【2026年中考复习】全国中考物理真卷综合能力题100道（上）

【2026年中考复习】全国中考物理真卷综合能力题100道（上） 一．实验探究题（共25小题） 1．（2025•辽宁）某小组在参观古代科技展时，看到一汲水装置——辘轳，如图（a）所示。讲解员介绍：辘轳是古人利用他们的智慧发明创造的工具，解决了提水费力问题。它是主要由大轮和小轮组成的轮轴装置。使用它能够实现“四两拨千斤”。辘轳静止时满足杠杆的平衡条件。 【质疑与验证】 （1）某同学质疑辘轳静止时满足杠杆的平衡条件，该同学自制了一部分器材，进行验证。 （2）该同学先在质量分布均匀的圆形薄硬板上画一条直径MN，并标出圆心O和均匀的刻度，再以O为圆心过MN上的L点画一个圆。接下来，在圆心处挖一个洞，然后将圆板安装在铁架台的固定的光滑转轴上，转轴水平且与圆板平面垂直，如图（b）所示。 （3）将一组钩码（钩码重均为0.5N）通过细线悬挂在L点，另一组钩码悬挂在N点。调整右侧钩码个数直至MN处于水平且静止，如图（c）所示。规定能使圆板顺（逆）时针转动的力为动（阻）力。由图（c）中的信息得到：动力×动力臂　 　 阻力×阻力臂。 （4）多次调整力和力臂，反复进行实验，记下每一次MN水平且静止时的数据。 （5）处理数据后，发现每次圆板静止时都满足杠杆的平衡条件。 （6）实验中，每次均使MN在水平位置静止，MN应与悬挂钩码的细线　 　 （填“垂直”或“平行”）；目的是便于测量　 　 。 【反思】 （7）古人之所以把井绳缠在小轮上，是因为这样做可以　 　 力。 （8）制造辘轳时，把小轮和大轮半径之比变　 　 ，可以达到更省力的目的。（不计机械自重和轴的摩擦） 【发现与探索】 （9）该同学想起辘轳的大轮上不止一个手柄，两名同学可以一起提水，于是继续探究两个动力作用下杠杆的平衡条件。 多次实验，数据表格如下： 数据序号 动力F1/N 动力臂l1/m 动力F2/N 动力臂l2/m 阻力F3/N 阻力臂l3/m 1 0.5 0.4 1.5 0.2 2.5 0.2 2 0.5 0.4 1.0 0.3 2.5 0.2 3 1.0 0.3 1.0 0.2 2.5 0.2 分析表中数据，得出结论：F3l3＝　 　 。（用表中字母表示） 2．（2025•兰州）小亮游泳时发现，当他从浅水区走向深水区时，会感到呼吸越来越困难。他认为呼吸变困难可能与液体内部的压强有关。关于影响液体内部压强的因素，他提出了如下猜想： 猜想1：可能与方向有关；猜想2：可能与深度有关；猜想3：可能与液体的密度有关。 为验证猜想，他利用微小压强计进行如下实验探究： （1）实验前要检查装置的气密性，如图1甲所示，小亮用手轻压探头处橡皮膜，观察到U形管两侧液面出现了明显的高度差，说明该装置　 　 （选填“漏气”或“不漏气”）。 （2）微小压强计上的U形管　 　 （选填“属于”或“不属于”）连通器。 （3）小亮把微小压强计的探头固定在水中某一深度，然后改变探头的方向，发现U形管两侧液面的高度差保持不变，说明同种液体内部的同一深度，各个方向的压强　 　 。 （4）接着，小亮利用微小压强计完成了如图1乙、丙、丁所示的实验操作，其中　 　 两图的现象能解释小亮游泳时呼吸变困难的原因。根据这一现象，当把一个六面蒙有绷紧程度相同的橡皮膜的立方体置于水中时，图2中能真实反映橡皮膜受到水的压强情况的是　 　 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）。 （5）将微小压强计改装成如图3所示的装置，把两个探头分别放在左、右两个容器内的液体中，当两探头位于同一深度时，U形管左右两侧液面的高度差为Δh，说明猜想3是　 　 （选填“正确”或“错误”）的。 3．（2025•威海）如图1所示，我国部分古代建筑屋顶采用弧线型设计，“如鸟斯革，如翚斯飞”。屋顶为什么这样设计？某兴趣小组通过实验进行探究。 根据经验，雨水流过屋顶的时间越短，防雨效果越好，为此他们首先进行了实验一。 实验一：探究雨滴经过屋顶的时间与哪些因素有关 （1）猜想：影响雨滴流过屋顶（高度、宽度均相同）时间的因素可能为：雨滴在屋顶运动的初始位置、屋顶材料、屋顶形状。（雨滴与屋顶碰撞之后的速度近似为零，他们认为可不用研究雨滴初始速度这一因素。） 设计实验方案： 请写出1个测量时间的工具：　 　 。 图2所示5个实验：用钢珠代替雨滴，将相同钢珠从屋顶不同位置静止释放，记录钢珠经过屋顶的时间。若研究该时间与屋顶材料的关系，应选择实验　 　 进行研究。 测量与分析： 用传感器获得图2甲、乙中钢珠从屋顶顶端滑到底端完整的路程s和时间t实验数据，画出s﹣t关系如图3所示，其中图像　 　 （选填“c”“d”）表示钢珠运动的平均速度较大；钢珠滑过屋顶　 　 （选填“甲”“乙”）的时间较短。 实验二：探究下雨时不同屋顶对墙体的保护能力 （2）如图4所示，甲、乙、丙是下方墙体相同、屋顶的材料相同但形状不同的三个建筑。将代替雨滴的相同钢珠分别在甲、乙屋顶顶端静止滑下落到水平地面，测量落地点到墙的距离s1、s2，数据如表所示。 实验次数 距离/cm s1 s2 1 45 58 2 43 59 3 44 58 根据表2推测：为防止雨水落地时飞溅打湿墙体，下雨时　 　 对墙体保护更好（选填“甲”“乙”）。若不计一切阻力，甲图中钢珠落地时的动能　 　 乙图中钢珠落地时的动能（选填“＜”“＝”“＞”）。 实验三：探究不同屋顶对建筑采光的影响 （3）图4甲、乙、丙三个建筑右侧墙体均安装大型窗户，某时刻阳光方向如图所示，阳光能够照射到房间内距离最远的是　 　 （选填“甲”“乙”“丙”）。 4．（2025•吉林）学校科技小组进行了“测量小石块密度”的实验。 （1）用天平测小石块的质量，当天平平衡时，右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图甲所示，小石块的质量为 　 　 g，用量筒和水测得小石块的体积为20cm3，则小石块的密度为 　 　 kg/m3。 （2）利用浮力知识，科技小组的同学又用另一种方法测出了小石块的密度。 步骤一：如图乙所示，将长方体物块放入柱形盛水容器中，物块漂浮，测出物块浸入水中的长度。 步骤二：如图丙所示，将小石块放在物块上，测得物块浸入水中的长度与图乙相比增加了h1。此时物块受到的浮力与图乙相比 　 　 。 步骤三：如图丁所示，将小石块用细线（细线体积和质量均忽略不计）系在物块下，测得物块浸入水中的长度与图乙相比增加了h2。图丁中水对容器底部的压强 　 　 图丙中水对容器底部的压强（填“大于”、“等于”或“小于”）。 根据以上信息可得，小石块密度的表达式为ρ石＝ 　 　 （用ρ水、h1、h2表示）。 5．（2025•长沙）如图是探究浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关的实验过程。 （1）实验时，应先将弹簧测力计在 　 　 方向调零； （2）乙图中物体所受浮力为 　 　 N； （3）请你分析实验数据，判断物体所受浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关，并说明理由。 　 　 。 6．（2025•广东）探究电流与电阻的关系实验如图，使用的器材如下：电压恒为6V的电源，规格为“50Ω 1.2A”的滑动变阻器，规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等。 U＝2V 实验序号 ①/Ω ②/A 1 5 2 10 3 15 4 20 （1）连接电路时，开关应处于 　 　 状态。请用笔画线代替导线将实物图连接完整。 （2）将如表所示的实验记录表①、②处补充完整：①　 　 ，②　 　 。 （3）将5Ω的定值电阻接入电路，并将滑动变阻器调到最大阻值处，闭合开关，　 　 ，直到电压表的示数为2V，此时电流表的示数如图乙所示，为　 　 A，记录数据。 （4）依次更换定值电阻，重复实验。 （5）若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V，是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验？请判断并说明理由：　 　 。 7．（2025•北京）某同学利用滑动变阻器RP、电阻箱R、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻Rx的实验电路，如图所示。 （1）请补充主要实验步骤： ①按电路图连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大端。 ②闭合S1，　 　 ，记录电压表的示数U。 ③闭合S1，　 　 ，使电压表的示数仍为U。 ④记录电阻箱的阻值R0。 （2）待测电阻的阻值Rx＝ 　 　 。（用测量量表示） 8．（2025•宜宾）某学习小组在探究压敏电阻阻值随压力变化的关系时，设计了如图甲所示的电路图，电源电压恒为12V，R是滑动变阻器。回答下列问题： （1）小组成员选择合适的测量范围，按电路图连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于　 　 （填“a”或“b”）端。 （2）滑动变阻器的滑片置于正确的位置后，闭合开关S，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，则故障可能是压敏电阻处发生　 　 （选填“短路”或“断路”）。 （3）排除故障后，闭合开关S，该压敏电阻在无压力情况下，调节滑动变阻器，电流表与电压表的指针稳定后如图乙所示，电流表的读数为　 　 A，电压表的读数为　 　 V，此时压敏电阻的阻值为　 　 Ω。 （4）闭合开关S，改变压力F的大小，调节滑动变阻器，直到电流表的示数与图乙中电流表示数相同，记录下此时电压表测得的电压U，描绘出不同压力下的U﹣F图，如图丙，结合图像可知，该压敏电阻的阻值随压力的增大而　 　 （填“增大”或“减小”），其中压力F较小时的敏感程度更　 　 （填“高”或“低”）。 （5）实验后，学习小组将该压敏电阻与电阻丝熔断器、电源构成串联电路，如图丁，电源电压恒为12V，电阻丝熔断器的熔断电流为0.8A。若要该压敏电阻受到的压力增加到10N时熔断器的电阻丝熔断，则熔断器的阻值应设计为　 　 Ω。 9．（2025•绥化）实验室有一个标识不清的定值电阻，同学们设计了如下实验进行测量。 （1）实物电路如图甲所示，电源为两节新干电池，请用笔画线代替导线将电路连接完整（导线不得交叉）。 （2）连接电路时，开关应处于 　 　 状态，滑动变阻器的滑片P应滑动到 　 　 （选填“A”或“B”）端。闭合开关，电压表的示数接近电源电压，电流表几乎无示数。经检查，电流表及各连接处均完好，则电路故障是 　 　 。 （3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.4V，电流表的示数如图乙所示，则电阻R的阻值为 　 　 Ω。有同学把此次数据作为本实验的最终结果，请你对此作出评价或建议：　 　 。 10．（2025•贵州）某次学校物理社团活动主题是“制作浮力秤”。经思考，小明决定用薄壁硬质饮料瓶、水槽、水、细线及几个质量不同的重物进行制作。他设想，让饮料瓶漂浮于水面，在瓶身上标记出相应的质量刻度线，把待测物体放入瓶中，待水面静止时，根据水面所在刻度线的位置，便可读出待测物体质量。小明进行如下制作： 【任务一】制作秤体 小明切掉饮料瓶底部，用细线将瓶盖与其中一个重物连接，旋紧瓶盖，将瓶体开口向上倒置于水槽中，待其静止后，若瓶体呈竖直状态，且与重物整体漂浮，则秤体制作完成，如图甲所示。此时瓶体便可作为秤盘盛放待测物体。 （1）此时秤体所受浮力大小 　 　 其重力大小。 【任务二】标注刻度 小明认为当秤体漂浮，且水面位于瓶体的圆柱状部分时才便于标记刻度。他发现图甲中秤体在水中的位置尚未满足标记刻度的条件。 （2）为满足条件，小明用准备的器材进行调整，请你给他提出调整建议 　 　 。 调整完成后，小明先将饮料瓶身与水面齐平处标记为0cm，此处即为质量标度的零刻度线；将饮料瓶取出，再将刻度尺对应的长度刻度值标记在瓶身上；测量出饮料瓶圆柱状部分的横截面积为50cm2，再放入水中，如图乙所示。 （3）接下来，只需将瓶身上所标注的长度刻度值转换为相应的质量标度，便可完成浮力秤的制作。请你计算瓶身上刻度1cm处所对应的质量标度为多少克？（ρ水＝1.0g/cm3） 小明按照此方法计算并标注了浮力秤各刻度值对应的质量标度。 【任务三】拓展分析 小羽参照小明的方法，用一个横截面为圆形，切口处圆的面积也为50cm2，但上下粗细不同的饮料瓶来制作浮力秤。她正确标记了零刻度线的位置，用刻度尺紧贴瓶身，在瓶身上标注了均匀的刻度，如图丙所示；接着她依照小明浮力秤的刻度值，在相同的刻度处标注了相同的质量标度（图中未画出）。 （4）请判断小羽制作的浮力秤所称出的物体质量比真实值偏大还是偏小？说明理由。 11．（2025•黑龙江）（1）小王同学用如图1甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图1乙，导体A、B、D的横截面积为S，C的横截面积为2S，导体A、B、C的长度相同。 ①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系，小王同学在MN之间接入的两段导体应是 　 　 （选填导体的字母名称）。 ②实验中可以通过观察 　 　 来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时，请你给小王同学提一条解决方案：　 　 。 （2）在探究“电流与电阻的关系”的实验中，设计了如图2甲所示的电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器规格为“40Ω，1A”，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R。 ①根据图2甲，用笔画线代替导线将图2乙中的电路连接完整； ②根据图2丙，该实验保持定值电阻两端的电压为 　 　 V不变； ③闭合开关后，无论如何移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表均无示数，电路中可能出现的故障是：　 　 （写出一个即可）； ④用5Ω的电阻进行实验后，再换用10Ω的电阻继续实验，若想保持定值电阻两端的电压不变，滑片应该适当向 　 　 （填“左”或“右”）移动； ⑤当接入25Ω的定值电阻时，无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验，需要在电路中串联一个 　 　 Ω的电阻才能完成实验。 12．（2025•广西）用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为9V，滑动变阻器最大阻值为20Ω，四个定值电阻的阻值分别为16Ω、20Ω、40Ω和80Ω。 （1）在连接电路前，开关应处于 　 　 状态，滑动变阻器的滑片置于 　 　 （选填“A”或“B”）端。 （2）连接好电路后，闭合开关，发现电压表有示数、电流表无示数，则电路故障的原因可能是电流表 　 　 （选填“短路”或“断路”）。 （3）排除故障后，进行实验。每当更换定值电阻，就调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端电压保持不变，并记下电流表的示数。下表完整记录了前3组数据，第4组的电流如图乙所示，则电流大小为 　 　 A。 实验序号 1 2 3 4 5 R/Ω 16 20 40 80 I/A 0.50 0.40 0.20 分析表格数据可知：导体两端电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成 　 　 。 （4）为了得到第5组数据，进一步验证实验结论，现用一个8Ω的定值电阻和上述器材进行实验，你认为是否可行？请作出判断并说明理由。 答：　 　 （选填“可行”或“不可行”），理由：　 　 。 13．（2025•深圳）蓄冷剂是食品运输和保险过程中的重要降温试剂。现有A、B两种蓄冷剂，财财同学和明海同学为了探究其蓄冷效果，进行了如下的实验探究：财财首先将质量均为100g的两种蓄冷剂分别装入完全相同的冰袋中，标明A、B，放入冰箱中冷冻为温度相同的固体。在容器1、2中分别加入质量为500g且温度相同的水，将冰袋从冰箱中拿出放入水中，并用隔热材料密封。明海同学通过温度传感器每隔一定时间测量蓄冷剂及水的温度，如图是明海记录的A、B两蓄冷剂及容器1、2中水的温度随时间的变化曲线。 （1）露露同学发现：蓄冷剂熔化前温度在升高，其分子热运动速度变 　 　 ； （2）0∼t1，水和蓄冷剂之间发生热传递，宇婷同学说其热传递方向为 　 　 ； （3）0∼t1，蓄冷剂 　 　 吸热更快； （4）t1∼t2，容器1中水的温度降低10℃，若热量全部被冰袋吸收，经过计算，汉欢同学发现每克蓄冷剂A吸收的热量为 　 　 ； （5）汉欢同学在深圳市内配送蛋糕时，选择蓄冷剂 　 　 更好，理由是 　 　 。 14．（2025•大兴安岭）实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材：小灯泡L（U额＝2.5V，额定功率约为0.8W）、电压为3V且保持不变的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整。（导线不允许交叉） （2）①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误，正确的操作应是：　 　 。 ②正确操作后，继续实验的过程中，电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障，则故障可能是滑动变阻器 　 　 （选填“断路”或“被短接”）。 （3）排除故障后，继续实验，获取实验数据。当电压表示数为2.5V时，电流表表盘如图丙所示，通过计算可知，小灯泡L的额定功率为 　 　 W。 （4）完成实验后，小明设计了如图丁所示的电路，想要用原有的实验器材和定值电阻R0，在不使用电流表的情况下，测量该小灯泡L的额定功率。请你帮助他完成实验方案： ①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1接a，调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为 　 　 V； ②保持滑片不动，再将开关S1接b，读出电压表示数为U0； ③小灯泡L的额定功率P额＝ 　 　 （用U额、U0、R0表示）。 （5）小明找来了阻值为20Ω的定值电阻R0，按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡L的额定功率？请说明你的判断依据：　 　 。 15．（2025•山东）某小组在“探究电压一定时，电流与电阻的关系”实验中，设计的电路图如图甲所示。 （1）根据电路图甲，用笔画线代替导线将图乙中的电路补充完整。 （2）正确连接电路，闭合开关后，发现电流表、电压表均无示数，将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P，分别显示0V、0V、3.0V，由此判断电路故障为　 　 。 （3）排除以上故障后，接入4Ω的定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.0V，此时电流表的示数如图丙所示，为　 　 A。 （4）断开开关，用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后，闭合开关，接下来的操作是：　 　 ，并记录电流表的示数。 （5）更换不同定值电阻进行实验，得到如下数据： R/Ω 4 5 8 10 20 /Ω﹣1 0.25 0.2 0.125 0.1 0.05 I/A 0.40 0.25 0.21 0.11 分析数据，小华发现保持电压不变时，通过导体的电流随着电阻的增大而减小，猜想电流与电阻或反比。为了验证他的猜想，请描点并作出I图像。 （6）根据图像得出结论：实验误差允许范围内，在电压一定的情况下，通过导体的电流与　 　 成正比，即电流与　 　 成反比。 16．（2025•河南）某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻，所用电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）请用笔画线表示导线，将图1甲中的电路连接完整。 （2）正确连接好电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于　 　 （填“A”或“B”）端。闭合开关后，发现小灯泡不发光，电压表有示数，电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好，造成这一现象的原因可能是　 　 。 （3）排除故障后进行实验，当滑动变阻器的滑片移至某一位置时，电压表的示数为2.1V，电流表的示数如图1乙所示，为　 　 A，此时小灯泡的电阻为　 　 Ω（计算结果保留一位小数）。 （4）经过多次实验，测量并记录多组数据，得到小灯泡的I﹣U图像如图2所示，该图像不是一条直线，其原因是　 　 。接下来，小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考，根据图2大致画出了滑动变阻器的I﹣U图像。图3为三位同学画出的图像，其中正确的是　 　 （填“A”“B”或“C”），你判断的理由是　 　 。 17．（2025•陕西）小明发现，向水中加入食盐能使沉入水底的鸡蛋上浮至漂浮，加入的食盐越多，鸡蛋排开盐水的体积就越小。于是提出问题：能否利用漂浮的物体排开液体的体积与液体密度之间的关系制成密度计？小明用大烧杯、金属丝、刻度尺、食盐、水、密度已知的不同液体、直杆（轻质均匀的圆柱体）等器材进行实验探究。（水的密度为1g/cm3） （1）如图﹣1，小明将直杆放入水中，直杆倾倒后漂浮在水面上，此时直杆受到的浮力 　 　 重力。 （2）为了让直杆能立在水中，小明将金属丝缠绕在直杆的不同位置，分别放入水中，直杆在水中所处的状态如图﹣2所示。分析①、②、③可知：要使直杆竖直漂浮在水中，应在直杆的 　 　 位置缠绕金属丝；分析③、④、⑤三幅图可知：当金属丝缠绕的位置一定时，适当 　 　 （选填“增加”或“减少”）金属丝的缠绕量，直杆更容易竖直漂浮在水中。 （3）直杆竖直漂浮在密度不同的液体中时，浸在液体中的深度也不同。因此，将直杆上液面所对应的位置，标注为该液体的密度。则在图﹣3中的a点标注的密度值为 　 　 g/cm3。 （4）将直杆放入密度已知的不同液体中，当直杆在液体中稳定竖直漂浮时，在直杆上液面所在的位置做标记，并测量出直杆浸入液面以下部分的长度H；将数据记录在表中，并将对应的密度值标注在直杆上，制成密度计。 液体密度ρ/（g•cm﹣3） 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 浸入液面以下部分的长度H/cm 15.95 14.22 12.80 11.64 10.67 分析表中数据可知：此密度计所标刻度的位置越靠上，对应液体的密度值越 　 　 （选填“大”或“小”），刻度线分布越 　 　 （选填“疏”或“密”）。 （5）如图﹣4，是A、B两支密度计在水中漂浮时的情景，若要测量密度稍小于水的另一种液体的密度，选 　 　 （选填“A”或“B”）密度计测量更准确。（A、B放入另一种液体中，均不会沉入底部） 18．（2025•天津）在探究“电流与电压和电阻的关系”的实验中： （1）请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整； （2）表一是探究电流与　 　 关系的实验数据，为分析它们的定量关系，需要对表一中的数据进行处理，请简要说明如何处理数据：　 　 （写出一种方法即可）； （3）分析表二中的数据，可得结论：当电压一定时，　 　 。 表一 实验序号 电压U/V 电流I/A 1 1.0 0.20 2 1.5 0.30 3 2.0 0.40 … … … 表二 实验序号 电阻R/Ω 电流I/A 1 5 0.48 2 10 0.24 3 15 0.16 … … … 19．（2025•湖北）有横截面积相同的1.0m长的镍铬丝、0.8m长的锰铜丝和0.5m长的康铜丝各一根，小晶通过实验研究材料、长度对金属丝电阻的影响。其他器材有：干电池、开关、带夹子的导线若干、电流表、1m长的刻度尺。 （1）请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。 长度/cm 60.0 40.0 20.0 …… 电流/A 1.33 2.61 …… （2）要研究长度对电阻的影响，应选择 　 　 （填“同一”或“不同”）金属丝。当镍铬丝接入电路的长度为60.0cm时，电流表示数如图乙，读数为 　 　 A。改变长度并记录电流值填入上表，随着长度减小，电路中电流变 　 　 ，表明电阻变 　 　 。 （3）要研究材料对电阻的影响，可使上述三根金属丝接入电路的长度均为 　 　 m（填“0.4”“0.7”或“0.9”）。 （4）完成探究后，小晶将镍铬丝与小灯泡串联接入电路，模拟一个简易调光台灯。当观察到小灯泡变暗时，可推断镍铬丝接入电路的长度变 　 　 。 20．（2025•新疆）小红在测量小灯泡的电功率的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，实验装置如图甲所示。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物图连接完整； （2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到 　 　 （选填“A”或“B”）端。实验中，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　 W； （3）小红完成实验后，小明使用相同的实验器材和相同的电源电压重新连接电路，也完成了该实验。小红测得的实验数据如表1所示，小明测得的实验数据如表2所示。分析表1和表2可得：实验时，电源电压为 　 　 V；小灯泡两端的电压从1V升高到2.5V时，小灯泡的电阻变化了 　 　 Ω（结果保留1位小数）。 表1 实验次数 电压U/V 电流I/A 1 1.5 0.24 2 2.0 0.26 3 2.5 表2 实验次数 电压U/V 电流I/A 1 3.0 0.20 2 2.5 0.24 3 1.8 0.27 21．（2025•福建）降水量是指一段时间内，雨水（或融化后的固体降水）未经蒸发、渗透和流失所积聚起来的水层深度。为了监测降水量，科创小组制作了“翻斗式雨量计”，装置外观是上端开口的圆柱体，如图1甲。内部结构示意图如图1乙。装置核心部件如图1丙，它是用中间隔板分开的两个完全对称的三角形容器，可绕O点处的水平轴转动，从而使两侧容器轮流接水，当一侧容器接满10mL雨水时会发生翻转，将水倒出，随着降雨持续，翻斗左右翻转，过程如图1丁。磁铁与配重通过连杆安装在翻斗上并随翻斗左右摆动，当磁铁经过磁感应开关（两者相互作用力忽略不计）时，磁感应开关通过电流传感器将翻斗翻转信息变成电信号，从而推算降水量。 （1）翻斗在水平位置时是等臂杠杆，实验器材中属于等臂杠杆的有 　 　 。 （2）连杆上装有可调高度的配重。校准过程，若倒入的水量总是大于10mL时翻斗才发生翻转，可通过 　 　 （填“降低”或“升高”）配重在连杆上的位置进行调整。 （3）图2甲是翻斗翻转信息变为电信号的工作电路，电源电压不变，R1、R2为定值电阻，R1＝800Ω。某次降雨，电流传感器（电阻不计）测得电流随时间变化关系如图2乙。 ①当磁铁每次经过磁感应开关时，开关状态是 　 　 。 ②“翻斗式雨量计”顶端开口面积为0.1m2，由图2乙可知该地区30min内降水量约为 　 　 mm，降水量变化趋势是 　 　 。（测量前翻斗内无水） ③由图2可知，R2＝ 　 　 Ω。 （4）若该装置在我国北方地区使用，可改进的措施是 　 　 。 22．（2025•湖南）某兴趣小组了解到人长时间过度低头易对颈椎肌肉造成伤害，为研究颈椎肌肉产生的拉力大小与人低头角度变化之间的规律，设计并组装了一套如图甲所示的装置。印有头颈部照片的内盘与有刻度的固定外盘圆心均在O点，内盘可绕O点转动，以O点为支点，将整个头颈部简化为杠杆模型。θ表示人低头的角度，在A点通过细线悬挂一个重为2N的物体模拟头颅重力，用细线垂直OB对B点施加的拉力F1模拟颈椎肌肉产生的拉力，细线对A点的拉力大小为F2。实验中通过拉力传感器测出内盘上的头颈部在不同位置平衡时F1的大小，实验数据如下表所示。 物体的重力/N 2 θ的大小/° 0 15 30 45 60 拉力传感器的示数/N 0 3.22 6.22 8.80 10.78 （1）请画出图乙中F2的力臂L（保留作图痕迹）。 （2）分析表格中的数据可知，颈椎肌肉产生的拉力随人低头的角度增大而 　 　 ，对颈椎肌肉的影响就越大。 （3）若某中学生头颅的重力为50N，请根据表格中的数据，计算该学生低头角度为45°时，颈椎肌肉产生的拉力大小是 　 　 N。 （4）请你结合以上分析，从保护颈椎肌肉的角度提出一条合理建议：　 　 。 23．（2025•乐山）要得出杠杆的平衡条件，需要经历以下过程： （注：实验中所用的钩码质量均相等、杠杆上相邻刻线间的距离均相等） （一）观察杠杆在水平位置的平衡 （1）如图甲（a）所示是一个在水平位置平衡的杠杆，减少其中一侧钩码的数量，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与 　 　 有关； （2）如图甲（b）所示用带杆的滑轮向左推动右侧挂钩码的悬线，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与 　 　 有关； （二）探究杠杆的平衡条件 （3）如图乙所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　 　 （选填“左”或“右”）端调节。 （4）如图丙所示，调平后在A点悬挂2个钩码，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂 　 　 个钩码。若规定A点处的力为动力，则此时的杠杆属于 　 　 杠杆； （5）通过多次实验测得数据并分析数据，可以得出杠杆的平衡条件为 　 　 ； A.动力×动力臂＝阻力×阻力臂 B.动力+动力臂＝阻力+阻力臂 （三）反思拓展 （6）根据实验结论，为使杠杆满足如图丁所示的水平平衡，应将左侧的2个钩码悬挂至 　 　 （选填图丁中的数字编号）位置。 24．（2025•河北）在“探究电流与电压的关系”的实验中，小明设计了图1所示的实验电路。电源电压为6V不变，R为定值电阻，AD间粗细均匀的电阻丝和夹子（M和N）一起组成变阻器，A、B、C、D、E、F为电阻丝上的六个点，E、F两点未标出。 （1）根据实验要求，请用笔画线代替导线将图1中的实物电路补充完整。 （2）闭合开关前，将变阻器的全部电阻接入电路是为了 　 　 。 （3）闭合开关，电流表无示数，电压表示数为6V，电路的故障（仅有一处）是 　 　 。 （4）排除故障后，闭合开关，保持夹子N位置不动，夹子M依次接在变阻器的A、B、E、C、F、D六个点，每次电表均选用合适的量程，进行实验，收集数据并记录在表格中。 接线位置 A B E C F D 电压U/V 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 6.0 电流I/A 0.3 ① 0.5 0.6 0.8 1.2 表格中①处的数据如图2所示，为 　 　 A。 （5）分析数据，可以得出实验结论：在电阻一定的情况下，　 　 。 （6）在电阻丝C点放一小蜡块，闭合开关，发现小蜡块逐渐熔化，为使小蜡块熔化得更快，一定可行的方法是：　 　 （写出一条即可）。 【拓展】在上面的实验电路中，电流表接0～0.6A量程，把另一电压表V1接在A点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子M接在A点不动，夹子N可在电阻丝上连续改变位置，在保证电路安全的情况下，夹子N在任意位置时，用电阻R0替换R，使电压表V1和图中的电压表示数之比总是2：3。则满足上述条件的R0的取值范围是 　 　 Ω。 25．（2025•山西）2025年春节，小明观看了电影《哪吒2》。电影中，“哪吒”高呼：“冰不导电”。小明对此片段印象深刻，并产生疑问：冰真的不可以导电吗？请你帮他设计一个可操作的实验方案进行验证。 二．解答题（共9小题） 26．（2025•长沙）冬天，为了给鱼缸内的水加热，小星购买了标有“220V 440W”的电热丝R1和标有“220V 275W”的电热丝R2各一根，电热丝的电阻不随温度变化。 （1）求电热丝R1正常工作时的电流； （2）将R1和R2串联接入电路中，求R1与R2两端的电压之比； （3）为了给鱼缸提供适宜的水温，小星想设计的加热电路需要满足以下要求： （a）当水温低于20℃时，启动高挡快速加热，功率为440W； （b）当水温在20℃至30℃之间时，启动低挡保温； （c）当水温高于30℃时，断开整个电路。 为此，他找到了4个温控开关（功能见下表），从中选择两个开关设计了如图所示的电路。 元件类型 符号 功能 温控开关 S1 温度低于20℃时闭合，高于20℃时断开 S3 温度低于20℃时断开，高于20℃时闭合 S2 温度低于30℃时闭合，高于30℃时断开 S4 温度低于30℃时断开，高于30℃时闭合 ①请在电路图相应的位置标出电热丝和所选开关的符号； ②按设计连好电路后，为调整功率，小星取下某一根电热丝，剪掉一截后接回原电路。再启动低挡，测得其中一根电热丝两端的电压为99V，请计算此时电路的总功率。 27．（2025•宜宾）中医药是中国传承几千年的文化瑰宝。如图甲是一款小型的电热中药煎药壶，额定电压为220V，有高温、低温两个挡位，其内部简化电路如图乙所示，当双触点选择开关接触A、B时为断开状态。R1、R2是两个阻值不变的电热丝，R1＝484Ω，R2＝121Ω，U＝220V。 （1）判断并简要说明使用低温挡工作时开关应接触B、C还是C、D； （2）计算使用低温挡工作时的功率是多少； （3）计算使用高温挡工作1min，电流做功是多少； （4）采用低温挡加热已煎好的某种中药液。已知该中药液比热容为4.0×103J/（kg•℃），质量为200g，加热8min，温度从5℃升高到45℃。请计算此过程的加热效率（加热过程中药液蒸发的影响可忽略不计）。 28．（2025•大兴安岭）中医药是中华优秀传统文化的瑰宝，在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅，图乙是其工作电路简化的等效电路图，通过开关S1和S2的不同状态组合，可以实现三挡加热功能。定值电阻R1、R2都是发热电阻，其中R1＝110Ω。该电中药锅部分参数如表所示。已知：c药液＝4.2×103J/（kg•℃）。 求： （1）当闭合开关S1，将开关S2接a时，电中药锅使用的是 　 　 （选填“低温”“中温”或“高温”）挡。 （2）将1kg药液从25℃加热到35℃的过程中，药液吸收的热量是多少J？ （3）使用该电中药锅的中温挡正常工作，加热100s，消耗的电能是多少J？ （4）R2的阻值是多少Ω？ 额定电压/V 220 额定功率/W 高温挡880 中温挡440 低温挡220 29．（2025•山东）近年来，我国探月工程不断取得突破性成果，并计划于2035年前基本建成月球科研站。为支撑月球科研站等深空探测重大工程。2025年4月29日，“天都一号”通导技术试验星成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验，有效拓展了激光测距技术的观测窗口，过程示意如图。研究人员表示未来嫦娥八号将会携带试验装置登陆月球开展试验，比如聚焦太阳光熔化月壤，获得可以用于月球科研站建设的材料等。月球环境近似为真空。g月大约是地球上g的。 （1）聚焦太阳光熔化月壤过程是　 　 能转化为　 　 能； （2）测控站与“天都一号”间的信号传递利用的是　 　 ； （3）假定激光站和“天都一号”之间为真空环境，激光站发射激光和收到回波信号的时间间隔为2.5s，求激光站与“天都一号”间的距离；（激光的传播速度取3×108m/s） （4）小明畅想未来在月球科研站内的生活：“未来在月球上，我的质量变小了，完成引体向上更轻松了。”请你对小明的畅想作出评析。 30．（2025•河南）图甲为一款测量液体密度的装置设计图。电源电压为12V，R0为一定值电阻，MN间是足够长的轻质导线，金属棒竖直固定且粗细均匀。一弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端，与金属棒之间无摩擦且接触良好。已知金属棒接入电路的阻值R与弹簧所受拉力F的关系如图乙所示。容积为40cm3的小桶通过轻绳挂在弹簧下端，闭合开关S，桶内未装液体时，电流表示数为0.2A；测量密度时，需在桶内装满待测液体，通过读取电流表示数可得出液体密度。（不计弹簧、滑片及小桶的质量） （1）闭合开关S，向桶内缓缓注入液体，此过程中电流表的示数　 　 （填“增大”或“减小”）。 （2）电路中定值电阻R0的阻值为多少？ （3）当桶内装满某种液体时，电流表的示数为0.3A，该液体的密度为多少？（g取10N/kg） （4）电路中的电源使用一段时间后，电源电压降低。用此装置测量液体密度时，若仍将电源电压视为12V，会导致所测液体的密度　 　 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 31．（2025•陕西）火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率为火电站发出的电能，Q总为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳一氢一风一电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。 （1）某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计。若风电站以总装机功率工作时，1天所发出的电能中，有8.2×105kW•h的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生1m3氢气消耗3.6kW•h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？（氢气的热值为1.28×107J/m3） （2）假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发出1kW•h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？ （3）若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则同样发出1kW•h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为2.9×107J/kg） 32．（2025•天津）在跨学科实践活动中，同学们制作了如图1所示的“浮力秤”，用来称量物体的质量。圆柱形薄壁外筒足够高且内装足量的水，带有秤盘的圆柱形浮体竖直漂浮在水中，浮体浸入水中的深度为h0。已知浮体横截面积为S0，外筒横截面积为3S0，水的密度为ρ0。 （1）浮体和秤盘的总质量为　 　 ； （2）秤盘中未放物体，在水面位于浮体的位置标为“0”刻度线；秤盘中放质量为m1的砝码，在水面位于浮体的位置标为“m1”刻度线。请推导出这两条刻度线间的距离Δh的表达式； （3）为了测算该“浮力秤”的最大测量值，先把带有秤盘的浮体直立在外筒底部（图2），再向外筒内缓慢注水，外筒底部受到水的压强与注入水质量的关系如图3所示。 当外筒底部受到水的压强至少为p1时，此“浮力秤”能够达到最大测量值，该最大测量值为　 　 。 33．（2025•福建）如图为科创小组测量大气压和海拔的简易装置原理图，R0为定值电阻，RF为力敏电阻，RF置于圆柱体容器底部，可自由滑动的活塞通过轻杆压在力敏电阻上。容器内抽成真空，装置气密性良好。该装置通过两电表示数分别转换测出大气压值和海拔，且示数均随测量值增大而增大。电源电压恒为6V，R0＝30Ω，RF的阻值与压力大小F的关系为RF＝1030﹣2.5F，电压表量程为0∼3V，电流表量程为0∼0.6A。活塞横截面积为4×10﹣3m2，忽略摩擦，不计活塞质量。查阅资料，大气压p与海拔h的关系如表。 海拔h/m 0 100 200 300 400 500 …… 1000 2000 …… 大气压p/×103Pa 101 100 99 98 97 96 …… 90 80 …… （1）求h＝0时活塞受到的压力。 （2）求h＝0时通过R0的电流。 （3）求该装置能测量的最高海拔。 （4）指出该装置测量时的一项不足之处，针对该不足，就电源和电流表中任选1个，提出相应问题的解决方案，并说明理由。 34．（2025•湖南）为预防“倒春寒”对种子萌发的影响，科技小组为学校的育种温室设计了如图甲所示的温控电路。整个温控电路位于温室内，且当温室内温度低于20℃时启用。其控制电路的电源电压恒定，R0为变阻器，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示，电磁铁线圈电阻忽略不计。工作电路有高温和低温两个挡位，低温挡位可使温室内降温比较平缓，R1、R2均为加热电阻。已知通过电磁铁线圈的电流大于或等于25mA时，衔铁被吸下，与触点A分开，接通触点B。通过电磁铁线圈的电流小于或等于20mA时，衔铁被弹回，与触点B分开，接通触点A。 （1）调好R0的阻值，闭合开关S1、S2，电磁铁上端磁极为 　 　 极；Rt的温度升高，电磁铁磁性强弱如何变化？　 　 ； （2）将控制电路中R0阻值调为480Ω，可使温室内达到允许的最高温度30℃，达到时衔铁刚好被吸下，求控制电路的电源电压； （3）工作电路要求：高温挡功率需在800～1200W之间，低温挡功率需在100～200W之间。已知实验室只有阻值大小为20Ω、50Ω、200Ω、300Ω的加热电阻各一个，不考虑温度对加热电阻阻值的影响，则R2应选用哪一个加热电阻（写出必要的计算过程）。 三．计算题（共7小题） 35．（2025•宜宾）某锻造厂利用卷扬机将一圆柱形工件（污垢的质量和体积忽略不计）吊入柱形清洗池中清洗，如图所示。已知工件的质量为90kg，高度为50cm，清洗池底面积为2000cm2，深度为80cm；未放入工件时，清洗液的深度为60cm，密度ρ＝0.8×103kg/m3，g＝10N/kg。求： （1）工件的重力； （2）工件一半浸入清洗液时，清洗液对工件底部的压强； （3）工件完全浸入清洗液，平衡时绳对工件的拉力为700N，工件的底面积是多少； （4）若工件以1.5cm/s的速度浸入清洗液，则工件从接触液面到刚好完全浸入所用的时间为多少，写出此过程清洗液对清洗池底部的压强随时间变化的关系式。 36．（2025•绥化）如图甲所示的电路中，电源电压可调，灯泡L的额定功率未知（不考虑灯丝电阻变化），电压表的量程是0～15V，电流表的量程是0～3A。在保证电路各元件安全的前提下：先将电源电压调为U，只闭合开关S1，把滑动变阻器R的滑片P从最右端滑动到最左端的过程中，电流表与电压表的示数关系图象如图乙。求： （1）滑动变阻器R的最大阻值； （2）电源电压U和R1的电阻值； （3）保持（2）中电源电压U不变，滑动变阻器的滑片P在最右端时，通电1min电阻R1产生的热量； （4）断开开关S1，再将电源电压调为U，闭合开关S2，当滑动变阻器的滑片P在a点时，灯泡L正常发光，电压表的示数为6V，灯泡L消耗的电功率为P；当滑片P滑动到某位置时，电路消耗的电功率最小，电流表的示数为0.25A，灯泡L消耗的实际功率。求：灯泡L的额定功率P额。 37．（2025•河北）如图1所示，电源电压不变，滑动变阻器R标有“50Ω，1A”，小灯泡L标有“6V，0.5A”字样。闭合开关，当滑片P在某一位置时，电压表示数为2V，电流表示数为0.5A，小灯泡L的I﹣U图象如图2所示。 （1）求小灯泡L正常发光时的电阻。 （2）求电源电压。 （3）将电源更换为可调电压电源，已知电流表量程0～0.6A，电压表量程0～15V。在保证电路安全的情况下，电源电压取某值后，闭合开关，移动滑片P，发现通过小灯泡L的电流都可以在0.2～0.5A之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。 38．（2025•湖北）长江口二号古船是用整体打捞技术提取的宝贵水下文化遗产。如图甲，打捞船可看作中间开着方井的长方体，俯瞰为型地构。如图乙，将古船及周围泥沙封闭成总质量为8×106kg、体积为6×103m3的箱体，打捞船甲板上的机械通过钢缆将箱体匀速提升至方井中。（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，不计水的阻力和钢缆质量） （1）求箱体的重力。 （2）求箱体出水前所受的浮力和钢缆的总拉力。 （3）箱体出水前，打捞船浸入水中的深度为1.5m，如图丙。箱体部分出水后在方井中静止时，钢缆总拉力为5.3×107N，求此时打捞船浸入水中的深度。 （型打捞船上表面阴影部分面积取3.3×103m2） 39．（2025•威海）如图甲所示，某航海器由钢板焊接的两个空心三棱柱组成。侧面为ABCDE；在△ABC中，AB＝8m，AC＝BC，∠ACB＝90°；在△CDE中，底边DE的高为0.9m；两个三棱柱棱的长度均为10m，下方三棱柱体积为6m3，航海器总重1.2×106N。，g取10N/kg，三棱柱体积＝三角形面积×棱的长度） （1）当航海器漂浮在水面上，求排开水的体积。 （2）航海器误入浅水区搁浅，下方三棱柱一部分陷入泥沙，如图乙所示。 为将航海器浮起来，采取了以下措施：卸掉重2×105N的设备，等待涨潮之后清理下面的泥沙。搁浅位置24小时内，航海器底部到水面的距离H随时间变化情况如图丙所示。假设航海器整体始终保持水平，请通过计算判断航海器是否能浮起来？ 40．（2025•兰州）图甲是利用“浮筒打捞法”打捞沉船的示意图，浮筒是密封的大钢筒，能浮在水面上。打捞工作船把若干个浮筒拖到沉船所在位置上方的水面上，将浮筒灌满水，让它们沉到水底。潜水员用钢索把灌满水的浮筒拴牢在船的两侧，然后用压气机将空气压进浮筒，把水排出，浮筒就会带着沉船一起浮到水面上来。小雅利用上述原理制作了实心沉船模型A和空心浮筒模型B来模拟打捞沉船的过程：A、B间用轻质细绳相连，将A、B放入水平地面上一个装有适量水、足够高的圆柱形容器中，B利用容器中的水自动充水，B充满水后A、B的位置如图乙所示，此时，A对容器底部的压力为16N。打捞时，向B中充气，当B中的水全部排出至容器中时，B浮出水面，A、B静止时的位置如图丙所示。已知A的质量为1.4kg，体积为200cm3，B的质量为0.6kg，体积为2000cm3，圆柱形容器的底面积为1000cm2。求： （1）图乙中B受到的浮力； （2）B空心部分的体积； （3）乙、丙两图中，水对容器底部压强的变化量Δp。 41．（2025•北京）图甲所示的载货汽车，其前面为“单轴﹣单轮”（一根轴上有2个车轮），后面为“单轴﹣双轮”（一根轴上有4个车轮），如图乙所示。装货后该货车总质量为16t，每个轮胎与地面的接触面积约为400cm2。实际货车和货物整体的重心到前、后轴的距离一般不相等，常偏向车的后半部，为简化研究问题，假设整体重心C到前、后轴的距离相等，水平地面对货车前面两个车轮的作用力相等，等效作用在A点；水平地面对货车后面四个车轮的作用力均相等，等效作用在B点；因此，货车可看成水平杠杆，如图丙所示，AB距离等于前、后车轴间的距离，C在AB中点。g取10N/kg。 （1）求货车在B点所受的总支持力。 （2）为了保护路面，需要限定车辆对路面的压强大小。只要车辆的任何一个轮胎对路面的压强超过限定值，即视为车辆超限。若某水平路面能承受的最大压强为7.0×105Pa，请通过计算判断该货车是否超限。 四．综合能力题（共3小题） 42．（2025•辽宁）中国高铁位居世界前列，成为了中国一张亮丽的名片，具有节能、快速、高效、安全、智能和舒适等优势。 （1）节能 动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，实现节能。图 　 　 （填“a”或“b”）与其工作原理相同。 （2）快速 复兴号某动车组在高速运行时，若空气阻力f气占总阻力的80%，f气与速度v的关系为f气＝kv2（k＝0.4N•h2/km2，v的单位为km/h），当该动车组以400km/h的速度匀速直线运动时，该动车组牵引力每小时至少做功 　 　 J。（为方便计算，数据已作简化处理） （3）高效 列车网络控制系统可以依托大数据优化停靠站，提高效率。 优化前，一动车组以速度v匀速行驶，经停某站，先减速一段时间t1，然后停一段时间t2，再加速一段时间t3，恰好恢复到原速度v继续匀速行驶。优化后，该动车组不停靠此站，可视为在原路线上一直以速度v匀速行驶，则该动车组因不停靠此站而节省的时间为 　 　 。（该动车组加速阶段、减速阶段的平均速度均为，题中所给的物理量均为已知量） （4）安全 如图（c），受电弓安装在高铁车箱的顶部，受电弓的碳钢滑板与供电线接触。如果碳钢滑板的同一位置与供电线持续摩擦，会缩短碳钢滑板的使用寿命，更会影响动车组的运行安全，那么图 　 　 （填“d”或“e”）的设计能使碳钢滑板的磨损均匀化。 （5）智能 某小组设计了一个冻雨预警电路，如图（f）所示。闭合S后，当环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，警示灯一直发光并出现持续的亮暗交替现象，发出预警。已知：电源电压恒为6V，定值电阻R0为10Ω，警示灯标有“6V 0.5A”。当电磁铁线圈中的电流I≥0.1A时，电磁铁吸下衔铁，使动触点与下方静触点接触。为实现预警功能，温控开关与湿控开关应 　 　 联，请选择合适的接线柱，用笔画线代替导线将电路连接完整。（图中温控开关与湿控开关之间已正确连接，电磁铁线圈的电阻、温控开关与湿控开关的电阻均忽略不计，只能在标有字母的接线柱上连接导线，导线不能交叉） （6）中国高铁的发展，彰显了我国在科技创新领域的强大实力。请写出你想象的中国高铁最智慧的样子：　 　 。 43．（2025•广东）巡检机器人可对高压输电线进行巡检，如图，其相关参数见下表。机器人的电机可切换为电动机或发电机。水平匀速巡检时，蓄电池减少的储能全部用于电机产生的牵引力做功。当蓄电池储能降至0.1E0时，停止电能输出，巡检终止。下坡巡检时，电机可将重力势能转化为电能并为蓄电池充电，将能量储存起来。 质量m0 54kg 最大巡检速度v0 4km•h﹣1 蓄电池满电时储能E0 0.2kW•h 电动机最大输出功率P0 100W （1）下坡时，发电机利用 　 　 原理发电。 （2）请完成以下能量转化流程图：　 　 。 （3）若充满电的机器人保持P0、v0水平巡检1.2h，则巡检路程为 　 　 km，牵引力为 　 　 N，蓄电池储能剩余 　 　 kW•h。 （4）如图巡检线路，当机器人到达A点时，蓄电池储能为0.95E0。随后机器人先下坡巡检（电机切换为发电机），后水平巡检（电机切换为电动机），巡检全程速度大小保持不变。AB段重力势能减少量为1×105J。充电过程中，重力势能每减少1J，转化为电能并储存在蓄电池中的能量为0.45J。水平阶段机器人所受阻力大小是重力的0.15倍，则水平阶段匀速巡检的最大路程为 　 　 m。（g＝10N/kg） 44．（2025•深圳）深圳大力推动无人机事业发展，已经将无人机用于运送急救AED装置。 苏华同学发现无人机搭配北斗卫星导航，有四个旋翼，每个旋翼搭配独立的电动机驱动，相邻旋翼之间旋转方向相反；无人机空载总质量（含电池，不含AED）为9kg，电池能量密度为200W•h/kg，（质量能量密度是指满电时电池能量与电池质量之比）。 俊宇同学购买了一个无人机，无人机满电开始测试；飞行分为前往过程和返回过程，前往和返回过程都分为竖直上升过程，水平匀速运动过程，竖直下降过程，且消耗能量相同；无人机前往过程中竖直上升和竖直下降过程消耗的总能量为3.2×104J，水平匀速移动过程飞行每秒消耗的能量为2500J，总用时160s，无人机用于驱动飞行的电能转化效率为60%，无人机竖直下降后电池剩于总容量的50%，测试结束。 （1）璐璐同学指出：无人机的信号传输是通过 　 　 传递； （2）粤鹏同学说ADE电击时为什么不能碰人，因为人体 　 　 ； （3）当俊宇购买的无人机空载时匀速向下降落2m，重力做功 　 　 J； （4）无人机螺旋桨飞行时向下，无人机向上飞，善于的苏华同学发现通过桨叶旋转空气提供升力，这体现了力的作用是 　 　 ； （5）顺顺同学经过观察，指出无人机各电动机之间是 　 　 联的； （6）满电时，无人机的电池质量占空载质量的百分比 　 　 （保留一位小数）； （7）为了更快运送急救AED装置，请你帮助璐璐同学对无人机设计提出一条建议？　 　 ；如何去更改螺旋桨的旋转方向？　 　 。 五．科普阅读题（共6小题） 45．（2025•兰州）阅读短文，回答问题。 燃气热水器是一种高效、快捷的洗浴设备，图示为某款燃气热水器的结构、原理图。使用热水器时，先通电，绿色指示灯亮起，再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，此时红色指示灯亮起，同时风机工作，高温烟气上升，流经热交换器，将从A处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从B处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。该燃气热水器的技术参数如表所示，“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。 适用燃气 天然气 热值 3×107J/m3 额定耗气量 1.8m3/h 燃气热水器的热效率通常指热水器有效利用热量的效率，能效等级是根据热效率来划分的，其中三级能效的热效率不得低于84%，二级能效的热效率不得低于88%，而一级能效的热效率则不得低于96%。 （1）某次洗浴，热交换器在10min内将质量为100kg的水的温度升高20℃，则该过程中水吸收的热量为　 　 J。（水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃）） （2）此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min。若该过程燃气完全燃烧，则放出的热量为　 　 J。 （3）请根据计算判断该燃气热水器的能效等级属于　 　 级。 46．（2025•广东）阅读短文，回答问题。 登月服 2025年2月，我国望宇登月服进入初样研制阶段。望宇登月服主体由多层结构组成，包括内衣舒适层、保暖层、通风服和水冷服、气密限制层、隔热层和外保护层等。某科技小组为检测模拟登月服的气密性，设计了气压检测装置，其电路如图甲，R0的阻值为30Ω，恒流电源输出电流恒为1A，当气压p≤1.25×103Pa时，压敏电阻Rg的阻值随气压p的变化关系如图乙（为方便计算，图象已作近似处理）。 测试时，如图丙，将充满空气的模拟登月服M和检测装置放入空腔N中，将N抽成真空后密封（不计此过程中M漏气）。启动检测装置，开始计时，此时M内的气压为1×105Pa。已知M漏气速度越来越慢，经过8h，若M漏出空气的质量小于充气质量的10%，则M的气密性达标。M、N内的气压与各自内部空气的密度成正比，且比例系数相同；容积VM：VN＝1：5。不计检测装置的体积、M的厚度以及M和N容积的变化。 （1）通风服和水冷服可利用水吸收登月服内的热量，是利用了水的比热容 　 　 的特点。 （2）M漏气过程中，电流表示数变 　 　 。 （3）开始计时后，经过4h电流表示数为0.6A，此时N内的气压为 　 　 Pa，M漏出空气的质量为充气质量的 　 　 %。请判断M的气密性是否达标并说明理由：　 　 。 （4）思考（3）的检测过程，为使电流表示数变化范围最大，可改变R0的阻值，设真空时电流表示数为I0，经过4h电流表示数为I1，要使I0与I1的差值最大，R0的阻值应为 　 　 Ω。 47．（2025•北京）请阅读《地月空间的精准量尺——激光测距》并回答问题。 地月空间的精准量尺一一激光测距 2025年4月，在浩瀚宇宙中的地月空间，一场跨越35万公里的“光影对话”悄然上演，天都一号通导技术试验星，成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验，标志着我国在深空轨道精密测量领域取得技术新突破。 地月空间是指从地球低轨道延伸至距地球约200万公里的空间范围，是人类探索的一个重要方向，作为人类基于现有科技水平可望而又可即的空间，是我们理解宇宙、试验新技术、驶向星辰大海的“演习场”。 如图所示为激光测距试验示意图，天都一号搭载角反射器在绕月轨道上运动，地面测控站提供轨道预报数据，地面激光站发出激光，激光经距地约3.5×108m的角反射器反射后“原路”返回，激光站接收到反射回波信号，就可以得到此时天都一号到地面的精准距离。由于地月空间距离极大、天都一号卫星在绕月轨道上运动速度极快，对地月空间卫星进行激光测距相当于万米外瞄准一根头发丝，实施精密跟踪与信号捕获难度极大，此次测距验证了我国深空激光测距技术的成熟度。 地月空间激光测距技术试验的成功，为中国开发利用地月空间奠定了坚实的科技基础，也为未来深空探测任务提供了重要手段，将有力支撑国际月球科研站等后续重大工程任务的论证与实施。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）天都一号通导技术试验星成功完成全球首次 　 　 的地月空间激光测距技术试验。 （2）在激光测距试验中，从激光站发出激光，经天都一号上的角反射器反射，到激光站接收到回波信号所用时间约为 　 　 s。（光速取3.0×108m/s，结果保留一位小数） （3）如图所示，两块平面镜成一定夹角构成角反射器，一束光线射向角反射器，经两次反射就能模拟天都一号上的角反射器效果的是 　 　 。 （4）文中介绍的角反射器、激光测距等技术，都是物理知识的具体应用，科学家不断将科学知识应用于技术创新，推动了人类社会的进步。请仿照表中示例，再举出一个物理知识应用于技术方面的实例，补全表格中①②的内容。 物理知识 物理知识的技术应用实例 光的反射定律 角反射器 ①　 　 ②　 　 48．（2025•黑龙江）阅读下面短文，回答问题。 据报道，中国一年快递业务量突破1700亿件，连续11年稳居世界第一。物流装备制造业如何助力中国快递再上新台阶引发新思考。 图中是我国某公司设计制造的物流无人机，机身上有水平机翼，还有4对带动桨叶水平旋转的电动机，尾部有1个带动桨叶竖直旋转的电动机。当水平旋转桨叶转动时，静止在地面的无人机向上运动，升空后竖直旋转桨叶转动时，推动飞机向前运动。 （1）当水平桨叶转动时，对桨叶产生向上升力的施力物体是 　 　 ，这个力改变了飞机的 　 　 ，使飞机向上运动。 （2）飞机向前运动时水平机翼受到向上的升力。观察图中水平机翼的形状，并分析机翼受到向上的升力的原因。 49．（2025•大兴安岭）阅读短文，回答问题。 居家用气，安“燃”无恙 炒菜、做饭、取暖……燃气为我们生活带来了极大的便利。但在燃气使用过程中如发生泄漏或燃气具使用不规范的情况，会导致燃气事故的发生。为确保居家用气安“燃”无恙，燃气管理部门要求用户要安装家用燃气报警器。 图甲是某种燃气报警器的部分电路示意图，控制电路中的R1为气敏电阻，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。电源电压稳定，闭合开关S1和S2，报警器处于工作状态。当燃气浓度达到预设值时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中灯L1熄灭，灯L2发光、电铃响而报警（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。 （1）燃气报警器的安装位置应根据被检测气体的密度确定，若家中使用天然气（主要成分是密度比空气密度小的甲烷），则燃气报警器应安装在燃气灶附近的 　 　 （选填“上”或“下”）方区域。 （2）图甲中，闭合控制电路的开关S1，电磁铁上端是 　 　 （选填“S”或“N”）极。当燃气浓度未达到预设值时，杆AOB处于静止状态。若弹簧对A端的拉力为动力，观察图甲可知，此时杆AOB是 　 　 （选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。 （3）下列四幅图所示的原理与控制电路中电磁铁的工作原理相同的是 　 　 。 （4）若想将燃气报警器的预设值调低，在保证电路元件安全的前提下，可以采取的合理方法是 　 　 。（写出一种即可） 50．（2025•山西）跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 （1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→　 　 →　 　 。 （2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能是 　 　 。（答出一条即可） （3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施：　 　 。 【2026年中考复习】全国中考物理真卷综合能力题100道（上） 参考答案与试题解析 一．实验探究题（共25小题） 1．（2025•辽宁）某小组在参观古代科技展时，看到一汲水装置——辘轳，如图（a）所示。讲解员介绍：辘轳是古人利用他们的智慧发明创造的工具，解决了提水费力问题。它是主要由大轮和小轮组成的轮轴装置。使用它能够实现“四两拨千斤”。辘轳静止时满足杠杆的平衡条件。 【质疑与验证】 （1）某同学质疑辘轳静止时满足杠杆的平衡条件，该同学自制了一部分器材，进行验证。 （2）该同学先在质量分布均匀的圆形薄硬板上画一条直径MN，并标出圆心O和均匀的刻度，再以O为圆心过MN上的L点画一个圆。接下来，在圆心处挖一个洞，然后将圆板安装在铁架台的固定的光滑转轴上，转轴水平且与圆板平面垂直，如图（b）所示。 （3）将一组钩码（钩码重均为0.5N）通过细线悬挂在L点，另一组钩码悬挂在N点。调整右侧钩码个数直至MN处于水平且静止，如图（c）所示。规定能使圆板顺（逆）时针转动的力为动（阻）力。由图（c）中的信息得到：动力×动力臂　＝　 阻力×阻力臂。 （4）多次调整力和力臂，反复进行实验，记下每一次MN水平且静止时的数据。 （5）处理数据后，发现每次圆板静止时都满足杠杆的平衡条件。 （6）实验中，每次均使MN在水平位置静止，MN应与悬挂钩码的细线　垂直　 （填“垂直”或“平行”）；目的是便于测量　力臂　 。 【反思】 （7）古人之所以把井绳缠在小轮上，是因为这样做可以　省　 力。 （8）制造辘轳时，把小轮和大轮半径之比变　小　 ，可以达到更省力的目的。（不计机械自重和轴的摩擦） 【发现与探索】 （9）该同学想起辘轳的大轮上不止一个手柄，两名同学可以一起提水，于是继续探究两个动力作用下杠杆的平衡条件。 多次实验，数据表格如下： 数据序号 动力F1/N 动力臂l1/m 动力F2/N 动力臂l2/m 阻力F3/N 阻力臂l3/m 1 0.5 0.4 1.5 0.2 2.5 0.2 2 0.5 0.4 1.0 0.3 2.5 0.2 3 1.0 0.3 1.0 0.2 2.5 0.2 分析表中数据，得出结论：F3l3＝　F1l1+F2l2　 。（用表中字母表示） 【解答】解：（3）动力×动力臂与阻力×阻力臂的关系由图（c）可知，悬挂在L点的钩码为阻力（使圆板逆时针转动），每个钩码重 0.5N，L点悬挂4个钩码，则阻力F阻＝4×0.5N＝2N；阻力臂为L点到圆心O的距离，设为l阻。悬挂在N点的钩码为动力（使圆板顺时针转动），N点悬挂2个钩码，则动力F动＝2×0.5N＝1N；动力臂为N点到圆心O的距离设为l动，且由刻度均匀可知l阻l动。阻力×阻力臂＝2N×l阻，动力×动力臂＝1N×2l阻＝2N×l阻， 因此动力×动力臂 ＝ 阻力×阻力臂。 （6）MN与细线的关系及目的实验中，MN应与悬挂钩码的细线垂直。当MN水平且与细线垂直时，细线的方向竖直向下，此时力臂恰好是MN上的刻度长度（即力的作用点到圆心的水平距离），便于测量力臂。 （7）辘轳的大轮为动力轮（动力作用在大轮边缘），小轮为阻力轮（阻力为水和桶的重力，作用在小轮边缘）。根据杠杆平衡条件F动×R ＝ F阻×r（R为大轮半径，r为小轮半径），因为R＞r、则F动＜F阻，即可以省力。 （8）由F动 ＝ F阻可知，在阻力和大轮半径不变时，小轮半径r越小，动力F动越小。因此，把小轮和大轮半径之比变小，可更省力。 （9）两个动力作用下杠杆的平衡条件分析表格数据： 序号 1：F1l1+F2l2＝0.5N×0.4m+1.5N×0.2m＝0.5N•m，F3l3＝2.5N×0.2m＝0.5N•m，两者相等。 序号 2：F1l1+F2l2＝0.5N×0.4m+1.0N×0.3m＝0.5N•m，F3l3 ＝ 2.5N×0.2m＝0.5N•m，两者相等。 序号 3：F1l1+F2l2＝1.0N×0.3m+1.0N×0.2m＝0.5N•m，F3l3＝ 2.5N×0.2m＝0.5N•m，两者相等。 结论：F3l3 ＝F1l1+F2l2。 答案：（3）＝；（6）垂直；力臂；（7）省；（8）小；（9）F1l1+F2l2。 2．（2025•兰州）小亮游泳时发现，当他从浅水区走向深水区时，会感到呼吸越来越困难。他认为呼吸变困难可能与液体内部的压强有关。关于影响液体内部压强的因素，他提出了如下猜想： 猜想1：可能与方向有关；猜想2：可能与深度有关；猜想3：可能与液体的密度有关。 为验证猜想，他利用微小压强计进行如下实验探究： （1）实验前要检查装置的气密性，如图1甲所示，小亮用手轻压探头处橡皮膜，观察到U形管两侧液面出现了明显的高度差，说明该装置　不漏气　 （选填“漏气”或“不漏气”）。 （2）微小压强计上的U形管　不属于　 （选填“属于”或“不属于”）连通器。 （3）小亮把微小压强计的探头固定在水中某一深度，然后改变探头的方向，发现U形管两侧液面的高度差保持不变，说明同种液体内部的同一深度，各个方向的压强　相等　 。 （4）接着，小亮利用微小压强计完成了如图1乙、丙、丁所示的实验操作，其中　乙、丙　 两图的现象能解释小亮游泳时呼吸变困难的原因。根据这一现象，当把一个六面蒙有绷紧程度相同的橡皮膜的立方体置于水中时，图2中能真实反映橡皮膜受到水的压强情况的是　D　 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）。 （5）将微小压强计改装成如图3所示的装置，把两个探头分别放在左、右两个容器内的液体中，当两探头位于同一深度时，U形管左右两侧液面的高度差为Δh，说明猜想3是　正确　 （选填“正确”或“错误”）的。 【解答】解：（1）小亮用手轻压探头处橡皮膜，观察到U形管两侧液面出现了明显的高度差，说明微小压强计气密性良好，该装置不漏气； （2）微小压强计上的U形管一端封闭，一端开口，故从结构来看不属于连通器； （3）改变探头的方向，发现U形管两侧液面的高度差保持不变，说明压强大小不变，即在同种液体内部的同一深度液体向各个方向的压强相等； （4）根据实验现象可知小亮呼吸困难的原因是：人从较浅的水域走向较深的水域时，身体受到压强逐渐变大；研究液体压强与深度的关系，要控制液体的密度不变，只改变深度大小，因此乙、丙两幅图的现象能解释小亮游泳时发现的问题； 图2中把一个六面蒙有绷紧程度相同的橡皮膜的立方体置于水中时，左右两侧橡皮膜的深度相等，根据p＝ρgh可知，左右两侧受到的液体压强相等，所以左右两侧橡皮膜向内凹陷的程度相同，而下方橡皮膜所处的深度大于上方橡皮膜，则下方橡皮膜受到的液体压强大于上方橡皮膜，所以下方橡皮膜向上凹陷的程度较大，而上方橡皮膜向下凹陷的程度较小，故图2中D图正确； （5）图3中，当两探头位于同一深度时，U形管左右两侧液面的高度差为Δh，说明两探头所受到的液体压强不同，而待测液体的密度不同，说明液体压强与液体的密度有关，故猜想3是正确的。 故答案为：（1）不漏气；（2）不属于；（3）相等；（4）乙、丙；D；（5）正确。 3．（2025•威海）如图1所示，我国部分古代建筑屋顶采用弧线型设计，“如鸟斯革，如翚斯飞”。屋顶为什么这样设计？某兴趣小组通过实验进行探究。 根据经验，雨水流过屋顶的时间越短，防雨效果越好，为此他们首先进行了实验一。 实验一：探究雨滴经过屋顶的时间与哪些因素有关 （1）猜想：影响雨滴流过屋顶（高度、宽度均相同）时间的因素可能为：雨滴在屋顶运动的初始位置、屋顶材料、屋顶形状。（雨滴与屋顶碰撞之后的速度近似为零，他们认为可不用研究雨滴初始速度这一因素。） 设计实验方案： 请写出1个测量时间的工具：　秒表　 。 图2所示5个实验：用钢珠代替雨滴，将相同钢珠从屋顶不同位置静止释放，记录钢珠经过屋顶的时间。若研究该时间与屋顶材料的关系，应选择实验　甲、丁　 进行研究。 测量与分析： 用传感器获得图2甲、乙中钢珠从屋顶顶端滑到底端完整的路程s和时间t实验数据，画出s﹣t关系如图3所示，其中图像　c　 （选填“c”“d”）表示钢珠运动的平均速度较大；钢珠滑过屋顶　乙　 （选填“甲”“乙”）的时间较短。 实验二：探究下雨时不同屋顶对墙体的保护能力 （2）如图4所示，甲、乙、丙是下方墙体相同、屋顶的材料相同但形状不同的三个建筑。将代替雨滴的相同钢珠分别在甲、乙屋顶顶端静止滑下落到水平地面，测量落地点到墙的距离s1、s2，数据如表所示。 实验次数 距离/cm s1 s2 1 45 58 2 43 59 3 44 58 根据表2推测：为防止雨水落地时飞溅打湿墙体，下雨时　乙　 对墙体保护更好（选填“甲”“乙”）。若不计一切阻力，甲图中钢珠落地时的动能　＜　 乙图中钢珠落地时的动能（选填“＜”“＝”“＞”）。 实验三：探究不同屋顶对建筑采光的影响 （3）图4甲、乙、丙三个建筑右侧墙体均安装大型窗户，某时刻阳光方向如图所示，阳光能够照射到房间内距离最远的是　丙　 （选填“甲”“乙”“丙”）。 【解答】解：实验一：（1）测量时间的工具是秒表； 研究钢珠经过屋顶的时间与屋顶材料的关系，要控制除材料不同外，其他因素都相同，故选甲、丁； 从图3中可知相同的时间内c通过的路程的较大，故平均速度的大；由图3可知：c为乙钢球的图像，故钢珠滑过屋顶乙的时间较短； 实验二：（2）从实验数据可知s2＞s1，下雨时乙对墙体保护更好；因为钢珠到达地面离开墙体的距离远，故乙的初速度快，若不计一切阻力，乙的机械能大，故甲图中钢珠落地时的动能小于乙图中钢珠落地时的动能； （3）由光在同一种均匀介质中直线传播可知，阳光能够照射到房间内距离最远的是丙。 故答案为：（1）秒表；甲、丁；c；乙；（2）乙；＜；（3）丙。 4．（2025•吉林）学校科技小组进行了“测量小石块密度”的实验。 （1）用天平测小石块的质量，当天平平衡时，右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图甲所示，小石块的质量为 　54　 g，用量筒和水测得小石块的体积为20cm3，则小石块的密度为 　2.7×103　 kg/m3。 （2）利用浮力知识，科技小组的同学又用另一种方法测出了小石块的密度。 步骤一：如图乙所示，将长方体物块放入柱形盛水容器中，物块漂浮，测出物块浸入水中的长度。 步骤二：如图丙所示，将小石块放在物块上，测得物块浸入水中的长度与图乙相比增加了h1。此时物块受到的浮力与图乙相比 　变大　 。 步骤三：如图丁所示，将小石块用细线（细线体积和质量均忽略不计）系在物块下，测得物块浸入水中的长度与图乙相比增加了h2。图丁中水对容器底部的压强 　等于　 图丙中水对容器底部的压强（填“大于”、“等于”或“小于”）。 根据以上信息可得，小石块密度的表达式为ρ石＝ 　　 （用ρ水、h1、h2表示）。 【解答】解：（1）天平平衡时，左盘物体的质量等于右盘砝码的质量和游码质量的和，即石块质量m＝50g+4g＝54g。 石块的体积为：V＝20cm3， 石块的密度为：ρ2.7g/cm3＝2.7×103kg/m3； （2）步骤一：如图乙所示，将长方体物块放入柱形盛水容器中，物块漂浮，测出物块浸入水中的长度。 步骤二：如图丙所示，将小石块放在物块上，测得物块浸入水中的长度与图乙相比增加了h1。此时物块排开水的体积变大，根据阿基米德原理可知受到的浮力与图乙相比变大。 步骤三：如图丁所示，将小石块用细线（细线体积和质量均忽略不计）系在物块下，石块和木块漂浮，根据F浮＝G可知所受浮力与丙中相同，根据阿基米德原理可知排开水的体积不变，故水的深度不变，根据p＝ρgh可知图丁中水对容器底部的压强等于图丙中水对容器底部的压强； 设物块底面积S，物块漂浮在水面上：G物＝F浮＝ρ水gV排＝ρ水gSh1，G木＝ρ水gSh乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 如图丙，石放在物块上，物块还是漂浮在水面上：G石+G物＝F'浮＝ρ水gV'排＝ρ水gSh丙， G石+G物＝ρ水gSh丙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② ②﹣①得，石块的重力：G石＝ρ水gS（h丙﹣h乙）＝ρ水gSh1， 石块的质量：m石ρ水Sh1， 如图丁，石块吊在物块的下端，石块、物块漂浮在水面上， G石+G物＝F'浮＝ρ水gV'排＝ρ水g（Sh丁+V石）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③， 由②③可得ρ水gSh丙＝ρ水g（Sh丁+V石）， 石块的体积为：V石＝S（h丙﹣h丁）＝S（h1﹣h2）； 根据密度公式可知石块的密度ρ； 故答案为：（1）54；2.7×103；（2）变大；等于；。 5．（2025•长沙）如图是探究浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关的实验过程。 （1）实验时，应先将弹簧测力计在 　竖直　 方向调零； （2）乙图中物体所受浮力为 　0.4　 N； （3）请你分析实验数据，判断物体所受浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关，并说明理由。 　无关，浸没在不同深度时，弹簧测力计示数不变，浮力不变　 。 【解答】解：（1）该实验中，弹簧测力计是用来测量物体在竖直方向上受到的重力和拉力，故应将弹簧测力计在竖直方向调零； （2）乙图中物体所受浮力为：F浮＝G﹣F＝1.4N﹣1.0N＝0.4N； （3）无关，从图乙丙丁中可以看出，物体A在水中的深度变化时，弹簧测力计示数不变，根据F浮＝G﹣F，物体的浮力也不变； 故答案为：（1）竖直；（2）0.4；（3）无关，浸没在不同深度时，弹簧测力计示数不变，浮力不变。 6．（2025•广东）探究电流与电阻的关系实验如图，使用的器材如下：电压恒为6V的电源，规格为“50Ω 1.2A”的滑动变阻器，规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等。 U＝2V 实验序号 ①/Ω ②/A 1 5 2 10 3 15 4 20 （1）连接电路时，开关应处于 　断开　 状态。请用笔画线代替导线将实物图连接完整。 （2）将如表所示的实验记录表①、②处补充完整：①　电阻R　 ，②　电流I　 。 （3）将5Ω的定值电阻接入电路，并将滑动变阻器调到最大阻值处，闭合开关，　向右移动变阻器的滑片　 ，直到电压表的示数为2V，此时电流表的示数如图乙所示，为　0.4　 A，记录数据。 （4）依次更换定值电阻，重复实验。 （5）若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V，是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验？请判断并说明理由：　不能；变阻器的最大电阻小于60Ω　 。 【解答】解：（1）连接电路时，为保护电路，开关应处于 断开状态。变阻器按一上一下连入电路中，如下所示： （2）探究电流与电阻的关系实验，要记录电阻和电电流的大小，①、②处为：①电阻R，②电流I； （3）将5Ω的定值电阻接入电路，并将滑动变阻器调到最大阻值处，即最左端，闭合开关，向右移动变阻器的滑片，直到电压表的示数为2V，此时电流表的示数如图乙所示，为0.4A，记录数据； （5）若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压 U滑＝U′﹣UV＝6V﹣1.5V＝4.5V 变阻器分得的电压为电压表示数的3倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为 R滑＝3×20Ω＝60Ω＞50Ω 不能依次用上述4个定值电阻完成实验，因变阻器的最大电阻小于60Ω。 故答案为：（1）断开；（2）电阻R；电流I；（3）向右移动变阻器的滑片；0.4；；（5）不能；变阻器的最大电阻小于60Ω。 7．（2025•北京）某同学利用滑动变阻器RP、电阻箱R、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻Rx的实验电路，如图所示。 （1）请补充主要实验步骤： ①按电路图连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大端。 ②闭合S1，　将s2拨到2的位置，调节滑动变阻器的滑片到适当位置　 ，记录电压表的示数U。 ③闭合S1，　将s2拨到1的位置，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱R的阻值　 ，使电压表的示数仍为U。 ④记录电阻箱的阻值R0。 （2）待测电阻的阻值Rx＝ 　R0　 。（用测量量表示） 【解答】解：（1）①按电路图连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大端。 ②只闭合开关S1，将s2拨到2的位置，此时RP与Rx串联，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，记录电压表的示数U； ③闭合S1，将s2拨到1的位置，此时RP与R串联，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱R的阻值，使电压表的示数仍为U； ④记录此时电阻箱的阻值R0。 （2）待测电阻的阻值Rx＝R0。 故答案为：（1）②将s2拨到2的位置，调节滑动变阻器的滑片到适当位置； ③将s2拨到1的位置，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱R的阻值； （2）R0。 8．（2025•宜宾）某学习小组在探究压敏电阻阻值随压力变化的关系时，设计了如图甲所示的电路图，电源电压恒为12V，R是滑动变阻器。回答下列问题： （1）小组成员选择合适的测量范围，按电路图连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于　b　 （填“a”或“b”）端。 （2）滑动变阻器的滑片置于正确的位置后，闭合开关S，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，则故障可能是压敏电阻处发生　断路　 （选填“短路”或“断路”）。 （3）排除故障后，闭合开关S，该压敏电阻在无压力情况下，调节滑动变阻器，电流表与电压表的指针稳定后如图乙所示，电流表的读数为　0.3　 A，电压表的读数为　10.5　 V，此时压敏电阻的阻值为　35　 Ω。 （4）闭合开关S，改变压力F的大小，调节滑动变阻器，直到电流表的示数与图乙中电流表示数相同，记录下此时电压表测得的电压U，描绘出不同压力下的U﹣F图，如图丙，结合图像可知，该压敏电阻的阻值随压力的增大而　减小　 （填“增大”或“减小”），其中压力F较小时的敏感程度更　高　 （填“高”或“低”）。 （5）实验后，学习小组将该压敏电阻与电阻丝熔断器、电源构成串联电路，如图丁，电源电压恒为12V，电阻丝熔断器的熔断电流为0.8A。若要该压敏电阻受到的压力增加到10N时熔断器的电阻丝熔断，则熔断器的阻值应设计为　5　 Ω。 【解答】解：（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于电阻最大位置，即图中b位置； （2）闭合开关S，发现电流表无示数，说明电路是断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表到电源正负极是通路，故电压表并联部分断路，即压敏电阻处发生断路； （3）电流表与电压表的指针稳定后如图乙所示，电流表是小量程，分度值0.02A，读数为0.3A，电压表是大量程，分度值0.5V，示数为10.5V， 根据欧姆定律知，电阻R35Ω； （4）改变压力F的大小，调节滑动变阻器，直到电流表的示数与图乙中电流表示数相同，压力越大，电压越小，根据欧姆定律知，电流一定时，电压越小，说明电阻越小，故压敏电阻的阻值随压力的增大而减小；其中压力F较小时电压变化较大，说明电阻变化较小，较为灵敏； （5）10N对应的电压是3V，此时的电阻为R'10Ω； 根据串联电路的特点和欧姆定律，U＝I（R+RF）； 电压12V时，有12V＝0.8A（R+10Ω）； 解得R＝5Ω。 故答案为：（1）b； （2）断路； （3）0.3；10.5；35； （4）减小；高； （5）5。 9．（2025•绥化）实验室有一个标识不清的定值电阻，同学们设计了如下实验进行测量。 （1）实物电路如图甲所示，电源为两节新干电池，请用笔画线代替导线将电路连接完整（导线不得交叉）。 （2）连接电路时，开关应处于 　断开　 状态，滑动变阻器的滑片P应滑动到 　B　 （选填“A”或“B”）端。闭合开关，电压表的示数接近电源电压，电流表几乎无示数。经检查，电流表及各连接处均完好，则电路故障是 　电阻R断路　 。 （3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.4V，电流表的示数如图乙所示，则电阻R的阻值为 　12　 Ω。有同学把此次数据作为本实验的最终结果，请你对此作出评价或建议：　没有多次测量求平均值，误差大（多次测量求平均值，减小误差）　 。 【解答】解：（1）电源为两节新干电池，即电源电压为3V，故电压表选用小量程与电阻并联，如下所示： （2）连接电路时，为了保护电路，开关必须断开，滑片应置于阻值最大的一端即B端； 电路故障分析，先看电流表示数为0，因此故障类型应为断路；电压表示数约为电源电压，则电压表测量处断路，即定值电阻R断路。 （3）根据电流表读出电流为I＝0.2A，由I可得，则电阻R12Ω， 有同学把此次数据作为本实验的最终结果，没有多次测量求平均值，误差大，因此这种做法不妥。 故答案为：（1）见解答图；（2）断开；电阻R断路；（3）12；没有多次测量求平均值，误差大（多次测量求平均值，减小误差）。 10．（2025•贵州）某次学校物理社团活动主题是“制作浮力秤”。经思考，小明决定用薄壁硬质饮料瓶、水槽、水、细线及几个质量不同的重物进行制作。他设想，让饮料瓶漂浮于水面，在瓶身上标记出相应的质量刻度线，把待测物体放入瓶中，待水面静止时，根据水面所在刻度线的位置，便可读出待测物体质量。小明进行如下制作： 【任务一】制作秤体 小明切掉饮料瓶底部，用细线将瓶盖与其中一个重物连接，旋紧瓶盖，将瓶体开口向上倒置于水槽中，待其静止后，若瓶体呈竖直状态，且与重物整体漂浮，则秤体制作完成，如图甲所示。此时瓶体便可作为秤盘盛放待测物体。 （1）此时秤体所受浮力大小 　等于　 其重力大小。 【任务二】标注刻度 小明认为当秤体漂浮，且水面位于瓶体的圆柱状部分时才便于标记刻度。他发现图甲中秤体在水中的位置尚未满足标记刻度的条件。 （2）为满足条件，小明用准备的器材进行调整，请你给他提出调整建议 　增加重物的质量　 。 调整完成后，小明先将饮料瓶身与水面齐平处标记为0cm，此处即为质量标度的零刻度线；将饮料瓶取出，再将刻度尺对应的长度刻度值标记在瓶身上；测量出饮料瓶圆柱状部分的横截面积为50cm2，再放入水中，如图乙所示。 （3）接下来，只需将瓶身上所标注的长度刻度值转换为相应的质量标度，便可完成浮力秤的制作。请你计算瓶身上刻度1cm处所对应的质量标度为多少克？（ρ水＝1.0g/cm3） 小明按照此方法计算并标注了浮力秤各刻度值对应的质量标度。 【任务三】拓展分析 小羽参照小明的方法，用一个横截面为圆形，切口处圆的面积也为50cm2，但上下粗细不同的饮料瓶来制作浮力秤。她正确标记了零刻度线的位置，用刻度尺紧贴瓶身，在瓶身上标注了均匀的刻度，如图丙所示；接着她依照小明浮力秤的刻度值，在相同的刻度处标注了相同的质量标度（图中未画出）。 （4）请判断小羽制作的浮力秤所称出的物体质量比真实值偏大还是偏小？说明理由。 【解答】解：（1）此时瓶体呈竖直状态，且与重物整体漂浮，根据物体漂浮的条件，秤体处于平衡状态时，浮力与重力大小相等，秤体所受浮力大小等于其重力大小； （2）图甲秤体浸入水中过浅，排开水的体积小，说明浮力过小，需增加排开水的体积即增加重物的质量以增大浮力； （3）浮力秤的刻度转换基于阿基米德原理F浮＝ρ水gV排，增加质量m时，需额外排开水的体积：V排＝Sh＝50cm2×1cm＝50cm3， 由平衡条件可知，mg＝ρ水gV排，化简得m＝ρ水V排＝1.0g/cm3×50cm3＝50g； （4）小羽的饮料瓶上下粗细不同非圆柱形，但刻度均匀标注； 小羽制作的浮力秤实际浸入深度与排开水的体积不成线性关系，瓶身向上渐扩，在零刻度线上方增加相同刻度时实际排开水的体积增加量大于计算的圆柱形瓶的体积，真实值增加量大于测量值增加量，故制作的浮力秤刻度应该是不均匀的； 由于图丙中的切口在有刻度部分的上方，所以有刻度部分处截面面积均小于50cm2，1cm刻度处与零刻度线之间水的实际深度小于1cm，从零刻度线到1cm刻度线，密度秤增加的排开水的质量小于50g，测量值质量标度为50g，故所称出的物体质量比真实值偏大。 答：（1）等于； （2）增加重物的质量； （3）瓶身上刻度1cm处所对应的质量标度为50克； （4）偏大；由于图丙中的切口在有刻度部分的上方，所以有刻度部分处截面面积均小于50cm2，1cm刻度处与零刻度线之间水的实际深度小于1cm，从零刻度线到1cm刻度线，密度秤增加的排开水的质量小于50g，测量值质量标度为50g，故所称出的物体质量比真实值偏大。 11．（2025•黑龙江）（1）小王同学用如图1甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图1乙，导体A、B、D的横截面积为S，C的横截面积为2S，导体A、B、C的长度相同。 ①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系，小王同学在MN之间接入的两段导体应是 　B、C　 （选填导体的字母名称）。 ②实验中可以通过观察 　灯泡的亮度　 来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时，请你给小王同学提一条解决方案：　在原电路中再串联一个电流表　 。 （2）在探究“电流与电阻的关系”的实验中，设计了如图2甲所示的电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器规格为“40Ω，1A”，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R。 ①根据图2甲，用笔画线代替导线将图2乙中的电路连接完整； ②根据图2丙，该实验保持定值电阻两端的电压为 　2　 V不变； ③闭合开关后，无论如何移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表均无示数，电路中可能出现的故障是：　滑动变阻器断路　 （写出一个即可）； ④用5Ω的电阻进行实验后，再换用10Ω的电阻继续实验，若想保持定值电阻两端的电压不变，滑片应该适当向 　左　 （填“左”或“右”）移动； ⑤当接入25Ω的定值电阻时，无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验，需要在电路中串联一个 　10　 Ω的电阻才能完成实验。 【解答】解：（1）①探究导体的电阻与其横截面积的关系，小王同学在MN之间接入的两段导体应是B、C。 ②实验中可以通过观察灯泡的亮度来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小，应该在原电路中再串联一个电流表。 （2）①应该将滑动变阻器一上一下串联在电路中，如图所示： 。 ②定值电阻两端的电压为：U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V，应控制电压保持2V不变。 ③电路中可能出现的故障是滑动变阻器断路。 ④用5Ω的电阻进行实验后，再换用10Ω的电阻继续实验，若滑片不动，则电路中的电流变小，定值电阻两端的电压减小，滑动变阻器两端的电压增大，为了控制定值电阻两端的电压不变，应该将滑动变阻器的阻值调大，滑片向左移动。 ⑤当接入25Ω的定值电阻时，根据串联电路的特点有：；此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为：R＝50Ω；而原来滑动变阻器的规格为“40Ω，1A”，所以需要串联一个50Ω﹣40Ω＝10Ω的电阻。 故答案为：（1）①B、C； ②灯泡的亮度 在原电路中再串联一个电流表（或在灯泡两端并联一个电压表；或在 MN两端并联一个电压表） （2）①电路图连线： ②2； ③滑动变阻器断路（开关断路或电流表断路）； ④左； ⑤10。 12．（2025•广西）用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为9V，滑动变阻器最大阻值为20Ω，四个定值电阻的阻值分别为16Ω、20Ω、40Ω和80Ω。 （1）在连接电路前，开关应处于 　断开　 状态，滑动变阻器的滑片置于 　B　 （选填“A”或“B”）端。 （2）连接好电路后，闭合开关，发现电压表有示数、电流表无示数，则电路故障的原因可能是电流表 　短路　 （选填“短路”或“断路”）。 （3）排除故障后，进行实验。每当更换定值电阻，就调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端电压保持不变，并记下电流表的示数。下表完整记录了前3组数据，第4组的电流如图乙所示，则电流大小为 　0.1　 A。 实验序号 1 2 3 4 5 R/Ω 16 20 40 80 I/A 0.50 0.40 0.20 分析表格数据可知：导体两端电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成 　反比　 。 （4）为了得到第5组数据，进一步验证实验结论，现用一个8Ω的定值电阻和上述器材进行实验，你认为是否可行？请作出判断并说明理由。 答：　可行　 （选填“可行”或“不可行”），理由：　电流没有超过大量程，但必须换用大量程　 。 【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路前，开关处于断开状态；滑动变阻器移动到电阻最大位置，图中用A，则滑片应该放在左侧B端； （2）正确连接电路后，实验时发现电压表有示数，说明电压表两个接线柱到电源两端通路，电流表无示数，说明电路可能是电压表并联的部分断路，也可能是电流表短路； （3）电流表用的是0﹣0.6A的量程，分度值0.02A，读数为0.1A； 根据表格数据，电阻扩大几倍，电流变为几分之一，说明是反比关系，故结论是：导体两端电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比； （4）根据上述规律，电阻8Ω是第一次的一半，故电流为第一次的2倍，即1.0A，故可以探究，但必须更改电流表的量程； 故答案为：（1）断开；B；（2）短路；（3）0.1；反比；（4）可行，电流没有超过大量程，但必须换用大量程。 13．（2025•深圳）蓄冷剂是食品运输和保险过程中的重要降温试剂。现有A、B两种蓄冷剂，财财同学和明海同学为了探究其蓄冷效果，进行了如下的实验探究：财财首先将质量均为100g的两种蓄冷剂分别装入完全相同的冰袋中，标明A、B，放入冰箱中冷冻为温度相同的固体。在容器1、2中分别加入质量为500g且温度相同的水，将冰袋从冰箱中拿出放入水中，并用隔热材料密封。明海同学通过温度传感器每隔一定时间测量蓄冷剂及水的温度，如图是明海记录的A、B两蓄冷剂及容器1、2中水的温度随时间的变化曲线。 （1）露露同学发现：蓄冷剂熔化前温度在升高，其分子热运动速度变 　大　 ； （2）0∼t1，水和蓄冷剂之间发生热传递，宇婷同学说其热传递方向为 　从水到蓄冷剂　 ； （3）0∼t1，蓄冷剂 　A　 吸热更快； （4）t1∼t2，容器1中水的温度降低10℃，若热量全部被冰袋吸收，经过计算，汉欢同学发现每克蓄冷剂A吸收的热量为 　210J　 ； （5）汉欢同学在深圳市内配送蛋糕时，选择蓄冷剂 　A　 更好，理由是 　A的蓄冷时间更长　 。 【解答】解：（1）蓄冷剂熔化前温度在升高，其分子热运动速度变大。 （2）热传递总是从温度高的物体向温度低的物体传递，0∼t1，水和蓄冷剂之间发生热传递方向为从水到蓄冷剂。 （3）根据题图可知：0∼t1，蓄冷剂A吸热更快，温度上升快。 （4）水的温度降低10℃，水放出的热量为：； 若热量全部被冰袋吸收，经过计算，汉欢同学发现每克蓄冷剂A吸收的热量为：； （5）根据题图可知：A蓄冷剂效果好，A的蓄冷时间更长。 故答案为：（1）大；（2）从水到蓄冷剂；（3）A；（4）210J；（5）A；A的蓄冷时间更长。 14．（2025•大兴安岭）实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材：小灯泡L（U额＝2.5V，额定功率约为0.8W）、电压为3V且保持不变的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整。（导线不允许交叉） （2）①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误，正确的操作应是：　先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，再闭合开关　 。 ②正确操作后，继续实验的过程中，电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障，则故障可能是滑动变阻器 　断路　 （选填“断路”或“被短接”）。 （3）排除故障后，继续实验，获取实验数据。当电压表示数为2.5V时，电流表表盘如图丙所示，通过计算可知，小灯泡L的额定功率为 　0.75　 W。 （4）完成实验后，小明设计了如图丁所示的电路，想要用原有的实验器材和定值电阻R0，在不使用电流表的情况下，测量该小灯泡L的额定功率。请你帮助他完成实验方案： ①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1接a，调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为 　0.5　 V； ②保持滑片不动，再将开关S1接b，读出电压表示数为U0； ③小灯泡L的额定功率P额＝ 　U额•　 （用U额、U0、R0表示）。 （5）小明找来了阻值为20Ω的定值电阻R0，按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡L的额定功率？请说明你的判断依据：　不能；由前面实验可知，若小灯泡L正常发光时，IL＝0.3A，R0与小灯泡串联。R0两端的电压U0＝IR0＝0.3A×20Ω＝6V＞3V，即R0两端的电压大于电源电压，因此不能满足实验要求，所以不可行　 。 【解答】解：（1）小灯泡L额定电压U额＝2.5V，额定功率约为0.8W，根据P＝UI可知，小灯泡额定电流约为I'0.32A，故电流表选用小量程与开关串联在电路中，如下图所示： ； （2）①为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处； ②由图乙可知，此时电压表示数为0，说明电压表并联的电路短路或电压表与电源之间存在断路，即故障可能是滑动变阻器断路； （3）由（1）可知，电流表选用小量程；当电压表示数为2.5V时，电流表表盘如图丙所示，电流表分度值0.02A，其示数为0.3A，则小灯泡额定功率为： PL＝U额IL＝2.5V×0.3A＝0.75W； （4）①由电路图知，闭合开关S，S1拨至a时，电压表测定值电阻和滑动变阻器两端的电压；为了测小灯泡的额定功率，需要让小灯泡在额定电压下工作，那么此时电压表的示数U'＝U﹣U额＝3V﹣2.5V＝0.5V； ③保持滑片位置不动，开关S1拨至b，电压表测定值电阻两端的电压，此时电压表的示数为U0，则电路中的电流为： I额＝I0， 小灯泡的额定功率为： P额＝U额I额＝U额•； （5）由前面实验可知，若小灯泡L正常发光时，IL＝0.3A，R0与小灯泡串联。R0两端的电压U0＝ILR0＝0.3A×20Ω＝6V＞3V，即R0两端的电压大于电源电压，因此不能满足实验要求，所以不可行。 故答案为：（1）见解答图；（2）①先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，再闭合开关；②断路；（3）0.75；（4）①0.5；③U额•；（5）不能；由前面实验可知，若小灯泡L正常发光时，IL＝0.3A，R0与小灯泡串联。R0两端的电压U0＝IR0＝0.3A×20Ω＝6V＞3V，即R0两端的电压大于电源电压，因此不能满足实验要求，所以不可行。 15．（2025•山东）某小组在“探究电压一定时，电流与电阻的关系”实验中，设计的电路图如图甲所示。 （1）根据电路图甲，用笔画线代替导线将图乙中的电路补充完整。 （2）正确连接电路，闭合开关后，发现电流表、电压表均无示数，将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P，分别显示0V、0V、3.0V，由此判断电路故障为　导线PM断路　 。 （3）排除以上故障后，接入4Ω的定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.0V，此时电流表的示数如图丙所示，为　0.52　 A。 （4）断开开关，用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后，闭合开关，接下来的操作是：　向左移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.0V　 ，并记录电流表的示数。 （5）更换不同定值电阻进行实验，得到如下数据： R/Ω 4 5 8 10 20 /Ω﹣1 0.25 0.2 0.125 0.1 0.05 I/A 0.40 0.25 0.21 0.11 分析数据，小华发现保持电压不变时，通过导体的电流随着电阻的增大而减小，猜想电流与电阻或反比。为了验证他的猜想，请描点并作出I图像。 （6）根据图像得出结论：实验误差允许范围内，在电压一定的情况下，通过导体的电流与　　 成正比，即电流与　电阻　 成反比。 【解答】解：（1）由电路图可知，变阻器和定值电阻串联，采用一上一下的接法，电压表并联在定值电阻两端，电源是2节干电池，电源电压是3V，电压表的量程选择0～3V，如图所示： （2）闭合开关后，发现电流表、电压表均无示数，说明电路中存在断路，将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P，分别显示0V、0V、3.0V，说明OP之间断路，即导线PM断路； （3）由图可知，电流表选择0～0.6A的量程，分度值是0.02A，示数是0.52A； （4）断开开关，用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后，闭合开关，由串联分压可知，电阻两端的电压变大，探究电流和电阻的关系，保持电压不变，需要向左移动变阻器的滑片，增大变阻器的阻值，使电压表的示数为2.0V； （5）根据表中数据，利用描点法画出I图像，如图所示： （6）由图像可知，实验误差范围内，图像是一条过原点的直线，说明在电压一定时，电流和电阻成反比。 故答案为：（2）导线PM断路； （3）0.52； （4）向左移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.0V； （5）； （6）；电阻。 16．（2025•河南）某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻，所用电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）请用笔画线表示导线，将图1甲中的电路连接完整。 （2）正确连接好电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于　B　 （填“A”或“B”）端。闭合开关后，发现小灯泡不发光，电压表有示数，电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好，造成这一现象的原因可能是　灯泡断路　 。 （3）排除故障后进行实验，当滑动变阻器的滑片移至某一位置时，电压表的示数为2.1V，电流表的示数如图1乙所示，为　0.26　 A，此时小灯泡的电阻为　8.1　 Ω（计算结果保留一位小数）。 （4）经过多次实验，测量并记录多组数据，得到小灯泡的I﹣U图像如图2所示，该图像不是一条直线，其原因是　灯的电阻随温度的变化而变化　 。接下来，小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考，根据图2大致画出了滑动变阻器的I﹣U图像。图3为三位同学画出的图像，其中正确的是　C　 （填“A”“B”或“C”），你判断的理由是　灯的电压与变阻器的电压等于电源电压，保持不变，通过灯与变阻器的电流相等　 。 【解答】解：（1）电源电压为3V，故电压表选用小量程与灯并联，如下所示： （2）正确连接好电路，闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处，即B端。闭合开关后，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电路可断路，电压表有示数，电压表与电源连通，已知导线、电表均完好且接触良好，造成这一现象的原因可能是灯泡断路。 （3）排除故障后进行实验，当滑动变阻器的滑片移至某一位置时，电压表的示数为2.1V，电流表的示数如图1乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.26A，此时小灯泡的电阻为 R8.1Ω。 （4）A、经过多次实验，测量并记录多组数据，得到小灯泡的I﹣U图像如图2所示，该图像不是一条直线，可知灯的电阻是变化的，其原因是灯的电阻随温度的变化而变化。滑动变阻器连入电路的电阻是变化的，滑动变阻器I﹣U图像不是一条直线，故A错误； BC、因灯的电压与变阻器的电压等于电源电压，保持不变，通过灯与变阻器的电流相等，故C正确。 故选：C 故答案为：（1）见解析；（2）B；灯泡断路；（3）0.26；8.1；（4）灯的电阻随温度的变化而变化；C；灯的电压与变阻器的电压等于电源电压，保持不变，通过灯与变阻器的电流相等。 17．（2025•陕西）小明发现，向水中加入食盐能使沉入水底的鸡蛋上浮至漂浮，加入的食盐越多，鸡蛋排开盐水的体积就越小。于是提出问题：能否利用漂浮的物体排开液体的体积与液体密度之间的关系制成密度计？小明用大烧杯、金属丝、刻度尺、食盐、水、密度已知的不同液体、直杆（轻质均匀的圆柱体）等器材进行实验探究。（水的密度为1g/cm3） （1）如图﹣1，小明将直杆放入水中，直杆倾倒后漂浮在水面上，此时直杆受到的浮力 　等于　 重力。 （2）为了让直杆能立在水中，小明将金属丝缠绕在直杆的不同位置，分别放入水中，直杆在水中所处的状态如图﹣2所示。分析①、②、③可知：要使直杆竖直漂浮在水中，应在直杆的 　下端　 位置缠绕金属丝；分析③、④、⑤三幅图可知：当金属丝缠绕的位置一定时，适当 　增加　 （选填“增加”或“减少”）金属丝的缠绕量，直杆更容易竖直漂浮在水中。 （3）直杆竖直漂浮在密度不同的液体中时，浸在液体中的深度也不同。因此，将直杆上液面所对应的位置，标注为该液体的密度。则在图﹣3中的a点标注的密度值为 　1　 g/cm3。 （4）将直杆放入密度已知的不同液体中，当直杆在液体中稳定竖直漂浮时，在直杆上液面所在的位置做标记，并测量出直杆浸入液面以下部分的长度H；将数据记录在表中，并将对应的密度值标注在直杆上，制成密度计。 液体密度ρ/（g•cm﹣3） 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 浸入液面以下部分的长度H/cm 15.95 14.22 12.80 11.64 10.67 分析表中数据可知：此密度计所标刻度的位置越靠上，对应液体的密度值越 　小　 （选填“大”或“小”），刻度线分布越 　疏　 （选填“疏”或“密”）。 （5）如图﹣4，是A、B两支密度计在水中漂浮时的情景，若要测量密度稍小于水的另一种液体的密度，选 　B　 （选填“A”或“B”）密度计测量更准确。（A、B放入另一种液体中，均不会沉入底部） 【解答】解：（1）直杆倾倒后漂浮在水面上，由物体的沉浮条件知：直杆受到的浮力和重力相等； （2）从①、②、③可知，当同一金属丝缠绕的位置越靠底部，倾斜程度越小，所以要使直杆竖直漂浮在水中，应在直杆的下端位置缠绕金属丝；分析③、④、⑤可知在直杆的底部缠绕金属丝的质量越大，直杆越容易竖直漂浮在水中，故为了使杆竖直漂浮在水中，可适当增加金属丝的缠绕量； （3）在图﹣3是直杆漂浮在水中的情形，所以对应的a点标注的密度值为1.0g/cm3； （4）从表中数据可知所标刻度的位置越靠上，对应液体的密度值越小，刻度线分布越疏； （5）如图﹣4，A、B两支密度计在水中漂浮时的情况可知，密度计B在水浸入的深度h较大，所以密度计B能测量的最大密度值小，直杆长度一定，单位长度对应的密度值小，即B密度计的分度值小，测量的密度越准确。 故答案为：（1）等于；（2）下端；增加；（3）1；（4）小；疏；（5）B。 18．（2025•天津）在探究“电流与电压和电阻的关系”的实验中： （1）请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整； （2）表一是探究电流与　电压　 关系的实验数据，为分析它们的定量关系，需要对表一中的数据进行处理，请简要说明如何处理数据：　绘制I﹣U图像　 （写出一种方法即可）； （3）分析表二中的数据，可得结论：当电压一定时，　通过导体的电流与导体的电阻成反比　 。 表一 实验序号 电压U/V 电流I/A 1 1.0 0.20 2 1.5 0.30 3 2.0 0.40 … … … 表二 实验序号 电阻R/Ω 电流I/A 1 5 0.48 2 10 0.24 3 15 0.16 … … … 【解答】解：（1）电源电压是3V，电压表选择0﹣3V量程，滑动变阻器一上一下连接，实物图如下： 。 （2）在探究电流与电压的定量关系时，根据记录的数据可以绘制I﹣U图像找出规律。 （3）分析表二中的数据，可得结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 故答案为：（1）；（2）电压；绘制I﹣U图像；（3）通过导体的电流与导体的电阻成反比。 19．（2025•湖北）有横截面积相同的1.0m长的镍铬丝、0.8m长的锰铜丝和0.5m长的康铜丝各一根，小晶通过实验研究材料、长度对金属丝电阻的影响。其他器材有：干电池、开关、带夹子的导线若干、电流表、1m长的刻度尺。 （1）请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。 长度/cm 60.0 40.0 20.0 …… 电流/A 1.33 2.61 …… （2）要研究长度对电阻的影响，应选择 　同一　 （填“同一”或“不同”）金属丝。当镍铬丝接入电路的长度为60.0cm时，电流表示数如图乙，读数为 　0.9　 A。改变长度并记录电流值填入上表，随着长度减小，电路中电流变 　大　 ，表明电阻变 　小　 。 （3）要研究材料对电阻的影响，可使上述三根金属丝接入电路的长度均为 　0.4　 m（填“0.4”“0.7”或“0.9”）。 （4）完成探究后，小晶将镍铬丝与小灯泡串联接入电路，模拟一个简易调光台灯。当观察到小灯泡变暗时，可推断镍铬丝接入电路的长度变 　长　 。 【解答】解：（1）开关、电流表串联在电路中，如下图所示： ； （2）在研究导体的长度对电阻大小的影响时，应控制导体的材料和横截面积不变，改变长度，所以应选择同一金属丝； 图乙中电流表选用大量程，分度值为0.1A，电流表的示数为0.9A； 实验中采用转换法，通过观察电流表的示数来比较电阻的大小。由表格数据知随着长度减小，电路中电流变大，表明电阻变小； （3）要研究材料对电阻的影响，应控制导体的长度和横截面积不变，改变材料，可使上述三根金属丝接入电路的长度均小于或等于较小长度，故选0.4m； （4）由实验知在材料和横截面积相同时，长度越大，电阻越大，所以小灯泡变暗时，电路中的电流变小，镍铬丝得电阻变大，镍铬丝接入电路的长度变长。 故答案为：（1）见解答图；（2）同一；0.9；大；小；（3）0.4；（4）长。 20．（2025•新疆）小红在测量小灯泡的电功率的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，实验装置如图甲所示。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物图连接完整； （2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到 　A　 （选填“A”或“B”）端。实验中，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　0.7　 W； （3）小红完成实验后，小明使用相同的实验器材和相同的电源电压重新连接电路，也完成了该实验。小红测得的实验数据如表1所示，小明测得的实验数据如表2所示。分析表1和表2可得：实验时，电源电压为 　4　 V；小灯泡两端的电压从1V升高到2.5V时，小灯泡的电阻变化了 　3.9　 Ω（结果保留1位小数）。 表1 实验次数 电压U/V 电流I/A 1 1.5 0.24 2 2.0 0.26 3 2.5 表2 实验次数 电压U/V 电流I/A 1 3.0 0.20 2 2.5 0.24 3 1.8 0.27 【解答】解：（1）滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中，如下图所示： ； （2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处，即A端； 实验中，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.28A，则小灯泡额定功率为： PL＝ULIL＝2.5V×0.28A＝0.7W； （3）在测量小灯泡的电功率的实验中，当小灯泡两端电压增大时，通过灯泡的电流也增大；由表1中的数据可知，电压表和电流表的示数同时增大，说明电压表测灯泡两端电压，电流表测电路中的电流；由表2中的数据可知，随着电压表示数减小，电流表示数增大，说明电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中的电流； 由表1和表2中的数据可知，当电路中的电流为0.24A时，灯泡两端电压为1.5V，滑动变阻器两端电压为2.5V，根据串联电路电压规律，电源电压为U＝1.5V+2.5V＝4V； 由表2中数据可知，当滑动变阻器两端电压为3V时，根据串联电路电压规律，灯泡两端电压为U1＝U﹣U滑＝4V﹣3V＝1V，此时通过灯泡的电流为0.2A，则小灯泡的电阻为： R15Ω， 小灯泡正常发光时的电阻为： RL8.9Ω， 则小灯泡两端的电压从1V升高到2.5V时，小灯泡的电阻变化了ΔR＝RL﹣R1＝8.9Ω﹣5Ω＝3.9Ω。 故答案为：（1）见解答图；（2）A；0.7；（3）4；3.9。 21．（2025•福建）降水量是指一段时间内，雨水（或融化后的固体降水）未经蒸发、渗透和流失所积聚起来的水层深度。为了监测降水量，科创小组制作了“翻斗式雨量计”，装置外观是上端开口的圆柱体，如图1甲。内部结构示意图如图1乙。装置核心部件如图1丙，它是用中间隔板分开的两个完全对称的三角形容器，可绕O点处的水平轴转动，从而使两侧容器轮流接水，当一侧容器接满10mL雨水时会发生翻转，将水倒出，随着降雨持续，翻斗左右翻转，过程如图1丁。磁铁与配重通过连杆安装在翻斗上并随翻斗左右摆动，当磁铁经过磁感应开关（两者相互作用力忽略不计）时，磁感应开关通过电流传感器将翻斗翻转信息变成电信号，从而推算降水量。 （1）翻斗在水平位置时是等臂杠杆，实验器材中属于等臂杠杆的有 　托盘天平　 。 （2）连杆上装有可调高度的配重。校准过程，若倒入的水量总是大于10mL时翻斗才发生翻转，可通过 　降低　 （填“降低”或“升高”）配重在连杆上的位置进行调整。 （3）图2甲是翻斗翻转信息变为电信号的工作电路，电源电压不变，R1、R2为定值电阻，R1＝800Ω。某次降雨，电流传感器（电阻不计）测得电流随时间变化关系如图2乙。 ①当磁铁每次经过磁感应开关时，开关状态是 　闭合　 。 ②“翻斗式雨量计”顶端开口面积为0.1m2，由图2乙可知该地区30min内降水量约为 　1.2　 mm，降水量变化趋势是 　变小　 。（测量前翻斗内无水） ③由图2可知，R2＝ 　200　 Ω。 （4）若该装置在我国北方地区使用，可改进的措施是 　低温天气，增加加热装置；降水量偏小，可以降低配重的高度　 。 【解答】解：（1）实验器材中属于等臂杠杆的有托盘天平、定滑轮等； （2）倒入的水量总是大于10mL时翻斗才发生翻转，说明配重的力臂过大，可降低配重的位置减小力臂； （3）①由图2乙可知，电流每隔一段时间后会变大，但时间较短； 电流变大且时间很短的原因是磁铁每次经过磁感应开关，使开关闭合，将R1短路，电路总电阻变小，电流变大，而经过的时间很短，故电流维持时间较短， 由此当磁铁每次经过磁感应开关时，开关状态是闭合； ②由图2乙可知，30min内有12次电流变化，即翻斗左右摆动了12次，每次倒水10mL，一共倒水120mL＝120cm3＝1.2×10﹣4m3； 顶端开口面积为0.1m2，则降水量为：h1.2×10﹣3m＝1.2mm； ③由图2乙可知，电流变化的时间间隔变长，即翻斗每次倒水的时间间隔变长，说明降水量变小； 由图2可知，磁感应开关断开时，电流较小为5mA＝5×10﹣3A，磁感应开关闭合时，电流较大为25mA＝25×10﹣3A， 根据欧姆定律，有：U＝5×10﹣3A×（800Ω+R2），U＝25×10﹣3A×R2，U为电源电压， 解得：U＝5V，R2＝200Ω； （4）若该装置在我国北方地区使用，北方地区气温较低且降水量较少，为防止降下的雨水结冰可增加加热装置，同时降水量少的情况下防止装置测量误差较大，可以调大装置的灵敏度，故可改进的措施是：低温天气，增加加热装置；降水量偏小，可以降低配重的高度。 故答案为：（1）托盘天平；（2）降低；（3）闭合，1.2，变小，200；（4）低温天气，增加加热装置；降水量偏小，可以降低配重的高度。 22．（2025•湖南）某兴趣小组了解到人长时间过度低头易对颈椎肌肉造成伤害，为研究颈椎肌肉产生的拉力大小与人低头角度变化之间的规律，设计并组装了一套如图甲所示的装置。印有头颈部照片的内盘与有刻度的固定外盘圆心均在O点，内盘可绕O点转动，以O点为支点，将整个头颈部简化为杠杆模型。θ表示人低头的角度，在A点通过细线悬挂一个重为2N的物体模拟头颅重力，用细线垂直OB对B点施加的拉力F1模拟颈椎肌肉产生的拉力，细线对A点的拉力大小为F2。实验中通过拉力传感器测出内盘上的头颈部在不同位置平衡时F1的大小，实验数据如下表所示。 物体的重力/N 2 θ的大小/° 0 15 30 45 60 拉力传感器的示数/N 0 3.22 6.22 8.80 10.78 （1）请画出图乙中F2的力臂L（保留作图痕迹）。 （2）分析表格中的数据可知，颈椎肌肉产生的拉力随人低头的角度增大而 　增大　 ，对颈椎肌肉的影响就越大。 （3）若某中学生头颅的重力为50N，请根据表格中的数据，计算该学生低头角度为45°时，颈椎肌肉产生的拉力大小是 　220　 N。 （4）请你结合以上分析，从保护颈椎肌肉的角度提出一条合理建议：　尽量减少低头的时间和角度，例如在使用电子设备时，将设备屏幕抬高，使屏幕中心与眼睛在同一高度，避免长时间低头看手机或电脑　 。 【解答】解：（1）首先明确支点为O点。延长F2的作用线（因为 F2是竖直向下的，所以向下延长即可，用虚线）。从支点O向F2的作用线作垂线，垂线段的长度是F2的力臂L，用大括号括起来并标上L，作图如下： 。 （2）拉力与低头角度的关系：分析表格中的数据可知，颈椎肌肉产生的拉力随人低头的角度增大而增大。 （3）计算颈椎肌肉产生的拉力大小：当物体重力为 2N，低头角度为 45° 时，拉力传感器示数即颈椎肌肉产生的拉力 F1为 8.80N。中学生头颅重力为 G'＝ 50N，此时颈椎肌肉产生的拉力为 F1'。由于是由于是同一模型，力臂的比例关系不变，根据杠杆平衡条件可得：即F1′220N。 （4）保护颈椎肌肉的合理建议：尽量减少低头的时间和角度，例如在使用电子设备时，将设备屏幕抬高，使屏幕中心与眼睛在同一高度，避免长时间低头看手机或电脑。 故答案为：（1）见解析；（2）增大；（3）220；（4）尽量减少低头的时间和角度，例如在使用电子设备时，将设备屏幕抬高，使屏幕中心与眼睛在同一高度，避免长时间低头看手机或电脑。 23．（2025•乐山）要得出杠杆的平衡条件，需要经历以下过程： （注：实验中所用的钩码质量均相等、杠杆上相邻刻线间的距离均相等） （一）观察杠杆在水平位置的平衡 （1）如图甲（a）所示是一个在水平位置平衡的杠杆，减少其中一侧钩码的数量，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与 　力的大小　 有关； （2）如图甲（b）所示用带杆的滑轮向左推动右侧挂钩码的悬线，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与 　力臂的大小　 有关； （二）探究杠杆的平衡条件 （3）如图乙所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　左　 （选填“左”或“右”）端调节。 （4）如图丙所示，调平后在A点悬挂2个钩码，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂 　3　 个钩码。若规定A点处的力为动力，则此时的杠杆属于 　省力　 杠杆； （5）通过多次实验测得数据并分析数据，可以得出杠杆的平衡条件为 　A　 ； A.动力×动力臂＝阻力×阻力臂 B.动力+动力臂＝阻力+阻力臂 （三）反思拓展 （6）根据实验结论，为使杠杆满足如图丁所示的水平平衡，应将左侧的2个钩码悬挂至 　③　 （选填图丁中的数字编号）位置。 【解答】解：（1）将图a中一侧的钩码数量减少，则杠杆所受力的大小发生改变，发现杠杆无法平衡，说明：杠杆的平衡与杠杆所受力的大小有关； （2）如图b用带杆的滑轮向左推动右边挂钩码的悬线，改变作用力的方向，则杠杆受力的方向发生改变，杠杆左端下降右端上升，说明：杠杆的平衡与力臂的大小有关； （3）由图乙可知，杠杆的右端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向上翘的右端移动； （4）设一个钩码为G，一格的长度为L，由图丙所示，根据杠杆的平衡条件可得： 2G×3L＝nG×2L，解得：n＝3， 故为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂3个钩码； 以A点处的力为动力，则此时的杠杆动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆； （5）A、根据所有实验数据得出：杠杆平衡的条件是：动力×动力臀＝阻力×阻力臂，是正确的，科学的； B、动力+动力臂＝阻力+阻力臂，类似的不同的物理量之间相加，是没有意义的； 故选：A。 （6）图丁中，用带杆的滑轮向左推动右侧挂钩码的悬线，拉力由垂直变成倾斜时，动力、动力臂不变，由几何关系可知，阻力臂变为原来的，为使杠杆满足如图丁所示的水平平衡，应将左侧的2个钩码悬挂③位置。 故答案为：（1）力的大小；（2）力臂的大小；（3）左；（4）3；省力；（5）A；（6）③。 24．（2025•河北）在“探究电流与电压的关系”的实验中，小明设计了图1所示的实验电路。电源电压为6V不变，R为定值电阻，AD间粗细均匀的电阻丝和夹子（M和N）一起组成变阻器，A、B、C、D、E、F为电阻丝上的六个点，E、F两点未标出。 （1）根据实验要求，请用笔画线代替导线将图1中的实物电路补充完整。 （2）闭合开关前，将变阻器的全部电阻接入电路是为了 　保护电路　 。 （3）闭合开关，电流表无示数，电压表示数为6V，电路的故障（仅有一处）是 　定值电阻R断路　 。 （4）排除故障后，闭合开关，保持夹子N位置不动，夹子M依次接在变阻器的A、B、E、C、F、D六个点，每次电表均选用合适的量程，进行实验，收集数据并记录在表格中。 接线位置 A B E C F D 电压U/V 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 6.0 电流I/A 0.3 ① 0.5 0.6 0.8 1.2 表格中①处的数据如图2所示，为 　0.4　 A。 （5）分析数据，可以得出实验结论：在电阻一定的情况下，　电流与电压成正比　 。 （6）在电阻丝C点放一小蜡块，闭合开关，发现小蜡块逐渐熔化，为使小蜡块熔化得更快，一定可行的方法是：　增大电源电压　 （写出一条即可）。 【拓展】在上面的实验电路中，电流表接0～0.6A量程，把另一电压表V1接在A点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子M接在A点不动，夹子N可在电阻丝上连续改变位置，在保证电路安全的情况下，夹子N在任意位置时，用电阻R0替换R，使电压表V1和图中的电压表示数之比总是2：3。则满足上述条件的R0的取值范围是 　6～22.5　 Ω。 【解答】解：（1）在探究电流与电压的实验中，电流表应串联在电路中，电路连接如图所示： ； （2）闭合开关前，将变阻器的全部电阻接入电路，这样可以防止电路中的电流过大，从而保护电路； （3）串联电路只有一条电流的路径，且电流表无示数，说明电路中某处断路，而电压表有示数，且等于电源电压，说明电压表与电源能连通，故电路的故障是定值电阻R断路； （4）根据图2可知电流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，示数为0.4A； （5）由表中数据可知，电压与电流的比值一定，故可得结论：在电阻一定的情况下，电流与电压成正比； （6）为使小蜡块熔化得更快，应使C处电阻丝产生的热量更多，根据Q＝I2Rt可知，在电阻和通电时间一定时，应增大电路中的电流，根据欧姆定律可知，可通过增大电源电压的方法来达到目的； 【拓展】根据表中第1次实验的数据，结合串联电路的电压规律和欧姆定律可得，变阻器的最大值： R变大15Ω； 当电压表V1接在A点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上时，变阻器与定值电阻串联，电压表V1测变阻器两端的电压，原电压表V测定值电阻两端的电压。 根据串联电路的分压原理可得R0的最大值：R0大R变大15Ω＝22.5Ω； 根据电流表的量程可知电路中的最大电流为I大＝0.6A， 根据串联电路的电压规律可得R0两端的电压：U′0U6V＝0.6A， 根据欧姆定律可得R0的最小值：R0小6Ω， 故R0的取值范围是6～22.5Ω。 故答案为：（1）图见解答；（2）保护电路；（3）定值电阻R断路；（4）0.4；（5）电流与电压成正比；（6）增大电源电压；【拓展】6～22.5。 25．（2025•山西）2025年春节，小明观看了电影《哪吒2》。电影中，“哪吒”高呼：“冰不导电”。小明对此片段印象深刻，并产生疑问：冰真的不可以导电吗？请你帮他设计一个可操作的实验方案进行验证。 【解答】解：实验材料：电源，导线，电极，灯泡，开关，冰块，其他材料（一个塑料容器或绝缘支架，用于放置冰块；还有温度计、湿度计，用于测量实验环境的温度和湿度）。 实验步骤 组装电路：将电源、开关、灯泡和两根电极用导线依次连接起来，形成一个串联电路。在连接过程中，确保导线连接牢固，避免出现接触不良的情况。 放置冰块：将塑料容器或绝缘支架放置在平稳的桌面上，把准备好的冰块放在容器或支架上。如果使用的是有杂质的冰，可先将其放入容器中，再放入冰箱冷冻室使其冻结成冰。 插入电极：将两根电极平行地插入冰块中，注意电极之间不要相互接触，且要保证电极与冰块有良好的接触。如果冰块较大，可以将电极插入冰块的不同位置，以检测不同部位的导电性。 闭合开关：打开开关，观察灯泡的状态。同时，记录下实验环境的温度、湿度以及冰块的状态（如是否有融化现象）。 更换冰块：分别用纯冰和含杂质的冰重复步骤 2﹣4，对比不同冰块对灯泡亮度的影响。如果灯泡在纯冰中不亮，而在含杂质的冰中微亮或较亮，说明杂质会影响冰的导电性。 改变温度：在不同的环境温度下进行实验，例如在接近 0℃的环境和更低温度（如﹣10℃、﹣20℃）的环境中重复上述步骤，观察温度对冰导电性的影响。可以通过将实验装置放入不同温度的冰箱或冷柜中来实现。 二．解答题（共9小题） 26．（2025•长沙）冬天，为了给鱼缸内的水加热，小星购买了标有“220V 440W”的电热丝R1和标有“220V 275W”的电热丝R2各一根，电热丝的电阻不随温度变化。 （1）求电热丝R1正常工作时的电流； （2）将R1和R2串联接入电路中，求R1与R2两端的电压之比； （3）为了给鱼缸提供适宜的水温，小星想设计的加热电路需要满足以下要求： （a）当水温低于20℃时，启动高挡快速加热，功率为440W； （b）当水温在20℃至30℃之间时，启动低挡保温； （c）当水温高于30℃时，断开整个电路。 为此，他找到了4个温控开关（功能见下表），从中选择两个开关设计了如图所示的电路。 元件类型 符号 功能 温控开关 S1 温度低于20℃时闭合，高于20℃时断开 S3 温度低于20℃时断开，高于20℃时闭合 S2 温度低于30℃时闭合，高于30℃时断开 S4 温度低于30℃时断开，高于30℃时闭合 ①请在电路图相应的位置标出电热丝和所选开关的符号； ②按设计连好电路后，为调整功率，小星取下某一根电热丝，剪掉一截后接回原电路。再启动低挡，测得其中一根电热丝两端的电压为99V，请计算此时电路的总功率。 【解答】解：（1）标有“220V 440W”的电热丝R1正常工作时，根据P＝UI知，电流； （2）由P可知，电阻丝R1的电阻； 电阻丝R2的电阻； 根据串联电压之比等于电阻之比有：； （3）①当水温低于20℃时，启动高挡快速加热，电路中电流较大，故把电阻丝短路，故选择S1与左侧电阻并联，当水温高于30℃时，断开整个电路，选择S2放在右侧；根据启动高挡快速加热，功率为440W；选择标有“220V 440W”的电热丝R1是右侧的电阻；标出元件符号如图所示： ②未剪前，低挡R1和R2串联； R1两端的电压； R2两端的电压U，＝U﹣U，＝220V﹣84.6V＝135.4V； 情况一：若剪短的是R1，U1将减小，U2将增大，都不可能变为99V。 情况二：若剪短的是R2，U2将减小，U1将增大，都有可能变为99V （a）若R2接回原电路后，两端的电压U′1＝99V 低挡时电路的实际电流； 低挡总功率P＝UI＝220V×0.9A＝198W； （b）若R2接回原电路后，两端的电压为U'2＝99V， 低挡时电路的实际电流A； 低挡总功率P＝UI'＝220V×1.1A＝242W。 答：（1）电热丝R1正常工作时的电流为 2A； （2）将R1和R2串联接入电路中，R1与R2两端的电压之比5：8； （3）①见解答； ②按设计连好电路后，为调整功率，小星取下某一根电热丝，剪掉一截后接回原电路。再启动低挡，测得其中一根电热丝两端的电压为99V，请计算此时电路的总功率是198W或242W。 27．（2025•宜宾）中医药是中国传承几千年的文化瑰宝。如图甲是一款小型的电热中药煎药壶，额定电压为220V，有高温、低温两个挡位，其内部简化电路如图乙所示，当双触点选择开关接触A、B时为断开状态。R1、R2是两个阻值不变的电热丝，R1＝484Ω，R2＝121Ω，U＝220V。 （1）判断并简要说明使用低温挡工作时开关应接触B、C还是C、D； （2）计算使用低温挡工作时的功率是多少； （3）计算使用高温挡工作1min，电流做功是多少； （4）采用低温挡加热已煎好的某种中药液。已知该中药液比热容为4.0×103J/（kg•℃），质量为200g，加热8min，温度从5℃升高到45℃。请计算此过程的加热效率（加热过程中药液蒸发的影响可忽略不计）。 【解答】解：（1）由图可知，当开关接触B、C时，只有电热丝R1工作，当开关接触C、D时，电热丝R1与R2并联工作，根据并联电路的电阻规律可知，开关接触C、D时，电路的总电阻较小，开关接触B、C时，电路的总电阻较大，根据P可知，开关接触C、D时，电路消耗的电功率较大，煎药壶处于高温挡，开关接触B、C时，电路消耗的电功率较小，煎药壶处于低温挡； （2）使用低温挡工作时的功率：P低100W； （3）使用高温挡工作1min，电流做的功： W＝（）t＝（）×1×60s＝3×104J； （4）加热8min，中药液吸收的热量： Q吸＝cmΔt＝4.0×103J/（kg•℃）×200×10﹣3kg×（45℃﹣5℃）＝3.2×104J， 加热8min消耗的电能：W′＝P低t′＝100W×8×60s＝4.8×104J， 此过程的加热效率：η100%≈66.7%。 答：（1）使用低温挡工作时开关应接触B、C。由图可知，当开关接触B、C时，只有电热丝R1工作，当开关接触C、D时，电热丝R1与R2并联工作，根据并联电路的电阻规律可知，开关接触C、D时，电路的总电阻较小，开关接触B、C时，电路的总电阻较大，根据P可知，开关接触C、D时，电路消耗的电功率较大，煎药壶处于高温挡，开关接触B、C时，电路消耗的电功率较小，煎药壶处于低温挡； （2）使用低温挡工作时的功率是100W； （3）使用高温挡工作1min，电流做功是3×104J； （4）此过程的加热效率约为66.7%。 28．（2025•大兴安岭）中医药是中华优秀传统文化的瑰宝，在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅，图乙是其工作电路简化的等效电路图，通过开关S1和S2的不同状态组合，可以实现三挡加热功能。定值电阻R1、R2都是发热电阻，其中R1＝110Ω。该电中药锅部分参数如表所示。已知：c药液＝4.2×103J/（kg•℃）。 求： （1）当闭合开关S1，将开关S2接a时，电中药锅使用的是 　高温　 （选填“低温”“中温”或“高温”）挡。 （2）将1kg药液从25℃加热到35℃的过程中，药液吸收的热量是多少J？ （3）使用该电中药锅的中温挡正常工作，加热100s，消耗的电能是多少J？ （4）R2的阻值是多少Ω？ 额定电压/V 220 额定功率/W 高温挡880 中温挡440 低温挡220 【解答】解：（1）由图乙可知，当开关S1闭合、S2接a时，R1、R2并联，根据并联电路的特点可知，此时电路的总电阻最小，由P可知，电路的总功率最大，电中药锅处于高温挡； 当开关S1断开、S1接b时，R1、R2串联，根据串联电路的特点可知，此时电路的总电阻最大，总功率最小，电中药锅处于低温挡； 当开关S1闭合、S2接b时，只有R1工作，电中药锅处于中温挡； （2）药液吸收的热量是：Q吸＝c药液m药液Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（35℃﹣25℃）＝4.2×104J； （3）消耗的电能：； （4）由P可知，R1与R2串联的总电阻为：， 根据串联电路的特点可知，R2的阻值：R2＝R串﹣R1＝220Ω﹣110Ω＝110Ω。 答：（1）高温； （2）将1kg药液从25℃加热到35℃的过程中，药液吸收的热量是4.2×104J； （3）使用该电中药锅的中温挡正常工作，加热100s，消耗的电能是4.4×104J； （4）R2的阻值是110Ω。 29．（2025•山东）近年来，我国探月工程不断取得突破性成果，并计划于2035年前基本建成月球科研站。为支撑月球科研站等深空探测重大工程。2025年4月29日，“天都一号”通导技术试验星成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验，有效拓展了激光测距技术的观测窗口，过程示意如图。研究人员表示未来嫦娥八号将会携带试验装置登陆月球开展试验，比如聚焦太阳光熔化月壤，获得可以用于月球科研站建设的材料等。月球环境近似为真空。g月大约是地球上g的。 （1）聚焦太阳光熔化月壤过程是　太阳　 能转化为　内　 能； （2）测控站与“天都一号”间的信号传递利用的是　电磁波　 ； （3）假定激光站和“天都一号”之间为真空环境，激光站发射激光和收到回波信号的时间间隔为2.5s，求激光站与“天都一号”间的距离；（激光的传播速度取3×108m/s） （4）小明畅想未来在月球科研站内的生活：“未来在月球上，我的质量变小了，完成引体向上更轻松了。”请你对小明的畅想作出评析。 【解答】解：（1）聚焦太阳光熔化月壤过程，是太阳能转化为内能，使月壤熔化； （2）电磁波可以在真空中传播，月球是真空环境，测控站与“天都一号”间的信号传递利用的是电磁波； （3）激光站发射激光和收到回波信号的时间间隔为2.5s，激光站发射激光到“天都一号”的时间t2.5s＝1.25s，激光站与“天都一号”间的距离s＝vt＝3×108m/s×1.25s＝3.75×108m； （4）质量是物体的属性，与位置无关，未来在月球上，人的质量不变，g月大约是地球上g的，由G＝mg可知人的重力变小，引起向上克服重力变小，小明说质量变小了，是错误的，完成引体向上更轻松了，是正确的。 故答案为：（1）太阳；内； （2）电磁波； （3）激光站与“天都一号”间的距离是3.75×108m； （4）小明说质量变小了，是错误的，完成引体向上更轻松了，是正确的。 30．（2025•河南）图甲为一款测量液体密度的装置设计图。电源电压为12V，R0为一定值电阻，MN间是足够长的轻质导线，金属棒竖直固定且粗细均匀。一弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端，与金属棒之间无摩擦且接触良好。已知金属棒接入电路的阻值R与弹簧所受拉力F的关系如图乙所示。容积为40cm3的小桶通过轻绳挂在弹簧下端，闭合开关S，桶内未装液体时，电流表示数为0.2A；测量密度时，需在桶内装满待测液体，通过读取电流表示数可得出液体密度。（不计弹簧、滑片及小桶的质量） （1）闭合开关S，向桶内缓缓注入液体，此过程中电流表的示数　增大　 （填“增大”或“减小”）。 （2）电路中定值电阻R0的阻值为多少？ （3）当桶内装满某种液体时，电流表的示数为0.3A，该液体的密度为多少？（g取10N/kg） （4）电路中的电源使用一段时间后，电源电压降低。用此装置测量液体密度时，若仍将电源电压视为12V，会导致所测液体的密度　偏小　 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【解答】解：（1）分析电路可知，R0和变阻器R串联，电流表测电路中电流。闭合开关S，向桶内缓缓注入液体，此过程中滑片下移，变阻器R接入电路的阻值变小，则总电阻变小，根据电流表的示数增大。 （2）桶内未装液体时，弹簧所受拉力为零，由图乙可知，此时变阻器R接入电路的阻值为50Ω，总电阻为； 则电路中定值电阻R0的阻值为R0＝R总﹣R＝60Ω﹣50Ω＝10Ω； （3）当桶内装满某种液体时，电流表的示数为0.3A，此时总电阻为； 则此时变阻器R接入电路的阻值R＝R总﹣R0＝40Ω﹣10Ω＝30Ω； 由图乙可知，此时弹簧所受拉力为0.4N，则液体重力为G＝0.4N，则液体的密度为 ； （4）电路中的电源使用一段时间后，电源电压降低。用此装置测量液体密度时，若仍将电源电压视为12V，根据算出的总电阻偏大，则得到的变阻器R接入电路的阻值偏大，则得到的弹簧所受拉力偏小，则测得的液体重力偏小，根据可知，会导致所测液体的密度偏小。 故答案为：（1）增大； （2）电路中定值电阻R0的阻值为10Ω； （3）当桶内装满某种液体时，电流表的示数为0.3A，该液体的密度为1×103kg/m3； （4）偏小。 31．（2025•陕西）火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率为火电站发出的电能，Q总为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳一氢一风一电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。 （1）某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计。若风电站以总装机功率工作时，1天所发出的电能中，有8.2×105kW•h的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生1m3氢气消耗3.6kW•h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？（氢气的热值为1.28×107J/m3） （2）假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发出1kW•h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？ （3）若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则同样发出1kW•h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为2.9×107J/kg） 【解答】解：（1）某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计，则1天向电网输送的能量： W＝Pt＝105kW×10h＝106kW•h； 则全部用于电解水制氢的电能： W′＝106kW•h﹣8.2×105kW•h＝1.8×105kW•h， 每产生1m3氢气消耗3.6kW•h的电能，则电解水制氢的体积： V5×104m3， 产生的氢气完全燃烧时释放的热量： Q放＝Vq＝5×104m3×1.28×107J/m3＝6.4×1011J； （2）消耗0.31kg的标准煤放出的热量： Q放＝mq＝0.31kg×2.9×107J/kg＝8.99×106J， “富氧燃烧”条件下，煤电转化效率： η40%； （3）由题意知，技术革新之前的煤电转化效率：η′＝40%﹣4%＝36%， 由η知，完全燃烧标准煤放出的热量： Q放′107J， 由Q放＝mq知，完全燃烧标准煤的质量： m′0.345kg， 则相比应用“富氧燃烧”技术前能节约标准煤的质量： m″＝m′﹣m＝0.345kg﹣0.31kg＝0.035kg。 答：（1）产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为6.4×1011J； （2）“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是40%； （3）相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约0.035kg标准煤。 32．（2025•天津）在跨学科实践活动中，同学们制作了如图1所示的“浮力秤”，用来称量物体的质量。圆柱形薄壁外筒足够高且内装足量的水，带有秤盘的圆柱形浮体竖直漂浮在水中，浮体浸入水中的深度为h0。已知浮体横截面积为S0，外筒横截面积为3S0，水的密度为ρ0。 （1）浮体和秤盘的总质量为　ρ0S0h0　 ； （2）秤盘中未放物体，在水面位于浮体的位置标为“0”刻度线；秤盘中放质量为m1的砝码，在水面位于浮体的位置标为“m1”刻度线。请推导出这两条刻度线间的距离Δh的表达式； （3）为了测算该“浮力秤”的最大测量值，先把带有秤盘的浮体直立在外筒底部（图2），再向外筒内缓慢注水，外筒底部受到水的压强与注入水质量的关系如图3所示。 当外筒底部受到水的压强至少为p1时，此“浮力秤”能够达到最大测量值，该最大测量值为　　 。 【解答】解：（1）如图，带有秤盘的圆柱形浮体竖直漂浮在水中，浮体浸入水中的深度为h0，则浮体和秤盘的总重力为G0＝F浮0＝ρ0gV排0＝ρ0gS0h0；则浮体和秤盘的总质量为； （2）浮力秤始终漂浮，浮力等于重力，则ΔF浮＝ΔG； 则有ΔG＝m1g＝ρ0gS0Δh，解得； （3）从浮力秤恰好漂浮到外筒底部受到水的压强为p1时，加入的水的重力为ΔG水＝ΔF＝ΔpS＝（p1﹣ρ0gh0）×3S0； 则称量的物体质量最大时，浮力秤深度变化量为； 结合（2）中解析式则有； 解得最大测量值。 故答案为：（1）ρ0S0h0； （2）两条刻度线间的距离Δh的表达式是； （3）此“浮力秤”能够达到最大测量值为。 33．（2025•福建）如图为科创小组测量大气压和海拔的简易装置原理图，R0为定值电阻，RF为力敏电阻，RF置于圆柱体容器底部，可自由滑动的活塞通过轻杆压在力敏电阻上。容器内抽成真空，装置气密性良好。该装置通过两电表示数分别转换测出大气压值和海拔，且示数均随测量值增大而增大。电源电压恒为6V，R0＝30Ω，RF的阻值与压力大小F的关系为RF＝1030﹣2.5F，电压表量程为0∼3V，电流表量程为0∼0.6A。活塞横截面积为4×10﹣3m2，忽略摩擦，不计活塞质量。查阅资料，大气压p与海拔h的关系如表。 海拔h/m 0 100 200 300 400 500 …… 1000 2000 …… 大气压p/×103Pa 101 100 99 98 97 96 …… 90 80 …… （1）求h＝0时活塞受到的压力。 （2）求h＝0时通过R0的电流。 （3）求该装置能测量的最高海拔。 （4）指出该装置测量时的一项不足之处，针对该不足，就电源和电流表中任选1个，提出相应问题的解决方案，并说明理由。 【解答】解：（1）当h＝0时，大气压p＝101×103Pa。则活塞受到的压力为：F＝pS＝101×103Pa×4×10﹣3m2＝404N。 （2）当h＝0时，活塞受到的压力F＝404N，则力敏电阻的阻值为：RF＝1030﹣2.5F＝1030﹣2.5×404＝20Ω。根据串联电路电阻特点，总电阻R＝R0+RF＝30Ω+20Ω＝50Ω，由欧姆定律可得通过R0的电流I0.12A。 （3）由图可知，定值电阻R0与力敏电阻RF串联，电压表测力敏电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，分析题意可知，选择电压表示数转换测出海拔，电流表示数转换测出大气压值。 当电压表的示数达到最大值UF＝3V，所测海拔最高。此时R0两端电压为U0＝U﹣UF＝6V﹣3V＝3V，根据串联电路分压特点可得，RF＝30Ω， 则30Ω＝1030﹣2.5F，可解得F＝400N。 可得此时的大气压p100×103Pa， 对照表格可知，此时对应的海拔h＝100m，即该装置能测量的最高海拔为100m。 （4）不足之处：该装置能测量的海拔范围较小，最高只能测量到100m海拔。 针对电源的解决方案：可适当降低电源电压。理由是当电源电压降低时，在电压表量程不变的情况下，根据串联电路分压原理，力敏电阻RF两端所能承受的电压相对增大，其阻值可以更大，由RF＝1030﹣2.5F可知，力敏电阻所受压力F会更小，根据F＝pS，则可测量的大气压p更小，从而可测的海拔更高，扩大了测量海拔的范围。 答：（1）h＝0时活塞受到的压力404N。 （2）h＝0时通过R0的电流0.12A。 （3）该装置能测量的最高海拔100m。 （4）见解析。 34．（2025•湖南）为预防“倒春寒”对种子萌发的影响，科技小组为学校的育种温室设计了如图甲所示的温控电路。整个温控电路位于温室内，且当温室内温度低于20℃时启用。其控制电路的电源电压恒定，R0为变阻器，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示，电磁铁线圈电阻忽略不计。工作电路有高温和低温两个挡位，低温挡位可使温室内降温比较平缓，R1、R2均为加热电阻。已知通过电磁铁线圈的电流大于或等于25mA时，衔铁被吸下，与触点A分开，接通触点B。通过电磁铁线圈的电流小于或等于20mA时，衔铁被弹回，与触点B分开，接通触点A。 （1）调好R0的阻值，闭合开关S1、S2，电磁铁上端磁极为 　N　 极；Rt的温度升高，电磁铁磁性强弱如何变化？　电磁铁磁性增强　 ； （2）将控制电路中R0阻值调为480Ω，可使温室内达到允许的最高温度30℃，达到时衔铁刚好被吸下，求控制电路的电源电压； （3）工作电路要求：高温挡功率需在800～1200W之间，低温挡功率需在100～200W之间。已知实验室只有阻值大小为20Ω、50Ω、200Ω、300Ω的加热电阻各一个，不考虑温度对加热电阻阻值的影响，则R2应选用哪一个加热电阻（写出必要的计算过程）。 【解答】解：（1）根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。由图甲可知，电流从电磁铁的上端流入，所以电磁铁的上端为N极，下端为S极。 由图乙可知，热敏电阻Rt的阻值随温度升高而减小。当Rt温度升高时，其阻值减小，控制电路中的总电阻减小，根据欧姆定律I，电源电压恒定，总电阻减小，所以电路中的电流增大。因为电磁铁磁性强弱与电流大小有关，电流越大，电磁铁磁性越强，所以电磁铁磁性增强。 （2）当温室内温度达到30℃时，由图乙可知此时热敏电阻Rt的阻值为320Ω，R0＝480Ω，此时衔铁刚好被吸下，通过电磁铁线圈的电流I＝25mA＝0.025A，根据串联电路电阻特点，总电阻R＝R0+Rt＝480Ω+320Ω＝800Ω，则控制电路的电源电压U＝IR＝0.025A×800Ω＝20V。 （3）由于通过电磁铁线圈的电流大于或等于25mA时，衔铁被吸下，与触点A分开，接通触点B。通过电磁铁线圈的电流小于或等于20mA时，衔铁被弹回，与触点B分开，接通触点A，所以衔铁被吸下，与触点A分开，接通触点B时，为低温挡，R2接入电路，功率需在100～200W之间， 则R2的最小阻值为：R2min242Ω，所以R2应选用300Ω的加热电阻。 故答案为：（1）N；电磁铁磁性增强；（2）20V；（3）300Ω。 三．计算题（共7小题） 35．（2025•宜宾）某锻造厂利用卷扬机将一圆柱形工件（污垢的质量和体积忽略不计）吊入柱形清洗池中清洗，如图所示。已知工件的质量为90kg，高度为50cm，清洗池底面积为2000cm2，深度为80cm；未放入工件时，清洗液的深度为60cm，密度ρ＝0.8×103kg/m3，g＝10N/kg。求： （1）工件的重力； （2）工件一半浸入清洗液时，清洗液对工件底部的压强； （3）工件完全浸入清洗液，平衡时绳对工件的拉力为700N，工件的底面积是多少； （4）若工件以1.5cm/s的速度浸入清洗液，则工件从接触液面到刚好完全浸入所用的时间为多少，写出此过程清洗液对清洗池底部的压强随时间变化的关系式。 【解答】解：（1）工件的重力G＝mg＝90kg×10N/kg＝900N； （2）工件一半浸入清洗液时，浸入的深度h50cm＝25cm＝0.25m， 清洗液对工件底部的压强p＝ρgh＝0.8×103kg/m3×10N/kg×0.25m＝2000Pa； （3）工件完全浸入清洗液，浮力为F浮＝G﹣F＝900N﹣700N＝200N， 工件的体积V＝V排0.025m3， 工件的底面积S0.05m2； （3）工件刚好浸没h浸＝h物＝50cm， 液面上升的高度Δh12.5cm， 工件下降的高度h降＝h浸﹣Δh＝50cm﹣12.5cm＝37.5cm， 时间t25s， 设池底压强为p，经过的时间为t，则V排＝S物×（h降+Δh）＝S容×Δh， 即500cm2×（1.5t+Δh）＝2000cm2×Δh，Δh＝0.5t， 池底的压强p＝ρg（h液+Δh）＝0.8×103kg/m3×10N/kg×（60+0.5t）×10﹣2＝4800+40t，0≤t≤25。 答：（1）工件的重力是900N； （2）工件一半浸入清洗液时，清洗液对工件底部的压强是2000Pa； （3）工件完全浸入清洗液，平衡时绳对工件的拉力为700N，工件的底面积是0.05m2； （4）若工件以1.5cm/s的速度浸入清洗液，则工件从接触液面到刚好完全浸入所用的时间为25s，清洗液对清洗池底部的压强随时间变化的关系式是p＝4800+40t，0≤t≤25。 36．（2025•绥化）如图甲所示的电路中，电源电压可调，灯泡L的额定功率未知（不考虑灯丝电阻变化），电压表的量程是0～15V，电流表的量程是0～3A。在保证电路各元件安全的前提下：先将电源电压调为U，只闭合开关S1，把滑动变阻器R的滑片P从最右端滑动到最左端的过程中，电流表与电压表的示数关系图象如图乙。求： （1）滑动变阻器R的最大阻值； （2）电源电压U和R1的电阻值； （3）保持（2）中电源电压U不变，滑动变阻器的滑片P在最右端时，通电1min电阻R1产生的热量； （4）断开开关S1，再将电源电压调为U，闭合开关S2，当滑动变阻器的滑片P在a点时，灯泡L正常发光，电压表的示数为6V，灯泡L消耗的电功率为P；当滑片P滑动到某位置时，电路消耗的电功率最小，电流表的示数为0.25A，灯泡L消耗的实际功率。求：灯泡L的额定功率P额。 【解答】解：（1）由只闭合开关S1，R1与R串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器R的电压，当滑片P在最右端时滑动变阻器全部接入，R1与R串联，电路中的电流最小，为0.1A，滑动变阻器两端电压为14V， 滑动变阻器R的最大阻值； （2）由题意可知：滑动变阻器的滑片P在最左端时，电压表的示数为0V，电流表的示数为1.5A，电源电压U＝I1R1＝1.5A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表的示数为14V，电流表的示数为0.1A，根据串联电路的特点和欧姆定律知，电源电压U＝I2R1+U滑＝0.1A×R1+14V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②得：U＝15V，R1＝10Ω； （3）滑动变阻器的滑片P在最右端时，由焦耳定律可得，R产生的热量Q＝I2Rt＝（0.1A）2×10Ω×1×60s＝6J； （4）断开开关S1，闭合开关S2，灯泡L与滑动变阻器R串联，当电压表示数最大时，灯泡的电压最小，故电路中的电流最小，电路消耗的电功率最小：根据P＝UI可得，实际功率 ③ 灯泡正常发光时，电压表的示数为6V，根据P＝UI可得，额定功率：④ 灯泡L消耗的实际功率⑤ 由③④⑤可得：U0＝24V； 根据欧姆定律知，灯泡的电阻； 额定功率：。 答：（1）滑动变阻器R的最大阻值是140Ω； （2）电源电压U是15V；R1的电阻值是10Ω； （3）保持（2）中电源电压U不变，滑动变阻器的滑片P在最右端时，通电1min电阻R1产生的热量是6J； （4）灯泡L的额定功率P额为9W。 37．（2025•河北）如图1所示，电源电压不变，滑动变阻器R标有“50Ω，1A”，小灯泡L标有“6V，0.5A”字样。闭合开关，当滑片P在某一位置时，电压表示数为2V，电流表示数为0.5A，小灯泡L的I﹣U图象如图2所示。 （1）求小灯泡L正常发光时的电阻。 （2）求电源电压。 （3）将电源更换为可调电压电源，已知电流表量程0～0.6A，电压表量程0～15V。在保证电路安全的情况下，电源电压取某值后，闭合开关，移动滑片P，发现通过小灯泡L的电流都可以在0.2～0.5A之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。 【解答】解：（1）由欧姆定律可知，灯泡正常发光时的电阻：RL12Ω； （2）由图1可知，灯泡与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，电流表测量电路中的电流， 此时电路中的电流为0.5A，则小灯泡刚好正常发光，根据小灯泡规格可知，小灯泡两端的电压为6V， 根据串联电路的特点可知，电源电压：U＝UL+UR＝6V+2V＝8V； （3）当电路中的电流为0.5A，滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电源电压最小，此时的最小电源电压：Umin＝UL＝6V； 当电路中的电流为0.2A，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，由欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压：UR＝IminR＝0.2A50＝10V＜15V， 由图2可知，此时灯泡两端的电压UL′＝1V， 此时电源电压最大，根据串联电路的特点可知，最大电源电压：Umax＝UL′+UR＝1V+10V＝11V， 所以电源电压的取值范围为：6V～11V。 答：（1）小灯泡L正常发光时的电阻为12Ω。 （2）电源电压为8V； （3）电源电压的取值范围为：6V～11V。 38．（2025•湖北）长江口二号古船是用整体打捞技术提取的宝贵水下文化遗产。如图甲，打捞船可看作中间开着方井的长方体，俯瞰为型地构。如图乙，将古船及周围泥沙封闭成总质量为8×106kg、体积为6×103m3的箱体，打捞船甲板上的机械通过钢缆将箱体匀速提升至方井中。（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，不计水的阻力和钢缆质量） （1）求箱体的重力。 （2）求箱体出水前所受的浮力和钢缆的总拉力。 （3）箱体出水前，打捞船浸入水中的深度为1.5m，如图丙。箱体部分出水后在方井中静止时，钢缆总拉力为5.3×107N，求此时打捞船浸入水中的深度。 （型打捞船上表面阴影部分面积取3.3×103m2） 【解答】解：（1）总质量为8×106kg的重力为G＝mg＝8×106kg×10N/kg＝8×107N； （2）根据阿基米德原理知，浮力为F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×103m3＝6×107N； 钢缆的总拉力F＝G﹣F浮＝8×107N﹣6×107N＝2×107N； （3）捞船上表面阴影部分面积取3.3×103m2；根据平衡条件知，F+G＝F浮＝ρ水gV'排； 出水前：2×107N+G＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3.3×103m2×1.5m； 出水后：5.3×107N+G＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3.3×103m2×h； 解得：h＝2.5m。 答：（1）箱体的重力是8×107N。 （2）箱体出水前所受的浮力是6×107N；钢缆的总拉力是2×107N。 （3）此时打捞船浸入水中的深度是2.5m。 39．（2025•威海）如图甲所示，某航海器由钢板焊接的两个空心三棱柱组成。侧面为ABCDE；在△ABC中，AB＝8m，AC＝BC，∠ACB＝90°；在△CDE中，底边DE的高为0.9m；两个三棱柱棱的长度均为10m，下方三棱柱体积为6m3，航海器总重1.2×106N。，g取10N/kg，三棱柱体积＝三角形面积×棱的长度） （1）当航海器漂浮在水面上，求排开水的体积。 （2）航海器误入浅水区搁浅，下方三棱柱一部分陷入泥沙，如图乙所示。 为将航海器浮起来，采取了以下措施：卸掉重2×105N的设备，等待涨潮之后清理下面的泥沙。搁浅位置24小时内，航海器底部到水面的距离H随时间变化情况如图丙所示。假设航海器整体始终保持水平，请通过计算判断航海器是否能浮起来？ 【解答】解：（1）当航海器漂浮在水面上，航海器受到的浮力和重力大小相等，故F浮＝1.2×106N， 根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排得：航海器排开水的体积V排120m3。 （2）卸掉重2×105N的设备，航海器的重为G′＝1.2×106N﹣2×105N＝1.0×106N， 若要使航海器浮起来，则航海器受到的浮力最小要等于航海器的重力。 当航海器底部到水面的距离H越大，航海器受到的浮力越大， 分析图丙可知：当H＝3.9m时航海器受到的浮力最大。 此时，水面到C点的距离为d＝3.9m﹣0.9m＝3m， 在△ABC中，AC＝BC，∠ACB＝90°，因水面平行于AB，故上方三棱柱浸入水中的体积V上浸（3m+3m）×3m×10m＝90m3， 航海器浸在水中的体积为V＝90m3+6m3＝96m3， 此时航海器受到水的浮力F浮'＝ρ液gV排'＝1.0×103kg/m3×10N/kg×96m3＝9.6×105N＜1.0×106N， 因浮力小于重力，故航海器不会浮起来。 答：（1）当航海器漂浮在水面上，排开水的体积为120m3。（2）航海器不能浮起来。 40．（2025•兰州）图甲是利用“浮筒打捞法”打捞沉船的示意图，浮筒是密封的大钢筒，能浮在水面上。打捞工作船把若干个浮筒拖到沉船所在位置上方的水面上，将浮筒灌满水，让它们沉到水底。潜水员用钢索把灌满水的浮筒拴牢在船的两侧，然后用压气机将空气压进浮筒，把水排出，浮筒就会带着沉船一起浮到水面上来。小雅利用上述原理制作了实心沉船模型A和空心浮筒模型B来模拟打捞沉船的过程：A、B间用轻质细绳相连，将A、B放入水平地面上一个装有适量水、足够高的圆柱形容器中，B利用容器中的水自动充水，B充满水后A、B的位置如图乙所示，此时，A对容器底部的压力为16N。打捞时，向B中充气，当B中的水全部排出至容器中时，B浮出水面，A、B静止时的位置如图丙所示。已知A的质量为1.4kg，体积为200cm3，B的质量为0.6kg，体积为2000cm3，圆柱形容器的底面积为1000cm2。求： （1）图乙中B受到的浮力； （2）B空心部分的体积； （3）乙、丙两图中，水对容器底部压强的变化量Δp。 【解答】解：（1）由阿基米德原理F浮＝ρ液V排g得图乙中模型B受到的浮力为： F浮B＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2000×10﹣6m3＝20N； （2）图乙中，以A、B整体为研究对象，受到重力G、浮力F浮和容器底的支持力F支，且根据力的相互作用知：F支＝F压＝16N， 整体受到的浮力为： F浮＝ρ水g（V排A+V排B）＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（2000×10﹣6m3+200×10﹣6m3）＝22N； 整体受到的重力为： G＝GA+GB+GA水，由于三力平衡，所以G＝F浮+F支＝GA+GB+GA水，A中充入的水的重力为： GA水＝F浮+F支﹣（GA+GB）＝22N+16N﹣（1.4kg+0.6kg）×10N/kg＝18N； 由ρ和G＝mg，根据题意知道，模型A空心部分的体积V空心等于A中充入的水的VA水， 即V空心＝VA水，1.8×10﹣3m3； （3）图丙中，AB整体为研究对象，受到重力G、浮力F，处于漂浮状态，则浮力为：F浮′＝GA+GB＝（1.4kg+0.6kg）×10N/kg＝20N； 排开水的总体积为： V′排2×10﹣3m3； 则变化的体积为：ΔV排＝VA水+V排′﹣V排＝VA水+V排′﹣（VA+VB）＝1.8×10﹣3m3+2×10﹣3m3﹣（2000×10﹣6m3+200×10﹣6m3）＝1.6×10﹣3m3， 液面变化的高度为： Δh1.6×10﹣2m3； 水对容器底的压强变化量为：Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6×10﹣2m＝160Pa。 答：（1）图乙中模型B受到的浮力20N； （2）模型B空心部分的体积1.8×10﹣3m3； （3）图丙与图乙相比，水对容器底的压强变化量是160Pa。 41．（2025•北京）图甲所示的载货汽车，其前面为“单轴﹣单轮”（一根轴上有2个车轮），后面为“单轴﹣双轮”（一根轴上有4个车轮），如图乙所示。装货后该货车总质量为16t，每个轮胎与地面的接触面积约为400cm2。实际货车和货物整体的重心到前、后轴的距离一般不相等，常偏向车的后半部，为简化研究问题，假设整体重心C到前、后轴的距离相等，水平地面对货车前面两个车轮的作用力相等，等效作用在A点；水平地面对货车后面四个车轮的作用力均相等，等效作用在B点；因此，货车可看成水平杠杆，如图丙所示，AB距离等于前、后车轴间的距离，C在AB中点。g取10N/kg。 （1）求货车在B点所受的总支持力。 （2）为了保护路面，需要限定车辆对路面的压强大小。只要车辆的任何一个轮胎对路面的压强超过限定值，即视为车辆超限。若某水平路面能承受的最大压强为7.0×105Pa，请通过计算判断该货车是否超限。 【解答】解：（1）货车的总质量m＝16t ＝16000kg。 货车的总重力为： G＝mg＝16000kg×10 N/kg＝160000N。 设前轴的总支持力为F1，后轴的总支持力为F2。 以A点为支点，后轴的总支持力为F2为动力，货车重力G为阻力，如图所示，其中AB为动力臂L1，AC为阻力臂L2 根据平衡条件得，F2L1＝GL2。 又因为C在AB的中点，所以 L1＝ 2L2。 因此，F1G 80000 N。 B点的总支持力：F2＝80000 N。A点总支持力为F1＝G﹣F2＝160000N﹣80000 N＝80000 N。 （2）每个轮胎与地面的接触面积S＝400 cm2＝400×10−4 m2＝0.04 m2。 前轴2 个轮子，每个轮子对地压力F前F180000 N＝4000N。 故单个轮胎的压强： p前1.0×106 Pa。 前轴单个轮胎的压强 1.0×106 Pa＞7.0×105 Pa。因此，货车的前轴轮胎对路面的压强超过了限定值，该货车超限。 答：（1）货车在B点所受的总支持力为 80000 N。（2）该货车超限，因为前轴轮胎对路面的压强超过了7.0×105Pa。 四．综合能力题（共3小题） 42．（2025•辽宁）中国高铁位居世界前列，成为了中国一张亮丽的名片，具有节能、快速、高效、安全、智能和舒适等优势。 （1）节能 动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，实现节能。图 　b　 （填“a”或“b”）与其工作原理相同。 （2）快速 复兴号某动车组在高速运行时，若空气阻力f气占总阻力的80%，f气与速度v的关系为f气＝kv2（k＝0.4N•h2/km2，v的单位为km/h），当该动车组以400km/h的速度匀速直线运动时，该动车组牵引力每小时至少做功 　3.2×1010　 J。（为方便计算，数据已作简化处理） （3）高效 列车网络控制系统可以依托大数据优化停靠站，提高效率。 优化前，一动车组以速度v匀速行驶，经停某站，先减速一段时间t1，然后停一段时间t2，再加速一段时间t3，恰好恢复到原速度v继续匀速行驶。优化后，该动车组不停靠此站，可视为在原路线上一直以速度v匀速行驶，则该动车组因不停靠此站而节省的时间为 　t2　 。（该动车组加速阶段、减速阶段的平均速度均为，题中所给的物理量均为已知量） （4）安全 如图（c），受电弓安装在高铁车箱的顶部，受电弓的碳钢滑板与供电线接触。如果碳钢滑板的同一位置与供电线持续摩擦，会缩短碳钢滑板的使用寿命，更会影响动车组的运行安全，那么图 　e　 （填“d”或“e”）的设计能使碳钢滑板的磨损均匀化。 （5）智能 某小组设计了一个冻雨预警电路，如图（f）所示。闭合S后，当环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，警示灯一直发光并出现持续的亮暗交替现象，发出预警。已知：电源电压恒为6V，定值电阻R0为10Ω，警示灯标有“6V 0.5A”。当电磁铁线圈中的电流I≥0.1A时，电磁铁吸下衔铁，使动触点与下方静触点接触。为实现预警功能，温控开关与湿控开关应 　串　 联，请选择合适的接线柱，用笔画线代替导线将电路连接完整。（图中温控开关与湿控开关之间已正确连接，电磁铁线圈的电阻、温控开关与湿控开关的电阻均忽略不计，只能在标有字母的接线柱上连接导线，导线不能交叉） （6）中国高铁的发展，彰显了我国在科技创新领域的强大实力。请写出你想象的中国高铁最智慧的样子：　智能节能系统，实现绿色低碳运营　 。 【解答】解：（1）动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，利用的是电磁感应现象，是发电机的工作原理；由图可知，a是电动机的工作原理，b是发电机的工作原理，故选图b； （2）当该动车组以400km/h的速度匀速直线运动时，空气阻力为： f气＝kv2＝0.4N•h2/km2×（400km/h）2＝6.4×104N， 因空气阻力f气占总阻力的80%，则总阻力为： f8×104N， 动车组匀速运行时牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，即F牵＝f＝8×104N， 该动车组每小时行驶的距离为s＝vt＝400km/h×1h＝400km＝4×105m， 当该动车组以400km/h的速度匀速直线运动时，该动车组牵引力每小时做的功为： W＝F牵s＝8×104N×4×105m＝3.2×1010J； （3）由题意可知，经停某站运动的路程为st1t3， 经停某站的总时间t总＝t1+t2+t3， 匀速运动通过的时间t， 该动车组因不停靠此站而节省的时间为Δt＝t总﹣t＝t1+t2+t3t2； （4）如果碳钢滑板的同一位置与供电线持续摩擦，会缩短碳钢滑板的使用寿命，更会影响动车组的运行安全，需要尽量每个位置都能摩擦，故图e的设计能使碳钢滑板的磨损均匀化； （5）闭合S后，当环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，警示灯一直发光并出现持续的亮暗交替现象，发出预警；说明两个开关同时闭合，灯泡才亮，发出预警，故温控开关与湿控开关应串联； 根据题意可知，开关S闭合，温控开关与湿控开关闭合，灯泡一直亮，通过定值电阻R0和电磁铁的短路与否来改变电路中的总电阻，改变电路中的电流，从而改变灯泡的亮暗；闭合开关S，环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，灯泡与电阻串联，灯泡发光，由于电源电压为6V，灯泡分得的电压小于额定电压6V，灯泡发光较暗，灯泡电阻为R灯12Ω，总电阻为R总＝R0+R灯＝10Ω+12Ω＝22Ω，电流为I0.27A，电流I＞0.1A，衔铁被吸下，定值电阻与电磁铁被短路，此时电路为灯泡的简单电路，灯泡两端电压等于电源电压6V，达到额定电压，发光较亮，此时由于电磁铁被短路，没有电流流过电磁铁，电磁铁磁性消失，衔铁被松开，重复以上现象，灯泡会亮暗交替，故电路连接如下图所示： ； （6）我想象的中国高铁最智慧的样子是智能节能系统，实现绿色低碳运营。 故答案为：（1）b；（2）3.2×1010；（3）t2；（4）e；（5）串；见解答图；（6）智能节能系统，实现绿色低碳运营。 43．（2025•广东）巡检机器人可对高压输电线进行巡检，如图，其相关参数见下表。机器人的电机可切换为电动机或发电机。水平匀速巡检时，蓄电池减少的储能全部用于电机产生的牵引力做功。当蓄电池储能降至0.1E0时，停止电能输出，巡检终止。下坡巡检时，电机可将重力势能转化为电能并为蓄电池充电，将能量储存起来。 质量m0 54kg 最大巡检速度v0 4km•h﹣1 蓄电池满电时储能E0 0.2kW•h 电动机最大输出功率P0 100W （1）下坡时，发电机利用 　电磁感应　 原理发电。 （2）请完成以下能量转化流程图：　化学　 。 （3）若充满电的机器人保持P0、v0水平巡检1.2h，则巡检路程为 　4.8　 km，牵引力为 　90　 N，蓄电池储能剩余 　0.08　 kW•h。 （4）如图巡检线路，当机器人到达A点时，蓄电池储能为0.95E0。随后机器人先下坡巡检（电机切换为发电机），后水平巡检（电机切换为电动机），巡检全程速度大小保持不变。AB段重力势能减少量为1×105J。充电过程中，重力势能每减少1J，转化为电能并储存在蓄电池中的能量为0.45J。水平阶段机器人所受阻力大小是重力的0.15倍，则水平阶段匀速巡检的最大路程为 　8000　 m。（g＝10N/kg） 【解答】解：（1）下坡时，发电机利用电磁感应原理发电。 （2）下坡巡检时，电机可将重力势能转化为电能并为蓄电池充电，将能量以化学能的行驶储存起来。 （3）若充满电的机器人保持P0、v0水平巡检1.2h，则巡检路程为： s＝v0t＝4 km/h×1.2 h＝4.8 km； 牵引力为：F90N， 蓄电池储能剩余：E0﹣P0t＝0.2 kW•h−0.1 kW×1.2 h＝0.08 kW•h； （4）由题意可知，AB段转化为的电能为：1×105J×0.45＝4.5×104J＝0.0125 kW•h， 机器人到达B点时，蓄电池储能为：0.95E0+0.0125 kW•h＝0.95×0.2 kW•h+0.0125 kW•h＝0.2025 kW•h＞0.2kW•h，即超过了蓄电池满电时储存的电能，所以此时蓄电池实际储能为0.2kW•h； 由题知，当蓄电池储能降至0.1E0时，停止电能输出，巡检终止， 所以水平阶段可用的电能为：0.2kW•h−0.1×0.2kW•h＝0.18kW•h＝6.48×105J； 水平阶段的牵引力为：F＝f＝0.15G＝0.15×54kg×10N/kg＝81N， 则水平阶段匀速巡检的最大路程为：s8000m。 故答案为：（1）电磁感应；（2）化学；（3）4.8；90；0.08；（4）8000。 44．（2025•深圳）深圳大力推动无人机事业发展，已经将无人机用于运送急救AED装置。 苏华同学发现无人机搭配北斗卫星导航，有四个旋翼，每个旋翼搭配独立的电动机驱动，相邻旋翼之间旋转方向相反；无人机空载总质量（含电池，不含AED）为9kg，电池能量密度为200W•h/kg，（质量能量密度是指满电时电池能量与电池质量之比）。 俊宇同学购买了一个无人机，无人机满电开始测试；飞行分为前往过程和返回过程，前往和返回过程都分为竖直上升过程，水平匀速运动过程，竖直下降过程，且消耗能量相同；无人机前往过程中竖直上升和竖直下降过程消耗的总能量为3.2×104J，水平匀速移动过程飞行每秒消耗的能量为2500J，总用时160s，无人机用于驱动飞行的电能转化效率为60%，无人机竖直下降后电池剩于总容量的50%，测试结束。 （1）璐璐同学指出：无人机的信号传输是通过 　电磁波　 传递； （2）粤鹏同学说ADE电击时为什么不能碰人，因为人体 　是导体　 ； （3）当俊宇购买的无人机空载时匀速向下降落2m，重力做功 　180　 J； （4）无人机螺旋桨飞行时向下，无人机向上飞，善于的苏华同学发现通过桨叶旋转空气提供升力，这体现了力的作用是 　相互的　 ； （5）顺顺同学经过观察，指出无人机各电动机之间是 　并　 联的； （6）满电时，无人机的电池质量占空载质量的百分比 　22.2%　 （保留一位小数）； （7）为了更快运送急救AED装置，请你帮助璐璐同学对无人机设计提出一条建议？　增大电动机的功率　 ；如何去更改螺旋桨的旋转方向？　改变通过电动机的电流方向　 。 【解答】解：（1）无人机通过电磁波传递信号的； （2）人体是导体，容易导电；ADE电击时不能接触人，否则人会触电； （3）无人机空载总质量（含电池，不含AED）为9kg，空载时匀速向下降落2m， 重力做功W＝Gh＝mgh＝9kg×10N/kg×2m＝180J； （4）力的作用是相互的；无人机螺旋桨飞行时向下推空气，活动向上的升力，故无人机向上飞，这体现了力的作用是相互的； （5）无人机各部分可以独立工作，互不影响，故是并联的； （6）无人机前往过程中竖直上升和竖直下降过程消耗的总能量为3.2×104J，水平匀速移动过程飞行每秒消耗的能量为2500J，总用时160s，无人机用于驱动飞行的电能转化效率为60%，则飞行消耗的电能是W7.2×105J＝200W•h，此时此过程消耗了1﹣50%＝50%的电能，说明原来储存了400W•h电能； 故电池的质量m2kg。 故无人机的电池质量占空载质量的百分比为：100%≈22.2% （7）为了更快运送急救AED装置，需要缩短做功的时间，而做功多少不变，根据功率表示做功快慢，故需要增大电动机的功率，电动机的转向与电流方向有关，更改螺旋桨的旋转方向，改变通过电动机的电流方向。 故答案为：（1）电磁波；（2）是导体；（3）180；（4）相互的；（5）并；（6）22.2%；（7）增大电动机的功率；改变通过电动机的电流方向。 五．科普阅读题（共6小题） 45．（2025•兰州）阅读短文，回答问题。 燃气热水器是一种高效、快捷的洗浴设备，图示为某款燃气热水器的结构、原理图。使用热水器时，先通电，绿色指示灯亮起，再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，此时红色指示灯亮起，同时风机工作，高温烟气上升，流经热交换器，将从A处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从B处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。该燃气热水器的技术参数如表所示，“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。 适用燃气 天然气 热值 3×107J/m3 额定耗气量 1.8m3/h 燃气热水器的热效率通常指热水器有效利用热量的效率，能效等级是根据热效率来划分的，其中三级能效的热效率不得低于84%，二级能效的热效率不得低于88%，而一级能效的热效率则不得低于96%。 （1）某次洗浴，热交换器在10min内将质量为100kg的水的温度升高20℃，则该过程中水吸收的热量为　8.4×106　 J。（水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃）） （2）此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min。若该过程燃气完全燃烧，则放出的热量为　9×106　 J。 （3）请根据计算判断该燃气热水器的能效等级属于　二　 级。 【解答】解：（1）该过程中水吸收的热量为： Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×20℃＝8.4×106J； （2）此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min消耗的天然气为V＝1.8m3/hh＝0.3m3，则该过程燃气完全燃烧放出的热量为： Q放＝q天然气V＝3×107J/m3×0.3m3＝9×106J； （3）燃气热水器的热效率为： η100%100%≈93.3%， 故该燃气热水器的能效等级属于二级。 故答案为：（1）8.4×106；（2）9×106；（3）二。 46．（2025•广东）阅读短文，回答问题。 登月服 2025年2月，我国望宇登月服进入初样研制阶段。望宇登月服主体由多层结构组成，包括内衣舒适层、保暖层、通风服和水冷服、气密限制层、隔热层和外保护层等。某科技小组为检测模拟登月服的气密性，设计了气压检测装置，其电路如图甲，R0的阻值为30Ω，恒流电源输出电流恒为1A，当气压p≤1.25×103Pa时，压敏电阻Rg的阻值随气压p的变化关系如图乙（为方便计算，图象已作近似处理）。 测试时，如图丙，将充满空气的模拟登月服M和检测装置放入空腔N中，将N抽成真空后密封（不计此过程中M漏气）。启动检测装置，开始计时，此时M内的气压为1×105Pa。已知M漏气速度越来越慢，经过8h，若M漏出空气的质量小于充气质量的10%，则M的气密性达标。M、N内的气压与各自内部空气的密度成正比，且比例系数相同；容积VM：VN＝1：5。不计检测装置的体积、M的厚度以及M和N容积的变化。 （1）通风服和水冷服可利用水吸收登月服内的热量，是利用了水的比热容 　大　 的特点。 （2）M漏气过程中，电流表示数变 　小　 。 （3）开始计时后，经过4h电流表示数为0.6A，此时N内的气压为 　875　 Pa，M漏出空气的质量为充气质量的 　3.5　 %。请判断M的气密性是否达标并说明理由：　达标。M漏气速度越来越慢，4～8h漏出的空气质量与充气质量的比例会小于0～4h的漏气比例3.5%，0～8h的漏气比例会小于10%　 。 （4）思考（3）的检测过程，为使电流表示数变化范围最大，可改变R0的阻值，设真空时电流表示数为I0，经过4h电流表示数为I1，要使I0与I1的差值最大，R0的阻值应为 　60　 Ω。 【解答】解：（1）由于水的比热容大，相同质量的水和其他物质吸收相同的热量，水的温度变化较小，所以通风服和水冷服可利用水吸收登月服内的热量，是利用了水的比热容大的特点； （2）由图丙可知，气压检测装置在N内，M漏气过程中，N内的气压逐渐增大， 由图乙可知，压敏电阻Rg的阻值随气压p增大而减小，压敏电阻Rg的阻值减小，通过压敏电阻Rg的电流增大， 由图甲可知，R0与Rg并联，电流表测通过R0的电流，恒流电源输出电流恒定，由并联分流可知，通过Rg的电流增大，通过R0的电流会减小，故电流表示数变小； （3）①恒流电源输出电流恒为I＝1A，电流表示数为I′＝0.6A， 通过Rg的电流为Ig＝I﹣I′＝1A﹣0.6A＝0.4A， R0两端的电压为U0＝I′×R0＝0.6A×30Ω＝18V，Rg与R0并联，故Rg两端电压Ug＝U0＝18V， 此时Rg的电阻为Rg′45Ω， 由图乙可知，Rg与气压p的关系为Rg＝﹣0.04p+80， 则当Rg的电阻为45Ω时，N内的气压为：p875Pa； ②M、N内的气压与各自内部空气的密度成正比，且比例系数相同， 设M内的气压为p1，密度为ρ1，则有p1＝k×ρ1＝k，k为比例系数，m1为M内的气体质量（即充气质量）， m1， 设N内的气压为p2，密度为ρ2，则有p2＝k×ρ2＝k，m2为N内的气体质量（即漏出空气的质量）， m2， 则 将p1＝1×105Pa，p2＝875Pa，VM：VN＝1：5代入，解得：0.035＝3.5%； ③已知M漏气速度越来越慢，故4～8h漏出的空气质量与充气质量的比例会小于0～4h的漏气比例3.5%， 0～8h的漏气比例会小于10%，故M的气密性达标； （4）真空时电流表示数为I0，由图乙可知，此时Rg的阻值为80Ω， R0两端电压U1＝R0I0，Rg两端电压U1′＝Rg（I﹣I0）， 两电阻并联，则U1＝U1′，R0I0＝Rg（I﹣I0）， 将I＝1A，Rg＝80Ω代入，得：I0， 经过4h电流表示数为I1，由（3）分析可知，此时Rg的阻值为45Ω， R0两端电压U2＝R0I1，Rg两端电压U2′＝Rg（I﹣I1）， 两电阻并联，则U2＝U2′，R0I1＝Rg（I﹣I1）， 将I＝1A，Rg＝45Ω代入，得：I1， I0与I1的差值为：I0﹣I1， 当R0＝60Ω时，I0与I1的差值最大； 故答案为：（1）大；（2）小；（3）875；3.5；达标，M漏气速度越来越慢，4～8h漏出的空气质量与充气质量的比例会小于0～4h的漏气比例3.5%，0～8h的漏气比例会小于10%；（4）60。 47．（2025•北京）请阅读《地月空间的精准量尺——激光测距》并回答问题。 地月空间的精准量尺一一激光测距 2025年4月，在浩瀚宇宙中的地月空间，一场跨越35万公里的“光影对话”悄然上演，天都一号通导技术试验星，成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验，标志着我国在深空轨道精密测量领域取得技术新突破。 地月空间是指从地球低轨道延伸至距地球约200万公里的空间范围，是人类探索的一个重要方向，作为人类基于现有科技水平可望而又可即的空间，是我们理解宇宙、试验新技术、驶向星辰大海的“演习场”。 如图所示为激光测距试验示意图，天都一号搭载角反射器在绕月轨道上运动，地面测控站提供轨道预报数据，地面激光站发出激光，激光经距地约3.5×108m的角反射器反射后“原路”返回，激光站接收到反射回波信号，就可以得到此时天都一号到地面的精准距离。由于地月空间距离极大、天都一号卫星在绕月轨道上运动速度极快，对地月空间卫星进行激光测距相当于万米外瞄准一根头发丝，实施精密跟踪与信号捕获难度极大，此次测距验证了我国深空激光测距技术的成熟度。 地月空间激光测距技术试验的成功，为中国开发利用地月空间奠定了坚实的科技基础，也为未来深空探测任务提供了重要手段，将有力支撑国际月球科研站等后续重大工程任务的论证与实施。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）天都一号通导技术试验星成功完成全球首次 　白天强光干扰条件下　 的地月空间激光测距技术试验。 （2）在激光测距试验中，从激光站发出激光，经天都一号上的角反射器反射，到激光站接收到回波信号所用时间约为 　2.3　 s。（光速取3.0×108m/s，结果保留一位小数） （3）如图所示，两块平面镜成一定夹角构成角反射器，一束光线射向角反射器，经两次反射就能模拟天都一号上的角反射器效果的是 　B　 。 （4）文中介绍的角反射器、激光测距等技术，都是物理知识的具体应用，科学家不断将科学知识应用于技术创新，推动了人类社会的进步。请仿照表中示例，再举出一个物理知识应用于技术方面的实例，补全表格中①②的内容。 物理知识 物理知识的技术应用实例 光的反射定律 角反射器 ①　光的折射　 ②　望远镜　 【解答】解：（1）天都一号通导技术试验星成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验。 （2）根据速度公式有：。 （3）角反射器本质上是两块互相垂直的平面镜，可以将任意方向射向角反射器的光平行反射回去。故选：B。 （4）望远镜是利用光的折射现象制成的一种重要的光学器件。 故答案为：（1）白天强光干扰条件下；（2）2.3；（3）B；（4）光的折射；望远镜。 48．（2025•黑龙江）阅读下面短文，回答问题。 据报道，中国一年快递业务量突破1700亿件，连续11年稳居世界第一。物流装备制造业如何助力中国快递再上新台阶引发新思考。 图中是我国某公司设计制造的物流无人机，机身上有水平机翼，还有4对带动桨叶水平旋转的电动机，尾部有1个带动桨叶竖直旋转的电动机。当水平旋转桨叶转动时，静止在地面的无人机向上运动，升空后竖直旋转桨叶转动时，推动飞机向前运动。 （1）当水平桨叶转动时，对桨叶产生向上升力的施力物体是 　空气　 ，这个力改变了飞机的 　运动状态　 ，使飞机向上运动。 （2）飞机向前运动时水平机翼受到向上的升力。观察图中水平机翼的形状，并分析机翼受到向上的升力的原因。 【解答】解：（1）当水平桨叶转动时，对桨叶产生向上升力的施力物体是空气，这个力改变了飞机的运动状态，使飞机向上运动。 （2）飞机向前运动时水平机翼受到向上的升力。观察图中水平机翼的形状，机翼的上表面通常设计为弧形，而下表面较为平直。当飞机向前运动时，空气流经机翼，由于机翼上表面的弧形设计，空气在上表面的流速比下表面快。根据伯努利原理，流速越快的地方，压强越小、压力越小。因此，机翼上表面的压力低于下表面，产生了一个向上的压力差，即升力。这就是机翼受到向上升力的原因。 故答案为：（1）空气；运动状态；（2）流体流速越大的位置，产生的压强越小。水平机翼的形状是上凸下平，机翼上方空气流动速度较大，空气对机翼向下的压强较小；机翼下方空气流动速度较小，空气对机翼向上的压强较大，空气对机翼会产生向上的压强差和压力差，所以机翼受到向上的升力。 49．（2025•大兴安岭）阅读短文，回答问题。 居家用气，安“燃”无恙 炒菜、做饭、取暖……燃气为我们生活带来了极大的便利。但在燃气使用过程中如发生泄漏或燃气具使用不规范的情况，会导致燃气事故的发生。为确保居家用气安“燃”无恙，燃气管理部门要求用户要安装家用燃气报警器。 图甲是某种燃气报警器的部分电路示意图，控制电路中的R1为气敏电阻，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。电源电压稳定，闭合开关S1和S2，报警器处于工作状态。当燃气浓度达到预设值时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中灯L1熄灭，灯L2发光、电铃响而报警（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。 （1）燃气报警器的安装位置应根据被检测气体的密度确定，若家中使用天然气（主要成分是密度比空气密度小的甲烷），则燃气报警器应安装在燃气灶附近的 　上　 （选填“上”或“下”）方区域。 （2）图甲中，闭合控制电路的开关S1，电磁铁上端是 　N　 （选填“S”或“N”）极。当燃气浓度未达到预设值时，杆AOB处于静止状态。若弹簧对A端的拉力为动力，观察图甲可知，此时杆AOB是 　费力　 （选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。 （3）下列四幅图所示的原理与控制电路中电磁铁的工作原理相同的是 　B　 。 （4）若想将燃气报警器的预设值调低，在保证电路元件安全的前提下，可以采取的合理方法是 　减小滑动变阻器R2的阻值或换用电压更高的电源　 。（写出一种即可） 【解答】解：（1）天然气主要成分是甲烷，其密度比空气小。燃气泄漏时，天然气会向上扩散，所以燃气报警器应安装在燃气灶附近的上方区域，以便及时检测到泄漏的燃气。 （2）根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。在图甲控制电路中，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，所以电磁铁上端是N极。对于杠杆AOB，弹簧对A端的拉力为动力，电磁铁对B端的吸引力为阻力，支点为O。观察图可知，动力臂小于阻力臂，根据杠杆分类，动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，所以此时杠杆AOB是费力杠杆。 （3）控制电路中电磁铁的工作原理是电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场。 A图验电器的工作原理是同种电荷相互排斥； B图所示是奥斯特实验，演示了电流的磁效应，与电磁铁工作原理相同； C图所示是电磁感应现象，是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流； D图所示是交流发电机工作原理，属于电磁感应现象。故选B。 （4）由图乙知，燃气浓度越低，气敏电阻R1阻值越大。根据欧姆定律I，在电源电压U一定时，电磁铁能将衔铁吸下报警即控制电路中电流一定，则电路总电阻不变，由串联电路电阻规律知要使燃气浓度较低，即R1阻值大时报警，可以减小滑动变阻器R2的阻值；或者换用电压更高的电源，也能使燃气报警器的预设值调低。 故答案为：（1）上；（2）N；费力；（3）B；（4）减小滑动变阻器R2的阻值或换用电压更高的电源。 50．（2025•山西）跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 （1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→　内能　 →　机械能　 。 （2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能是 　注入的水过少，产生的蒸汽量不足　 。（答出一条即可） （3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施：　增加易拉罐的保温性能　 。 【解答】解：（1）汽轮机模型工作过程，首先酒精灯燃烧，将酒精的化学能转化为内能，使水的温度升高，产生大量水蒸气。然后，水蒸气从笔的尖端喷出，推动扇叶转动，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。 所以汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→内能→机械能。 （2）扇叶不转动，说明没有足够的动力推动扇叶，可能的原因有： ①水的质量太少，产生的水蒸气量不足，无法提供足够的动力，即注入的水过少，产生的蒸汽量不足。 ②装置的密封性不好，导致水蒸气泄漏，无法有效推动扇叶，比如易拉罐开口处密封不好，蒸汽泄漏。 ③酒精灯提供的热量不足，水无法产生足够多的高温高压水蒸气，例如酒精灯火焰太小，水吸收的热量少，产生蒸汽的能量不够。 （3）提高简易汽轮机效率的措施（从结构角度 ）从“结构决定功能”的观念出发，可采取以下措施： ①增加易拉罐的保温性能：比如用保温杯套等材料包裹易拉罐，减少热量散失，使水能够吸收更多的热量转化为水蒸气的内能，从而提高效率。因为减少热量损失，能让更多的化学能最终转化为机械能。 ②优化蒸汽喷出通道（中性笔部分）：使蒸汽喷出时的流速更大、更集中，比如选择更细且光滑的笔管，减少蒸汽在通道内的能量损耗，让蒸汽能更有效地推动扇叶转动，提高能量转化效率。 ③改进扇叶结构：设计成更符合空气动力学的形状，比如类似飞机机翼的形状，或者增加扇叶的数量和面积（在合理范围内 ），使扇叶能更好地捕捉蒸汽的能量，将蒸汽的内能更充分地转化为机械能。 故答案为：（1）内能；机械能 （2）注入的水过少，产生的蒸汽量不足； （3）增加易拉罐的保温性能。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$