如图甲所示，是测量高于警戒水位的装置原理图．在横截面积为S=5×10-3m2的长方体绝缘容器的内部边缘左右两正对面，竖直插有两块薄金属板（电阻不计）并与外部电路连接，容器底部有一个小孔与湖水相通，容器的底部与警戒水位相平．电源电压U=8V，小灯泡L标有“4V 2W”的字样（假设小灯泡的电阻不变），湖水的密度为ρ=1.0×103kg/m3．两金属板间的湖水电阻R与容器内水柱的高度h的倒数的变化关系如图乙所示．则：分析 （1）灯泡正常工作，灯泡两端电压为4V，先计算电路中电流，再由串联电路特点和欧姆定律计算容器中水的电阻，在图象中找到对应的h-1，从而得到水位高于警戒线的高度．
（2）先计算容器中水的高度，再由图象找到此时容器中水对应的电阻，由串联电路特点、欧姆定律和电功率公式计算湖水消耗电功率．
解答 解：
（1）由图甲知，灯泡、电流表、容器中水串联在电路中，
由P=UI可得当灯泡正常发光时电路中电流：
I=I额=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{2W}{4V}$=0.5A，
由串联电路特点和欧姆定律可得容器中水的电阻：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{U-{U}_{额}}{I}$=$\frac{8V-4V}{0.5A}$=8Ω，
由图象可知，当R=8Ω时，h-1=0.4m，所以h=2.5m，则湖水水位高于警戒水位2.5m．
（2）当进入容器内的水达到m=5kg时，容器中水的体积：
V=$\frac{m}{{ρ}_{水}}$=$\frac{5kg}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=5×10-3m3，
所以容器中水的深度：
h=$\frac{V}{S}$=$\frac{5×1{0}^{-3}{m}^{3}}{5×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1m，
所以h-1=1m，由图象知此时容器中水的电阻R'=20Ω，
由I=$\frac{U}{R}$可知灯泡电阻：RL=$\frac{{U}_{额}}{I}$=$\frac{4V}{0.5A}$=8Ω，
所以此时电路中电流：
I'=$\frac{U}{{R}_{L}+R'}$=$\frac{8V}{8Ω+20Ω}$=$\frac{2}{7}$A，
由P=I2R可得容器内的湖水消耗的电功率：
P'=I'2R'=（$\frac{2}{7}$A）2×20Ω≈1.6W．
答：（1）湖水水位比警戒水位高出2.5m时小灯泡正常发光；
（2）当进入容器内的水达到m=5kg时，容器内的湖水消耗的电功率是1.6W．
点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律和功率公式的应用，由图象判断水位的高度是关键，体现了物理在实际生活中的应用．
挑战100单元检测试卷系列答案科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 |
| 电阻R/Ω | 5 | 10 | 20 |
| 电流I/A | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
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科目：初中物理 来源： 题型：计算题
| 中国商飞C919 | |
| 最大载重 | 77.3吨 |
| 巡航速度 | 0.78-0.8马赫（相当于954km/h到980km/h） |
| 巡航高度 | 12100米 |
| 最长航程 | 5555公里 |
| 最多座椅数 | 190个 |
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科目：初中物理 来源： 题型：选择题
如图所示的共享单车已在我国很多城市兴起，大大方便了市民的出行．下列关于共享单车的说法中正确的是（ ）| A． | 单车的车把是一个费力杠杆 | |
| B． | 当单车匀速转弯时，其运动状态没有发生改变 | |
| C． | 如果在骑行过程中单车所受的外力全部消失，那么单车会慢慢停下来 | |
| D． | 单车在速度逐渐减小的过程中受到非平衡力 |
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科目：初中物理 来源： 题型：填空题
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科目：初中物理 来源： 题型：选择题
| A． | 轮胎刻有凹凸不平的花纹，是为了增大摩擦 | |
| B． | 车闸属于费力杠杆，是为了省距离 | |
| C． | 车座制成弧面，是为了增大与人体的接触面积，增大压强 | |
| D． | 轴承中装有滚珠是为了增大摩擦 |
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一束光在空气与某透明物质的界面处发生了反射和折射现象，其光路如图所示．界面上方为空气（选填“空气”或“透明物质”）；反射角=40°．