挑战43 湖北卷1（湖北五市共30题）（解析版）-2022年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编VIP

年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（解析版）挑战43湖北卷1（湖北五市共30题）四市＋综合（襄阳、鄂州、荆州、恩施州、综合）压轴题型统计：选择题填空与作图题实验题计算与解答题合计电学综合534416力学综合241310其他综合02024合计795930一．选择题（共7小题）1．（2022•襄阳）如图所示，铁块A重3N，静止地吸附在竖直放置的磁性黑板上，将重为1N的铜块B放在铁块A上面时，A和B恰能沿着黑板缓慢匀速下滑。取走铜块B，用竖直向上的力F拉铁块A，使其匀速向上运动，则F的大小为（）A．3N B．4N C．5N D．7N【答案】D。【解答】解：当A和B沿着黑板缓慢匀速下滑时，由于B对黑板没有压力的作用，B与黑板之间无摩擦力；整体处于平衡状态，则整体的重力与滑动摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力为f＝G总＝3N+1N＝4N；取走铜块B，用竖直向上的力F使铁块A匀速向上运动，A受到竖直向下的重力、竖直向上的力F、竖直向下的摩擦力的作用，则F＝GA+f＝3N+4N＝7N。故选：D。2．（2022•襄阳）神舟13号返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞，返回舱和伞开始做减速运动，空气阻力随速度的减小而减小，下降一段高度后，开始匀速下降直到地面附近。以返回舱和伞为研究对象，下列说法不正确的是（）A．减速下降过程中受力不平衡 B．减速下降过程中减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量 C．匀速下降过程中机械能减小 D．减速下降过程中重力做功的功率小于匀速下降时重力做功的功率【答案】D。【解答】解：A、减速下降过程中，返回舱和伞处于非平衡状态，所以它受力不平衡，故A项说法正确；B、减速下降的过程中，要克服空气阻力做功，则减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量，故B项说法正确；C、返回舱和伞匀速下降的过程中，质量不变、速度不变，但高度减小，则动能不变，重力势能减少，则机械能总量减少，故C项说法正确；D、返回舱和伞的重力大小不变，由题意可知返回舱和伞减速下降时的速度大于匀速下降时的速度，根据公式P＝＝＝Gv可知，减速下降中重力做功的功率大于匀速下降中重力做功的功率，故D项说法错误。故选：D。3．（2022•鄂州）如图所示，电源电压不变，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑片由最右端向中点滑动过程中，下列说法正确的是（）A．电压表示数不变，电流表A1示数不变 B．电压表示数变大，电流表A2示数变大 C．电压表示数不变，两个电流表示数的差不变 D．电压表示数变小，电压表与电流表A2示数的比值不变【答案】A。【解答】解：由电路图可知，R2与R1并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流，电压表测电源两端的电压；B、电源电压不变，则滑片移动过程中电压表示数不变，故B错误；A、滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流变大；因并联电路中各支路互不影响，则通过R1的电流不变，即电流表A1示数不变；根据并联电路的电流关系可知，干路中的电流变大，即电流表A2示数变大，两个电流表示数的差变大，故A正确；C错误；D、电压表V的示数不变，电流表A2示数变大，其比值变小，故D错误。故选：A。4．（2022•荆州）如图所示的电路中，电源电压恒为18V，纯电阻用电器R1标有“10V4W”字样。滑动变阻器R2的规格为“200Ω1A”，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣15V。在保证各电路元件安全使用的情况下，下列说法正确的是（）A．电流表示数的最小值为0.08A B．电压表的示数变化范围为0﹣15V C．滑动变阻器的阻值变化范围为20﹣125Ω D．整个电路总功率的最大值为10.8W【答案】C。【解答】解：由电路图可知，纯电阻用电器R1和滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。A、由P＝UI＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝25Ω，则R1的额定电流：I额＝＝＝0.4A，由欧姆定律可知，当滑动变阻器接入电路中电阻最大时，电路中的电流最小，由串联电路的分压原理可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，滑动变阻器两端的电压最大，因为电压表的量程为0～15V，所以滑动变阻器两端的最大电压为U2大＝15V，由串联电路的电压特点可知，R1两端的电压：U1小＝U﹣U2大＝18V﹣15V＝3V，则电路中的最小电流：I小＝＝＝0.12A，因此电流表示数的最小值为为0.12A，故A错误；B、由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器两端的电压最小时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，由欧姆定律可知，此时电路中的电流最大，因为R1的额定电流为0.4A、滑动变阻器允许通过的最大电流为1A、电流表的量程为0～0.6A，所以由串联电路的电流特点可知，在保证各电路元件安全使用的情况下，此时电路中最大电流只能为0.4A，由欧姆定律可知，R1两端的最大电压：U1大＝I大R1＝0.4A×25Ω＝10V，则滑动变阻器两端的最小电压：U2小＝U﹣U1大＝18V﹣10V＝8V，因此电压表的示数变化范为8～15V，故B错误；C、由A可知，滑动变阻器两端的最大电压为U2大＝15V，电路中的最小电流为I小＝0.12A，则滑动变阻器接入电路的最大电阻：R2大＝＝＝125Ω，由B可知，滑动变阻器两端的最小电压为U2小＝8V，电路中最大电流为I大＝0.4A，则滑动变阻器接入电路的最小电阻：R2小＝＝＝20Ω，因此滑动变阻器的阻值变化范围为20﹣125Ω，故C正确；D、因为电路中最大电流为I大＝0.4A，所以整个电路总功率的最大值：P大＝UI大＝18V×0.4A＝7.2W，故D错误。故选：C。5．（2022•湖北）如图所示，将定值电阻R1、R2按甲、乙两图接在电压不同的电路中，已知两图中R1两端的电压相等，乙图中流过R1、R2的电流之比为2：1。下列说法中正确的是（）A．两电阻的阻值之比为R1：R2＝2：1 B．两图中电源的电压之比为U1：U2＝3：2 C．两图中流过R2的电流之比为I2甲：I2乙＝3：2 D．两图电路消耗的总功率之比为P甲：P乙＝2：1【答案】D。【解答】解：由图甲可知，R1、R2串联，由图乙可知，R1、R2并联，设两图中R1两端的电压为U；A、乙图中流过R1、R2的电流之比为2：1，由并联电路的电压特点和欧姆定律可知，两电阻的阻值之比：＝＝＝，即R2＝2R1，故A错误；B、甲图中由串联电路的分压原理可知，R1、R2两端的电压电压之比：＝＝，即U2甲＝2U1甲＝2U，由串联电路的电压特点可知，甲图中的电源电压：U1＝U1甲+U2甲＝U+2U＝3U，由并联电路的电压特点可知，图乙中的电源电压：U2＝U1乙＝U，因此两图中电源的电压之比：＝＝，故B错误；C、甲图中流过R2的电流：I2甲＝＝＝，乙图中流过R2的电流：I2乙＝＝，则两图中流过R2的电流之比：＝＝，故C错误；D、由串联电路的电流特点可知，甲图中电路的电流：I甲＝I2甲＝，乙图中流过R1的电流：I1乙＝＝，由并联电路的电流特点可知，乙图中干路的电流：I乙＝I2乙+I1乙＝+＝，由P＝UI可知，两图电路消耗的总功率之比：＝＝＝，故D正确。故选：D。6．（2022•恩施州）如图所示，电源两端电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片适当左移，下列说法正确的是（）A．电流表A1示数不变、电流表A2示数变小 B．电流表A1示数变大、电压表V示数不变 C．电流表A2示数变大、电压表V示数变小 D．电流表A2示数变大、电压表V示数不变【答案】D。【解答】解：由图可知，灯泡和滑动变阻器并联，电压表灯泡两端电压，电流表A1测灯泡电流，A2测干路电流，当滑动变阻器的滑片适当左移，接入电路中的电阻减小，根据并联电路的特点可知，各支路的电压不变，所以电压表V的读数不变，电流表A1的读数也不变；而滑动变阻器的接入电路中的电阻减小，电压不变，其电流增大；根据并联电路中电流的特点可知，一条支路上的电流不变，一条支路上的电流增大，所以干路上的电流也增大，即电流表A2的读数变大，所以ABC错误，D正确。故选：D。7．（2022•湖北）（多选）某兴趣小组用“伏安法”对小灯泡和定值电阻的阻值进行了测量，根据实验数据作出它们的U﹣I图象，如图所示。以下是小组成员的交流内容，其中正确的是（）A．图甲是定值电阻的图象 B．对R1、R2的电阻值分别取平均值可以使测量结果更准确 C．将R1和R2并联时，R1、R2的电功率可能相等 D．将R1和R2串联接在5V的电源两端，R1、R2的电阻之比为3：2【答案】ACD。【解答】解：A、根据图甲可知，电流与电压成正比，因此该电阻为定值电阻，故A正确；B、由图甲可知，R1是定值电阻，多次测量取平均值可以使测量结果更准确；由图乙可知，R2是小灯泡电阻，测定小灯泡的电阻时，多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系，不能求平均值减小误差，故B错误；C、由甲、乙图可知，当R1两端电压为4V时，通过电流为0.2A，R2两端电压为4V时，通过电流也为0.2A，根据P＝UI可知，R1、R2的电功率相等，故C正确；D、将R1和R2串联接在5伏的电源两端时，因串联电路中各处的电流相等，且电路中的总电压等于各分电压之和，所以，由图象可知，当电路中的电流I＝0.15A，R1两端的电压为U1＝3V，R2两端的电压为U2＝2V时符合，由欧姆定律可得，两电阻的阻值分别为：R1＝＝＝20Ω，R2＝＝＝Ω，所以，R1：R2＝20Ω：Ω＝3：2，故D正确。故选：ACD。二．填空题（共9小题）8．（2022•襄阳）如图所示电路，电源电压不变，R0为定值电阻。闭合开关S，滑片P向左移动时，电压表示数会变大。第一次移动滑片至某位置时电压表的示数为8V；再次移动滑片至另一位置。若前后两次滑动变阻器消耗的电功率相等，两次电路中电流之比为1：2，则电源电压为12V。【答案】大；12。【解答】解：由图可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压；滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变大，即电压表示数会变大；已知前后两次滑动变阻器消耗的电功率相等，两次电路中电流之比为1：2，设第一次通过电路的电流为I，则第二次通过电路的电流为2I，第二次电压表示数为U滑′，前后两次滑动变阻器消耗的电功率相等，根据P＝UI可得8V×I＝U滑′×2I，解得U滑′＝4V，因串联电路总电压等于各部分电压之和，则根据欧姆定律可得电源电压U＝U滑+U0＝8V+IR0，U＝U滑′+U0′＝4V+2IR0，因电源电压不变，则联立上面两式解得IR0＝4V，即U0＝4V，则电源电压U＝U滑+U0＝8V+4V＝12V。故答案为：大；12。9．（2022•襄阳）一块厚为10cm、质地均匀的长方体物块放在水平地面上。若沿如图所示的斜面将物块切成完全相同的两块，把这两块水平分开后依然平放在水平地面上，它们对地面的压强分别为1000Pa和1500Pa，则物块的密度为1.2×103kg/m3。（g取10N/kg）【答案】1.2×103。【解答】解：地面上的物体对地面的压力等于自身的重力，设长方体物块的重力为2G，将物块切成完全相同的两块，则每一块的重力为G，它们对水平地面的压强之比为：＝＝＝＝，设S左＝3S，则S右＝2S，所以长方体的底面积为5S，由p左＝＝＝1000Pa可得：G＝3000Pa×S，则长方体对地面的压强：p＝＝＝1200Pa，由p＝＝＝＝＝＝ρgh可得长方体物块的密度：ρ＝＝＝1.2×103kg/m3。故答案为：1.2×103。10．（2022•襄阳）一质地均匀的长方体放在水中（小部分露出水面，大部分没入水中），现在将它露出水面的部分截取走，剩余部分静止时仍漂浮于水面上。若第二次漂浮时露出水面的体积是物体原体积的，则此长方体的密度为0.8g/cm3。（ρ水＝1.0g/cm3）【答案】0.8。【解答】解：长方体放在水中小部分露出水面，大部分没入水中，说明长方体处于漂浮状态，且长方体的密度与水的密度比较接近；漂浮时长方体受到的浮力等于重力，即F浮＝G，根据F浮＝ρ液gV排和G＝mg＝ρVg可得：ρ水gV排＝ρVg，整理可得：＝＝，则V排＝×V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，将它露出水面的部分截取走，剩余部分的体积为V排，同理可得第二次漂浮时：＝＝，则V排′＝×V排＝××V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，第二次漂浮时露出水面的体积是物体原体积的，即＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，将①②代入③，化简解得ρ＝0.2g/cm3（不符合题意，舍去）或0.8g/cm3，即此长方体的密度为0.8g/cm3。故答案为：0.8。11．（2022•襄阳）如图所示电路，电源电压恒为15V，R1＝6Ω，R3＝3Ω，R2是规格为“30Ω1A”的滑动变阻器。闭合开关S，在保证电路安全的情况下，滑片P在a、b间滑动（a、b都不是端点），滑动变阻器消耗的功率为P2，电阻R1消耗的功率为P1，则P2﹣P1最大值为3.75W。【答案】3.75。【解答】解：由图可知，三个电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，滑动变阻器消耗的功率等于电路总功率与定值电阻消耗的功率之差，即P2＝UI﹣I2（R1+R3）＝15V×I﹣I2×（6Ω+3Ω），电阻R1消耗的功率为P1＝I2R1＝I2×6Ω，则P2﹣P1＝15V×I﹣I2×（6Ω+3Ω）﹣I2×6Ω＝15V×I﹣I2×15Ω，根据抛物线的性质可知当I＝＝＝0.5A＜1A时，P2﹣P1有最大值，最大值为P2﹣P1＝＝＝3.75W。故答案为：3.75。12．（2022•鄂州）小雨家使用电饭煲煮饭，电饭煲是利用电流的热效应来工作的，使用时，应将电饭煲的插头插入三孔（选填“两孔”或“三孔”）插座。若他家的电饭煲的电功率是1000W，工作30min将饭煮熟，则煮饭所消耗的电能为0.5kW•h；若这些能量的42%被水吸收，则可将2.25kg的水从20℃烧开（1标准大气压下）。【答案】热；三孔；0.5；2.25。【解答】解：电饭煲主要是利用了电流的热效应进行工作的；安全起见，功率大的电器都要用三孔插座由P＝得，电饭煲工作30min消耗的电能：W＝Pt＝1000W×30×60s＝1.8×106J＝0.5kW•h；由η＝×100%可知，水吸收的热量：Q吸＝ηW＝42%×1.8×106J＝7.56×105J，因1标准大气压下水的沸点为100℃，且水沸腾后温度不在升高，所以，能使水温升高的温度：Δt＝t﹣t0＝100℃﹣20℃＝80℃，由Q吸＝cmΔt可得，水的质量：m＝＝＝2.25kg，由Δt＝t﹣t0可得，此时水升高的温度：Δt＝t﹣t0＝100℃﹣20℃＝80℃，故答案为：热；三孔；0.5；2.25。13．（2022•荆州）一个边长为10cm的实心正方体（不吸水）重15N，将其悬挂在弹簧测力计上并完全浸没在水中静止时，烧杯内水的深度为25cm，如图所示。烧杯内的水对杯底的压强为2.5×103Pa，弹簧测力计的示数为5N。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）【答案】2.5×103；5。【解答】解：（1）烧杯内水的深度：h＝25cm＝0.25m，烧杯内的水对杯底的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m＝2.5×103Pa；（2）正方体的体积：V＝（10cm）3＝1000cm3，因为正方体浸没在水中，所以正方体排开水的体积：V排＝V＝1000cm3，则正方体浸没在水中时受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10﹣6m3＝10N，由称重法可知，弹簧测力计的示数：F示＝G﹣F浮＝15N﹣10N＝5N。故答案为：2.5×103；5。14．（2022•湖北）小红和家人一起乘高铁去旅行，进站时要进行身份验证，她发现屏幕上的头像较小，不能完成人脸识别，后来在工作人员的指导下顺利完成了识别。她了解到屏幕上的头像是通过摄像头内的凸透镜形成的，于是带着兴趣进行了以下实验。（1）小红将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上并靠在一起，点燃蜡烛，调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在同一高度。（2）如图甲所示，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，光屏上的像是漫反射（选填“镜面反射”或“漫反射”）形成的，保持凸透镜位置不变，若将蜡烛向右移动少许，则应将光屏向右（选填“左”或“右”）移动才能再次在光屏上成清晰的像，此时的像变大。（3）根据以上实验，小红进行人脸识别时，为使屏幕上的头像变大，她应该靠近（选填“靠近”或“远离”）镜头。（4）在图乙所示位置时，烛焰也在光屏上成清晰的像，这个像是倒立、等大（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，由此可知凸透镜的焦距为10.0cm。【答案】（1）同一高度；（2）漫反射；右；（3）靠近；（4）等大；10.0。【解答】解：（1）点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使烛焰中心、光屏中心和凸透镜的光心在同一高度上，其目的是使像成在光屏的中央；（2）烛焰恰好在光屏上成清晰的像，我们在不同角度都能看到像，所以光屏上的像是漫反射；当凸透镜的位置不变时，只将蜡烛向右移动少许，由“物近像远像变大”的规律可知，应向右移动光屏，才能再次在光屏上成清晰的像，且此时的像变大；（3）若要使小红所成的像变大，应增大像距，减小物距，则她应该靠近摄像头；（4）当蜡烛、透镜和光屏的位置如图乙所示时，u＝20cm，在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上可以得到一个与蜡烛等大倒立的像，所以2f＝20.0cm，即f＝10.0cm。故答案为：（1）同一高度；（2）漫反射；右；（3）靠近；（4）等大；10.0。15．（2022•恩施州）汽车在冰雪路面上行驶，轮子上安装防滑链，这是通过增大接触面粗糙程度的方法来增大与路面的摩擦力。如图所示，汽车起重机通过液压装置推动吊臂时，吊臂属于费力（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。【答案】增大；费力。【解答】解：在冰雪路面上行驶时，汽车轮胎上装防滑链，是为了在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦；由图可见，吊臂OAB是杠杆，O是支点，动力作用在A点，阻力作用在B点，则动力臂小于阻力臂，吊臂是费力杠杆；故答案为：增大；费力。16．（2022•恩施州）小希在夜间看到明亮的宣传栏内有禁毒防毒、燃气使用等安全常识。（1）用燃气灶将水加热到沸腾后，继续加热，水的温度不会（选填“会”或“不会”）升高；壶中喷出的水蒸气温度高，液化会放热，不注意可能被烫到。（2）小希家某天使用了0.5m3天然气，其完全燃烧放热大约是1.9×107J。（天然气的热值约为3.8×107J/m3）（3）宣传栏选材采用了环保材料与绿色能源，顶部安装有太阳能电池板，它给锂电池充电时，是将电能转化为化学能。【答案】（1）不会；放热；（2）1.9×107；（3）化学。【解答】解：（1）水在沸腾时的温度规律是，虽然继续吸热，但温度保持不变；烧水时看到的白气是水壶内出来的水蒸气遇冷液化形成的，液化会放出热量；（2）完全燃烧0.5m3天然气放出热量：Q＝Vq＝0.5m3×3.8×107J/m3＝1.9×107J；（3）锂电池充电时将电能转化为化学能储存起来。故答案为：（1）不会；放热；（2）1.9×107；（3）化学。三．实验探究题（共5小题）17．（2022•鄂州）小华同学学习了密度知识后，想知道家里的一个白色金属摆件是用什么材料制成的，他进行了如下实验：（1）如图所示，用弹簧测力计测出摆件的重力G＝3.2N；（2）将摆件完全浸没在水中（不接触容器底），读出弹簧测力计的读数F＝2.9N，则摆件的体积是3×10﹣5m3；（3）依据上述数据算出工艺品的密度为10.7g/cm3（结果保留一位小数）。（4）根据如表几种金属的密度值，在测量误差范围内，小华同学家里的摆件最有可能是用银制成的。金属银钢、铁铝密度（g/cm3）10.57.92.7【答案】（1）3.2；（2）3×10﹣5；（3）10.7；（4）银。【解答】解：（1）由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为3.2N，由二力平衡条件可知，摆件的重力G＝F0＝3.2N；（2）将摆件完全浸没在水中后弹簧测力计的示数F＝2.9N，则摆件受到的浮力F浮＝G﹣F＝3.2N﹣2.9N＝0.3N，因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由F浮＝ρ液gV排可得，摆件的体积：V＝V排＝＝＝3×10﹣5m3；（3）由G＝mg可得，摆件的质量：m＝＝＝0.32kg，摆件的密度：ρ＝＝≈10.7×103kg/m3＝10.7g/cm3；（4）由表中几种金属的密度值可知，摆件的密度10.7g/cm3与银的密度10.5g/cm3相差不大，所以，在测量误差范围内，小华同学家里的摆件最有可能是用银制成的。故答案为：（1）3.2；（2）3×10﹣5；（3）10.7；（4）银。18．（2022•荆州）某学习小组计划探究电流与电阻的关系。可供使用的实验器材有：电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，阻值分别为5Ω、15Ω、25Ω的定值电阻各一个、导线若干。（1）连接电路时开关应该断开（选填“断开”或“闭合”）。（2）如图甲所示的实物电路中存在错误，小兰发现只需要改接一根导线就可以了，请在那一根错误的导线上画“×”，再画线把它改到正确的位置上。（导线不允许交叉）（3）图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像，由图像可知电阻R两端的电压为2.5V，为保证分别使用三个定值电阻均能顺利完成实验，滑动变阻器的最大阻值至少是35Ω。【答案】（1）断开；（2）见解析；（3）2.5；35。【解答】解：（1）连接电路时，为保护电路，防止电路的电流过大，开关应该断开；（2）原电路中，定值电阻与电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与定值电阻串联，电压表与定值电阻并联，改正后如下所示：（3）由图乙可知，电阻两端的电压始终保持U＝IR＝0.1A×25Ω＝0.5A×5Ω＝2.5V；根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝6V﹣2.5V＝3.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝×25Ω＝35Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器。故答案为：（1）断开；（2）见解析；（3）2.5；35。19．（2022•荆州）某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V。（1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，小灯泡不发光，原因是：滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小。（2）三次实验记录如下表，在完成第1次实验后，要测量小灯泡的额定功率，则需将滑动变阻器的滑片向B（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为0.7W。实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W灯泡亮暗情况11.40.200.28较暗22.5正常发光32.80.300.84很亮（3）实验小组根据三次实验数据分别算出对应的阻值，取三次阻值的平均值作为小灯泡的电阻值，他们的做法是错误（选填“正确”或“错误”）的，理由是：由于不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义。（4）另一组的同学设计了如图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变，小灯泡的额定电压为U额，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大阻值为R0，实验步骤如下：①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额；②闭合开关S、S2，断开开关S1，保持R1的阻值不变，调节R2的阻值，使电压表的示数为U额；③保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2，则小灯泡的额定功率P额＝。（用U额、U1、U2、R0表示）【答案】（1）滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小；（2）B；0.7；（3）错误；由于不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义；（4）。【解答】解：（1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，其原因是滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小；（2）灯在额定电压下正常发光，由表中数据可知第1次实验中，灯泡两端的电压为1.4V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I额＝2.5V×0.28A＝0.7W；（3）由于不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义，故他们的做法是错误的；（4）①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额，此时灯泡正常发光；②闭合开关S、S2，断开开关S1，保持R1的阻值不变，调节R2的阻值，使电压表的示数为U额，由于R1的阻值不变，当R2两端的电压等于灯泡正常发光时的电压U额时，根据等效替代法可知，R2连入电路中的电阻大小等于小灯泡灯正常发光时的电阻RL的大小；③接保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2，在③中，将R1的滑片P调至最右端，R1连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U2即为电源电压，再将R1的滑片P调至最左端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U1，即为R2的电压，根据串联电路的规律和欧姆定律有：＝，解得：R2＝，因此灯泡的电阻：RL＝R2＝，小灯泡额定功率的表达式为：P额＝＝＝＝。故答案为：（1）滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小；（2）B；0.7；（3）错误；由于不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义；（4）。20．（2022•湖北）小明和小华通过实验复习“探究电流与电压、电阻的关系”。（1）小明采用了如下电路进行实验，其中电源电压4.5V、定值电阻阻值5Ω、最大阻值为10Ω和30Ω的滑动变阻器各一只。①当他准备闭合开关时，小华拦住了他，说接线有一处错误。请在图中将连接错误的导线打“×”，并用笔画一根正确连接的导线。②正确连接电路后进行“探究电流与电压的关系”的实验，实验中滑动变阻器的主要作用：一是保护电路；二是改变电路中的电流和定值电阻两端的电压。③实验数据记录如表一：表一U/V3.02.01.0I/A0.600.40实验时发现无论如何调节滑动变阻器，电压表都不能达到1.0V，说明他选用的滑动变阻器的最大阻值是10Ω（选填“10Ω”或“30Ω”）。换用另一只滑动变阻器后完成了实验，表一中没有记录的数据是0.20。（2）小华利用小明的实验电路继续实验，在“探究电流与电阻的关系”时，分别将5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路，记录数据如表二：表二R/Ω51020I/A0.400.200.10①当他用5Ω的电阻进行实验后，再换10Ω的电阻接入电路，应向A方向移动滑片（选填“A”或“B”），直到电压表示数达到2V。②分析表二中数据，得出该实验的结论是：电压一定时，导体中电流与电阻成反比。【答案】（1）改变电路中的电流和定值电阻两端的电压；10Ω；0.20；（2）A；2；电压一定时，导体中电流与电阻成反比。【解答】解：（1）①图中电流表和定值电阻并联是错误的，改成串联接入电路，如图所示；；②探究电流与电压的关系，滑动变阻器的作用：滑动变阻器的作用除保护电路外，还起到改变电路中的电流和定值电阻两端的电压的作用；③由表一可知，电压和电流的比值为定值，所以实验所用定值电阻＝＝5Ω，电源电压为4.5V，定值电阻与滑动变阻器串联，滑动变阻器阻值全部接入电路时，定值电阻两端电压最小，当定值电阻两端电压为1V时，滑动变阻器两端电压为4.5V﹣1V＝3.5V，串联分压可知，＝，解得Rp＝17.5Ω；所以当滑动变阻器的最大阻值为10Ω，无论怎样调节滑动变阻器，定值电阻两端的电压都不可能达到1V；第三组实验电流I3＝＝0.20A；（2）①根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，其分得的电压变大，探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向A端移动，使电压表示数仍为2V；②通过实验得出结论，当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。故答案为：（1）改变电路中的电流和定值电阻两端的电压；10Ω；0.20；（2）A；2；电压一定时，导体中电流与电阻成反比。21．（2022•恩施州）小亮用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。（1）连接电路时开关应断开，滑动变阻器的滑片应移动到右端（选填“左”或“右”）；（2）闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，其读数为0.24A，待测电阻的阻值约为10Ω。（3）实验中，改变几次滑动变阻器滑片的位置，并记录相应数据，目的是得到多组数据，通过取平均值来减小测量误差。（4）完成实验后，小亮按照老师的要求，设计在缺少电压表时测量待测电阻Rx阻值的方案。他选用了一个已知阻值的定值电阻R0和一块电流表等器材，用如图丙所示电路进行测量。步骤如下：①闭合开关，记录电流表的示数为I1；②断开开关，将电流表改接到图中R0（填写元件名称）的右侧。闭合开关，记录电流表的示数为I2；③用I1、I2和R0写出Rx表达式：Rx＝。【答案】（1）断开；右（2）0.24；10；（3）得到多组数据，通过取平均值来减小测量误差；（4）R0；。【解答】解：（1）为保护电路，在连接电路时，开关应断开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的右端。（2）电流表的示数如图乙，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.24A，由欧姆定律，则此电阻：Rx＝＝＝10Ω；（3）改变几次滑动变阻器滑片的位置，并记录相应数据，从而得到多组数据，以便可以求平均值，达到减小误差的目的；（4）①闭合开关，记录电流表的示数为I1，可计算出Rx两端电压U＝I1×Rx；根据并联电路电压特点，R0两端的电压等于Rx两端电压；②断开开关，将电流表改接到图中R0的右侧，闭合开关，记录电流表的示数为I2，则电源电压为I2R0；③由欧姆定律得，Rx的表达式为：Rx＝＝；故答案为：（1）断开；右（2）0.24；10；（3）得到多组数据，通过取平均值来减小测量误差；（4）R0；。四．计算与解答题（共9小题）22．（2022•鄂州）如图所示是中国新一代通用型导弹驱逐舰169号（武汉舰），其满载时的排水量约为7×103t，当驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍（海水的密度取1.0×103kg/m3）。则：（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强是多少？（2）驱逐舰满载时，排开海水的体积是多少？（3）驱逐舰满载时，受到的浮力是多少？（4）驱逐舰满载时，以60km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，牵引力所做的功是多少？【解答】解：（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强为：p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3.5m＝3.5×104Pa；（2）驱逐舰满载时排开海水的体积为：V排＝＝＝7×103m3；（3）驱逐舰满载时受到的浮力为：F浮＝G排＝m排g＝7×103×103kg×10N/kg＝7×107N；（4）驱逐舰满载时漂浮在海面上，受到浮力等于重力，则驱逐舰满载时的总重力为：G＝F浮＝7×107N，驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时受到的阻力为：f＝0.01G＝0.01×7×107N＝7×105N，由力的平衡条件可知，驱逐舰受到的牵引力为：F＝f＝7×105N，驱逐舰航行1h的距离为：s＝vt＝60km/h×1h＝60km＝6×104m，牵引力做的功为：W＝Fs＝7×105N×6×104m＝4.2×1010J。答：（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强是3.5×104Pa；（2）驱逐舰满载时，排开海水的体积是7×103m3；（3）驱逐舰满载时，受到的浮力是7×107N；（4）驱逐舰满载时，以60km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，牵引力所做的功是4.2×1010J。23．（2022•荆州）如图所示的电路中，电源电压恒定为4.5V，灯泡L上标有“2.5V1.25W”字样（灯丝电阻不变），定值电阻R1阻值为15Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω1A”，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣3V，求：（1）小灯泡L的电阻；（2）闭合开关S、断开开关S1、S2，电流表示数为0.3A，此时滑动变阻器R2连入电路的阻值；（3）闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片滑至最右端，通电1min定值电阻R1产生的热量；（4）闭合开关S、S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器R2的最大功率。【解答】解：（1）由P＝UI＝可知，小灯泡L的电阻：RL＝＝＝5Ω；（2）闭合开关S、断开开关S1、S2，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总＝＝＝15Ω，由串联电路的电阻特点可知，此时滑动变阻器R2连入电路的阻值：R2＝R总﹣RL＝15Ω﹣5Ω＝10Ω；（3）闭合开关S、S1、S2，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表测干路电流，由并联电路的电压特点可知，定值电阻R1两端的电压：U1＝U＝4.5V，则通电1min定值电阻R1产生的热量：W1＝t＝×60s＝81J；（4）通过定值电阻R1的电流：I1＝＝＝0.3A，因为电流表的量程为0～0.6A，所以干路中的最大电流：I大＝0.6A，由并联电路的电流特点可知，滑动变阻器允许通过的最大电流：I2大＝I大﹣I1＝0.6A﹣0.3A＝0.3A＜1A，故滑动变阻器能安全工作，由并联电路的电压特点可知，滑动变阻器R2两端的电压：U2＝U＝4.5V，则滑动变阻器R2的最大功率：P2＝U2I2大＝4.5V×0.3A＝1.35W。答：（1）小灯泡L的电阻为5Ω；（2）闭合开关S、断开开关S1、S2，电流表示数为0.3A，此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为10Ω；（3）闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片滑至最右端，通电1min定值电阻R1产生的热量为81J；（4）闭合开关S、S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器R2的最大功率为1.35W。24．（2022•荆州）美的楼宇科技荆州产业园项目是美的集团继冰箱和洗衣机项目后，第三个落地荆州的生产基地，将成为美的楼宇科技在全国最大的集研发、生产于一体的标杆工厂。项目建设中，工人用如图所示的装置将质量为70kg的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。电动机的输出功率恒定为600W，不计绳重和摩擦，g＝10N/kg。求：（1）建筑材料上升的速度；（2）10s内电动机输出的总功；（3）动滑轮所受的重力；（4）若用此滑轮组匀速提升另一批建筑材料时，机械效率是90%，则该建筑材料上升的速度。【解答】解：（1）建筑材料上升的速度v＝＝＝0.6m/s；（2）10s内电动机输出的总功：W＝Pt＝600W×10s＝6000J；（3）n＝2，s＝nh＝2×6m＝12m；F＝＝＝500N，G物＝mg＝70kg×10N/kg＝700N；因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G物＝2×500N﹣700N＝300N；（4）此时的物重：由η＝得G′＝＝＝2700N；此时拉力的大小：F′＝（G′+G动）＝（2700N+300N）＝1500N；电动机拉绳的速度：v′＝＝＝0.4m/s，建筑材料上升的速度：v″＝×v′＝×0.4m/s＝0.2m/s。答：（1）建筑材料上升的速度为0.6m/s；（2）10s内电动机输出的总功为6000J；（3）动滑轮所受的重力为300N；（4）该建筑材料上升的速度为0.2m/s。25．（2022•湖北）底面积300cm2、深度20cm的薄壁圆柱形容器重6N，放置在水平桌面上，其中盛有6cm深的水，如图甲；然后将一质量为2.7kg的实心正方体铝块放入水中，如图乙。（ρ铝＝2.7×103kg/m3）求：（1）铝块的体积是多少m3？（2）图甲中容器对水平桌面的压强为多少Pa？（3）放入铝块后，水对容器底部的压强增加了多少Pa？【解答】解：（1）铝块的体积为：V铝＝＝＝10﹣3m3；（2）放入铝块前，圆柱形容器中水的重力为：G水＝m水g＝ρ水V水g＝ρ水S容h水g＝1.0×103kg/m3×300×10﹣4m2×6×10﹣2m×10N/kg＝18N，容器对水平桌面的压力等于容器和水的总重力，即：F＝G总＝G水+G容＝18N+6N＝24N，容器对水平桌面的压强为：p容＝＝＝800Pa；（3）铝块的边长为：L铝＝＝＝0.1m，铝块的底面积为：S铝＝（L铝）2＝（0.1m）2＝0.01m2＝100cm2，由图乙可知，加入铝块后，水的深度为：h水′＝＝＝9cm，水对容器底部的压强增加量为：Δp水＝ρ水gΔh水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（9﹣6）×10﹣2m＝300Pa。答：（1）铝块的体积为10﹣3m3；（2）容器对水平桌面的压强为800Pa；（3）水对容器底部的压强增加量为300Pa。26．（2022•恩施州）如图所示是一款爬绳机器人，它能沿绳子负载爬升，其主要技术参数如下表所示，电池的充电电压和工作电压一致。求：（g取10N/kg，电池容量20Ah相当于在额定电压下，用1A的放电电流工作可连续供电20h）技术参数载重120kg配绳20m爬绳速度12m/min自重10kg额定电压36V电池容量20Ah电池动力锂电池（1）动力锂电池可提供的总电能；（2）机器人满载匀速爬升的功率；（3）上述爬升12m的过程中，机器人消耗电能的80%用于爬升做功，则实际工作的电流多大？（结果保留到整数位）【解答】解：（1）动力锂电池可提供的总电能：E＝UIt＝36V×1A×20×3600s＝2.592×106J；（2）机器人满载时的总重力：G总＝m总g＝（120kg+10kg）×10N/kg＝1300N；爬绳的速度：v＝12m/min＝0.2m/s，机器人满载匀速爬升的功率：P＝＝＝G总v＝1300N×0.2m/s＝260W；（3）爬升12m的过程中所做的功：W＝G总h＝1300N×12m＝15600J；根据η＝可知，机器人消耗的电能W电＝＝＝19500J；由W＝UIt可知，实际工作的电流：I实＝＝≈9A。答：（1）动力锂电池可提供的总电能为2.592×106J；（2）机器人满载匀速爬升的功率为260W；（3）上述爬升12m的过程中，机器人消耗电能的80%用于爬升做功，则实际工作的电流为9A。27．（2022•襄阳）一底面积为8cm2的容器放置在水平地面上（如图甲所示），内放有一创意“潜艇”模型。“潜艇”是由高20cm、底部嵌有金属块的塑料制成的柱体（ρ塑料＝0.8×103kg/m3）。缓慢向图甲所示容器中注水到一定深度时“潜艇”会漂浮，继续注水到24cm时停止，注水质量m与容器中水的深度h的m﹣h关系图象如图乙所示。当把“潜艇”水平切掉一部分后，剩余部分放入水中恰好悬浮（如图丙所示），测得“潜艇”剩余部分的质量为0.05kg。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：（1）图丙中“潜艇”剩余部分悬浮于水中时受到的浮力为0.5N；由图乙分析可知，当注水深度为18cm时，“潜艇”对容器底部压力刚好为0；（2）注水停止时水对容器底部的压力；（3）“潜艇”水平切掉的高度Δh以及图乙中m1的值各为多少？【解答】解：（1）由题知，“潜艇”剩余部分的质量为0.05kg，剩余部分放入水中恰好悬浮，此时“潜艇”受到的浮力：F浮＝G剩＝m剩g＝0.05kg×10N/kg＝0.5N；由图乙可知，当注入水的深度在18cm时，图象出现拐点，且此后注入相同深度的水时水的质量增大，而“潜艇”高是20cm，所以，当注入水的深度h1＝18cm时，“潜艇”恰好处于漂浮状态，此时“潜艇”对容器底部压力刚好为0；（2）注水到24cm时停止，水的深度h2＝24cm＝0.24m，水对容器底部的压强：p＝ρ水gh2＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.24m＝2.4×103Pa，水对容器底部的压力：F＝pS＝2.4×103Pa×8×10﹣4m2＝1.92N；（3）当注入水深度h＝18cm＝0.18m时，“潜艇”恰好处于漂浮状态，由浮漂条件有：F浮＝G总＝G切+G剩，所以：ρ水gV排＝m切g+m剩g，即：ρ水gS潜×0.18m＝ρ塑gS潜×Δh+m剩g﹣﹣﹣﹣﹣﹣①当把“潜艇”水平切掉一部分后，剩余部分放入水中恰好悬浮时，F浮′＝G剩′，即：ρ水gS潜（0.2m﹣Δh）＝m剩g﹣﹣﹣﹣﹣﹣②①式﹣②式，化简解得：Δh＝0.1m＝10cm；将Δh＝0.1m代入②，解得：S潜＝5×10﹣4m2＝5cm2，所以“潜艇”恰好处于漂浮状态时注入水的体积：V1＝（S容﹣S潜）h1＝（8cm2﹣5cm2）×18cm＝54cm3，此过程中注水的质量：m1＝ρ水V1＝1.0g/cm3×54cm3＝54g。答：（1）0.5；18；（2）注水停止时水对容器底部的压力为1.92N；（3）“潜艇”水平切掉的高度Δh为10cm，图乙中m1的值为54g。28．（2022•鄂州）如图所示，科技制作小组运用电学知识设计了一个电子身高测量仪。已知定值电阻R1＝5Ω，电源电压恒为4V，R2的规格为“20Ω0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。根据以上信息，请回答下列问题。（1）当被测身高增加时，电压表的示数变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）；（2）当R2实际接入的电阻值为5Ω时，电流表的读数是多少？（3）为保证各元件安全，变阻器R2接入电路中的阻值范围是多少？【答案】（1）变大；（2）0.4A；（3）3Ω～15Ω。【解答】解：（1）由电路图可知，该电路是串联电路、电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中的电流，被测身高增加时，滑动变阻器电阻棒接入电路的长度增加，滑动变阻器接入电路的阻值变大，串联电路中元件两端的电压和它的电阻成正比，所以滑动变阻器两端的电压变大，即电压表的示数变大；（2）当开关闭合时，R1R2串联，根据欧姆定律可知电流表的示数：IA＝＝＝0.4A；（3）R2的规格为“20Ω0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，为了保证电路中各元件安全工作，电路中的最大电流为0.5A，此时的总电阻R总＝＝＝8Ω，滑动变阻器接入电路的最小电阻R2小＝R总﹣R1＝8Ω﹣5Ω＝3Ω，滑动变阻器接入电路的电阻最大时，滑动变阻器两端的电压最大，最大电压为3V，定值电阻R1两端电压U1＝U﹣U2＝4V﹣3V＝1V，串联电路各处电流都相等，则＝，即＝，解得此时R2＝15Ω，所以变阻器接入电路的阻值范围是3Ω～15Ω。故答案为：（1）变大；（2）0.4A；（3）3Ω～15Ω。29．（2022•湖北）图甲是某小区电梯的结构示意图，它是