综合评价卷
(时间:90分钟 满分:90分)
一、选择题(本题共8个小题,每小题3分,共 24分。第1～6题为单项选择题。第7、8题为多项选择题,每小题至少有两项符合题目要求,全选对得3分,选对但不全得1分,选错或不选得0分)
1.2024年9月19日,我国北斗卫星导航系统迎来了新成员——第五十九颗、第六十颗北斗导航卫星。卫星向地面传递信息利用的是( )
A.超声波 B.次声波
C.光纤 D.电磁波
2.如图所示的“复读鸡”是一款会说话的毛绒鸡,当你对着它讲话,它就会重复你的说话内容。针对这一现象,下列说法正确的是( )
A.“复读鸡”发出声音不是靠振动产生的
B.“复读鸡”和你说出的声音的音色不同
C.两者发出的声音在空气中的传播速度不同
D.若你声音太小,“复读鸡”没有反应,说明频率不够高
3.寒冷的冬天,小明在晨练时看到一些现象,下面是他对这些现象的分析,其中正确的是( )
A.跑步时嘴里呼出的“白气”,是液化现象
B.进入温暖的房间时眼镜变模糊,是升华现象
C.路边地面上薄薄的霜,是凝固形成的
D.屋檐下悬挂的冰柱,是汽化形成的
4.如图所示,手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于凸透镜,影像传感器相当于光屏。下列说法正确的是( )
A.物体上的二维码是光源
B.扫码时二维码要位于摄像头一倍焦距以内
C.要使屏幕上二维码的像变小,只需将二维码远离凸透镜
D.影像传感器上成的是正立的实像
5.小明设计了一款“智能照明灯”,其电路的原理图如图所示,光线较暗时灯泡自动发光,光线较亮时灯泡自动熄灭,控制电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小。以下说法正确的是( )
A.电磁铁的上端为S极
B.灯泡应设计在A和B两接线柱之间
C.当光照强度减弱,电磁铁的磁性增强
D.当光照强度增强,控制电路的电流变小
6.如图所示是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“舂稻谷”的示意图。小华若要更省力,下列做法可行的是( )
A.支点不动,脚在杆上的位置前移
B.将支点靠近人,脚在杆上的位置不动
C.将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移
D.将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移
7.(多项选择)如图所示,电源电压为 12 V 保持不变,小灯泡标有“4 V 1.6 W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50 Ω 1 A”字样。闭合开关S,保证各元件不损坏,下列选项正确的是( )
A.小灯泡正常发光时通过的电流为0.4 A
B.移动滑动变阻器滑片P,小灯泡可能正常发光
C.滑动变阻器接入电路的最小电阻为2 Ω
D.当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动变阻器通电1 min产生的热量为120 J
8.(多项选择)如图所示,甲、乙两物体叠放在水平桌面上,丙、丁两物体分别由绕过A、B滑轮的轻绳与乙物体相连,乙物体两侧轻绳在同一水平直线上,且甲、乙始终保持相对静止。忽略轻绳的弹性、滑轮摩擦,下列分析正确的是( )
A.若丙静止,则甲只受到两个力的作用
B.若丁静止,则乙一定受到桌面的摩擦力作用
C.若丁匀速下降,则甲受到的摩擦力方向水平向右
D.若丙匀速下降,则桌面对乙的摩擦力大小等于丙、丁的重力之差
二、填空题(本题共4个小题,每空2分,共10分)
9.如图所示,把一块表面很干净的玻璃板用细线系好,手持细线上端,把玻璃板往下放到刚好和一盆水的水面接触,再慢慢地向上提起,会感觉很难提起来,请说明产生这种感觉的原因是 。
10.如图所示是某小组自制的潜水艇模型,通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气实现浮沉。当对着胶管A (选填“吸气”或“吹气”)时,模型将下沉,此过程中模型受到的浮力将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
11.如图是皮球落地后弹跳过程中,每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片,此过程中皮球的机械能 (选填“增大”“减小”或
“不变”)。
12.如图所示为测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为 6 V,电流表量程为 0～0.6 A,电压表量程为0～3 V,滑动变阻器规格为“50 Ω 1 A”,小灯泡规格为“2.5 V 0.625 W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,电路电功率的变化范围是 。
三、作图题(本题共3个小题,每小题2分,共6分)
13.如图所示,一束光线从空气斜射到水面时发生反射和折射,OB为反射光线,请作出入射光线、折射光线的大致方向。
14.如图所示实物电路,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:两灯并联,电流表测通过灯L2的电流,开关控制整个电路,导线不能交叉。
15.如图甲所示,将一物块放置于粗糙斜面上的A点由静止释放。释放后物块沿斜面滑下,到达斜面底端O点后,在水平面上滑行一段距离停在C点,不计空气阻力下,其动能随位置变化的大致图像如图乙所示。若将同一物块在B点由静止释放,请在图乙中画出物块从B点下滑后,经A点到停下来的过程中,动能随位置变化的大致图像。
四、简答题(本题共2个小题,每小题3分,共6分)
16.科学家们研制出了一种超轻材料“碳海绵”——一种超轻的固态材料,把一块“碳海绵”放在狗尾巴草上,狗尾巴草草须几乎没变形。将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状。请结合学过的物理知识,回答“碳海绵”应该具有哪些物理性质 还可以应用于生活中哪些方面
17.司马迁在《史记》中有对壮丽辉煌的咸阳宫的描述。如图是人们在建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的情景。他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其他地方。请你回答下列问题。
(1)图中抬巨木的横杆是什么类型的杠杆
(2)将巨木的一端抬起后,在巨木下面垫上圆木的目的是什么。
五、实验与科学探究题(本题共3个小题,第18题8分,第19、20题各10分,共28分)
18.小宗在探究“光的反射定律”实验时,进行如图所示的实验操作。
(1)他先将平面镜平放在水平桌面上,再把白色硬纸板放在平面镜上且与镜面保持 ,白色硬纸板的表面应尽可能 (选填“光滑”或“粗糙”)。
(2)小宗让入射光线贴着该纸板沿AO方向射向镜面,反射光线沿OB方向射出,并用量角器测量入射角和反射角大小,结果如图甲所示。接着小宗多次改变 方向,重复上述操作,最终才能得出“ ”的普遍性规律。
(3)在实验过程中,若将硬纸板倾斜,如图乙所示,让入射光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时反射光线与入射光线、法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
19.如图甲所示是小军探究“电流与电阻的关系”的实验电路图。已知电源电压恒为 4.5 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 2 A”,可供选择的定值电阻的阻值为2 Ω、5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω 和30 Ω。
(1)小军根据图甲连接的实物电路如图乙所示,小军先用5 Ω的定值电阻进行实验,闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片P,此时电流表的示数如图丙所示,则定值电阻两端电压为 V。
(2)断开开关,将5 Ω的定值电阻换成了10 Ω的定值电阻,然后准备闭合开关再向左移动滑片直至电压表示数与上一次电压表示数相同。但同组同学认为他在实验操作上不规范,立即制止了他的做法。你认为他实验操作不规范的地方是 。
(3)如果将所测得的数据描成图像来反映实验结论,最可能是图中
的 。
(4)小军发现另一同学用完全相同的器材和连线方式也进行了该实验,数据记录如表所示。小军认为该同学要得到第1次数据,应对图乙实验装置中的 进行调整才能测出。将该表格拿到老师处复查,发现还有一组数据不合实际,该组数据的实验次序为 。
实验次序 1 2 3 4 5
R/Ω 2 5 10 20 30
I/A 1.20 0.48 0.24 0.12 0.08
20.地震是一种常见的自然现象,大地震动是地震最直观、最普遍的表现。震级越高,地震强度越大,一般5级地震就能造成房屋损坏,被称为破坏性地震。那么,假如房屋用途、结构类型和建筑时间等条件相同,高的房屋和低的房屋哪个抗震能力强呢 小强利用积木、筋膜枪、秒表对该问题进行了探究(如图所示)。实验中,利用积木模拟楼层高度,用调整筋膜枪的挡位来模拟震动级别,记录倒塌用时。通过实验收集到如表所示的实验数据。
组别 楼高 震动级别 倒塌用时
1 4层 1挡 1分15秒43
2 8层 1挡 4秒21
3 4层 3挡 3秒24
4 8层 3挡 2秒43
(1)该实验中是用 来反映抗震能力强弱的,这里用到的实验方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)通过 两组数据,可以得出的初步结论是当遭遇同等强度地震时,低的房屋比高的房屋的抗震能力要 (选填“强”或“弱”)。
(3)当前,我们的科技水平还无法预测地震,因此能做的是提高房屋的抗震能力,请你结合小强的实验,提出一条可行性的措施: 。
(4)小强查阅资料后得知,抗震能力的强弱还与建筑材料、承重结构、施工质量、地基状态等多种因素有关。小强想要探究房屋抗震能力与建筑材料的关系,请你帮小强写出实验步骤及判断方法。
六、综合应用题(本题共2个小题,每小题8分,共16分。解答时需写出必要的计算公式及过程或文字说明,若只写出计算结果将不得分)
21.如图甲所示,额定电压为20 V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路,电源电压为 24 V,灯泡L的IU图像如图乙所示。当灯泡正常发光时,求:
(1)灯泡的电功率。
(2)滑动变阻器接入电路的阻值。
(3)工作10 s后滑动变阻器接入电路的电阻产生的热量。
22.起重船是一种用于水上起重作业的工程船舶,广泛应用于海上大件吊装、桥梁工程建设和港口码头施工等多个领域。某起重船满载时排水量可达1.4×105 t,具备单臂固定起吊12 000 t、单臂全回转起吊7 000 t的能力。世纪工程——港珠澳大桥沉管的安放安装就由该起重船完成。安装沉管的过程中,该起重船将6 000 t的沉管从另一艘船上吊起,然后在空中水平旋转了90°,如图甲所示,最后将沉管放入海水中,实现双向对接。如图乙所示是起重船的简化模型,OB是起重臂,它的底端固定在甲板的O点,顶端通过钢缆BC固定在甲板的支架上。向海里放沉管时,通过固定在B点的绞车(图中未画出)放长钢缆,将沉管放入海中。(不考虑风浪、水流、水的阻力和钢缆在海水中受到的浮力,起重臂、绞车和钢缆的重力及摩擦都忽略不计,g取
10 N/kg,海水的密度取1.0×103 kg/m3)请解答以下问题:
(1)起重臂OB可以看成是绕O点转动的杠杆,当吊起沉管保持静止状态如图乙所示时,OB是一根 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
(2)6 000 t的沉管受到的重力。
(3)该起重船满载时排开水的体积。
(4)为了防止起重船吊装重物时发生倾斜,在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的压载水舱,这样就能通过控制压载水来控制船体的平衡。如图丙所示是起重船正在排压载水的场景。请你分析起吊重物后和将重物放入水后,起重船分别是怎样控制压载水来控制船体平衡的。综合评价卷
(时间:90分钟 满分:90分)
评价等级
一、选择题(本题共8个小题,每小题3分,共 24分。第1～6题为单项选择题。第7、8题为多项选择题,每小题至少有两项符合题目要求,全选对得3分,选对但不全得1分,选错或不选得0分)
1.2024年9月19日,我国北斗卫星导航系统迎来了新成员——第五十九颗、第六十颗北斗导航卫星。卫星向地面传递信息利用的是(D)
A.超声波 B.次声波
C.光纤 D.电磁波
2.如图所示的“复读鸡”是一款会说话的毛绒鸡,当你对着它讲话,它就会重复你的说话内容。针对这一现象,下列说法正确的是(B)
A.“复读鸡”发出声音不是靠振动产生的
B.“复读鸡”和你说出的声音的音色不同
C.两者发出的声音在空气中的传播速度不同
D.若你声音太小,“复读鸡”没有反应,说明频率不够高
3.寒冷的冬天,小明在晨练时看到一些现象,下面是他对这些现象的分析,其中正确的是(A)
A.跑步时嘴里呼出的“白气”,是液化现象
B.进入温暖的房间时眼镜变模糊,是升华现象
C.路边地面上薄薄的霜,是凝固形成的
D.屋檐下悬挂的冰柱,是汽化形成的
4.如图所示,手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于凸透镜,影像传感器相当于光屏。下列说法正确的是(C)
A.物体上的二维码是光源
B.扫码时二维码要位于摄像头一倍焦距以内
C.要使屏幕上二维码的像变小,只需将二维码远离凸透镜
D.影像传感器上成的是正立的实像
5.小明设计了一款“智能照明灯”,其电路的原理图如图所示,光线较暗时灯泡自动发光,光线较亮时灯泡自动熄灭,控制电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小。以下说法正确的是(B)
A.电磁铁的上端为S极
B.灯泡应设计在A和B两接线柱之间
C.当光照强度减弱,电磁铁的磁性增强
D.当光照强度增强,控制电路的电流变小
6.如图所示是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“舂稻谷”的示意图。小华若要更省力,下列做法可行的是(D)
A.支点不动,脚在杆上的位置前移
B.将支点靠近人,脚在杆上的位置不动
C.将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移
D.将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移
7.(多项选择)如图所示,电源电压为 12 V 保持不变,小灯泡标有“4 V 1.6 W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50 Ω 1 A”字样。闭合开关S,保证各元件不损坏,下列选项正确的是(ABD)
A.小灯泡正常发光时通过的电流为0.4 A
B.移动滑动变阻器滑片P,小灯泡可能正常发光
C.滑动变阻器接入电路的最小电阻为2 Ω
D.当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动变阻器通电1 min产生的热量为120 J
8.(多项选择)如图所示,甲、乙两物体叠放在水平桌面上,丙、丁两物体分别由绕过A、B滑轮的轻绳与乙物体相连,乙物体两侧轻绳在同一水平直线上,且甲、乙始终保持相对静止。忽略轻绳的弹性、滑轮摩擦,下列分析正确的是(AD)
A.若丙静止,则甲只受到两个力的作用
B.若丁静止,则乙一定受到桌面的摩擦力作用
C.若丁匀速下降,则甲受到的摩擦力方向水平向右
D.若丙匀速下降,则桌面对乙的摩擦力大小等于丙、丁的重力之差
二、填空题(本题共4个小题,每空2分,共10分)
9.如图所示,把一块表面很干净的玻璃板用细线系好,手持细线上端,把玻璃板往下放到刚好和一盆水的水面接触,再慢慢地向上提起,会感觉很难提起来,请说明产生这种感觉的原因是 分子间存在引力 。
10.如图所示是某小组自制的潜水艇模型,通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气实现浮沉。当对着胶管A 吸气 (选填“吸气”或“吹气”)时,模型将下沉,此过程中模型受到的浮力将 不变 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
11.如图是皮球落地后弹跳过程中,每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片,此过程中皮球的机械能 减小 (选填“增大”“减小”或
“不变”)。
12.如图所示为测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为 6 V,电流表量程为 0～0.6 A,电压表量程为0～3 V,滑动变阻器规格为“50 Ω 1 A”,小灯泡规格为“2.5 V 0.625 W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,电路电功率的变化范围是 0.6～1.5 W 。
三、作图题(本题共3个小题,每小题2分,共6分)
13.如图所示,一束光线从空气斜射到水面时发生反射和折射,OB为反射光线,请作出入射光线、折射光线的大致方向。
14.如图所示实物电路,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:两灯并联,电流表测通过灯L2的电流,开关控制整个电路,导线不能交叉。
15.如图甲所示,将一物块放置于粗糙斜面上的A点由静止释放。释放后物块沿斜面滑下,到达斜面底端O点后,在水平面上滑行一段距离停在C点,不计空气阻力下,其动能随位置变化的大致图像如图乙所示。若将同一物块在B点由静止释放,请在图乙中画出物块从B点下滑后,经A点到停下来的过程中,动能随位置变化的大致图像。
四、简答题(本题共2个小题,每小题3分,共6分)
16.科学家们研制出了一种超轻材料“碳海绵”——一种超轻的固态材料,把一块“碳海绵”放在狗尾巴草上,狗尾巴草草须几乎没变形。将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状。请结合学过的物理知识,回答“碳海绵”应该具有哪些物理性质 还可以应用于生活中哪些方面
答案:密度小,弹性好;可以用在飞行器上,制作高空作业的工具、行李箱、中小学生的书包等。
17.司马迁在《史记》中有对壮丽辉煌的咸阳宫的描述。如图是人们在建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的情景。他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其他地方。请你回答下列问题。
(1)图中抬巨木的横杆是什么类型的杠杆
(2)将巨木的一端抬起后,在巨木下面垫上圆木的目的是什么。
答案:(1)省力杠杆。
(2)将巨木的一端抬起,垫上圆木是变滑动为滚动,目的是减小摩擦以便其转移。
五、实验与科学探究题(本题共3个小题,第18题8分,第19、20题各10分,共28分)
18.小宗在探究“光的反射定律”实验时,进行如图所示的实验操作。
(1)他先将平面镜平放在水平桌面上,再把白色硬纸板放在平面镜上且与镜面保持 垂直 ,白色硬纸板的表面应尽可能 粗糙 (选填“光滑”或“粗糙”)。
(2)小宗让入射光线贴着该纸板沿AO方向射向镜面,反射光线沿OB方向射出,并用量角器测量入射角和反射角大小,结果如图甲所示。接着小宗多次改变 入射光线 方向,重复上述操作,最终才能得出“ 光反射时,反射角等于入射角 ”的普遍性规律。
(3)在实验过程中,若将硬纸板倾斜,如图乙所示,让入射光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面,此时反射光线与入射光线、法线 在 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
19.如图甲所示是小军探究“电流与电阻的关系”的实验电路图。已知电源电压恒为 4.5 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 2 A”,可供选择的定值电阻的阻值为2 Ω、5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω 和30 Ω。
(1)小军根据图甲连接的实物电路如图乙所示,小军先用5 Ω的定值电阻进行实验,闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片P,此时电流表的示数如图丙所示,则定值电阻两端电压为 2 V。
(2)断开开关,将5 Ω的定值电阻换成了10 Ω的定值电阻,然后准备闭合开关再向左移动滑片直至电压表示数与上一次电压表示数相同。但同组同学认为他在实验操作上不规范,立即制止了他的做法。你认为他实验操作不规范的地方是 没有将滑动变阻器滑片移到阻值最大位置,再闭合开关,进行实验 。
(3)如果将所测得的数据描成图像来反映实验结论,最可能是图中
的 C 。
(4)小军发现另一同学用完全相同的器材和连线方式也进行了该实验,数据记录如表所示。小军认为该同学要得到第1次数据,应对图乙实验装置中的 电流表 进行调整才能测出。将该表格拿到老师处复查,发现还有一组数据不合实际,该组数据的实验次序为 5 。
实验次序 1 2 3 4 5
R/Ω 2 5 10 20 30
I/A 1.20 0.48 0.24 0.12 0.08
20.地震是一种常见的自然现象,大地震动是地震最直观、最普遍的表现。震级越高,地震强度越大,一般5级地震就能造成房屋损坏,被称为破坏性地震。那么,假如房屋用途、结构类型和建筑时间等条件相同,高的房屋和低的房屋哪个抗震能力强呢 小强利用积木、筋膜枪、秒表对该问题进行了探究(如图所示)。实验中,利用积木模拟楼层高度,用调整筋膜枪的挡位来模拟震动级别,记录倒塌用时。通过实验收集到如表所示的实验数据。
组别 楼高 震动级别 倒塌用时
1 4层 1挡 1分15秒43
2 8层 1挡 4秒21
3 4层 3挡 3秒24
4 8层 3挡 2秒43
(1)该实验中是用 倒塌用时 来反映抗震能力强弱的,这里用到的实验方法是 转换法 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)通过 1、2(或3、4) 两组数据,可以得出的初步结论是当遭遇同等强度地震时,低的房屋比高的房屋的抗震能力要 强 (选填“强”或“弱”)。
(3)当前,我们的科技水平还无法预测地震,因此能做的是提高房屋的抗震能力,请你结合小强的实验,提出一条可行性的措施: 限制
楼高 。
(4)小强查阅资料后得知,抗震能力的强弱还与建筑材料、承重结构、施工质量、地基状态等多种因素有关。小强想要探究房屋抗震能力与建筑材料的关系,请你帮小强写出实验步骤及判断方法。
答案:选择不同材料的积木,搭建成相同的高度,将筋膜枪调成相同的挡位,记录每次倒塌用时。倒塌用时越长的材料抗震能力越强。
六、综合应用题(本题共2个小题,每小题8分,共16分。解答时需写出必要的计算公式及过程或文字说明,若只写出计算结果将不得分)
21.如图甲所示,额定电压为20 V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路,电源电压为 24 V,灯泡L的IU图像如图乙所示。当灯泡正常发光时,求:
(1)灯泡的电功率。
(2)滑动变阻器接入电路的阻值。
(3)工作10 s后滑动变阻器接入电路的电阻产生的热量。
解析:(1)由图乙可知,UL=20 V时,IL=0.4 A,
灯泡的电功率为PL=ULIL=20 V×0.4 A=8 W。
(2)由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,由串联电路的电流规律
可知,
IR=IL=0.4 A,
滑动变阻器两端的电压为UR=U-UL=24 V-20 V=4 V,
由I=得,滑动变阻器接入电路的阻值为R===10 Ω。
(3)工作10 s后滑动变阻器接入电路的电阻产生的热量
Q=Rt=(0.4 A)2×10 Ω×10 s=16 J。
答案:(1)8 W (2)10 Ω (3)16 J
22.起重船是一种用于水上起重作业的工程船舶,广泛应用于海上大件吊装、桥梁工程建设和港口码头施工等多个领域。某起重船满载时排水量可达1.4×105 t,具备单臂固定起吊12 000 t、单臂全回转起吊7 000 t的能力。世纪工程——港珠澳大桥沉管的安放安装就由该起重船完成。安装沉管的过程中,该起重船将6 000 t的沉管从另一艘船上吊起,然后在空中水平旋转了90°,如图甲所示,最后将沉管放入海水中,实现双向对接。如图乙所示是起重船的简化模型,OB是起重臂,它的底端固定在甲板的O点,顶端通过钢缆BC固定在甲板的支架上。向海里放沉管时,通过固定在B点的绞车(图中未画出)放长钢缆,将沉管放入海中。(不考虑风浪、水流、水的阻力和钢缆在海水中受到的浮力,起重臂、绞车和钢缆的重力及摩擦都忽略不计,g取
10 N/kg,海水的密度取1.0×103 kg/m3)请解答以下问题:
(1)起重臂OB可以看成是绕O点转动的杠杆,当吊起沉管保持静止状态如图乙所示时,OB是一根 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
(2)6 000 t的沉管受到的重力。
(3)该起重船满载时排开水的体积。
(4)为了防止起重船吊装重物时发生倾斜,在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的压载水舱,这样就能通过控制压载水来控制船体的平衡。如图丙所示是起重船正在排压载水的场景。请你分析起吊重物后和将重物放入水后,起重船分别是怎样控制压载水来控制船体平衡的。
解析:(1)起重臂OB的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
(2)沉管受到的重力
G=mg=6 000×103 kg×10 N/kg=6×107 N。
(3)该起重船满载时受到的浮力为
F浮=G排=m排g=1.4×105×103 kg×10 N/kg=1.4×109 N,
由F浮=ρ液gV排可知,
排开水的体积为V排===1.4×105 m3。
(4)起重船吊起重物后,船体发生倾斜,此时在另一头快速注入压载水,两边负重平衡后,船体就会稳定下来。而重物入水后由于存在浮力,负重又会大量减少,这时候又需要排出压载水。
答案:(1)费力 (2)6×107 N (3)1.4×105 m3 (4)见解析
