2021衡阳市初中学业水平考试试卷物理一、单项选择题（共12小题，每小题3分，共36分）1.下列数据中，最接近生活实际的是（ ）A.人步行速度为B.洗澡时适宜的水温为C.九年级物理课本长约D.一名中学生所受重力约【答案】A【解析】【分析】【详解】A．成年人步行的速度在4km/h=4×m/s≈1.1m/s左右，故A符合题意；B．洗澡时适宜的水温为40℃，故B不符合题意；C．中学生伸开手掌，大拇指指尖到中指指尖的距离大约20cm，物理课本的长度大于20cm，在26cm左右，故C不符合题意；D．一名中学生所受重力约500N，故D不符合题意故选A。2.如图所示，下列关于光学现象的描述及解释正确的是（ ）A.图甲中，筷子“弯折”是光的直线传播现象B.图乙中，手影是光的反射现象形成的C.图丙中，塔影是光的折射现象形成的D.图丁中，彩虹是光的色散现象形成的【答案】D【解析】【分析】
【详解】A．筷子在水中变弯折是光的折射形成的，故A错误；B．手影是光的直线传播形成的，故B错误；C．塔影是平面镜成像现象，是光的反射形成的，故C错误；D．彩虹是光色散形成的，故D正确。故选D。3.下列现象和推断不符合实际的是（ ）A.现象：抽去玻璃板，两瓶中的气体都会变成红棕色。推断：分子在不停地做无规则运动B.现象：稍稍用力向上拉玻璃板，弹簧测力计示数变大。推断：分子间只有引力没有斥力C.现象：棉花被点燃。推断：外界对物体做功，物体的内能增大，温度升高D.现象：当塞子跳起时瓶内出现白雾。推断：物体对外界做功，物体内能减小，温度降低【答案】B【解析】【分析】【详解】A．抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，属于扩散现象，说明气体分子在不停地做无规则运动，故A正确，不符合题意；B．缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板，弹簧测力计示数变大，分子间同时存在引力和斥力，分子间距离较大，表现的是分子间的引力，故B错误，符合题意；C．将活塞迅速下压，压缩气体做功，使筒内的气体内能增大，气体温度升高，达到硝化棉的燃点，使硝化棉燃烧，故C正确，不符合题意；D．向烧瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内气体膨胀对外做功，温度降低，内能减小，水蒸气液化形成白雾，说明物体对外界做功，物体内能减小，故D正确，不符合题意。故选B。4.如图所示，是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，有关它的说法正确的是（ ）
A.“标”“本”表示力，“权”“重”表示力臂B.图中的点为杠杆的支点C.“权”小于“重”时，端一定上扬D.增大“重”时，应把“权”向端移【答案】D【解析】【分析】【详解】A．“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，故A错误；B．杠杆绕着O转动，故O为支点，故B错误；C．“权”小于“重”时，端可能上扬，因为杠杆平衡原理可知，平衡不仅与力有关还与力臂有关，故C错误；D．增大“重”时，重与OB的乘积变大，在权不变的情况下可以增大标，故应把“权”向端移，故D正确。故选D。5.甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同的小球而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则它们在水中所受浮力相等的是（ ）A.甲和乙B.乙和丙C.丙和丁D.甲和丁【答案】C【解析】【分析】【详解】已知四个小球的体积相同，由图知，四个球排开水的体积关系为
V甲排＜V乙排＜V丙排=V丁排由F浮=ρ水V排g可知，四个球受到的浮力关系为F甲＜F乙＜F丙=F丁即所受浮力相等的是丙和丁。故选C。6.生活中许多现象都与我们学过的物理知识有关，下列对物理现象的解释合理的是（ ）A.摩擦起电是通过摩擦的方式创造了电荷B.指南针在静止时会指向南北方向，说明地球周围存在磁场C.高速公路上之所以对汽车有最大限速，是因为速度越大，惯性越大D.炎热的夏天，我们在教室里面洒水，是利用水的比热容大的特性【答案】B【解析】【详解】A．摩擦起电的实质是电子的转移，不是创造了电荷，故A不符合题意；B．地球本身是个巨大的磁体，周围存在地磁场，指南针在静止时会指向南北方向，就是受到地磁场的作用，故B符合题意；C．高速公路上之所以对汽车有最大限速，是为了限制汽车的动能大小；惯性大小与物体的速度无关。故C不符合题意；D．炎热的夏天，我们在教室里面洒水，是利用水汽化时要吸收热量，不是利用水的比热容大，故D不符合题意。故选B。7.如图所示，购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时站在摄像头（相当于一个凸透镜）前约的位置，面对镜头，经系统自动拍照、扫描等，确认信息后，即可进行后续工作。则下列说法正确的是（ ）A.摄像头的焦距可能是B.人脸通过摄像头成像是光的反射现象形成的C.“刷脸”时，面部经摄像头成正立缩小的实像D.“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外
【答案】D【解析】【分析】【详解】AD．当u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像，所以，“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外，即1m＞2ff＜0.5m故A错误，D正确。B．人脸通过摄像头成像是光的折射现象形成的，故B错误；C．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立、缩小的实像，故C错误；故选D。8.关于家庭电路及安全用电，下列说法正确的是（ ）A.我国家庭电路的电压是B.用电器起火，可以迅速用水将火扑灭C.为了防止触电，必须把用电器的开关接在火线上D.家庭电路中，同时工作的用电器越多，总电阻越大【答案】C【解析】【分析】【详解】A．我国家庭电路的电压是220V，故A错误；B．用电器起火，要先断开电源，再想法灭火，如果直接用水灭火，由于水的是导体，有可能引起触电事故，故B错误；C．开关必须接在用电器与火线之间，这样在断开用电器时，才能断开火线与用电器的连接，避免触电，故C正确；D．家庭电路中的各用电器是并联连接，所以电路中用电器越多，总电阻越小，故D错误。故选C。9.如图所示，粽子是端午节的一种传统食品，包粽子、煮粽子过程中也有许多物理知识，下列说法错误的是（ ）
A.刚煮熟的粽子很烫，是因为它含有的热量多B.用粽叶将糯米包裹起来，说明力可以改变物体的形状C.用细线系紧粽子时，线越细感觉越勒手，是因为受力面积小，压强大D.粽子放入锅中，加热至水沸腾后，继续加热，水的温度保持不变【答案】A【解析】【分析】【详解】A．热量是一个过程量，不能说含有的热量多，故A错误，符合题意；B．用粽叶将糯米包裹起来，改变了粽叶的形状，说明力可以改变物体的形状，故B正确，不符合题意；C．用细线系紧粽子时感觉勒手，是因为受力面积小，压强大，故C正确，不符合题意；D．粽子放入锅中，加热至水沸腾后，继续加热，由水沸腾的特点可知水的温度保持不变，故D正确，不符合题意。故选A。10.常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的，若其中任一方式解锁失败后，锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能，S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能．若用灯泡L发光模拟手机解锁成功，则符合要求的模拟电路是A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】由题意知开关S1或开关S2均可接通电路，所以S1、S2并联，开关S3断开手机解锁功能暂停，说明S3位于电路干路．故C项符合题意；11.
某同学用托盘天平和量筒测量一小石块的密度，如图甲是调节天平时的情形，图乙和图丙分别是测量石块质量和体积时的情形，下列说法正确的是（ ）A.甲图中应将平衡螺母向左调，使横梁平衡B.乙图中测石块质量时，天平的读数是C.由丙图量筒的示数测得石块的体积是D.计算出石块的密度是【答案】D【解析】【分析】【详解】A．由图甲知，指针左偏，应将平衡螺母向右调使横梁平衡，故A错误；B．对于天平来说，其标尺上的分度值是0.2g，故石块的质量是50g+20g+1.4g=71.4g故B错误；C．量筒中水的体积是60cm3，放入石块后的体积是80cm3，石块的体积为V=80cm3-60cm3=20cm3故C错误；D．此时石块的密度故D正确。故选D。12.如图所示是某载人潜水器，它可以在4500米的水下连续工作。若海水密度约为，潜水器悬浮在海水中时的总质量为。下列说法正确的是（ ）
A.潜水器在海面上漂浮时浮力大于重力B.潜水器上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的C.潜水器悬浮在海水中时，所受浮力为1.8×105ND.潜水器在海面下4500米处作业时，受到的海水压强为【答案】C【解析】【分析】【详解】A．潜水器在海面上漂浮时浮力等于重力，故A错误；B．潜水器上浮和下潜是靠改变自身的重力来实现的，故B错误；C．潜水器悬浮在海水中时，所受浮力为F浮=G=mg=18×103kg×10N/kg=1.8×105N故C正确；D．潜水器在海面下4500米处作业时，受到的海水压强为p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m=4.5×107Pa故D错误故选C。二、双项选择题（共4小题，每小题3分，全对得3分，选对但不全的得2分，共12分）13.为迎接建党100周年，学校在多功能报告厅开展了党史知识抢答赛活动，关于其中使用的多媒体设备蕴含的物理知识，下列说法正确的是（ ）A.音响中的扬声器是把声信号转换成电信号的一种装置B.调节音响上的音量按钮，是为了改变声音的响度C.话筒的原理是电磁感应现象D.使用的投影仪，成的是正立、放大的虚像【答案】BC【解析】【详解】A．音响中的扬声器通入音频电流后纸盆振动发声，是把电信号转换成声信号的一种装置，故A错误；
B．调节音响上的音量按钮，是调节声音的大小，即是为了改变声音的响度，故B正确；C．使用话筒时，声音引起话筒中膜片振动，膜片带动磁场中的线圈做切割磁感线运动，线圈中产生感应电流，将声信号转化为电信号，所以，话筒的原理是电磁感应现象，故C正确；D．投影仪的成像特点是倒立、放大的实像，故D错误。故选BC。14.小华根据实验数据绘制了如图所示的甲乙丙丁四幅图像，其中对实验图像分析正确的是（ ）A.图甲说明物体处于静止状态B.图乙说明物体在做匀速直线运动C.图丙说明物体的质量与它的体积成正比D.图丁说明物体所受重力与它的质量成正比【答案】CD【解析】【分析】【详解】A．图甲是v-t图象，且v保持不变，所以物体作匀速直线运动，故A错误；B．图乙是s-t图象，而s保持不变，说明物体处于静止状态，故B错误；C．图丙中的m与V的关系图线是过原点的倾斜直线，所以物体的质量与它的体积成正比，故C正确；D．图丁中的G与m的关系图线是过原点的倾斜直线，所以物体所受的重力与它的质量成正比，故D正确。故选CD。15.如图所示，一位同学用滑轮组拉着重的物体A，使它内在水平面上匀速前进，水平拉力，若与地面的摩擦力是物重的0.2倍，下列说法正确的是（ ）A.他做的总功是B.他做的有用功是C.拉力做功的功率是D.该滑轮组的机械效率是
【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离s=2s物=2×1m=2m总功W总=Fs=75N×2m=150J故A正确；B．摩擦力f=0.2G=0.2×450N=90N他做的有用功W有=fs物=90N×1m=90J故B错误；C．拉力做功的功率故C错误；D．该滑轮组的机械效率=60%故D正确。故选AD。16.如图甲所示的电路中，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片P从端移动到端的过程中，电流表示数与电压表示数的变化关系如图乙所示，则下列判断正确的是（ ）
A.电源的电压为B.定值电阻的阻值为C.的最大功率为D.当滑片在端时，电路的总功率为【答案】BD【解析】【分析】【详解】AB．由图甲可知，两电阻串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图乙可知I1=0.6A，电源的电压U=I1R0=0.6A×R0当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，即滑片在b端，电路中的电流最小，由图乙可知I2=0.2A，U2=4V因为电源的电压不变，所以0.6A×R0=0.2A×R0+4V解得R0=10Ω，所以电源的电压U=0.6A×R1=0.6A×10Ω=6V故B正确，A错误；C．的最大功率为P0最大=I12R0=(0.6A)2×10Ω=3.6W故C错误；D．当滑片在端时，电路的总功率为P=UI2=6V×0.2A=1.2W
故D正确。故选BD。二、作图与填空（共5小题，17-19每小题2分，20-21每小题4分，共14分）17.舞蹈教室有一面平面镜，四位学生在平面镜前排练舞蹈，请你根据平面镜成像的特点，在图中分别用，标出，两位学生像的位置。【答案】【解析】【分析】【详解】根据平面镜成像特点：平面镜所成像的大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直，作图如下18.如图所示，一个小球停放在水平地面的墙角处，请画出小球的受力示意图。
【答案】【解析】【详解】放在水平地面的墙角处的小球，受到竖直向下的重力和地面对它竖直向上的支持力，这两个力是一对平衡力，大小相等；小球与地面之间没有摩擦力，与竖直墙壁之间也没有作用力，故作图如下：19.为了做好疫情防控工作，学校工作人员每天喷洒消毒液，并对进入校园的人员测量体温。如图，常用的测温枪是利用人体发出的______（填“红外线”或“紫外线”）来测量体温的。喷洒到地面的消毒液不久之后消失，这是因为消毒液发生了______（填物态变化名称）。【答案】(1).红外线(2).汽化【解析】【分析】【详解】[1]一切物体都会向外辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越多，测温枪是利用人体发出的红外线来测量体温的。[2]喷洒到地面的消毒液不久之后消失，是因为消毒液由液态变为气态，发生了汽化现象。20.李芳用家中的电能表表盘如图，她家新购置了一台用电器，她想用这个电能表来测量该用电器的电功率与说明书上是否一致，于是她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让这个用电器工作，
内电能表的转盘转了30转，则测得该用电器的电功率是______，已知她家原有用电器的总功率是，从电能表使用的角度考虑，她家的电路______（选填“能”或“不能”）接入该用电器。【答案】(1).(2).能【解析】【分析】【详解】[1]1min内该用电器消耗的电能该用电器的功率[2]由电能表的参数知，李芳家电路允许消耗的最大功率Pmax=UI=220V×20A=4400W接入该用电器后，家中用电器的总功率P总=P+P原=600W+3000W=3600W<4400W所以她家的电路能接入该用电器。21.2021年5月22日10时40分，中国第一辆火星车“祝融号”安全驶离着陆平台，成功“打卡”火星表面，正式开启火星探测之旅。早在5月15日，天问一号任务着陆巡视器就已成功软着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，“祝融号”火星车建立了对地通信。当天一着陆，“祝融号”火星车就直接向家人报告“我已着陆，感觉良好”，并用随身携带的相机拍了一些照片，为了应对火星表面的低气压以及昼夜温差。研制团队为火星车配置了两套集热器，并采用了纳米气凝胶保温。火星沙尘沉积将影响太阳电池阵发电，为此，研制团队专门针对光照、沙尘等情况，设计了蝶形四展太阳翼，配置了特殊的电池等。
（1）“祝融号”安全驶离着陆平台过程中，“祝融号”相对着陆平台是______的（选填“运动”或“静止”）；（2）“祝融号”直接向家人报告“我已着陆感觉良好”，是利用______把信息传回地面；（3）集热器采用纳米气凝胶保温，其中纳米是物理学中______单位；（4）“祝融号”采用太阳电池阵发电，太阳能属于______（选填“一次能源”或“二次能源”）。【答案】(1).运动(2).电磁波(3).长度(4).一次能源【解析】【分析】【详解】（1）[1]“祝融号”安全驶离着陆平台过程中，“祝融号”相对着陆平台的位置发生改变，它是运动的。（2）[2]电磁波可以传递信息，可以在真空中传播，“祝融号”直接向家人报告“我已着陆感觉良好”，是利用电磁波把信息传回地面。（3）[3]纳米是物理学中长度的单位，符号是nm。（4）[4]太阳能可以从自然界直接获取，一次能源。四、实验探究题（本题3个小题，其中每小题6分，共18分）22.如图所示，是陈涛同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作：（1）如图甲，让一束光贴着纸板沿某一个角度射到点，经平面镜的反射，沿另一个方向射出，在纸上用笔描出入射光和反射光的径迹。改变光来的入射角度，多做几次，取下纸板，用量角器测量两侧的和，得到的结论是反射角______入射角（选填“大于”“等于”或“小于”）；（2）如图乙，纸板是用两块纸板连接起来的，把半面纸板向前折或向后折，这时在上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线与法线______同一平面内（选填‘在’或‘不在’）；（3）使入射光线逐渐靠近法线，可观察到反射光线______（选填‘靠近’或‘远离’）法线；
（4）如果让光线逆着的方向射向镜面，会发现反射光线沿着方向射出，这表明：在光的反射现象中，______；（5）陈涛同学还想用图丙和图丁模拟镜面反射与漫反射，照图丙那样，把几根细针垂直入一张硬纸板中，表示法线，当入射光线平行射到各入射点时，反射光线将平行射出随后将纸板随意弯折，如图丁所示，这时会看到“法线”不再平行，当入射光线平行射到各入射点上时，反射光线______（选填‘平行’或‘不平行’），根据你所学的知识判断，漫反射______（选填‘遵循’‘不遵循’）光的反射定律。【答案】(1).等于(2).在(3).靠近(4).光路可逆(5).不平行(6).遵循【解析】【分析】【详解】（1）[1]通过实验测量知，∠i=∠r，即反射角等于入射角。（2）[2]将纸板NOF向前或向后折，在此纸板上看不到反射光线，因为此时承接入射光线的纸板ENF与NOF不在同一平面内，这说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。（3）[3]入射光线靠近法线时入射角变小，那么反射角也变小，则反射光线也靠近法线。（4）[4]让光线逆着OF的方向即原反射光线位置射入，其反射光线会沿OE方向射出，即从原入射光线的位置射出，这说明在光的反射现象中，光路是可逆的。（5）[5]入射光线平行射入，但法线不再平行，则反射光线也不平行射出了。[6]入射光线平行射入，发生漫反射时的反射光线不平行射出，但反射角仍然会等于入射角，所以漫反射也遵循光的反射定律。23.小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件，具体操作如下：（1）如图甲所示，用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮、、分别钉在木板上，木板竖直挂起待用，用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过，并在紧靠塑料块的两侧各打一线结，使塑料块与细线固定在一起，且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动，实验表明，作用在同一个物体上的两个力，方向相反，但___________不相等，则这两个力不平衡。（2）按住塑料块，把跨过轮的细线移到轮上，在两线端挂上相同质量的钩码，松手后塑料块由静止开始转动，如图乙所示。按住塑料块，把跨过轮的细线移到轮上，把塑料块转过
，松手后塑料块由静止开始转动，如图丙所示。由此表明，作用在同物体上的两个力，如果仅仅大小相等，方向成某一角度或方向相反但___________，这两个力不平衡。（3）在探究同一问题时，另一同学将木块放在水平桌面上，设计了如图丁所示的实验，同学们认为小华的实验优于此实验，其主要原因是___________。A.塑料块容易扭转B.塑料块是比较容易获取的材料C.减少了摩擦力对实验结果的影响【答案】(1).大小(2).不在同一直线上(3).C【解析】【分析】【详解】（1）[1]由图甲知道，作用在同一个物体上的两个力大小等于钩码的重力，方向相反，由于大小不相等，物体不能处于平衡态，所以，这两个力不平衡。（2）[2]由图乙、丙知道，两个大小相等，方向成某一角度或方向相反但不在同一直线上的力作用下，物体不能处于平衡态，即这两个力不是平衡力。（3）[3]两图相比知道，甲图可减小摩擦力对实验的影响，故选C。24.小明同学想探究“一段电路中的电流与电阻的关系”，设计了图甲所示的电路图。（1）根据小明设计的甲图，请用笔画线将乙图实物图连接完整______；（2）小明将第一次实验得到的数据填入了下面的表格中，然后将、两点的电阻由更换为，之后他调节变阻器滑片向______（填“”或“”）移动，直到电压表示数为______
为止。此时电流表示数如图丙所示，示数为______；实验序号电压/电阻/电流/14100.4220（3）若实验中电压表损坏，但是已有一个已知阻值为的定值电阻，小明利用以上器材想测出未知电阻的阻值。实验电路如图丁所示（电源电压未知且恒定），请根据以下实验步骤完成实验：①闭合开关，断开开关，记录电流表示数；②同时闭合开关，，记录电流表示数；③则待测电阻的表达式为______（用已知量和测量量符号表示）。【答案】(1).(2).B(3).(4).(5).【解析】【分析】【详解】（1）[1]对照电路图连接实物，由表中电压为4V，所以，电压表应选用大量程，并联在R
的两端；滑动变阻器滑片以左电阻丝连入电路中，如下图所示：（2）[2][3][4]探究电流与电阻的关系实验中，应控制电阻两端的电压不变。断开开关，E、F两点间的电阻由10Ω更换为20Ω后，根据分压原理，电阻两端的电压会变大，为保持电压表示数不变，由串联电路电压的规律，应使滑动变阻器两端的电压增大，根据分压原理，滑片应向右端（B端）移动，直到电压表示数为4V；图丙中电流表选择的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.2A。（3）[5]闭合开关，断开开关，为R0的简单电路，电流表示数，所以电源电压为U=I1R0当同时闭合开关，，两电阻并联，电流表示数为干路电流，根据并联电路的电流规律知，通过RX的电流的电流是。IX=I2-I1所以则待测电阻的表达式为五、综合题（本题3个小题，其中第25题4分，第26题6分，第27题10分，共20分）25.如图所示的电路中，电阻的阻值为，电阻的阻值为，闭合开关S，电流表A1的示数为。求：（1）电源电压；（2）电流表A的示数。
【答案】（1）6V；（2）0.3A【解析】【分析】【详解】（1）由图知道，R1与R2并联，电流A1测R1电流I1=0.6A，电流表A测干路电流I，并联电路中总电压与各支路电压相等U=U2=U1=I1R1=0.2A×30Ω=6V（2）电流A的表示数即干路上的电流答：（1）电源电压为6V；（2）电流表A的示数为0.3A。26.“五一”期间，小明一家驱车外出旅游，如图所示，当车经过告诉路段A点路标时，时间是8点15分；当车经过高速路段点路标时，时间是8点45分。假设汽车在上述行驶过程中做匀速直线运动，受到的阻力为，消耗的汽油为（汽油的热值为），求（1）汽车在之间的速度；（2）汽车在行驶过程中牵引力做的功；（3）汽车发动机效率。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】【详解】解：（1）A、B两地之间的距离为汽车行驶的时间为
汽车在A、B两地的速度为（2）汽车匀速行驶，所受的牵引力汽车牵引力做的功（3）汽油燃烧放出的热量发动机效率答：（1）汽车在A、B之间的速度为72km/h；（2）汽车在行驶过程中牵引力做的功为4.14×107J；（3）汽车发动机的效率为30%。27.某兴趣小组为检测操场上的风力等级，设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上，滑杆上的摩擦力忽略不计，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米，均匀电阻丝长为30厘米，阻值为15欧，电源电压恒为9伏，保护电阻为3欧，电压表量程0~3伏。弹簧弹力与弹簧长度改变量的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。风级一级二级三级四级五级六级风速（米/秒）0.3~1.51.6~3.33.4~5.45.5~7.98.0~10.710.8~13.8风压（帕）0.055~1.41.6~6.87.2~1818.9~3940~72729~119（1）无风时，求通过的电流；（2）为保护电路安全，求出风速仪所测最大风力等级为几级；（3）某日从天气预报得知，第二天风力等级将会达到五级，风速预计为，在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上，电路将如何改进，在图丙的虚线框内将电路补充完整。小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数，经查阅资料后得知，该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，其关系式为
，（其中为常量，数值为0.6），假设你为改小组成员，请你计算出风速为时，改进后的电路中电压表的示数。【答案】（1）；（2）四级；（3）1.5V【解析】【分析】【详解】解：（1）因电压表接在滑片上且电压表在电路中相当于断路，所以，电流要流经全部电阻丝，在滑片P左移的过程中，始终是全部电阻丝与电阻R0串联，所以电路的总电阻不变；无论有无风时，滑动变阻器接入电路的阻值均为，通过的电流（2）由图可知，风力越大，电压表测量部分电阻越长，电压表示数越大，电压表最大电压；滑动变阻器分到电压当电压表示数最大时，滑片移动距离由图乙可得，弹簧产生的弹力，此时的风压查表可知，此时风力等级为四级。（3）当风速为时，风压因此会超过电压表量程，弹簧弹力
由表可得，弹簧形变量为，因此可将电压表测量对象更换为滑片左侧部分的电阻，此时滑片左侧电阻此时电压表示数改装电路为此电路只能在风力稳定时使用。答：（1）无风时，求通过的电流是；（2）为保护电路安全，求出风速仪所测最大风力等级为四级；（3）风速为时，改进后的电路中电压表的示数是1.5V。
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