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      2026年辽宁省丹东市初中学业水平考试模拟测试物理试卷(二模)(含解析)

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      • 2026-06-01 10:10:24
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      2026年辽宁省丹东市初中学业水平考试模拟测试物理试卷(二模)(含解析)

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      这是一份2026年辽宁省丹东市初中学业水平考试模拟测试物理试卷(二模)(含解析),共30页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,实验题,综合应用题等内容,欢迎下载使用。
      (本试卷共24道题 满分80分 物理和化学考试时长共150分钟)
      考生注意:所有试题必须在答题卡指定区域内作答,在本试卷上作答无效。
      一、选择题:本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,选对的得2分;第7~9题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
      1. 一支新铅笔的长度最接近( )
      A. 18 mB. 18 cmC. 18 mmD. 18 dm
      【答案】B
      【解析】
      【详解】中学生伸开手掌,大拇指指尖到中指指尖的距离大约20cm,新铅笔的长度略小于20cm,在18.0cm左右。故选 B。
      2. 写作业时,窗外传来笛子、二胡的声音,分辨出两种声音依据的是声音的哪个特性( )
      A. 音调B. 声速C. 响度D. 音色
      【答案】D
      【解析】
      【详解】音色由发声体的材料、结构等决定,不同乐器的材料和结构不同,发出声音的音色不同,因此可以依据音色分辨笛子和二胡的声音。
      故选D。
      3. 沈阳桃仙机场冬季存在跑道锅盖效应:地下温暖的水蒸气上升,遇低温跑道底层变成水,气温低于0℃时水蒸气还能直接形成薄冰。下列说法正确的是( )
      A. 水蒸气变成水属于汽化B. 水蒸气直接形成冰属于升华
      C. 水蒸气变成水属于液化D. 水蒸气变成冰属于凝固
      【答案】C
      【解析】
      【详解】AC.物质由气态变成液态,发生的物态变化为液化;故C正确,A错误;
      BD.由气态直接变成固态,发生的物态变化为凝华。故BD错误。
      故选C。
      4. 图中的光学现象与“掬水月在手”中的“月在手”原理相同的是( )

      A. 图(a):水中的筷子“弯折”了B. 图(b):树荫下的圆形光斑
      C. 图(c):车后视镜成像D. 图(d):手影的形成
      【答案】C
      【解析】
      【详解】“掬水月在手”中的“月在手”是倒影,是光的反射现象。
      A.水中的筷子“弯折”了,这是因为光线从水中斜射入空气时发生了折射,故A不符合题意;
      B.树荫下的圆形光斑是小孔成像,是由于光的直线传播形成的,故B不符合题意;
      C.车后视镜是凸面镜,车后视镜成像利用了光的反射,故C符合题意;
      D.手影的形成是由于光的直线传播,故D不符合题意。
      故选C。
      5. 水平面上的物体受到水平向左的拉力,处于静止状态,下列说法正确的是( )
      A. 物体受到的摩擦力水平向左B. 物体所受的合力是0 N
      C. 物体受到的摩擦力为0 ND. 若撤去F,物体可能向左运动
      【答案】B
      【解析】
      【详解】A.物体受到水平向左的拉力,有向左运动的趋势,静摩擦力阻碍物体的相对运动趋势,因此摩擦力方向水平向右,故A错误;
      B.静止的物体处于平衡状态,平衡状态的物体所受合力为0N ,故B正确;
      C.根据二力平衡,摩擦力大小等于拉力大小,即f=F=3N ,摩擦力不为0N ,故C错误;
      D.原来物体在F=3N 的拉力下保持静止,说明水平面的最大静摩擦力不小于3N ,撤去拉力后,物体不受水平方向外力,没有相对运动趋势,不受摩擦力,会保持原来的静止状态,不会向左运动,故D错误。
      故选B。
      6. 某家庭的部分电路如图,连接规范。下列说法正确的是( )
      A. 进户线①为相线B. 开关S只控制电风扇工作
      C. 开关S只控制LED灯工作D. 电风扇与LED灯串联
      【答案】A
      【解析】
      【详解】A.家庭电路连接规范要求:开关必须接在相线(火线)和用电器之间,保证断开开关后用电器不带电。本题明确说明电路连接规范,开关S一端接进户线①,因此①是相线,故A正确。
      BC.由电路连接可知,开关S在干路,电流经开关S后分为两条支路,分别给LED灯和电风扇供电,因此开关S同时控制LED灯和电风扇,故BC错误;
      D.家庭电路中用电器需要并联才能正常工作,由电路连接可知电风扇和LED灯是并联关系,不是串联,故D错误。
      故选A。
      7. 下列属于省力杠杆的是( )
      A. 盘子夹B. 道钉撬
      C. 核桃夹D. 理发剪
      【答案】BC
      【解析】
      【详解】A.盘子夹:使用时支点在夹的末端,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
      B.道钉撬:撬道钉时,动力作用在长柄末端,动力臂远大于阻力臂,属于省力杠杆,故B符合题意;
      C.核桃夹:夹核桃时,手握处(动力点)离支点更远,核桃对夹的阻力作用点离支点更近,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C符合题意;
      D.理发剪:理发剪刀刃长、手柄短,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D不符合题意。
      故选BC。
      8. 小明制作的蒸汽船,如图所示。其工作原理为:在密闭玻璃瓶中装入适量的水,酒精灯将水加热至沸腾后从管口向后喷出气体使船向前运动。下列说法正确的是( )
      A. 水通过热传递改变内能B. 船前进是利用惯性
      C. 沸腾前,玻璃瓶中水的内能不变D. 蒸汽船将内能转化为机械能
      【答案】AD
      【解析】
      【详解】A.酒精灯加热水,水通过热传递吸收热量,内能增加,故A正确;
      B.船前进是因为喷出的气体对空气有向后的力,根据力的作用是相互的,空气对船有向前的反作用力,不是利用惯性,故B错误;
      C.沸腾前,水持续吸热,温度升高,内能是增加的,故C错误;
      D.蒸汽船工作时,水蒸气喷出对外做功,将内能转化为机械能,故D正确;
      故选AD。
      9. 如图(a)所示,电源电压恒定,闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大限度地调节滑动变阻器的滑片,两电压表示数与电流表示数变化的图像如图(b)所示,此过程中,下列说法正确的是( )

      A. 电源电压为7VB. 滑动变阻器的最大阻值为40Ω
      C. 定值电阻阻值为5ΩD. 电路最小总功率为1.8W
      【答案】BCD
      【解析】
      【详解】由图a可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,测两端电压,测两端电压。根据欧姆定律:定值电阻的电压随电流增大而增大,滑动变阻器的电压随电流增大而减小,因此图b中上升线是()的图像,下降线是()的图像。
      C.由R0=U0'I=1V0.2A=5Ω
      可得定值电阻阻值为,故C正确;
      A.当电流时,的电压U0=IR0=0.6A×5Ω=3V
      此时滑动变阻器电压,电源电压U=U0+UR=3V+6V=9V ,故A错误;
      B.当电流最小时,滑动变阻器接入电阻最大,此时电压U0'=1V ,滑动变阻器电压UR'=U−U0'=9V−1V=8V
      滑动变阻器最大阻值Rmax=UR'I=8V0.2A=40Ω ,故B正确;
      D.电源电压恒定,电流最小时电路总功率最小Pmin=UI=9V×0.2A=1.8W ,故D正确。
      故选BCD。
      二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
      10. 如图是爸爸带着儿子在鲜花盛开的公园里骑自行车游玩的情景,以________为参照物爸爸是静止的;两人闻到鲜花的清香是________现象引起的。
      【答案】 ①. 儿子##自行车 ②. 扩散
      【解析】
      【详解】爸爸和儿子同骑一辆自行车,爸爸相对于自行车(或儿子)的位置没有发生变化,所以以自行车(或儿子)为参照物,爸爸是静止的;
      花香分子在不停地做无规则运动,扩散到空气中被人闻到,这是扩散现象。
      11. 随着绿色能源推广,丹东市出现了很多光伏充电站,如图所示。光伏充电站将太阳能转化为电能,太阳的能量来源于内部的________反应,太阳能属于________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
      【答案】 ①. 核聚变 ②. 可再生
      【解析】
      【详解】太阳内部的能量来源于氢原子核在超高温下发生的核聚变反应,不断释放巨大能量。
      太阳能可以源源不断从自然界获得,因此属于可再生能源。
      12. 某次实心球体育考试中,小明将球抛出,实心球的运动轨迹如图所示,实心球从A到B的运动过程中,动能逐渐________;球最终会落地是因为受到________力的作用。
      【答案】 ①. 减小 ②. 重
      【解析】
      【详解】实心球从A到B是上升过程,质量不变,速度逐渐减小,动能由质量和速度共同决定,因此动能逐渐减小,此过程动能转化为重力势能。
      地球附近的所有物体都会受到竖直向下的重力作用,重力改变了实心球的运动状态,因此球最终会落地。
      13. 飞机机翼上凸下平,飞行时机翼上方空气流速大、压强________,飞机在下降过程中,飞机周围的大气压强越来越________。
      【答案】 ①.
      小 ②.

      【解析】
      【详解】根据流体压强与流速的规律,流体中流速越大的位置,压强越小。机翼上方空气流速大,因此压强小。大气压强随海拔高度的降低而增大,飞机下降过程中高度逐渐减小,所以周围的大气压强越来越大。
      14. 某同学外出野炊时,用炉子燃烧固体燃料,使1 kg的水升高了60℃。则水吸收的热量为________J。若本次加热消耗固体燃料的质量为0.042 kg,则炉子的效率为________[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)、固体燃料的热值为]。
      【答案】 ①. ②. 20%
      【解析】
      【详解】水吸收的热量
      固体燃料完全燃烧放出的热量
      炉子的效率
      15. 小明设计了如图所示的装置测量物体的密度:往容器中缓慢加水,当物体的一半体积浸入水中时,拉力传感器的示数为4 N;继续往容器中加水,当物体完全浸没时,拉力传感器的示数为12 N。若水的密度为,则物体的密度为________;若将细线剪断,当物体静止时排开水的体积为________。
      【答案】 ①. ②.
      【解析】
      【详解】对物体受力分析:物体受到向上的浮力、向下的重力、向下的拉力,平衡时满足
      设物体体积为,重力为,当一半体积浸入水中时12ρ水gV=G+4N……①
      当物体完全浸没时ρ水gV=G+12N……②
      联立①②,解得,物体体积V=1.6×10−3m3,物体的密度为ρ=mV=GgV=4N10N/kg×1.6×10−3m3=0.25×103kg/m3
      物体密度小于水,剪断后漂浮,浮力等于重力F浮'=G=ρ水gV排
      得物体静止时排开水的体积V排=Gρ水g=4N1×103kg/m3×10N/kg=4×10−4m3
      三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
      16. 如图,F为凸透镜的焦点,请画出入射光线通过凸透镜的完整光路。
      【答案】
      【解析】
      【详解】过光心的光线传播方向不变,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过另一侧的焦点,据此作图。
      17. 如图所示,用大小为F的力将一个物块按压在竖直墙壁上保持静止,画出物块所受摩擦力f的示意图。
      【答案】
      【解析】
      【详解】物块处于静止状态,竖直方向上物块受到的重力与摩擦力是一对平衡力,重力的方向竖直向下,则摩擦力的方向是竖直向上的,作用点可选择在接触面的中点处,也可以选择在物块重心上,故如下图所示
      四、实验题(本题共4小题,共24分)
      18. 在丹东,下雪后能看到环卫工人在冰雪覆盖的道路上洒大量的融雪除雪剂(其主要成分是盐),撒盐后路面上的雪很快熔化。某兴趣小组想找出撒盐雪很快熔化的原因,于是进行了下列探究过程:

      (1)选择冰块吸热方式:现有如图(a)所示的三种方法,请你为他选择一种最佳的方法(当时室温约15℃),你选择的方法是________。
      (2)将适量纯水、淡盐水、浓盐水制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰,然后将这些冰制作成________(选填“冰块”或“冰粉”)。
      (3)取________相同的三种冰分别放入试管中,插入温度计,当温度计的示数达到-15℃开始计时,每隔0.5分钟记录一次温度计的示数,同时观察试管中冰块状态的变化。
      (4)实验中不断搅拌试管中的冰,目的是________。
      (5)在相同加热条件下测量三种冰的温度随时间变化的曲线,如图(b)。三者在虚线对应的时刻开始出现液体。根据温度—时间图像分析可以得到:利用盐水制成的冰是否是晶体________。
      (6)在冰雪覆盖的路面上洒融雪除雪剂,可以使冰的熔点________,冰雪尽快熔化。
      【答案】(1)C (2)冰粉
      (3)质量 (4)使冰均匀受热
      (5)是 (6)降低
      【解析】
      【小问1详解】
      室温约15℃,高于冰的熔点,方法C中冰在室温下吸热熔化,速度较慢,便于观察温度变化和记录数据;A用开水加热、B用酒精灯加热,冰熔化速度过快,受热也不均匀,不便于实验观察记录,因此选择C。
      【小问2详解】
      冰粉相比大块冰块,受热面积更大,更易均匀受热,因此选择冰粉。
      【小问3详解】
      本实验利用控制变量法探究含盐量对冰熔化的影响,需要控制冰的质量相同。
      【小问4详解】
      实验中不断搅拌冰,目的是让冰各处温度一致,保证冰均匀受热,使实验结果准确。
      【小问5详解】
      晶体的特点是熔化过程中温度保持不变,有固定熔点。由温度-时间图像可知,盐水制成的冰熔化时温度保持不变,有固定熔点,因此属于晶体。
      【小问6详解】
      由图像可得:盐浓度越高,冰的熔点越低。因此路面撒融雪除雪剂可以降低冰的熔点,让冰在低于0℃的环境下也能熔化,使冰雪尽快熔化。
      19. 为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,同学设计了如图所示的实验。
      (1)该实验的原理是________。
      (2)实验前,同学在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后再进行实验,则测出的摩擦力偏________。
      (3)图(c)是比a、b更粗糙的木板表面,比较b、c得出的结论是:________;若将图(c)中木板换成粗糙程度相同的塑料表面,弹簧测力计示数变为2.2 N,则说明滑动摩擦力还与________有关。
      (4)比较a、d实验,同学得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,通过讨论大家认为他的结论是错误的,原因是________。
      (5)实验中发现:很难使木块做匀速直线运动,于是设计了图(e)的实验装置,重复实验,发现效果更好。图中此时用力F=2.6 N水平向左拉动木板,木块相对地面保持静止,则木块受到的摩擦力大小为________N。
      【答案】(1)二力平衡
      (2)小 (3) ①. 压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 ②. 接触面的材料
      (4)没有控制压力大小不变
      (5)1.6
      【解析】
      【小问1详解】
      实验中拉动木块做匀速直线运动时,木块受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此实验原理是二力平衡。
      【小问2详解】
      竖直方向调零时,弹簧测力计自身重力会使弹簧伸长,调零后水平使用时,弹簧不再受自身重力的伸长影响,指针会停在零刻度线上方,因此测出的摩擦力偏小。
      【小问3详解】
      b、c两次实验中,压力大小相同,c接触面更粗糙,滑动摩擦力更大,因此得出结论:压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
      接触面粗糙程度、压力都相同,仅换成不同材料的接触面,摩擦力大小改变,说明滑动摩擦力还与接触面的材料有关。
      【小问4详解】
      探究滑动摩擦力和接触面积的关系时,需要控制压力大小不变,将木块切去一半的同时,木块对接触面的压力也减小了,没有控制压力大小不变,因此结论错误。
      【小问5详解】
      图e中木块相对地面静止,受到的摩擦力和弹簧测力计的拉力是平衡力,大小相等;弹簧测力计分度值为0.2N,示数为1.6N,因此摩擦力为1.6N。
      20. 在“探究平面镜成像的特点”的实验中,小明选择了如图所示的实验装置。

      (1)如图(a),小明将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,玻璃板后放一支外形相同但未点燃的蜡烛B,无论怎样移动蜡烛B,都不能与蜡烛A的像重合,则可能的原因是________。调整后,在玻璃板的________侧观察,直到玻璃板中蜡烛B与蜡烛A的像重合。
      (2)小明正在观察蜡烛A的像,小亮同学将物理书挡在玻璃板与蜡烛B之间,小明能否看到蜡烛A的像________。
      (3)小明将如图(b)所示的玻璃板(P、Q两个平面都可成像)竖直架在水平台上进行实验。以P为反射面,小明按照图中的测量方法,认真测量并记录了数据。由此得出了“像距小于物距”的结论,分析可知,导致此错误结论的原因是测量________错误。
      (4)为了减小看到的两个像之间的距离,可以________。
      (5)实验结束后,小明想,若把玻璃板沿中间虚线截成两部分如图(c),并分别向两侧平移一小段距离如图(d),则蜡烛通过左右两部分玻璃板成像的情况:________。

      A. 都成完整的像,且两个像在同一位置
      B. 各成半个像,合起来成一个完整的像
      【答案】(1) ①. 玻璃板未与水平桌面垂直 ②. A
      (2)能 (3)像距 (4)换用更薄的玻璃板
      (5)A
      【解析】
      【小问1详解】
      如果玻璃板不垂直于水平桌面,蜡烛A的像会偏上或偏下,因此无论怎么移动蜡烛B都无法与像重合。
      平面镜成像的原理是光的反射,观察A的像时,需要在玻璃板A所在的前侧观察,才能看到B与A的像重合。
      【小问2详解】
      平面镜成的是虚像,是蜡烛A的光经玻璃板反射后进入人眼形成的,物理书挡在玻璃板和B之间,不影响A的光的反射,因此小明仍能看到A的像。
      【小问3详解】
      本次实验以P面为反射面,正确的像距应该是像到P面的距离,图中测量的是像到Q面的距离,测量值比真实值偏小,因此是测量像距错误,得到了“像距小于物距”的错误结论。
      【小问4详解】
      玻璃板两个面都会反射成像,两个像的间距等于两倍玻璃板厚度,因此换用更薄的玻璃板,就可以减小两个像之间的距离。
      【小问5详解】
      平面镜成像时,物体上任意一点的光都能射到每一块玻璃板上,因此两块玻璃板都会成完整的像,B错误;根据平面镜成像特点,像与物关于镜面对称,蜡烛位置不变,两个像都在对应原位置,最终两个像在同一位置,因此选A。
      21. 在做“用电压表和电流表测电阻”的实验中,某实验小组测量铅笔芯的电阻大小。测量实物如图(a)所示,电源电压为3 V。

      (1)请用笔画线补齐图中缺失的导线,使电路连接完整(要求:导线不可交叉);
      (2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最________端;
      (3)某次测量中电压表和电流表的示数如图(b)所示,未知电阻的阻值为________Ω;
      (4)为了减小实验误差,应________;
      (5)实验后发现铅笔芯变热,而导线却不怎么热,这是因为在电流和通电时间相同时,________越大,产生的热量越多;
      (6)某同学想用实验室一只刻度线清晰,但所标数字模糊不清的电流表A1,制作一个可直接测定电阻的仪器,电路如图(c)所示,电路中电源电压U' 恒定且未知,滑动变阻器标有“40 Ω 1 A”,电流表的测量范围是0~0.6 A。操作如下。
      ①在a、b接线柱间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度;
      ②保持滑片位置不变,ab间改接入20 Ω的定值电阻,此时电流表指针偏转到最大刻度的处;
      ③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,电流表指针偏转到最大刻度的处,可知待测电阻的大小为________Ω。
      【答案】(1) (2)左
      (3)10 (4)多次测量求平均值
      (5)电阻 (6)40
      【解析】
      【小问1详解】
      电流表应串联在电路中,将电源左端负极连接到电流表的负接线柱即可。
      【小问2详解】
      闭合开关前,滑动变阻器需调至接入电阻最大处。滑动变阻器接右下接线柱,滑片在最左端时接入电阻最大。
      【小问3详解】
      电压表选0~3V量程,分度值0.1V,读数;电流表选0~0.6A量程,分度值0.02A,读数I=0.12A ,则未知电阻的阻值R=UI=Ω
      【小问4详解】
      测定值电阻时,一次测量的结果误差较大,多次测量取平均值可以减小误差。
      【小问5详解】
      根据焦耳定律,电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。铅笔芯电阻远大于导线,因此发热更明显。
      【小问6详解】
      设电流表最大电流为,滑动变阻器接入电阻为,电源电压为,根据欧姆定律接导线时Ig=U'R
      接20Ω电阻时13Ig=U'R+20Ω
      联立解得,再接入待测电阻时15Ig=U'R+Rx
      代入U'=10Ω×Ig​,解得未知电阻Rx=40Ω 。
      五、综合应用题(本题共3小题,共22分)
      22. 宇树人形机器人G1具有超越常人的灵活性,解锁无限运动潜力。可进行高难度的动态动作,如动态站起、坐下折叠、舞棍等。若G1人形机器人的质量为35 kg,两只脚与地面的接触总面积为。(g取10 N/kg)求:
      (1)G1人形机器人的重力;
      (2)G1人形机器人双脚站立在水平地面时,对地面产生的压强;
      (3)在机器人躺下的过程中,其重心降低0.5 m,此过程中机器人重力做的功。
      【答案】(1)
      350N
      (2)
      7000Pa
      (3)
      175J
      【解析】
      【小问1详解】
      G1人形机器人的重力G=mg=35kg×10N/kg=350N
      【小问2详解】
      机器人双脚站立在水平地面,对水平地面的压力等于自身重力,即F=G=350N
      对地面产生的压强p=FS=350N0.05m2=7000Pa
      【小问3详解】
      机器人重力做的功W=Gh=350N×0.5m=175J
      23. 如图电路中,电源电压恒为4.8 V不变,小灯泡L标有“6 V 3 W”(电阻不变)。当开关S2闭合,滑动变阻器R2的滑片P置于最左端时,电流表示数为0.5 A;当开关S1闭合,滑动变阻器R2的滑片P置于最右端时,电流表示数为0.1 A。求:
      (1)灯丝电阻;
      (2)当开关S2闭合,滑动变阻器R2的滑片P置于最左端时,R1的功率;
      (3)滑动变阻器R2的最大阻值。
      【答案】(1)

      (2)
      2.4W
      (3)
      36Ω
      【解析】
      【小问1详解】
      灯丝电阻RL=UL2PL=6V23W=12Ω
      【小问2详解】
      当开关S2闭合,滑动变阻器R2的滑片P置于最左端时,只有电阻R1接入电路中,R1的功率P1=UI1=4.8V×0.5A=2.4W
      【小问3详解】
      当开关S1闭合,滑动变阻器R2的滑片P置于最右端时,其阻值最大,小灯泡和滑动变阻器R2串联,小灯泡两端电压为UL'=I2RL=0.1A×12Ω=1.2V
      滑动变阻器R2两端电压为U2=U−UL'=4.8V-1.2V=3.6V
      滑动变阻器R2的最大阻值R2=U2I2=Ω
      24. 我国建成的首条通江达海大运河—平陆运河,配备了大型垂直升船机,其核心由大型滑轮组、驱动电动机和电磁继电器智能安全控制电路等关键部分组成。承船厢与巨型平衡重通过滑轮组悬挂配合工作,利用配重平衡自身绝大部分重力,大幅减轻电动机的牵引负荷,既节约电能损耗,又能保障船舶升降平稳、运行安全。
      为有效防范承船厢超载、厢内水位异常等重大安全隐患,升船机配备了一套精密低压安全控制电路。控制电路电源电压,保护电阻与压敏电阻串联在电路中,电磁铁线圈电阻忽略不计。压敏电阻具有特殊的可变电阻特性:其阻值随压力变化关系如图(b)所示。电路设定安全临界工作电流为0.1 A;当线圈电流时,电磁铁磁性显著增强,吸合衔铁,自动切断工作电路,电动机停止运转,报警器报警;当电流时,电磁铁磁性较弱,衔铁不动作,电动机正常驱动升船机平稳工作。
      某次提升作业中,承船厢和货轮总质量,以0.2 m/s的速度匀速竖直上升,提升高度。提升过程中需要克服机械部件摩擦、空气阻力等做额外功,电动机的输出功率为7500 kW。
      (1)升船机中电磁继电器是利用电流的________效应工作的。
      (2)电磁铁的上端是________极。
      (3)当承船厢搭载质量更大的货轮时,控制电路电流将变________。
      (4)当控制电路达到安全临界工作电流时,承船箱对压敏电阻的压力是________N。
      (5)升船机提升货轮的机械效率为________%。
      (6)结合欧姆定律和电磁继电器工作原理,若想把保护电阻换成另外一个元件,来实现自动控制的压力可调,换成的元件是________。
      【答案】(1)磁 (2)N##北
      (3)大 (4)
      (5)80 (6)滑动变阻器
      【解析】
      【小问1详解】
      电磁继电器的核心是电磁铁,电磁铁利用电流的磁效应工作。
      【小问2详解】
      根据安培定则,电流从电磁铁下端流入、上端流出,右手握住电磁铁,四指顺着电流方向,大拇指指向上端,因此电磁铁上端为N极。
      【小问3详解】
      搭载货轮质量越大,压敏电阻受到的压力越大,由图(b)可知:压力越大,压敏电阻阻值越小。控制电路总电阻,总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可得,控制电路电流变大。
      【小问4详解】
      安全临界电流,总电阻R总=UI=6V0.1A=60Ω
      因此压敏电阻R2=R总−R1=60Ω−20Ω=40Ω
      由图(b)可知时,对应压力F=3.5×107N 。
      【小问5详解】
      承船厢总重力G=mg=3000×103kg×10N/kg=3×107N
      有用功W有=Gh=3×107N×100m=3×109J
      上升时间t=hv=100m0.2m/s=500s
      总功W总=Pt=7500×103W×500s=3.75×109J
      机械效率η=W有W总×100%=3×109J3.75×109J×100%=80%
      【小问6详解】
      要实现压力可调,需要改变控制电路的总电阻,调整触发电流,因此可将固定保护电阻换成滑动变阻器,通过改变电阻实现不同压力的自动控制。

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