精品解析：山东省泰安市泰山区山东省泰安第六中学2024-2025学年九年级下学期3月月考物理试题

泰安六中初四年级月考物理试题 （2025.03） 一、选择题（共11小题） 1. 通过学习物理，我们都感知和体验了不少在生活、学习过程中所遇到的物理量。下列有关中学生的估测符合实际的是（　　） A. 对人体的安全电压约不高于220V B. 家里节能灯正常工作的电流约为5A C. 重500N的小明以正常速度从一楼上到三楼，功率约为3000W D. 把掉在地面上的物理课本捡到桌面；克服物理课本重力做的功约为2J 2. 为了提高乘客进站的效率，高铁站的自助检票闸机可实现人证核验，如图所示。将身份证放在闸机指定的位置，闸机自动读取信息成功（相当于闭合开关S1），当摄像头扫描出人脸进行识别后，若身份验证成功（相当于闭合开关S2），电动机工作闸机开启，乘客可以通过闸机。下列电路设计符合以上要求的是（　　） A. B. C. D. 3. 随着新能源电动汽车销量增长，充电桩的安装得到了普及。据了解铝合金是充电桩外壳常用的材料，充电桩输出电压的范围是300~600V，峰值功率高达500kW。关于充电桩，下列说法正确的是（　　） A. 充电桩外壳常采用铝合金材料，所以安装时需连接地线 B. 参考充电桩参数，应配套细一些的导线更安全 C. 若充电桩起火，应迅速用水扑灭 D. 有经验的电工在维修充电桩时，不必断开电源 4. 公园中常常能见到用鹅卵石铺成的凹凸不平的道路，人在上面行走时能够对脚底有一定的按摩作用，人在上面行走和在水平路面上行走相比，压力和压强的变化是（　　） A. 压力不变，压强变大 B. 压力变大，压强变大 C. 压力不变，压强不变 D. 压力变大，压强不变 5. 关于如图所示的电现象，下列说法正确的是（ ） A. 图甲：两轻质小球相互吸引，说明它们一定带异种电荷 B. 图乙：橡胶棒在毛皮上摩擦后，橡胶棒因为失去电子而带正电 C. 图丙：梳完头发后头发更蓬松，是因为摩擦使头发带上了同种电荷 D. 图丁：验电器是利用异种电荷相互吸引的原理工作的 6. 闭合如图所示电路开关后，两灯均正常发光，电流表和电压表均有示数。过一会儿，其中一只灯泡突然熄灭，但两只电表示数不变。则电路故障的原因可能是（　　） A. L1断路 B. L1短路 C. L2断路 D. L2短路 7. 位于山东省内的东方航天港是中国唯一的海上发射母港。2024年1月11日，“引力一号”运载火箭在该港的发射船上顺利发射升空，成功将3颗卫星送入预定轨道。如图所示，火箭腾空而起加速上升时，下列说法正确的是（　　） A. 火箭的机械能不变 B. 以发射船为参照物，火箭是运动的 C. 火箭升空后，发射船浸入水中的深度不变 D. 推动火箭上升的力的施力物体是火箭发动机 8. 用盐水浸泡可以去除新鲜水果表面残留的农药。水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器，分别盛有浓度不同的盐水，将两个质量相等的冬枣、樱桃（V冬枣＞V樱桃），分别放入盐水中，静止时的状态如图所示，两容器中的液面相平。下列说法正确的是（　　） A. 甲容器中盐水的密度大于乙容器中盐水的密度 B. 樱桃可以漂浮在水面上是因为所受的浮力大于重力 C. 冬枣和樱桃所受的浮力大小相等 D. 甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力 9. 小灯泡L和电阻R的电流随电压变化规律如图甲所示，小灯泡L两端的电压为2V时才能正常发光。将小灯泡L和电阻R分别连入图乙、丙所示的电路中，闭合开关，小灯泡均能正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 图乙中电源电压为4V，图丙中干路电流为0.2A B. 图乙中电源电压为4V，图丙中干路电流为0.3A C. 图乙中电源电压为6V，图丙中干路电流为0.2A D. 图乙中电源电压为6V，图丙中干路电流为0.3A 10. 如图1所示，用甲、乙两个滑轮组分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为F甲、F乙，此过程相关数据如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. F甲的功率等于F乙的功率 B. 两滑轮组的机械效率相等 C. 两滑轮组的有用功相等 D. 两滑轮组绳子自由端移动距离相等 11. 如图所示，在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，小南将弹簧测力计圆环固定在墙上，挂钩拉着木块A，木块A下面是一长木板B，实验时用的拉力拉着长木板B在粗糙水平面上向左做匀速直线运动，则（　　） ①实验时必须匀速拉动长木板 ②若增大拉力F，测力计的示数会变大 ③砝码受到物体A的摩擦力为0N ④物块B下表面受到的摩擦力为2.6N A. 只有①②正确 B. 只有③④正确 C. 只有②④正确 D. 只有②③正确 12. 2024年巴黎奥运会期间，我国运动健儿用汗水和努力，让五星红旗一次次升起，这也是他们祝福祖国最好的礼物。运动会中蕴含着丰富的物理知识，如图所示，下列说法正确的是（　　） ①图甲中苏炳添冲过终点不能立刻停止，是受到惯性的作用 ②图乙中戴倩倩将标枪掷出后，标枪到达最高点时受到非平衡力的作用 ③图丙中马龙用球拍将乒乓球弹回，说明力能改变物体的运动状态 ④图丁中李发彬举着杠铃静止时，他受到的重力与地面对他的支持力是一对平衡力 A. 只有①②正确 B. 只有③④正确 C. 只有②④正确 D. 只有②③正确 13. 图甲是“坐位体前屈测量仪”，乙图是其内部电路图（电源电压恒定），“显示器”示数的大小能够反映柔韧水平的高低。下列与测量仪有关的说法正确的是（　　 ） ①“显示器”是电压表 ②柔韧性好的同学测量时，电阻丝接入电路中的电阻较大 ③柔韧水平低的同学测量时，电路中的电流较小 ④电阻R不能去掉，它在电路中起到保护电路的作用 A. 只有①②正确 B. 只有③④正确 C. 只有②④正确 D. 只有②③正确 14. 近年来我国在深空探索和深海探测等领域取得了重大成就，实现了毛主席在《水调歌头·重上井冈山》中所描绘的“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”的情景，如图所示。对下列科技成就所涉及的物理知识分析不正确的是（　　） ①图甲，将某物体从地球运送到中国“空间站”后质量会变小 ②图乙，国产C919大型客机起飞爬升过程中，机翼上方空气流速较大，压强较大 ③图丙，“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深，所受海水的压强越大 ④图丁，“雪龙”号破冰船从长江驶入大海时船身会下沉一些（船的重力不变） A. ①②③④ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③ 15. 臭氧常用于对食品车间等进行无人密闭消毒，消毒30分钟后，最终分解为氧气，对食品不会有残留污染，但因其有强氧化作用，消毒时浓度不宜过高。某兴趣小组设计了一个简易臭氧检测仪（电压表模拟臭氧浓度显示），检测车间消毒时空气中臭氧的浓度，其电路原理如图甲。电源电压恒为3V，，臭氧检测传感器的阻值随臭氧浓度μ的变化关系如图乙。车间消毒标准如下：μ≤1.5ppm为不合格，1.5ppm<μ<2.5ppm为合格，μ≥2.5ppm为超标。则下列说法正确的是（　　） ①当臭氧浓度为0时，电压表的示数为0.75V ②某次检测时，检测电路的总功率是0.72W，该次消毒是合格的 ③某次检测时，电压表的示数是2V，该次消毒是合格的 ④若更换后则当臭氧浓度为0.75ppm时，电路中的电流为0.1A A. ①②④ B. ①②③ C. ①③④ D. ②③④ 二、填空题（共4小题） 16. 同学们以“厨房中的物理”为主题开展了科学实践活动。如图所示，用细绳将不锈钢勺子悬挂起来，使其静止在水平位置，则勺子悬挂点______（选填“左”或“右”）侧的质量较大一些。 17. 如图是利用风洞模拟汽车高速运动时的情况，检测过程中轿车对地面的压力________车的重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 18. 如图所示，一个重为5N的物体被水平力F=25N压在竖直墙面上匀速下滑20cm，则匀速下滑的过程中压力F做的功为______J。 19. 如图甲所示的电路中，闭合开关，两灯泡均发光，且两个完全相同的电流表和指针偏转分别如图乙、丙所示，则与的电阻之比是________。 三、作图题（共2小题） 20. 图（a）是关闭水龙头的情景，图（b）为其杠杆原理模型，O为支点，请你画出施加在A点的最小动力。 21. 如图甲所示是同学们自制的一个电磁秋千玩具，闭合开关，推动一下装有永磁体的卡通小人，它在电磁铁排斥作用下来回摆动。请在图乙所示的简图中标出电源的正负极（用“＋”“－”表示）和用箭头标出a磁感线的方向。 四、实验探究题（共3小题。22题6分，23题9分，24题10分；共25分） 22. 兴趣小组的同学利用如图所示的实验装置探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶甲中的金属丝R1是镍铬合金丝，电阻比较大，烧瓶乙中的金属丝是铜丝，电阻比较小，温度计显示煤油的温度。 （1）通过观察_________来判断电流产生的热量的多少。下列实验中也是用这种物理方法的是________。 A．探究动能大小与物体质量的关系实验中，将小球从斜面的同一高度由静止释放 B．在探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验中，用电磁铁吸引铁钉的多少反映电磁铁磁性强弱 （2）图中两根电阻丝是串联的，这是为了研究电流产生的热量与________的关系。 （3）这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该_________。（选填“相同”或“不同”） （4）有同学提出“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”。对于这个问题，小组同学通过讨论，给出了下列四种答案，你认为合理的是（　　） A. 因为煤油有颜色便于观察 B. 因为煤油有比较大的热值 C. 因为煤油有比较小的密度 D. 因为煤油有比较小的比热容 （5）实验中，同学们发现甲烧瓶中温度计的示数升高的快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越________，产生的热量越多。 23. 草莓是人们喜爱的水果，为了去除草莓表面残留的农药、细菌和果虫，利用盐水清洗草莓是一种有效的方法。小华想用密度为1.15的盐水清洗草莓，为检验配制的盐水是否合格，设计了实验方案并进行了如下操作。 （1）将天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端________上，发现指针的位置如图，则需将平衡螺母向________调节。 （2）用天平测出空烧杯的质量为15g，往烧杯中倒入适量盐水，如图用天平测出烧杯和盐水的总质量为________g。 （3）将烧杯中的盐水倒入量筒中，液面位置如图，则盐水的密度为__________。 （4）按照此方案测得盐水的密度比真实值会________（选填“偏大”或“偏小”）；其原因是________。 （5）为配制出合格的盐水，需要继续向盐水中适量________（选填“加盐”或“加水”）。 （6）小红洗草莓时发现草莓会漂浮在盐水上，于是采用了图所示的方法测量了草莓的密度： ①用天平测出草莓的质量为m； ②将草莓轻放入盛满盐水的烧杯中，用细针将草莓压入盐水中浸没，盐水溢出，擦干烧杯外壁，取走细针，测出此时草莓、烧杯和盐水的总质量为； ③再取走草莓，将烧杯中盐水加满，测出烧杯和盐水的总质量为； 则草莓的密度________（用、m、、表示）。 24. 在“测定小灯泡的电功率”实验中，已知待测小灯泡的额定电压为2.5V，实验中提供的器材还有滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一个，干电池两节导线若干。 （1）如图，请用笔画线代替导线将实物电路连接完整________（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时电压表的示数变小；导线不能交叉）； （2）如果闭合开关，发现小灯泡发光较亮，电压表的指针偏转角度较大。任意移动滑动变阻器的滑片，两电表的示数均不变，则原因可能是________； （3）如图是小明根据实验数据绘成的I-U图像，由图可知小灯泡的额定功率是________W。在测量过程中，当电流表的示数变大时，电压表与电流表的示数之比________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （4）如果要完成以上实验，下列滑动变阻器规格应该选择（　　） A. 100　0.1A B. 50　2A C. 20　3A （5）完成上述实验后，小明又从实验室借了一个单刀双掷开关和一个电阻箱，设计了如图所示的实验电路来测量小灯泡的额定功率。实验步骤如下： ①闭合开关，将开关拨到触点2，调节电阻箱使电压表的示数为________V，记录此时电阻箱的阻值为R； ②再将开关拨到触点1，读出电压表的示数为U，则小灯泡的额定功率________（用测量量和已知量表示）。 五、计算题（共3小题。25题7分，26题9分，27题10分；共26分） 25. 2024年11月13日，在珠海航展兵器馆亮相的“机器狼”受到观众喜爱，成为名副其实的明星展品。如图所示，若机器狼的质量为20kg，每只脚与地面的接触面积是20，在水平地面上匀速行走时受到阻力是总重的0.2倍，某次展示时，机器狼以10.8km/h的速度匀速前进30秒到达预定地点后四足站立对周围进行侦查，g=10N/kg。求： （1）这次展示机器狼移动的距离是多少？ （2）机器狼站立侦查时对地面的压强是多少？ （3）机器狼水平匀速前进过程的功率是多少？ 26. 如图甲所示为小明家的电饭锅，铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220V，加热功率为1210W。电饭锅的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中和均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。求： （1）小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其它用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5min内转了20圈。则该电饭锅的保温功率为多少？ （2）电阻的阻值为多少？ （3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值（电热转化效率）应不低于75%。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为20℃，质量为2.5kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时800s。已知，请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。 27. 如图1所示为一种自动蓄水装置示意图，轻质弹簧上端固定，下端与木块相连，弹簧下端固定的轻质滑片P可在粗细均匀的金属电阻上滑动且接触良好，水箱中没有水时，滑片P恰好位于最下端A处。闭合S，水泵工作，向空水箱里缓慢注水。当滑片P上滑至B处（的中点）时，水面到达设定高度，水泵自动停止注水。此过程中，弹簧弹力F与滑片P上滑长度x之间的关系如图乙所示。已知：电阻箱接入电路中的阻值为，的总电阻为，长度为L；当线圈中电流I≥0.1A时，衔铁被吸下，，，g＝10N/kg，弹簧始终处于弹性范围内，不考虑线圈的电阻和滑片P滑动时的摩擦。 （1）求电源电压U； （2）当P滑至B处时，求木块浸入水中的体积； （3）考虑到不同的需求，可以通过调节电阻箱的阻值调节水箱中水位的设定位置。若要使该装置能够有效控制水泵，则电阻箱的阻值可在哪个范围内调节？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 泰安六中初四年级月考物理试题 （2025.03） 一、选择题（共11小题） 1. 通过学习物理，我们都感知和体验了不少在生活、学习过程中所遇到的物理量。下列有关中学生的估测符合实际的是（　　） A. 对人体的安全电压约不高于220V B. 家里节能灯正常工作的电流约为5A C. 重500N的小明以正常速度从一楼上到三楼，功率约为3000W D. 把掉在地面上的物理课本捡到桌面；克服物理课本重力做的功约为2J 【答案】D 【解析】 【详解】A．对人体的安全电压约不高于36V，故A不符合题意； B．家里节能灯正常工作的电流约为0.1A，故B不符合题意； C．中学生的重力约G=500N，从一楼上到三楼做的功约W=Gh=500N×6m=3000J 中学生爬楼一般用时30s，功率约为 故C不符合题意； D．物理课本重约2.5N，课桌高度约为0.8m，把掉在地面上的物理课本捡到桌面，克服物理课本重力做的功约为W=Gh=2.5N×0.8m=2J，故D符合题意。 故选D。 2. 为了提高乘客进站的效率，高铁站的自助检票闸机可实现人证核验，如图所示。将身份证放在闸机指定的位置，闸机自动读取信息成功（相当于闭合开关S1），当摄像头扫描出人脸进行识别后，若身份验证成功（相当于闭合开关S2），电动机工作闸机开启，乘客可以通过闸机。下列电路设计符合以上要求的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由题意可知，只有当身份证和人脸识别都验证成功后，闸机才会开启，即只有开关S1、S2都闭合时电动机才会工作，所以可以知道这两个开关是串联的，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3. 随着新能源电动汽车销量增长，充电桩的安装得到了普及。据了解铝合金是充电桩外壳常用的材料，充电桩输出电压的范围是300~600V，峰值功率高达500kW。关于充电桩，下列说法正确的是（　　） A. 充电桩外壳常采用铝合金材料，所以安装时需连接地线 B. 参考充电桩参数，应配套细一些的导线更安全 C. 若充电桩起火，应迅速用水扑灭 D. 有经验的电工在维修充电桩时，不必断开电源 【答案】A 【解析】 【详解】A．充电桩外壳常采用铝合金材料，铝合金是导体，为防止漏电造成触电事故，安装时需连接地线，让漏电电流通过地线导入大地，从而保证人员和设备的安全，故A正确； B．根据可知，在功率一定时，电压较高，电流相对较小，但考虑到实际情况，充电桩的峰值功率高达500kW，即使在高电压下，电流也并不小。根据，为了减少导线上产生的热量，避免导线过热引发安全问题，应配套粗一些的导线，这样可以减小导线电阻，从而更安全，故B错误； C．若充电桩起火，不能迅速用水扑灭，因为生活用水是导体，可能会引发触电事故，应该使用干粉灭火器等专用灭火设备，故C错误； D．有经验的电工在维修充电桩时，也必须断开电源，以确保人身安全，即使是经验丰富的电工也不能在通电情况下进行维修操作，故D错误。 故选A。 4. 公园中常常能见到用鹅卵石铺成的凹凸不平的道路，人在上面行走时能够对脚底有一定的按摩作用，人在上面行走和在水平路面上行走相比，压力和压强的变化是（　　） A. 压力不变，压强变大 B. 压力变大，压强变大 C. 压力不变，压强不变 D. 压力变大，压强不变 【答案】A 【解析】 【详解】人在鹅卵石铺成的凹凸不平的道路和水平路面上行走相比，对路面的压力都等于人的重力，所以压力不变；在凹凸不平的道路上，脚与路面的接触面积小于水平路面上的接触面积，根据公式可知，人在鹅卵石铺成的道路上行走对路面的压强大于在水面路面上行走时对路面的压强，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5. 关于如图所示的电现象，下列说法正确的是（ ） A. 图甲：两轻质小球相互吸引，说明它们一定带异种电荷 B. 图乙：橡胶棒在毛皮上摩擦后，橡胶棒因为失去电子而带正电 C. 图丙：梳完头发后头发更蓬松，是因为摩擦使头发带上了同种电荷 D. 图丁：验电器是利用异种电荷相互吸引的原理工作的 【答案】C 【解析】 【详解】A．两轻质小球相互吸引，由于带电体具有吸引轻小物体的性质，因此其可能带异种电荷，也可能一个带电一个不带电，故A错误； B．橡胶棒在毛皮上摩擦后，橡胶棒会得到电子带负电，故B错误； C．梳完头发后头发更蓬松，是因为摩擦使头发带上了同种电荷，同种电荷相互排斥，故C正确； D．验电器是利用同种电荷相互排斥的原理工作的，故D错误。 故选 C。 6. 闭合如图所示电路开关后，两灯均正常发光，电流表和电压表均有示数。过一会儿，其中一只灯泡突然熄灭，但两只电表示数不变。则电路故障的原因可能是（　　） A. L1断路 B. L1短路 C. L2断路 D. L2短路 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，闭合开关两个灯泡是并联的，电流表测量L1的电流，电压表测量L2的电压，也就是测量整个电路的电压，如果L1断路，电流表会没有示数，故A不符合题意； BD．如果L1短路或L2短路，整个电路都会短路，电源会被烧坏，电压表的示数减小为0，故BD不符合题意； C．如果L2断路，L2不发光，L1的支路没有问题，L1仍然发光，电流表示数不变，此时电压表测量电源电压，其示数也不变，故C符合题意。 故选C。 7. 位于山东省内的东方航天港是中国唯一的海上发射母港。2024年1月11日，“引力一号”运载火箭在该港的发射船上顺利发射升空，成功将3颗卫星送入预定轨道。如图所示，火箭腾空而起加速上升时，下列说法正确的是（　　） A. 火箭的机械能不变 B. 以发射船为参照物，火箭是运动的 C. 火箭升空后，发射船浸入水中的深度不变 D. 推动火箭上升的力的施力物体是火箭发动机 【答案】B 【解析】 【详解】A．火箭发射时，其高度和速度均增大，机械能（动能加重力势能）随之增大，故机械能不可能不变，故A错误； B．以发射船为参照物，火箭在不断远离发射船，显然是运动的，故B正确； C．火箭升空后，船上“失去”了火箭的重量，船受到的浮力减小，浸入水中的深度会变浅，故C错误； D．推动火箭上升的直接作用力来自喷出的高温高速气体对火箭的反作用，不能简单说“施力物体是火箭发动机”，故D错误。 故选B。 8. 用盐水浸泡可以去除新鲜水果表面残留的农药。水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器，分别盛有浓度不同的盐水，将两个质量相等的冬枣、樱桃（V冬枣＞V樱桃），分别放入盐水中，静止时的状态如图所示，两容器中的液面相平。下列说法正确的是（　　） A. 甲容器中盐水的密度大于乙容器中盐水的密度 B. 樱桃可以漂浮在水面上是因为所受的浮力大于重力 C. 冬枣和樱桃所受的浮力大小相等 D. 甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力 【答案】C 【解析】 【详解】A．冬枣、樱桃的质量相等，V冬枣>V樱桃，根据可知冬枣的密度要小于樱桃的密度，冬枣悬浮，冬枣的密度等于甲液体的密度，樱桃漂浮，樱桃的密度小于乙液体的密度，所以甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度，故A错误； B．樱桃可以漂浮在水面上，处于静止状态，受力平衡，所受的竖直向上的浮力等于竖直向下的重力，故B错误； C．冬枣、樱桃的质量相等，根据可知，冬枣、樱桃的重力也相等，甲图，冬枣悬浮，浮力等于重力，即F浮甲=G；乙图，樱桃漂浮，浮力等于重力，即F浮乙=G，所以冬枣受到的浮力等于樱桃受到的浮力，故C正确； D．因为冬枣受到的浮力等于樱桃受到的浮力，甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度，根据阿基米德原理 可知， V冬枣排>V樱桃排，放入冬枣、樱桃后，两容器液面相平，说明没放物体之前甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积，即V甲<V乙，且ρ甲<ρ乙，由可知，两液体的质量m甲<m乙，则G甲<G乙，两容器质量相同，则容器的重力相同，冬枣、樱桃质量相同，其重力也相等，但液体的重力G甲<G乙，两容器对桌面的压力分别为 所以F甲<F乙，故D错误。 故选C。 9. 小灯泡L和电阻R的电流随电压变化规律如图甲所示，小灯泡L两端的电压为2V时才能正常发光。将小灯泡L和电阻R分别连入图乙、丙所示的电路中，闭合开关，小灯泡均能正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 图乙中电源电压为4V，图丙中干路电流为0.2A B. 图乙中电源电压为4V，图丙中干路电流为0.3A C. 图乙中电源电压为6V，图丙中干路电流为0.2A D. 图乙中电源电压为6V，图丙中干路电流为0.3A 【答案】D 【解析】 【详解】由甲可知灯泡正常发光时，电压为2V，电流为0.2A。乙中灯泡和电阻串联，电流相等，此时灯泡正常发光，则电路中电流为0.2A，电阻电压为4V，根据串联电压规律，图乙中电源电压为 丙中灯泡和电阻并联，电压相等，此时灯泡正常发光，则电阻电压为2V，通过电阻的电流为0.1A，根据并联电流规律，图丙中干路电流为 故ABC错误，D正确。 故选D。 10. 如图1所示，用甲、乙两个滑轮组分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为F甲、F乙，此过程相关数据如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. F甲的功率等于F乙的功率 B. 两滑轮组的机械效率相等 C. 两滑轮组的有用功相等 D. 两滑轮组绳子自由端移动距离相等 【答案】C 【解析】 【详解】AD．由图2可知，甲、乙滑轮组的总功和额外功分别为W总甲=1200J、W额甲=600J，W总乙=800J、W额乙=200J，甲做的总功大于乙做的总功，做功相同时间，根据可知，甲的功率大于乙的功率；由图1可知，甲滑轮组的动滑轮绕绳子段数n甲=3；乙滑轮组的动滑轮绕绳子段数n乙=2；绳子自由端移动距离分别为 s甲=n甲h=3h s乙=n乙h=2h 两滑轮组绳子自由端移动的距离不相等，故AD错误； BC．甲、乙滑轮组做的有用功分别为 W有甲=W总甲-W额甲=1200J-600J=600J W有乙=W总乙-W额乙=800J-200J=600J 两滑轮组的机械效率分别为 所以η甲<η乙，故B错误，C正确。 故选C。 11. 如图所示，在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，小南将弹簧测力计圆环固定在墙上，挂钩拉着木块A，木块A下面是一长木板B，实验时用的拉力拉着长木板B在粗糙水平面上向左做匀速直线运动，则（　　） ①实验时必须匀速拉动长木板 ②若增大拉力F，测力计的示数会变大 ③砝码受到物体A的摩擦力为0N ④物块B下表面受到的摩擦力为2.6N A. 只有①②正确 B. 只有③④正确 C. 只有②④正确 D. 只有②③正确 【答案】B 【解析】 【详解】①②实验时木块A静止，始终受力平衡，测力计拉力等于物块B对A的摩擦力，滑动摩擦力大小与速度无关，所以不必匀速拉动长木板；若增大拉力F，滑动摩擦力不变，所以测力计的示数不变； ③木块A和砝码保持相对静止，二者之间也没有相对运动趋势，所以没有摩擦力，砝码受到物体A的摩擦力为0N； ④测力计分度值为0.2N，示数为2.4N，则测力计对A拉力为2.4N，根据二力平衡，物块B对A的摩擦力为2.4N，力的作用是相互的，所以A对B的摩擦力为2.4N，且水平向右；长木板B向左做匀速直线运动，水平方向上受到向左的拉力，向右A对B的摩擦力和向右地面对其的摩擦力，根据力的平衡条件，物块B下表面受到的摩擦力为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 12. 2024年巴黎奥运会期间，我国运动健儿用汗水和努力，让五星红旗一次次升起，这也是他们祝福祖国最好的礼物。运动会中蕴含着丰富的物理知识，如图所示，下列说法正确的是（　　） ①图甲中苏炳添冲过终点不能立刻停止，是受到惯性的作用 ②图乙中戴倩倩将标枪掷出后，标枪到达最高点时受到非平衡力的作用 ③图丙中马龙用球拍将乒乓球弹回，说明力能改变物体的运动状态 ④图丁中李发彬举着杠铃静止时，他受到的重力与地面对他的支持力是一对平衡力 A. 只有①②正确 B. 只有③④正确 C. 只有②④正确 D. 只有②③正确 【答案】D 【解析】 【详解】①运动员冲过终点不能立刻停止，是因为具有惯性，惯性是物体的一种性质，但不能说是受到惯性的作用，故①错误； ②将标枪掷出后，标枪到达最高点时受到的重力与空气阻力不平衡，所以受到非平衡力的作用，故②正确； ③用球拍将乒乓球弹回，乒乓球的运动状态发生改变，说明力能改变物体的运动状态，故③正确； ④举着杠铃静止时，运动员受到的重力与地面对他的支持力大小不相同，不是一对平衡力，故④错误。 故选D。 13. 图甲是“坐位体前屈测量仪”，乙图是其内部电路图（电源电压恒定），“显示器”示数的大小能够反映柔韧水平的高低。下列与测量仪有关的说法正确的是（　　 ） ①“显示器”是电压表 ②柔韧性好的同学测量时，电阻丝接入电路中的电阻较大 ③柔韧水平低的同学测量时，电路中的电流较小 ④电阻R不能去掉，它在电路中起到保护电路的作用 A. 只有①②正确 B. 只有③④正确 C. 只有②④正确 D. 只有②③正确 【答案】B 【解析】 【详解】①从电路可以看出，显示器与电阻丝串联，故显示器应为电流表，故①错误； ②③柔韧性较好的同学测量时，电阻丝连入电路中的电阻丝长度将变短，电阻变小，电流变大，故显示器示数变大；反之，柔韧水平低的同学测量时，电阻丝连入电路中的电阻丝长度较长，电阻较大，电流较小，故②错误，③正确； ④当电阻丝连入电路中电阻为0时，电阻R能起到保护电路的作用，避免电路发生短路，故④正确。 故B正确，ACD错误。 故选B。 14. 近年来我国在深空探索和深海探测等领域取得了重大成就，实现了毛主席在《水调歌头·重上井冈山》中所描绘的“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”的情景，如图所示。对下列科技成就所涉及的物理知识分析不正确的是（　　） ①图甲，将某物体从地球运送到中国“空间站”后质量会变小 ②图乙，国产C919大型客机起飞爬升过程中，机翼上方空气流速较大，压强较大 ③图丙，“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深，所受海水的压强越大 ④图丁，“雪龙”号破冰船从长江驶入大海时船身会下沉一些（船的重力不变） A. ①②③④ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③ 【答案】B 【解析】 【详解】①质量是物体的一种基本属性，它不会随物体的位置、形状、状态等因素的改变而改变。因此，将某物体从地球运送到中国“空间站”后，虽然它的位置发生了改变，但它的质量并不会变小。故①错误，符合题意； ②对于流体来说，流速越大的地方压强越小。因此，在国产C919大型客机起飞爬升过程中，机翼上方空气流速较大，压强应该较小，而不是较大。故②错误，符合题意； ③根据液体压强的公式，可以知道，在液体密度不变的情况下，深度越深，所受的压强就越大。因此，“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深，所受海水的压强就越大。故③正确，不符合题意； ④“雪龙”号破冰船从长江驶入大海时，由于海水的密度大于江水的密度，根据浮力的公式​可以知道，在浮力不变的情况下，液体密度越大，排开液体的体积就越小，即船身会上浮一些，而不是下沉一些。故④错误，符合题意。 故选B。 15. 臭氧常用于对食品车间等进行无人密闭消毒，消毒30分钟后，最终分解为氧气，对食品不会有残留污染，但因其有强氧化作用，消毒时浓度不宜过高。某兴趣小组设计了一个简易臭氧检测仪（电压表模拟臭氧浓度显示），检测车间消毒时空气中臭氧的浓度，其电路原理如图甲。电源电压恒为3V，，臭氧检测传感器的阻值随臭氧浓度μ的变化关系如图乙。车间消毒标准如下：μ≤1.5ppm为不合格，1.5ppm<μ<2.5ppm为合格，μ≥2.5ppm为超标。则下列说法正确的是（　　） ①当臭氧浓度为0时，电压表的示数为0.75V ②某次检测时，检测电路的总功率是0.72W，该次消毒是合格的 ③某次检测时，电压表的示数是2V，该次消毒是合格的 ④若更换后则当臭氧浓度为0.75ppm时，电路中的电流为0.1A A. ①②④ B. ①②③ C. ①③④ D. ②③④ 【答案】C 【解析】 【详解】①闭合开关，R0、Rc串联，电压表测量R0两端的电压。当臭氧浓度为0时，从图乙中可知臭氧检测传感器Rc的阻值为30Ω，电路的总电阻R=R0+Rc=10Ω+30Ω=40Ω 电路中的电流 电压表的示数为U0=IR0=0.075A×10Ω=0.75V 故①正确； ②当检测电路的总功率是0.72W时，根据P=UI知，电路中的电流 电路中的总电阻 此时Rc的阻值R'c=R'-R0=12.5Ω-10Ω=2.5Ω 从图乙中可知臭氧浓度为3ppm≥2.5ppm，则该次消毒为超标，故②错误； ③某次检测时，电压表的示数是2V，由串联电路电压的规律可知Uc=U-U0=3V-2V=1V 由串联分压可知 即 解得Rc″=5Ω 从图乙中可知臭氧浓度为2.25ppm<2.5ppm 该次消毒是合格的，故③正确； ④若更换R0=15Ω后，当臭氧浓度为0.75ppm时，从图乙中可知臭氧检测传感器Rc的阻值为15Ω，则电路的总电阻R总=R′0+Rc1=15Ω+15Ω=30Ω 电路中的电流 故④正确。 故选C。 二、填空题（共4小题） 16. 同学们以“厨房中的物理”为主题开展了科学实践活动。如图所示，用细绳将不锈钢勺子悬挂起来，使其静止在水平位置，则勺子悬挂点______（选填“左”或“右”）侧的质量较大一些。 【答案】右 【解析】 【详解】根据题意，可以将静止在水平位置的不锈钢勺子看作一个杠杆，细绳悬挂勺子的位置即为杠杆的支点。由图可知，悬挂点（支点）距离勺柄末端（左侧）的距离较长，而距离勺头末端（右侧）的距离较短，所以支点左侧部分的重心到支点的距离大于支点右侧部分的重心到支点的距离，即 ，此时勺子静止在水平位置，说明它处于平衡状态。根据杠杆的平衡条件有 所以 ，根据可知，重力较大的一侧，其质量也较大。因此，勺子悬挂点右侧的重力较大，质量也较大。 17. 如图是利用风洞模拟汽车高速运动时的情况，检测过程中轿车对地面的压力________车的重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】小于 【解析】 【详解】汽车高速运动时，上方空气的流速大于下方空气的流速，故上下方形成向上的压力差，可知轿车对地面的压力小于汽车的重力。 18. 如图所示，一个重为5N的物体被水平力F=25N压在竖直墙面上匀速下滑20cm，则匀速下滑的过程中压力F做的功为______J。 【答案】0 【解析】 【详解】由题意可知，物体在水平方向上受压力和支持力作用，但没有移动距离，压力F对物体没有做功，即做功为0J。 19. 如图甲所示的电路中，闭合开关，两灯泡均发光，且两个完全相同的电流表和指针偏转分别如图乙、丙所示，则与的电阻之比是________。 【答案】7∶13 【解析】 【详解】由图甲可知，两灯泡并联，电流表A2测量干路电流，电流表A1测量通过灯泡L2的电流，由于并联电路中，干路中的电流等于各支路电流之和，所以A1示数小于A2示数，比较图乙、丙可知：A1指针偏转角度较大，所以选择的是小量程，分度值为0.02A，则示数为I2=0.42A，即通过灯泡L2的电流为0.42A；而A2指针偏转角度较小，所以选择的是大量程0～3A，分度值为0.1A，示数为I=1.2A；所以通过灯泡L1的电流为I1=I-I2=1.2A-0.42A=0.78A 并联电路中各个支路的电压相等，则与的电阻之比 三、作图题（共2小题） 20. 图（a）是关闭水龙头的情景，图（b）为其杠杆原理模型，O为支点，请你画出施加在A点的最小动力。 【答案】 【解析】 【详解】阻力和阻力臂乘积一定，动力最小，即动力臂最长，阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，连接支点O与A点，过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1，OA即为动力臂l1，如图所示： 21. 如图甲所示是同学们自制的一个电磁秋千玩具，闭合开关，推动一下装有永磁体的卡通小人，它在电磁铁排斥作用下来回摆动。请在图乙所示的简图中标出电源的正负极（用“＋”“－”表示）和用箭头标出a磁感线的方向。 【答案】 【解析】 【详解】永磁体和电磁铁相互排斥，根据同名磁极相互排斥的规律，永磁体的下端是S极，因此电磁铁的上端也为S极、下端为N极。根据安培定则，四指弯曲的方向就是螺线管中电流的流向，由此可判断电流从电磁铁的上端流入、下端流出，因此电源的上端是正极“+”，下端是负极“-”。在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极出发，回到S极；a点位于电磁铁下端N极的外侧，因此此处磁感线方向向下。据此作图。 四、实验探究题（共3小题。22题6分，23题9分，24题10分；共25分） 22. 兴趣小组的同学利用如图所示的实验装置探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶甲中的金属丝R1是镍铬合金丝，电阻比较大，烧瓶乙中的金属丝是铜丝，电阻比较小，温度计显示煤油的温度。 （1）通过观察_________来判断电流产生的热量的多少。下列实验中也是用这种物理方法的是________。 A．探究动能大小与物体质量的关系实验中，将小球从斜面的同一高度由静止释放 B．在探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验中，用电磁铁吸引铁钉的多少反映电磁铁磁性强弱 （2）图中两根电阻丝是串联的，这是为了研究电流产生的热量与________的关系。 （3）这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该_________。（选填“相同”或“不同”） （4）有同学提出“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”。对于这个问题，小组同学通过讨论，给出了下列四种答案，你认为合理的是（　　） A. 因为煤油有颜色便于观察 B. 因为煤油有比较大的热值 C. 因为煤油有比较小的密度 D. 因为煤油有比较小的比热容 （5）实验中，同学们发现甲烧瓶中温度计的示数升高的快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越________，产生的热量越多。 【答案】（1） ①. 温度计示数的变化 ②. B （2）电阻大小 （3）相同 （4）D （5）大 【解析】 【小问1详解】 [1]电阻丝产生热量的多少可以通过温度计示数的变化量反映出来，电阻丝产生热量的多少转化为温度计示数的变化量，本实验应用了转换法。 [2]A．探究动能大小与物体质量的关系实验中，将小球从斜面的同一高度由静止释放，小球到达水平面的速度相同，用到控制变量法，故A不符合题意； B．在探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验中，用电磁铁吸引铁钉的多少反映电磁铁磁性强弱，用到转换法，故B符合题意。 故选B。 【小问2详解】 两电阻丝串联，目的是控制通过电阻丝的电流与通电时间相同，这可以研究电流产生的热量与导体电阻大小的关系。 【小问3详解】 实验中，两个烧瓶中所盛煤油的质量应该相同，煤油的初始温度应该相同。 【小问4详解】 因为煤油的比热容比水的小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【小问5详解】 实验中，同学们发现甲烧瓶中温度计的示数升高的快，甲烧瓶中电阻丝的阻值较大，产生的热量较多，可以得到在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多。 23. 草莓是人们喜爱的水果，为了去除草莓表面残留的农药、细菌和果虫，利用盐水清洗草莓是一种有效的方法。小华想用密度为1.15的盐水清洗草莓，为检验配制的盐水是否合格，设计了实验方案并进行了如下操作。 （1）将天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端________上，发现指针的位置如图，则需将平衡螺母向________调节。 （2）用天平测出空烧杯的质量为15g，往烧杯中倒入适量盐水，如图用天平测出烧杯和盐水的总质量为________g。 （3）将烧杯中的盐水倒入量筒中，液面位置如图，则盐水的密度为__________。 （4）按照此方案测得盐水的密度比真实值会________（选填“偏大”或“偏小”）；其原因是________。 （5）为配制出合格的盐水，需要继续向盐水中适量________（选填“加盐”或“加水”）。 （6）小红洗草莓时发现草莓会漂浮在盐水上，于是采用了图所示的方法测量了草莓的密度： ①用天平测出草莓的质量为m； ②将草莓轻放入盛满盐水的烧杯中，用细针将草莓压入盐水中浸没，盐水溢出，擦干烧杯外壁，取走细针，测出此时草莓、烧杯和盐水的总质量为； ③再取走草莓，将烧杯中盐水加满，测出烧杯和盐水的总质量为； 则草莓的密度________（用、m、、表示）。 【答案】（1） ①. 零刻度线 ②. 左 （2） （3） （4） ①. 偏大 ②. 将烧杯中的盐水倒入量筒中时，烧杯中会有盐水残留，导致测量的盐水体积偏小 （5）加盐 （6） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]将天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端零刻度线处，发现指针的位置偏右，则需将平衡螺母向左调节，使天平平衡。 【小问2详解】 由图可知，标尺上1g被分成5小格，天平的分度值为0.2g，烧杯和盐水的总质量 【小问3详解】 由图可知，量筒中盐水的体积，则盐水的密度 【小问4详解】 [1][2]将烧杯中的盐水倒入量筒中时，烧杯中会有盐水残留，导致测量的盐水体积偏小，根据密度公式​可知，质量不变，体积偏小，密度偏大。 【小问5详解】 因为测得盐水的密度小于1.15g/cm3，所以需要加盐以增大盐水的密度。 【小问6详解】 由题意可知，草莓排开盐水的质量 则草莓排开盐水的体积 因为草莓浸没在盐水中，所以草莓的体积​​ 则草莓的密度 24. 在“测定小灯泡的电功率”实验中，已知待测小灯泡的额定电压为2.5V，实验中提供的器材还有滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一个，干电池两节导线若干。 （1）如图，请用笔画线代替导线将实物电路连接完整________（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时电压表的示数变小；导线不能交叉）； （2）如果闭合开关，发现小灯泡发光较亮，电压表的指针偏转角度较大。任意移动滑动变阻器的滑片，两电表的示数均不变，则原因可能是________； （3）如图是小明根据实验数据绘成的I-U图像，由图可知小灯泡的额定功率是________W。在测量过程中，当电流表的示数变大时，电压表与电流表的示数之比________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （4）如果要完成以上实验，下列滑动变阻器规格应该选择（　　） A. 100　0.1A B. 50　2A C. 20　3A （5）完成上述实验后，小明又从实验室借了一个单刀双掷开关和一个电阻箱，设计了如图所示的实验电路来测量小灯泡的额定功率。实验步骤如下： ①闭合开关，将开关拨到触点2，调节电阻箱使电压表的示数为________V，记录此时电阻箱的阻值为R； ②再将开关拨到触点1，读出电压表的示数为U，则小灯泡的额定功率________（用测量量和已知量表示）。 【答案】（1） （2）滑动变阻器同时接了两个上接线柱。 （3） ①. 0.625 ②. 变大 （4）B （5） ①. 2.5 ②. 【解析】 【小问1详解】 滑动变阻器的滑片向左移动时电压表的示数变小，由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压变大，由串联分压可知滑动变阻器的电阻变大，下方接B接线柱，电路如图所示： 【小问2详解】 闭合开关，发现小灯泡发光较亮，电压表的指针偏转角度较大，说明滑动变阻器连入电路的阻值小分的电压很小；任意移动滑动变阻器的滑片，两电表的示数均不变，说明滑动变阻器没有起到改变电阻的作用，综合以上，则原因可能是滑动变阻器同时接了两个上接线柱。 【小问3详解】 [1][2]根据实验数据绘成的I-U图像可知，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流为0.25A，由小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W 电压表与电流表的示数之比为灯泡的电阻，由I-U图像可知，当电流是0.1A，电压表的示数是0.5V，灯泡的电阻 当电流是0.2A，电压表的示数是1.5V，灯泡的电阻 当小灯泡两端电压为2.5V时，电流为0.25A，灯泡的电阻 所以当电流表的示数变大时，灯泡的电阻变大，电压表与电流表的示数之比变大。 【小问4详解】 电源由两节干电池组成，电源电压是3V，由I-U图像可知，当电流是0.1A，电压表的示数是0.5V，变阻器连入电路的电阻 C选项的变阻器的最大阻值较小，A选项的变阻器的最大电流较小，选择变阻器“50　2A”，故选B。 【小问5详解】 [1]闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，此时灯泡与电阻箱串联，电压表测灯泡的电压，调节电阻箱使电压表的示数为2.5V时，灯泡正常发光，记录此时电阻箱的阻值为R。 [2]再将开关S2拨到触点1，此时电压表测电源电压，读出电压表的示数为U，则滑动器两端电压为U-2.5V，电路中的电流为 小灯泡的额定功率 五、计算题（共3小题。25题7分，26题9分，27题10分；共26分） 25. 2024年11月13日，在珠海航展兵器馆亮相的“机器狼”受到观众喜爱，成为名副其实的明星展品。如图所示，若机器狼的质量为20kg，每只脚与地面的接触面积是20，在水平地面上匀速行走时受到阻力是总重的0.2倍，某次展示时，机器狼以10.8km/h的速度匀速前进30秒到达预定地点后四足站立对周围进行侦查，g=10N/kg。求： （1）这次展示机器狼移动的距离是多少？ （2）机器狼站立侦查时对地面的压强是多少？ （3）机器狼水平匀速前进过程的功率是多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 机器狼的速度，由可得，机器狼移动的距离 【小问2详解】 机器狼的重力 机器狼站立时对地面的压力，机器狼站立时对地面的压强 【小问3详解】 机器狼受到的阻力 因为机器狼匀速前进，所以机器狼受到的牵引力，机器狼水平匀速前进过程的功率 26. 如图甲所示为小明家的电饭锅，铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220V，加热功率为1210W。电饭锅的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中和均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。求： （1）小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其它用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5min内转了20圈。则该电饭锅的保温功率为多少？ （2）电阻的阻值为多少？ （3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值（电热转化效率）应不低于75%。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为20℃，质量为2.5kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时800s。已知，请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。 【答案】（1）80W （2）40Ω （3）达到了三级能效 【解析】 【小问1详解】 电能表上标有3000r/(kW·h)，表示电路中的用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000圈，由此可得电能表转盘在5min内转了20圈时，电饭锅消耗的电能 保温功率为 【小问2详解】 由图乙可知，当开关S闭合时，电路中只有R1工作，电路的总电阻较小，由可知电路消耗的电功率较大，电饭锅处于高温状态。当开关S断开时，R1与R2串联，电路的总电阻较大，由可知电路消耗的电功率较小，电饭锅处于保温状态；R1的阻值 【小问3详解】 水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(100℃-20℃)=8.4×105J 消耗的电能为W′=P加热t=1210W×800s=9.68×105J 电饭锅的热效率为 由于该电饭锅的热效率大于75%，所以达到了三级能效标准。 27. 如图1所示为一种自动蓄水装置示意图，轻质弹簧上端固定，下端与木块相连，弹簧下端固定的轻质滑片P可在粗细均匀的金属电阻上滑动且接触良好，水箱中没有水时，滑片P恰好位于最下端A处。闭合S，水泵工作，向空水箱里缓慢注水。当滑片P上滑至B处（的中点）时，水面到达设定高度，水泵自动停止注水。此过程中，弹簧弹力F与滑片P上滑长度x之间的关系如图乙所示。已知：电阻箱接入电路中的阻值为，的总电阻为，长度为L；当线圈中电流I≥0.1A时，衔铁被吸下，，，g＝10N/kg，弹簧始终处于弹性范围内，不考虑线圈的电阻和滑片P滑动时的摩擦。 （1）求电源电压U； （2）当P滑至B处时，求木块浸入水中的体积； （3）考虑到不同的需求，可以通过调节电阻箱的阻值调节水箱中水位的设定位置。若要使该装置能够有效控制水泵，则电阻箱的阻值可在哪个范围内调节？ 【答案】（1）3.2V （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 分析图1电路可知，控制电路中，和串联。当滑片P上滑至B处（的中点）时，水面到达设定高度，电流达到0.1A，衔铁被吸下，水泵自动停止注水。则此时阻值为 则电源电压为 【小问2详解】 当水箱中没有水时，滑片P恰好位于最下端A处，此时滑片P上滑长度，此时木块只受重力和弹簧的弹力，由图2可知此时弹力为6N，根据二力平衡条件可知木块重力为 当P滑至B处，即滑片P上滑长度时，弹簧弹力，则此时木块漂浮，浮力等于重力。则木块浸入水中的体积为 【小问3详解】 由G=mg=ρVg可得木块的体积 若设定高度高于题中的设定高度，则木块浸入水中的体积增大，其受到的浮力增大，滑片P将上滑，由图2可知，滑片P上滑长度x＞0.5L时，此时弹簧对木块有向下的压力，若木块浸没在水中，其受到的浮力 此时木块受到的弹力F′=F浮′-G=10N-6N=4N 由图2可知，x＞0.5L时，弹簧的弹力与滑片从中点上滑的距离成正比，设木块浸没时滑片P上滑的长度为x′，所以可得，解得： 此时变阻器接入电路的阻值为 当木块浸没后，继续注水，则浮力不变，弹簧的弹力也不变，滑片P不能上滑，不能实现水泵自动停止注水，所以滑片P上滑长度为时对应的水位最高，则变阻器接入电路的最大阻值为R2大=R2′=20Ω；若设定高度为0（不需要注水）或设定高度小于等于木块底部所处的高度，则变阻器接入电路的最小阻值为R2小=0Ω；衔铁被弹起，水泵自动停止注水时的电流为0.1A， 根据欧姆定律可知，此时控制电路的总电阻为 因R2的取值范围为0～20Ω，且根据串联电路的电阻规律可得R总=R1+R2 所以电阻箱R1的最小阻值为：R1小=R总-R2大=32Ω-20Ω=12Ω 电阻箱R1的最大阻值为：R1大=R总-R2小=32Ω-0Ω=32Ω 综上可知，电阻箱R1的阻值调节范围为12~32Ω。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $