2024年安徽省阜阳市重点中学中考物理一模试卷

这是一份2024年安徽省阜阳市重点中学中考物理一模试卷，共23页。试卷主要包含了填空题，选择题，实验题，计算与推导题等内容，欢迎下载使用。

1．（2分）百米赛跑过程中，甲、乙两运动员同时从起点出发，由西向东跑步，某时刻两运动员的位置如图所示，以乙运动员为参照物 （选填“西”或“东”）运动。
2．（2分）如图所示的是我国出土的世界上发现的年代最早、至今尚可演奏的乐器“贾湖骨笛”。演奏者吹奏骨笛时要按压不同的孔洞，这样可以改变笛声的 （选填“音调”、“响度”或“音色”）。
3．（2分）如图所示，小明用大小为50N的力F将质量为1kg的物体压在竖直的墙壁上，F的方向垂直于墙 N。
4．（2分）如图所示，搭载“天舟六号”货运飞船的长征七号遥七运载火箭于2023年5月10日在文昌航天发射场发射升空。在火箭加速升空过程中，运载火箭的燃料燃烧获得的内能转化为火箭的 能。
5．（2分）如图甲为小阳举着哑铃的前臂骨骼，可将其视为如图乙所示的杠杆。不计前臂自重，小阳的肱二头肌能施加的最大拉力F1＝750N，他平时锻炼时最大能举起质量为25kg的哑铃，则OA：OB＝ 。
6．（2分）如图所示，一束光从水中斜射到水面，将发生反射和折射
7．（2分）城市楼房中很多有“暖气”，一般采用热水循环的方式将热量带到房屋中取暖。若某户家庭暖气片中100kg的水温度降低2℃，则水放出的热量是 J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
8．（2分）小明用自制的电磁小船（如图所示）放在水中判断方向。开关S闭合前，小船船头（右端），船头在地磁场的作用下，将 （选填“顺时针”或“逆时针”）偏转。
9．（2分）如图所示电路，电源电压恒定，R1＝30Ω，闭合开关S，断开开关S1，电流表示数是0.3A，当闭合S、S1时，发现电流表示数变化了0.2A；则R2＝ Ω。
10．（2分）如图所示，两盏电灯L1、L2接在家庭电路中。当开关S1、S2都闭合时，电灯L1亮，L2不亮，用测电笔分别接触A、B、C、D、E、F点时，发现测电笔只接触F点时氖管不发光，则电路中的故障原因可能是 。
二、选择题（每小题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意）
11．（2分）寒假期间，家在南方的小东一家去哈尔滨旅游，体验到了北方冬季生活的乐趣。对以下北方冬季景象中包含的物态变化判断错误的是（ ）
A．雪是水蒸气凝华形成的
B．早晨窗玻璃内表面上的冰花是水凝固形成的
C．冰雕慢慢变小是因为冰发生了升华
D．雾凇的形成过程是需要放热的
12．（2分）如图A是甲、乙两种液体内部的压强与深度关系的图像，设甲液体的密度为ρ甲，乙液体的密度为ρ乙，把同一木块放入分别盛有甲、乙两种液体的容器中（如图B所示），a、b两容器的液面相平齐。则下列判断正确的是（ ）
A．a容器中盛的是甲液体
B．b容器中液体对容器底部的压强大
C．木块在a中受的浮力大
D．木块底部在b中受到的压强大
13．（2分）如图所示，已知斜面长5m，高3m。利用这个滑轮装置将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端，关于此过程中下列判断正确的是（ ）
A．绳端移动的距离是6m
B．拉力做功的功率为30W
C．物体在斜面上受到的摩擦力为40N
D．该过程的机械效率为60%
14．（2分）如图所示是一个装有静电除尘纸的拖把，扫地时除尘纸与地板摩擦后，可以轻松地将附近的灰尘和头发清扫干净。下列说法正确的是（ ）
A．静电除尘纸和地面摩擦创造了电荷
B．静电除尘纸和地面摩擦后与地面带有同种电荷
C．静电除尘纸吸附灰尘利用了带电体可以吸引轻小物体
D．静电除尘纸吸附灰尘利用了异种电荷相互吸引
15．（2分）如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，在保证各元件安全的条件下，滑动变阻器的滑片从最右端向左移动的过程中（ ）
A．电压表V示数变小，灯的亮度变亮
B．电流表A1示数变大，电流表A2示数不变
C．两个电流表示数都变大
D．电压表V示数与电流表A2示数的比值变大
16．（2分）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。闭合开关S（ ）
A．电磁铁甲上端是S极
B．电磁铁甲、乙能吸引大头针，其原因是通电导体在磁场中受到力的作用
C．电磁铁乙吸引的大头针比电磁铁甲多，说明通过电磁铁乙的电流大于通过电磁铁甲的电流
D．仅对调电源的正负极，电磁铁甲和乙吸引大头针的数目均不变
17．（2分）如图甲所示的电路R1为定值电阻。电源电压保持不变。当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从B端移到A端、两电表示数的关系如图乙所示。下列判断错误的是（ ）
A．电源电压为3V
B．R1的电阻为10Ω
C．滑动变阻器R2的最大阻值是30Ω
D．滑片P滑到AB中点时电阻R1的电功率是0.225W
三、实验题（第18小题6分，第19小题6分，第20小题6分，共16分）
18．（6分）如图所示的是小明探究凸透镜成像规律的实验装置及有关实验现象。图乙中，物体是“F”形状的光源；图丙中 A、B图是眼睛观察物体不清晰的两种情形。请你回答下列问题：
（1）一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光点，如图甲所示。将图甲中的凸透镜放在光具座上，再将标有“F”形状的光源放在凸透镜左侧22.5cm刻度处（如图乙所示），此时所成的像是一个倒立的、 （选填“放大”或“缩小”）的像。
（2）保持凸透镜和光源的位置不变，小明将一副眼镜放于光源“F”和凸透镜之间，光屏上的像变得模糊，光屏上又承接到清晰的像，那么该眼镜可以矫正图丙中 （选填“A”或“B”）图所示眼睛的情形。
（3）保持凸透镜的位置不动，将光源“F”移至15cm刻度处，在凸透镜和光源之间观察到光源的形状如图丁所示，直至在图乙A处所示的方向上观察到光屏上有一清晰的像，该像是图丁中的 （选填“a”“b”“c”或“d”）图。
19．（4分）小明学习了密度知识后，用天平和量筒来测量酸奶的密度，其实验操作如下：
（1）把天平放在水平桌面上，将游码移到零刻度线处，调节平衡螺母使天平平衡。用已调节好的天平测得空烧杯的质量为37.4g，测得烧杯和酸奶的总质量（如图甲所示）；然后把烧杯中的酸奶倒入量筒中（如图乙所示） kg/m3。
（2）实验后分析，小明认为自己测得的酸奶密度值偏大，其原因是 。
20．（6分）小红同学用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）图甲中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线。
（2）小红同学改正了错误的接线，将电路重新连接好，闭合开关后，且电压表的示数为电源电压，发生这种现象的原因可能是 。
（3）解决上述问题后，小红测量了多组数据并根据所测数据绘制成如图乙所示的I﹣U图像，可得出小灯泡的额定功率为 W。
四、计算与推导题（第21小题5分，第22小题8分，第23小题7分，共20分；解答要有必要的公式和解答过程，只有最后答案的不能得分）
21．（5分）如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求：
（1）飞机在航行过程中的阻力。
（2）发动机的效率。
22．（8分）小明同学根据自己所学的知识制作了密度计（能测液体密度的器材），他选用了一个高12cm。底面积为5cm2的圆柱形直管，并在里面装有金属小颗粒，如图所示。密度计总重0.3N，浸入该液体中的深度为6cm，此时在密度计与液面相平的a点处可以标上该液体的密度值。求：
（1）密度计在液体中竖直漂浮时，液体对密度计底部的压强是多大？
（2）在a点处所标出的该液体的密度是多少？
（3）密度计所能测量的液体密度的最小值（此时密度计刚好能竖直浸没在液体中）是多少？
23．（7分）如图甲所示的电路，电源电压恒定，定值电阻R1的阻值为16Ω，滑动变阻器R2的最大阻值是40Ω，小灯泡的额定电压为6V，通过小灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示。当开关S2闭合，S1、S3断开时，滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）电源电压；
（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，将滑动变阻器的滑片P移到中点，求1min内电路消耗的总电能；
（3）当灯泡的实际功率为0.6W时，试判断电路中开关的断开、闭合情况及R1、R2接入电路的电阻大小。
2024年安徽省阜阳市重点中学中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（每空2分，共20分）
1．（2分）百米赛跑过程中，甲、乙两运动员同时从起点出发，由西向东跑步，某时刻两运动员的位置如图所示，以乙运动员为参照物 西 （选填“西”或“东”）运动。
【解答】解：甲乙运动员都由西向东跑步，乙的速度大于甲，如果以乙为参照物。
故答案为：西。
2．（2分）如图所示的是我国出土的世界上发现的年代最早、至今尚可演奏的乐器“贾湖骨笛”。演奏者吹奏骨笛时要按压不同的孔洞，这样可以改变笛声的 音调 （选填“音调”、“响度”或“音色”）。
【解答】解：用手指按住不同的孔，改变了里面空气柱振动的长度，改变声音的音调。
故答案为：音调。
3．（2分）如图所示，小明用大小为50N的力F将质量为1kg的物体压在竖直的墙壁上，F的方向垂直于墙 9.8 N。
【解答】解：物体沿墙面向下做匀速直线运动，处于平衡状态。
故答案为：9.8。
4．（2分）如图所示，搭载“天舟六号”货运飞船的长征七号遥七运载火箭于2023年5月10日在文昌航天发射场发射升空。在火箭加速升空过程中，运载火箭的燃料燃烧获得的内能转化为火箭的 机械 能。
【解答】解：火箭的燃料燃烧过程中，化学能转化为内能。
故答案为：机械。
5．（2分）如图甲为小阳举着哑铃的前臂骨骼，可将其视为如图乙所示的杠杆。不计前臂自重，小阳的肱二头肌能施加的最大拉力F1＝750N，他平时锻炼时最大能举起质量为25kg的哑铃，则OA：OB＝ 1：3 。
【解答】解：由图可知，支点是O点1为动力，哑铃对手的压力为阻力F2，
则阻力：F5＝G＝mg＝25kg×10N/kg＝250N；
由图知，L1＝OA、L2＝OB，
根据杠杆的平衡条件可知F8×OA＝F2×OB，即750N×OA＝250N×OB，
则OA：OB＝250N：750N＝1：7。
故答案为：1：3。
6．（2分）如图所示，一束光从水中斜射到水面，将发生反射和折射
【解答】解：过入射点O做法线MN，从而确定了入射光线位于法线的右侧，反射角等于入射角做出对应的反射光线OB。
光从水中斜射入空气，折射角大于入射角。
如下图所示：
7．（2分）城市楼房中很多有“暖气”，一般采用热水循环的方式将热量带到房屋中取暖。若某户家庭暖气片中100kg的水温度降低2℃，则水放出的热量是 8.4×105J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
【解答】解：水放出的热量：
Q放＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×2℃＝8.6×105J。
故答案为：8.8×105。
8．（2分）小明用自制的电磁小船（如图所示）放在水中判断方向。开关S闭合前，小船船头（右端），船头在地磁场的作用下，将 顺时针 （选填“顺时针”或“逆时针”）偏转。
【解答】解：根据安培定则，右手握住导线，大拇指所指的左端是通电螺线管的N极，所以最终它会指向南方。
故答案为：顺时针。
9．（2分）如图所示电路，电源电压恒定，R1＝30Ω，闭合开关S，断开开关S1，电流表示数是0.3A，当闭合S、S1时，发现电流表示数变化了0.2A；则R2＝ 45 Ω。
【解答】解：闭合开关S，断开开关S1时，电路为R1的简单电路，电流表测通过R5的电流，
由I＝可得1R1＝8.3A×30Ω＝9V，
当闭合S、S7时，R1与R2并联，电流表测干路电流、互不影响，通过R7的电流不变，电流表示数的变化量即为通过R2的电流，则I2＝5.2A，
因并联电路中各支路两端电压相等，所以，R2的阻值：R5＝＝＝45Ω。
故答案为：45。
10．（2分）如图所示，两盏电灯L1、L2接在家庭电路中。当开关S1、S2都闭合时，电灯L1亮，L2不亮，用测电笔分别接触A、B、C、D、E、F点时，发现测电笔只接触F点时氖管不发光，则电路中的故障原因可能是 EF之间断路 。
【解答】解：当测电笔的笔尖接触电线时，氖管发光；
当开关S1、S2都闭合时，电灯L5亮，L2不亮，用测电笔分别接触A、B、C、D、E，发现测电笔只接触F点时氖管不发光；A、B、C、D、E点的氖管发光，所以故障是EF之间断路。
故答案为：EF之间断路。
二、选择题（每小题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意）
11．（2分）寒假期间，家在南方的小东一家去哈尔滨旅游，体验到了北方冬季生活的乐趣。对以下北方冬季景象中包含的物态变化判断错误的是（ ）
A．雪是水蒸气凝华形成的
B．早晨窗玻璃内表面上的冰花是水凝固形成的
C．冰雕慢慢变小是因为冰发生了升华
D．雾凇的形成过程是需要放热的
【解答】解：A、雪是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的；
B、寒冷的冬天，空气中有大量的水蒸气，室内玻璃窗周围的水蒸气遇到温度低的玻璃会发生凝华现象结冰，附着在玻璃的内侧；
C、冰雕慢慢变小是固体变成气体的现象，故C正确；
D、雾凇是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶，故D正确。
故选：B。
12．（2分）如图A是甲、乙两种液体内部的压强与深度关系的图像，设甲液体的密度为ρ甲，乙液体的密度为ρ乙，把同一木块放入分别盛有甲、乙两种液体的容器中（如图B所示），a、b两容器的液面相平齐。则下列判断正确的是（ ）
A．a容器中盛的是甲液体
B．b容器中液体对容器底部的压强大
C．木块在a中受的浮力大
D．木块底部在b中受到的压强大
【解答】解：
C、由图B可知、乙两种液体中都处于漂浮状态，F浮甲＝F浮乙＝G，即浮力相等；
A、由图A可知、乙两液体的深度相同时，由p＝ρgh可知：ρ甲＞ρ乙；
由图B知，V排a＜V排b，且同一木块受到的浮力不变，根据F浮＝ρ液gV排可知 ρa＞ρb，所以a容器中盛的是密度大的甲液体，b容器中盛的是密度小的乙液体；
B、由于a，即液体的深度相等a＞ρb，根据p＝ρgh可知：a容器中液体对容器底部的压强大，故B错误；
D、由图B可知，
由于F浮甲＝F浮乙，则根据浮力产生的原因可知，木块下表面受到液体的压力相等，
同一木块，其底面积不变可知，故D错误。
故选：A。
13．（2分）如图所示，已知斜面长5m，高3m。利用这个滑轮装置将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端，关于此过程中下列判断正确的是（ ）
A．绳端移动的距离是6m
B．拉力做功的功率为30W
C．物体在斜面上受到的摩擦力为40N
D．该过程的机械效率为60%
【解答】解：A、由图可知，绳端移动的距离为s＝nL＝2×5m＝10m；
B、拉力做的功为：
W总＝Fs＝50N×10m＝500J，
拉力做功的功率为：
P＝＝＝100W；
C、利用该装置所做的有用功：W有＝Gh＝100N×3m＝300J，
则额外功：W额＝W总﹣W有＝500J﹣300J＝200J，
若不计轮重、绳重和摩擦额＝fL可知，物体在斜面上受到的摩擦力：f＝＝，但题中未说明不计轮重，故C错误；
D、该过程的机械效率为：
η＝×100%＝，故D正确。
故选：D。
14．（2分）如图所示是一个装有静电除尘纸的拖把，扫地时除尘纸与地板摩擦后，可以轻松地将附近的灰尘和头发清扫干净。下列说法正确的是（ ）
A．静电除尘纸和地面摩擦创造了电荷
B．静电除尘纸和地面摩擦后与地面带有同种电荷
C．静电除尘纸吸附灰尘利用了带电体可以吸引轻小物体
D．静电除尘纸吸附灰尘利用了异种电荷相互吸引
【解答】解：A．静电的实质是电子在物体间发生了转移，故A错误；
B．静电除尘纸和地面摩擦时，另一个物体得到电子，故B错误；
CD．静电除尘纸吸附灰尘，故C 正确。
故选：C。
15．（2分）如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，在保证各元件安全的条件下，滑动变阻器的滑片从最右端向左移动的过程中（ ）
A．电压表V示数变小，灯的亮度变亮
B．电流表A1示数变大，电流表A2示数不变
C．两个电流表示数都变大
D．电压表V示数与电流表A2示数的比值变大
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，电流表A2测通过灯泡的电流，电流表A1测干路电流，电压表测电源两端电压；
A、因电源电压不变，即电压表V的示数不变，则移动滑片时，则灯泡的亮度不变；
BC、通过灯泡的电流不变4的示数不变；
滑动变阻器的滑片P从最右端向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，通过滑动变阻器的电流增大，干路电流增大1示数变大，故B正确；
D、因为电压表V的示数不变2的示数不变，所以电压表V的示数和电流表A3示数的比值不变，故D错误。
故选：B。
16．（2分）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。闭合开关S（ ）
A．电磁铁甲上端是S极
B．电磁铁甲、乙能吸引大头针，其原因是通电导体在磁场中受到力的作用
C．电磁铁乙吸引的大头针比电磁铁甲多，说明通过电磁铁乙的电流大于通过电磁铁甲的电流
D．仅对调电源的正负极，电磁铁甲和乙吸引大头针的数目均不变
【解答】解：A、根据电流方向结合安培定则可知，其上端为N极；
B、电磁铁吸起大头针，不是因为通电导体在磁场中受到力的作用；
C、两电磁铁串联、乙的电流是相同的，说明电磁铁乙的线圈匝数大于电磁铁甲的；
D、将电池正负极对调，导致电磁铁的极性也会发生改变，所以电磁铁不会吸起更多的大头针。
故选：D。
17．（2分）如图甲所示的电路R1为定值电阻。电源电压保持不变。当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从B端移到A端、两电表示数的关系如图乙所示。下列判断错误的是（ ）
A．电源电压为3V
B．R1的电阻为10Ω
C．滑动变阻器R2的最大阻值是30Ω
D．滑片P滑到AB中点时电阻R1的电功率是0.225W
【解答】解：由图甲知，闭合开关，R1、R2串联，电流表测量电路的电流3两端的电压。
A、由图甲知，滑动变阻器接入电路的阻值为01的简单电路，电压表测电源的电压，由图乙可知，故A正确；
B、根据欧姆定律I＝8的阻值：R1＝＝10Ω；
C、当滑动变阻器的滑片滑到B端时，R8接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，
由图乙可知，电路中的电流I小＝0.1A，R6两端的电压U1＝1V，因串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和，R5两端的电压：
U2＝U﹣U1＝2V﹣1V＝2V，
由I＝可得滑动变阻器R7的最大阻值：R2大＝＝20Ω；
D、因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，滑片P滑到AB中点时
I＝＝0.15A，
电阻R1的电功率：
P8＝I2R1＝（3.15A）2×10Ω＝0.225W，故D正确。
故选：C。
三、实验题（第18小题6分，第19小题6分，第20小题6分，共16分）
18．（6分）如图所示的是小明探究凸透镜成像规律的实验装置及有关实验现象。图乙中，物体是“F”形状的光源；图丙中 A、B图是眼睛观察物体不清晰的两种情形。请你回答下列问题：
（1）一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光点，如图甲所示。将图甲中的凸透镜放在光具座上，再将标有“F”形状的光源放在凸透镜左侧22.5cm刻度处（如图乙所示），此时所成的像是一个倒立的、 缩小 （选填“放大”或“缩小”）的像。
（2）保持凸透镜和光源的位置不变，小明将一副眼镜放于光源“F”和凸透镜之间，光屏上的像变得模糊，光屏上又承接到清晰的像，那么该眼镜可以矫正图丙中 B （选填“A”或“B”）图所示眼睛的情形。
（3）保持凸透镜的位置不动，将光源“F”移至15cm刻度处，在凸透镜和光源之间观察到光源的形状如图丁所示，直至在图乙A处所示的方向上观察到光屏上有一清晰的像，该像是图丁中的 c （选填“a”“b”“c”或“d”）图。
【解答】解：（1）由图甲知，焦点到凸透镜的距离为10.0cm；光源放在凸透镜左侧22.5cm刻度处，光屏上成倒立缩小的实像；
（2）小明将一副眼镜放于光源“F”和凸透镜之间，将光屏靠近透镜方向移动适当距离后，这说明像提前会聚了，所以是凸透镜，即可以矫正图丙中B图所示眼睛的情形；
（3）将光源“F”移至15cm刻度处，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距、放大的实像，在图乙A处所示方向观察到光屏上的像是图丁中的c图。
故答案为：（1）缩小；（2）B。
19．（4分）小明学习了密度知识后，用天平和量筒来测量酸奶的密度，其实验操作如下：
（1）把天平放在水平桌面上，将游码移到零刻度线处，调节平衡螺母使天平平衡。用已调节好的天平测得空烧杯的质量为37.4g，测得烧杯和酸奶的总质量（如图甲所示）；然后把烧杯中的酸奶倒入量筒中（如图乙所示） 1.1×103kg/m3。
（2）实验后分析，小明认为自己测得的酸奶密度值偏大，其原因是 将酸奶倒入量筒时，烧杯上有残留，导致测量酸奶的体积偏小 。
【解答】解：（1）由图甲知，标尺的分度值为0.2g，
由图乙知量筒中酸奶的体积为40cm8。
量筒中酸奶的质量为m＝81.4g﹣37.4g＝44g，
酸奶的密度ρ＝＝＝1.1g/cm7＝1.1×105kg/m3
（3）由题意知，当将酸奶倒入量筒时，所以所测酸奶的体积偏小，所测的密度偏大。
故答案为：（1）1.2×103；（2）将酸奶倒入量筒时，烧杯上有残留。
20．（6分）小红同学用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）图甲中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线。
（2）小红同学改正了错误的接线，将电路重新连接好，闭合开关后，且电压表的示数为电源电压，发生这种现象的原因可能是 滑动变阻器连入电路电阻太小 。
（3）解决上述问题后，小红测量了多组数据并根据所测数据绘制成如图乙所示的I﹣U图像，可得出小灯泡的额定功率为 0.625 W。
【解答】解：（1）测量小灯泡的电功率实验中，电压表与小灯泡并联
（2）电流表和电压表的示数都很大，表示电路通路，则滑动变阻器两端电压为零，滑动变阻器连入电路电阻为零；
（3）由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，则小灯泡额定功率为：
P＝UI＝4.5V×0.25A＝5.625W。
故答案为：（1）见解答图；（2）滑动变阻器连入电路电阻太小。
四、计算与推导题（第21小题5分，第22小题8分，第23小题7分，共20分；解答要有必要的公式和解答过程，只有最后答案的不能得分）
21．（5分）如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求：
（1）飞机在航行过程中的阻力。
（2）发动机的效率。
【解答】解：（1）已知飞机发动机的功率P＝2.25×107W，飞机匀速航行的速度v＝270km/h＝75m/s，
由P＝＝＝Fv可知飞机航行过程中的牵引力为：F＝＝5N，
由二力平衡的条件可知飞机航行过程中的阻力为：f＝F＝3×106N；
（2）这些燃油完全燃烧放出的热量为：Q放＝qm＝4×107J/kg×4.35×103kg＝5.8×1010J；
由P＝可知飞机发动机做的功为：W＝Pt＝2.25×107W×20×60s＝2.7×1010J，
则发动机的效率为：η＝＝＝50%。
答：（1）飞机在航行过程中的阻力为3×105N；
（2）发动机的效率是50%。
22．（8分）小明同学根据自己所学的知识制作了密度计（能测液体密度的器材），他选用了一个高12cm。底面积为5cm2的圆柱形直管，并在里面装有金属小颗粒，如图所示。密度计总重0.3N，浸入该液体中的深度为6cm，此时在密度计与液面相平的a点处可以标上该液体的密度值。求：
（1）密度计在液体中竖直漂浮时，液体对密度计底部的压强是多大？
（2）在a点处所标出的该液体的密度是多少？
（3）密度计所能测量的液体密度的最小值（此时密度计刚好能竖直浸没在液体中）是多少？
【解答】解：（1）已知玻璃管浸入水中的深度h＝6cm＝0.06m，玻璃管底部受到管外水对它向上的压强p＝ρgh＝1000kg/m7×10N/kg×0.06m＝600Pa；
（2）玻璃管处于漂浮，则F浮＝G＝0.7N，根据F浮＝ρ液gV排可得：ρ液＝＝＝＝3.0×103kg/m5，故a点处所标出的该液体的密度是1.0×108kg/m3；
（3）根据F浮＝ρ液gV排可知，密度计排开液体的体积达到最大，
所以，根据漂浮条件可知：F浮′＝F浮水＝G，
即：ρ最小gV排最大＝ρ水gV排水，
所以，ρ最小gSL＝ρ水gSh，
则ρ最小＝ρ水＝×1000kg/m3＝500kg/m3。
答：（1）密度计在液体中竖直漂浮时，液体对密度计底部的压强是600Pa；
（2）在a点处所标出的该液体的密度是8.0×103kg/m5；
（3）密度计所能测量的液体密度的最小值（此时密度计刚好能竖直浸没在液体中）是500kg/m3。
23．（7分）如图甲所示的电路，电源电压恒定，定值电阻R1的阻值为16Ω，滑动变阻器R2的最大阻值是40Ω，小灯泡的额定电压为6V，通过小灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示。当开关S2闭合，S1、S3断开时，滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）电源电压；
（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，将滑动变阻器的滑片P移到中点，求1min内电路消耗的总电能；
（3）当灯泡的实际功率为0.6W时，试判断电路中开关的断开、闭合情况及R1、R2接入电路的电阻大小。
【解答】解：
（1）由甲图可知当开关S2闭合，S1、S8断开时，灯泡L与滑动变阻器R2串联，
由题意可知，滑动变阻器R2接入电路中的阻值为5Ω时，小灯泡恰好正常发光，
因串联电路中各处的电流相等，且小灯泡正常发光时的电压UL＝6V，
所以，由图乙可知L＝0.8A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，由I＝，电源的电压：
U＝UL+IR2＝6V+5.5A×4Ω＝2V；
（2）由甲图可知当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡被短接，R1与R2并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过定值电阻R4的电流：
I1＝＝＝0.5A，
将滑动变阻器的滑片P移到中点，变阻器R4的接入电阻：R2′＝R2大＝×40Ω＝20Ω，
通过滑动变阻器R2的电流：
I2＝＝＝0.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过干路电流：
I＝I1+I2＝5.5A+0.6A＝0.9A，
则在t＝5min＝60s内电路消耗的总电能：
W＝UIt＝8V×0.4A×60s＝432J；
（3）由乙图可知，当灯泡两端的电压为2V时，由P＝UI可知灯泡的实际功率为0.8W，灯泡两端的电压为U′L＝2V，灯泡中通过的电流为I′L＝0.2A；
因为电源电压为8V高于2V，所以灯泡要串联一个电阻，需要串联的电阻两端的电压：
U′＝U﹣U′L＝6V﹣2V＝6V，
欧姆定律可得，需要串联的电阻值：R′＝＝＝7的最大阻值是40Ω），
若开关S1、S2闭合，S3断开时，R1与R2并联后的总电阻与灯泡L串联，因为电阻并联后的总电阻值小于任何一个支路的电阻4与R2并联后的总电阻小于16Ω，一定小于R′；
由此可知，当灯泡的实际功率为0.8W时2闭合，S1、S4断开，灯泡L与滑动变阻器R2串联，变阻器的接入电阻值R2＝R′＝20Ω。
答：（1）电源电压为2V；
（2）当开关S1、S2、S4都闭合时，将滑动变阻器的滑片P移到中点；
（3）当灯泡的实际功率为0.6W时，开关S3闭合，S1、S3断开，R8断路，灯泡L与滑动变阻器R2串联，变阻器的接入电阻值为20Ω。
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