初中物理解答题

“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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

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”）。

小金利用厚度均匀的合金板（厚度为 $1cm$），制作了一个无盖的不漏水的盒子。成品尺寸如图所示，质量为 $1440g$。（ ${\rho }_{水}＝1.0\times {10}^{3}kg/m^3，g取10N/kg$）求：

（1）盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强。

（2）合金板的密度。

（3）将盒子开口朝上，缓慢放入水中，当盒子上沿与水面齐平时松手（水足够深），盒子稳定后在水中的浮沉情况为＿＿＿＿（选填“漂浮”或“沉底”），通过计算说明理由。

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？

密闭的房间里有一台规格为“ $220V800W$”的取暖器，闭合开关使其正常工作 $30$分钟。

（1）该取暖器消耗的电能为多少焦耳？

（2）若房间里空气质量为 $45$千克，取暖器放出热量的 $15\%$被空气吸收，则房间里空气温度升高了多少摄氏度？[空气的比热为 $1000J/（kg•℃）$]

小萍同学想利用如图甲所示电路研究通过小灯泡（额定电压为3伏）的电流与它两端电压的关系。她根据图甲完成图乙的部分连接，待连接完整后，移动滑动变阻器滑片，记录了多组数据，作出了图像 $a$ ，还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像 $b$ （如图丙所示）。（已知滑动变阻器最大阻值为20欧）。

（1）根据图甲将图乙中的实物图连接完整。（要求：滑动变阻器滑片向右移动，小灯泡变亮）

（2）根据图像 $a$ ，描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。 　　

（3）当电流表示数为 $0.12A$ 时，电压表的示数为多少？

（4）图丙阴影部分的面积表示 　　。

2020年11月10日，中国"奋斗者"号载人潜水器在"地球第四极"--马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，创造了中国载人深潜的新纪录。本次万米深潜任务成功的一大亮点是采用了许多自主研发的国产新材料。

（1）"奋斗者"号采用的钛合金材料强度高、韧性好、耐腐蚀，与下列哪种材料类型相同？ 　　。

A．	①塑料
B．	②不锈钢
C．	③玻璃

（2）"奋斗者"号下潜时，外部携带了4块压载铁，总质量将近2吨。压载铁被悬挂的模型如图所示。试计算4块压载铁水下浸没时对"奋斗者"号的作用力约为多少？（压载铁的密度近似为 $8\times {10}^3$ 千克 $/$ 米 ${}^3$ ，海水的密度近似为水的密度）

（3）完成水下作业之后，"奋斗者"号抛去压载铁上浮，为了使"奋斗者"号在深海有足够大的浮力返航，采用了一种新的固体浮力材料，由大量纳米级大小的空气玻璃微珠组成。为了满足设计需求，该材料需要具备怎样的性质？ 　　（答出一点即可）。

2021年5月15日，天问一号火星探测器所携带的"祝融号"火星车及其着陆组合体成功降落在火星北半球的乌托邦平原南部，实现中国航天历史性的突破。

（1）虽然火星大气稀薄，着陆组合体冲入火星大气层后，5千米 $/$ 秒级别的速度依然导致大气冲击和摩擦产生了巨大的振动和热量，足以熔化大部分金属。通过隔热装置和多种散热手段，着陆组合体的温度依然能保持常温。图甲为着陆组合体部分着陆流程的示意，则隔热装置应安装在 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 处。

（2）当着陆组合体的速度骤降到数百米 $/$ 秒，巨大的降落伞在火星上空约10千米的高度打开。当速度降低到100米 $/$ 秒以内，降落伞"功成身退"，着陆组合体依靠底部强大的反冲火箭工作进一步减速。随着速度进一步降低，着陆组合体进入悬停避障状态。着陆组合体悬停时（如图乙所示），反冲火箭喷气的方向为 　　。

（3）着陆组合体总着陆时间只有9分钟左右，也被叫做"恐怖9分钟"。这是因为火星距离地球太遥远 $(5.5\times {10}^{10}$ 米 $~4\times {10}^{11}$ 米），如果着陆组合体通过电磁波信号与地面控制中心通信，信号来回至少需要几分钟？（电磁波在真空中传播速度为 $3\times {10}^8$ 米 $/$ 秒）

小明在高海拔地区旅行，发现鸡蛋煮不熟，查阅资料发现煮鸡蛋需要达到一定温度，水温达到沸点后温度不再提升，不同气压下沸点不同，以下是气压和沸点之间的关系。

实验序号	大气压     $\left(\mathit{kPa}\right)$	沸点     ${(}^{°}\text{C})$
1	0.51	81
2	1.01	100
3	2.03	120

第1问：气压和沸点的关系； 　　

第2问：说明鸡蛋煮不熟的原因； 　　

第3问：在高原上想要快速煮熟鸡蛋需要： 　　

A．	$A.$ 耐烧的锅
B．	$B.$ 比热容大的锅
C．	$C.$ 内部气压高的锅

在如图所示的电路中，闭合开关 $S$ 后，至少有一个电表发生变化，已知电路中只有一处故障，且发生在电阻 $R_1$ 或 $R_2$ 上。请写出两电表的变化情况及其对应的故障。

小柯是个善于观察的学生，她注意到一个有趣的现象：在无风的、寒冷的冬天，用吸管沿水平方向吹出的肥皂泡是先上升，一段时间后才开始下降（如图）。而这种现象在火热的夏天不明显。请结合所学知识，解释冬天吹肥皂泡时出现这种现象的原因。（不计空气阻力）

小柯在拓展课上，设计了图甲电路，用来直接测出接入1、2两点间导体的电阻。

（1）用导线连接1、2两点，电流表的示数如图乙，则通过变阻器的电流为　　 $A$．此时1、2两点间的电阻为 $0\Omega$，则在电流表指针所指的刻度上标 $0\Omega$。

（2）保持变阻器滑片不动，把待测电阻 $R_x$接入1、2两点之间，此时电流表读数为 $0.1A$，则 $R_x$的阻值是　　 $\Omega$，然后在电流表的 $0.1A$刻度处标上相应的阻值。依此方法，在电流表的刻度上一一标上相应的阻值，这样就可以用此电流表测出接入1、2两点间导体的电阻。

（3）干电池用久了电压会变小，此时再用导线连接1、2两点，电流表的指针就不能对准 $0\Omega$刻度线。要使指针重新对准 $0\Omega$刻度线，变阻器的滑片应向　　（填字母）端移动。

如图为小柯制作的“杠杆力臂演示仪”，杠杆 $\mathit{AOB}$可绕 $O$点（螺母）转动， $\mathit{OA}=0.2m$， $\mathit{OB}=0.1m$， $G_1=2N$，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。

（1）当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时， $G_2$的重力为　 $N$。

（2）松开螺母保持 $\mathit{OA}$不动，使 $\mathit{OB}$向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕 $O$点转动的杠杆 $\mathit{AOB}\text{'}(B\text{'}$点对应 $B$点），保持 $G_1$位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则 $G_2$应该移动到　　。

$A$． $B\text{'}$点处           $B$．①点处         $C$．②点处         $D$．③点处

小柯利用实验室的器材开展了下列实验。根据要求回答问题：

（1）如图甲，将液体压强计的金属盒放入水里，并不断改变金属盒在水中的深度，观察U形玻璃管两边液面的高度差。这样做是想研究　　。

（2）如图乙，在直导线下方放置一枚小磁针，当导线中有电流通过时，磁针发生偏转，表明通电导线周围存在磁场；如果导线下方不放小磁针，当导线中有电流通过时，则该通电导线周围　　（选填“存在”或“不存在”）磁场。

（3）如图丙，在测量滑动摩擦力的实验中，水平桌面上的物块，受到2N水平向右的拉力F，做匀速直线运动。当拉力F大小变为4N时，物块受到的摩擦力为　　N。