物理试题
一、选择题：本题共14小题，每小题2分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 古有北斗星指方向，今有北斗卫星导航程。北斗卫星与地面间传递信息是利用（ ）
A. 超声波 B. 次声波 C. 电磁波 D. 空气
【答案】C
【解析】
【详解】我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它传递信息是利用的电磁波，且真空不能传声，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2. 在我国古代的四大发明中，主要应用了磁性材料特性的是（ ）
A. 指南针 B. 火药 C. 印刷术 D. 造纸术
【答案】A
【解析】
【详解】地球的周围存在磁场，地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近，由于异名磁极相互吸引，故指南针静止时指向南方的是它的S极，指向北方的是它的N极，指南针利用了磁性材料的特性：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；而火药、造纸术和印刷术都没有用到磁性材料，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
3. 下列利用电流热效应工作的用电器是（ ）
A. 电视机 B. 电风扇 C. 电脑 D. 电炉
【答案】D
【解析】
【详解】A．电视机工作时电能不是主要转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意；
B．电风扇工作时电能主要转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C．电脑工作时电能不是主要转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故C不符合题意；
D．电炉工作时电能主要转化为内能，是利用电流热效应工作的，故D符合题意。
故选D。
4. 下列光现象与图中廊桥倒影形成的原理相同的是（ ）
A. 镜花水月 B. 小孔成像 C. 海市蜃楼 D. 立竿见影
【答案】A
【解析】
【详解】廊桥倒影是平面镜成像，是由光的反射形成的。
A．镜花水月是平面镜成像现象，是由光的反射形成的，故A符合题意；
B．小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，即光的直线传播，故B不符合题意；
C．海市蜃楼是光通过密度不均匀的空气时发生折射形成的，故C不符合题意；
D．立竿见影是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，即光的直线传播，故D不符合题意。
故选A。
5. 从百米浅海到万米深海，中国自主研制的潜水器有了质的飞跃。潜水器下潜到图中标注的对应深度，承受海水压强最大的是（ ）
A. 7103救生艇 B. 蛟龙号 C. 深海勇士号 D. 奋斗者号
【答案】D
【解析】
【详解】由公式p=ρ海水gh可知，深度越深，压强越大，由图可知，奋斗者号下潜的深度最大，承受海水的压强最大，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
6. 滑动变阻器可以改变接入电路中电阻的大小。使用时移动滑片，改变的是滑动变阻器接入电路中电阻丝的（ ）
A. 材料 B. 横截面积 C. 长度 D. 电流方向
【答案】C
【解析】
【详解】导体的电阻受导体的材料、长度、横截面积、温度的影响；滑动变阻器的原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
7. 下列做法符合安全用电原则的是（ ）
A. 用电器着火时用水灭火 B. 在高压线附近放风筝
C. 在灯和零线之间接开关 D. 更换灯泡前先断开电源
【答案】D
【解析】
【详解】A．生活用水是导体，用电器着火时用水灭火，会造成触电事故，不符合安全用电原则，故A不符合题意；
B．在高压线附近放风筝，风筝线挂在高压电线上极易造成触电事故，不符合安全用电原则，故B不符合题意；
C．在灯和零线之间接开关，则更换灯泡时可能会触电，不符合安全用电原则，故C不符合题意；
D．更换灯泡前先断开电源，可以避免造成触电事故，符合安全用电原则，故D符合题意。
故选D
8. 城市中修建人工湖和湿地公园，可以调节气温，这主要是利用水的（ ）
A. 密度较大 B. 沸点较高 C. 比热容大 D. 流动性好
【答案】C
【解析】
【详解】水的比热容较大，白天，相同质量的水和土壤、沙石比较，吸收相同的热量时，水的温度升高得少；夜晚，放出相同的热量时，水的温度降低得少，使得昼夜的温差小，所以修建人工湖和湿地公园可以有效调节周围环境的气温，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
9. 如图所示，张继的《枫桥夜泊》描绘了枫桥附近的夜景。下列说法正确的是（ ）
A. “霜”是水蒸气遇冷吸热后形成
B. “月”和“渔火”都属于光源
C. 以“寺”为参照物，“桥”是运动的
D. 敲钟的力越大，“钟声”的响度越大
【答案】D
【解析】
【详解】A．霜是水蒸气遇冷凝华形成的，凝华放热，故A错误；
B．月亮不能自身发光，不是光源，渔火是光源，故B错误；
C．以“寺”为参照物，“桥”的位置没有发生改变，“桥”是静止的，故C错误；
D．敲钟的力越大，钟振动的振幅越大，钟声的响度越大，故D正确。
故选D。
10. 下图是某衬衫吊牌的部分信息，号型“170/92A”表示适穿人群的特征参数及体型。“A”表示适用于一般体型，“170”表示身高170cm，“92”表示（ ）
产品名称：衬衫
规格：ML
颜色：蓝色
号型：170/92A
……
A. 胸围92cm B. 肩膀宽92cm C. 上臂周长92cm D. 脖子周长92cm
【答案】A
【解析】
【详解】A．一般人的胸围约92cm，故A符合题意；
B．一般人的肩膀宽约37cm，故B不符合题意；
C．一般人的上臂周长约18cm，故C不符合题意；
D．一般人的脖子周长约40cm，故D不符合题意。
故选A。
11. 经过十年的不懈探索，法拉第发现了电磁感应现象。下图中可以探究产生感应电流条件的装置是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．此装置是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故A不符合题意；
B．此装置可以探究通电导体在磁场中受力的作用，故B不符合题意；
C．此装置可以探究什么情况下磁可以生电，即产生感应电流的条件，故C符合题意；
D．此装置可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少的关系，故D不符合题意。
故选C。
12. 东南海域水质改善，给了中华白海豚一个温馨的家。如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 海豚跃出海面减速上升过程，动能不变
B. 海豚跃起到最高点时，重力势能最大
C. 海豚从高处落回海面过程，重力势能不变
D. 海豚在海面下加速下潜过程，动能变小
【答案】B
【解析】
【详解】A．海豚跃出海面减速上升过程中，质量不变，速度变大，动能变大，故A错误；
B．海豚跃起到最高点时，质量不变，高度最大，重力势能最大，故B正确；
C．海豚从高处落回海面过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，故C错误；
D．海豚在海面下加速下潜过程中，质量不变，速度变小，动能变小，故D错误。
故选B。
13. 如图所示，闭合开关S，滑动变阻器滑片P移动过程中，灯突然熄灭，电压表和电流表均无示数。若电路中仅有一处故障，则故障不可能是（ ）
A. 电流表接线松开 B. 小灯泡L断路 C. 滑动变阻器R断路 D. 开关S接触不良
【答案】B
【解析】
【详解】A．如果电流表接线松开，电路断路，灯泡不亮，电压表和电流表均无示数，故A不符合题意；
B．小灯泡L断路，电压表串联在电路中，电压表的内阻很大，通过电路的电流很小，电压表有示数，电流表没有示数，灯泡不亮，故B符合题意；
C．滑动变阻器R断路，电路断路，灯泡不亮，电压表和电流表均无示数，故C不符合题意；
D．开关S接触不良，电路断路，灯泡不亮，电压表和电流表均无示数，故D不符合题意。
故选B。
14. 如图甲所示，一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上，对长木板施加一个水平向右的力F，使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动，直到木板的长度伸出桌面时停止运动，此过程中木板对桌面的压强p与木板被推动的距离x的关系图象如图乙所示。已知木板宽为0.25m，下列判断正确的是（ ）
A. 长木板的底面积为0.25m2
B. 当时，木板对桌面的压强为37.5Pa
C. 当时，木板对桌面的压力为9N
D. 移动过程中，木板对桌面的压力先不变后增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．木板的长度伸出桌面时停止运动，由图乙可知，木板伸长的长度为
0.30m-0.10m=0.20m
木板的长度
l=0.20m×4=0.80m
长木板的底面积为
S=0.80m×0.25m=0.2m2
故A错误；
B．由图乙可知，木板没有伸出桌面对桌面的压强是30Pa，木板对桌面的压力
F=pS=30Pa×0.2m2=6N
当时，受力面积为
S1=(0.80m-0.26m+0.10m)×0.25m=0.16m2
木板对桌面的压强为
故B正确；
CD．移动过程中，木板对桌面的压力等于重力，重力不变，压力不变，当时，木板对桌面的压力不变，压力大小是6N，故CD错误。
故选B。
二、填空题：本题共6小题，每空1分，共12分。
如图所示，民间有“做白粿迎新春”的传统习俗。制作白粿时，先将浸泡过的米放在木桶中蒸熟，再放入石臼中用木棰捶打，最后搓揉成形。据此回答15-17题。
15. 蒸米时，木桶中米内能的增加是通过________方式实现的，完全燃烧10kg的干木柴能释放出________J的热量。（干木柴的热值为1.2×107J/kg）
【答案】 ①. 热传递 ②. 1.2×108
【解析】
【详解】[1]蒸米时，米吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式增加内能的。
[2]由Q=mq可得，完全燃烧10kg的干木柴释放的热量为
Q=mq=10kg×1.2×107J/kg=1.2×108J
16. 蒸米时，从木桶中冒出的“白气”是水蒸气_________形成的（填物态变化名称）。米香四溢是因为分子在不停地________。
【答案】 ①. 液化 ②. 做无规则运动
【解析】
【详解】[1]“白气”是水蒸气遇冷液化变为的小水珠。
[2]米香四溢，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。
17. 捶打时，木棰相当于一个_________杠杆。白粿被搓揉成圆条形，说明力可以改变物体的_________。
【答案】 ① 费力 ②. 形状
【解析】
【详解】[1]捶打时，木棰的动力臂小于阻力臂，可知相当于一个费力杠杆。
[2]白粿被搓揉成圆条形，其形状发生变化，这说明力可以改变物体的形状。
18. 我国古药物学家常用布摩擦过的琥珀能否吸引干草屑来辨别琥珀的真假。摩擦后的琥珀能吸引干草屑，说明琥珀带了_________。吸管和纸巾摩擦后，吸管带负电，说明摩擦过程中__________（填“吸管”或“纸巾”）失去电子。
【答案】 ①. 电荷##电 ②. 纸巾
【解析】
【详解】[1]带电体具有吸引轻小物体的性质，摩擦后的琥珀能吸引干草屑，说明摩擦后的琥珀带有电荷。
[2]吸管和纸巾摩擦后，吸管带负电，说明摩擦过程中，吸管得到电子，纸巾失去电子。
19. 我国拥有全球最大的海上风力发电站。风能属于_________能源，风力发电设备测试时，风机叶片转动一圈用时20s，发电功率约为6120kW，则风机叶片转动一圈的发电量为_________kW·h。
【答案】 ①. 可再生 ②. 34
【解析】
【详解】[1]风能可以源源不断地从自然界中获得补充，故是可再生能源。
[2]由W=Pt可得，风机叶片转动一圈的发电量为
20. 如图所示，电源电压不变，灯L1、L2完全相同。闭合S1，断开S2、S3，灯L1、L2是_________联的。闭合S1、S2，断开S3，电压表示数为U1；闭合S1、S3，断开S2，电压表示数为U2，则_________。
【答案】 ①. 串 ②. 2∶1
【解析】
【详解】[1]闭合S1，断开S2、S3，灯L1、L2串联，电压表没有接入电路。
[2]闭合S1、S2，断开S3，灯L1、L2串联，灯L1、L2串联，电压表测量电源电压，即电源电压为U1；闭合S1、S3，断开S2，灯L1、L2串联，电压表测量L2两端的电压，又两灯完全相同，则L1和L2两端电压相等，根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和，则
三、作图题：本题共2小题，每小题2分，共4分。
21. 投掷实心球是体育项目之一。请在图中画出静止在水平地面上实心球的受力示意图。
【答案】
【解析】
【详解】静止在水平地面上实心球受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，它们是一对平衡力，过重心沿竖直向下的方向和竖直向上的方向表示出重力G和支持力F，因为这两个力是一对平衡力，所以作图时两条线段长度要相等，如图所示：
22. 如图所示，光从空气斜射入玻璃，请在图中画出反射光线和折射光线的大致位置。
【答案】
【解析】
【详解】首先过入射点垂直于界面作出法线，然后在空气中法线的另一侧作出反射光线，注意反射角等于入射角；再在玻璃中法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角，如下图
四、简答题：本题共1小题，共4分。
23. 如图，小华利用家中物品做实验，他将玻璃杯放在桌布上，然后猛地将桌布从桌面抽出时，玻璃杯几乎不随桌布运动，请用物理知识说明玻璃杯不随桌布运动的理由。
【答案】见解析所示
【解析】
【详解】玻璃杯与桌布原来处于静止状态，桌布受力被抽出，玻璃杯由于惯性，仍保持原来的静止状态，所以玻璃杯几乎不随桌布运动。
五、实验题：本题共5小题，共30分。
24. 下图是探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验情景。
（1）将木块平放在水平木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使木块做________运动。
（2）由图甲可知：此时木块受到的滑动摩擦力大小为________N。
（3）由图乙和图丙可知：在其他条件相同的情况下，压力越大，滑动摩擦力越________。
（4）本实验产生误差的原因是：________。（写一条即可）
【答案】 ①. 匀速直线 ②. 1.2 ③. 大 ④. 很难控制木块做匀速直线运动
【解析】
【详解】（1）[1]“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验的原理是根据二力平衡，因此应该沿水平方向拉木块做匀速直线运动。
（2）[2]由二力平衡力可知摩擦力大小与拉力大小相等，图甲弹簧测力计的示数为1.2N，则摩擦力为1.2N。
（3）[3]由图乙、丙可知，接触面的粗糙程度相同，图丙的压力比图乙大，弹簧测力计的示数图丙较大，即图丙的摩擦力较大，说明在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（4）[4]本实验产生误差的原因是很难控制木块做匀速直线运动。
25. 利用低温箱和温度传感器探究不同温度的水降温的快慢，温度传感器可实时监测并自动记录水温，如图甲所示。
（1）实验时，在三个相同的杯子中加入________相同、初温不同的水。将温度传感器的探头浸没水中测量水温时，应注意探头不要_________；
（2）将三杯水同时放入-30℃的低温箱中冷却，箱内的风扇可使箱内气流稳定循环，使得三杯水受冷环境_________；
（3）同时用三个温度传感器分别监测三杯水的温度，并获得温度随时间变化的图象如图乙。分析图象可知：在其他条件相同的情况下，初温高的水降温_________（填“快”或“慢”）；水在凝固过程中，_________热量，温度保持不变；
（4）为提高实验结论的普遍性，实验时应在每杯水中放入多个探头，对杯子中不同的_________水进行测量。
【答案】 ①. 质量 ②. 接触杯底或接触杯壁 ③. 相同 ④. 快 ⑤. 放出 ⑥. 位置
【解析】
【详解】（1）[1][2]根据控制变量法，在三个相同的杯子中加入质量相同和初温不同的水，温度传感器的探头浸没水中，不能碰到杯底或杯壁。
（2）[3]为了使水受冷环境相同，需要将三杯水同时放入-30℃的低温箱中冷却，箱内的风扇可使箱内气流稳定循环。
（3）[4][5]由图乙可知，水从80℃降低到0℃，大约需要3.2×103s，水从40℃降低到0℃，大约需要3×103s，水从30℃降低到0℃，大约需要2×103s，说明在其他条件相同的情况下，初温高的水降温快。降到0℃后保持不变，说明水在凝固过程中，放出热量，温度不变。
（4）[6]为了使实验结论具有普遍性，避免偶然性，在每杯水中放入多个探头，对杯子中不同的位置的水进行测量。
26. 在探究凸透镜成像规律的实验中：
（1）如图甲所示，用平行光测出凸透镜的焦距为________cm。
（2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上，调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心在________。
（3）调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置，则烛焰在光屏上成倒立、________的像。根据这一成像特点，可制成__________。
（4）若要使光屏上的像变小，应使蜡烛与凸透镜的距离变_________，再调节光屏位置。
【答案】 ①. 12.5（12.3~12.7均可） ②. 同一高度 ③. 缩小 ④. 照相机 ⑤. 大
【解析】
【详解】（1）[1]平行光线经凸透镜折射后变成会聚光线，说明凸透镜对光线有会聚作用；由图知，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，焦点到光心的距离为12.5cm-0.00cm=12.5cm，则凸透镜的焦距是12.5cm，因为最后一位小数是估读的，所以范围在12.3~12.7cm均可。
（2）[2]调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，是为了使像能够成在光屏中央。
（3）[3][4]将点燃的蜡烛和光屏分别放在如图所示的位置，物距大于像距，所以像的性质是倒立的缩小的实像，是照相机的成像特点。
（4）[5]物远像近像变小，所以要使光屏上的像变小，应使蜡烛与凸透镜的距离变大，再调节光屏位置。
27. 用透明圆筒制作测量液体密度的密度计。
（1）获取相关数据：
①已知圆筒底面积为S；
②调节天平平衡时，指针指在分度盘中央刻度线的左侧，此时应将平衡螺母向_________移。如图，用调好的天平测得空圆筒质量_________g；向圆筒中倒入适量水，用天平测得圆筒与水的总质量为81.4g，计算得到圆筒内水的体积_________cm3。
（2）制作液体密度计：
待测液体在圆筒上体积为V0的水面处做标记，如图甲所示。倒掉圆筒内的水，倒入待测液体至标记处，使待测液体体积为V0。将圆筒放入水中，圆筒处于漂浮状态，如图乙。测量圆筒浸入水中的深度h，则待测液体密度_________（用m、S、h、V0、ρ水表示）。根据计算结果在圆筒外壁标记刻度线和密度值；
（3）用自制密度计测量某种液体密度时，发现圆筒触底无法漂浮，请提出一条改进建议：_________。
【答案】 ①. 右 ②. 31.4 ③. 50 ④. ⑤. 往容器中加足够多的水
【解析】
【详解】（1）[1]调节天平平衡时，指针偏向分度盘中央刻度线的左侧，应将平衡螺母向右端移动，才能使天平横梁水平平衡。
[2]由图可知，空圆筒质量质量
m=20g+10g+1.4g=31.4g
圆筒内水的质量
[3]圆筒内水的体积
（2）[4]倒入待测液体后，圆筒排开水的体积
圆筒受到的浮力
圆筒处于漂浮状态，圆筒与待测液体的总重力等于浮力
则待测液体密度
（3）[5]用自制密度计测量某种液体密度时，发现圆筒触底无法漂浮，圆筒受到的浮力小于重力，即排开液体的体积太小，则可以往容器中加足量的水。
28. 学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在10~30℃之间，项目式学习小组利用热敏电阻和电阻箱设计温度报警电路，电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
（1）利用图甲所示电路探究热敏电阻Rt阻值随环境温度t变化的规律；
①根据图甲，用笔画线表示导线，将图乙中的实物电路连接完整_________；
②连接电路的过程中，应将开关________，将电阻箱的阻值调至最大，起到__________的作用；
③将热敏电阻置于0℃的环境中，闭合S1、断开S2，记录电流表示数I0，然后_________（描述开关状态），调节电阻箱R0直至电流表示数为__________，此时Rt=R0；
④将热敏电阻Rt置于不同温度的环境中，重复步骤③，测得的数据如下表：
温度t/℃ 0 10 20 30 40
阻值Rt/Ω 2800 1800 1200 800 600
分析数据可得：热敏电阻的阻值随温度的升高而________；
（2）根据上述探究结果，设计报警电路。
实验器材：电源（恒为12V）、热敏电阻Rt、电阻箱R0（0~9999Ω）、数字电压表（U≥7.2V时报警）、数字电流表（I≥6mA时报警）、开关一个、导线若干。
设计要求：小屋温度t≥30℃或t≤10℃时都有一个电表报警。
①虚线框中的电路图是学习小组设计的报警电路，但它不能完全满足要求，请你根据设计要求将电路图补画完整________；
②设计的电路中，电阻箱R0应调为_________Ω。当温度降低到10℃时电路报警，此时电流表的示数为_________mA。
【答案】 ①. ②. 断开 ③. 保护电路 ④. 断开S1、闭合S2 ⑤. I0 ⑥. 减小 ⑦. ⑧. 1200 ⑨. 4
【解析】
【详解】（1）①[1]由图甲可知，Rt与R0并联，开关S1控制Rt，开关S2控制R0，电流表测干路电流，电路连接如下图所示
②[2][3]连接电路时，为了保护电路，应将开关断开，同时将电阻箱的阻值调至最大。
③[4][5]在实验过程中，当流过热敏电阻的电流等于流过电阻箱的电流时，由欧姆定律可得，此时热敏电阻的阻值等于电阻箱的阻值，故可知此时应断开S1、闭合S2，调节电阻箱R0直至电流表示数为I0，则此时热敏电阻的阻值等于电阻箱的示数。
④[6]由表中数据可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
（2）①[7]由图中可知，此时Rt与R0串联，当温度过高时，此时Rt的阻值减小，电路中电流增大，会触发报警，但温度过低时不会触发报警，由串联电路电阻等比例分压可知，此时应将电压表并联在Rt两端进行改进，电路连接如下图所示
②[8][9]由题意可知，当温度降低到10℃时电路报警，此时Rt两端电压为Ut=7.2V，此时Rt的阻值为Rt=1800Ω，由欧姆定律可得，此时电路中电流为
由串联电路的电压规律可得，此时电阻箱两端电压为
U0=U-Ut=12V-7.2V=4.8V
故由欧姆定律可得，此时电阻箱的阻值为
六、计算题：本题共3小题，共22分。
29. 下图是某暖手宝的工作原理图，电源电压恒为6V，电阻R1为10Ω，闭合开关S，电路的总电流为1A，求：
（1）通过R1的电流；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电路消耗的总电功率。
【答案】（1）0.6A；（2）15Ω；（3）6W
【解析】
【详解】解：（1）由电路图可知，R1和R2并联，由欧姆定律可得，通过R1的电流为
（2）由并联电路的电流规律可得，通过R2的电流为
I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A
故由欧姆定律可得，电阻R2阻值为
（3）由P=UI可得，电路消耗的总电功率为
P=UI=6V×1A=6W
答：（1）通过R1的电流为0.6A；
（2）电阻R2的阻值为15Ω；
（3）电路消耗的总电功率为6W。
30. 小华利用氦气球与探空仪了解空气状况。如图甲所示，质量为0.4kg的探空仪静止在水平桌面上，与桌面接触面积为0.02m2。在室内测试时，将探空仪固定在充有氦气的气球上，释放后氦气球恰好能携带探空仪悬浮在空中，如图乙所示。已知球壳质量为0.23kg，球内氦气的密度为0.17kg/m3，室内空气的密度为1.22kg/m3。求：
（1）探空仪所受的重力；
（2）探空仪对水平桌面的压强；
（3）悬浮时氦气球的体积（计算浮力时，不计探空仪的体积和球壳的厚度）。
【答案】（1）4N；（2）200Pa；（3）0.6m3
【解析】
【详解】解：（1）探空仪的重力
（2）探空仪对水平桌面的压力
探空仪对水平桌面的压强
（3）气球悬浮
①
氦气球受到浮力
②
由①和②得到悬浮时氦气球的体积
答：（1）探空仪所受的重力是4N；
（2）探空仪对水平桌面的压强是200Pa；
（3）悬浮时氦气球的体积是0.6m3。
31. 实践小组设计了由厢体、承重板和动滑轮组成的提升重物的装置，示意图如图甲，厢体放置在水平承重板上，承重板的上表面装有压力传感器，装置由电动机提供动力。该装置设计有超载限制系统，如图乙，限制系统中的控制电路电源电压恒为12V，定值电阻R0阻值为200Ω，压力传感器中的力敏电阻RF阻值随压力F压变化的部分数据如下表所示。当控制电路的电流大于0.03A时，电磁铁将衔铁吸下，B、C两个触点断开，电动机停止工作。已知厢体重150N，承重板和滑轮共重100N，忽略绳重、摩擦和电磁铁线圈电阻。
F压/N … 400 600 800 900 1000 …
RF/Ω … 800 500 300 200 100 …
（1）空厢匀速竖直上升时，求绳拉力F的大小；
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，求拉力F做功的功率；
（3）重物放在厢体内，求该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率；
（4）若要将该装置的最大载重量调小，提出对控制电路的一条调整措施。
【答案】（1）125N；（2）125W；（3）75%；（4）减小R0
【解析】
【详解】解：（1）忽略绳重、摩擦，空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小
（2）绳端移动距离
绳拉力F做的功
绳拉力F的功率
（3）控制电路的最大电流时，载重量最大，控制电路最小总电阻
力敏电阻的阻值
由表中数据可知，当，压力，即最大载重
装置的最大机械效率
（4）要将该装置的最大载重量调小，力敏电阻RF阻值会变大，控制电路的电流不变，由可知，电源电压不变，电路的总电阻不变，可以减小R0的阻值。
答：（1）空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小是125N；
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，拉力F做功的功率是125W；
（3）重物放在厢体内，该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率是75%；
（4）若要将该装置的最大载重量调小，减小R0。
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