14. 为研究灯泡的发光情况，小明设计了如图所示的电路进行实验。开关闭合后，灯泡$\mathrm{L}_1$发光，$\mathrm{L}_2$不发光，电压表无示数。请简述造成这种情况的可能原因：
灯泡$\mathrm{L}_2$短路
。
答案：14. 灯泡$\mathrm{L}_2$短路
解析：
【分析】首先明确电路结构：灯泡$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$串联，电压表并联在$\mathrm{L}_2$两端，测量$\mathrm{L}_2$的电压。开关闭合后$\mathrm{L}_1$发光，说明电路是通路，不存在断路故障；$\mathrm{L}_2$不发光，且电压表无示数，说明$\mathrm{L}_2$两端没有电压，结合串联电路的特点，若$\mathrm{L}_2$短路，那么$\mathrm{L}_2$相当于导线，其两端电压为0，电压表就没有示数，此时电流会通过$\mathrm{L}_1$和短路的$\mathrm{L}_2$，$\mathrm{L}_1$正常工作发光，$\mathrm{L}_2$因短路不发光，符合题目描述的现象。
【解析】该电路中$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联，电压表测$\mathrm{L}_2$两端电压。开关闭合后$\mathrm{L}_1$发光，说明电路为通路，无断路故障；$\mathrm{L}_2$不发光且电压表无示数，说明$\mathrm{L}_2$两端电压为0，结合串联电路故障特点，当$\mathrm{L}_2$短路时，$\mathrm{L}_2$相当于导线，两端电压为0，电压表无示数，电流可通过$\mathrm{L}_1$使$\mathrm{L}_1$发光，而$\mathrm{L}_2$因短路无法正常工作，不发光，符合题目情况。
【答案】灯泡$\mathrm{L}_2$短路
【知识点】串联电路故障分析；电压表的使用；电路通路判断
【点评】本题考查串联电路的故障分析，需结合用电器工作状态和电表示数变化判断故障类型，属于基础电路故障题，难度不大。
【难度系数】0.5
15. “桥塔为什么要造这么高？”小明在乘车经过南京长江二桥（图甲）时，提出了上述问题。后来他还对此进行了研究：他将大桥的结构（图乙）进行简化，抽象成如图丙所示的模型，又画了桥塔高低不同的两幅图丁和戊。通过比较发现：适当增加塔的高度，可
增大
（选填“增大”或“减小”，下同）力臂，从而
减小
斜拉索的拉力。
（第14题图）
（第15题图）
答案：15. 增大 减小
解析：
【分析】
本题考查杠杆平衡条件的应用，需先将大桥结构抽象为杠杆模型，确定支点、动力臂和阻力臂，再根据杠杆平衡条件分析力臂变化对拉力的影响。首先明确模型中支点为O，阻力是桥梁重力G，阻力臂固定；斜拉索拉力为动力，其力臂是支点到拉力作用线的垂直距离。对比丁、戊两图，桥塔越高，动力臂越大，结合杠杆平衡条件即可判断拉力的变化。
【解析】
将大桥简化为杠杆模型：支点为O点，阻力为桥梁的重力G，阻力臂是O到G作用线的垂直距离；斜拉索的拉力为动力，动力臂是O到拉力作用线的垂直距离。对比丁、戊可知，适当增加桥塔高度，动力臂（拉力的力臂）会增大。根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = F_2L_2 $，阻力G和阻力臂均不变时，动力臂 $ L_1 $ 增大，动力 $ F_1 $（斜拉索的拉力）会减小。因此，适当增加塔的高度，可增大力臂，从而减小斜拉索的拉力。
【答案】增大 减小
【知识点】杠杆平衡条件、力臂
【点评】本题结合实际桥梁结构，考查杠杆平衡条件的应用，核心是将实际问题转化为杠杆模型，明确动力臂、阻力臂的变化，利用平衡条件分析力的变化，体现了物理知识在生活中的应用。
【难度系数】0.5
16. 如图所示是一只既能吹冷风、又能吹热风的电吹风机的简化电路，图中A是电吹风机，B是电热丝。将插头插入插座，若只闭合开关$\mathrm{S}_{1}$，电吹风机吹出的是
冷
（选填“热”或“冷”，下同）风；若将开关$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$都闭合，电吹风机吹出的是
热
风。
答案：16. 冷 热
解析：
【分析】要判断电吹风机吹出的风的类型，需分析不同开关状态下的电流路径，确定接入电路的用电器：仅闭合$\mathrm{S}_{1}$时，判断工作的用电器；$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$都闭合时，再判断用电器的工作情况，进而确定风的类型。
【解析】当只闭合开关$\mathrm{S}_{1}$时，电流从插头流入，经$\mathrm{S}_{1}$后仅通过电吹风机$\mathrm{A}$回到电路，电热丝$\mathrm{B}$所在支路因$\mathrm{S}_{2}$断开而断路，只有电吹风机工作，因此吹出的是冷风；当开关$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$都闭合时，电流分为两条支路，一条经$\mathrm{S}_{1}$通过电吹风机$\mathrm{A}$，另一条经$\mathrm{S}_{2}$通过电热丝$\mathrm{B}$，电吹风机和电热丝同时工作，电热丝发热，因此吹出的是热风。
【答案】冷；热
【知识点】并联电路、电路通断判断
【点评】本题结合电吹风机的实际电路，考查对电路连接方式和用电器工作状态的分析，属于贴近生活的基础电路题，难度较低。
【难度系数】0.6
17. 人体安全电压不高于36 V，当通过人体的电流接近30 mA时就会有生命危险。据此可以推断，人体是
导体
（选填“导体”或“绝缘体”），人体电阻约为
1200
Ω。（第16题图）
答案：17. 导体 1200
解析：
【分析】
首先判断人体的导电性：人体能导电，所以属于导体；计算人体电阻时，需运用欧姆定律，注意电流单位要统一为安培，再代入公式计算。
【解析】
1. 人体能导电，因此人体是导体；
2. 根据欧姆定律 $ R = \frac{U}{I} $，已知安全电压 $ U = 36\ \mathrm{V} $，危险电流 $ I = 30\ \mathrm{mA} = 0.03\ \mathrm{A} $，代入得：$ R = \frac{36\ \mathrm{V}}{0.03\ \mathrm{A}} = 1200\ \Omega $。
【答案】
导体 1200
【知识点】
导体与绝缘体、欧姆定律
【点评】
本题结合生活实际，考查导体的判断和欧姆定律的应用，核心是电流单位的换算，属于基础题。
【难度系数】
0.8
18. 一块质量分布均匀的长方形木板放在水平地面上，现在要将木板从N端抬起，请你在图中标出支点O的位置，并画出所需的最小动力F的示意图和动力臂$ l $（不计板的厚度）。
（第18题图）
答案：解：
1. 支点O的位置：标记在木板左端M点与水平地面的接触处，该点为抬起N端时木板绕其转动的固定点。
2. 连接支点O与木板右端N点，该线段为最长动力臂，标注为动力臂$l$。
3. 过N点作垂直于木板向上的带向线段，该力即为最小动力$F$，标注力的符号$F$，方向竖直向上，此时动力臂最大，根据杠杆平衡条件，所需动力最小。
（作图说明：O点在M端地面接触位置，l为水平线段ON，F为N点处竖直向上的带箭头线段，垂直于水平木板）
解析：
【分析】要抬起木板的N端，木板会绕左端M与地面的接触点转动，因此支点为M处的接触点；根据杠杆平衡条件，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，所需动力越小，所以需要找到最长的动力臂，即支点到动力作用点的最大距离，也就是M到N的长度，因此动力应作用在N点，方向垂直于木板向上，这样动力臂最大，动力最小。
【解析】1. 确定支点O：抬起N端时，木板绕左端M与水平地面的接触点转动，故支点O标记在M点处木板与地面的接触位置；2. 确定动力臂l：连接支点O与动力作用点N，线段ON即为最长的动力臂，标注为l；3. 确定最小动力F：过N点作垂直于木板向上的带箭头线段，方向竖直向上，该力即为最小动力，标注为F。
【答案】支点O在M端木板与地面接触处，动力臂l为线段ON，最小动力F作用在N点，方向竖直向上（垂直于木板）。
【知识点】杠杆平衡条件、力臂画法、最小动力确定
【点评】本题考查杠杆最小力的作图，关键是利用杠杆平衡条件找到最长动力臂，属于基础作图题，需掌握杠杆相关作图的基本方法。
【难度系数】0.6
19. 用滑轮组提升重物,请在图中画出拉力$F=\frac{G}{3}$的绳子的绕法(不计动滑轮、绳重和摩擦)。
答案：解：
不计动滑轮、绳重和摩擦，由$F=\frac{G}{3}$可知，承担物重的绳子段数$n=3$，按照“奇动偶定”的绕线规则：
1. 将绳子的起始端固定在动滑轮的上端挂钩处；
2. 把绳子向上绕过固定在天花板的定滑轮；
3. 再将绳子向下绕过动滑轮，最终绳子自由端竖直向上。
此时动滑轮上共有3段绳子承担物重，满足$F=\frac{G}{3}$的要求。
（绕线示意图：两个滑轮竖直对齐，定滑轮在上固定于天花板，动滑轮在下悬挂重物G，按上述路径顺次绕绳即可。）
解析：
【分析】要画出拉力$F=\frac{G}{3}$的滑轮组绕法，首先需根据拉力与物重的关系确定承担物重的绳子段数，再利用滑轮组绕线的“奇动偶定”规则确定绕线方式。步骤为：先计算绳子段数$n$，再确定绳子起始端，最后依次绕线，确保动滑轮上有3段绳子承担物重。
【解析】不计动滑轮、绳重和摩擦，滑轮组拉力公式为$F=\frac{G}{n}$，已知$F=\frac{G}{3}$，因此承担物重的绳子段数$n=3$。根据滑轮组绕线的“奇动偶定”规则（$n$为奇数时，绳子起始端固定在动滑轮上），具体绕法：1. 将绳子的起始端固定在动滑轮的上端挂钩处；2. 向上绕过上方的定滑轮；3. 再向下绕过动滑轮，最终绳子自由端竖直向上，此时动滑轮上共有3段绳子承担物重，满足$F=\frac{G}{3}$的要求。
【答案】将绳子一端固定在动滑轮上端挂钩，向上绕过定滑轮，再向下绕过动滑轮，自由端竖直向上，形成$n=3$的滑轮组绕法。
【知识点】滑轮组绕线，滑轮组拉力计算
【点评】本题考查滑轮组的绕线方法，核心是根据拉力确定绳子段数，再运用“奇动偶定”规则，属于基础题型，需熟练掌握滑轮组的基本工作原理和绕线技巧。
【难度系数】0.5
20. 在右边的虚线框内画出与左边实物电路对应的电路图。
（第20题图）
（第19题图）
答案：解：
由实物电路分析电流路径：电流从电源正极流出，经过开关S₁、电流表后分为两条独立支路：
1. 第一条支路：仅经过灯泡L₁，直接流回电源负极；
2. 第二条支路：依次经过灯泡L₂、开关S₂，流回电源负极。
两灯泡L₁、L₂并联，开关S₁在干路控制整个电路，电流表串联在干路测量电路总电流，开关S₂在L₂所在支路，仅控制灯泡L₂。
绘制规范电路图要求：
导线横平竖直，使用标准电学元件符号，整体布局规整：
1. 在虚线框内左侧画出电源符号，正极朝右、负极朝左；
2. 从电源正极向右引出导线，依次连接干路开关S₁、电流表；
3. 电流表右端引出导线后分为上下两条支路：上支路向右连接灯泡L₂，再向下连接开关S₂，最终向左回到电源负极；下支路向右连接灯泡L₁，最终向左回到电源负极；
4. 所有元件旁标注对应标识S₁、S₂、L₁、L₂、A，导线无交叉。
解析：
【分析】要将实物电路转化为电路图，需先梳理电流路径：①确定电源正负极，电流从正极流出、负极流入；②顺着电流方向，发现电流经过开关S₁、电流表后出现分支，判断为并联电路；③区分支路：一条支路仅含灯泡L₁，另一条支路含灯泡L₂和开关S₂，因此S₂在L₂支路，S₁在干路，电流表在干路测总电流。明确元件位置和作用后，用标准电学符号按电流路径绘制，注意导线不交叉、标注规范。
【解析】绘制规范电路图步骤：1. 用标准符号画电源，正极朝右；2. 从电源正极依次连接干路开关S₁、电流表（电流表串联在干路）；3. 电流表右端分两条支路：第一条支路接灯泡L₁后回电源负极，第二条支路接灯泡L₂、开关S₂后回电源负极；4. 标注各元件符号S₁、S₂、L₁、L₂、A，确保导线无交叉，布局规整。
【答案】（电路图：虚线框内左侧为电源，正极右接S₁，S₁右接电流表；电流表右端分两支，上支接L₂后接S₂，S₂左接电源负极；下支接L₁后左接电源负极，所有元件符号标注正确，导线无交叉）
【知识点】并联电路，电路图绘制，电流表使用
【点评】本题为初中物理基础题，考查实物转电路图的能力，需先判断电路串并联关系、明确元件位置，再按规范绘制，是电路学习的核心基础题型。
【难度系数】0.6
