12.我国10万吨级的“新光华”号半潜船拥有两个标准足球场大的甲板，为亚洲最大。
2019年1月，“新光华”号半潜船从巴西运载2.5万吨的超大型钻井平台回到广州。
半潜船装载钻井平台的工作过程示意图如图所示，半潜船先通过调整水舱里的压载水量，平稳地将船身和甲板潜入约30米深的水下，只露出船楼建筑；然后将漂浮的钻井平台拖拽到甲板正上方水面，半潜船开始排出水舱里的压载水，上浮到甲板与钻井平台底部接触时，将钻井平台绑扎固定在甲板上，继续排出水舱里的压载水，半潜船船身连同钻井平台一起上浮，浮出水面，最后静止。
半潜船在上浮过程中
A.当排出的压载水重大于钻井平台重时才开始上浮
B.当排出的压载水重等于钻井平台重时才开始上浮
C.排出的压载水总重大于钻井平台重
D.排出的压载水总重等于钻井平台重
【答案】C
【解析】
【详解】在半潜船上浮，刚刚接触到钻井平台时，设此时半潜船排开压载水重为G1。
钻井平台原来是漂浮的，即钻井平台刚开始时其本身也受到浮力，且该浮力大小等于钻井平台的重力，此时只要半潜船继续排出压载水，给钻井平台一个支持力，此时钻井平台受到的向上的力（为浮力加半潜船所给的支持力）大于重力，钻井平台就能向上运动。
当钻井平台全部露出水面后，半潜船对钻井平台的支持力F支等于钻井平台的重力，此时F支等于半潜船接钻井平台后继续排出的压载水重G2。
即整个上浮过程中排出压载水总重为G1+G2。
综合以上分析：
AB．当半潜船接触钻井平台后再继续排出压载水，就能上浮，即排出压载水重大于G1，就能使钻井平台上浮，而G1与压载钻井平台重力无关。
故A、B错误。
CD．半潜船船身连同钻井平台一起上浮出水面，最后静止。
排出的压载水总重等于G1+G2，而G2等于钻井平台重力，所以排出的压载水总重大于钻井平台重。
故C正确，D错误。
二、填空题
13.人进入老年后，眼睛睫状体对晶状体的调节能力减弱，太远、太近的物体都看不清楚。
近视远视一体眼镜（双光镜）可以解决这个问题，戴上这种眼镜，透过下半部分可以看清书上文字，透过上半部分镜片可以看清远处景物。
由此可知，近视远视一体眼镜下半部分是______透镜，上半部分镜片对光具有_____（选填“会聚”或“发散”）作用。
【答案】
（1）.凸
（2）.发散
【解析】
【详解】透过下半部分可以看清书上文字，说明不戴眼镜时不能看清近处物体，是远视眼，须凸透镜矫正，所以下半部分是凸透镜；透过上半部分镜片可以看清远处景物，说明不戴眼镜时不能看清远处物体，是近视眼，须凹透镜矫正，所以上半部分是凹透镜，对光具有发散作用。
14.2019年1月3日，嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆。
嫦娥四号探测器在距离月球表面100米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障，选定相对平坦的区域后，开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆。
从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，嫦娥四号探测器的重力势能_______，机械能______。
（选填“增加”或“不变”或“减少”）
【答案】
（1）.减少
（2）.减少
【解析】
【详解】从距离月球表面100米高处到着陆在月球表面，此过程重探测器质量不变，高度降低为零，则其重力势能减少为零；着陆后探测器的速度减为零，则其动能也减少为零。
因机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能减少。
15.我国自行设计和自主研制的蛟龙号载人潜水器，曾创造了下潜7062米的世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录，其体积约为50m3。
蛟龙号某次在太平洋某海域下潜到上表面距海面2000m时，进行预定的悬停作业此时上表面受海水压强是_____Pa，蛟龙号受到海水的浮力是____N。
g取10N/kg，ρ海水=1.03×103kg/m3。
【答案】
（1）.2.06×107
（2）.5.15×105
【解析】
【详解】进行预定的悬停作业时，上表面处于海水中的深度为2000m，则此时上表面受海水压强是p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×2000m=2.06×107Pa；蛟龙号体积约为50m3，则受到的浮力为F浮=ρ海水gV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×50m3=5.15×105N。
16.一个标准大气压下，将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是_____J。
小明家天然气热水器的热效率是84%，他某次洗澡，耗水40kg，自来水进热水器的温度是24℃，出热水器的温度是40℃，小明这次洗澡消耗天然气________m3。
已知水的比热容是4.2×10³J/（kg℃），天然气的热值是3.2×107J/m3。
【答案】
（1）.3.36×105
（2）.0.1
【解析】
【详解】一个标准大气压下水的沸点是100℃，则将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾需要吸收的热量是Q=cm△t=4.2×10³J/（kg℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J；初温为24℃，质量为40kg的自来水温度升到40℃需要吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×10³J/（kg℃）×40kg×（40℃-24℃）=2.688×106J，因天然气热水器的热效率是84%，根据η=
，则天然气需要放出的总热量为Q放=
=
=3.2×106J。
再根据燃料放热公式Q放=Vq，则消耗天然气为V=
=
=0.1m3。
17.某一天晚上睡觉前，小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。
小文将大米等食材放入电饭煲内，接通220V家庭电路，经过了待机、加热、保温三个过程，早餐前断开电源，电饭煲消耗的电功率随时间变化的图像如图甲所示，电饭煲加热过程消耗的电能是______kW·h。
已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示，S是接通家庭电路的开关，S1是自动开关，R1和R2为电阻不变的电热丝，则R2=_____Ω。
【答案】
（1）.0.88
（2）.220
【解析】
【详解】由甲图可知，0-5h功率为44W，此时间段为待机；5-6h功率为880W，此时间段为加热；6-7h功率为220W，此时间段为保温。
电饭煲加热过程时间为1h，则加热过程消耗的电能为W=Pt=0.88kW×1h=0.88kW·h；由电路图可知，当开关S、S1同时闭合时，R1和R2并联，电路总电阻最小，发热功率最大，为加热电路；当开关S闭合、S1断开时，R1断路没有工作，电路中只有R2工作，为保温电路。
因保温功率为220W，即R2功率为220W，则R2=
=
=220Ω。
三、实验探究题
18.在“探究光折射时的特点”试验中，让光源发出的一束光从水中以不同的角度射入空气，观察到光束在水中和空气中的径迹如图所示。
回答以下问题：
（1）此现象说明_______（选填序号）
A．光路可逆
B．光在水面只发生了折射
C．光在水面只发生了反射射
D．光在水面既发生了折射又发生了反射
（2）增大这一束光与竖直方向的夹角，发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也增大，此现象说明_________（选填序号）
A．入射角增大，折射角减小
B．入射角增大，折射角增大
C．折射角的大小与入射角的大小成正比
D．折射角的正弦值与入射角的正弦值成正比
（3）让这一束光垂直于水面射入空气。
传播方向__________（选填序号）。
A．向右偏B．向左偏C．不偏
【答案】
（1）.D
（2）.B（3）.C
【解析】
【详解】
（1）由图可看出，光从水中斜射入空气中，光在水面既发生了折射又发生了反射。
（2）增大这一束光与竖直方向的夹角，即增大了入射角。
根据折射规律，入射角增大，折射角也增大，即射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角增大。
（3）当入射角为零时（光垂直于水面射入空气），折射角也为零（射入空气
光的径迹也垂直于水面），即此时传播方向不偏。
19.测量标有“2.5V”字样的小灯泡在额定电压下工作时的电阻，小灯泡的额定功率估计在0.8W左右。
实验室提供的器材有：
两节干电池、电压表V（量程0—3V）、滑动变阻器、导线若干、开关、待测小灯泡。
供选择的电流表：
A1（量程0—0.6A）、A2（量程0—3A）。
回答下列问题：
（1）电流表应选用_______（“A1”或“A2”）。
（2）连接好如图所示的实验电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有较大的示数。
电路的故障可能是_________（选填序号）
A．电压表断路B．小灯泡断路
C．电压表短路，且小灯泡断路D．电流表短路，且小灯泡断路
（3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V，电流表示数如图乙所示，小灯泡正常发光时的电阻是_______Ω（小数点后保留一位数字）。
【答案】
（1）.A1
（2）.BD（3）.8.3
【解析】
【详解】
（1）因灯泡额定电压为2.5V，额定功率约0.8W，则电路中电流约为I=
=
=0.32A。
所以电流表应选用量程为“0—0.6A”的A1。
（2）A．若电压表断路，则电压表应该没有示数，故A错误；
BD．闭合开关，灯泡不亮，电流表无示数，说明电路不通，即发生了断路。
电压表有较大的示数，证明了与电压表并联的元件发生了断路，导致电压表相当于直接接到了电源两端测电源电压。
综上分析，故BD正确。
C．若电压表短路，且小灯泡断路，则电路是接通的，电流表示数应不为零。
故C错误。
（3）乙图中电流表分度值为0.02A，则其示数为0.3A，所以小灯泡正常发光时的电阻为R=
=
≈8.3Ω
20.测量小石块的密度。
实验室器材有：
托盘天平、量筒、细线、装有适量水的烧杯和待测小石块。
请按以下实验步骤完成实验：
（1）调节天平平衡。
将天平放在水平桌面上，把游码放在标尺左端的零刻度线处，发现指针在分度盘的位置如图甲所示，应将右边平衡螺母向________调节（选填“左”或“右”）。
（2）用调节好的天平称小石块质量。
三次测量结果记录在下表中。
序号
1
2
3
小石块质量m/g
52.8
52.4
52.4
（3）在量筒中装入60mL的水，把小石块放入量筒内，量筒中的水面如图乙所示，则小石块的体积是________cm3。
（4）小石块的密度是________g/cm3（小数点后保留两位数字）。
（5）实际上，小石块要吸水，本实验测得的小石块的密度________（选填“大于”或“小于”或“等于”）小石块的真实密度。
【答案】
（1）.右
（2）.20（3）.2.63（4）.大于
【解析】
【详解】
（1）将天平放在水平桌面上，把游码放在标尺左端的零刻度线处，指针指在分度盘的左侧，说明天平左侧偏重，不论哪侧的平衡螺母，都应向右调节。
（3）由乙图可看出，小石块放入量筒后水和小石块的总体积为80mL，量筒中原来水的体积为60mL，则小石块的体积为V=80mL-60mL=20mL=20cm3。
（4）将步骤
（2）中测得的小石块质量取平均值，则小石块的质量为m=
=52.53g。
则小石块的密度为ρ=
=
=2.63g/cm3。
（5）实际上，小石块要吸水，将石块放入量筒后，石块会吸收一部分水，导致水和石块的总体积小于偏小，则计算出的石块体积偏小，根据ρ=
，最终会导致测得的小石块的密度偏大。
四、综合应用题
21.甲、乙两地相距100km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条用同种材料制成的粗细均匀的输电线，投入使用前，需要对输电线进行测试。
技术人员在甲地用电源、电压表和电流表接成如图所示电路进行测试，当在乙地输电线两端接入阻值为10Ω的电阻时（图中未画出），电压表示数为5.0V，电流表示数为0.10A；保持电源电压不变，技术人员在某处将输电线线设置成短路（图中未画出），再次测试时，电流表示数为0.25A。
求：
（1）甲、乙两地间每条输电线的电阻值；
（2）短路位置离甲地
距离。
【答案】
（1）20Ω；
（2）50km
【解析】
【详解】
（1）当在乙地接入阻值为R=10Ω的电阻时，电压表示数（电源电压）为5.0V，电流表示数为0.10A。
则电路中总电阻为R总=
=
=50Ω。
因R总=R+2R线，所以甲、乙两地间每条输电线的电阻值为R线=
=
=20Ω。
（2）因甲、乙两地相距s=100km，每条输电线的电阻值为R线=20Ω，则每千米输电线的电阻为R0=
=
=0.2Ω/km。
将输电线线某处设置成短路，电流表示数为I′=0.25A，则此时电路总电阻为
=
=
=20Ω，所以此时单根输电导线的电阻为
=
=
=10Ω。
则短路位置离甲地的距离为s′=
=
=50km。
22.为减少碳排放，国家鼓励发展电动车。
综合续航里程是电动车性能的重要指标，我国目前测试综合续航里程的标准是：
电动车充满电后，重复以下一套循环，将电能耗尽后实际行驶的里程就是综合续航里程。
一套循环：
由4个市区工况与1个市郊工况组成。
市区工况是模拟在市区速度较低的情况，每1个市区工况平均时速18km/h，行驶时间200s；市郊工况是模拟交通畅通的情况，每1个市郊工况平均时速64.8km/h，行驶时间400s。
国产某型号的电动汽车有四个相同的轮胎，空载整车质量2400kg，在水平地面上时每个轮胎与地面的接触面积是0.06m2，使用的液冷恒温电池包充满电后蓄电池电能是70kW·h。
某次测试，在市区工况行驶过程中，电动汽车平均牵引力大小是480N，在市郊工况行驶过程中，电动汽车平均牵引力大小是600N，测得的综合续航里程是336km。
g取10N/kg。
求：
（1）空载时轮胎对地面的压强。
（2）本次测试中，完成1个市区工况，电动汽车牵引力做的功。
（3）本次测试中，完成一套循环，电动汽车平均消耗多少kW·h的电能。
【答案】
（1）1×105Pa
（2）4.8×105J（3）2.33kW·h
【解析】
【详解】
（1）空载时整车对水平地面的压力为F=G车=m车g=2400kg×10N/kg=24000N，则轮胎对地面的压强为p=
=
=1×105Pa。
（2）完成1个市区工况，v1=18km/h=5m/s，t1=200s，行驶的路程为s1=v1t1==5m/s×200s=1000m。
牵引力大小F牵=480N，则电动汽车牵引力做的功为W=F牵s1=480N×1000m=4.8×105J。
（3）完成1个市郊工况，v2=64.8km/h=18m/s，t2=400s，行驶的路程为s2=v2t2==18m/s×400s=7200m。
完成一套循环，电动汽车行驶的路程为s=4s1+s2=4×1000m+7200m=11200m=11.2km。
因电动车将电能耗尽能行驶s总=336km，则电动车所有电能能完成的循环套数为n=
=
=30。
又因电动车所有电能为W总=70kW·h，则完成一套循环，平均消耗的电能为W′=
=
=2.33kW·h。
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