中考物理二轮复习压轴培优训练挑战29 江苏卷1（江苏六市共46题）（2份，原卷版+解析版）

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一．选择题（共12小题）
1．（2023•淮安）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为电阻箱。闭合开关，调节R2的阻值，下列关于电流表示数I、电压表示数U、R1的功率P及R2的阻值之间的关系图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解答】解：A、电流表示数I、电压表示数U都是定值电阻的电流和电压，因为U＝IR知，电流与电压成正比，图像是过原点的直线，故A错误；
B、P＝UI＝I2R知，定值电阻的电功率与电流平方成正比，故B正确；
C、根据I＝知，R2的电阻越大，电流中的电流越小，但不是一次函数关系，因而图像不是直线，故C错误；
D、根据U＝IR1可知，电流随着R2的电阻增大，越来越小，但不可能为0，因而电压也是不可能为0，故D错误，应该是图像变化越来越慢，无限趋近于0，故D错误。
故选：B。
2．（2023•盐城）小红在厨房帮妈妈洗菜，发现茄子有一半左右露出水面，于是想利用柱形水桶、刻度尺测量茄子的密度，实验时发现数据太小不便测量，于是对实验进行改进，下列方法可行的是（ ）
A．减小水的质量 B．选用底面更小的柱形水桶
C．增大水的质量 D．选用底面更大的柱形水桶
【答案】B
【解答】解：A、实验数据比较小，很难测量，误差会比较大，为了尽可能的减小误差，最好的方式，增大水的液面差；减少桶内水的质量，可能会使茄子触底，从而无法准确测量，故A错误；
BC、增大桶内水的质量，桶的底面积没有变，液面高度会发生变化，假设此时液面上升高度差为h；减小柱形水桶的底面积，桶内水的液面高度会上升，假设此时上升高度差为h'。由于h'大于h，通过h'能更准确测量，从而减小误差，故B正确、C错误；
D、选用底面更大的柱形水桶，液面上升高度差为更小，不好测量，不能减小误差，故D错误。
故选：B。
3．（2023•南通）如图所示，固体颗粒放入容器中，颗粒间有孔隙。材料学上把孔隙体积与颗粒和孔隙总体积的比值称为孔隙率ε，把颗粒质量与颗粒和孔隙总体积的比值称为堆密度ρ堆。将同种物质制成的大小不同的颗粒分别装满相同容器，下列描述堆密度ρ堆、容器对水平桌面的压力F与孔隙率ε的关系图线中，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解答】解：孔隙体积与颗粒和孔隙总体积的比值称为孔隙率ε，假设容器的体积为V，装满后，
颗粒的体积为（1﹣ε）V；
整体的质量等于颗粒的质量，m＝ρ实（1﹣ε）V；
堆密度ρ堆＝＝＝ρ实（1﹣ε），由于颗粒实心的密度不变，则堆密度ρ堆与孔隙率ε成一次函数关系，且随着ε的增大而减小，故B正确；A错误。
容器对水平桌面的压力F等于容器重力和颗粒物的总重力，F＝G容+mg＝G容+ρ实（1﹣ε）Vg，也是成一次函数关系，且随着ε的增大而减小，故CD错误。
故选：B。
4．（2023•常州）2023年3月7日凌晨，在清华大学校园内，张嘉奇等同学用照相机拍到“太空中的中国空间站”的照片，如图所示。照相机镜头的焦距为f，拍照时像距（ ）
A．略小于fB．略大于fC．略小于2fD．略大于2f
【答案】B
【解答】解：照相机镜头的焦距为f，拍照时像距在一倍焦距和二倍焦距之间；张嘉奇等同学用照相机拍到“太空中的中国空间站”的照片，物距较大，所以像距较小，应略大于f。故ACD错误、B正确。
故选：B。
5．（2023•常州）“金陵金箔”是国家级非物质文化遗产，手工打造的金箔轻薄柔软，不能用手直接拿取，正确拿取的方法是：手持羽毛轻轻扫过纸垫，如图甲所示；再将羽毛靠近工作台上方的金箔，羽毛即可将金箔吸住，如图乙所示。羽毛扫过纸垫的结果和吸住金箔的原因，分别是（ ）
A．摩擦使得羽毛和纸垫带异种电荷；异种电荷相互吸引
B．摩擦使得羽毛和纸垫带异种电荷；带电物体吸引轻小物体
C．摩擦使得羽毛和纸垫带同种电荷；异种电荷相互吸引
D．摩擦使得羽毛和纸垫带同种电荷；带电物体吸引轻小物体
【答案】B
【解答】解：手持羽毛轻轻扫过纸垫，羽毛与纸垫摩擦，根据摩擦起电的原因可知，羽毛和纸垫带上了异种电荷；羽毛带了电，靠近金箔，由于带电体会吸引轻小物体，故羽毛即可将金箔吸住，故B正确，ACD错误。
故选B。
6．（2023•常州）为拯救濒危物种中华鲟，生物学家在放养的中华鲟身上拴上定位硬壳胶囊。数天后，胶囊与潜入水中的中华鲟脱离，最终漂浮于江面发射定位信号。脱离后，胶囊受到的浮力随时间变化的关系为下列图中的（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【解答】解：当胶囊未露出液面时，排开水的体积不变，根据阿基米德原理知，该过程胶囊所受浮力大小不变；
当胶囊露出水面且静止前，排开水的体积不断变小，由阿基米德原理知该过程中胶囊所受浮力不断变小；
胶囊露出水面且静止后排开水的体积不变，根据阿基米德原理知，该过程胶囊所受浮力大小不变。
即ABC错误，D正确，
故选：D。
7．（2023•镇江）小华参加校外劳动时，经历了如下过程：①她用力搬一筐玉米，未能搬起；②她又用力推筐，仍未推动；③在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上；④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则（ ）
A．①中小华对这筐玉米做了功
B．②中小华对这筐玉米做了功
C．③中他们对这筐玉米做了功
D．④中他们对手推车没有做功
【答案】C
【解答】解：A、①她用力搬一筐玉米，未能搬起，没有移动距离，故不做功，故A错误；
B、②她又用力推筐，仍未推动，虽然用力了，但没有移动距离，故不做功，故B错误；
C、③在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上；抬的力竖直向上，玉米在竖直向上的方向上移动了距离，故他们对这筐玉米做了功，故C正确；
D、④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库，推力水平方向，推车在水平方向移动了距离，因而做功了，故D错误。
故选：C。
8．（2023•镇江）如图所示，在探究串联电路电压特点的实验中，闭合开关，发现两只小灯泡都不发光，两只电压表示数均为3V，则可能发生的故障是（ ）
A．L2 短路B．L1断路C．L2断路D．S 断路
【答案】C
【解答】解：由图可知，两灯泡串联，电压表V1测量电源电压，电压表V2测量灯泡L2两端电压，
闭合开关S，L1、L2两只灯泡都不亮，电路可能为断路或短路；
串联电路的电压规律可知，电压表V2示数应小于电压表V1的示数，闭合开关，发现两只小灯泡都不发光，两只电压表示数均为3V，说明电压表V1和电压表V1都测量电源电压了，由此可知，故障为L2灯丝断了。
故选：C。
9．（2023•镇江）能用纸锅烧开水吗？小华带着疑问进行了如图的实验探究。她惊奇地发现：水真的能烧开！对实验分析正确的是（ ）
A．水烧开时水中的气泡是液化形成的
B．水面上方的“白气”是汽化形成的
C．水烧开时纸锅底部温度低于水的温度
D．水的沸点低于纸的着火点故纸没烧着
【答案】D
【解答】解：A、水烧开时水中的气泡是水变为水蒸气形成的，是汽化现象，故A错；
B、水面上方的“白气”是水烧开时产生的大量热的水蒸气遇到外界较冷的空气液化形成的，故B错；
C、水沸腾过程中仍需要从纸锅底部吸收热量，因热从高温物体传到低温物体（或从物体的高温部分传到低温部分）所以水烧开时纸锅底部温度高于水的温度，故C错；
D、一标准大气压下，水的沸点是100℃，沸腾过程中吸收热量，温度不变，并且水的沸点低于纸的着火点，所以纸锅没有燃烧，故D正确。
故选：D。
10．（2023•宿迁）在以“自行车中的物理知识”为主题的小论坛上，小明列举的以下观点中错误的是（ ）
A．轮胎上有花纹——增大摩擦力
B．用铝合金做车架——可减轻车身质量
C．刹车把手是杠杆——可以省力
D．停止蹬车，车仍运动——车受到惯性作用
【答案】D
【解答】解：A．轮胎上有花纹是在压力一定时，通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A正确；
B．车架为铝合金材质，密度较小，在体积相等的情况下，整车质量越小，可减轻质量，故B正确；
C．自行车的车把相当于杠杆，且动力臂大于阻力臂，所以刹车把手属于省力杠杆，故C正确；
D．停止蹬车，车还能继续向前运动，是因为车具有惯性，惯性是物体本身的一种属性，不是力，不能说车受到惯性作用，故D错误。
故选：D。
11．（2023•宿迁）图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（ ）
A．利用电磁感应原理工作
B．线圈在转动时，始终受到磁场作用力
C．将电能转化为机械能
D．增大线圈中的电流可改变转动方向
【答案】C
【解答】解：A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故A错误；
B．由于线圈中有一端的漆只刮掉半周，会出现电路中无电流状态，当线圈转到该位置处，由于线圈中无电流，所以不会受到磁场力的作用，故B错误；
C．电动机消耗电能而转动起来，能量转化为电能转化为机械能，故C正确；
D．线圈转动的方向与电流的方向有关，增大线圈中的电流，只会改变线圈受到磁场力的大小，而不会改变受力的方向，故D错误。
故选：C。
12．（2023•宿迁）图中两个实验分别是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”和“探究阻力对物体运动的影响”，以下分析正确的是（ ）
A．在图甲实验中，三次木块做匀速直线运动的速度应该相等
B．在图乙实验中，三次小车运动到水平面时的初速度应该相等
C．在图甲实验中，弹簧测力计可以不沿着水平方向拉动木块
D．在图乙实验中，小车所受阻力的改变可以通过在小车上放不同质量的砝码来实现
【答案】B
【解答】解：AC．图甲是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验，实验过程中根据二力平衡条件，木块需沿着水平方向做匀速直线运动，此时摩擦力等于弹簧测力计对木块的拉力，可以通过测力计示数知道大小，滑动摩擦力与压力的大小及接触面的粗糙程度有关，与物体运动的速度无关，所以三次木块做匀速直线运动的速度不用相等，故A、C错误；
BD．图乙实验是“探究阻力对物体运动的影响”，实验过程中应控制小车到达水平面的速度相同，故B正确；
探究阻力对物体运动的影响时，如果在小车上放不同质量的砝码，尽管可以改变小车所受阻力的大小，但是研究对象本身也改变了，不符合控制变量法的要求，正确方法是通过改变接触面的粗糙程度来改变小车所受阻力的大小，故D错误。
故选：B。
二．填空题（共9小题）
13．（2023•盐城）小华对家庭用电情况进行了调查，了解到电能表3月底的示数为，4月底的示数为，小华家4月份的用电量为 100.4 kW•h。为了进一步利用电能表测量电暖器的电功率，小华首先断开 所有用电器 的开关，直至电能表上的指示灯停止闪烁，然后闭合电暖器的开关，让其正常工作3min，数出电能表指示灯闪烁了66次。对照电能表铭牌信息“1200imp/（kW•h）”，计算出电暖器实际工作时的电功率为 1100 W。
【答案】100.4；所有用电器；1100。
【解答】解：小华家4月份的用电量为：W＝4421.6kW•h﹣4321.2kW•h＝100.4kW•h。
为了进一步利用电能表测量电暖器的电功率，小华首先断开所有用电器的开关，直至电能表上的指示灯停止闪烁，然后闭合电暖器的开关，让其正常工作3min，数出电能表指示灯闪烁了66次。
此时电暖器消耗的电能为：＝1.98×105J。
该电暖器的实际工作时的电功率为：。
故答案为：100.4；所有用电器；1100。
14．（2023•常州）旅行者一号是美国于1977年发射的无人太空探测器，现已离开太阳系。2023年某日23：00：00（时：分：秒），地球收到旅行者一号于当日发出的 电磁波 （超声波/电磁波）信号，发出信号的时刻用莫尔斯电码表示，其代码为“﹣﹣﹣﹣﹣•﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣”。旅行者一号发出该信号的时刻为 01：00：00 （时：分：秒），由此可估算出旅行者一号距离地球 2.376×1013 m。（v超声波＝340m/s，v电磁波＝3×108m/s）
【答案】电磁波；01：00：00；2.376×1013。
【解答】解：太空中是真空，声波不能在真空中传播，而电磁波可以，故科学探测得到的图像和数据是通过电磁波传递到地球的；
对照表格信息，根据莫尔斯电码与数字的关系可推断出旅行者一号发出信号的时刻是01：00：00，
由题知，地球收到信号的时刻是当日23：00：00，则电磁波传播的时间t＝23：00：00﹣01：00：00＝22h，
由速度公式得，旅行者一号距离地球的距离：
s＝vt＝3×108m/s×22×3600s＝2.376×1013m。
故答案为：电磁波；01：00：00；2.376×1013。
15．（2023•常州）2023年2月，土耳其发生强烈地震，中国救援队携带照明无人机前往救援。白天，为电池充电，此时电池相当于电路中的 用电器 。夜晚，无人机先接通照明系统、再接通动力系统升空，照明系统和动力系统 并 联。无人机悬停并提供照明时，电池可释放电能0.5kW•h，动力和照明系统的电功率分别为150W和100W，此状态下无人机至多持续工作 2 h，需要更换电池。
【答案】用电器；并；2。
【解答】解：为电池充电时是电能转化为化学能，在充电过程中，电池相当于电路中的用电器；
无人机先接通照明系统、再接通动力系统升空，说明二者工作互不影响，所以二者是并联的；
P总＝P动+P照＝150W+100W＝250W＝0.25kW；
由公式P＝得：t＝＝＝2h
故答案为：用电器；并；2。
16．（2023•南通）如图所示，在“测定滑轮组的机械效率”实验中，小明匀速向下拉动绳子，2s内物体上升20cm，G物＝10N，F＝6N，不计绳重和摩擦。
（1）重物上升的速度v物＝ 0.1 m/s；
（2）动滑轮的重G动＝ 2 N，滑轮组的机械效率η＝ 83.3 %；
（3）小明想更省力，他只改变了滑轮组的绕线方法，滑轮组的机械效率将 不变 。
【答案】（1）0.1；（2）2；83.3；（3）不变。
【解答】解：（1）2s内物体上升20cm，则物体上升的速度为：
v物＝＝＝0.1m/s；
（2）由图可知，n＝2，不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮的重力为：
G动＝nF﹣G＝2×6N﹣10N＝2N；
该滑轮组的机械效率为：
η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%；
（3）不计摩擦及绳重，额外功的来源是克服动滑轮重力做的功，改变图中滑轮组的绕线方法，提起同一重物时，有用功W有＝Gh，额外功W额＝G动h，总功W总＝Gh+G动h，
根据η＝＝＝＝可知，滑轮组的机械效率不变。
故答案为：（1）0.1；（2）2；83.3；（3）不变。
17．（2023•镇江）如图所示，工人师傅利用滑轮将沙发运上楼，该滑轮是 定 滑轮，若工人师傅用1000N的拉力，将重为800N的沙发匀速提升5m，则工人师傅做的有用功为 4000 J，该滑轮的机械效率为 80 %。
【答案】定；4000；80。
【解答】解：由图可知，该滑轮不随重物一起移动，故该滑轮为定滑轮；
工人师傅做的有用功为：
W有＝Gh＝800N×5m＝4000J；
工人师傅做的总功为：
W总＝Fh＝1000N×5m＝5000J，
则该滑轮的机械效率为：
η＝＝×100%＝80%。
故答案为：定；4000；80。
18．（2023•宿迁）我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施，计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。近期，学校举行了以“奔月”为主题的科技制作大赛。图甲是小华的参赛作品——用饮料瓶制作的“水火箭”，向瓶内打气，当瓶内气压增大到一定程度时，“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力，这是利用物体间力的作用是 相互 的，这个力的施力物体是 水 。小明准备制作一款如图乙所示的滑翔机模型，机翼的横截面应设计成图丙中 A （填序号）的形状。
【答案】相互；水；A。
【解答】解：水火箭升空利用的是“反冲力”，即高压气体将水向下喷射出去，对水施加一个向下的力，物体间的力都是相互的，水对火箭施加一个向上的力，火箭就升空了。所以这个力的施力物体是水。
飞机获得升力靠飞机机翼上凸下平的形状，使得机翼上面流速大，压强小，下方流速慢，压强大，从而产生一个向上的压力差，使得飞机飞起来，故应选择A形状。
故答案为：相互；水；A。
19．（2023•宿迁）如图所示，电源电压不变将开关S、S1都闭合，灯泡L1与L2正常发光，两灯是 并 联，电流表测量 L2 电流，此时断开S1，电流表的示数 不变 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】并；L2；不变。
【解答】解：分析电路图可知，电流的路径有两条，一条经过L2和电流表，另外一条经过S1和灯泡L1，所以电路为并联电路，
电流表和L2在同一条支路上，所以测L2的电流，
断开S1，L1所在支路为断路，因为并联电路中各用电器互不影响，所以电流表的示数不变。
故答案为：并；L2；不变。
20．（2023•宿迁）某型号电饭锅有“高温烧煮”和“保温焖饭”两挡，其电路如图所示。当开关S置于1时，电流表示数为5A，此时电饭锅处于 高温烧煮 挡，在此挡位下加热2.2kg的水，使其温度升高10℃，用时100s，电饭锅的加热效率为 84% ；当开关S置于2时，电流表的示数为0.1A，R的阻值为 2156 Ω。若从做饭快的角度考虑，应选择功率更 高 的电饭锅。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】高温烧煮；84%；2156；高。
【解答】解：（1）当开关S置于1挡时，电阻R短路，为R0的简单电路，当开关S置于2挡时，两电阻串联，由于串联电阻总电阻大于其中任一电阻，所以根据P＝可知，开关S置于1挡时，电路电阻最小，电路消耗的电功率最大，即电饭锅处于高温烧煮挡；
（2）高温烧煮挡加热100s，消耗电能为：
W＝UI高温t＝220V×5A×100s＝1.1×105J；
加热2.2kg的水，使其温度升高10℃，水吸收的热量为：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2.2kg×10℃＝9.24×104J；
该电饭锅的热效率为：
η＝×100%＝×100%＝84%；
（3）当开关S置于1挡时，电阻R短路，为R0的简单电路，此时电流表示数为5A，那么R0的阻值为：
R0＝＝＝44Ω，
当开关S置于“2”挡时，电路的为串联电路，此时电路总电阻为：
R总＝＝＝2200Ω，
那么R电阻为：
R＝R总﹣R0＝2200Ω﹣44Ω＝2156Ω，
（4）做一次饭需要消耗的热量一定，由W＝Pt可知，若做饭快，即用时少，应选择功率更高的电饭锅。
故答案为：高温烧煮；84%；2156；高。
21．（2023•宿迁）学校走廊的吸顶灯不亮了，其内部结构如图甲所示，主要由电源模块和21颗相同的LED灯珠串联组成，电路如图乙所示（灯泡符号表示LED灯珠，省略号表示未画出的灯珠）。通过查阅资料获得该吸顶灯的信息如下：单个LED灯珠的额定电流为0.3A，额定电压为3.3V。电源模块输出的电压U可在40～90V范围内变化，从而使输出电流恒定为0.3A。
（1）通过检查，发现AB间的LED灯珠发生了 断路 故障，导致所有灯珠都不亮；
（2）用一根导线将AB两点连接起来，接通电源后，该吸顶灯又亮了，这些发光的灯珠 能 （选填“能”或“不能”）正常发光，此时吸顶灯的功率为 66 W。
【答案】（1）断路；（2）能；66。
【解答】解：（1）吸顶灯是由21颗相同的LED灯珠串联组成，所有灯珠不亮，说明电路中没有电流通过，根据串联电路中各用电器工作时相互影响可知，可能是AB间的LED灯珠发生了断路；
（2）电源模块输出的电压U可在40～90V范围内变化，从而使输出电流恒定为0.3A；所以AB两点一个灯珠坏了，用导线将AB两点连接起来，电源模块会调节输出电压，使得灯珠可以正常发光；
单个LED灯珠的额定电压为3.3V，AB间的LED灯珠被短路后，20个灯珠串联接入电路中，
由串联电路的电压特点可知，电源模块的输出电压：U＝20U额＝20×3.3V＝66V，
吸顶灯输出电流恒定为0.3A，故此时吸顶灯的功率为：P＝U源I＝220V×0.3A＝66W。
故答案为：（1）断路；（2）能；66。
三．实验探究题（共13小题）
22．（2023•淮安）在“探究光的反射规律”实验中，平面镜水平放置于桌面上，E、F是两块可以绕接缝ON翻折的白色硬纸板。
（1）如图甲所示，白色硬纸板应当 竖直 立在平面镜上。
（2）让一束光紧贴纸板E沿AO方向射向镜面上的O点，在纸板F上呈现反射光束OB，然后将纸板F绕ON向前或向后翻折，在纸板F上看不到反射光束，这表明反射光线、入射光线和法线在 同一平面内 。
（3）多次改变入射光的方向并描绘光的传播路径，用量角器量出每组反射角与入射角的大小并记入表格，可得结论：反射角与入射角大小 相等 。
（4）当反射光与入射光夹角为100°时，入射角为 50 °。若入射光束AO绕O点顺时针旋转，将观察到反射光束OB在平面镜中所成的像绕O点 顺 时针旋转。
（5）如图乙所示，一束光经水平放置的平面镜反射后在天花板上形成光斑，水平向右移动平面镜，观察到光斑位置的变化情况是 不变 。
【答案】（1）竖直；（2）同一平面内；（3）相等；（4）50；顺；（5）不变。
【解答】解：（1）入射光线、反射光线和法线在同一平面内，所以纸板一定与平面镜垂直；
（2）当F板向后折转一定的角度，则呈现反射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内，所以在F板上不能看到反射光，这表明反射光线和入射光线仍然在同一平面内；
（3）由表格可得结论：反射角与入射角大小相等；
（4）反射光与入射光的夹角为100°，即反射角与入射角的和为100°，根据反射角等于入射角可知，入射角为50°；
在光的反射现象中，反射光线与入射光线关于法线对称，若入射光束AO绕O点顺时针旋转，则反射光束OB将沿逆时针方向转动，因像与物关于镜面对称，所以可观察到反射光束OB在平面镜中所成的像绕O点顺时针方向转动；
（5）一束光经水平放置的平面镜反射后在天花板上形成光斑，水平向右移动平面镜，入射点位置不变，且反射面位置不变，入射角不变，观察到光斑位置的变化情况是不变。
故答案为：（1）竖直；（2）同一平面内；（3）相等；（4）50；顺；（5）不变。
23．（2023•淮安）小明同学用吸管制作了一个简易的密度计。
（1）他取来一根长度为20.00cm的吸管并将底端密封，将一定数量的小钢珠放入吸管内作为配重，使其能够竖直漂浮在水中，如图甲所示。在吸管上标出水面的位置，测出该位置到吸管底端的距离为H＝10.00cm。
（2）吸管横截面积为S，在水中漂浮时它所受重力与浮力相等，所以G＝ρ水gSH；若漂浮在其他液体中，则浸入的深度为h，此时G＝ρ液gSh，由以上两式可得：。
（3）根据上式的数量关系，补全表格中的数据。（结果保留两位小数，ρ水＝1.0g/cm3）
（4）根据表中的数据，小明在吸管上标出对应的刻度线，刻度线分布 不是 （选填“是”或“不是”）均匀的，此密度计所能标注的最小密度值为 0.5 g/cm3。
（5）为了检验小明制作的密度计是否准确，小华将密度计放在密度为0.8g/cm3的煤油中，为了用更少的煤油完成实验，小华应该选择图乙四种圆柱形容器（已知A和B容器的深度为10cm，C和D容器的深度为22cm。容器的横截面积均满足测量需求）中的 D 容器。在密度计逐渐浸入煤油的过程中，密度计底端所受压强越来越 大 。
（6）利用多种液体检验后，小华认为小明制作的密度计比较准确，于是用另一根长度相同且较细的吸管制作了等质量的密度计。小华直接将小明的数据标在自己制作的密度计上，若用小华的密度计来测量液体密度，测量值将 小于 （选填“大于”“等于”或“小于”）液体密度的真实值。
【答案】（3）8.33；（4）不是；0.5；（5）D；大； （6）小于。
【解答】解：（3）根据得当液体的密度为1.2g/cm3时，浸入液体的深度为：
＝×10.00cm≈8.33cm；
（4）根据得ρ液＝可知：h和ρ液是反比例函数，所以，刻度分布不是均匀的；
当液体密度最小时吸管全部浸没，吸管处于悬浮状态，浮力等于重力，即ρ液′gSh′＝ρ水gSH，
液体的最小密度为：
ρ液′＝＝＝0.5g/cm3；
（5）由表格数据知，密度计在煤油中时，浸没的深度为12.50cm，所以应选择高度大于12.50cm，所以A、B容器不合适；
为了用更少的煤油完成实验，根据V＝Sh知需要需要横截面积小的容器，故D符合题意；
在密度计逐渐浸入煤油的过程中，深度变大，由p＝ρgh知密度计底端所受压强越来越大；
（6）等质量较细的密度计，横截面积小，漂浮在液体中受到的浮力不变，排开液体的体积不变，浸入的深度变大，若按照较粗密度计的刻度值标注，所测密度值偏小。
故答案为：（3）8.33；（4）不是；0.5；（5）D；大； （6）小于。
24．（2023•盐城）小红用如图所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻。所选器材有：干电池两节、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡、开关、“50Ω，1.5A”的滑动变阻器各一只、导线若干。
（1）用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整。
（2）连接好电路，将滑动变阻器的滑片移至最 左 端。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，直至电压表的示数是 2.5 V时，读出电流表的示数如图乙所示，为 0.28 A，小灯泡正常发光时的电阻约为 8.9 Ω（保留一位小数）。
（3）小红想测量小灯泡灯丝在常温时的电阻大小，于是设计方案：移动滑动变阻器的滑片，直至灯丝不发光，读出电流表和电压表的示数，计算出电阻的大小，你认为小红的方案是否正确？ 不正确 。判断的依据是： 实验过程中，由于电流的热效应，灯丝的温度会升高，测出的不是常温下灯丝的电阻 。
【答案】（1）如图所示；（2）左，2.5，0.28，8.9；（3）不正确，实验过程中，由于电流的热效应，灯丝的温度会升高，测出的不是常温下灯丝的电阻。
【解答】解：（1）本实验中，电压表应与灯泡并联，小灯泡额定电压为2.5V，则电压表选择0～3V的量程，故连接如图所示（答案不唯一）：
（2）为了保护电路，应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，所以把滑片移至最左端；为了测量小灯泡正常发光时的电阻，所以应移动滑片，直至电压表示数达到小灯泡的额定电压2.5V，读出此时电流表的示数0.28A，则小灯泡正常发光的电阻：R＝＝＝8.9Ω；
（3）实验过程中，由于电流的热效应，灯丝的温度会升高，测出的不是常温下灯丝的电阻，所以小红的方案不正确。
故答案为：（1）如图所示；（2）左，2.5，0.28，8.9；（3）不正确，实验过程中，由于电流的热效应，灯丝的温度会升高，测出的不是常温下灯丝的电阻。
25．（2023•盐城）篮球从空中下落，撞击地面的过程中，与地面的接触面会不断增大，最大接触面积与下落高度之间有怎样的关系？学校兴趣小组利用器材进行探究。
（1）在球场地面上铺一张白纸，白纸上用复写纸覆盖，篮球从一定高度处自由下落，撞击复写纸，在白纸上留下蓝色圆斑，如图甲所示是蓝色圆斑的照片，用刻度尺测量出照片中圆斑的直径为 2.60（2.50～2.70均可） cm。
（2）小明让篮球从不同高度处自由下落，将下落的高度与蓝色圆斑的面积记录在表中，在图乙中描点并用平滑的曲线作出“S﹣h”图像。说出蓝色圆斑的面积与下落高度之间的变化关系： 下落高度越大，蓝色圆斑的面积越大 。
（3）压力传感器能记录瞬间的压力大小，并将数据呈现在计算机上。小明想测量篮球从30cm处下落时撞击地面的最大压强。如图丙所示，他将压力传感器放置在球场上，篮球从相应高度处自由下落撞击压力传感器，从电脑上读取最大压力F的大小，并在表格中查找对应的面积，进行计算，你认为小明的做法是否正确？ 不正确 。理由是： 压强是压力与接触面积的比值，压力最大时压强不一定最大 。
【答案】（1）2.60（2.50～2.70 均可）；（2）见解答图；下落高度越大，蓝色圆斑的面积越大；（3）不正确；压强是压力与接触面积的比值，压力最大时压强不一定最大。
【解答】解：（1）由图可知，照片中圆斑的直径为2.60（2.50～2.70 均可）cm；
（2）根据表格中的数据描点，然后把所描的点用线连接即可，如下图所示：
；
由上图可知，下落高度越大，蓝色圆斑的面积越大；
（3）不正确；压强是压力与接触面积的比值，压力最大时压强不一定最大。
故答案为：（1）2.60（2.50～2.70 均可）；（2）见解答图；下落高度越大，蓝色圆斑的面积越大；（3）不正确；压强是压力与接触面积的比值，压力最大时压强不一定最大。
26．（2023•常州）压缩空气动力车。
（1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车，当气球向右喷气时，静止的小车向左运动起来，如图甲所示，该现象说明力的作用是 相互的 ；还说明力可以改变物体的 运动状态 。
（2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是 进气 （进气/排气）冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度 降低 。若该发动机的转速为1200r/min，则1s内发动机对外做功 20 次。汽车行驶一段路程后，钢瓶内压缩空气的密度 减小 。
【答案】（1）相互的；运动状态；（2）进气；降低；20；减小。
【解答】解：（1）当气球向右喷气时，对给周围的空气有一个向右的力，由于物体间力的作用是相互的，空气也给气球有一个向左的力，所以静止的小车向左运动起来，该现象说明力的作用是相互的，还说明力可以改变物体的运动状态；
（2）如图乙所示，进气冲程中压缩空气进入气缸，压缩空气对活塞做功，将内能转化为机械能，钢瓶内压缩空气的内能减少，温度降低；
该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，若该发动机飞轮的转速为1200r/min＝20r/s，则1s内发动机有20个工作循环，对外做功20次；
汽车行驶一段路程后，压缩空气的质量减小，体积不变，由ρ＝知钢瓶内压缩空气的密度减小。
故答案为：（1）相互的；运动状态；（2）进气；降低；20；减小。
27．（2023•常州）“商鞅方升”是上海博物馆的镇馆之宝，其容积是秦朝统一实施的体积标准一方升。方升有多大呢？小组同学对其复制品展开容积测量，步骤如下：
①用天平测得空“商鞅方升”的质量。
②将“商鞅方升”内装入沙子直至沙子上表面与“商鞅方升”上表面齐平，测得“商鞅方升”与沙子的总质量。
③用小勺将沙子取出一部分装入量筒，测得“商鞅方升”与剩余沙子的总质量。
④测得量筒内沙子的体积。
问：（1）秦朝统一实施的体积标准——方升，相当于现代的多少升？
（2）实验后，小明评价刚才的测量过程，认为步骤较多。他设想：水的密度已知（ρ水＝1×103kg/m3），上述步骤中用水代替沙子，只要完成步骤 ①② （选填上述步骤序号的一个或多个），就能测出“商鞅方升”的容积。小组同学讨论后认为，小明的设想实际操作性不佳，表现在： 在测量“商鞅方升”中水和“商鞅方升”的总质量时，容易把水洒出 。
【答案】（1）秦朝统一实施的体积标准——方升，相当于现代的0.202升；
（2）①②；在测量“商鞅方升”中水和“商鞅方升”的总质量时，容易把水洒出。
【解答】解（1）由图②可知：“商鞅方升”和沙子的总质量m2＝1023.2g，由③可知：“商鞅方升”和剩余沙子的总质量m3＝1007.2g，
所以量筒中沙子的质量m＝m2﹣m3＝1023.2g﹣1007.2g＝16g，
由图④可知量筒中沙子的体积V＝10mL＝10cm3，
沙子的密度ρ＝＝＝1.6g/cm3；
由图①可知：“商鞅方升”的质量m1＝700g，所以“商鞅方升”装满沙子时沙子的质量m′＝m2﹣m1＝1023.2g﹣700g＝323.2g，
“商鞅方升”装满沙子时沙子的体积V′＝＝＝202cm3，即“商鞅方升”的容积V″＝V′＝202cm3＝0.202L，
所以秦朝统一实施的体积标准——方升，相当于现代的0.202升；
（2）由图①可知“商鞅方升”的质量，在图②中装满水，测量水和“商鞅方升”的总质量，根据水的质量等于水和“商鞅方升”的总质量减去“商鞅方升”的质量可求出水的质量，根据V＝可求出“商鞅方升”中水的体积，从而可求出“商鞅方升”的容积，故只需完成①②两步即可；
当“商鞅方升”装满水后，在测量“商鞅方升”和水的总质量时，需要让天平在水平位置平衡，此时容易把“商鞅方升”中的水洒出，实际操作不佳。
答：（1）秦朝统一实施的体积标准——方升，相当于现代的0.202升；
（2）①②；在测量“商鞅方升”中水和“商鞅方升”的总质量时，容易把水洒出。
28．（2023•南通）为测定标有“3.8V”字样小灯泡正常发光时的电阻，小明设计了如图甲所示电路，电源电压6V保持不变。
（1）闭合开关前，小明观察到电流表指针如图乙所示，应该对电流表 调零 。他发现电路中有一根导线连接错误，请在该导线上画上“×”，用笔画线代替导线，画出正确的连线。
（2）正确连接电路后闭合开关，移动滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表示数为零，则电路故障可能是 小灯泡短路（或电压表短路） 。
（3）排除故障后，继续实验。移动滑片P，使电压表示数分别为2.0V、3.8V、4.5V，记录下对应的电流表示数分别为0.22A、0.30A、0.32A，小灯泡正常发光时的电阻为 12.7 Ω（结果保留一位小数）。
（4）小红认为有更精确的测量方案，她初步设计了图丙所示的电路，请从滑动变阻器（0～20Ω）、电阻箱（最低倍率是×1，元件符号）、电压表（0～3V）中选择两个器材，并将它们的电路元件符号填入图丙合适的虚线框中，帮助小红完成电路设计。
【答案】（1）调零；见解答图；（2）小灯泡短路（或电压表短路）；（3）12.7；（4）见解答图。
【解答】解：（1）闭合开关前，小明观察到电流表指针如图乙所示，电流表指针没有与零刻度线对齐，说明电流表使用前没有调零，故应该对电流表调零；
原电路图中，滑动变阻器和电流表串联后与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，在测小灯泡正常发光时的电阻实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
；
（2）正确连接电路后闭合开关，移动滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，说明电路是通路；电压表示数为零，说明电压表并联的电路短路或电压表短路，即电路故障可能是小灯泡短路（或电压表短路）；
（3）通过灯泡的电流随灯泡两端电压的增大而增大，故当灯泡两端电压为3.8V时，灯泡的额定电流为0.30A，则小灯泡正常发光时的电阻为：
R＝＝≈12.7Ω；
（4）电压表量程0～3V，小于灯泡额定电压，为了更精确的测量，可将电压表并联在滑动变阻器的两端，因为电源电压为6V，则滑动变阻器两端电压为6V﹣3.8V＝2.2V时，此时小灯泡恰好正常发光，故三个器材中选择滑动变阻器和电压表，电路设计如下图所示：
。
故答案为：（1）调零；见解答图；（2）小灯泡短路（或电压表短路）；（3）12.7；（4）见解答图。
29．（2023•镇江）在测量小灯泡额定功率的实验中，小兵连接的电路如图1所示。图2中图线a是V与A示数间的关系图线，图线b是一只定值电阻R0的U﹣I图线。电源电压U恒为3V，小灯泡L的额定电压为2.5V。则：
（1）L的额定功率为 0.625 W。
（2）图线a对应的过程中，R的调节范围为 25～2 Ω。
（3）若将R替换成R0，则L工作时的阻值为 6 Ω。
（4）若将R替换成与L相同的小灯泡，则根据图线可求得电路消耗的总功率约为 0.6 W。
【答案】（1）0.625；（2）25～2；（3）6；（4）0.6。
【解答】解：（1）由图1可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表并联在滑动变阻器两端，电流表串联电路中的电流；由图2可知，图线a是滑动变阻器的电压与电流关系图线；当灯泡两端电压为2.5V时，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为3V﹣2.5V＝0.5V，由图2可知，此时电路中的电流为0.25A，根据串联电路电流特点可知，灯泡额定电流为0.25A，则灯泡额定功率为：
PL＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（2）由图2可知，当滑动变阻器两端电压为2.5V时，通过滑动变阻器的电流为0.1A，此时滑动变阻器的阻值为：
R滑1＝＝＝25Ω，
同理，当滑动变阻器两端电压为0.5V时，通过滑动变阻器的电流为0.25A，此时滑动变阻器的阻值为：
R滑2＝＝＝2Ω，
故图线a对应的过程中，R的调节范围为25～2Ω；
（3）根据串联电路特点，由图2中图线a可知，当滑动变阻器两端电压为2.5V时，灯泡两端的电压为3V﹣2.5V＝0.5V，通过的电流为0.10A，记为A点，
当滑动变阻器两端电压为1.5V时，灯泡两端的电压为3V﹣1.5V＝1.5V，通过的电流为0.2A，记为B点；
当滑动变阻器两端电压为0.5V时，灯泡两端的电压为3V﹣0.5V＝2.5V，通过的电流为0.25A，记为C点，通过A、B、C三点在图2中画出灯泡的I﹣U图线，如下图所示：
，
若将R替换成R0，由灯泡的I﹣U图线可知，当电流为0.125A时，灯泡两端电压为0.75V，R0两端电压为2.25V，灯泡与R0两端电压之和等于电源电压，则L工作时的阻值为：
R＝＝＝6Ω；
（4）若将R替换成与L相同的小灯泡，根据串联分压原理可知，此时每个灯泡两端为1.5V，由图2中灯泡I﹣U图线可知，此时电路中的电流约为0.2A，则电路消耗的总功率约为：
P'＝UI''＝3V×0.2A＝0.6W。
故答案为：（1）0.625；（2）25～2；（3）6；（4）0.6。
30．（2023•宿迁）小明利用托盘天平和图甲所示的注射器测量鸡蛋清的密度。
（1）将天平放在 水平 台面上，把 游码 移至标尺的零刻度线处，发现指针静止时的位置如图乙所示，应将平衡螺母向 右 端调节，直至天平横梁平衡；
（2）接下来进行了如下操作：
A.用天平测出注射器的质量为10g；
B.用注射器吸取部分蛋清，从注射器上读出体积为16mL；
C.用天平测出蛋清和注射器的总质量为m，如图丙所示，m＝ 26.8 g。
（3）根据以上数据可知，蛋清的密度ρ＝ 1.05 g/cm3。实验后，小明发现注射器的尖端还有一点小“空隙”，“空隙”里也充满了蛋清，这会导致测得的密度比真实值偏 大 。
【答案】（1）水平；游码；右；（2）26.8；（3）1.05；大。
【解答】解：（1）将托盘天平放在水平桌面上，把游码移到零刻度线处，根据天平调平衡时遵循的原则：左偏右调，右偏左调，发现指针指在分度盘的左侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向右调；
（2）由图乙所示可知，食用油和瓶的总质量：m＝20g+5g+1.8g＝26.8g，
（3）蛋清的质量：m′＝m﹣m注射器＝26.8g﹣10g＝16.8g，
蛋清的体积：V＝16mL＝16cm3，
蛋清的密度：
ρ＝＝＝1.05g/cm3；
由于针筒的刻度线前的尖端还是有一点小“空隙”，使得针筒内测量的蛋清体积偏小，由ρ＝可知，质量不变，体积偏小，密度会偏大。
故答案为：（1）水平；游码；右；（2）26.8；（3）1.05；大。
31．（2023•淮安）在测量小灯泡电阻的实验中，电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，要求滑片P置于B端时滑动变阻器接入电路的电阻最大。
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表、电流表示数均较小，接下来的操作是 将滑动变阻器的滑片P向A端移动 ，多次改变小灯泡两端的电压，记录电压表、电流表的示数，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数如图乙所示，为 0.30 A，此时小灯泡的电阻为 8.3 Ω（结果保留一位小数）。
（3）根据数据绘制I﹣U图像，如图丙所示，发现此图像不是直线，主要原因是灯丝电阻受 温度 的影响。
（4）实验中滑动变阻器的规格可能是 C 。
A.10Ω 2A
B.20Ω 2A
C.50Ω 1.5A
（5）小灯泡逐渐变亮的过程中，电路中电流依次为I1、I2、I3时，小灯泡对应的功率分别为P1、P2、P3。若I2﹣I1＝I3﹣I2，则P2﹣P1 ＜ （选填“＞”“＝”或“＜”）P3﹣P2。（假设小灯泡的电阻保持不变）
（6）将上述实验中的小灯泡与一个10Ω的定值电阻串联在电源电压为4V的电路中，则定值电阻两端的电压为 2.6 V。
【答案】（1）见上图；（2）将滑动变阻器的滑片P向A端移动；0.3；8.3；（3）温度；（4）C；（5）＜；（6）2.6
【解答】解：（1）滑片P置于B端时滑动变阻器接入电路的电阻最大，说明此时滑动变阻器左下部分电阻接入电路，则下面的接线柱应该接在A接线柱上，如图所示：
；
（2）电压表测量灯泡电压，电流表测量电路电流，此时电压表示数很小，说明灯泡的电压比较小，因为串联分压，那么滑动变阻器的电压较大，电阻越大分压越多，即滑动变阻器的分压太大，滑动变阻器的滑片P应该向阻值减小的一端即A端移动；
从甲图中看出电流表接的是小量程，即电流表读数为0.3A，小灯泡的电阻为R灯＝；
（3）由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以通过灯泡的电流与电压不成正比；
（4）当电路电流最小时，电路中接入的总电阻最大，根据图丙可得出最小电流为0.1A，根据欧姆定律R＝可计算出此时电路总电阻R＝，再结合灯丝电阻随温度升高而增大的特点，可知电流为0.1A时的小灯泡的电阻小于小题2中求出的小灯泡在额定电压下工作时的电阻8.3Ω，由此可得出滑动变阻器阻值应至少大于45Ω﹣8.3Ω＝36.7Ω，由此可知滑动变阻器的规格应选C；
（5）根据题意可知P2﹣P1＝R﹣R＝（﹣）R＝（12﹣I1）（I2+I1）R，P3﹣P2＝R﹣R＝（﹣）R＝（13﹣I2）（I3+I2）R，因为I2﹣I1＝I3﹣I2，又因为灯泡依次变亮时的电流也依次变大，即I1＜I2＜I3，故（I2+I1）R＜（I3+I2）R，由此得出P2﹣P1＜P3﹣P2；
（6）设此时灯泡两端电压为UL，电路中的电流为I，由串联电路电压特点可得，U总＝UL+IR，即4V＝UL+10Ω×I，变形可得I＝0.4A﹣0.1Ω﹣1UL。在图丙中作出该直线图像如图所示：
；
由图可知两图线的交点为（1.4V，0.26A），此时小灯泡两端的电压为1.4V，电流为0.26A，则定值电阻两端电压UR＝IR＝0.26A×10Ω＝2.6V。
故答案为：（1）见上图；（2）将滑动变阻器的滑片P向A端移动；0.3；8.3；（3）温度；（4）C；（5）＜；（6）2.6。
32．（2023•南通）小明在厨房炖汤，向沸腾的汤中加入盐，汤瞬间沸腾得更剧烈了。在跟同学讨论后，大家对水加盐后的变化，提出了丰富的猜想：
猜想1：盐水的沸点比水低；
猜想2：盐水的比热容比水小。
为验证猜想，小明用两只同型号的电水壶，分别装入质量和初温都相同的盐水和水，同时加热，用温度传感器测出它们的温度并记录在下表中。
小明描点作出水的温度t水随时间T变化的图像，如图所示。小红、小亮用其他型号电水壶进行上述实验，实验现象与小明相似。
（1）根据表中数据，请在图中描点作出盐水温度t盐水随时间T变化的图像。由图像可知，盐水和水加热过程中温度变化的共同特点是 当温度较低时，随着加热的进行，吸收热量，温度不断升高；当沸腾时，吸收热量，温度保持不变 。
（2）实验中，盐水的沸点是 99.8 ℃。小明认为盐水沸点低于100℃，所以猜想1是正确的；小红认为盐水的沸点比水高，所以猜想1是错误的。
你赞同谁的观点？ 小红 。
（3）进一步分析数据和图像可知，猜想2是 正确 （选填“正确”或“错误”）的，判断的依据： 水和盐水的质量和初温相同，当加热相同的时间时，水和盐水吸收的热量相同，比较盐水和水的温度，水升高的温度比盐水小，由c＝可知，盐水的比热容小于水的比热容 。
（4）小亮分析表中数据认为“水加盐后能更快沸腾”，你觉得他的说法是否可靠？请说明理由 不可靠，为了使实验结论具有普遍性应进行多次实验，通过一次实验得出结论，实验结论不可靠 。
【答案】（1）见解答图；当温度较低时，随着加热的进行，吸收热量，温度不断升高；当沸腾时，吸收热量，温度保持不变；（2）99.8；小红；（3）正确；水和盐水的质量和初温相同，当加热相同的时间时，水和盐水吸收的热量相同，比较盐水和水的温度，水升高的温度比盐水小，由c＝可知，盐水的比热容小于水的比热容；（4）不可靠，为了使实验结论具有普遍性应进行多次实验，通过一次实验得出结论，实验结论不可靠。
【解答】解：（1）描点作出盐水的温度t盐水随时间T变化的图像，如下图所示：
由图像可知，盐水和水加热过程中温度变化的共同特点：当温度较低时，随着加热的进行，吸收热量，温度不断升高；当沸腾时，吸收热量，温度保持不变；
（2）根据表中数据可知盐水的沸点是99.8℃；同样得出水的沸点是99.3℃，盐水的沸点比水高，所以猜想1是错误的，赞同小红的观点；
（3）观察图像可知水和盐水的质量和初温相同，当加热相同的时间时，水和盐水吸收的热量相同，比较盐水和水的温度，水升高的温度比盐水小，由c＝可知，盐水的比热容小于水的比热容，所以，猜想2是正确的。
（4）不可靠，为了使实验结论具有普遍性应进行多次实验，通过一次实验得出结论，实验结论不可靠。
故答案为：（1）见解答图；当温度较低时，随着加热的进行，吸收热量，温度不断升高；当沸腾时，吸收热量，温度保持不变；（2）99.8；小红；（3）正确；水和盐水的质量和初温相同，当加热相同的时间时，水和盐水吸收的热量相同，比较盐水和水的温度，水升高的温度比盐水小，由c＝可知，盐水的比热容小于水的比热容；（4）不可靠，为了使实验结论具有普遍性应进行多次实验，通过一次实验得出结论，实验结论不可靠。
33．（2023•镇江）小明发现家中有一段足够长且粗细均匀的电阻丝，他想用来制作电加热器。不考虑电阻丝阻值随温度的变化。
（1）小明截取5cm长电阻丝，用图1电路来测量其阻值R0。
①用笔画线代替导线，请在图中将实验电路连接完整。
②闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最 右 端。
③小明根据实验数据得到的U﹣I图线如图2所示，则R0＝ 5 Ω。
（2）小明选择以下器材制作电加热器：熔断器（允许通过的最大电流为12A）；R1、R2是从上述电阻丝中截取的两段，R1长22cm；开关若干；导线若干。
①电阻丝R1＝ 22 Ω。
②图3是小明制作的电加热器，其低温挡功率为880W，则R2长度为 33 cm。
③小明将图3改装成图4所示的电加热器。他调试时发现该电加热器不能正常工作，你认为原因是 高温挡工作时电流大于熔断器允许通过的最大电流 。
④解决③中问题后，小明利用选择的器材又对图4电加热器进行改装，使其具有“四挡”调温功能，请帮他在图5虚线框内画出改装电路图。
【答案】（1）①图见解答；②右；③5；（2）①22；②33；③高温挡工作时电流大于熔断器允许通过的最大电流；④图见解答。
【解答】解：（1）①动变阻器、电流表与电阻丝串联接入电路，滑动变阻器应该一个上接线柱和一个下接线柱接入电路，电路图如图所示：
②为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片要处于阻值最大处，所以滑动变阻器的滑片应置于最右端；
③由图2可知，当R0两端的电压为3V时，通过R0的电流为0.6A，
根据I＝可知，R0的阻值：R0＝＝＝5Ω；
（2）①R0是一根5cm长的电阻丝，则电阻丝每cm的电阻值为1Ω，
则电阻丝R1的阻值：R1＝22cm×1Ω/cm＝22Ω；
②由图3可知，当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知，此时电路中的总功率最小，电加热器处于低温挡；
由P＝可知，低温挡工作时电路中的总电阻：R＝＝＝55Ω，
根据串联的电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝55Ω﹣22Ω＝33Ω；
则R2的长度为：L＝＝33cm；
③由图4可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P＝可知，此时电路中的总功率最大，电加热器处于高温挡；
根据并联电路的电流特点可知，高温挡工作时，干路的总电流：I高＝I1+I2＝+＝+≈16.7A，
根据题意可知，熔断器允许通过的最大电流为12A，则高温挡工作时熔断器会熔断，所以该电加热器不能正常工作；
④根据P＝可知，当电路中的电阻改变时，电路中的功率发生改变，据此设计四个不同电阻的电路，实现使其具有“四挡”调温功能，
由于R1、R2的阻值不相等，当只有R1或只有R2工作时，分别是一个挡位，当R1、R2串联时是一个挡位，当R1、R2并联时是一个挡位，电路图如图所示：
故答案为：（1）①图见解答；②右；③5；（2）①22；②33；③高温挡工作时电流大于熔断器允许通过的最大电流；④图见解答。
34．（2023•常州）2022年卡塔尔世界杯足球赛，球场草坪所用的自动灌溉工程得到了中国技术团队的支持。球场草坪种植的黑麦草，适合在湿度为50%的土壤中生长。
（一）灌溉技术
（1）传统灌溉采用如图（a）所示的喷洒技术，这会导致草叶灼伤，原因是：水喷洒在草叶上，如图（b）所示，透过水珠可见叶面正立、放大的 虚 （虚/实）像，水珠作为 凸 透镜，对阳光有 会聚 作用。
（2）技术团队选择如图（c）所示的地下渗透灌溉新技术，该技术既可避免草叶灼伤，又可节水，节水的原因是： 减少水的蒸发 。
（二）电阻测量
自动灌溉系统需要湿敏电阻Rx，小明把Rx放入湿度为50%的土壤内，设计如图（d）所示的电路，测量Rx的阻值。
（3）图中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并以笔画线重新连接该导线。
（4）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到 B （A/B）端。
（5）闭合开关S，移动滑片P，测得多组数据如表格所示。实验②的数据如图（e）所示，电压表示数为 1.8 V，电流表示数为 0.2 A，根据实验①②③的数据可得：湿度为50%的土壤内Rx的阻值为 10 Ω。
（三）装置设计
（6）湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度变化的图像如图（f）所示。已知：蓄电池电压恒为6V；电磁继电器线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，小于0.2A时衔铁被弹回，线圈电阻不计；电动机的额定电压为220V。请以笔画线代替导线完成图（g）所示的电路连接，要求：闭合开关S，当土壤湿度低于50%时，电动机转动送水；当土壤湿度高于50%时，电动机不转停止送水。
（7）定值电阻R0的阻值为 20 Ω。
（8）生物学家正在培育新品黑麦草，能在湿度低于50%的土壤中生长，一旦成功，电路中的电阻R0应换用阻值更 小 的定值电阻。
【答案】（1）虚；凸；会聚；（2）减少水的蒸发；（3）见上图；（4）B；（5）1.8；0.2；10；（6）见上图；（7）20；（8）小。
【解答】解：（1）小水滴接近圆形，所以其相当于一个焦距很小的凸透镜，透过水珠可见叶面正立、放大的虚像，凸透镜对光有会聚作用；
（2）地下渗透灌溉新技术，该技术既可避免草叶灼伤，又可节水，节水的原因是减小水的表面积，减少水的蒸发；
（3）电压表应与湿敏电阻并联接入电路，如图：
；
（4）为了保护电路，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即B端；
（5）电压表接入电路的是小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V；
电流表接入电路的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.2A；
根据欧姆定律可得：R1＝＝＝11Ω，R2＝＝＝9Ω，R3＝＝＝10Ω，
则湿敏电阻的阻值：Rx＝＝＝10Ω；
（6）由图像可知，湿度越大时，湿敏电阻Rx的阻值越小，控制电路的电流越大，电磁铁的磁性越强，衔铁被吸合，电动机不转停止送水，反之电动机转动送水，湿敏电阻Rx与定值电阻R0串联，电磁继电器相当于开关，应控制火线，据此连接电路，如图：
；
（7）衔铁被吸下时电路总电阻：R＝＝＝30Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则定值电阻R0＝R﹣Rx＝30Ω﹣10Ω＝20Ω；
（8）生物学家正在培育新品黑麦草，能在湿度低于50%的土壤中生长，湿敏电阻的阻值变大，通过控制电路的电流不变，根据欧姆定律可知电路总电阻不变，根据串联电路电阻规律可知需减小定值电阻的阻值。
故答案为：（1）虚；凸；会聚；（2）减少水的蒸发；（3）见上图；（4）B；（5）1.8；0.2；10；（6）见上图；（7）20；（8）小。
四．解答题（共12小题）
35．（2023•镇江）图1是我国古代劳动人民搬运巨木时的场景，简化装置如图2所示：O为轻质杠杆AB的转轴，OA：OB＝1：3，物块用轻质细绳系在A端，工人在B端施加竖直向下的拉力F，此时杠杆水平平衡、物块重1200N，底面积为0.25m2，不计转轴摩擦。
（1）图1中，横杆属于 省力 杠杆，垫上石块的目的是为了减小 压强 。
（2）为将图2中物块恰好拉离地面，求工人所用的拉力。
（3）剪断图2中A端细绳，求物块静止时对水平地面的压强。
【答案】（1）省力；压强；
（2）为将图2中物块恰好拉离地面，工人所用的拉力为400N；
（3）剪断图2中A端细绳，物块静止时对水平地面的压强4800Pa。
【解答】解：（1）由图可知，横杆在使用的过程中，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
支架下面垫有面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强；
（2）件根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知G×OA＝F×OB，
为将图2中物块恰好拉离地面，工人所用的拉力为：
F＝＝＝400N；
（3）在水平面上，F压＝G＝1200N，
物块静止时对水平地面的压强为：
p＝＝＝4800Pa。
故答案为：（1）省力；压强；
（2）为将图2中物块恰好拉离地面，工人所用的拉力为400N；
（3）剪断图2中A端细绳，物块静止时对水平地面的压强4800Pa。
36．（2023•宿迁）图甲所示是一种自动测定水箱内水面高度的装置。电源电压恒为4.5V，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，R0是定值电阻，R是压力传感器。R的位置固定不动，其电阻随压力的变化关系如图乙所示。杠杆AB可绕O点转动，A端悬挂一重为15N的圆柱体M，M的底面积为45cm2，高为30cm，下底面距离容器底1cm，杆B端始终压在传感器R上。AO长30cm，OB长15cm，杆重忽略不计，杆始终静止在水平位置。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）水箱内水面高度h小于1cm时，求压力传感器R受到杆B端的压力大小。
（2）水箱内水面高度h小于1cm时，电流表的示数为0.5A，求R0的阻值。
（3）水箱内水面高度h大于1cm时，随着水面的升高，用于显示水面高度的电表示数会增大，应该选用图甲电路中的 电压 表显示水面高度。该装置能显示水面的最大高度h最大是 26 cm。将支点O适当向 右 （选填“左”或“右”）移动，可增大该装置显示水面的最大高度h最大。
【答案】（1）水箱内水面高度h小于1cm时，求压力传感器R受到杆B端的压力大小为30N。
（2）水箱内水面高度h小于1cm时，电流表的示数为0.5A，则R0的阻值为6Ω。
（3）电压；26；右。
【解答】解：（1）水箱内水面高度h小于1cm时，圆柱体M没有受到浮力的作用，则杠杆A端受到的作用力：F2＝GM＝15N，
根据杠杆平衡条件可知，压力传感器R受到杆B端的压力：F压＝F1＝＝30N；
（2）水箱内水面高度h小于1cm时，压力传感器R受到杆B端的压力为30N，由图像乙可知，此时R＝3Ω。
由图甲可知，R与R0串联，电流表的示数为0.5A时，电路总电阻为：R总＝＝9Ω，
R0的阻值：R0＝R总﹣R＝9Ω﹣3Ω＝6Ω；
（3）水箱内水面高度h大于1cm时，随着水面的升高，圆柱体M受到的浮力变大，作用在杠杆A端受到的力变小，则压力传感器R受到杆B端的压力变小，由图像乙可知，R的阻值变大，总电阻变大，电流变小，即电流表的示数变小，由于R0不变，由可得R0两端的电压变小，则R两端的电压变大，即电压表示数变大，故应该选用图甲电路中的电压表显示水面高度；
由题意可知，水面高度越大，压力传感器R受到杆B端的压力越小，R的阻值越大。当电压表的示数最大时，水面最高，当电压表的示数Umax＝3V时，R0两端的电压：
U0＝U总﹣Umax＝4.5V﹣3V＝1.5V，
电路中的电流：I'＝＝0.25A，
则R接入电路的电阻：R'＝＝12Ω，
由图像乙可得R—F的函数式：R＝15Ω﹣0.4Ω/N×F，
则当R的电阻为12Ω时，F＝7.5N，即压力传感器R受到杆B端的压力为7.5N，则杠杆A端的作用力，F1'＝＝3.75N，
则圆柱体M受到的浮力为：F浮＝G﹣F1'＝15N﹣3.75N＝11.25N，
根据阿基米德原理得，圆柱体M排开水的体积：V排＝＝＝1.125×10﹣3m3，
圆柱体M浸入水中的深度：h浸＝＝0.25m＝25cm，
该装置能显示水面的最大高度h最大＝h浸+h＝25cm+1cm＝26cm。
在B端作用力不变的情况下，支点O向右移动，L2变小，L1变大，根据杠杆平衡条件可得，杠杆A端受到的作用力变小，则圆柱体M受到的浮力变大，则要增大该装置显示水面的最大高度h最大。
答：（1）水箱内水面高度h小于1cm时，求压力传感器R受到杆B端的压力大小为30N。
（2）水箱内水面高度h小于1cm时，电流表的示数为0.5A，则R0的阻值为6Ω。
（3）电压；26；右。
37．（2023•镇江）某水位报警器如图所示：光敏电阻R和光源正对安装在水池侧壁等高处。R接收到光源发出的光时阻值为20Ω，未接收到光时阻值为120Ω。R0为电阻箱，Q为边长5cm的正方体浮子，密度为0.6g/cm3，当池内水面缓慢上升至某处时，浮子将挡住射向R的光线，报警铃声响起。当线圈中的电流I≥0.04A时，铁质开关K被吸上，反之被释放。电源电压U＝12V，不计线圈电阻，g取10N/kg。
（1）Q的质量为 75 g，它缓慢上升时受到的浮力为 0.75 N，露出水面的高度为 2 cm。
（2）如图所示，为保证开始报警时的液面位置MN与R之间高度差h0≥3cm，需要对装置进行适当的调整，下列措施可行的是 ACD 。（有多个选项正确）
A.仅换用密度小些的材料制作浮子
B.仅将池内水换为密度小些的液体
C.仅将浮子的边长增大一些
D.仅将浮子做成厚度均匀的空心正方体
（3）在该装置能实现其功能的前提下：
①求电阻箱R0接入电路的阻值应满足的条件。
②在满足①问的条件下，求光敏电阻R消耗的电功率范围。
【答案】（1）75；0.75；2；（2）ACD；（3）①电阻箱R0接入电路的阻值应满足的条件：180Ω＜R≤280Ω；
②在满足①问的条件下，未报警时，光敏电阻R消耗的电功率范围：0.032W≤P＜0.072W；报警时，光敏电阻R消耗的电功率范围：0.108W≤P＜0.192W。
【解答】解：（1）Q的体积：VQ＝（5cm）3＝125cm3，
Q的质量：mQ＝ρQVQ＝0.6g/cm3×125cm3＝75g；
根据图示可知，物体Q处于漂浮，此时浮力等于重力，受到的浮力：
F浮＝G＝mQg＝75×10﹣3kg×10N/kg＝0.75N；
由F浮＝ρ水gV排可知，Q排开水的体积：
V排＝＝＝7.5×10﹣5m3＝75cm3，
由V＝Sh可得，Q浸入水中的深度：
h＝＝＝3cm，
因此露出水面的高度为：h露＝hQ﹣h＝5cm﹣3cm＝2cm；
（2）如图所示，为保证开始报警时的液面位置MN与R之间高度差h0≥3cm，则应在液面到达MN处时，浮子露出水面的高度h露′≥3cm，
AD、仅换用密度小些的材料制作浮子、仅将浮子做成厚度均匀的空心正方体，由m＝ρV可知，浮子的质量变小，重力变小，漂浮时受到的浮力变小，故排开液体的体积变小，Q浸入水中的深度变小，露出水面的高度将变大，AD符合条件；
B、仅将池内水换为密度小些的液体，浮子重力不变，漂浮时受到的浮力不变，液体密度变小，由F浮＝ρ液gV排可知，排开液体的体积变大，Q浸入水中的深度变大，露出水面的高度将变小，B不符合条件；
C、仅将浮子的边长增大一些，由（1）计算可知，露出水面的高度仍为正方体浮子高度的，浮子的边长增大，能符合在液面到达MN处时，浮子露出水面的高度增大的要求，C符合条件；
故选：ACD；
（3）①未报警时，R＝20Ω，I≥0.04A，
当I＝0.04A 时，R0阻值最大：R0max＝﹣R＝﹣20Ω＝280Ω，
报警时，R＝120Ω，I＜0.04A，
当I＝0.04A 时，R0阻值最小：R0min＝﹣R＝﹣120Ω＝180Ω，
故电阻箱R0接入电路的阻值应满足的条件：180Ω＜R≤280Ω；
②未报警时，R＝20Ω，
当 R0min＝180Ω 时，控制电路电流最大值为：Imax＝＝＝0.06A，
光敏电阻R消耗的电功率最大：
；
当 R0max＝280Ω 时，控制电路电流最小值为：Imin＝＝＝0.04A，
光敏电阻R消耗的电功率最小：
；
故未报警时，光敏电阻R消耗的电功率范围：0.032W≤P＜0.072W；
报警时，R＝120Ω，
当 R0min＝180Ω时，控制电路电流最大值为：Imax＝＝＝0.04A，
光敏电阻R消耗的电功率最大：
＝0.192W；
当 R0max＝280Ω 时，控制电路电流最小值为：Imin＝＝＝0.03A，
光敏电阻R消耗的电功率最小：
＝0.108W；
故报警时，光敏电阻R消耗的电功率范围：0.108W≤P＜0.192W。
故答案为：（1）75；0.75；2；（2）ACD；（3）①电阻箱R0接入电路的阻值应满足的条件：180Ω＜R≤280Ω；
②在满足①问的条件下，未报警时，光敏电阻R消耗的电功率范围：0.032W≤P＜0.072W；报警时，光敏电阻R消耗的电功率范围：0.108W≤P＜0.192W。
38．（2023•淮安）人工智能让我们的生活更加便捷，某酒店迎宾机器人将客人从酒店门口带至前台。这一过程中机器人做匀速直线运动，通过的路程为20m，所受阻力为自身重力的0.05倍，机器人相关参数如下表所示，g取10N/kg。
（1）求机器人对地面的压强。
（2）求牵引力所做的功。
（3）求机器人全程运动的时间及消耗的电能。
（4）求电能转化为机械能的效率。
【答案】（1）机器人对地面的压强为2×105Pa；
（2）牵引力所做的功为360J；
（3）机器人全程运动的时间为20s，消耗的电能为480J；
（4）电能转化为机械能的效率为75%。
【解答】解：（1）机器人对地面的压力：F＝G＝mg＝36kg×10N/kg＝360N，
则机器人对地面的压强：p＝＝＝2×105Pa；
（2）机器人受到的阻力：f＝0.05G＝0.05×360N＝18N，
机器人匀速行驶时，机器人的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，机器人的牵引力：F牵＝f＝18N，
牵引力所做的功（获得的机械能）：W＝F牵s＝18N×20m＝360J；
（3）由v＝可知，机器人全程运动的时间：t＝＝＝20s，
机器人消耗的电能：W电＝UIt＝24V×1A×20s＝480J；
（4）电能转化为机械能的效率：η＝×100%＝×100%＝75%。
答：（1）机器人对地面的压强为2×105Pa；
（2）牵引力所做的功为360J；
（3）机器人全程运动的时间为20s，消耗的电能为480J；
（4）电能转化为机械能的效率为75%。
39．（2023•盐城）图甲是小明同学为学校草坪设计的一款自动注水、喷淋系统的电路图。控制电路的电源电压U1＝12V，RF为压敏电阻，放置在注水系统水箱底部，其阻值随压力的增大而减小。图乙是受控电路中电流随时间变化的关系图像。当通过电磁铁线圈的电流为0.1A时，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，电磁铁线圈的电阻忽略不计。
（1）当衔铁恰好被吸下时，求电阻RF的阻值。
（2）求喷淋系统的电功率。
（3）求500s内注水系统消耗的电能。
【答案】（1）当衔铁恰好被吸下时，电阻RF的阻值是120Ω。
（2）喷淋系统的电功率是220W。
（3）500s内注水系统消耗的电能8.8×104J。
【解答】解：（1）U1＝12V，I＝0.1A，电磁铁线圈的电阻忽略不计，
RF＝＝＝120Ω，
（2）根据电路图知，喷淋系统始终工作，而注水系统会停止工作，根据并联不相互影响，喷淋系统的电流为1A；
电功率P＝UI'＝220V×1A＝220W；
（3）根据并联电路的电流规律知，注水系统的电流I'＝2A﹣1A＝1A；
500s内注水系统工作400s，消耗的电能W＝UIt＝220V×1A×400s＝8.8×104J；
答：（1）当衔铁恰好被吸下时，电阻RF的阻值是120Ω。
（2）喷淋系统的电功率是220W。
（3）500s内注水系统消耗的电能8.8×104J。
40．（2023•常州）小明家安装了某品牌小厨宝，其加热电阻丝的规格为“220V 2000W”，水箱容积5L，ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），正常工作时，问：
（1）加热电阻丝的阻值？
（2）若水箱内加满水，把水从5℃加热到65℃，加热时间至少多长？
【答案】（1）加热电阻丝的阻值为24.2Ω；
（2）若水箱内加满水，把水从5℃加热到65℃，加热时间为630s。
【解答】解：（1）由题意可知，加热状态下，小厨宝正常工作的功率P＝2000W，
则在加热状态下，加热电阻丝的阻值为：R＝＝＝24.2Ω；
（2）水的质量为：m＝ρV＝1×103kg/m3×5×10﹣3m3＝5kg；
把水从5℃加热到65℃水吸收的热量为：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（65℃﹣5℃）＝1.26×106J；
消耗的电能为：W＝Q吸＝1.26×106J；
则加热时间为：t＝＝＝630s。
答：（1）加热电阻丝的阻值为24.2Ω；
（2）若水箱内加满水，把水从5℃加热到65℃，加热时间为630s。
41．（2023•常州）南京长江大桥于1968年建成，是长江上第一座中国自行设计和建造的铁路、公路两用桥梁。近年来，航行船舶逐渐大型化，桥墩遭受船舶撞击的风险不断增大。为此，2023年春季，工程师为桥墩加装保护铠甲并展开观测，ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg。
①拖拽：如图甲所示，拖船拖拽两个“C”形组件，在江面匀速直线行驶20km。抵达桥墩处、行驶过程中拖船的动力为2.15×105N，柴油发动机动力系统的效率为40%，q柴油＝4.3×107J/kg。
②合围：将两个“C”形组件环绕在桥墩外围，合围成“O”型铠甲。铠甲漂浮在水中，侧边竖直，上下表面积相同，如图乙所示。铠甲密度为0.4×103kg/m3，露出水面的高度为2.1m。
③观测：上游暴雨、江水上涨过程中，由于流水冲击，铠甲与桥墩发生挤压，此时静止的铠甲在水面下的深度为1.5m，如图丙所示。铠甲上表面面积S＝100m2。
问：（1）拖拽过程消耗柴油的质量？
（2）乙图中，漂浮的铠甲在水面下的深度？
（3）丙图中，铠甲受到桥墩施加的摩擦力的大小和方向？
【答案】（1）拖拽过程消耗柴油的质量为2500kg；
（2）乙图中，漂浮的铠甲在水面下的深度为1.4m；
（3）丙图中，铠甲受到桥墩施加的摩擦力的大小为1×105N，方向竖直向下。
【解答】解：（1）拖船拖拽两个“C”形组件，在江面匀速直线行驶20km，行驶过程中拖船的动力为2.15×105N，则拖船的动力做的功为：
W＝Fs＝2.15×105N×20×103m＝4.3×109J；
根据η＝可知，柴油放出的热量为：
Q放＝＝＝10.75×1010J，
则拖拽过程消耗柴油的质量为：
m＝＝＝2500kg；
（2）设铠甲上表面面积为S，铠甲的高度为H；因铠甲漂浮在水面上，根据浮沉条件可知，
F浮＝G，即ρ水gV排＝ρ水gV铠，ρ水g（H﹣2.1m）S＝ρ铠gHS，
代入数据，1×103kg/m3×（H﹣2.1m）＝0.4×103kg/m3×H，
解得：H＝3.5m，故漂浮的铠甲在水面下的深度为H﹣2.1m＝3.5m﹣2.1m＝1.4m；
（3）铠甲上下表面积相同，上表面面积S＝100m2，则铠甲的体积为V＝SH＝100m2×3.5m＝350m3，
铠甲的重力为G＝mg＝ρ铠Vg＝0.4×103kg/m3×350m3×10N/kg＝1.4×106N；
铠甲在水面下的深度为1.5m，则铠甲受到的浮力为：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gSh＝1×103kg/m3×10N/kg×100m2×1.5m＝1.5×106N＞G＝1.4×106N，
因铠甲处于静止状态，故铠甲受到桥墩施加的摩擦力的方向竖直向下，其大小为f＝F浮﹣G＝1.5×106N﹣1.4×106N＝1×105N。
答：（1）拖拽过程消耗柴油的质量为2500kg；
（2）乙图中，漂浮的铠甲在水面下的深度为1.4m；
（3）丙图中，铠甲受到桥墩施加的摩擦力的大小为1×105N，方向竖直向下。
42．（2023•南通）如图所示，灯泡L标有“6V，3W”的字样，定值电阻R＝10Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，闭合开关S。将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡正常发光。
（1）求灯泡正常发光时的电流；
（2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，求定值电阻R工作10min产生的热量；
（3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，求此时灯泡的功率。
【答案】（1）灯泡正常发光时的电流为0.5A；
（2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，定值电阻R工作10min产生的热量为240J；
（3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，此时灯泡的功率为0.288W。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流；
（2）闭合开关S，将开关S1拨至2，滑片P移至a端时，定值电阻R被短路，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中只有灯泡L工作，由灯泡正常发光，可知电源电压U＝U额＝6V；
滑片P移至b端，开关S1拨至1，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，灯泡L被短路，电阻R与滑动变阻器R1串联，根据Q＝I2Rt可得，定值电阻R工作10min产生的热量：
Q＝I2Rt＝＝＝240J
（3）接着将开关S拨回2，灯泡L与滑动变阻器R1串联，电流表测量电路中的电流，
由U＝IR可得，滑动变阻器两端的电压：U1＝I实R1＝0.24A×20Ω＝4.8V，
由串联电路的电压特点可知，灯泡L两端的实际电压U实＝U﹣U1＝6V﹣4.8V＝1.2V，
此时灯泡的功率：P实＝U实I实＝1.2V×0.24A＝0.288W。
答：（1）灯泡正常发光时的电流为0.5A；
（2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，定值电阻R工作10min产生的热量为240J；
（3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，此时灯泡的功率为0.288W。
43．（2023•镇江）某公司设计了一款太阳能无人驾驶汽车，其设计方案中有如表一段描述：
（1）当该车以最高时速在平直公路上匀速行驶时（g取10N/kg），求：
①该车0.5h内行驶的路程。
②维持该车行驶所需的机械功率。
（2）小强查找到如下数据：在晴好的夏天，当太阳光垂直照射时，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳辐射功率为700W。请通过计算说明该车的设计方案是否合理。
【答案】（1）①该车0.5h内行驶的路程为2.7×104m；
②维持该车行驶所需的机械功率为900W；
（2）见解答内容。
【解答】解：（1）①车的最高时速54km/h，则该车0.5h内行驶的路程为：
s＝vt＝54km/h×0.5h＝27km＝2.7×104m；
②车受到的重力为G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N，
因该车在平直公路上匀速行驶，故F＝f＝0.02G＝0.02×3000N＝60N，
则车行驶所需的机械功率为：
P＝＝＝Fv＝60N×54×m/s＝900W；
（2）方法一：
车实际获得的机械功率P机＝700W/m2×6.5m2×20%×90%＝819W，
因为819W＜900W，所以方案不合理；
方法二：
需要的太阳能电池板面积S＝≈7.14m2；
因为7.14m2＞6.5m2，所以方案不合理；
方法三：
1s内需要的太阳能E需＝＝＝5000J，
1s内能获得的太阳能E获＝P太St＝700W/m2×6.5m2×1s＝4550J，
因为4550J＜5000J，所以方案不合理。
答：（1）①该车0.5h内行驶的路程为2.7×104m；
②维持该车行驶所需的机械功率为900W；
（2）见解答内容。
44．（2023•淮安）阅读短文，回答问题。
能量密度
2022年，一款新的动力电池在中国问世，其能量密度达到0.255kW•h/kg，可实现整车1000km续航，中国汽车产业“换道超车”的愿望正走向现实。
什么是能量密度呢？能量密度是单位质量物体中储存的能量，即能量密度＝，其中E表示物体中储存的能量，m表示物体的质量。
能量密度包含多种形式，有食物能量密度、燃料能量密度（即燃料的热值）、电池能量密度等。为测量食物能量密度，可以将一定质量的食物放入测热器的燃烧室中完全燃烧，释放的能量用一定质量的水全部吸收，可以认为水吸收的能量等于食物储存的能量，再通过相关计算获得能量密度。目前提高电池能量密度是电动汽车面临的最大问题之一，在未来的发展中，我们仍然需要探索新的电池技术，实现电动汽车的真正普及。
（1）薯片是一种高能量食品，质量为20g的薯片完全燃烧所放出的热量全部被水吸收，可以使10kg的水温度升高10℃，则上述薯片储存的能量为 4.2×105 J，能量密度为 2.1×107 J/kg。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（2）某品牌纯电动汽车锂电池的能量密度为0.2kW•h/kg。该电动汽车的能耗为每100km消耗15kW•h电能，其理论续航里程为600km，则该汽车锂电池的质量为 450 kg。
（3）生活中常见的电动自行车使用的是铅酸电池，其能量密度约为0.04kW•h/kg。已知（2）中该品牌系列纯电动汽车的质量约为1.6～2.1t，若续航里程和能耗相同，（2）中的电动汽车换用铅酸电池是否合理？请写出计算、推理过程和结论： 如果换用铅酸电池，所需铅酸电池的质量m铅＝＝2250kg＝2.25t，
已知电动汽车的质量约为1.6～2.1t，则电池质量大于整车质量，因此使用铅酸电池不合理 。
【答案】（1）4.2×105；2.1×107；（2）450；（3）如果换用铅酸电池，所需铅酸电池的质量m铅＝＝2250kg＝2.25t，
已知电动汽车的质量约为1.6～2.1t，则电池质量大于整车质量，因此使用铅酸电池不合理。
【解答】解：（1）薯片储存的能量E＝Q＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×10℃＝4.2×105；
能量密度＝＝＝2.1×107J/kg；
（2）其理论续航里程为600km消耗电能W＝15kW•h/100km×600km＝90kW•h，
则该汽车锂电池的质量m＝＝450kg；
（3）如果换用铅酸电池，所需铅酸电池的质量m铅＝＝2250kg＝2.25t，
已知电动汽车的质量约为1.6～2.1t，则电池质量大于整车质量，因此使用铅酸电池不合理。
故答案为：（1）4.2×105；2.1×107；（2）450；（3）如果换用铅酸电池，所需铅酸电池的质量m铅＝＝2250kg＝2.25t，
已知电动汽车的质量约为1.6～2.1t，则电池质量大于整车质量，因此使用铅酸电池不合理。
45．（2023•盐城）阅读短文，回答问题。
铜壶滴漏
铜壶滴漏是我国古代的一种计时工具，据专家推测，张衡时代制造的多级铜壶滴漏在24h内产生的误差不大于40s。
如图甲所示，早期的铜壶滴漏由一只播水壶和一只受水壶组成，受水壶上固定一把铜尺，铜尺上刻有十二时辰，受水壶里放置一个浮舟，浮舟上装一支浮箭。当水从播水壶滴入受水壶后，受水壶中的水位升高，浮箭被慢慢托起，古人根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。
由于播水壶水位下降会导致滴水速度发生变化，后人对铜壶滴漏进行了改良，将播水壶由原先的一只增加到三只（如图乙所示），分别称为日壶、月壶和星壶，自上而下依次放置在阶梯式座架上。使用时，定时给日壶补水，确保星壶始终处于满水状态，一昼夜恰好能将受水壶滴满。
据了解，铜壶滴漏中的每个壶都有盖，下面三个壶盖中还有圈孔承接上壶嘴滴漏的每一滴水。
（1）铜壶滴漏工作时，中午与傍晚浮舟受到的浮力大小 相同 。
（2）铜壶滴漏每个壶都加盖的用途是防止壶中的水因 蒸发 而减少。
（3）以下为早期铜壶滴漏的铜尺标度，关于“子”“丑”“寅”三个时辰刻度的大概位置正确的是图 C 。
（4）据查，现在广州博物馆保存的铜壶滴漏受水壶容积为49L，如果从星壶底部流出的1滴水体积约为1.1×10﹣7m3，则从星壶底部每秒钟大约流出 5 滴水（保留整数）。
（5）为确保星壶始终处于满水状态，在铜壶滴漏设计和使用时应该注意哪些问题？写出一条即可。
【答案】（1）相同；（2）蒸发；（3）C；（4）5；（5）在制作铜壶滴漏时，日壶和月壶的容积要大于星壶的容积。
【解答】解：（1）由图知漏刻中的箭舟处于漂浮状态，其浮力等于重力，重力不变，则浮力不变；
（2）铜壶滴漏每个壶都加盖的用途是防止壶中的水因蒸发而减少；
（3）播水壶中一开始水多，相同时间内水滴下落更多，则受水壶中水位升高得快，同样时间内浮箭在铜尺上通过的距离多，后来播水壶中水变少，则同样时间内浮箭在铜尺上通过的距离少，所以铜尺下端刻度更疏，而上端刻度更密，故选：C；
（4）星壶底部每秒钟大约流出数量＝≈5滴/s；
（5）在制作铜壶滴漏时，日壶和月壶的容积要大于星壶的容积。
故答案为：（1）相同；（2）蒸发；（3）C；（4）5；（5）在制作铜壶滴漏时，日壶和月壶的容积要大于星壶的容积。
46．（2023•南通）阅读短文，回答问题。
综合实践活动——研究制作风速仪
【提出问题】风速是气象观测中的重要参数，常用风速仪测量。风速仪工作原理是什么？怎样设计制作简易风速仪呢？
【实地学习】同学们来到气象馆，了解了杯式风速仪的工作原理。如图甲所示，质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动，转动时传感器将风速转换成输出电流信号，再经系统处理后显示出风速值。在测量范围内电流随风速增大而均匀增大。
【设计制作】受到杯式风速仪工作原理的启发，同学们设计并制作了简易风速仪，其原理如图乙所示。
电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，电流表量程为0～0.6A，R0为10Ω的定值电阻，R1为压力传感器，无风时R1受到的压力为零，有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1，R1的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示。读出电表示数，即可知此时的风速。
同学们通过查阅资料，知道了风压是指单位面积上垂直于气流方向的平面上所受风的压力，风压与风速的关系如下表。
【进行实验】迎风板是一块面积为0.15m2的轻质薄板，测量时风始终垂直吹在迎风板上，记录电表示数，发现风速增大，电流表示数随着增大。
【交流评价】同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价。
（1）关于文中杯式风速仪，下列说法不正确的是 D 。
A.风吹动风杯说明风具有能量
B.转轴中使用轴承可减小摩擦
C.风杯用密度小的材料制成
D.能在60m/s风速下正常工作
（2）杯式风速仪正常工作20min，最多消耗 576 J的电能；某次杯式风速仪显示风速为31.4m/s，则输出的电流信号为 14 mA。
（3）实验中，读出简易风速仪中电流表示数为0.4A，电压表示数为8V。
①R1＝ 20 Ω，所测的风速＝ 8 m/s；
②恒流源提供 1.2 A的恒定电流；
③若用此简易风速仪测量16m/s的风速，则迎风板的面积至少需要 减小 （选填“增大”或“减小”） 0.025 m2。
（4）对比文中杯式风速仪，简易风速仪存在的不足之处有： 在读取电表读数时存在误差，不能十分准确的测出风速大小。 （写出一点即可）。
【答案】（1）D；（2）576；14；（3）①20；8；②1.2；③减小；0.025；（4）在读取电表读数时存在误差，不能十分准确的测出风速大小。
【解答】解：
（1）A、风是流动的空气，具有动能，能带动风杯转动，说明风具有能量，故A正确；
B、在相同条件下，滚动摩擦比滑动摩擦小，用滚动代替滑动可以减小摩擦，故B正确；
C、为了使风杯受到风的作用转动起来，应减小装置的质量，所以用密度小的材料制成，故C正确；
D、由表中参数可知，杯式风速仪的量程为 0.4﹣50m/s，所以杯式风速仪不能在60m/s风速下正常工作，故D错误。
故选D。
（2）由表中数据可知，杯式风速仪正常工作时消耗的最大功率为0.48W，所以正常工作20min最多消耗的电能为
W＝Pt＝0.48W×20×60s＝576J；
输出电流信号范围是4﹣20mA，杯式风速仪的量程为0.4﹣50m/s，由于在测量范围内电流随着风速增大而均匀增大；
风速变化量与电流变化量的比值不变；设输出的电流信号为I，则
＝，
解得：I＝14mA；
（3）①根据乙图可知，R0与R1，并联。简易风速仪中电流表示数为0.4A，即通过R1的电流为0.4A，此时电压表示数为8V时，所以R1的电阻：
R1＝＝20Ω；
由丙图可知，R1＝20Ω 时对应的压力F＝6N，迎风板受到的压强为；
由风压与风速的关系分析可得风压与风速的关系为p＝kv2；代入数据有10Pa＝k×（4m/s）2，则k＝Pas2/m2；
40Pa时有：40Pa＝Pas2/m2×v2；v＝8m/s；
②乙图中，R1与R0并联，电流表示数为0 4A，电压表示数为8V，通过R0的电流为 ；
恒流源提供的恒定电流为I＝I0+I1＝0.8A+0.4A＝1.2A；
③用此简易风速仪测量16m/s的风速，由风压与风速的关系表可知，对应的风压为160Pa，
若迎风板的面积仍然为0.15m2，则迎风板受到的压力：F′＝p′S＝160Pa×0.15m2＝24N，
由图丙可知此时压敏电阻的阻值R1′＝8Ω，
因电源为恒流源，且由前面解答可知干路中的电流恒为1.2A，设此时电源电压为U′，
由欧姆定律和并联电路的电流特点可得：1.2A＝+＝+，解得U′＝V，
则通过压敏电阻的电流：I1′＝＝≈0.67A，大于电流表的量程，
所以为了保证电路的安全，测量16m/s的风速时，通过压敏电阻的电流最大为0.6A，
由并联电路的电流特点可得此时通过R0的电流：I0″＝I﹣I1″＝1.2A﹣0.6A＝0.6A，
因通过两支路的电流相等，则此时压敏电阻的阻值应为R1″＝R0＝10Ω，
由图丙可知此时迎风板受到的压力：F″＝20N，
则此时迎风板的面积为：S′＝＝＝0.125m2；
故面积应减小，减小值为 ΔS＝S﹣S'＝0.15m2﹣0.125m2＝0.025m2；
（4）在读取电表读数时存在误差，不能十分准确的测出风速大小。
故答案为：（1）D；（2）576；14；（3）①20；8；②1.2；③减小；0.025；（4）在读取电表读数时存在误差，不能十分准确的测出风速大小。
选择题
填空题
实验题
解答题
合计
电学综合
4
6
6
2
18
力学综合
5
3
4
4
16
其他综合
3
0
3
6
12
合计
12
9
15
12
46
莫尔斯电码
﹣﹣﹣﹣﹣
•﹣﹣﹣﹣
••﹣﹣﹣
•••﹣﹣
••••﹣
数字
0
1
2
3
4
莫尔斯电码
•••••
﹣••••
﹣﹣•••
﹣﹣﹣••
﹣﹣﹣﹣•
数字
5
6
7
8
9
实验次数
1
2
3
入射角
60°
45°
30°
反射角
60°
45°
30°
液体密度ρ液/（g•cm﹣3）
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
浸入深度h/cm
12.50
11.11
10.00
9.09
8.33
次数
1
2
3
4
5
下落高度h/cm
30.0
60.0
90.0
120.0
150.0
蓝色圆斑面积S/cm2
45.3
66.4
84.9
98.5
107.5
T/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
t盐水/℃
32
50
65
79
89
98
99.8
99.8
99.8
t水/℃
32
48
62
75
84
92
98
99.3
99.3
实验序号
①
②
③
电压表示数/V
1.1
2.6
电流表示数/A
0.1
0.26
Rx/Ω
整机质量：36kg
行进速度：1m/s
工作电压：24V
工作电流：1A
轮子与地面接触总面积：1.8×10﹣3m2
◆整车质量为300kg，最高时速54km/h。当该车在平直公路上以最高时速匀速行驶时，所受阻力为车重的0.02倍。
◆所铺设太阳能电池板面积为6.5m2，该太阳能电池的能量转化效率为20%，太阳能电池直接给电机供电，电机将输入电功率的90%转化为汽车行驶所需的机械功率。
杯式风速仪工作参数
量程
0.4～50m/s
输出电流信号范围
4～20mA
启动风速
0.4m/s
电功率
≤0.48W
风速v/（m•s﹣1）
2
4
6
10
12
16
24
风压p/Pa
2.5
10
22.5
62.5
90
160
360