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江苏省南通市五年（2017-2021）中考物理真题实验题知识点分类汇编（含答案）
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这是一份江苏省南通市五年（2017-2021）中考物理真题实验题知识点分类汇编（含答案），共46页。试卷主要包含了不同，水的流量与哪些因素有关，小华用同一个凸透镜进行如下探究，阅读短文，回答问题等内容，欢迎下载使用。
江苏省南通市五年（2017-2021）中考物理真题实验题知识点分类汇编（含答案）
一．固体的密度测量实验（共1小题）
1．（2017•南通）小华利用浮力知识测量橡皮泥的密度。
A．测出空烧杯的质量m0。
B．将橡皮泥捏成碗状，轻放入盛满水的溢水杯中，橡皮泥漂浮，用烧杯接住溢出的水。
C．测出烧杯和水的总质量m1，如图。
D．将该橡皮泥取出捏成团，放入盛满水的溢水杯中，橡皮泥沉底，用另一相同的空烧杯接住溢出的水。
E．测出烧杯和水的总质量m2。
（1）调节天平平衡时，发现指针静止时指在分度盘中央刻度线右侧，则应将平衡螺母向 调节，由图可知m1＝ g。
（2）橡皮泥密度的表达式为ρ＝ 。（用m0、m1、m2等物理量的符号表示）
（3）操作B、D中橡皮泥所受浮力分别为FB、FD，则FB、FD的大小关系是：FB FD，请写出你的推理过程： 。
二．控制变量法与探究性实验方案（共3小题）
2．（2021•南通）篮球运动员传球时，篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中，小明觉得好奇：篮球击地面后，反弹方向与哪些因素有关呢？与同学讨论后，他们觉得可以用弹性小球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究，并提出了三种猜想。
猜想1：与小球撞击地面前是否旋转有关；
猜想2：与小球撞击地面时的入射方向有关；
猜想3：与地面的粗糙程度有关。
（1）对于猜想1，联想到旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，由此判断猜想1是 的。
（2）为验证猜想2和3，同学们设计了如图甲所示的装置，每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端，由静止弹出并撞击地面，分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α，测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，记录数据如表。
夹角α
20.0°
30.0°
45.0°
60.0°
70.0°
夹角β
玻璃地面
25.5°
34.7°
49.2°
63.5°
72.8°
木板地面
28.6°
37.3°
51.6°
65.4°
74.1°
水泥地面
30.9°
39.2°
53.9°
67.5°
76.6°
①对猜想2，分析数据可得β与α的定性关系是： ，说明该猜想是正确的。
②对猜想3，小虎认为：表中α一定时，各次测得的β不等，这是由测量误差引起的，所以猜想3是错误的。同学们不赞成小虎的观点，理由是 。
（3）用每隔s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片，如图乙所示。
①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为 cm；小球上标有“直径4cm”字样，请估测小球从O运动至D的平均速度为 m/s。
②小球是从图乙中的 （选填“A”、“B”或“C”）位置开始入射的。
（4）同学们分析：当α一定时，地面越光滑，β值与α越接近，由此推理，如果地面没有摩擦，则β与α应相等，请写出一个用此思想方法研究问题的实例 。
3．（2020•南通）学习小组用侧壁扎有小孔的长塑料瓶做“探究液体压强特点”的实验时，发现每次小孔中水的流量Q（单位时间内喷出水的体积）不同，水的流量与哪些因素有关。大家提出以下猜想：
猜想1：与小孔的形状有关
猜想2：与小孔距水面的深度h有关
猜想3：与小孔的横截面积S有关
（1）为验证猜想1，他们在三个相同塑料瓶侧壁的同一位置各扎一个小孔，三孔形状如图甲所示，在小孔处安装阀门和流量计（测流量的仪器）将瓶中均装满水，打开阀门，测出流量，此步骤存在的问题是 。
（2）肯定猜想1后，为探究猜想2，他们在同一塑料瓶的不同位置，分别开相同的圆孔。进行实验。
①下表是实验中测得的数据，请在图乙中描点作出流量Q与小孔深度的平方根的关系图线，表格中第3次流量Q＝ cm3⋅s﹣1。
序号
孔面积S/cm2
孔深度h/cm
h平方根/cm
流量Q/cm3•s﹣1
1
0.2
10
3.2
28
2
0.2
16
4.0
36
3
0.2
25
5.0
4
0.2
36
6.0
54
5
0.2
50
7.1
64
②进一步分析，他们认为深度影响流量的原因是深度越大，液体压强越 ，喷出小孔的水流速也越大。
（3）对于猜想3，大家认为是正确的，为进一步探究流量Q与小孔横截面积S之间的定量关系，老师画了图丙所示的水柱模型，其中v表示水从小孔流出的速度，l表示时间t内流出水柱的长度，S表示小孔的横截面积。
①根据流量定义并结合模型，推导流量Q与流速v、面积S的关系式：Q＝ ；
②通常情况下，喷泉竖直向上喷出的水柱在上升阶段粗细并不均匀，则喷出水柱在空中上端较 （选填“粗”或“细”）。
4．（2017•南通）冰壶比赛中，为减小冰壶与冰面间的摩擦，运动员需在冰壶运动路线上的某些区域刷冰，如图甲。
（1）为探究刷冰长度的影响因素，小明和同学用图乙装置寻找模拟刷冰区域的材料，他们将木块分别放在长木板、绸布、棉布上，用弹簧测力计水平拉木块做 运动，发现测力计示数关系是F棉＞F木＞F绸．若用木板模拟未刷冰区域，则应选 模拟刷冰区域。
（2）他们用图丙装置，将长为l的所选材料M平铺在木板上，让木板从斜面上滑下，经过M后停在木板上的固定位置P．木板运动到位置P，所需M的长度l与哪些因素有关？大家提出以下猜想：
猜想1：与木块由静止滑下时的高度h有关；
猜想2：与M左端到斜面底端的距离x有关。
①验证猜想1时，保持x不变，将木块从高度将静止滑下，改变l，使木块最终都停在位置P，数据记录如下：
序号
1
2
3
4
5
6
释放的高度h/m
0.10
0.14
0.18
0.20
0.22
0.26
M的长度l/m
2.00
1.60
1.20
0.86
0.80
0.40
在图丁中描点作出l与h的关系图线；l与h的定量关系是l＝ 。
②验证猜想2时，小明改变x，将木块从不同高度由静止滑下，记录数据，得出结论。
分析实验中存在的问题是 ；
正确操作，发现每次只将M前后移动时，木块都会经过M停在P位置。该现象可否定猜想2的依据是 ；
若在上述正确操作中同时改变x和l，则木块最终可能停在 （选填“P点左侧“”P点右侧“或”P点左侧或右侧“）。
三．压强的大小及其计算（共1小题）
5．（2020•南通）小明想测量校园里一块长方体校训石对水平地面的压强。他找到一些与其材质相同的小石块，用测力计、烧杯、水、细线和卷尺等进行如下实验。（g取10N/kg）
（1）使用弹簧测力计前，应检查指针是否指在 。
（2）由图示操作，测出小石块受到的浮力F浮＝ N。
（3）计算出小石块的密度ρ石＝ kg/m3。
（4）测出校训石的长、宽、高分别为5m，1m，2m，则校训石对水平地面的压强p＝ Pa。
（5）校训石与地面接触的右下角是缺损的，则他测算出的压强比实际压强 。（忽略校训石质量的变化）
四．光学实验设计与探究（共1小题）
6．（2018•南通）学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样。
（1）关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想：
猜想1：与小孔到光屏的距离有关；
猜想2：与小孔的形状有关；
猜想3：与小孔的大小有关；
①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是
的。
②验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图1中乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是 。
③为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表：
圆孔的直径/mm
小于1.0
1.0
1.5
2.0
2.5
4.0
像的清晰度
清晰
清晰
清晰
清晰
较模糊
模糊
像的明亮程度
﹣﹣﹣﹣﹣逐渐变亮→
实验现象表明：在小孔成像清晰时， 。
（2）学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究，如图2所示：
①在纸筒底部中心开一小孔a，又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c，光屏上观察到三个像。在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像。则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是 。
②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，所成的像都与b、c两孔处三棱镜所成的像重合，则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要 （选填“大”或“小”）
③若开一个大孔，并在大孔处放一合适的凸透镜替代上述所有棱镜后，恰能在图丙位置光屏上呈现清晰的像，则此像是 倒立的实像；若只用a孔替代凸透镜，在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度 ，像的大小 。
五．凸透镜成像规律及其探究实验（共1小题）
7．（2019•南通）小华用同一个凸透镜进行如下探究。
（1）将凸透镜正对太阳，调节凸透镜下方白纸的位置，直至白纸上出现一最小最亮的光斑，实验示意图如图甲所示，则该透镜的焦距为 cm．将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图乙放置，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右移动，光斑大小将 。
（2）凸透镜和光屏的位置如图乙所示，移去小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的15cm刻度处，将光屏向 移动一段合适的距离，能在光屏上得到烛焰清晰倒立、 的实像；小华发现屏上的像时而清晰时而模糊，请分析造成这一现象的可能原因： 。
六．滑轮（组）机械效率的测量实验（共1小题）
8．（2018•南通）小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：
次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
机械效率η
1
2
0.10
1.0
66.7%
2
3
0.10
1.4
71.4%
3
6
0.10
2.5
（1）实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计，绳端移动距离为 m。
（2）第3次实验的机械效率为 %。
（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是 ；小华所用动滑轮的重一定小于 N。
七．燃料的热值及其计算（共1小题）
9．（2020•南通）小明想估测薯片的热值，进行了如下实验。
（1）将天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左，则应将平衡螺母向 端调节：测量质量时，调节天平再次平衡，右盘中的砝码和游码位置如图甲，其质量为 g。
（2）如图乙，将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后，烧杯中0.2kg的水温度升高了5℃，则水吸收的热量Q吸＝ J．[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）根据Q放＝Q吸和Q放＝mq，算出薯片的热值比实际值小得多。原因是： 。
八．热机的效率（共1小题）
10．（2017•南通）阅读短文，回答问题。
客机C919
如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。
C919机舱内覆有一层高孔率”超细航空级玻璃棉“，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm，1m3的质量为5kg。
机舱内先进的”呼吸系统“，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外﹣50℃以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。
该机有较大的翼载，翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比，下表是飞机的部分技术参数。
最大起飞质量
72.5t
客舱内气压
8.0×104Pa
巡航速度
920km/h
发动机巡航推力
3.6×104N
（1）阳光下，飞机尾翼呈现绿色，是因为尾翼 绿光；若飞机的翼载是500kg/m2，则机翼面积为 m2。
（2）下列关于”超细航空级玻璃棉“性质的描述中，不正确的是 。
A．单丝纤维比头发细 B．密度与玻璃差不多
C．隔音性能相对较好 D．导热能力相对较弱
（3）在万米高空，机体1m2面积上承受内外气压的压力差约为 N；为确保机舱内的温度维持体感舒适值，机上空调需要不断 （选填”加热“或”制冷“）。
（4）飞机水平匀速巡航时，受到的阻力为 N；若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中，耗油1500kg，发动机的热效率为40%，则此过程中发动机的推进效率为 %．（燃油热值q取4.6×107J/kg）
（5）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作。
①若要在较低温度下接通受控电路，应将R1的阻值适当 （选填“增大”或“减小”）
②当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路。已知热敏电阻的电流随电压变化的I﹣U图象如图丙，则此时控制电路中的电流为 A。
九．探究比热容的实验（共1小题）
11．（2019•南通）铁板文蛤是南通的特色佳肴，由文蛤、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成，在体积相同的条件下，餐馆会尽量选择热容量大的炊具。热容量的定义是：物体的温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量。查阅资料知道：物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关，由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想：
猜想1：物体的质量越大则物体的热容量越大；
猜想2：物质的比热容越大则物体的热容量越大。
同学们先用图甲所示装置，将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中，将水加热至沸腾，用温度计测出水的温度，示数如图乙；将四个金属块同时从水中取出，快速放入四个相同的保温杯中，杯中盛有质量和初温（约20℃）均相同的水，过一段时间后分别测出保温杯内水的末温，收集记录的数据如下表。
金属块
质量m/g
比热容c/J（kg•℃）﹣1
末温（℃）
铅
565
0.13×103
34.3
铜
445
0.39×103
47.2
铁
395
0.46×103
48.1
铝
135
0.88×103
40.9
（1）安装装置时应先固定线夹 （选填“A”或“B”）；图乙温度计示数为 ℃。
（2）由表中数据可知：若金属块放出的热量完全被水吸收，则吸收热量最多的是放入了金属 的杯中的水；热容量最大的是 金属块。
（3）分析数据可判断：猜想1、猜想2都是 的。请选择猜想1或猜想2，说出你对该猜想作出上述判断的理由： 。
（4）请用热容量这个物理量，给比热容下定义： 。
一十．影响电阻大小的因素（共1小题）
12．（2020•南通）小明探究铅笔芯的电阻大小与长度的关系时，找来一支铅笔芯，测量其长度并用两枚金属回形针夹住其两端进行实验。
（1）图甲是测铅笔芯电阻的电路，请用笔画线代替导线将其连接完整。
①闭合开关，发现两电表均无示数，为排查故障他将电压表改接在变阻器两端，发现电压表有示数，则电路故障可能是 。
②排除故障，移动滑片P，电流表示数为0.14A时，电压表示数如图乙，为 V，测出的电阻为 Ω。
（2）移动回形针，改变并测量铅笔芯接入电路的长度，实验时发现电流表损坏，他又设计了图丙电路测量电阻。
①正确连好电路，闭合开关S，将开关S1先拨至b，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为U。
②再将S1拨至a，调节电阻箱旋钮至图丁位置，观察到电压表示数略大于U，他把“×1”挡的旋钮又旋了一格，发现电压表示数略小于U，此时他 （选填“应”或“不应”）再调节滑动变阻器，以使电压表的示数恰好为U。
③推断铅笔芯接入电路的阻值 （填写范围）。
（3）小明由上述两次实验，得出铅笔芯电阻与长度的关系，请评价他在探究过程中的不足之处： 。
一十一．探究电流与电压、电阻的关系实验（共1小题）
13．（2021•南通）实验小组做探究“电流与电阻关系”的实验，提供的器材有：电源（电压3V）、电流表、电压表、电阻箱R（0～999.9Ω）、滑动变阻器R1，开关及导线若干。
（1）请用笔画线代替导线把图甲电路连接完整。
（2）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，将电压表改接在R1两端，发现电压表的示数为3V，由此判断电路的故障是 。
（3）排除故障后，调节R的阻值，并移动R1的滑片，使电压表的示数为某一值，记录R的阻值和电流表示数，继续实验，当R的阻值变大时，R1的滑片应向 移动，以使 示数不变。将多次实验测得的数据描绘成图乙所示的I﹣图线。
①图在图丙中画的出当R的阻值为10Ω时，电流表指针所在位置。
②处理数据描绘的是I﹣图线，而不是I﹣R图线，这样做的优点是： 。
（4）实验小组要用已有器材继续测量一个阻值为数百欧的电阻Rx，他们设计了的图丁中A、B两个实验方案，其中能准确测量Rx阻值的是 。
一十二．伏安法测电阻的探究实验（共1小题）
14．（2018•南通）小明和小虎设计如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。实验器材有：电源（电压4.5V）、滑动变阻器R（0～20Ω）、电阻箱R0（0﹣999.9Ω）、电流表、单刀双掷开关及导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路，在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
（2）小明将S拨至“1”，调节滑动变阻器的滑片至某一位置，电流表示数为0.36A．再将S拨至“2”，调节电阻箱，使电流表示数为 A，此时电阻箱的示数如图丙所示，则待测电阻的阻值Rx＝ Ω。
（3）把电阻箱的阻值从10.0Ω调到丙图所示的阻值时，小虎想先把“×10”挡从1调到0，再调“×1”挡。你认为他的想法是否妥当？答： （选填“是”或“否”），理由是： 。
（4）测量结束断开开关后，应首先拆除 （选填“电源”或“电流表”）两端导线。
一十三．电功与电能的计算（共1小题）
15．（2021•南通）阅读短文，回答问题。
安全舒适的家用轿车
为了让司乘人员有安全舒适的驾乘体验，某款家用小轿车配有U形座椅、抬头显示器、倒车雷达、麦弗逊式悬架、真空轮胎等装置。
汽车座椅设计成能增大乘客与座椅接触面积的U型。座椅内部装有电热装置，冬季使用时，人坐上去温暖舒适，图甲为座椅电热装置的电路原理图，电源电压恒定，装置设有“高温”、“低温”、“关”三个挡位，其中高温功率为36W，低温功率为9W。
汽车行驶中，抬头显示器可将重要行车数据和导航信息，通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员无需低头即可了解相关信息；导航系统可按个人喜好选择不同人的语音播报路况；倒车时，倒车雷达利用超声波探测障碍物位置，使倒车更容易、更安全。
麦弗逊式悬架（图乙）是车身与车轮之间的传力部件，由螺旋弹簧和减振器有机组合，悬架工作时车身先压缩弹簧一段距离，之后将弹簧和减振器一起压缩，减缓行驶过程中车辆的振动。
车轮选用真空轮胎，即无内胎的充气轮胎，空气直接充进轮胎内腔。车辆高速行驶时，由于轮胎和路面摩擦而产生的温度，由内部空气经钢圈直接传递出去，快速降低轮胎温度：轮胎的负荷指轮胎承受的压力，与轮胎气压有关，下表是汽车静止时在轮胎发生标准形变的条件下，每只轮胎的负荷F与轮胎气压p的参数。
气压p/KPa
120
150
180
200
240
负荷F/N
2920
3400
3880
4200
4840
（1）抬头显示器将信息投射在驾驶员的正前方，这是光的 现象；导航过程听到播报的语音，就可知道系统在模仿谁的声音，这是根据声音的 进行判断的。
（2）下列有关汽车的说法中不正确的是 。
A.轮胎的钢圈是热的良导体
B.倒车雷达原理与“声呐测距”相同
C.U形座椅是为了增大压强
D.弹簧和减振器被压缩时弹性势能增大
（3）座椅处于低温挡正常工作5min消耗的电能为 J；R1、R2的阻值之比为 。
（4）文中划线部分描述中存在错误，请写出描述错误的文字并改正： ；当轮胎发生标准形变、汽车静止且轮胎气压为250kPa时，轮胎与地面接触的总面积为0.1m2，则汽车对地面的压强为 Pa。
（5）用两根轻弹簧可以模拟汽车悬架。如图丙，在一根大弹簧内套有一根小弹簧，它们的下端都固定在水平面上，压缩该弹簧组合，测得压力F与压缩距离△l之间的关系图线如图丁所示，已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比，则当两弹簧均处于自由状态时，它们上端点间的距离为x＝ m，小弹簧中的弹力F2与被压缩量△l2之间的定量关系式可表示为F2＝ 。
一十四．电功计算公式的应用（共1小题）
16．（2019•南通）阅读短文，回答问题。
地铁
南通即将进入地铁时代。乘坐地铁需文明出行、确保安全。地铁站的站台上标有黄色警戒线；乘客应留意车厢内红、绿色的线路指示灯。手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品，工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声，判断金属物品的大小；手持式安检仪的电池容量为2×103mAh，额定电压为9V，额定功率为0.36W，电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；当剩余电量减为电池容量的10%时，安检仪不能正常工作。
图甲为另一种安检仪的原理模型，固定的矩形虚线区域内存在方向竖直向上的磁场，宽度为0.6m。边长0.2m的正方形金属线圈abcd放在水平传送带上，可随传送带一起以速度v匀速运动。线圈进、出磁场过程中会产生电流，从而线圈会受到大小随线圈速度增大而增大、方向水平的磁场力作用，因此线圈与传送带间也存在摩擦力；运动过程中线圈整体处于磁场中时，线圈中无电流产生。在线圈与传送带间无相对滑动时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P与对应的速度v的数据如表。
v/m•s﹣1
0.2
0.3
0.5
0.6
0.8
P/W
0.016
0.036
0.144
0.256
（1）候车时乘客越过黄色警戒线会有危险，那是因为流体的流速越大，压强越 ；有乘客手捧鲜花进入车厢，所有乘客都闻到了花香，这是因为分子在 。
（2）下列说法中，正确的是 。
A．手持式安检仪也能检测出酒精等易燃违禁物品
B．通过手持式安检仪报警声的音调可判断金属物大小
C．站立的乘客拉住扶手是为了避免受惯性作用造成伤害
D．佩戴紫色眼镜的乘客也能准确辨别出线路指示灯的颜色
（3）手持式安检仪正常工作时的电流为 mA；电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为 h。
（4）分析表中数据，当传送带速度为0.5m/s时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P＝ W；线圈进入磁场时受到的摩擦力f与传送带匀速运动的速度v的变化关系如图乙所示，则当v＞ m/s时线圈将在传送带上滑动。
（5）设传送带的速度保持0.2m/s不变。已知线圈的bc边进入磁场时，bc边受到的磁场力方向水平向左，当bc边出磁场时，由于ad边受到磁场力作用，线圈会受到方向水平向 （选填“左”或“右”）的摩擦力的作用；将多个与图甲中相同的线圈每隔相同时间△t从传送带的左端逐一释放，释放后线圈即与传送带保持0.2m/s的速度一起运动。则△t＝ s时，一段时间后，传送带就会不间断的受到一个线圈的摩擦力作用。
一十五．电功率的计算（共3小题）
17．（2019•南通）将几十个小彩灯串联后接在照明电路上，形成一串五光十色的彩灯带，当其中一个小彩灯灯丝烧断后，彩灯带却不会熄灭，其原因是：小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联。当灯丝正常发光时，金属丝与灯丝支架不导通；当灯丝烧断时，金属丝与灯丝支架瞬间导通，其他小彩灯仍能发光。为探究小彩灯的这一结构，小明找来额定电压为5V的小彩灯进行实验。
（1）请用笔画线代替导线，在甲图中将实物电路连接完整。
（2）正确连接电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障的原因是 。
（3）排除故障，正确操作测得实验数据及现象记录如表。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
电压（V）
0.3
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.5
电流（A）
0.06
0.10
0.13
0.16
0.18
0.20
0.21
0
灯泡亮度
不亮
发红
弱光→强光
灯丝烧断
①小彩灯的额定功率为 W；
②在图乙中，作出灯丝烧断前的I﹣U关系图象；
③分析图象可知；小彩灯的电阻随着其两端电压的增大而 。
（4）实验中发现，灯丝烧断后，小彩灯并没有导通，其原因可能是 。
18．（2020•南通）阅读短文，回答问题。
智能防疫机器人
我国研制的某款智能防疫机器人，具有自主测温，移动，避障等功能。机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上，通过处理系统转变为热图像，实现对人群的体温检测。当发现超温人员，系统会自动语音报警，并在显示屏上用红色框标注人的脸部。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，图甲为控制电机运转的原理电路，U为输入电压，RB为磁敏电阻，阻值随外加磁场强弱的变化而改变。机器人为有效避障，在移动过程中会发射、接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息，当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行驶路线。
下表为机器人的部分参数。“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能：“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量
10kg
减速器的减速比
30：1
电池比能量
140W•h/kg
驱动电机的输入总功率
400W
移动速度
0.1～1m/s
驱动电机将电能转化为机械能的效率
60%
（1）机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用 （选填“超声波”或“激光”）才能较好感知到障碍物；以移动机器人为参照物，障碍物是 的。
（2）下列关于机器人的说法中，错误的是 。
A．菲涅尔透镜的作用相当于凹透镜
B．菲涅尔透镜接收的是人体辐射出的电磁波
C．图甲中电磁铁的上端为N极
D．机器人发现体温38℃的人会语音报警并识别
（3）若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min，此过程中机器人受到的阻力为 N，消耗的电能占电池所能输出总电能的 %。
（4）控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图乙，当磁敏电阻在正常工作区时，即使图甲电路中输入电压U发生改变，R1两端电压U1都能维持在某一定值附近微小变化，从而使控制电路中的电机稳定转动，则磁敏电阻的正常工作区对应图中 （选填“ab”或“bc”）段。已知无磁场时RB阻值为200Ω，R1的阻值为400Ω，线圈电阻忽略不计，当U为24V时，处在磁场中的RB电功率为0.32W，则R1两端的电压U1是 V。
（5）图丙是机器人测速系统的部分装置简化图，磁敏电阻转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧，当传感器对准齿轮两齿间隙时，电缆输出电流为0．某次当驱动电机的齿轮匀速转动时，电缆输出如图丁所示周期性变化的电流，则1s内对准传感器的齿间隙共有 个；若此时机器人遇到障碍物，减速器启动，则经减速器降速后的齿轮转速为 。
19．（2018•南通）阅读短文，回答问题。
喷泉
喷泉是利用水泵将水喷洒成特定形态的水表演艺术。水泵由电机带动工作时，水泵的叶轮高速旋转，驱使水飞离叶轮向外喷出，从而在叶轮中心区形成真空，将池中的水不断“吸”上来，水泵转速恒定时，喷出的水柱高度稳定。
音乐喷泉用计算机采集音乐的声音频率特征，并将其转化为控制信号，用以改变输入电机的电源频率；电源频率的改变使水泵的转速发生变化，达到调节水柱高度的目的。水泵的流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，流量指水泵单位时间内喷出水的体积，扬程指水泵能将水提升的高度。
图甲所示的是一游乐喷泉向上喷出的水柱使卡通模型悬停在空中的照片，喷泉使用的水泵的部分参数如表一，模型悬停在空中时，水冲击到模型时的速度v与模型的质量M、水泵流量Q之间的关系如表二。
表一
额定转速n
2900r/min
额定流量Q
0.04m3/s
额定扬程H
8m
额定功率P
7.5kW
表二
速度v/m•s﹣1
1.0
2.0
3.0
4.0
6.0
质量M/kg
3.0
6.0
12.0
12.0
12.0
流量Q/m3•s﹣1
0.03
0.03
0.04
0.03
0.02
（1）欣赏音乐喷泉时，悦耳的声音是通过 传入人耳的；水泵的叶轮中心区形成真空时，水池中的水在 的作用下不断地进入水泵内。
（2）下列关于喷泉的有关说法，正确的是 。
A．卡通模型所受重力与水对模型的冲击力是相互作用力
B．向上喷出的水在上升过程中的速度处处相等
C．阳光下喷泉附近常出现的彩虹是由光的反射引起的
D．音乐喷泉通过采集声音中的音调信息控制水泵的转速
（3）某喷泉装有四台参数如表一的水泵。第一次调试时水泵转速为额定值的0.9倍，则此时扬程为 m；第二次调试时四台水泵都在额定功率下工作，每台水泵先依次各喷20s，然后一起喷70s停喷，则这次调试过程四台水泵消耗的电能为 kW•h。
（4）分析表二数据，当卡通模型的质量为10kg，水冲击模型时的速度为5.0m/s时，对应的流量为 m3/s，水泵每秒喷出水的质量为 kg。
（5）如图乙为控制喷泉断续工作的模拟电路，AB两端输入如图丙所示的周期性变化的电压UAB．定值电阻R＝2Ω，D为电子元件，当UAB＜6V时，D两端的电压UD等于输入电压，UAB≥6V时，UD保持6V不变。当R的电功率满足PR≥8W时，水泵启动喷水。则t＝3s时电阻R的电功率为 W；该电路工作20min，喷水时间共为 s。
一十六．电功率的测量实验（共1小题）
20．（2017•南通）在“测量小灯泡功率”的实验中，提供的器材有：铭牌上仅能看清标有“0.3A”字样的小灯泡、电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，小灯泡不亮，两电表均无示数，现将电压表接在变阻器两端时有示数，接在开关两端时无示数，则电路故障是 。
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片，使电流表示数为0.3A，此时电压表示数如图乙所示，其值为 V，小灯泡的额定功率为 W。
（4）在实验过程中，电压表发生故障，现增加电阻箱和单刀双掷开关，设计了如图丙、丁两种方案，则能测出灯泡额定功率的方案是 。
参考答案与试题解析
一．固体的密度测量实验（共1小题）
1．（2017•南通）小华利用浮力知识测量橡皮泥的密度。
A．测出空烧杯的质量m0。
B．将橡皮泥捏成碗状，轻放入盛满水的溢水杯中，橡皮泥漂浮，用烧杯接住溢出的水。
C．测出烧杯和水的总质量m1，如图。
D．将该橡皮泥取出捏成团，放入盛满水的溢水杯中，橡皮泥沉底，用另一相同的空烧杯接住溢出的水。
E．测出烧杯和水的总质量m2。
（1）调节天平平衡时，发现指针静止时指在分度盘中央刻度线右侧，则应将平衡螺母向 左 调节，由图可知m1＝ 32 g。
（2）橡皮泥密度的表达式为ρ＝ •ρ水 。（用m0、m1、m2等物理量的符号表示）
（3）操作B、D中橡皮泥所受浮力分别为FB、FD，则FB、FD的大小关系是：FB 大于 FD，请写出你的推理过程： 操作B中物体漂浮在水面上，浮力FB等于物体的重力，操作D中物体沉底在水里，浮力FD小于物体的重力，橡皮泥在这两个过程中形状发生了变化，而重力不变，所以FB大于FD 。
【详解】解：（1）指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧，所以左盘高，平衡螺母应向左移动。
读图可知，天平标尺的分度值为0.2g，标尺示数为2g，
则物体的质量为：20g+10g+2g＝32g。
（2）将橡皮泥捏成碗状，轻放入盛满水的溢水杯中，橡皮泥漂浮，此时排开水的重力就是橡皮泥受到的浮力，即G＝F浮＝G排水＝（m1﹣m0）g，所以物体的质量m橡皮泥＝m1﹣m0，
将该橡皮泥取出捏成团，放入盛满水的溢水杯中，橡皮泥沉底，溢出水的质量为m2﹣m0，
溢出水的体积V排＝＝，
因为橡皮泥沉底，所以V排＝V橡皮泥＝，
橡皮泥的密度ρ＝＝＝•ρ水；
（3）操作B中物体漂浮在水面上，浮力FB等于物体的重力，操作D中物体沉底在水里，浮力FD小于物体的重力，橡皮泥在这两个过程中形状发生了变化，而重力不变，所以FB大于FD，
【答案】（1）左；32；（2）•ρ水；（3）大于；操作B中物体漂浮在水面上，浮力FB等于物体的重力，操作D中物体沉底在水里，浮力FD小于物体的重力，橡皮泥在这两个过程中形状发生了变化，而重力不变，所以FB大于FD。
二．控制变量法与探究性实验方案（共3小题）
2．（2021•南通）篮球运动员传球时，篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中，小明觉得好奇：篮球击地面后，反弹方向与哪些因素有关呢？与同学讨论后，他们觉得可以用弹性小球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究，并提出了三种猜想。
猜想1：与小球撞击地面前是否旋转有关；
猜想2：与小球撞击地面时的入射方向有关；
猜想3：与地面的粗糙程度有关。
（1）对于猜想1，联想到旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，由此判断猜想1是 正确 的。
（2）为验证猜想2和3，同学们设计了如图甲所示的装置，每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端，由静止弹出并撞击地面，分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α，测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，记录数据如表。
夹角α
20.0°
30.0°
45.0°
60.0°
70.0°
夹角β
玻璃地面
25.5°
34.7°
49.2°
63.5°
72.8°
木板地面
28.6°
37.3°
51.6°
65.4°
74.1°
水泥地面
30.9°
39.2°
53.9°
67.5°
76.6°
①对猜想2，分析数据可得β与α的定性关系是： 当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大 ，说明该猜想是正确的。
②对猜想3，小虎认为：表中α一定时，各次测得的β不等，这是由测量误差引起的，所以猜想3是错误的。同学们不赞成小虎的观点，理由是 如果是由误差引起的，则不管地面的粗糙程度如何变化，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小，但分析表中数据发现，当小球的入射方向与地面的夹角a一定时，接触面越粗糙，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大，说明β是受接触面粗程度的影响，而不是误差造成的 。
（3）用每隔s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片，如图乙所示。
①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为 3.20 cm；小球上标有“直径4cm”字样，请估测小球从O运动至D的平均速度为 3.2 m/s。
②小球是从图乙中的 C （选填“A”、“B”或“C”）位置开始入射的。
（4）同学们分析：当α一定时，地面越光滑，β值与α越接近，由此推理，如果地面没有摩擦，则β与α应相等，请写出一个用此思想方法研究问题的实例 探究阻力对物体运动的影响 。
【详解】解：（1）旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，说明小球撞击水平地面后的反弹方向与小球撞击地面前是否旋转有关，由此判断猜想1是正确的；
（2）①由表中数据可知，当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大，由此验证猜想2是正确的；
②如果是由误差引起的，则不管地面的粗糙程度如何变化，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小，但分析表中数据发现，当小球的入射方向与地面的夹角a一定时，接触面越粗糙，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大，说明β是受接触面粗程度的影响，而不是误差造成的；
（3）①因为用毫米刻度尺测量，估读到分度值的下一位，故数据记录为3.20cm；
用刻度尺测出图中小球的直径为4mm＝0.4cm，则
图中O、D两位置球心间距离大约是＝8个小球的直径，已知小球的实际直径4cm，
所以O、D两位置球心间距离为：s＝8×4cm＝32cm＝0.32m，
小球从O运动到D位置过程被记录的4次，这个过程所用时间为：t＝3×s＝0.1s，
从O运动至D的平均速度v＝＝＝3.2m/s；
②分忻表中数据可知，小球的入射方向与地面的夹角α始终小于小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，由此判断小球是从图乙中C位置开始入射的；
（4）探究阻力对物体运动的影响时发现，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，小车在水平面上运动的距离越远，由此推理如果水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车将做匀速直线运动，这个实例也用到了科学推理的方法。
【答案】
（1）正确；
（2）①当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大；
②如果是由误差引起的，则不管地面的粗糙程度如何变化，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小，但分析表中数据发现，当小球的入射方向与地面的夹角a一定时，接触面越粗糙，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大，说明β是受接触面粗程度的影响，而不是误差造成的；
（3）①3.20；3.2；②C；
（4）探究阻力对物体运动的影响。
3．（2020•南通）学习小组用侧壁扎有小孔的长塑料瓶做“探究液体压强特点”的实验时，发现每次小孔中水的流量Q（单位时间内喷出水的体积）不同，水的流量与哪些因素有关。大家提出以下猜想：
猜想1：与小孔的形状有关
猜想2：与小孔距水面的深度h有关
猜想3：与小孔的横截面积S有关
（1）为验证猜想1，他们在三个相同塑料瓶侧壁的同一位置各扎一个小孔，三孔形状如图甲所示，在小孔处安装阀门和流量计（测流量的仪器）将瓶中均装满水，打开阀门，测出流量，此步骤存在的问题是 没有控制小孔的横截面积相等 。
（2）肯定猜想1后，为探究猜想2，他们在同一塑料瓶的不同位置，分别开相同的圆孔。进行实验。
①下表是实验中测得的数据，请在图乙中描点作出流量Q与小孔深度的平方根的关系图线，表格中第3次流量Q＝ 45 cm3⋅s﹣1。
序号
孔面积S/cm2
孔深度h/cm
h平方根/cm
流量Q/cm3•s﹣1
1
0.2
10
3.2
28
2
0.2
16
4.0
36
3
0.2
25
5.0
45
4
0.2
36
6.0
54
5
0.2
50
7.1
64
②进一步分析，他们认为深度影响流量的原因是深度越大，液体压强越 大 ，喷出小孔的水流速也越大。
（3）对于猜想3，大家认为是正确的，为进一步探究流量Q与小孔横截面积S之间的定量关系，老师画了图丙所示的水柱模型，其中v表示水从小孔流出的速度，l表示时间t内流出水柱的长度，S表示小孔的横截面积。
①根据流量定义并结合模型，推导流量Q与流速v、面积S的关系式：Q＝ Sv ；
②通常情况下，喷泉竖直向上喷出的水柱在上升阶段粗细并不均匀，则喷出水柱在空中上端较 粗 （选填“粗”或“细”）。
【详解】解：（1）由题意，三个小孔的深度相同，形状不同，但没有保持小孔的横截面积相同，违背了控制变量法的应用；
（2）①在乙图中，把表中各数据描点，再连接，如下图：
通过图象可以得出，流量Q和小孔深度的平方根成一次函数；
取序号2、4的数据（是一个精确数值），得出Q＝9×的函数式，则表格中第3次流量Q＝9×5.0＝45cm3•s﹣1；
②深度影响流量的原因是深度越大，液体的压强越大，喷出小孔的水的流速越大；
（3）①由题图丙知，流量Q相当于单位时间流出的水柱的体积（水是圆柱体），水柱的长度v，则流量Q＝Sv；
②从喷口喷出的水的流量Q＝Sv是定值，单位时间出来的水的体积不变，随着水柱的上升，v在不断变小时，横截面积S在不断增大，因此上升阶段的水柱呈现的形态是上端较粗。
【答案】（1）没有控制小孔的横截面积相等；（2）①如图所示； 45； ②大；（3）①Sv；②粗。
4．（2017•南通）冰壶比赛中，为减小冰壶与冰面间的摩擦，运动员需在冰壶运动路线上的某些区域刷冰，如图甲。
（1）为探究刷冰长度的影响因素，小明和同学用图乙装置寻找模拟刷冰区域的材料，他们将木块分别放在长木板、绸布、棉布上，用弹簧测力计水平拉木块做 匀速直线 运动，发现测力计示数关系是F棉＞F木＞F绸．若用木板模拟未刷冰区域，则应选 绸布 模拟刷冰区域。
（2）他们用图丙装置，将长为l的所选材料M平铺在木板上，让木板从斜面上滑下，经过M后停在木板上的固定位置P．木板运动到位置P，所需M的长度l与哪些因素有关？大家提出以下猜想：
猜想1：与木块由静止滑下时的高度h有关；
猜想2：与M左端到斜面底端的距离x有关。
①验证猜想1时，保持x不变，将木块从高度将静止滑下，改变l，使木块最终都停在位置P，数据记录如下：
序号
1
2
3
4
5
6
释放的高度h/m
0.10
0.14
0.18
0.20
0.22
0.26
M的长度l/m
2.00
1.60
1.20
0.86
0.80
0.40
在图丁中描点作出l与h的关系图线；l与h的定量关系是l＝ 3﹣10h 。
②验证猜想2时，小明改变x，将木块从不同高度由静止滑下，记录数据，得出结论。
分析实验中存在的问题是 没有控制木块从斜面上同一位置滑下 ；
正确操作，发现每次只将M前后移动时，木块都会经过M停在P位置。该现象可否定猜想2的依据是 水平木板表面和M的总长度不变，而所选材料M的长度不变，则滑块在木板上滑动的距离也是不变的 ；
若在上述正确操作中同时改变x和l，则木块最终可能停在 P点左侧或右侧 （选填“P点左侧“”P点右侧“或”P点左侧或右侧“）。
【详解】解：（1）在探究刷冰长度的影响因素的实验过程中，拉动木块在不同表面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力，根据弹簧测力计示数的关系，若用木板模拟未未刷冰区域，则选择摩擦力小的材料模拟刷冰区，故选绸布；
（2）①根据表中数据描出的是一条直线，如图所示：
根据直线方程y＝kx+b，将表中数据代入公式，
2.0＝k×0.1+b，1.6＝k×0.14+b，计算得，
k＝﹣10，b＝3；
故l与h的定量关系：l＝3﹣10h；
②在研究猜想2时，没有控制物块从斜面同一位置滑下；正确操作后，每次只前后移动M，水平木板表面和M的总长度，而所选材料M的长度不变，则滑块在木板上滑动的距离也是一定的，所以可以否定猜想2，如果同时改变x和l的长度，当x减小，l增大时，则木块停止在P点的右侧；当x增大，l减小时，木块停止P点的左侧。
【答案】（1）匀速直线；绸布；（2）①如上图；3﹣10h；②没有控制木块从斜面上同一位置滑下；水平木板表面和M的总长度不变，而所选材料M的长度不变，则滑块在木板上滑动的距离也是不变的；P点左侧或右侧。
三．压强的大小及其计算（共1小题）
5．（2020•南通）小明想测量校园里一块长方体校训石对水平地面的压强。他找到一些与其材质相同的小石块，用测力计、烧杯、水、细线和卷尺等进行如下实验。（g取10N/kg）
（1）使用弹簧测力计前，应检查指针是否指在 刻度盘的零刻度线上 。
（2）由图示操作，测出小石块受到的浮力F浮＝ 1 N。
（3）计算出小石块的密度ρ石＝ 2.5×103 kg/m3。
（4）测出校训石的长、宽、高分别为5m，1m，2m，则校训石对水平地面的压强p＝ 5×104 Pa。
（5）校训石与地面接触的右下角是缺损的，则他测算出的压强比实际压强 小 。（忽略校训石质量的变化）
【详解】解：（1）使用弹簧测力计前，应先检查指针是否指在零刻度线上（指针校零）；
（2）根据称重法，物体受到的浮力F浮＝2.5N﹣1.5N＝1N；
根据阿基米德原理得：V石＝V排＝＝＝1×10﹣4m3；
（3）小石块的质量：m石＝＝＝0.25kg，
则小石块的密度：ρ石＝＝＝2.5×103kg/m3；
（4）校训石对水平地面的压强：p＝ρ石gh＝2.5×103kg/m3×10N/kg×2m＝5×104pa。
（5）校训石与地面接触的右下角是缺损的，导致受力面积减小，测算时计算的底面积比实际的底面积大，忽略校训石质量的变化，由p＝可知，测算出的压强比实际压强偏小。
【答案】（1）刻度盘的零刻度线上；（2）1；（3）2.5×103；（4）5×104；（5）小。
四．光学实验设计与探究（共1小题）
6．（2018•南通）学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样。
（1）关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想：
猜想1：与小孔到光屏的距离有关；
猜想2：与小孔的形状有关；
猜想3：与小孔的大小有关；
①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是
正确 的。
②验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图1中乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是 没有控制孔的大小相等 。
③为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表：
圆孔的直径/mm
小于1.0
1.0
1.5
2.0
2.5
4.0
像的清晰度
清晰
清晰
清晰
清晰
较模糊
模糊
像的明亮程度
﹣﹣﹣﹣﹣逐渐变亮→
实验现象表明：在小孔成像清晰时， 小孔越大，亮度越亮 。
（2）学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究，如图2所示：
①在纸筒底部中心开一小孔a，又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c，光屏上观察到三个像。在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像。则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是 C 。
②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，所成的像都与b、c两孔处三棱镜所成的像重合，则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要 小 （选填“大”或“小”）
③若开一个大孔，并在大孔处放一合适的凸透镜替代上述所有棱镜后，恰能在图丙位置光屏上呈现清晰的像，则此像是 放大 倒立的实像；若只用a孔替代凸透镜，在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度 更暗 ，像的大小 相等 。
【详解】解：（1）①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关；可判断猜想1是正确的。
②要探究：像的亮度与小孔的形状的关系，需要控制孔的大小不变，改变形状，而图乙中即改变了孔的形状，又改变了孔的大小，此过程中没有控制小孔的大小相等；
③由实验数据分析可得：在小孔成像清晰时，小孔越大，像的明亮程度越亮；
（2）①三棱镜具有偏折光的能力，要想使光都会聚在光屏中心的位置，则在bc两处放置的三棱镜的方式可能是凸透镜的形状，即图C的形状；
②在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，此装置类似凸透镜，过光心时传播方向不变，越靠近光心的光线偏折程度的越小，故则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小；
③根据图知，物距小于像距，可以判断出此时凸透镜成的是一个倒立放大的实像，因为凸透镜和小孔都成倒立放大的实像，物距和像距都相等，所以像的大小是相等的，因为入射到凸透镜上的光数量较多，经凸透镜折射后，经过的像点的光线多，所以看起来亮一些，所以只用a孔替代凸透镜，光屏上所成的像的亮度更暗。
【答案】（1）①正确；②没有控制小孔的大小相等；③小孔越大，亮度越亮；（2）①C；②小；③放大；更暗；相等。
五．凸透镜成像规律及其探究实验（共1小题）
7．（2019•南通）小华用同一个凸透镜进行如下探究。
（1）将凸透镜正对太阳，调节凸透镜下方白纸的位置，直至白纸上出现一最小最亮的光斑，实验示意图如图甲所示，则该透镜的焦距为 10.0 cm．将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图乙放置，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右移动，光斑大小将 不变 。
（2）凸透镜和光屏的位置如图乙所示，移去小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的15cm刻度处，将光屏向 右 移动一段合适的距离，能在光屏上得到烛焰清晰倒立、 放大 的实像；小华发现屏上的像时而清晰时而模糊，请分析造成这一现象的可能原因： 蜡焰在晃动 。
【详解】解：（1）由图甲可知，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，焦点到凸透镜的距离为10cm，则凸透镜的焦距是10.0cm；
由图乙可知，发光小灯泡在凸透镜焦点位置，经凸透镜折射后形成平行光线，将光屏向右移动，光斑大小不变；
（2）将点燃的蜡烛放置于光具座的15cm刻度处，物距u＝30.0cm﹣15.0cm＝15.0cm，满足：2f＞u＞f条件，成倒立、放大的实像；像距大于二倍焦距，光屏应向右移动；
光屏上的像时而清晰时而模糊，说明像距在不断变化，是由物距变化引起的，原因是蜡烛的火焰在不断晃动。
【答案】（1）10.0；不变；（2）右；放大；蜡焰在晃动。
六．滑轮（组）机械效率的测量实验（共1小题）
8．（2018•南通）小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：
次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
机械效率η
1
2
0.10
1.0
66.7%
2
3
0.10
1.4
71.4%
3
6
0.10
2.5
（1）实验中应竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计，绳端移动距离为 0.3 m。
（2）第3次实验的机械效率为 80 %。
（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是 增加物重 ；小华所用动滑轮的重一定小于 1 N。
【详解】解：（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定；
由图示可知，滑轮组承重绳子有效股数n＝3，弹簧测力计移动的距离s＝3h＝3×0.10m＝0.3m；
（2）第3次测量中，
有用功：W有用＝Gh＝6N×0.10m＝0.60J；
做功：W总＝Fs＝2.5N×0.30m＝0.75J；
机械效率为：
η3＝×100%＝×100%＝80%；
（3）由1、2、3次数据知，同一滑轮组，物体越重，机械效率越高，故增加物重可以提高同一滑轮组的机械效率；
当物体越重时，对滑轮的压力越大，摩擦力越大，所以第一次实验受摩擦力的影响最小，此时滑轮的重力为：G动＝nF﹣G物＝3×1N﹣2N＝1N。
【答案】（1）匀速；0.3；（2）80；（3）增加物重；1。
七．燃料的热值及其计算（共1小题）
9．（2020•南通）小明想估测薯片的热值，进行了如下实验。
（1）将天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左，则应将平衡螺母向 右 端调节：测量质量时，调节天平再次平衡，右盘中的砝码和游码位置如图甲，其质量为 6.2 g。
（2）如图乙，将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后，烧杯中0.2kg的水温度升高了5℃，则水吸收的热量Q吸＝ 4.2×103 J．[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）根据Q放＝Q吸和Q放＝mq，算出薯片的热值比实际值小得多。原因是： 因薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收 。
【详解】解：
（1）在调节天平平衡时，指针偏左，应将平衡螺母向右调节。
由题图，物体的质量m＝5g+1.2g＝6.2g。
（2）由题意，水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×5℃＝4.2×103J。
（3）因薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收，即Q放＞Q吸，故算出的热值比实际值小。
【答案】（1）右； 6.2；（2）4.2×103； （3）因薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收。
八．热机的效率（共1小题）
10．（2017•南通）阅读短文，回答问题。
客机C919
如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。
C919机舱内覆有一层高孔率”超细航空级玻璃棉“，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm，1m3的质量为5kg。
机舱内先进的”呼吸系统“，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外﹣50℃以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。
该机有较大的翼载，翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比，下表是飞机的部分技术参数。
最大起飞质量
72.5t
客舱内气压
8.0×104Pa
巡航速度
920km/h
发动机巡航推力
3.6×104N
（1）阳光下，飞机尾翼呈现绿色，是因为尾翼 反射 绿光；若飞机的翼载是500kg/m2，则机翼面积为 145 m2。
（2）下列关于”超细航空级玻璃棉“性质的描述中，不正确的是 B 。
A．单丝纤维比头发细 B．密度与玻璃差不多
C．隔音性能相对较好 D．导热能力相对较弱
（3）在万米高空，机体1m2面积上承受内外气压的压力差约为 5.5×104 N；为确保机舱内的温度维持体感舒适值，机上空调需要不断 制冷 （选填”加热“或”制冷“）。
（4）飞机水平匀速巡航时，受到的阻力为 3.6×104 N；若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中，耗油1500kg，发动机的热效率为40%，则此过程中发动机的推进效率为 60 %．（燃油热值q取4.6×107J/kg）
（5）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作。
①若要在较低温度下接通受控电路，应将R1的阻值适当 减小 （选填“增大”或“减小”）
②当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路。已知热敏电阻的电流随电压变化的I﹣U图象如图丙，则此时控制电路中的电流为 0.002 A。
【详解】解：（1）在阳光下飞机尾翼呈现绿色是因为飞机的尾翼反射绿色光，根据公式
机翼面积（s）＝；得机翼面积（s）＝＝145m2；
（2）”超细航空级玻璃棉“性质有：直径只有3～5μm，密度ρ＝＝＝5kg/m3，密度比玻璃的密度小很多，还具有很好的隔音和保温效果；故B不正确；
（3）在万米高空，机舱外的大气压为2.5×104Pa，机舱内的气压为8×104Pa，在机体每平方米上产生的压力差△F＝F向外﹣F向内＝P内S﹣P外S＝5.5×104N；能将机外﹣50℃以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，所以机体上的空调要不断制冷，使舱内气压和温度达到舒适值。
（4）飞机水平匀速巡航时，处于平衡状态，受到平衡力的作用，发动机巡航推力与受到的阻力平衡力，大小相等，故f＝F＝3.6×104N；
燃料完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝1500kg×4.6×107J/kg＝6.9×1010J；
根据η＝得
发动机获得的机械能：W机械＝ηQ放＝40%×6.9×1010J＝2.76×1010J；
发动机巡航的距离为：s＝vt＝920km/h×0.5h＝460km＝460000m
飞机的推进功（推力所做的功）：W推力＝Fs＝3.6×104N×460000m＝1.656×1010J
发动机的推进效率：η′＝＝×100%＝60%；
（5）①热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，故要在较低温度下接通受控电路，R2的电阻增大，要使电流不变，应将R1的阻值适当减小，才能使总电阻不变；
②当电流为2mA时，R1阻两端的电压为：U1＝IR1＝0.002A×1000Ω＝2V，
此时R2两端的电压为：U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，由图象知U2符合题意，故此时控制电路中的电流为2mA＝0.002A。
【答案】（1）反射；145；（2）B；（3）5.5×104；制冷；（4）3.6×104；60；（5）①减小；②0.002。
九．探究比热容的实验（共1小题）
11．（2019•南通）铁板文蛤是南通的特色佳肴，由文蛤、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成，在体积相同的条件下，餐馆会尽量选择热容量大的炊具。热容量的定义是：物体的温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量。查阅资料知道：物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关，由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想：
猜想1：物体的质量越大则物体的热容量越大；
猜想2：物质的比热容越大则物体的热容量越大。
同学们先用图甲所示装置，将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中，将水加热至沸腾，用温度计测出水的温度，示数如图乙；将四个金属块同时从水中取出，快速放入四个相同的保温杯中，杯中盛有质量和初温（约20℃）均相同的水，过一段时间后分别测出保温杯内水的末温，收集记录的数据如下表。
金属块
质量m/g
比热容c/J（kg•℃）﹣1
末温（℃）
铅
565
0.13×103
34.3
铜
445
0.39×103
47.2
铁
395
0.46×103
48.1
铝
135
0.88×103
40.9
（1）安装装置时应先固定线夹 B （选填“A”或“B”）；图乙温度计示数为 99 ℃。
（2）由表中数据可知：若金属块放出的热量完全被水吸收，则吸收热量最多的是放入了金属 铁 的杯中的水；热容量最大的是 铁 金属块。
（3）分析数据可判断：猜想1、猜想2都是 错误 的。请选择猜想1或猜想2，说出你对该猜想作出上述判断的理由： 铁的质量没有铜大，但铁热容量比铜大 。
（4）请用热容量这个物理量，给比热容下定义： 物体的热容量与质量之比 。
【详解】解：
（1）为了确保用酒精灯的外焰加热，应由下向上组装，即应先固定线夹；
图中温度计的分度值为1℃，此时温度计的示数为99℃；
（2）若金属块放出的热量完全被水吸收，根据Q＝cm△t知，质量相同的水温度升高的越多，水吸收的热量越多，则金属块放出的热量越多，由表格数据可知放入了铁块的杯子中的水温度升高的最多，即这杯水吸收的热量最多，也就是铁块放出的热量最多；
开始时金属块的初温都为99℃，最后的末温是铁块最高，则铁块的温度减少的最小，由于铁块放出的热量最多，温度却降低的最小，所以结合热容量的定义可知，铁块的热容量最大；
（3）根据表格数据可知猜想1、猜想2都是错误的，以猜想1为例：铁的质量没有铜大，但铁热容量比铜大；
（4）因为热容量是物体的温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量，而比热容是单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量，
所以比热容是物体的热容量与质量之比。
【答案】（1）B；99；（2）铁；铁；（3）错误；铁的质量没有铜大，但铁热容量比铜大；（4）物体的热容量与质量之比。
一十．影响电阻大小的因素（共1小题）
12．（2020•南通）小明探究铅笔芯的电阻大小与长度的关系时，找来一支铅笔芯，测量其长度并用两枚金属回形针夹住其两端进行实验。
（1）图甲是测铅笔芯电阻的电路，请用笔画线代替导线将其连接完整。
①闭合开关，发现两电表均无示数，为排查故障他将电压表改接在变阻器两端，发现电压表有示数，则电路故障可能是 滑动变阻器断路 。
②排除故障，移动滑片P，电流表示数为0.14A时，电压表示数如图乙，为 2.8 V，测出的电阻为 20 Ω。
（2）移动回形针，改变并测量铅笔芯接入电路的长度，实验时发现电流表损坏，他又设计了图丙电路测量电阻。
①正确连好电路，闭合开关S，将开关S1先拨至b，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为U。
②再将S1拨至a，调节电阻箱旋钮至图丁位置，观察到电压表示数略大于U，他把“×1”挡的旋钮又旋了一格，发现电压表示数略小于U，此时他 不应 （选填“应”或“不应”）再调节滑动变阻器，以使电压表的示数恰好为U。
③推断铅笔芯接入电路的阻值 0.5Ω～1.5Ω （填写范围）。
（3）小明由上述两次实验，得出铅笔芯电阻与长度的关系，请评价他在探究过程中的不足之处： 实验次数太少，结论具有偶然性 。
【详解】解：（1）电源为2节干电池，电源电压为3V，所以电压表量程应选0～3V的量程，电压表与铅笔芯并联，铅笔芯串联接入电路。连接电路如图所示：
①闭合开关，电流表无示数说明电路断路，电压表接在铅笔芯两端无示数，而接在滑动变阻器两端有示数，说明滑动变阻器断路；
②电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，所以图乙中电压表的示数为2.8V；
由欧姆定律可知电阻为R＝＝＝20Ω；
（2）②应用等效法测电阻时，滑动变阻器的电阻应该保持不变，使S1接b时铅笔芯两端电压与S1接a时电阻箱两端电压相等，即分压效果相等，电阻箱的电阻等于铅笔芯电阻。所以实验时不应该移动滑动变阻器；
图丁中电阻箱的阻值为1.5Ω，观察到电压表示数略大于U，他把“×1”挡的旋钮又旋了一格，发现电压表示数略小于U，则由串联分压规律可知此时电阻箱阻值变小，即电阻箱的阻值调为0.5Ω，所以铅笔芯接入电路的阻值为0.5Ω～1.5Ω；
（3）实验次数太少，结论具有偶然性。
【答案】（1）①滑动变阻器断路；②2.8；20；（2）②不应；③0.5Ω～1.5Ω；（3）实验次数太少，结论具有偶然性。
一十一．探究电流与电压、电阻的关系实验（共1小题）
13．（2021•南通）实验小组做探究“电流与电阻关系”的实验，提供的器材有：电源（电压3V）、电流表、电压表、电阻箱R（0～999.9Ω）、滑动变阻器R1，开关及导线若干。
（1）请用笔画线代替导线把图甲电路连接完整。
（2）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，将电压表改接在R1两端，发现电压表的示数为3V，由此判断电路的故障是 滑动变阻器断路 。
（3）排除故障后，调节R的阻值，并移动R1的滑片，使电压表的示数为某一值，记录R的阻值和电流表示数，继续实验，当R的阻值变大时，R1的滑片应向 左 移动，以使 电压表 示数不变。将多次实验测得的数据描绘成图乙所示的I﹣图线。
①图在图丙中画的出当R的阻值为10Ω时，电流表指针所在位置。
②处理数据描绘的是I﹣图线，而不是I﹣R图线，这样做的优点是： 图像是一条直线，比较直观，便于处理数据发现规律 。
（4）实验小组要用已有器材继续测量一个阻值为数百欧的电阻Rx，他们设计了的图丁中A、B两个实验方案，其中能准确测量Rx阻值的是 B 。
【详解】解：（1）电阻、电流表、滑动变阻器串联接入电路，电压表选0～3V的量程与电阻并联接入电路，如图：
；
（2）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，说明电路断路，将电压表改接在R1两端，发现电压表的示数为3V，说明此时电压表串联接入电路，即与电压表并联的滑动变阻器断路，所以电路故障为滑动变阻器断路；
（3）排除故障后，调节R的阻值，并移动R1的滑片，使电压表的示数为某一值，记录R的阻值和电流表示数，继续实验，当R的阻值变大时，需保持电阻两端电压不变，根据串联分压原理可知滑动变阻器接入电路的电阻需变大，所以R1的滑片应向左移动，以使电压表示数不变；
①由乙图可知当电阻为10Ω时，通过电路的电流为0.2A，如图：
；
②处理数据描绘的是I﹣图线，而不是I﹣R图线，这样做的优点是图像是一条直线，比较直观，便于处理数据发现规律；
（4）实验小组要用已有器材继续测量一个阻值为数百欧的电阻Rx，他们设计了的图丁中A、B两个实验方案，其中能准确测量Rx阻值的是B，
A、闭合开关S1，电路为电阻的简单电路，电源电压3V，电阻阻值为数百欧，通过电路的电流太小，电流表无法准确测量通过电路的电流，
B、两电阻串联接入电路，闭合开关S2，电压表测两电阻的总电压U，闭合开关S1，电压表测电阻Rx，两端的电压Ux，串联电路总电压等于各分电压之和，则电阻箱两端的电压为U﹣Ux，由串联分压原理可知＝，所以Rx＝。
【答案】（1）如图；（2）滑动变阻器断路；（3）左；电压表；①如图；②图像是一条直线，比较直观，便于处理数据发现规律；（4）B。
一十二．伏安法测电阻的探究实验（共1小题）
14．（2018•南通）小明和小虎设计如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。实验器材有：电源（电压4.5V）、滑动变阻器R（0～20Ω）、电阻箱R0（0﹣999.9Ω）、电流表、单刀双掷开关及导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路，在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
（2）小明将S拨至“1”，调节滑动变阻器的滑片至某一位置，电流表示数为0.36A．再将S拨至“2”，调节电阻箱，使电流表示数为 0.36 A，此时电阻箱的示数如图丙所示，则待测电阻的阻值Rx＝ 9 Ω。
（3）把电阻箱的阻值从10.0Ω调到丙图所示的阻值时，小虎想先把“×10”挡从1调到0，再调“×1”挡。你认为他的想法是否妥当？答： 否 （选填“是”或“否”），理由是： 电阻箱的电阻突然减小，可能导致电路的电流太大损坏元件 。
（4）测量结束断开开关后，应首先拆除 电源 （选填“电源”或“电流表”）两端导线。
【详解】解：（1）由图甲知开关放在1时，控制Rx，放在2时，控制电阻箱R0，开关与滑动变阻器R串联，滑动变阻器接左下接线柱，如图所示：
（2）小明将S拨至“1”，调节滑动变阻器的滑片至某一位置，电流表示数为0.36A．再将S拨至“2”，调节电阻箱，使电流表示数仍为0.36A，此时两条电路对电流的阻碍作用相同，此时电阻箱的示数即为待测电阻的阻值；
电阻箱的示数：R0＝0×100Ω+0×10Ω+9×1Ω+0×0.1Ω＝9Ω，则待测电阻的阻值Rx＝9Ω。
（3）把电阻箱的阻值从10.0Ω调到电阻箱的9Ω时，小虎想先把“×10”挡从1调到0，会使电路中的电阻突然变小，根据I＝知，会使电路中的电流突然增大，超出电流表的量程将电流表损坏；
（4）测量结束后，在拆除电路时，为了安全，应断开开关，先拆除电源两端的导线，再拆除其他导线。
【答案】（1）见上图；（2）0.36；9；（3）否；电阻箱的电阻突然减小，可能导致电路的电流太大损坏元件；（4）电源。
一十三．电功与电能的计算（共1小题）
15．（2021•南通）阅读短文，回答问题。
安全舒适的家用轿车
为了让司乘人员有安全舒适的驾乘体验，某款家用小轿车配有U形座椅、抬头显示器、倒车雷达、麦弗逊式悬架、真空轮胎等装置。
汽车座椅设计成能增大乘客与座椅接触面积的U型。座椅内部装有电热装置，冬季使用时，人坐上去温暖舒适，图甲为座椅电热装置的电路原理图，电源电压恒定，装置设有“高温”、“低温”、“关”三个挡位，其中高温功率为36W，低温功率为9W。
汽车行驶中，抬头显示器可将重要行车数据和导航信息，通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员无需低头即可了解相关信息；导航系统可按个人喜好选择不同人的语音播报路况；倒车时，倒车雷达利用超声波探测障碍物位置，使倒车更容易、更安全。
麦弗逊式悬架（图乙）是车身与车轮之间的传力部件，由螺旋弹簧和减振器有机组合，悬架工作时车身先压缩弹簧一段距离，之后将弹簧和减振器一起压缩，减缓行驶过程中车辆的振动。
车轮选用真空轮胎，即无内胎的充气轮胎，空气直接充进轮胎内腔。车辆高速行驶时，由于轮胎和路面摩擦而产生的温度，由内部空气经钢圈直接传递出去，快速降低轮胎温度：轮胎的负荷指轮胎承受的压力，与轮胎气压有关，下表是汽车静止时在轮胎发生标准形变的条件下，每只轮胎的负荷F与轮胎气压p的参数。
气压p/KPa
120
150
180
200
240
负荷F/N
2920
3400
3880
4200
4840
（1）抬头显示器将信息投射在驾驶员的正前方，这是光的 反射 现象；导航过程听到播报的语音，就可知道系统在模仿谁的声音，这是根据声音的 音色 进行判断的。
（2）下列有关汽车的说法中不正确的是 C 。
A.轮胎的钢圈是热的良导体
B.倒车雷达原理与“声呐测距”相同
C.U形座椅是为了增大压强
D.弹簧和减振器被压缩时弹性势能增大
（3）座椅处于低温挡正常工作5min消耗的电能为 2700 J；R1、R2的阻值之比为 1：3 。
（4）文中划线部分描述中存在错误，请写出描述错误的文字并改正： 温度改为热量 ；当轮胎发生标准形变、汽车静止且轮胎气压为250kPa时，轮胎与地面接触的总面积为0.1m2，则汽车对地面的压强为 2×105 Pa。
（5）用两根轻弹簧可以模拟汽车悬架。如图丙，在一根大弹簧内套有一根小弹簧，它们的下端都固定在水平面上，压缩该弹簧组合，测得压力F与压缩距离△l之间的关系图线如图丁所示，已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比，则当两弹簧均处于自由状态时，它们上端点间的距离为x＝ 0.2 m，小弹簧中的弹力F2与被压缩量△l2之间的定量关系式可表示为F2＝ 20N/m×Δl2 。
【详解】解：
（1）抬头显示器将信息投射在驾驶员的正前方，这是光的反射现象；导航过程听到播报的语音，就可知道系统在模仿谁的声音，这是根据声音的音色进行判断的；
（2）A、像金属这样导热性能好的物体称为热的良导体，钢圈是金属制成的，故A正确；
B、倒车雷达和“声呐测距”都是利用超声波回声定位来探测障碍物的，故B正确；
C、U形座椅是通过增大受力面积来减小压强的，故C错误；
D、弹簧和减振器被压缩时，弹性形变变大，弹性势能增大，故D正确；
故选：C。
（3）座椅处于低温挡正常工作5min消耗的电能为：W＝P低t＝9W×5×60s＝2700J；
当S接2时，R1和R2串联，此时电路中电阻最大，电功率最小，电功率为：P低＝，
当S接3时，此时为R1的简单电路，电路中总电阻最小，电功率最大，电功率为：P高＝，
所以，＝＝＝，
解得：＝；
（4）温度表示物体的冷热程度，也就是一个热运动的状态量；而热量总是伴随着一个吸热或放热的过程，它是一个热运动的过程量，在车辆高速行驶时，由于轮胎和路面摩擦而产生的热量而不是温度；
由表中数据可知，轮胎气压p增加10kPa，每只轮胎的负荷F将增加160N，则当轮胎发生标准形变、汽车静止且轮胎气压为250kPa时，每只轮胎的负荷F为4840N+160N＝5000N，故此时汽车对地面的压强为：p地＝＝＝2×105Pa；
（5）从图丙和图丁可知：在0～0.2m范围内只有大弹簧产生弹力，在0.2～0.3m范围内，弹力是这两个弹簧产生弹力的合力，则当两弹簧均处于自由状态时，它们上端点间的距离为x＝0.2m；
由图丁图象可知：F＝kΔl可得，当Δl＝0.2m时有：2N＝k1×0.2m，
则大弹簧的劲度系数k1＝10N/m；
当大弹簧的压缩量Δl1为0.3m时，小弹簧的压缩量Δl2为0.3m﹣0.2m＝0.1m，此时总弹力为5N，
由图丁图象可知：F＝kΔl可得：5N＝k1×0.3m+k2×0.1m＝10N/m×0.3m+k2×0.1m，
解得小弹簧的劲度系数：k2＝20N/m，
所以小弹簧中的弹力F2与被压缩量△l2之间的定量关系式可表示为F2＝20N/m×Δl2。
【答案】（1）反射；音色；（2）C；（3）2700；1：3；（4）温度改为热量；2×105；（5）0.2；20N/m×Δl2。
一十四．电功计算公式的应用（共1小题）
16．（2019•南通）阅读短文，回答问题。
地铁
南通即将进入地铁时代。乘坐地铁需文明出行、确保安全。地铁站的站台上标有黄色警戒线；乘客应留意车厢内红、绿色的线路指示灯。手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品，工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声，判断金属物品的大小；手持式安检仪的电池容量为2×103mAh，额定电压为9V，额定功率为0.36W，电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；当剩余电量减为电池容量的10%时，安检仪不能正常工作。
图甲为另一种安检仪的原理模型，固定的矩形虚线区域内存在方向竖直向上的磁场，宽度为0.6m。边长0.2m的正方形金属线圈abcd放在水平传送带上，可随传送带一起以速度v匀速运动。线圈进、出磁场过程中会产生电流，从而线圈会受到大小随线圈速度增大而增大、方向水平的磁场力作用，因此线圈与传送带间也存在摩擦力；运动过程中线圈整体处于磁场中时，线圈中无电流产生。在线圈与传送带间无相对滑动时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P与对应的速度v的数据如表。
v/m•s﹣1
0.2
0.3
0.5
0.6
0.8
P/W
0.016
0.036
0.144
0.256
（1）候车时乘客越过黄色警戒线会有危险，那是因为流体的流速越大，压强越 小 ；有乘客手捧鲜花进入车厢，所有乘客都闻到了花香，这是因为分子在 做无规则运动 。
（2）下列说法中，正确的是 B 。
A．手持式安检仪也能检测出酒精等易燃违禁物品
B．通过手持式安检仪报警声的音调可判断金属物大小
C．站立的乘客拉住扶手是为了避免受惯性作用造成伤害
D．佩戴紫色眼镜的乘客也能准确辨别出线路指示灯的颜色
（3）手持式安检仪正常工作时的电流为 40 mA；电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为 45 h。
（4）分析表中数据，当传送带速度为0.5m/s时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P＝ 0.1 W；线圈进入磁场时受到的摩擦力f与传送带匀速运动的速度v的变化关系如图乙所示，则当v＞ 1.5 m/s时线圈将在传送带上滑动。
（5）设传送带的速度保持0.2m/s不变。已知线圈的bc边进入磁场时，bc边受到的磁场力方向水平向左，当bc边出磁场时，由于ad边受到磁场力作用，线圈会受到方向水平向 右 （选填“左”或“右”）的摩擦力的作用；将多个与图甲中相同的线圈每隔相同时间△t从传送带的左端逐一释放，释放后线圈即与传送带保持0.2m/s的速度一起运动。则△t＝ 2 s时，一段时间后，传送带就会不间断的受到一个线圈的摩擦力作用。
【详解】解：
（1）候车时乘客越过黄色警戒线会有危险，那是因为流体的流速越大，压强越小；有乘客手捧鲜花进入车厢，所有乘客都闻到了花香，这是因为分子在做无规则运动；
（2）AB、由题意，手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品，工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声，判断金属物品的大小，但不能检测出酒精等易燃违禁物品，故A错误，B正确；
C、任何物体都有惯性，不能说物体受的惯性作用，故C错误；
D、佩戴紫色眼镜只能透过紫色光，所以该乘客不能准确辨别出线路指示灯的颜色，故D错误；
（3）手持式安检仪的电池额定电压为9V，额定功率为0.36W，
根据P＝UI可得，手持式安检仪正常工作时的电流为：
I＝＝＝0.04A＝40mA；
手持式安检仪的电池容量为2×103mAh，额定电压为9V，额定功率为0.36W，电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；当剩余电量减为电池容量的10%时，
能工作的容量为：
Q＝2×103mAh×90%＝1.8×103mAh；
电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为：
t＝＝＝45h；
（4）分析表中第2、1组的功率P之比为：
＝；
速度之比为：
＝，
故功率与速度的平方成正比，
则当传送带速度为0.5m/s时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率：
P＝（ ）2×0.016W＝0.1W；
由图乙知，当速度等于或大于某一值时，摩擦为0.6N保持不变，线圈将在传送带上滑动，
因P＝fv，故f＝，
根据表中数据可得，实验中的摩擦力大小分别为0.08N、0.12N、0.2N、0.24N和0.32N，故可知受到的摩擦力与速度成正比；
则可得f＝0.6N时的速度为：
×0.2N＝0.6N，
解得v′＝1.5m/s；
传送带匀速运动的速度v的变化关系如图乙所示，则当v＞1.5m/s时线圈将在传送带上滑动。
（5）设传送带的速度保持0.2m/s不变。已知线圈的bc边进入磁场时，bc边受到的磁场力方向水平向左，当bc边出磁场时，由于切割磁感应线的方向没有发生变化，故bc边受到水平向左的磁场力，故线圈会受到方向水平向右的摩擦力的作用；
由于线圈的边长是0.2m，磁场的宽度是0.6m，则＝3，由于线圈整体在磁场中，线圈没有电流，则相邻两个之间的距离为0.4m，则时间间隔为：
△t＝＝＝2s时，一段时间后传送带就会不间断的受到一个线圈的摩擦力作用。
【答案】
（1）小； 做无规则运动；（2）B； （3）40； 45； （4）0.1； 1.5； （5）右；2。
一十五．电功率的计算（共3小题）
17．（2019•南通）将几十个小彩灯串联后接在照明电路上，形成一串五光十色的彩灯带，当其中一个小彩灯灯丝烧断后，彩灯带却不会熄灭，其原因是：小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联。当灯丝正常发光时，金属丝与灯丝支架不导通；当灯丝烧断时，金属丝与灯丝支架瞬间导通，其他小彩灯仍能发光。为探究小彩灯的这一结构，小明找来额定电压为5V的小彩灯进行实验。
（1）请用笔画线代替导线，在甲图中将实物电路连接完整。
（2）正确连接电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障的原因是 灯泡短路 。
（3）排除故障，正确操作测得实验数据及现象记录如表。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
电压（V）
0.3
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.5
电流（A）
0.06
0.10
0.13
0.16
0.18
0.20
0.21
0
灯泡亮度
不亮
发红
弱光→强光
灯丝烧断
①小彩灯的额定功率为 1 W；
②在图乙中，作出灯丝烧断前的I﹣U关系图象；
③分析图象可知；小彩灯的电阻随着其两端电压的增大而 增大 。
（4）实验中发现，灯丝烧断后，小彩灯并没有导通，其原因可能是 没有达到一定的电压，金属丝上的绝缘材料仍没有被击穿 。
【详解】解：（1）滑动变阻器要一上一下串联在电路中，电压表并联在灯泡的两端，因为小灯泡的额定电压为5V，所以电压表的量程为0﹣15V，如图所示：
（2）闭合开关后，电压表无示数，说明可能是电路断路或灯泡短路，电流表有示数，说明电路是通路，而灯泡不发光，则该故障的原因可能是小灯泡发生了短路；
（3）①由表格数据知当小灯泡两端的电压为5V时，电路的电流为0.20A，
则小彩灯的额定功率为：P＝UI＝5V×0.20A＝1W；
②根据表格中的数据，描点画出图象，如图所示：
③由I﹣U图象知，灯泡的电压增大较快，而电流增大较慢，由欧姆定律可知灯泡的电阻增大，这说明小彩灯的电阻随着其两端电压的增大而增大；
（4）只有达到一定的电压时，金属丝上的绝缘材料才会被击穿，当一个灯泡的灯丝烧断其余灯泡才会发光。
【答案】（1）见甲图；（2）灯泡短路；（3）①1； ②如图乙所示； ③增大；（4）没有达到一定的电压，金属丝上的绝缘材料仍没有被击穿。
18．（2020•南通）阅读短文，回答问题。
智能防疫机器人
我国研制的某款智能防疫机器人，具有自主测温，移动，避障等功能。机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上，通过处理系统转变为热图像，实现对人群的体温检测。当发现超温人员，系统会自动语音报警，并在显示屏上用红色框标注人的脸部。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，图甲为控制电机运转的原理电路，U为输入电压，RB为磁敏电阻，阻值随外加磁场强弱的变化而改变。机器人为有效避障，在移动过程中会发射、接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息，当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行驶路线。
下表为机器人的部分参数。“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能：“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量
10kg
减速器的减速比
30：1
电池比能量
140W•h/kg
驱动电机的输入总功率
400W
移动速度
0.1～1m/s
驱动电机将电能转化为机械能的效率
60%
（1）机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用 超声波 （选填“超声波”或“激光”）才能较好感知到障碍物；以移动机器人为参照物，障碍物是 运动 的。
（2）下列关于机器人的说法中，错误的是 A 。
A．菲涅尔透镜的作用相当于凹透镜
B．菲涅尔透镜接收的是人体辐射出的电磁波
C．图甲中电磁铁的上端为N极
D．机器人发现体温38℃的人会语音报警并识别
（3）若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min，此过程中机器人受到的阻力为 240 N，消耗的电能占电池所能输出总电能的 3.33 %。
（4）控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图乙，当磁敏电阻在正常工作区时，即使图甲电路中输入电压U发生改变，R1两端电压U1都能维持在某一定值附近微小变化，从而使控制电路中的电机稳定转动，则磁敏电阻的正常工作区对应图中 bc （选填“ab”或“bc”）段。已知无磁场时RB阻值为200Ω，R1的阻值为400Ω，线圈电阻忽略不计，当U为24V时，处在磁场中的RB电功率为0.32W，则R1两端的电压U1是 8 V。
（5）图丙是机器人测速系统的部分装置简化图，磁敏电阻转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧，当传感器对准齿轮两齿间隙时，电缆输出电流为0．某次当驱动电机的齿轮匀速转动时，电缆输出如图丁所示周期性变化的电流，则1s内对准传感器的齿间隙共有 100 个；若此时机器人遇到障碍物，减速器启动，则经减速器降速后的齿轮转速为 10r/min 。
【详解】解：
（1）激光可以在透明介质中传播，而超声波是以波的形式传播的，遇到障碍物时会反射从而被机器人接收，
故机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，超声波才能较好感知到障碍物；
机器人与障碍物之间的位置不断变化，以机器人为参照物，障碍物是运动的；
（2）A、菲涅尔透镜能会聚红外线，是凸透镜，错误；
B、菲涅尔透镜将人体辐射的红外线（电磁波）会聚到探测器上进行处理，正确；
C、电流由右端流入电磁铁，由安培定则可知，电磁铁上端为N极，正确；
D、人体正常体温约37℃，体温38℃属于超温状态，机器人会报警，正确。故选A；
（3）驱动电机的输入总功率为400W，驱动电机将电能转化为机械能的效率为60%，机械功率为：
P机＝400W×60%＝240W，
由P＝＝＝Fv得，机器人所受牵引力：F＝＝＝240N；
因做匀速直线运动，由二力平衡，机器人受到的阻力为f＝F＝240N；
若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min，机器人消耗电能：
W＝Pt＝400W×7×60s＝1.68×105J，
由表中数据，电池比能量为140W•h/kg，电池所能输出总电能：
W电＝140W•h/kg×10kg＝1400W×3600s＝5.04×106J，
消耗的电能占电池所能输出总电能的：
η＝＝×100%≈3.33%；
（4）因为R1与RB串联，由串联分压原理可知，为维持U1两端电压稳定，磁敏电阻RB两端电压UB也应该随输入电压U的变化而发生变化，则RB阻值的变化量较大，所以由图乙可知磁敏电阻的正常工作区应选择“bc”段；
根据串联电路的规律及欧姆定律和P＝I2R有：
PB＝IB2RB＝（）2×RB＝0.32W，
解得RB1＝200Ω，RB2＝800Ω，
由于磁敏电阻工作时电阻变化大，故RB＝RB2＝800Ω，
R1与RB串联，由串联电路电压的规律和分压原理有：
＝＝＝，
解得U1＝8V；
（5）由图丁可知，10ms内对准传感器的齿间隙为1个，则1s内对准传感器的齿间隙共有：
n＝＝100；
由丙图知驱动电机的齿轮间隙共有20个，也就是说驱动电机的转速为5r/s，以分钟为单位，其转速为：
5r/s＝300r/min，
因减速器的减速比为30：1，故经减速器减速后的齿轮转速为10r/min。
【答案】（1）超声波；运动；（2）A；（3）240；3.33；（4）bc；8；（5）100；10r/min。
19．（2018•南通）阅读短文，回答问题。
喷泉
喷泉是利用水泵将水喷洒成特定形态的水表演艺术。水泵由电机带动工作时，水泵的叶轮高速旋转，驱使水飞离叶轮向外喷出，从而在叶轮中心区形成真空，将池中的水不断“吸”上来，水泵转速恒定时，喷出的水柱高度稳定。
音乐喷泉用计算机采集音乐的声音频率特征，并将其转化为控制信号，用以改变输入电机的电源频率；电源频率的改变使水泵的转速发生变化，达到调节水柱高度的目的。水泵的流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，流量指水泵单位时间内喷出水的体积，扬程指水泵能将水提升的高度。
图甲所示的是一游乐喷泉向上喷出的水柱使卡通模型悬停在空中的照片，喷泉使用的水泵的部分参数如表一，模型悬停在空中时，水冲击到模型时的速度v与模型的质量M、水泵流量Q之间的关系如表二。
表一
额定转速n
2900r/min
额定流量Q
0.04m3/s
额定扬程H
8m
额定功率P
7.5kW
表二
速度v/m•s﹣1
1.0
2.0
3.0
4.0
6.0
质量M/kg
3.0
6.0
12.0
12.0
12.0
流量Q/m3•s﹣1
0.03
0.03
0.04
0.03
0.02
（1）欣赏音乐喷泉时，悦耳的声音是通过 空气 传入人耳的；水泵的叶轮中心区形成真空时，水池中的水在 大气压 的作用下不断地进入水泵内。
（2）下列关于喷泉的有关说法，正确的是 D 。
A．卡通模型所受重力与水对模型的冲击力是相互作用力
B．向上喷出的水在上升过程中的速度处处相等
C．阳光下喷泉附近常出现的彩虹是由光的反射引起的
D．音乐喷泉通过采集声音中的音调信息控制水泵的转速
（3）某喷泉装有四台参数如表一的水泵。第一次调试时水泵转速为额定值的0.9倍，则此时扬程为 6.48 m；第二次调试时四台水泵都在额定功率下工作，每台水泵先依次各喷20s，然后一起喷70s停喷，则这次调试过程四台水泵消耗的电能为 0.75 kW•h。
（4）分析表二数据，当卡通模型的质量为10kg，水冲击模型时的速度为5.0m/s时，对应的流量为 0.02 m3/s，水泵每秒喷出水的质量为 20 kg。
（5）如图乙为控制喷泉断续工作的模拟电路，AB两端输入如图丙所示的周期性变化的电压UAB．定值电阻R＝2Ω，D为电子元件，当UAB＜6V时，D两端的电压UD等于输入电压，UAB≥6V时，UD保持6V不变。当R的电功率满足PR≥8W时，水泵启动喷水。则t＝3s时电阻R的电功率为 40.5 W；该电路工作20min，喷水时间共为 400 s。
【详解】解：（1）声音的传播需要介质，气体、液体、固态都能够传声，当欣赏音乐喷泉时，悦耳的声音是通过空气传入人耳的；
水泵由电机带动工作时，水泵的叶轮高速旋转，驱使水飞离叶轮向外喷出，从而在叶轮中心区形成真空，使其内部气压小于外界大气压，在外界大气压的作用下将水压入抽水机或水泵内，进而实现把水从低处压到高处的目的。
（2）A．卡通模型所受重力与水对模型的冲击力大小相等，方向相反，在同一直线上，在两个物体上，是一对平衡力，故A错误；
相互作用力
B．向上喷出的水在上升过程中，动能转化为水的重力势能，动能减小，速度减小，故B错误；
C．阳光下喷泉附近常出现的彩虹是光的折射现象，故C错误；
D．音乐喷泉用计算机采集音乐的声音频率特征控制水泵的转速，频率不同体现了声音的音调不同，故D正确。
故选D。
（3）根据题意知：扬程与转速的平方成正比，第一次调试时水泵的转速为额定值的0.9倍，则此时的扬程为额定功率时的（0.9）2倍，
即此时的扬程为：0.81×8m＝6.48m；
第二次调试时四台水泵都在额定功率下工作，每台水泵先依次各喷20s，然后一起喷70s停喷，
则这次调试过程四台水泵消耗的电能为：
W＝Pt1+Pt2＝7.5kW×h+7.5kW×h＝0.75kW•h
（4）分析表格二，可以发现水冲击到模型的速度、水泵的流量和模型的质量有一定的关系，即M＝kQv，
将第一次数据代入得：3.0kg＝k0.03m3/s×1.0m/s
解得：k＝100kg•s2/m3
故M＝100Qv
故当卡通模型的质量为10kg，水冲击模型时的速度为5.0m/s时，
对应的流量为：
Q＝＝＝0.02m3/s，
即水泵每秒喷出水的体积为 0.02m3
根据ρ＝得，
水泵每秒喷出水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.02m3＝20kg。
（5）根据题意知：当UAB＜6V时，D两端的电压UD等于输入电压，UAB≥6V时，UD保持6V不变。
当t＝3s时，UAB＝15V，此时UD＝6V，
根据串联电路的特点知：定值电阻两端的电压为UR＝UAB﹣UD＝15V﹣6V＝9V；
电阻R的电功率为：PR＝＝＝40.5W；
当R的电功率满足PR≥8W时，水泵启动喷水，
所以当PR＝8W时，
根据P＝知
R两端的电压为：U′R＝＝＝4V；
这个电压为能否喷水的临界电压，
所以UAB对应的电压为：UAB＝UD+UR＝6V+4V＝10V，
由图知0﹣3sAB的电压均匀增加，3s达到15V，故2s对应的电压为10V，即一个周期的2﹣4s内，UAB≥10V，
则有三分之一的时间在喷水，所以20min＝1200s，相当于200个周期，则有2×200＝400s时间在喷水。
【答案】（1）空气；大气压；（2）D；（3）6.48；0.75；（4）0.02；20；（5）40.5；400。
一十六．电功率的测量实验（共1小题）
20．（2017•南通）在“测量小灯泡功率”的实验中，提供的器材有：铭牌上仅能看清标有“0.3A”字样的小灯泡、电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 左 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，小灯泡不亮，两电表均无示数，现将电压表接在变阻器两端时有示数，接在开关两端时无示数，则电路故障是 变阻器断路 。
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片，使电流表示数为0.3A，此时电压表示数如图乙所示，其值为 2.5 V，小灯泡的额定功率为 0.75 W。
（4）在实验过程中，电压表发生故障，现增加电阻箱和单刀双掷开关，设计了如图丙、丁两种方案，则能测出灯泡额定功率的方案是 丁 。
【详解】解：（1）灯上标有“0.3A”字样，表示灯的额定电流为0.3A，测量小灯泡功率的实验中，电流表选用小量程与灯串联，电压表与灯并联，如下所示：
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置阻值最大处，即左端；
闭合开关，发现灯泡不亮，两电表均无示数，则此电路有断路故障；
在开关闭合状态下，将电压表接在开关两端，电压表无示数，说明开关之外有断路故障；
电压表接在变阻器两端时有示数，说明电压表两接线柱与电源的两极是连通的，
则肯定出现的故障是变阻器断路了；
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片，使电流表示数为0.3A，此时电压表示数如图乙所示，图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，其值为2.5V，小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）将S2置于b，移动滑片，使电流表示数为0.3A，则灯正常发光；
保持滑片的位置不动，将S2置于a，调节电阻箱的旋钮，记下电阻箱连入电路中的电阻大小R箱，使电流表的示数仍为0.3A，则灯正常发光时的电阻等于R箱，则灯的额定功率：
P＝I额2 R箱＝（0.3A）2×R箱．选丁。
【答案】（1）如上所示；（2）左；变阻器断路；（3）2.5；0.75；
（4）丁。
江苏省南通市五年（2017-2021）中考物理真题实验题知识点分类汇编（含答案）
一．固体的密度测量实验（共1小题）
1．（2017•南通）小华利用浮力知识测量橡皮泥的密度。
A．测出空烧杯的质量m0。
B．将橡皮泥捏成碗状，轻放入盛满水的溢水杯中，橡皮泥漂浮，用烧杯接住溢出的水。
C．测出烧杯和水的总质量m1，如图。
D．将该橡皮泥取出捏成团，放入盛满水的溢水杯中，橡皮泥沉底，用另一相同的空烧杯接住溢出的水。
E．测出烧杯和水的总质量m2。
（1）调节天平平衡时，发现指针静止时指在分度盘中央刻度线右侧，则应将平衡螺母向 调节，由图可知m1＝ g。
（2）橡皮泥密度的表达式为ρ＝ 。（用m0、m1、m2等物理量的符号表示）
（3）操作B、D中橡皮泥所受浮力分别为FB、FD，则FB、FD的大小关系是：FB FD，请写出你的推理过程： 。
二．控制变量法与探究性实验方案（共3小题）
2．（2021•南通）篮球运动员传球时，篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中，小明觉得好奇：篮球击地面后，反弹方向与哪些因素有关呢？与同学讨论后，他们觉得可以用弹性小球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究，并提出了三种猜想。
猜想1：与小球撞击地面前是否旋转有关；
猜想2：与小球撞击地面时的入射方向有关；
猜想3：与地面的粗糙程度有关。
（1）对于猜想1，联想到旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，由此判断猜想1是 的。
（2）为验证猜想2和3，同学们设计了如图甲所示的装置，每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端，由静止弹出并撞击地面，分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α，测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，记录数据如表。
夹角α
20.0°
30.0°
45.0°
60.0°
70.0°
夹角β
玻璃地面
25.5°
34.7°
49.2°
63.5°
72.8°
木板地面
28.6°
37.3°
51.6°
65.4°
74.1°
水泥地面
30.9°
39.2°
53.9°
67.5°
76.6°
①对猜想2，分析数据可得β与α的定性关系是： ，说明该猜想是正确的。
②对猜想3，小虎认为：表中α一定时，各次测得的β不等，这是由测量误差引起的，所以猜想3是错误的。同学们不赞成小虎的观点，理由是 。
（3）用每隔s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片，如图乙所示。
①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为 cm；小球上标有“直径4cm”字样，请估测小球从O运动至D的平均速度为 m/s。
②小球是从图乙中的 （选填“A”、“B”或“C”）位置开始入射的。
（4）同学们分析：当α一定时，地面越光滑，β值与α越接近，由此推理，如果地面没有摩擦，则β与α应相等，请写出一个用此思想方法研究问题的实例 。
3．（2020•南通）学习小组用侧壁扎有小孔的长塑料瓶做“探究液体压强特点”的实验时，发现每次小孔中水的流量Q（单位时间内喷出水的体积）不同，水的流量与哪些因素有关。大家提出以下猜想：
猜想1：与小孔的形状有关
猜想2：与小孔距水面的深度h有关
猜想3：与小孔的横截面积S有关
（1）为验证猜想1，他们在三个相同塑料瓶侧壁的同一位置各扎一个小孔，三孔形状如图甲所示，在小孔处安装阀门和流量计（测流量的仪器）将瓶中均装满水，打开阀门，测出流量，此步骤存在的问题是 。
（2）肯定猜想1后，为探究猜想2，他们在同一塑料瓶的不同位置，分别开相同的圆孔。进行实验。
①下表是实验中测得的数据，请在图乙中描点作出流量Q与小孔深度的平方根的关系图线，表格中第3次流量Q＝ cm3⋅s﹣1。
序号
孔面积S/cm2
孔深度h/cm
h平方根/cm
流量Q/cm3•s﹣1
1
0.2
10
3.2
28
2
0.2
16
4.0
36
3
0.2
25
5.0
4
0.2
36
6.0
54
5
0.2
50
7.1
64
②进一步分析，他们认为深度影响流量的原因是深度越大，液体压强越 ，喷出小孔的水流速也越大。
（3）对于猜想3，大家认为是正确的，为进一步探究流量Q与小孔横截面积S之间的定量关系，老师画了图丙所示的水柱模型，其中v表示水从小孔流出的速度，l表示时间t内流出水柱的长度，S表示小孔的横截面积。
①根据流量定义并结合模型，推导流量Q与流速v、面积S的关系式：Q＝ ；
②通常情况下，喷泉竖直向上喷出的水柱在上升阶段粗细并不均匀，则喷出水柱在空中上端较 （选填“粗”或“细”）。
4．（2017•南通）冰壶比赛中，为减小冰壶与冰面间的摩擦，运动员需在冰壶运动路线上的某些区域刷冰，如图甲。
（1）为探究刷冰长度的影响因素，小明和同学用图乙装置寻找模拟刷冰区域的材料，他们将木块分别放在长木板、绸布、棉布上，用弹簧测力计水平拉木块做 运动，发现测力计示数关系是F棉＞F木＞F绸．若用木板模拟未刷冰区域，则应选 模拟刷冰区域。
（2）他们用图丙装置，将长为l的所选材料M平铺在木板上，让木板从斜面上滑下，经过M后停在木板上的固定位置P．木板运动到位置P，所需M的长度l与哪些因素有关？大家提出以下猜想：
猜想1：与木块由静止滑下时的高度h有关；
猜想2：与M左端到斜面底端的距离x有关。
①验证猜想1时，保持x不变，将木块从高度将静止滑下，改变l，使木块最终都停在位置P，数据记录如下：
序号
1
2
3
4
5
6
释放的高度h/m
0.10
0.14
0.18
0.20
0.22
0.26
M的长度l/m
2.00
1.60
1.20
0.86
0.80
0.40
在图丁中描点作出l与h的关系图线；l与h的定量关系是l＝ 。
②验证猜想2时，小明改变x，将木块从不同高度由静止滑下，记录数据，得出结论。
分析实验中存在的问题是 ；
正确操作，发现每次只将M前后移动时，木块都会经过M停在P位置。该现象可否定猜想2的依据是 ；
若在上述正确操作中同时改变x和l，则木块最终可能停在 （选填“P点左侧“”P点右侧“或”P点左侧或右侧“）。
三．压强的大小及其计算（共1小题）
5．（2020•南通）小明想测量校园里一块长方体校训石对水平地面的压强。他找到一些与其材质相同的小石块，用测力计、烧杯、水、细线和卷尺等进行如下实验。（g取10N/kg）
（1）使用弹簧测力计前，应检查指针是否指在 。
（2）由图示操作，测出小石块受到的浮力F浮＝ N。
（3）计算出小石块的密度ρ石＝ kg/m3。
（4）测出校训石的长、宽、高分别为5m，1m，2m，则校训石对水平地面的压强p＝ Pa。
（5）校训石与地面接触的右下角是缺损的，则他测算出的压强比实际压强 。（忽略校训石质量的变化）
四．光学实验设计与探究（共1小题）
6．（2018•南通）学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样。
（1）关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想：
猜想1：与小孔到光屏的距离有关；
猜想2：与小孔的形状有关；
猜想3：与小孔的大小有关；
①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是
的。
②验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图1中乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是 。
③为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表：
圆孔的直径/mm
小于1.0
1.0
1.5
2.0
2.5
4.0
像的清晰度
清晰
清晰
清晰
清晰
较模糊
模糊
像的明亮程度
﹣﹣﹣﹣﹣逐渐变亮→
实验现象表明：在小孔成像清晰时， 。
（2）学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究，如图2所示：
①在纸筒底部中心开一小孔a，又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c，光屏上观察到三个像。在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像。则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是 。
②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，所成的像都与b、c两孔处三棱镜所成的像重合，则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要 （选填“大”或“小”）
③若开一个大孔，并在大孔处放一合适的凸透镜替代上述所有棱镜后，恰能在图丙位置光屏上呈现清晰的像，则此像是 倒立的实像；若只用a孔替代凸透镜，在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度 ，像的大小 。
五．凸透镜成像规律及其探究实验（共1小题）
7．（2019•南通）小华用同一个凸透镜进行如下探究。
（1）将凸透镜正对太阳，调节凸透镜下方白纸的位置，直至白纸上出现一最小最亮的光斑，实验示意图如图甲所示，则该透镜的焦距为 cm．将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图乙放置，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右移动，光斑大小将 。
（2）凸透镜和光屏的位置如图乙所示，移去小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的15cm刻度处，将光屏向 移动一段合适的距离，能在光屏上得到烛焰清晰倒立、 的实像；小华发现屏上的像时而清晰时而模糊，请分析造成这一现象的可能原因： 。
六．滑轮（组）机械效率的测量实验（共1小题）
8．（2018•南通）小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：
次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
机械效率η
1
2
0.10
1.0
66.7%
2
3
0.10
1.4
71.4%
3
6
0.10
2.5
（1）实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计，绳端移动距离为 m。
（2）第3次实验的机械效率为 %。
（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是 ；小华所用动滑轮的重一定小于 N。
七．燃料的热值及其计算（共1小题）
9．（2020•南通）小明想估测薯片的热值，进行了如下实验。
（1）将天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左，则应将平衡螺母向 端调节：测量质量时，调节天平再次平衡，右盘中的砝码和游码位置如图甲，其质量为 g。
（2）如图乙，将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后，烧杯中0.2kg的水温度升高了5℃，则水吸收的热量Q吸＝ J．[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）根据Q放＝Q吸和Q放＝mq，算出薯片的热值比实际值小得多。原因是： 。
八．热机的效率（共1小题）
10．（2017•南通）阅读短文，回答问题。
客机C919
如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。
C919机舱内覆有一层高孔率”超细航空级玻璃棉“，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm，1m3的质量为5kg。
机舱内先进的”呼吸系统“，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外﹣50℃以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。
该机有较大的翼载，翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比，下表是飞机的部分技术参数。
最大起飞质量
72.5t
客舱内气压
8.0×104Pa
巡航速度
920km/h
发动机巡航推力
3.6×104N
（1）阳光下，飞机尾翼呈现绿色，是因为尾翼 绿光；若飞机的翼载是500kg/m2，则机翼面积为 m2。
（2）下列关于”超细航空级玻璃棉“性质的描述中，不正确的是 。
A．单丝纤维比头发细 B．密度与玻璃差不多
C．隔音性能相对较好 D．导热能力相对较弱
（3）在万米高空，机体1m2面积上承受内外气压的压力差约为 N；为确保机舱内的温度维持体感舒适值，机上空调需要不断 （选填”加热“或”制冷“）。
（4）飞机水平匀速巡航时，受到的阻力为 N；若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中，耗油1500kg，发动机的热效率为40%，则此过程中发动机的推进效率为 %．（燃油热值q取4.6×107J/kg）
（5）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作。
①若要在较低温度下接通受控电路，应将R1的阻值适当 （选填“增大”或“减小”）
②当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路。已知热敏电阻的电流随电压变化的I﹣U图象如图丙，则此时控制电路中的电流为 A。
九．探究比热容的实验（共1小题）
11．（2019•南通）铁板文蛤是南通的特色佳肴，由文蛤、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成，在体积相同的条件下，餐馆会尽量选择热容量大的炊具。热容量的定义是：物体的温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量。查阅资料知道：物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关，由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想：
猜想1：物体的质量越大则物体的热容量越大；
猜想2：物质的比热容越大则物体的热容量越大。
同学们先用图甲所示装置，将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中，将水加热至沸腾，用温度计测出水的温度，示数如图乙；将四个金属块同时从水中取出，快速放入四个相同的保温杯中，杯中盛有质量和初温（约20℃）均相同的水，过一段时间后分别测出保温杯内水的末温，收集记录的数据如下表。
金属块
质量m/g
比热容c/J（kg•℃）﹣1
末温（℃）
铅
565
0.13×103
34.3
铜
445
0.39×103
47.2
铁
395
0.46×103
48.1
铝
135
0.88×103
40.9
（1）安装装置时应先固定线夹 （选填“A”或“B”）；图乙温度计示数为 ℃。
（2）由表中数据可知：若金属块放出的热量完全被水吸收，则吸收热量最多的是放入了金属 的杯中的水；热容量最大的是 金属块。
（3）分析数据可判断：猜想1、猜想2都是 的。请选择猜想1或猜想2，说出你对该猜想作出上述判断的理由： 。
（4）请用热容量这个物理量，给比热容下定义： 。
一十．影响电阻大小的因素（共1小题）
12．（2020•南通）小明探究铅笔芯的电阻大小与长度的关系时，找来一支铅笔芯，测量其长度并用两枚金属回形针夹住其两端进行实验。
（1）图甲是测铅笔芯电阻的电路，请用笔画线代替导线将其连接完整。
①闭合开关，发现两电表均无示数，为排查故障他将电压表改接在变阻器两端，发现电压表有示数，则电路故障可能是 。
②排除故障，移动滑片P，电流表示数为0.14A时，电压表示数如图乙，为 V，测出的电阻为 Ω。
（2）移动回形针，改变并测量铅笔芯接入电路的长度，实验时发现电流表损坏，他又设计了图丙电路测量电阻。
①正确连好电路，闭合开关S，将开关S1先拨至b，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为U。
②再将S1拨至a，调节电阻箱旋钮至图丁位置，观察到电压表示数略大于U，他把“×1”挡的旋钮又旋了一格，发现电压表示数略小于U，此时他 （选填“应”或“不应”）再调节滑动变阻器，以使电压表的示数恰好为U。
③推断铅笔芯接入电路的阻值 （填写范围）。
（3）小明由上述两次实验，得出铅笔芯电阻与长度的关系，请评价他在探究过程中的不足之处： 。
一十一．探究电流与电压、电阻的关系实验（共1小题）
13．（2021•南通）实验小组做探究“电流与电阻关系”的实验，提供的器材有：电源（电压3V）、电流表、电压表、电阻箱R（0～999.9Ω）、滑动变阻器R1，开关及导线若干。
（1）请用笔画线代替导线把图甲电路连接完整。
（2）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，将电压表改接在R1两端，发现电压表的示数为3V，由此判断电路的故障是 。
（3）排除故障后，调节R的阻值，并移动R1的滑片，使电压表的示数为某一值，记录R的阻值和电流表示数，继续实验，当R的阻值变大时，R1的滑片应向 移动，以使 示数不变。将多次实验测得的数据描绘成图乙所示的I﹣图线。
①图在图丙中画的出当R的阻值为10Ω时，电流表指针所在位置。
②处理数据描绘的是I﹣图线，而不是I﹣R图线，这样做的优点是： 。
（4）实验小组要用已有器材继续测量一个阻值为数百欧的电阻Rx，他们设计了的图丁中A、B两个实验方案，其中能准确测量Rx阻值的是 。
一十二．伏安法测电阻的探究实验（共1小题）
14．（2018•南通）小明和小虎设计如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。实验器材有：电源（电压4.5V）、滑动变阻器R（0～20Ω）、电阻箱R0（0﹣999.9Ω）、电流表、单刀双掷开关及导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路，在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
（2）小明将S拨至“1”，调节滑动变阻器的滑片至某一位置，电流表示数为0.36A．再将S拨至“2”，调节电阻箱，使电流表示数为 A，此时电阻箱的示数如图丙所示，则待测电阻的阻值Rx＝ Ω。
（3）把电阻箱的阻值从10.0Ω调到丙图所示的阻值时，小虎想先把“×10”挡从1调到0，再调“×1”挡。你认为他的想法是否妥当？答： （选填“是”或“否”），理由是： 。
（4）测量结束断开开关后，应首先拆除 （选填“电源”或“电流表”）两端导线。
一十三．电功与电能的计算（共1小题）
15．（2021•南通）阅读短文，回答问题。
安全舒适的家用轿车
为了让司乘人员有安全舒适的驾乘体验，某款家用小轿车配有U形座椅、抬头显示器、倒车雷达、麦弗逊式悬架、真空轮胎等装置。
汽车座椅设计成能增大乘客与座椅接触面积的U型。座椅内部装有电热装置，冬季使用时，人坐上去温暖舒适，图甲为座椅电热装置的电路原理图，电源电压恒定，装置设有“高温”、“低温”、“关”三个挡位，其中高温功率为36W，低温功率为9W。
汽车行驶中，抬头显示器可将重要行车数据和导航信息，通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员无需低头即可了解相关信息；导航系统可按个人喜好选择不同人的语音播报路况；倒车时，倒车雷达利用超声波探测障碍物位置，使倒车更容易、更安全。
麦弗逊式悬架（图乙）是车身与车轮之间的传力部件，由螺旋弹簧和减振器有机组合，悬架工作时车身先压缩弹簧一段距离，之后将弹簧和减振器一起压缩，减缓行驶过程中车辆的振动。
车轮选用真空轮胎，即无内胎的充气轮胎，空气直接充进轮胎内腔。车辆高速行驶时，由于轮胎和路面摩擦而产生的温度，由内部空气经钢圈直接传递出去，快速降低轮胎温度：轮胎的负荷指轮胎承受的压力，与轮胎气压有关，下表是汽车静止时在轮胎发生标准形变的条件下，每只轮胎的负荷F与轮胎气压p的参数。
气压p/KPa
120
150
180
200
240
负荷F/N
2920
3400
3880
4200
4840
（1）抬头显示器将信息投射在驾驶员的正前方，这是光的 现象；导航过程听到播报的语音，就可知道系统在模仿谁的声音，这是根据声音的 进行判断的。
（2）下列有关汽车的说法中不正确的是 。
A.轮胎的钢圈是热的良导体
B.倒车雷达原理与“声呐测距”相同
C.U形座椅是为了增大压强
D.弹簧和减振器被压缩时弹性势能增大
（3）座椅处于低温挡正常工作5min消耗的电能为 J；R1、R2的阻值之比为 。
（4）文中划线部分描述中存在错误，请写出描述错误的文字并改正： ；当轮胎发生标准形变、汽车静止且轮胎气压为250kPa时，轮胎与地面接触的总面积为0.1m2，则汽车对地面的压强为 Pa。
（5）用两根轻弹簧可以模拟汽车悬架。如图丙，在一根大弹簧内套有一根小弹簧，它们的下端都固定在水平面上，压缩该弹簧组合，测得压力F与压缩距离△l之间的关系图线如图丁所示，已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比，则当两弹簧均处于自由状态时，它们上端点间的距离为x＝ m，小弹簧中的弹力F2与被压缩量△l2之间的定量关系式可表示为F2＝ 。
一十四．电功计算公式的应用（共1小题）
16．（2019•南通）阅读短文，回答问题。
地铁
南通即将进入地铁时代。乘坐地铁需文明出行、确保安全。地铁站的站台上标有黄色警戒线；乘客应留意车厢内红、绿色的线路指示灯。手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品，工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声，判断金属物品的大小；手持式安检仪的电池容量为2×103mAh，额定电压为9V，额定功率为0.36W，电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；当剩余电量减为电池容量的10%时，安检仪不能正常工作。
图甲为另一种安检仪的原理模型，固定的矩形虚线区域内存在方向竖直向上的磁场，宽度为0.6m。边长0.2m的正方形金属线圈abcd放在水平传送带上，可随传送带一起以速度v匀速运动。线圈进、出磁场过程中会产生电流，从而线圈会受到大小随线圈速度增大而增大、方向水平的磁场力作用，因此线圈与传送带间也存在摩擦力；运动过程中线圈整体处于磁场中时，线圈中无电流产生。在线圈与传送带间无相对滑动时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P与对应的速度v的数据如表。
v/m•s﹣1
0.2
0.3
0.5
0.6
0.8
P/W
0.016
0.036
0.144
0.256
（1）候车时乘客越过黄色警戒线会有危险，那是因为流体的流速越大，压强越 ；有乘客手捧鲜花进入车厢，所有乘客都闻到了花香，这是因为分子在 。
（2）下列说法中，正确的是 。
A．手持式安检仪也能检测出酒精等易燃违禁物品
B．通过手持式安检仪报警声的音调可判断金属物大小
C．站立的乘客拉住扶手是为了避免受惯性作用造成伤害
D．佩戴紫色眼镜的乘客也能准确辨别出线路指示灯的颜色
（3）手持式安检仪正常工作时的电流为 mA；电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为 h。
（4）分析表中数据，当传送带速度为0.5m/s时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P＝ W；线圈进入磁场时受到的摩擦力f与传送带匀速运动的速度v的变化关系如图乙所示，则当v＞ m/s时线圈将在传送带上滑动。
（5）设传送带的速度保持0.2m/s不变。已知线圈的bc边进入磁场时，bc边受到的磁场力方向水平向左，当bc边出磁场时，由于ad边受到磁场力作用，线圈会受到方向水平向 （选填“左”或“右”）的摩擦力的作用；将多个与图甲中相同的线圈每隔相同时间△t从传送带的左端逐一释放，释放后线圈即与传送带保持0.2m/s的速度一起运动。则△t＝ s时，一段时间后，传送带就会不间断的受到一个线圈的摩擦力作用。
一十五．电功率的计算（共3小题）
17．（2019•南通）将几十个小彩灯串联后接在照明电路上，形成一串五光十色的彩灯带，当其中一个小彩灯灯丝烧断后，彩灯带却不会熄灭，其原因是：小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联。当灯丝正常发光时，金属丝与灯丝支架不导通；当灯丝烧断时，金属丝与灯丝支架瞬间导通，其他小彩灯仍能发光。为探究小彩灯的这一结构，小明找来额定电压为5V的小彩灯进行实验。
（1）请用笔画线代替导线，在甲图中将实物电路连接完整。
（2）正确连接电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障的原因是 。
（3）排除故障，正确操作测得实验数据及现象记录如表。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
电压（V）
0.3
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.5
电流（A）
0.06
0.10
0.13
0.16
0.18
0.20
0.21
0
灯泡亮度
不亮
发红
弱光→强光
灯丝烧断
①小彩灯的额定功率为 W；
②在图乙中，作出灯丝烧断前的I﹣U关系图象；
③分析图象可知；小彩灯的电阻随着其两端电压的增大而 。
（4）实验中发现，灯丝烧断后，小彩灯并没有导通，其原因可能是 。
18．（2020•南通）阅读短文，回答问题。
智能防疫机器人
我国研制的某款智能防疫机器人，具有自主测温，移动，避障等功能。机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上，通过处理系统转变为热图像，实现对人群的体温检测。当发现超温人员，系统会自动语音报警，并在显示屏上用红色框标注人的脸部。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，图甲为控制电机运转的原理电路，U为输入电压，RB为磁敏电阻，阻值随外加磁场强弱的变化而改变。机器人为有效避障，在移动过程中会发射、接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息，当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行驶路线。
下表为机器人的部分参数。“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能：“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量
10kg
减速器的减速比
30：1
电池比能量
140W•h/kg
驱动电机的输入总功率
400W
移动速度
0.1～1m/s
驱动电机将电能转化为机械能的效率
60%
（1）机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用 （选填“超声波”或“激光”）才能较好感知到障碍物；以移动机器人为参照物，障碍物是 的。
（2）下列关于机器人的说法中，错误的是 。
A．菲涅尔透镜的作用相当于凹透镜
B．菲涅尔透镜接收的是人体辐射出的电磁波
C．图甲中电磁铁的上端为N极
D．机器人发现体温38℃的人会语音报警并识别
（3）若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min，此过程中机器人受到的阻力为 N，消耗的电能占电池所能输出总电能的 %。
（4）控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图乙，当磁敏电阻在正常工作区时，即使图甲电路中输入电压U发生改变，R1两端电压U1都能维持在某一定值附近微小变化，从而使控制电路中的电机稳定转动，则磁敏电阻的正常工作区对应图中 （选填“ab”或“bc”）段。已知无磁场时RB阻值为200Ω，R1的阻值为400Ω，线圈电阻忽略不计，当U为24V时，处在磁场中的RB电功率为0.32W，则R1两端的电压U1是 V。
（5）图丙是机器人测速系统的部分装置简化图，磁敏电阻转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧，当传感器对准齿轮两齿间隙时，电缆输出电流为0．某次当驱动电机的齿轮匀速转动时，电缆输出如图丁所示周期性变化的电流，则1s内对准传感器的齿间隙共有 个；若此时机器人遇到障碍物，减速器启动，则经减速器降速后的齿轮转速为 。
19．（2018•南通）阅读短文，回答问题。
喷泉
喷泉是利用水泵将水喷洒成特定形态的水表演艺术。水泵由电机带动工作时，水泵的叶轮高速旋转，驱使水飞离叶轮向外喷出，从而在叶轮中心区形成真空，将池中的水不断“吸”上来，水泵转速恒定时，喷出的水柱高度稳定。
音乐喷泉用计算机采集音乐的声音频率特征，并将其转化为控制信号，用以改变输入电机的电源频率；电源频率的改变使水泵的转速发生变化，达到调节水柱高度的目的。水泵的流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，流量指水泵单位时间内喷出水的体积，扬程指水泵能将水提升的高度。
图甲所示的是一游乐喷泉向上喷出的水柱使卡通模型悬停在空中的照片，喷泉使用的水泵的部分参数如表一，模型悬停在空中时，水冲击到模型时的速度v与模型的质量M、水泵流量Q之间的关系如表二。
表一
额定转速n
2900r/min
额定流量Q
0.04m3/s
额定扬程H
8m
额定功率P
7.5kW
表二
速度v/m•s﹣1
1.0
2.0
3.0
4.0
6.0
质量M/kg
3.0
6.0
12.0
12.0
12.0
流量Q/m3•s﹣1
0.03
0.03
0.04
0.03
0.02
（1）欣赏音乐喷泉时，悦耳的声音是通过 传入人耳的；水泵的叶轮中心区形成真空时，水池中的水在 的作用下不断地进入水泵内。
（2）下列关于喷泉的有关说法，正确的是 。
A．卡通模型所受重力与水对模型的冲击力是相互作用力
B．向上喷出的水在上升过程中的速度处处相等
C．阳光下喷泉附近常出现的彩虹是由光的反射引起的
D．音乐喷泉通过采集声音中的音调信息控制水泵的转速
（3）某喷泉装有四台参数如表一的水泵。第一次调试时水泵转速为额定值的0.9倍，则此时扬程为 m；第二次调试时四台水泵都在额定功率下工作，每台水泵先依次各喷20s，然后一起喷70s停喷，则这次调试过程四台水泵消耗的电能为 kW•h。
（4）分析表二数据，当卡通模型的质量为10kg，水冲击模型时的速度为5.0m/s时，对应的流量为 m3/s，水泵每秒喷出水的质量为 kg。
（5）如图乙为控制喷泉断续工作的模拟电路，AB两端输入如图丙所示的周期性变化的电压UAB．定值电阻R＝2Ω，D为电子元件，当UAB＜6V时，D两端的电压UD等于输入电压，UAB≥6V时，UD保持6V不变。当R的电功率满足PR≥8W时，水泵启动喷水。则t＝3s时电阻R的电功率为 W；该电路工作20min，喷水时间共为 s。
一十六．电功率的测量实验（共1小题）
20．（2017•南通）在“测量小灯泡功率”的实验中，提供的器材有：铭牌上仅能看清标有“0.3A”字样的小灯泡、电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，小灯泡不亮，两电表均无示数，现将电压表接在变阻器两端时有示数，接在开关两端时无示数，则电路故障是 。
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片，使电流表示数为0.3A，此时电压表示数如图乙所示，其值为 V，小灯泡的额定功率为 W。
（4）在实验过程中，电压表发生故障，现增加电阻箱和单刀双掷开关，设计了如图丙、丁两种方案，则能测出灯泡额定功率的方案是 。
参考答案与试题解析
一．固体的密度测量实验（共1小题）
1．（2017•南通）小华利用浮力知识测量橡皮泥的密度。
A．测出空烧杯的质量m0。
B．将橡皮泥捏成碗状，轻放入盛满水的溢水杯中，橡皮泥漂浮，用烧杯接住溢出的水。
C．测出烧杯和水的总质量m1，如图。
D．将该橡皮泥取出捏成团，放入盛满水的溢水杯中，橡皮泥沉底，用另一相同的空烧杯接住溢出的水。
E．测出烧杯和水的总质量m2。
（1）调节天平平衡时，发现指针静止时指在分度盘中央刻度线右侧，则应将平衡螺母向 左 调节，由图可知m1＝ 32 g。
（2）橡皮泥密度的表达式为ρ＝ •ρ水 。（用m0、m1、m2等物理量的符号表示）
（3）操作B、D中橡皮泥所受浮力分别为FB、FD，则FB、FD的大小关系是：FB 大于 FD，请写出你的推理过程： 操作B中物体漂浮在水面上，浮力FB等于物体的重力，操作D中物体沉底在水里，浮力FD小于物体的重力，橡皮泥在这两个过程中形状发生了变化，而重力不变，所以FB大于FD 。
【详解】解：（1）指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧，所以左盘高，平衡螺母应向左移动。
读图可知，天平标尺的分度值为0.2g，标尺示数为2g，
则物体的质量为：20g+10g+2g＝32g。
（2）将橡皮泥捏成碗状，轻放入盛满水的溢水杯中，橡皮泥漂浮，此时排开水的重力就是橡皮泥受到的浮力，即G＝F浮＝G排水＝（m1﹣m0）g，所以物体的质量m橡皮泥＝m1﹣m0，
将该橡皮泥取出捏成团，放入盛满水的溢水杯中，橡皮泥沉底，溢出水的质量为m2﹣m0，
溢出水的体积V排＝＝，
因为橡皮泥沉底，所以V排＝V橡皮泥＝，
橡皮泥的密度ρ＝＝＝•ρ水；
（3）操作B中物体漂浮在水面上，浮力FB等于物体的重力，操作D中物体沉底在水里，浮力FD小于物体的重力，橡皮泥在这两个过程中形状发生了变化，而重力不变，所以FB大于FD，
【答案】（1）左；32；（2）•ρ水；（3）大于；操作B中物体漂浮在水面上，浮力FB等于物体的重力，操作D中物体沉底在水里，浮力FD小于物体的重力，橡皮泥在这两个过程中形状发生了变化，而重力不变，所以FB大于FD。
二．控制变量法与探究性实验方案（共3小题）
2．（2021•南通）篮球运动员传球时，篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中，小明觉得好奇：篮球击地面后，反弹方向与哪些因素有关呢？与同学讨论后，他们觉得可以用弹性小球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究，并提出了三种猜想。
猜想1：与小球撞击地面前是否旋转有关；
猜想2：与小球撞击地面时的入射方向有关；
猜想3：与地面的粗糙程度有关。
（1）对于猜想1，联想到旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，由此判断猜想1是 正确 的。
（2）为验证猜想2和3，同学们设计了如图甲所示的装置，每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端，由静止弹出并撞击地面，分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α，测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，记录数据如表。
夹角α
20.0°
30.0°
45.0°
60.0°
70.0°
夹角β
玻璃地面
25.5°
34.7°
49.2°
63.5°
72.8°
木板地面
28.6°
37.3°
51.6°
65.4°
74.1°
水泥地面
30.9°
39.2°
53.9°
67.5°
76.6°
①对猜想2，分析数据可得β与α的定性关系是： 当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大 ，说明该猜想是正确的。
②对猜想3，小虎认为：表中α一定时，各次测得的β不等，这是由测量误差引起的，所以猜想3是错误的。同学们不赞成小虎的观点，理由是 如果是由误差引起的，则不管地面的粗糙程度如何变化，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小，但分析表中数据发现，当小球的入射方向与地面的夹角a一定时，接触面越粗糙，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大，说明β是受接触面粗程度的影响，而不是误差造成的 。
（3）用每隔s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片，如图乙所示。
①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为 3.20 cm；小球上标有“直径4cm”字样，请估测小球从O运动至D的平均速度为 3.2 m/s。
②小球是从图乙中的 C （选填“A”、“B”或“C”）位置开始入射的。
（4）同学们分析：当α一定时，地面越光滑，β值与α越接近，由此推理，如果地面没有摩擦，则β与α应相等，请写出一个用此思想方法研究问题的实例 探究阻力对物体运动的影响 。
【详解】解：（1）旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，说明小球撞击水平地面后的反弹方向与小球撞击地面前是否旋转有关，由此判断猜想1是正确的；
（2）①由表中数据可知，当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大，由此验证猜想2是正确的；
②如果是由误差引起的，则不管地面的粗糙程度如何变化，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小，但分析表中数据发现，当小球的入射方向与地面的夹角a一定时，接触面越粗糙，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大，说明β是受接触面粗程度的影响，而不是误差造成的；
（3）①因为用毫米刻度尺测量，估读到分度值的下一位，故数据记录为3.20cm；
用刻度尺测出图中小球的直径为4mm＝0.4cm，则
图中O、D两位置球心间距离大约是＝8个小球的直径，已知小球的实际直径4cm，
所以O、D两位置球心间距离为：s＝8×4cm＝32cm＝0.32m，
小球从O运动到D位置过程被记录的4次，这个过程所用时间为：t＝3×s＝0.1s，
从O运动至D的平均速度v＝＝＝3.2m/s；
②分忻表中数据可知，小球的入射方向与地面的夹角α始终小于小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，由此判断小球是从图乙中C位置开始入射的；
（4）探究阻力对物体运动的影响时发现，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，小车在水平面上运动的距离越远，由此推理如果水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车将做匀速直线运动，这个实例也用到了科学推理的方法。
【答案】
（1）正确；
（2）①当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大；
②如果是由误差引起的，则不管地面的粗糙程度如何变化，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小，但分析表中数据发现，当小球的入射方向与地面的夹角a一定时，接触面越粗糙，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大，说明β是受接触面粗程度的影响，而不是误差造成的；
（3）①3.20；3.2；②C；
（4）探究阻力对物体运动的影响。
3．（2020•南通）学习小组用侧壁扎有小孔的长塑料瓶做“探究液体压强特点”的实验时，发现每次小孔中水的流量Q（单位时间内喷出水的体积）不同，水的流量与哪些因素有关。大家提出以下猜想：
猜想1：与小孔的形状有关
猜想2：与小孔距水面的深度h有关
猜想3：与小孔的横截面积S有关
（1）为验证猜想1，他们在三个相同塑料瓶侧壁的同一位置各扎一个小孔，三孔形状如图甲所示，在小孔处安装阀门和流量计（测流量的仪器）将瓶中均装满水，打开阀门，测出流量，此步骤存在的问题是 没有控制小孔的横截面积相等 。
（2）肯定猜想1后，为探究猜想2，他们在同一塑料瓶的不同位置，分别开相同的圆孔。进行实验。
①下表是实验中测得的数据，请在图乙中描点作出流量Q与小孔深度的平方根的关系图线，表格中第3次流量Q＝ 45 cm3⋅s﹣1。
序号
孔面积S/cm2
孔深度h/cm
h平方根/cm
流量Q/cm3•s﹣1
1
0.2
10
3.2
28
2
0.2
16
4.0
36
3
0.2
25
5.0
45
4
0.2
36
6.0
54
5
0.2
50
7.1
64
②进一步分析，他们认为深度影响流量的原因是深度越大，液体压强越 大 ，喷出小孔的水流速也越大。
（3）对于猜想3，大家认为是正确的，为进一步探究流量Q与小孔横截面积S之间的定量关系，老师画了图丙所示的水柱模型，其中v表示水从小孔流出的速度，l表示时间t内流出水柱的长度，S表示小孔的横截面积。
①根据流量定义并结合模型，推导流量Q与流速v、面积S的关系式：Q＝ Sv ；
②通常情况下，喷泉竖直向上喷出的水柱在上升阶段粗细并不均匀，则喷出水柱在空中上端较 粗 （选填“粗”或“细”）。
【详解】解：（1）由题意，三个小孔的深度相同，形状不同，但没有保持小孔的横截面积相同，违背了控制变量法的应用；
（2）①在乙图中，把表中各数据描点，再连接，如下图：
通过图象可以得出，流量Q和小孔深度的平方根成一次函数；
取序号2、4的数据（是一个精确数值），得出Q＝9×的函数式，则表格中第3次流量Q＝9×5.0＝45cm3•s﹣1；
②深度影响流量的原因是深度越大，液体的压强越大，喷出小孔的水的流速越大；
（3）①由题图丙知，流量Q相当于单位时间流出的水柱的体积（水是圆柱体），水柱的长度v，则流量Q＝Sv；
②从喷口喷出的水的流量Q＝Sv是定值，单位时间出来的水的体积不变，随着水柱的上升，v在不断变小时，横截面积S在不断增大，因此上升阶段的水柱呈现的形态是上端较粗。
【答案】（1）没有控制小孔的横截面积相等；（2）①如图所示； 45； ②大；（3）①Sv；②粗。
4．（2017•南通）冰壶比赛中，为减小冰壶与冰面间的摩擦，运动员需在冰壶运动路线上的某些区域刷冰，如图甲。
（1）为探究刷冰长度的影响因素，小明和同学用图乙装置寻找模拟刷冰区域的材料，他们将木块分别放在长木板、绸布、棉布上，用弹簧测力计水平拉木块做 匀速直线 运动，发现测力计示数关系是F棉＞F木＞F绸．若用木板模拟未刷冰区域，则应选 绸布 模拟刷冰区域。
（2）他们用图丙装置，将长为l的所选材料M平铺在木板上，让木板从斜面上滑下，经过M后停在木板上的固定位置P．木板运动到位置P，所需M的长度l与哪些因素有关？大家提出以下猜想：
猜想1：与木块由静止滑下时的高度h有关；
猜想2：与M左端到斜面底端的距离x有关。
①验证猜想1时，保持x不变，将木块从高度将静止滑下，改变l，使木块最终都停在位置P，数据记录如下：
序号
1
2
3
4
5
6
释放的高度h/m
0.10
0.14
0.18
0.20
0.22
0.26
M的长度l/m
2.00
1.60
1.20
0.86
0.80
0.40
在图丁中描点作出l与h的关系图线；l与h的定量关系是l＝ 3﹣10h 。
②验证猜想2时，小明改变x，将木块从不同高度由静止滑下，记录数据，得出结论。
分析实验中存在的问题是 没有控制木块从斜面上同一位置滑下 ；
正确操作，发现每次只将M前后移动时，木块都会经过M停在P位置。该现象可否定猜想2的依据是 水平木板表面和M的总长度不变，而所选材料M的长度不变，则滑块在木板上滑动的距离也是不变的 ；
若在上述正确操作中同时改变x和l，则木块最终可能停在 P点左侧或右侧 （选填“P点左侧“”P点右侧“或”P点左侧或右侧“）。
【详解】解：（1）在探究刷冰长度的影响因素的实验过程中，拉动木块在不同表面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力，根据弹簧测力计示数的关系，若用木板模拟未未刷冰区域，则选择摩擦力小的材料模拟刷冰区，故选绸布；
（2）①根据表中数据描出的是一条直线，如图所示：
根据直线方程y＝kx+b，将表中数据代入公式，
2.0＝k×0.1+b，1.6＝k×0.14+b，计算得，
k＝﹣10，b＝3；
故l与h的定量关系：l＝3﹣10h；
②在研究猜想2时，没有控制物块从斜面同一位置滑下；正确操作后，每次只前后移动M，水平木板表面和M的总长度，而所选材料M的长度不变，则滑块在木板上滑动的距离也是一定的，所以可以否定猜想2，如果同时改变x和l的长度，当x减小，l增大时，则木块停止在P点的右侧；当x增大，l减小时，木块停止P点的左侧。
【答案】（1）匀速直线；绸布；（2）①如上图；3﹣10h；②没有控制木块从斜面上同一位置滑下；水平木板表面和M的总长度不变，而所选材料M的长度不变，则滑块在木板上滑动的距离也是不变的；P点左侧或右侧。
三．压强的大小及其计算（共1小题）
5．（2020•南通）小明想测量校园里一块长方体校训石对水平地面的压强。他找到一些与其材质相同的小石块，用测力计、烧杯、水、细线和卷尺等进行如下实验。（g取10N/kg）
（1）使用弹簧测力计前，应检查指针是否指在 刻度盘的零刻度线上 。
（2）由图示操作，测出小石块受到的浮力F浮＝ 1 N。
（3）计算出小石块的密度ρ石＝ 2.5×103 kg/m3。
（4）测出校训石的长、宽、高分别为5m，1m，2m，则校训石对水平地面的压强p＝ 5×104 Pa。
（5）校训石与地面接触的右下角是缺损的，则他测算出的压强比实际压强 小 。（忽略校训石质量的变化）
【详解】解：（1）使用弹簧测力计前，应先检查指针是否指在零刻度线上（指针校零）；
（2）根据称重法，物体受到的浮力F浮＝2.5N﹣1.5N＝1N；
根据阿基米德原理得：V石＝V排＝＝＝1×10﹣4m3；
（3）小石块的质量：m石＝＝＝0.25kg，
则小石块的密度：ρ石＝＝＝2.5×103kg/m3；
（4）校训石对水平地面的压强：p＝ρ石gh＝2.5×103kg/m3×10N/kg×2m＝5×104pa。
（5）校训石与地面接触的右下角是缺损的，导致受力面积减小，测算时计算的底面积比实际的底面积大，忽略校训石质量的变化，由p＝可知，测算出的压强比实际压强偏小。
【答案】（1）刻度盘的零刻度线上；（2）1；（3）2.5×103；（4）5×104；（5）小。
四．光学实验设计与探究（共1小题）
6．（2018•南通）学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样。
（1）关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想：
猜想1：与小孔到光屏的距离有关；
猜想2：与小孔的形状有关；
猜想3：与小孔的大小有关；
①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是
正确 的。
②验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图1中乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是 没有控制孔的大小相等 。
③为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表：
圆孔的直径/mm
小于1.0
1.0
1.5
2.0
2.5
4.0
像的清晰度
清晰
清晰
清晰
清晰
较模糊
模糊
像的明亮程度
﹣﹣﹣﹣﹣逐渐变亮→
实验现象表明：在小孔成像清晰时， 小孔越大，亮度越亮 。
（2）学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究，如图2所示：
①在纸筒底部中心开一小孔a，又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c，光屏上观察到三个像。在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像。则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是 C 。
②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，所成的像都与b、c两孔处三棱镜所成的像重合，则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要 小 （选填“大”或“小”）
③若开一个大孔，并在大孔处放一合适的凸透镜替代上述所有棱镜后，恰能在图丙位置光屏上呈现清晰的像，则此像是 放大 倒立的实像；若只用a孔替代凸透镜，在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度 更暗 ，像的大小 相等 。
【详解】解：（1）①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关；可判断猜想1是正确的。
②要探究：像的亮度与小孔的形状的关系，需要控制孔的大小不变，改变形状，而图乙中即改变了孔的形状，又改变了孔的大小，此过程中没有控制小孔的大小相等；
③由实验数据分析可得：在小孔成像清晰时，小孔越大，像的明亮程度越亮；
（2）①三棱镜具有偏折光的能力，要想使光都会聚在光屏中心的位置，则在bc两处放置的三棱镜的方式可能是凸透镜的形状，即图C的形状；
②在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，此装置类似凸透镜，过光心时传播方向不变，越靠近光心的光线偏折程度的越小，故则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小；
③根据图知，物距小于像距，可以判断出此时凸透镜成的是一个倒立放大的实像，因为凸透镜和小孔都成倒立放大的实像，物距和像距都相等，所以像的大小是相等的，因为入射到凸透镜上的光数量较多，经凸透镜折射后，经过的像点的光线多，所以看起来亮一些，所以只用a孔替代凸透镜，光屏上所成的像的亮度更暗。
【答案】（1）①正确；②没有控制小孔的大小相等；③小孔越大，亮度越亮；（2）①C；②小；③放大；更暗；相等。
五．凸透镜成像规律及其探究实验（共1小题）
7．（2019•南通）小华用同一个凸透镜进行如下探究。
（1）将凸透镜正对太阳，调节凸透镜下方白纸的位置，直至白纸上出现一最小最亮的光斑，实验示意图如图甲所示，则该透镜的焦距为 10.0 cm．将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图乙放置，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右移动，光斑大小将 不变 。
（2）凸透镜和光屏的位置如图乙所示，移去小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的15cm刻度处，将光屏向 右 移动一段合适的距离，能在光屏上得到烛焰清晰倒立、 放大 的实像；小华发现屏上的像时而清晰时而模糊，请分析造成这一现象的可能原因： 蜡焰在晃动 。
【详解】解：（1）由图甲可知，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，焦点到凸透镜的距离为10cm，则凸透镜的焦距是10.0cm；
由图乙可知，发光小灯泡在凸透镜焦点位置，经凸透镜折射后形成平行光线，将光屏向右移动，光斑大小不变；
（2）将点燃的蜡烛放置于光具座的15cm刻度处，物距u＝30.0cm﹣15.0cm＝15.0cm，满足：2f＞u＞f条件，成倒立、放大的实像；像距大于二倍焦距，光屏应向右移动；
光屏上的像时而清晰时而模糊，说明像距在不断变化，是由物距变化引起的，原因是蜡烛的火焰在不断晃动。
【答案】（1）10.0；不变；（2）右；放大；蜡焰在晃动。
六．滑轮（组）机械效率的测量实验（共1小题）
8．（2018•南通）小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：
次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
机械效率η
1
2
0.10
1.0
66.7%
2
3
0.10
1.4
71.4%
3
6
0.10
2.5
（1）实验中应竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计，绳端移动距离为 0.3 m。
（2）第3次实验的机械效率为 80 %。
（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是 增加物重 ；小华所用动滑轮的重一定小于 1 N。
【详解】解：（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定；
由图示可知，滑轮组承重绳子有效股数n＝3，弹簧测力计移动的距离s＝3h＝3×0.10m＝0.3m；
（2）第3次测量中，
有用功：W有用＝Gh＝6N×0.10m＝0.60J；
做功：W总＝Fs＝2.5N×0.30m＝0.75J；
机械效率为：
η3＝×100%＝×100%＝80%；
（3）由1、2、3次数据知，同一滑轮组，物体越重，机械效率越高，故增加物重可以提高同一滑轮组的机械效率；
当物体越重时，对滑轮的压力越大，摩擦力越大，所以第一次实验受摩擦力的影响最小，此时滑轮的重力为：G动＝nF﹣G物＝3×1N﹣2N＝1N。
【答案】（1）匀速；0.3；（2）80；（3）增加物重；1。
七．燃料的热值及其计算（共1小题）
9．（2020•南通）小明想估测薯片的热值，进行了如下实验。
（1）将天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左，则应将平衡螺母向 右 端调节：测量质量时，调节天平再次平衡，右盘中的砝码和游码位置如图甲，其质量为 6.2 g。
（2）如图乙，将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后，烧杯中0.2kg的水温度升高了5℃，则水吸收的热量Q吸＝ 4.2×103 J．[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）根据Q放＝Q吸和Q放＝mq，算出薯片的热值比实际值小得多。原因是： 因薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收 。
【详解】解：
（1）在调节天平平衡时，指针偏左，应将平衡螺母向右调节。
由题图，物体的质量m＝5g+1.2g＝6.2g。
（2）由题意，水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×5℃＝4.2×103J。
（3）因薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收，即Q放＞Q吸，故算出的热值比实际值小。
【答案】（1）右； 6.2；（2）4.2×103； （3）因薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收。
八．热机的效率（共1小题）
10．（2017•南通）阅读短文，回答问题。
客机C919
如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。
C919机舱内覆有一层高孔率”超细航空级玻璃棉“，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm，1m3的质量为5kg。
机舱内先进的”呼吸系统“，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外﹣50℃以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。
该机有较大的翼载，翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比，下表是飞机的部分技术参数。
最大起飞质量
72.5t
客舱内气压
8.0×104Pa
巡航速度
920km/h
发动机巡航推力
3.6×104N
（1）阳光下，飞机尾翼呈现绿色，是因为尾翼 反射 绿光；若飞机的翼载是500kg/m2，则机翼面积为 145 m2。
（2）下列关于”超细航空级玻璃棉“性质的描述中，不正确的是 B 。
A．单丝纤维比头发细 B．密度与玻璃差不多
C．隔音性能相对较好 D．导热能力相对较弱
（3）在万米高空，机体1m2面积上承受内外气压的压力差约为 5.5×104 N；为确保机舱内的温度维持体感舒适值，机上空调需要不断 制冷 （选填”加热“或”制冷“）。
（4）飞机水平匀速巡航时，受到的阻力为 3.6×104 N；若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中，耗油1500kg，发动机的热效率为40%，则此过程中发动机的推进效率为 60 %．（燃油热值q取4.6×107J/kg）
（5）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作。
①若要在较低温度下接通受控电路，应将R1的阻值适当 减小 （选填“增大”或“减小”）
②当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路。已知热敏电阻的电流随电压变化的I﹣U图象如图丙，则此时控制电路中的电流为 0.002 A。
【详解】解：（1）在阳光下飞机尾翼呈现绿色是因为飞机的尾翼反射绿色光，根据公式
机翼面积（s）＝；得机翼面积（s）＝＝145m2；
（2）”超细航空级玻璃棉“性质有：直径只有3～5μm，密度ρ＝＝＝5kg/m3，密度比玻璃的密度小很多，还具有很好的隔音和保温效果；故B不正确；
（3）在万米高空，机舱外的大气压为2.5×104Pa，机舱内的气压为8×104Pa，在机体每平方米上产生的压力差△F＝F向外﹣F向内＝P内S﹣P外S＝5.5×104N；能将机外﹣50℃以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，所以机体上的空调要不断制冷，使舱内气压和温度达到舒适值。
（4）飞机水平匀速巡航时，处于平衡状态，受到平衡力的作用，发动机巡航推力与受到的阻力平衡力，大小相等，故f＝F＝3.6×104N；
燃料完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝1500kg×4.6×107J/kg＝6.9×1010J；
根据η＝得
发动机获得的机械能：W机械＝ηQ放＝40%×6.9×1010J＝2.76×1010J；
发动机巡航的距离为：s＝vt＝920km/h×0.5h＝460km＝460000m
飞机的推进功（推力所做的功）：W推力＝Fs＝3.6×104N×460000m＝1.656×1010J
发动机的推进效率：η′＝＝×100%＝60%；
（5）①热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，故要在较低温度下接通受控电路，R2的电阻增大，要使电流不变，应将R1的阻值适当减小，才能使总电阻不变；
②当电流为2mA时，R1阻两端的电压为：U1＝IR1＝0.002A×1000Ω＝2V，
此时R2两端的电压为：U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，由图象知U2符合题意，故此时控制电路中的电流为2mA＝0.002A。
【答案】（1）反射；145；（2）B；（3）5.5×104；制冷；（4）3.6×104；60；（5）①减小；②0.002。
九．探究比热容的实验（共1小题）
11．（2019•南通）铁板文蛤是南通的特色佳肴，由文蛤、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成，在体积相同的条件下，餐馆会尽量选择热容量大的炊具。热容量的定义是：物体的温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量。查阅资料知道：物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关，由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想：
猜想1：物体的质量越大则物体的热容量越大；
猜想2：物质的比热容越大则物体的热容量越大。
同学们先用图甲所示装置，将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中，将水加热至沸腾，用温度计测出水的温度，示数如图乙；将四个金属块同时从水中取出，快速放入四个相同的保温杯中，杯中盛有质量和初温（约20℃）均相同的水，过一段时间后分别测出保温杯内水的末温，收集记录的数据如下表。
金属块
质量m/g
比热容c/J（kg•℃）﹣1
末温（℃）
铅
565
0.13×103
34.3
铜
445
0.39×103
47.2
铁
395
0.46×103
48.1
铝
135
0.88×103
40.9
（1）安装装置时应先固定线夹 B （选填“A”或“B”）；图乙温度计示数为 99 ℃。
（2）由表中数据可知：若金属块放出的热量完全被水吸收，则吸收热量最多的是放入了金属 铁 的杯中的水；热容量最大的是 铁 金属块。
（3）分析数据可判断：猜想1、猜想2都是 错误 的。请选择猜想1或猜想2，说出你对该猜想作出上述判断的理由： 铁的质量没有铜大，但铁热容量比铜大 。
（4）请用热容量这个物理量，给比热容下定义： 物体的热容量与质量之比 。
【详解】解：
（1）为了确保用酒精灯的外焰加热，应由下向上组装，即应先固定线夹；
图中温度计的分度值为1℃，此时温度计的示数为99℃；
（2）若金属块放出的热量完全被水吸收，根据Q＝cm△t知，质量相同的水温度升高的越多，水吸收的热量越多，则金属块放出的热量越多，由表格数据可知放入了铁块的杯子中的水温度升高的最多，即这杯水吸收的热量最多，也就是铁块放出的热量最多；
开始时金属块的初温都为99℃，最后的末温是铁块最高，则铁块的温度减少的最小，由于铁块放出的热量最多，温度却降低的最小，所以结合热容量的定义可知，铁块的热容量最大；
（3）根据表格数据可知猜想1、猜想2都是错误的，以猜想1为例：铁的质量没有铜大，但铁热容量比铜大；
（4）因为热容量是物体的温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量，而比热容是单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量，
所以比热容是物体的热容量与质量之比。
【答案】（1）B；99；（2）铁；铁；（3）错误；铁的质量没有铜大，但铁热容量比铜大；（4）物体的热容量与质量之比。
一十．影响电阻大小的因素（共1小题）
12．（2020•南通）小明探究铅笔芯的电阻大小与长度的关系时，找来一支铅笔芯，测量其长度并用两枚金属回形针夹住其两端进行实验。
（1）图甲是测铅笔芯电阻的电路，请用笔画线代替导线将其连接完整。
①闭合开关，发现两电表均无示数，为排查故障他将电压表改接在变阻器两端，发现电压表有示数，则电路故障可能是 滑动变阻器断路 。
②排除故障，移动滑片P，电流表示数为0.14A时，电压表示数如图乙，为 2.8 V，测出的电阻为 20 Ω。
（2）移动回形针，改变并测量铅笔芯接入电路的长度，实验时发现电流表损坏，他又设计了图丙电路测量电阻。
①正确连好电路，闭合开关S，将开关S1先拨至b，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为U。
②再将S1拨至a，调节电阻箱旋钮至图丁位置，观察到电压表示数略大于U，他把“×1”挡的旋钮又旋了一格，发现电压表示数略小于U，此时他 不应 （选填“应”或“不应”）再调节滑动变阻器，以使电压表的示数恰好为U。
③推断铅笔芯接入电路的阻值 0.5Ω～1.5Ω （填写范围）。
（3）小明由上述两次实验，得出铅笔芯电阻与长度的关系，请评价他在探究过程中的不足之处： 实验次数太少，结论具有偶然性 。
【详解】解：（1）电源为2节干电池，电源电压为3V，所以电压表量程应选0～3V的量程，电压表与铅笔芯并联，铅笔芯串联接入电路。连接电路如图所示：
①闭合开关，电流表无示数说明电路断路，电压表接在铅笔芯两端无示数，而接在滑动变阻器两端有示数，说明滑动变阻器断路；
②电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，所以图乙中电压表的示数为2.8V；
由欧姆定律可知电阻为R＝＝＝20Ω；
（2）②应用等效法测电阻时，滑动变阻器的电阻应该保持不变，使S1接b时铅笔芯两端电压与S1接a时电阻箱两端电压相等，即分压效果相等，电阻箱的电阻等于铅笔芯电阻。所以实验时不应该移动滑动变阻器；
图丁中电阻箱的阻值为1.5Ω，观察到电压表示数略大于U，他把“×1”挡的旋钮又旋了一格，发现电压表示数略小于U，则由串联分压规律可知此时电阻箱阻值变小，即电阻箱的阻值调为0.5Ω，所以铅笔芯接入电路的阻值为0.5Ω～1.5Ω；
（3）实验次数太少，结论具有偶然性。
【答案】（1）①滑动变阻器断路；②2.8；20；（2）②不应；③0.5Ω～1.5Ω；（3）实验次数太少，结论具有偶然性。
一十一．探究电流与电压、电阻的关系实验（共1小题）
13．（2021•南通）实验小组做探究“电流与电阻关系”的实验，提供的器材有：电源（电压3V）、电流表、电压表、电阻箱R（0～999.9Ω）、滑动变阻器R1，开关及导线若干。
（1）请用笔画线代替导线把图甲电路连接完整。
（2）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，将电压表改接在R1两端，发现电压表的示数为3V，由此判断电路的故障是 滑动变阻器断路 。
（3）排除故障后，调节R的阻值，并移动R1的滑片，使电压表的示数为某一值，记录R的阻值和电流表示数，继续实验，当R的阻值变大时，R1的滑片应向 左 移动，以使 电压表 示数不变。将多次实验测得的数据描绘成图乙所示的I﹣图线。
①图在图丙中画的出当R的阻值为10Ω时，电流表指针所在位置。
②处理数据描绘的是I﹣图线，而不是I﹣R图线，这样做的优点是： 图像是一条直线，比较直观，便于处理数据发现规律 。
（4）实验小组要用已有器材继续测量一个阻值为数百欧的电阻Rx，他们设计了的图丁中A、B两个实验方案，其中能准确测量Rx阻值的是 B 。
【详解】解：（1）电阻、电流表、滑动变阻器串联接入电路，电压表选0～3V的量程与电阻并联接入电路，如图：
；
（2）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，说明电路断路，将电压表改接在R1两端，发现电压表的示数为3V，说明此时电压表串联接入电路，即与电压表并联的滑动变阻器断路，所以电路故障为滑动变阻器断路；
（3）排除故障后，调节R的阻值，并移动R1的滑片，使电压表的示数为某一值，记录R的阻值和电流表示数，继续实验，当R的阻值变大时，需保持电阻两端电压不变，根据串联分压原理可知滑动变阻器接入电路的电阻需变大，所以R1的滑片应向左移动，以使电压表示数不变；
①由乙图可知当电阻为10Ω时，通过电路的电流为0.2A，如图：
；
②处理数据描绘的是I﹣图线，而不是I﹣R图线，这样做的优点是图像是一条直线，比较直观，便于处理数据发现规律；
（4）实验小组要用已有器材继续测量一个阻值为数百欧的电阻Rx，他们设计了的图丁中A、B两个实验方案，其中能准确测量Rx阻值的是B，
A、闭合开关S1，电路为电阻的简单电路，电源电压3V，电阻阻值为数百欧，通过电路的电流太小，电流表无法准确测量通过电路的电流，
B、两电阻串联接入电路，闭合开关S2，电压表测两电阻的总电压U，闭合开关S1，电压表测电阻Rx，两端的电压Ux，串联电路总电压等于各分电压之和，则电阻箱两端的电压为U﹣Ux，由串联分压原理可知＝，所以Rx＝。
【答案】（1）如图；（2）滑动变阻器断路；（3）左；电压表；①如图；②图像是一条直线，比较直观，便于处理数据发现规律；（4）B。
一十二．伏安法测电阻的探究实验（共1小题）
14．（2018•南通）小明和小虎设计如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。实验器材有：电源（电压4.5V）、滑动变阻器R（0～20Ω）、电阻箱R0（0﹣999.9Ω）、电流表、单刀双掷开关及导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路，在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
（2）小明将S拨至“1”，调节滑动变阻器的滑片至某一位置，电流表示数为0.36A．再将S拨至“2”，调节电阻箱，使电流表示数为 0.36 A，此时电阻箱的示数如图丙所示，则待测电阻的阻值Rx＝ 9 Ω。
（3）把电阻箱的阻值从10.0Ω调到丙图所示的阻值时，小虎想先把“×10”挡从1调到0，再调“×1”挡。你认为他的想法是否妥当？答： 否 （选填“是”或“否”），理由是： 电阻箱的电阻突然减小，可能导致电路的电流太大损坏元件 。
（4）测量结束断开开关后，应首先拆除 电源 （选填“电源”或“电流表”）两端导线。
【详解】解：（1）由图甲知开关放在1时，控制Rx，放在2时，控制电阻箱R0，开关与滑动变阻器R串联，滑动变阻器接左下接线柱，如图所示：
（2）小明将S拨至“1”，调节滑动变阻器的滑片至某一位置，电流表示数为0.36A．再将S拨至“2”，调节电阻箱，使电流表示数仍为0.36A，此时两条电路对电流的阻碍作用相同，此时电阻箱的示数即为待测电阻的阻值；
电阻箱的示数：R0＝0×100Ω+0×10Ω+9×1Ω+0×0.1Ω＝9Ω，则待测电阻的阻值Rx＝9Ω。
（3）把电阻箱的阻值从10.0Ω调到电阻箱的9Ω时，小虎想先把“×10”挡从1调到0，会使电路中的电阻突然变小，根据I＝知，会使电路中的电流突然增大，超出电流表的量程将电流表损坏；
（4）测量结束后，在拆除电路时，为了安全，应断开开关，先拆除电源两端的导线，再拆除其他导线。
【答案】（1）见上图；（2）0.36；9；（3）否；电阻箱的电阻突然减小，可能导致电路的电流太大损坏元件；（4）电源。
一十三．电功与电能的计算（共1小题）
15．（2021•南通）阅读短文，回答问题。
安全舒适的家用轿车
为了让司乘人员有安全舒适的驾乘体验，某款家用小轿车配有U形座椅、抬头显示器、倒车雷达、麦弗逊式悬架、真空轮胎等装置。
汽车座椅设计成能增大乘客与座椅接触面积的U型。座椅内部装有电热装置，冬季使用时，人坐上去温暖舒适，图甲为座椅电热装置的电路原理图，电源电压恒定，装置设有“高温”、“低温”、“关”三个挡位，其中高温功率为36W，低温功率为9W。
汽车行驶中，抬头显示器可将重要行车数据和导航信息，通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员无需低头即可了解相关信息；导航系统可按个人喜好选择不同人的语音播报路况；倒车时，倒车雷达利用超声波探测障碍物位置，使倒车更容易、更安全。
麦弗逊式悬架（图乙）是车身与车轮之间的传力部件，由螺旋弹簧和减振器有机组合，悬架工作时车身先压缩弹簧一段距离，之后将弹簧和减振器一起压缩，减缓行驶过程中车辆的振动。
车轮选用真空轮胎，即无内胎的充气轮胎，空气直接充进轮胎内腔。车辆高速行驶时，由于轮胎和路面摩擦而产生的温度，由内部空气经钢圈直接传递出去，快速降低轮胎温度：轮胎的负荷指轮胎承受的压力，与轮胎气压有关，下表是汽车静止时在轮胎发生标准形变的条件下，每只轮胎的负荷F与轮胎气压p的参数。
气压p/KPa
120
150
180
200
240
负荷F/N
2920
3400
3880
4200
4840
（1）抬头显示器将信息投射在驾驶员的正前方，这是光的 反射 现象；导航过程听到播报的语音，就可知道系统在模仿谁的声音，这是根据声音的 音色 进行判断的。
（2）下列有关汽车的说法中不正确的是 C 。
A.轮胎的钢圈是热的良导体
B.倒车雷达原理与“声呐测距”相同
C.U形座椅是为了增大压强
D.弹簧和减振器被压缩时弹性势能增大
（3）座椅处于低温挡正常工作5min消耗的电能为 2700 J；R1、R2的阻值之比为 1：3 。
（4）文中划线部分描述中存在错误，请写出描述错误的文字并改正： 温度改为热量 ；当轮胎发生标准形变、汽车静止且轮胎气压为250kPa时，轮胎与地面接触的总面积为0.1m2，则汽车对地面的压强为 2×105 Pa。
（5）用两根轻弹簧可以模拟汽车悬架。如图丙，在一根大弹簧内套有一根小弹簧，它们的下端都固定在水平面上，压缩该弹簧组合，测得压力F与压缩距离△l之间的关系图线如图丁所示，已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比，则当两弹簧均处于自由状态时，它们上端点间的距离为x＝ 0.2 m，小弹簧中的弹力F2与被压缩量△l2之间的定量关系式可表示为F2＝ 20N/m×Δl2 。
【详解】解：
（1）抬头显示器将信息投射在驾驶员的正前方，这是光的反射现象；导航过程听到播报的语音，就可知道系统在模仿谁的声音，这是根据声音的音色进行判断的；
（2）A、像金属这样导热性能好的物体称为热的良导体，钢圈是金属制成的，故A正确；
B、倒车雷达和“声呐测距”都是利用超声波回声定位来探测障碍物的，故B正确；
C、U形座椅是通过增大受力面积来减小压强的，故C错误；
D、弹簧和减振器被压缩时，弹性形变变大，弹性势能增大，故D正确；
故选：C。
（3）座椅处于低温挡正常工作5min消耗的电能为：W＝P低t＝9W×5×60s＝2700J；
当S接2时，R1和R2串联，此时电路中电阻最大，电功率最小，电功率为：P低＝，
当S接3时，此时为R1的简单电路，电路中总电阻最小，电功率最大，电功率为：P高＝，
所以，＝＝＝，
解得：＝；
（4）温度表示物体的冷热程度，也就是一个热运动的状态量；而热量总是伴随着一个吸热或放热的过程，它是一个热运动的过程量，在车辆高速行驶时，由于轮胎和路面摩擦而产生的热量而不是温度；
由表中数据可知，轮胎气压p增加10kPa，每只轮胎的负荷F将增加160N，则当轮胎发生标准形变、汽车静止且轮胎气压为250kPa时，每只轮胎的负荷F为4840N+160N＝5000N，故此时汽车对地面的压强为：p地＝＝＝2×105Pa；
（5）从图丙和图丁可知：在0～0.2m范围内只有大弹簧产生弹力，在0.2～0.3m范围内，弹力是这两个弹簧产生弹力的合力，则当两弹簧均处于自由状态时，它们上端点间的距离为x＝0.2m；
由图丁图象可知：F＝kΔl可得，当Δl＝0.2m时有：2N＝k1×0.2m，
则大弹簧的劲度系数k1＝10N/m；
当大弹簧的压缩量Δl1为0.3m时，小弹簧的压缩量Δl2为0.3m﹣0.2m＝0.1m，此时总弹力为5N，
由图丁图象可知：F＝kΔl可得：5N＝k1×0.3m+k2×0.1m＝10N/m×0.3m+k2×0.1m，
解得小弹簧的劲度系数：k2＝20N/m，
所以小弹簧中的弹力F2与被压缩量△l2之间的定量关系式可表示为F2＝20N/m×Δl2。
【答案】（1）反射；音色；（2）C；（3）2700；1：3；（4）温度改为热量；2×105；（5）0.2；20N/m×Δl2。
一十四．电功计算公式的应用（共1小题）
16．（2019•南通）阅读短文，回答问题。
地铁
南通即将进入地铁时代。乘坐地铁需文明出行、确保安全。地铁站的站台上标有黄色警戒线；乘客应留意车厢内红、绿色的线路指示灯。手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品，工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声，判断金属物品的大小；手持式安检仪的电池容量为2×103mAh，额定电压为9V，额定功率为0.36W，电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；当剩余电量减为电池容量的10%时，安检仪不能正常工作。
图甲为另一种安检仪的原理模型，固定的矩形虚线区域内存在方向竖直向上的磁场，宽度为0.6m。边长0.2m的正方形金属线圈abcd放在水平传送带上，可随传送带一起以速度v匀速运动。线圈进、出磁场过程中会产生电流，从而线圈会受到大小随线圈速度增大而增大、方向水平的磁场力作用，因此线圈与传送带间也存在摩擦力；运动过程中线圈整体处于磁场中时，线圈中无电流产生。在线圈与传送带间无相对滑动时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P与对应的速度v的数据如表。
v/m•s﹣1
0.2
0.3
0.5
0.6
0.8
P/W
0.016
0.036
0.144
0.256
（1）候车时乘客越过黄色警戒线会有危险，那是因为流体的流速越大，压强越 小 ；有乘客手捧鲜花进入车厢，所有乘客都闻到了花香，这是因为分子在 做无规则运动 。
（2）下列说法中，正确的是 B 。
A．手持式安检仪也能检测出酒精等易燃违禁物品
B．通过手持式安检仪报警声的音调可判断金属物大小
C．站立的乘客拉住扶手是为了避免受惯性作用造成伤害
D．佩戴紫色眼镜的乘客也能准确辨别出线路指示灯的颜色
（3）手持式安检仪正常工作时的电流为 40 mA；电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为 45 h。
（4）分析表中数据，当传送带速度为0.5m/s时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P＝ 0.1 W；线圈进入磁场时受到的摩擦力f与传送带匀速运动的速度v的变化关系如图乙所示，则当v＞ 1.5 m/s时线圈将在传送带上滑动。
（5）设传送带的速度保持0.2m/s不变。已知线圈的bc边进入磁场时，bc边受到的磁场力方向水平向左，当bc边出磁场时，由于ad边受到磁场力作用，线圈会受到方向水平向 右 （选填“左”或“右”）的摩擦力的作用；将多个与图甲中相同的线圈每隔相同时间△t从传送带的左端逐一释放，释放后线圈即与传送带保持0.2m/s的速度一起运动。则△t＝ 2 s时，一段时间后，传送带就会不间断的受到一个线圈的摩擦力作用。
【详解】解：
（1）候车时乘客越过黄色警戒线会有危险，那是因为流体的流速越大，压强越小；有乘客手捧鲜花进入车厢，所有乘客都闻到了花香，这是因为分子在做无规则运动；
（2）AB、由题意，手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品，工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声，判断金属物品的大小，但不能检测出酒精等易燃违禁物品，故A错误，B正确；
C、任何物体都有惯性，不能说物体受的惯性作用，故C错误；
D、佩戴紫色眼镜只能透过紫色光，所以该乘客不能准确辨别出线路指示灯的颜色，故D错误；
（3）手持式安检仪的电池额定电压为9V，额定功率为0.36W，
根据P＝UI可得，手持式安检仪正常工作时的电流为：
I＝＝＝0.04A＝40mA；
手持式安检仪的电池容量为2×103mAh，额定电压为9V，额定功率为0.36W，电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；当剩余电量减为电池容量的10%时，
能工作的容量为：
Q＝2×103mAh×90%＝1.8×103mAh；
电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为：
t＝＝＝45h；
（4）分析表中第2、1组的功率P之比为：
＝；
速度之比为：
＝，
故功率与速度的平方成正比，
则当传送带速度为0.5m/s时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率：
P＝（ ）2×0.016W＝0.1W；
由图乙知，当速度等于或大于某一值时，摩擦为0.6N保持不变，线圈将在传送带上滑动，
因P＝fv，故f＝，
根据表中数据可得，实验中的摩擦力大小分别为0.08N、0.12N、0.2N、0.24N和0.32N，故可知受到的摩擦力与速度成正比；
则可得f＝0.6N时的速度为：
×0.2N＝0.6N，
解得v′＝1.5m/s；
传送带匀速运动的速度v的变化关系如图乙所示，则当v＞1.5m/s时线圈将在传送带上滑动。
（5）设传送带的速度保持0.2m/s不变。已知线圈的bc边进入磁场时，bc边受到的磁场力方向水平向左，当bc边出磁场时，由于切割磁感应线的方向没有发生变化，故bc边受到水平向左的磁场力，故线圈会受到方向水平向右的摩擦力的作用；
由于线圈的边长是0.2m，磁场的宽度是0.6m，则＝3，由于线圈整体在磁场中，线圈没有电流，则相邻两个之间的距离为0.4m，则时间间隔为：
△t＝＝＝2s时，一段时间后传送带就会不间断的受到一个线圈的摩擦力作用。
【答案】
（1）小； 做无规则运动；（2）B； （3）40； 45； （4）0.1； 1.5； （5）右；2。
一十五．电功率的计算（共3小题）
17．（2019•南通）将几十个小彩灯串联后接在照明电路上，形成一串五光十色的彩灯带，当其中一个小彩灯灯丝烧断后，彩灯带却不会熄灭，其原因是：小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联。当灯丝正常发光时，金属丝与灯丝支架不导通；当灯丝烧断时，金属丝与灯丝支架瞬间导通，其他小彩灯仍能发光。为探究小彩灯的这一结构，小明找来额定电压为5V的小彩灯进行实验。
（1）请用笔画线代替导线，在甲图中将实物电路连接完整。
（2）正确连接电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障的原因是 灯泡短路 。
（3）排除故障，正确操作测得实验数据及现象记录如表。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
电压（V）
0.3
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.5
电流（A）
0.06
0.10
0.13
0.16
0.18
0.20
0.21
0
灯泡亮度
不亮
发红
弱光→强光
灯丝烧断
①小彩灯的额定功率为 1 W；
②在图乙中，作出灯丝烧断前的I﹣U关系图象；
③分析图象可知；小彩灯的电阻随着其两端电压的增大而 增大 。
（4）实验中发现，灯丝烧断后，小彩灯并没有导通，其原因可能是 没有达到一定的电压，金属丝上的绝缘材料仍没有被击穿 。
【详解】解：（1）滑动变阻器要一上一下串联在电路中，电压表并联在灯泡的两端，因为小灯泡的额定电压为5V，所以电压表的量程为0﹣15V，如图所示：
（2）闭合开关后，电压表无示数，说明可能是电路断路或灯泡短路，电流表有示数，说明电路是通路，而灯泡不发光，则该故障的原因可能是小灯泡发生了短路；
（3）①由表格数据知当小灯泡两端的电压为5V时，电路的电流为0.20A，
则小彩灯的额定功率为：P＝UI＝5V×0.20A＝1W；
②根据表格中的数据，描点画出图象，如图所示：
③由I﹣U图象知，灯泡的电压增大较快，而电流增大较慢，由欧姆定律可知灯泡的电阻增大，这说明小彩灯的电阻随着其两端电压的增大而增大；
（4）只有达到一定的电压时，金属丝上的绝缘材料才会被击穿，当一个灯泡的灯丝烧断其余灯泡才会发光。
【答案】（1）见甲图；（2）灯泡短路；（3）①1； ②如图乙所示； ③增大；（4）没有达到一定的电压，金属丝上的绝缘材料仍没有被击穿。
18．（2020•南通）阅读短文，回答问题。
智能防疫机器人
我国研制的某款智能防疫机器人，具有自主测温，移动，避障等功能。机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上，通过处理系统转变为热图像，实现对人群的体温检测。当发现超温人员，系统会自动语音报警，并在显示屏上用红色框标注人的脸部。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，图甲为控制电机运转的原理电路，U为输入电压，RB为磁敏电阻，阻值随外加磁场强弱的变化而改变。机器人为有效避障，在移动过程中会发射、接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息，当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行驶路线。
下表为机器人的部分参数。“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能：“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量
10kg
减速器的减速比
30：1
电池比能量
140W•h/kg
驱动电机的输入总功率
400W
移动速度
0.1～1m/s
驱动电机将电能转化为机械能的效率
60%
（1）机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用 超声波 （选填“超声波”或“激光”）才能较好感知到障碍物；以移动机器人为参照物，障碍物是 运动 的。
（2）下列关于机器人的说法中，错误的是 A 。
A．菲涅尔透镜的作用相当于凹透镜
B．菲涅尔透镜接收的是人体辐射出的电磁波
C．图甲中电磁铁的上端为N极
D．机器人发现体温38℃的人会语音报警并识别
（3）若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min，此过程中机器人受到的阻力为 240 N，消耗的电能占电池所能输出总电能的 3.33 %。
（4）控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图乙，当磁敏电阻在正常工作区时，即使图甲电路中输入电压U发生改变，R1两端电压U1都能维持在某一定值附近微小变化，从而使控制电路中的电机稳定转动，则磁敏电阻的正常工作区对应图中 bc （选填“ab”或“bc”）段。已知无磁场时RB阻值为200Ω，R1的阻值为400Ω，线圈电阻忽略不计，当U为24V时，处在磁场中的RB电功率为0.32W，则R1两端的电压U1是 8 V。
（5）图丙是机器人测速系统的部分装置简化图，磁敏电阻转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧，当传感器对准齿轮两齿间隙时，电缆输出电流为0．某次当驱动电机的齿轮匀速转动时，电缆输出如图丁所示周期性变化的电流，则1s内对准传感器的齿间隙共有 100 个；若此时机器人遇到障碍物，减速器启动，则经减速器降速后的齿轮转速为 10r/min 。
【详解】解：
（1）激光可以在透明介质中传播，而超声波是以波的形式传播的，遇到障碍物时会反射从而被机器人接收，
故机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，超声波才能较好感知到障碍物；
机器人与障碍物之间的位置不断变化，以机器人为参照物，障碍物是运动的；
（2）A、菲涅尔透镜能会聚红外线，是凸透镜，错误；
B、菲涅尔透镜将人体辐射的红外线（电磁波）会聚到探测器上进行处理，正确；
C、电流由右端流入电磁铁，由安培定则可知，电磁铁上端为N极，正确；
D、人体正常体温约37℃，体温38℃属于超温状态，机器人会报警，正确。故选A；
（3）驱动电机的输入总功率为400W，驱动电机将电能转化为机械能的效率为60%，机械功率为：
P机＝400W×60%＝240W，
由P＝＝＝Fv得，机器人所受牵引力：F＝＝＝240N；
因做匀速直线运动，由二力平衡，机器人受到的阻力为f＝F＝240N；
若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min，机器人消耗电能：
W＝Pt＝400W×7×60s＝1.68×105J，
由表中数据，电池比能量为140W•h/kg，电池所能输出总电能：
W电＝140W•h/kg×10kg＝1400W×3600s＝5.04×106J，
消耗的电能占电池所能输出总电能的：
η＝＝×100%≈3.33%；
（4）因为R1与RB串联，由串联分压原理可知，为维持U1两端电压稳定，磁敏电阻RB两端电压UB也应该随输入电压U的变化而发生变化，则RB阻值的变化量较大，所以由图乙可知磁敏电阻的正常工作区应选择“bc”段；
根据串联电路的规律及欧姆定律和P＝I2R有：
PB＝IB2RB＝（）2×RB＝0.32W，
解得RB1＝200Ω，RB2＝800Ω，
由于磁敏电阻工作时电阻变化大，故RB＝RB2＝800Ω，
R1与RB串联，由串联电路电压的规律和分压原理有：
＝＝＝，
解得U1＝8V；
（5）由图丁可知，10ms内对准传感器的齿间隙为1个，则1s内对准传感器的齿间隙共有：
n＝＝100；
由丙图知驱动电机的齿轮间隙共有20个，也就是说驱动电机的转速为5r/s，以分钟为单位，其转速为：
5r/s＝300r/min，
因减速器的减速比为30：1，故经减速器减速后的齿轮转速为10r/min。
【答案】（1）超声波；运动；（2）A；（3）240；3.33；（4）bc；8；（5）100；10r/min。
19．（2018•南通）阅读短文，回答问题。
喷泉
喷泉是利用水泵将水喷洒成特定形态的水表演艺术。水泵由电机带动工作时，水泵的叶轮高速旋转，驱使水飞离叶轮向外喷出，从而在叶轮中心区形成真空，将池中的水不断“吸”上来，水泵转速恒定时，喷出的水柱高度稳定。
音乐喷泉用计算机采集音乐的声音频率特征，并将其转化为控制信号，用以改变输入电机的电源频率；电源频率的改变使水泵的转速发生变化，达到调节水柱高度的目的。水泵的流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，流量指水泵单位时间内喷出水的体积，扬程指水泵能将水提升的高度。
图甲所示的是一游乐喷泉向上喷出的水柱使卡通模型悬停在空中的照片，喷泉使用的水泵的部分参数如表一，模型悬停在空中时，水冲击到模型时的速度v与模型的质量M、水泵流量Q之间的关系如表二。
表一
额定转速n
2900r/min
额定流量Q
0.04m3/s
额定扬程H
8m
额定功率P
7.5kW
表二
速度v/m•s﹣1
1.0
2.0
3.0
4.0
6.0
质量M/kg
3.0
6.0
12.0
12.0
12.0
流量Q/m3•s﹣1
0.03
0.03
0.04
0.03
0.02
（1）欣赏音乐喷泉时，悦耳的声音是通过 空气 传入人耳的；水泵的叶轮中心区形成真空时，水池中的水在 大气压 的作用下不断地进入水泵内。
（2）下列关于喷泉的有关说法，正确的是 D 。
A．卡通模型所受重力与水对模型的冲击力是相互作用力
B．向上喷出的水在上升过程中的速度处处相等
C．阳光下喷泉附近常出现的彩虹是由光的反射引起的
D．音乐喷泉通过采集声音中的音调信息控制水泵的转速
（3）某喷泉装有四台参数如表一的水泵。第一次调试时水泵转速为额定值的0.9倍，则此时扬程为 6.48 m；第二次调试时四台水泵都在额定功率下工作，每台水泵先依次各喷20s，然后一起喷70s停喷，则这次调试过程四台水泵消耗的电能为 0.75 kW•h。
（4）分析表二数据，当卡通模型的质量为10kg，水冲击模型时的速度为5.0m/s时，对应的流量为 0.02 m3/s，水泵每秒喷出水的质量为 20 kg。
（5）如图乙为控制喷泉断续工作的模拟电路，AB两端输入如图丙所示的周期性变化的电压UAB．定值电阻R＝2Ω，D为电子元件，当UAB＜6V时，D两端的电压UD等于输入电压，UAB≥6V时，UD保持6V不变。当R的电功率满足PR≥8W时，水泵启动喷水。则t＝3s时电阻R的电功率为 40.5 W；该电路工作20min，喷水时间共为 400 s。
【详解】解：（1）声音的传播需要介质，气体、液体、固态都能够传声，当欣赏音乐喷泉时，悦耳的声音是通过空气传入人耳的；
水泵由电机带动工作时，水泵的叶轮高速旋转，驱使水飞离叶轮向外喷出，从而在叶轮中心区形成真空，使其内部气压小于外界大气压，在外界大气压的作用下将水压入抽水机或水泵内，进而实现把水从低处压到高处的目的。
（2）A．卡通模型所受重力与水对模型的冲击力大小相等，方向相反，在同一直线上，在两个物体上，是一对平衡力，故A错误；
相互作用力
B．向上喷出的水在上升过程中，动能转化为水的重力势能，动能减小，速度减小，故B错误；
C．阳光下喷泉附近常出现的彩虹是光的折射现象，故C错误；
D．音乐喷泉用计算机采集音乐的声音频率特征控制水泵的转速，频率不同体现了声音的音调不同，故D正确。
故选D。
（3）根据题意知：扬程与转速的平方成正比，第一次调试时水泵的转速为额定值的0.9倍，则此时的扬程为额定功率时的（0.9）2倍，
即此时的扬程为：0.81×8m＝6.48m；
第二次调试时四台水泵都在额定功率下工作，每台水泵先依次各喷20s，然后一起喷70s停喷，
则这次调试过程四台水泵消耗的电能为：
W＝Pt1+Pt2＝7.5kW×h+7.5kW×h＝0.75kW•h
（4）分析表格二，可以发现水冲击到模型的速度、水泵的流量和模型的质量有一定的关系，即M＝kQv，
将第一次数据代入得：3.0kg＝k0.03m3/s×1.0m/s
解得：k＝100kg•s2/m3
故M＝100Qv
故当卡通模型的质量为10kg，水冲击模型时的速度为5.0m/s时，
对应的流量为：
Q＝＝＝0.02m3/s，
即水泵每秒喷出水的体积为 0.02m3
根据ρ＝得，
水泵每秒喷出水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.02m3＝20kg。
（5）根据题意知：当UAB＜6V时，D两端的电压UD等于输入电压，UAB≥6V时，UD保持6V不变。
当t＝3s时，UAB＝15V，此时UD＝6V，
根据串联电路的特点知：定值电阻两端的电压为UR＝UAB﹣UD＝15V﹣6V＝9V；
电阻R的电功率为：PR＝＝＝40.5W；
当R的电功率满足PR≥8W时，水泵启动喷水，
所以当PR＝8W时，
根据P＝知
R两端的电压为：U′R＝＝＝4V；
这个电压为能否喷水的临界电压，
所以UAB对应的电压为：UAB＝UD+UR＝6V+4V＝10V，
由图知0﹣3sAB的电压均匀增加，3s达到15V，故2s对应的电压为10V，即一个周期的2﹣4s内，UAB≥10V，
则有三分之一的时间在喷水，所以20min＝1200s，相当于200个周期，则有2×200＝400s时间在喷水。
【答案】（1）空气；大气压；（2）D；（3）6.48；0.75；（4）0.02；20；（5）40.5；400。
一十六．电功率的测量实验（共1小题）
20．（2017•南通）在“测量小灯泡功率”的实验中，提供的器材有：铭牌上仅能看清标有“0.3A”字样的小灯泡、电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 左 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，小灯泡不亮，两电表均无示数，现将电压表接在变阻器两端时有示数，接在开关两端时无示数，则电路故障是 变阻器断路 。
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片，使电流表示数为0.3A，此时电压表示数如图乙所示，其值为 2.5 V，小灯泡的额定功率为 0.75 W。
（4）在实验过程中，电压表发生故障，现增加电阻箱和单刀双掷开关，设计了如图丙、丁两种方案，则能测出灯泡额定功率的方案是 丁 。
【详解】解：（1）灯上标有“0.3A”字样，表示灯的额定电流为0.3A，测量小灯泡功率的实验中，电流表选用小量程与灯串联，电压表与灯并联，如下所示：
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置阻值最大处，即左端；
闭合开关，发现灯泡不亮，两电表均无示数，则此电路有断路故障；
在开关闭合状态下，将电压表接在开关两端，电压表无示数，说明开关之外有断路故障；
电压表接在变阻器两端时有示数，说明电压表两接线柱与电源的两极是连通的，
则肯定出现的故障是变阻器断路了；
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片，使电流表示数为0.3A，此时电压表示数如图乙所示，图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，其值为2.5V，小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）将S2置于b，移动滑片，使电流表示数为0.3A，则灯正常发光；
保持滑片的位置不动，将S2置于a，调节电阻箱的旋钮，记下电阻箱连入电路中的电阻大小R箱，使电流表的示数仍为0.3A，则灯正常发光时的电阻等于R箱，则灯的额定功率：
P＝I额2 R箱＝（0.3A）2×R箱．选丁。
【答案】（1）如上所示；（2）左；变阻器断路；（3）2.5；0.75；
（4）丁。
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