【题目】现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过
时就会报警），电阻箱（最大阻值为999.9 Ω），直流电源（输出电压为U，内阻不计），滑动变阻器
（最大阻值为1 000 Ω），滑动变阻器
（最大阻值为2 000 Ω），单刀双掷开关一个，导线若干。
在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω。
（1）在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。
（2）在电路中应选用滑动变阻器________（填“”或“”）。
（3）按照下列步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为______Ω；滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是______。
②将开关向______（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至______。
（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。
【答案】（1）连线如图所示
（2）R2（3）①650.0 b接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏 ②c报警器开始报警
【解析】（1）电路连线如图。
（2）在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，
约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏，可知外电阻的取值范围大约是
，报警器的电阻是650.0 Ω，所以滑动变阻器的取值范围在250 Ω到1 150 Ω之间，所以滑动变阻器应该选R2。
（3）①本题采用的是等效替换法，先用变阻箱来代替热敏电阻，所以变阻箱的阻值要调节到热敏电阻的临界电阻也就是在60 ℃时阻值为650.0 Ω；为防止接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏，滑动变阻器的滑片应置于b端；②先把变阻箱的电阻接入电路，调节滑动变阻器的电阻，调至报警器开始报警时，保持滑动变阻器的阻值不变，接到热敏电阻上，当热敏电阻的阻值是650.0 Ω时，也就是温度达到了60 ℃，报警器开始报警。
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【题目】如图，密闭汽缸两侧与一U形管的两端相连，汽缸壁导热；U形管内盛有密度为ρ=7.5×102 kg/m3的液体。一活塞将汽缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体积是右气室的体积的一半，气体的压强均为p0=4.5×103 Pa。外界温度保持不变。缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h=40 cm，求此时左、右两气室的体积之比。取重力加速度大小g=10 m/s2，U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。
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【题目】如图甲的光电门传感器是测定物体通过光电门的时间的仪器，其原理是发射端发出一束很细的红外线到接收端，当固定在运动物体上的一个已知宽度为d的挡光板通过光电门挡住红外线时，和它连接的数字计时器可记下挡光的时间
，则可以求出运动物体通过光电门的瞬时速度大小。
（1）为了减小测量瞬时速度的误差，应选择宽度比较_____（选填“宽”或“窄”）的挡光板。
（2）如图乙是某同学利用光电门传感器探究小车加速度与力之间关系的实验装置，他将该光电门固定在水平轨道上的B点，用不同的重物通过细线拉同一小车，小车每次都从同一位置A点静止释放。
①如图丙所示，用游标卡尺测出挡光板的宽度d=_____mm，实验时将小车从图乙A点静止释放，由数字计时器记下挡光板通过光电门时挡光时间间隔
，则小车通过光电门时的瞬时速度大小为_____m/s；
②实验中设小车的质量为
，重物的质量为
，则在
与满足关系式_______时可近似认为细线对小车的拉力大小与重物的重力大小相等；
③测出多组重物的质量和对应挡光板通过光电门的时间
，并算出小车经过光电门时的速度v，通过描点作出两物理量的线性关系图像，可间接得出小车的加速度与力之间的关系。处理数据时应作出________图像（选填“
”或“
”）；
④某同学在③中作出的线性关系图像不过坐标原点，如图丁所示（图中的m表示
或
），其可能的原因是__________
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【题目】某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。
（1）已知表头G满偏电流为100 μA，表头上标记的内阻值为900 Ω。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1 mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1 V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3 V。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1=_______Ω，R2=_______Ω，R3=_______Ω。
（2）用量程为3 V，内阻为2 500 Ω的标准电压表
对改装表3 V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5 V；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为50 Ω和5 kΩ。为方便实验中调节电压，图中R应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器。
（3）校准时，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近_______（填“M”或“N”）端。
（4）若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值_______（填“大于”或“小于”）900 Ω。
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【题目】为了测量阻值范围在200~300
之间的电阻Rx的阻值，实验室提供了如下器材：
A．电阻箱R（阻值范围0～999.9）
B．毫安表（量程0～3mA，内阻约100）
C．直流电源（电动势约3V，内阻不计）
D．两个单刀单掷开关，导线足量
（1）甲同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图甲所示的实验电路，设计的操作步骤如下。
①按电路图连好电路，闭合开关K1，记下毫安表的读数。
②断开K1，闭合开关K2，调节电阻箱R的阻值，使毫安表的读数和①中相同，记下此时电阻箱的示数R1。
假设该同学的设计合理，则待测电阻Rx=_______。
（2）乙同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图乙所示的实验电路，设计的操作步骤如下。
①按电路图连好电路，将R调到最大，然后闭合K1、K2，调节R，使毫安表达到满偏，记下此时电阻箱的示数R2。
②断开K2，调节R，仍使毫安表满偏，记下此时电阻箱的示数R3。假设该同学的设计合理，则待测电阻Rx=______。
（3）上述两位同学的设计中有一位是不合理的，不合理的是_____，理由____________。
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【题目】用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源（电动势约3 V，内阻约2 Ω），保护电阻R1（阻值10 Ω）和R2（阻值5 Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。
实验主要步骤：
（i）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；
（ii）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；
（iii）以U为纵坐标，I为横坐标，作U–I图线（U、I都用国际单位）；
（iv）求出U–I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。
回答下列问题：
（1）电压表最好选用_____；电流表最好选用_____。
A．电压表（0~3 V，内阻约15 kΩ）
B．电压表（0~3 V，内阻约3 kΩ）
C．电流表（0~200 mA,内阻约2 Ω）
D．电流表（0~30 mA,内阻约2 Ω）
（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_____。
A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱
B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱
C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端的接线柱
D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端的接线柱
（3）选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______，r=______，代入数值可得E和r的测量值。
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【题目】美国宇航局的“信使”号水星探测器按计划将在2015年3月份陨落在水星表面。工程师找到了一种聪明的办法，能够使其寿命再延长一个月。这个办法就是通过向后释放推进系统中的高压氦气来提升轨道。如图所示，设释放氦气前，探测器在贴近水星表面的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，释放氦气后探测器进入椭圆轨道Ⅱ上，忽略探测器在椭圆轨道上所受外界阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A. 探测器在轨道Ⅰ上A点运行速率大于在轨道Ⅱ上B点速率
B. 探测器在轨道Ⅱ上某点的速率可能等于在轨道Ⅰ上速率
C. 探测器在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅰ运行的周期
D. 探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上A点加速度大小不同
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【题目】小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距l=0.50 m，倾角θ=53°，导轨上端串接一个R=0.05 Ω的电阻。在导轨间长d=0.56 m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=2.0 T。质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24 m。一位健身者用恒力F=80 N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置（重力加速度g=10 m/s2，sin 53°=0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量）。求
（1）CD棒进入磁场时速度v的大小；
（2）CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小；
（3）在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q。
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【题目】一个平板小车置于光滑水平面上，其右端恰好和一个
光滑圆弧轨道AB的底端等高对接，如图．已知小车质量M＝2 kg，小车足够长，圆弧轨道半径R＝0.8 m．现将一质量m＝0.5 kg的小滑块，由轨道顶端A点无初速度释放，滑块滑到B端后冲上小车．滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ＝0.2.（取g＝10 m/s2）试求：
（1）滑块到达B端时，对轨道的压力大小；
（2）小车运动2 s时，小车右端距轨道B端的距离；
（3）在2s内小车与滑块组成的系统损失的机械能．
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