）光具座上凸透镜的焦距可能是 （选填“5”“10”或“20”）cm；

（4）保持凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动到光具座的 35cm刻度线处，然后移动光屏到 _cm刻度线处，光屏上可再次承接到清晰的像，判断依据是

【答案】（1） ①. 烛焰 ②. 光屏中央

（2）照相机 （3）10 （4） ①. 80##80.0 ②. 折射时光路可逆

【解析】

【小问 1 详解】

[1][2]实验中，观察的对象是蜡烛的烛焰通过凸透镜所成的像，因此调整烛焰、光屏和凸透镜的中心在同一条水平线上，目的是使像成在光屏中央。

【小问 2 详解】

由图可知，此时物距大于像距，则物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，成的是倒立、缩小的实像，与照相机的成像特点相同。

【小问 3 详解】

由图可知，刻度尺的分度值为 1cm，物距

$$ u = 5

0. 0 \mathrm{cm} - 2

1. 0 \mathrm{cm} = 3

2. 0 \mathrm{cm}

$$

像距

v=65.0cm-50.0cm=15.0cm

则

30.0cm>2f

f<15.0cm<2f

解得

7.5cm<f<15.0cm

则光具座上凸透镜的焦距可能是 10cm。

【小问 4 详解】

[1][2]将蜡烛向右移动到光具座的 35cm刻度线处，物距变为

$$ 5

0. 0 \mathrm{cm} - 3

1. 0 \mathrm{cm} = 1

2. 0 \mathrm{cm}

$$

即物距等于原来的像距，根据折射时光路可逆可知，此时像距等于原来的物距

30.0cm，则

$$ 5

0. 0 \mathrm{cm} + 3

1. 0 \mathrm{cm} = 8

2. 0 \mathrm{cm}

$$

即移动光屏到 80cm刻度线处，光屏上可再次承接到清晰的像。

21. 某小组在“探究并联电路中电压 特点”实验中。

（1）如图甲，根据电路图，用笔画线表示导线，将实物连接起来

（2）连接电路时，开关处于 _状态；

（3）正确连接好电路后，闭合开关，电压表的示数如图乙所示，为 $\mathrm { . } \mathrm { v } { \mathrm { ; } }$

（4）测得灯泡 $\mathrm { L } _ { 1 }$ 两端电压后，再测得灯泡 $\mathrm { L } _ { 2 }$ 两端电压和 A、B两端电压，记录数据。改变两个小灯泡的规格，重复以上操作，其目的是

（5）评估交流环节，有同学提出：实验中连接完电路，闭合开关，发现电压表指针反向偏转，原因是。

【答案】（1）

（2）断开

（3）2.8 （4）多次测量，以得到普遍的规律

（5）电压表正、负接线柱接反

【解析】

【小问 1 详解】

由图甲电路图可知，L₁、L₂并联，电压表测 L₁两端电压。可以根据电流路径法连接实物电路，电流从电源正极出发，先分为两条路径，分别经过 L₁、L₂，之后汇合，再经过开关，回到电源负极；最后将电压表并联在 $\mathrm { L } _ { 1 }$ 两端，因电源为2节干电池，电源电压约为 3V，所以电压表选择0~3V量程，注意电流从“3”接线柱流入、从“-”接线柱流出。作图如下：

为保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态。

【小问 3 详解】

由图乙可知，电压表量程为 0~3V，分度值为0.1V，示数为

2.8V。

【小问 4 详解】

探究并联电路中电压的特点，多次实验的目的是多次测量，以得到普遍的规律。

【小问 5 详解】

闭合开关，电压表指针反向偏转，说明电流从“-”接线柱流入、从“+”接线柱流出，原因是电压表正、负接线柱接反。

22. 某同学为测量一木质小挂件的密度，选用以下器材：天平（带砝码）、量筒、烧杯（装有足量水）和长钢针，进行实验。

甲

乙

丙

（1）把天平放在水平桌面上，游码移动到标尺左端的 处，此时指针位置如图甲所示，则应向

（选填“左”或“右”）调节平衡螺母使横梁平衡；

（2）将挂件放在天平左盘，向右盘加减砝码并调节游码，当天平平衡时，砝码质量及游码在标尺上的位置如图乙所示，其质量为 g；

（3）用烧杯向量筒中倒入60mL 水，将挂件放入量筒，然后用长钢针按住挂件使其刚好浸没于水中，量筒中的水面如图丙所示。算出挂件的密度为 $\mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$ ；

（4）因木质挂件具有吸水性，实验测得的密度值 （选填“偏大”或“偏小”）；

（5）有同学提出：不用天平，仅使用其他上述器材也可测出该挂件的密度。请写出实验步骤和密度的表达式（水的密度用 $\rho _ { \kappa }$ 表示，其他符号自定）。

【实验步骤】

【密度表达式】

【答案】（1） ①. 零刻线 ②. 右

（2）12.0 （3） $0 . 7 5 \times 1 0 ^ { 3 }$

（4）偏大 （5） ①. 见解析 ②. $\frac { V _ { 2 } - V _ { 1 } } { V _ { 3 } - V _ { 1 } } \rho _ { \ast }$

【解析】

【小问 1 详解】

[1][2]使用托盘天平前，先将游码移至标尺左端的零刻线处，再根据“左偏右调、右偏左调”调节平街螺母，使指针指在分度盘的中央。由图甲可知，指针指在分度盘的左侧，因此应向右调节平衡螺母使横梁在水平位置平衡。

【小问 2 详解】

由图乙知，标尺的分度值为

0.2g，游码所对应的质量为2.0g，挂件的质量为

$$ m = 1 0 \mathrm{g} +

2. 0 \mathrm{g} = 1

3. 0 \mathrm{g}

$$

【小问3详解】

如图丙所示，量筒的分度值为 1mL，量筒水的体积60mL，然后测量挂件和水的总体积为 76mL，则挂件的体积为

$$ V = 7 6 \mathrm{mL} - 6 0 \mathrm{mL} = 7 6 \mathrm{cm} ^ {3} - 6 0 \mathrm{cm} ^ {3} = 1 6 \mathrm{cm} ^ {3} $$

根据密度公式 $\rho = \frac { m } { V }$ 可得，挂件的密度为

$$ \rho = \frac {m}{V} = \frac {1 2 . 0 \mathrm{g}}{1 6 \mathrm{cm} ^ {3}} =

0. 7 5 \mathrm{g/cm} ^ {3} =

1. 7 5 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{kg/m} ^ {3}

$$

木质挂件具有吸水性，则测得的挂件和水的总体积偏小，挂件体积的测量值偏小，质量测量值准确，根据$\rho = \frac { m } { V }$ 可知，测得的密度值偏大。

【小问 5 详解】

[1]实验步骤为：①用烧杯向量筒内倒入适量的水，体积为 $V _ { 1 }$ 。

②将挂件漂浮在量筒中的水面上，记下第二次水面处刻度值为 $V _ { 2 }$

③用长钢针缓慢地把挂件按入水中，使之刚好浸没，记下第三次水面处刻度值为 $V _ { 3 \mathrm { ~ c ~ } }$

[2]由①②和阿基米德原理以及浮沉条件可得，挂件漂浮时受到的浮力为

$$ F _ {\text {浮}} = \rho_ {\text {水}} g V _ {\text {排}} = \rho_ {\text {水}} g (V _ {2} - V _ {1}) = G $$

由①③可知，挂件的体积为

$$ V _ {\text {挂件}} = V _ {3} - V _ {1} $$

则挂件的重力为

$$ G = m g = \rho^ {\prime} g V _ {\text {挂件}} = \rho^ {\prime} g (V _ {3} - V _ {1}) $$

则

$$ \rho_ {\text {水}} g (V _ {2} - V _ {1}) = \rho^ {\prime} g (V _ {3} - V _ {1}) $$

所以，挂件的密度为

$$ \rho^ {\prime} = \frac {V _ {2} - V _ {1}}{V _ {3} - V _ {1}} \rho_ {\text {水}} $$

四、计算题（本大题包括 2小题，共 23分。解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）

23. 2023年12月，中央经济工作会议将低空经济列为战略性新兴产业之一。飞行汽车作为一种颠覆性的交通方式，将为人们带来更多体验感。图甲为某款低空飞行汽车，在地面时相当于四轮轿车；飞行时可伸出两支折叠螺旋桨成为飞行器。该车质量为 $2 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g }$ ，静止时每个轮子与地面接触面积为 $2 5 0 \mathrm { c m } ^ { 2 }$ ；其配备的电加热座椅内部简化电路如图乙所示。（g取 $1 0 \mathrm { N } / \mathrm { k g } )$

甲

乙

（1）飞行汽车空中悬停时，螺旋桨对空气产生的竖直向下的压力 （选填“大于”“小于”或“等于”）飞行汽车所受的重力；

（2）飞行汽车沿直线试飞时，仪表显示它在10min内飞行的距离为 30km，求它的平均速度

（3）静止在水平地面上时，求它对地面的压强

（4）该车座椅电加热系统使用 12V电源供电，有高温、低温两个挡位，其高温挡的功率为 72W， $R _ { 2 }$ 的阻值为 4 ，求低温挡的功率以及电阻R₂两端的电压 o

【答案】（1）等于 （2）

（3） $2 \times 1 0 ^ { 5 } \mathrm { P a }$

（4）24W，8V

【解析】

【小问 1 详解】

飞行汽车空中悬停时，处于平衡状态，则重力和空气对螺旋桨向上的压力是一对平衡力，大小相等，而力的作用是相互的，则螺旋桨对空气产生的竖直向下的压力与空气对螺旋桨向上的压力相等，可得螺旋桨对空气产生的竖直向下的压力等于飞行汽车所受的重力。

【小问 2 详解】

飞行汽车的平均速度

$$ v = \frac {s}{t} = \frac {3 0 \mathrm{km}}{1 0 \times \frac {1}{6 0} \mathrm{h}} = 1 8 0 \mathrm{km/h} $$

【小问 3 详解】

因地面水平，飞行汽车静止在水平地面上时对地面的压力

$$ F = G = m g = 2 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{kg} \times 1 0 \mathrm{N/kg} = 2 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{N} $$

飞行汽车对水平地面的压强

$$ p = \frac {F}{S} = \frac {2 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{N}}{4 \times 2 5 0 \times 1 0 ^ {- 4} \mathrm{m} ^ {2}} = 2 \times 1 0 ^ {5} \mathrm{Pa} $$

【小问4详解】

由 $I = { \frac { U } { R } }$ 和 $P = U I$ 得 $P = { \frac { U ^ { 2 } } { R } }$ 。由图乙可知，当开关S接 1 时， $R _ { \mathrm { 1 } }$ 与 $R _ { 2 }$ 串联，电路总电阻最大，根据$P = { \frac { U ^ { 2 } } { R } }$ 可知，电路总功率最小，此时处于低温挡；当开关 接 2时，只有 $R _ { \mathrm { 1 } }$ 工作，此时处于高温挡，则$R _ { \mathrm { 1 } }$ 的阻值

$$ R _ {1} = \frac {U ^ {2}}{P _ {\text {高}}} = \frac {(1 2 \mathrm{V}) ^ {2}}{7 2 \mathrm{W}} = 2 \Omega $$

低温挡时 $R _ { 1 } , \ R _ { 2 }$ 串联工作，串联电路的总电阻

$$ R _ {\text {总}} = R _ {1} + R _ {2} = 2 \Omega + 4 \Omega = 6 \Omega $$

此时电路中的电流

$$ I = \frac {U}{R _ {\text {总}}} = \frac {1 2 \mathrm{V}}{6 \Omega} = 2 \mathrm{A} $$

低温挡的功率

$$ P _ {\text {低}} = U I = 1 2 \mathrm{V} \times 2 \mathrm{A} = 2 4 \mathrm{W} $$

此时 $R _ { 2 }$ 两端的电压

$$ U _ {2} = I R _ {2} = 2 \mathrm{A} \times 4 \Omega = 8 \mathrm{V} $$

24. 休渔政策有利于海洋渔业持续、稳定、高质量发展。5月1日起，我市开始进入海洋伏季休渔期；9月1日休渔期结束后，各渔港码头“千帆竞发”，渔船可出海进行捕捞作业。如图为某型号渔船，其部分参数如表。（g取 10N/kg）

（1）该渔船满载时，求它受到的浮力；

（2）满载时，求船底受到海水的压强；（ $( \rho _ { \mathrm { { \it i j j } } }$ 取 $1 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 } )$ ）

（3）为方便保鲜，现需要将质量为 $3 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g } .$ 、温度为 $1 9 \mathrm { { ^ \circ C } }$ 的海水降低到 $4 %$ ，求此过程放出的热量； $[ c _ { i }$ _水取 $4 . 2 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { J / { \mathrm { ~ ( k g \cdot \mathrm { ~ ‰ ~ } ) ~ } } }$ ]

（4）若发动机以额定动力输出功率运行1h，消耗燃油 $6 0 \mathrm { k g }$ ，求内能转化为机械能的效率。 $( q _ { \mathrm { ~ i f f } } \mathbb { E } \mathbb { X }$ $4 . 2 \times 1 0 ^ { 7 } \mathrm { J / k g } )$

【答案】 $( 1 ) 2 \times 1 0 ^ { 6 } \mathrm { N }$

（2） $2 . 1 { \times } 1 0 ^ { 4 } \mathrm { P a }$

（3） $1 . 8 9 \times 1 0 ^ { 8 } \mathrm { J }$

（4）40%

【解析】

【小问 1 详解】

渔船满载时排开水的质量

$$ m _ {\text {排}} = 2 0 0 \mathrm{t} = 2 \times 1 0 ^ {5} \mathrm{kg} $$

因渔船漂浮，渔船满载时受到的浮力

$$ F _ {\text {浮}} = G _ {\text {排}} = m _ {\text {排}} g = 2 \times 1 0 ^ {5} \mathrm{kg} \times 1 0 \mathrm{N/kg} = 2 \times 1 0 ^ {6} \mathrm{N} $$

【小问2 详解】

满载时，船底受到海水的压强

$$ p = \rho_ {\text {海水}} g h = 1 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{kg/m} ^ {3} \times 1 0 \mathrm{N/kg} \times

2. 1 \mathrm{m} =

3. 1 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{Pa}

$$

【小问3 详解】

此过程放出的热量

$$ Q _ {\text {放}} = c _ {\text {海水}} m _ {\text {海水}} \left(t _ {0} - t _ {\text {末}}\right) =

4. 2 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{J} / \left(\mathrm{kg} \cdot {} ^ {\circ} \mathrm{C}\right) \times 3 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{kg} \times \left(1 9 ^ {\circ} \mathrm{C} - 4 ^ {\circ} \mathrm{C}\right) =

5. 8 9 \times 1 0 ^ {8} \mathrm{J}

$$

【小问4 详解】

发动机输出的机械能，即动力所做的功

$$ W = P t = 2 8 0 \mathrm{kW} \times 1 \mathrm{h} = 2 8 0 \mathrm{kW} \cdot \mathrm{h} =

1. 0 0 8 \times 1 0 ^ {9} \mathrm{J}

$$

消耗燃油 $6 0 \mathrm { k g } \vec { \mathrm { y } } ^ { \mathrm { z } }$ 生的内能，即完全燃烧燃油释放的热量

$$ Q = m _ {\text {油}} q _ {\text {油}} = 6 0 \mathrm{kg} \times

4. 2 \times 1 0 ^ {7} \mathrm{J/kg} =

5. 5 2 \times 1 0 ^ {9} \mathrm{J}

$$

内能转化为机械能的效率

$$ \eta = \frac {W}{Q} = \frac {1 . 0 0 8 \times 1 0 ^ {9} \mathrm{J}}{2 . 5 2 \times 1 0 ^ {9} \mathrm{J}} \times 100 % = 40% $$