【正文】 g 10N/kg=30N， 由 p= 可得，該機(jī)器人與水平地面的最小接觸面積： S= = =； （ 2）由圖象可知，該機(jī)器人所提供的水平推力為 300N 時(shí)的速度 v=， 由 v= 可得，勻速直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)的路程： s=vt= 2s=， 此時(shí)水平推力做的功： W=Fs=300N =360J； （ 3）由圖象可知，該機(jī)器人在水平地面上以 ′=150N， 則水平推力的功率： P=F′v′=150N ． 答：（ 1）該機(jī)器人與水平地面的接觸面積至少為 ； （ 2）該機(jī)器人所提供的水平推力為 300N 時(shí)，勻速直線運(yùn)動(dòng) 2s 能通過(guò) 的路程，此時(shí)水平推力做了 360J 的功； （ 3）該機(jī)器人在水平地面上以 ，水平推力的功率是 75W． 【點(diǎn)評(píng)】 本題考查了壓強(qiáng)公式、速度公式、做功公式、功率公式的應(yīng)用，從圖象中讀出推力和速度的對(duì)應(yīng)值是關(guān)鍵． 20．前不久中國(guó)游客在日本搶購(gòu)智能馬桶蓋的消息引發(fā)國(guó)人熱議，其實(shí)這款馬桶蓋為中國(guó)杭州生產(chǎn)，如圖甲 所示．部分參數(shù)如表和加熱原理如圖乙所示．感應(yīng)開(kāi)關(guān) S 閉合，保溫座圈開(kāi)始加熱，再閉合開(kāi)關(guān) S0 洗凈裝置噴出熱水． [C 水 = 103J/（ kg?℃ ）、 ρ 水 = 103kg/m3） ]試問(wèn)： 220V 額定電壓 洗凈裝置 出水量 加熱功率 1800W 保溫座圈功率 55W （ 1） R2 的阻值是多少？ （ 2）若洗凈裝置噴水時(shí)將水由 20℃ 加熱到 40℃ ，該裝置加熱的效率是多少？ （ 3）若保溫座圈加熱 5min，洗凈裝置工作 1min，共需要消耗多少 J 電能？ 【考點(diǎn)】 電功與熱量的綜合計(jì)算． 【 分析】 （ 1）由銘牌可知，正常工作時(shí)的電壓和保溫座圈功率，根據(jù) P= 求出電阻 R2的阻值； （ 2）根據(jù) Q 吸 =cm（ t﹣ t0）求出水吸收的熱量，根據(jù) W=Pt 求出消耗的電能，根據(jù)公式 η=計(jì)算出熱效率； （ 3）利用 W=Pt 分別求出保溫座圈加熱和洗凈裝置工作消耗的電能，然后求其和． 【解答】 解：（ 1）根據(jù) P= 得電阻： R2= = =880Ω； （ 2）已知洗凈裝置工作時(shí)出水量為 ， 則水吸熱的熱量： Q 吸 =cm（ t﹣ t0） = 103J/（ kg?℃ ） （ 40℃ ﹣ 20℃ ） = 104J， 消耗的電能： W 加熱 =P 加熱 t=1800W 60s= 105J， 效率 η= 100%= 100%=70%； （ 3） W=P1t1+P2t2=55W 5 60s+1800W 60s= 105J． 答：（ 1） R2 的阻值是 880Ω； （ 2）若洗凈裝置噴水時(shí)將水由 20℃ 加熱到 40℃ ，該裝置加熱的效率是 70%； （ 3）若保溫座圈加熱 5min，洗凈裝置工作 1min，共需要消耗 105J 電能． 【點(diǎn)評(píng)】 本題考查了熱量的計(jì)算和電功率、效率等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，注意計(jì) 算時(shí)的單位變換要正確．難度不大，是一道較簡(jiǎn)單的應(yīng)用題． 六、綜合能力題（本大題 3 小題，共 20 分） 21．小勇利用如圖所示的裝置探究 “平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系 ”的實(shí)驗(yàn)： （ 1）用玻璃板代替平面鏡，主要是利用玻璃板透明的特點(diǎn)，便于 確定像的位置 ． （ 2）在玻璃板前面放置一支點(diǎn)燃的蠟燭 A，再拿一支沒(méi)有點(diǎn)燃的相同的蠟燭 B，在玻璃板后面移動(dòng)，直到蠟燭 B 跟蠟燭 A 的像 重合 ，說(shuō)明像與物的大小 相等 ；若用光屏代替蠟燭 B，在玻璃板后面觀察光屏，將 不能 （選填 “能 ”或 “不能 ”）觀察到蠟燭 A 的像，說(shuō)明所成的是 虛 像 （選填 “虛 ”或 “實(shí) ”）． （ 3）若將玻璃板和蠟燭下面的白紙換成方格紙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這種做法的優(yōu)點(diǎn)是 便于探究像和物與平面鏡的位置關(guān)系 ． 【考點(diǎn)】 平面鏡成像的特點(diǎn)、原理、現(xiàn)象及其實(shí)驗(yàn)方案． 【分析】 （ 1）探究平面鏡成像實(shí)驗(yàn)中，要用透明的玻璃板代替平面鏡，雖然成像不太清晰，但是在物體一側(cè)能看到物體的像，同時(shí)還能看到代替物體的另一個(gè)物體，便于確定像的位置，便于比較物像大小關(guān)系． （ 2）實(shí)驗(yàn)時(shí)采用兩個(gè)完全相同的蠟燭，一支蠟燭放在玻璃板的前面并點(diǎn)燃，另一支放在玻璃板的后面，當(dāng)玻璃板后面的蠟燭和玻璃板前面的蠟燭的像完 全重合時(shí)，可以確定像的位置，同時(shí)也可以比較物像大小關(guān)系．實(shí)像和虛像的重要區(qū)別是實(shí)像能用光屏上承接，虛像不能在光屏上承接． （ 3）根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)進(jìn)行判斷：物體在平面鏡中成虛像，物像大小相等，物像連線與鏡面垂直，物像到平面鏡的距離相等． 【解答】 解：（ 1）用玻璃板代替平面鏡，主要利用玻璃板透明的特點(diǎn)是，在物體一側(cè)能看到物體的像，同時(shí)還能看到代替物體的另一個(gè)物體，便于確定像的位置． （ 2）蠟燭 A 和 B 的要求是完全一樣，當(dāng)玻璃板后面的蠟燭 B 和玻璃板前面的蠟燭 A 的像完全重合時(shí)，可以比較物像大小關(guān)系．平面鏡成虛像 ，移去蠟燭 B，并在其所在的位置上放一個(gè)光屏．則光屏不能承接到像． （ 3）若將玻璃板和蠟燭下面的白紙換成方格紙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這種做法的優(yōu)點(diǎn)是便于探究像和物與平面鏡的位置關(guān)系； 故答案為：（ 1）確定像的位置；（ 2）重合；相等；不能；虛；（ 3）便于探究像和物與平面鏡的位置關(guān)系． 【點(diǎn)評(píng)】 掌握平面鏡成像實(shí)驗(yàn)中各器材選擇和操作的目的，例如為什么選擇薄透明玻璃板、為什么選擇兩個(gè)完全相同的蠟燭、玻璃板為什么要豎直放置、刻度尺的作用等． 22．小麗同學(xué)手里有一個(gè)標(biāo)有 “”字樣的小燈泡，她想知道小燈泡正常工作時(shí)的電阻， 于是在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室找來(lái)一些器材連接了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，電源電壓恒定不變． （ 1）小麗測(cè)小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)原理是 R= ． （ 2）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物連接完整（要求滑片向左移燈泡變亮），并在虛線框內(nèi)畫出對(duì)應(yīng)的電路圖． （ 3）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，她發(fā)現(xiàn)燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)，其故障原因可能是 燈泡短路 ． （ 4）故障排除后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示，小燈泡正常工作時(shí)的電阻是 10 Ω． （ 5）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小麗向老師要了一個(gè)已知 阻值為 R0 的定值電阻和一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)電路，測(cè)出了小燈泡的額定功率，請(qǐng)你幫她完成下列實(shí)驗(yàn)步驟： ①連接好實(shí)驗(yàn)電路，閉合開(kāi)關(guān) S1，將開(kāi)關(guān) S2 撥到觸點(diǎn) 2 （填 “1”或 “2”），移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為 ； ②保持滑片的位置不動(dòng)，再將開(kāi)關(guān) S2 撥到觸點(diǎn) 1 （填 “1”或 “2”），讀出電壓表的示數(shù)為U； ③小燈泡額定功率的表達(dá)式為 P 額 = （用已知量和測(cè)量量表示）． 【考點(diǎn)】 伏安法測(cè)電阻的探究實(shí)驗(yàn)． 【分析】 （ 1）測(cè)燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)原理是歐姆定律． （ 2） 由滑片向左移動(dòng)燈泡變亮可知電路中的電流應(yīng)變大，根據(jù)變阻器的使用即可應(yīng)將變阻器滑片右邊的電阻連入電路，據(jù)此連接實(shí)物圖，畫出電路圖． （ 3）常見(jiàn)電路故障有斷路與短路兩種，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因． （ 4）由圖示電流表讀出其示數(shù)，然后由 R= 求出燈泡阻值． （ 5）由丙圖可知：沒(méi)有電流表的情況下，利用定值電阻和電壓表代替電流表與燈泡串聯(lián)，首先使燈泡兩端的電壓等于 ，然后測(cè)出此時(shí)定值電阻兩端的電壓，便可求出電路中的電流，根據(jù) P=UI 計(jì)算出燈泡的額定電功率 【解答】 解：（ 1）伏安法測(cè)燈泡電阻的原理是：歐姆 定律，測(cè)出燈泡電壓 U 與通過(guò)燈泡的電流 I，由 R= 可以求出燈泡電阻． （ 2）測(cè)燈泡電阻實(shí)驗(yàn)，變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中，由滑片向左移動(dòng)燈泡變亮可知電路中的電流應(yīng)變大，根據(jù)變阻器的使用即可應(yīng)將變阻器滑片右邊的電阻連入電路，實(shí)物電路圖如圖所示： 電路圖如下： （ 3）燈泡不亮，可能是燈泡發(fā)生短路或電路存在開(kāi)路造成的，電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路是通路，電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的燈泡電路出現(xiàn)短路，因此其故障原因是：燈泡短路． （ 4）由甲圖可知，電流表量程為 0～ ，由乙圖電流表可知，其分度值為 ，示數(shù)為， 由 I= 得：燈泡阻值為 R= = =10Ω． （ 5） ①根據(jù)電路圖連接電路，閉合開(kāi)關(guān) S S2 接 2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為． ②保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變， S2 接 1，讀出電壓表示數(shù) U． ③通過(guò)燈泡的電流： I=IR0= = ， 燈泡額定功率： P=U 額 I= ． 故答案為：（ 1） R= ；（ 2）如上圖；（ 3）燈泡短路；（ 4） 10；（ 5） ①2； ； ②1；③ ． 【點(diǎn)評(píng)】 本題考查了連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)故障分析、實(shí)驗(yàn)操作、電表讀數(shù)、求燈泡功率、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等；對(duì)電表讀數(shù)時(shí)要先確定其量程與分度值 ，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直；最后一問(wèn)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是本題的難點(diǎn)，知道實(shí)驗(yàn)原理、應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可正確解題． 23．熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫度的改變而改變．小明同學(xué)用圖甲所示的電路來(lái)探究熱敏電阻RT 的阻值與溫度的關(guān)系．已知 M 為控溫器，電源電壓恒為 12V， R 為電阻箱（一種可以改變并讀出阻值的變阻器）． （ 1）熱敏電阻和電阻箱是 串聯(lián) （選填 “并聯(lián) ”或 “串聯(lián) ”）的． （ 2）當(dāng)控溫器中液體溫度為 80℃ ，電阻箱阻值為 100Ω時(shí)，電流表的示數(shù)為 ，則該溫度下熱敏電阻的阻值為 20 Ω， 此時(shí)熱敏電阻消耗的電功率為 W． （ 3）依次改變控溫器中的液體溫度，同時(shí)改變電阻箱的阻值，使電流表的示數(shù)始終保持在．通過(guò)計(jì)算得到相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如表．從表中可以看出，在一定溫度范圍內(nèi)，該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而 減小 ． 溫度 t/℃ 70 60 50 40 30 20 10 … 電阻 RT/Ω 22 28 35 44 56 73 94 … （ 4）在科技創(chuàng)新活動(dòng)中，小明用該熱敏電阻和電壓表制成了一支指針式溫度計(jì)（如圖乙所示）．它可以直接在電壓表刻度盤上讀出相應(yīng)溫度．若電壓表的讀數(shù)會(huì)隨溫度的升 高而增大，則應(yīng)在圖乙中 A 兩端接入一個(gè)電壓表． A． a、 b B． b、 c C． a、 c． 【考點(diǎn)】 電功率的計(jì)算；電功與熱量的綜合計(jì)算． 【分析】 （ 1）利用電流法即可判斷連接方式； （ 2）電阻箱和熱敏電阻串聯(lián)；已知電阻箱的阻值和電路中的電流，根據(jù) U=IR 求出電阻箱兩端的電壓；又已知電源電壓，然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)求出熱敏電阻兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路處處電流相等和熱敏電阻兩端的電壓，利用公式 R= 即可求出熱敏電阻的阻值； 利用 P=I2R 即可求出功率； （ 3）分析表中數(shù)據(jù)找 出熱敏電阻的阻值隨溫度的變化的規(guī)律； （ 4）根據(jù)串聯(lián)電路起分壓作用進(jìn)行分析，串聯(lián)電路中，電阻的阻值越大，那么該電阻分