《2026年一本密卷高考物理》

12. (9分)车辆运输中若存在超载现象，将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥，可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
(1) 选择一块均匀的长方体导电水泥块样品，用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“$×1k$”挡，正确操作后，指针位置如图1所示，则读数为8000$\Omega$；
(2) 进一步提高实验精度，使用伏安法测量水泥块电阻，电源$E$电动势$6V$，内阻可忽略，电压表量程$0\sim6V$，内阻约$10k\Omega$，电流表量程$0\sim600\mu A$，内阻约$100\Omega$。实验中要求滑动变阻器采用分压接法，在图2中完成余下导线的连接；
(3) 如图2，测量水泥块的长为$a$，宽为$b$，高为$c$。用伏安法测得水泥块电阻为$R$，则电阻率$\rho=$$\frac{Rbc}{a}$(用$R$、$a$、$b$、$c$表示)；
(4) 测得不同压力$F$下的电阻$R$，算出对应的电阻率$\rho$，作出$\rho-F$图像如图3所示。
(5) 基于以上结论，设计压力报警系统，电路如图4所示。报警器在两端电压大于或等于$3V$时启动，$R_1$为水泥块，$R_2$为滑动变阻器，当$R_2$的滑片处于某位置，$R_1$上压力大于或等于$F_0$时，报警器启动。报警器应并联在$R_2$两端(填“$R_1$”或“$R_2$”)；
(6) 若电源$E$使用时间过长，电动势变小，$R_1$上压力大于或等于$F_1$时，报警器启动，则$F_1$大于$F_0$(填“大于”“小于”或“等于”)。

答案：
12.解析：
(1)多用电表选择开关旋转到“$×1k$”挡，根据图1可知读数为$8000\Omega$;
(2)长方体导电水泥块样品的电阻$R_x ＞ \sqrt{R_AR_V}$，故采用电流表内接法;实验中要求滑动变阻器采用分压接法，故连接实物图如图所示:
　　　
(3)根据电阻定律$R = \frac{\rho L}{S}$，可知$\rho = \frac{RS}{L} = \frac{Rbc}{a}$;
(5)根据图3可知压力越大电阻率越小，即电阻越小;回路中电流增加，$R_2$电压增加，$R_1$电压减小，而报警器在两端电压大于或等于$3V$时启动，故应将报警器并联在$R_2$两端;
(6)电源电动势E减小，要使报警器启动，即$R_2$两端电压要仍为$3V$，根据串联分压有$U_2 = \frac{R_2}{R_1 + R_2}E = \frac{1}{\frac{R_1}{R_2} + 1}E$，可知E减小需要$R_1$更小，又因为F越大$R_1$越小，可知$F_1$需要大于$F_0$。
答案：
(1)8000　
(2)见解析图　
(3)$\frac{Rbc}{a}$　
(5)$R_2$　
(6)大于