中考物理57 雜技魔術(shù)科技活動(dòng)中的物理中考問題（解析版）

專題57雜技魔術(shù)科技活動(dòng)中的物理問題

一、雜技魔術(shù)

魔術(shù)會(huì)用到許多物理知識(shí)，將魔術(shù)思想滲透中考試題，是命題者創(chuàng)造性的開發(fā)資源，能夠讓學(xué)生通過

解決試題辨別真?zhèn)?、知道虛?shí)，這類問題是時(shí)代發(fā)展創(chuàng)新舉措.

二、自制教具主要類型

L用來演示物理現(xiàn)象的自制教具.初中自制教具的常見內(nèi)容：慣性、流體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系、電流的效應(yīng)、

超重失重現(xiàn)象、靜電感應(yīng)現(xiàn)象、電磁感應(yīng)現(xiàn)象、光的反射、折射現(xiàn)象，壓縮氣體溫度升高、氣體急速膨脹

時(shí)溫度下降現(xiàn)象等.如：《探究聲音的產(chǎn)生》、《測平均速度》、《研究摩擦力》、《研究流體的壓強(qiáng)與

流速的關(guān)系》、《研究杠桿的平衡條件》、《研究平面鏡成像》、《測量斜面的機(jī)械效率》，還有課本上

設(shè)置的許多有趣實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)都可以用自制的教具來完成。

2.用來模擬物理現(xiàn)象的自制教具.在物理實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)成配置的儀器中有許多現(xiàn)成的物理模型，如“磁感線模型”、

“眼球模型”，“布朗運(yùn)動(dòng)模擬演示器”等.在自制教具中，也出現(xiàn)了很多模擬物理現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)作品，諸如：

汽輪機(jī)等.

3.用來探究和揭示各種物理規(guī)律的自制教具.在中學(xué)物理教學(xué)中，涉及到的物理規(guī)律很多，諸如：阿基米德

原理、歐姆定律、焦耳定律等，物理規(guī)律來之于實(shí)驗(yàn)，而實(shí)驗(yàn)方法和手段不斷推陳出新，為自制教具提

供了廣闊的天地.如：利用數(shù)碼照相機(jī)制作“頻閃照片”，就是近年來新技術(shù)出現(xiàn)后引入的新實(shí)驗(yàn)器材和方

法。

4.生活中的簡易模型.常見的制作或發(fā)明如：簡易電動(dòng)機(jī)、簡易發(fā)電機(jī)、自制照相機(jī)、自制收音機(jī)、門鈴、

延時(shí)開關(guān)、日光燈電路、簡易熱機(jī)、靜電除塵裝置、自制簡易金屬探測器、太陽能路燈原理演示裝置，自

制門電路、溫度傳感器、簡易動(dòng)圈式揚(yáng)聲器、靜電風(fēng)車、電子秤測量原理演示裝置、電飯鍋控溫原理裝置、

傳感器應(yīng)用——闖紅燈照相、火力發(fā)電演示實(shí)驗(yàn)、磁流體發(fā)電機(jī)等.

例題解析與對(duì)點(diǎn)練習(xí)

【例題1】（2020河南）在科學(xué)晚會(huì)上，小明所在的科技小組示了一個(gè)“隔板推物”的節(jié)日，其原理如圖所

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示：甲、乙兩線圈分別懸掛在兩個(gè)蹄形磁鐵的磁場中，兩線圈通過導(dǎo)線連接構(gòu)成一個(gè)閉合電路，用手推動(dòng)

甲線圈擺動(dòng)時(shí)，乙線圈會(huì)隨之?dāng)[動(dòng)，對(duì)于這個(gè)過程，下列說法正確的是（）

A.甲線圖相當(dāng)于電源，乙線圈相當(dāng)于用電器

B.推動(dòng)甲線圈擺動(dòng)時(shí)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

C.乙線圈隨之?dāng)[動(dòng)時(shí)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

D.乙線圈擺動(dòng)是因?yàn)橥妼?dǎo)線在磁場中受力

【答案】AD

【解析】A.由題意知，甲線圈擺動(dòng)的過程做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，閉合的回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，相當(dāng)于電源;

乙線圈擺動(dòng)的原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力，相當(dāng)于用電器，故A正確；

B,推動(dòng)甲線圈擺動(dòng)時(shí)，是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯(cuò)誤；

C.乙線圈隨之?dāng)[動(dòng)時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；故C錯(cuò)誤；

D.乙線圈相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)，乙線圈擺動(dòng)的原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力.故D正確.

【對(duì)點(diǎn)練習(xí)】雜技節(jié)目表演中，一位雜技小丑穿著很長的大皮鞋，站在水平舞臺(tái)上向觀眾鞠躬致意，雙腳

不動(dòng)上身沒有躬下，而是整個(gè)身子筆直緩慢向前傾斜卻不倒下.下列說法不正確的是（）

A.小丑的鞋子可能很重，有助于降低重心

B.小丑的鞋子長，支撐面擴(kuò)大了，使重心在支撐面以內(nèi)

C.小丑的鞋底受到了地面的摩擦力

D.小丑對(duì)地面的壓力與地面對(duì)小丑的支持力大小相等

答案：C

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解析：A.穩(wěn)度與物體的重心，底面的面積有關(guān),在底面積不變時(shí)，重心越低越穩(wěn)；所以小丑的鞋子可能很

重，有助于降低重心，故A正確；

B.在重心不變時(shí)，底面積越大越穩(wěn)，故小丑的鞋子長，支撐面擴(kuò)大了，使重心在支撐面以內(nèi).故B正確；

C.因?yàn)樾〕笫请p腳不動(dòng)上身沒有躬下，全身上下是靜止的，自身沒有受到任何推力，也沒有運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)

（注意，是緩慢移動(dòng)，意思就是沒有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)），既然這樣，那么有兩種可能：一是沒運(yùn)動(dòng)，沒有動(dòng)摩擦；

二是沒有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，沒有靜摩擦，故C錯(cuò)誤；

D.小丑對(duì)地面的壓力與地面對(duì)小丑的支持力是相互作用力，大小相等。故D正確.

【例題2】（2020湖南婁底模擬）小華同學(xué)在科技館觀摩自行車走鋼絲表演后回家做了一個(gè)模

型，如圖所示，下列說法正確的是（）

A.自行車的重力與鋼絲對(duì)自行車的支持力是一對(duì)平衡力

B.自行車和所掛物體總重力與鋼絲對(duì)自行車的支持力是一對(duì)平衡力

C.自行車對(duì)鋼絲的壓力與鋼絲對(duì)自行車的支持力是一對(duì)平衡力

D.自行車對(duì)繩的拉力與鉤碼的重力是一對(duì)平衡力

【答案】B

【解析】平衡力指作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力，大小相等、方向相反、作用在同一直線上，

由此分析解答.

A.鋼絲對(duì)自行車的支持力等于自行車和所掛物體的重力的和，不等于自行車的重力，不是一

對(duì)平衡力，故A錯(cuò)誤；

B.自行車和所掛物體總重力與鋼絲對(duì)自行車的支持力滿足二力平衡的四個(gè)條件，是一對(duì)平衡力,

故B正確；

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C.自行車對(duì)鋼絲的壓力與鋼絲對(duì)自行車的支持力沒有作用在同一個(gè)物體上，不是一對(duì)平衡力，

故C錯(cuò)誤；

D.自行車對(duì)繩的拉力與鉤碼的重力沒有作用在同一個(gè)物體上，不是一對(duì)平衡力，故D錯(cuò)誤.

【對(duì)點(diǎn)練習(xí)】如圖是小明制作的簡易“蒸汽船”型.將盛有一定量水的銅容器安裝在“船體”上，用蠟燭

對(duì)銅制容器底部加熱，一段時(shí)間后銅管會(huì)向右噴蒸汽，“蒸汽船”就向左行駛.

（1）蠟燭對(duì)銅制容器加熱導(dǎo)致容器內(nèi)水溫升高這是通過______的方式改變水的內(nèi)能.

（2）當(dāng)銅管向右噴蒸汽時(shí)“船體”獲得噴出的蒸汽對(duì)其向左的推力，這說明了

【答案】（D熱傳遞（2）力的作用是相互的

【解析】（1）改變物體的內(nèi)能有兩種方式，做功和熱傳遞，結(jié)合題意，蠟燭對(duì)銅制容器加熱導(dǎo)致容器內(nèi)水

溫升高這是通過熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能.（2）當(dāng)銅管向右噴蒸汽時(shí)“船體”獲得噴出的蒸汽對(duì)其向左

的推力，這說明力的作用是相互的.

專題點(diǎn)對(duì)點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練

一、選擇題

L（2019?攀枝花）魔術(shù)師在某次演出中表演了“獅吼功”：把嘴靠近紅酒杯發(fā)聲將紅酒杯震碎.其奧秘為通

過控制聲音的頻率使其與紅酒杯的頻率相同達(dá)到共振而震碎紅酒杯.魔術(shù)師表演中調(diào)節(jié)的是聲音的（）

A.音調(diào)B.響度C.音色D.聲速

【答案】A

【解析】魔術(shù)師通過控制聲音的頻率使其與紅酒杯的頻率相同達(dá)到共振而震碎紅酒杯，因?yàn)橐粽{(diào)與物體振

動(dòng)的頻率有關(guān)，頻率越高，音調(diào)越高，所以，魔術(shù)師表演中調(diào)節(jié)的是聲音的音調(diào)，故A正確，BCD錯(cuò)誤.

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2.社團(tuán)活動(dòng)在婁底各校轟轟烈烈開展，小明參加了雜技社團(tuán)，他常常在平整松軟的土地上練習(xí)單腳站立和單

手倒立.當(dāng)他單腳站立時(shí)，在地面上留下了一個(gè)凹陷的鞋印，單手倒立時(shí)留下了一個(gè)凹陷的手掌印，那么

()

A.單腳站立時(shí)對(duì)地面的壓力大于單手倒立時(shí)對(duì)地面的壓力

B.單腳站立時(shí)對(duì)地面的壓力小于單手倒立時(shí)對(duì)地面的壓力

C.手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度

D.手掌印凹陷的深度等于鞋印凹陷的深度

【答案】C

【解析】在水平地面上單腳站立或單手倒立對(duì)地面的壓力不變，都等于人體的重力；單手的面積小于單腳

的面積；根據(jù)公式可知，單手倒立時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)大，所以手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度.

3.如圖所示，用鉛筆尖頂著一個(gè)紙風(fēng)車，置于一杯熱水上，風(fēng)車就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng).以下敘述正確的是()

A.風(fēng)車靜止時(shí)，只受到重力的作用

B.風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只受到熱空氣推力的作用

C.風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為水的熱能

D.移去熱水，風(fēng)車由于慣性不會(huì)立即停轉(zhuǎn)

【答案】D

【解析】(1)風(fēng)車靜止時(shí)受到平衡力的作用，對(duì)靜止和轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)車時(shí)進(jìn)行受力分析從而判斷;

(2)能量轉(zhuǎn)化時(shí)，消耗的能轉(zhuǎn)化為得到的能；

(3)物體具有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì).

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A.風(fēng)車靜止時(shí)受力平衡，除受到重力外還受到鉛筆的支持力的作用，故A錯(cuò)誤;

B.風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，風(fēng)車受到熱空氣的推力，同時(shí)還受重力和支持力的作用，故B錯(cuò)誤；

C.在風(fēng)車的下方放置一杯熱水后，熱空氣向上流動(dòng)，推動(dòng)風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C錯(cuò)誤；

D.移去熱水，風(fēng)車不能立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，是因?yàn)轱L(fēng)車具有慣性，故D正確.

4.“慶六?一文藝會(huì)演”時(shí)，中學(xué)物理組的老師給大家表演了一個(gè)“不怕電”的節(jié)目.首先王老師將一標(biāo)有

“PZ220-100”的燈泡接到兩導(dǎo)線頭M、N之間，燈泡正常發(fā)光.隨后將燈泡取下，王老師站到干燥的木凳

上后，左右手分別抓住M、N兩導(dǎo)線頭（如圖）.李老師用測電筆分別測試M、N及王老師的皮膚，發(fā)現(xiàn)測

電筆的氤管都發(fā)光，而王老師卻談笑自如.對(duì)以上現(xiàn)象的解釋，你認(rèn)為正確的是（）

A.王老師有特異功能，確實(shí)不怕電

B.王老師的雙手戴著絕緣手套

C.在人、燈替換之時(shí)，有人將零線斷開了

D.在人、燈替換之時(shí)，有人將火線斷開了

【答案】C

【解析】此題以“不怕電”的節(jié)目表演作為題設(shè)情境，考查了學(xué)生知識(shí)、能力和態(tài)度等多方面的素質(zhì)，其

中選項(xiàng)A宜接考查學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，反映了新課標(biāo)中對(duì)學(xué)生“情感、態(tài)度、價(jià)值觀”的要求，也有通過該

題引導(dǎo)學(xué)生正確識(shí)別類似的“氣功”表演的作用.對(duì)于“不怕電”現(xiàn)象的解釋，則要求學(xué)生具備靈活運(yùn)用

知識(shí)和將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為物理問題的能力.選項(xiàng)B雖然可以防止人觸電，但這樣做明顯不符合“表演”的

目的，會(huì)讓觀眾輕易識(shí)破，且戴著絕緣手套后，也不會(huì)出現(xiàn)“測電筆的領(lǐng)管都發(fā)光”的現(xiàn)象,選項(xiàng)D也可

防止發(fā)生觸電，但不會(huì)出現(xiàn)“測電筆的氤管都發(fā)光”的現(xiàn)象.將零線切斷后，火線無法構(gòu)成回路，也就沒

有電流會(huì)流過人體，故不會(huì)發(fā)生觸電事故.但由于人體此時(shí)仍和火線相通，所以會(huì)出現(xiàn)“測電筆的家管都

發(fā)光”的現(xiàn)象.此題具有較大的欺騙性。應(yīng)選C.

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二、填空題

5.下面是兩則科技新聞：①“天眼一FASr第一次發(fā)現(xiàn)了一顆距地球4000光年的毫秒脈沖星；②我國新能

源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，鋰電池單體能量密度已達(dá)230W?h∕kg其中“光年”是一的單位，“W?h”是一的

單位。（填物理量名稱）

【答案】長度；能量.

【解析】光在1年中走過的路程是光年，在天文學(xué)中，用光年表示長度單位，kW?h是能量單位，W?h也是

能量單位.物理學(xué)中，“光年”是光在1年中走過的路程，是長度單位；W?h是功率與時(shí)間的乘積，是能量

單位.

6.科技館內(nèi)有一個(gè)“靜電球”，當(dāng)人觸摸“靜電球”時(shí)，頭發(fā)絲便會(huì)一根根豎起，形成“怒發(fā)沖冠”的景象,

如圖所示，這是由于頭發(fā)絲帶一（選填“同種”或“異種”）電荷而互相—的結(jié)果.

【答案】同種；排斥.

【解析】同種電荷相斥，異種電荷相吸，故據(jù)此分析即可判斷.

人體是導(dǎo)體，當(dāng)人觸摸靜電球時(shí)，人體也帶了和靜電球同種電荷的電，故人的頭發(fā)上也會(huì)帶上與靜電球同

種電荷的電，據(jù)同種電荷相斥可知，頭發(fā)之間帶同種電荷，相互排斥，故頭發(fā)會(huì)蓬松豎起來.

7.“漂移”是一種高難度的汽車表演項(xiàng)目.有一種“漂移”方法如下：當(dāng)汽車在水平地面上勻速疾駛時(shí)，

車對(duì)地面的壓力和地面對(duì)車的支持力（填“是”或“不是"）一對(duì)平衡力，此時(shí)突然剎車，但汽車

仍要向前運(yùn)動(dòng)，這是由于汽車具有.同時(shí)迅速轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，通過摩擦力改變汽車的運(yùn)動(dòng)方向，使

汽車急轉(zhuǎn)彎.

答案：不是，慣性.

解析：平衡力是作用于一個(gè)物體的力，而車對(duì)地面的壓力和地面時(shí)車的支持力分別作用于兩個(gè)物體，是一

對(duì)相互作用力，而不是平衡力；此時(shí)突然剎車，由于汽車具有慣性，所以仍要向前運(yùn)動(dòng).

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三、實(shí)驗(yàn)探究題

8.制作簡易氣壓計(jì)，觀察大氣壓隨高度的變化。

⑴如圖所示，在玻璃瓶中倒入適量紅色的水，將插有玻璃管的橡皮塞塞緊瓶口，紅水升到玻璃管一定的高

度，但高度不夠，你應(yīng)________使水上升到瓶口以上適當(dāng)位置，制成了簡易氣壓計(jì).

⑵將簡易氣壓計(jì)從四樓移到一樓過程中，發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水柱________說明,

⑶小明將簡易氣壓計(jì)放在陽光下，過一會(huì)兒，他發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水柱發(fā)生了變化，這一現(xiàn)象說明，簡易氣壓

計(jì)的測量結(jié)果會(huì)受到影響.

(4)如圖自制的簡易氣壓計(jì)，瓶中水面上方是空氣，在圖示的狀態(tài).K瓶內(nèi)的氣壓__瓶外的大氣壓.小

明同學(xué)將氣壓計(jì)從山下拿到山上后，細(xì)玻璃管內(nèi)的水柱高度會(huì)原因是大氣壓隨高度的增加而

【答案】(1)向瓶內(nèi)吹適量的氣；(2)下降；高度越高，大氣壓越低；(3)外界溫度

(4)大于.升高，減小.

【解析】(1)向瓶內(nèi)吹適量的氣，增大瓶內(nèi)上方空氣壓強(qiáng)，瓶內(nèi)液體就會(huì)被擠壓到玻璃管里，沿著玻璃管

上升.

(2)將簡易氣壓計(jì)從四樓移到一樓過程中，發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水柱下降，高度越高，大氣壓越低；氣壓計(jì)高度

越低，大氣壓越高.

(3)氣壓計(jì)放在陽光下，其周圍環(huán)境溫度升高，玻璃管內(nèi)水柱發(fā)生了變化。說明氣壓與溫度有關(guān)系.

(4)瓶中水面上方是空氣，如果此處的氣壓等于瓶外的大氣壓，管內(nèi)和瓶內(nèi)的水面應(yīng)該相平.現(xiàn)在是管內(nèi)

的水面高，說明瓶內(nèi)的氣壓高于瓶外大氣壓；將氣壓計(jì)從山下拿到山上后，大氣壓減小，管內(nèi)水柱高度會(huì)

增加，說明大氣壓隨高度的增加而減小.

9.同學(xué)們用手邊的鉛筆可以做很多物理小實(shí)驗(yàn)，如圖所示.

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(1)圖甲中鉛筆的長度是_cm.

(2)圖乙中插入水中的鉛筆看起來彎折了，這是光的一現(xiàn)象.

(3)圖丙中，用手指分別頂在鉛筆的兩端時(shí)，兩只手指的凹陷程度和感覺不同，是由于壓力的作用效果與

有關(guān)。

(4)將一些細(xì)銅絲繞在鉛筆下端，制成一個(gè)簡易密度計(jì)，如圖丁所示。如將此密度計(jì)先后放人水和某液體

中，浸入部分長度之比為4：5,則該液體的密度

為—kg∕m3(細(xì)銅絲體積忽略不計(jì)).

【答案】(D3.00；(2)折射；(3)受力面積；(4)0.8×IO3.

【解析】A.刻度尺的最小刻度值(或叫分度值)為相鄰的刻度線表示的長度；使用刻度尺測量物體長度時(shí),

要觀察是否從0刻度線量起，起始端沒從0開始，要以某一刻度當(dāng)作“0”刻度，讀出末端刻度值，減去前

面的刻度即為物體長度，注意刻度尺要估讀到分度值的下一位；

B.光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，光的傳播方向就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，光的折射形成的現(xiàn)象：放在有水的碗中

的筷子看起來好像變折了、放大鏡、池水看起來變淺等.

C.從鉛筆所處的平衡狀態(tài)入手，分析兩手指的受力大小關(guān)系.壓力的作用效果與壓力和接觸面的面積有關(guān)；

D.根據(jù)密度計(jì)漂浮，浮力等于重力，求出液體密度.

由圖知：⑴刻度尺的分度值為Imm=O.lcm,鉛筆左側(cè)與0刻度線對(duì)齊，右側(cè)與3.00Cm對(duì)齊，所以鉛筆的

長度為3.00cm；

(2)水中鉛筆看起來變彎折，屬于光的折射現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；

(3)鉛筆處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的兩手指的壓力是一對(duì)平衡力.據(jù)題可知，右邊手指更疼，這說明壓力的作

用效果與受力面積有關(guān)；

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(4)設(shè)浸入水中的長度為4h,浸入液體的長度為5h,橫截面積為s,根據(jù)兩次都漂浮，鉛筆的重力等于排

開液體的重力，

P，KgV排水=P液gV排液，

P水gXsX4h=p液gXs×5h,

44

3333

ρ液=WP水=—×1.0×10kg∕m=0.8X10kg∕mβ

10.某科學(xué)興趣小組對(duì)“測定空氣中氧氣含量”的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)：將數(shù)顯設(shè)備、氣體壓強(qiáng)傳感器和空氣中

氧氣含量測量裝置按如圖所示連接.裝置氣密性良好，調(diào)節(jié)右邊敞口容器和集氣瓶里的水而相平，此時(shí)集

氣瓶內(nèi)氣體的體積為V∣.關(guān)閉活塞，點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即塞緊瓶塞，待火焰熄滅后，過一段時(shí)間打

開活塞，觀察到集氣瓶中的水位上升，待集氣瓶內(nèi)的水面不再上升時(shí)，集氣瓶內(nèi)的體體積為V2.然后向右

邊容器內(nèi)加入一定量的水至兩邊水面再次相平，此時(shí)集氣瓶內(nèi)的氣體體積為V3,在點(diǎn)燃紅磷至打開活塞這

一過程中，觀察到數(shù)顯設(shè)備顯示集氣瓶內(nèi)的氣體壓強(qiáng)先上升后下降，再趨于穩(wěn)定.

請(qǐng)回答：

(1)數(shù)顯設(shè)備顯示，開始一段時(shí)間集氣瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)上升，這是因?yàn)闇囟壬邔?dǎo)致的氣壓變化量一(選

填”大于"、“等于”或“小于”)氧氣量減少導(dǎo)致的氣壓變化量.

(2)基于數(shù)顯設(shè)備顯示的氣壓變化，“過一段時(shí)間打開活塞”中的“一段時(shí)間”指的是火焰熄滅后到

所經(jīng)歷的時(shí)間.

(3)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，集氣瓶中減少的氧氣體積為(選填NKVS或“V2-V3

【答案】(1)大于；(2)集氣瓶內(nèi)的溫度恢復(fù)到室溫后(或數(shù)顯設(shè)備的示數(shù)已不變，或集氣瓶內(nèi)的氣壓保

持穩(wěn)定)；(3)Vl-V3。

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【解析】根據(jù)壓強(qiáng)變化的原因來分析；根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)來分析；根據(jù)參加反應(yīng)的氧氣來分析.

(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，紅磷燃燒放熱，由于溫度升高導(dǎo)致的氣壓變化量大于氧氣量減少導(dǎo)致的氣壓變化量，所

以開始一段時(shí)間集氣瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)上升；

(2)在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，不要急于打開活塞，防止發(fā)生危害事故，原則上必須等到集氣瓶內(nèi)的溫度恢復(fù)到室溫

后(或數(shù)顯設(shè)備的示數(shù)已不變，或集氣瓶內(nèi)的氣壓保持穩(wěn)定)才能打開活塞；

(3)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，參加反應(yīng)的氧氣即為集氣瓶內(nèi)減少的氧氣，則減少的氧氣體積為：V1-V3.

四、綜合應(yīng)用題

11.某制作小組所設(shè)計(jì)的電飯鍋，其結(jié)構(gòu)如圖所示，控制系統(tǒng)中的感溫磁體與受熱面固定在一起，當(dāng)溫度低

于103。C時(shí)，感溫磁體具有磁性.煮飯時(shí)用手向下按動(dòng)開關(guān)，通過輕質(zhì)傳動(dòng)桿AOB使永久磁體和感溫磁體

吸合，觸點(diǎn)閉合，電路接通，發(fā)熱板開始發(fā)熱.當(dāng)溫度達(dá)到103℃時(shí)，感溫磁體失去磁性，永久磁體受重力

及彈簧的彈力作用而落下，通過傳動(dòng)桿使觸點(diǎn)分開，發(fā)熱板停止發(fā)熱.

(1)畫出使觸點(diǎn)分開時(shí)B點(diǎn)受到的力和力臂。

(2)若用4N的力按下開關(guān)，B端受到的阻力為1N,則動(dòng)力臂和阻力臂之比為如果手按下的距離為

0.5cm,則永久磁體和感溫磁體之間的距離至少是cm.

(3)用電飯鍋燒水(在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下)，水沸騰時(shí)(能/不能)自動(dòng)斷電。

【答案】(D見解析圖；(2)1：4；2；(3)不能.

【解析】永久磁體受重力及彈簧的彈力作用而落下，畫出使觸點(diǎn)分開，由此畫出B點(diǎn)受到的力，再由畫出

其力臂；根據(jù)杠桿的平衡條件計(jì)算動(dòng)力臂和阻力臂之比；根據(jù)功的原理計(jì)算永久磁體和感溫磁體之間的距

離；根據(jù)水的沸點(diǎn)結(jié)合感溫磁體失去磁性的溫度分析解答.

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(1)由題知，永久磁體受重力及彈簧的彈力作用而落下，則使觸點(diǎn)分開時(shí)B點(diǎn)受到的力是豎直向下的，由

此畫出B點(diǎn)受到的力，再由支點(diǎn)O作這個(gè)力作用線的垂線段，即為其力臂L,如圖所示：

(2)若用4N的力按下開關(guān)，即動(dòng)力FA=4N,B端受到的阻力FB=IN,

由杠桿的平衡條件有：FΛLA=FBLB,

所以動(dòng)力臂和阻力臂之比：1A=?=IN=1;

LBFA4N4

由題意和圖示可知，手按下開關(guān)時(shí)，B端上升的升高應(yīng)等于永久磁體和感溫磁體之間的距離，

由功的原理有：FihA=FBhB,

Fh

所以永久磁體和感溫磁體之間的距離：L=hli=-^?=4NXO.5cm=2cin;

FBIN

(3)由題知，當(dāng)溫度達(dá)到103℃時(shí)，感溫磁體失去磁性，永久磁體受重力及彈簧的彈力作用而落下，通過

傳動(dòng)桿使觸點(diǎn)分開，發(fā)熱板停止發(fā)熱，

在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃,則水沸騰時(shí)感溫磁體不會(huì)失去磁性，故不能將觸點(diǎn)分開而自動(dòng)斷電.

12.某物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)壓力報(bào)警裝置，工作原理如圖所示.ABo為一水平杠桿，OA長120cm,O為

支點(diǎn)，AB：OB=5：1；已知報(bào)警器Ro的阻值恒為10。，壓力傳感器R固定放置，R的阻值隨所受壓力F變

化的關(guān)系如表所示.閉合開關(guān)S,水平踏板空載時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V；當(dāng)水平踏板所受壓力增大，電壓

表示數(shù)達(dá)到5V時(shí)，報(bào)警器RO開始發(fā)出報(bào)警信號(hào).踏板.壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計(jì).求：

F/N051015202530???

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R∕∩45342418141210???

(1)電源電壓為多少？

(2)當(dāng)報(bào)警器開始報(bào)警時(shí)，踏板設(shè)定的最大壓力值為多少？

(3)若電源電壓變?yōu)?4V,為保證報(bào)警器仍在踏板原設(shè)定的最大壓力值時(shí)報(bào)警，應(yīng)在杠桿上水平調(diào)節(jié)踏板

觸點(diǎn)B的位置.試計(jì)算說明觸點(diǎn)B應(yīng)向哪個(gè)方向移動(dòng)多少厘米？

【答案】(1)電源電壓為11V；

(2)當(dāng)報(bào)警器開始報(bào)警時(shí)，踏板設(shè)定的最大壓力值為150N；

(3)若電源電壓變?yōu)?4V,為保證報(bào)警器仍在踏板原設(shè)定的最大壓力值時(shí)報(bào)警，應(yīng)在杠桿上水平調(diào)節(jié)踏板

觸點(diǎn)B的位置，觸點(diǎn)B應(yīng)該向左移動(dòng)8cm.

【解析】由圖乙可知當(dāng)踏板空載時(shí)，壓力傳感器的電阻為45。，閉合開關(guān)時(shí)，壓力傳感器和報(bào)警器串聯(lián)，

根據(jù)歐姆定律求出電流，再求出電源電壓；電壓表示數(shù)達(dá)到5V時(shí)，報(bào)警器RO開始發(fā)出報(bào)警信號(hào)，根據(jù)歐

姆定律求出電流，再求出壓力傳感器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出壓力傳感器的阻值，從圖象中找出壓

力值，再根據(jù)杠桿平衡條件求出踏板設(shè)定的最大壓力值；電源電壓升高時(shí)，RO兩端分得的電壓增大，為保

證報(bào)警器仍在踏板原設(shè)定的最大壓力值時(shí)報(bào)警，應(yīng)減小Rfl兩端的電壓，根據(jù)杠桿的平衡條件判斷踏板觸點(diǎn)

移動(dòng)的方向.

若電源電壓變?yōu)?4V,為保證報(bào)警器仍在踏板原設(shè)定的最大壓力值時(shí)報(bào)警，電路中的電流仍變?yōu)?.5A,根

據(jù)歐姆定律算出R的電電阻，從表格中判斷出壓力F,據(jù)杠桿平衡條件求出OB的長度，判斷出移動(dòng)的距離.

(1)閉合開關(guān)時(shí)，壓力傳感器R和R報(bào)警器Ro串聯(lián)，電壓表測報(bào)警器R。兩端的電壓，

由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)踏板空載時(shí)(F=ON),壓力傳感器的電阻為R=45O,R0=10Ω,電壓表的示數(shù)為2V,

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此時(shí)電路中的電流：I=U=Tr=O.2A,

R0IOQ

電源電壓為:U=I(R+Ro)=0.2A×(IOC+450)=IlVs

(2)報(bào)警器R。開始發(fā)出報(bào)警信號(hào)時(shí)，其電壓為UJ=5V,

此時(shí)電路中的電流：I'=?—=-?-=0.5A,

RO10Ω

傳感器兩端的電壓：U傳=U-Uo'=11V-5V=6V,

此時(shí)傳感器的阻值：R'=坐?=心L=I2Q,

I0.5A

由圖象可知，當(dāng)傳感器的阻值為12。時(shí)，對(duì)應(yīng)的壓力Ffκ=25N,

由題知，ABo為一水平杠桿，O為支點(diǎn)，AB：OB=5：1,則OB=工OA=LXI20Cm=20cm,

66

根據(jù)杠桿平衡條件可得：FtSXOA=Fw×OB1即25Nx6=F踹X1,

解得FwS=I50N,即踏板設(shè)定的最大壓力值為150N；

(3)若電源電壓增大變?yōu)?4V時(shí)，R。兩端分得的電壓增大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，應(yīng)增大壓敏電

阻分擔(dān)的電壓，保證RO兩端分得的電壓不變，此時(shí)就應(yīng)該增大壓敏電阻的阻值；

因壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，所以應(yīng)該減小壓桿對(duì)傳感器的壓力，由杠桿平衡條件F×

OA=FSSXOB可知，OA不變，F(xiàn)踏不變，所以F席和OB成正比，要減小壓桿對(duì)傳感器的壓力，應(yīng)減小OB,

即把踏板觸點(diǎn)B向左移動(dòng)。

若電源電壓變?yōu)?4V,為保證報(bào)警器仍在踏板原設(shè)定的最大壓力值時(shí)報(bào)警(即電壓表示數(shù)仍然為5V),電路

中的電流仍為0.5A；

報(bào)警時(shí)壓力傳感器的電阻：R,=U~u°~14v_5v=18Ω;

I0.5A

由圖象可知，當(dāng)傳感器的阻值為18。時(shí)，對(duì)應(yīng)的壓力為F/=15N,

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根據(jù)杠桿平衡條件可得：F踏xOB，=FM×0A,即150NxOB>=15N×1.2m,

解得OB'=0.12m=12cm;

移動(dòng)的距離：S=OB-0B,=20cm-12cm=8cm,

故觸點(diǎn)B應(yīng)該向左移動(dòng)8cm.

13.小宇給家里樓頂?shù)乃渲谱髁艘粋€(gè)自動(dòng)加水裝置，初步設(shè)計(jì)如圖所示，將兩個(gè)完全相同的實(shí)心圓柱體A.

B通過細(xì)線與一壓力傳感開關(guān)相連，吊在水平放置的圓柱形水箱中，已知每個(gè)圓柱體重為6N,底面積為

50cm2.當(dāng)水箱儲(chǔ)水深度降到IOCm,圓柱體B一半浸在水中時(shí)，壓力傳感開關(guān)所受拉力達(dá)到10N,其閉合開

始加水.(細(xì)線質(zhì)量與體積均忽略不計(jì)，g取10N∕kg)請(qǐng)求：

(1)剛開始加水時(shí)，水箱底部所受水的壓強(qiáng).

(2)圓柱體的密度.

(3)當(dāng)水箱儲(chǔ)水深度達(dá)到1.5m時(shí)，壓力傳感開關(guān)所受拉力為5N,其斷開停止加水，求應(yīng)設(shè)計(jì)A、B間細(xì)

線的長度.

氏力傳的開關(guān)

【答案】(1)剛開始加水時(shí)，水箱底部所受水的壓強(qiáng)1Xl()3pa;

(2)圓柱體的密度1.5×103kg∕m3;

(3)A、B間細(xì)線的長度1.3m.

【解析】知道水的深度，根據(jù)P=P水gh求出水箱底部所受水的壓強(qiáng)；根據(jù)題意求出圓柱體B受的浮力，再

根據(jù)F浮=P水gV排求出圓柱體B浸在水中的體積，進(jìn)而求出圓柱體B的體積，再根據(jù)G=mg=PgV求出圓柱

體的密度；當(dāng)水箱儲(chǔ)水深度達(dá)到1.5m時(shí)，壓力傳感開關(guān)所受拉力為5N,求出此時(shí)AB受到的浮力，進(jìn)而求

出AB浸在水中的體積，再求出浸入水中的深度，再求AB浸入水中增加的深度，進(jìn)而求出A、B間細(xì)線的

長度.

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(1)剛開始加水時(shí)，水的深度h=10cm=0.1m,

水箱底部所受水的壓強(qiáng)：

P=p/Rgh=IX103kg∕m3×10N∕kg×0.1m=lXIO3Pa;

(2)圓柱體B一半浸在水中時(shí)，壓力傳感開關(guān)所受拉力達(dá)到10N,

把2個(gè)圓柱體看作一個(gè)整體，受向上的浮力、向上的拉力和向下的總重力,

由力的平衡條件可得：F浮+F拉=G,

此時(shí)圓柱體B受的浮力：

F浮=G-F拉=2×6N-10N=2N,

由F浮=p水gV排得，圓柱體B浸在水中的體積：

F浮2N.

V排=F-------=?；=2×10^4m3,

P水gl×103kg∕n3×10NΛg

由題知，此時(shí)圓柱體B一半浸在水中，

則圓柱體B的體積：V=2V排=2×2×10^4mM×10^4m3,

由G=mg=ρgV得，圓柱體密度：

G6Na。

P="ZT=_43=L5X10kg∕m3;

gVIONZkgX4×10m3

(3)當(dāng)水箱儲(chǔ)水深度達(dá)到hz=1.5m時(shí)，壓力傳感開關(guān)所受拉力為5N,

此時(shí)AB受到的總浮力：

F浮'=G-F拉'=2×6N-5N=7N,

由F浮=p水gV排得，AB浸入水中的總體積:

F浮'TN?

V排'---------\=7×10tnj,

。水gl×10jkg∕mj×IONAg

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圓柱體的底面積為50cm2=5×10-?2,

AB浸入水中的總深度：

V推‘7×10'4ΠI3

hAB=^-2—=——二：5“=O.14m,

S5×10^3ΠI2

當(dāng)水深為h∣=10cm時(shí)，B浸入水中的深度:

1?-43

?v?×4×10〉

hβ=2=±______________=0.04m,

-S-5×10^3m2

則AB浸入水中增加的深度：

Δh=hΛB-hB=0.14m-0.04m=0.1m,

AB間細(xì)線的長度:

h=?-hi-?h=1.5m-O.lm-0.1m=1.3m.

14.在綜合實(shí)踐活動(dòng)中，科技小組設(shè)計(jì)了一個(gè)能反映水平風(fēng)力大小的裝置，如圖甲所示，電源電壓恒為16V,

Ro為定值電阻，L為額定電壓是2.5V的小燈泡，其I-U關(guān)系的部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖乙所示，AB為長14cm、阻值

60。粗細(xì)均勻的電阻絲(電阻絲的阻值與長度成正比)，OP為質(zhì)量、電阻均不計(jì)的金屬細(xì)桿，下端連接一

個(gè)重2N的圓球P.閉合開關(guān)S,無風(fēng)時(shí)，O