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四、综合题
12 阅读以下材料，回答问题
无砟轨道
无砟轨道是高速铁路不同于普速铁路的重要特征。无砟轨道是指采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构，又称作无碴轨道，是当今世界先进的轨道技术。列车高速行驶时，会对周围产生强大的气流冲击，使车底的碎石飞溅，冲击车体。因此，时速超过250公里的高速铁路一般采用分块的混凝土板代替道砟。与有砟轨道相比，无砟轨道避免了道砟飞溅，平顺性好，稳定性好，使用寿命长，耐久性好，维修工作少。
(1)列车设计为子弹头型，目的是为了在运行过程中
(2)宽大柔软的座椅，增大坐垫与人体的接触面积，以减小臀部所受的
(3)通往青藏高原的列车中，为了预防乘客发生高原缺氧，在每节车厢内都配有两套供氧系统：一套是“弥散式”供氧；另一套是独立接口吸氧，旅客可以随时用吸氧管呼吸氧气，高原地区的特点是，海拔高度越
(4)高铁下方的轨道如果采用填充碎石头，当列车高速运行时，列车底部和轨道之间气压将会
12 阅读以下材料，回答问题
无砟轨道
无砟轨道是高速铁路不同于普速铁路的重要特征。无砟轨道是指采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构，又称作无碴轨道，是当今世界先进的轨道技术。列车高速行驶时，会对周围产生强大的气流冲击，使车底的碎石飞溅，冲击车体。因此，时速超过250公里的高速铁路一般采用分块的混凝土板代替道砟。与有砟轨道相比，无砟轨道避免了道砟飞溅，平顺性好，稳定性好，使用寿命长，耐久性好，维修工作少。
(1)列车设计为子弹头型，目的是为了在运行过程中
减小
（选填“增大”或“减小”）空气阻力，列车在匀速行驶过程中，列车的动力等于
（填“大于”“小于”或“等于”）阻力；(2)宽大柔软的座椅，增大坐垫与人体的接触面积，以减小臀部所受的
压强
；(3)通往青藏高原的列车中，为了预防乘客发生高原缺氧，在每节车厢内都配有两套供氧系统：一套是“弥散式”供氧；另一套是独立接口吸氧，旅客可以随时用吸氧管呼吸氧气，高原地区的特点是，海拔高度越
高
，大气压强越低
（均选填“高”或“低”）；(4)高铁下方的轨道如果采用填充碎石头，当列车高速运行时，列车底部和轨道之间气压将会
减小
（选填“增大”或“减小”），碎石头可能飞起来落到轨道上，是非常危险的。答案
12. (1)减小 等于 (2)压强 (3)高 低 (4)减小
解析
【分析】
本题结合高铁无砟轨道的实际场景，考查初中物理的基础知识点，需逐一对应物理原理分析：
1. 列车子弹头型为流线型设计，目的是减小空气阻力；匀速行驶时列车受力平衡，动力与阻力是平衡力，大小相等。
2. 压强的影响因素是压力和受力面积，压力一定时，增大受力面积可减小压强，对应宽大座椅的设计原理。
3. 大气压强与海拔高度有关，海拔越高，大气压强越低，高原地区因海拔高导致气压低、氧气少，需配备供氧系统。
4. 流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小，列车高速运行时，底部与轨道间空气流速快，气压减小，导致碎石头飞起。
【解析】
(1) 列车设计为子弹头型（流线型），能减小运行时受到的空气阻力；列车匀速行驶时，处于平衡状态，水平方向的动力和阻力是一对平衡力，因此动力等于阻力。
(2) 根据压强公式 $ p = \frac{F}{S} $，当压力（人的重力）一定时，增大坐垫与人体的接触面积，可减小臀部所受的压强。
(3) 大气压强随海拔高度的升高而减小，高原地区海拔高，大气压低，氧气含量少，因此需要配备供氧系统。
(4) 根据流体压强与流速的关系：在流体中，流速越大的位置压强越小。列车高速运行时，列车底部和轨道之间的空气流速增大，气压减小，碎石头会在外界大气压作用下飞起来，存在危险。
【答案】
(1)减小 等于 (2)压强 (3)高 低 (4)减小
【知识点】
压强、二力平衡、流体压强与流速的关系
【点评】
本题将物理知识与高铁、高原等实际场景结合，考查力学基础知识点，注重知识的实际应用，难度较低，适合学生巩固基础。
【难度系数】
0.3
本题结合高铁无砟轨道的实际场景，考查初中物理的基础知识点，需逐一对应物理原理分析：
1. 列车子弹头型为流线型设计，目的是减小空气阻力；匀速行驶时列车受力平衡，动力与阻力是平衡力，大小相等。
2. 压强的影响因素是压力和受力面积，压力一定时，增大受力面积可减小压强，对应宽大座椅的设计原理。
3. 大气压强与海拔高度有关，海拔越高，大气压强越低，高原地区因海拔高导致气压低、氧气少，需配备供氧系统。
4. 流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小，列车高速运行时，底部与轨道间空气流速快，气压减小，导致碎石头飞起。
【解析】
(1) 列车设计为子弹头型（流线型），能减小运行时受到的空气阻力；列车匀速行驶时，处于平衡状态，水平方向的动力和阻力是一对平衡力，因此动力等于阻力。
(2) 根据压强公式 $ p = \frac{F}{S} $，当压力（人的重力）一定时，增大坐垫与人体的接触面积，可减小臀部所受的压强。
(3) 大气压强随海拔高度的升高而减小，高原地区海拔高，大气压低，氧气含量少，因此需要配备供氧系统。
(4) 根据流体压强与流速的关系：在流体中，流速越大的位置压强越小。列车高速运行时，列车底部和轨道之间的空气流速增大，气压减小，碎石头会在外界大气压作用下飞起来，存在危险。
【答案】
(1)减小 等于 (2)压强 (3)高 低 (4)减小
【知识点】
压强、二力平衡、流体压强与流速的关系
【点评】
本题将物理知识与高铁、高原等实际场景结合，考查力学基础知识点，注重知识的实际应用，难度较低，适合学生巩固基础。
【难度系数】
0.3
一、选择题
1 将一个密闭的易拉罐慢慢把它竖直压入水中，如图所示，当易拉罐全部没入水中后，继续把它压向桶底，体会手的感受，下列对这一过程的分析正确的是（
A.浮力的大小与物体的体积有关
B.浮力的大小与液体密度有关
C.浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关
D.浮力的大小与物体浸入液体的深度有关
1 将一个密闭的易拉罐慢慢把它竖直压入水中，如图所示，当易拉罐全部没入水中后，继续把它压向桶底，体会手的感受，下列对这一过程的分析正确的是（
C
）A.浮力的大小与物体的体积有关
B.浮力的大小与液体密度有关
C.浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关
D.浮力的大小与物体浸入液体的深度有关
答案
1.C
解析
【分析】
要解决这道题，需结合阿基米德原理分析易拉罐压入水中的过程：将密闭易拉罐压入水中分为两个阶段，一是未完全浸没时，易拉罐浸在水中的体积逐渐增大；二是完全浸没后，继续下压，易拉罐浸在水中的体积不再变化，仅浸入深度增加。根据阿基米德原理，浮力大小由液体密度和排开液体的体积决定，需分析各选项对应的变量是否符合实验现象。
【解析】
根据阿基米德原理：$ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $。
选项A：物体体积并非直接影响浮力，而是排开液体的体积，易拉罐完全浸没后，物体体积不变但深度增加时浮力不变，故A错误；
选项B：实验中液体均为水，密度不变，无法说明浮力与液体密度的关系，故B错误；
选项C：易拉罐未完全浸没时，浸在液体中的体积（即排开液体的体积）越大，手感受到的向上的力（浮力）越大；完全浸没后，浸在液体中的体积不变，浮力也不变，说明浮力大小与物体浸在液体中的体积有关，故C正确；
选项D：易拉罐完全浸没后，继续压向桶底，浸入深度增加，但排开液体的体积不变，浮力不变，说明浮力与浸入深度无关，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
浮力的影响因素、阿基米德原理
【点评】
本题通过实验现象考查浮力的决定因素，需结合阿基米德原理分析实验过程中的变量，区分“排开液体体积”和“浸入深度”对浮力的影响，属于基础概念应用题型，需准确理解实验过程与原理的对应关系。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合阿基米德原理分析易拉罐压入水中的过程：将密闭易拉罐压入水中分为两个阶段，一是未完全浸没时，易拉罐浸在水中的体积逐渐增大；二是完全浸没后，继续下压，易拉罐浸在水中的体积不再变化，仅浸入深度增加。根据阿基米德原理，浮力大小由液体密度和排开液体的体积决定，需分析各选项对应的变量是否符合实验现象。
【解析】
根据阿基米德原理：$ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $。
选项A：物体体积并非直接影响浮力，而是排开液体的体积，易拉罐完全浸没后，物体体积不变但深度增加时浮力不变，故A错误；
选项B：实验中液体均为水，密度不变，无法说明浮力与液体密度的关系，故B错误；
选项C：易拉罐未完全浸没时，浸在液体中的体积（即排开液体的体积）越大，手感受到的向上的力（浮力）越大；完全浸没后，浸在液体中的体积不变，浮力也不变，说明浮力大小与物体浸在液体中的体积有关，故C正确；
选项D：易拉罐完全浸没后，继续压向桶底，浸入深度增加，但排开液体的体积不变，浮力不变，说明浮力与浸入深度无关，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
浮力的影响因素、阿基米德原理
【点评】
本题通过实验现象考查浮力的决定因素，需结合阿基米德原理分析实验过程中的变量，区分“排开液体体积”和“浸入深度”对浮力的影响，属于基础概念应用题型，需准确理解实验过程与原理的对应关系。
【难度系数】
0.5
2 核潜艇是我国海军的战略利器,下列对核潜艇训练过程中的分析正确的是(海水密度不变)
（
A.通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B.浮在水面时,排开的水所受的重力等于自身重力
C.在海水中上浮时,所受的浮力逐渐变大
D.下潜过程中,海水对潜艇底部的压强不变
（
B
）A.通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B.浮在水面时,排开的水所受的重力等于自身重力
C.在海水中上浮时,所受的浮力逐渐变大
D.下潜过程中,海水对潜艇底部的压强不变
答案
2.B
解析
【分析】本题考查浮力与压强的相关知识，需结合潜艇的工作原理、物体浮沉条件、阿基米德原理及液体压强公式逐一分析选项：首先明确潜艇浮沉是通过改变自身重力实现，而非排开体积；漂浮时浮力等于重力，浮力等于排开液体的重力；上浮时未露出水面前排开体积不变，浮力不变；下潜时深度增加，压强增大。
【解析】
1. 选项A：潜艇的浮沉原理是通过改变自身重力（压水舱进水或排水）实现上浮与下沉，并非改变排开水的体积，故A错误。
2. 选项B：潜艇浮在水面时处于漂浮状态，根据物体浮沉条件，漂浮时浮力等于自身重力；再由阿基米德原理，浮力等于排开海水所受的重力，因此排开的水所受的重力等于潜艇自身重力，故B正确。
3. 选项C：潜艇在海水中上浮时，在未露出水面之前，排开海水的体积等于潜艇自身体积，保持不变，海水密度不变，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，所受浮力不变；露出水面后，排开体积减小，浮力才减小，故C错误。
4. 选项D：潜艇下潜过程中，底部所处的深度$h$逐渐增大，海水密度不变，根据液体压强公式$p=\rho gh$，海水对潜艇底部的压强逐渐变大，故D错误。
【答案】B
【知识点】浮力、物体浮沉条件、液体压强
【点评】本题为浮力与压强的基础应用题，核心考查潜艇的工作原理及相关公式的应用，需注意区分潜艇与鱼类浮沉原理的不同，避免混淆排开体积与自身重力的改变，属于易错题，需准确掌握知识点。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 选项A：潜艇的浮沉原理是通过改变自身重力（压水舱进水或排水）实现上浮与下沉，并非改变排开水的体积，故A错误。
2. 选项B：潜艇浮在水面时处于漂浮状态，根据物体浮沉条件，漂浮时浮力等于自身重力；再由阿基米德原理，浮力等于排开海水所受的重力，因此排开的水所受的重力等于潜艇自身重力，故B正确。
3. 选项C：潜艇在海水中上浮时，在未露出水面之前，排开海水的体积等于潜艇自身体积，保持不变，海水密度不变，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，所受浮力不变；露出水面后，排开体积减小，浮力才减小，故C错误。
4. 选项D：潜艇下潜过程中，底部所处的深度$h$逐渐增大，海水密度不变，根据液体压强公式$p=\rho gh$，海水对潜艇底部的压强逐渐变大，故D错误。
【答案】B
【知识点】浮力、物体浮沉条件、液体压强
【点评】本题为浮力与压强的基础应用题，核心考查潜艇的工作原理及相关公式的应用，需注意区分潜艇与鱼类浮沉原理的不同，避免混淆排开体积与自身重力的改变，属于易错题，需准确掌握知识点。
【难度系数】0.6
