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专题 06 综合（压轴题）
随着教育改革的深入和科技的发展，2024年中考物理的“综合（压轴题）”命题趋势将呈现以下几个
特点：
一、强化实践应用能力
物理作为一门实验科学，实践应用能力是考察的重要内容。未来的中考物理压轴题将更加注重考察学
生在实际情境中运用物理知识解决问题的能力。例如，可能会给出一些实际生活中的物理现象或问题，要
求学生运用所学的物理知识进行分析和解决。
二、注重跨学科融合
随着跨学科学习的兴起，未来的中考物理压轴题将更加注重与其他学科的融合。可能会出现一些涉及
物理、化学、生物等多个学科的综合性题目，要求学生能够综合运用多个学科的知识进行解答。
三、强调创新思维和科学探究能力
未来的中考物理压轴题将更加注重考察学生的创新思维和科学探究能力。可能会出现一些开放性的题
目，要求学生根据给定的条件或情境，进行物理实验的设计、分析和解释。这样的题目将更加注重学生的
思考和探究过程，而非仅仅是结果。
四、关注科技前沿和社会发展
随着科技的快速发展和社会的不断进步，未来的中考物理压轴题将更加关注科技前沿和社会发展。可
能会出现一些涉及新能源、环保、人工智能等领域的题目，要求学生了解并关注这些领域的发展动态，并
运用所学的物理知识进行分析和解答。
2024年中考物理“综合（压轴题）”命题趋势将更加注重实践应用能力、跨学科融合、创新思维和科
学探究能力以及科技前沿和社会发展。因此，学生在平时的学习中应注重这些方面的训练和积累，以便更
好地应对未来的中考挑战。（限时：20分钟）
1．洗碗机是自动清洗碗筷等餐具的机器。某型号洗碗机工作程序为：给水箱注水，当水注满时停止注水
并自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤过
程结束，排水系统启动，将水箱中全部的水排出。图甲为等效的加热电路图，R为发热电阻。图乙为该洗
碗机某次正常工作时的P﹣t图像。[水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）；水箱中水的初温为20℃]
（1）生活用水是 （选填“导体”、“绝缘体”）；
（2）洗碗机的加热功能是利用了电流的 ；
（3）A、B是位于水箱上部的两个导电块，组成一个开关。此开关具有注满水自动加热功能，若加热过程
中意外排水或排水阀没有关好，还具有 的功能；
（4）发热电阻R的阻值是 Ω；（不计水的电阻）
（5）清洗喷淋过程洗碗机消耗的电能是 J；
（6）加热时产生的热量有90%被水吸收。某家庭每天洗碗2次，若人工洗碗一次用水9kg，则改用该洗碗
机洗碗，该家庭一年（按300天）可节水 kg。
【答案】 导体 热效应 自动停止加热 48.4 4.8×105 2400
【解析】（1）[1]生活用水是导体，容易导电。
（2）[2]洗碗机的加热功能将电能转化为内能，是利用了电流的热效应。
（3）[3]由等效的加热电路图可知，洗碗机位于水箱上部的两个导电块A、B组成一个开关。此开关除了
具有注满水自动加热功能（一般的水是导体）外，还具有当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时，开
关自动断开，即还具有自动停止加热的功能。
（4）[4]加热功率为1000W，由 可得，发热电阻R的阻值（5）[5]清洗喷淋功率为120W，工作时间
由 得，清洗喷淋过程洗碗机消耗的电能
（6）[6]由 可得，加热时产生的热量
已知加热时产生的热量有90%被水吸收，即
由 可得，洗碗机一次洗碗用水的质量
人工洗碗一次用水9kg，改用该选碗机洗碗一次用水5kg，则该家庭一年（按300天）可节约水的质量
2．图甲是一家用电暖器，有“低温”、“中温”、“高温”三挡，铭牌见下表（“高温”挡功率模糊不
清），图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安
全。已知电阻R0.15A，所以 为0.343A。
6．小明家新装修的房子的两个卫生间里分别安装了燃气热水器和电热水器，两种热水器的部分参数和相
关物理量如下表所示。
（1）若每次洗澡时间为10min，进出水温分别为20℃和40℃，用燃气热水器加热，需要消耗的天然气为
多少m3？( )
（2）若用电热水器加热，达到同样的进出水温度，消耗的电能为多少？需要加热多长时间？( )
（3）通过进一步计算，小明知道了平时使用 热水器洗澡更划算。天然气的热值约为
J/kg。（不要求写计算过程）
热水器种类
燃气热水器 电热水器
参数
（L/min） 5 5
效率（%） 40 70
电热水器额定功率
3000
（W）天然气热值（J/m3）
天然气价格（元/m3） 2.1
天然气密度（kg/m3） 2.1
电价（元/kW•h） 0.5
【答案】 0.125m3 6×106J；33.3min 燃气
【解析】解：（1）[1]每次洗澡时间为10min，用水的体积为
用水的质量为
水吸收的热量为
燃料燃烧放出的热量
需要消耗的天然气的体积
（2）[2]若用电热水器加热，达到同样的进出水温度，用热水器加热与用天然气加热水，水吸收的热量与
用天然气加热用的热量相同，热水器消耗的电能
需要加热时间为
（3）[3]同等情况下，用天然气的费用为
用电的费用为
平时使用燃气热水器洗澡更划算。
[4]平时使用燃气热水器洗澡更划算；转换为质量，天然气的热值约为答：（1）若每次洗澡时间为10min，进出水温分别为20℃和40℃，用燃气热水器加热，需要消耗的天然
气为0.125m3；
（2）若用电热水器加热，达到同样的进出水温度，消耗的电能为 ，需要加热时间为33.3min；
（3）平时使用燃气热水器洗澡更划算；天然气的热值约为 。
7．在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，中药能有效治疗新冠肺炎，降低轻型、普通
型病例转为重症的比例，缩短新冠肺炎症状消退时间，改善轻型和普通型患者的临床预后。如图甲所示为
小华同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，“猛火”挡电功率模糊不清，“文火”挡电功
率110W，其电路原理图如图乙所示， ， 为两根电热丝，L、L 是颜色不同的指示灯，指示灯在电路
1 2
中消耗的电功率忽略不计，若让该电热水器在“猛火”挡单独工作3min，如图丙所示的电能表脉冲灯闪烁
88次。根据上述信息，求：
（1）灯的电阻值与电热丝R 的电阻值相比较： （选填“相差很大”、“相差很小”或“相差
1
不大”）；
（2）“猛火”挡电功率 和电热丝 的阻值；
（3）若打算将“文火”挡的电功率提升10％，“猛火”挡的电功率保持不变，请通过计算具体说明改进
措施。
【答案】 相差很大 1100W 44Ω 见解析
【解析】（1）[1]工作时，灯与电阻丝R 串联连接，通过的电流相同。而指示灯在电路中消耗的电功率忽
1
略不计，据P=I2R知，相对R，指示灯的电阻很小，即指示灯与R 的阻值相差很大。
1 1
（2）[2]由图丙知，电能表每消耗1kW∙h电能，脉冲灯闪烁1600次，则脉冲灯闪烁88次，消耗的电能“猛火”挡的电功率
[3]由电路图知，开关S接上面接线柱时，指示灯L 和R 串联在电路中，电路电阻较小，据 知，此
1 1
时是猛火挡；开关接下面接线柱时，指示灯L 与R、R 串联，电路中电阻较大，据 知，此时是文
2 2 1
火挡。电热丝
（3）[4]文火挡功率提升10%，则提升后的功率
此时电路中的总电阻
则R 的阻值
2
开关接下面接线柱时，为文火挡，接上面接线柱时，为猛火挡，所以改变R 的阻值对猛火挡无影响，则用
2
356Ω的电阻替换R 可将文火挡的电功率提升10%。
2
8．某中学课外研究小组使用如图1所示电路，探究太阳能电池的功率与光照强度及连入电路电阻的关系，
其中P是电阻箱， 是阻值为 的定值电阻，E是太阳能电池， 是电流表（量程 ）；（1）实验中若电流表的指针位置如图2所示，则电阻箱P两端的电压是 ；
（2）在某光照强度下，测得太阳能电池提供给电路的电压 与电阻箱P的电阻 之间的关系如图3中的曲
线①所示；由该曲线可知， 点对应的太阳能电池提供给电路的功率是 W；
（3）在另一更大光照强度下，测得的 关系如图3中的曲线②所示；与曲线①相比，在电阻 相同
的情况下，曲线②中太阳能电池提供给电路的功率 （选填“较小”或“较大”）；在这种更大
光照强度下，当定值电阻 消耗的功率与电阻箱P消耗功率相等时，则此时电池提供给电路的功率是
W。
【答案】 1.8 14.85 较大 21.6
【解析】（1）[1]分析电路图可知，电阻箱与定值电阻并联，R 的阻值为30Ω，图2中电流表示数为
0
60mA，合0.06A，由并联电路中电压规律可知，P电阻箱两端的电压
（2）[2]由图3可知，曲线①中M点电压为18V，电阻箱的电阻为80Ω，R 的阻值为30Ω，则供给电路的
0
功率（3）[3]由图3可知，在电阻R相同的情况下，曲线②中的电压比①中电压大，由 可知，太阳能电
池提供给电路的功率较大。
[4]定值电阻R 消耗的功率与电阻箱消耗功率相等时，有
0
由于电压相同，功率也相同，所以
R=R=30Ω
1 0
由图3可知，U=18V，则电池提供给电路的功率
1
9．随着科技的进步，纯电动汽车走进人们的生活，如图所示是某款纯电动汽车，其整车部分参数如表格
所示。纯电动汽车使用的是锂电池，其充电方式通常有两种，即交流慢充和直流快充。
整车质量 1235kg
电池系统可用能量 54 kW·h
最高时速 200km/h
电池-里程的转换率 135 W·h/km
交流慢充依次为涓流充电、恒流充电、恒压充电和充电终止四个阶段。当电池电压上升到一定值时，恒流
充电结束，开始恒压充电阶段。电流根据电芯的饱和程度，随着充电过程的继续充电电流由最大值慢慢减
少。
直流快充使用的直流充电桩，将电网中的交流电转化为直流电充入汽车动力电池。设电池当前储能占充满
状态储能的百分比为D，充电时充电桩的充电功率P会随着电池D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对该款电动汽车的充电性能，假
定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度
数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图所示。充满后立即停止充电。当D达到70%时
充电桩显示屏的部分即时信息如下表所示。
充电电压 充电电流 充电时长 充电度数 充电费用
（V） （A） （min） （kW·h） （元）
400 42 24.0 28.80
（1）电动汽车在恒压充电阶段，电池能量E随时间t变化的关系图像是 ；
A． B．
C． D．
（2）设计师设计如图甲所示的电动汽车的最大行驶里程为 千米；
（3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 元；
（4）设D从70%增至80%所需时间为t，从80%增至90%所需时间为t，且t︰t＝2︰3，则测试全过程
1 2 1 2
的充电总时长为 分钟。
【答案】 D 400 50.4 106【解析】（1）[1] 恒压充电阶段，电流根据电芯的饱和程度，随着充电过程的继续充电电流由最大值慢慢
减少，根据W＝UIt可知，电池能量的增加的越来越慢，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（2）[2]由第一个表格可知
（3）[3]D从30%到70%消耗的电能为24.0 kW·h，则充满需要消耗电能为
电费为
（4）[4]D从80%到90%所需时间为
D从90%到100%与从80%到90%的功率相等，故时间也相等。又因为t︰t＝2︰3，代入数据得
1 2
t︰24min＝2︰3
1
解得t＝16min，故测试全过程的充电总时长为
1
t＝42min＋16min＋24min＋24min＝106min
10．某科技社团在实践活动中，将一支实验室常用弹簧测力计改装为电子测力计，其原理图如图甲所示，
电源电压为24V，R 是定值电阻，电压表量程为0∼15V，电流表量程为0∼3A，R 是一根最大阻值为
1 2
30Ω，长6cm，粗细均匀的电阻丝。测力计所测力为零时，滑片P刚好在R 的最上端，测力计弹簧的伸长
2
与所受拉力关系如图乙所示（测力计中弹簧重力可忽略不计）。
（1）若改装后的测力计示数随着所测力的增大而增大，则应用 （选填“电流表”或“电压
表”）来显示所测力的大小；
（2）若改装后测力计所测拉力为15N时，电流表的示数为0.8A，则定值电阻R 的阻值为多少？
1
( )
（3）在第（2）问的基础上，若改装后的测力计某次测量时，电压表的示数为15V，此时所测力的大小为
多少？( )
（4）若要增大该测力计的测量范围，可以适当 （选填“增大”或“减小”）电源电压。【答案】 电压表 15Ω 25N 减小
【解析】（1）[1]由图甲知，两个电阻串联在电路中，电压表测R 两端的电压，电流表测电路中的电流，
2
由题意知，被测拉力增大时， 连入电路的电阻变大， 的电阻不变，根据串联电路分压原理知， 两
端电压变大，即电压表示数变大；由 可知，电路中的电流变小，即电流表示数变小，故应用电
压表来显示所测力的大小。
（2）[2]当被测拉力为15N时，由乙图知，弹簧伸长 ，滑动变阻器 连入电阻丝的长度也是
3cm，则
此时电路的总电阻
据串联电路的电阻特点有，R 的阻值
1
（3）[3]当电压表示数为15V时， 两端电压
U=U-U=24V-15V=9V
1 2
根据串联电路分压原理得
即解得 ， 连入电阻丝的长度为
即弹簧伸长的长度
由乙图可知，被测拉力大小为25N。
（4）[4]由第（3）可知，当电压表示数最大为15V时，弹簧伸长5cm，滑动变阻器连入电阻为 ，此时
被测拉力最大为25N；若要继续增大被测拉力，则滑动变阻器连入电阻变大，根据串联电路分压原理知电
压表会变大，同时超量程而损坏，所以若要增大该测力计的测量范围，应减小电源电压。
【点睛】本题考查了欧姆定律、串联电路电阻的规律、电流的规律，电压的规律以及串联电路分压原理的
实际生活中应用，解题关键是弄清改装后测力计的原理。
11．2022年2月，第24届冬季奥林匹克运动会在“一起向未来”的愿景里取得圆满成功。
（1）北京冬奥会采用二十四节气进行倒计时，配合着古诗文、谚语或俗语，华夏大地的魅力风光和冰雪
健儿的运动场景交相辉映。“霜降”节气，霜的形成是 现象，该过程 （填“吸收”或“放
出”）热量；
（2）如图甲所示，冬奥会开幕式上惊艳的一幕，一重3t的奥运五环“破冰而出”。经过43s，奥运五环被
匀速升至13m高，则拉力对奥运五环所做的功是 ，奥运五环上升过程中机械能的增加量 （填
“小于”、“等于”或“大于”）重力势能的增加量；
（3）在开幕式上，如图乙所示，孩子们用绚烂喜人的雪花花灯与大雪花互动，浪漫纯美。用双手提花灯
时，右手握住杆的A端，左手握住杆的B端，如图丙所示，此时，灯笼杆相当于一个 （填“省力”、
“等臂”或“费力”）杠杆，当右手从A点向灯笼杆前端方向移动一段距离时，动力臂 （填“变
小”“不变”或“变大”）。通过冰面可以看到孩子们的像，这个像是由光的 （填“直线传播”、
“反射”或“折射”）形成的，孩子们所成的像 （填“能”或“不能”）用照相机拍摄下来；
（4） 月19日，北京2022年冬奥会花样滑冰双人自由滑比赛在首都体育馆举行，中国组合隋文静、韩聪精彩演出。接触面粗糙程度一定时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比。韩聪和冰刀的总重约为600N，
单只冰刀与冰的接触面积为 ，韩聪单独双脚在冰面上滑行时，冰刀所受摩擦力为3N，当韩聪托着总
重约为400N的隋文静在冰面双脚滑行时，冰刀所受摩擦力为 N，此时他对地面的压强相当于
（填“5m”、“50m”或“500m”）高水柱产生的压强。以韩聪为参照物，隋文静是 （填“静止”或
“运动”）的，当韩聪把隋文静放下后，他对冰面的压强将 （填“变大”、“变小”或“不变”）；
（5）冰壶运动是冬奥会比赛项目之一。冰壶被运动员掷出后，在冰面上减速滑行到停下的过程中，冰壶
的平均速度与其被掷出时的速度成正比，冰壶的滑行时间也与其被掷出时的速度成正比。若冰壶以1.5m/s
的速度被掷出时，在冰面上可滑行6m，则冰壶在冰面上滑行的距离为24m时，其掷出速度为 m/s。
【答案】 凝华 放出 等于 费力 变大 反射 能 5
50m 静止 变小 3
【解析】（1）[1][2]“霜降”节气，霜的形成是空气中的水蒸气遇冷形成固态的凝华现象，该过程放出热量。
（2）[3]奥运五环重力为
拉力对奥运五环所做的功是
[4]奥运五环上升过程中质量不变，速度不变，故动能不变，高度增加，故重力势能增加，动能和势能统称
机械能，因此机械能的增加量等于重力势能的增加量。
（3）[5][6]用双手提花灯时，右手握住杆的A端，左手握住杆的B端，如图丙所示，此时，灯笼杆支点在
B端，动力臂小于阻力臂，相当于一个费力杠杆，当右手从A点向灯笼杆前端方向移动一段距离时，即动
力的作用点远离支点，则动力臂变大。
[7][8]通过冰面可以看到孩子们的像，这是平面镜成像，这个像是由光的反射形成的，冰面反射的光能够进
入照相机，因此孩子们所成的像能用照相机拍摄下来。
（4）[9]接触面粗糙程度一定时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比。因此
f=kF
压
韩聪和冰刀的总重约为600N，单独双脚在冰面上滑行时，冰刀所受摩擦力为3N，代入f=kF 中，解得：
压
k=0.005N。因此
f=0.005F ①
压
当韩聪托着总重约为400N的隋文静在冰面双脚滑行时，韩聪和隋文静对冰面总压力为F =600N+400N=1000N
压
代入①式中得
f=0.005F =0.005×1000N=5N
压
[10]在冰面双脚滑行时与冰的接触面积为
此时韩聪对地面的压强为
产生 的压强的水柱高度为
[11]以韩聪为参照物，隋文静的位置没有发生变化，是静止的。
[12]当韩聪把隋文静放下后，他对冰面的压力减小，根据压强公式可知，受力面积不变，压力减小，压强
将变小。
（5）[13]冰壶被运动员掷出后，在冰面上减速滑行到停下的过程中，冰壶的平均速度与其被掷出时的速度
成正比，故
v =av ②
均 掷
冰壶的滑行时间也与其被掷出时的速度成正比，故
③
由②③式得
s=abv 2④
掷
若冰壶以1.5m/s的速度被掷出时，在冰面上可滑行6m，将数据代入③得
解得： ；代入④得等式
将冰壶在冰面上滑行的距离24m代入得解得：v =3m/s。
掷1
【点睛】此题考查了升华的定义与特点、功的计算和公式的应用、机械能的概念、杠杆的分类、光的反射、
速度的计算和公式的应用、摩擦力的计算、固体压强计算、液体压强公式及其计算，涉及知识面较宽，有
一定难度。
12．如图所示是某建筑公司新购入的电动高空作业平台。高空作业平台的升降台起升后有较高的稳定性，
其宽大的平台和较高的承载能力使高空作业范围更大，工作效率更高。产品说明书上标注该高空作业平台
的电动机额定功率为 ，最大承重为 ，若升降台在最大承重时匀速上升的速度为 ，现
有 重的货物需要运送至10m高的平台上，试问：
（1）电动机是高空作业平台的核心部件，电动机的工作原理是 ；
（2）运送完这些货物需要多长时间 ？
（3）电动机将电能化为机械能的效率是多少 ？
（4）若该高空作业平台电动机工作时的电能由柴油燃烧释放的能量来提供，假设柴油燃烧释放的能量有
25%可以转化为电能，则完成这项工作需要的柴油质量是多少 ？（柴油热值为 ；计
算结果保留一位小数）
【答案】 通电导线在磁场中受力的作用 8000s 50%
【解析】（1）[1]由研究发现，电动机的工作原理是通电导线在磁场中受力的作用。
（2）[2]由于最大承重为 ，货物的重为 ，则需要运送
趟才能运完。由 得，运送完这些货物需要时间为（3）[3]由 得，电动机运送货物消耗的电能
货物增加的机械能为
电动机将电能化为机械能的效率是
（4）[4]若该高空作业平台电动机工作时的电能由柴油燃烧释放的能量来提供，假设柴油燃烧释放的能量
有25%可以转化为电能，由 得，完成这项工作需要的柴油完全燃烧释放的热量为
由 得，柴油质量是
13．“绿色办奥”是北京冬奥会的办奥理念之一，绿色低碳办赛离不开科技助力。
（1）奥运期间，氢能大巴为延庆赛区核心区提供接驳服务。大巴司机在近零下30度，为保障冬奥会交通
接驳服务，摄氏度的严寒中接驳，说明液态氢的氢能大巴司机每天出车时间平均为22小时/车，但司机们
依然精神饱满，双手紧握方向盘，怀揣一颗为国争光，为冬奥服好务的中国心。大巴司机手握的方向盘属
于简单机械的 ，脚踩的刹车属于 杠杆。
（2）比赛期间所有冬奥场馆全部使用的“绿电”，（“绿电”是指在发电过程中，二氧化碳排放量为零
或趋近于零，对环境的影响大幅度减小）。这是奥运史上首次实现全部场馆100%绿色电能供应，预计消
耗“绿电”约4×108 kW⋅h，减排二氧化碳3.2×108 kg，如果这些电能，由热效率为40%的火力发电厂提供，
相当于节约 kg标准煤（标准煤热值为2.9×107 kg）。“绿电”来源于张家口开发的风能发电、太阳
能发电等，风力发电将 能转化为电能，发电机的原理是 。
（3）氢能大巴用我国自主打造的“氢腾”系列燃料电池发动机。这些大巴车每辆行驶100公里，可减少70公斤的二氧化碳排放，相当于14棵普通树木一天的吸收量。燃料电池发动机是一种将氢气和氧气通过
电化学反应产生的能源，直接转化为 能的发电装置，代替传统发动机为客车提供动力，氢能大巴平
均功率可达80kW，时速100km/h，该车的牵引力是 N。
【答案】 轮轴 费力 1.24×108 风 电磁感应 电 2880
【解析】（1）[1]汽车方向盘的轮和轴可以绕着中心的同一个点连续转动，属于轮轴，它的动力臂大于阻
力臂，属于省力机械。
[2]脚踩刹车时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，省距离。
（2）[3][4]预计消耗“绿电”约为
由 得，火力发电烧煤产生的热量为
由 得需要煤的质量
[5]风力发电将风能转化为电能，发电机的原理是电磁感应。
（3）[6]燃料电池发动机是一种将氢气和氧气通过电化学反应产生的能源，直接转化为电能的发电装置。
[7]已知氢能大巴平均功率可达 ，时速 ，由
可得该车的牵引力是
14．如图是苹果自动筛选装置。原理是：传送带上苹果经过压力检测点时，使压敏电阻R的阻值发生变化，
AB间的电压也随之发生改变，当质量小于一定值的苹果经过压力监测点，使R 两端电压小于5V时，推出
0机械启动，将质量不达标的苹果推出传送带（推出机械图中未画出），实现自动筛选。已知电源电压恒为
15V，R=30Ω，压敏电阻R的阻值随压力F的变化关系如表所示，g取10N/kg，问：
0
压力
0 1 2 3 4 5
F/N
阻值
120 80 60 45 40 38
R/Ω
（1）当检测点上没有苹果时，1min内整个电路消耗的电能多大 ？
（2）被推出机械推出的苹果质量不超过多大 ？
（3）为了使该装置能够满足对不同质量标准的苹果进行筛选的要求，小红设计了两种方案，用以提高筛
选出的苹果的质量：
方案一：改变机械装置启动的电压，使其 （变大/变小）；
方案二：保持机械装置启动的电压不变，将R 换成阻值 （更大/更小）的定值电阻。
0
【答案】 90J 0.2kg 变大 更小
【解析】（1）[1]当F=0时，由表得R=120Ω，因为R、R 串联，所以电路总电阻为
0
1min内整个电路消耗的电能
（2）[2]当U =5V时，电路的电流为
AB
R两端的电压为
R的阻值为由表得，当R=60Ω时，F=2N，苹果的重力
苹果的质量为
（3）[3]由表中数据可知，此时对应的压力为2N，故可知该筛选装置可将重为2N以下的苹果推出传送带。
要提高苹果质量筛选的标准，即应将推出传送带的苹果的重力提升到2N以上，此时R的阻值会变小，电
路中的电流会变大，R 的阻值不变，由 可知，A、B间的电压会增大，故要改变启动电压，使其变
0
大。
[4]若启动电压不变，当检测点压力增大时，R的阻值变小，电流变大时，若 不变，由欧姆定律可知，
要减小定值电阻 的阻值，故 不变时，应将 换成阻值更小的定值电阻。
（限时25分钟）
1．一天，小伟乘坐爸爸开的车遇到警察检查“酒驾”，一人向一个仪器的气管吹气便可检测人体是否摄
入酒精及摄入酒精多少程度。这是什么原理呢？小伟对这个问题进行了探究：他上网查询，找到了一款
“半导体呼气式酒精测试仪”，如图甲所示，其简化电路如图乙，图中R 为定值电阻，R 为酒精传感器。
1 2
传感器采用氧化锡半导体材料制成，当传感器中的氧化物暴露在空气中时，由于氧气的吸附，使其内部的
电子数量减少，电阻增大。如果空气中存在某种特定的还原性气体（如酒精气体），与吸附的氧气反应，
导致氧化物电阻减小，从而引起检测仪表示数发生变化。测试仪工作时，酒精传感器R 的阻值与周围气体
2
中酒精浓度C 的关系如下表所示，检测仪将R 两端电压转换为呼出气体中酒精浓度C 显示在屏幕上。
1 1 1
浓度C /（
1
0.06 0.09 0.10 0.15 0.21 0.30 0.36 0.40 0.45
）
R/Ω 200 160 150 115 90 69 60 56 53
通常，人体呼气酒精浓度C 与血液酒精浓度C 的关系为：C =2000C ，国家规定，当
1 2 2 1时属于饮酒驾车，当 时属于醉酒驾车。请根据以上信
息，回答下列问题：
（1）酒精检测仪可以把气体浓度信号转换为 信号输出；
（2）若长时间使用后电池电压下降，会导致所测酒精浓度读数比实际的 （“偏大”或“偏
小”）；
（3）如果图乙中电源电压U=3V，R=100Ω，某次检测时，警察判定某司机属于饮酒驾驶，则R 两端的电
1 1
压可能是 ；
A．1V B．1.5V C．2V D．2.5V
（4）结合表中数据及题中相关参数分析，R 两端电压U 与酒精气体浓度的关系图像如图，合理的是
1 1
。
A． B． C． D．
【答案】 电 偏小 B D
【解析】解：（1）[1]酒精检测仪将气体浓度对电阻的影响转换为电压表示数显示，故是把气体浓度信号
转换为电信号输出。
（2）[2]根据表格数据可知，当R 减小时，酒精浓度在增加，又R 减小时，其两端分得的电压减小，根据
2 2
串联电路分压原理可知，R 两端分得的电压增大，则R 两端电压增加，即电压表示数增大时，表明酒精浓
1 1
度在增加；故当电池电压下降时，并且R 不变，由 可知，电路中的电流变小，R 两端的电压减小，
1 1
电压表示数显示减小，因此所测量的酒精浓度偏小。
（3）[3]根据题意，国家规定，当20mg/100mL≤C ＜80mg/100mL时属于饮酒驾车；当
2时，因为 ，人体呼气酒精浓度
根据表格数据可知，当 时， ，又 ，则此时电压表示数为
当 时，因为 ，人体呼气酒精浓度
根据表格数据可知，当 时， ，又 ，，则此时电压表示数为
所以电压表的示数范围为 之间，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
（4）[4]ABD．根据题意C 增大时，R 减小的幅度变慢，总电阻增加得变慢，则电路中的电流增加得变慢，
1 2
R 不变，根据欧姆定律可知，电压表示数增加得也变慢，故AB不符合题意，D符合题意。
1
C．当C 为0时，电压表测R 两端的电压不会为0，故C不符合题意。
1 1
故选D。
2．小致在乘坐飞机时了解到，经济舱乘客的免费托运行李限重200N，而商务舱的乘客允许携带更重的免
费托运行李。如图所示，是小致设计的一套模拟行李超重报警装置，杠杆OP始终处于水平位置，电源电
压恒为12V，R 是定值电阻，R 是力敏电阻，它的阻值随压力变化的规律如表所示，当电压表的示数U 大
0 x 0
于或等于3V时，电路外的检测装置会自动报警（杠杆、支架及托盘的质量均忽略不计，g取10N/kg）。
压力F/N 0 50 100 150 200
阻值R/Ω 30 25 20 15 10
x
（1）经济舱乘客可以携带免费托运行李的最大质量为 kg；
（2）当托盘上放置的行李质量增大时，电流表的示数 ；
（3）如图所示的杠杆上有两个托盘，O为支点，A、B是杠杆上的两个承重点，已知AP=OB=0.2m，
OP=0.5m。小致闭合开关，将200N重的经济舱的模拟行李放在某一托盘上时，电路外的检测装置恰好报警，取下模拟行李，当他将商务舱的模拟行李放在另一托盘上时，检测装置也恰好报警；商务舱乘客的行
李限重为 N；
（4）商务舱免费托运行李的限重不变，仅将经济舱免费托运行李的限重增大为250N，在承重点A位置不
变的情况下，需同时改变承重点B的位置及定值电阻R 的阻值，实现自动报警。则与调整前相比，定值电
0
阻R 的阻值变化量为( )（写出必要的文字说明、表达式及最后的结果）。
0
【答案】 20 变大 300 1Ω
【解析】（1）[1]经济舱乘客的免费托运行李限重200N，则免费托运行李的最大质量
（2）[2]由表中数据可知，当托盘上放置的行李质量增大时，R 的阻值减小，则电路中总电阻减小，由欧
x
姆定律可知，电路中电流变大，故电流表的示数变大。
（3）[3]由于杠杆上有两个托盘，由杠杆平衡条件可知，行李重力相同时，托盘距离支点越远，则R 受到
x
的压力越大，R 的阻值越小，由串联分压特点可知，电压表示数越大，检测装置会自动报警，所以A点为
x
经济舱的行李托盘，由杠杆平衡条件可得，R 受到的压力
x
由于R 受到的压力不变，B点为商务舱的行李托盘，则由杠杆平衡条件可得，B点行李的重力
x
（4）[4]由表中数据可知，R 与F满足数学关系
x
当F =120N时，R=18Ω，因检测装置恰好报警，即电压表的示数U=3V，由串联电路电压规律和分压原
压 x 0
理可得即
解得
R=6Ω
0
将经济舱免费托运行李的限重增大为250N，承重点A位置不变，由杠杆平衡条件可得
F '×OP=G '×（OP-AP）
P A
即
F '×0.5m=250N×（0.5m-0.2m）
P
解得
F '=150N
P
由表中数据可知
R=15Ω
x
因检测装置恰好报警，即电压表的示数U=3V，由串联电路电压规律和分压原理可知
0
即
解得
R'=5Ω
0
故与调整前相比，定值电阻R 的阻值变化量
0
ΔR=R-R'=6Ω-5Ω=1Ω
0 0
3．当前社会，机器人产业蓬勃发展，正极大改变着人们的生活方式，我国某品牌智能洗扫拖一体机器人，
如图甲所示。这款扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等功能。机器人通过
电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒，前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线
来侦测障碍物。扫地机器人前行时如遇正向撞击力过大，就会自动调整方向，简化原理图如乙图。机器人
的电池容量为4000mA·h，R 为定值电阻，R为力敏电阻，阻值与所受正向撞击力F的大小关系为R=10Ω-
0
F×0.4Ω/N。当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电，返回过程中需要剩余电池容量的5%用于克服
阻力做功。当F=0时电路电流0.75A；当自动调整方向时，力敏电阻受到的正向撞击力为15N，电流为
1.2A。（电源电压恒定不变）
（1）机器人工作时发出的声音小于50 （填上合适的单位），不会影响人们正常的休息；（2）扫地机器人通过电动机旋转产生高速气流，使盒内气体压强变小，在 作用下将灰尘、杂物吸
入集尘盒；
（3）若机器人返回时受到地面阻力为12N，为确保该机器人能顺利返回充电。请求出返回充电座的最大路
程。( )（写出必要的文字说明、表达式以及最后结果）
【答案】 分贝 大气压 72m
【解析】（1）[1]声音强弱大小用响度表示，响度的单位是分贝。
（2）[2]因为盒内气体压强变小，相对于盒内而言，盒外的气压就很大，在大气压的作用下将灰尘、杂物
吸入集尘盒。
（3）[3] 当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电，此时剩余电容量为
如电路图所示，当F=0时电路电流0.75A，力敏电阻为10Ω，根据欧姆定律得
①
当自动调整方向时，力敏电阻受到的正向撞击力为15N，电流为1.2A。此时力敏电阻为
根据欧姆定律得
②
联立①②解得电源电压： 。
则用于克服阻力做功为
若机器人返回时受到地面阻力为12N，请求出返回充电座的最大路程为
4．如图所示，爸爸送给小红两个外形完全相同的雪容融，小红拿在手里掂量一下，感觉它们的材质并不
相同，于是她从厨房拿出一薄壁平底的柱形玻璃杯，放在水平桌面上，随后在杯中倒入了适量的水（ρ
水
=1.0×103kg/m3），然后她将A、B两个雪容融分别轻轻放入杯中静止时（水足够多且无溢出），水对容器
底部的压强p 和杯子对地面的压强p 如表所示，g取10N/kg。则：
水 杯只放入A 只放入B
压强
时 时
p /Pa 1100 1200
水
p /Pa 2100 2300
杯
（1）请在答题卡上画出雪容融A所受重力的示意图；
（2）放入B后容器中水的深度为 cm；
（3）A在水中静止时处于 状态；
（4）若玻璃杯与杯中水的质量相等，则雪容融A的密度为 kg/m3。
【答案】 12 漂浮 0.5×103
【解析】（1）[1]雪容融A所受重力的方向竖直向下，作用点在它的几何中心上，如下图所示：
（2）[2]只放入B时，水对容器底部的压强为1200Pa，由液体压强公式可得，放入B后容器中水的深度（3）[3]只放入A时，水对容器底部的压强为1100Pa，由液体压强公式可得，放入A后容器中水的深度
由于只放入B时，水的深度为12cm，只放入A时，水的深度为11cm，由于两个外形完全相同的雪容融的
体积相等，所以只放入A时排开水的体积比只放入B时排开水的体积小，所以A在水中静止时处于漂浮状
态。
（4）[4]设容器底面积为S，只放入A时，杯子对地面的压强为2100Pa，则杯子、水和A的重力
G +G +G =p S=2100PaS①
杯 水 A 底A
只放入B时，杯子对地面的压强为2300Pa，则杯子、水和B的重力
G +G +G =p S=2300PaS②
杯 水 B 底B
由①②得
G -G =200PaS
B A
只放入A时，A漂浮在水面，A排开水的重力等于A的重力，则水和A的重力
G +G =G +G =p S=1100PaS③
水 A 水 排 水A
由于玻璃杯与杯中水的质量相等，则杯子的重力等于水的重力，由①③可得
G =G =1000PaS④
水 杯
由③④可得
G =100PaS
A
所以
G =G +200PaS=300PaS
B A
由于只放入A时，水对容器底部的压强增大100Pa，只放入B时，水对容器底部的压强增大200Pa，所以
B排开水的重力小于B的重力，故B在水中处于下沉状态，则A的体积等于B的体积
则雪容融A的密度
5．如图甲所示，某款国产水陆两用挖掘机的机械臂可绕O点转动，这辆挖掘机有两条履带，每条履带内
均有1个由合金材料制成的空心浮箱，每个浮箱（可视为长方体）宽为1.5m，高为2m，合金密度为8.0×103kg/m3.开始时机械臂伸直且静止，机械臂和斗铲整体的总质量为3t，重心在A点，O、A、B三点在
同一直线上，OA=8m。
（1）某次工作时，机械臂控制斗铲装取质量为1t的沙石后，机械臂、斗铲和伸缩杆缓慢运动到如图甲所
示的位置静止，这时机械臂、斗铲和沙石整体的重心在B点，若伸缩杆先后两次对机械臂的支持力（支持
力垂直于机械臂）之比为2∶3
①请在图乙中作出缩杆对机械臂支持力的示意图以及重心在A点时的重力力臂。
②求AB间的距离为多少？
（2）已知制作每个浮箱时所用合金的体积V与浮箱长度L的关系如图丙所示，不计履带排开水的体积和
驾驶员的质量，除2个完全相同的浮箱外，挖掘机其余部分的质量为32t。
①若单个浮箱的长度为5m时，求单个浮箱的质量为多少？
②若挖掘机的2个浮箱恰好完全浸没水中，则每个浮箱的长度是多少？
【答案】（1）① ②1m；（2）①5.6×103kg；②7.3m
【解析】解：（1）①图乙中，缩杆对机械臂支持力的作用点在机械臂上，方向垂直机械臂向上，重心在A
点时的重力力臂为，从支点到重力的作用线的距离L，如图所示：
②可将机械臂看成杠杆，O为支点，当斗铲不装取沙石,机械臂和斗铲整体的重心在A点，其重力当成动力
（质量为m ），设机械臂与水平线夹角为θ,其力臂为 ，伸缩杆对机械臂的支持力 看成阻力，
总其力臂为 ，根据杠杆的平衡条件有： ，因为
所以
……①
当机械臂控制斗铲装取质量为1t的沙石后，机械臂、斗铲和沙石整体的重心在B点时，由
得
……②
所以，
所以
AB间的距离为
（2）①由每个浮箱时所用合金的体积V与浮箱长度L的关系图像丙可知，V与L是一次函数关系，则有：
当L=0时
当L=1时
解得：
所以
若单个浮箱的长度为5m时，单个浮箱的体积为
单个浮箱的质量为②若挖掘机的2个浮箱恰好完全浸没水中，且整体漂浮，则有
即：
每个浮箱的体积为
每个浮箱的长度为
答：（1）①缩杆对机械臂支持力的示意图以及重心在A点时的重力力臂如图所示：
②AB间的距离为1m；
（2）①单个浮箱的质量为5.6×103kg；
②若挖掘机的2个浮箱恰好完全浸没水中，则每个浮箱的长度是7.3m。
6．图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江
底沿竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力 随时间t变化的图像。A完全离开水面后，电动机对
绳的拉力F大小为 ，滑轮组的机械效率为75%，已知A的重力为 ，A上升的速度始终为
。不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响。（ ，g取
）
（1）长方体A未露出水面时受到的浮力为 N；利用滑轮组提升物体能 （选填“省力”或“省功”）；
（2）求长方体A的体积和密度 ；
（3）将长方体A放在水平地面上（如图丙所示），求它对地面的压强 ；
（4）求滑轮组中动滑轮的总重力 。
【答案】 省力
【解析】（1）[1]由乙图可知，长方体A未露出水面时受到的拉力为 ，已知A的重力为
，则长方体A未露出水面时受到的浮力
[2]由于使用任何机械都不能省功，动滑轮相当于省力杠杆，所以利用滑轮组提升物体能省力。
（2）[3]由 得
因为A浸没在水中，所以A的体积
A的质量
A的密度
（3）[4]依题意知，A的高度A的横截面积
A对地面的压强
（4）[5]滑轮组的机械效率
即滑轮组绳子段数
则动滑轮的总重力
7．如图所示，焦距为10cm凸透镜，心为（位于15cm处），在透镜左侧有一发光体SL，S'是S点经过凸
透镜所成的像，光线a、b、c是S点发出的三束经过凸透镜后的折射光线，其中光线c平行于主光轴；凸
透镜右侧放置一块平面镜。
（1）请画出光线a、b、c的入射光线 ；
（2）发光体SL经过凸透镜所成的是 （选填“倒立”或“正立”）、 （选填“放大”、“等
大”或“缩小”）、 （选填“实像”或“虚像”）；
（3）若在40cm处放置一块垂直于主光轴的光屏，要在光屏处成清晰的像，则物体应向 移动（选填“左”或“右”）；
（4）以E点表示眼睛，请画出人眼经过平面镜看见S'的光路图 。
【答案】 倒
立 等大 实像 右
【解析】（1）[1]光线b为过光心的光线，方向不发生改变，光线c是平行于主光轴的光线，其入射光线过
焦点，光线a的入射光线来自发光体SL，如图
（2）[2][3][4]发光体SL经过凸透镜所成的像正好在二倍焦距处，是实际光线会聚而成的，像是倒立、等
大的实像，发光体SL在二倍焦距处。
（3）[5]若在40cm处放置一块垂直于主光轴的光屏，此时像距大于二倍焦距，要在光屏处成清晰的像，物
体应在一倍焦距和二倍焦距之间，则物体应从原来的二倍焦距处向右移动，直到光屏上出现清晰的像。
（4）[6]做出S'关于镜面的对称点 ，连接 和镜面交于O点，连接 为镜子的入射光线，OE为反射
光线，如图8．如图所示为某中学兴趣小组设计的身高测量仪的工作电路图。电源电压U不变，R 为竖直固定放置的
1
滑动变阻器（长度为L），其滑片P可竖直上下移动，接入电路的阻值与接入电路的长度成正比；电压表
量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A，定值电阻R 的阻值为20Ω。
2
（1）闭合开关S，身高140cm的小红站上踏板时，电流表示数为0.45A，此时滑片P刚好在距R 下端
1
的位置；
（2）闭合开关S，身高180cm的小明站上踏板时，电压表示数将 ，若此时电流表示数为
0.3A，滑片P刚好在距R 下端 的位置，则电源电压U为 V；
1
（3）在保证电路安全的前提下，该身高测量仪的身高测量范围为 。
【答案】 变大 18 120~200cm
【解析】（2）[1]由图可知，R、R 串联，电压表测R 两端的电压，电流表A测该电路中的电流，身高
1 2 1
180cm的小明站上踏板时与身高140cm的小红站上踏板时相比，由图可知，变阻器接入电路的电阻变大，
根据串联电路的分压特点可知R 两端的电压变大，即电压表示数变大。
1
[2]身高140cm的小红站上踏板时，电流表A 示数为0.45A，滑片距R 下端25L的位置，则变阻器接入电路
2 1
的电阻为 ，由串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压
U=I125R1+R2=0.45A×25R1+20Ω①
身高180cm的小明站上踏板时，电流表A 示数为0.3A，滑片距R 下端45L的位置，则变阻器接入电路的
2 1
电阻为 ，同理可得该电路的电源电压U=I245R1+R2=0.3A×45R1+20Ω②
由①②解得
U=18V，R=50Ω
1
（3）[3]由已知条件（两次测量的结果）可知身高增加40cm时，变阻器电阻丝接入电路的长度增加 ，
变阻器接入电路的阻值增大 ，则身高每增加20cm，变阻器接入电路的阻值增大 ，保证电路安全的
前提下，当滑动变阻器滑到顶端时，该身高测量仪测量的是最高身高，此时对应的R 的电阻为50Ω，根据
1
接入电路的阻值与接入电路的长度成正比可知，滑片在最顶端时对应的最高身高
h=180cm+20cm=200cm
1
当滑片在最顶端时对应的最高身高为200cm，此时电压表两端的电压
12.9V不超过电压表的最大量程，因此电路安全；根据电流表A的量程为0~0.6A可知，电路中最大电流为
0.6A，此时对应的R 的连入电路的电阻最小，根据欧姆定律和串联电路的特点可得，R 的连入电路的电阻
1 1
此时变阻器接入电路的长度
已知所测身高为140cm时，滑片距R 下端 的位置，根据接入电路的阻值与接入电路的长度成正比可知，
1
能测量的最小身高
h=140cm-20cm=120cm
2
所以在保证电路安全的前提下，该身高测量仪的身高测量范围为120~200cm。
9．如图甲所示，一个足够高的薄壁柱形容器放在水平桌面上，容器底面积为 ，容器中立放着一个底面
积为 、高为 的均匀圆柱体物块A，A的底部与容器底部用一根细绳连在一起。现缓慢
向容器中注水，每分钟注入水的质量为300 g，当向容器中注水6 min时，物块A对容器底部的压力恰好为
0（如图乙），此时容器中水的深度为 。已知细绳长度为 ，能承受的最大拉力为6 N，，g取10 N/kg，物块A不吸水，忽略细绳的体积、液体扰动等其他次要因素。
（1）求物块A对容器底部的压力恰好为0时所受的浮力大小。
（2）在图乙的情况下继续缓慢向容器中注水，直至细绳断开，停止加水，细绳断开前瞬间（如图丙）水
对容器底部的压强为 ，当物块A静止后水对容器底部的压强为 。求从 到 的压强变化量 。
（3）在图甲的情况下开始缓慢向容器中注水，求此过程中容器底部所受水的压强p与注水时间 （单位：
min）的函数关系式（ ）。
【答案】（1）9N；（2） ；（3）见解析
【解析】解：（1）由图乙知道，物块A排开水的体积
此时物块A受到的浮力
因此时物块A对容器底部的压力恰好为0，说明物体A处于漂浮状态，故
G =F =9N
A 浮
（2）细绳断开前瞬间，物体A受到重力、细绳对物体A的拉力和浮力的作用，根据力的平衡条件知道
F =G +T=9N+6N=15N
浮1 A
由（1）知道，当细绳断开后，物块A静止时漂浮在水面上，根据漂浮条件知道，此时物体A受到的浮力
F =G =9N
浮2 A
细绳断开前后，物体A受到浮力变化量为
ΔF =F -F =15N-9N=6N
浮 浮1 浮2
则物体A排开水体积的变化量为水面的变化量为
则水对容器底部的压强变化量
（3）①当向容器中注水6min时，物块A对容器底部的压力恰好为0（如图乙），此时容器中水的深度为
h=9cm
1
注入水的质量为
m =300g/min×6min=1800g
水1
水的体积为
解得
S=300cm2
1
则注水时间段为：0≤t＜6min，t 时间水面升高的高度为
x x
容器底部所受液体压强
②当水面上升至细绳原长时，注入水的的体积为
V =SL=300cm2×8cm=2400cm3
水2 1
水的质量为
m =ρ V =1.0g/cm3×2400cm3=2400g
水2 水 水2
注水时间
由于物体A始终处于漂浮状态，其深度不变，为h，则注水时间段为：6min≤t＜14min，t 时间水面升高的
1 x x
高度为容器底部所受液体压强
③由（2）可知，当水面由细绳原长直至细绳断开的过程中，水面高度变化量为
Δh=0.06m=6cm,
注入水的体积
注入水的质量
注入水的时间
则注水时间段为：14min≤t＜18min，t 时间水面升高的高度为
x x
容器底部所受液体压强
④细绳断开后，由（2）知道，水面会下降Δh=6cm，物体A处于漂浮状态；容器内水的深度为
则注水时间段为：t≥18min，t 时间水面升高的高度为
x x
容器底部所受液体压强
答：（1）物块A对容器底部的压力恰好为0时，水对容器底部的压强为900Pa；
（2）从p 到p 的压强变化量为600Pa；
1 2
（3）容器底部所受液体压强p与注水时间t 秒钟的函数关系式为：
x当0≤t＜6min时，p=150 t（Pa）；
x 1 x
当6min≤t＜14min时，p=900+100 t（Pa）；
x 2 x
当14min≤t＜18min时，p=1700+150 t（Pa）；
x 3 x
当t≥18min时，p=1100+100 t（Pa）。
x 4 x
10．如图甲是一款储水式电热水器的图片，其部分铭牌信息如表所示，工作的简化电路如图丙所示，R、
1
R 为电热丝，电源电压恒为220V。求：
2
x××牌电热水器
高温挡功率：
额定电压：220V 最高水温：75℃
2090W
中温挡功率：
电源频率：50Hz 额定内压：0.8MPa
1210W
整胆储水量：55kg 低温挡功率：880W 防水等级：1P×4
（1）当S 闭合，S 接b时，热水器处于 （选填“高温”“中温”或“低温”）挡，此时电路中
1 2
的电流是多大 ？
（2）电阻R 的阻值 ？
2
（3）整胆储热时，从进水口进入热水器的水是25℃，采用高温挡加热用时100分钟使整胆水温到达
63℃，不计热损失，求该热水器的加热效率 ？[水的比热容为 ]
【答案】 中温 5.5A 15Ω 70%
【解析】（1）[1][2]当S 闭合，S 拨到a时，R、R 并联，当S 断开，S 拨到b时，R、R,串联，当S 闭
1 2 1 2 1 2 1 2 1
合，S 拨到b时，R 被短路，电路为R 的简单电路；因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路
2 2 1
中的总电阻大于各串联导体的电阻，由 可知，R、R 并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，
1 2
电热水器为高温挡；R、R 串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，电热水器为低温挡；电路为R 的简
1 2 1
单电路时，电路为电热水器为中温挡；因此当R 的简单电路时，S 闭合，S 接b时，热水器处于中温挡；
1 1 2由 可知，此时电路中的电流
（2）[3]电阻R 的阻值
1
低温挡时，R、R 串联，低温档时电路的总电阻
1 2
由串联电路的特点可知，R 的阻值
2
（3）[4]热水器高温挡加热消耗的电能
水吸收的热量:
该热水器的加热效率为
11．图甲是小明设计的身高测量仪原理图，电源电压恒定，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A，
定值电阻R=10Ω，电阻丝R阻值为100Ω，其阻值与长度成正比，滑片P随身高的变化竖直上下移动且接
0
触良好，闭合开关S后，身高h=160cm的小华站在踏板上时电压表示数为3V，滑片P恰好在R的中点；
1
身高h=184cm的小明站在踏板上时电流表示数为0.5A。
2（1）求电源电压 ；
（2）求该测量仪能够测量的最大身高 ；
（3）为使测量结果更准确，应在 表的表盘上标注身高刻度。
（4）为使测量仪的量程达到最大，小明利用原有器材，保持电表量程不变，仅将定值电阻R 换为电阻箱，
0
设计了图乙中a、b两种方案（仅电表未画出）。a中电阻箱阻值R=20Ω，b中电阻箱阻值R=30Ω，改进
1 2
后的装置能使电表示数随身高的增加而增大，且滑片P位于某端时电表正好满偏，请将乙图中两种方案的
电路图补画完整 。
【答案】 18V 190cm 电流表
【解析】（1）[1]滑片P在中点时，电阻丝阻值 ，电压表示数 ，电压表测 两端电压，则
电路中电流
电路中总电阻
电源电压（2）[2]由题意可知当身高为 时，接入电阻为 ，当身高为 时接入电阻
身高变化 ，电阻变化 ，故身高变化1cm，电阻丝变化1Ω；当最大电流为0.6A时，R接入电路中
的电阻最小，所能测量的身高最高，此时电路中总电阻
因此此时电阻接入的阻值为20Ω，而当身高为160cm时，滑片P恰好在R的中点，接入电路中的电阻为
50Ω，电阻变化30Ω，所以身高变化30cm，所以在 基础上，需向上移动 ，故该测量仪能够测
量的身高为 。
（3）[3]身高160cm的小华站在踏板上的电压表示数为3V，电压表的量程为0~15V，指针偏转幅度为满盘
的 ；电流表示数为0.3A，电流表的量程为0~0.6A，此时指针偏转幅度为满盘的 ，所以电
流表偏转幅度较多，为使测量结果更准确，应在电流表的表盘上标注身高刻度。
（4）因电压表量程为0~15V，变阻器的最大电阻为R=100Ω，a中电阻箱阻值 ，b中电阻箱阻值
，根据串联电路规律和欧姆定律：
①在a图中，电压表并联在滑动变阻器R两端，R接入电阻最大为100Ω，电压表的最大示数
当滑动变阻器接入电阻为0时，电压表示数 ，电压表示数的变化范围是0~15V；在a图中，电压表
并联在电阻箱 两端，R接入电阻最大R=100Ω，电压表的最小示数当电压表示数最大： ，滑动变阻器接入电阻为
电压表示数的变化范围是3V~15V；
在b图中，电压表并联在滑动变阻器R两端，R接入电阻最大R=100Ω，电压表的最大示数
当滑动变阻器接入电阻为0时，电压表示数 ，电压表示数的变化范围是0~13.8V；在b图中，电压
表并联在电阻箱 两端，R接入电阻最大R=100Ω，电压表的最小示数
当电压表示数最大 ，滑动变阻器接入电阻为
电压表示数的变化范围是4.2V~15V；
②电流表串联在a图中时，电路中最小电流：
当电流表示数为最大 时，变阻器接入电路的电阻
电流表变化范围是0.15A~0.6A；电流表串联在b图中时，电路中最小电流
当电流表示数为最大 时，变阻器接入电路的电阻
电流表变化范围是0.14~0.6A。
综上可知，为使测量仪的量程达到最大，小明利用原有器材，保持电表量程不变，电压表应该并联接在a图中变阻器R两端，电流表应串联在b图中，接法如下图所示：
12．小明设计了一个简易电子秤，其工作电路图如图甲所示，R 为定值电阻，电流表的量程选用 ，
0
压力传感器踏板受到压力后，其阻值R随所受压力F的变化而改变（如图丙所示），并导致电路中的电流
发生改变，通过改写电流表表盘数值后可直接读出所称物体的质量。闭合开关S，小明站上踏板并最终静
止在踏板上，电流表的示数Ⅰ随时间t变化的图像如图乙所示。已知电源电压 ，定值电阻 ，
g取10N/kg，踏板的质量忽略不计。求：
（1） 时间内，小明尚未站上踏板，压力传感器的电阻是 Ω。
（2）图乙中I 的大小为 A。
1
（3） 时间内，压力传感器R受到的最大压力是 N，小明的质量为 kg。
（4）电流表表盘上0.5A刻度线应标为 kg，此时压力传感器R的功率是 W。
【答案】 110 0.1 750 50 80 3.5
【解析】解：（1）[1]由图甲可知，压力传感器R与定值电阻R 串联，电流表测电路中的电流，由图丙可
0
知，压力为零时压力传感器电阻的阻值为110Ω。
（2）[2]由串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻
由欧姆定律可知，此时电路中的电流（3）[3]由图丙可知，压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系为
①
当 时， ，当 时， ，代入①解得:
，
因此压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系为
由图乙可知电路中的最大电流为0.4A，由欧姆定律可知，此时电路中的最小电阻
由串联电路的电阻特点可知，此时压力传感器电阻的阻值
代入压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系
解得小明对压力传感器的最大压力
[4]由图乙可知，小明静止在踏板上的电路中的电流为0.2A，由欧姆定律可知，此时电路中的电阻
由串联电路的电阻特点可知，此时压力传感器电阻的阻值
代入压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系
解得，小明对压力传感器的压力
小明的质量
（4）[5]由欧姆定律可知，电流表表盘上0.5A时电路中的电阻由串联电路的电阻特点可知，此时压力传感器电阻的阻值
代入压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系
解得
此时传感器上物体的质量
[6]此时压力传感器R的功率
13．读短文，回答问题：
察打一体无人机
无侦-10是中国研制的一款高空稳形察打一体无人机，搭载新一代涡扇发动机，飞行速度可达300m/s，战
场响应快．飞机采用以光纤传输信号的光传操纵系统．该机最大起飞重量3.2吨，主要用于电子侦察，对
敌方信号进行侦查和定位，载弹量要逊色一些，只有400kg，翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比
值；热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃挠产生的内能之比，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，飞机航行时所受阻力与速度的关系见表一，部分技
术参数见表二，（g取10N/kg）
表一：
速度
100 150 200
v/（m/s）
阻力f/N 500 1125 2000
表二：航空燃油的热值
热效率η 推进效率用η
1 2 q
40% 60% 5×107J/kg
（1）飞机光传操纵系统中的传输媒介是 （选填“导体”“绝缘体”或“半导体”），飞机表
面能 （选填“反射”或“吸收”）对方雷达发射的电磁波从而实现隐身；
（2）关于无人机，下列说法中不正确的 ；
A．遥控无人机是通过电磁被来传递信息的
B．机翼做成流线型是为了减小空气的阻力
C．当飞机顺风起飞时，更有利于飞机升空
D．飞机在一定高度匀速飞行投弹时机械能变小
（3）当飞机以最大速度沿水平方向飞行时，推力做功的功率为 W。飞机的推重比是指飞机以
最大航行速度匀速飞行时的推力与最大起飞重力的比值，则无侦-10的推重比约为 ；
（4）该飞机的翼载为500kg/m2，则机翼面积为 m2。当飞机以200m/s的速度沿水平方向正常巡
航0.5h，耗油 kg；
表三：
高度h/m 150 400 450
电阻
20 50 200
R/Ω
（5）为保证飞行安全，当飞机降低到一定高度时开启警示灯，如图乙是小明设计的模拟电路（电源电压
恒定），压敏电阻R与离地高度h的关系见表三。当飞机降低到距地面450m时，开关S闭合警示灯亮，
灵敏电流计示数为0.02A；当飞机距地面400m时，灵敏电流计示数为0.04A：当飞机距地面150m时，警
示灯开始明暗交替变化，应将压敏电阻R将串联在图乙电路中的 （选择“A”或“B”）位置，另
一位置接入灵敏电流计（高度表）。当警示灯处于较暗状态时的电功率是 W（电磁铁线圈、衔
铁电阻忽略不计，警示灯电阻不随温度变化）。
【答案】 绝缘体 吸收 C 1.35×106 0.14 6.4 60 B 0.25【解析】（1）[1]飞机采用以光纤传输信号的光传操纵系统，光纤是一种由玻璃制成的纤维，玻璃不容易
导电，是绝缘体。
[2]具有隐形功能的战机可以有效避开雷达的探测，主要是它表面有一种特殊材料，能够增强对电磁波的吸
收，减弱电磁波反射回雷达。
（2）[3]A．电磁波可以传递信息且传播速度约为光速。遥控无人机是通过电磁波来传递信息的，故A正
确，不符合题意；
B．飞机流线型机翼设计可以减小气体的阻力，故B正确，不符合题意；
C．飞机逆风起飞比顺风起飞时，飞机上下的气体流速差别更大，获得的向上的升力更大，更有利于飞机
升空，故C错误，符合题意；
D．飞机在一定高度匀速飞行投弹时，飞机质量变小，高度和速度不变，动能和重力势能变小，机械能变
小，故D正确，不符合题意。
故选 C。
（3）[4]由表一的数据可知，阻力和速度的关系为
当飞机的速度为300m/s，代入数据得
f=0.05N(s2/m2)×(300m/s)2=4500N
由 可知
[5]该飞机的最大航速300m/s，此时的推力为4500N，飞机的最大起飞重力为
飞机的推重比是指飞机以最大航行速度匀速飞行时的推力与最大起飞重力的比值，则无侦-10的推重为
（4）[6]该飞机的翼载为500kg/m2，则机翼的面积为
[7]当飞机以200m/s的速度沿水平方向正常巡航0.5h，f=F=2000N，根据 可知
飞机获得的机械能是燃油燃烧放出的热量是
消耗的燃油质量是
（5）[8]由表三可知，压敏电阻的阻值随高度的降低而减小，若将它串联在图乙电路中的B位置，当高度
降低时，压敏电阻阻值减小，通过电路的电流变大，电磁铁的磁性增强，当高度降低到某一数值时，电磁
铁把衔铁被吸下，动触点AB接触，压敏电阻和电磁铁被短路，电路电流增大，警示灯会变亮，同时电磁
铁由于没有电流通过，磁性迅速变弱，衔铁在弹簧弹力的作用下弹起，动触点AB分离，警示灯中电流变
小，警示灯回到原来的亮度，然后由于电磁铁通电后磁性增强，重新把衔铁吸下，警示灯重新变亮，周而
复始，从而实现指示灯灯闪烁的作用；如果把压敏电阻接在A位置，无论衔铁是否被吸下，通过警示灯的
电流不变，灯的亮度不变，故压敏电阻要接在B位置。
[9]离地面450m时，压敏电阻的阻值R=200Ω，电路电流I=0.02A；离地面400m时，压敏电阻的阻值
1
R=50Ω，电路电流I=0.04A；电源电压恒定
…①
…②
①②联立得
当机降低到距地面150m时，由表三可知压敏电阻R=20Ω，指示灯开始闪烁，警示灯在闪烁过程中较暗时
压敏电阻和电磁铁与警示灯串联
电路电流警示灯在闪烁的过程中较亮的电功率为
14．若输电线发生了短路，如何确定短路的位置？小华与同组同学对相关问题进行了探究。
（1）他们查询得知，输电线的电阻与长度成正比，1m长的输电线电阻为R。根据这一知识，当短路故障
0
出现时，测量出短路处到检测点之间输电线的总电阻R，就可以计算出短路处到检测点的长度为L=
x
（用R、R 表示）；
0 x
（2）为模拟R 的测量，他们设计了如图1所示装置，用电阻丝MN和PQ模拟输电线，电阻丝电阻与长度
x
成正比，且L =L =1m，R =R =10Ω；用短导线连接模拟输电线短路；从检测盒引出的两导线分别与
MN PQ MN PQ
N、Q相连即可进行测量。下列选项是他们设计的四个检测盒，R 表示短路处到检测点的总电阻，电源电
x
压恒为6V，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，定值电阻R=20Ω。其中能测量R 且能保证电表
1 x
安全的是 （填字母）；
（3）他们继续改进设计，最终用如图2所示检测盒进行测量，增添的定值电阻R 阻值未知，其他元件规
2
格不变。某次实验中，短路导线在电阻丝上的连接点同步移动了0.5m，电压表示数由1.80V变为2.25V。
则当电压表示数为2.50V时，MN接入电路的长度为 m；
（4）关于用检测盒确定实际输电线短路位置的思考，下列说法中不正确的是 （填字母）。
A．适用于某两地之间输电线的检测盒，可直接用于其他输电线
B．短路处到检测点，单根输电线长度大于两地之间的直线距离
C．导致输电线接通的物体可能有电阻，确定位置时要考虑该因素
D．可将电压表刻度改为输电线长度值，方便于直接读出长度值【答案】 C 0.05 C
【解析】（1）[1]测量出短路处到检测点之间输电线的总电阻R，1m长的输电线电阻为R，短路处到检测
x 0
点之间有2条输电线，故短路处到检测点之间距离
（2）[2]A．R 表示短路处到检测点的总电阻，图中R 与电流表串联，当R 阻值过小，电路中电流过大，
x x x
可能损坏电流表，故A不符合题意；
B．电路中R 与R 并联，电流表测量R 的电流，所以电流表不能测量R 的电流，故B不符合题意；
x 1 1 x
C．电源电压为6V，图中R 与R 串联，电压表测量R 的电压，当短路处到检测点最远时，R 的阻值
x 1 x x
R=R +R =20Ω
x MN PQ
定值电阻R=20Ω，电压表的示数与R 的阻值成正比，则R 的电压最大为3V，电压表量程为0~3V，电压
1 x x
表安全，故C符合题意；
D．图中R 与R 串联，电压表测量R 的电压，当R 阻值过小，R 的电压过小，由串联电路电压规律可知，
x 1 1 x x
R 的电压过大，损坏电压表，故D不符合题意。
1
故选C。
（3）[3]由于
L =L =1m
MN PQ
R =R =10Ω
MN PQ
则电阻丝的阻值与长度的关系为10Ω/m，电压表示数为1.80V时，电阻丝接入电路长度为L，则有
①
短路导线在电阻丝上的连接点同步移动了0.5m，电压表示数为2.25V时，电阻丝接入电路长度为L-0.5m，
则有
②
联立①②解得
R=15Ω
2
当电压表示数为2.50V时，电阻丝接入电路长度为L，则有
1解得
L=0.05m
1
（4）[4]A．检测短路处到检测点的长度的检测方法是相同的，所以适用于某两地之间输电线的检测盒，可
直接用于其他输电线，故A正确，不符合题意；
B．由于输电线自身重力的因素，输电线架起来后是弯曲的，所以短路处到检测点，单根输电线长度大于
两地之间的直线距离，故B正确，不符合题意；
C．短路处是由于输电线互相连接导致的，导致输电线接通的物体的电阻大小可以忽略，所以确定位置时
可以不考虑该因素，故C错误，符合题意；
D．由于电压表示数与短路处到检测点的长度有关，所以可将电压表刻度改为输电线长度值，方便于直接
读出长度值，故D正确，不符合题意。
故选C。
