2024年重庆市巴蜀中学校中考三模考试物理试题（学生版+教师版）

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注意事项：1.试题的答案书写在答题卡上。
2.全卷，水的密度。
一、选择题（本题共8个小题，每小题只有一个选项最符合题意，每小题3分，共24分。）
1. 下列估测最符合生活实际的是（ ）
A. 手掌宽度约10cmB. 手机正常工作电流约10A
C. 一个鸡蛋所受重力约5ND. 常温直饮水温度约80℃
【答案】A
【解析】
【详解】A．手掌宽度与拳头宽度相当，约10公分，即10cm，故A符合题意；
B．手机正常工作电流约为几十到几百毫安，故B不符合题意；
C．托起两个鸡蛋的力为1N，则一个鸡蛋所受的重力约为0.5N，故C不符合题意；
D．常温直饮水温度约为15~25℃，80℃为热水，故D不符合题意。
故选A。
2. 《资治通鉴》中记载“人以铜为镜，可以正衣冠”，下列自然现象与其成像原理相同的是（ ）
A. 树林中的阳光B. 湖水中的倒影
C. 天空中的日晕D. 水滴中的文字
【答案】B
【解析】
【详解】铜镜成的像属于平面镜成像，是由于光的反射形成的。
A．树林中的阳光呈直线状，是由于光的直线传播形成的，故A不符合题意；
B．湖水中的倒影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故B符合题意；
C．天空中的日晕，是由于光的折射形成的，故C不符合题意；
D．水滴中的文字，是由于光的折射形成的，故D不符合题意。
故选B。
3. 火锅是重庆人最爱的美食，如图所示情景说法正确的是（ ）
A. 锅中正在沸腾的汤汁，温度会一直升高
B. 锅边冒出的“白气”，是水蒸气汽化形成的
C. 能闻到麻辣鲜香，是因为分子永不停息地做无规则运动
D. 快速入口的食材烫嘴，原因是滚烫的食材含有较多的热量
【答案】C
【解析】
【详解】A．锅中正在沸腾的汤汁，温度保持不变，故A错误；
B．锅边冒出的“白气”，是水蒸气液化形成的小水珠，故B错误；
C．能闻到麻辣鲜香是扩散现象，是因为分子永不停息地做无规则运动，故C正确；
D．快速入口的食材烫嘴，原因是滚烫的食材温度很高，热量是过程量，不能用含有来进行描述，故D错误。
故选C。
4. 如图所示的电、磁现象，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中与丝绸摩擦过的玻璃棒带负电
B. 乙图中有人触电时，应立即切断电源，安全地使触电者与电线分开
C. 丙图中司南在地磁场作用下静止时，勺柄南极将指向地理的北方
D. 丁图是研究电磁感应的实验装置，得出的规律是制作发电机的原理
【答案】B
【解析】
【详解】A．丝绸摩与玻璃棒摩擦后，璃棒摩由于失去电子而带正电，丝绸得到电子带负电，故A错误；
B．当发现有人触电时，应该立即采取的措施是：迅速切断电源或用绝缘体安全地挑开电线，将触电者与电线分开，但不能用手拉开电线和触电的人，这样自己也会触电，更不能用剪刀割断导线，剪刀是导体，自己也会触电，故B正确；
C．司南是用天然的磁石磨成的勺子，磁勺的勺头部分是N极，勺柄部分是S极，磁勺在地磁场的作用下，自然静止时它的勺柄南极指向地理的南方，故C错误；
D．丁图实际上是描述通电导体在磁场中受到力的作用而运动的实验装置，当电流通过导体时，它会在磁场中受到一个力的作用，这个力会使导体发生运动，电动机就是基于这个原理工作的，通过电流在磁场中的相互作用来产生旋转力矩，从而驱动机械运动，故D错误。
故选B。
5. 2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭成功发射，如图甲。之后进入地月转移轨道，开启世界首次月背采样返回之旅。下列有关说法正确的是（ ）
A. 刚发射时，嫦娥六号相对于火箭是运动的
B. 嫦娥六号在地月转移轨道上运动时，处于平衡状态
C. 嫦娥六号着陆支架底面积大是为了减小对月面的压强
D. 月面对嫦娥六号的支持力与嫦娥六号对月面的压力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A．刚发射时，嫦娥六号相对于火箭位置不变，是静止的，故A错误；
B．嫦娥六号在地月转移轨道上运动时，运动方向不断改变，处于非平衡状态，故B错误；
C．嫦娥六号着陆支架底面积大是为了增大受力面积从而减小对月面的压强，故C正确；
D．月面对嫦娥六号的支持力与嫦娥六号对月面的压力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故D错误。
故选C。
6. 小霞设计了一款温度检测报警器电路，如图，电源电压不变，R0为定值电阻，热敏电阻R的阻值随温度升高而减小。当热敏电阻监测到温度超过一定程度时，由某电表改装成的报警器将报警、闭合开关，当监测到温度升高时，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表示数将变小
B. 电压表示数将变小
C. 电压表和电流表示数之比不变
D. 此电路中报警器只能用电压表进行改装
【答案】C
【解析】
【详解】AB．如图，R0与R串联，电压表测量R0两端的电压，当温度升高时，R0阻值减小，由欧姆定律知，电路中电流变大，R0两端的电压变大，即电流表和电压表示数均变大，故AB错误；
C．电压表与电流表示数之比等于定值电阻R0的阻值，保持不变，故C正确；
D．此电路报警器报警时，电阻减小到某个值，此时可以设置为电流表示数达到某个最大值，也可以设置为电压表示数达到某个最大值，故D错误。
故选C。
7. 如图所示电路，电源电压保持不变。只闭合开关S1，移动滑片到阻值最大端时，电流表示数为0.2A，电压表示数为2V。只闭合开关S2，移动滑片到中点时。电压表示数为4V，定值电阻R2的电功率为0.8W。下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压为5V
B. 定值电阻R1的阻值为20Ω
C. 滑动变阻器R3的最大阻值为10Ω
D. 当S1、S2和S3都闭合时，电路总功率为5.4W
【答案】D
【解析】
【详解】B．只闭合开关S1时，R1与R3串联，电压表测量R1两端的电压，由欧姆定律知，的阻值为
故B错误；
AC．对整个电路由欧姆定律有
U＝U1＋I1R3max ①
只闭合开关S2时，R2与R3串联，电压表测量两端的电压，电路中的电流为
R2的阻值为
对整个电路由欧姆定律有
②
联立①②，代入数据得U＝6V，R3max＝20Ω，故AC错误；
D．当S1、S2和S3都闭合时，R1与R2并联，电路的总功率为
故D正确。
故选D。
8. 水平放置的电子秤上有一质量300g、底面积400cm2的长方体薄壁柱形容器，容器内装有一定量的某液体。将质量为900g的实心正方体轻放入液体中，稳定后如图甲所示。打开容器底部的阀门向外排放液体，排放过程中，容器底部所受液体压强与排出液体体积的关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
①正方体放入前，液体对容器底部的压强为800pa
②正方体的密度为1g/cm3
③排出1000cm3的液体时，物体受到的浮力为8N
④电子秤示数变化2000g时，液体对容器底的压强与容器对电子秤的压强之比为2︰3
A. ①③B. ①③④C. ②③④D. ①②④
【答案】A
【解析】
【详解】①由图乙可知，液体的体积为V液＝4000cm3，当排出液体体积为ΔV＝1000cm3时，液面刚好到达正方体上表面，液面下降的深度为
此时压强变化量为
Δp＝1000Pa－800Pa＝200Pa
故液体的密度为
正方体放入前，液体的深度为
此时液体对容器底部的压强为
p0＝ρ液gh0＝0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝800Pa
故①正确；
②由图乙知，打开阀门前，容器底部所受液体压强为p＝1000Pa，故液体深度为
液体和正方体的总体积为
V总＝Sh＝400cm2×0.125×102cm＝5000cm3
正方体的体积为
V正＝V总－V液＝5000cm3－4000cm3＝1000cm3
故正方体的密度为
故②错误；
③由图乙知，排出1000cm3的液体时，正方体刚好浸没在液体中，排开液体的体积等于正方体的体积，所受浮力为
F浮＝ρ液gV排＝0.8×103kg/m3×10N/kg×1000×10－6m3＝8N
故③正确；
④电子秤示数变化2000g时，容器对电子秤的压力等于容器、正方体和剩余液体的总重力，即
F＝G剩＝G总－G排＝(m总－m排)g＝(300＋900＋3600－2000)×10-3kg×10N/kg＝28N
容器对电子秤的压强为
此时液面在正方体上表面之下，打开阀门前液体的质量为
m液＝ρ液V液＝0.8g/cm3×4000cm3＝3200g
排出2000g液体后，剩余液体的质量为
m剩液＝m液－m排＝3200g－2000g＝1200g
剩余液体的体积为
正方体的边长为
液体与容器底部的接触面积为
S液＝S－S正＝400cm2－(10cm)2＝300cm2
液体的深度为
液体对容器底的压强为
p2＝ρ液gh2＝0.8×103kg/m3×10N/kg×0.05m＝400Pa
故电子秤示数变化2000g时，液体对容器底的压强与容器对电子秤的压强之比为
故④错误；
综上所述，A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
二、填空作图题（本题共6个小题，每空、每图1分，共12分。）
9. 实验物理学的开拓者______通过理想斜面实验，科学推理出：物体的运动不需要力来维持；在如图所示的实验中，真空罩内空气被抽出得越多，罩外听到的铃声就越小，由此科学推理出：真空______传声。
【答案】 ①. 伽利略 ②. 不能
【解析】
【详解】[1]伽利略通过理想斜面实验，得出了运动和力的关系：力是改变物体运动状态的原因。
[2]真空罩内空气越少，罩外听到的铃声越小，进一步推理可知，当真空罩内没有空气，罩外就会听不到声音，故可推理出：真空不能传声。
10. 注射器能正常地吸取药液，利用了______的作用。如图所示，将注射器的活塞向左推时，下方吸管内的水面将上升，是因为吸管上方空气流速越大，压强越______。
【答案】 ①. 大气压 ②. 小
【解析】
【详解】[1]注射器吸取药液时，大气压将药液压入注射器内。
[2]流体压强与流速的关系：流体流速越大的位置，压强越小；将注射器的活塞向左推时，下方吸管内的水面将上升，是因为吸管上方空气流速越大，压强越小。
11. 如图所示是通过灯泡L、定值电阻的电流与其两端电压的关系图像，由图像可得定值电阻的阻值为______Ω；如果只把该灯泡L和定值电阻串联接入总电压为8V的电源两端，电路中的电流为______A。
【答案】 ①. 10 ②. 0.6
【解析】
【详解】[1]定值电阻的阻值为
[2]观察图像可知，当电路中的电流为0.6A时，灯泡两端电压为2V，定值电阻两端电压为
电路两端电压为
所以，如果只把该灯泡L和定值电阻串联接入总电压为8V的电源两端，电路中的电流为0.6A。
12. 乡村建设中，质量为60kg的工人在砌院墙时，设计了如图所示的装置辅助搬运花岗岩。AB是一根可绕O点转动的轻质杠杆，AO︰BO＝2︰1，A端所挂配重M质量40kg。当吊起质量为100kg的花岗岩时，杠杆在水平位置保持平衡，此时人对绳施加拉力的方向为向______（选填“上”或“下”）。某次施工时需对花岗岩进行切割，为了使杠杆仍然在水平位置平衡，则该花岗岩切去的最大质量为______kg。
【答案】 ①. 上 ②. 80
【解析】
【详解】[1]M的重力为
GM＝mg＝40kg×10N/kg＝400N
故A端所受拉里为
FA＝GM＝400N
由杠杆平衡条件知，B端所受拉力为
而花岗岩的重力为
G花岗岩＝m花岗岩g＝100kg×10N/kg＝1000N＞800N
故此时人对绳施加拉力方向为向上。
[2]人的重力为
G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N
依题意，当人对绳的拉力等于人的重力时，切去花岗岩的质量最大，此时剩余花岗岩的重力为
G'花岗岩＝FB－G人＝800N－600N＝200N
故切去的花岗岩的重力为
G切＝G花岗岩－G'花岗岩＝1000N－200N＝800N
切去花岗岩的质量为
13. 如图所示电路，电源电压可调，定值电阻的阻值为10Ω，滑动变阻器标有“20Ω1A”，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。闭合S，在保证电路安全的前提下，对电源电压进行调节并且移动滑片P，要求至少有一个电表示数不低于量程的三分之一。则在上述过程中，两端电压的最大值为______V，电源总功率的最大变化量为______W。
【答案】 ①. 6 ②. 5.325
【解析】
【详解】[1][2]由题意知，当电压表示数最小为1V，滑动变阻器R的为最大时，电路中的电流最小
此时电源电压最小，为
电路中最大的电流为0.6A时，R0两端电压为最大值
此时电源最大电压为
电源总功率最小为
电源总功率最大
电源总功率的最大变化量为
14. 如图，画出经凸透镜折射后的光线。
【答案】
【解析】
【详解】平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜折射后，折射光线经过凸透镜的焦点，故作图如下：
15. 如图，画出功夫茶杯受到的支持力（作用点在点）
【答案】
【解析】
【详解】功夫茶杯受到的支持力方向竖直向上，作用点在点，故作图如下：
三、实验探究题（本题共3个小题，15题6分，16题8分，17题8分，共22分。）
16. 小霞用如图甲所示的装置做“探究冰熔化特点”的实验。
①装有碎冰的烧杯直接放置在空气中，不用酒精灯加热。这样不但能使冰均匀受热，而且冰的温度升高较___________（选填“快”或“慢”），便于实验观察和数据记录；
②实验中某次温度计示数如图乙，其读数为___________℃；
③最后根据实验数据描绘出的图像如图丙所示，可知冰是___________（选填“晶体”或“非晶体”）。
【答案】 ①. 慢 ②. -4 ③. 晶体
【解析】
【详解】①[1]冰的熔点为0℃，气温高于0℃，可以对冰进行加热。装有碎冰的烧杯直接放置在空气中，不但能使烧杯均匀受热，而且冰的温度升高较慢，便于记录各个时刻的温度。
②[2]图乙中温度计的分度值为1℃，且液面在零刻度的下方，示数为-4℃。
③[3]由图丙可知，冰在熔化过程中的温度保持不变，因此冰是晶体。
17. 如图甲所示，进行“探究平面镜成像特点”实验：
①在竖直放置的薄玻璃板前点燃蜡烛A，则玻璃板后的蜡烛B应______（选填“点燃”或“未点燃”）；
②移去蜡烛B，在B的位置放置一块白色光屏，则光屏上______（选填“能”或“不能”）呈现蜡烛的像；
③再用一块凸透镜替换玻璃板，如图乙，白纸上并没有看到烛焰的像，当把凸透镜向蜡烛移动一段距离后，白纸上显示出明亮清晰的像，则此成像特点与______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）相同。
【答案】 ①. 未点燃 ②. 不能 ③. 投影仪
【解析】
【详解】①[1]在竖直放置的薄玻璃板前点燃蜡烛A，则玻璃板后的蜡烛B应未点燃，如果将玻璃板后的蜡烛B点燃，会冲淡玻璃板前蜡烛的成像光线，使成像不清晰。
②[2]平面像成的像是虚像，虚像不能成在光屏上，所以，移去蜡烛B，在B的位置放置一块白色光屏，则光屏上不能呈现蜡烛的像。
③[3]当把凸透镜向蜡烛移动一段距离后，白纸上显示出明亮清晰的像，此时物距小于像距，成倒立、放大的实像，则此成像特点与投影仪相同。
18. 小龙在实验室做“探究电流与电压、电阻关系”的实验，电路如图甲所示，器材及参数如下：电源电压调节为4.5V且保持不变，滑动变阻器标有“20Ω 0.5A”，定值电阻阻值为10Ω，电阻箱。
（1）在连接电路时，开关应当处于______状态；
（2）请用笔画线代替导线将如图甲所示的电路连接完整（要求滑片向右移动时，电流表示数变大）；____
（3）接入定值电阻时，闭合开关发现电流表、电压表都没有示数，原因可能电路中某处______（选填“短路”或“断路”）；
（4）排除故障后进行“探究电流与电压关系”的实验，闭合开关适当移动滑动变阻器的滑片，得到电压表和对应电流表的示数如右表，由此得出：电阻一定时，电流与电压成______。
（5）完成上述实验后，小龙将图甲电路中的定值电阻替换为电阻箱（其它器材及连接情况不变），进行“探究电流与电阻关系”的实验，部分操作过程为：
①将电阻箱阻值调节为5Ω，移动滑片到适当位置，电流表示数如图乙所示，其读数为______A；
②断开开关，将电阻箱阻值调节为10Ω；闭合开关后，应将滑动变阻器阻值调______，直到电压表示数U0为______V；
③断开开关，将电阻箱阻值调节为20Ω；闲合开关后移动滑片，发现无法将电压表示数调节为U0；
为了顺利完成全部探究，小龙的方法是重新调节接入电路的电阻箱阻值；则在其它元件、连接及相关参数不变的情况下，保证电路安全，电阻箱阻值的调节范围为______Ω。
【答案】 ①. 断开 ②. ③. 断路 ④. 正比 ⑤. 0.4 ⑥. 大 ⑦. 2 ⑧. 4~16
【解析】
【详解】（1）[1]在连接电路时，为保护电路，开关应当处于断开状态。
（2）[2]滑片向右移动时，电流表示数变大，说明电阻变小，故应将滑动变阻器右下接线柱与开关右接线柱相连，如图所示：
（3）[3]定值电阻和滑动变阻器串联，电流表无示数，说明电路中某处断路，电压表无示数，说明其测量对象，即定值电阻断路。
（4）[4]电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，故得出的结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（5）①[5]如图乙，电流表量程为0~0.6A，分度值为0.2A，根据指针位置可知，电流表的读数为0.4A。
②[6][7]探究电流与电阻关系时，应控制定值电阻两端的电压不变，为
U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V
当定值电阻变大时，由串联分压可知，定值电阻两端电压变大，要使定值电阻两端电压减小为2V，则需要将滑动变阻器阻值调大，直到电压表示数为2V。
③[8]滑动变阻器两端电压为
UP＝U－UR＝4.5V－2V＝2.5V
当电路中电流最大，即当Imax＝0.5A时，电阻箱阻值最小，最小阻值为
当滑动变阻器阻值最大时，即当RPmax＝20Ω时，电阻箱阻值最大，由串联分压原理知
即
解得Rmax＝16Ω，故电阻箱阻值调节范围为4~16Ω。
19. 初二的小鲁同学想探究“浮力的大小与什么因素有关”，实验前进行了如下猜想：
猜想一：可能与液体的密度有关；
猜想二：可能与物体排开液体的体积有关；
猜想三：可能与物体的密度有关。
（1）小鲁根据生活经验，发现从浅水区走向深水区，随着走入水中越深（身体浸没前）感觉身体越来越轻，得出猜想______正确；
（2）小鲁用同一个物体进行了如图甲、乙、丙所示的实验操作。则物体浸没在水中受到的浮力为______N；进一步分析可知，当排开液体的体积相同时，液体的______越大，物体所受的浮力就越大；
（3）为了验证猜想三，小鲁在实验室找到两把相同的电子拉力计，设计了如下的实验：先将体积______（选填“相同”或“不同”）的实心铜块和铝块挂在左右电子拉力计下，并同时按清零键使示数均显示为零，如图；将整个横杆调低（保持水平），直到铜块和铝块均浸没在水中，此时左右拉力计显示的示数为负数，但其绝对值F左＝F右，可以得出浮力的大小与物体的密度______（选填“有关”或“无关”）；
（4）同组的小能同学又用一个高12cm的空易拉罐（可视为圆柱体），设计了一款液体密度测量仪，如图；
①在罐中放入几颗小石头，使之竖直漂浮于水中，在水面对应的位置打上记号A；
②取出易拉罐，在记号A处标上1g/cm3；
③用刻度尺测出记号A到罐底的竖直距离为6cm；
④接着，小能要标出0.8g/cm3刻度线的位置B，应标在记号A的______（选填“上方”或“下方”），且记号B与记号A相距______cm。重复上述方法，刻画出其它的刻度线，液体密度计便制作完成。小能想增大该密度计的量程，请给她提供一条合理的建议：______。
【答案】 ①. 二 ②. 2 ③. 密度 ④. 相同 ⑤. 无关 ⑥. 上方 ⑦. 1.5 ⑧. 在保证易拉罐漂浮的情况下，多放入几颗小石头
【解析】
【详解】（1）[1]从浅水区走向深水区，随着走入水中越深（身体浸没前），排开水的体积就越大，感觉身体越来越轻，说明所受浮力越大，故可得出猜想二正确。
（2）[2]由图甲、乙可知，物体浸没在水中的浮力为
F浮水＝G－F乙＝4.8N－2.8N＝2N
[3]进一步分析甲、丙两图可知，物体浸没在盐水中时，所受浮力为
F浮盐水＝G－F丙＝4.8N－2.6N＝2.2N
故可得出：当排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体所受的浮力越大。
（3）[4]要验证猜想三，即浮力大小与物体的密度是否有关，则需要控制液体密度、排开液体的体积相同，而要使排开液体的体积相同，则应用体积相同的实心铜块和铝块进行实验。
[5]浸没前两个电子拉力计进行了调零，浸没后，电子拉力计小时的示数的绝对值等于物体所受的浮力，因为F左＝F右，说明铜块和铝块所受浮力相等，而两者密度不同，故可得出浮力大小与物体的密度无关。
（4）④[6]因为浮力等于石块和易拉罐的总重力，则浮力相等，由F浮＝ρ液gV排知液体密度越小，排开液体体积越大，浸入的深度则越深，故0.8g/cm3刻度线的位置B在A的上方。
[7]设易拉罐底面积为S，AB到罐底的距离分别为hA和hB，易拉罐在两种液体中所受浮力相等，则有
ρ水gShA＝ρ液gShB
解得hB＝7.5cm，故记号B与记号A相距的距离为
Δh＝hB－hA＝7.5cm－6cm＝1.5cm
⑤[8]由G＝F浮＝ρ液gV排知，要增大ρ液，可增大G，即可以在保证易拉罐漂浮的情况下，多放入几颗小石头。
四、计算论述题（本题共3个小题，18小题6分，19小题8分，20小题8分，共22分。解题应写出必要的文字说明、步骤和公式，只写出最后结果的不能给分。）
20. 2024年1月1日，国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”正式开始商业首航。该邮轮在平静海域，600s内匀速行驶了6000m，提供前进推力的柴油发动机输出功率为。求：
（1）邮轮行驶的速度；
（2）邮轮受到的阻力。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】解：（1）邮轮行驶的速度为
（2）邮轮受到的牵引力为
邮轮做匀速直线运动，受到的牵引力和阻力为一对平衡力，大小相等，所以它受到的阻力为
答：（1）邮轮行驶的速度为；
（2）邮轮受到的阻力为。
21. 小金设计了一款集加热、保温功能为一体的户外“围炔煮茶”加热装置，其原理如图所示。是电路总开关，是用感温材料制造的温控开关，、均是发热电阻（阻值不变），预设的部分参数如下表。求：
（1）的阻值为多少；
（2）某次正常加热状态测试时，用时100s恰好将茶壶内1.1kg的饮品温度升高22℃，则此次测试中加热饮品的效率为多少；[饮品比热容为]
（3）在某次用电高峰期间测试时，小金关闭其它用电器，仅让装置以加热状态工作，发现标有“3000r/kW·h”的电能表的转盘转过30r所用时间为36s，则上述测试时段内电路两端的实际电压为多少？
【答案】（1）44Ω；（2）80%；（3）200V
【解析】
【详解】解：（1）由题意可知，当S1闭合，S2断开时，电路中只有R1工作，此时为保温状态；当S1、S2均闭合，R1、R2并联在电路中，此时为加热状态，R2的功率为
则R2的阻值为
（2）饮品吸收的热量
加热消耗的电能
则此次测试中加热饮品的效率为
（3）该装置实际消耗的电功为
该装置实际功率为
该装置加热时的总电阻为
则上述测试时段内电路两端的实际电压为
答：（1）R2的阻值为44Ω；
（2）此次测试中加热饮品的效率为80%；
（3）上述测试时段内电路两端的实际电压为200V。
22. 某校科技节点燃了师生的科学探索之心，师生共同设计了一款潜水艇模型。其主要结构如图甲所示，模型的总质量5kg（包含压载铁），总体积6×10-3m3。在模型的底部A处，装有底面积为10cm2的压敏电阻R0（阻值随液体压力的变化关系如图丙），其连接的内部电路如图乙，电源电压18V。入水前调节R的阻值并保持不变，使量程足够大的两电压表示数相等。模型初入水时，漂浮于水面；通过阀门控制进水量，可以让模型在水中悬浮。为了模拟潜水艇的“掉深过程”（液体密度变小而急剧下降），将水中悬浮的模型取出并擦干表面水分（内部水量不变），放入装有测试液体的柱形容器中实验，容器水平放置，测试液体密度为0.9g/cm3。求：
（1）模型初入水时，受到的浮力；
（2）如果不采取自救措施，水中取出的模型在测试液体中会持续下落，则最终触底时容器底对模型的支持力为多大；
（3）在自救模式测试时，当电路中两电压表示数差达到12V时，便会触发电磁开关使压载铁自行脱落，从而实现上浮自救。则压载铁脱落瞬间，A点对应的深度为多大？若要使模型在掉深时，尽早实现上浮自救，请写出一条建议。
【答案】（1）50N；（2）6N；（3）2m，换一个电压更大的电源
【解析】
【详解】解：（1）模型初入水时，处于漂浮状态，受到的浮力等于模型的总重力，即
F浮＝G总＝m总g＝5kg×10N/kg＝50N
（2）模型悬浮在水中时，排开水的体积等于模型的总体积，模型的重力等于此时的浮力，即
G＝F'浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10－3m3＝60N
浸没在测试液体中时，受到的浮力为
F''浮＝ρ液gV排＝0.9×103kg/m3×10N/kg×6×10－3m3＝54N
触底时容器底对模型的支持力为
F支＝G－F''浮＝60N－54N＝6N
（3）如图丙，入水前，R0＝60Ω，如图乙；R0与R串联，V1和V2分别测量R0和R两端的电压，电源电压为18V，且两电压表示数相等，则两电压表的示数均为9V，且R＝R0＝60Ω；当电路中两电压表示数差达到12V时，V1的示数为
V2的示数为
电路中的电流为
此时R0的阻值为
由图丙可知，R0＝12Ω时，F＝18N，此时压敏电阻受到液体压强为
A点对应的深度为
两电压表示数差达到12V时，液体深度越浅，p越小，F越小，R0越大；由ΔU＝I(R－R0)知，ΔU为12V不变，R不变，R0越大，I应越大，可以增大电源电压来实现。
答：（1）模型初入水时，受到的浮力为50N；
（2）如果不采取自救措施，水中取出的模型在测试液体中会持续下落，则最终触底时容器底对模型的支持力为6N；
（3）压载铁脱落瞬间，A点对应的深度为2m，若要使模型在掉深时，尽早实现上浮自救，可换一个电压更大的电源。电压U/V
2
2.4
3
电流I/A
0.2
0.24
0.3
加热功率
1210W
保温功率
110W
最大容量
1.1kg