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7. 提升题 图6所示的是杂技演员表演独轮车在某一时刻停止在地面的情景,下列分析正确的是()
A.人受到的重力与人对独轮车的压力是一对相对作用力
B.人受到的重力与人对独轮车的压力是一对平衡力
C.人对独轮车的压力与独轮车对人的支持力是一对平衡力
D.人受到的重力与独轮车对人的支持力是一对平衡力
A.人受到的重力与人对独轮车的压力是一对相对作用力
B.人受到的重力与人对独轮车的压力是一对平衡力
C.人对独轮车的压力与独轮车对人的支持力是一对平衡力
D.人受到的重力与独轮车对人的支持力是一对平衡力
答案
D
解析
【解析】
逐一分析各选项：
A. 人受到的重力与人对独轮车的压力，二力方向均竖直向下，且作用在不同物体上，不是相互作用力，A错误；
B. 人受到的重力与人对独轮车的压力，二力作用在不同物体上，不满足平衡力“作用在同一物体”的条件，B错误；
C. 人对独轮车的压力与独轮车对人的支持力，二力作用在两个不同物体上，是一对相互作用力，不是平衡力，C错误；
D. 人受到的重力与独轮车对人的支持力，二力作用在人这同一物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，符合平衡力的条件，是一对平衡力，D正确。
【答案】
D
【知识点】
平衡力的判断、相互作用力的判断
【点评】
本题考查平衡力与相互作用力的区分，核心是明确两种力的关键区别：平衡力作用在同一物体上，相互作用力作用在两个不同物体上，需准确根据力的作用对象、方向等条件分析判断。
【难度系数】
0.6
逐一分析各选项：
A. 人受到的重力与人对独轮车的压力，二力方向均竖直向下，且作用在不同物体上，不是相互作用力，A错误；
B. 人受到的重力与人对独轮车的压力，二力作用在不同物体上，不满足平衡力“作用在同一物体”的条件，B错误；
C. 人对独轮车的压力与独轮车对人的支持力，二力作用在两个不同物体上，是一对相互作用力，不是平衡力，C错误；
D. 人受到的重力与独轮车对人的支持力，二力作用在人这同一物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，符合平衡力的条件，是一对平衡力，D正确。
【答案】
D
【知识点】
平衡力的判断、相互作用力的判断
【点评】
本题考查平衡力与相互作用力的区分，核心是明确两种力的关键区别：平衡力作用在同一物体上，相互作用力作用在两个不同物体上，需准确根据力的作用对象、方向等条件分析判断。
【难度系数】
0.6
8. 提升题 在青少年科技创新大赛中,某同学的发明作品《浮力秤》参加了展评。该作品可方便地称量物体的质量,其构造如图7所示。已知小筒的底面积为80 cm²,总长为20 cm,秤盘中不放物体时,小筒浸入水中的长度为8 cm。在小筒上与水面相平的位置上标记零刻度线,再向上画出刻度线,标上质量值,浮力秤就做好了。染色水的密度为1.0×10³ kg/m³,g取10 N/kg。下列说法错误的是()
A.小筒及秤盘的总质量为640 g
B.该秤能称出物体的最大质量是960 g
C.小筒上的表示质量的刻度线是均匀的
D.若想增大该浮力秤的最大测量值,可以减小透明大筒中液体的密度
A.小筒及秤盘的总质量为640 g
B.该秤能称出物体的最大质量是960 g
C.小筒上的表示质量的刻度线是均匀的
D.若想增大该浮力秤的最大测量值,可以减小透明大筒中液体的密度
答案
D
解析
【解析】
逐一分析选项：
选项A：秤盘不放物体时，小筒漂浮，浮力等于总重力，即$F_{浮}=G_{总}$，$\rho_{水}gV_{排}=m_{总}g$。
浸入体积$V_{排}=S× h_{浸}=80\mathrm{cm}^2×8\mathrm{cm}=640\mathrm{cm}^3=6.4×10^{-4}\mathrm{m}^3$，
则$m_{总}=\rho_{水}V_{排}=1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×6.4×10^{-4}\mathrm{m}^3=0.64\mathrm{kg}=640\mathrm{g}$，A正确。
选项B：小筒浸入水中的最大长度为20cm，此时排开水的体积$V_{排}'=80\mathrm{cm}^2×20\mathrm{cm}=1600\mathrm{cm}^3=1.6×10^{-3}\mathrm{m}^3$，
总浮力$F_{浮}'=\rho_{水}gV_{排}'=1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×1.6×10^{-3}\mathrm{m}^3=16\mathrm{N}$，
总质量$m_{总}'=\frac{F_{浮}'}{g}=\frac{16\mathrm{N}}{10\mathrm{N/kg}}=1.6\mathrm{kg}=1600\mathrm{g}$，
能称的最大物体质量$m=m_{总}'-m_{总}=1600\mathrm{g}-640\mathrm{g}=960\mathrm{g}$，B正确。
选项C：设放入质量为$m$的物体后，小筒浸入水中深度增加$\Delta h$，浮力增加量等于物体重力：$\Delta F_{浮}=mg$，
即$\rho_{水}gS\Delta h=mg$，化简得$m=\rho_{水}S\Delta h$，因$\rho_{水}$、$S$为定值，$m$与$\Delta h$成正比，故刻度线均匀，C正确。
选项D：最大测量值对应小筒完全浸入时的总质量，由$m_{总最大}=\rho_{液}V_{筒}$可知，减小液体密度$\rho_{液}$，$m_{总最大}$减小，最大测量值减小；若要增大最大测量值，应增大液体密度，D错误。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理；物体的浮沉条件；密度公式应用
【点评】
本题考查浮力秤的工作原理，需结合阿基米德原理和物体浮沉条件分析，明确漂浮时浮力等于重力是解题关键，同时要理解刻度均匀的推导过程。
【难度系数】
0.7
逐一分析选项：
选项A：秤盘不放物体时，小筒漂浮，浮力等于总重力，即$F_{浮}=G_{总}$，$\rho_{水}gV_{排}=m_{总}g$。
浸入体积$V_{排}=S× h_{浸}=80\mathrm{cm}^2×8\mathrm{cm}=640\mathrm{cm}^3=6.4×10^{-4}\mathrm{m}^3$，
则$m_{总}=\rho_{水}V_{排}=1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×6.4×10^{-4}\mathrm{m}^3=0.64\mathrm{kg}=640\mathrm{g}$，A正确。
选项B：小筒浸入水中的最大长度为20cm，此时排开水的体积$V_{排}'=80\mathrm{cm}^2×20\mathrm{cm}=1600\mathrm{cm}^3=1.6×10^{-3}\mathrm{m}^3$，
总浮力$F_{浮}'=\rho_{水}gV_{排}'=1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×1.6×10^{-3}\mathrm{m}^3=16\mathrm{N}$，
总质量$m_{总}'=\frac{F_{浮}'}{g}=\frac{16\mathrm{N}}{10\mathrm{N/kg}}=1.6\mathrm{kg}=1600\mathrm{g}$，
能称的最大物体质量$m=m_{总}'-m_{总}=1600\mathrm{g}-640\mathrm{g}=960\mathrm{g}$，B正确。
选项C：设放入质量为$m$的物体后，小筒浸入水中深度增加$\Delta h$，浮力增加量等于物体重力：$\Delta F_{浮}=mg$，
即$\rho_{水}gS\Delta h=mg$，化简得$m=\rho_{水}S\Delta h$，因$\rho_{水}$、$S$为定值，$m$与$\Delta h$成正比，故刻度线均匀，C正确。
选项D：最大测量值对应小筒完全浸入时的总质量，由$m_{总最大}=\rho_{液}V_{筒}$可知，减小液体密度$\rho_{液}$，$m_{总最大}$减小，最大测量值减小；若要增大最大测量值，应增大液体密度，D错误。
【答案】
D
【知识点】
阿基米德原理；物体的浮沉条件；密度公式应用
【点评】
本题考查浮力秤的工作原理，需结合阿基米德原理和物体浮沉条件分析，明确漂浮时浮力等于重力是解题关键，同时要理解刻度均匀的推导过程。
【难度系数】
0.7
9. (多选)下列设备利用连通器原理的是()
A.茶壶
B.船闸
C.活塞式抽水机
D.下水道存水管
A.茶壶
B.船闸
C.活塞式抽水机
D.下水道存水管
答案
ABD
解析
【解析】
连通器的定义是上端开口、底部相互连通的容器，当容器内装有同种液体且液体不流动时，各容器中的液面保持相平。
A.茶壶：上端开口，底部与壶嘴相连通，符合连通器原理；
B.船闸：闸室分别与上游、下游上端开口、底部相连通，通过阀门的开闭，利用连通器原理实现船只通航；
C.活塞式抽水机：是利用大气压将水从低处抽到高处，不属于连通器原理的应用；
D.下水道存水管：上端开口，底部相连通，利用连通器原理防止异味返回室内。
因此利用连通器原理的是ABD。
【答案】
ABD
【知识点】
连通器原理、大气压应用
【点评】
本题考查连通器原理的识别，需准确区分连通器原理与大气压的应用，明确连通器的结构特点是上端开口、底部相连通。
【难度系数】
0.6
连通器的定义是上端开口、底部相互连通的容器，当容器内装有同种液体且液体不流动时，各容器中的液面保持相平。
A.茶壶：上端开口，底部与壶嘴相连通，符合连通器原理；
B.船闸：闸室分别与上游、下游上端开口、底部相连通，通过阀门的开闭，利用连通器原理实现船只通航；
C.活塞式抽水机：是利用大气压将水从低处抽到高处，不属于连通器原理的应用；
D.下水道存水管：上端开口，底部相连通，利用连通器原理防止异味返回室内。
因此利用连通器原理的是ABD。
【答案】
ABD
【知识点】
连通器原理、大气压应用
【点评】
本题考查连通器原理的识别，需准确区分连通器原理与大气压的应用，明确连通器的结构特点是上端开口、底部相连通。
【难度系数】
0.6
10. (多选)隧道扫描显微镜将人类观察的尺度提高到0.1 nm量级,使我们更深入地认识到微观世界的神秘。哈勃空间望远镜使我们认识到了宇宙的浩瀚。关于粒子和宇宙,下列说法不正确的是()
A.电子、原子和质子中,尺寸最小的是质子
B.擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞,这表明分子在不停地做无规则运动
C.用光年表示宇宙的时间,用纳米量度分子的大小
D.电子绕原子核运动和地球绕太阳运动相似
A.电子、原子和质子中,尺寸最小的是质子
B.擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞,这表明分子在不停地做无规则运动
C.用光年表示宇宙的时间,用纳米量度分子的大小
D.电子绕原子核运动和地球绕太阳运动相似
答案
ABC
解析
【解析】
逐个分析各选项：
A. 原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子组成，因此电子的尺寸小于质子，尺寸最小的是电子，A错误；
B. 粉笔灰是宏观物体，其在空中飞舞属于机械运动，不是分子的无规则运动（分子肉眼不可见），B错误；
C. 光年是长度单位，用于衡量宇宙中的距离，不是时间单位；纳米可量度分子大小，但光年的表述错误，C错误；
D. 电子绕原子核运动与地球绕太阳运动的模式相似，都是围绕中心体做圆周运动，D正确。
题目要求选出不正确的选项，因此答案为ABC。
【答案】
ABC
【知识点】
微观粒子尺度、分子热运动、物理单位辨析
【点评】
本题考查粒子与宇宙的基础知识，需区分宏观机械运动与微观分子运动，明确物理单位的定义，对基础知识的辨析能力要求较高。
【难度系数】
0.4
逐个分析各选项：
A. 原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子组成，因此电子的尺寸小于质子，尺寸最小的是电子，A错误；
B. 粉笔灰是宏观物体，其在空中飞舞属于机械运动，不是分子的无规则运动（分子肉眼不可见），B错误；
C. 光年是长度单位，用于衡量宇宙中的距离，不是时间单位；纳米可量度分子大小，但光年的表述错误，C错误；
D. 电子绕原子核运动与地球绕太阳运动的模式相似，都是围绕中心体做圆周运动，D正确。
题目要求选出不正确的选项，因此答案为ABC。
【答案】
ABC
【知识点】
微观粒子尺度、分子热运动、物理单位辨析
【点评】
本题考查粒子与宇宙的基础知识，需区分宏观机械运动与微观分子运动，明确物理单位的定义，对基础知识的辨析能力要求较高。
【难度系数】
0.4
