Question

2．小明的奶奶在家中用电水壶接水时，由于壶口较小，壶盖挡视线，很难观察到壶中水位的变化，结果水从壶中溢出洒到地上，小明一边帮奶奶擦地上的水，一边想：如果给水壶安装一个报警器，当水位达到一定高度时，报警器发出声音，提示水接好了，这样就方便多了．
（1）小明找来家中的电水壶，如图甲所示，观察电水壶的外观并研究它的使用过程，发现其中涉及一些物理知识，下列说法正确的是ACD（填字母）
A．向壶中注水时，听到的声音是通过空气传入到人耳的
B．金属壶身“反光”是发生了漫反射
C．烧水时壶嘴冒出的“白气”是液化现象
D．注水后壶底看起来变浅了，是光的折射现象
（2）当用力F打开壶盖时，壶盖相当于一个杠杆，请你在图乙中画出壶盖所受重力G的示意图和重力的力臂I（O为支点，B为壶盖的重心，A为F的作用点）．
（3）小明认真思考后，结合学过的力学和电学知识，设计了如图丙所示的报警电路，以下是小明的设计方案，请将其补充完整．
①报警器的水中部分是一个玻璃管，它的一端被绝缘弹性薄膜封闭，报警电路的一部分在玻璃管内，其中弹性片A靠近薄膜，使用时，闭合报警电路开关S，向壶内注水，随着壶中水位的升高、水对薄膜的压力逐渐变大（填“变大”或“变小”），弹性薄膜逐渐向右凹进，挤压弹簧片A，直至弹性片A与触点B接触，报警电路接通，电铃发出报警声，提示已达到设定注水高度，即可断开报警电路开关S，停止注水．
②为了满足不同的注水高度要求，该电水壶的报警水位高度可以调节，水位调节手柄的一端固定在报警电路中长度可调的弹簧上，水位调节手柄可以移动，并能固定在不同档位的卡槽中，当水位调节手柄移动时，触电B可以随着它左右移动，请分析该报警电路并说明，想要使报警器在更低的水位报警吗，可以调节水位调节手柄，使触点B向左（填“左”或“右”）移动．

Answer 1

分析 （1）声音的传播靠介质；反射分为漫反射和镜面反射；物物态变化，物质从固态变为液态是熔化过程．物质从液态变为固态过程是凝固．物质从液态变为气态是汽化．物质从气态变为液态是液化．物质从固态直接变为气态是升华．物质从气态直接变为固态是凝华；光从一种介质射入另一种介质时，要发生折射现象；
（2）重力方向竖直向下，作图时注意力臂的画法；
（3）液体压强随深度的增加而增大．

解答 解：（1）A、向壶中注水，水会发生振动产生声音，通过空气传入人耳，故A正确；
B、这里的反光，类似于黑板的反光，不同于从各个角度看到壶身，故此处应为镜面反射，故B错误；
C、烧水时冒出“白气”是由于水蒸气遇冷液化形成的小液滴，故C正确；
D、池底看起来变浅了，是由于发生了光的折射，故D正确．
故选ACD；
（2）B为重心，重力方向是竖直向下的，故竖直向下画出重力，在过支点向重力作用线作垂线，得到对应的力臂，如下图所示：

（3）①随着水位的升高，薄膜所处的深度也在逐渐的增加，其所受的压强和压力变大，因为薄膜受到液体的压力之后弹性薄膜逐渐向右凹进，挤压弹簧片A，直至弹性片A与触点B接触，报警电路接通，电铃发出报警声，提示已达到设定注水高度，即可断开报警电路开关S，停止注水；
②想要使报警器在更低的水位报警，则需要薄膜受到较小的压力即可使A与B触电相连，那么需要让B触点向左靠近一些．
故答案为：（1）ACD；（2）如上图所示；（3）①变大；②左．

点评 本题以电水壶为背景考查了声音的产生、光现象、物态变化、重力方向、力臂、液体压强等知识，是一道综合题，但难度不大．