2023年湖北省黄冈市中考物理二模试卷

这是一份2023年湖北省黄冈市中考物理二模试卷，共21页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合创新题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）下列说法中正确的是（ ）
A．我国载人神舟飞船返回舱的表面有一层叫做“烧蚀层”的物质，可以在返回大气层时保护返回舱不因高温而烧毁，烧蚀层能起这种作用，除了它的隔热性能外，还主要由于它能把热反射到宇宙空间
B．在蜻蜓翅膀末端的前缘，会看到有一块加厚而发暗的色素斑，它的作用可能是调整翅膀的振动，减弱飞行过程中翅膀上的有害振动
C．射电望远镜接收的射电波是无线电波，射电望远镜的工作时段是只能白天工作
D．水能、太阳能、核能是可再生能源
（多选）2．（4分）夏天，如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下暴晒（暴晒过程中内胎容积几乎不变），其中不正确的是（ ）
A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果
B．在车胎爆裂前的过程中，气体吸热，分子热运动加剧
C．在车胎爆裂的过程中，气体分子的势能不变
D．车胎爆裂的原因是车胎内的气体压强增加
3．（4分）如图所示，两轻弹簧a、b悬挂一小铁球处于平衡状态，a弹簧与竖直方向成30°角，a、b的劲度系数分别为k1、k2。则两弹簧的伸长量x1与x2之比为（ ）
A．B．C．D．
4．（4分）如图所示，两个平面镜相互垂直竖直放置，点光源在平面镜内成三个像，则可以观察到镜子内的三个像（ ）
A．全都做顺时针运动
B．全都做逆时针运动
C．一个顺时针运动，另外两个逆时针运动
D．一个逆时针运动，另外两个顺时针运动
5．（4分）在如图所示的电路中，R1的电阻值为R，R2、R3、R4的电阻值都相等，电流表的电阻忽略不计，电路两端的电压恒定不变。当电键K1、K2同时合上或同时打开时，发现电流表的示数不变，可以推知未知电阻Rx的阻值为（ ）
A．3RB．2RC．RD．R
6．（4分）某工厂每天早晨7：00都派小汽车按时接工程师上班，有一天，汽车在路上因故障原因导致7：10时车还未到达总工程师家，他上车后汽车立即掉头继续前进。进入单位大门时，他发现比平时迟到20分钟。已知汽车的速度是工程师步行速度的6倍（ ）
A．38minB．30minC．24minD．20min
7．（4分）将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上（线框上端的弯折处A与正极接触良好），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”，下列说法中正确的是（ ）
A．线框会转动是由于受到电场力的作用
B．电路中的热功率等于线框旋转的机械功率
C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动
D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动
8．（4分）正六边形钢质螺母的质量为7.9g，其空心圆的面积为正六边形的面积的，当螺母如图甲所示平放在水平地面上时；当螺母如图乙所示立放在水平地面上时，螺母对地面的压强为4p。已知钢的密度为7.9×103kg/m3，则正六边形的边长为（ ）
A．cmB．cmC．cmD．cm
9．（4分）物理兴趣小组的同学，为了探究滑动变阻器的电流、电压关系，按照如图甲的电路进行实验。闭合开关S，测量滑片到最右端的距离x，同时观察电压表、电流表的示数，电流表读数I与x的关系图象如图丙所示。根据题目信息，下列说法中错误的是（ ）
A．由图乙可知，电源电压3.0V，滑动变阻器出现了断路故障，且断点位置x＝5cm
B．滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化2Ω
C．滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是20Ω
D．若电流表的量程为0～3A，则此电路的最大功率可达4.5W
10．（4分）质量相等的甲、乙两金属块，其材质不同。将它们放入沸水中，一段时间后温度均达到沸点，使冷水升温。第一种方式：先从沸水中取出甲，将其投入冷水，测得水温升高Δt℃；然后将乙从沸水中取出投入这杯水中，测得水温又升高了Δt℃。第二种方式：先从沸水中取出乙投入冷水，当达到热平衡后将乙从杯中取出，投入这杯水中，再次达到热平衡。第三种方式是将甲、乙同时从沸水中取出同时投入到冷水中达到热平衡（不考虑与外界热交换），这杯冷水温度的变化是（ ）
A．恰好都升高了2Δt℃
B．都高超过2Δt℃
C．都不足2Δt℃
D．二种方式只有一种正好升高2Δt℃
二、填空题（每空2分，共16分）
11．（4分）两条质量都为20克的扁虫竖直紧贴着板面爬过一块竖直放置的非常薄的木板，板高10厘米，一条虫子长为20cm， （选填“长”或“宽”）一些的扁虫克服重力做的功多一些，多 J的功。（设扁虫沿长度方向的大小是均匀的，g＝10N/kg）
12．（4分）重庆鲁能中学的小刚用传感器设计了如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点，水箱的质量为0.8kg，底面积为200cm2，不计杠杆，细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，则物体M的重力为 N，当加水质量为1.8kg时，容器对桌面的压强为 Pa。
13．（4分）关于爱因斯坦“同时的相对性原理”要从爱因斯坦的奶牛梦说起：在一个风景如画的牧场。上有许多奶牛在带电的栅栏附近懒散的吃着草，农夫给栅栏通上电时，当电流到达奶牛位置时奶牛就会跳起来。如图所示，电流以光速c向奶牛的方向运动，三头奶牛B、C、D距A位置的农夫、E位置的爱因斯坦的距离如图所示。观测者只有在奶牛跳起这一现象的光到达观测者眼睛时 ，爱因斯坦看到三头奶牛是 （选填“同时跳起”或“先后跳起”）。
14．（4分）如图所示，变阻器ab间的最大电阻与cd间的固定电阻的阻值相等，均为R，在滑动变阻器的滑片P从a向b滑动的全过程中，电流表和电压表的变化情况是：电流表示数 ，电压表示数 。
三、综合创新题（8分+8分+8分＝24分）
15．（8分）如图甲所示电路图，电源电压可调，白炽灯L1标有“4V 1.6W”、L2标有“6V 6W”的字样，通过L2的电流与电压的关系图如图乙所示，求：
（1）小灯泡L2正常发光时的电阻是多少？
（2）当电源电压调至4V时，闭合S1、S2，断开S3，灯泡L2消耗的功率为P2，此时电路消耗的总功率P是多少？
（3）当闭合S3，断开S1、S2时，要使其中一只小灯泡正常发光，电源电压应调至多大？此时灯泡L2消耗的功率为P2′，则P2与P2′之比是多少？
16．（8分）工作人员用如图所示装置打捞水中的物体。第一次提体积VA＝6×10﹣3m3的物体A在水中匀速上升的过程中（A未露出水面），人对绳子竖直向下的拉力为F1，人拉力的功率为P1，绳端的速度为v1，机械效率为η1；第二次提重为GB＝150N的物体B在水中匀速上升的过程中（B未露出水面），人对绳子竖直向下的拉力为F2，人拉力的功率为P2，绳端的速度为v2，机械效率为η2．已知：功率P1：P2＝2：1，η1：η2＝3：2，物体A、B的体积VA：VB＝1：2，重力GA：GB＝4：5，四个滑轮质量相等，忽略绳重、绳与滑轮间摩擦及液体对物体的阻力（g取10N/kg）
（1）物体B所受的浮力F浮；
（2）动滑轮的重G动；
（3）速度v1、v2的比值。
17．（8分）如图甲所示为一种自动蓄水装置示意图，轻质弹簧上端固定，下端与木块相连，左端位于粗细均匀的金属电阻R2的最下端A处且接触良好。闭合S，水泵工作，向空水箱里缓慢注水。当滑片P上滑至B处（R2的中点）时，水面到达设定高度，水泵自动停止注水。此过程中1接入电路中的阻值为20Ω，R2的总电阻为20Ω，长度为L；当线圈中电流I≥0.1A时，ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg，弹簧始终处于弹性范围内，不考虑线圈的电阻和滑片P滑动时的摩擦。
（1）求电源电压U；
（2）求木块所受的重力G；
（3）当P滑至B处时，求木块浸入水中的体积。
参考答案与试题解析
一、选择题（每小题4分，共40分）
1．（4分）下列说法中正确的是（ ）
A．我国载人神舟飞船返回舱的表面有一层叫做“烧蚀层”的物质，可以在返回大气层时保护返回舱不因高温而烧毁，烧蚀层能起这种作用，除了它的隔热性能外，还主要由于它能把热反射到宇宙空间
B．在蜻蜓翅膀末端的前缘，会看到有一块加厚而发暗的色素斑，它的作用可能是调整翅膀的振动，减弱飞行过程中翅膀上的有害振动
C．射电望远镜接收的射电波是无线电波，射电望远镜的工作时段是只能白天工作
D．水能、太阳能、核能是可再生能源
【解答】解：A、“烧蚀层“的物质在遇到高温时会发生熔化和汽化现象，故可以保证飞船温度不至于太高；
B、蜻蜓前进的时候，假如前面没有一块较有质量的东西顶住，它就难以控制平衡，所以翅痣的作用是调整翅膀的振动，故B正确；
C、射电望远镜接收的射电波是无线电波，因此它可以全天候工作；
D、水能，核能是不可再生能源。
故选：B。
（多选）2．（4分）夏天，如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下暴晒（暴晒过程中内胎容积几乎不变），其中不正确的是（ ）
A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果
B．在车胎爆裂前的过程中，气体吸热，分子热运动加剧
C．在车胎爆裂的过程中，气体分子的势能不变
D．车胎爆裂的原因是车胎内的气体压强增加
【解答】解：A、车胎爆胎是车胎内气体温度升高，压强增大的结果，与分子间距有关；
B、车胎爆胎是车胎内气体温度升高，分子无规则热运动加剧；
C、当分子间距离大于平衡距离时，此时增大分子间距离，分子势能增加；
D、在车胎突然爆裂的极短时间内、压力增大，D正确。
故选：AC。
3．（4分）如图所示，两轻弹簧a、b悬挂一小铁球处于平衡状态，a弹簧与竖直方向成30°角，a、b的劲度系数分别为k1、k2。则两弹簧的伸长量x1与x2之比为（ ）
A．B．C．D．
【解答】解：对小球的受力方向，受重力和两个弹簧的弹力，有＝sin30°＝，
根据胡克定律，有：F1＝k8x1，
F2＝k6x2；
解得：，
故选：C。
4．（4分）如图所示，两个平面镜相互垂直竖直放置，点光源在平面镜内成三个像，则可以观察到镜子内的三个像（ ）
A．全都做顺时针运动
B．全都做逆时针运动
C．一个顺时针运动，另外两个逆时针运动
D．一个逆时针运动，另外两个顺时针运动
【解答】解：S在竖直的平面镜中成的像为S′，在水平的平面镜中所成的像为S0；S′在水平的平面镜中成的像为S″，而S0 在竖直的平面镜中所成的像点也是S″，即再次成像的像点是重合的，如图所示：
现让点光源S在水平面内沿圆周顺时针运动，则镜子内的三个像中，S4、S′均做逆时针运动。S″是重合的像，应该做顺时针时针转动。
故选：C。
5．（4分）在如图所示的电路中，R1的电阻值为R，R2、R3、R4的电阻值都相等，电流表的电阻忽略不计，电路两端的电压恒定不变。当电键K1、K2同时合上或同时打开时，发现电流表的示数不变，可以推知未知电阻Rx的阻值为（ ）
A．3RB．2RC．RD．R
【解答】解：设电源的电压为U，R2＝R3＝R2＝r。
（1）当K1、K2都断开，电阻R2、R2、R3串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电流表示数：
I＝＝＝；
（2）当K1、K2都闭合，电阻R4与Rx并联、R3与R4并联、R8三者串联，电流表测R1支路的电流，
由以知条件可知电流表的示数仍为：
I1＝，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，Rx两端的电压：
Ux＝U1＝I1R3＝，
通过Rx的电流Ix＝＝，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路上的总电流为：
I′＝Ix+I4＝+，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，R2、R4并联的电阻：
R34＝R3＝，
因电源的电压不变，且串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，U＝U6+I′（R2+R34）＝+（+）＝U，
解得：Rx＝4R。
故选：A。
6．（4分）某工厂每天早晨7：00都派小汽车按时接工程师上班，有一天，汽车在路上因故障原因导致7：10时车还未到达总工程师家，他上车后汽车立即掉头继续前进。进入单位大门时，他发现比平时迟到20分钟。已知汽车的速度是工程师步行速度的6倍（ ）
A．38minB．30minC．24minD．20min
【解答】解：
正常7：00到工程师家，
出事后，耽误t分钟，
他在家等了10分钟，车没来，
就走了a分钟，在7点（10+a）分时遇到了车；
他走a分钟的路程，车走，
也就是在7点（t﹣）时遇到了车，
有10+a＝t﹣，
t＝10+a，﹣﹣﹣﹣﹣①
正常时从他家到公司用b分钟，
在他遇到车的地点到公司要（b﹣）分钟，
也就是7点（t﹣+b﹣，
已知他是7点（b+20）分到的，
所以有t﹣+b﹣，
t﹣＝20
由①②解得：a＝12，t＝24。
则汽车在路上因故障耽误的时间为24min。
故选：C。
7．（4分）将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上（线框上端的弯折处A与正极接触良好），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”，下列说法中正确的是（ ）
A．线框会转动是由于受到电场力的作用
B．电路中的热功率等于线框旋转的机械功率
C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动
D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动
【解答】解：A．线框会转动是由于磁场对电流有力的作用，故A错误；
B．电动机将电能主要转化为机械能，故电路中的热功率小于线框旋转的机械功率；
C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，而电流方向流入负极的，受力右侧向纸内，那么从上向下看。故C正确；
D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，受力方向不变，故D错误。
故选：C。
8．（4分）正六边形钢质螺母的质量为7.9g，其空心圆的面积为正六边形的面积的，当螺母如图甲所示平放在水平地面上时；当螺母如图乙所示立放在水平地面上时，螺母对地面的压强为4p。已知钢的密度为7.9×103kg/m3，则正六边形的边长为（ ）
A．cmB．cmC．cmD．cm
【解答】解：平放在水平地面上时，螺母对地面的压强为p＝；
立放在水平地面上时，螺母对地面的压强为4p；
两式相比可得＝；
设六边形边长为a，高度为h边＝ah，S六＝a2×6；结合上面式子化简可得h＝；
正六边形中钢的体积V＝＝＝1cm3；
六边形体积为3V，且2V＝S六h，即2×7cm3＝a2×6×＝a3，
解得a＝cm，B正确；
故选：B。
9．（4分）物理兴趣小组的同学，为了探究滑动变阻器的电流、电压关系，按照如图甲的电路进行实验。闭合开关S，测量滑片到最右端的距离x，同时观察电压表、电流表的示数，电流表读数I与x的关系图象如图丙所示。根据题目信息，下列说法中错误的是（ ）
A．由图乙可知，电源电压3.0V，滑动变阻器出现了断路故障，且断点位置x＝5cm
B．滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化2Ω
C．滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是20Ω
D．若电流表的量程为0～3A，则此电路的最大功率可达4.5W
【解答】解：A、由图甲可知：滑动变阻器与R0串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压；
当滑动变阻器的电阻丝有断点时，电压表测量电源电压，
由图乙可知，当x＜5cm时，则电源电压为5.0V，故A正确；
B、由欧姆定律可得，滑动变阻器接入电路中的电阻R1＝＝＝18Ω，
当x＝10cm时，电压表示数U2＝4.4V，电流表示数I2＝8.3A，则R2＝＝＝7Ω，
故滑动变阻器滑动5cm电阻的改变量是ΔR＝R1﹣R3＝18Ω﹣8Ω＝10Ω，
所以从断点处滑片P向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化是6Ω；
C、该滑动变阻器没有断路时的总电阻值：R总＝R1+5cm×6Ω/cm＝18Ω+10Ω＝28Ω，故C错误；
D、当x＝5cm时、丙图可知1＝3.7V，电流表示数I1＝7.15A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R0两端的电压：U01＝U﹣U1＝3.0V﹣2.7V＝0.3V，
由欧姆定律可得，电阻R2的阻值：R0＝＝＝5Ω；
当滑动变阻器滑片P在最左端，接入电路的电阻为零0连入电路，此时电路中的电流最大，
电路中的最大电流：I最大＝＝＝1.4A＜3A；
则此电路的最大功率：P最大＝＝＝4.5W。
故选：C。
10．（4分）质量相等的甲、乙两金属块，其材质不同。将它们放入沸水中，一段时间后温度均达到沸点，使冷水升温。第一种方式：先从沸水中取出甲，将其投入冷水，测得水温升高Δt℃；然后将乙从沸水中取出投入这杯水中，测得水温又升高了Δt℃。第二种方式：先从沸水中取出乙投入冷水，当达到热平衡后将乙从杯中取出，投入这杯水中，再次达到热平衡。第三种方式是将甲、乙同时从沸水中取出同时投入到冷水中达到热平衡（不考虑与外界热交换），这杯冷水温度的变化是（ ）
A．恰好都升高了2Δt℃
B．都高超过2Δt℃
C．都不足2Δt℃
D．二种方式只有一种正好升高2Δt℃
【解答】解：设沸水温度为100℃，冷水的温度为t0，甲投入冷水后放热Q放＝c甲m（100℃﹣Δt℃﹣t0），水吸收的热量为Q吸＝c水m水Δt℃，
不考虑热传递过程热量的损失，则有Q放＝Q吸，
c甲m（100℃﹣Δt℃﹣t8）＝c水m水Δt℃，
即：＝……①，
乙投入冷水后放热Q放′＝c乙m（100℃﹣Δt℃﹣Δt℃﹣t0），水吸收的热量仍为Q吸＝c水m水Δt℃，
同理则有：
＝……②，
同时投入后，假设冷水先和甲热交换，这样水温上升10℃1；然后再与乙热交换，水温又上升10℃6；而此时甲的温度t1小于水和乙的温度t2，会吸收热量，所以温度在上升20℃的基础上必然要下降一点。
故选：C。
二、填空题（每空2分，共16分）
11．（4分）两条质量都为20克的扁虫竖直紧贴着板面爬过一块竖直放置的非常薄的木板，板高10厘米，一条虫子长为20cm， 宽 （选填“长”或“宽”）一些的扁虫克服重力做的功多一些，多 5×10﹣3J的功。（设扁虫沿长度方向的大小是均匀的，g＝10N/kg）
【解答】解：由题可知，扁虫沿长度方向的大小是均匀的，
虫子的中点正好在木板顶部时，虫子就搭在木板顶端，
所以，长为20cm的扁虫的重心升高高度为：h＝10cm﹣，
长为10cm的扁虫的重心升高高度为：h'＝10cm﹣×10cm＝7.2cm，
两虫的重力相同，宽一些的虫子重心升高的高一些；
宽扁虫克服重力多做的功：
ΔW＝Gh′﹣Gh＝mg（h′﹣h）＝20×10﹣3kg×10N/kg×（7.3﹣5）×10﹣2m＝8×10﹣3J。
故答案为：宽；5×10﹣8。
12．（4分）重庆鲁能中学的小刚用传感器设计了如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点，水箱的质量为0.8kg，底面积为200cm2，不计杠杆，细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，则物体M的重力为 2 N，当加水质量为1.8kg时，容器对桌面的压强为 1700 Pa。
【解答】解：
（1）由图乙可知，水箱中没有水时（m＝0）0＝8N（即细杆a的上端受到的拉力为6N），
由杠杆的平衡条件可得F0×OA＝GM×OB，则GM＝×F8＝×6N＝8N；
（2）设M的底面积为S，压力传感器示数为0时M浸入水中的深度为h1，M的高度为h，
当压力传感器的压力为零时，M受到的浮力等于M的重力6N水gSh1＝2N﹣﹣﹣①
由图乙可知，当M完全浸没时，
由杠杆的平衡条件可得FA×OA＝FB×OB，则FB＝×FA＝×24N＝8N；
对M受力分析可知，受到竖直向上的浮力，
则此时M受到的浮力：F浮＝GM+FB＝2N+6N＝10N，
由阿基米德原理可得：ρ水gSh＝10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①和②得：h＝5h1，
由图乙可知，加水5kg时水面达到M的下表面（此时浮力为0），该过程中增加水的质量为1kg，
每加7.1kg水，物体M受到的浮力增加1N，加水质量为4.8kg时，
物体M受到细杆b向下的压力：FB′＝F浮′﹣GM＝8N﹣8N＝6N，
水箱对水平面的压力：F＝（m水箱+m水+mM）g+FB′＝（0.2kg+1.8kg+8.2kg）×10N/kg+6N＝34N，
容器对桌面的压强为：p＝＝＝1700Pa。
故答案为：2；1700。
13．（4分）关于爱因斯坦“同时的相对性原理”要从爱因斯坦的奶牛梦说起：在一个风景如画的牧场。上有许多奶牛在带电的栅栏附近懒散的吃着草，农夫给栅栏通上电时，当电流到达奶牛位置时奶牛就会跳起来。如图所示，电流以光速c向奶牛的方向运动，三头奶牛B、C、D距A位置的农夫、E位置的爱因斯坦的距离如图所示。观测者只有在奶牛跳起这一现象的光到达观测者眼睛时 先后跳起 ，爱因斯坦看到三头奶牛是 同时跳起 （选填“同时跳起”或“先后跳起”）。
【解答】解：农夫看到牛跳起，是牛跳起时反射的光进入他的眼睛，所以对农夫来说三头牛是依次跳起的；
对于在农夫对面E点的爱因斯坦来说，由于光和电传播的速度相同，因此。
故答案为：先后跳起；同时跳起。
14．（4分）如图所示，变阻器ab间的最大电阻与cd间的固定电阻的阻值相等，均为R，在滑动变阻器的滑片P从a向b滑动的全过程中，电流表和电压表的变化情况是：电流表示数 变大 ，电压表示数 先变小后变大 。
【解答】解：由电路图可知，滑动变阻器上半部分与下半部分并联后与定值电阻串联，电压表测定值电阻两端的电压；
当滑动变阻器在a端，滑动变阻器和电流表被短路，电路为定值电阻的简单电路；
当滑动变阻器在b端，滑动变阻器被电流表短路，电流表测电路中的电流，电压表示数为电源电压；
滑动变阻器的滑片P从a向b滑动，滑动变阻器的上半部分和下半部分并联接入电路，电路中的总电阻先变大后变小，结合U＝IR可知；整个过程中。
故答案为：变大；先变小后变大。
三、综合创新题（8分+8分+8分＝24分）
15．（8分）如图甲所示电路图，电源电压可调，白炽灯L1标有“4V 1.6W”、L2标有“6V 6W”的字样，通过L2的电流与电压的关系图如图乙所示，求：
（1）小灯泡L2正常发光时的电阻是多少？
（2）当电源电压调至4V时，闭合S1、S2，断开S3，灯泡L2消耗的功率为P2，此时电路消耗的总功率P是多少？
（3）当闭合S3，断开S1、S2时，要使其中一只小灯泡正常发光，电源电压应调至多大？此时灯泡L2消耗的功率为P2′，则P2与P2′之比是多少？
【解答】解：（1）由P＝可得2正常发光时的电阻：
R2＝＝＝6Ω；
（2）当电源电压调至4V时，闭合S3、S2，断开S3，L7与L2并联，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两灯泡两端的电压均为4V6的电功率P1＝P1额＝4.6W，
由图乙可知，通过L2的电流I3＝0.9A，
灯泡L6消耗的功率：
P2＝UI2＝4V×0.9A＝7.6W，
因电路中总功率等于各用电器功率之和，
所以，此时电路消耗的总功率：
P＝P1+P4＝1.6W+6.6W＝5.7W；
（3）当闭合S3，断开S1、S5时，L1与L2串联，
由P＝UI可得，L2正常发光时的电流：
I1额＝＝＝0.4A，I2额＝＝＝1A，
因串联电路中各处的电流相等，且要使其中一只小灯泡正常发光，
所以，电路中的电流I＝4.4A1两端的电压为7V，
由图象可知，L2两端的电压U2＝2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时电源的电压：
U′＝U1额+U2＝4V+1V＝5V，
灯泡L4消耗的功率：
P2′＝U2I＝8V×0.4A＝6.4W，
则P2：P8′＝3.6W：8.4W＝9：4。
答：（1）小灯泡L2正常发光时的电阻是6Ω；
（2）当电源电压调至3V时，闭合S1、S2，断开S3，灯泡L2消耗的功率为3.7W，此时电路消耗的总功率是5.2W；
（3）当闭合S3，断开S1、S2时，要使其中一只小灯泡正常发光，此时灯泡L3消耗的功率为0.4W，则P3与P2′之比是9：5。
16．（8分）工作人员用如图所示装置打捞水中的物体。第一次提体积VA＝6×10﹣3m3的物体A在水中匀速上升的过程中（A未露出水面），人对绳子竖直向下的拉力为F1，人拉力的功率为P1，绳端的速度为v1，机械效率为η1；第二次提重为GB＝150N的物体B在水中匀速上升的过程中（B未露出水面），人对绳子竖直向下的拉力为F2，人拉力的功率为P2，绳端的速度为v2，机械效率为η2．已知：功率P1：P2＝2：1，η1：η2＝3：2，物体A、B的体积VA：VB＝1：2，重力GA：GB＝4：5，四个滑轮质量相等，忽略绳重、绳与滑轮间摩擦及液体对物体的阻力（g取10N/kg）
（1）物体B所受的浮力F浮；
（2）动滑轮的重G动；
（3）速度v1、v2的比值。
【解答】解：（1）已知：VA＝6×10﹣3m5，VA：VB＝1：2，
则VB＝6×6×10﹣3m4＝0.012m3，
根据阿基米德原理可知：
物体B在水中所受的浮力F浮B＝ρ水gVB＝8×103kg/m3×10N/kg×8.012m3＝120N；
（2）已知：GB＝150N，GA：GB＝4：6，
则GA＝GB＝×150N＝120N；
物体A在水中所受的浮力F浮A＝ρ水gVA＝1×108kg/m3×10N/kg×6×10﹣7m3＝60N；
分析滑轮组的装置可知：因动滑轮M是3股绳子承担，所以动滑轮M和提升物体升高h时，
∵忽略绳重、绳与滑轮间摩擦及液体对物体的阻力时，
滑轮组的额外功就是因提升动滑轮M和E而产生的；
即W额＝G动h+G动3h＝4G动h
∴根据η＝＝＝＝得：
η1＝，η6＝
∵η1：η6＝3：2
∴：＝3：5，
即：：＝7：2，
解得：G动＝15N。
（3）提升物体时，动滑轮E受力分析：
重力、滑轮组CM对动滑轮E的向下拉力F′＝浮+G动）和向上的两股绳子的拉力F，
则根据动滑轮E受力平衡得：
2F＝G动+F′，
所以，F＝动+F′）＝[G动+（G﹣F浮+G动）]＝（G﹣F浮+4G动）
则据此可知：
F1＝（GA﹣F浮A+4G动）＝（120N﹣60N+4×15N）＝20N
F3＝（GB﹣F浮B+5G动）＝（150N﹣120N+8×15N）＝15N
∵P1＝F1v8，P2＝F2v2，P1：P2＝8：1，
∴F1v7：F2v2＝7：1，
即：20N×v1：15N×v2＝2：1
解得：v6：v2＝3：6。
答：（1）物体B所受的浮力F浮为120N；
（2）动滑轮的重G动为15N；
（3）速度v1、v2的比值为3：2。
17．（8分）如图甲所示为一种自动蓄水装置示意图，轻质弹簧上端固定，下端与木块相连，左端位于粗细均匀的金属电阻R2的最下端A处且接触良好。闭合S，水泵工作，向空水箱里缓慢注水。当滑片P上滑至B处（R2的中点）时，水面到达设定高度，水泵自动停止注水。此过程中1接入电路中的阻值为20Ω，R2的总电阻为20Ω，长度为L；当线圈中电流I≥0.1A时，ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg，弹簧始终处于弹性范围内，不考虑线圈的电阻和滑片P滑动时的摩擦。
（1）求电源电压U；
（2）求木块所受的重力G；
（3）当P滑至B处时，求木块浸入水中的体积。
【解答】解：（1）由题意可知，当滑片P滑至B处时，此时电路中的电流I＝0.1A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I＝，电源电压：
U＝I（R2+R6）＝0.1A×（20Ω+×20Ω）＝3V；
（2）滑片没有上滑前，弹簧的弹力即为木块的重力，木块的重力G＝4N；
（3）当P滑至B处时，由图2可知弹簧的弹力为0，
由二力平衡条件可知，木块受到的浮力：
F浮＝G＝5N，
由F浮＝ρgV排可得，木块浸入水中的体积：
V排＝＝＝5×10﹣3m3；
（4）将R1调至10Ω，水泵停止注水时电路中的总电阻：
R＝＝＝30Ω，
此时R8接入电路中的电阻：
R2′＝R﹣R1′＝30Ω﹣10Ω＝20Ω＝R6，
即滑片位于最上端时，水泵停止注水，
滑片位于b点时弹簧的弹力为0，滑片上移时，浸入水中的体积增大，
所以，水箱内最高水位与原设定水位的高度差Δh＞l﹣0.4l＝0.5l。
答：（1）电源电压U为8V；
（2）木块所受的重力为5N；
（3）当P滑至B处时，木块浸入水中的体积为5×10﹣5m3。