浙江省2022年中考科学模拟题汇编-70欧姆定律（简答题）

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浙江省2022年中考科学模拟题汇编-70欧姆定律（简答题）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、简答题
1．（2022·浙江·一模）无人机灯光秀“燃爆”杭城：五百架无人机齐飞，以夜空为幕，执祝福之笔，迎接杭州2022亚运吉祥物、倒计时等亚运图案点亮夜空，在钱塘江畔与“大莲花”交相辉映，表达对杭州亚运会的诚挚期待和璀璨祝福。
（1）无人机可以利用超声波传感器来判断离地高度。如图甲是某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系图象，图乙是测量无人机离地高度的电路（电源电压不变，R0阻值不变），要使高度表（实质是电流表或电压表）示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应安装在___________（选填“①”、“②”或“③”）的位置；
（2）为了确保无人机的飞行速度不超过最大值，工程师给飞机发动机装上了能控制油门大小的限速器，其简化电路如丙图所示，闭合开关后电磁铁的上端为___________极（选填“N”或“S”）；
其中R的阻值随飞行速度变化的图象如丁图所示。若电源电压恒为12V，R0的阻值为10Ω，求此电路的最大电功率。（电磁铁电阻忽略不计）( )

2．（2022·统考二模）自动售货机是一种能根据投入的钱币自动付货的机器，又被称为24小时营业的微型超市，其硬币识别原理简化图如图甲所示。OAB为一轻质杠杆，O为支点，OA与OB的长度之比为lOA∶lOB=1∶10；电源电压恒为14V，R0=15欧，电压表量程为0~12V；电阻R为压敏电阻，其阻值随压力的变化如图乙所示。使用该自动售货机购买一件商品可以多次投入硬币，但一次只能投入一枚硬币，投入的硬币沿着斜面平稳缓慢地滑入储币盒内，当硬币投入储币盒后，售货机会根据R0两端的电压值，判断投入硬币的种类和数量。不计储币盒的质量。求：
（1）若1枚1元硬币的质量为6g，投入储币盒中时的受力面积为5cm2，那么，1枚1元硬币对储币盒的压强为多少？
（2）上题中投入1枚1元硬币时，电压表的示数为多少？
（3）若1枚1角硬币的质量为3g，1枚5角硬币的质量为4g，1枚1元硬币的质量为6g，那么，按照自动售货机器的设计，最多能投入硬币的总面值是多少元？

3．（2022·浙江温州·温州市第十二中学校考二模）在项目化学习中，小明设计了一款蔗糖溶液密度控制装置（如图甲）。其工作原理为：质量为0.16千克、体积为100cm3的A物体浸没在蔗糖溶液中，R为定值电阻，RF为力敏电阻，当蔗糖溶液密度改变时，电路中的电流发生变化，中央处理器借助传感器判断电流大小，从而控制水泵工作，使蔗糖溶液密度保持在一定范围内。已知电源电压恒为12伏，力敏电阻RF的阻值与其受到轻质细线拉力的大小关系如图乙：当电路中的电流I≥0.048安时，水泵向容器中注水；当I≤0.04安，水泵停止注水。（物体A始终浸没在溶液中；传感器电阻不计；水加入容器后能与蔗糖溶液立刻混合均匀）
（1）向容器内注水过程中，容器底部受到的液体压强将___________（选填“增大”“不变”“减小”）；
（2）若该装置控制的蔗糖溶液密度最大值为1.3×103kg/m3，则定值电阻R的阻值应为多少欧？___________；
（3）小明画出了在定值电阻为R时，该装置所控制的蔗糖溶液的密度范围，如图丙所示，A、B点分别表示此装置所能控制的最小和最大的蔗糖溶液密度。后因定值电阻R损坏，他将其换成了阻值更大的定值电阻R1，请你在图丙坐标系中大致画出更换定值电阻后，此装置所能控制的蔗糖溶液的密度范围，并分别用C、D标记出最小和最大蔗糖溶液密度。___________

4．（2022·浙江台州·统考一模）专家提示：室内最佳空气湿度值范围是45%至50%。如图所示是某家用空气加湿装置的自动控制电路，R是一个湿敏电阻，其阻值随湿度的变化关系见表，定值电阻R0为120欧，电磁铁线圈电阻不计，控制电路电源的电压U0为6伏且保持不变，加湿装置铭牌上有“220V 40 W”字样。
空气湿度（%）
10
20
30
40
50
60
70
80
90
电阻R1阻值（欧）
300
220
160
110
80
60
45
30
20

（1）加湿装置正常工作5分钟消耗的电能是多少？( )
（2）当室内湿度超过50%，继电器衔铁将被电磁铁___________（填“吸合”或“松开”）。此时控制电路消耗的电功率是多少？( )
（3）若将图中电流表改装成湿度计，表盘的相关刻度值转化为对应的湿度值。该湿度计的刻度值分布是否均匀？并说明理由。( )

5．（2022·浙江绍兴·统考一模）综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型，电流表示数随拉力的增大而增大，模型电路如图甲所示，ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比。滑片P左端固定在拉杆上，弹簧处于原长时，滑片P位于a端，电源电压恒为6V，R0为5Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0~0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。
（1）虚线框内接线柱“1”应与______（选填“2”或“3”）连接；
（2）闭合开关，弹簧处于原长状态时，R0消耗的功率是______W；
（3）弹簧的伸长量ΔL与所受拉力F之间的关系如图乙所示，则电流表示数最大时显示的拉力是多少？（写出计算过程）( )；
（4）甲图中若去掉电流表，用一只电压表（量程0~3V）与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将______（填“提升”、“不变”或“下降”）。

6．（2022·浙江宁波·统考一模）综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型（如图甲所示），并且电流表示数随拉力的增大而增大。ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝，电源电压恒为6V，弹簧电阻恒为1Ω，R0为4Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0~0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。求：
（1）虚线框里面接线柱“1”应与接线柱___________相连（选填“2”或“3"）；
（2）闭合开关，弹簧处于原长状态时刚好对准a处，R0消耗的功率多大？( )
（3）弹簧的伸长量ΔL与所受拉力F之间的关系如图乙所示。图甲中若去掉电流表，用一只电压表（量程0~3V）与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将提升多少N？( )；
（4）在汇报交流阶段，同学们对模型设计的不足提出了改进措施。如图甲的方案，从电路的安全性考虑，其他条件不变，R0的阻值应不小于多少Ω？( )

7．（2022·浙江宁波·统考二模）如图是小科同学设计的一台浮力电子秤，其结构由浮力秤和电路两部分组成，原理如图所示，小筒底面积为10cm2，高20cm，大筒底面积为60cm2，装有适量水。P为金属滑片固定在托盘下面（滑片质量和滑片受到的摩擦力均忽略不计），并随托盘一起可自由滑动，定值电阻R0=6欧，AB是一根长为10cm均匀电阻丝，其阻值为10欧，电源电压为6V，电流表量程0~0.6A。当托盘不放物体时，P位于R最上端，小筒浸入水中5cm 深（称量过程中大桶水未溢出）。求：
（1）托盘和小筒的总质量；
（2）若要保证电路安全，则滑片P距A端的最大距离是多少？此时液面上升的高度为多少？
（3）在保证电路安全的前提下，则浮力秤的最大称量为多少g？

8．（2022·浙江衢州·衢州市实验学校教育集团（衢州学院附属学校教育集团）校联考三模）2021年10月16日，世界的目光再次聚焦中国，“神舟十三号”载人飞船成功发射。载人飞船在太空中飞行时，由于处在真空环境，它的舱门必须具有良好的密封性。为了检验飞船舱门的密封性能，科研人员采用了如下的方法：将待检验的飞船舱体M置于一个不漏气的集气空腔N中，如图甲所示。先对舱体M充入压强为1.0×105pa的空气，然后，把集气空腔N抽成真空。若舱门漏气，一段时间后便会有气体从舱体M进入集气空腔N中。为了测量舱体M和集气空腔N中的压强科研员设计了如图甲所示电路，其中RM、RN是两个完全相同的压敏电阻（其电阻值会随所受压强大小发生变化的可变电阻）。已知舱体M的容积为V，集气空腔N真空部分的容积为4V，飞船舱门的面积是0.6m2，不计舱体M器壁的厚度，整个过程温度不变。已知电源电压为12V，R0阻值为10Ω，压敏电阻RM、RN的阻值随气体压强变化的关系如表：
压敏电阻受到的气压（×105Pa）
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
压敏电阻对应的电阻值（Ω）
50
40
30
22
15
12
10
8
6
5
4

（1）实验表明，一定质量的气体在温度不变的情况下，压强随体积的变化如图乙所示。若空气从舱体M中逸出，经过一定的时间后，M、N中的压强相等。若开关S接在a处，求此时压敏电阻RM消耗的功率______；
（2）在检验过程中的某时刻，开关接a时电压表的示数为Ua、此时电流表示数为0.6A；开关接b时电压表的示数为Ub，且Ua=2Ub，求此时舱门内外受到的压力差______；
（3）载人飞船在处于真空的环境中飞行，我们的宇航员在密封舱内进行科研活动，是否需要利用无线电通讯设备进行交流？说说你的理由______。

9．（2022·浙江宁波·校联考三模）智能家居已经悄然走入我们的生活，智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。智能扫地机器人的工作原理可简化成图乙。当地面灰尘增多，空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，电磁铁的磁性发生改变，从而实现自动控制。控制电路电源电压为6V，定值电阻R0=14Ω，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E（单位cd）的变化如图丙所示。线圈的阻值忽略不计。
额定工作电压
12V
额定扫地功率
30W
电池总容量
3000mA·h
额定待机功率
5W

（1）如图乙，扫地机器人待机时，仅工作电路中的指示灯亮；当地面灰尘增多，空气的透光程度减弱，工作电路中的电动机开始工作。据此分析电动机所在的支路为___________；（填“A”或“B”）
（2）白天，闭合开关S时，当光敏电阻上的光照强度为6cd时，它就会开始扫地。求此时控制电路中R0两端的电压为多大？( )
（3）为了能使扫地机器人长时间扫地，电动机不会过热。可通过其自带的智能开关将工作电路设定为扫地20分钟，然后待机5分钟，如此循环工作。已知当剩余电量为电池总容量的20%时，机器人就会主动寻找充电器充电。如果让机器人连续工作，在充满电后到主动寻找充电器这段时间内，机器人的扫地时间最长为多少分钟？（上表为该扫地机器人的部分参数）( )
（4）为了使扫地机器人在地面的灰尘更少时就能开始工作，请你写出一条对其控制电路的改进措施。( )

10．（2022·浙江宁波·统考二模）冬天气温较低，汽车后挡风玻珌上常常会形成一层薄霜或者雾气，导致驾驶员无法观察后方情况。为保障安全出行，后挡风玻璃上有加热除霜（雾）装置。小科同学通过询问专业人员，结合所学知识，在老师的帮助下设计了汽车后挡风玻璃加热电路，如图所示。它由控制电路和受控电路组成，R0为定值电阻，R1、R2设置在后挡风玻璃内，其中R1为热敏电阻，其温度始终与玻璃温度相同，R2为加热电阻，阻值为0.8欧，电源电压U1=12V，U2=16V。开关S闭合时，当后挡风玻璃的温度达到40℃工作电路会自动断开。
（1）根据电路判断，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而___________。用久后，电源电压减小，当受控电路自动断开时玻璃温度比设定值___________（选填“高”或“低”）；
（2）将玻璃从0℃加热至40℃，所需的时间是多少？（玻璃质量10kg，玻璃比热容为0.8×103J/(kg·℃)，不计热量损耗）( )
（3）不计电磁铁线圈电阻，当线圈中的电流减小到25mA时，电磁继电器的衔铁会断开。若定值电阻R0=250欧，闭合开关，玻璃的温度为10℃和40℃时，控制电路的电功率相差0.02W，则10℃时热敏电阻R1的阻值为多少？( )

11．（2022·浙江杭州·统考二模）随着家庭电气化程度越来越高，用电安全是一个十分突出的问题，下表提供了一组人体电阻的数据。如图所示，用电器R（阻值为44欧），电路中还有熔断电流为8A的保险丝。则：
测量项目
手和手之间电阻
手与脚之间电阻
手与塑料鞋底之间电阻
完全干燥时
200千欧
300千欧
8000千欧
出汗或潮湿时
1千欧
1千欧
10千欧


（1）一个全身潮湿的人，赤脚站在地上，由于不小心，手接触火线，发生触电事故，则通过人体的电流是___________A，通过计算分析此时保险丝是否熔断___________；
（2）当发现有人触电时，应该第一时间___________，在触电者未脱离电源前，严禁直接用手去触及伤员；
（3）为用电安全，有的电热水器安装了防电墙。防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，从而降低异常情况下经过人体的电流值。经过防电墙处理后，发生异常情况时，人体承受的电压约10V，如图所示，这就保证了人体安全。若人体的最大电组约为20兆欧，求防电墙的电阻大约是多少？___________
12．（2022·浙江温州·瑞安市安阳实验中学校考二模）平平同学计划做一个电子秤模型，如图1是他设计的结构图。U0=6V，R0=15欧，AB是一根长度为15cm，阻值为15欧的均匀导体，O是一个能在滑杆上自由移动的滑块，滑片P和轻质杠杆OD均连接在滑块O上，且OC∶CD=1∶9。弹簧受力时伸长量变化如图2所示，轻质托盘上未放置物体时，滑片P刚好处于A处，此时弹簧的伸长量为0，电压表表盘刻度和连接的接线柱如图3。当被测物体放置于托盘上时，可以通过电压表示数读出被测物体的质量。

[项目一]标注0刻度和最小刻度。
（1）当托盘上未放置物体时，闭合开关，电压表指针对准____V处，标为0刻度；
（2）基于上述相关数据，计算电压表上每一个最小刻度所对应的质量值为多少克?________
[项目二]评价与改进
（3）阳阳认为该模型还不够完善，若使用一段时间后，电源电压减小，则测量结果会不准确。针对这一问题，他提出了如下改进方案：①将定值电阻R0改为合适大小的滑动变阻器，且在R0两端并联一个电压表；②将定值电阻R0改为合适大小的滑动变阻器，且在电路中串联一个电流表；③将定值电阻R0改为合适大小的滑动变阻器，且分别在电源和R0两端各并联一个电压表。选择一种你认为合理的方案，并写出调整方法：________。
13．（2022·浙江温州·统考二模）某工厂生产一批零件，对零件表面粗糙程度的一致性有较高要求，验收时需要进行表面粗糙程度测试。小明设计如图甲所示装置，用于比较零件表面粗糙程度。压敏电阻R1的阻值与压力关系如下表所示：绝缘杠杆AB可以绕O点转动，A端通过连杆与压敏电阻R1接触，B端与轻质弹簧相连，OA：OB=1：1；弹簧受到的拉力F与伸长x的关系如图乙所示，弹簧右端连接滑片P和吸盘； R2是水平放置的、粗细均匀的电阻棒，长度L为40厘米，总电阻为12欧。使用前，滑片P恰好位于R2左端，使用时，先用吸盘将零件“粘住”，再用水平力向右拉动木板，待零件稳定时读出电压表示数，用电压表示数来判断零件表面越粗糙程度。（ 导线对杠杆AB没有力的作用，弹簧电阻忽略不计 ）
压力（牛）
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
压敏电阻R1阻值（欧）
12
18
24
30
36
42


（1）将吸盘压在零件表面，排出内部空气，吸盘和零件就会“粘住"，这主要是___________的作用。
（2）已知电源电压为6伏，单个零件质量为200克，若要求该批次零件在木板上的滑动摩擦力不大于零件重力的0.2倍，请通过计算说明判断零件合格的电压表示数范围。___________
（3）小明用该装置分别测试相同体积的铁块和铜块，多次实验示数均相同，已知：铁块密度为7.9克/厘米3，铜块的密度为8.9克/厘米3，请判断哪个物体底部较粗糙并说明理由。
___________
14．（2022·浙江杭州·统考一模）如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从最右端滑至最左端的过程中，小灯泡的I-U关系图像如图乙所示，且滑片P在最左端时小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）滑片P在最左端时，5分钟内电路消耗的电能；
（3）滑动变阻器的最大阻值。

15．（2022·浙江舟山·统考一模）如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个档位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R1＝55Ω、R2＝44Ω。［水的比热4.2×103J／（kg·℃）］
（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与______相连。
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速______（填物态变化名称）成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（3）水箱最多装水时，将水从20℃加热到100℃，需要吸收多少热量______？
（4）乙电路中，熔断器里的保险丝允许通过的最大电流不得小于多少安______？

16．（2022·浙江舟山·校联考一模）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0忽略不计）、开关、滑动变阻器R2（最大值80Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。
温度/℃
90
80
66
60
50
46
40
36
35
34
R1/Ω
10
20
40
50
70
80
100
120
130
140

（1）当温度为60℃，滑动变阻器R2=50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？
（2）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的最高温度是多少？
（3）要想该装置所可控制的最高温度降低一些，请分析说明该如何改变R2的阻值。

17．（2022·浙江宁波·统考二模）为提高垃圾分类效率，小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时，会快速从垃圾上取出标准规格的样品，通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别，并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如下表。   
样品电阻值/Ω
垃圾类别
小于10
金属
10—30
餐厨
大于30
其他

（1）机器人从某块垃圾上取样检测时，检测电路电压表读数为1伏，检测时间为0.1秒。通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。    
（2）该次检测电阻过程中，检测电路消耗的电能为多少？    
（3）机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米，放入相应的垃圾桶。该过程中机器人至少对垃圾做了多少功？    

18．（2022·浙江宁波·统考一模）如图甲所示的装置，电源电压U=10V保持不变，R2=8Ω，导电性能良好的金属弹簧和金属指针P的电阻和重力均不计，金属块A的重力G1=20N。R1是一根水平放置的粗细均匀、总长L=1m的金属棒，其电阻随长度均匀变化，总电阻为12Ω，两端都被固定在绝缘支架上，它对指针P无压力，且接触良好。绝缘板B重G2=10N，当它从金属块A和地面间被抽出时，它的上下表面分别与A和地面之间产生的摩擦力为f1和f2，且均为接触面间压力的0.2倍。当P置于金属棒左端a点时弹簧恰好处于原长。
(1)当P置于金属棒的左端a点时，电流表的示数I1为多少？
(2)用水平拉力F将B从A与地面之间匀速抽出，当金属块保持静止时求弹簧拉力F1和水平拉力F的大小；
(3)用水平向右的拉力拉动金属块A，使指针P逐渐从最左端a点向右移动，直至运动到b点，试求出电流表的示数I和指针P移动的距离x之间的关系式，并完成的图像。


参考答案：
1．     ③     S     7.2W
【详解】（1）[1]由图知道，①③表分别与电阻R0、R1并联，所以为电压表，②表与电阻串联为电流表，此时R0与R1串联，电压表1测R0两端的电压，电压表3测R1两端的电压，电流表2测电路中的电流；由图甲知道，当飞行的高度增大时，R1的阻值增大，电路的总电阻增大，电源电压不变，由知道，电路中的电流减小，即电流表2的示数减小；由U=IR知道，R0两端的电压减小，即电压表1的示数减小；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压增大，即电压表3的示数增大，综上可知，要使高度表示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应该选用电压表安装在③的位置。
（2）[2]闭合开关时，电流从电磁铁的上方流入，下方流出，根据安培定则知道，电磁铁下端为N极，上端为S极。
[3]若电源电压恒为12V，由知道，电路中总电阻最小时，总功率最大。从图丁知道，当无人机的飞行速度为280km/h，R的最小电阻为10Ω，因为R0的阻值为10Ω，所以，此时电路中总电阻
R总=10Ω+10Ω=20Ω
故电路的最大电功率为

2．（1）120Pa；（2）8.4V；（3）4元
【详解】解：（1）1枚1元硬币对储币盒的压力
F=G=mg=6×10-3kg×10N/kg=6×10-2N
对储币盒的压强

（2）由杠杆平衡条件
F压×lOA=G×lOB
可得，投入1枚1元硬币时R受到的压力

由表格数据可知，压敏电阻的阻值是10Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流

则预设的电压表的示数
U0=IR0=0.56A×15Ω=8.4V
（3）当电压表示数为12V时，投入硬币的面值最大；通过电路的电流

电阻R的阻值

由图乙可知
F×R=60Ω×0.1A=6N·Ω
当R′=2.5Ω时，压敏电阻受到的压力为

根据杠杆平衡条件可得
F′压×lOA=G′×lOB

硬币的质量

最多能投入的硬币为4枚1元的，即共投入4元。
答：（1）1枚1元硬币对储币盒的压强为120Pa；
（2）投入1枚1元硬币时，预设的电压表的示数为8.4V；
（3）最多能投入硬币的面值是4元。
3．     增大     50Ω    
【详解】（1）[1]向容器内注水过程中，由于水的重力增大，因此容器底部受到水的压力增大，则容器底部受到的液体压强将增大。
（2）[2]由题意可知I=0.048A时，蔗糖溶液密度最大。物体A的重力为
G=mg=0.16kg×10N/kg=1.6N
由于物体A浸没在溶液中，故排开液体的体积等于物体的体积。则此时物体A受到的浮力大小为
F浮=ρ液大V排g=1.3×103kg/m3×100×10-6m3×10N/kg=1.3N
此时轻质细线上的拉力
F最小=G-F=1.6N-1.3N=0.3N
根据图乙可知，当拉力为0.3N时，RF=200Ω。由欧姆定律可知，此时电路的总电阻为

由图甲中电路可知，图中电路为R、RF的串联电路，则根据串联电路电阻的特点可知，定值电阻的阻值为
R=R总-RF=250Ω-200Ω=50Ω
（3）[3]根据（2）可知，定值电阻的阻值R=50Ω；当电流I'=0.04A时，此时蔗糖溶液密度最小。此时的总电阻

此时力敏电阻的阻值为
RF'=R总-R=300Ω-50Ω=250Ω
根据图像可知，此时压力：F'=0.5N；此时物块受到的浮力
F浮'=G-F'=1.6N-0.5N=1.1N
则此时溶液的最小密度

与图片比较可知，AB的密度差为
Δρ=1.3×103kg/m3-1.1×103kg/m3=0.2×103kg/m3
则纵轴上蔗糖密度的分度值为

根据图片可知，R1的阻值大约为R的2倍，即R1=100Ω；当电流I=0.048A时，蔗糖溶液密度最大。此时力敏电阻
RF''=R总-R1=250Ω-100Ω=150Ω
根据图像可知，此时压力为0.2N，此时物体受到的浮力
F浮''=G-F''=1.6N-0.2N=1.4N
此时蔗糖溶液的最大密度

当电流I'=0.04A时，蔗糖溶液密度最小。此时力敏电阻
RF'''=R总'-R1=300Ω-100Ω=200Ω
根据图像可知，此时压力为0.3N，此时物体受到的浮力
F浮'''=G-F'''=1.6N-0.3N=1.3N
此时蔗糖溶液的最小密度

分别用C、D标记出最小和最大蔗糖溶液密度，则作图如下：

4．     12000J     吸合     0.18W     见解析所示
【详解】解：（1）加湿装置工作5min消耗的电能是

（2）湿敏电阻随着外界温度的增加而减小，当湿度增加为50%时，湿敏电阻连入电路的电阻减小为80Ω，控制电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强到一定程度，会将衔铁吸合，使加湿装置所在电路断开，停止加湿。
当湿度增加为50%时，电路中的总电路为

总电功率为

（3）当湿敏电阻的阻值为时，电路中的电流为

可知电流与不成正比，温度计的刻度值分布不均匀。
答：（1）加湿装置正常工作5分钟消耗的电能是；
（2）当室内湿度超过50%，继电器衔铁将被电磁铁吸合，此时控制电路消耗的电功率是；
（3）若将图中电流表改装成湿度计，表盘的相关刻度值转化为对应的湿度值。因电流与不成正比，因此该湿度计的刻度值分布是不均匀的。
5．     3     0.2     400N     不变

【详解】（1）[1]当拉力增大时，弹簧长度增大，变阻器的滑片向下移动，此时滑片上方的电阻变大，而下方的电阻变小。根据电流表的示数增大可知，此时变阻器的电阻变小，因此应该将变阻器的下方接入，即虚线框里的接线柱“1”应该与接线柱“3”相连。
（2）[2]由题可知，该电路为滑动变阻器、弹簧、R0的串联电路，电流表测该电路的电流。闭合开关，弹簧处于原长状态时刚好对准a处，由串联电路电阻特点和欧姆定律可知，电路的电流为

由串联电路电路处处都相等和电功率推导式P=I2R可知，此时R0消耗的功率是
P0=I2R0=(0.2A)2×5Ω=0.2W
（3）[3]由电流表量程为0~0.6A可知，电流表的最大示数I大=0.6A，此时的电路总电阻为

此时滑动变阻器接入电路的阻值为
Rpb=R总'-R0=10Ω-5Ω=5Ω
弹簧的伸长量为

由图乙可知，电流表示数最大时显示的拉力F=400N。
（4）[4]甲图中若去掉电流表，用一只电压表（量程0~3V）与R0并联，当电压表的示数最大时，电路中的电流最大，此时拉力最大

此时电路的总阻值为

此时滑动变阻器接入电路的阻值为
Rpb'=R总''-R0=10Ω-5Ω=5Ω
由上述计算可知，滑动变阻器接入电路中的阻值不变，故弹簧的伸长量不变，与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将不变。
6．     3     0.16W     40N     9Ω
【详解】（1）[1]当拉力增大时，弹簧长度增大，变阻器的滑片向下移动，此时滑片上方的电阻变大，而下方的电阻变小。根据电流表的示数增大可知，此时变阻器的电阻变小，因此应该将变阻器的下方接入，即虚线框里的接线柱“1”应该与接线柱“3”相连。
（2）[2]由题可知，该电路为滑动变阻器、弹簧、R0的串联电路，电流表测该电路的电流。闭合开关，弹簧处于原长状态时刚好对准a处，由串联电路电阻特点和欧姆定律可知，电路的电流为

由串联电路电路处处都相等和电功率推导式P=I2R可知，此时R0消耗的功率是
P0=I2R0=(0.2A)2×4Ω=0.16W
（3）[3]由电流表量程为0~0.6A可知，电流表的最大示数I大=0.6A，此时的电路总电阻为

此时滑动变阻器接入电路的阻值为
Rpb=R总'-R0-R弹簧=10Ω-4Ω-1Ω=5Ω
弹簧的伸长量为

由图乙可知，电流表示数最大时显示的拉力F=400N。甲图中若去掉电流表，用一只电压表（量程0~3V）与R0并联，当电压表的示数最大时，电路中的电流最大，此时拉力最大

此时电路的总阻值为

此时滑动变阻器接入电路的阻值为
Rpb'=R总''-R0-R弹簧=8Ω-4Ω-1Ω=3Ω
弹簧的伸长量为

由图乙可知，电流表示数最大时显示的拉力F'=440N。最大拉力提升了
ΔF=F'-F=440N-400N=40N
（4）[4]从电路的安全性考虑，当滑片位于b端时，变阻器接入电路中的电阻为0，此时电路中的电流应不大于0.6A，R总'=10Ω，所以，其他条件不变，R0的阻值应不小于
R0'=R总'–R弹簧=10Ω-1Ω=9Ω
7．（1）50g；（2）6cm，1.2cm；（3）72g
【详解】（1）当托盘不放物体时，P位于R最上端，小筒浸入水中5cm深，排开水的体积
V排=S小筒h浸= 10cm2× 5cm= 50cm3=5×10-5m3
F浮=ρ水gV排= 1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-5m3= 0.5N
由F浮=G=mg可得，秤盘和小简的总质量
m0= =0.05kg= 50g
（2）当秤盘上放的物体越重时，滑片下移得越多，变阻器接入电路的阻值越小，电路的总电阻越小，电流越大。由电流表的量程为0～0.6A可知，当电路中的电流为0.6A时，浮力秤达到最大称量，由欧姆定律可得此时电路中的总电阻
R总= =10Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻丝接入电路中的电阻
R’=R总-R0=10Ω-6Ω=4Ω
AB是一根长为10cm均匀电阻丝，其阻值为10Ω，即1cm长的电阻丝的阻值为1Ω，所以滑动变阻器接入电路的电阻最小为4Ω时，其接入电路的电阻丝的长度
l=4cm
此时滑片下移的距离即滑片P距A端的最大距离
d0=10cm-4cm=6cm
秤盘上放置物体后，滑片下移6cm，小筒向下移动的距离
d=d0=6cm
由于小筒向下移动，大筒中的水面上升，设水面升高△h,则小筒浸入水中的深度会增加，

则
ΔV排=S大Δh=S小Δh浸
即
S大Δh=S小（Δh+d）
化简可得水面上升的高度
h= =1.2cm
（3）小简排开水的体积变化量
ΔV排=S大Δh=60cm2×1.2cm=72cm3
秤盘上放置物体后，小筒处于漂浮状态，由漂浮条件可得，被测物体的重力等于增加的浮力，所以被测物体的重力
G=ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×72×10-6m3=0.72N
由G=mg可得浮力秤的最大称量
m= =0.072kg=72g
答：（1）秤盘和小筒的总质量为50g；
（2）保证电路安全，滑片P距A端的最大距离是6cm,此时液面上升的高度为1.2cm；
（3）在保证电路安全的前提下，浮力秤的最大称量为72g。
8．     2.7W     2.4×104N     不需要通讯设备，在密封舱内有空气作为声音传播的媒介
【详解】解：（1）[1]气体压强相等时，气体体积
V=5V
由图乙可知，M、N中的气压值为0.2×105Pa，此时RM和RN的电阻值均为30Ω。
S接a处，RM与R0串联，此时电路中电流为

所以，RM消耗的功率
PM=I2RM=（0.3A）2×30Ω=2.7W
（2）[2]根据电流及欧姆定律可求得此时
Ua=0.6A×10Ω=6V
因为电源电压为12V，所以R0和RM两端电压相同，而电路中的电流也相同，所以
RM=10Ω
开关接b时
Ub=3V
根据分压可得
RN = 30Ω
查表可得相应的气压，气压差为
0.6×105Pa - 0.2×105Pa =0.4×105Pa
压力差
F=pS=0.4×105Pa × 0.6m2 = 2.4×104N
（3）[3]宇航员在密封舱内进行科研活动不需要通讯设备，在密封舱内有空气作为声音传播的媒介。
9．     A     4.2V          适当增大定值电阻R0的阻值
【详解】（1）[1]当地面灰尘增多，使空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，由丙图可知光敏电阻的阻值变大，根据欧姆定律可知通过控制电路的电流变小，电磁铁的磁性减弱，衔铁被释放，电动机工作，从而达到自动控制工作，所以电动机所在的支路为A。
（2）[2]由图与可知，控制电路中R与R0串联，电压表测R0两端的电压，由图丙可知，当机器人光敏电阻上的光照强度为6cd时，R=6Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流

R0两端的电压
U0=IR0=0.3A×14Ω=4.2V
（3）[3]机器人充满电时储存的电能
W=UI1t=12V×3A×3600s=1.296×105J
扫地20min消耗的电能
W1=P1t1=30W×20×60s=3.6×104J
待机5min消耗的电能
W2=P2t2=5W×5×60s=1.5×103J
一次扫地20min和待机5min消耗的总电能
W3=W1+W2=3.6×104J+1.5×103J=3.75×104J
完成两次扫地20min和待机5min消耗的总电能
W4=2W3=2×3.75×104J=7.5×104J
已知当剩余电量为电池总容量的20%时，机器人就会主动寻找充电器充电，剩余电量为
W剩=W×20%=1.296×104J×20%=2.592×104J
除去剩余电量所消耗的电能
W5=W-W剩=1.296×105J-2.592×104J=1.0368×105J
则剩余电能
W6=W5-W4=1.0368×105J-7.5×104J=2.868×104J