一、（本題共14小題，每小題2分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求）
1．下面各圖是在物理學(xué)的發(fā)展歷程中做出過(guò)大量貢獻(xiàn)的科學(xué)巨匠，以下選項(xiàng)中與其對(duì)應(yīng)的成就有錯(cuò)誤的是（ ）
A. 圖1是哥白尼，他用日心說(shuō)否定了影響人類達(dá)千年之久的地心說(shuō)
B. 圖2是伽利略，實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的先驅(qū)，發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律
C. 圖3是牛頓，建立了運(yùn)動(dòng)三大定律，構(gòu)建了經(jīng)典力學(xué)體系
D. 圖4是愛因斯坦，提出了相對(duì)論，實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)新的革命
【答案】B
【解析】
【詳解】A．圖1是哥白尼，他用日心說(shuō)否定了影響人類達(dá)千年之久的地心說(shuō)，故A正確，不符合題意；
B．圖2是伽利略，實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的先驅(qū)；萬(wàn)有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的，故B錯(cuò)誤，符合題意；
C．圖3是牛頓，建立了運(yùn)動(dòng)三大定律，構(gòu)建了經(jīng)典力學(xué)體系，故C正確，不符合題意；
D．圖4是愛因斯坦，提出了相對(duì)論，實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)新的革命，故D正確，不符合題意。
故選B。
2．如圖所示，是朱德恩在冬奧會(huì)開幕式上用小號(hào)吹奏《我和我祖國(guó)》時(shí)的情景，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 小號(hào)是銅管樂(lè)器，是靠銅管振動(dòng)發(fā)聲
B. 換用更大的力吹氣改變了小號(hào)聲音的音調(diào)
C. 聽曲知號(hào)，觀眾是通過(guò)音色來(lái)判斷的
D. 聽號(hào)知曲，說(shuō)明聲音可以傳遞能量
【答案】C
【解析】
【詳解】A．聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，管樂(lè)器發(fā)聲的聲源是空氣柱的振動(dòng)，所以小號(hào)是銅管樂(lè)器，是靠空氣柱振動(dòng)發(fā)聲的，故A錯(cuò)誤；
B．換用更大的力吹氣改變了空氣柱的振幅，從而小號(hào)聲音的響度，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)音色可以辨別不同的聲音，聽曲知號(hào)，觀眾是通過(guò)音色來(lái)判斷的，故C正確；
D．聲音可以傳遞能量和信息，聽號(hào)知曲，說(shuō)明聲音可以傳遞信息，故D錯(cuò)誤。
故選C。
3．中華詩(shī)詞，寄情于景，包含了各種自然現(xiàn)象。下列有關(guān)物態(tài)變化的解釋正確的是（ ）
A. “驚蟄云不停，寒到五月中”，云的形成是升華現(xiàn)象，需要吸熱
B. “千里冰封，萬(wàn)里雪飄”，冰和雪都是凝固形成的，需要吸熱
C. “騰蛇乘霧，終為土灰”，霧是汽化形成的，需要放熱
D. “床前明月光，疑是地上霜”，霜是凝華形成的，需要放熱
【答案】D
【解析】
【詳解】A．云是大氣中的水蒸氣遇冷液化成的小水滴或凝華成的小冰晶混合組成的漂浮在空中的可見聚合物，形成過(guò)程需要放熱，故A錯(cuò)誤；
B．冰是水凝固形成的，需要放熱，雪是水蒸氣凝華形成的，需要放熱，故B錯(cuò)誤；
C．霧是水蒸氣液化形成的，需要放熱，故C錯(cuò)誤；
D．霜是水蒸氣凝華形成的，需要放熱，故D正確。
故選D。
4．導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)需要“動(dòng)力”的推動(dòng)，圖中用高度差形象地表示了由電池提供的這種推動(dòng)作用，那么高度差表示的量是（ ）
A. 電流B. 電阻C. 電壓D. 電功
【答案】C
【解析】
【詳解】導(dǎo)線中自由電子的定向移動(dòng)會(huì)形成電流，而自由電子的定向移動(dòng)需要“動(dòng)力”的推動(dòng)，電壓是形成電流的原因，圖中用高度差形象地表示了由電池提供的這種推動(dòng)作用，所以高度差表示的量是即為電壓，與電流做功的多少?zèng)]有關(guān)系。故ABD不符合題意，C符合題意。
故選C。
5．某同學(xué)利用光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏探究凸透鏡成像規(guī)律，記錄物距u、像距v得到的圖像如圖所示，則（ ）
A. 當(dāng)u=10cm時(shí)，成倒立、等大的像B. 當(dāng)u=15cm時(shí)，成正立、放大的像
C. 當(dāng)u=20cm時(shí)，成倒立、放大的像D. 當(dāng)u=25cm時(shí)，成倒立、縮小的像
【答案】D
【解析】
【詳解】由圖得，-的圖像是一條傾斜向下的直線，圖像的斜率為
則-的關(guān)系式為
凸透鏡的焦距滿足
則此時(shí)
解得
A．當(dāng)
時(shí)，不成像，故A不符合題意；
B．當(dāng)
時(shí)，成倒立、放大的像，故B不符合題意；
C．當(dāng)
時(shí)，成倒立、等大的像，故C不符合題意；
D．當(dāng)
時(shí)，成倒立、縮小的像，故D符合題意。
故選D。
6． 2023年是兔年，兔首銅像（如圖所示）是北京圓明園西洋樓海晏堂十二生肖銅像之一，當(dāng)它自由放在水平面上靜止時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 兔首銅像靜止時(shí)處于平衡狀態(tài)，所以不受力的作用
B. 兔首銅像對(duì)水平面的壓力就是兔首銅像所受的重力
C. 兔首銅像所受的重力與兔首銅像對(duì)水平面的壓力是一對(duì)平衡力
D. 水平面對(duì)兔首銅像的支持力與兔首銅像對(duì)水平面的壓力是一對(duì)相互作用力
【答案】D
【解析】
【詳解】A．兔首銅像靜止時(shí)處于平衡狀態(tài)，在豎直方向上受到的重力和底座的支持力是一對(duì)平衡力，其受到力的作用，故A錯(cuò)誤；
B．兔首銅像對(duì)水平面的壓力和兔首銅像所受的重力，兩者施力物體和受力物體均不同，因此兔首銅像對(duì)水平面的壓力就是兔首銅像所受的重力是不正確的，故B錯(cuò)誤；
C．兔首銅像所受的重力方向豎直向下，兔首銅像對(duì)水平面的壓力方向也是豎直向下，方向相同，不是一對(duì)平衡力，故C錯(cuò)誤；
D．水平面對(duì)兔首銅像的支持力與兔首銅像對(duì)水平面的壓力，兩者大小相等，方向相反，并且作用在不同物體上，因此是一對(duì)相互作用力，故D正確。
故選D。
7．如圖所示的工具中，屬于費(fèi)力杠桿的是（ ）
A．釣魚竿B．開瓶器
C．核桃夾D．鋼絲鉗
【答案】A
【解析】A．釣魚竿在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，故A符合題意；
B．開瓶器在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B不符合題意；
C．核桃夾在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C不符合題意；
D．鋼絲鉗在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D不符合題意。
故選A。
8. 如圖所示，光滑水平桌面上的彈性小球被彈出后，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)和B點(diǎn)后落到地面，又被多次彈起，圖中虛線為小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。下列有關(guān)小球的運(yùn)動(dòng)，描述正確的是（ ）
A. 小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中速度增大
B. 小球反彈經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為零
C. 若將彈性小球表面涂黑，則會(huì)在C、F兩點(diǎn)留下等大的黑色圓斑
D. 小球經(jīng)過(guò)E點(diǎn)的機(jī)械能大于經(jīng)過(guò)G點(diǎn)的機(jī)械能
【答案】D
【解析】
【詳解】A．小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，因光滑桌面沒(méi)有摩擦阻力，小球處于平衡狀態(tài)，其速度大小不變，故A錯(cuò)誤；
B．從軌跡來(lái)看，小球既有水平方向的速度又有豎直方向的速度，小球在最高點(diǎn)時(shí)，豎直方向速度為零，水平方向速度不為零，則小球在D點(diǎn)的動(dòng)能不為零，故B錯(cuò)誤；
C．彈性勢(shì)能大小與彈性形變程度有關(guān)，黑色圓斑的大小能反映小球彈性形變程度，圓斑越大，形變?cè)酱?，在C點(diǎn)與在F點(diǎn)時(shí)，小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能都為零，而每次小球反彈到的最高點(diǎn)都比上一次的最高點(diǎn)低，說(shuō)明小球受到空氣阻力作用，機(jī)械能逐漸變小，所以小球在C點(diǎn)的機(jī)械能大于在F點(diǎn)的機(jī)械能，故小球在C點(diǎn)的彈性勢(shì)能大于在F點(diǎn)的彈性勢(shì)能，小球在C點(diǎn)的圓要大于在F點(diǎn)的圓斑，故C錯(cuò)誤；
D．小球在多次彈起過(guò)程中，機(jī)械能逐漸變小，而E點(diǎn)在G點(diǎn)之前，故小球在G點(diǎn)的機(jī)械能小于在E點(diǎn)的機(jī)械能，故D正確。
故選D。
9. 家用電動(dòng)窗簾的電路主要由電源指示燈L和電動(dòng)機(jī)M組成。先閉合開關(guān)，電源指示燈L亮；再閉合開關(guān)，電動(dòng)機(jī)M工作拉動(dòng)窗簾。當(dāng)斷開時(shí)，電動(dòng)機(jī)M不能工作。如圖所示電路中符合要求的電路是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】由題意，先閉合開關(guān)S1，電源指示燈L亮；再閉合開關(guān)S2，電動(dòng)機(jī)M工作拉動(dòng)窗簾。當(dāng)S1斷開時(shí)，電動(dòng)機(jī)M不能工作，可知S1是總開關(guān)，S2只控制電動(dòng)機(jī)所在電路，故ACD不符合題意，B符合題意。
故選B。
10. 在科技節(jié)，小明用傳感器設(shè)計(jì)了如圖甲所示的力學(xué)裝置，豎直細(xì)桿B的下端通過(guò)力傳感器固定在容器底部，它的上端與不吸水的實(shí)心正方體A固定，不計(jì)細(xì)桿B及連接處的質(zhì)量和體積。力傳感器可以顯示出細(xì)桿B的下端受到作用力的大小，現(xiàn)緩慢向容器中加水，當(dāng)水深為13cm時(shí)正方體A剛好浸沒(méi)，力傳感器的示數(shù)大小F隨水深變化的圖像如圖乙所示。（g=10N/kg）（ ）
A. 物體A所受到的重力10N
B. 豎直細(xì)桿B的長(zhǎng)度為10cm
C. 當(dāng)容器內(nèi)水的深度為4cm時(shí)，壓力傳感器示數(shù)為1N
D. 當(dāng)容器內(nèi)水的深度為9cm時(shí)，壓力傳感器示數(shù)為零
【答案】D
【解析】
【詳解】A．由圖乙可知，當(dāng)h0=0cm時(shí)，力傳感器的示數(shù)為F0=6N，由細(xì)桿的質(zhì)量不考慮可知，細(xì)桿對(duì)力傳感器的壓力等于正方體A的重力，即正方體A的重力
G=F0=6N
故A不符合題意；
B．分析題意結(jié)合圖乙可知，當(dāng)
h1=3cm=0.03m
時(shí)，水面恰好與物體A的下表面接觸，所以豎直細(xì)桿B的長(zhǎng)度為3cm，故B不符合題意；
C．當(dāng)容器內(nèi)水的深度h2=13cm時(shí)，正方體A剛好浸沒(méi)，則正方體A的邊長(zhǎng)
L=13cm﹣3cm=10cm=0.1m
當(dāng)容器內(nèi)水的深度為
h3=4cm=0.04m
時(shí)，物體A排開水的體積為
V排=L2h浸1=L2(h3﹣h1)=(0.1m)2×(0.04m﹣0.03m)=1×10-4m3
正方體A受到浮力為
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
物體A對(duì)細(xì)桿的壓力為
F壓=G﹣F浮=6N﹣1N=5N
即壓力傳感器示數(shù)為5N，故C不符合題意；
D．當(dāng)容器內(nèi)水的深度為
h4=9cm=0.09m
時(shí)，物體A排開水的體積為
V排′=L2h浸2=L2(h4﹣h1)=(0.1m)2×(0.09m﹣0.03m)=6×10-4m3
正方體A受到的浮力為
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N
物體A對(duì)細(xì)桿的壓力為
F壓′=G﹣F浮′=6N﹣6N=0N
即壓力傳感器示數(shù)為0N，故D符合題意。
故選D。
11. 無(wú)線充電是一種增加手機(jī)續(xù)航時(shí)間的方式。無(wú)線充電技術(shù)用到的原理是受電線圈靠近磁場(chǎng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電流，從而給智能手機(jī)充電，用到了如圖哪個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】由題意可知，無(wú)線充電技術(shù)的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
A．該圖是探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱因素的實(shí)驗(yàn)，不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A不符合題意；
B．圖中閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故B符合題意；
C．圖中是奧斯特實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明通電直導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，是電流的磁效應(yīng)，故C不符合題意；
D．圖中給導(dǎo)體通電，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用，故D不符合題意。
故選B。
12. 下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖，不能夠得出定值電阻Rx阻值的電路是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】A．如圖所示，R與Rx串聯(lián)，電壓表測(cè)電源兩端電壓，電流表測(cè)電流，總電阻為
Rx值為
故A不符合題意；
B．如圖所示，R與Rx并聯(lián)，電壓表測(cè)電源兩端電壓，電流表測(cè)R電流，Rx電流未知，不可求Rx值，故B符合題意；
C．如圖所示，R與Rx并聯(lián)，兩個(gè)電流表測(cè)R電流I1和干路電流I，Rx的電流為
電源電壓為
Rx值為
故C不符合題意；
D．如圖所示，滑動(dòng)變阻器R1與Rx串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，電流表測(cè)電流，當(dāng)滑片在最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為0，電源電壓可表示為
當(dāng)滑片在最左端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為最大值R1，電源電壓可表示為
聯(lián)立二式可解得Rx值為
故D不符合題意。
故選B。
13. 如圖甲所示，虛線框內(nèi)是兩個(gè)滑輪連成的滑輪組，工人利用該滑輪組，用200N豎直向上的拉力F，將物體勻速提高3m，物體和繩子自由端的運(yùn)動(dòng)情況如圖乙所示，已知?jiǎng)踊喼?20N，不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.5m/sB．工人做的有用功為360J
C．該滑輪組的機(jī)械效率為80%D．拉力F的功率為100W
【答案】C
【解析】A．滑輪組省力費(fèi)距離，由圖乙可知，內(nèi)，物體勻速提高，繩子自由端勻速移動(dòng)，則繩子自由端移動(dòng)的速度
故A錯(cuò)誤；
B．物體提高，繩子自由端移動(dòng)，則動(dòng)滑輪上承擔(dān)物重的繩子段數(shù)
不計(jì)繩重和摩擦，由可得，物體的重力
工人做的有用功
故B錯(cuò)誤；
C．工人做的總功
該滑輪組的機(jī)械效率
故C正確；
D．拉力的功率
故D錯(cuò)誤。
故選C。
14. 如圖所示，R1、R2為長(zhǎng)度相同、阻值不同的滑動(dòng)變阻器。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑片均位于距右端總長(zhǎng)度的時(shí)，滑動(dòng)變阻器R1消耗的功率是16W；當(dāng)滑動(dòng)變阻器均位于距右端總長(zhǎng)度時(shí)，滑動(dòng)變阻器R1消耗的功率是18W，再將滑片R1、R2均滑至最左端時(shí)，R1消耗的功率應(yīng)為（ ）

A. 12WB. 16WC. 24WD. 32W
【答案】B
【解析】
【詳解】如圖所示，兩滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1、R2滑片均位于距右端總長(zhǎng)度的時(shí)，R1接入電路的阻值為
R2接入電路的阻值為
此時(shí)滑動(dòng)變阻器R1消耗的功率為
①
當(dāng)滑動(dòng)變阻器均位于距右端總長(zhǎng)度時(shí)，R1接入電路的阻值為
R2接入電路的阻值為
此時(shí)滑動(dòng)變阻器R1消耗的功率為
②
由①②解得：
當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑片均位于距右端總長(zhǎng)度的時(shí)，由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律可知，電源電壓為
③
當(dāng)滑動(dòng)變阻器均位于距右端總長(zhǎng)度時(shí)，由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律可知，電源電壓為
④
由③④解得
⑤
再將滑片R1、R2均滑至最左端時(shí)，R1接入電路的阻值為R1，R2接入電路的阻值為零，此時(shí)的電源電壓為
⑥
由③⑤⑥解得
由可知，滑片R1、R2均滑至最左端時(shí)，R1消耗的功率與R1、R2的滑片均位于距右端總長(zhǎng)度的時(shí)R1消耗的功率之比為
則再將滑片R1、R2均滑至最左端時(shí)，R1消耗的功率為
綜上所述，題目各選項(xiàng)中A、C、D不符合題意，B符合題意。
故選B。
二、填空題（本大題共6小題，每空1分，共12分）
15．流傳千年的“中國(guó)煙花”——打鐵花是中華民族非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，也是莆田人鬧元宵的精彩節(jié)目之一，表演者先將生鐵加熱使之熔化成鐵水，再將高溫鐵水擊向高空后成為粉碎的微小顆粒，化作一場(chǎng)漫天繽紛的“鐵花雨”，若在此這個(gè)過(guò)程中表演者將10kg初溫為20℃的生鐵加熱到1620℃，需要燃燒木炭2kg。此過(guò)程中鐵吸收的熱量為___________J，木炭的熱效率為___________。（鐵的比熱容為，木炭的熱值為）
【答案】 ①. ②.
【解析】
【詳解】[1]此過(guò)程中鐵吸收的熱量為
[2]燃燒2kg木炭放出的熱量為
木炭的熱效率為
16．如圖所示，放于水平桌面上的兩個(gè)質(zhì)量相等但高度和底面積均不相等的圓柱形容器，盛有相同質(zhì)量的的同種液體，液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)關(guān)系是：p甲_________p乙。容器對(duì)桌面的壓力關(guān)系是F甲_________F乙。(均選填“>”、“ ②. =
【解析】
【詳解】[1]由圖知，甲容器中液體的深度h甲大于乙容器中液體的深度h乙，根據(jù)p=ρgh可知，液體對(duì)甲容器底部的壓強(qiáng)大于液體對(duì)乙容器底部的壓強(qiáng)，即p甲>p乙。
[2] 容器對(duì)桌面的壓力等于容器和容器內(nèi)液體的總重力，兩容器質(zhì)量相等，容器內(nèi)液體的質(zhì)量相等，故兩容器和容器內(nèi)液體的總質(zhì)量相等，總重力相等，則容器對(duì)桌面的壓力相等，即F甲=F乙。
17．將A、B兩個(gè)金屬片插入檸檬中制成水果電池，如圖是用電壓表測(cè)量水果電池兩端電壓的情景。金屬片A是水果電池的___________極；若將3個(gè)這樣的水果電池串聯(lián)起來(lái)，可獲得___________V的電壓。

【答案】 ① 負(fù) ②. 3.6
【解析】
【詳解】[1]電壓表的連接方法，電流必須從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出時(shí)指針向右偏，故由圖可觀察到電壓表的指針的向右偏轉(zhuǎn)，從而確定與電壓表負(fù)接線柱相連的A金屬片是電池的負(fù)極。
[2]由圖知道，電壓表使用的量程是0～3V，分度值是0.1V，示數(shù)為1.2V，若將3個(gè)這樣的水果電池串聯(lián)起來(lái)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律知道，則電源電壓為
1.2V+1.2V+1.2V=3.6V

18． 如圖所示為電烤爐的簡(jiǎn)化電路圖，閱讀說(shuō)明書后得知：、均為電熱絲，。當(dāng)開關(guān)閉合，處于不同狀態(tài)時(shí)，電烤爐處于不同擋位，閉合、時(shí)，電烤爐處于___________ 擋狀態(tài)（選填“低溫”、“高溫”）；電烤爐分別處于高溫?fù)跖c低溫?fù)鯛顟B(tài)時(shí)，電路在相同時(shí)間內(nèi)所消耗的電能之比為___________ （忽略溫度對(duì)電阻的影響）。
【答案】 ①. 高溫 ②. 5∶3
【解析】
【詳解】[1]由
可知，當(dāng)、閉合時(shí)，電路為的簡(jiǎn)單電路時(shí)，電路中的電阻最小，電功率最大，電烤爐為高溫?fù)酢?br>[2]電烤爐處于高溫?fù)鯐r(shí)，電路為的簡(jiǎn)單電路，電路中的電流為
電烤爐處于低溫?fù)鯐r(shí)，、串聯(lián)，電路中的電流為
由可知，電烤爐處于高溫?fù)跖c低溫?fù)鯛顟B(tài)時(shí)，電路在相同時(shí)間內(nèi)所消耗的電能之比為
19． 如圖甲所示，水平地面上的物體，受到方向不變的推力F的作用，其F-t和v-t的圖象分別如圖乙、丙所示。由圖象可知：t=5s時(shí)，物體受到的摩擦力是________N，6~9s內(nèi)，推力_______（填“大于””等于“或“小于”）摩擦力。
【答案】 ①. 60 ②. 小于
【解析】
【詳解】[1]由圖丙知，物體在9~12s時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡，推力等于滑動(dòng)摩擦力，由圖乙知，此時(shí)的推力F=60N，所以滑動(dòng)摩擦力為60N，t=5s時(shí)，物體加速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力的大小只與壓力和接觸面粗糙程度有關(guān)，在整個(gè)過(guò)程中壓力和接觸面粗糙程度不變，所以滑動(dòng)摩擦力是60N。
[2]由圖乙知，6~9s時(shí)，物體減速運(yùn)動(dòng)，摩擦力不變，推力，即小于摩擦力。
20．如圖1所示電路中，電源電壓恒定不變，電流表所選量程為0~0.6A，電壓表所選量程為0~15V，小燈泡L標(biāo)有“6V 3.6W”，滑動(dòng)變阻器R標(biāo)有“50Ω 1.5A”。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使其阻值在某一范圍內(nèi)變化時(shí)，電壓表與電流表示數(shù)的變化情況如圖2所示，電壓表測(cè)量的是_________兩端的電壓，閉合開關(guān)后，滑動(dòng)變阻器阻值可以調(diào)節(jié)的范圍是_________。
【答案】 ①. 滑動(dòng)變阻器 ②. 5~50Ω
【解析】
【詳解】[1][2]閉合開關(guān)，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓；因串聯(lián)電路各處電流相等，所以燈泡正常發(fā)光時(shí)通過(guò)電路的電流最大，小燈泡L標(biāo)有“6V 3.6W”，此時(shí)通過(guò)電路的電流
由圖2可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為3V，由歐姆定律可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，最小阻值為
此時(shí)燈泡兩端的電壓為6V，串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和，所以電源電壓為
U=U滑小+UL=3V+6V=9V
由題意可知電壓表接入電路的量程為0~15V，電源電壓為9V，所以滑動(dòng)變阻器可以接入電路最大阻值，滑動(dòng)變阻器的最大阻值是50Ω，所以滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為5~50Ω。

三、作圖題（本題共2小題，每小題2分，共4分）
21．如圖所示，兩燈泡的額定電壓均為220V。當(dāng)開關(guān)閉合后，兩燈泡都正常發(fā)光，且插座不受開關(guān)控制，請(qǐng)將電路連接完整。
【答案】
【解析】
【詳解】家庭電路電壓為220V，兩燈泡的額定電壓均為220V，因兩燈都能正常工作，則兩燈應(yīng)并聯(lián)；開關(guān)S控制兩燈，S接在干路上，根據(jù)安全用電原則，S要控制火線；三孔插座不受開關(guān)S控制，按“左零右火上接地”的原則連入電路中，作圖如下：
22．如圖所示，一小球在水中下沉，請(qǐng)畫出此時(shí)小球的受力示意圖。
【答案】
【解析】
【詳解】重力從重心豎直向下畫，標(biāo)出符號(hào)G，浮力從重心豎直向上畫，標(biāo)出符號(hào)F浮，注意小球下沉，重力大于浮力，重力的長(zhǎng)度大于浮力的長(zhǎng)度，如圖所示
四、簡(jiǎn)答題（本題共1小題，共4分）
23． 冬日的早晨，爸爸開車送小北去上學(xué)，小北發(fā)現(xiàn)汽車擋風(fēng)玻璃的內(nèi)側(cè)出現(xiàn)了水霧，影響爸爸的視線，這時(shí)爸爸打開暖風(fēng)吹一會(huì)，車窗上的水霧很快消失了。請(qǐng)用學(xué)過(guò)的知識(shí)解釋水霧形成和很快消失的原因。
【答案】見解析
【解析】
【詳解】冬日早晨，氣溫較低，前窗玻璃上霧氣是由于車內(nèi)空氣中的水蒸氣遇到溫度較低的玻璃，放出熱量液化形成小水珠；對(duì)著車窗玻璃吹暖風(fēng)，可使小水珠吸熱加速蒸發(fā)成水蒸氣，車窗玻璃就清晰了。
五、實(shí)驗(yàn)題（本題共5小題，每空1分，共30分）
24．在探究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”的實(shí)驗(yàn)中，小剛同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)。如圖所示，讓小車自斜面上某一固定位置由靜止開始自由滑下，分別觀察小車從斜面上同一位置滑下后，在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng)的距離，同時(shí)用小旗子標(biāo)記每次小車在相應(yīng)平面上停止后所處的位置。
（1）實(shí)驗(yàn)中每次均讓小車從斜面固定位置由靜止下滑的目的是：使小車每次在水平面上開始滑行時(shí)速度大小______；
（2）實(shí)驗(yàn)中改變小車所受摩擦阻力大小，是通過(guò)改變______來(lái)實(shí)現(xiàn)的；
（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)小車在毛巾表面滑行的距離最近，在棉布表面滑行的距離較遠(yuǎn)，在木板表面滑行的距離最遠(yuǎn)。說(shuō)明小車受到的阻力越小，速度減小得越______；
（4）推理：如果小車在水平面上滑行，受到的阻力為零，它將做______；
（5）在大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，牛頓總結(jié)了伽利略等人的研究成果概括出了牛頓第一定律，該定律______
A．能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證
B．不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，所以不能確定這個(gè)定律是否正確
C．是在大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)進(jìn)一步的推理概括得出的
【答案】 ①. 相等 ②. 接觸面的粗糙程度 ③. 慢 ④. 勻速直線運(yùn)動(dòng) ⑤. C
【解析】
【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)中每次讓小車從斜面頂端由靜止滑下，小車受到阻力和經(jīng)過(guò)的路徑相同，是為了使小車到達(dá)水平面時(shí)具有相同的初速度，這用到了控制變量法。
（2）[2]在做“斜面小車實(shí)驗(yàn)”時(shí)，由毛巾表面到棉布再到木板，接觸面的粗糙程度減小，小車受到的阻力也減??；實(shí)驗(yàn)中改變小車所受摩擦阻力大小，是通過(guò)改邊接觸面的粗糙程度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
（3）[3]從毛巾、棉布到木板，接觸面粗糙程度變小，小車受到的阻力變小，比較甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論：阻力越小，小車滑行的距離就越遠(yuǎn)，小車運(yùn)動(dòng)的速度改變得越慢。
（4）[4]對(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，并進(jìn)一步推測(cè)：如果水平面光滑，小車在運(yùn)動(dòng)時(shí)不受阻力，則小車的速度將不在減小，小車在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
（5）[5]牛頓在前人的研究成果上概括出了“牛頓第一定律”，實(shí)際中物體都要受到力的作用，該定律不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，而是在大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步推理得出的，故選C。
25. 利用如圖所示裝置研究“平面鏡成像的特點(diǎn)”。在水平桌面上鋪一張白紙，再將玻璃板豎直立在白紙上：
（1）平面鏡成像的原理是光的___________；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，不采用平面鏡而采用透明玻璃板，不僅能觀察到蠟燭的像，也便于___________；
（3）移去蠟燭B，在其原來(lái)位置上放置一塊光屏，光屏上無(wú)法呈現(xiàn)蠟燭的像，這說(shuō)明平面鏡成的是___________像；
（4）當(dāng)蠟燭A向玻璃板靠近時(shí)，像的大小___________；
（5）如圖2甲所示，一枚硬幣放在豎直的平面鏡前，硬幣的像在a處，將平面鏡平移至如圖2乙所示的位置時(shí)，硬幣的成像情況是___________（選填字母代號(hào)）；
A.硬幣成像在a處 B.硬幣成像在b處
C.硬幣成像在c處 D.硬幣無(wú)法通過(guò)平面鏡成像
（6）小強(qiáng)將硬紙板豎直地立在平面鏡上，如圖3所示，用以進(jìn)行“探究光的反射規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，硬紙板上的直線ON垂直于鏡面，右側(cè)紙板可繞ON向后轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示。若將右側(cè)紙板向后轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖乙所示，此時(shí)在右側(cè)紙板上不能看到反射光，這一現(xiàn)象說(shuō)明___________。
【答案】 ①. 反射 ②. 確定像的位置 ③. 虛 ④. 不變 ⑤. A ⑥. 反射光線、法線、入射光線在同一平面上
【解析】
【詳解】（1）[1]平面鏡成像是由光的反射形成的，因此平面鏡成像的原理是光的反射定律。
（2）[2]實(shí)驗(yàn)時(shí)，不采用平面鏡而采用透明玻璃板，不僅能觀察到蠟燭的像，也便于確定像的位置。
（3）[3]能夠被光屏承接的像為實(shí)像，實(shí)像是由真實(shí)光線會(huì)聚而成；不能被光屏承接的像為虛像，虛像不是由真實(shí)光線會(huì)聚而成。移去蠟燭B，在其原來(lái)位置上放置一塊光屏，光屏上無(wú)法呈現(xiàn)蠟燭的像，這說(shuō)明平面鏡成的是虛像。
（4）[4]平面鏡成的像與物等大，因此當(dāng)蠟燭A向玻璃板靠近時(shí)，像的大小不變。
（5）[5]根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)知，當(dāng)平面鏡移動(dòng)時(shí)，物的位置沒(méi)有變化，則像的位置也不發(fā)生變化。
故選A。
（6）[6]如圖乙所示，此時(shí)在右側(cè)紙板上不能看到反射光，這一現(xiàn)象說(shuō)明反射光線、法線、入射光線在同一平面上。
26. 在“探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組選擇圖中的裝置和器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
（1）實(shí)驗(yàn)中，必須水平拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)__________原理，使滑動(dòng)摩擦力大小等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)。
（2）由甲、乙實(shí)驗(yàn)可得，在接觸面粗糙程度相同時(shí)，__________，滑動(dòng)摩擦力越大。
（3）比較甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)甲實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大于丙實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，就此得出結(jié)論：滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積的大小有關(guān)。通過(guò)分析該結(jié)論是__________（選填“正確”或“不正確”）的，理由是__________。
（4）同學(xué)們共同設(shè)計(jì)了一種新的實(shí)驗(yàn)方案，將甲圖測(cè)量摩擦力大小裝置改為如圖丁所示的裝置，該裝置的優(yōu)點(diǎn)是__________。
（5）后來(lái)，同學(xué)們又利用圖戊所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，通過(guò)比較F1、F2大小，還可進(jìn)一步探究滑動(dòng)摩擦力大小與__________的關(guān)系。
【答案】 ①. 二力平衡 ②. 壓力越大 ③. 不正確 ④. 未保證壓力相同 ⑤. 無(wú)需勻速轉(zhuǎn)動(dòng)傳送帶 ⑥. 接觸面粗糙程度的
【解析】
【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)中，必須水平拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，木塊在水平方向上受到平衡力的作用，根據(jù)二力平衡的條件，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于摩擦力的大小。
（2）[2]由甲、乙實(shí)驗(yàn)對(duì)比可得，在接觸面粗糙程度相等時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大。
（3）[3][4]要探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積的大小是否有關(guān)，要控制壓力大小和接觸面的粗糙程度，比較甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)甲實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大于丙實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，由此得出結(jié)論：滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積的大小有關(guān)。這個(gè)結(jié)論是錯(cuò)誤的，理由是未保證壓力相同。
（4）[5]丁圖中，木塊相對(duì)地面處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到測(cè)力計(jì)的拉力與受到傳送帶施加的滑動(dòng)摩擦力為一對(duì)平衡力，大小相等，方向相反，這樣做的好處是無(wú)需勻速轉(zhuǎn)動(dòng)傳送帶。
（5）圖戊所示裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)中，壓力相同，而接觸面粗糙程度不同，通過(guò)比較F1、F2大小，還可探究滑動(dòng)摩擦力大小與觸面粗糙程度的關(guān)系。
27. 靜靜想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量礦石的密度，進(jìn)行了如下操作：
（1）把天平放在水平工作臺(tái)上，并將游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針位置如圖1所示，此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向___________調(diào)節(jié)，使天平平衡；
（2）如圖2所示，礦石的質(zhì)量是___________g；
（3）礦石放入量筒前后，量筒中水面位置如圖3所示，則礦石密度為___________；
（4）若在測(cè)量過(guò)程中，右盤中有一個(gè)磨損的砝碼，則測(cè)量的物體密度將偏___________；
（5）同組的小明同學(xué)，繼續(xù)用如圖4所示的方法測(cè)出了物塊B的密度，她的具體操作如下：
①將物塊B放入漂浮于水面的小燒杯中，如圖甲所示，測(cè)出小燒杯杯底距水面高度；
②將物塊B取出后系在燒杯底靜止后，如圖乙所示，測(cè)出小燒杯杯底距水面高度；
③剪斷細(xì)繩后物塊B沉入杯底，如圖丙所示，測(cè)出此時(shí)小燒杯杯底距水面高度；
④則物塊B的密度表達(dá)式為___________。（用題目中所測(cè)物理量表示，已知水的密度為）
【答案】 ①. 左 ②. 52.4 ③. ④. 大 ⑤.
【解析】
【詳解】（1）[1]圖甲中天平指針右偏，故平衡螺母應(yīng)向左調(diào)節(jié)，使天平橫梁在水平位置平衡。
（2）[2]由圖可知，天平標(biāo)尺的分度值為0.2g，所以礦石的質(zhì)量為
（3）[3]由圖可知，礦石體積為
礦石密度為
（4）[4]若在測(cè)量過(guò)程中，右盤中有一個(gè)磨損的砝碼，則質(zhì)量的測(cè)量大小于真實(shí)值，根據(jù)可知測(cè)量的物體密度將偏大。
[5]設(shè)燒杯的底面積為S，乙與甲相比，由于燒杯與物塊總體均處于漂浮狀態(tài)，故它們受到的浮力不變，即排開水的體積不變，乙中燒杯上浮，排開水的體積減小了，這部分減小的體積等于物塊的體積，則物塊的體積為
丙與乙相比，燒杯繼續(xù)上浮，說(shuō)明燒杯與物塊排開水的總體積減小了，二者受到的總浮力減小了。減小的浮力為
乙中，杯與物塊的整體處于浮力狀態(tài)，受到的浮力與總重相等；丙中，燒杯漂浮，受到的浮力與燒杯重相等；物塊沉沒(méi)，受到的浮力小于本身重力。故兩圖相比，減小的浮力等于物塊重力與物塊浸沒(méi)時(shí)受到的浮力差，即
即
解得
28. 實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買了一批小燈泡，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)其中有一只小燈泡上標(biāo)有“”字樣，小明想知道其額定功率。老師告訴他燈泡的電阻約，并給他準(zhǔn)備了如下器材：電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器“”、滑動(dòng)變阻器“”、電源（電壓恒為）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
（1）按如圖甲的電路圖連接實(shí)物，為了防止小燈泡被燒壞，應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器___________（選填“”或“”）連入電路，電壓表的量程選擇___________（選填“”或“”）；
（2）將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最___________（選填“左”或“右”）端，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使燈泡兩端電壓逐漸增大到，并讀出對(duì)應(yīng)的電流值，繪制出了如圖乙所示的I-U曲線。由圖乙可知小燈泡的額定功率為___________；
（3）小強(qiáng)也想測(cè)燈泡的額定功率，老師給他一個(gè)額定電流為的小燈泡和一個(gè)阻值為的定值電阻，電源電壓未知。小強(qiáng)設(shè)計(jì)的電路圖如圖丙所示，請(qǐng)將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。
①閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電流表的示數(shù)為___________A；
②保持滑片P的位置不變，斷開開關(guān)，閉合開關(guān)，電流表示數(shù)為；將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最左端，電流表的示數(shù)為，則電源電壓為___________V；
③小燈泡的額定功率：___________。
【答案】 ①. R2 ②. 0~3V ③. 右 ④. 0.625 ⑤. 0.3 ⑥. 6 ⑦. 0.9
【解析】
【詳解】（1）[1]圖甲中燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，燈絲電阻的最小值約為8Ω， 串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知
代入數(shù)據(jù)可得
解得RP=11.2Ω，11.2Ω>10Ω，所以為了防止小燈泡被燒壞，應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器R2連入電路。
[2]燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表與燈泡并聯(lián)接入電路，電壓表的量程選擇0~3V。
（2）[3]為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器應(yīng)位于阻值最大處，由圖甲可知應(yīng)將滑片移到最右端。
[4]由圖乙可知，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.25A，則小燈泡的額定功率
P額=U額I額=2.5V×0.25A=0.625W
（3）[5][6][7]用圖丙所示電路測(cè)量額定電流為0.3A的小燈泡的額定功率，閉合開關(guān)S、S2，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電流表測(cè)電路中的電流，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電流表的示數(shù)為0.3A，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，如圖1； 保持滑片P的位置不變，斷開開關(guān)S2，閉合開關(guān)S1，此時(shí)定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電流表示數(shù)為0.2A，如圖2；將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最左端，此時(shí)電路為定值電阻R0的簡(jiǎn)單電路，電流表的示數(shù)為0.3A，如圖3，則電源電壓
U′=I″R0=0.3A×20Ω=6V
圖2中定值電阻兩端的電壓
U0=I′R0=0.2A×20Ω=4V
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值
圖1和圖2中變阻器接入電路的阻值相同，則燈泡正常發(fā)光時(shí)變阻器兩端的電壓
U滑=IR滑=0.3A×10Ω=3V
則燈泡正常發(fā)光時(shí)燈泡兩端的電壓
UL=U′-U滑=6V-3V=3V
小燈泡的額定功率
P額=ULI=3V×0.3A=0.9W
六、計(jì)算題（本題共3小題，其中29題6分，30題7分，31題9分，共22分）
29. “引體向上”是一項(xiàng)克服人體重力做功的健身運(yùn)動(dòng)。如圖所示，該運(yùn)動(dòng)的規(guī)范動(dòng)作是：兩手正握單杠，由懸垂開始，上提時(shí)，下顎須超過(guò)杠面。已知小強(qiáng)同學(xué)的質(zhì)量為60kg，每次引體上升的高度為0.5m，雙手與杠之間的受力面積為0.01m2。ρ水=1×103 kg/m3，g=10N/kg。求：
（1）人體的密度跟水的密度差不多，根據(jù)小強(qiáng)的質(zhì)量估算一下他身體的體積；
（2）兩手正握單杠，懸垂時(shí)手對(duì)單杠的壓強(qiáng)為多少？
（3）某次體育課上，小強(qiáng)同學(xué)連續(xù)做了16個(gè)規(guī)范的引體向上動(dòng)作，在向上的過(guò)程中克服重力做了多少功？
【答案】（1）0.06m3；（2）6×104 Pa；（3）4800J
【解析】
【詳解】解：（1）人體的密度跟水的密度差不多，小強(qiáng)的密度
根據(jù)密度公式小強(qiáng)的體積為
（2）小強(qiáng)的重力
兩手正握單杠，懸垂時(shí)手對(duì)單杠的壓力大小等于人的重力大小，懸垂時(shí)手對(duì)單杠的壓強(qiáng)為
（3）做一次引體向上所做的功
在向上的過(guò)程中克服重力做的總功
答：（1）人體的密度跟水的密度差不多，他身體的體積是；
（2）兩手正握單杠，懸垂時(shí)手對(duì)單杠的壓強(qiáng)為；
（3）某次體育課上，小強(qiáng)同學(xué)連續(xù)做了16個(gè)規(guī)范的引體向上動(dòng)作，在向上的過(guò)程中克服重力做了4800J的功。
30. 在如圖所示的電路中，電阻R1的阻值為10Ω。閉合開關(guān)S，電流表A1的示數(shù)為0.3A，電流表A的示數(shù)為0.5A。求：
（1）電源電壓是多少？
（2）電阻R2的功率是多少？
（3）電路工作100s消耗的電能多少？
【答案】（1）3V；（2）0.6W；（3）150 J
【解析】
【詳解】解：由電路圖知道，兩電阻并聯(lián)，電流表Al測(cè)通過(guò)R1的電流，電流表A測(cè)干路電流。
（1）由歐姆定律知道，R1兩端的電壓
U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
由并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知道，電源電壓
U=U2=U1=3V
（2）由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知道，通過(guò)R2的電流
I2=I?I1=0.5A?0.3A=0.2A
則R2的電功率
P2=U2I2=3V×0.2A=0.6W
（3）電路消耗電能
W=UIt=3V×0.5A×100s=150J
答：（1）電源電壓是3V；
（2）電阻R2的功率是0.6W；
（3）電路工作100s消耗的電能是150J。
31. 2023年3月27日是第28個(gè)全國(guó)中小學(xué)生安全教育日，某校開展了安全創(chuàng)意設(shè)計(jì)比賽活動(dòng)，物理興趣小組利用磁性開關(guān)S2設(shè)計(jì)了煙霧報(bào)警與自動(dòng)噴淋聯(lián)動(dòng)模擬系統(tǒng)，當(dāng)煙霧達(dá)到一定濃度時(shí)觸發(fā)自動(dòng)報(bào)警噴淋，防范火災(zāi)發(fā)生。圖甲為該模擬系統(tǒng)示意圖，Rc為氣敏電阻?？刂齐娐分械碾娏鱅控≥0.02A時(shí)，磁性開關(guān)S2動(dòng)觸片被電磁鐵吸引與觸點(diǎn)a接觸，安全指示燈L熄滅，報(bào)警噴淋系統(tǒng)同時(shí)工作；控制電路中的電流小于0.02A時(shí)，動(dòng)觸片被釋放，與觸點(diǎn)b接觸，安全指示燈亮，報(bào)警噴淋系統(tǒng)停止工作。已知控制電路電源電壓U控大小可調(diào)節(jié)，電磁鐵線圈電阻不計(jì)，氣敏電阻Rc的阻值與煙霧濃度C的關(guān)系如圖乙所示，R0為定值電阻。工作電路電源電壓U=36V，報(bào)警電鈴標(biāo)有“36V 18W”字樣。
（1）安全指示燈L標(biāo)有“0.9W 10Ω”字樣（忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響），要使燈L正常工作，則保護(hù)電阻R′的阻值為多大？
（2）報(bào)警電鈴響時(shí)電流表示數(shù)為2.5A，噴淋系統(tǒng)工作20s消耗的電能是多少？
（3）通過(guò)調(diào)節(jié)U控大小，可改變?cè)撗b置對(duì)煙霧探測(cè)的靈敏度。調(diào)至U控1時(shí)，觸發(fā)報(bào)警噴淋的最低煙霧濃度C1=8%，電阻R0的功率為0.012W，控制電路消耗的總功率為P控1；將電壓增大調(diào)至U控2，觸發(fā)報(bào)警噴淋時(shí)的最低煙霧濃度為C2，控制電路消耗的總功率為P控2，P控1∶P控2=25∶31，求U控1、U控2和C2的大小。

【答案】（1）110Ω；（2）1440J；（3）U控1=5V，U控2=6.2V，C2=2%
【解析】
【詳解】解：（1）由可得，安全指示燈L的額定電壓為
由P=UI可得，安全指示燈L的額定電流為
由電路圖可知，安全指示燈L與保護(hù)電阻R′串聯(lián)，由串聯(lián)電路電阻分壓規(guī)律可知，L正常工作時(shí)，保護(hù)電阻R′兩端電壓為
U′=U-UL=36V-3V=33V
由歐姆定律可得，保護(hù)電阻R′的阻值為
（2）由電路圖可知，報(bào)警電鈴與噴淋系統(tǒng)并聯(lián)，電流表測(cè)電路中總電流，報(bào)警電鈴響時(shí)電路中的總電流為I總=2.5A，由P=UI可得，流過(guò)報(bào)警電鈴的電流為
故由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，流過(guò)噴淋系統(tǒng)的電流為
I2=I總-I1=2.5A-0.5A=2A
由P=UI可得，噴淋系統(tǒng)的額定功率為
P2=UI2=36V×2A=72W
由W=Pt可得，噴淋系統(tǒng)工作20s消耗的電能為
W=P2t=72W×20s=1440J
（3）由圖乙可知，當(dāng)C=0時(shí)，Rc=300Ω，當(dāng)C=5%時(shí)，Rc=250Ω，故由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，Rc與C之間的函數(shù)關(guān)系式為
Rc=-1000C+300
當(dāng)C1=8%時(shí)，帶入可得此時(shí)Rc1=220Ω，由題意可知，此時(shí)電路中電流為I=0.02A，此時(shí)電阻R0的功率為P0=0.012W，故由P=I2R可得，電阻R0的阻值為
由歐姆定律可得，此時(shí)電源電壓為
U控1=I(R0+Rc1)=0.02A×(30Ω+220Ω)=5V
此時(shí)電路消耗的總功率為
P控1=U控1I=5V×0.02A=0.1W
由
P控1∶P控2=25∶31
可得
此時(shí)電路中的電流仍為I=0.02A，故由P=UI可得，此時(shí)電源電壓為
此時(shí)電阻R0兩端電壓為
U0=IR0=0.02A×30Ω=0.6V
由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得，此時(shí)氣敏電阻兩端電壓為
Uc2=U控2-U0=6.2V-0.6V=5.6V
則此時(shí)氣敏電阻的阻值為
帶入Rc與C的關(guān)系式解得C2=2%。
答：（1）要使燈L正常工作，則保護(hù)電阻R′的阻值為110Ω；
（2）報(bào)警電鈴響時(shí)電流表示數(shù)為2.5A，噴淋系統(tǒng)工作20s消耗的電能是1440J；
（3）U控1 =5V，U控2 =6.2V，C2=2%。

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