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5[2025江苏无锡中考,中]如图所示,是中国国家博物馆原始社会厅中展示的一种取火器,它以牛角作外套筒,木制推杆,杆前端粘附艾绒,取火时,一手握住套筒,一手猛推杆入筒,随即将杆拔出,艾绒即燃,它的尺寸如图。下列说法中正确的是 (
A.这种取火器的体积太大,不便于携带
B.取火时是通过做功增加筒内空气的内能
C.取火时是通过热传递增加筒内空气的内能
D.取火的原理与汽油机的做功冲程相同
B
)A.这种取火器的体积太大,不便于携带
B.取火时是通过做功增加筒内空气的内能
C.取火时是通过热传递增加筒内空气的内能
D.取火的原理与汽油机的做功冲程相同
答案
5.B 【解析】由图可知,取火器的长度约为13 cm,体积较小,便于携带,故A错误;封闭的气体被推杆压缩过程中,推杆对气体做功,气体内能增加,机械能转化为内能,是通过做功的方式使气体的内能增加,汽油机的压缩冲程与上述能量转化相同,故B正确,CD错误。
解析
【分析】
本题考查内能改变的方式及汽油机冲程的相关知识。需结合图示判断取火器的体积，再分析取火时改变内能的方式，以及与汽油机冲程的对应关系，逐一排除错误选项。
【解析】
A选项：由图可知，取火器整体长度约13cm，体积较小，便于携带，故A错误；
B选项：取火时，推杆猛入筒，压缩筒内封闭空气，推杆对空气做功，机械能转化为空气的内能，使空气内能增加、温度升高，达到艾绒的着火点，是通过做功增加筒内空气的内能，故B正确；
C选项：取火过程中是通过做功而非热传递改变空气内能，故C错误；
D选项：汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，取火时的能量转化与汽油机的压缩冲程相同，而非做功冲程，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
内能的改变方式；汽油机的冲程
【点评】
本题结合实际取火器的实例，考查内能改变的方式和汽油机冲程的能量转化，需要学生准确理解做功改变内能的原理，区分汽油机压缩冲程和做功冲程的不同，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题考查内能改变的方式及汽油机冲程的相关知识。需结合图示判断取火器的体积，再分析取火时改变内能的方式，以及与汽油机冲程的对应关系，逐一排除错误选项。
【解析】
A选项：由图可知，取火器整体长度约13cm，体积较小，便于携带，故A错误；
B选项：取火时，推杆猛入筒，压缩筒内封闭空气，推杆对空气做功，机械能转化为空气的内能，使空气内能增加、温度升高，达到艾绒的着火点，是通过做功增加筒内空气的内能，故B正确；
C选项：取火过程中是通过做功而非热传递改变空气内能，故C错误；
D选项：汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，取火时的能量转化与汽油机的压缩冲程相同，而非做功冲程，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
内能的改变方式；汽油机的冲程
【点评】
本题结合实际取火器的实例，考查内能改变的方式和汽油机冲程的能量转化，需要学生准确理解做功改变内能的原理，区分汽油机压缩冲程和做功冲程的不同，难度适中。
【难度系数】
0.6
6[2025江西中考,中]某智能门锁通过指纹识别或者芯片感应均可驱动门锁电机开门。如图所示,是某组同学为该门锁设计的四个电路(开关S₁表示指纹识别元件、开关S₂表示芯片感应元件、Ⓜ表示门锁电机、R₀表示保护电阻),其中通过闭合S₁或S₂均能开门的是 (
B
) 答案
6.B 【解析】由题可知,闭合开关S₁或闭合开关S₂,均能使门锁电机工作,所以两个开关互不影响,应并联后再与Ⓜ和R₀串联,故选B。
解析
【分析】
要解决本题，需先明确题目要求：闭合开关S₁（指纹识别）或闭合开关S₂（芯片感应）都能驱动门锁电机工作，说明两个开关需满足“任意一个闭合，电路即可导通”，因此两个开关应并联，再与电机M、保护电阻R₀串联。接下来逐一分析各选项的电路连接是否符合要求。
【解析】
选项A：S₁和S₂串联，只有两个开关同时闭合时电路才导通，无法满足“闭合任意一个开关都能开门”的要求，排除。
选项B：S₁和S₂并联，再与R₀、M串联。闭合S₁时，电路导通，电机工作；闭合S₂时，电路同样导通，电机工作，完全符合题目要求。
选项C：当S₁闭合时，电机M被短路，电流不经过电机，无法驱动电机工作，不符合要求，排除。
选项D：当S₂闭合时，电机M被短路，无法驱动电机工作，不符合要求，排除。
综上，正确选项为B。
【答案】
B
【知识点】
电路串并联、开关的作用
【点评】
本题结合智能门锁的实际应用场景，考查电路串并联的设计，需要根据题目给定的功能要求判断开关的连接方式，属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先明确题目要求：闭合开关S₁（指纹识别）或闭合开关S₂（芯片感应）都能驱动门锁电机工作，说明两个开关需满足“任意一个闭合，电路即可导通”，因此两个开关应并联，再与电机M、保护电阻R₀串联。接下来逐一分析各选项的电路连接是否符合要求。
【解析】
选项A：S₁和S₂串联，只有两个开关同时闭合时电路才导通，无法满足“闭合任意一个开关都能开门”的要求，排除。
选项B：S₁和S₂并联，再与R₀、M串联。闭合S₁时，电路导通，电机工作；闭合S₂时，电路同样导通，电机工作，完全符合题目要求。
选项C：当S₁闭合时，电机M被短路，电流不经过电机，无法驱动电机工作，不符合要求，排除。
选项D：当S₂闭合时，电机M被短路，无法驱动电机工作，不符合要求，排除。
综上，正确选项为B。
【答案】
B
【知识点】
电路串并联、开关的作用
【点评】
本题结合智能门锁的实际应用场景，考查电路串并联的设计，需要根据题目给定的功能要求判断开关的连接方式，属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】
0.5
7[2025山东烟台中考,偏难]实践小组为某水箱设计了一个监测水位的装置,图甲是其原理图,电流表的示数可显示水位高低,当示数为0.6 A时表示水位达到预定值。电源电压恒定不变,
$R_0$为定值电阻,条状变阻器$R$的最大阻值为70 Ω,浮子可带动连接导线的水平金属杆$AP$上下移动。给水箱加水至预定水位的过程中,电压表的最大示数为12 V,电流表示数变化的范围为0.2~0.6 A,变阻器接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙所示,则定值电阻$R_0$的阻值为
$R_0$为定值电阻,条状变阻器$R$的最大阻值为70 Ω,浮子可带动连接导线的水平金属杆$AP$上下移动。给水箱加水至预定水位的过程中,电压表的最大示数为12 V,电流表示数变化的范围为0.2~0.6 A,变阻器接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙所示,则定值电阻$R_0$的阻值为
20
Ω,水位预定值为0.8
m。若水箱内部的底面积为0.5 $m^2$,当水位达到预定值时,水箱底部受到水的压力为4×10³
N。($g$取10 N/kg,$\rho_{水}=1.0×10^3 kg/m^3$)答案
7.20 0.8 $4×10^3$ 【解析】由图甲可知,定值电阻与变阻器串联接入电路,电压表测$R_0$两端的电压,电流表测电路中的电流;由串联分压可知,变阻器接入电路的电阻越小,$R_0$两端电压越大,由欧姆定律可知电路中电流越大,由题意可知电压表最大示数即$R_0$两端最大电压为12 V,此时电路中电流最大,为0.6 A,即此时通过$R_0$的电流为0.6 A,故由欧姆定律可得 $R_0=\frac{U_大}{I_大}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$;当P位于最下端时,变阻器接入电路的电阻最大,此时电路中的电流最小,为0.2 A,此时电路总电阻$R_总=R_大+R_0=70\ \Omega+20\ \Omega=90\ \Omega$,电源电压$U=I_小R_总=0.2\ \mathrm{A}×90\ \Omega=18\ \mathrm{V}$,由题意可知,当电流表示数为0.6 A时,水位达到预定值,此时R两端电压为$U_R=U-U_大=18\ \mathrm{V}-12\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$,R接入电路的电阻为$R_小=\frac{U_R}{I_大}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,由图乙可得变阻器接入电路的阻值与水位的函数关系有$20\ \mathrm{cm}×k+b=70\ \Omega$①,$90\ \mathrm{cm}×k+b=0\ \Omega$②,两式联立可得$k=-1\ \Omega/\mathrm{cm}$,$b=90\ \Omega$,则$R=-1\ \Omega/\mathrm{cm}×h+90\ \Omega$,所以水位预定值$h_预=\frac{90\ \Omega-10\ \Omega}{1\ \Omega/\mathrm{cm}}=80\ \mathrm{cm}=0.8\ \mathrm{m}$;当水位达到预定值时,水箱底部受到水的压强$p=\rho_水gh_预=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.8\ \mathrm{m}=8×10^3\ \mathrm{Pa}$;根据$p=\frac{F}{S}$可得水箱底部受到水的压力$F=pS=8×10^3\ \mathrm{Pa}×0.5\ \mathrm{m}^2=4×10^3\ \mathrm{N}$。
解析
【分析】
首先明确电路连接：图甲中变阻器R与定值电阻R₀串联，电流表测电路电流，电压表测定值电阻R₀两端电压。解题思路：①根据电压表最大示数（对应电路最大电流）和最大电流，利用欧姆定律求定值电阻R₀；②根据最小电流和变阻器最大阻值，结合串联电路电阻规律计算电源电压；③根据预定水位对应的电流，求出此时变阻器接入的阻值；④结合图乙中变阻器阻值与水位的函数关系，计算预定水位高度；⑤利用液体压强公式和压力公式，计算水箱底部受到的水的压力。
【解析】
1. 求定值电阻R₀：
电压表最大示数为12V，对应电路最大电流I大=0.6A，此时R₀两端电压U₀=12V，根据欧姆定律：
$R_0=\frac{U_0}{I_大}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
2. 求电源电压：
当电流最小I小=0.2A时，变阻器接入最大阻值R大=70Ω，串联总电阻$R_总=R_大+R_0=70\ \Omega+20\ \Omega=90\ \Omega$，电源电压：
$U=I_小R_总=0.2\ \mathrm{A}×90\ \Omega=18\ \mathrm{V}$。
3. 求预定水位对应的变阻器阻值：
预定水位时电流为0.6A，此时变阻器两端电压$U_R=U-U_0=18\ \mathrm{V}-12\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$，变阻器接入阻值：
$R_小=\frac{U_R}{I_大}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
4. 求预定水位高度：
由图乙，设变阻器阻值与水位的关系为$R=kh+b$，代入两点$(20\ \mathrm{cm},70\ \Omega)$和$(90\ \mathrm{cm},0\ \Omega)$，联立得：
$70\ \Omega=k×20\ \mathrm{cm}+b$，
$0\ \Omega=k×90\ \mathrm{cm}+b$，
解得$k=-1\ \Omega/\mathrm{cm}$，$b=90\ \Omega$，即$R=-1\ \Omega/\mathrm{cm}×h+90\ \Omega$。
当$R_小=10\ \Omega$时，$10\ \Omega=-1\ \Omega/\mathrm{cm}×h_预+90\ \Omega$，得$h_预=80\ \mathrm{cm}=0.8\ \mathrm{m}$。
5. 求水箱底部受到的压力：
水位预定值时，水的压强：
$p=\rho_水gh_预=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.8\ \mathrm{m}=8×10^3\ \mathrm{Pa}$，
水箱底部受到的压力：
$F=pS=8×10^3\ \mathrm{Pa}×0.5\ \mathrm{m^2}=4×10^3\ \mathrm{N}$。
【答案】
20；0.8；$4×10^3$
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、液体压强计算
【点评】
本题结合电路知识与液体压强知识，综合性较强，需先分析电路的电流、电压关系，再结合图像确定变阻器阻值与水位的函数关系，最后计算液体压力，对学生的综合应用能力要求较高。
【难度系数】
0.3
首先明确电路连接：图甲中变阻器R与定值电阻R₀串联，电流表测电路电流，电压表测定值电阻R₀两端电压。解题思路：①根据电压表最大示数（对应电路最大电流）和最大电流，利用欧姆定律求定值电阻R₀；②根据最小电流和变阻器最大阻值，结合串联电路电阻规律计算电源电压；③根据预定水位对应的电流，求出此时变阻器接入的阻值；④结合图乙中变阻器阻值与水位的函数关系，计算预定水位高度；⑤利用液体压强公式和压力公式，计算水箱底部受到的水的压力。
【解析】
1. 求定值电阻R₀：
电压表最大示数为12V，对应电路最大电流I大=0.6A，此时R₀两端电压U₀=12V，根据欧姆定律：
$R_0=\frac{U_0}{I_大}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
2. 求电源电压：
当电流最小I小=0.2A时，变阻器接入最大阻值R大=70Ω，串联总电阻$R_总=R_大+R_0=70\ \Omega+20\ \Omega=90\ \Omega$，电源电压：
$U=I_小R_总=0.2\ \mathrm{A}×90\ \Omega=18\ \mathrm{V}$。
3. 求预定水位对应的变阻器阻值：
预定水位时电流为0.6A，此时变阻器两端电压$U_R=U-U_0=18\ \mathrm{V}-12\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$，变阻器接入阻值：
$R_小=\frac{U_R}{I_大}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
4. 求预定水位高度：
由图乙，设变阻器阻值与水位的关系为$R=kh+b$，代入两点$(20\ \mathrm{cm},70\ \Omega)$和$(90\ \mathrm{cm},0\ \Omega)$，联立得：
$70\ \Omega=k×20\ \mathrm{cm}+b$，
$0\ \Omega=k×90\ \mathrm{cm}+b$，
解得$k=-1\ \Omega/\mathrm{cm}$，$b=90\ \Omega$，即$R=-1\ \Omega/\mathrm{cm}×h+90\ \Omega$。
当$R_小=10\ \Omega$时，$10\ \Omega=-1\ \Omega/\mathrm{cm}×h_预+90\ \Omega$，得$h_预=80\ \mathrm{cm}=0.8\ \mathrm{m}$。
5. 求水箱底部受到的压力：
水位预定值时，水的压强：
$p=\rho_水gh_预=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.8\ \mathrm{m}=8×10^3\ \mathrm{Pa}$，
水箱底部受到的压力：
$F=pS=8×10^3\ \mathrm{Pa}×0.5\ \mathrm{m^2}=4×10^3\ \mathrm{N}$。
【答案】
20；0.8；$4×10^3$
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、液体压强计算
【点评】
本题结合电路知识与液体压强知识，综合性较强，需先分析电路的电流、电压关系，再结合图像确定变阻器阻值与水位的函数关系，最后计算液体压力，对学生的综合应用能力要求较高。
【难度系数】
0.3
8[2025山西中考,中]跨学科实践
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队,制定了“项目提出—项目分析—项目实施—展示交流”的学习流程,研究了热机原理,收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水,将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内,用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上,笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯,当有蒸汽喷出时,扇叶就转动起来。
(1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为:化学能→
(2)某团队的同学们在测试过程中,发现扇叶不转动,出现这种现象的原因可能是
初中必刷题 物理九年级上册 HY
(3)热机发展史也是一部热机效率提高史,在展示交流环节,对如何提高简易汽轮机效率,同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念,从结构的角度思考,帮助他们提出一个可行性措施:
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队,制定了“项目提出—项目分析—项目实施—展示交流”的学习流程,研究了热机原理,收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水,将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内,用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上,笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯,当有蒸汽喷出时,扇叶就转动起来。
(1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为:化学能→
内能
→机械能
。(2)某团队的同学们在测试过程中,发现扇叶不转动,出现这种现象的原因可能是
笔尖喷出的蒸汽太少(合理即可)
。(答出一条即可)初中必刷题 物理九年级上册 HY
(3)热机发展史也是一部热机效率提高史,在展示交流环节,对如何提高简易汽轮机效率,同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念,从结构的角度思考,帮助他们提出一个可行性措施:
易拉罐上半部分覆盖保温层(合理即可)
。答案
8.(1)内能 机械能 (2)笔尖喷出的蒸汽太少(合理即可) (3)易拉罐上半部分覆盖保温层(合理即可)
【解析】(1)酒精灯燃烧将化学能转化为内能,加热水产生蒸汽,蒸汽推动扇叶转动,将内能转化为机械能。(2)扇叶不转动的原因:蒸汽太少、扇叶与转轴间摩擦过大等。(3)提高热机效率的核心是减少能量损失(如散热、摩擦)。覆盖保温层可以减少热量散失。
【解析】(1)酒精灯燃烧将化学能转化为内能,加热水产生蒸汽,蒸汽推动扇叶转动,将内能转化为机械能。(2)扇叶不转动的原因:蒸汽太少、扇叶与转轴间摩擦过大等。(3)提高热机效率的核心是减少能量损失(如散热、摩擦)。覆盖保温层可以减少热量散失。
解析
【分析】
这道题围绕简易汽轮机模型考查物理知识的应用，解题思路如下：(1) 分析能量转化时，需明确每个过程的能量形式：酒精灯燃烧消耗化学能，转化为内能；蒸汽推动扇叶转动，将内能转化为机械能，由此确定转化过程。(2) 扇叶不转动的原因，可从蒸汽推力是否足够、是否存在阻碍转动的因素（如摩擦）等角度分析，合理即可。(3) 提高效率需减少能量损失，从结构角度思考，即减少热量散失或优化蒸汽冲击效果等，合理即可。
【解析】
(1) 酒精灯燃烧时，酒精的化学能转化为内能，加热易拉罐内的水产生高温高压蒸汽；蒸汽喷出时推动扇叶转动，将内能转化为扇叶的机械能，因此能量转化为：化学能→内能→机械能。
(2) 扇叶不转动的可能原因：笔尖喷出的蒸汽太少，无法产生足够的推力；或扇叶转轴处摩擦力过大，阻碍转动；或密封不严导致蒸汽泄漏等，任选一条合理即可。
(3) 提高简易汽轮机效率，需减少能量损失，从结构角度可采取的措施：给易拉罐上半部分覆盖保温层，减少热量散失，使更多的水转化为蒸汽，增加蒸汽的能量；或优化蒸汽出口结构，让蒸汽更集中冲击扇叶，提高能量利用率，合理即可。
【答案】
(1) 内能；机械能 (2) 笔尖喷出的蒸汽太少（合理即可） (3) 易拉罐上半部分覆盖保温层（合理即可）
【知识点】
能量的转化、热机效率
【点评】
本题为跨学科实践题，结合简易汽轮机模型考查物理知识的实际应用，体现了物理与实践制作的联系，要求学生运用所学知识分析能量转化、故障原因及效率提升方法，注重实践能力的考查。
【难度系数】
0.6
这道题围绕简易汽轮机模型考查物理知识的应用，解题思路如下：(1) 分析能量转化时，需明确每个过程的能量形式：酒精灯燃烧消耗化学能，转化为内能；蒸汽推动扇叶转动，将内能转化为机械能，由此确定转化过程。(2) 扇叶不转动的原因，可从蒸汽推力是否足够、是否存在阻碍转动的因素（如摩擦）等角度分析，合理即可。(3) 提高效率需减少能量损失，从结构角度思考，即减少热量散失或优化蒸汽冲击效果等，合理即可。
【解析】
(1) 酒精灯燃烧时，酒精的化学能转化为内能，加热易拉罐内的水产生高温高压蒸汽；蒸汽喷出时推动扇叶转动，将内能转化为扇叶的机械能，因此能量转化为：化学能→内能→机械能。
(2) 扇叶不转动的可能原因：笔尖喷出的蒸汽太少，无法产生足够的推力；或扇叶转轴处摩擦力过大，阻碍转动；或密封不严导致蒸汽泄漏等，任选一条合理即可。
(3) 提高简易汽轮机效率，需减少能量损失，从结构角度可采取的措施：给易拉罐上半部分覆盖保温层，减少热量散失，使更多的水转化为蒸汽，增加蒸汽的能量；或优化蒸汽出口结构，让蒸汽更集中冲击扇叶，提高能量利用率，合理即可。
【答案】
(1) 内能；机械能 (2) 笔尖喷出的蒸汽太少（合理即可） (3) 易拉罐上半部分覆盖保温层（合理即可）
【知识点】
能量的转化、热机效率
【点评】
本题为跨学科实践题，结合简易汽轮机模型考查物理知识的实际应用，体现了物理与实践制作的联系，要求学生运用所学知识分析能量转化、故障原因及效率提升方法，注重实践能力的考查。
【难度系数】
0.6
