备战中考物理真题《压轴挑战》分类汇编 挑战32 山东卷2（山东八市共38题）（解析版）

2023年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（解析版）挑战32山东卷2（山东八市共38题）八市（日照、潍坊、济宁、滨州、临沂、烟台、枣庄、泰安）压轴题型统计：选择题填空题实验题计算解答题合计电学综合836623力学综合512513其他综合10012合计14481238一．选择题（共9小题）1．（2023•枣庄）如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的阻值不变，滑动变阻器R的规格是“100Ω1A”。闭合开关，在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图象，如图乙所示。下列说法正确的是（）A．电源电压为6V B．小灯泡的电阻为10Ω C．小灯泡的额定功率为1.8W D．整个电路电功率最小时，20s内滑动变阻器消耗的电能为12J【答案】C【解答】解：A、由题意及图中数据可得，当滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω时，通过电阻的电流为0.3A，则滑动变阻器两端的电压为：U＝IR＝0.3A×20Ω＝6V；而电源电压应该大于6V，故A错误；B、由题意及欧姆定律可得：U＝I1RL+I1R1＝0.3A×RL+0.3A×20Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；当电路中的电流I2＝0.1A时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压U＝I2RL+I2R2＝0.1A×RL+0.1A×100Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②联立①②，解得：RL＝20Ω、U电＝12V，故B错误；C、由题意可得，要保证电路安全且灯泡正常发光，则通过灯泡的电流最大为其额定电流，结合上述分析可得，小灯泡的额定电流为0.3A，额定电压为：U额＝U电﹣U＝12V﹣6V＝6V；则小灯泡的额定功率为：P额＝U额I额＝6V×0.3A＝1.8W，故C正确；D、电源电压不变，当电路中电流最小时，总功率最小，由图像可知最小电流为0.1A，此时变阻器接入电路的阻值为100Ω，则这种情况下20s内滑动变阻器消耗的电能为：W＝I小2R滑大t＝（0.1A）2×100Ω×20s＝20J，故D错误。故选：C。2．（2023•日照）小明利用托盘天平、量筒、足量的水、细线测量金属块的密度，当天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示，将水倒入量筒，水面如图乙，再把金属块完全浸没在量筒的水中，水面如图丙。下列说法正确的是（已知ρ水银＝13.6×103kg/m3）（）A．金属块的质量为35g B．金属块的体积为30cm3 C．金属块的密度为7.8×103kg/m3 D．此金属块放入水银中会下沉【答案】C【解答】解：A、图甲中天平标尺的分度值为0.2g，金属块的质量m＝20g+10g+5g+4g＝39g，故A错误；B、图乙量筒的分度值为1cm3，图中水的体积V水＝25cm3，图丙中金属块和水的总体积V总＝30cm3；金属块的体积V＝V总﹣V水＝30cm3﹣25cm3＝5cm3；CD、金属块的密度ρ＝＝＝7.8g/cm3＝7.8×103kg/m3＜13.6×103kg/m3，金属块的密度小于水银的密度，故此金属块放入水银中会漂浮，故C正确、D错误。故选：C。3．（2023•济宁）小明家的屋顶上有一个水池，如图是他设计的一种自动测量水池内水位高低的装置，R′是定值电阻，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端。从水位表（用电流表改装）指针的刻度，就可知道水池内水位的高低。下列对装置的设计方案提出的建议，可行的是（）A．用电压表改装水位表，并与R′并联 B．用塑料材料制作杠杆AB C．用软绳连接杠杆A端与浮标 D．用导线代替电阻R′接通电路【答案】A【解答】解：A、由图知，R与R'串联，当水池内水位的高低变化时，滑动变阻器连入的电阻大小发生变化，从而导致电路中的电流变化，根据欧姆定律可知R′两端电压也随之变化，则用电压表改装水位表，并与R′并联可行，故A正确；B、图中的AOB是一根在力的作用下能绕O点转动的硬棒，电路通过水箱上的OB杆连通，所以AB需用导体制成，而塑料属于绝缘体，故B错误；C、由题意，A端应能随浮标而上升或下降，如果AB与浮标的连接是软绳，那么在浮标上升时，A端就不会随之上升，故C错误；D、由图可知，电路中滑动变阻器R与R′串联，如果电路中用导线代替R1，当滑动变阻器的滑片滑到下端时，出现短路，电路中电流过大，可能会烧毁电流表或其它元件，所以不能用导线代替电阻R′接通电路，故D错误。故选：A。4．（2023•济宁）如图是灯泡L的I﹣U图像。结合图像分析，下列选项正确的是（）A．通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比 B．当通过灯泡L的电流为0.3A时，其实际功率为0.72W C．将两个完全相同的灯泡L串联在2.4V的电源两端，电路的总功率为0.24W D．将灯泡L和18Ω的定值电阻并联在3.6V的电源两端，电路的总电阻为6Ω【答案】D【解答】解：A、灯泡L的I﹣U图象是一条曲线，所以通过灯泡的电流与它两端所加电压不成正比，故A错误；B、由图像可知，通过灯泡L的电流为0.3A时，灯泡两端的电压小于2.4V，此时灯泡的实际功率：PL＝ULIL＜2.4V×0.3A＝0.72W，故B错误；C、由串联电路的电压特点可知，两个完全相同的灯泡L串联在2.4V的电源两端时每个灯泡两端的电压：UL串＝U串＝×2.4V＝1.2V，由图像可知，当灯泡两端的电压为1.2V时，通过灯泡的电流为0.2A，此时电路的总功率：P串＝U串IL串＝2.4V×0.2A＝0.48W，故C错误；D、由并联电路的电压特点可知，灯泡和定值电阻两端的电压：UL＝UR＝U并＝3.6V，由图像可知，当灯泡两端的电压为3.6V时，通过灯泡的电流为0.4A，此时通过定值电阻的电流：IR＝＝＝0.2A，由并联电路的电流特点可知，干路电流：I并＝IL并+IR＝0.4A+0.2A＝0.6A，由欧姆定律可知，电路的总电阻：R并总＝＝＝6Ω，故D正确。故选：D。5．（2023•临沂）如图所示电路的电源电压为1.5V，电阻R1的阻值为2Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.3A，则（）A．通过R1的电流大于0.3A B．电阻R1和R2是并联的 C．电压表的示数为0.9V D．电阻R2的阻值为3Ω【答案】D【解答】解：闭合开关，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测R1两端的电压，串联电路各处电流相等，电流表的示数为0.3A，所以通过两电阻的电流都为0.3A，故AB错误；R1两端的电压：U1＝IR1＝0.3A×2Ω＝0.6V，即电压表的示数为0.6V，故C错误；因串联电路总电压等于各部分电压之和，则R2两端的电压U2＝U﹣U1＝1.5V﹣0.6V＝0.9V，根据欧姆定律可得定值电阻R2的阻值为：R2＝＝＝3Ω，故D正确。故选：D。6．（2023•临沂）图甲所示电路的电源电压保持不变，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中，两电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示，则（）A．a是灯泡的U﹣I图线 B．灯泡电阻的最小值为10Ω C．R的最大阻值为25Ω D．电路的最大功率为1.2W【答案】C【解答】解：闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电压表V1测灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电路总电阻变小，根据欧姆定律可知通过电路的电流变大，根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小，根据串联电路电压规律可知灯泡两端的电压变大，所以a是滑动变阻器的图像，b是灯泡的图像，故A错误；通过灯泡的电流最小时，灯泡的电阻最小，由图可知此时灯泡两端的电压为1V，通过灯泡的电流为0.2A，此时滑动变阻器两端的电压为5V，根据欧姆定律可得灯泡的最小阻值RL＝＝＝5Ω，故B错误；滑动变阻器的最大阻值R＝＝＝25Ω，故C正确；电源电压U＝UL+UR＝1V+5V＝6V，由图可知通过电路的最大电流为0.6A，电路的最大功率为P＝UI′＝6V×0.6A＝3.6W，故D错误。故选：C。7．（2023•烟台）如图所示，水平桌面上放有底面积和质量都相同的两个玻璃杯，分别装有深度相同的水。下列说法中正确的是（）A．两个玻璃杯对桌面的压力大小相等 B．两个玻璃杯对桌面的压强大小相等 C．水对两个玻璃杯底部的压力大小相等 D．水对两个玻璃杯底部的压强大小不相等【答案】C【解答】解：AB、由图知左图中水的体积比右图中的小，由m＝ρV知左图中水的质量小，故左图水的重力比右图的小，由于玻璃杯的质量相同，左图对桌面的压力小于右图对桌面的压力，由于玻璃杯的底面积相同，由p＝知左图对桌面的压强小于右图对桌面的压强，故AB错误；CD、水对容器底部的压强由p＝ρgh得，两容器内水面的高度相同，容器底所处深度相同，故水对容器底部的压强相等，由F＝pS得，两容器内的水对底部的压力相等，故C正确，D错误。故选：C。8．（2023•泰安）小芳利用如图所示的装置“探究凸透镜成像的规律”。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如表所示。下列说法中（）实验次数12345物距u/cm6030201512像距v/cm1215203060①该凸透镜的焦距为20cm②第1次实验的成像规律与照相机成像原理相同③从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大④当u＝11cm时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像A．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有①②正确 D．只有②③④正确【答案】B【解答】解：①由表中数据可知，u＝v＝20cm，根据u＝v＝2f，成倒立等大的实像，即2f＝20cm，所以该凸透镜的焦距为f＝10cm，故①错误；②第1次实验，u＝60cm＞2f，根据u＞2f，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的，故②正确；③从第1次实验到第5次实验，物距逐渐减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，故③正确；④当u＝11cm，此时物距大于一倍焦距，小于二倍焦距，根据2f＞u＞f，成倒立放大的实像，故④错误。故选：B。9．（2023•泰安）如图所示的电路中，电源电压U恒定，灯泡L上标有“2.5V1.25W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），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。闭合开关S，断开开关S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2′，当滑动变阻器滑片移至中点时，电流表示数为0.3A；闭合开关S、S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P，定值电阻R1在10s内产生的热量为Q。下列说法中（）①U＝6V②R2′＝4Ω③P＝1.35W④Q＝27JA．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有①③正确 D．只有②③④正确【答案】B【解答】解：（1）闭合开关S，断开开关S1、S2，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测灯泡两端的电压，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2′，当滑动变阻器滑片移至中点时，滑动变阻器接入电路的电阻为×20Ω＝10Ω，电流表示数为0.3A，根据欧姆定律可得滑动变阻器两端的电压＝IR2＝0.3A×10Ω＝3V；灯泡的电阻RL＝＝＝5Ω，此时灯泡两端的电压UL′＝IRL＝0.3A×5Ω＝1.5V，串联电路总电压等于各部分电压之和，则电源电压U＝UL′+U2＝1.5V+3V＝4.5V，故①错误；灯泡正常发光的电流IL＝＝＝0.5A，电流表量程为0～0.6A，串联电路各处电流相等，所以通过电路的最大电流为0.5A，根据欧姆定律可得电路最小总电阻R＝＝＝9Ω，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2′＝R﹣RL＝9Ω﹣5Ω＝4Ω，故②正确；（2）闭合开关S、S1、S2，两电阻并联接入电路，电流表测干路电流，根据电流表的量程可知通过干路的最大电流为0.6A，并联电路各支路两端电压相等，根据欧姆定律可得通过定值电阻的电流I1＝＝＝0.3A，并联电路干路电流等于各支路电流之和，通过滑动变阻器的最大电流I2＝I′﹣I1＝0.6A﹣0.3A＝0.3A，滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P＝UI2＝4.5V×0.3A＝1.35W，故③正确；定值电阻R1在10s内产生的热量为Q＝W＝UI1t＝4.5V×0.3A×10s＝13.5J，故④错误。故选：B。二．多选题（共5小题）10．（2023•日照）（多选）如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关后，调节滑动变阻器R的阻值，根据记录的数据，作出电压表与电流表读数关系图象如图乙所示。下列说法正确的是（）A．电源电压U＝1.50V B．电流表读数为0.40A时，滑动变阻器阻值R＝2.50Ω C．定值电阻R0＝3.50Ω D．滑动变阻器的阻值为零时，定值电阻R0的功率P＝1.8W【答案】ABD【解答】解：由电路图可知，R与R0串联，电压表V测R两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）由图知电路中的电流为零时，电路为断路，电压表测量电源电压，示数为1.50V，所以电源电压为1.50V，故A正确；（2）由图知当电压表的示数为1.00V时，电路的电流为0.40A，根据欧姆定律R＝可得出此时滑动变阻器接入电路的电阻：R＝＝2.50Ω，故B正确；根据串联电路电压的特点可得此时定值电阻两端的电压为：U0＝U﹣U滑＝1.50V﹣1.00V＝0.50V，定值电阻的阻值为：R0＝＝1.25Ω，故C错误；（3）滑动变阻器的阻值为零时，此时电路为R0的简单电路，根据电功率公式P＝UI＝求出定值电阻R0的功率大小：P＝＝＝1.8W，故D正确。故选：ABD。11．（2023•潍坊）（多选）如图甲所示，工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长3m、高1.5m，F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析正确的是（）A．0～10s内，箱子做加速运动 B．0～10s内，箱子所受摩擦力为100N C．10～20s内，推力F的功率为160W D．10～20s内，箱子所受摩擦力为200N【答案】BD【解答】解：A、由图乙可知，箱子在0～10s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，故A错误；B、0～10s内，由图丙可知此时推力为600N，总功为：W总＝Fs＝600N×3m＝1800J，有用功为：W有用＝Gh＝1000N×1.5m＝1500J，额外功为：W额＝W总﹣W有＝1800J﹣1500J＝300J，箱子所受摩擦力为：f＝＝＝100N，故B正确；C、由图乙可知，箱子在10～20s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，速度为v＝＝＝0.5m/s，由图丙知10～20s内，推力F的大小为200N，推力的功率为：P＝＝＝Fv＝200N×0.5m/s＝100W，故C错误；D、10～20s内，箱子做匀速运动，此时推力等于摩擦力，由图丙可知此时推力为200N，所以摩擦力等于200N，故D正确。故选：BD。12．（2023•潍坊）（多选）某同学连接了如图所示电路，电源电压恒为18V，电压表量程为“0～15V”，电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“100Ω1A”，小灯泡标有“6V3W”字样。不考虑灯丝电阻的变化，在确保电路安全的情况下，下列说法正确的是（）A．电路允许通过的最大电流是0.5A B．电压表示数的变化范围是3～6V C．小灯泡消耗电功率的最小值是0.75W D．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是24～100Ω【答案】AC【解答】解：由图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；A、由P＝UI可知，小灯泡的额定电流：IL＝＝＝0.5A，根据小灯泡的额定电流、电流表的量程以及滑动变阻器的规格可知，电路允许通过的最大电流I大＝IL＝0.5A，故A正确；B、小灯泡两端的最大电压为6V，根据串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的最小电压：UR小＝U﹣UL＝18V﹣6V＝12V，由于电压表量程为“0～15V”，所以电压表的示数最大为15V，则电压表示数的变化范围是12V～15V，故B错误；C、由于滑动变阻器两端的最大电压为15V，根据串联电路的电压特点可知，小灯泡两端的最小电压：UL小＝U﹣UR大＝18V﹣15V＝3V，由P＝可知，小灯泡的电阻：RL＝＝＝12Ω，此时电路中的最小电流：I小＝IL小＝＝＝0.25A，小灯泡消耗的最小电功率：PL小＝UL小IL小＝3V×0.25A＝0.75W，故C正确；D、滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R大＝＝＝60Ω，滑动变阻器接入电路的最小电阻：R小＝＝＝24Ω，所以滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为24～60Ω，故D错误。故选：AC。13．（2023•滨州）（多选）用如图所示的装置匀速提升浸没在容器底部的正方体物块A，物块A的质量为5kg，棱长为10cm，水的深度为60cm。物块A露出水面前滑轮组的机械效率为80%，在水中上升的时间为5s。物块A与容器底部未紧密接触，水对物块A的阻力、绳子的重力、绳子与滑轮间摩擦都忽略不计：ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。下列分析正确的是（）A．物块A的重力为50N B．物块A上升的速度为0.12m/s C．物块A露出水面前，拉力所做的有用功为20J D．物块A完全露出水面后，滑轮组的机械效率约为83.3%【答案】ACD【解答】解：A、物块A的重力：GA＝mAg＝5kg×10N/kg＝50N，故A正确；B、由图可知，物块A在水中上升距离：h＝60cm﹣10cm＝50cm＝0.5m，则物块A上升的速度：v＝＝＝0.1m/s，故B错误；C、物块A的体积：VA＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3，因为物块A浸没在水中，所以物块A排开水的体积：V排＝VA＝1×10﹣3m3，物块A受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N，由力的平衡条件可知，物块A受到的拉力：F拉＝G﹣F浮＝50N﹣10N＝40N，则物块A露出水面前，拉力所做的有用功：W有＝F拉h＝40N×0.5m＝20J，故C正确；D、由水对物块A的阻力、绳子的重力、绳子与滑轮间摩擦都忽略不计时η＝＝＝＝可知，动滑轮的重力：G动＝＝×40N＝10N，因为不计绳重和摩擦，所以物块A完全露出水面后，滑轮组的机械效率：η'＝＝＝＝＝×100%≈83.3%，故D正确。故选：ACD。14．（2023•滨州）（多选）某小组在测量标有“0.28A”字样小灯泡电功率的实验中，发现电压表只有0～3V量程完好。正确连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，测得三组数据记录在表一中。同学们分析数据，发现小灯泡不能正常发光。讨论后重新连接电路，再次测得三组数据记录在表二中。下列分析正确的是（）表一实验序号电压表示数U/V电流表示数I/A11.50.1622.50.22330.24表二实验序号电压表示数U/V电流表示数I/A430.2452.20.2861.50.30A．电源电压为6V B．小灯泡的额定电压为3V C．小灯泡正常发光时的电阻为20Ω D．小灯泡正常发光消耗的电功率为1.064W【答案】AD【解答】解：用伏安法测量灯泡电功率的实验中，将灯泡与滑动变阻器串联接入电路，表一在通过小灯泡的电流逐渐增大时，电压表示数在逐渐增大，表二在通过小灯泡的电流逐渐增大时，电压表示数在逐渐减小，由小灯泡的阻值随温度的升高而增大，在实验过程中小灯泡的温度越来越高，小灯泡电阻在逐渐变大，可知：表一是实验过程中将电压表并接在了小灯泡两端记录所得数据，表二是实验过程中将电压表并接在了滑动变阻器两端记录所得数据。A、结合表一、表二在电流表示数为0.24A时，电压表示数分别为3V、3V，由串联电路的电压规律可知电源电压U＝3V+3V＝6V，故A正确；B、由题知，小灯泡的额定电流为0.28A，对应表二电压表示数为2.2V，可知小灯泡的额定电压为6V﹣2.2V＝3.8V，故B错误；C、由欧姆定律I＝可知，正常发光时，小灯泡的电阻R＝＝≈13.6Ω，故C错误；D、小灯泡正常发光消耗的电功率P＝UI＝3.8V×0.28A＝1.064W，故D正确。故选：AD。三．填空题（共4小题）15．（2023•枣庄）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。（1）图乙中ec（选填“dc”或“ec”）表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像；（2）该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为6：1。【答案】（1）ec；（2）6：1【解答】解：（1）由甲图可知，R0与R串联，电压表V1测R0两端的电压，电压表V2测R两端的电压，电流表测电路中的电流，滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中，滑动变阻器R接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，由U＝IR0可知定值电阻的电压随着电流的增大而增大，故ec表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像。（2）根据串联电路的电压规律可知，电源电压为：U＝5V+1V＝6V；R0阻值为：R0＝＝＝10Ω；滑片P在a点时，只有接入R0电路，电路中的电阻最小，电流最大，最大电流为：Ia＝＝＝0.6A，由P＝UI可知，电路总功率最大；滑片P在b点时，电路中的电阻最大，电流最小，电流Ib＝0.1A，由P＝UI可知，电路总功率最小，则该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为：＝＝＝＝。故答案为：（1）ec；（2）6：1。16．（2023•济宁）两个滑轮按如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N，则拉力F的功率为2W，滑轮组的机械效率为90%。【答案】2；90%。【解答】解：（1）由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，拉力端移动距离s＝2s物＝2×1m＝2m，拉力做的总功W总＝Fs＝5N×2m＝10J，拉力的功率为：P＝＝＝2W；（2）克服物体与地面间摩擦做的有用功W有＝fs物＝9N×1m＝9J；滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝90%。故答案为：2；90%。17．（2023•临沂）图甲所示电路的电源电压为3V，闭合开关后，两电流表的指针偏转均如图乙所示，则电路的总电阻为2Ω；断开开关后，电阻R2的阻值为2.5Ω。【答案】2；2.5。【解答】解：由电路图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测干路电流。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以电流表A2示数大于电流表A1的示数，所以电流表A2的量程为0～3A，分度值为0.1A，示数为1.5A，即I＝1.5A；根据欧姆定律可得电路总电阻R＝＝＝2Ω；电流表A1的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，即I1＝0.3A，根据并联电路电流的规律知，通过L2的电流为：I2＝I﹣I1＝1.5A﹣0.3A＝1.2A；并联电路各支路两端电压相等，电阻R2的阻值：R2＝＝＝2.5Ω；断开开关后，电阻R2两端的电压为0，通过的电流也为0，但电阻是导体本身的一种属性，与电压和电流无关，所以电阻R2的阻值仍然为2.5Ω。故答案为：2；2.5。18．（2023•烟台）如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为0.6A，电源电压为8V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，电路在1min内消耗的电能为384J。【答案】0.6；8；384。【解答】解：由图可知，当只闭合S1、S2时，R1、L串联，电压表测量灯泡L两端的电压；由图乙可知，当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流为0.6A；根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知，R1两端的电压：U1＝IR1＝0.6A×10Ω＝6V，根据串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝UL+U1＝2V+6V＝8V；当只闭合S2、S3时，R2与L串联，电压表测量灯泡L两端的电压；根据图乙可知，当小灯泡两端的为4V时，通过小灯泡的电流为0.8A，根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流为0.8A，电路在1min内消耗的电能：W＝UI′t＝8V×0.8A×1×60s＝384J。故答案为：0.6；8；384。四．实验探究题（共8小题）19．（2023•日照）小明“五一”假期到游乐场体验了一项惊险刺激的游戏项目“过山车”，满载游客的“过山车”从轨道的最高端飞驰而下，到达大回环的顶端，再疾驰而下。体验了“过山车”的惊险刺激后，小明做了以下的实验探究。（1）小明设计了如图甲所示的装置，右侧斜面上可以铺设不同材质的面料，右侧的斜面倾角可以调节。①保持右侧斜面倾角不变，在斜面铺上毛巾，让小球从左端等高线A处自由下滑，小球不能（选填“能”或“不能”）到达右侧等高线处；②更换较光滑的棉布面，重复刚才的操作，发现滑到右侧斜面最高点比第一次距离等高线近（选填“远”或“近”）。③继续更换成更光滑的面料，重复上述操作……。通过以上实验现象，小明进一步推理得出：当右侧斜面没有摩擦阻力时，小球将到达右侧等高线处。（2）小明在上述第①次实验中，取下毛巾，其他条件不变，只减小了右侧斜面的倾角。他发现倾角越小，小球在右侧斜面上运行的距离越大。进一步推理得出：当倾角为0°时，如图乙。如果小球在水平面运动时受到的阻力为0，则小球将做匀速直线运动。英国科学家牛顿在此类研究成果上，概括总结出一条重要的物理规律“牛顿第一定律”。（3）通过以上实验，小明发现物体接触表面的粗糙程度是影响滑动摩擦力大小的因素之一，为了验证是否还有其他影响因素，小明进一步设计了以下实验进行探究。如图丙、丁、戊所示，A、B是完全相同的两个物块，与木板的接触面的粗糙程度不变。①实验要求拉动物块时均需要保持物块做匀速直线运动，此时物块受力平衡，拉力大小等于物块受到的滑动摩擦力大小。②由图丙、图丁两次实验测得F1＜F2（物块A、B一起运动），可得出结论：当接触面的粗糙程度相同时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。③由图丁和图戊两次实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系（物块AB一起运动），实验测得F2＝F3。可得出结论：压力和接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与接触面积大小无关。【答案】（1）①不能；②近；没有摩擦阻力；（2）匀速直线；（3）①匀速直线；②压力；③压力和接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与接触面积大小无关。【解答】解：（1）小明设计了如图甲所示的装置，右侧斜面上可以铺设不同材质的面料，右侧的斜面倾角可以调节。①保持右侧斜面倾角不变，在斜面铺上毛巾，让小球从左端等高线A处自由下滑，由于有摩擦力阻力，将机械能转化为内能，小球不能到达右侧等高线处；②更换较光滑的棉布面，重复刚才的操作，发现滑到右侧斜面最高点比第一次距离等高线近；③继续更换成更光滑的面料，重复上述操作……。通过以上实验现象，小明进一步推理得出：当右侧斜面没有摩擦阻力时，小球将到达右侧等高线处。（2）小明在上述第①次实验中，取下毛巾，其他条件不变，只减小了右侧斜面的倾角。他发现倾角越小，小球在右侧斜面上运行的距离越大。进一步推理得出：当倾角为0°时，如图乙。如果小球在水平面运动时受到的阻力为0，则小球将做匀速直线运动。英国科学家牛顿在此类研究成果上，概括总结出一条重要的物理规律“牛顿第一定律”。（3）通过以上实验，小明发现物体接触表面的粗糙程度是影响滑动摩擦力大小的因素之一，为了验证是否还有其他影响因素，小明进一步设计了以下实验进行探究。如图丙、丁、戊所示，A、B是完全相同的两个物块，与木板的接触面的粗糙程度不变。①实验要求拉动物块时均需要保持物块做匀速直线运动，此时物块受力平衡，拉力大小等于物块受到的滑动摩擦力大小。②由图丙、图丁两次实验测得F1＜F2（物块A、B一起运动），增加物体后，压力变大，可得出结论：当接触面的粗糙程度相同时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。③由图丁和图戊两次实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系（物块AB一起运动），实验测得F2＝F3。可得出结论：压力和接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与接触面积大小无关。故答案为：（1）①不能；②近；没有摩擦阻力；（2）匀速直线；（3）①匀速直线；②压力；③压力和接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与接触面积大小无关。20．（2023•潍坊）某实验小组利用图甲所示电路测量自来水电阻Rx阻值，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上阀门K可以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略）。电源电压约为3V，滑动变阻器铭牌标有“30Ω2A”字样。（1）连接完成图甲所示电路，闭合开关前发现有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。（2）正确连接电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至B（选填“A”或“B”）端。（3）实验中发现无论如何移动滑片P，电流表示数几乎为0，电压表示数接近3V，检查发现各电路元件完好。出现该现象的原因可能是自来水的阻值太大。（4）为能正确测出玻璃管内自来水的电阻，某同学利用定值电阻R1（阻值4kΩ）、定值电阻R2（阻值3kΩ）、电阻箱R（最大阻值9999Ω）、单刀双掷开关S、两个相同的电压表（量程为0～3V）等器材，连接了如图乙所示电路，进行了如下实验操作。①把S拨到1位置，记录电压表V1示数；②把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录此时电阻箱的阻值R＝5kΩ；③计算玻璃管内自来水的电阻值Rx，则Rx＝2.4kΩ。【答案】（1）见解析；（2）B；（3）自来水的阻值太大；（4）2.4。【解答】解：（1）根据图示可知，此时的自来水电阻Rx没有接入电路中，即Rx右端与电源之间的导线的接法是错误的，应接在左端，如图所示：；（2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该滑到阻值最大处，即B端；（3）各元件完好，实验中发现无论如何移动滑片P，电流表示数几乎为0，这说明电路中的电流很小，电阻很大，电压表示数接近3V，电压表分压很大，滑动变阻器分压几乎为0，说明自来水的阻值太大；（4）设把S拨到1位置时，电压表V1示数为U，则此时电路电流为I＝，电源电压为：U总＝×Rx+U；当把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同也为U，则此时电路中的电流为：I'＝，电源电压为：U总′＝×R2+U；由于两次总电压相等，都等于电源电压，可得：×Rx+U＝×R2+U，解得Rx＝＝＝2.4kΩ。故答案为：（1）见解析；（2）B；（3）自来水的阻值太大；（4）2.4。21．（2023•潍坊）小明利用实验室器材测量两块大小和材质均不相同的石块的密度。（1）天平调平衡后，在测量小石块质量时，往右盘加减砝码过程中，加入最小砝码后，天平指针位置如图甲（一）所示，将最小砝码取出，指针位置如图甲（二）所示，接下来正确的操作是向右调节游码，直至指针对准分度盘中央刻度线，此时天平如图乙所示，则小石块的质量是54.4g；（2）用细线系住小石块放入盛水的量筒中，量筒前后液面变化如图丙所示，则小石块的密度为2.72g/cm3。（3）小明发现利用天平和量筒无法完成大石块密度的测量，经思考后，进行了如下实验操作。①将杠杆调节水平平衡后，在两侧各挂大石块和弹簧测力计，竖直拉动测力计使杠杆水平平衡，如图丁所示，记录此时弹簧测力计示数为F1；②将石块浸没于盛水的烧杯中，竖直拉动测力计使杠杆再次水平平衡，如图戊所示，记录此时弹簧测力计示数为F2；③已知水的密度为ρ水，计算大石块的密度ρ＝ρ水（用ρ水、F1、F2表示）。【答案】（1）向右调节游码；54.4；（2）2.72；（3）ρ水。【解答】解：（1）天平加入最小砝码后天平指针向右偏，则应取下最小砝码，向右调节游码，使天平水平平衡；小石块的质量：m＝20g+20g+10g+4.4g＝54.4g；（2）小石块的体积为：V＝60mL﹣40mL＝20mL＝20cm3；小石块的密度：ρ＝＝＝2.72g/cm3；（3）由杠杆平衡条件知，如图丁，G×OA＝F1×OB，则G＝，大石块的质量为：m石＝＝＝，如图戊，G′×OA＝F2×OB，则G′＝F2，则石块所受的浮力为：F浮＝G﹣G′＝﹣F2＝（F1﹣F2），由F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV石可知：V石＝＝＝，由密度公式ρ＝可知：ρ＝＝＝ρ水。故答案为：（1）向右调节游码；54.4；（2）2.72；（3）ρ水。22．（2023•济宁）电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系，选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油，两电阻丝阻值不同（R1＞R2）。（1）将两根电阻丝串联后接入电路中，可控制电流和通电时间相等；（2）通电一段时间后，通过观察温度计示数来比较电流做功多少；（3）通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝R1（选填“R1”或“R2”）做的功多；（4）若R1两端的电压为3V，电路中的电流为0.4A，则10s内电流通过R1做的功为12J。【答案】（1）电流；通电时间；（2）温度计示数；（3）R1；（4）12。【解答】解：（1）由图可知，R1、R2串联，根据串联电路的特点可知，通过R1、R2的电流相等，而且R1、R2同时工作，所以可控制两根电阻丝的电流和通电时间相同；（2）在这个实验中，小明是通过观察比较温度计示数来比较电流做功多少的；（3）通过R1、R2的电流大小相等，通电时间相同，由于R1＞R2，由Q＝I2Rt可知，电流通过电阻丝R1产生的热量多，则表示R1做的功多；（4）10s内电流通过R1做的功：W＝UIt＝3V×0.4A×10s＝12J。故答案为：（1）电流；通电时间；（2）温度计示数；（3）R1；（4）12。23．（2023•滨州）某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验：（1）请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整，要求滑动变阻器滑片P向左移动时电阻变大，导线不交叉。（2）连接电路时，开关应该断开。闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于A（选填“A”或“B”）端。（3）闭合开关，同学们发现电流表没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是电阻R断路。（4）排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，此时通过定值电阻R的电流为0.3A。根据实验数据绘制出定值电阻R的I﹣U图象如图丙所示。由图象可得：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。（5）同学们利用完整的图甲电路进一步“探究电流与电阻的关系”，测得实验数据如下表所示。实验时，保持电压表的示数为2V不变。分析数据可得：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。实验次数12345R/Ω510152025I/A0.400.200.130.100.08（6）该小组用电压表和一个最大阻值为R0的滑动变阻器，测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丁所示的电路图，进行如下实验操作：①闭合开关，将滑动变阻器滑片P移到最左端，此时电压表的示数为U1；②将滑动变阻器滑片P移到最右端，此时电压表的示数为U2；③则Rx＝•R0（用R0、U1、U2表示）。【答案】（1）见解答图；（2）断开；A；（3）电阻R断路；（4）0.3；正比；（5）2；（6）•R0。【解答】解：（1）滑动变阻器滑片P向左移动时电阻变大，故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：；（2）为了保护电路，连接电路时，开关应该断开；闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于阻值最大处，即A端；（3）闭合开关，同学们发现电流表没有示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即原因可能是电阻R断路；（4）排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A；由丙可知，图线为一过原点的斜线，故可得出结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）由表中数据可知，定值电阻两端电压为UV＝IR＝0.4A×5Ω＝……＝0.08A×25Ω＝2V，故实验时，保持电压表的示数为2V不变；（6）实验步骤：①闭合开关，将滑动变阻器滑片P移到最左端，此时电压表的示数为U1；②将滑动变阻器滑片P移到最右端，此时电压表的示数为U2；③在步骤①中，电路为只有Rx的简单电路，电压表测电源电压为U1；在步骤②中，两电阻串联，电压表测Rx两端电压为U2，根据串联电路电压规律，R0两端电压为U0＝U1﹣U2，由串联分压原理可知，＝，即＝，解得：Rx＝•R0。故答案为：（1）见解答图；（2）断开；A；（3）电阻R断路；（4）0.3；正比；（5）2；（6）•R0。24．（2023•临沂）用图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻，电源电压为3V。（1）图甲中有一条导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线，补画一条线将电路连接正确。（2）改正错误并检查无误后闭合开关，小灯泡不亮，电压表和电流表均有示数，可能是小灯泡C（选填序号）。A.短路B.开路C.实际功率太小（3）实验记录的数据如下表所示，其中第4次实验时电压表的示数如图乙所示，为2V。接下来测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向左（选填“左”或“右”）端移动。（4）由实验数据可知，小灯泡正常发光时的电阻为8.3Ω（保留1位小数）。（5）为顺利完成该实验，滑动变阻器的最大阻值应不小于15Ω。（6）仅利用本实验提供的器材，不能（选填“能”或“不能”）探究电流与电压的关系。实验次数12345电压U/V0.61.01.52.5电流I/A0.160.20.240.260.3电阻R/Ω【答案】（1）见解答图；（2）C；（3）2；左；（4）8.3；（5）15；（6）不能。【解答】解：（1）原电路图中，电压表串联在电路中，电流表与灯泡并联是错误的，变阻器与灯泡应串在电路中，电压表应并联在灯泡两端，如下图所示：；（2）电压表、电流表均有示数，说明灯泡两端有电压，且有电流通过，则不发光的原因可能是因为灯泡的实际功率太低造成，故应选C；（3）根据图甲可知，电压表选用的是小量程，分度值为0.1V，示数为2V，因为小灯泡的电压小于额定电压，要想让灯泡正常发光，应将滑动变阻器向左移动，滑动变阻器的电阻减小，分压减少，灯泡两端的电压增大，使灯泡正常发光；（4）根据I＝可得，小灯泡正常发光时的电阻：R＝＝≈8.3Ω；（5）由串联电路电压的规律，变阻器的电压为U滑＝U﹣U1＝3V﹣0.6V＝2.4V，由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：R滑＝＝＝15Ω；（6）探究电流与电压关系，应控制电阻不变，灯丝的电阻随温度升高而增大，不是一个定值，因此，仅利用本实验的器材不能探究电流与电压关系。故答案为：（1）见解答图；（2）C；（3）2；左；（4）8.3；（5）15；（6）不能。25．（2023•烟台）在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中：（1）设计实验时，小明制定了探究的总体思路：保持电阻不变，探究电流与电压的关系；保持电压不变，探究电流与电阻的关系。物理上把这种科学探究的方法叫做控制变量法。（2）在“探究电流与电压的关系”的过程中，小明连接了如图甲所示的实物电路。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到A（选填“A”或“B”）端。闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为0.4A。（3）在“探究电流与电阻的关系”的过程中，小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，直接读出电流值，这种做法是否正确？不正确；理由是什么？没有控制定值电阻两端的电压不变。（4）小明根据实验数据绘制了I﹣U和I﹣R的图象，如图丙、丁所示。由图象可以得到的实验结论是：在电阻一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比；在电压一定的情况下，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。【答案】（1）控制变量法；（2）A；0.4；（3）不正确；没有控制定值电阻两端的电压不变；（4）正比；反比。【解答】解：（1）保持电阻不变，探究电流与电压的关系；保持电压不变，探究电流与电阻的关系；物理上把这种科学探究的方法叫做控制变量法；（2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处，即A端；闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A；（3）小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，直接读出电流值，这种做法不正确；实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，故更换电阻后，应调节滑动变阻器滑片，保持定值电阻两端电压不变，然后读出电流值；（4）由图丙可知，图线为一条过原点的斜线，故可以得到的实验结论是：在电阻一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比；由图丁可知，电流与电阻的乘积UV＝IR＝0.4A×5Ω＝……＝0.1A×20Ω＝2V，为一定值，故可以得到的实验结论是：在电压一定的情况下，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。故答案为：（1）控制变量法；（2）A；0.4；（3）不正确；没有控制定值电阻两端的电压不变；（4）正比；反比。26．（2023•泰安）物理实验小组连接了如图甲所示的电路，做“测量小灯泡的电功率”实验。可供选择的器材有：电源（可选电压为4.5V、6V），规格为“20Ω2A”的滑动变阻器一个，小灯泡（额定电压为2.5V，额定功率小于0.75W）一个，电压表、电流表各一个，开关，导线若干。（1）甲图连接的电路有一处错误，请把接错的那根导线找出来打“×”，用笔画线代替导线画出正确的连接（只改接一根导线）。（2）正确连接电路后，当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电压为4.5V，小灯泡的额定功率为0.5W。（3）变阻器的滑片P移至某处时，电流表示数为0.18A，电压表示数如图乙所示为1.8V，此时小灯泡的电阻为10Ω。（4）该实验小组的同学又设计了如图丙所示的电路，利用阻值为R0的定值电阻和电压表V1、V2等器材，测量额定电压为U额的小灯泡L的额定功率，经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整；①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表V1（选填“V1”或“V2”）的示数为U额，同时读出另一个电压表的示数，记为U；②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡额定功率P额＝U额•。【答案】（1）见解答图；（2）4.5；0.5；（3）1.8；10；（4）①V1；②U额•。【解答】解：（1）原电路图中，灯泡没有接入电路，电压表串联在电路中是错误的，在测量小灯泡的电功率实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：；（2）已知小灯泡额定电压为2.5V，额定功率小于0.75W，由P＝UI可知，小灯泡额定电流小于I'＝＝＝0.3A；假设灯泡额定电流为0.3A，当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光，此时电源电压为U'＝UL+I'R滑＝2.5V+0.3A×10Ω＝5.5V，因可选电源电压为4.5V和6V，故该实验所用的电压为U源＝4.5V；当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光，此时滑动变阻器两端电压为U滑＝U源﹣UL＝4.5V﹣2.5V＝2V，根据串联电路电流特点，小灯泡额定电流为IL＝I滑＝＝＝0.2A，则小灯泡额定功率为：PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W；（3）由图甲可知，电压表选用小量程；变阻器的滑片P移至某处时，电流表示数为0.18A，电压表示数如图乙所示，电压表分度值0.1V，其示数为1.8V，则此时小灯泡的电阻为：R＝＝＝10Ω；（4）实验步骤：①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表V1的示数为U额，同时读出另一个电压表的示数，记为U；②由图丙可知，灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测灯泡和R0两端电压，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表V1的示数为U额，此时灯泡正常发光；根据串联电路电压规律，R0两端电压为U0＝U﹣U额，根据串联电路电流特点，灯泡额定电流为I额＝I0＝＝，则小灯泡额定功率为：P额＝U额I额＝U额•。故答案为：（1）见解答图；（2）4.5；0.5；（3）1.8；10；（4）①V1；②U额•。五．计算题（共8小题）27．（2023•日照）为了节约能源，我市一些公共场所改用光控开关控制照明系统，光控开关可用光敏电阻控制，某光敏电阻阻值随光的照度变化曲线如图甲所示。光的照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为勒克斯（lx）。某学校科学探究小组的同学设计了图乙所示的电路，利用图甲特性的光敏电阻RG测量光的照度。图乙中定值电阻R0＝20kΩ。（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最左（选填“左”或“右”）端。（2）开关闭合后，读取电压表V1、V2的示数分别为3.0V、4.2V。求：①定值电阻R0的电功率；②光敏电阻RG中的电流。（3）该科学探究小组的同学通过共同研究，利用该光敏电阻RG进一步设计了图丙所示的照明系统控制电路，电源电压为12V。当天色渐暗，照度降低至1.0（lx）时控制开关会自动启动照明系统，此时光敏电阻RG两端的电压等于2V。①请分析此控制电路中电流与光的照度的变化关系？②求电路中定值电阻R的阻值。【答案】（1）左。（2）①定值电阻R0的电功率4.5×10﹣4W；②光敏电阻RG中的电流1.5×10﹣4A。（3）①控制电路中电流随光的照度增大而增大；②电路中定值电阻R的阻值105Ω。【解答】解：（1）为了保证电路的安全，开关闭合前，应使得电路中的电流最小，电路的电压最小，所以应把滑动变阻器的滑片置于最左端。（2）开关闭合后，R0和RG串联，读取电压表V1测R0两端的电压，V2测RG两端的电压，示数分别为3.0V、4.2V。此时电路中的电流I＝I0＝＝＝1.5×10﹣4A，①定值电阻R0的电功率P＝UI＝3.0V×1.5×10﹣4A＝4.5×10﹣4W；②根据串联电路的电流处处相等，光敏电阻RG中的电流为1.5×10﹣4A。（3）①控制电路中R和RG串联，当光的照度增大时，光敏电阻变小，串联电路的总电阻减小，根据欧姆定律知，电路中的电流变大；②已知电源电压为12V，照度降低至1.0（lx）时，光敏电阻为20kΩ，控制开关会自动启动照明系统，此时光敏电阻RG两端的电压等于2V，此时电路中的电流I'＝IG＝＝＝1.0×10﹣4A，根据串联电路的电压特点知，定值电阻的电压U'＝U﹣UG＝12V﹣2V＝10V；则定值电阻R的阻值R＝＝＝105Ω。答：（1）左。（2）①定值电阻R0的电功率4.5×10﹣4W；②光敏电阻RG中的电流1.5×10﹣4A。（3）①控制电路中电流随光的照度增大而增大；②电路中定值电阻R的阻值105Ω。28．（2023•济宁）小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验时，将一底面积为4cm2的圆柱体浸入水中，改变其浸入水中的体积，观察弹簧测力计示数的变化，如图所示。图甲中，圆柱体有体积浸入水中，弹簧测力计的示数为1.1N；图乙中，圆柱体有体积浸入水中，弹簧测力计的示数为0.9N。取g＝10N/kg，求：（1）圆柱体全部浸入水中时受到的浮力；（2）图乙中，圆柱体底部受到水的压强。【答案】（1）圆柱体全部浸入水中时受到的浮力为0.4N；（2）图乙中，圆柱体底部受到水的压强为750Pa。【解答】解：（1）图甲中，由称重法可得物体受到的浮力F浮＝G﹣F＝G﹣1.1N，由阿基米德原理可得物体受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝，则G﹣1.1N＝①图乙中，由称重法可得物体受到的浮力F浮＝G﹣F＝G﹣0.9N，由阿基米德原理可得物体受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝，则G﹣0.9N＝②由①②式相除解得G＝1.2N，V物＝4×10﹣5m3，圆柱体全部浸入水中时受到的浮力F浮＝ρ水gV物＝4×（G﹣1.1N）＝4×（1.2N﹣1.1N）＝0.4N；（2）图乙中，圆柱体浸入水中的深度h＝＝＝＝0.075m，圆柱体底部受到水的压强p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m＝750Pa。答：（1）圆柱体全部浸入水中时受到的浮力为0.4N；（2）图乙中，圆柱体底部受到水的压强为750Pa。29．（2023•枣庄）体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R0＝5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0～0.6A，踏板重力不计，求：（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为多少；（2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率为多少；（3）此体重计所能测量的最大体重为多少。【答案】（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为6V；（2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率为0.45W；（3）此体重计所能测量的最大体重为1200N【解答】解：（1）由图甲可知，闭合开关S，定值电阻R0与压敏电阻R串联，由图乙可知当体重计空载时，R＝45Ω，I＝0.12A，则电源电压为：U＝I（R+R0）＝0.12A×（45Ω+5Ω）＝6V；（2）由题图乙可知，当体重计示数为600N时，压敏电阻的阻值R'＝15Ω，此时电路中电流为：I'＝＝＝0.3A；定值电阻R0消耗的功率为：P＝I'2R0＝（0.3A）2×5Ω＝0.45W；（3）已知电流表量程为0～0.6A，当电路中的电流最大为Imax＝0.6A时，体重计测量最大体重，此时压敏电阻的阻值为：R''＝﹣R0＝﹣5Ω＝5Ω；由题图乙可知，所能测量的最大体重为1200N。答：（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为6V；（2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率为0.45W；（3）此体重计所能测量的最大体重为1200N。30．（2023•泰安）某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发，设计了如下“打捞”过程：如图甲，金属块A部分陷入淤泥内，轻质小船装有18N的沙石，细绳将金属块A和小船紧连，细绳对小船的拉力为2N，水面与船的上沿相平；将小船内所有沙石清除后，金属块A被拉出淤泥静止在水中，如图乙所示。已知金属块A的体积为2×10﹣4m3，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，小船的质量忽略不计，细绳的质量和体积忽略不计。（1）甲图中，金属块A上表面距离水面50cm，求金属块A上表面受到的水的压强；（2）乙图中，小船有体积露出水面，求金属块A的密度。【答案】（1）金属块A上表面受到的水的压强为5000Pa；（2）金属块A的密度为7×103kg/m3。【解答】解：（1）金属块A上表面受到的水的压强为：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m＝5000Pa；（2）甲图中小船受到竖直向下的压力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力，则小船受到的浮力为：F浮＝G沙+F＝18N+2N＝20N，小船的体积为：V＝V排＝＝＝2×10﹣3m3，乙图中，小船有体积露出水面，小船排开水的体积为：V排′＝（1﹣）V＝（1﹣）×2×10﹣3m3＝1.2×10﹣3m3，此时小船受到的浮力为：F浮′＝ρ水gV排′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10﹣3m3＝12N；乙图中小船受到竖直向下的拉力、竖直向上的浮力，则小船受到金属块A的拉力为：F拉＝F浮′＝12N，由于物体间力的作用是相互的，所以绳子对A的拉力也为12N，金属块A受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、竖直向上的拉力，所以GA＝FA浮+F拉′，ρAgVA＝ρ水gVA+F拉′，代入数据得ρA×10N/kg×2×10﹣4m3＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3+12N；解得金属块A的密度为：ρA＝7×103kg/m3。答：（1）金属块A上表面受到的水的压强为5000Pa；（2）金属块A的密度为7×103kg/m3。31．（2023•济宁）在如图所示的电路中，小灯泡L上标有“6V3W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，定值电阻R0＝16Ω，滑动变阻器R的最大电阻为100Ω。只闭合S1，滑动滑片P，使变阻器电阻Rap＝R，此时电压表示数为10V。若电源电压不变，不计灯丝电阻随温度的变化，求：（1）小灯泡的电阻；（2）电源电压；（3）只闭合S2，在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，电路消耗的总功率范围。【答案】（1）小灯泡的电阻为12Ω；（2）电源电压18V；（3）电路消耗的总功率范围为4.5W～9W。【解答】解：（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，由P＝可得，灯泡电阻：RL＝＝＝12Ω；（2）只闭合S1，R0与变阻器R串联，变阻器电阻Rap＝R＝20Ω；电路电流I＝＝＝0.5A；电源电压U＝I（R0+Rap）＝0.5A×（16Ω+20Ω）＝18V；（3）只闭合S2时，L与R串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，由P＝UI可得，灯泡正常工作的电流：IL＝＝＝0.5A，电流表量程为0～0.6A，因串联电路的电流处处相等，所以，为了保证各元件的安全，电路中最大电流：Imax＝IL＝0.5A，最大功率Pmax＝UImax＝18V×0.5A＝9W；电压表量程为0～15V，当电压表示数最大为15V时，变阻器接入的阻值最大，电路中电流最小，则灯泡两端的最小电压：UL′＝U﹣U滑大＝18V﹣15V＝3V，电路中的最小电流：Imin＝IL′＝＝＝0.25A，最小功率Pmin＝UImin＝18V×0.25A＝4.5W。答：（1）小灯泡的电阻为12Ω；（2）电源电压18V；（3）电路消耗的总功率范围为4.5W～9W。32．（2023•临沂）2023年3月29日，我国自主研发的首款四座氢内燃机飞机验证机（如图）成功首飞。这架飞机翼展为13.5m，机身长度为8.2m，高压气态储氢罐可储氢4.5kg，最大起飞质量可达1260kg。飞机静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为2.1×103cm2；在空中以180km/h的速度匀速巡航时，前置螺旋桨提供的牵引力为1.4×103N，已知氢气的热值为1.4×108J/kg，g取10N/kg，求：（1）达最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强。（2）高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量。（3）飞机以180km/h的速度匀速巡航1h牵引力所做的功。【答案】（1）达最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强为6×104Pa；（2）高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量为6.3×108J。（3）飞机以180km/h的速度匀速巡航1h牵引力所做的功为2.52×108J。【解答】解：（1）飞机对水平地面的压力：F＝G＝mg＝1260kg×10N/kg＝1.26×104N。飞机对水平地面的压强：p＝＝＝6×104Pa；（2）氢气完全燃烧放出的热量为：Q放＝m氢气q氢气＝4.5kg×1.4×108J/kg＝6.3×108J；3）由v＝可得，飞机航行1h的距离为：s＝vt＝180km/h×1h＝180km＝1.8×105m，牵引力做的功为：W＝Fs＝1.4×103N×1.8×105m＝2.52×108J。答：（1）达最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强为6×104Pa；（2）高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量为6.3×108J。（3）飞机以180km/h的速度匀速巡航1h牵引力所做的功为2.52×108J。33．（2023•泰安）2023年3月27日是第28个全国中小学生安全教育日，某校开展了安全创意设计比赛活动，物理兴趣小组利用磁性开关S2设计了烟雾报警与自动喷淋联动模拟系统，当烟雾达到一定浓度时触发自动报警喷淋，防范火灾发生。图甲为该模拟系统示意图，Rc为气敏电阻。控制电路中的电流I控≥0.02A时，磁性开关动触片被电磁铁吸引与触点a接触，安全指示灯L熄灭，报警喷淋系统同时工作；控制电路中的电流小于0.02A时，动触片被释放，与触点b接触，安全指示灯亮，报警喷淋系统停止工作。已知控制电路电源电压U控大小可调节，电磁铁线圈电阻不计，气敏电阻Rc的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示，R0为定值电阻。工作电路电源电压U＝36V，报警电铃标有“36V18W”字样。（1）安全指示灯L标有“0.9W10Ω”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），要使灯L正常工作，则保护电阻的阻值为多大？（2）报警电铃响时电流表示数为2.5A，喷淋系统工作20s消耗的电能是多少？（3）通过调节U控大小，可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。调至U控1时，触发报警喷淋的最低烟雾浓度C1＝8%，电阻R0的功率为0.012W，控制电路消耗的总功率为P控1；将电压增大调至U控2，触发报警喷淋时的最低烟雾浓度为C2，控制电路消耗的总功率为P控2，P控1：P控2＝25：31，求U控1、U控2和C2的大小。【答案】（1）保护电阻的阻值为110Ω；（2）喷淋系统工作20s消耗的电能是1440J；（3）U控1为5V，U控2为6.2V，C2为2%。【解答】解：（1）由图甲可知，工作电路中，动触片与触点b接触时灯泡与保护电阻R'串联，由P＝UI＝I2R可知，灯L正常工作时的电流：IL＝＝＝0.3A，由欧姆定律可知，此时工作电路的总电阻：R总b＝＝＝120Ω，由串联电路的电阻特点可知，保护电阻R'的阻值：R'＝R总b﹣RL＝120Ω﹣10Ω＝110Ω；（2）由图甲可知，工作电路中，动触片与触点a接触时电铃与喷淋系统并联，电流表测干路电流，由P＝UI可知，电铃正常工作时的电流：I电铃＝＝＝0.5A，由并联电路的电压特点可知，此时电铃两端的电压等于电铃的额定电压，电铃正常工作，通过电铃的电流I电铃＝0.5A，由并联电路的电流特点可知，通过喷淋系统的电流：I喷淋＝I'﹣I电铃＝2.5A﹣0.5A＝2A，喷淋系统工作20s消耗的电能：W喷淋＝U喷淋I喷淋t＝36V×2A×20s＝1440J；（3）由图乙可知，气敏电阻RC的阻值与烟雾浓度C的关系为一次函数，因此可设：RC＝kC+b，当C＝0时，RC＝300Ω，则b＝RC﹣kC＝300Ω﹣k×0＝300Ω，当C'＝5%时，RC'＝250Ω，则k＝＝＝﹣1000Ω，则RC与C的关系式为RC＝﹣1000Ω×C+300Ω，当C1＝8%时，RC1＝﹣1000Ω×8%+300Ω＝220Ω，由题意可知，触发报警喷淋的最低烟雾浓度时的电路电流：I0＝0.02A，由P＝UI＝I2R可知，R0的阻值：R0＝＝＝30Ω，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时控制电路的电源电压：U控1＝I0（RC1+R0）＝0.02A×（220Ω+30Ω）＝5V，则浓度C1＝8%时，控制电路消耗的总功率：P控1＝U控1×I0＝5V×0.02A＝0.1W，由P控1：P控2＝25：31可知，浓度为C2时，控制电路消耗的总功率：P控2＝P控1＝×0.1W＝0.124W，由P＝UI可知：U控2＝＝＝6.2V，由欧姆定律可知，电压增大调至U控2时电路的总电阻：R总2＝＝＝310Ω，由串联电路的电阻特点可知，烟雾浓度为C2时，气敏电阻RC的阻值：RC2＝R总2﹣R0＝310Ω﹣30Ω＝280Ω，由RC＝﹣1000Ω×C+300Ω可知：C2＝＝＝2%。答：（1）保护电阻的阻值为110Ω；（2）喷淋系统工作20s消耗的电能是1440J；（3）U控1为5V，U控2为6.2V，C2为2%。34．（2023•潍坊）在物理项目化学习活动中，某科技小组的同学设计了如图甲所示的船只升降实验模型。模型中的船厢A和所盛水的总重为5N，圆柱形浮筒B底面积为100cm2，重为18N。电路中电源电压恒定，R0为定值电阻，压敏电阻Rx（表面绝缘，厚度不计）固定于容器C底部，上表面积为50cm2，Rx阻值随所受水的压力变化关系如图乙所示。关闭排水阀，向C中注入适量水后关闭进水阀，装置静止时，测得C中水深为20cm，B浸入水中的深度为7cm（未浸没），闭合开关S，此时电流表示数I1＝30mA；再次打开进水阀，向C中缓慢注入一定质量的水，浮筒B上升，使A下降30cm，稳定后电流表示数I2＝24mA。若不计绳重和摩擦，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：（1）B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力；（2）动滑轮的重力；（3）C中水深为20cm时Rx阻值；（4）电路中电源电压值。【答案】（1）B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力为7N；（2）动滑轮的重力为4N；（3）C中水深为20cm时Rx阻值为100Ω；（4）电路中电源电压值为4.8V。【解答】解：（1）当B浸入水中的深度为7cm时，浸入水中的体积：VB＝SBhB＝100×10﹣4m2×7×10﹣2m＝7×10﹣4m3，由F浮＝ρ液gV排可得，B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×7×10﹣4m3＝7N；（2）模型中的船厢A和所盛水的总重为5N，由图甲可知滑轮组绳子有效段数n＝3，绳子对动滑轮的拉力：F1＝3GA＝3×5N＝15N，浮筒B对动滑轮向下的拉力：F2＝GB﹣F浮＝18N﹣7N＝11N，对动滑轮进行受力分析可知：F1＝F2+G动，所以，G动＝F1﹣F2＝15N﹣11N＝4N；（3）根据p＝ρgh可得当水深为20cm时，水对容器C底部压强为：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣2m＝2×103Pa，由p＝可得容器底部受到的压力：F＝pSC＝2×103Pa×50×10﹣4m2＝10N，由图乙可知，当压力为10N时，Rx＝100Ω；（4）在容器C中注水后，船厢A的总重力不变，滑轮组绳子的拉力不变，则浮筒B受到竖直向上的拉力不变，由F浮＝G﹣F拉可知，浮筒B受到的浮力不变，当浮筒B浸入水中的深度仍为7cm时，在容器C中再注入一定质量的水，浮筒B将上升，使船厢A下降30cm，浮筒B浸入水中的深度不变，此时水面上升高度Δh＝×30cm＝10cm，容器底部受到水的压强的增加量：Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m＝1000Pa，容器底部受到水的压力的增加量：ΔF＝ΔpSC＝1000Pa×50×10﹣4m2＝5N，压敏电阻受到的总压力：F′＝F+ΔF＝10N+5N＝15N，由图乙可知，此时Rx′＝140Ω，根据欧姆定律I＝可得电源电压：U＝I1（Rx+R0）＝0.03A×（100Ω+R0）①U＝I2（Rx′+R0）＝0.024A×（140Ω+R0）②由①②解得：R0＝60Ω，U＝4.8V。答：（1）B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力为7N；（2）动滑轮的重力为4N；（3）C中水深为20cm时Rx阻值为100Ω；（4）电路中电源电压值为4.8V。七．解答题（共4小题）35．（2023•滨州）“且夫水之积也不厚，则其负大舟也无力。覆杯水于坳堂之上，则芥为之舟；置杯焉则胶，水浅而舟大也。”出自战国庄子的《逍遥游》。从文中大舟与水的关系，我们可以得到这样的启示：求大学问，干大事业，必须打下坚实、深厚的基础。但从物理的角度，“水之积也不厚，则其负大舟也无力。”是指水的深度还是水的质量呢？即物体能否在水中漂浮（所受浮力的大小），究竟与水的深度有关还是与水的质量有关呢？为了探究这一问题，某兴趣小组用烧杯、水、圆柱形木块、刻度尺等器材，进行了如下探究，如图所示。将两个完全相同的底面积为8cm2，高为10cm的圆柱形木块，分别放入底面积为10cm2和12cm2的甲、乙两个容器中。分别向两个容器中加水，观察和记录每个容器每次加水的深度和木块的状态，实验数据及现象记录如下表。实验中，容器足够高，无水溢出，不考虑木块吸水，ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg。根据实验现象和实验数据，求：实验次数容器中水深（h/cm）和木块的状态甲容器甲容器中木块乙容器乙容器中木块14cm不能浮起4cm不能浮起25cm不能浮起5cm不能浮起36cm刚好浮起6cm刚好浮起47cm浮起7cm浮起（1）甲容器中木块刚好浮起时，水对容器底部的压强。（2）木块的密度。（3）木块刚好浮起时，甲、乙容器分别加入水的质量。并由计算结果和实验现象判断：木块能否浮起，取决于容