湖南省长沙市长郡中学2025-2026学年高一上学期综合能力检测（入学考试）物理试题（Word版附解析）

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时量：90分钟 满分∶100分
第Ⅰ卷 选择题（共36分）
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个选项符合题意，请将符合题意的选项用2B铅笔填涂在答题卡相应位置）
1. 物理来源于生活。下列对生活中有关物理量的估测，符合实际的是（ ）
A. 人体的正常体温约为39℃
B. 初中生双脚站立时对水平地面的压强约为3×105Pa
C. 九年级物理课本宽约为18cm
D. 教室内空调工作时的功率约为500W
【答案】C
【解析】
【详解】A．人体的正常体温约为36.5℃~37℃，39℃属于发烧状态，故A错误；
B．初中生体重约500N（质量50kg），双脚接触面积约0.03m2（单脚约150cm2），压强
远小于3×105Pa，故B错误；
C．九年级物理课本宽度接近A4纸（21cm），18cm符合实际，故C正确；
D．教室空调功率通常在1500W以上，500W仅为普通电器功率，故D错误。
故选C。
2. 对下列诗句中蕴含的声现象，分析正确的是（ ）
A. “谁家玉笛暗飞声，散入春风满洛城”，“笛声”是手指振动产生的
B. “不敢高声语，恐惊天上人”，“高声”是指声音的音调高
C. “转轴拨弦三两声，未成曲调先有情”，“琵琶声”一定是乐音
D. “夜深知雪重，时闻折竹声”，“折竹声”说明声音可以传递信息
【答案】D
【解析】
【详解】A．“笛声”是空气柱振动产生的，故A错误；
B．“高声”描述的是响度，即振幅大，故B错误；
C．从声学角度来看，“转轴拨弦三两声，未成曲调先有情”中的“琵琶声”振动有规律，属于乐音，从生理角度来看，若“琵琶声”打扰到人的工作、学习与生活，“琵琶声”又属于噪音，即“琵琶声”不一定是乐音，故C错误；
D．通过“折竹声”能够判断雪重，说明声音可以传递信息，故D正确。
故选D。
3. 新材料的使用对推动社会的进步正在发挥着越来越大的作用。下列关于新材料及其应用的说法中不正确的是（ ）
A. “半导体材料”广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片
B. 利用超导体制作白炽灯的灯丝，会使白炽灯的发光效率更高
C. 纳米材料是指合成材料的基本单元大小限制在1~100nm范围内的材料
D. 气凝胶是当今世界上密度极小的固体材料，广泛应用于航天领域
【答案】B
【解析】
【详解】A．半导体材料广泛应用于电子元件，如芯片、手机、电脑等，故A正确，不符合题意；
B．超导体电阻为零，若用于白炽灯灯丝，无法发热、发光，效率反而为零，故B错误，符合题意；
C．纳米材料的基本单元尺寸为1~100nm，故C正确，不符合题意；
D．气凝胶密度极小，在航天领域应用广泛，故D正确，不符合题意；
故选B。
4. 郴州市的东江湖是湖南省著名的5A级风景区，每当旭日东升和夕阳西下，小东江的水面上都会升起层层薄雾，因此得名“雾漫小东江”。下列现象与“雾”形成原理相同的是（ ）
A. 初春，湖面上冰化成水B. 夏天，雪糕的包装纸上出现白霜
C. 秋天，草叶上形成露珠D. 严冬，树枝上出现雾凇
【答案】C
【解析】
【详解】A．“雾”形成的原理为液化，初春，湖面上冰化成水属于熔化，故A错误；
B．夏天，雪糕的包装纸上出现白霜属于凝华，故B错误；
C．秋天，草叶上形成露珠属于液化，故C正确；
D．严冬，树枝上出现雾凇属于凝华，故D错误。
故选C。
5. 安全用电，人人有责。下列做法中符合安全用电原则的是（ ）
A. 发现有人触电迅速切断电源
B. 多个大功率用电器同时使用一个插线板
C. 用潮湿的手拔插头
D. 高压线下放风筝
【答案】A
【解析】
【详解】A．发现有人触电时，迅速切断电源可避免电流持续通过人体，是正确做法，故A正确；
B．多个大功率用电器同时使用一个插线板会导致总电流超过插线板额定电流，引发过载或火灾，故B错误；
C．潮湿的手会导致电阻减小，拔插头时易触电，故C错误；
D．高压线下放风筝可能导致风筝或线接触高压线，引发放电或触电，故D错误。
故选A。
6. A、B是轻质泡沫小球，C是用丝绸摩擦过的玻璃棒，A、B、C三者之间相互作用时的场景如图所示。由此可以判断（ ）
A. C棒与A球带同种电荷B. 摩擦后丝绸失去电子带正电
C. 小球B带负电D. 无法判断小球A是否带电
【答案】D
【解析】
【详解】B．C是用丝绸摩擦过的玻璃棒，则C带正电，丝绸带负电，摩擦过程发生转移的是电子，可知，摩擦后丝绸得到电子带负电，故B错误；
A．C棒吸引A球，则C棒与A球不可能带同种电荷，故A错误；
CD．根据第一个示意图，玻璃棒带正电吸引轻质泡沫小球A，表明A可能不带电，也有可能A带负电，根据第三个示意图，玻璃棒带正电吸引轻质泡沫小球B，表明B可能不带电，也有可能B带负电，根据第二个示意图，A、B相互吸引，综合表明A、B只有可能有一个小球带负电，一个小球不带带电，即若A带负电，则B不带电，若A不带电，则B带负电，可知，无法判断小球A是否带电，也无法判断小球B是否带电，故C错误，D正确。
故选D。
7. “糖炒栗子”是很多人喜爱的零食，它的精髓在于砂石的导热和糖的焦香。关于“糖炒栗子”的制作，下列说法正确的是（ ）
A. 炒制过程主要是通过做功的方式增大栗子的内能
B. 刚炒出的栗子烫手是因为含有的热量多
C. 栗子散发香味说明分子间存在斥力
D. 相同质量的栗子和砂石吸收相同的热量，砂石的温度升高的更快
【答案】D
【解析】
【详解】A．炒制过程中，栗子通过砂石的热传导吸收热量，故炒制过程主要是通过热传递改变内能，而非做功，故A错误；
B．热量是传递的能量，不能说“含有”。栗子烫手是因为温度高，传递到手的热量多，所以烫手，故B错误；
C．香味扩散是分子无规则运动（扩散现象）的结果，与分子间斥力无关，故C错误；
D．砂石的比热容通常小于栗子（栗子含水分较多，水的比热容大），根据公式
当质量和吸收热量相同时，比热容小的砂石温度升高更快，故D正确。
故选D。
8. 小明找来一个圆柱形玻璃杯，在玻璃杯后白纸上画一水平方向的箭头，如下左图所示。向杯中倒入适量水后，透过水杯观察到箭头发生了如下右图所示的变化。下列关于此现象的说法中正确的是（ ）
A. 装水的圆柱形水杯相当于一个凹透镜
B. 透过水杯观察到变大的箭头是虚像
C. 此现象中箭头成像的成像原理与投影仪的工作原理相同
D. 将白纸远离水杯一些，透过水杯看到箭头的像会继续变大
【答案】C
【解析】
【详解】A．装水的圆柱形水杯相当于一个凸透镜，故A错误；
B．透过水杯观察到箭头与原箭头相比是一个倒立放大的像，根据凸透镜成像规律可知，当物距大于焦距而小于两倍焦距，成倒立放大的实像，若凸透镜成虚像，则一定是正立的，故B错误；
C．结合上述，图中物距大于焦距而小于两倍焦距，成倒立放大的实像，此现象中箭头成像的成像原理与投影仪的工作原理相同，故C正确；
D．根据凸透镜成像规律可知，当物距大于两倍焦距时，成倒立缩小的实像，将白纸远离水杯一些，透过水杯看到箭头的像会缩小，故D错误。
故选C。
9. 自动售水机提供24小时便捷购水服务。居民购水时，先通过手机扫码（闭合S1）或投币（闭合S2）解锁售水机，此时照明灯亮起，接着按下出水按钮（闭合S），启动电动机完成自动售水。下列设计的电路简图符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】通过手机扫码（闭合S1）或投币（闭合S2）解锁售水机，此时照明灯亮起，表明S1与S2并联后与灯泡串联，接着按下出水按钮（闭合S），启动电动机完成自动售水，表明电动机与灯泡并联，综合上述可知，S1与S2并联，电动机与灯泡并联，之后两部分再串联，可知，第三个选择项满足要求。
故选C。
10. 如图甲所示为某电子秤，图乙是其工作原理图，电子秤的示数表由电流表改装而成，是一根均匀电阻丝，挂钩的重力不计，不称重物时滑片P在电阻丝的a端，所称物重最大时P在b端，电路中电源电压不变。当所称物重力增大时，下列说法正确的是（ ）
A. 电路总电阻增大B. 电流表A示数减小
C. 电阻丝两端电压增大D. 定值电阻的电功率增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．当所称物重增大时，滑片向下移动，滑动变阻器接入电阻减小，则电路总电阻减小，故A错误；
B．结合上述，当所称物重增大时，电路总电阻减小，则电流表A示数增大，故B错误；
C．电源电压不变，结合上述，电流表A示数增大，根据
可知，电阻丝两端电压减小，故C错误；
D．根据
电流表A示数增大，则定值电阻的电功率增大，故D正确。
故选D。
二、多项选择题（本大题共2小题，每小题3分，共6分。每小题有两个选项符合题意，选对但少选得2分，错选得0分。请将符合题意的选项用2B铅笔填涂在答题卡相应位置）
11. 如图所示，这是农户在用无人机给农作物喷洒农药的情景，装有农药的无人机水平匀速飞行，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 无人机的动能不变
B. 无人机的机械能减小
C. 无人机工作时，主要是将电能转化成机械能
D. 无人机在某一高度悬停时，它的机械能一定为零
【答案】BC
【解析】
【详解】A．无人机喷洒农药过程中，质量减小，则动能减小，故A错误；
B．由于无人机的动能减小，重力势能也减小，则机械能减小，故B正确；
C．无人机工作时，主要是将电能转化成机械能，故C正确；
D．无人机在某一高度悬停时，动能为零，但它的机械能不一定为零，故D错误。
故选BC。
12. 乘坐热气球是一种休闲娱乐与观光体验相结合的航空活动。如图所示，当热气球喷火装置“喷火”时，球囊内的空气被加热并排出一部分后，气球上浮，热气球的体积变化忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A. 热气球上浮过程中所受浮力变大
B 加热时球囊内气体密度变小
C. 上浮过程中，热气球球囊给吊篮的拉力大于吊篮给球囊的拉力
D. 若热气球悬浮在空气中，它受到浮力与重力是一对平衡力
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．当热气球中的喷火装置“喷火”时，气囊内的空气被加热后排出一部分，热气球的总质量变小，受到的重力变小，而气囊的体积几乎不变，球内气体密度会变小，热气球内气体密度小于空气密度，浮力不变，故A错误，B正确；
C．根据牛顿第三定律可知，上浮过程中，热气球的球囊给吊篮的拉力等于吊篮给球囊的拉力，故C错误；
D．若热气球悬浮在空气中，它受到浮力与重力二力平衡，是一对平衡力，故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷 非选择题（共64分）
三、填空题（本大题共4 小题，每空2分，共20分）
13. 输电线路大面积覆冰严重影响工业生产和日常生活。目前常用大电流通过导线产生的热量融冰，这是利用电流的_______效应；但在上海徐汇区，拥有世界首条35千伏公里级电缆，其电阻接近于零，可支持低电压大容量输电，这类电缆属于_________体。
【答案】 ①. 热 ②. 超导
【解析】
【详解】[1]根据焦耳定律，电流通过导体时会因电阻产生热量，即
因此，大电流通过导线使导线发热，从而融化冰层，这是利用了电流的热效应。
[2]电阻接近于零，说明这种电缆在特定条件下电阻为零，这种材料被称为超导体。超导体在低温下电阻为零，能够实现低损耗、大容量的电力传输。
14. 如图为磁悬浮LED灯，灯座A内有电磁铁，灯头B内有磁体和接收线圈。当底座开关闭合时，灯座A内部的发射线圈会产生变化的磁场，B内的接收线圈因磁场变化会产生感应电流，从而使灯泡被隔空点亮，此过程利用___________原理。该LED灯标称“12V 10W”，正常发光时亮度与“220V 40W”白炽灯相当。若用其替代该白炽灯进行照明，每日正常工作10h，一个月（30天）可节约电能________kW·h。
【答案】 ①. 电磁感应 ②. 9
【解析】
【详解】[1]灯座A内部的发射线圈会产生变化的磁场，B内的接收线圈因磁场变化会产生感应电流，从而使灯泡被隔空点亮，此过程利用电磁感应原理。
[2]可节约的电能为
15. 杆秤在我国有几千年的历史，如图甲是中药房的称量工具——戥子秤，其示意图如图乙所示，已知AB=BC=2cm，CE=0.16m，秤砣质量为0.1kg，秤杆、秤盘和提纽质量忽略不计。使用时，以提纽B或C为支点，移动秤砣至秤杆水平平衡，即可读出药材质量。用提纽C测量药材M的质量时，秤砣调至CE的中点D处刚好平衡，则M的质量为_______kg，当用提纽B测M的质量时，平衡时秤砣位置在D点的_____侧（选填“左”或“右”）；该秤能称的最大质量为_________kg。
【答案】 ①. 0.2 ②. 左 ③. 0.9
【解析】
【分析】
【详解】[1]用提纽C测量物体M的质量时，秤砣调到CE的中点D刚好平衡，由杠杆平衡条件得 G物×AC=G砣×CD
Mg×0.04m=m砣g×0.08m
解得M= 0.2kg
[2]当用提纽B测M的质量时，杠杆左右两边力大小不变，左侧力臂减小，为了保持平衡，右侧力臂也应减小，则平衡时秤砣的位置在D点的左侧。
[3]秤砣的质量不变，为了称量的物体的质量最大，则物体这一侧的力臂要最小，秤砣这一侧的力臂要最大，则用提纽B测量物体，则由杠杆的平衡条件得 M最大g×AB=m砣g×(BC +CE)
M最大×0.02m=0.1kg×(0.02m+0.16m)
可解得M最大=0.9kg
【点睛】
16. 如图甲所示，边长为10cm，密度为0.6g/cm3的实心均匀正方体A，静止放置在重为10N、底面积为200cm2、高为16cm的薄壁容器底部。底面积50cm2、高为10cm、重为16N的长方体B，由轻质细线悬挂于天花板。现往容器中注入某种液体，正方体A慢慢上浮并与长方体B固定粘合。当液体深度为15cm时（图乙），液体对容器底的压强为1800Pa，且正方体A露出液面的高度为2cm，g取10N/kg。则液体的密度为__________g/cm3；乙图中，轻质细线对长方体B的拉力为_______N；若轻轻剪断乙图中的细线，待AB整体静止后，相较于乙图，容器对桌面的压强变化量为_______Pa。
【答案】 ①. 1.2 ②. 12.4 ③. 440
【解析】
【详解】[1]根据液体压强公式可得
[2]物体A的重力为
A受到的浮力为
根据平衡条件可得
因为力的作用是相互的，所以A对B的支持力大小为
所以轻质细线对长方体B的拉力大小为
[3]剪断细线前，容器中液体对容器底的压力大小为
容器对桌面的压力大小为
容器对桌面的压强为
剪断细线后，以AB为整体，整体质量为
整体体积为
整体的密度为
则整体将沉底，液体溢出，整体触底时，余下的液体体积为
余下的液体重力大小为
容器对桌面的压力大小为
容器对桌面的压强为
所以容器对桌面压强变化量为
四、作图与实验探究题（本大题共5 小题，第17 题3分，第18题6分、第19题6分、第20题8分、21题7分，共30分）
17. 图1是小郡在岸边观察水中鱼时的情景，A、A'两点中有一点是鱼的实际位置，另一点是像的位置，B表示人眼位置。请在图2中完成光路图。（保留作图痕迹）
【答案】
【解析】
【详解】先连接人眼和虚像，即连接B与A'，找到折射点，A处的光射到折射点进入人眼，如图所示
18. 当太阳位置发生变化时，光热电站需调整定日镜（平面镜）的角度将太阳光反射到吸热塔顶端进行发电，图甲中的定日镜应如何旋转呢？小明用图乙装置进行了“探究光的反射定律”实验。实验前，将平面镜放在水平桌面上，将纸板竖直放置在平面镜上。实验中使光沿不同角度入射，经过多次测量，找出反射光与入射光之间的位置关系。
（1）让一束光贴着纸板ENF沿EO方向射向镜面，看到反射光沿OF方向射出，多次改变入射光的方向，测出入射角和反射角，记录的数据如表所示，根据表中数据可得出结论：_________________________________________________；
（2）如图丙所示，将纸板NOF向后折，让光仍贴着纸板沿EO方向射向镜面，发现纸板NOF上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线__________；
（3）由实验可知，若想让图甲中的太阳光反射到吸热塔顶端，应将定日镜绕M点____________（选填“顺时针”或“逆时针”）旋转一定角度。
【答案】（1）在光的反射中，反射角等于入射角
（2）在同一平面内 （3）顺时针
【解析】
【小问1详解】
从表格看出，多次改变入射角度大小，反射角和入射角始终都相等，因此在光的反射中，反射角等于入射角。
【小问2详解】
将纸板NOF向后折，两块纸板不在同一平面，在纸板NOF上看不到反射光线，但反射光线仍然存在，这个现象说明了反射光线、入射光线、法线在同一平面内。
【小问3详解】
观察图甲，想让太阳光反射到吸热塔顶端，则应减小入射光线与反射光线之间的夹角，入射光线不变，而反射角始终等于入射角，而法线在入射光线与反射光线之间的夹角的角平分线上，且法线与镜面垂直，因此应将定日镜绕M点顺时针旋转一定角度。
19. 在学习电磁感应现象时，小明猜想感应电流的大小可能与磁场的强弱有关。于是连接了如图甲所示的实验装置，闭合开关后，导体AB、磁体、灵敏电流计、开关、导线组成闭合回路。
（1）实验中灵敏电流计的指针偏转角度越大，说明电路中产生的感应电流越________；
（2）小红同学在小明实验的基础上做了改进，她在两个铁块E、F上绕上导线组成电磁铁，并与开关、滑动变阻器、电源、灯泡组成电路，导体AB与灵敏电流计相连。这样就可以通过移动__________来改变电磁铁的磁性强弱；
（3）将滑动触头P置于不同位置，让导体AB都以相同速度向下切割磁感线运动，观察并记录每次实验情况如下表所示：
由实验现象可知：感应电流的大小与磁场的强弱________关（选填“有”或“无”）。
【答案】（1）大 （2）滑动变阻器的滑动触头P位置
（3）有
【解析】
【小问1详解】
灵敏电流计检测回路电流的大小，灵敏电流计的指针偏转角度越大，说明电路中产生的感应电流越大
小问2详解】
可以通过移动滑动变阻器的滑片位置改变电磁铁回路中的电流，来改变电磁铁的磁性强弱。
【小问3详解】
滑动触头P所处位置不同，回路电流不同，磁场强弱不同，让导体AB都以相同速度向下切割磁感线运动，产生的感应电流不同，滑动触头P处在a端，回路电流最大，磁场最强，产生感应电流最大，则感应电流的大小与磁场的强弱有关，磁场越强，感应电流越大。
20. 劳动课上，同学们学习用盐水腌制咸鸭蛋，经查阅资料得知：盐水浓度过高会导致鸭蛋过咸影响口感，过低则腌制不成功，常温常压下浓度为20%（密度约的盐水较为合适，于是需要通过测量盐水密度来检测所配制盐水的浓度是否合适。
（1）检测并配制浓度合适的盐水：
①把天平放在水平台面上，将游码移至标尺左端的零刻度线处，指针指在如图甲所示的位置，此时应将平衡螺母向__________调节，使天平平衡；
②在烧杯中装入适量的盐水，用天平测量烧杯和盐水的总质量m0，天平平衡时右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示，则__________g；
③将烧杯中的盐水倒出一部分到量筒中，读出量筒中盐水的体积V=60mL。用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m=111g。计算出盐水的密度。根据测量结果可知，添加适量的_______（选填“水”或“盐”）才能得到浓度合适的盐水。
（2）进一步测量鸭蛋的密度；①用天平测出鸭蛋的质量m1；②向烧杯中加入适量的水，用天平测出烧杯和水的总质量m2；③将鸭蛋浸没在水中（水未溢出），在水面处做标记；④取出鸭蛋，向烧杯中加水至标记处，测出此时烧杯和水的总质量m3。②③④步操作如图丙所示。鸭蛋密度为ρ=________（用题中字母表示，已知水的密度为ρ水）。
【答案】（1） ①. 右 ②. 174.0 ③. 盐
（2）
【解析】
【小问1详解】
[1]使用天平时，先进行调平，即把天平放在水平台面上，将游码移至标尺左端的零刻度线处，如果指针指在分度盘的右侧，应将平衡螺母向左调节；如果指针指在分度盘的左侧，应将平衡螺母向右调节，简记为“左偏右移，右偏左移”。如图甲所示指针左偏，此时应将平衡螺母向右调节，是天平平衡。
[2]天平左盘中物体的质量等于右盘砝码的质量＋游码的读数，图乙所示则
[3]盐水的密度为
故需要添加适量的盐才能得到浓度合适的盐水。
【小问2详解】
鸭蛋的体积为
鸭蛋的密度为
21. 小郡同学用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”。电源为4节新干电池串联，滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”，有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个。
（1）闭合开关S，移动滑片P，小磊发现电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是__________。
（2）排除故障后，小磊将5Ω的电阻接入电路，闭合开关S，电流表示数如图乙所示，为__________A，记录此时电压表和电流表的示数。
（3）将10Ω的电阻分别换成15Ω、25Ω、30Ω的电阻，继续实验。小郡发现当电阻为30Ω时，发现通过移动滑动变阻器无法完成实验。为了继续完成实验，请帮他想出一个解决方案：________________。
【答案】（1）电阻短路
（2）
（3）降低电源电压（如减少一节干电池）或更换最大阻值更大的滑动变阻器
【解析】
【小问1详解】
根据电路图，可知电压表测量电阻的电压，闭合开关S，移动滑片P，小郡发现电流表有示数，说明电路无断路，又电压表无示数，说明电阻的电压为0，故电阻短路。
【小问2详解】
如图乙所示，电流表的量程为，最小分度为，故读数为
【小问3详解】
电源为4节新干电池，电动势为
5Ω的电阻接入电路，电流表示数为，故电阻分压为
要探究电流与电阻的关系，应该保持电阻两端电压不变，即电阻为30Ω时，两端电压仍为，滑动变阻器分压约为，根据串联分压原理，即滑动变阻器接入电路中电阻约为电阻的2倍，即，超过滑动变阻器的规格，可以降低电源电压（如减少一节干电池）或更换最大阻值更大的滑动变阻器。
五、计算题（本大题共两小题，每小题7分，共14分）
22. 小郡放学回家经过一家具厂，他看见工人师傅正在利用固定的横梁、活动的钢管和绳子将家具竖直向上匀速移动到二楼，其简化模型如图所示。已知实木家具所受重力为1200N，工人质量为80kg，每只脚与地面的总接触面积为0.03m2，工人对绳的拉力F为350N，拉力F的功率为140W。假设在拉绳子的过程中，绳子的拉力始终在竖直方向上，不计绳重和摩擦，求：（g取10N/kg）
（1）家具上升的速度是多少？
（2）家具匀速上升时，工人对地面的压强为多少？
（3）若横梁所能承受最大力为2500N，则该模型所能提升物体的最大机械效率为多少？
【答案】（1）0.1m/s
（2）7500Pa （3）90%
【解析】
【小问1详解】
根据功率的计算公式
可得
所以家具上升的速度为
【小问2详解】
对工人有
解得
则工人对地面的压力大小为450N，所以工人对地面的压强为
【小问3详解】
家具匀速上升时有
解得
若横梁所能承受的最大力为2500N，则
此时
所以该模型所能提升物体的最大机械效率为
23. “智能科技，乐享生活新品质！”小明家购买了智能即热式饮水机，如图甲所示。如图乙是饮水机内部的加热模块简化电路图，A是额定电流为6A的保险丝（电阻忽略不计），饮水机通过控制开关S1、S2的断开与闭合，实现高、中、低三挡温度的调节。已知饮水机的部分技术参数如图丙所示，R1和R2均为阻值恒定不变的电热丝且R1:R2=1:3。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）在用电高峰期时，饮水机在高温挡工作50s消耗的电能为5.88×104J，求饮水机此时的实际电压；
（3）一段时间后小明发现饮水机高温挡和低温挡无法正常工作，经检查是电热丝R2损坏造成的。小明经查阅资料和咨询厂家，提出了用阻值恒定不变的电热丝R替换R2的方案。若要求替换后饮水机能正常工作且同时满足以下两个条件：
①正常工作时高温挡功率在1100W~1430W之间；
②正常工作时低温挡功率在200W~400W之间。
现提供50Ω、100Ω、150Ω、200Ω、250Ω五个阻值恒定的电热丝R，请你通过计算帮助小明从中挑选出符合条件的电热丝R。
【答案】（1）50Ω （2）210V
（3）150Ω
【解析】
【小问1详解】
当S1闭合，S2断开时为中温档，则
联立可得
【小问2详解】
当S1闭合，S2接a时为高温档，此时R1和R2并联，则
代入数据解得
【小问3详解】
若用阻值恒定不变的电热丝R替换R2，正常工作时高温挡功率在1100W~1430W之间，根据可知，电热丝R的电功率范围在132W~462W，所以电阻丝R的阻值范围为104.8Ω~366.7Ω；次数
入射角
反射角
1
2
3
滑动触头P所处位置
a端
中间
b端
灵敏电流计偏转情况
最大
较大
最小