备战中考物理真题《压轴挑战》分类汇编 挑战35 四川卷1（四川九市共37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35四川卷1（四川九市共37题）九市（遂宁、广安、南充、成都、广元、自贡、泸州、达州、宜宾）压轴题型统计：选择题填空题实验题计算综合题合计电学综合835521力学综合533516其他综合00000合计13681037一．选择题（共7小题）1．（2023•广安）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中、R1消耗的电功率P随R1阻值变化关系如图乙所示。下列分析错误的是（）A．定值电阻R2为10Ω B．电源电压为12V C．滑片P置于b端时，闭合开关S，电压表的示数为10V D．滑片P置于b端时，闭合开关S，通电1分钟R2产生的热量为24J【答案】C【解答】解：由图甲可知，R1、R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流；AB、闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，由图乙可知，当滑动变阻器R1的阻值为10Ω，R消耗的电功率为3.6W，由P＝I2R可知，此时电路中的电流：I1＝＝＝0.6A；根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝I1R2+I1×10Ω＝0.6A×R2+0.6A×10Ω……①由图乙可知，当滑动变阻器R1的滑片移动b端时，阻值最大为50Ω，R消耗的电功率为2W，由P＝I2R可知，此时电路中的电流：I2＝＝＝0.2A；根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝I2R2+I2×50Ω＝0.2A×R2+0.2A×50Ω……②联立①②两式解得：电源电压U＝12V，R2的阻值：R2＝10Ω，故AB正确；C、滑片P置于b端时，电流I2＝0.2A，R2两端的电压：U2＝I2R2＝0.2A×10Ω＝2V，即电压表的示数为2V，故C错误；D、滑片P置于b端时，闭合开关S，通电1分钟R2产生的热量：Q2＝W2＝U2I2t＝2V×0.2A×1×60s＝24J，故D正确。故选：C。2．（2023•南充）如图所示为电阻R1和R2的I﹣U图象，下列说法正确的是（）A．R2的阻值为10Ω B．两电阻串联与并联的总阻值之比为9：4 C．将两电阻串联接入电路，通电后，R1两端电压与R2两端电压之比为1：2 D．将两电阻并联接入电路，通电1分钟，电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比为1：2【答案】D【解答】解：A、根据I＝得R1的阻值为：R1＝＝＝10Ω，R2的阻值为：R2＝＝＝5Ω，故A错误；B、两电阻串联的总电阻为：R串＝R1+R2＝10Ω+5Ω＝15Ω，并联的总阻值为：R并＝＝＝Ω，两电阻串联与并联的总阻值之比为：＝＝9：2，故B错误；C、两电阻串联时通过它们的电流相等，它们两端的电压之比为：＝＝＝＝2：1，故C错误；D、将两电阻并联接入电路，它们两端的电压相等，通电1分钟，电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比为：＝＝＝＝1：2，故D正确。故选：D。3．（2023•广元）如图甲所示的电路，电源电压不变，R1是定值电阻，通过R2的电流与R2两端的电压关系如图乙所示。当M、N都是电流表，且S1闭合、S2断开时，M的示数为0.4A，电路的总电阻为R′；当M、N都是电压表，且S1、S2都闭合时，N的示数为2V，电路的总电阻为R″。下列说法正确的是（）A．电阻R1的阻值为15Ω B．R′：R″＝6：25 C．当M、N都是电压表，S1、S2都闭合时、R1与R2的功率之比为1：3 D．当M、N都是电流表，只闭合S1时、M、N两表示数之比为3：5【答案】D【解答】解：A、当M、N都是电流表，且S1闭合、S2断开时，两电阻并联，电流表M测通过R2的电流，电流表N测干路电流，由图乙可知，M的示数为0.4A，即通过R2的电流为0.4A，R2两端的电压为8V，由并联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U2并＝8V，当M、N都是电压表，且S1、S2都闭合时，两电阻串联，电压表M测电源电压，电压表N测R2两端的电压，由图乙可知，N的示数为2V，即R2两端的电压为2V，通过R2的电流为0.2A，由串联电路的电流特点可知，此时电路中的电流：I串＝I2串＝0.2A，由串联的电压特点可知，R1两端的电压：U1串＝U﹣U2串＝8V﹣2V＝6V，由欧姆定律可知，R1的阻值：R1＝＝＝30Ω，故A错误；BD、两电阻并联时，通过R1的电流：I1并＝＝＝A，由并联电路的电流特点可知，干路电流：I并＝I1并+I2并＝0.4A+A＝A，则当M、N都是电流表，只闭合S1时、M、N两表示数之比：＝＝，故D正确；由欧姆定律可知，两电阻并联时，电路的总电阻：R′＝＝＝12Ω，两电阻串联时的电路的总电阻：R″＝＝＝40Ω，则＝＝，故B错误；C、由串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R″﹣R1＝40Ω﹣30Ω＝10Ω，由P＝UI＝I2R可知，R1与R2的功率之比：＝＝＝＝，故C错误。故选：D。4．（2023•自贡）杆秤是一种中国传统的称量工具，凝聚着中国人民的智慧。如图所示，O为杆秤提纽，OA＝8cm，秤砣质量m＝0.2kg，不挂重物和秤砣时，手提提纽，杆秤可水平平衡。用它称鱼，当秤砣置于B点时，杆秤再次水平平衡，此时测得OB＝32cm，则鱼的质量为（）A．1.0kg B．0.8kg C．0.6kg D．0.4kg【答案】B【解答】解：杆秤绕提纽O转动，所以点O是杆秤的支点，作用在A处的力使杆秤逆时针转动，由于杆秤水平平衡，其力臂是OA，作用在B处的力使杆秤顺时针转动，其力臂是OB；根据杠杆的平衡条件F1×l1＝F2×l2可得：m鱼g×OA＝m秤砣g×OB，即m鱼×8cm＝0.2kg×32cm，解得m鱼＝0.8kg。故B正确，ACD错误。故选：B。5．（2023•泸州）我国运动员全红婵，在2023年世界泳联跳水世界杯西安站女子单人10米跳台预赛中，出色地完成了“207C”动作。将其下落阶段中的一段运动简化为直线运动，其中A、B、C、D四点是她下落过程中的四个位置，相邻两点间的时间间隔为0.5s，距离如图所示。关于全红婵在此段运动过程中，下列判断正确的是（）A．在AC段做匀速直线运动 B．在AC段的平均速度为5m/s C．经过C点的速度为5m/s D．她的重力势能一直在增大【答案】B【解答】解：A、全红婵通过AB段、BC段用时均为0.5s，但通过的路程分别为1.25m、3.75m，在相等时间内通过的路程不相等，因此全红婵在AC段没有做匀速直线运动，故A错误；B、全红婵在AC段的平均速度为v＝＝＝5m/s；故B正确；C、由A、B选项可知，全红婵在AC段的平均速度为5m/s，但全红婵在AC段没有做匀速直线运动，在相等时间内通过的路程越来越长，因此全红婵在AC段做的是加速运动，经过C点的速度为AC段最大速度，大于5m/s，故C错误；D、全红婵在下落阶段中质量不变，高度不断降低，因此她的重力势能一直在减小，故D错误。故选：B。6．（2023•遂宁）如图甲所示电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，滑动变阻器R2铭牌上标有“120Ω0.8A”的字样，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～15V。在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器滑片，经测量分析，得出R2的电功率P与其两端电压U的关系如图乙。则下列说法正确的是（）A．电源电压为16V B．R1的阻值为25Ω C．电路总功率的最大变化量为10.8W D．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω～100Ω【答案】D【解答】解：由图甲可知，R1、R2串联，电压表测量滑动变阻器R2两端的电压，电流表测量电路中的电流；AB、由图乙可知，当R2两端的电压为8V时，R2的电功率为4W，由P＝UI可知，此时电路中的电流：I1＝＝＝0.5A，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝I1R1+8V＝0.5A×R1+8V……①当R2两端的电压为10V时，R2的电功率为4W，由P＝UI可知，此时电路中的电流：I2＝＝＝0.4A，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝I2R1+10V＝0.4A×R1+10V……②联立①②两式可解得，电源电压：U＝18V，R1的阻值：R1＝20Ω，故AB错误；CD、根据题意可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为0.8A，电流表的量程为0～0.6A，为了电路安全，电路中的最大电流为I大＝0.6A，则电路中的最大总功率：P大＝UI大＝18V×0.6A＝10.8W；由I＝可知，电路中的最小总电阻：R小＝＝＝30Ω，根据串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器接入电路的最小阻值：R2小＝R小﹣R1＝30Ω﹣20Ω＝10Ω；根据电压表量程可知，R2两端的最大电压为15V，根据串联电路的电压特点可知，R1两端最小电压：U1小＝U﹣U2大＝18V﹣15V＝3V，电路中最小电流：I小＝＝＝0.15A，电路中的最小总功率：P小＝UI小＝18V×0.15A＝2.7W，由I＝可知，滑动变阻器接入电路的最大阻值：R2大＝＝＝100Ω，所以，电路总功率的最大变化量：ΔP＝P大﹣P小＝10.8W﹣2.7W＝8.1W，故C错误；滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω～100Ω，故D正确。故选：D。7．（2023•达州）如图所示，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，A、B是滑动变阻器R的两个端点，当S、S1、S2都闭合，滑片P位于A端时，电路消耗的总功率为3W；只闭合S、S1，滑片P位于AB的中点时，电压表示数为4V，电流表示数为I1，滑动变阻器消耗的功率为P1；只闭合S、S2，滑片P位于B端时，电压表示数为2V，电流表示数为I2，滑动变阻器消耗的功率为P2。已知P1：P2＝1：2（各元器件均在安全工作范围），下列计算结果正确的是（）A．电流表示数I1、I2之比为2：1 B．电路消耗的最小功率为0.5W C．定值电阻R2的阻值为36Ω D．滑动变阻器R的最大阻值为18Ω【答案】B【解答】解：（1）只闭合S、S1，滑片P位于AB的中点时，R、R1串联，滑动变阻器连入电路的阻值为：R中＝R，电压表测量R1两端的电压，电流表测量电路中电流，则滑动变阻器消耗的功率：P1＝×R中＝×R，只闭合S、S2，滑片P位于B端时，R、R2串联，滑动变阻器的阻值全部连入电路，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中电流，则滑动变阻器消耗的功率：P2＝×R＝×R，已知P1：P2＝1：2，则：＝，解得：＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，故A错误；（2）根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得，只闭合S、S1，滑片P位于AB的中点时，滑动变阻器两端的电压为：U中＝U﹣U1＝U﹣4V，根据I＝可得：I1＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②只闭合S、S2，滑片P位于B端时，滑动变阻器两端的电压为：UB＝U﹣U2＝U﹣2V，根据I＝可得：I2＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③解①②③可得：U＝6V，则U中＝U﹣U1＝U﹣4V＝6V﹣4V＝2V，根据串联电路的分压特点可得：＝，即：＝，则：R1＝R，UR＝U﹣U2＝U﹣2V＝6V﹣2V＝4V，根据串联电路的分压特点可得：＝＝，则：R2＝R，根据P＝可得当S、S1、S2都闭合时，R1、R2并联时的总电阻：R总＝＝＝12Ω，根据电阻的并联特点可得R1、R2并联时的总电阻：R总＝＝＝R，所以，R＝12Ω×3＝36Ω，故D错误，则R1＝R＝36Ω，R2＝R＝×36Ω＝18Ω，故C错误；（3）因R1＝36Ω＞R2＝18Ω，则闭合S、S1，滑片P位于B端时，电路中的电阻最大，电功率最小，为：P＝＝＝＝0.5W，故B正确。故选：B。二．多选题（共6小题）8．（2023•成都）（多选）如图所示的电路，电源电压U恒定不变，R1＝30Ω，R2＝20Ω，滑动变阻器标有“100Ω2A”字样，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～3A。当滑动变阻器滑片移到最左端，开关S接通触点1时，电流表的示数为0.8A；当开关S接通触点2，为保障电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值为R′；当改变滑片位置、开关S接不同触点，在保障电路安全的情况下，电路工作的最大电流和最小电流分别为I大和I小。下列计算正确的是（）A．U＝24V B．R'的范围为0～100Ω C．I大：I小＝4：1 D．电路工作的最小功率P小≈4.4W【答案】AC【解答】解：A、当滑动变阻器滑片移到最左端，开关S接通触点1时，只有R1连入电路，电流表测量电路中电流，根据I＝可得电源电压：U＝I1R1＝0.8A×30Ω＝24V，故A正确；B、当开关S接通触点2，滑动变阻器和R2串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，当滑动变阻器连入电路的阻值为0时，电路中的电流为：I2＝＝＝1.2A，已知滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，电流表量程为0～3A，则电路是安全的，所以，滑动变阻器连入电路的最小阻值为0；已知电压表量程为0～15V，则当电压表的示数U2大＝15V时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时R2两端的最小电压：U2小＝U﹣U滑大＝24V﹣15V＝9V，则电路中的最小电流：I′＝＝＝0.45A，根据欧姆定律可得变阻器接入电路中的最大阻值：R滑大＝＝≈33.3Ω，所以，R'的范围为0～33.3Ω，故B错误；C、因只有R1连入电路时电流为0.8A，只有R2连入电路时电流为1.2A，已知滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，电流表量程为0～3A，所以，当改变滑片位置、开关S接不同触点，无论滑动变阻器与R1串联或与R2串联，则电路中的最大电流为1.2A，即：I大＝1.2A；当滑动变阻器与R1串联时，当电压表的示数U1大＝15V时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时R1两端的最小电压：U1小＝U﹣U滑大′＝24V﹣15V＝9V，则电路中的最小电流：I″＝＝＝0.3A，当滑动变阻器与R2串联时，电路中的最小电流：I′＝0.45A，由此可知：当改变滑片位置、开关S接不同触点，电路中的最小电流：I小＝I″＝0.3A，则I大：I小＝1.2A：0.3A＝4：1，故C正确；D、电路工作的最小功率P小＝UI小＝24V×0.3A＝7.2W。故选：AC。9．（2023•泸州）（多选）如图甲所示的电路，R0为定值电阻，R为滑动变阻器（0～25Ω）。闭合开关，调节滑动变阻器，记录电压表示数U、电流表示数I，作出U﹣I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的有（）A．R0的阻值为5Ω B．电源电压为2.5V C．当电压表示数为2V时，电路消耗的总功率为0.6W D．当电压表示数为1V时，滑动变阻器消耗的电功率最大【答案】AC【解答】解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，由乙图可知通过电路的电流为0.1A时，滑动变阻器两端的电压为2.5V，通过电路的电流为0.4A时，滑动变阻器两端的电压为1V，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电源电压U＝IR0+UV，代入数据可得0.1A×R0+2.5V＝0.4A×R0+1V，解方程可得R0＝5Ω，故A正确；则电源电压U＝IR0+UV＝0.1A×5Ω+2.5V＝3V，故B错误；（2）当电压表示数为2V时，定值电阻两端的电压U0＝U﹣UV＝3V﹣2V＝1V，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流I′＝＝＝0.2A，电路消耗的总功率为P＝UI′＝3V×0.2A＝0.6W，故C正确；（3）滑动变阻器的电功率电压电路总功率与定值电阻的电功率之差，即PR＝UI﹣I2R0＝3V×I﹣I2×5Ω，根据抛物线的性质可知当I＝＝＝0.3A时，滑动变阻器的电功率最大，此时定值电阻两端的电压U0′＝IR0＝0.3A×5Ω＝1.5V，此时滑动变阻器两端的电压UV′＝U﹣U0′＝3V﹣1.5V＝1.5V，故D错误。故选：AC。10．（2023•泸州）（多选）小明在探究沉与浮的条件时，用一根细线连接A、B两个物体，放在盛水的烧杯中，处于悬浮状态，如图甲所示。剪断细线后，A物体处于漂浮状态，B物体沉到烧杯底部，如图乙所示。设甲、乙两图烧杯对桌面的压强分别为p1、p2，水对烧杯底部的压强变化为Δp，甲图中细线的拉力为F，乙图中B物体对烧杯底部的压强为pB。已知B物体的重力为G，体积为V，烧杯的底面积为S，水的密度为ρ。以下关系式正确的有（）A．p1＞p2 B．F＝G﹣ρgV C．Δp＝ D．pB＝【答案】BC【解答】解：A、甲、乙图中烧杯对水平桌面的压力不变，都等于烧杯的总重力，受力面积不变，由p＝知甲、乙两图烧杯对桌面的压强不变，即p1＝p2，故A错误；B、甲图中B物体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力，所以细线的拉力：F＝G﹣F浮＝G﹣ρgV，故B正确；C、甲、乙图浮力的减小量为：ΔF浮＝G﹣ρgV，排开水的体积减小量为：ΔV排＝＝，液面高度的减小量为：Δh＝＝，水对烧杯底部的压强变化为Δp＝ρgΔh＝ρg×＝，故C正确；D、乙图中B物体对烧杯底部的压强为：pB＝＝＝由于无法算出B的底面积，所以不能算出B物体对烧杯底部的压强，故D错误。故选：BC。11．（2023•宜宾）（多选）如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R0＝6Ω。将滑片滑到滑动变阻器的b端时，闭合开关，电压表的读数为3V；将滑片滑到滑动变阻器的中点时，电压表的读数为4.5V。下列判断正确的是（）A．电路中的最小电流是0.5A B．电源电压是9V C．滑动变阻器的最大阻值是9Ω D．移动滑片，R0在通电100s内产生的热量最多1350J【答案】ABD【解答】解：由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）设滑片移到滑动变阻器的b端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中的电流最小，最小为I1＝＝＝0.5A，故A正确；滑片P移到滑动变阻器的中点时电路中的电流为I2，由I＝可得，两种情况下电路中的电流之比：＝＝＝＝，电源的电压：U＝I1（R0+R）＝I2（R0+R），即＝＝，解得滑动变阻器的最大电阻为：R＝2R0＝2×6Ω＝12Ω，故C错误；则电源电压为：U＝I1（R0+R）＝0.5A×（6Ω+12Ω）＝9V，故B正确；（2）移动滑片，当滑动变阻器接入电路的电阻为零，电路中的电流最大，R0在通电100s内产生的热量最多，最多为：Q＝W＝t＝×100s＝1350J，故D正确。故选：ABD。12．（2023•南充）（多选）甲、乙、丙三个烧杯中均装有适量的酒精（ρ酒精＝0.8×103kg/m3），现有质地均匀，不吸且不溶于酒精的a、b两实心柱体，质量之比为3：1，把它们分别放入甲、乙烧杯中，当a、b静止时，如图甲、乙所示；若将b置于a上面一起放入丙烧杯中，静止时a的上表面刚好与液面相平，如图丙，下列说法正确的是（）A．a的密度为0.4×103kg/m3 B．在图甲中a有四分之一的体积露出液面 C．在图甲中a的下表面液体压强与图丙中a的下表面液体压强之比为3：5 D．a、b的体积之比为4：1【答案】BD【解答】解：A、由题可知a、b质量之比＝，则mb＝ma，丙图中a所受的浮力等于a、b重力之和，即Fa浮＝Ga+Gb＝（ma+mb）g＝（）g＝mag＝ρaVag，由阿基米德原理知a受到的浮力Fa浮＝Ga排＝ρ酒精gV排＝ρ酒精gVa，则ρaVag＝ρ酒精gVa，得a的密度ρa＝ρ酒精＝×0.8×103kg/m3＝0.6×103kg/m3，故A错误；B、图甲中，a漂浮在液面上，浮力等于重力，即F浮＝Ga，ρ酒精gVa排＝ρaVag，＝＝＝，得Va排＝Va，a露出水面的体积V露出＝Va﹣Va排＝Va﹣Va＝Va，故B正确；C、在图甲中Va排＝Va，则a浸入液面的深度ha＝la，图丙中a下表面的深度为la，根据液体压强p＝ρgh知，两次下表面的压强之比＝＝3：4，故C错误；D、由图乙可知b悬浮在酒精中，则b的密度ρb＝ρ酒精＝0.8×103kg/m3，a、b体积之比＝＝＝＝＝4：1，故D正确。故选：BD。13．（2023•成都）（多选）如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab＝2m，bc＝3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论正确的是（）A．绳子自由端移动的距离15m B．拉力F做的功为840J C．拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功 D．物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大【答案】BD【解答】解：A、物体M从a点到c点过程中，通过的距离为2m+3m＝5m，绳子的有效段数为2，故绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×5m＝10m故A错误；B、ab＝2m，bc＝3m，绳子自由端移动的距离分别为：s1＝2×2m＝4m，s2＝2×3m＝6m，由图乙知绳子的拉力分别为60N和100N，拉力做的功为：W＝W1+W2＝F1s1+F2s2＝60N×4m+100N×6m＝840J；故B正确；C、本题中，克服摩擦力做的功为有用功，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，故克服动滑轮的重力做的功为额外功，ab段和在bc段动滑轮提升的高度不同，根据W＝Gh，故拉力F在ab段做的额外功不等于在bc段做的额外功；D、使物体M在水平地面匀速移动，根据二力平衡，物体受到的滑动摩擦力等于水平面上绳子的拉力的大小，因100N大于60N，故可知bc段物体受到的滑动摩擦力大，滑轮组的机效率为：η＝＝；动滑轮的重力不变，物体从ab段到bc段，滑动摩擦力变大，故滑轮组的机械效率变大，故D正确。故选：BD。三．填空题（共6小题）14．（2023•遂宁）小刘应用图甲所示器材进行如下探究：升降台AB上放置轻质薄壁柱形容器，容器底面积为200cm2，内装15cm深的水；将弹簧上端固定在力传感器上，下端悬挂重20N、高20cm、横截面积为50cm2的长方体石块，石块下表面刚好与水面接触；已知弹簧伸长量ΔL与受到的拉力F的关系如图乙所示。将升降台AB缓慢升高（全过程水不会溢出），当传感器显示拉力为12N时（不计弹簧自重），与升降台升高前相比，容器底部对升降台AB的压强变化了400Pa。升降台AB升高的高度为20cm。（ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg）【答案】400；20。【解答】解：（1）拉力为12N时，由力的平衡条件可知，此时石块受到的浮力：F浮＝G﹣F拉＝20N﹣12N＝8N，由于石块受到的浮力与石块对水的压力是一对相互作用力，所以，由力的作用是相互的可知，石块对水的压力F压＝F浮＝8N，与升降台升高前相比，容器底部对升降台AB的压力变化量：ΔF＝F压＝8N，则容器底部对升降台AB的压强变化量：Δp＝＝＝400Pa；（2）由F浮＝ρ液gV排可知，石块排开液体的体积：V排＝＝＝8×10﹣4m3＝800cm3，由V＝Sh可知，石块下表面距水面的高度：h石＝＝＝16cm，容器中水的体积：V水＝S容h0＝200cm2×15cm＝3000cm3，此时容器中水的深度：h＝＝＝＝19cm，则石块底部到容器底部的距离：h下＝h﹣h石＝19cm﹣16cm＝3cm，设石块下表面刚好与水面接触时石块下表面到传感器的距离为L0，则石块下表面刚好与水面接触时，升降台AB到传感器的距离：L＝L0+15cm，石块放入水中后，弹簧受到的拉力减小量：ΔF拉＝F浮＝8N，由图乙可知，此时弹簧伸长量减小值：ΔL减小＝8cm，升降台AB升高后，升降台AB到传感器的距离：L'＝L0﹣8cm+h下＝L0﹣8cm+3cm＝L0﹣5cm则升降台AB升高的高度：Δh＝L﹣L'＝L0+15cm﹣（L0﹣5cm）＝20cm。故答案为：400；20。15．（2023•泸州）如图所示，已知电源电压为3V，小灯泡L的规格“3V0.9W”，滑动变阻器的规格“20Ω1A”，电流表量程为0～3A，则小灯泡正常发光时阻值RL＝10Ω。当开关S1、S2同时闭合，改变滑动变阻器的接入电阻，小灯泡的亮度将不变（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）；保持开关S1始终闭合，调节电路，使电路消耗的最大功率为P1，最小功率为P2，则P1：P2＝26：3。【答案】10；不变；26：3。【解答】解：（1）由P＝UI可知，小灯泡的额定电流：I额＝＝＝0.3A，由欧姆定律可知，小灯泡正常发光时阻值：RL＝＝＝10Ω；（2）当开关S1、S2同时闭合，灯泡与滑动变阻器并联，由并联电路的特点可知，改变滑动变阻器的接入电阻时，灯泡所在支路不受影响，因此此时小灯泡的亮度将不变；（3）由P＝UI可知，电源电压一定时，电路中电流最小时，电路消耗的电功率最小，电路中电流最大时，电流消耗的电功率最大，由并联电路的特点可知，当开关S1始终闭合，S2断开，滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由欧姆定律可知，电路中的最小电流：I小＝＝＝0.15A，灯泡允许通过的最大电流为IL大＝I额＝0.3A、滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～3A，由并联电路的电流特点可知，电路中的最大电流：I大＝IL大+IR＝0.3A+1A＝1.3A，由P＝UI可知：＝＝＝＝。故答案为：10；不变；26：3。16．（2023•达州）某校科技小组设计了如图所示的装置来探究浮力和机械效率的相关问题，B是放置在水平桌面上的盛水玻璃杯，总重力为30N，与桌面的接触面积为25cm2，A物体重力为50N，体积为1.25×10﹣3m3，当物体A浸没在水中匀速上升时，该装置的机械效率为75%，则物体完全拉出水面后（物体不吸水、不沾水），B容器对水平桌面的压强变化了5000Pa，该装置的机械效率变为80%。（不计绳重、摩擦和水的阻力，g取10N/kg，ρ水＝1×103kg/m3）【答案】5000；80%。【解答】解：（1）物体浸没在水中，排开水的体积：V排＝VA＝1.25×10﹣3m3，物体受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×10﹣3m3＝12.5N；物体完全提出水面后，圆台形容器底对地面的压力变化量ΔF＝F浮＝12.5N，圆台形容器底对地面变化的压强：Δp＝＝＝＝5000Pa；（2）由图知，拉力作用在动滑轮的轴上，使用时费力但省距离，且n＝2，则拉力端移动距离s＝h，不计绳重、摩擦及水的阻力，当物体A浸没在水中匀速上升时，该滑轮组的机械效率η＝＝＝，即：75%＝，解得F＝100N；对上面的动滑轮进行受力分析，动滑轮受到向上的拉力F、两股绳子的向下的拉力（每一股绳子的拉力等于GA﹣F浮）、自身的重力G动，则：F＝2（GA﹣F浮）+G动，所以动滑轮的重力：G动＝F﹣2（GA﹣F浮）＝100N﹣2×（50N﹣12.5N）＝25N，物体完全提出水面后，动滑轮受到向上的拉力F、两股绳子的向下的拉力（每一股绳子的拉力等于GA）、重力，则拉力F′＝2GA+G动＝2×50N+25N＝125N，拉力端移动距离s＝h，此时滑轮组的机械效率：η′＝＝＝＝＝×100%＝80%。故答案为：5000；80%。17．（2023•广安）水平桌面上有一装满水的溢水杯，杯底面积为100cm2，将重为4.8N的圆柱体A用细线悬挂在弹簧测力计下缓慢浸入水中。当A的一半浸入水中时弹簧测力计的示数如图甲所示，此时A受到的浮力为1N。剪断细线，将A缓慢沉入水底，静止时如图乙所示（A与杯底不密合），与图甲相比，溢水杯对桌面的压强增加了280Pa。【答案】1；280。【解答】解：（1）由图甲可知，测力计的分度值为0.2N，则当A的一半浸入水中时弹簧测力计的示数为3.8N，此时A受到的浮力：F浮＝GA﹣F示＝4.8N﹣3.8N＝1N；（2）设溢水杯的重力为G杯，图甲中水的重力为G水，如图甲，把溢水杯、水和物体A看做一个整体，整体受到向下的总重力、向上的拉力（等于测力计的示数）和桌面的支持力，根据力作用的相互性和整体受力平衡可得，图甲中溢水杯对桌面的压力：F压＝F支＝G杯+G水+GA﹣F示＝G杯+G水+F浮＝G杯+G水+1N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①剪断细线，A缓慢沉入水底，静止时如图乙，此时A排开水的体积为原来的2倍，则由F浮＝ρ水gV排可知，A沉底时受到的浮力：F浮′＝2F浮＝2×1N＝2N，所以从图甲到图乙，增大的浮力：ΔF浮＝F浮′﹣F浮＝2N﹣1N＝1N，由阿基米德原理可知此过程中溢出水的重力：G溢＝ΔF浮＝1N，则图乙中水的重力为：G水′＝G水﹣G溢＝G水﹣1N，图乙中溢水杯对桌面的压力：F压′＝G杯+G水′+GA＝G杯+G水﹣1N+4.8N＝G杯+G水+3.8N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②②﹣①可得，与图甲相比，溢水杯对桌面的压力增加量：ΔF压＝2.8N，则溢水杯对桌面的压强增加量：Δp＝＝＝280Pa。故答案为：1；280。18．（2023•广安）如图所示为灯泡L和定值电阻R的U﹣I图象，若将L和R并联在电源电压为6V的电路中，则整个电路的总电流为0.9A；若将其串联在电源电压为4V的电路中，则L与R的阻值之比为1：3。【答案】0.9；1：3。【解答】解：（1）若将L和R并联在电源电压为6V的电路中，并联电路各支路两端电压相等，由图可知，当电源电压为6V时，IL＝0.5A，IR＝0.4A，则整个电路的总电流为：I＝IL+IR＝0.5A+0.4A＝0.9A；（2）若将其串联在电源电压为4V的电路中，由图可知，当I′＝0.2A时，UL＝1V，UR＝3V，电源电压U＝UL+UR＝1V+3V＝4V，符合要求；根据I＝可得L与R的阻值之比为：＝＝＝＝。故答案为：0.9；1：3。19．（2023•南充）在综合实践活动课上，小龙同学设计了如图甲所示的模拟调光灯电路。电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图象如图乙所示。小灯泡正常发光时的电阻为5Ω；若R2的滑片可任意滑动，为了保证灯泡的安全，电路中至少再串联一个1.5Ω的电阻。【答案】5；1.5。【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，灯泡、R1、R2串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）因灯泡两端的电压越大时通过的电流越大，所以图乙中图线①是小灯泡的I﹣U图像，由图线②可知，电压表V2的示数随电流表示数的增大而减小，所以电压表V2测滑动变阻器两端的电压或测定值电阻和滑动变阻器两端的电压之和，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以，由电流相等时两电压表的示数之和不相等可知，电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压，即并联在滑动变阻器R2两端；当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，由图乙可知，最大电流为0.5A，此时灯泡两端的电压UL＝2.5V，根据I＝可得小灯泡正常发光时的电阻：RL＝＝＝5Ω；由图乙可知，当电路中的电流I′＝0.4A时，灯泡两端的电压UL′＝1.5V，变阻器R2两端的电压U2＝2V，则电源的电压为：U＝UL′+U2′+I′R1＝1.5V+2V+0.4A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图乙可知，灯泡两端的电压UL″＝0.5V，变阻器R2两端的电压U2″＝3.5V，电路中的电流I″＝0.2A，则电源的电压为：U＝UL″+U2″+I″R1＝0.5V+3.5V+0.2A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得：R1＝2.5Ω，U＝4.5V；（2）当灯泡正常发光时，电路中总电阻为：R总＝＝＝9Ω，若R2的滑片可任意滑动，为了保证灯泡的安全，根据串联电路的电阻特点可得：R串＝R﹣RL﹣R1＝9Ω﹣5Ω﹣2.5Ω＝1.5Ω。故答案为：5；1.5。四．实验探究题（共8小题）20．（2023•遂宁）小刚同学在探究电流与电阻的关系时，设计了如图甲所示的电路，部分实物连接情况如图乙所示。其中电源电压恒为4.5V，滑动变阻器R0最大阻值为80Ω，定值电阻R备有阻值分别为5Ω、10Ω、25Ω、50Ω各一个。（1）请根据甲图电路图，在乙图中用笔画线代替导线将实物电路连接完整（要求滑片P右移时接入阻值变大）；（2）正确连好电路，移动滑片P到最大阻值处，闭合开关后发现电流表示数为零，电压表示数接近电源电压。故障原因是定值电阻R断路；（3）故障排除后，小刚先用5Ω电阻实验，闭合开关，调节滑片P，使电压表示数为2V，并记录此时电流表的示数，断开开关；（4）将5Ω电阻换成10Ω，闭合开关，将滑片P向B（选填“A”或“B”）端适当移动，使电压表示数为2V，记录此时电流表的示数；（5）更换其余电阻继续实验，根据4组数据作出I﹣图象如图丙所示；（6）分析I﹣图象可得出：在电压一定时，电流与电阻成反比；（7）小刚学习了伏安法测电阻后，用刻度尺、电流表和已知最大阻值为R1的滑动变阻器来测量未知电阻Rx的阻值。他设计了如图丁所示电路，请你帮他完成下列步骤：①用刻度尺找出滑动变阻器电阻丝中点，并标记；②连接电路并将滑片P移到最大阻值处，检查无误后，闭合开关，读出电流表示数I1；③再将滑片P移到标记处，读出电流表示数I2；④则未知电阻Rx＝（用R1、I1、I2表示）。【答案】（1）见上图；（2）断路；（4）B；（6）反比；（7）【解答】解：（1）根据后面电压表示数为2V，可知电压表选小量程即可，再结合滑片P右移时接入阻值变大，可知滑动变阻器左下部分电阻接入电路，据此完成电路连接如下图所示：；（2）因闭合开关后发现电流表示数为零，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表能与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的定值电阻断路了；（4）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，将5Ω电阻换成10Ω后，根据串联分压原理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B端移动，使电压表的示数为2V，记录电流表的示数；（6）由图丙知，电流、电阻的倒数图象为一直线，可得电压一定时，通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比，则根据数学关系可得出在电压一定时，电流与电阻成反比；（7）设电源电压为U。连接电路并将滑片P移到最大阻值处，检查无误后，闭合开关，读出电流表示数I1；再将滑片P移到标记处（即滑动变阻器电阻丝中点），读出电流表示数I2；根据并联电路中电流和电压的规律以及欧姆定律可得：……①……②可解得：U＝R1（I2﹣I1），Rx＝。故答案为：（1）见上图；（2）断路；（4）B；（6）反比；（7）。21．（2023•达州）小明学习了电功率的知识后，在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡，为了测定该小灯泡的额定功率，他在学校的实验室找到了相关器材，并进行了如下实验，已知电源电压恒为8V。（1）请用笔画线代替导线，帮他连接好实物图。要求闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮。（2）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，你认为出现此现象的原因是A（选填字母）。A.滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱B.灯泡的电阻太小C.滑动变阻器的最大阻值太小（3）排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，接下来他应该将滑动变阻器的滑片向右移动，同时眼睛注意观察电压表（选填“电流表”、“电压表”或“灯泡”），直到灯泡正常发光。（4）经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示，则该小灯泡的额定功率为3W。（5）若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，于是他向老师请教，老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率，你认为老师的方案可能是C（选填字母）。A.只将电源电压减小B.只更换一个其他规格的滑动变阻器C.将该电压表并联到滑动变阻器的两端（6）小明还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻Rx的阻值，于是他设计了如图丁所示的电路图，操作步骤如下：①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V；②保持滑动变阻器的滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，电压表示数为4.5V；则Rx＝5Ω。【答案】（1）见解答图；（2）A；（3）右；电压表；（4）3；（5）C；（6）5。【解答】解：（1）滑片向右移，灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，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）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，说明电路是通路，且电路中电阻较大；无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，说明滑动变阻器失去了变阻的作用，即出现此现象的原因是滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱，故选：A；（3）闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，电压表选用大量程，分度值0.5V，其示数为4V，小于灯泡额定电压6V，为了使灯泡正常发光，即灯泡两端电压为6V，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故接下来他应该将滑动变阻器的滑片向右移动，同时眼睛注意观察电压表，直到灯泡正常发光；（4）由小灯泡的I﹣U图象可知，当灯泡两端电压为6V时，通过灯泡的额定电流为0.5A，则小灯泡额定功率为：PL＝ULIL＝6V×0.5A＝3W；（5）电源电压为8V，灯泡和滑动变阻器串联在电路中，灯泡额定电压为6V，要让灯泡正常工作，滑动变阻器的电压为8V﹣6V＝2V＜3V，可以用电压表0～3V量程，并联在滑动变阻器两端，当滑动变阻器的电压为2V时，灯泡正常工作，故选：C；（6）实验步骤：①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V；②保持滑动变阻器的滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，电压表示数为4.5V；在步骤①中，滑动变阻器、灯泡和未知电阻Rx串联，电压表测灯泡两端电压，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V；在步骤②中，电压表测灯泡和未知电阻Rx的总电压，电路的连接方式不变，且各电阻的大小和电压不变，灯泡两端的电压仍为3V，根据串联电路电压的规律，未知电阻Rx两端的电压为Ux＝U﹣U1＝4.5V﹣3V＝1.5V；由图丙可知，当灯泡两端电压为3V时，通过灯泡的电流为I1＝0.3A，根据串联电路电流特点可知，通过未知电阻Rx的电流为Ix＝I1＝0.3A，则Rx＝＝＝5Ω。故答案为：（1）见解答图；（2）A；（3）右；电压表；（4）3；（5）C；（6）5。22．（2023•宜宾）为测量某待测电阻Rx的阻值，实验探究小组设计了如图甲所示的电路图，并进行了实验。（1）在连接如图乙的电路时，开关S应处于断开状态，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于B（选填“A”或“B”）端；（2）在如图乙所示的电路中，闭合开关，移动滑片，发现电压表示数为零，电流表有示数，经分析电路连接不完整，具体原因是电压表没有接入电路，请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整；（3）正确连接电路后，某次测量时，电压表的示数为1.5V，电流表的示数为0.3A，则待测电阻Rx的阻值为5Ω；实验时应多测几组数据，求电阻的平均值，目的是减小误差；（4）某实验小组实验时发现电压表已损坏，为测量Rx的阻值，他们经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变，定值电阻的阻值为R，闭合开关S1、断开S2时电流表读数为I1；同时闭合开关S1和S2时电流表读数为I2，则Rx＝（用R、I1、I2表示）；（5）实验小组完成实验后，他们经过讨论，认为用图甲的电路图还可以完成探究电流与电压的关系实验。（至少填写一个实验名称）【答案】（1）断开；B；（2）电压表没有接入电路；见解答图；（3）5；减小误差；（4）；（5）探究电流与电压的关系。【解答】解：（1）为了保护电路，在连接如图乙的电路时，开关S应处于断开状态，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，即B端；（2）原电路图中，电压表没有接入电路，故闭合开关，移动滑片，电压表示数为零，电流表有示数；在测电阻的阻值实验中，电压表应并联在电阻两端，如下图所示：；（3）正确连接电路后，某次测量时，电压表的示数为1.5V，电流表的示数为0.3A，则待测电阻Rx的阻值为：Rx＝＝＝5Ω；为了减小误差，应多次测量取平均值；（4）闭合开关S1、断开S2时，两电阻串联，电流表读数为I1，则电源电压为U＝I1（Rx+R）；同时闭合开关S1和S2时，电路为只有Rx的简单电路，电流表读数为I2，则电源电压为U＝I2Rx；因电源电压不变，即I1（Rx+R）＝I2Rx，解得：Rx＝；（5）由图甲可知，用电压表测定值电阻两端电压，用电流表测通过定值电阻的电流，用滑动变阻器可以调节定值电阻两端电压，故用图甲的电路图还可以完成探究电流与电压的关系实验。故答案为：（1）断开；B；（2）电压表没有接入电路；见解答图；（3）5；减小误差；（4）；（5）探究电流与电压的关系。23．（2023•广安）化学创新实验小组的同学，在老师的带领下配制了可用于消毒的次氯酸钠溶液。小明对该溶液的密度很感兴趣，他利用托盘天平、量筒和烧杯对其进行测量。（1）将托盘天平放在水平桌面上，游码放到标尺左端的零刻度线处，此时指针位置如图甲所示，则应向左（选填“左”或“右”）调节平衡螺母使横梁平衡。（2）在烧杯中倒入适量的次氯酸钠溶液，用调节好的天平测得溶液和烧杯的总质量m1，如图乙所示，m1＝136.2g。再把烧杯中部分溶液倒入量筒中，如图丙所示，读出量筒中溶液的体积V。（3）测出烧杯和剩余溶液的总质量m2为94.2g，则该溶液的密度ρ＝1.05×103kg/m3。（4）在“天宫课堂”中，航天员王亚平为大家直播演示了很多有趣的实验，如果请航天员在天宫做此实验，她不能（选填“能”或“不能”）成功完成。【答案】（1）左；（2）136.2；（3）1.05×103；（4）不能。【解答】解：（1）根据天平调平衡时遵循的原则：左偏右调，右偏左调，先快后慢。发现指针指在分度盘的右侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向左调；（2）由图乙所示可知，溶液和烧杯的总质量m1＝100g+20g+10g+5g+1.2g＝136.2g，由图丙所示量筒可知，食用油的体积：V＝40mL＝40cm3，（3）量筒中溶液的质量：m＝m1﹣m2＝136.2g﹣94.2g＝42g，溶液的密度：ρ＝＝＝1.05g/cm3＝1.05×103kg/m3；（4）因为天宫和它里面的物体处于完全的失重状态，天平是在重力作用下才能平衡的，故在天宫不能正常使用天平，所以在天宫做此实验，不能成功完成。故答案为：（1）左；（2）136.2；（3）1.05×103；（4）不能。24．（2023•成都）在“测量酱油的密度”实验中，使用的天平最大称量为200g，分度值为0.2g；使用的量筒量程为100mL，分度值为1mL。（1）根据你已有的知识和经验判断：酱油、菜籽油、水，三者中密度最大的是酱油。（2）小优同学的测量步骤是：在烧杯中装入适量酱油，用天平测量出它们的总质量为m1；将烧杯中的部分酱油倒入量筒，测量出体积为V；测量出烧杯和剩余酱油的总质量为m2；计算出酱油的密度。依据上述测量，酱油的密度为ρ＝。（用m1、m2、V表示）（3）本实验的误差来源是体积测量（写出一条即可）。（4）本实验操作难度较大，你认为最难操作的是将酱油倒入量筒时，避免溅到量筒侧壁上，或溅到量筒外（写出一条即可）。【答案】（1）酱油；（2）；（3）体积测量；（4）将酱油倒入量筒时，避免溅到量筒侧壁上，或溅到量筒外。【解答】解：（1）生活中，将菜籽油滴入水中，菜籽油会漂在水面上，所以水的密度比菜籽油的密度大；因为酱油是在水中掺入了食盐、味精等物质，其密度比水的密度大，由以上分析可知，在菜籽油、酱油和水中，酱油的密度最大；（2）由实验步骤可得，倒入量筒中酱油的质量为m酱油＝m1﹣m2，量筒中酱油的体积V，酱油密度的表达式：ρ酱油＝＝；量筒壁粘有酱油，导致测量的酱油的体积偏小，而质量测量准确，由公式ρ＝知密度测量结果偏大；（4）用将酱油倒入量筒时，避免溅到量筒侧壁上，或溅到量筒外。故答案为：（1）酱油；（2）；（3）体积测量；（4）将酱油倒入量筒时，避免溅到量筒侧壁上，或溅到量筒外。25．（2023•广元）同学们“探究电流与电阻的关系”时，实验室提供的器材有：电压恒为6V的电源一个，定值电阻5个（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），规格为“40Ω1A”的滑动变阻器一个，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。（1）同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路，想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压，请你用笔画线代替导线，帮助他们把电压表正确连接在电路中（导线不能交叉）。（2）他们先将R＝5Ω的电阻接在图甲中a、b间，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U0；保持滑片不动，用10Ω的电阻替换a、b间的电阻后，需将滑动变阻器的滑片P向右（选填“左”或“右”）端移动，才能保持a、b间的电压U0不变；再依次更换a、b间电阻为15Ω、20Ω继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像，如图乙所示。由乙图可知：a、b间电压U0的值为2V；a、b间电压一定时，通过a、b间导体的电流与导体的电阻成反比。（3）当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，发现电压表示数始终不能调为U0，为继续完成此次探究，同学们一起设计了如下方案，下列方案不正确的一项是C。A.将滑动变阻器更换为“50Ω1A”的滑动变阻器，其余不变B.将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，其余不变C.只调节滑动变阻器，使U0为2.3V【答案】（1）见解答图；（2）右；2；反；（3）C。【解答】解：（1）电压表与定值电阻并联接入电路，注意接线柱正进负出，由图乙可知控制电压为2V，正接线柱选择“3“接线柱，如下图所示：（2）实验中，用10Ω的电阻替换5Ω，根据分压原理，电阻两端的电压变大，即电压表示数变大；研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大变阻器两端的电压，由分压原理，要增大变阻器电阻阻值，故应向右移动滑片才能达到实验要求；根据图乙所示的图象可知，a、b两端的电压为：U＝IR＝0.4A×5Ω＝﹣﹣﹣＝0.1A×20Ω＝2V，为一定值，故可得出：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（3）A、由图可知，电源电压为6V，定值电阻两端电压为2V，滑动变阻器两端电压为4V，根据串联分压原理得R定：R变＝UV：U变＝2V：4V＝1：2，滑动变阻器的阻值是定值电阻的2倍，当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，则解得R变＝50Ω，如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值至少为50Ω，因此该方法可行，故A不符合题意；B、如果重新开始实验，只更换电源，将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，定值电阻两端电压保持不变为2V，滑动变阻器两端电压为3.2V，根据串联分压原理得R定：R变＝UV：U变＝2V：3.2V＝1：1.6，滑动变阻器的阻值是定值电阻的1.6倍，当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，则解得R变＝40Ω，因此该方法可行，故B不符合题意；C、如果重新开始实验，只改变控制电压U0，使U0为2.3V，电源电压为6V，定值电阻两端电压为2.3V，滑动变阻器两端电压为3.7V，根据串联分压原理得R定：R变＝UV：U变＝2.3V：3.7V＝23：37，滑动变阻器的阻值是定值电阻的倍，当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，则解得R变＝25Ω×≈40.2Ω，因此该方法不可行，故C不正确，符合题意。故答案为：（1）如上图所示；（2）右；2；反；（3）C。26．（2023•自贡）小周利用如图甲所示电路，测量标有“2.5V”字样的灯泡L正常发光时的电阻和电功率。请按要求完成下列问题：（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物图连接完整；（2）连接电路后，闭合开关S，发现灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表示数为零，产生这种现象的原因可能是：小灯泡断路；（3）排除故障后进行实验，闭合开关S，发现电压表的示数为0.5V，为使灯泡L两端电压达到额定电压，应向A端（选填“A”或“B”）移动滑动变阻器的滑片P，直到观察到电压表示数为2.5V。此时，电流表示数如图乙所示，电流表示数为0.5A，则灯泡L正常发光时的电阻为5Ω，电功率为1.25W。【答案】（1）见解答图；（2）小灯泡断路；（3）A；0.5；5；1.25。【解答】解：（1）滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中，如图所示：；（2）灯泡不亮，电流表无示数，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，与电压表并联的小灯泡断路了；（3）灯在额定电压下正常发光，灯泡的实际电压0.5V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A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0.5A，由欧姆定律可知，灯泡L正常发光时的电阻值：R＝＝＝5Ω。电功率为：P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W。故答案为：（1）见解答图；（2）小灯泡断路；（3）A；0.5；5；1.25。27．（2023•泸州）小明有一件重约15N的工艺品，用细线悬挂两端点A、B处于静止状态，如图甲所示。他想用平衡的知识，通过计算在A、B连线上找出O点的位置，以便用一根细线系在O点将工艺品悬挂起来，静止时如图乙所示，并计算出工艺品的重力。小明身边只有一把弹簧测力计（0～10N）、一把刻度尺和若干细线，他设计了如下实验，请完成以下实验步骤：（1）取下工艺品，用刻度尺测出工艺品长度LAB＝35.0cm，如图丙所示。（2）用弹簧测力计拉住A端，B端用细线悬挂，平衡时如图丁所示，此时弹簧测力计读数F1＝8.0N。（3）交换弹簧测力计和细线的位置，平衡时工艺品的位置也如图丁所示，弹簧测力计读数F2＝6.0N。（4）由此可以计算出该工艺品的重力G＝14N。（5）计算出O点到端点A间的距离LOA＝15cm。（6）反思：要准确找出O点的具体位置，除准确测量外，关键实验条件是AB段水平或拉力方向为竖直方向（只须写出一个条件即可）。【答案】（1）35.0；（4）14；（5）15；（6）AB段水平或拉力方向为竖直方向。【解答】解：（1）由于刻度尺的分度值是1cm，所以工艺品的正确长度为35.0cm，故读数为35.0cm；（4）（5）当以A端为动力作用点时，根据杠杆平衡条件知，F1•BA＝G•LOB，即8N×35.0cm＝G×（35.0cm﹣LOA），••••••①当以B端为动力作用点时，根据杠杆平衡条件知，F1•AB＝G•LOA，即6N×35.0cm＝G×LOA，••••••②由①②得，G＝14N，LOA＝15cm；（6）当要准确找出O点的具体位置，除准确测量外，关键实验条件是AB段水平或拉力方向为竖直方向。故答案为：（1）35.0；（4）14；（5）15；（6）AB段水平或拉力方向为竖直方向。五．计算题（共9小题）28．（2023•遂宁）学校组织学生到射洪市“三五三六”厂参加国防教育活动。同学们被展厅自动大门所吸引，他们发现当人靠近大门时，大门自动打开，如图甲所示。回校后，科技小组利用电磁继电器、人体红外传感器，电动机等元件制作了模拟电路，部分电路如图乙所示。其中电动机铭牌上标有“220V40W”的字样，控制电路的电源电压U为24V，R1为定值电阻，人体红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化关系如图丙所示；当电磁铁线圈中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工作，大门打开。（不计电磁铁线圈的电阻）（1）开门一次用时3s，请计算开门一次电动机消耗电能多少焦耳？（2）经测试L＝3m时刚好触发电动机工作，则R1的阻值为多少？（3）善于思考的小明同学想通过电表示数直观反映人与大门间的距离，于是他将一只电压表并联在R两端。已知R1为第（2）问所求值，请你推导出L在0～6m内，电压表示数UR随L的变化关系式。【答案】（1）开门一次电动机消耗电能为120J；（2）R1的阻值为120Ω；（3）在0～6m内，电压表示数UR随L的变化关系式为UR＝。【解答】解：（1）电动机铭牌上标有“220V40W”的字样，根据P＝可知，开门一次电动机消耗电能为：W＝Pt＝40W×3s＝120J；（2）当电磁铁线圈中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工作，大门打开，此时控制电路的总电阻为：R总＝＝＝240Ω；由丙图可知，当L＝3m时，R的阻值为120Ω，根据电阻的串联可知，R1＝R总﹣R＝240Ω﹣120Ω＝120Ω；（3）由图丙可知，R与L的数学关系为：R＝20L+60（6m≥L≥0）；设电压表示数UR，根据串联电路电压规律和分压原理可知，＝，即＝，解得：UR＝，因R＝20L+60（6m≥L≥0），故UR＝（6m≥L≥0）。答：（1）开门一次电动机消耗电能为120J；（2）R1的阻值为120Ω；（3）在0～6m内，电压表示数UR随L的变化关系式为UR＝。29．（2023•广安）“曹冲称象”是妇孺皆知的故事。某科创小组仿效曹冲，制作了一台“浮力秤”，用来测量物体的质量。浮力秤由秤盘和高度为20cm、底面积为0.1m2的圆柱体组成。如图所示，将浮力秤放入水中，静止时浸入水中的深度为8cm。已知：ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。求：（1）当秤盘不放物体时，浮力秤下表面受到水的压强；（2）浮力秤的重力；（3）浮力秤能测物体的最大质量。【答案】（1）当秤盘不放物体时，浮力秤下表面受到水的压强为800Pa；（2）浮力秤的重力为80N；（3）浮力秤能测物体的最大质量为12kg。【解答】解：（1）当秤盘不放物体时，浮力秤下表面受到水的压强为：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣2m＝800Pa；（2）当秤盘中不放物体，排开水的体积为：V排＝Sh＝0.1m2×8×10﹣2m＝8×10﹣3m3，浮力秤受到的浮力为：F浮＝ρ水V排g＝1×103kg/m3×8×10﹣3m3×10N/kg＝80N，又因为浮力秤漂浮，所以浮力秤的重力为：G＝F浮＝80N；（3）圆柱体刚好浸没时，这台浮力秤排开水的体积增大量：ΔV排＝Sh＝0.1m2×（20×10﹣2m﹣8×10﹣2m）＝0.012m3，增加的浮力为：ΔF浮＝ρ水ΔV排g＝1×103kg/m3×0.012m3×10N/kg＝120N又因为浮力秤漂浮，所以增大的浮力等于增大的重力，即ΔG＝ΔF浮＝120N，所以该秤能称出物体的最大质量为：Δm＝＝＝12kg。答：（1）当秤盘不放物体时，浮力秤下表面受到水的压强为800Pa；（2）浮力秤的重力为80N；（3）浮力秤能测物体的最大质量为12kg。30．（2023•自贡）图甲是一款多功能养生壶，图乙是它的简化电路图，其中R1、R2为电热丝，R1＝R2且电阻不变，下表为其铭牌，其中高温挡的额定功率已模糊不清，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。在正常工作的情况下，试问：项目参数电源电压（V）220低温挡功率（W）200中温挡功率（W）400高温挡功率（W）容积（L）1.5（1）在1标准大气压下，将初温是30℃的一壶水烧开，水需要吸收多少热量？（2）高温挡功率是多少？（3）若养生壶用高温挡来加热且加热效率为75%，烧开这一壶水需要多长时间？【答案】（1）在1标准大气压下，将初温是30℃的一壶水烧开，水需要吸收4.41×105J的热量；（2）高温挡功率是800W；（3）若养生壶用高温挡来加热且加热效率为75%，烧开这一壶水需要的时间为735s。【解答】解：（1）一满壶水的体积：V＝1.5L＝1.5dm3＝1.5×10﹣3m3，由ρ＝可得，水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg，在1标准大气压下水的沸点为100℃，水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣30℃）＝4.41×105J；（2）由图乙可知，当开关S2接A、开关S1断开时，两电阻串联；当开关S2接A、开关S1闭合时，电路为R1的简单电路；当开关S2接B、开关S1闭合时，两电阻并联；因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以，当开关S2接A、开关S1断开时，电路的总电阻最大，电源电压一定，由P＝可知此时总功率最小，养生壶处于低温挡；当开关S2接B、开关S1闭合时（R1、R2并联），电路中的总电阻最小，此时总功率最大，养生壶处于高温挡；则当开关S2接A、开关S1闭合时，只有R1工作，养生壶处于中温挡，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且R1＝R2，所以，由P＝可知高温挡时R1、R2消耗的功率：P1＝P2＝P中，则养生壶高温挡的功率：P高＝P1+P2＝2P中＝2×400W＝800W；（3）由η＝×100%可得，烧开这一壶水需要消耗的电能：W＝＝＝5.88×105J，由P＝可得，高温挡需要的加热时间：t′＝＝＝735s。答：（1）在1标准大气压下，将初温是30℃的一壶水烧开，水需要吸收4.41×105J的热量；（2）高温挡功率是800W；（3）若养生壶用高温挡来加热且加热效率为75%，烧开这一壶水需要的时间为735s。31．（2023•广安）轩轩设计了一款高、中、低三个挡位的迷你多功能电锅，其部分设计参数如表所示，简化电路如图所示，R0、R1、R2为电热丝，其中R1＝15Ω。电锅在高温挡、中温挡工作时，开关S2均处于闭合状态；在低温挡工作时，开关S1、S2均处于断开状态，闭合开关S，移动滑片，可调节低温挡的功率。额定电压30V高温挡功率150W中温挡功率？W低温挡功率范围20W～50W（1）求电锅在高温挡正常工作时的电流；（2）求电锅中温挡功率；（3）R0现有“30Ω3A”“40Ω2A”“50Ω1.5A”三种规格，为了达到轩轩设计的低温挡功率范围，请通过计算说明他选择的哪一种。【答案】（1）电锅在高温挡正常工作时的电流为5A；（2）电锅中温挡功率为90W；（3）应该选择规格为“40Ω2A”的R0。【解答】解：（1）由P＝UI可知，电锅在高温挡正常工作时的电流：I高＝＝＝5A；（2）由图可知，当开关S、S1、S2都闭合时，R1、R2并联；当开关S、S2闭合，S1断开时，只有R2工作；根据并联电路的电阻特点可知，当开关S、S1、S2都闭合时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P＝可知，电路中的总功率最大，电锅处于高温挡；当开关S、S2闭合，S1断开时，只有R2工作，电路中总电阻较小，总功率较大，电锅处于中温挡；高温挡时R1消耗的电功率：P1＝＝＝60W，因高温挡时总功率等于R1、R2消耗电功率之和，且R2在高温挡和中温挡消耗的电功率不变，即P高＝P1+P2＝P1+P中，所以电锅中温挡功率：P中＝P高﹣P1＝150W﹣60W＝90W；（3）电锅中温挡功率为90W，由P＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝10Ω；在低温挡工作时，开关S1、S2均处于断开状态，开关S闭合，由图可知，此时R0、R2串联，移动滑片，通过改变R0接入电路的阻值可调节低温挡的功率；当低温挡的功率最小为20W时，由P＝可知，电路中的最大总电阻：R总大＝＝＝45Ω，根据串联电路的电阻特点可知，R0接入电路的最大阻值：R0大＝R总大﹣R2＝45Ω﹣10Ω＝35Ω，则规格为“30Ω3A”的R0不符合要求；当低温挡功率最大为50W时，由P＝UI可知，此时电路中的电流：I低＝＝≈1.67A，则规格为“50Ω1.5A”的R0不符合要求；所以应该选择规格为“40Ω2A”的R0。答：（1）电锅在高温挡正常工作时的电流为5A；（2）电锅中温挡功率为90W；（3）应该选择规格为“40Ω2A”的R0。32．（2023•南充）某人始终双脚站在地上，用滑轮组从水池底匀速提起实心圆柱体A，如示意图甲。A从离开池底到刚要离开水面的过程中，其底面受到水的压强与时间关系pA﹣t如图乙。A从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中，人对地面的压强与时间关系p人﹣t如图丙。A未露出水面之前装置的机械效率为η1，A离开水面后装置的机械效率为η2。已知人的质量为60kg，人双脚站地时，与地面的接触面积为500cm2，A的底面积为200cm2，η1：η2＝15：16，ρ水＝1.0×103kg/m3。不计摩擦和绳重及水的阻力，g＝10N/kg，A不吸且不溶于水，A底部与池底不密合，忽略液面高度变化，图甲中①②③④段绳均竖直。（1）求池水深度和A的上升速度；（2）求A的高度和未露出水面受到的浮力；（3）求A未露出水面前人对绳的拉力和A全部露出水面后人对绳的拉力；（4）求动滑轮的重力。【答案】（1）池水深度为4m，A的上升速度为0.2m/s；（2）A的高度为1m，未露出水面受到的浮力为200N；（3）A未露出水面前人对绳的拉力为400N，A全部露出水面后人对绳的拉力为500N；（4）动滑轮的重力为200N。【解答】解：（1）由图乙可知最大压强为4×104Pa，深度最深，根据液体压强公式p＝ρgh可得h池水＝＝＝4m；由图乙可知物体A从池底到离开水面底面压强不断减小，用时20s，可得A的上升速度v＝＝＝0.2m/s；（2）由图丙知人对地面的压强与时间关系，第15s时压强最大为0.4×104Pa，物体A刚要离开水面；第20s时压强最小为0.2×104Pa，物体A刚完全离开水面；物体A的高度：h＝vt＝0.2m/s×5s＝1m，物体A的体积：V＝Sh＝200×10﹣4m2×1m＝2×10﹣2m3，A未露出水面受到的浮力：F浮＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣2m2＝200N；（3）人的重力G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，由图丙知人对地面的压强与时间关系，第15s时压强最大为0.4×104Pa，物体A刚要离开水面，此时人对地面压力为F＝pS＝0.4×104Pa×500×10﹣4m2＝200N；第20s时压强最小为0.2×104Pa，物体A刚完全离开水面，此时人对地面压力为F＝pS＝0.2×104Pa×500×10﹣4m2＝100N；由二力平衡可知，人的重力等于绳对人的拉力加上地面对人的支持力（地面对人的支持力和人对地面的压力大小相等）所以，A未露出水面前人对绳的拉力F＝600N﹣200N＝400N，A全部露出水面后人对绳的拉力F＝600N﹣100N＝500N；（4）由图甲可知，滑轮组绳子的段数n＝2，当A未露出水面前人对绳的拉力F＝400N，此时G物+G动﹣F浮＝2F＝2×400N＝800N，机械效率η1＝，当A全部露出水面后人对绳的拉力F＝500N，此时G物+G动＝2F＝2×500N＝1000N，机械效率η2＝，因为η1：η2＝15：16，即16η1＝15η2，得16×＝15×解得G物＝800N，则动滑轮的重力：G动＝1000N﹣G物＝1000N﹣800N＝200N。故答案为：（1）池水深度为4m，A的上升速度为0.2m/s；（2）A的高度为1m，未露出水面受到的浮力为200N；（3）A未露出水面前人对绳的拉力为400N，A全部露出水面后人对绳的拉力为500N；（4）动滑轮的重力为200N。33．（2023•广元）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V4.2W”字样。当S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最左端时，小灯泡L正常发光，电流表示数为2.2A。求：（1）小灯泡正常工作时的电流；（2）R0的阻值；（3）只闭合S1、滑动变阻器滑片滑到某一点时，电压表示数为U1，电路消耗的电功率为P1；保持滑片位置不动，只闭合S2，小灯泡L的电阻发生变化，此时电压表示数为U2，电路消耗的电功率为P2；已知U1：U2＝3：4，P1：P2＝3：2，求只闭合S2时小灯泡的实际功率。【答案】（1）小灯泡正常工作时的电流为0.7A；（2）R0的阻值为4Ω；（3）只闭合S2时小灯泡的实际功率为2W。【解答】解：（1）小灯泡L标有“6V4.2W”字样，小灯泡正常工作时的电流：IL＝＝＝0.7A；（2）当S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最左端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，灯泡和定值电阻并联接入电路，电压表测电压电压，电流表测干路电流，并联电路各支路两端电压相等，小灯泡L正常发光，所以电源电压为6V，并联电路干路电流等于各支路电流之和，电流表示数为2.2A，则通过定值电阻的电流：I0＝I﹣IL＝2.2A﹣0.7A＝1.5A，根据欧姆定律可得定值电阻的阻值：R0＝＝＝4Ω；（3）只闭合S1、定值电阻和滑动变阻器串联接入电路，电压表测定值电阻两端的电压，滑动变阻器滑片滑到某一点时，电压表示数为U1，根据欧姆定律可得此时通