【正文】 103W； （ 2）運(yùn)動(dòng)員騎車比賽時(shí)，賽車對(duì)地面的壓強(qiáng)為 104Pa． 20．如圖是我們家庭用的一種電熱飲水機(jī)的簡(jiǎn)化電路圖，其參數(shù)如下表， R R2是發(fā)熱電阻絲． 型號(hào)： YSJ﹣ 66 額定電壓 220V 第 22 頁(yè)（共 25 頁(yè)） 加熱功率 1100W 保溫功率 44W 水箱容積 5L 頻率 50Hz （ 1）若飲水機(jī)正常工作的加熱效率為 90%，現(xiàn)將質(zhì)量為 、初溫為 25℃ 的水在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下加 熱至沸騰，已知水的比熱容是 103J/（ kg?℃ ），求：水需要吸收的熱量是多少？燒開(kāi)這些水消耗了多少電能？ （ 2）當(dāng)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時(shí)， R1的電阻值是多大？ 【考點(diǎn)】 電功與熱量的綜合計(jì)算． 【分析】 （ 1）利用水的吸熱公式 Q 吸 =cm（ t﹣ t0）求出水吸收的熱量，再利用加熱效率 η=求出消耗的電能； （ 2）利用 R= 分別求出保溫和加熱時(shí)的電阻，二者之差即為 R1 的電阻． 【解答】 解： （ 1）水吸收的熱量為： Q 吸 =c 水 m 水 （ t﹣ t0） = 103J/（ kg?℃ ） = 105J； 由 Q 吸 =ηW 可得，消耗的電能： W 電 = = = 105J； （ 2）由電路圖可知，開(kāi)關(guān) S2 斷開(kāi)時(shí)兩電阻串聯(lián)，電路電阻較大，開(kāi)關(guān) S2 閉合時(shí)，只有電阻 R2接入電路，電阻 R1被短路，此時(shí)電路電阻較小，電源電壓 U 一定，由 P= 可知，電阻越大，電路功率越小，電阻越小，飲水機(jī)功率越大，因此當(dāng)開(kāi)關(guān) S2斷開(kāi)時(shí)，電路阻值較大，電功率較小，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)．因此當(dāng)開(kāi)關(guān) S2閉合時(shí)，電路阻值較小，電功率較大，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)． 加熱時(shí) R2= = =44Ω， 保溫時(shí) R 總 = = =1100Ω， 則 R1=R 總 ﹣ R2=1100Ω﹣ 44Ω=1056Ω． 答：（ 1）水需要吸收的熱量是 105J；燒開(kāi)這些水消耗 105J 電能； （ 2） R1 的電阻值是 1056Ω． 六、綜合能力題（本大題 3 小題，共 18 分） 第 23 頁(yè)（共 25 頁(yè)） 21．閱讀短文和圖片，回答問(wèn)題． “嫦娥奔月 ”的夢(mèng)想 2022 年 12 月 2 日凌晨 1 時(shí) 30 分， “嫦娥三號(hào) ”探測(cè)器從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空（如圖甲所示），奔向 38 萬(wàn)千米外的月球； 12 月 15 日凌晨 4 時(shí) 35 分 “嫦娥三號(hào) ”著陸器和巡視器成功分離，巡視器順利駛抵月球表面，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)人 “嫦娥奔月 ”的夢(mèng)想． （ 1）月球車在月球表面的 重力 小于 它在地球表面的重力；月球車在月球表面的質(zhì)量 等于 它在地球表面的質(zhì)量．（均選填 “大于 ”、 “小于 ”或 “等于 ”） （ 2）探測(cè)器在向月面降落的過(guò)程中，不能采用打開(kāi)降落傘的方法來(lái)減小下落的速度，原因是月球上 沒(méi)有空氣 ，不能通過(guò)克服摩擦力做功來(lái)使其速度減?。? （ 3）無(wú)線電波傳播速度是 3 108 m/s，探測(cè)器將獲得的月球信息以無(wú)線電波的形式傳回地球約需要 s．（結(jié)果保留兩位小數(shù)） （ 4）圖 18 丙為 “嫦娥三號(hào) ”繞月飛行的軌道示意圖，其中 “嫦娥三號(hào) ”的月球動(dòng)能最大的位置是 近月點(diǎn) （選填 “近月點(diǎn) ”或 “遠(yuǎn)月點(diǎn) ”）． 【考點(diǎn)】 電磁波的傳播；質(zhì)量及其特性． 【分析】 （ 1）物體所受的重力與物體所處的位置有關(guān)，月球上引力的大小為地球上引力的 ；質(zhì)量是指物體所含物質(zhì)的多少，與形狀、狀態(tài)、空間位置無(wú)關(guān)； （ 2）使用降落傘降落時(shí)，空氣對(duì)降落傘有阻力作用，使降落的物體減速降落，月球上沒(méi)有空氣，降落傘不能工作； （ 3）無(wú)線電波傳播速度和光速相同，是 3 108m/s，知道月球到地球的距離和無(wú)線電波傳播速度，利用 t= 求傳播時(shí)間； （ 4）動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量、速度．質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大．重力勢(shì)能大小的影響因素 ：質(zhì)量、被舉得高度．質(zhì)量越大，高度越高，重力勢(shì)能越大．在沒(méi)有能量消耗的情況下，機(jī)械能的總量是守恒的． 【解答】 解：（ 1）由于月球上引力的大小為地球上引力 ，所以月球車在月球表面的重力小于它在地球表面的重力；因?yàn)橘|(zhì)量與物體的位置無(wú)關(guān)，所以月球車在月球表面的質(zhì)量等于它在地球表面的質(zhì)量； （ 2）探測(cè)器在月球上空降落時(shí)，靠變推力發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生向下的推力實(shí)施減速下降，因?yàn)樵虑蛑車钦婵?，沒(méi)有空氣，不能通過(guò)空氣阻力使其速度減小進(jìn)行月面著陸． （ 3）無(wú)線電波傳播速度是 3 108m/s，月球到地球的距離 s=38 萬(wàn)千米 = 108m， 由 v= 得： t= = ≈ ； 第 24 頁(yè)（共 25 頁(yè)） （ 3）因?yàn)?“嫦娥三號(hào) ”繞月球運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓的，則在近月點(diǎn)時(shí)，速度最快，高度最小，所以動(dòng)能最大，重力勢(shì)能最??；在遠(yuǎn)月點(diǎn)時(shí)，速度最慢，高度最大，所以動(dòng)能最小，重力勢(shì)能最大． 故答案為： （ 1）小于；等于；（ 2）沒(méi)有空氣；（ 3） 3 108； ；（ 4）近月點(diǎn)． 22．你也許會(huì)看到，在十字路口，一輛卡車、一輛小汽車和一輛摩托車并排停在白線的后面．綠燈一亮，三輛車同時(shí)起動(dòng)，小汽車沖在最前面，摩托車其次，卡車最慢． 【猜想與假設(shè)】小明看到這一現(xiàn)象后，提出了猜 想： “機(jī)動(dòng)車起動(dòng)的快慢可能與質(zhì)量有關(guān) ”．請(qǐng)你提出一個(gè)猜想： 機(jī)動(dòng)車的起動(dòng)快慢可能與牽引力大小有關(guān) ． 【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】如果直接用卡車、小汽車和摩托車做實(shí)驗(yàn)，有些物理量難測(cè)量．所以，小明和幾個(gè)同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)你將未完成的部分填寫(xiě)完整． ①選取質(zhì)量較小的磚塊，稱出小車和磚塊的總質(zhì)量 m1． ②把磚塊放到小車上，用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向勻速拉動(dòng)小車，并記下當(dāng)拉力為 F1 時(shí)， 2s后小車離起點(diǎn)的距離為 s1． ③保持 質(zhì)量 不變，按步驟 ②重做一次，記下當(dāng)拉力為 F2 時(shí)， 2s 后小車離起點(diǎn)的距離s2． ④把小車上的磚塊換成質(zhì)量較大的磚塊，并稱出它們的總質(zhì)量 m2．再次用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向勻速拉動(dòng)小車，記下當(dāng)拉力為 F1 時(shí)， 2s 后小車離起點(diǎn)的距離 s3；當(dāng)拉力為 F2 時(shí)， 2s后小車離起點(diǎn)的距離 s4． 【交流與評(píng)估】 ①這個(gè)實(shí)驗(yàn)完成了怎樣的轉(zhuǎn)換呢：在靜止的小車上放上質(zhì)量較大的磚塊，是用它當(dāng)作 卡車 （選填 “卡車 ”“小汽車 ”或 “摩托車 ”），用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)測(cè)出拉力用以替代 牽引力 ，測(cè)出起動(dòng)后 2s 內(nèi)前進(jìn)的距離，是為了比較 起動(dòng)快慢 ． ②請(qǐng)你對(duì)上面的實(shí)驗(yàn)作出評(píng)估，找出實(shí)驗(yàn)中不容易操作的地方，并提出改進(jìn)方法． 上 面實(shí)驗(yàn)難以控制拉力不變，在桌子邊緣加一個(gè)定滑輪，通過(guò)定滑輪吊起重物相等的磚碼，以保證拉力大小不變 【考點(diǎn)】 控制變量法與探究性實(shí)驗(yàn)方案． 【分析】 【猜想與假設(shè)】根據(jù)不同機(jī)動(dòng)車的類型，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率（或牽引力）不同進(jìn)行分析；要探究速度變化快慢與牽引力的關(guān)系，需保持質(zhì)量不變； 【交流與評(píng)估】 ①根據(jù)控制變量法結(jié)合猜想一的內(nèi)容得出結(jié)論；利用速度的知識(shí)對(duì)其進(jìn)行分析，時(shí)間相同，前進(jìn)的路程不同，則速度不同； ②在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)拉動(dòng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這點(diǎn)是較難辦到的． 【解答】 解：【猜想與假設(shè)】不同機(jī)動(dòng)車的類型，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率（ 或牽引力）不同，所以機(jī)動(dòng)車起動(dòng)的快慢可能與牽引力或功率大小有關(guān)；探究機(jī)動(dòng)車起動(dòng)的快慢與牽引力大小的關(guān)系，需保持機(jī)動(dòng)車的質(zhì)量不變； 【交流與評(píng)估】 ①猜想一：機(jī)動(dòng)車起動(dòng)的快慢可能與其質(zhì)量大小有關(guān)，所以要驗(yàn)證猜想一，應(yīng)該使?fàn)恳Υ笮∠嗤?，比較 4 兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)； 第 25 頁(yè)（共 25 頁(yè)） 用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)測(cè)出拉力用以替代牽引力； 同樣是 2s，所用的時(shí)間相同，前進(jìn)的距離越大，說(shuō)明啟動(dòng)的速度越快，所以測(cè)出啟動(dòng)后 2s內(nèi)前進(jìn)的距離，是為了比較啟動(dòng)的快慢； ②上面實(shí)驗(yàn)難以控制拉力不變，在桌子邊緣加一個(gè)定滑輪，通過(guò)定滑輪吊起重物相等的鉤碼，以保證拉 力大小不變． 故答案為：【猜想與假設(shè)】機(jī)動(dòng)車的起動(dòng)快慢可能與牽引力大小有關(guān)；質(zhì)量；【交流與評(píng)估】卡車；牽引力；起動(dòng)快慢；上面實(shí)驗(yàn)難以控制拉力不變，在桌子邊緣加一個(gè)定滑輪，通過(guò)定滑輪吊起重物相等的磚碼，以保證拉力大小不變． 23．小明利用熱敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè) “過(guò)熱自動(dòng)報(bào)警電路 ”，如圖甲所示．將熱敏電阻 R 安裝在需要探測(cè)溫度的地方，當(dāng)環(huán)境溫度正常時(shí)，繼電器的上觸點(diǎn)接觸，下觸點(diǎn)分離，指示燈亮；當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)某一值時(shí)，繼電器的下觸點(diǎn)接觸，上觸點(diǎn)分離，警鈴響．圖甲中繼電器的供電電壓 U1=3V，繼電器線圈用漆包線繞成， 其電阻 R0為 30Ω．當(dāng)線圈中的電流大于等于 50mA時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響．圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖象． （ 1）由圖乙可知，當(dāng)環(huán)境溫度為 40℃ 時(shí)，熱敏電阻阻值為 70 Ω．當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值將 減小 ，繼電器的磁性將 增大 （均選填 “增大 ”、 “減小 ”或 “不變 ”）． （ 2）圖甲中警鈴的接線柱 C 應(yīng)與接線柱 B 相連，指示燈的接線柱 D 應(yīng)與接線柱 A 相連 （均選填 “A”或 “B”）． （ 3）圖甲中線圈下端 P 的磁極是 S 極（選填 “N”或 “S”）． 【考點(diǎn)】 電磁繼電器的組成、原理和特 點(diǎn)． 【分析】 （ 1）從圖乙中找出 40℃ 對(duì)應(yīng)的熱敏電阻的阻值，由圖象分析熱敏電阻阻值隨溫度的變化關(guān)系，結(jié)合歐姆定律分析電路中電流的變化，從而判斷出電磁鐵磁性的變化； （ 2）由題干中 “當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)某一值時(shí)，繼電器的下觸點(diǎn)接觸，上觸點(diǎn)分離，警鈴響 ”判斷出警鈴和指示燈的連接情況； （ 3）由線圈中的電流方向，根據(jù)安培定則判斷出電磁鐵的 NS 極． 【解答】 解：（ 1）分析乙圖，找到熱敏電阻 40℃ 對(duì)應(yīng)的阻值為 70Ω，并且分析圖象發(fā)現(xiàn)：溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值減小，根據(jù)歐姆定律，電路中電流就會(huì)增大，電磁鐵的磁性就會(huì)增大； （ 2）由題中 “當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)某一值時(shí)，繼電器的下觸點(diǎn)接觸，上觸點(diǎn)分離，警鈴響 ”，所以警鈴的接線柱 C 應(yīng)與接線柱 B 連，指示燈的接線柱 D 應(yīng)與接線柱 A 相連； （ 3）由安培定則可判斷出線圈的上端為 N 極，下端 P 的極性是 S 極； 故答案為：（ 1） 70Ω；減小；增大；（ 2） B； A；（ 3） S．