2024年山东省菏泽市中考物理

试卷类型：A

菏泽市二○二四年初中学业水平考试（中考）

物理试题

注意事项：

1．本试题分为选择题和非选择题两部分，共 70分，考试时间 70分钟。

2．考生须在答题卡规定的答题区域内作答，选择题须用 2B铅笔填涂，非选择题须用

0.5毫米的黑色墨水签字笔书写。

选择题（共 24 分）

一、选择题（本题共 12小题，每小题 2分，共 24分。每小题只有一个选项符合题意，把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，选对的得 2分，多选、错选均不得分）

【答案】D【解析】

【详解】利用电流的热效应工作的用电器将电能转化为内能。A．电冰箱将电能转化为内能与机械能，故A不符合题意；B．洗衣机主要将电能转化为机械能，故B不符合题意；C．电脑将电能转声能与光能等，故C不符合题意；D．电饭煲将电能转化为内能，故D符合题意。

故选D。

2. 以下符合安全用电做法的是（ ）A. 用湿手将吹风机插头插在电源上B. 发现用电器着火，立即切断电源C. 电水壶的电源线绝缘皮破损仍继续使用D. 多个大功率用电器在一个插排上同时使用

【答案】B

【解析】

【详解】A．自来水是导体，用湿手拔插头，自来水很可能会使人体和火线接通使人触电，不符合安全用电要求，故A不符合题意；

B．发现用电器着火，立即切断电源，再灭火，不能直接向用电器泼水灭火，否则人会触电，故B符合题意；C．电源线上的绝缘层破损，当人去触摸插头时就可能使人体和带电体接触，会造成触电事故，十分危险，故应及时更换，所以要定期检查电路防止发生用电事故，故C不符合题意；D．多个大功率用电器接在一个插座上会导致通过插座的电流过大，容易使插座接线产生过多热量而使绝缘皮燃烧，不符合安全用电要求；故D不符合题意。

故选 B。

【详解】A．声音是由物体的振动产生的，老师讲课的声音是由老师声带的振动发出的，故A正确，不符合题意；B．音色是由发声体的材料和结构决定的，每个人的音色都不同，通过音色就能判断是哪位同学在回答问题，故B正确，不符合题意；C．声音的传播需要介质，真空不能传声，故C错误，符合题意；D．响度指声音的大小，同学回答问题时，声音洪亮说明响度大，故D正确，不符合题意。

【答案】A

【解析】

【详解】A．老花镜是凸透镜，对光有会聚作用，故A正确；B．物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，应用是照相机而非电影放映机，故B错误；C．物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，应用是放大镜，故C错误；D．远视眼是因为晶状体变薄，折光能力变弱，成像在视网膜后，故D错误。

5. 下列常见现象中，为了增大摩擦的是（ ）

A.

收纳箱底部装有轮子

B.

鞋底有凹凸不平的花纹

C.

游乐场的滑梯表面光滑

D.

给自行车车轴加润滑油

【答案】B

【解析】

【详解】A．收纳箱底部装有轮子，是变滑动摩擦力为滚动摩擦，可以减小摩擦力，故A不符合题意；B．鞋底有凹凸不平的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力，故B符合题意；C．游乐场的滑梯表面光滑，是在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力，故C不符合题意；D．给自行车车轴加润滑油是通过使接触面分离的方法来减小摩擦的，故D不符合题意。

故选B

6. 家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是（ ）A. 汽油燃烧时它的热值减小B. 汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多C. 汽油机的做功冲程，内能转化为机械能D. 汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分

【答案】C

【解析】【详解】A．热值是物质本身的一种特性，热值只与物质种类有关，汽油燃烧时它的热值不变，故A错误；B．热量是过程量，不能说含有热量的多少，故B错误；C．汽油机的做功冲程，燃烧产生的高温气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确；D．汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越不充分，故D错误。

故选 C。

7. 如图所示是我国古人运送巨木的劳动情境示意图。结合示意图判断，下列说法正确的是（ ）

A. 抬巨木时众人越靠近支架越省力 B. 只把悬绳向左移动一定距离更利于抬起巨木C. 在抬起巨木时横杆是省力杠杆 D. 支架下端垫有底面积较大的石块是为了减小压力

【解析】

【详解】A．在抬巨木时众人越靠近支架，动力臂越小，阻力与阻力臂 乘积不变，由杠杆平衡条件得，动力越大，则越费力，故A错误；B．只把悬绳向左移动一定距离更利于抬起巨木，动力臂越小，阻力与阻力臂的乘积不变，由杠杆平衡条件得，动力越大，则越不容易抬起巨木，故B错误；C．在抬起巨木时横杆，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C正确；D．支架下端垫有底面积较大的石块是不能减小压力，而是通过增大受力面积，减小压强，故D错误。故选C。

8. 2024年5月 29日，世联赛中国澳门站中国女排 3∶1战胜对手，取得开门红，如图是比赛现场画面。在比赛中蕴含的物理知识，下列说法正确的是（ ）

A. 排球在空中上升是因为受到惯性作用B. 排球上升到最高点时不受力的作用

C. 排球在空中下降时动能向重力势能转化D. 排球在地面上滚动一段距离后停下来，说明力可以改变物体的运动状态

【答案】D

【解析】

【详解】A．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，它不是一种力，所以我们不能说物体“受到惯性作用”或“受到惯性力”。排球在空中上升是有由于排球具有惯性，它会保持原来的运动状态继续向上运动。故A错误；B．排球上升到最高点时受到重力的作用，故B错误；C．排球在空中下降时质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故C错误；D．排球在地面上滚动时受到地面对其的阻力，排球在地面上滚动一段距离后停下来，由运动变为静止，说明力可以改变物体的运动状态，故D正确。故选D。

9. 下列四幅图中关于压强的描述错误的是（ ）

A.

用吸管喝牛奶利用了大气压强

B.

泰山山顶的大气压强比山脚下的小

C.

潜水员在水中上升过程受到 压强越来 越大

D.

【答案】C

飞机机翼是利用气体流速大压强小的原理设计的

【解析】

【详解】A．用吸管喝牛奶时，先吸去管中的空气，使管中气压变小，在大气压的作用下，牛奶进入吸管再流入口中，利用了大气压原理，故A正确，不符合题意；B．大气压随着高度的升高而减小，因此泰山山顶的大气压强比山脚下的小，故 B 正确，不符合题意；C．潜水员在水中上升过程距离水面的深度越来越小，由 $p = \rho g h$ 可知，受到的压强越来越小，故C错误，符合题意；D．飞机机翼设计成流线型，上方空气流速大、压强小，下方空气流速小、压强大，则机翼受到向上的压强差，从而产生了向上的升力，故D正确，不符合题意。故选 C。

10. 为确保安全，某品牌电动车须拧动钥匙（相当于闭合开关 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ）且按下按键（相当于闭合开关 $\mathbf { S } _ { 2 } \ \mathrm { ~ . ~ }$ ）才能启动。下列电路设计符合要求的是（ ）

A.

B.

C.

D.

【答案】A

【解析】

【详解】由题意可知，只有开关 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 、 $\mathrm { S } _ { 2 }$ 都闭合后，才能启动，电动机才开始工作，说明两开关相互影响，则两开关是串联的，即两开关、电动机与电源组成串联电路。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。

11. 如图所示是安检使用 一种金属探测仪。当探测仪靠近金属物体时，会产生感应电流，发出报警信号，其工作原理与下列实验原理相同的是（ ）

A.

B.

C.

【答案】B

【解析】

【详解】金属探测仪靠近金属物体时，会产生感应电流，发出报警信号，其工作原理是电磁感应。A．给导线通电，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在着磁场，与探测仪的原理不同，故A不符合题意；B．导体棒在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，是电磁感应现象，故B符合题意；C．如图，给导体通电，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，其原理与电磁感应不同，故C不符合题意；D．图中探究的是电磁体磁性的影响因素，其原理与电磁感应不同，故D不符合题意。故选 B。

12. 如图所示，电源电压恒定。下列说法正确的是（ ）

A. 只闭合 $\mathrm { \sf S } _ { 1 }$ ，电阻R与灯泡L并联

B. 只闭合 $\mathrm { \sf S } _ { 1 }$ ，电压表测量电阻R两端电压C. 先闭合 $\mathrm { \sf S } _ { 1 }$ ，再闭合 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，灯泡L亮度变大D. 先闭合 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ，再闭合 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，电流表示数变大

【答案】C

【解析】

【详解】AB．只闭合 $\mathrm { \sf S } _ { 1 }$ ，电路依次经过电阻R与灯泡L回到负极，电阻R与灯泡L串联，电压表并联在电源两端，测电源电压，故 AB错误；CD．先闭合 $\mathrm { S } _ { \mathrm { r } }$ ，电阻R与灯泡L串联，电流表测电路电流，有示数，再闭合 $\mathbf { S } _ { 2 }$ ，电阻 $R$ 与电流表被短路，则电流表无示数，所以电流表示数变小，总电阻变小，根据 $I = { \frac { U } { R } }$ ，电路中电流变大，则灯泡L亮度变大，故C正确，D错误。故选C。

非选择题（共 46 分）

二、填空题（本题共 6小题，每空 1分，共 13分。把答案书写在答题卡相应位置）

13. 如图所示，滑旱冰时小明用力推墙，他便向后退，说明力的作用是______的；使小明后退的力的施力物体是 C

【答案】 ①. 相互 ②. 墙

【解析】

【详解】[1][2] 穿旱冰鞋的小明用手推墙，他自己也会后退。这是因为手对墙施力的同时，手也受到墙的力。这表明，物体间力的作用是相互的。使小明后退的力的施力物体是墙。

14. 如图是中国空间站太阳能电池板，它把太阳能转化为电能。太阳能清洁无污染，是______能源（选填“可再生”或“不可再生”）。中国空间站向地面指挥中心发送信息，是通过______传递的。

【答案】 ①. 可再生 ②. 电磁波

【解析】

【详解】[1] 太阳能可以在自然界中源源不断的获得，所以是可再生能源。

[2] 电磁波可以在真空中传播且可以传递信息，所以地面指挥中心与空间站是通过电磁波传递信息的。

15. 唐代诗人于良史在《春山夜月》中写道：“掬水月在手，弄花香满衣”，从物理学角度看，手中“月”是___ ___（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的虚像；“香”满衣是一种______现象。【答案】 ①. 等大 ②. 扩散

【解析】

【详解】[1]手中“月”是平面镜成像现象，是等大的虚像。

[2]“香”满衣是一种扩散现象，说明香气分子扩散到衣服上。

16. 中国高铁正在高速发展。在旷野里，远远看到疾驰的列车犹如一枚“白色子弹”，如图所示。若它以100m/s的速度匀速直线行驶12s，则行驶了______m。以列车为参照物，座位上安静看书的乘客是的。列车上交谈的乘客自觉压低声音，这是在______处减弱噪声。

【答案】 ①. 1200 ②. 静止 ③. 声源

【解析】

【详解】[1]若它以100m/s的速度匀速直线行驶 12s，由 $\nu = \frac { s } { t }$ 得，高铁行驶的距离为$s = \nu t = 1 0 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } \times 1 2 \mathrm { s } = 1 2 0 0 \mathrm { m }$

[2]以列车为参照物，座位上安静看书的乘客的位置不变，是静止的。

[3]列车上交谈的乘客自觉压低声音，减少噪声的产生，这是在声源处减弱噪声。

17. 电脑屏幕上“粘”了一层灰尘，小明想到了一个除尘办法：用塑料尺在头发上快速摩擦了几下，靠近电脑屏幕，灰尘就被吸下来。这是利用了带电体______的性质；塑料尺是______（选填“导体”或“绝缘体”）。

【答案】 ①. 具有吸引轻小物体 ②. 绝缘体

【解析】

【详解】[1] 用塑料尺在头发上快速摩擦了几下后发生摩擦起电现象，塑料尺变成了带电体，而带电体具有吸引轻小物体的性质，所以将塑料尺靠近电脑屏幕，灰尘就被吸下来。

[2] 塑料尺导电性很差，属于绝缘体。

18. 用如图所示的滑轮组将重 540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为 200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重______N，此过程该滑轮组的机械效率为

【答案】 ①. 60 ②. 90％

【解析】

【详解】[1]滑轮组绳子承重段数

$$ n = 3 $$

不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦

$$ F = \frac {G _ {\text {物}} + G _ {\text {动}}}{n} $$

则

$$ G _ {\text {动}} = n F - G _ {\text {物}} = 3 \times 2 0 0 \mathrm{N} - 5 4 0 \mathrm{N} = 6 0 \mathrm{N} $$

[2]此过程该滑轮组的机械效率为

$$ \eta = \frac {W _ {\text {有}}}{W _ {\text {总}}} \times 100% = \frac {G}{n F} \times 100% = \frac {540 \mathrm{N}}{3 \times 200 \mathrm{N}} \times 100% = 90% $$

三、作图与实验探究题（本题共 5小题，共 19分。按题目要求在答题卡上相应位置作答）

19. 如图所示，五代时期的文物倒流壶静止在博物馆的水平展台上，请在O点画出倒流壶受到的重力G和支持力F的示意图。

【解析】

甲

【答案】

【详解】倒流壶在重力与支持力的作用下处于平衡状态，重力与支持力大小相等，过重心分别做竖直向下、竖直向上的带箭头的直线分别表示重力与支持力，两力的线段等长，如图所示：

20. 2024年4月26日，神舟十八号载人飞船成功对接中国空间站，装有 4条斑马鱼的特制透明容器顺利转移到问天实验舱，如图甲所示。请你在图乙中画出航天员看到斑马鱼的光路图（S表示斑马鱼的实际位置， 表示宇航员看到的斑马鱼像的位置，不考虑容器壁对光线的影响）。

【解析】

【详解】眼睛以为光线是沿直线传播的，连接眼睛与像点，可得折射光线，折射光线与界面的交点为入射点，连接S点与入射点，可得入射光线，如图所示：

21. 物理学习小组用如图甲所示的实验装置探究水在沸腾前后温度变化的特点。请完成下列问题：

甲

乙

（1）安装实验装置时先固定铁圈 （选填“A”或“B”）；

（2）用酒精灯对水加热时，烧杯上方有“白气”产生，这是____ _现象（填物态变化名称）；

（3）根据水在沸腾前后记录的数据，该组同学绘制出如图乙所示的图像，分析图像可知：水在沸腾过程中，温度___ __（选填“升高”、“降低”或“不变”）；

（4）对实验进行评估时，小明指出水加热至沸腾用时过长。为了节省时间，请你提出一条合理建议：【答案】 ①. B ②. 液化 ③. 不变 ④. 减少水量

【解析】

【详解】（1）[1] 为确保用酒精灯的外焰加热，应自下而上安装器材，所以安装实验装置时先固定铁圈A。

（2）[2] 实验过程中，烧杯口出现的“白气”是水蒸气遇冷液化成的水珠。

（3）[3] 由图像可知，水沸腾前温度不断升高，沸腾后温度保持沸点98℃不变。

（4）[4] 为了减小水加热至沸腾的时间，可以减少水的质量、提高水的初温、加大火力。

22. 物理学习小组在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用同一金属块依次进行如下步骤的操作：

A

B

C

D

根据上述实验步骤，完成下列问题：

（1）步骤A中金属块重 $\underline { { \mathrm { ~ N } } } ;$

（2）步骤B中金属块受到的浮力为 _N；

（3）分析 三步骤数据，初步得出浮力大小与液体密度有关；

（4）若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精，测力计的示数______1.6N（选填“大于”、“小于”或“等于”）；

（5）结合已学知识，根据步骤A、C，计算出金属块的体积为 $\mathrm { { \bf ~ m } } ^ { 3 } ~ ( \rho _ { \mathrm { \tiny { \uparrow } } } = 1 . 0 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g / m } ^ { 3 }$ ，g 取10N/kg）。

【答案】 ①.

2.6 ②.

0.4 ③. A、C、D ④. 大于 ⑤. $1 . 0 \times 1 0 ^ { - 4 }$

【解析】

【详解】（1）[1]由图A可知，弹簧测力计的分度值为

0.1N，示数为2.6N，故金属块重

2.6N。

（2）[2]图B中，弹簧测力计的示数为

2.2N，由称重法可知，步骤B中金属块受到的浮力为

$$ F _ {\text {浮}} = G - F _ {\text {示}} =

2. 6 \mathrm{N} -

3. 2 \mathrm{N} =

4. 4 \mathrm{N}

$$

（3）[3]探究浮力大小与液体密度的关系，根据控制变量法，要使金属块排开液体的体积相同，液体的密度不同，因此应分析 A、C、D三步数据。C、D中，金属块完全浸入液体，排开液体的体积相同，液体密度不同，弹簧测力计示数不同，根据称重法可知金属块受到的浮力不同，因此可初步得出浮力大小与液体密度有关。

（4）[4]若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精，金属块排开液体的体积不变，液体密度减小，由 $F _ { \lessgtr } = \rho _ { \Supset } g V _ { \sharp { \mit \ / } }$ 可知，金属块受到的浮力减小，由 $\begin{array} { r } { F _ { } = G - F _ { \ast } } \end{array}$ 可知，弹簧测力计的示数变大，即大于

1.6N。

（5）[5]由A、C可得，金属块完全浸没时，受到的浮力为

$$ F _ {\text {浮}} ^ {\prime} = G - F _ {\text {示C}} =

2. 6 \mathrm{N} -

3. 6 \mathrm{N} = 1 \mathrm{N}

$$

金属块的体积

$$ V = V _ {\text {排}} = \frac {F _ {\text {浮}} ^ {\prime}}{\rho_ {\text {水}} g} = \frac {1 \mathrm{N}}{1 . 0 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{kg/m} ^ {3} \times 1 0 \mathrm{N/kg}} =

1. 0 \times 1 0 ^ {- 4} \mathrm{m} ^ {3}

$$

23. 某班级在“探究电流与电压的关系”分组实验中，所用电源电压为3V，定值电阻R阻值为5Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，各仪器均完好。请完成下列问题：

甲

乙

丙

（1）用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整，要求：滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大，导线不交叉_

（2）检查电路时，发现电流表指针如图乙所示，接下来正确的操作是 ___；

（3）闭合开关进行实验，移动滑片P 到某一位置，电压表的示数如图丙所示，示数为______V；

（4）一小组展示实验数据如表格所示，其他小组发现有一次实验数据是拼凑的，请你指出是第______次实验数据，依据是：__

（5）分析表格中有效实验数据，初步得出：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成C

【答案】

①.

②. 对电流表调零 ③.

1.6 ④. 1 ⑤. 见解

析 ⑥. 正比

【解析】

【详解】（1）[1] 要求滑动变阻器滑片 P向右移动时电阻变大，则变阻器应选择左下接线柱串联到电路中，作图如下：

（2）[2] 如图乙所示，闭合开关前电流表指针未指在零刻度线处，则应对电流表调零。

（3）[3] 如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.6V。

（4）[4][5] 定值电阻R阻值为 5Ω，滑动变阻器的规格为 $^ { \dag } 2 0 \Omega \quad 1 \mathrm { A } ^ { \dprime }$ ，电路中最小电流为

$$ I _ {\mathrm{min}} = \frac {U}{R + R _ {\text {滑大}}} = \frac {3 \mathrm{V}}{5 \Omega + 2 0 \Omega} =

0. 1 2 \mathrm{A} >

1. 1 \mathrm{A}

$$

所以第 1次实验数据是拼凑的。

（5）[6] 分析表格中有效实验数据可知，对应电压与电流的比值为

$$ R = \frac {U}{I} = \frac {0 . 5 \mathrm{V}}{0 . 1 \mathrm{A}} = 5 \Omega $$

比值为一个定值，所以可得：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。

四、计算与应用题（本题共 2小题，共 14分。在答题卡相应位置作答。解答应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤，计算过程中物理量必须带上单位，只写出最后答案的不能得分）24. 小明一家到海边旅游时，在宾馆房间打电话购买生活物品，服务员让四轮智能机器人（如图甲所示）配送。机器人和生活物品的总质量为 48kg，每个轮子与地面接触时受力面积为 $6 \times 1 0 ^ { - 4 } \mathrm { m } ^ { 2 }$ ，g 取 10N/kg。（1）求装载小明购买物品的机器人静止在水平地面上时对地面的压强；

（2）装载小明购买物品的机器人乘坐电梯匀速上升20m，求电梯对机器人做的功；

（3）小明想知道海水的密度，便用购买的纯净水（密度为 $1 . 0 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 } )$ 和宾馆的电子秤进行如下操作：①小明把一瓶未开口的纯净水（如图乙所示）放在水平桌面上，静止时标记水面位置，并测出其质量为

1.02kg；②倒净该瓶内的纯净水，装入海水至标记处，拧紧瓶盖，测出其质量为1.05kg。请你帮助小明计算海水的密度。

甲

乙

【答案】（1） $2 \times 1 0 ^ { 5 } \mathrm { P a }$ ；（2） ；（3） $1 . 0 3 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$

【解析】

【详解】解：（1）装载小明购买物品的机器人静止在水平地面上时对地面的压力为

$$ F = G = m g = 4 8 \mathrm{kg} \times 1 0 \mathrm{N/kg} = 4 8 0 \mathrm{N} $$

则对地面的压强为

$$ p = \frac {F}{S} = \frac {4 8 0 \mathrm{N}}{4 \times 6 \times 1 0 ^ {- 4} \mathrm{m} ^ {2}} = 2 \times 1 0 ^ {5} \mathrm{Pa} $$

（2）电梯对机器人做的功为

$$ W = G h = 4 8 0 \mathrm{N} \times 2 0 \mathrm{m} = 9 6 0 0 \mathrm{J} $$

（3）设瓶子的质量为 $m _ { 0 }$ ，依题意可知纯净水和海水的体积相同，均为 ，根据 $m = \rho V$ 则有

$$ 1 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{kg/m} ^ {3} \times 1 \times 1 0 ^ {- 3} \mathrm{m} ^ {3} + m _ {0} =

1. 0 2 \mathrm{kg}\tag{①}

$$

$$ \rho_ {\text {海水}} \times 1 \times 1 0 ^ {- 3} \mathrm{m} ^ {3} + m _ {0} =

1. 0 5 \mathrm{kg}\tag{②}

$$

联立①②，解得海水的密度 $\rho _ { \mathrm { i f f } } = 1 . 0 3 { \times } 1 0 ^ { 3 } { \mathrm { k g } } / \mathrm { m } ^ { 3 }$ 0

答：（1）装载小明购买物品的机器人静止在水平地面上时对地面的压强为 $2 \times 1 0 ^ { 5 } \mathrm { P a }$ ；

（2）电梯对机器人做的功为 ；

（3）海水的密度为 $1 . 0 3 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$

25. 植物生长需要适宜的环境湿度。某中学劳动实践小组为大棚内的植物“多肉”（适宜的环境湿度为30%~40%）设计了一个自动加湿装置，当环境湿度降至30%，加湿器恰好开始加湿，当环境湿度升至40%，加湿器恰好停止加湿，其电路如图所示。控制电路的电源电压U恒为6V，定值电阻 $R _ { 0 }$ 为 20Ω，湿敏电阻R的阻值随环境湿度的升高而减小，它的阻值与部分环境湿度对应关系如表所示。请完成下列问题（线圈电阻不计）：

（1）闭合开关 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ，电磁铁的上端是___ _极；通过电磁铁的电流越大，磁性越

（2）闭合开关 $\mathbf { S } _ { 1 } \setminus \mathbf { S } _ { 2 }$ ，求衔铁恰好被吸下时控制电路的总功率；（ ）

（3）若大棚内的植物换成牡丹（适宜的环境湿度为50%~70%），小明提出该加湿装置只更换电阻 $R _ { 0 }$ 就能实现“当环境湿度降至50%，加湿器恰好开始加湿，当环境湿度升至 70%，加湿器恰好停止加湿”，求更换后 $R _ { 0 }$ 的阻值。（ ）

【解析】

【详解】（1）[1] 闭合开关 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极。

[2] 电磁铁的磁性和电流的大小有关，通过电磁铁的电流越大，磁性越强。

（2）[3] 闭合开关 $\mathbf { S } _ { 1 } , \mathbf { S } _ { 2 }$ ，控制电路中，定值电阻 $R _ { 0 }$ 和湿敏电阻R串联，衔铁恰好被吸下时，湿度为40%，由表知，此时 ，则此时控制电路的总功率为

$$ P = \frac {U ^ {2}}{R _ {\text {总}}} = \frac {U ^ {2}}{R _ {0} + R} = \frac {(6 \mathrm{V}) ^ {2}}{2 0 \Omega + 3 0 \Omega} =

0. 7 2 \mathrm{W}

$$

（3）[4] 加湿器恰好开始加湿和停止加湿控制电路中的电流不变，根据 $R = { \frac { U } { I } }$ ，则控制电路中的总电阻不变，由表知，环境湿度50%比 30%相比，70%与 40%相比，对应湿敏电阻R阻值均减小 ，所以更换后$R _ { 0 }$ 的阻值应相比原来增加 ，则更换后 $R _ { 0 }$ 的阻值为

$$ R _ {0} ^ {\prime} = R _ {0} + 2 0 \Omega = 2 0 \Omega + 2 0 \Omega = 4 0 \Omega $$