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2023年四川省遂宁市中考物理试卷
一、选择题（本大题共计10个小题，每小题均只有一个正确选项，每小题3分，共30
分）
1．（3分）（2023•遂宁）历史上的科学发现都源于对某些现象的认真观察、深入思考和
不懈探究，要学好物理也要注重观察身边的事物。下列描述符合实际的是（ ）
A．教室门的高度大约为3.5m
B．人正常的步行速度约为5m/s
C．家用电视机功率约1000W
D．初中物理课本封面受到大气压力接近5000N
2．（3分）（2023•遂宁）“C919”是我国独立研发的第一款大飞机，它的试飞成功标志
着我国航空技术又一重大突破，下列关于“C919”的说法正确的是（ ）
A．所用的航空煤油是可再生能源
B．飞行时飞行员通过电磁波与地面塔台联系
C．飞行时利用流体流速越大压强越大的原理获得向上的升力
D．加速升空时机械能不变
3．（3分）（2023•遂宁）2023年4月22日，中国龙舟大赛四川遂宁站比赛在美丽的观音
湖盛大举行，吸引了大量观众前来为龙舟队员呐喊助威，现场锣鼓喧天、人声鼎沸。下
列对此场景说法正确的是（ ）
A．锣鼓声是由空气振动产生的
B．“锣鼓喧天”是指声音的音调高
C．锣鼓声在空气中传播速度约为3×108m/s
D．呐喊声通过空气传播到龙舟队员耳中
4．（3分）（2023•遂宁）阳光明媚的周末，不少市民到鹭栖湖游玩。湖畔盛开着五颜六
色的鲜花，大树拖着长长的影子，几只白鹭从平静的湖面轻快掠过，水中的鱼儿欢快嬉
戏。下列对此情景的解释正确的是（ ）A．树荫下的圆形光斑是光的直线传播形成的实像
B．白鹭在湖中的倒影是光的折射形成的虚像
C．看见水中的鱼儿是光的反射形成的实像
D．鲜花五颜六色是因为阳光在鲜花表面发生色散现象
5．（3分）（2023•遂宁）“车祸猛于虎”，很多交通事故都是由于超速、超载、疲劳驾
驶等造成的，对家庭、社会造成巨大伤害。如图所示，大货车由于超速行驶，虽然紧急
刹车，仍然追尾前方等红灯的小轿车。事故造成小轿车后备厢受损严重，大货车的前保
险杠也发生轻微形变。下列关于本次事故的描述正确的是（ ）
A．小轿车比大货车受损严重，是由于碰撞时大货车对小轿车的作用力大于小轿车对大
货车的作用力
B．由于大货车速度过快，导致其惯性较大而很难停下
C．刹车过程中，地面对车轮的摩擦力改变了大货车的运动状态
D．大货车静止时对地面的压力和它受到的支持力是一对平衡力
6．（3分）（2023•遂宁）物理学研究成果的应用，深刻地影响着人们的生产生活，对社
会发展起到巨大的推动作用。下列设备应用法拉第电磁感应现象工作的是（ ）
A． 麦克风 B． 电热水壶
C． 扬声器 D． 电磁起重器7．（3分）（2023•遂宁）张明同学发现，未戴头盔骑行“共享助力车”存在安全隐患。
于是他设计以下改进方案：在头盔内加装遥控设备，控制下列助力车工作电路中开关S
2
的通断。骑行前，扫码成功后开关S 闭合，指示灯L亮，但电机不工作；从车头取出头
1
盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控S 闭合，电动机才通电工作；若只戴头盔不扫码则无
2
法骑行。下列电路符合以上设计要求的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（3分）（2023•遂宁）用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高
处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（ ）
A．
B．
C．D．
9．（3分）（2023•遂宁）为防止溺水事故的发生，老张研发出了如图所示的救生手环，
并在观音湖进行了性能测试。他戴上该手环下潜到湖面下5m处（未接触湖底），打开
手环开关，手环瞬间弹出一个体积为33dm3的气囊，随后气囊将老张带出水面。已知老
张的质量为 63kg，密度是 1.05×103kg/m3，不计手环的质量和体积。（
水
＝
1×103kg/m3，g＝10N/kg），则下列说法正确的是（ ） ρ
A．老张的体积是60cm3
B．下潜过程中，老张受到的浮力不断变大
C．气囊完全打开瞬间，老张受到的合力为300N
D．手环在水下5m深处时，受到水的压强是5.25×104Pa
10．（3分）（2023•遂宁）如图甲所示电路，电源电压恒定，R 为定值电阻，滑动变阻器
1
R 铭牌上标有“120 0.8A”的字样，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～15V。在保
2
证电路安全的前提下Ω，移动滑动变阻器滑片，经测量分析，得出 R 的电功率P与其两
2
端电压U的关系如图乙。则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为16V
B．R 的阻值为25
1
C．电路总功率的最Ω大变化量为10.8W
D．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10 ～100
Ω Ω二、填空题（本大题共计5个小题，每空2分，共24分）
11．（4分）（2023•遂宁）在青藏铁路的建设中，我国科技工作者将“热棒”插入冻土，
成功解决了“冻土工程”这一世界性难题。如图所示，热棒是碗口粗细的铁棒，高出地
面约2m，在路基下还埋有5m，整个棒体是中空的，里面封装有适量液氨。热棒的工作
原理是：当路基温度上升时，液氨 热量变成气态氨上升到热棒的上端；通过
散热片散热，气态氨发生 （填物态变化名称）又沉入了棒底。这样不断循环，
避免冻土融化造成路基崩塌。
12．（4分）（2023•遂宁）疫情防控期间，为了控制外来人员出入小区，遂宁很多小区装
备了人脸识别系统（如图所示）。其中摄像机可以自动将镜头前0.4m处的人脸拍摄成
数码照片，则摄像机镜头的焦距应小于 （m），该镜头与 眼镜
属同一类透镜。
13．（6分）（2023•遂宁）小明乘电梯回家，如果以电梯为参照物他是 的；到
家后，他用热水加热盒装牛奶。5min 后牛奶的温度升高了 40℃，这是通过
方式改变了内能；已知牛奶的体积为 250mL，则牛奶吸收的热量为
J。[
牛奶
＝1.02×103kg/m3，c牛奶 ＝2.5×103J/（kg•℃）]
14．（ρ6分）（2023•遂宁）小李从小养成了节约能源的良好习惯，经常观察家里面的电能
表，提醒父母家里用电情况。上月末他家电能表示数为1959.6kW•h，本月末示数如图
所示，则本月他家用电 kW•h；他家里有一台“220V 1100W”的电饭锅，该
电饭锅正常工作时的电阻为 ；某次小李让该电饭锅单独正常工作6分钟，
Ω电能表转盘转动了 转。
15．（4分）（2023•遂宁）小刘应用图甲所示器材进行如下探究：升降台AB上放置轻质
薄壁柱形容器，容器底面积为200cm2，内装15cm深的水；将弹簧上端固定在力传感器
上，下端悬挂重20N、高20cm、横截面积为50cm2的长方体石块，石块下表面刚好与水
面接触；已知弹簧伸长量ΔL与受到的拉力F的关系如图乙所示。将升降台AB缓慢升
高（全过程水不会溢出），当传感器显示拉力为12N时（不计弹簧自重），与升降台升
高前相比，容器底部对升降台AB的压强变化了 Pa。升降台AB升高的高度
为 cm 。 （ 水 ＝ 1×103kg/m3 ， g ＝ 10N/kg ）
ρ
三、作图与实验探究题（本大题共计4个小题，第16、17题2分，第18题8分，第19题
10分，共22分）
16．（2分）（2023•遂宁）请根据图中凸透镜折射后的光线，作出凸透镜的入射光线和经
平面镜反射后的光线。17．（2分）（2023•遂宁）如图为“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置，迅速拉
动长木板B。作出当弹簧测力计示数稳定时，木块A水平方向的受力示意图。
18．（8分）（2023•遂宁）小王同学有一金属玩具，其材质可能是铜或表面镀铜的铁（已
知
铁
＝7.9×103kg/m3、
铜
＝8.9×103kg/m3），他想通过测量密度来进行鉴别。器材有：
天平ρ、砝码、量筒、烧杯ρ 以及细线和水。请为他完成下列实验步骤：
（1）将天平放在水平桌面上，游码调到零刻度线，发现指针静止在如图甲所示位置，
则应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使指针指在分度盘的中线处；
（2）将玩具放在天平左盘，用镊子向右盘里加减砝码并移动游码，天平再次平衡时，
所用砝码和游码位置如图乙所示，玩具质量为 g；
（3）在烧杯中加入适量水，用细线吊着玩具浸没于水中，标记出水面位置（如图丙所
示），然后取出玩具；
（4）往量筒中加入40mL水，再将量筒中水缓慢倒入烧杯，使烧杯中水面上升至标记
处，量筒中剩余水量如图丁所示；
（5）经过计算判断，该玩具材质是 ；
（6）分析以上实验方案，小王测出的密度比真实值偏小，原因主要是实验中
。
19．（10分）（2023•遂宁）小刚同学在探究电流与电阻的关系时，设计了如图甲所示的电路，部分实物连接情况如图乙所示。其中电源电压恒为4.5V，滑动变阻器R 最大阻
0
值为80 ，定值电阻R备有阻值分别为5 、10 、25 、50 各一个。
Ω Ω Ω Ω Ω
（1）请根据甲图电路图，在乙图中用笔画线代替导线将实物电路连接完整（要求滑片
P右移时接入阻值变大）；
（2）正确连好电路，移动滑片P到最大阻值处，闭合开关后发现电流表示数为零，电
压表示数接近电源电压。故障原因是定值电阻R ；
（3）故障排除后，小刚先用5 电阻实验，闭合开关，调节滑片P，使电压表示数为
2V，并记录此时电流表的示数，Ω断开开关；
（4）将5 电阻换成10 ，闭合开关，将滑片P向 （选填“A”或“B”）端
适当移动，Ω使电压表示数Ω为2V，记录此时电流表的示数；
（5）更换其余电阻继续实验，根据4组数据作出I﹣ 图象如图丙所示；
（6）分析I﹣ 图象可得出：在电压一定时，电流与电阻成 ；
（7）小刚学习了伏安法测电阻后，用刻度尺、电流表和已知最大阻值为R 的滑动变阻
1
器来测量未知电阻R 的阻值。他设计了如图丁所示电路，请你帮他完成下列步骤：
x
①用刻度尺找出滑动变阻器电阻丝中点，并标记；
②连接电路并将滑片P移到最大阻值处，检查无误后，闭合开关，读出电流表示数I ；
1
③再将滑片P移到标记处，读出电流表示数I ；
2
④则未知电阻R ＝ （用R 、I 、I 表示）。
x 1 1 2
四、计算题（本大题共2个小题，20题6分，21题8分，共14分）20．（6分）（2023•遂宁）我国电动汽车多项技术已领跑世界。某型号的国产电动汽车所
用电池电压400V，满电时能存储80kW•h的能量，电池剩余20%的能量时需要充电
（避免损伤电池）。如图，小红驾驶该型号车携家人出行发现：汽车在高速公路上通过
A处时仪表显示电池剩余95%的能量，汽车以108km/h的速度匀速直线行驶30min到达
B处时，仪表显示电池剩余82.5%的能量。已知全车总质量为2t。汽车在该路段受到的
阻力是车重的0.03倍，请计算该车通过这段高速路时的以下各量：（g＝10N/kg）
（1）汽车行驶的路程为多少km？
（2）汽车受到的牵引力是多大？
（3）汽车的能量转换效率多大？
21．（8分）（2023•遂宁）学校组织学生到射洪市“三五三六”厂参加国防教育活动。同
学们被展厅自动大门所吸引，他们发现当人靠近大门时，大门自动打开，如图甲所示。
回校后，科技小组利用电磁继电器、人体红外传感器，电动机等元件制作了模拟电路，
部分电路如图乙所示。其中电动机铭牌上标有“220V 40W”的字样，控制电路的电源
电压U为24V，R 为定值电阻，人体红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化关
1
系如图丙所示；当电磁铁线圈中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工
作，大门打开。（不计电磁铁线圈的电阻）
（1）开门一次用时3s，请计算开门一次电动机消耗电能多少焦耳？
（2）经测试L＝3m时刚好触发电动机工作，则R 的阻值为多少？
1
（3）善于思考的小明同学想通过电表示数直观反映人与大门间的距离，于是他将一只
电压表并联在R两端。已知R 为第（2）问所求值，请你推导出L在0～6m内，电压表
1
示数U 随L的变化关系式。
R2023年四川省遂宁市中考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共计10个小题，每小题均只有一个正确选项，每小题3分，共30
分）
1．（3分）（2023•遂宁）历史上的科学发现都源于对某些现象的认真观察、深入思考和
不懈探究，要学好物理也要注重观察身边的事物。下列描述符合实际的是（ ）
A．教室门的高度大约为3.5m
B．人正常的步行速度约为5m/s
C．家用电视机功率约1000W
D．初中物理课本封面受到大气压力接近5000N
【分析】不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进
行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解：A、教室的高度约3m，教室门的高度在2.2m左右，故A不符合实际；
B、人正常步行的速度约为1.2m/s＝4.32km/h，故B不符合实际；
C、家用电视机功率约100W，故C不符合实际；
D、物理课本封面的面积约为S＝25cm×20cm＝500cm2＝0.05m2，由p＝ 可知，封面受
到的大气压力约为F＝pS＝1×105Pa×0.05m2＝5000N，故D符合实际。
故选：D。
【点评】估测法是利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行
快速计算以及对取值范围合理估测的方法。
2．（3分）（2023•遂宁）“C919”是我国独立研发的第一款大飞机，它的试飞成功标志
着我国航空技术又一重大突破，下列关于“C919”的说法正确的是（ ）
A．所用的航空煤油是可再生能源
B．飞行时飞行员通过电磁波与地面塔台联系
C．飞行时利用流体流速越大压强越大的原理获得向上的升力
D．加速升空时机械能不变
【分析】（1）从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源。
人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源，属于不可再生能源；在自然界中可以不
断再生的能源，属于可再生能源；
（2）现代无线电通信利用的是电磁波；（3）流体压强与流速的关系：流速越大的地方，压强越小；流速越小的地方，压强越
大；
（4）机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和
高度有关。
【解答】解：
A、煤油属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错
误；
B、飞行员通过电磁波与地面塔台联系，故B正确；
C、飞机的机翼做成上凸下平的形状，机翼上方的空气流速大、压强小，机翼下方的空
气流速小、压强大，所以机翼受到一个向上的压强差，从而产生向上的升力，故C错误；
D、飞机加速升空时，质量几乎不变，速度变大，则动能变大；起飞前高度不变，重力
势能不变，根据机械能＝动能+势能，则它的机械能增加，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了能源的分类、电磁波的应用、流体压强与流速的关系以及机械能大
小的判断，难度一般。
3．（3分）（2023•遂宁）2023年4月22日，中国龙舟大赛四川遂宁站比赛在美丽的观音
湖盛大举行，吸引了大量观众前来为龙舟队员呐喊助威，现场锣鼓喧天、人声鼎沸。下
列对此场景说法正确的是（ ）
A．锣鼓声是由空气振动产生的
B．“锣鼓喧天”是指声音的音调高
C．锣鼓声在空气中传播速度约为3×108m/s
D．呐喊声通过空气传播到龙舟队员耳中
【分析】（1）声音是由物体的振动产生的。
（2）声音的大小叫响度，与发声体的振幅和距离声源的远近有关。
（3）声音在15℃空气中的传播速度大约是340m/s。
（4）声音的传播需要介质。【解答】解：A、锣鼓声是由锣面和鼓面振动产生的，故A错误；
B、“锣鼓喧天”是指声音的响度大，故B错误；
C、锣鼓声在空气中传播速度约为340m/s，故C错误；
D、呐喊声通过空气传播到龙舟队员耳中，故D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查了声音产生和传播的条件；能够分辨响度和音调；知道声音在空
气中的传播速度。
4．（3分）（2023•遂宁）阳光明媚的周末，不少市民到鹭栖湖游玩。湖畔盛开着五颜六
色的鲜花，大树拖着长长的影子，几只白鹭从平静的湖面轻快掠过，水中的鱼儿欢快嬉
戏。下列对此情景的解释正确的是（ ）
A．树荫下的圆形光斑是光的直线传播形成的实像
B．白鹭在湖中的倒影是光的折射形成的虚像
C．看见水中的鱼儿是光的反射形成的实像
D．鲜花五颜六色是因为阳光在鲜花表面发生色散现象
【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，影子、日食、月食、小孔成
像都是光沿直线传播形成的；
（2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体
的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；
（3）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光
的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射
形成的。
【解答】解：A、茂密树林下的圆心光斑是太阳通过树叶间的小空隙所成的实像，即小
孔成像，是由于光的直线传播形成的，故A正确。
B、白鹭在湖中的倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的虚像，故B错误；
C、看到水中的鱼是由于光从水中斜射入空气中，进入人的眼睛的，是光的折射现象形
成的虚像，比鱼实际位置偏高（浅），故C错误；
D、我们能从各个方向看到花园里盛开的鲜花，说明反射光线能射向各个方向，这种反
射属于光的漫反射现象，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了一些生活中的常见现象中蕴含的物理知识，注重了理论联系实际，
体现了物理来源于生活，服务于生活的宗旨。5．（3分）（2023•遂宁）“车祸猛于虎”，很多交通事故都是由于超速、超载、疲劳驾
驶等造成的，对家庭、社会造成巨大伤害。如图所示，大货车由于超速行驶，虽然紧急
刹车，仍然追尾前方等红灯的小轿车。事故造成小轿车后备厢受损严重，大货车的前保
险杠也发生轻微形变。下列关于本次事故的描述正确的是（ ）
A．小轿车比大货车受损严重，是由于碰撞时大货车对小轿车的作用力大于小轿车对大
货车的作用力
B．由于大货车速度过快，导致其惯性较大而很难停下
C．刹车过程中，地面对车轮的摩擦力改变了大货车的运动状态
D．大货车静止时对地面的压力和它受到的支持力是一对平衡力
【分析】（1）相互作用力其大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物
体上；
（2）惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，惯
性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大；
（3）力的作用效果有：一是改变物体的运动状态，二是改变物体的形状；
（4）二力平衡的条件是：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体
上，据此分析作答。
【解答】解：
A、货车对小轿车的作用力和小轿车对大货车的作用力是一对相互作用力，其大小相等，
故A错误；
B、大货车的质量大，其惯性也大，所以不易停下来，而不是因为其速度大，故B错误；
C、刹车过程中，大货车的速度逐渐减小，说明地面对车轮的摩擦力改变了大货车的运
动状态，故C正确；
D、大货车静止时对地面的压力，受力物体是地面，而地面对大货车的支持力，受力物
体是大货车，两个力作用在不同的物体上，不符合二力平衡条件，因此不是一对平衡力，
故D错误。
故选：C。【点评】本题考查了相互作用力的关系、平衡力的判断、影响惯性大小的因素以及力的
作用效果，难度一般。
6．（3分）（2023•遂宁）物理学研究成果的应用，深刻地影响着人们的生产生活，对社
会发展起到巨大的推动作用。下列设备应用法拉第电磁感应现象工作的是（ ）
A． 麦克风 B． 电热水壶
C． 扬声器 D． 电磁起重器
【分析】闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是
电磁感应现象；明确选项中提到的这四个设备的工作原理，然后找出与题目要求对应的
即可。
【解答】解：
A、麦克风的工作原理是电磁感应现象，故A正确；
B、电热水壶的工作原理是电流的热效应，故B错误；
C、扬声器是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，故C错误；
D、电磁起重机的主要部件是电磁铁，其工作原理是电流的磁效应，故D错误。
故选：A。
【点评】在电和磁这一部分中，涉及了一些电学设备，每个设备的工作原理是经常考查
的知识点。要在理解的基础上，记住这些基础知识。
7．（3分）（2023•遂宁）张明同学发现，未戴头盔骑行“共享助力车”存在安全隐患。
于是他设计以下改进方案：在头盔内加装遥控设备，控制下列助力车工作电路中开关S
2
的通断。骑行前，扫码成功后开关S 闭合，指示灯L亮，但电机不工作；从车头取出头
1
盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控S 闭合，电动机才通电工作；若只戴头盔不扫码则无
2
法骑行。下列电路符合以上设计要求的是（ ）A． B．
C． D．
【分析】根据题意分析两个开关的作用、灯泡与电动机的连接方式，然后选出正确的电
路图。
【解答】解：根据题意可知，骑行前，扫码成功后开关S 闭合，指示灯L亮，但电机不
1
工作；从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控S 闭合，电动机才通电工作，这
2
说明灯泡与电机工作时互不影响，是并联的；若只戴头盔不扫码则无法骑行，则开关S
1
在干路中控制整个电路，开关S 与电机在一条支路中，故C正确。
2
故选：C。
【点评】本题考查了电路图的设计，关键是明确串联和并联电路中开关的作用。
8．（3分）（2023•遂宁）用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高
处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（ ）
A．
B．
C．D．
【分析】（1）动滑轮在理想情况下可以省一半力。
（2）斜面长是斜面高的多少倍，所用的拉力就是物重的多少分之一。
（3）根据杠杆的平衡条件进行分析。
（4）使用定滑轮不省力。
【解答】解：A、动滑轮可以省一半力， ；
B、不计机械自重及摩擦的情况下，根据斜面的长度和高度可知：FL＝Gh，
；
C 、 根 据 题 图 可 知 ： 此 时 杠 杆 的 动 力 臂 是 阻 力 臂 的 1.5 倍 ， 所 以
；
D、使用定滑轮不省力，即F＝G。综上可知：最省力的是斜面，故B符合题意，ACD
不符合题意。
故选：B。
【点评】本题主要考查了常见的简单机械的省力状况，属于基础性题目；会利用杠杆原
理进行分析。
9．（3分）（2023•遂宁）为防止溺水事故的发生，老张研发出了如图所示的救生手环，
并在观音湖进行了性能测试。他戴上该手环下潜到湖面下5m处（未接触湖底），打开
手环开关，手环瞬间弹出一个体积为33dm3的气囊，随后气囊将老张带出水面。已知老
张的质量为 63kg，密度是 1.05×103kg/m3，不计手环的质量和体积。（
水
＝
1×103kg/m3，g＝10N/kg），则下列说法正确的是（ ） ρA．老张的体积是60cm3
B．下潜过程中，老张受到的浮力不断变大
C．气囊完全打开瞬间，老张受到的合力为300N
D．手环在水下5m深处时，受到水的压强是5.25×104Pa
【分析】（1）根据密度公式 ＝ 的变形公式算出老张的体积；
（2）根据F浮 ＝ 水gV排 分析ρ下潜过程中受到的浮力变化；
（3）根据G＝mρg求得老张的重力，根据F浮 ＝ 水gV排 算出该人和气囊浸没在水中时受
到总的浮力，进而算出合力； ρ
（4）利用p＝ gh可求得手环在水下5m深处时受到水的压强。
【解答】解：Aρ、老张的体积为：
V老张 ＝ ＝ ＝0.06m3＝60dm3，故A错误；
B、在老张没有完全浸没前，老张排开水的体积变大，由F浮 ＝ 水gV排 知老张受到的浮
力变大，完全浸没后，在下潜过程中，老张排开水的体积不变，ρ由F浮 ＝ 水gV排 知老张
受到的浮力不变，故B错误； ρ
C、老张的重力为：
G老张 ＝m老张g＝63kg×10N/kg＝630N；
气囊完全打开瞬间，老张和气囊浸没在水中受到总浮力为：
F浮 ＝ 水gV排 ＝1×103kg/m3×10N/kg×（0.06m3+33×10﹣3m3）＝930N，
老张受ρ到的合力的大小是：F＝F浮 ﹣G＝930N﹣630N＝300N，故C正确；
D、手环在水下5m深处时受到水的压强是：
p＝ 水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×5m＝5×104Pa，故D错误。
故选ρ：C。
【点评】本题考查密度公式、重力公式、阿基米德原理公式以及压强公式的应用，综合
性强，难度适中。
10．（3分）（2023•遂宁）如图甲所示电路，电源电压恒定，R 为定值电阻，滑动变阻器
1
R 铭牌上标有“120 0.8A”的字样，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～15V。在保
2
证电路安全的前提下Ω，移动滑动变阻器滑片，经测量分析，得出 R 的电功率P与其两
2
端电压U的关系如图乙。则下列说法正确的是（ ）A．电源电压为16V
B．R 的阻值为25
1
C．电路总功率的最Ω大变化量为10.8W
D．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10 ～100
【分析】由图甲可知，R
1
、R
2
串联，电压表测Ω量滑动Ω变阻器R
2
两端的电压，电流表测
量电路中的电流；
（1）由图乙可知，当R 两端的电压为8V时，R 的电功率为4W，根据P＝UI求出此时
2 2
电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源电压；当 R 两端的电
2
压为10V时，R 的电功率为4W，根据P＝UI求出此时电路中的电流，根据串联电路的
2
电压特点和欧姆定律表示出电源电压；据此求出电源电压和R 的阻值；
1
（2）根据电流表量程、滑动变阻器的规格可知电路中的最大电流，根据P＝UI可求出
电路消耗最大总功率；根据欧姆定律求出电路中的最小电阻，根据串联电路的电阻特点
可求出滑动变阻器接入电路的最小阻值；
根据电压表量程可知R 两端的最大电压，根据串联电路的电压特点可知R 两端的最小
2 1
电压，根据欧姆定律可求出电路中的最小电流，根据P＝UI求出电路中最小总功率，据
此求出电路总功率的最大变化量；根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值，
据此可知滑动变阻器允许接入电路的阻值范围。
【解答】解：由图甲可知，R 、R 串联，电压表测量滑动变阻器R 两端的电压，电流
1 2 2
表测量电路中的电流；
AB、由图乙可知，当R 两端的电压为8V时，R 的电功率为4W，
2 2
由P＝UI可知，此时电路中的电流：I ＝ ＝ ＝0.5A，
1
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝I R +8V＝0.5A×R +8V……
1 1 1
①当R 两端的电压为10V时，R 的电功率为4W，
2 2
由P＝可知，此时电路中的电流：I ＝ ＝ ＝0.4A，
2
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压： U＝I R +10V＝
2 1
0.4A×R +10V……②
1
联立①②两式可解得，电源电压：U＝18V，R 的阻值：R ＝20 ，故AB错误；
1 1
CD、根据题意可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为 0.8A，Ω电流表的量程为0～
0.6A，为了电路安全，电路中的最大电流为I大 ＝0.6A，
则电路中的最大总功率：P大 ＝UI大 ＝18V×0.6A＝10.8W；
由I＝ 可知，电路中的最小总电阻：R小 ＝ ＝ ＝30 ，
Ω
根据串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器接入电路的最小阻值：R
2小
＝R小 ﹣R
1
＝30
﹣20 ＝10 ； Ω
根据Ω电压表Ω量程可知，R
2
两端的最大电压为15V，根据串联电路的电压特点可知，R
1
两
端最小电压：U
1小
＝U﹣U
2大
＝18V﹣15V＝3V，
电路中最小电流：I小 ＝ ＝ ＝0.15A，
电路中的最小总功率：P小 ＝UI小 ＝18V×0.15A＝2.7W，
由I＝ 可知，滑动变阻器接入电路的最大阻值：R
2大
＝ ＝ ＝100 ，
Ω
所以，电路总功率的最大变化量：ΔP＝P大 ﹣P小 ＝10.8W﹣2.7W＝8.1W，故C错误；
滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10 ～100 ，故D正确。
故选：D。 Ω Ω
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律以及电功率公式的应用，能从图中获取相
关信息是解题的关键，题目难度较大。
二、填空题（本大题共计5个小题，每空2分，共24分）
11．（4分）（2023•遂宁）在青藏铁路的建设中，我国科技工作者将“热棒”插入冻土，
成功解决了“冻土工程”这一世界性难题。如图所示，热棒是碗口粗细的铁棒，高出地
面约2m，在路基下还埋有5m，整个棒体是中空的，里面封装有适量液氨。热棒的工作原理是：当路基温度上升时，液氨 吸收 热量变成气态氨上升到热棒的上端；通过
散热片散热，气态氨发生 液化 （填物态变化名称）又沉入了棒底。这样不断循环，
避免冻土融化造成路基崩塌。
【分析】汽化指物质由液态转变成气态，汽化要吸热；液化指物质由气态转变成液态，
液化要放热。
【解答】解：液氨吸收热量转变成气态氨；气态氨放热液化成液氨沉入棒底。
故答案为：吸收；液化。
【点评】本题考查了汽化和液化，属于基础题。
12．（4分）（2023•遂宁）疫情防控期间，为了控制外来人员出入小区，遂宁很多小区装
备了人脸识别系统（如图所示）。其中摄像机可以自动将镜头前0.4m处的人脸拍摄成
数码照片，则摄像机镜头的焦距应小于 0. 2 （m），该镜头与 远视 眼镜属同一
类透镜。
【分析】人脸在摄像机镜头前0.4m处被拍摄成数码照片，则物距为0.4m，由于摄像机
镜头属于凸透镜，根据凸透镜成倒立、缩小实像的条件，可判断凸透镜焦距的大小。
【解答】解：摄像机的镜头相当于凸透镜，凸透镜可以矫正远视眼；当物距大于二倍焦
距时，成倒立、缩小的实像；已知物距u＝0.4m，因为u＞2f，所以它的焦距f＜ u＝
×0.4m＝0.2m，；
凸透镜可以矫正远视眼。故答案为：0.2；远视。
【点评】本题主要考查对凸透镜在物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像的应用，
知道摄像机是根据凸透镜成像的原理制成的，其镜头相当于凸透镜。
13．（6分）（2023•遂宁）小明乘电梯回家，如果以电梯为参照物他是 静止 的；到
家后，他用热水加热盒装牛奶。5min后牛奶的温度升高了40℃，这是通过 热传递
方式改变了内能；已知牛奶的体积为250mL，则牛奶吸收的热量为 2.55×1 0 4 J。[
牛奶
＝1.02×103kg/m3，c牛奶 ＝2.5×103J/（kg•℃）] ρ
【分析】（1）物体相对于参照物的位置发生了变化，则物体是运动的；物体相对于参
照物的位置没有发生变化，则物体是静止的；
（2）做功和热传递都可以改变物体的内能；
（3）利用密度公式求出牛奶的质量，根据Q吸 ＝cmΔt求出牛奶吸收的热量。
【解答】解：小明乘电梯回家，小明与电梯之间没有位置的变化，所以以电梯为参照物
他是静止的；
牛奶吸收热量，内能增加，温度升高，这是通过热传递的方式改变牛奶的内能；
牛奶的体积V＝250mL＝250cm3＝2.5×10﹣4m3，
由 ＝ 可知，牛奶的质量：m＝ 牛奶V＝1.02×103kg/m3×2.5×10﹣4m3＝0.255kg，
牛奶ρ吸收的热量：Q吸 ＝c牛奶mΔt＝ρ 2.5×103J/（kg•℃）×0.255kg×40℃＝2.55×104J。
故答案为：静止；热传递；2.55×104。
【点评】本题考查热量的计算、改变物体内能的方式以及运动与静止的相对性，是一道
基础题。
14．（6分）（2023•遂宁）小李从小养成了节约能源的良好习惯，经常观察家里面的电能
表，提醒父母家里用电情况。上月末他家电能表示数为1959.6kW•h，本月末示数如图
所示，则本月他家用电 60 kW•h；他家里有一台“220V 1100W”的电饭锅，该电
饭锅正常工作时的电阻为 4 4 ；某次小李让该电饭锅单独正常工作6分钟，电能表
转盘转动了 27 5 转。 Ω【分析】本月用电等于电能表本月末的示数减去上月末的示数；读数时注意：最后一位
是小数，单位是kW•h；
根据R＝ 求出电饭锅正常工作时的电阻；
根据W＝Pt求出电饭锅单独正常工作6分钟消耗的电能，结合电能表表盘上的参数
2500R/kW•h求出电能表转盘转动的转数。
【解答】解：电能表显示本月末电能表的示数为2019.6kW•h，本月他家用电：
2019.6kW•h﹣1959.6kW•h＝60kW•h；
电饭锅正常工作时的电阻为：
R＝ ＝ ＝44 ；
Ω
电饭锅单独正常工作6分钟消耗的电能为：
W＝Pt＝1100W×6min＝1.1kW×0.1h＝0.11kW•h；
电能表转盘转动的转数为：
2500R/kW•h×0.11kW•h＝275转。
故答案为：60；44；275。
【点评】此题考查了电能表的读数、电能表参数的意义、电功率公式的应用、电能的计
算，难度不大，属基础题目。
15．（4分）（2023•遂宁）小刘应用图甲所示器材进行如下探究：升降台AB上放置轻质
薄壁柱形容器，容器底面积为200cm2，内装15cm深的水；将弹簧上端固定在力传感器
上，下端悬挂重20N、高20cm、横截面积为50cm2的长方体石块，石块下表面刚好与水
面接触；已知弹簧伸长量ΔL与受到的拉力F的关系如图乙所示。将升降台AB缓慢升
高（全过程水不会溢出），当传感器显示拉力为12N时（不计弹簧自重），与升降台升
高前相比，容器底部对升降台AB的压强变化了 40 0 Pa。升降台AB升高的高度为
20 cm 。 （ 水 ＝ 1×103kg/m3 ， g ＝ 10N/kg ）
ρ【分析】（1）根据力的平衡条件求出此时石块受到的浮力，根据力的作用是相互求出
石块对水的压力，与升降台升高前相比，容器底部对升降台 AB的压力变化量等于石块
对水的压力大小，根据p＝ 求出容器底部对升降台AB的压强变化量；
（2）根据图乙表示出开始升降台AB到传感器的距离，根据阿基米德原理求出石块受
排开液体的体积，根据体积公式求出石块下表面距水面的高度，根据体积公式求出此时
容器中水的深度，进而求出石块底部到容器底部的距离，石块放入水中后，弹簧受到的
拉力减小量等于石块受到的浮力，根据图乙可知弹簧伸长量的减小值，进而表示出升降
台AB升高后，升降台AB到传感器的距离，进一步求出升降台AB升高的高度。
【解答】解：（1）拉力为12N时，由力的平衡条件可知，此时石块受到的浮力：F浮 ＝
G﹣F拉 ＝20N﹣12N＝8N，
由于石块受到的浮力与石块对水的压力是一对相互作用力，所以，由力的作用是相互的
可知，石块对水的压力F压 ＝F浮 ＝8N，
与升降台升高前相比，容器底部对升降台AB的压力变化量：ΔF＝F压 ＝8N，
则容器底部对升降台AB的压强变化量：Δp＝ ＝ ＝400Pa；
（2）由 F 浮 ＝ 液 gV 排 可知，石块受排开液体的体积： V 排 ＝ ＝
ρ
＝8×10﹣4m3＝800cm3，由V＝Sh可知，石块下表面距水面的高度：h石 ＝ ＝ ＝16cm，
容器中水的体积：V水 ＝S容h
0
＝200cm2×15cm＝3000cm3，
此时容器中水的深度：h＝ ＝ ＝ ＝19cm，
则石块底部到容器底部的距离：h下 ＝h﹣h石 ＝19cm﹣16cm＝3cm，
设石块下表面刚好与水面接触时石块下表面到传感器的距离为L ，
0
则石块下表面刚好与水面接触时，升降台AB到传感器的距离：L＝L +15cm，
0
石块放入水中后，弹簧受到的拉力减小量：ΔF拉 ＝F浮 ＝8N，
由图乙可知，此时弹簧伸长量减小值：ΔL减小 ＝8cm，
升降台AB升高后，升降台AB到传感器的距离：L'＝L
0
﹣8cm+h下 ＝L
0
﹣8cm+3cm＝L
0
﹣5cm
则升降台AB升高的高度：Δh＝L﹣L'＝L +15cm﹣（L ﹣5cm）＝20cm。
0 0
故答案为：400；20。
【点评】本题考查力的平衡条件、力的作用是相互的、压强定义式的阿基米德原理的应
用，关键是根据图像读出相关的信息。
三、作图与实验探究题（本大题共计4个小题，第16、17题2分，第18题8分，第19题
10分，共22分）
16．（2分）（2023•遂宁）请根据图中凸透镜折射后的光线，作出凸透镜的入射光线和经
平面镜反射后的光线。
【分析】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；
（2）作出反射光线要根据反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反
射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。
【解答】解：经凸透镜折射后的光线过焦点，说明入射光线平行于主光轴，据此作出凸
透镜的入射光线；
先过平面镜的入射点垂直于镜面作出法线，再根据反射角等于入射角在法线右侧作出反射光线，如下图：
【点评】凸透镜有三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；过焦点的光线经凸透
镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦
点；
熟记反射定律的内容：射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线
分居法线两侧，反射角等于入射角并会作图。
17．（2分）（2023•遂宁）如图为“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置，迅速拉
动长木板B。作出当弹簧测力计示数稳定时，木块A水平方向的受力示意图。
【分析】弹簧测力计示数稳定时，木块处于平衡状态，根据摩擦力的概念可判断其所受
摩擦力的方向。
【解答】解：木板在拉力F的作用下向右运动，木块在木板上保持静止，则木块受到的
滑动摩擦力与测力计拉力大小为平衡力，由二力平衡可得，摩擦力与拉力应大小相等，
方向相反，摩擦力水平向右，如图所示：
【点评】此题主要考查了力的示意图的画法，关键是对物体A进行正确的受力分析。
18．（8分）（2023•遂宁）小王同学有一金属玩具，其材质可能是铜或表面镀铜的铁（已
知
铁
＝7.9×103kg/m3、
铜
＝8.9×103kg/m3），他想通过测量密度来进行鉴别。器材有：
天平ρ、砝码、量筒、烧杯ρ 以及细线和水。请为他完成下列实验步骤：（1）将天平放在水平桌面上，游码调到零刻度线，发现指针静止在如图甲所示位置，
则应将平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）调节，使指针指在分度盘的中线处；
（2）将玩具放在天平左盘，用镊子向右盘里加减砝码并移动游码，天平再次平衡时，
所用砝码和游码位置如图乙所示，玩具质量为 176. 6 g；
（3）在烧杯中加入适量水，用细线吊着玩具浸没于水中，标记出水面位置（如图丙所
示），然后取出玩具；
（4）往量筒中加入40mL水，再将量筒中水缓慢倒入烧杯，使烧杯中水面上升至标记
处，量筒中剩余水量如图丁所示；
（5）经过计算判断，该玩具材质是 铜 ；
（6）分析以上实验方案，小王测出的密度比真实值偏小，原因主要是实验中 取出玩
具带出水，导致所测玩具的体积偏大，由 ＝ 知，计算出玩具的密度偏小 。
【分析】（1）天平调节平衡的原则是“左ρ偏右调，右偏左调”，指针指在分读盘中央
左侧，将平衡螺母向右调节，指在左侧，平衡螺母向右调节；
（2）物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值；
（5）玩具的体积等于玩具和水的总体积减去水的体积，知道玩具的质量和体积，根据
密度公式 ＝ 求出玩具的密度，再判断材质；
（6）实验ρ中取出玩具带出水，导致所测玩具的体积偏大，据此判断。
【解答】解：（1）调节天平平衡时，如图甲图示指针指在刻度盘中央左侧，向右偏应
该将游码向右调节；
（2）由图甲可知，标尺上的分度值为 0.1g，则玩具的质量为：m
玩具
＝
100g+50g+20g+5g+1.6g＝176.6g；
（5）由图乙可知，玩具和水的总体积为：V总 ＝60mL，
玩具的体积为：V玩具 ＝V总 ﹣V水 ＝40mL﹣20mL＝20mL＝20cm3，玩具的密度为： ＝ ＝ ＝8.83g/cm3＝8.83×103kg/m3；
ρ
因为
铜
＝8.9×103kg/m3，所以该玩具材质是铜；
ρ
（6）实验中取出玩具带出水，导致所测玩具的体积偏大，由 ＝ 知，计算出玩具的密
度偏小。 ρ
故答案为：（1）右；（2）176.6；（5）铜；（6）取出玩具带出水，导致所测玩具的体
积偏大，由 ＝ 知，计算出玩具的密度偏小。
【点评】本题ρ 考查固体密度的测量，掌握天平的使用、排水法测量固体的体积、密度公
式及其应用是解答本题的关键。
19．（10分）（2023•遂宁）小刚同学在探究电流与电阻的关系时，设计了如图甲所示的
电路，部分实物连接情况如图乙所示。其中电源电压恒为4.5V，滑动变阻器R 最大阻
0
值为80 ，定值电阻R备有阻值分别为5 、10 、25 、50 各一个。
Ω Ω Ω Ω Ω
（1）请根据甲图电路图，在乙图中用笔画线代替导线将实物电路连接完整（要求滑片
P右移时接入阻值变大）；
（2）正确连好电路，移动滑片P到最大阻值处，闭合开关后发现电流表示数为零，电
压表示数接近电源电压。故障原因是定值电阻R 断路 ；
（3）故障排除后，小刚先用5 电阻实验，闭合开关，调节滑片P，使电压表示数为
2V，并记录此时电流表的示数，Ω断开开关；
（4）将5 电阻换成10 ，闭合开关，将滑片P向 B （选填“A”或“B”）端适
Ω Ω当移动，使电压表示数为2V，记录此时电流表的示数；
（5）更换其余电阻继续实验，根据4组数据作出I﹣ 图象如图丙所示；
（6）分析I﹣ 图象可得出：在电压一定时，电流与电阻成 反比 ；
（7）小刚学习了伏安法测电阻后，用刻度尺、电流表和已知最大阻值为R 的滑动变阻
1
器来测量未知电阻R 的阻值。他设计了如图丁所示电路，请你帮他完成下列步骤：
x
①用刻度尺找出滑动变阻器电阻丝中点，并标记；
②连接电路并将滑片P移到最大阻值处，检查无误后，闭合开关，读出电流表示数I ；
1
③再将滑片P移到标记处，读出电流表示数I ；
2
④则未知电阻R ＝ （用R 、I 、I 表示）。
x 1 1 2
【分析】（1）根据后面电压表示数为2V，可知电压表选小量程即可，再结合滑片P右
移时接入阻值变大，可知滑动变阻器左下部分电阻接入电路，据此完成电路连接；
（2）若电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表能
与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的定值电阻
断路了；
（3）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换
上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原
理确定滑片移动的方向；
（4）分析I﹣ 图象为一直线可得出结论；
（5）根据并联电路中电流和电压的规律以及欧姆定律进行分析和计算。
【解答】解：
（1）根据后面电压表示数为2V，可知电压表选小量程即可，再结合滑片P右移时接入
阻值变大，可知滑动变阻器左下部分电阻接入电路，据此完成电路连接如下图所示：；
（2）因闭合开关后发现电流表示数为零，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电
压，说明电压表能与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压
表并联的定值电阻断路了；
（4）探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，将5
电阻换成10 后，根据串联分压原理可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，Ω
应增大滑动Ω变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数为
2V，记录电流表的示数；
（6）由图丙知，电流、电阻的倒数图象为一直线，可得电压一定时，通过导体的电流
与导体电阻的倒数成正比，则根据数学关系可得出在电压一定时，电流与电阻成反比；
（7）设电源电压为U。
连接电路并将滑片P移到最大阻值处，检查无误后，闭合开关，读出电流表示数I ；
1
再将滑片P移到标记处（即滑动变阻器电阻丝中点），读出电流表示数I ；
2
根据并联电路中电流和电压的规律以及欧姆定律可得：
……①
……②
可解得：U＝R （I ﹣I ），R ＝ 。
1 2 1 x
故答案为：（1）见上图；（2）断路；（4）B；（6）反比；（7） 。
【点评】本题考查探究电流与电阻的关系，涉及了电路的连接、电路故障分析、滑动变
阻器的使用、图象分析能力以及在电表不全的情况下测量未知电阻R 的阻值，考查较
x综合，难度一般。
四、计算题（本大题共2个小题，20题6分，21题8分，共14分）
20．（6分）（2023•遂宁）我国电动汽车多项技术已领跑世界。某型号的国产电动汽车所
用电池电压400V，满电时能存储80kW•h的能量，电池剩余20%的能量时需要充电
（避免损伤电池）。如图，小红驾驶该型号车携家人出行发现：汽车在高速公路上通过
A处时仪表显示电池剩余95%的能量，汽车以108km/h的速度匀速直线行驶30min到达
B处时，仪表显示电池剩余82.5%的能量。已知全车总质量为2t。汽车在该路段受到的
阻力是车重的0.03倍，请计算该车通过这段高速路时的以下各量：（g＝10N/kg）
（1）汽车行驶的路程为多少km？
（2）汽车受到的牵引力是多大？
（3）汽车的能量转换效率多大？
【分析】（1）知道汽车行驶速度和行驶时间，利用速度公式求出汽车行驶的路程；
（2）根据f＝0.03G＝0.03mg求出汽车受到的阻力，汽车匀速行驶时，汽车的牵引力与
受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知汽车的牵引力；
（3）根据W＝Fs求出汽车所做的有用功；根据W电 ＝（95%﹣82.5%）W总 求出消耗的
电能，根据效率公式求出汽车的能量转换效率。
【解答】解：（1）由v＝ 可知，汽车行驶的路程：s＝vt＝108km/h× h＝54km；
（2）汽车受到的阻力：f＝0.03G＝0.03mg＝0.03×2×1000kg×10N/kg＝600N，
汽车匀速行驶时，汽车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，
汽车的牵引力F＝f＝600N；
（3）汽车所做的有用功：W＝Fs＝600N×54×1000m＝3.24×107J，
消耗的电能：W电 ＝（95%﹣82.5%）W总 ＝12.5%×80×3.6×106J＝3.6×107J，
汽车的能量转换效率： ＝ ＝ ＝90%。
η
答：（1）汽车行驶的路程为54km；
（2）汽车受到的牵引力是600N。
（3）汽车的能量转换效率为90%。
【点评】本题考查速度公式、质量公式、二力平衡条件、功的计算公式以及效率公式的应用，是一道综合题，有一定的难度。
21．（8分）（2023•遂宁）学校组织学生到射洪市“三五三六”厂参加国防教育活动。同
学们被展厅自动大门所吸引，他们发现当人靠近大门时，大门自动打开，如图甲所示。
回校后，科技小组利用电磁继电器、人体红外传感器，电动机等元件制作了模拟电路，
部分电路如图乙所示。其中电动机铭牌上标有“220V 40W”的字样，控制电路的电源
电压U为24V，R 为定值电阻，人体红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化关
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系如图丙所示；当电磁铁线圈中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工
作，大门打开。（不计电磁铁线圈的电阻）
（1）开门一次用时3s，请计算开门一次电动机消耗电能多少焦耳？
（2）经测试L＝3m时刚好触发电动机工作，则R 的阻值为多少？
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（3）善于思考的小明同学想通过电表示数直观反映人与大门间的距离，于是他将一只
电压表并联在R两端。已知R 为第（2）问所求值，请你推导出L在0～6m内，电压表
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示数U 随L的变化关系式。
R
【分析】（1）电动机铭牌上标有“220V 40W”的字样，根据P＝ 的变形公式求出开
门一次电动机消耗电能；
（2）L＝3m时刚好触发电动机工作，说明控制电路中的电流为 100mA，根据欧姆定律
求出控制电路的总电阻；
根据图丙确定当L＝3m时R的阻值，利用电阻的串联求出R 的阻值；
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（3）根据图丙确定R与L的数学关系；根据串联电路电压规律和分压原理写出电压表
示数U 随L的变化关系式。
R
【解答】解：（1）电动机铭牌上标有“220V 40W”的字样，根据P＝ 可知，开门一
次电动机消耗电能为：
W＝Pt＝40W×3s＝120J；（2）当电磁铁线圈中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工作，大门打
开，此时控制电路的总电阻为：
R总 ＝ ＝ ＝240 ；
由丙图可知，当L＝3mΩ时，R的阻值为120 ，
根据电阻的串联可知，R
1
＝R总 ﹣R＝240 ﹣Ω120 ＝120 ；
（3）由图丙可知，R与L的数学关系为：ΩR＝20ΩL+60（Ω6m≥L≥0）；
设电压表示数U ，根据串联电路电压规律和分压原理可知，
R
＝ ，即 ＝ ，
解得：U ＝ ，
R
因R＝20L+60（6m≥L≥0），
故U ＝ （6m≥L≥0）。
R
答：（1）开门一次电动机消耗电能为120J；
（2）R 的阻值为120 ；
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Ω
（3）在0～6m内，电压表示数U 随L的变化关系式为U ＝ 。
R R
【点评】本题考查了电功与电能的计算和欧姆定律的应用等知识的了解和掌握，特别是
最后一问，难度较大。
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