2024年辽宁省抚顺市望花区中考三模物理试题（解析版）

这是一份2024年辽宁省抚顺市望花区中考三模物理试题（解析版），共19页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图在盛水盆里放两块高出水面的砖，砖上有一篮子，里面装有食物，用纱布袋罩在上面，且袋口边缘浸入水里，把它放在通风的地方，一天里面的食物也不会坏。试着分析简易冰箱的工作原理（ ）
A. 汽化吸热B. 液化吸热C. 熔化吸热D. 升华吸热
【答案】A
【解析】
【详解】由题意知，运用题干中的方法，纱布袋吸水，水汽化吸热，使食物的温度降低，可以达到致冷的效果，使食物不易坏掉，故A符合题意，BCD不合题意。
故选A。
2. 如图为街头路口的反光镜，能起到扩大视野的作用。从其形状和成像原理来分析，下列的论述正确的是（ ）
A. 是一个凹面镜，成像原因是光的反射B. 是一个凸透镜，成像原因是光的折射
C. 是一个凸面镜，成像原因是光的反射D. 是一个凹透镜，成像原因是光的折射
【答案】C
【解析】
【详解】街头路口的反光镜，是凸面镜，能起到扩大视野的作用，成像原理是光的反射。
故选C。
3. 如图为香薰石，也称纳米香石。是由具有纳米级多孔性结构的矿石染色制成，使用时在石子上滴上适量的香薰油，静置一会使精油渗透到石内。香薰石能够快速清除空气中的异味分子，同时营造出怡人且持久的香气氛围（ ）
A. 人们通常以纳米为单位来量度分子大小，1μm=10nm
B. 香薰石发出香味是由于分子不停地无规则运动
C. 矿石能被染成各种颜色，说明分子间存在引力
D. 环境温度升高香薰石发出的香气浓度不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．分子的大小通常用10-10m=0.1nm来量度，，故A错误；
B．薰石发出香味是因为薰石中的香味分子是在不断运动的，向四周扩散，使人们闻到薰石的香味，故B正确；
C．矿石能被染成各种颜色，说明不同物质的分子在永不停息地做无规则运动，故C错误；
D．环境温度升高，香薰石的分子无规则运动更剧烈，发出的香气浓度将更大，故D错误。
故选B。
4. 如图为春节期间小明滑三人冰车的情景，在小明休息后再次滑时，发现有冰车冻在冰面上的感觉，小明观察发现，是冰车的冰刀刃与冰面间有冰化成水，熔化后的水再次又结冰。对这一现象分析合理的是（ ）
A. 冰化成水是熔化现象，这一过程对外放热B. 与刀刃接触的冰熔化，是通过做功使其熔化的
C. 冰熔化成水后，内能保持不变D. 水凝固为冰，分子间的距离保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．冰化成水是熔化现象，这一过程要吸热，故A不符合题意；
B．与刀刃接触的冰熔化，刀刃与冰之间相互摩擦，克服做功，两者内能增大，温度升高，是通过做功使其熔化的，故B符合题意；
C．冰是晶体，在熔化成水的过程中，温度保持不变，但不断吸收热量，内能增大，故C不符合题意；
D．水凝固为冰后质量不变，密度变小，体积变大，所以分子间的距离变大，故D不符合题意。
故选B。
5. 如图为盒装铅笔芯，在图中铅笔芯、软塑料盒盖、硬塑料盒、盒身上铝箔商标，四部分中属于导体的是（ ）
A. 铅笔芯、软塑料盒盖B. 硬塑料盒、铝箔商标
C. 软塑料盒盖、硬塑料盒D. 铅笔芯、铝箔商标
【答案】D
【解析】
【详解】A．铅笔芯是导体，软塑料盒盖是绝缘体，故A不符合题意；
B．硬塑料盒是绝缘体，铝箔商标是导体，故B不符合题意；
C．软塑料盒盖和硬塑料盒都是绝缘体，故C不符合题意；
D．铅笔芯和铝箔商标都是导体，故D符合题意。
故选D。
6. 如图是一个常见的家庭电路示意图。下列有关说法正确的是（ ）
A. 图中两根进户线分别是火线和地线B. 电路中的灯泡和开关不可以互换位置
C. 保险丝熔断后可以用铜丝代替D. 三孔插座与两孔插座是串联关系
【答案】B
【解析】
【详解】A．图中两根进户线分别是火线和零线，故A错误；
B．家庭电路中开关应接在火线与灯泡之间，所以灯泡和开关不可以互换位置，故B正确；
C．铜丝的电阻率小、熔点高，在电流过大时不易熔断，因此，保险丝熔断后不能用铜丝代替，故C错误；
D．三孔插座与两孔插座分别接入不同的用电器，是并联关系，故D错误。
故选B。
7. 小明在家中做凸透镜成像实验，把点燃的蜡烛正对凸透镜时，墙上出现了一个清晰烛焰的像，如图所示，下列对实验中的现象解释正确的是（ ）
A. 墙上烛焰的像是倒立、缩小的实像B. 墙上烛焰的像是由于光的折射形成的
C. 墙上影子是由于光沿直线传播形成的D. 透镜到墙的距离大于蜡烛到透镜的距离
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．墙上出现了一个烛焰倒立缩小清晰的像，是实像，是实际光线会聚而成，实像能够用光屏承接，故A正确；
B．墙上烛焰的像属于凸透镜成像，是由光的折射形成的，故B正确；
C．手和透镜的影子是光的直线传播形成的，故C正确；
D．此时成倒立、缩小的实像，则透镜到墙的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，蜡烛到透镜的距离在二倍焦距之外，所以，透镜到墙的距离小于蜡烛到透镜的距离，故D错误。
故选ABC。
8. 如图电路，闭合开关，滑动变阻器的滑片由左侧某点向右滑动的过程中，下列有关说法正确的是（ ）
A. 两电压表示数之和等于电源电压B. 电流表A1的示数逐渐变小
C. 电压表V2的示数与电流表A2的示数比不变D. 电压表V1的示数与电流表A1的示数积变小
【答案】BCD
【解析】
【详解】由电路图可知，当开关S闭合时，灯泡与滑动变阻器并联，V1测滑动变阻器两端的电压，V2测灯泡两端的电压，电流表A1测干路中电流，电流表A2测通过灯泡的电流；
A. 电源电压不变，所以两个电压表示数都为电源电压，保持不变，所以两电压表示数之和等于电源电压的2倍，故A错误；
B. 闭合开关，滑动变阻器的滑片由左侧某点向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流变小；并联电路各支路互不影响，所以通过灯泡的电流不变，电流表A2的示数不变；根据并联电路的电流规律可知，干路中的电流变小，电流表A1示数变小，故B正确；
C. 电压表V2的示数不变，电流表A2的示数不变，所以电压表V2的示数与电流表A2的示数之比不变，故C正确；
D. 电压表V1的示数不变，电流表A1的示数变小，所以电压表V1的示数与电流表A1的示数乘积变小，故D正确。
故选BCD。
9. 某同学分别按如图甲、乙两种方式将定值电阻R1、R2连接在电源电压均为U并保持不变的电路中，电阻阻值R1＜R2＜R3，下列关于甲和乙两电路比较正确的是（ ）
A. 甲中通过R1的电流小于乙中通过R2的电流
B. 甲电路的功率小于乙电路的功率
C. 将R2都换为R3，则甲的电阻变大，乙的电阻变小
D. 甲中两电阻电压之和等于乙中R2两端电压
【答案】ABD
【解析】
【详解】A. 甲图中两个电阻串联，串联电路的总电阻大于任何一个分电阻，由知通过R1的电流小于通过R2的电流，故A正确；
B. 甲图和乙图中总电压相同，由于串联的电路的总电阻大于任何一个分电阻，并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，所以甲的总电阻大于乙的总电阻，根据可知，甲图中的总功率小于乙图中的总功率，故B正确；
C. 将R2都换为R3，电阻变大，串联电路的总电阻和并联电路的总电阻都变大，故C错误；
D. 由于串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和，并联电路的总电压等于各用电器的电压，所以甲中两电阻电压之和等于乙中R2两端电压，故D正确。
故选ABD。
二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分）
10. 一群大象慢慢地向前走，这些大象的活动是在“无声无息”中进行的，实际上，大象可以用我们人类听不到的“声音”___________波进行交流。行走中的母象为了使身后的小象不掉队，母象与小象间要尽量保持相对 ___________。
【答案】 ①. 次声 ②. 静止
【解析】
【详解】[1]大象发出的声音音调低于20赫兹，是次声，大象可以用我们人类听不到的“声音”次声波进行交流。
[2]行走中的母象为了使身后的小象不掉队，母象与小象间的相对位置要保持不变，尽量保持相对静止。
11. 在测量小车运动的平均速度实验中，让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时，分别测出小车到达B点和C点的时间，通过所测路程即可算出小车在各段的平均速度，如图所示。则小车在斜面上的AB段、BC段、AC段的平均速度vAB、vBC、vAC由小到大关系为：___________。实验中听到小车撞击金属片的声音后停止计时，是利用了 ___________。
【答案】 ①. vAB＜vAC＜vBC ②. 声传递信息
【解析】
【详解】[1]小车从斜面的A点由静止开始下滑时，小车做加速运动，小车在斜面上的AB段、BC段、AC段的平均速度vAB、vBC、vAC，由小到大关系为
[2]声音可以传递信息与能量，实验中听到小车撞击金属片的声音后停止计时，是利用了声传递信息。
12. 《考工记》中记载了我国古代六种铜锡比例不同的合金成分配比，称之为“六齐”，是世界上最早的合金配制记载。最后一齐：“金锡半，谓之鉴尴之齐。”就是制作铜镜用的配比。铜锡在熔化时需要 ___________热量；人在铜镜中的像与人的大小 ___________。
【答案】 ①. 吸收 ②. 相等
【解析】
【详解】[1]铜锡在熔化时需要吸收热量。
[2]根据平面镜成像时，物像关于镜面对称，人在铜镜中的像与人的大小相等。
13. 最是人间烟火气，晒晒家乡的年夜饭”风靡今年龙年的朋友圈。人们在吃年夜饭时，闻到菜饭的香味是________现象；图中的年夜饭照片用手机发布到网上，是通过________（选填“超声波”“次声波”或“电磁波”）完成的。
【答案】 ①. 扩散 ②. 电磁波
【解析】
【详解】[1]我们闻到了饭菜香，这是一种扩散现象，是由于分子在不停地做无规则的运动形成的。
[2]手机通讯是利用电磁波来传递信息的。
14. 小明利用如图实验装置来探究电流产生的热量与电阻的关系，已知两相同的烧瓶中装有质量相同的煤油。实验时小明发现，通电相同的时间，甲容器温度变化大，由此可推出，在电流和通电时间相同时，___________产生的热量越多；如果改变电源电压，在与上次相同的实验时间下，可以探究电流产生的热量与 ___________的关系。
【答案】 ①. 电阻越大 ②. 电流大小
【解析】
【详解】[1]甲容器温度变化大，即升高的温度高，甲和乙中的电阻为串联，通过的电流相同，则根据焦耳定律可知，在通电时间与电流相同时，电阻越大，产生的热量越多。
[2]改变电源电压，电路中的电流发生变化，通电时间相同时，根据焦耳定律可知，此步骤可以探究流产生的热量与电流大小的关系。
15. 如图甲中小灯泡的额定电压为6V，R2的滑片移至最左端，闭合开关S，R1的滑片P1由最右端移至最左端过程中，电压表的示数由12V变为9V，电流表的示数始终为0.3A。然后保持滑动变阻器滑片P1位置不动，将滑片P2向右移动，直至灯泡正常发光，图乙是这一过程中电压表示数与R2连入阻值的关系图象。图乙中a点对应的阻值为 ___________Ω，灯泡的额定功率为 ___________W。
【答案】 ①. 2 ②. 3
【解析】
【详解】由电路图可知，R1、R2、L串联，电压表V测R1滑片左边的电阻、灯泡和R2的电压之和，电流表测电路中的电流。
[1]如图甲，R1的滑片P1在最右端时，电压表测量电源电压，据此可知电源电压为12V，
R2的滑片P2移至最左端，R1的滑片P1在最右端时，R1、R2、L串联，电路中电流0.3A，
因串联电路两端电压等于各用电器两端的电压之和，所以R1两端的电压
U1=U﹣U2L=12V﹣9V=3V
由可得
根据图乙可知，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω；根据题意和图乙可知，灯泡正常发光时，电压表的示数为7V，因串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和，所以R1两端的电压
U1最大=U﹣U最小=12V﹣7V=5V
则电路中电流
由于灯泡正常发光，灯两端电压为6V，R2的电压为
U2=7V﹣6V=1V
R2的电阻
[2]灯泡的额定功率
P=ULImax=6V×0.5A=3W
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
16. 图甲是小明照镜子时情景，在图乙中画出一条他看到下颔A点处的一条光线。
【答案】
【解析】
【详解】由平面镜成像特点作出A的对称点A′，即为A在镜中的像，连接A′与眼睛B与镜面的交点为入射点O，连接OB为反射光线，再连接AO为入射光线，如图所示：
17. 根据图中提供的信息，标出所给磁感线的方向，并在图中标出小磁针N极。
【答案】
【解析】
【详解】根据电流从正接线流入电流表知，电流从右侧流入电磁铁，根据安培定则知，右侧为N极，右侧吸引小磁针的S极，小磁针右侧为N极，磁感线从右侧出发进入左侧S极，如图所示：
四、实验探究题（本题共4小题，共24分）
18. 探究水在沸腾前后温度变化的特点。
（1）安装装置时，需要不需要先点燃酒精灯，然后由下至上组装器材？______。
（2）如图乙此时温度计示数为______℃。
（3）通过对实验现象的观察和实验数据的分析，得出：水沸腾的条件是：______，不断吸热；其特点是：不断吸热，______。图丙是水沸腾前后温度变化情况，试说明水在沸腾前，随着加热时间增加，水的温度变化越来越慢的原因是______。
（4）从图丙可以得出，实验时环境大气压______标准大气压。
【答案】（1）需要 （2）68
（3） ①. 温度达到沸点 ②. 温度不变 ③. 水温与环境温差越大，散热越快
（4）小于
【解析】
【小问1详解】
因为外焰温度最高，实验时要用酒精灯外焰加热，需要根据外焰高度先确定铁圈的位置，因此需要点燃酒精灯。
【小问2详解】
由图乙可知温度计的分度值是2℃，温度值为68℃。
【小问3详解】
[1]由实验探究得，水沸腾的条件是：到达沸点，且不断吸热。
[2]沸腾的特点是：不断吸热，温度保持沸点不变。
[3]图丙是水沸腾前后温度变化情况，试说明水在沸腾前，随着加热时间增加，水的温度变化越来越慢的原因是；水温与环境温差越大，散热越快。
【小问4详解】
在一标准大气压下，水的沸点是100℃，且气压越低，沸点越低，图丙中的沸点低于100℃，所以气压小于一标准大气压。
19. 下面是小明在探究光的反射定律时的主要步骤：
（1）请根据如图甲实验装置，把下面的操作顺序排列出来：___________。
A. 改变光束的入射方向，再重做一次。换另一种颜色的笔，记录光的径迹。
B. 取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r，并记入表中。
C. 把一个平面镜放在桌面上，再把一张纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。
D. 让一束光贴着纸板沿某角度入射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出，在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹。
（2）表是实验中所测得数据，小明表格中遗漏的实验数据应为 ___________。
（3）如图乙，把纸板H向前折或向后折，这样操作的目的是为了验证 ___________在同平面内。
（4）在甲图中，让光逆着反射光的方向射到平面镜，那么反射光恰好与上次的入射光重合，这说明光在反明时，光路是 ___________。
（5）把纸板AB倾斜的立在平面镜上如图丙，让一束光贴着纸板以某一角度入射到O点，纸板B上没有呈现反射光，用喷雾器在实验区域喷一些水雾，会不会发现反射光？___________，你判断的依据是：___________。
【答案】（1）CDAB
（2）50° （3）反射光线、入射光线和法线
（4）可逆的 （5） ①. 会 ②. 水雾能显示光路
【解析】
【小问1详解】
研究光的反射规律，要先布好器材，做出第一组入射光线和反射光线，然后改变入射角再做出第二组，最后取下纸板获得数据，并将数据填入表中进行分析，所以顺序是CDAB。
【小问2详解】
根据表中前两组的数据可以得出的结论是：在光的反射现象中，反射角等于入射角；故小明表格中遗漏的实验数据应等于入射角，即为50°。
【小问3详解】
如图乙所示，把纸板H向前折或向后折，这时在纸板H上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【小问4详解】
如果让光逆着反射光路的方向射到平面镜，那么反射光恰好与入射光路重合，这说明在反射时，光路是可逆的。
【小问5详解】
[1][2]用喷雾器在实验区域喷一些水雾，光射在水雾上发生漫反射，水雾能显示光路，故可以发现反射光。
20.
探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在有机玻璃上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与 _____磁体周围铁屑的分布情况相似，在实验中铁屑的作用是 _________；
（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示；断开开关，把电源正负极对训，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示。实验小组用图乙和图丙实验所探究的问题是 __________；通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做 ___________。
（3）调节图甲中滑动变阻器的滑片，观察铁屑的分布形状。写出这一操作所要探究的关系：________。
【答案】 ①. 条形 ②. 显示磁场的分布情况 ③. 通电螺线管外部磁场方向与电流方向是否有关 ④. 电流的磁效应 ⑤. 通电螺线管外部磁场的分布与电流大小的关系
【解析】
【详解】（1）[1][2]将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似，铁屑的作用是显示磁场的分布情况。
（2）[3][4]对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示，说明通电螺线管的极性与电流的方向有关，探究的是通电螺线管外部磁场方向与电流方向是否有关。通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。
（3）[5]调节图甲中滑动变阻器的滑片，改变了通过螺线管的电流大小，观察铁屑的分布形状，这一操作所要探究的关系：通电螺线管的磁场分布与电流大小的关系。
21. 在探究“电流与电阻的关系”实验中，实验器材有输出电压为6V的电源、电流表A、电压表V、“20Ω，1A”的滑动变阻器甲、“40Ω，0.5A”的滑动变阻器乙和开关各一个，定值电阻4个（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω）和导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，完成图甲所示的实物图的连接，使滑片P向左移动时，电流表的示数变大。
（2）正确连接电路后，试触时发现电压表指针迅速偏向最右端，电流表示数为零，则电路中出现的故障可能是 ___________。
（3）排除故障后，小明做了三次实验，并根据数据描绘出了如图乙所示的图像，三次实验中，移动滑动变阻器滑片的目的是 ___________；记录三次数据时，滑片P的位置最靠近B端的是第 ___________次实验；这三次实验中，小芳所选用的滑动变阻器是 ___________。
（4）小明用25Ω的电阻继续实验，接入后发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P，都无法使其两端的电压达到 ___________V。仔细分析后，小明发现可以采用 ___________电源电压的方法来继续完成该实验。
【答案】（1） （2）定值电路R0断路
（3） ①. 控制定值电阻两端电压不变 ②. ③ ③. 乙
（4） ①. 2 ②. 减小
【解析】
【小问1详解】
使滑片P向左移动时，电流表的示数变大，说明电阻变小，应该选择左下接线柱，与滑动变阻器串联在电路中，如图所示：
【小问2详解】
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，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，与电压表并联的定值电阻R0断路了。
【小问3详解】
[1]由图像可知，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，三次实验中，移动滑动变阻器的滑片的目的是使电压表的示数保持
U=IR=0.4A×5Ω=2V
不变。
[2]记录三次数据时，滑片P的位置最靠近B端时，电阻最大，根据串联分压知，定值电阻和滑动变阻器的电压保持不变，定值电阻越大，滑动变阻器的电阻越大，因而是图中的③。
[3]定值电阻的电压保持2V不变，根据串联电压特点知，滑动变阻器的电压为
6V-2V=4V
不变，即滑动变阻器的电压是定值电阻的2倍，根据串联电压之比等于电阻之比，电阻是定值电阻的2倍，定值电阻最大是20Ω；滑动变阻器至少是2×20Ω=40Ω，故选乙。
【小问4详解】
[1]定值电阻的电压不变，当换用最大的定值电阻时，滑动变阻器阻值较小，不能达到要求的串联分压的效果，即无法使定值电阻两端的电压达到原来的2V。
[2]因而要减小滑动变阻器接入电路的电阻，根据串联分压知，必须减小滑动变阻器两端的电压，因而总电压必须减小，可以采用减小电源电压的方法来继续完成该实验。
五、综合应用题（本题共3小题，共22分）
22. 如图是一款按租用时间收费的电动共享汽车。如果车和乘客的总质量为1000kg，从租车点一路不停行驶60km到达目的地，若全程的平均速度为72km/h，回答下列问题。（g取10N/kg）
（1）根据表中的数据计算，电动共享汽车充满电需要多少小时？
（2）轮胎与地面接触的总面积为0.02m2，静止时车对水平地面的压强是多少？
（3）电动汽车行驶时受到的阻力为车总重的0.2倍，整个行程平均功率是多少？
（4）共享汽车行驶过程中，主要发生的能量转化是什么？
【答案】（1）6.25h
（2）5×105Pa （3）4×104W
（4）电能转化为机械能
【解析】
【小问1详解】
充电功率
由得
充电时间
【小问2详解】
静止时车对地面的压力
车对水平地面的压强
【小问3详解】
电动汽车行驶时的牵引力
速度
功率
【小问4详解】
共享汽车行驶过程中，消耗电能，主要发生的能量转化是电能转化为机械能。
23. 小明设计了一款家用电热水箱，其简化原理图如图所示。水箱内加热电阻R1的阻值为48.4Ω，水箱外电阻R2的阻值为151.6Ω；开关S接不同的触点1或2，水箱分别是加热或保温状态。装置安全性能良好，符合安全用电。则：
（1）保温状态时，电路中的电流为多少？
（2）加热状态测试时，小明发现将水箱内3kg的水升温40℃共用时630s，测试中加热水的效率为多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（3）通过具体数据来论证小明所设计的电路存在的不足。
【答案】（1）1.1A
（2）80% （3）小明设计的电路的效率太低
【解析】
【小问1详解】
由图可知，当开关S接2时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，电热水箱处于保温状态；当开关S接1时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热水箱处于加热状态；根据串联电阻特点可知，R1、R2的串联总电阻
保温状态时，电路中的电流
【小问2详解】
水箱内水吸收的热量
电热水箱加热消耗的电能
测试中加热水的效率
【小问3详解】
当S接2，R1、R2 串联，电路为保温状态时，只有R1产生的热量是有用的，此时R1的电功率
保温状态时电路中的总功率
此时电路加热效率
根据以上计算可知，电路的效率太低，所以小明所设计的电路存在的不足。
24. 石墨烯——改变世界的神奇新材料
石墨烯（Graphene）是碳的同素异形体，堆叠在一起的石墨烯层（大于10层）即形成石墨，层间通过分子间的作用力保持在一起，晶面间距0.335纳米。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。
最常见的石墨烯取暖壁画就是石墨烯的应用，其原理很简单，将近乎透明的石墨烯发热膜加入其中，通电后能使壁画表面温度快速达到90℃，使所在空间迅速温暖起来，且加热无死角。具有使用寿命长、保温持久等优势并且安全系数高，具有独特防爆免烫和温控保护装置（温度达到设定温度可自动切断电源或保温）。
（1）从材料的导电性能说，这种石墨烯属于 ______；
（2）石墨烯取暖壁画在工作的过程中，将电能转化为 ______；
（3）石墨烯取暖壁画中的温控保护装置，在电路中的作用相当于电路中的一个 ______。我们学过的知识中就有一个元件，能根据不同的物理条件来回自动切换电路的工作，这个元件是 ______；
（4）石墨烯取暖壁画使所在空间暖和起来，是通过 ______方式增加空气内能的；
（5）石墨烯取暖壁画相比传统采暖方式更节能、环保，除此之外，请在文中再找出一个它的优势：______。
【答案】（1）导体 （2）内能
（3） ①. 开关 ②. 电磁继电器
（4）热传递 （5）见解析
【解析】
【小问1详解】
石墨烯容易导电，属于导体。
【小问2详解】
石墨烯取暖壁画在工作的过程中，将电能转化为内能，用来给周围的空气加热。
【小问3详解】
[1][2] 温控保护装置在电路中相当于电路中的一个开关，这个开关能根据不同的物理条件来回自动切换电路的工作，这相当于一个可以自动控制的电磁继电器。
【小问4详解】
石墨烯取暖壁画放出的热量被空气吸收，使所在空间暖和起来，是通过热传递的方式增加空气内能的。
【小问5详解】
石墨烯取暖壁画相比传统采暖方式有很多优势，如：可以使所在空间迅速温暖起来；且加热无死角；具有使用寿命长、保温持久等优势并且安全系数高；具有独特防爆免烫和温控保护装置（温度达到设定温度可自动切断电源或保温）等。实验次数
∠i
∠r
1
30°
30°
2
40°
40°
3
50°
电池容量（kW•h）
22
充电电压（V）
220
充电电流（A）
16