2024年江苏省无锡市中考物理

2024年无锡市初中学业水平考试

物理试题

本试卷分试题和答题卡两部分，所有答案一律写在答题卡上，试卷满分 100分，考试时间100 分钟。

注意事项：

1.答卷前，考生务必用

0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号填写在答题卡的相应位置上；认真核对条形码上的姓名、准考证号是否与本人的相符合。

2.答选择题必须用 2B铅笔将答题卡上对应题目的正确选项涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后再选涂。

3.答主观题必须用

0.5毫米黑色墨水签字笔作答，答案写在答题卡各题目指定区域内相应位置上。如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。

4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试题卷和答题卡一并交回。

一、选择题（本题共 12小题，每小题 2分，共 24分。每小题给出的四个选项中只有一个正确）

【详解】音乐简谱中的数字所记录的是声音的音调。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。

2. 通过相关可观测的现象推测无法直接感知的事实，是物理研究的一种方法。下列根据这种方法所做出的推测，不符合事实的是（ ）A. 汤姆生发现电子推测出原子是可分的B. 酒精和水混合后总体积变小推测出分子间有空隙C. 固体很难被压缩推测出组成固体的分子间无空隙D. 红墨水在水中扩散推测出分子处在水不停息的无规则运动中

【解析】

【详解】A．汤姆生发现电子后，推测出原子是可分的，原子可以分成原子核和核外电子，故A正确，A不符合题意；B．酒精和水混合后总体积变小，推测出分子间有空隙，彼此进入对方，从而使总体积减小，故B正确，B 不符合题意；C．固体很难被压缩推测出组成固体的分子间存在斥力，故C错误，C符合题意；D．红墨水在水中扩散，推测出分子在运动，推测出分子处在永不停息 无规则运动中，故D正确，D不符合题意。故选C。

【详解】汽油机的四个冲程中只有两个冲程伴随有能量的转化。一是压缩冲程中活塞向上运动，汽油和空气的混合物被压缩，内能增大，温度升高，活塞运动的动能转化为混合气体的内能；二是做功冲程中，火花塞冒出电火花，将混合气体点燃，混合气体剧烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞运动，燃气的内能转化为活塞运动的动能。主要将机械能转化为内能的冲程是压缩冲程。故B符合题意。

4. 如图所示，密封的锤形玻璃泡内装有少量碘颗粒，碘的熔点约为 $1 1 4 ^ { \circ } \mathrm { C }$ 。打开电吹风热风挡对玻璃泡加热，温度约为 $6 0 \mathrm { { } ^ { \circ } C }$ ，一段时间后，观察到玻璃泡内弥漫着紫红色的碘蒸气，停止加热，冷却后玻璃泡内又出现碘颗粒。关于这个过程，下列说法中正确的是（ ）

A. 加热时，碘颗粒熔化 B. 冷却时，碘蒸气凝固C. 加热时，碘颗粒升华 D. 冷却时，碘蒸气液化

【解析】

【详解】加热时，观察到玻璃泡内弥漫着紫红色的碘蒸气，说明固态的碘颗粒升华成碘蒸气；停止加热，冷却后玻璃泡内又出现碘颗粒，说明碘蒸气遇冷凝华成碘蒸气，故 ABD错误，C正确。故选C。

【详解】A．湿衣服容易导电，在电线上晾晒衣服容易造成触电事故，故A不符合题意；B．私拉电线给电瓶车充电可能会引起触电或火灾，故B不符合题意；C．高压线的电压很高，在其旁边放风筝，风筝容易挂到高压线上，很有可能会发生导电，使得放风筝的人触电，故C不符合题意；D．家用电器金属外壳接地，是为了防止外壳带电而发生触电事故，故D符合题意。故选D。

6. 如图所示，将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中，金属盒面的朝向不同，但U形管液面的高度差相等，要观察到这样的实验现象，需要控制的实验条件是（ ）

甲

乙

丙

A. 同一个人操作 B. 液体质量相等C. 操作时间相等 D. 金属盒面的中心在液体中的深度相等

【解析】

【详解】将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中，金属盒面的朝向不同，但U形管液面的高度差相等，探究同一深度各个方向的压强的关系，所以金属盒面的中心在液体中的深度相等。故选D。

7. 电冰箱冷藏室中的照明灯L由门控开关 $\mathrm { \sf S } _ { 1 }$ 控制，压缩机（电动机）由温控开关 $\mathrm { S } _ { 2 }$ 控制，要求照明灯和压缩机既能单独工作又能同时工作，下列电路中符合上述特点的是（ ）

A.

C.

B.

D.

【答案】A【解析】

【详解】由题意可知，电动机和灯泡并联，各个支路各有一个开关。A．图中灯泡和电动机并联，开关 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 控制灯泡，开关 $\mathrm { S } _ { 2 }$ 控制电动机，故A符合题意；B．图中灯泡和电动机并联，开关 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 在干路中，只闭合开关 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，电动机不工作，故B不符合题意；CD．图中灯泡和电动机串联，只有两个开关都闭合时，电动机和灯泡都工作，故CD不符合题意。故选A。

8. 如图所示，小明和小华穿着轮滑鞋静止在平滑的地面上，小华用力向前推小明后，下列说法中正确的是（ ）

A. 小明和小华由于惯性都保持静止 B. 小明和小华因为受力一起向前运动C. 小明受力向前运动，小华受力向后运动 D. 小明受力向前运动，小华由于惯性保持静止

【答案】C

【解析】

【详解】小明和小华穿着轮滑鞋静止在平滑的地面上，地面上的摩擦力很小，小华用力向前推小明后，小明由于受到了向前的推力，小明向前运动，由于力的作用是相互的，小华受到了向后的反作用力，小华向后运动，故 ABD错误；C正确。

$$ \mathrm{C} _ {\circ} $$

9. 用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置，下列说法中正确的是（ ）

A. 只向左移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰缩小的像B. 只向右移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像C. 只向右移动蜡烛至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像D. 只移动凸透镜至适当位置，光屏上能呈现烛焰等大的像

【答案】D

【解析】

【详解】A图中物距为

$$ 4

5. 0 \mathrm{cm} - 3

6. 0 \mathrm{cm} = 1

7. 0 \mathrm{cm}

$$

凸透镜的焦距是 10cm，物距等于焦距，光屏不能成像，只向左或向右移动光屏至适当位置，光屏上不能成像，故 AB错误；

C．只向右移动蜡烛至适当位置，物距小于焦距，成正立放大的虚像，光屏不能成像，故C错误；

D．将凸透镜移动到55cm，物距为

$$ 5

5. 0 \mathrm{cm} - 3

6. 0 \mathrm{cm} = 2

7. 0 \mathrm{cm}

$$

像距为

$$ 7

5. 0 \mathrm{cm} - 5

6. 0 \mathrm{cm} = 2

7. 0 \mathrm{cm}

$$

此时

$$ u = v = 2 f $$

光屏上能呈现烛焰等大 像，故D正确。

故选D。

10. 如图所示，用滑轮组匀速提升重为 200N的物体，拉力F为125N，物体升高的高度为 4m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是（ ）

1L

A. 总功为 800J B. 动滑轮重为 5NC. 绳端移动的距离为4m D. 滑轮组的机械效率为80%

【答案】D

【解析】

【详解】AC．由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离$s { = } 2 h { = } 2 { \times } 4 \mathrm { m } { = } 8 \mathrm { m }$

总功

$$ W _ {\text {总}} = F s = 1 2 5 \mathrm{N} \times 8 \mathrm{m} = 1 0 0 0 \mathrm{J} $$

故A正确，C错误；

$$ G _ {\text {动}} = 2 F - G = 2 \times 1 2 5 \mathrm{N} - 2 0 0 \mathrm{N} = 5 0 \mathrm{N} $$

故 B 错误； D．有用功

$$ W _ {\text {有}} = G h = 2 0 0 \mathrm{N} \times 4 \mathrm{m} = 8 0 0 \mathrm{J} $$

滑轮组的机械效率为

$$ \eta = \frac {W _ {\text {有}}}{W _ {\text {总}}} \times 100% = \frac {800 \mathrm{J}}{1000 \mathrm{J}} \times 100% = 80% $$

故D 正确。

故选 D。

11. 如图所示，是能在火星上飞行的直升机——机智号，其质量为

1.8kg，飞行时旋翼转速达到每分钟 2400转，是地球上普通直升机旋翼转速的 8倍以上，地球上的直升机飞行时，旋翼在空气中旋转获得相对气流，从而获得升力（火星表面g取4N/kg）。下列说法中正确的是（ ）

A. 火星表面没有气体 B. 火星表面有稀薄的气体C. 机智号在火星上重 18N D. 机智号从地球到火星质量减小

【答案】B

【解析】

【详解】A．直升机飞行时，旋转的旋翼对空气施加向下的力，由于物体间力的作用是相互的，空气就会给旋翼一个向上的力，即飞机的升力，直升机能在火星表面飞行，说明火星表面是有空气的。故A错误；BC．直升机能在空中飞行，升力至少要等于其重力，机智号在火星上受到的重力为

$$ G = m g =

1. 8 \mathrm{kg} \times 4 \mathrm{N/kg} =

2. 2 \mathrm{N}

$$

比在地球上所受的重力小，为了克服重力升空，在火星上飞行时旋翼转速是地球上的 8倍，说明火星表面空气较稀薄，只有增大转速才能获得相对气流，从而获得升力。故B正确，C错误；D．物体的质量不随位置而改变，机智号从地球到火星只是位置变了，质量不变。故D错误。故选B。

12. 用如图所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有：干电池 2 节（每节

1.5V，串联使用），开关、滑动变阻器（20Ω 2A）、电压表、电流表各一个，阻值为 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个，导线若干，连接好电路，设定加在电阻两端的电压为

1.2V进行探究，发现在获得两组数据后无法再进行实验，为了继续使用前面两组数据，利用现有器材完成探究，下列方案中可行的是（ ）

①用1节干电池作为电源②将设定加在电阻两端的电压调整为2V③将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间

④将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间A. 只有①② B. 只有①④ C. 只有③④ D. 只有①③④

【答案】B

【解析】

【详解】由图得，定值电阻R与变阻器串联，电压表测量定值电阻R的电压，电流表测量电路电流。电源电压由 2节干电池组成，定值电阻的电压为1.2V，变阻器的电压为

$$ U _ {\mathrm{P}} = U - U _ {R} = 3 \mathrm{V} -

1. 2 \mathrm{V} =

2. 8 \mathrm{V}

$$

由串联电路电流特点与欧姆定律得

$$ R _ {\mathrm{p}}: R = U _ {\mathrm{p}}: U _ {R} =

1. 8 \mathrm{V}:

2. 2 \mathrm{V} = 3: 2

$$

当变阻器接入电路中电阻最大为 20Ω时，定值电阻接入电阻最大为

$$ R _ {\max} = \frac {2}{3} R _ {\mathrm{p} \max} = \frac {2}{3} \times 2 0 \Omega = \frac {4 0}{3} \Omega \approx 1 3 \Omega $$

则 15Ω、20Ω的定值电阻无法完成实验。

①若用1节干电池作为电源，则变阻器的电压为

$$ U _ {\mathrm{P}} ^ {\prime} = U ^ {\prime} - U _ {R} =

1. 5 \mathrm{V} -

2. 2 \mathrm{V} =

3. 3 \mathrm{V}

$$

由串联电路电流特点与欧姆定律得

$$ R _ {\mathrm{P}}: R = U _ {\mathrm{P}} ^ {\prime}: U _ {R} =

0. 3 \mathrm{V}:

1. 2 \mathrm{V} = 1: 4

$$

当定值电阻接入电路中电阻最大为 20Ω时，变阻器需要接入电路中电阻为

$$ R _ {\mathrm{p}} = \frac {1}{4} R = \frac {1}{4} \times 2 0 \Omega = 5 \Omega $$

故改用 1节干电池作为电源可以完成实验，故①符合题意；

②实验中要控制定值电阻的电压不变，则不能将设定加在电阻两端的电压调整为2V，故②不符合题意；

③④当定值电阻接入电路中电阻最大为20Ω时，变阻器接入电阻最大为

$$ R _ {\mathrm{Pmax}} ^ {\prime} = \frac {3}{2} R _ {\mathrm{max}} ^ {\prime} = \frac {3}{2} \times 2 0 \Omega = 3 0 \Omega $$

则应在电路中串联一个电阻，电阻 阻值最小为

$$ R _ {\text {串}} = R _ {\mathrm{Pmax}} ^ {\prime} - R _ {\mathrm{Pmax}} = 3 0 \Omega - 2 0 \Omega = 1 0 \Omega $$

故③不符合题意，④符合题意，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选 B。

二、填空题（本题共 12小题，每空 1分，共 36分）

13. 如图所示，将正在响铃的闹钟悬挂在与抽气机相连的密闭玻璃罩内，听到的声音是闹铃______产生的。用抽气机抽气，听到的铃声越来越小，由此推测，声音不能在______中传播。

【答案】 ①. 振动 ②. 真空

【解析】

【详解】[1]声音是由于物体振动产生的，闹钟发出的响声是闹铃振动产生的。

[2]用抽气机将玻璃罩内的空气抽出，空气越来越少，铃声逐渐变小，由此推测，当玻璃罩内的空气被全部

抽走，处于真空状态时，将听不到铃声，即真空不能传声。

14. 做“观察水的沸腾”实验时，电热水壶中装有适量的水，闭合开关加热。当水沸腾时，温度计的示数如图所示为___ _ ${ } _ { - } ^ { \circ } \mathrm { C } _ { \circ }$ 。玻璃片下表面出现小水珠，这是______（填物态变化名称）现象。停止加热，水不能继续沸腾，这说明沸腾时需要

【答案】 ①. 98 ②. 液化 ③. 吸热

【解析】

【详解】[1]由图可知，温度计的分度值是 1℃，温度计的示数是 $9 8 \mathrm { { } ^ { \circ } C }$

[2]玻璃片下表面出现小水珠，是水蒸气遇冷液化形成的。

[3]水沸腾过程中需要吸热，停止加热，水不能继续沸腾，这说明沸腾时需要吸热。

15. 如图所示是小球下落过程中每隔相等时间曝光一次所得的照片，其中小球运动的参照物是比较小球在相等时间内通过的 __，可知小球的速度越来越

77777777777

【答案】 ①. 地面 ②. 路程 ③. 大

【解析】

【详解】在判断物体是运动还是静止时，要先选取一个标准作为参照物，物体相对于参照物位置变了，就是物体运动了，否则就是静止的，通常我们选择地面为参照物；以地面为参照物，小球的位置发生着变化，所以以地面为参照物，小球是运动的；通过图片可知，球在相等时间内通过的路程越来越大，所以小球的速度越来越大

16. 将导体AB、开关、灵敏电流计、蹄形磁体按如图方式组装起来，______开关后，让导体AB水平向右运动，会观察到电流计指针偏转，说明回路中有______产生。

【答案】 ①. 闭合 ②. 感应电流

【解析】

【详解】[1][2]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。闭合开关后，形成闭合回路，让导体 AB水平向右运动，此时导体AB切割磁感线运动，产生感应电流，因此会观察到电流计指针偏转。

17. 如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高，摆球到达B点时动能为_J；摆球从A点到O点的过程中，__ _能转化为动能。整个过程中，摆球的机械能大小______（选填“不变”或“减小”）。

【答案】 ①. 0 ②. 重力势 ③. 不变

【解析】

【详解】[1]小球在A点时静止，动能为零，从A点由静止释放，能达到与A点等高的B点，说明没有能量损失，即机械能守恒。由于B点与A点等高，重力势能相等，所以B点动能与A点相同也为 0。

[2]摆球从A点运动到O点的过程中，摆球的质量不变，高度减小，重力势能逐渐减小，速度变大，动能逐渐变大。此过程中，重力势能转化为动能。

[3]如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。说明摆球在运动过程中没

有能量损失，整个过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒，因此摆球的机械能不变。

18. 在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，将木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，弹簧测力计的示数如图所示，此时木块所受滑动摩擦力大小为______N；再将毛巾平铺在木板上进行实验，可探究滑动摩擦力大小与_ _的关系；为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系，你的做法是：

【答案】 ①.

0.3 ②. 接触面的粗糙程度 ③. 见解析

【解析】

【详解】[1]由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，弹簧测力计的示数是

0.3N，木块受到摩擦力是0.3N。

[2]再将毛巾平铺在木板上进行实验，压力不变，改变接触面的粗糙程度，可探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系。

[3]为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系，接触面的粗糙程度不变，改变压力大小，在木块上面放不同个数的钩码，匀速拉动木块，记录弹簧测力计的示数。

19. 2024年 3月 20日，我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射，它通过______实现地球与月球背面的信息传递。如图是中继星的星载天线熔比模型，形如“金色大伞”，“伞面”由高反射率的“镀金钼丝”制成，能将信号______（选填“反射”或“折射”）会聚到信号接收器，实现信息传输。“镀金钼丝”还具有热膨胀系数低的性质，可以确保其在温度变化较大时__ （选填“容易”或“不易”）发生形变。

【答案】 ①. 电磁波 ②. 反射 ③. 不易

【解析】

【详解】[1]电磁波可以传递信息，电磁波可以在真空中传播，“鹊桥二号”中继星通过电磁波实现地球与月球背面的信息传递。

[2]由图可知，中继星的星载天线能将信号能将信号会聚到信号接收器，实现信息传输。

[3]“镀金钼丝”具有热膨胀系数低的性质，“镀金钼丝”在温度变化较大时不易发生形变。

20. 生活中常用如图所示的吸盘挂钩来挂毛巾，使用时排尽吸盘内的空气，吸附在 （选填“平整”或“不平整”）的墙面上，以防止漏气。若吸盘的横截面积为 $2 \times 1 0 ^ { - 3 } \mathrm { m } ^ { 2 }$ ，外界大气压为 $1 \times 1 0 ^ { 5 } \mathrm { P a }$ ，则排尽空气后的吸盘受到的大气压力为_ _N，吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的 力。

【答案】 ①. 平整 ②. 200 ③. 摩擦力

【解析】

【详解】[1]吸盘挂钩是利用大气压来工作的，使用时排尽吸盘内的空气，吸附在光滑的墙面上，外界大气压大于吸盘内气压，将吸盘紧紧压在墙面上，若墙面不平整，空气会进入吸盘内，吸盘会脱落。[2]排尽空气后的吸盘受到的大气压力为

$$ F = p S = 1 \times 1 0 ^ {5} \mathrm{Pa} \times 2 \times 1 0 ^ {- 3} \mathrm{m} ^ {2} = 2 0 0 \mathrm{N} $$

[3]吸盘挂钩受自身重力和物体对挂钩向下的拉力而不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的摩擦力。

21. 用如图所示的电路测量小灯泡的功率，实验原理是：______。闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压

3.8V，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数记录在下表中。则小灯泡L的额定功率为_ _W，小灯泡的亮度由_ ___决定。

【答案】 ①. $P = U I$ ②.

1.14 ③. 实际功率

【解析】

【详解】[1]如图所示，用电流表测量通过小灯泡的电流，通过电压表测量小灯泡两端的电压，则根据$P = U I$ 可以测量出小灯泡的实际功率。

[2]根据第②数据可知，小灯泡正常发光，小灯泡L的额定功率为

$$ P = U I =

3. 8 \mathrm{V} \times

4. 3 \mathrm{A} =

5. 1 4 \mathrm{W}

$$

[3]实际功率比较大时，相同的时间内，更多的电能转化为光能，小灯泡更亮，故小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定的。

22. 测量正方体金属块的密度，用刻度尺测量金属块的边长，如图甲所示，用托盘天平测量质量，把天平放在水平桌面上，游码移到标尺的“0”刻度线后，发现指针偏向分度盘中央刻度线的右侧，此时应向调节平衡螺母，直到天平平衡。将金属块放在天平的左盘，添加砝码，移动游码，天平再次平衡，如图乙所示。则金属块的质量为______g，密度为 $\mathrm { { g } } / \mathrm { { c m } } ^ { 3 }$ 0

甲

乙

【答案】 ①. 左 ②.

21.6 ③.

2.7

【解析】

【详解】[1]把天平放在水平桌面上，游码移到标尺的“0”刻度线后，发现指针偏向分度盘中央刻度线的右侧，说明天平右侧重，应将平衡螺母向左调节，直到天平平衡。

[2]由图乙可知，金属块的质量为

$$ m = 2 0 \mathrm{g} +

1. 6 \mathrm{g} = 2

2. 6 \mathrm{g}

$$

[3]由图甲可知，刻度尺的分度值为 1mm，读数时估读到分度值的下一位，金属块左侧与零刻度线对齐，右侧与

2.00cm对齐，因此金属块的边长为

2.00cm，则正方体金属块的体积为

$$ V = (2 \mathrm{cm}) ^ {3} = 8 \mathrm{cm} ^ {3} $$

金属块的密度为

$$ \rho = \frac {m}{V} = \frac {2 1 . 6 \mathrm{g}}{8 \mathrm{cm} ^ {3}} =

2. 7 \mathrm{g/cm} ^ {3}

$$

23. 用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素。甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油，电阻丝 $R _ { 1 } , R _ { 2 } , R _ { 3 }$ 浸没在煤油中，其中 $R _ { 1 } = R _ { 2 } = 5 \Omega , R _ { 3 } = 1 0 \Omega$ 。闭合开关前，记录下煤油的初温度 $t _ { 0 }$ ，开关S接a、调节滑动变阻器滑片 P，使电流表的示数为1A，记录下第100s和第 200s时甲容器中煤油的末温度 t；开关S接b，调节滑片 P，使电流表的示数为0.5A，记录下第200s时乙、丙容器中煤油的末温度 t，断开开关，结果如下表，比较序号①②可得：当通过导体的电流和导体的______相等时，导体产生的热量与通电______有关。比较序号②和_ _可知导体产生的热量与电流大小有关。实验中，电阻 $R _ { 2 }$ 产生的热量为___ _J。

【答案】 ①. 电阻 ②. 时间 ③. ③ ④. 250

【解析】

【详解】[1][2]比较序号①②，电阻和导体中的电流不变，通电时间越长，升高的温度越高，可以得到当通过导体的电流和导体的电阻相等时，导体产生的热量与通电时间有关。

[3]探究导体产生的热量与电流大小的关系，保持电阻和通电时间相同，改变电流大小， $R _ { 1 }$ 和 $R _ { 2 }$ 的阻值相等，所以比较序号②和③得到导体产生的热量与电流大小有关。

[4]开关 S 接 b， $R _ { 2 }$ 和 $R _ { 3 }$ 串联，电路中的电流是

0.5A，通电时间是 200s，电阻 $R _ { 2 }$ 产生的热量为

$$ Q = I ^ {2} R _ {2} t = (0. 5 \mathrm{A}) ^ {2} \times 5 \Omega \times 2 0 0 \mathrm{s} = 2 5 0 \mathrm{J} $$

24. 如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为$O _ { 1 } , O _ { 2 }$ ，A 端系一石块，B 端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为 $1 0 \mathrm { k g }$ ，轮轴质量为 $1 0 \mathrm { k g }$ ，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。 $O _ { 1 } A$ 长为0.6m， $O _ { 1 } O _ { 2 }$ 长为 1m， $O _ { 2 } B$ 长为 $0 . 8 \mathrm { m }$ ，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取 ）

（1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为______kg；若A点系上质量为 40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装______kg的水；

（2）若桶内水的质量为 $4 0 \mathrm { k g }$ ，人用时 20s将桶匀速提升 3m，此时辘轳提水的机械效率为 50%，则桶对水做的功为______J，人做功的功率为______W。【答案】 ①. 30 ②. 70 ③. 1200 ④. 120

【解析】

【详解】（1）[1]桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，支点为 $O _ { 1 }$ ，由杠杆平衡条件得到

$$ \begin{array}{r l} & G _ {\text {石}} \times O _ {1} A = G _ {\text {轮}} \times O _ {1} B \ & m _ {\text {石}} g \times O _ {1} A = m _ {\text {轮}} g \times O _ {1} B \ & m _ {\text {石}} \times

0. 6 \mathrm{m} = 1 0 \mathrm{kg} \times (1 \mathrm{m} +

1. 8 \mathrm{m}) \ & m _ {\text {石}} = 3 0 \mathrm{kg} \end{array}

$$

[2]若A点系上质量为 $4 0 \mathrm { k g }$ 的石块，提水时为保证硬棒不翻转，支点为 $O _ { 2 }$ ，由杠杆平衡条件得到

$$ \begin{array}{r l} & G _ {\text {石} 1} \times O _ {2} A = G _ {\text {总}} \times O _ {2} B \ & m _ {\text {石} 1} g \times O _ {2} A = m _ {\text {总}} g \times O _ {2} B \ & 4 0 \mathrm{kg} \times (0. 6 \mathrm{m} + 1 \mathrm{m}) = m _ {\text {总}} \times

0. 8 \mathrm{m}) \ & m _ {\text {总}} = 8 0 \mathrm{kg} \end{array}

$$

桶中水的最大质量

$$ m _ {\text {水}} = m _ {\text {总}} - m _ {\text {轮}} = 8 0 \mathrm{kg} - 1 0 \mathrm{kg} = 7 0 \mathrm{kg} $$

（2）[3]桶对水做的功为

$$ W = G h = m g h = 4 0 \mathrm{kg} \times 1 0 \mathrm{N/kg} \times 3 \mathrm{m} = 1 2 0 0 \mathrm{J} $$

[4]总功

$$ W _ {\text {总}} = \frac {W}{\eta} = \frac {1200 \mathrm{J}}{50%} = 2400 \mathrm{J} $$

人做功的功率

$$ P = \frac {W _ {\text {总}}}{t} = \frac {2 4 0 0 \mathrm{J}}{2 0 \mathrm{s}} = 1 2 0 \mathrm{W} $$

三、解答题（本题共 6小题，共 40分。其中 26、30题应写出必要的解题过程）

25. 在图中作出物体ABC通过平面镜所成的像。

【解析】

【详解】根据平面镜成像的特点，像和物体关于平面镜对称，先过A点作平面镜的垂线，根据距离相同，找到对称点 A’，同理在画出B’，C’， 由于平面镜成的是虚像，故需要用虚线连接A’B’，B’C’，如图所示：

26. 如图所示，小球处于静止状态，请画出小球受力的示意图。

【解析】

【详解】小球受竖直向下的重力 G，沿绳向上的拉力F，并且这两个力是一对平衡力，从小球重心，分别沿重力和拉力的方向作有向线段，注意作图时两条线段长度要相等，如图所示：

27. 请在图的括号内标出通电螺线管左端的磁极，并在P点标出磁感线的方向。

【解析】

【详解】由图得，电流从螺线管右端流入，由右手螺旋定则得，螺线管左端为N极，右端为S极；磁体外部磁场方向从N极到S极，则P点的磁感线方向从左端到右端，如图所示

28. 我国海阳核电厂在利用核能发电的同时给居民供暖。其工作流程如图所示，核燃料反应堆内有低浓度的铀-235，发生核反应后产生大量的热，一回路和二回路是两个互不相通的水循环回路，一回路的水流过核燃料反应堆的堆芯，带走核反应堆产生的热量，在蒸汽发生器中将热量传递给二回路的水，然后流回堆芯，二回路的水在蒸汽发生器中受热，产生大量高温水蒸气，水蒸气做功推动汽轮机发电，做功后的水蒸气冷凝后返回蒸汽发生器。核能供暖是将发电之后的低品位余热取出来通过管道送给居民。单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为 $1 . 2 5 \times 1 0 ^ { 9 } \mathrm { J }$ ；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为 $1 . 2 1 \times 1 0 ^ { 9 } \mathrm { J }$ 、热量为 $2 \times 1 0 ^ { 8 } \mathrm { J }$ 对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了

3.2%。（标准煤的热值取 $3 . 0 { \times } 1 0 ^ { 7 } \mathrm { J } / \mathrm { k g } ~ \cdot$ ）

（1）核燃料反应堆中的铀-235是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。二回路中的水在蒸汽发生器中发生 （填物态变化名称）吸收热量；

（2）在下列方框中补充完整核能发电的能量转化过程

（3）若给居民供热 $5 . 4 \times 1 0 ^ { 1 5 } ]$ ，相当于完全燃烧多少千克标准煤产生的热量？

（4）单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为 _J。

【答案】 ①. 不可再生 ②. 汽化 ③. 机械能 ④. $1 . 8 \times 1 0 ^ { 8 }$ ⑤. $5 \times 1 0 ^ { 9 }$

【解析】

【详解】（1）[1]核燃料反应堆中的铀-235在短时间内不能再生，是不可再生能源。

[2]二回路中的水在蒸汽发生器中变成水蒸气，发生汽化，吸收热量。

（2）[3]由图得，核能先转化为内能，再转化为机械能推动汽轮机，产生电能。

（3）[4]依题意得，标准煤产生的热量为

$$ Q _ {\text {放}} =

5. 4 \times 1 0 ^ {1 5} \mathrm{J}

$$

由 $Q _ { # } { = } m q$ 得，标准煤完全燃烧的质量为

$$ m = \frac {Q _ {\text {放}}}{q} = \frac {5 . 4 \times 1 0 ^ {1 5} \mathrm{J}}{3 . 0 \times 1 0 ^ {7} \mathrm{J/kg}} =

1. 8 \times 1 0 ^ {8} \mathrm{kg}

$$

（4）[5]依题意得，单个机组，如果仅供电，每秒提供的电能为 $1 . 2 5 \times 1 0 ^ { 9 } \mathrm { J }$ ；若在供电的同时进行供热，每秒提供的电能为 $1 . 2 1 \times 1 0 ^ { 9 } \mathrm { J }$ 、热量为 $2 \times 1 0 ^ { 8 } \mathrm { J }$ ，对单个机组核燃料反应堆产生的能量使用效率提高了3.2%，则

$$ \frac {1 . 2 1 \times 1 0 ^ {9} \mathrm{J} + 2 \times 1 0 ^ {8} \mathrm{J}}{E} - \frac {1 . 2 5 \times 1 0 ^ {9} \mathrm{J}}{E} =

3. 2%

$$

单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为

$$ E = 5 \times 1 0 ^ {9} \mathrm{J} $$

29. 探究光的反射规律，器材有：激光笔、平面镜、标有刻度的白色硬纸板（可沿中缝折叠）、白板；

甲

乙

丙

（1）如图甲所示，将一束光照射到平面镜上，它 反射光在光屏上形成一个光斑，保持光在平面镜上的入射点不变，减小入射光与平面镜的夹角，则光屏上的光斑向 __（选填“上”或“下”）移动；

（2）利用图乙所示的装置进行探究；

①平面镜水平放置，标有刻度的白色硬纸板竖直地立在平面镜上，使一束光紧贴纸板A，射向镜面上的O点，将纸板B绕接缝ON向前或向后翻折，当纸板B和纸板A在______时，纸板B上能呈现反射光束；

②改变入射光的方向，读出入射角和反射角的大小，将测得的数据记录在表格中，由此可知：反射角与入射角大小_

③用另一束光逆着反射光的方向射到镜面，观察到反射后的光会逆着原来入射光的方向射出，这表明：；

（3）利用如图丙所示的装置进行探究。让一束光斜射到平面镜上，在入射点O放置白板并调整位置，发现白板只在某一位置能同时呈现入射光和反射光，测得此时白板与镜面成90角，说明白板与镜面的位置关系是：______，实验表明：__

（4）自行车尾灯是由许多角反射器组成的反光装置，角反射器是由互相垂直的反光面组成的。当汽车的灯光照在尾灯上时，司机看到尾灯特别亮，原因是：【答案】 ①. 下 ②. 同一平面 ③. 反射角等于入射角 ④. 光路可逆 ⑤. 垂直 ⑥. 光的 【答案】①. 下②.同一平面③. 反射角等于入射角④. 光路可逆⑤. 垂直⑥. 光的反射定律中，入射光线、反射光线、法线三线在同一个平面内 ⑦. 见解析

【解析】

【详解】（1）[1]保持光在平面镜上的入射点不变，减小入射光与平面镜的夹角，入射光线偏离法线，反射光线也偏离法线，故光斑向下移动。

（2）①[2]将纸板B绕接缝ON向前或向后翻折，发现当纸板B和纸板A在同一平面内时，B板上才能够呈现出反射光线，说明光的反射定律中，入射光线和反射光线、法线三条光线在同一平面内。

②[3]分析表格中的数据发现，反射角等于入射角。

③[4]用另一束光逆着反射光的方向射到镜面，观察到反射后的光会逆着原来入射光的方向射出，沿着原来的路径返回，故说明光路是可逆的。

（3）[5][6]白板与镜面成 角，说明白板与镜面的位置关系是垂直；若白板与平面镜不垂直，则法线不在该白板上，入射光线、反射光线、法线也不会在这个平面镜内，故看不到反射光线、入射光线，说明光的反射定律中，入射光线、反射光线、法线三线在同一个平面内。

（4）[7]由于角反射器是由互相垂直的反光面组成的，当汽车的灯光照在尾灯上时，经过两次反射后，光线将平行于入射光线，反射进入司机眼中，司机看到尾灯特别亮。

30. 小红测量长度为1m的镍铬丝、铜丝的电阻，器材有：电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、电阻箱（0~9999.9Ω），长度为40cm的导线若干。

甲

乙
（1）①用如图甲所示的电路测量镍铬丝的电阻，请用笔画线代替导线，将电路连接完整
②闭合开关前，将滑动变阻器的滑片P置于 （选填“A”或“B”）端；

③正确连接电路后，闭合开关，移动滑片P，读出电压表的示数U和电流表的示数I，记录在表格中。当电压表示数为 2V 时，电流表示数如图乙所示为______A，则镍铬丝的电阻为______Ω，分析数据可得：当导体的电阻一定时，

丙

（2）小红用连接完整的图甲电路测量铜丝电阻时，发现电压表示数始终很小，于是按照图丙的电路图重新连接电路，R 为铜丝， $R _ { \mathrm { 1 } }$ 为电阻箱，电源电压不变，闭合开关，调节电阻箱接入电路的阻值，当阻值为

0.9Ω时，电压表示数为1V；当阻值为

0.2Ω时，电压表示数为2V。则铜丝电阻为_ _Ω，电源电压为 _V。

【答案】

②. B ③.

0.4 ④. 5 ⑤. 见解析 ⑥.

0.5

⑦.

2.8

【解析】

【详解】（1）①[1]电源由两节干电池组成，电源电压是 3V，电压表选择0~3V的量程，电压表和镍铬丝并联，如图所示：

②[2]为了保护电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处，即B端。

③[3][4]由图乙可知，电流表的量程是 0~0.6A，分度值是

0.02A，电流表的示数是0.4A，镍铬丝的电阻为

$$ R = \frac {U}{I} = \frac {2 \mathrm{V}}{0 . 4 \mathrm{A}} = 5 \Omega $$

[5]由表中数据可知，电压增大几倍，对应的电流也增大几倍，可以得到当导体的电阻一定时，电流和电压成正比。

（2）[6]当阻值为0.9Ω时，电压表示数为 1V，由欧姆定律得到

$$ \frac {U}{R + R _ {1}} R = 1 \mathrm{V} $$

$$ \frac {U}{R + 0 . 9 \Omega} R = 1 \mathrm{V} ① $$

当阻值为

0.2Ω时，电压表示数为 2V，由欧姆定律得到

$$ \frac {U}{R + R _ {1} ^ {\prime}} R = 2 \mathrm{V} $$

$$ \frac {U}{R + 0 . 2 \Omega} R = 2 \mathrm{V} ② $$

由①和②得到

$$ R =

0. 5 \Omega , U =

1. 8 \mathrm{V}

$$

31. 制作简易的密度计，器材有：长度为 20cm 的吸管一根，铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。（g 取 10N/kg）

甲

乙

丙

（1）如图甲所示，用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度，用石蜡将标0cm的一端封闭，添加铁屑至管内，使其总质量为 $1 0 \mathrm { g }$ ，能竖直漂浮在液体中；

①当将它放入密度为 $\mathrm { \Omega } \mathrm { \cdot } 0 \mathrm { g / c m } ^ { 3 }$ 的水中时，浸入的深度为H。若放入密度为 $0 . 8 \mathrm { g } / \mathrm { c m } ^ { 3 }$ 的酒精中，密度计所受的浮力大小为_ _N，浸入的深度为 $H ;$

②将它放入密度为 $0 . 8 \sim 1 . 2 \mathrm { g / c m } ^ { 3 }$ 的不同液体中，浸入的深度 h 与液体密度 $\rho _ { \check { \eta } \ddot { \mathcal { Q } } }$ 之间的关系应符合图乙中（选填“a”“b”或“c”）；

③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时，两条刻度线间的距离大一些，利用现有器材，合理的做法是：

（2）如图丙所示，在吸管下方安装一个小瓶，将铁屑装入瓶中，制成另一支简易密度计，使其总质量为 $3 0 \mathrm { g }$ ，放入液体后能竖直漂浮，小瓶完全浸没。放入水中，在密度计上标记出水面位置 M，密度计排开水的体积为$\mathrm { c m } ^ { 3 }$ 。从水中取出擦干后，放入待测盐水中，M比液面高 2cm。取出密度计擦干，倒出部分铁屑，使其总质量为 $2 7 \mathrm { g }$ ，再放入水中，液面距离M为 3cm。则吸管的横截面积为 $\mathrm { c m } ^ { 2 }$ ，盐水的密度为$\mathrm { { g } } / \mathrm { { c m } } ^ { 3 }$ （保留2位小数）。

【答案】 ①.

0.1 ②.

1.25 ③. a ④. 在管内适当增加铁屑使密度计重力增大 ⑤. 30 ⑥. 1⑦.

1.07

【解析】

【详解】（1）①[1]密度计在酒精中漂浮，其受到的浮力等于重力，则浮力为

$$ F _ {\text {浮}} = G _ {\text {物}} = m g = 1 0 \times 1 0 ^ {- 3} \mathrm{kg} \times 1 0 \mathrm{N/kg} =

0. 1 \mathrm{N}

$$

[2]由于密度计在水中和酒精中均漂浮，在水中和酒精中受到的浮力均等于其重力，则密度计在水中受到的浮力等于其在酒精中受到的浮力，所以有

$$ \rho_ {\text {水}} g S H = \rho_ {\text {酒}} g S H ^ {\prime} $$

可得

$$ H ^ {\prime} = \frac {\rho_ {\text {水}} H}{\rho_ {\text {酒}}} = \frac {1 . 0 \mathrm{g/cm} ^ {3}}{0 . 8 \mathrm{g/cm} ^ {3}} \times H =

1. 2 5 H

$$

②[3]密度计在液体中漂浮，则有

$$ G _ {\text {密度计}} = F _ {\text {浮}} = \rho_ {\text {液}} g S h $$

可得

$$ h = \frac {G _ {\text {密度计}}}{\rho_ {\text {液}} g S} $$

当密度计重力，吸管的横截面积一定时， $h .$ 与 $\rho$ 成反比，故a图线符合h随 $\rho _ { \mathrm { \ i \it E } }$ 变化的规律。

③[4]适当增大密度计的重力，则密度计浸入水中的深度增大，即H 增大，密度计放入酒精中漂浮时，浸入酒精中的深度为

1.25H，也随之增大，则两条刻度线间的距离会变大。

（2）[5]当密度计总质量为 $3 0 \mathrm { g }$ 时，仍能漂浮在水中，则受到的浮力为

$$ F _ {\text {浮}} ^ {\prime} = G _ {\text {物}} = m _ {\text {密度计}} g $$

由阿基米德原理有

$$ F _ {\text {浮}} ^ {\prime} = \rho_ {\text {水}} g V _ {\text {排}} $$

则有

$$ m _ {\text {密度计}} g = \rho_ {\text {水}} g V _ {\text {排}} $$

密度计排开水的体积为

$$ V _ {\text {排}} = \frac {m _ {\text {密度计}}}{\rho_ {\text {水}}} = \frac {3 0 \mathrm{g}}{1 . 0 \mathrm{g/cm} ^ {3}} = 3 0 \mathrm{cm} ^ {3} $$

[6]与上同理，当密度计质量为 $2 7 \mathrm { g }$ 时，排开水的体积为

$$ V _ {\text {排}} ^ {\prime} = \frac {m _ {\text {密度计}} ^ {\prime}}{\rho_ {\text {水}}} = \frac {2 7 \mathrm{g}}{1 . 0 \mathrm{g/cm} ^ {3}} = 2 7 \mathrm{cm} ^ {3} $$

此时水面刻度比 M低3cm，由此可知吸管的横截面积为

$$ S = \frac {3 0 \mathrm{cm} ^ {3} - 2 7 \mathrm{cm} ^ {3}}{3 \mathrm{cm}} = 1 \mathrm{cm} ^ {2} $$

[7]当密度计的质量为 $3 0 \mathrm { g }$ 时，浸入盐水中的深度比M低2cm，由此可知在盐水中浸入的（排开盐水）体积为

$$ V _ {\text {排盐}} = 3 0 \mathrm{cm} ^ {3} - 2 \mathrm{cm} \times 1 \mathrm{cm} ^ {2} = 2 8 \mathrm{cm} ^ {3} $$

由前面分析结论 $m _ { \astrosun \astrosun \astrosun \astrosun + } g = \rho _ { \astrosun } g V _ { \astrosun \astrosun }$ ，同理，当密度计在盐水中漂浮时有

$$ m _ {\text {密度计}} g = \rho_ {\text {盐水}} g V _ {\text {排}} ^ {\prime} $$

则盐水的密度为

$$ \rho_ {\text {盐水}} = \frac {m _ {\text {密度计}}}{V _ {\text {排}} ^ {\prime}} = \frac {3 0 \mathrm{g}}{2 8 \mathrm{cm} ^ {3}} =

1. 0 7 \mathrm{g/cm} ^ {3}

$$

32. 某款家用储水式电热水器额定电压为 220V，额定功率为 3000W，额定容量为 60L，图甲是其电路原理图。插上插头，电热水器储满水后，闭合开关S，温控器开关K接触点1，对水进行加热，当加热温度达到设定温度时，K 跳转接触点2，保温指示灯L 亮起，停止加热；当水温下降，低于设定温度时，K 再次接触点 1 进行加热。 $R _ { \mathrm { 1 } }$ $R _ { 2 }$ 、 $R _ { 3 }$ 为加热电阻，其中 $R _ { 2 } = 2 R _ { 1 }$ 。该电热水器的加热模式有四个挡位，选择“一挡”， $\mathrm { S } _ { 1 }$ 、 $\mathrm { S } _ { 2 }$ 均断开。选择“二挡”， $\mathrm { S } _ { 1 }$ 闭合、 $\mathrm { S } _ { 2 }$ 断开；选择“三挡”， $\mathbf { S } _ { 1 }$ 断开、 $\mathbf { S } _ { 2 }$ 闭合，“三挡”加热时的功率是“二挡”加热时功率的

1.5 倍，选择“四挡”， $\mathrm { \sf S } _ { 1 }$ 、 $\mathrm { S } _ { 2 }$ 均闭合，此时电热水器在额定功率下工作。温控器开关 K 的结构如图乙所示，绕 O 点转动的杠杆 OAB 和绕 $O _ { 1 }$ 点转动的杠杆 $O _ { 1 } D E$ 通过弹簧相连。温包内充满热胀冷缩的感温液体，置于水中，温度与水温一致，水温升高，感温液体膨胀使膜盒顶端在A位置推杠杆 OAB，当水温达到设定温度，动触点 C与触点 2相接，电热水器停止加热。调温旋钮为凹轮结 构 ， 绕 固 定 轴 M 转动，顺时针转动调温旋钮，ME 距离减小。 $[ ~ c _ { \mathrm { * k } } = 4 . 2 { \times } 1 0 ^ { 3 } \mathrm { J / \left( k g \cdot ^ { \circ } C \right) }$ $\rho _ { \ast } = 1 . 0 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g / m } ^ { 3 } ]$

（1）该电热水器储满 60L 水后，若选择“四挡”加热，加热效率为 84%，将水从 $3 0 \mathrm { { } ^ { \circ } C }$ 加热到 $4 5 \mathrm { { ^ \circ C } }$ 需要的时间为多少？

（2）电阻 $R _ { 2 }$ 的阻值为______Ω，该电热水器在“一挡”工作时的电流为______A（保留1位小数）。

（3）为提高所设定的加热温度，应如何旋转调温旋钮？请写出做法并说明理由。

【答案】（1）1500s；（2）96.8Ω，1.2A；（3）见详解

【解析】

【详解】解：（1）60L水的质量

$$ m = \rho V = 1 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{kg/m} ^ {3} \times 6 0 \times 1 0 ^ {- 3} \mathrm{m} ^ {3} = 6 0 \mathrm{kg} $$

将水从 $3 0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ 加热到 $4 5 \mathrm { { ^ \circ C } }$ 水吸收的热量

$$ Q _ {\text {吸}} = c m \Delta t =

4. 2 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{J} / (\mathrm{kg} \cdot {} ^ {\circ} \mathrm{C}) \times 6 0 \mathrm{kg} \times (4 5 ^ {\circ} \mathrm{C} - 3 0 ^ {\circ} \mathrm{C}) =

5. 7 8 \times 1 0 ^ {6} \mathrm{J}

$$

加热器消耗电能

$$ W = Q _ {\text {放}} = \frac {Q _ {\text {吸}}}{\eta} = \frac {3 . 7 8 \times 10 ^ {6} \mathrm{J}}{84 %} =

4. 5 \times 10 ^ {6} \mathrm{J}

$$

选择“四挡”， $\mathrm { S } _ { 1 }$ 、 $\mathbf { S } _ { 2 }$ 均闭合，此时电热水器在额定功率下工作，需要的时间

$$ t = \frac {W}{P} = \frac {4 . 5 \times 1 0 ^ {6} \mathrm{J}}{3 0 0 0 \mathrm{W}} = 1 5 0 0 \mathrm{s} $$

（2）选择“二挡”， $\mathbf { S } _ { 1 }$ 闭合、 $\mathrm { S } _ { \gamma }$ 断开，此时 $R _ { \mathfrak { l } }$ 单独接入电路，电路功率

$$ P _ {2} = \frac {U ^ {2}}{R _ {1}} $$

选择“三挡”， $\mathrm { S } _ { 1 }$ 断开、 $\mathrm { S } _ { 2 }$ 闭合，此时 $R _ { 3 }$ 单独接入电路，电路功率

$$ P _ {3} = \frac {U ^ {2}}{R _ {3}} $$

“三挡”加热时的功率是“二挡”加热时功率的1.5倍，则

$$ \frac {P _ {3}}{P _ {2}} = \frac {\left(\frac {U ^ {2}}{R _ {3}}\right)}{\left(\frac {U ^ {2}}{R _ {1}}\right)} =

1. 5

$$

则 $R _ { 3 } = \frac { 2 } { 3 } R _ { 1 }$ ，选择“四挡”， $\mathrm { S } _ { 1 }$ 、 $\mathrm { S } _ { 2 }$ 均闭合，此时 $R _ { 1 }$ 、 $R _ { 2 }$ 、 $R _ { 3 }$ 并联，电路功率

$$ P = \frac {U ^ {2}}{R _ {1}} + \frac {U ^ {2}}{R _ {2}} + \frac {U ^ {2}}{R _ {3}} = \frac {U ^ {2}}{R _ {1}} + \frac {U ^ {2}}{2 R _ {1}} + \frac {U ^ {2}}{\frac {2}{3} R _ {1}} = \frac {3 U ^ {2}}{R _ {1}} = \frac {3 \times (2 2 0 \mathrm{V}) ^ {2}}{R _ {1}} = 3 0 0 0 \mathrm{W} $$

解得 $R _ { 1 } { = } 4 8 . 4 \Omega$ ，则电阻 $R _ { 2 }$ 的阻值

$$ R _ {2} = 2 R _ {1} = 2 \times 4

8. 4 \Omega = 9

9. 8 \Omega

$$

选择“一挡”， $\mathrm { S } _ { 1 }$ 、 $\mathbf { S } _ { 2 }$ 均断开，三个电阻串联，电热水器在“一挡”工作时的电流

$$ I _ {1} = \frac {U}{R _ {1} + R _ {2} + R _ {3}} = \frac {2 2 0 \mathrm{V}}{4 8 . 4 \Omega + 9 6 . 8 \Omega + \frac {2}{3} \times 4 8 . 4 \Omega} \approx

1. 2 \mathrm{A}

$$

（3）温包内充满热胀冷缩的感温液体，置于水中，温度与水温一致，水温升高，感温液体膨胀使膜盒顶端在A位置推杠杆OAB，当水温达到设定温度，动触点 $C ^ { \mathrm { ~ l ~ } }$ 与触点2相接，电热水器停止加热。为提高所设定的加热温度，感温液体膨胀对杠杆 $O A B$ 的推力变大，根据杠杆平衡条件，应使弹簧对B点的拉力变大，因为顺时针转动调温旋钮，ME距离减小，则应逆时针转动调温旋钮，使ME距离变大，增大弹簧伸长量，使弹簧对B点的拉力变大。

答：（1）将水从 $3 0 \mathrm { { } ^ { \circ } C }$ 加热到 $4 5 \mathrm { { ^ \circ C } }$ 需要的时间为 1500s；

（2）则电阻 $R _ { 2 }$ 的阻值为96.8Ω，该电热水器在“一挡”工作时的电流为1.2A；

（3）应逆时针转动调温旋钮。