12. 图甲为一彩球“温度计”,其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体,随着温度升高,这种液体的密度会减小,液体中有5个挂有温度标牌的彩球,彩球(包括标牌)体积相等,其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时,悬浮的彩球标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。图乙为这个温度计的示意图,编号为4的彩球标牌所标温度值为$22\ °\mathrm{C}$,相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为$2\ °\mathrm{C}$。下列说法正确的是(

A.彩球4在$22\ °\mathrm{C}$时所受浮力大于$18\ °\mathrm{C}$时所受浮力
B.当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时,5个彩球均漂浮
C.若有2个彩球漂浮,3个彩球沉底,则环境温度$t$满足$24\ °\mathrm{C}≤ t≤26\ °\mathrm{C}$
D.要增大该温度计能测得的最高温度,可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球
D
)。A.彩球4在$22\ °\mathrm{C}$时所受浮力大于$18\ °\mathrm{C}$时所受浮力
B.当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时,5个彩球均漂浮
C.若有2个彩球漂浮,3个彩球沉底,则环境温度$t$满足$24\ °\mathrm{C}≤ t≤26\ °\mathrm{C}$
D.要增大该温度计能测得的最高温度,可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球
答案
12.D
解析
【分析】
要解决本题,需结合物体浮沉条件和液体密度随温度的变化规律分析:液体温度升高时密度减小,彩球体积相等,浮沉由彩球密度与液体密度的关系决定(漂浮:$\rho_{\mathrm{球}}<\rho_{\mathrm{液}}$;悬浮:$\rho_{\mathrm{球}}=\rho_{\mathrm{液}}$;沉底:$\rho_{\mathrm{球}}>\rho_{\mathrm{液}}$)。已知彩球4对应$22°\mathrm{C}$,相邻彩球温度间隔$2°\mathrm{C}$,故彩球1~5对应温度为$16°\mathrm{C}$、$18°\mathrm{C}$、$20°\mathrm{C}$、$22°\mathrm{C}$、$24°\mathrm{C}$,且彩球密度$\rho_1<\rho_2<\rho_3<\rho_4<\rho_5$(低温时液体密度大,悬浮时$\rho_{\mathrm{球}}=\rho_{\mathrm{液}}$,故低温对应彩球密度更小)。逐一分析选项:
【解析】
选项A:彩球4在$22°\mathrm{C}$时悬浮,浮力等于重力($F_{\mathrm{浮}}=G_4$);在$18°\mathrm{C}$时,温度更低,液体密度$\rho_{\mathrm{液}}(18°\mathrm{C})>\rho_{\mathrm{液}}(22°\mathrm{C})=\rho_4$,因此$\rho_4<\rho_{\mathrm{液}}(18°\mathrm{C})$,彩球4漂浮,浮力仍等于重力,两次浮力相等,A错误。
选项B:该温度计最低温度为彩球1悬浮时的$16°\mathrm{C}$,此时液体密度$\rho_{\mathrm{液}}=\rho_1$,而$\rho_2>\rho_1$、$\rho_3>\rho_1$、$\rho_4>\rho_1$、$\rho_5>\rho_1$,其余彩球密度均大于液体密度,会沉底,并非全部漂浮,B错误。
选项C:若2个彩球漂浮、3个沉底,说明漂浮的是密度最小的2个彩球($\rho_1$、$\rho_2$),沉底的是$\rho_3$、$\rho_4$、$\rho_5$,此时液体密度需满足$\rho_2<\rho_{\mathrm{液}}<\rho_3$,对应温度$t$在$18°\mathrm{C} ∼ 20°\mathrm{C}$之间,而非$24°\mathrm{C} ≤ t ≤26°\mathrm{C}$,C错误。
选项D:温度计最高可测温度是彩球5悬浮时的$24°\mathrm{C}$,要增大最高温度,需在更高温度时存在悬浮彩球,即需要密度更小的彩球(温度越高液体密度越小,$\rho_{\mathrm{球}}$越小对应悬浮温度越高)。增加与彩球1体积相等、质量更小的彩球,其密度更小,可在更高温度时悬浮,从而增大最高可测温度,D正确。
【答案】
D
【知识点】
物体浮沉条件、密度与温度的关系
【点评】
本题结合彩球温度计的原理,考查浮沉条件和密度随温度的变化,需理清彩球密度与对应温度的关系,逐一分析各选项,是对基础知识点的综合应用。
【难度系数】
0.4
要解决本题,需结合物体浮沉条件和液体密度随温度的变化规律分析:液体温度升高时密度减小,彩球体积相等,浮沉由彩球密度与液体密度的关系决定(漂浮:$\rho_{\mathrm{球}}<\rho_{\mathrm{液}}$;悬浮:$\rho_{\mathrm{球}}=\rho_{\mathrm{液}}$;沉底:$\rho_{\mathrm{球}}>\rho_{\mathrm{液}}$)。已知彩球4对应$22°\mathrm{C}$,相邻彩球温度间隔$2°\mathrm{C}$,故彩球1~5对应温度为$16°\mathrm{C}$、$18°\mathrm{C}$、$20°\mathrm{C}$、$22°\mathrm{C}$、$24°\mathrm{C}$,且彩球密度$\rho_1<\rho_2<\rho_3<\rho_4<\rho_5$(低温时液体密度大,悬浮时$\rho_{\mathrm{球}}=\rho_{\mathrm{液}}$,故低温对应彩球密度更小)。逐一分析选项:
【解析】
选项A:彩球4在$22°\mathrm{C}$时悬浮,浮力等于重力($F_{\mathrm{浮}}=G_4$);在$18°\mathrm{C}$时,温度更低,液体密度$\rho_{\mathrm{液}}(18°\mathrm{C})>\rho_{\mathrm{液}}(22°\mathrm{C})=\rho_4$,因此$\rho_4<\rho_{\mathrm{液}}(18°\mathrm{C})$,彩球4漂浮,浮力仍等于重力,两次浮力相等,A错误。
选项B:该温度计最低温度为彩球1悬浮时的$16°\mathrm{C}$,此时液体密度$\rho_{\mathrm{液}}=\rho_1$,而$\rho_2>\rho_1$、$\rho_3>\rho_1$、$\rho_4>\rho_1$、$\rho_5>\rho_1$,其余彩球密度均大于液体密度,会沉底,并非全部漂浮,B错误。
选项C:若2个彩球漂浮、3个沉底,说明漂浮的是密度最小的2个彩球($\rho_1$、$\rho_2$),沉底的是$\rho_3$、$\rho_4$、$\rho_5$,此时液体密度需满足$\rho_2<\rho_{\mathrm{液}}<\rho_3$,对应温度$t$在$18°\mathrm{C} ∼ 20°\mathrm{C}$之间,而非$24°\mathrm{C} ≤ t ≤26°\mathrm{C}$,C错误。
选项D:温度计最高可测温度是彩球5悬浮时的$24°\mathrm{C}$,要增大最高温度,需在更高温度时存在悬浮彩球,即需要密度更小的彩球(温度越高液体密度越小,$\rho_{\mathrm{球}}$越小对应悬浮温度越高)。增加与彩球1体积相等、质量更小的彩球,其密度更小,可在更高温度时悬浮,从而增大最高可测温度,D正确。
【答案】
D
【知识点】
物体浮沉条件、密度与温度的关系
【点评】
本题结合彩球温度计的原理,考查浮沉条件和密度随温度的变化,需理清彩球密度与对应温度的关系,逐一分析各选项,是对基础知识点的综合应用。
【难度系数】
0.4
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共24分)
13. 酸嘢指腌制的果蔬,是广西的一种传统小吃,在腌制过程中酸味逐渐变得浓郁,这是
13. 酸嘢指腌制的果蔬,是广西的一种传统小吃,在腌制过程中酸味逐渐变得浓郁,这是
扩散
现象,说明分子处在永不停息的无规则
运动中。答案
13. 扩散 无规则
解析
【分析】首先回忆分子动理论的相关知识:不同物质相互接触时彼此进入对方的现象是扩散现象,扩散现象的本质是分子在永不停息地做无规则运动。腌制果蔬时,酸味分子会不断运动进入果蔬内部,使酸味逐渐浓郁,这一过程符合扩散现象的特点,也能体现分子的运动特性。
【解析】腌制过程中酸味浓郁,是酸味分子扩散到果蔬中的结果,属于扩散现象;扩散现象说明分子处在永不停息的无规则运动中,因此两个空依次填扩散、无规则。
【答案】扩散 无规则
【知识点】扩散现象;分子的无规则运动
【点评】本题结合生活中的传统小吃场景考查分子动理论的基础知识点,难度较低,侧重对基础概念的理解与应用,学生易掌握。
【难度系数】0.8
【解析】腌制过程中酸味浓郁,是酸味分子扩散到果蔬中的结果,属于扩散现象;扩散现象说明分子处在永不停息的无规则运动中,因此两个空依次填扩散、无规则。
【答案】扩散 无规则
【知识点】扩散现象;分子的无规则运动
【点评】本题结合生活中的传统小吃场景考查分子动理论的基础知识点,难度较低,侧重对基础概念的理解与应用,学生易掌握。
【难度系数】0.8
14. 同学们用身边的小物品都可以做实验。将气球与头发摩擦,气球会“吸”起头发,在这个过程中,由于摩擦,气球带正电,头发带负电,则原子核束缚电子能力较强的是
头发
(选填“头发”或“气球”),电子的转移方向是从气球到头发
(选填“从气球到头发”或“从头发到气球”)。答案
14. 头发 从气球到头发
解析
【分析】
要解决该问题,需明确摩擦起电的本质是电子的转移:两种不同物质摩擦时,原子核束缚电子能力强的物质会夺得电子,因多余电子带负电;原子核束缚电子能力弱的物质会失去电子,因缺少电子带正电。题目中气球带正电,说明气球失去了电子;头发带负电,说明头发得到了电子,据此可判断束缚电子能力和电子转移方向。
【解析】
摩擦起电的实质是电子的转移:当两个物体相互摩擦时,原子核束缚电子本领强的物体得到电子,带负电;原子核束缚电子本领弱的物体失去电子,带正电。本题中,气球带正电,说明气球失去了电子;头发带负电,说明头发得到了电子。因此,原子核束缚电子能力较强的是头发,电子的转移方向是从气球到头发。
【答案】
头发;从气球到头发
【知识点】
摩擦起电的实质、原子核束缚电子能力
【点评】
本题考查摩擦起电的基本原理,核心是理解摩擦起电过程中电子转移与原子核束缚电子能力的关系,属于基础概念题,难度较低。
【难度系数】
0.6
要解决该问题,需明确摩擦起电的本质是电子的转移:两种不同物质摩擦时,原子核束缚电子能力强的物质会夺得电子,因多余电子带负电;原子核束缚电子能力弱的物质会失去电子,因缺少电子带正电。题目中气球带正电,说明气球失去了电子;头发带负电,说明头发得到了电子,据此可判断束缚电子能力和电子转移方向。
【解析】
摩擦起电的实质是电子的转移:当两个物体相互摩擦时,原子核束缚电子本领强的物体得到电子,带负电;原子核束缚电子本领弱的物体失去电子,带正电。本题中,气球带正电,说明气球失去了电子;头发带负电,说明头发得到了电子。因此,原子核束缚电子能力较强的是头发,电子的转移方向是从气球到头发。
【答案】
头发;从气球到头发
【知识点】
摩擦起电的实质、原子核束缚电子能力
【点评】
本题考查摩擦起电的基本原理,核心是理解摩擦起电过程中电子转移与原子核束缚电子能力的关系,属于基础概念题,难度较低。
【难度系数】
0.6
15. 喷气式飞机在飞行时,发动机向后高速喷出气体,飞机获得向前的推力,这说明力的作用是
相互
的;飞机获得升力的原理是:气体流速越大,气体压强越小
(选填“越大”或“越小”);当飞机在高空飞行时,大气压减小,为了防止燃料沸腾,飞机使用沸点较高
(选填“高”或“低”)的煤油作为燃料。答案
15. 相互 越小 高
解析
【分析】本题考查初中物理的基础知识点,需结合力的作用特点、流体压强规律、沸点与气压的关系逐一分析:第一个空,飞机喷气获得推力的原理对应力的作用特性;第二个空,飞机升力源于流体压强与流速的关系;第三个空,高空防燃料沸腾需结合沸点与气压的关联。
【解析】1. 喷气式飞机向后高速喷出气体时,对气体施加向后的力,根据力的作用是相互的,气体会对飞机施加向前的反作用力,使飞机获得推力,故第一空填“相互”;2. 飞机升力的产生利用流体压强规律:气体流速越大,气体压强越小,机翼上下的压强差形成升力,故第二空填“越小”;3. 液体的沸点随气压减小而降低,高空大气压较小,为防止燃料沸腾,需使用沸点较高的煤油,故第三空填“高”。
【答案】相互 越小 高
【知识点】力的作用相互性、流体压强与流速的关系、沸点与气压的关系
【点评】本题结合飞机实例考查物理基础知识点,均为初中物理核心基础内容,难度较低,侧重知识的应用。
【难度系数】0.8
【解析】1. 喷气式飞机向后高速喷出气体时,对气体施加向后的力,根据力的作用是相互的,气体会对飞机施加向前的反作用力,使飞机获得推力,故第一空填“相互”;2. 飞机升力的产生利用流体压强规律:气体流速越大,气体压强越小,机翼上下的压强差形成升力,故第二空填“越小”;3. 液体的沸点随气压减小而降低,高空大气压较小,为防止燃料沸腾,需使用沸点较高的煤油,故第三空填“高”。
【答案】相互 越小 高
【知识点】力的作用相互性、流体压强与流速的关系、沸点与气压的关系
【点评】本题结合飞机实例考查物理基础知识点,均为初中物理核心基础内容,难度较低,侧重知识的应用。
【难度系数】0.8
16. 建造水电站时要在河道中修筑大坝,如图所示,大坝的下部比上部更为厚实,主要原因是液体的压强随

深度
的增大而增大,液体的压强大小还和液体密度
有关;大坝边上的船闸是连通器
应用的实例。答案
16. 深度 液体密度 连通器
解析
【分析】
本题考查液体压强特点和连通器的应用。首先回忆液体内部压强的规律:液体的压强随深度增加而增大,因此大坝下部需更厚实以承受更大水压;液体压强还与液体密度有关,同一深度下液体密度越大压强越大;船闸利用连通器原理工作,连通器是上端开口、底部连通的容器,船闸通过该原理实现船只通航。
【解析】
1. 大坝下部厚实的原因:液体压强随深度增大而增大,大坝下部所处水的深度更大,受到的水压更强,因此需更厚实。
2. 液体压强的其他影响因素:除深度外,还与液体的密度有关,同一深度,液体密度越大,压强越大。
3. 船闸的原理:船闸是连通器的应用实例,工作时闸室与上游/下游构成连通器,使水位相平,船只顺利通过。
【答案】
深度 液体密度 连通器
【知识点】
液体压强特点 连通器原理
【点评】
本题为初中物理基础题,考查核心概念的识记与简单应用,难度较低,需学生牢记液体压强规律和连通器的特点。
【难度系数】
0.8
本题考查液体压强特点和连通器的应用。首先回忆液体内部压强的规律:液体的压强随深度增加而增大,因此大坝下部需更厚实以承受更大水压;液体压强还与液体密度有关,同一深度下液体密度越大压强越大;船闸利用连通器原理工作,连通器是上端开口、底部连通的容器,船闸通过该原理实现船只通航。
【解析】
1. 大坝下部厚实的原因:液体压强随深度增大而增大,大坝下部所处水的深度更大,受到的水压更强,因此需更厚实。
2. 液体压强的其他影响因素:除深度外,还与液体的密度有关,同一深度,液体密度越大,压强越大。
3. 船闸的原理:船闸是连通器的应用实例,工作时闸室与上游/下游构成连通器,使水位相平,船只顺利通过。
【答案】
深度 液体密度 连通器
【知识点】
液体压强特点 连通器原理
【点评】
本题为初中物理基础题,考查核心概念的识记与简单应用,难度较低,需学生牢记液体压强规律和连通器的特点。
【难度系数】
0.8
17. 如图,物体A与墙的接触面积为$0.1\ \mathrm{m}^2$,物体A重15 N,B重5 N,B放在A上面。某人用50 N的水平推力将A压在竖直墙上,恰能让A和B一起匀速下滑。物体A对墙的压强为 $\boldsymbol{\_\_\_\_\_\_}$ Pa。物体A受到墙对它的摩擦力为 $\boldsymbol{\_\_\_\_\_\_}$ N。若推力保持不变,将B拿走,在A下方施加一个竖直向上的力$F_1$,使物体A恰好能向上做匀速直线运动,则$F_1$的大小为 $\boldsymbol{\_\_\_\_\_\_}$ N。

答案
17. 500 20 35
解析
【分析】
首先,求A对墙的压强需利用压强公式,水平方向A对墙的压力等于水平推力,结合接触面积计算;其次,A和B匀速下滑时竖直方向受力平衡,墙对A的摩擦力等于A、B总重力;最后,拿走B后,滑动摩擦力由压力和接触面粗糙程度决定,推力不变则摩擦力不变,A向上匀速时竖直方向受力平衡,向上的力等于A的重力与摩擦力之和。
【解析】
1. 计算A对墙的压强:水平方向,A受水平推力F=50N,墙对A的支持力与推力平衡,故A对墙的压力$F_{压}=F=50N$。根据压强公式$p=\frac{F_{压}}{S}$,代入$S=0.1\ \mathrm{m}^2$,得$p=\frac{50N}{0.1\ \mathrm{m}^2}=500\ \mathrm{Pa}$。
2. 计算墙对A的摩擦力:A、B一起匀速下滑,竖直方向受力平衡,墙对A的滑动摩擦力与总重力平衡,总重力$G_{总}=G_A+G_B=15N+5N=20N$,故摩擦力$f=G_{总}=20N$。
3. 计算$F_1$的大小:拿走B后,水平推力不变,A对墙的压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,仍为$f=20N$。A向上匀速时,竖直方向受力平衡,向上的$F_1$等于A的重力与摩擦力之和,即$F_1=G_A+f=15N+20N=35N$。
【答案】
500;20;35
【知识点】
压强计算;二力平衡;滑动摩擦力
【点评】
本题综合考查压强、二力平衡、滑动摩擦力的知识点,关键在于明确滑动摩擦力的大小仅与压力和接触面粗糙程度有关,与运动状态无关,需正确分析不同场景下的受力平衡情况。
【难度系数】
0.5
首先,求A对墙的压强需利用压强公式,水平方向A对墙的压力等于水平推力,结合接触面积计算;其次,A和B匀速下滑时竖直方向受力平衡,墙对A的摩擦力等于A、B总重力;最后,拿走B后,滑动摩擦力由压力和接触面粗糙程度决定,推力不变则摩擦力不变,A向上匀速时竖直方向受力平衡,向上的力等于A的重力与摩擦力之和。
【解析】
1. 计算A对墙的压强:水平方向,A受水平推力F=50N,墙对A的支持力与推力平衡,故A对墙的压力$F_{压}=F=50N$。根据压强公式$p=\frac{F_{压}}{S}$,代入$S=0.1\ \mathrm{m}^2$,得$p=\frac{50N}{0.1\ \mathrm{m}^2}=500\ \mathrm{Pa}$。
2. 计算墙对A的摩擦力:A、B一起匀速下滑,竖直方向受力平衡,墙对A的滑动摩擦力与总重力平衡,总重力$G_{总}=G_A+G_B=15N+5N=20N$,故摩擦力$f=G_{总}=20N$。
3. 计算$F_1$的大小:拿走B后,水平推力不变,A对墙的压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,仍为$f=20N$。A向上匀速时,竖直方向受力平衡,向上的$F_1$等于A的重力与摩擦力之和,即$F_1=G_A+f=15N+20N=35N$。
【答案】
500;20;35
【知识点】
压强计算;二力平衡;滑动摩擦力
【点评】
本题综合考查压强、二力平衡、滑动摩擦力的知识点,关键在于明确滑动摩擦力的大小仅与压力和接触面粗糙程度有关,与运动状态无关,需正确分析不同场景下的受力平衡情况。
【难度系数】
0.5
18. 如图甲所示,将一个气球放在已清零的电子秤上,稳定后电子秤的示数为2.04 g。然后用打气筒向气球内打入适量的空气,估算出气球的体积为4 000 cm³,则充气后的气球受到的浮力的大小为

0.052
N,答案
18. 0.052
解析
【分析】要计算充气后气球受到的浮力,需利用阿基米德原理:浸在气体中的物体受到的浮力等于排开气体的重力,即$F_{浮}=\rho_{气}gV_{排}$。本题中气球浸没在空气中,排开空气的体积等于气球体积,因此需先统一单位,再代入空气密度和$g$的值进行计算。
【解析】已知气球体积$V=4000\ cm^3=4×10^{-3}\ m^3$,空气密度$\rho_{空气}\approx1.3\ kg/m^3$,$g$取$10\ N/kg$。根据阿基米德原理,气球受到的浮力:
$F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排}=\rho_{空气}gV=1.3\ kg/m^3×10\ N/kg×4×10^{-3}\ m^3=0.052\ N$。
【答案】0.052
【知识点】阿基米德原理、浮力计算
【点评】本题结合气球的实际场景,考查阿基米德原理在气体中的应用,关键是明确排开气体体积等于物体体积,注意单位换算和空气密度的取值,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】已知气球体积$V=4000\ cm^3=4×10^{-3}\ m^3$,空气密度$\rho_{空气}\approx1.3\ kg/m^3$,$g$取$10\ N/kg$。根据阿基米德原理,气球受到的浮力:
$F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排}=\rho_{空气}gV=1.3\ kg/m^3×10\ N/kg×4×10^{-3}\ m^3=0.052\ N$。
【答案】0.052
【知识点】阿基米德原理、浮力计算
【点评】本题结合气球的实际场景,考查阿基米德原理在气体中的应用,关键是明确排开气体体积等于物体体积,注意单位换算和空气密度的取值,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
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