2024年安徽省合肥市肥西县中考物理一模试卷（含解析）

这是一份2024年安徽省合肥市肥西县中考物理一模试卷（含解析），共19页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.如图所示为商场门口的广告投影灯及其内部结构，它主要由光源、广告片和焦距为f的凸透镜组成，下列说法正确的是( )
A. 该广告灯的成像原理与投影仪相同
B. 地面上的广告图标是正立放大的虚像
C. 为了能从不同角度看见广告图标，应选择光滑的地面
D. 广告片到镜头的距离应大于2f
2.关于自由放置在水平桌面上的物体对桌面的压力与物体受到的重力之间关系有下列说法，其中正确的是( )
A. 压力其实就是重力B. 压力与重力是一对平衡力
C. 压力与重力是一对相互作用力D. 此处的压力与重力的大小相等
3.如图，圆台形薄壁容器甲、乙的底面积相等，两容器盛有相同深度的水，静止在水平桌面上，若水对两容器底部的压强分别为p甲、p乙，水对两容器底部的压力分别为F甲、F乙，则( )
A. p甲=p乙，F甲=F乙B. p甲C. p甲=p乙，F甲>F乙D. p甲4.下列有关材料、能源、信息的说法正确的是( )
A. 化石燃料、水能、地热能都属于新能源
B. 电磁波的波长与频率成正比
C. 核电站利用核裂变将核能转化为电能
D. 超导材料可以应用于任何电器并使其效率提高
5.进入高铁站时，旅客需要刷身份证并完成人脸识别，系统将乘车信息和人脸识别信息分别与身份证信息进行比对，双重验证均成功，电动机才会打开闸门。若每次比对相当于一个开关，验证成功相当于开关闭合，下列模拟电路中能实现上述功能的是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列说法正确的是( )
A. 电压表V示数变大，电流表A2示数变小
B. 电流表A1示数变小，灯泡L亮度变暗
C. 电压表V示数与电流表A2示数的比值变大
D. 电流表A1示数与电流表A2示数的差值变大
7.如图所示是动圈式话筒的构造示意图，当人对着话筒说话时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈在磁场中运动，产生随声音变化而变化的电流，经放大后通过扬声器还原成声音．关于动圈式话筒下列说法正确的是( )
A. 是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的
B. 是利用电磁感应现象的原理工作的
C. 工作时将电能转化为机械能
D. 与电磁继电器的工作原理相同
二、填空题：本大题共10小题，共20分。
8.观察如图所示的小旗，判断船相对于岸的运动方向能唯一确定的是______(选填“甲”或“乙”)。
9.体育特长生进行户外拉练，甲、乙两人在平直公路上跑步前进，他们的位置x随时间t变化的图像分别如图线A、B所示，则甲与乙运动的速度大小之比为______。
10.如图所示，曾侯乙编钟是我国现存最大、保存最完整的一套大型编钟。当我们用同样大小的力敲击不同的编钟时，编钟发出声音的______(选填“响度”、“音调”或“音色”)不同。
11.用力将端面已锉平的两块铅柱紧压在一起，然后将它们悬挂起来，并在下方挂一重物，发现两铅柱没有分开(如图甲)。对此现象，小金有疑惑：两铅柱没有分开的原因是不是大气压力造成的呢？于是小金将图甲所示的铅柱与重物固定在一个玻璃钟罩内(如图乙)，逐渐抽出钟罩内的空气，两块铅柱仍然没有被重物拉开，则说明它们受到了______的作用。
12.冰箱与空调的工作原理类似，主要是靠制冷器循环，搬运热量。冰箱冷凝器中的制冷剂发生的物态变化是______。
13.轻质杠杆OABC能够绕O点转动，已知OA=BC=20cm，AB=30cm，在B点用细线悬挂重G为100N的物体，为了使杠杆在如图所示的位置平衡，在杠杆上C点所施加最小的动力为______N。
14.体育课上，小明投掷的实心球的轨迹如图所示。忽略空气阻力，则实心球在刚出手时(A位置)的速度______(选填“大于”“等于”或“小于”)即将落地时(B位置)的速度。
15.小明家的电能表如图所示，小明断开家里其他用电器，只将一个“220V 1210W”的电炉接入电路，测得电能表的转盘转了10转用时12s，此时小明家电路的实际电压为______V(设电炉的电阻不变)。
16.如图所示为电动按摩棒结构示意图，ABO可以看做是一个杠杆。O为支点，B处有一个条形磁体，A为按摩槌头。当电磁铁输入方向改变的电流时，条形磁体会受到引力或斥力，带动按摩槌头A振动。某一时刻，电磁铁与条形磁体间的磁感线如图所示，则电流从电磁铁的______(选填“a”或“b”)端流入。
17.一条1000千伏特高压交流输电线路，具有大容量、低损耗的特点，可实现输送功率500万千瓦，正常输电时，若输电线路的总电阻为10Ω，则输电线路上损耗的电功率是______万千瓦。
三、实验探究题：本大题共3小题，共16分。
18.在做测量液体密度的实验中，小明想知道食用油的密度，于是他用天平和量筒等器材做了如图所示的实验。

(1)将天平放在水平桌面上，把游码移到标尺左端的零刻度线处，发现指针静止时的位置如图甲所示，则小明应将横梁右端的平衡螺母______(选填“旋进”或“旋出”)一些，直至横梁水平平衡。
(2)小明的测量步骤如下：
①用天平测出空烧杯的质量为m1=28g；
②在烧杯中倒入适量的食用油，测出烧杯和食用油的总质量m2，如图乙所示；
③将烧杯中的食用油全部倒入量筒中，食用油的体积V，如图丙所示。
小明利用这些数据可以计算出食用油的密度为______kg/m3。
(3)小明用这种方法，因烧杯中的食用油不能全部倒入量筒中，导致食用油的体积偏小，测出的食用油密度与真实值相比偏大。
(4)同组的小华认为不用量筒也能测量出食用油的密度，他进行了如下实验操作：
①调好天平，用天平测出空烧杯质量为m0；
②在烧杯中装满水，用天平测出烧杯和水的总质量为m1；
③把烧杯中的水倒尽，再装满食用油，用天平测出烧杯和食用油的总质量为m2。
则食用油的密度表达式ρ= ______(已知水的密度为ρ水)。
19.某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示。
(1)第3次实验中机械效率是______。
(2)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：______。
(3)比较第2次实验和第3次实验，可见提高机械效率的方法除了增大有用功外，还有减小额外功。
20.在“探究电压一定，电流与电阻的关系”实验中，实验室提供的实验器材有：电源一个(两端电压恒为3V)，电流表、电压表各一个，开关一个，六个定值电阻(阻值分别为：4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、14Ω和25Ω)，两只滑动变阻器(规格分别为：“15Ω 1A”和“10Ω 0.3A”)，导线若干。实验前电压表和电流表已调零，实验时用导线按如图甲所示方式连接电路。

(1)先将25Ω的定值电阻接入电路，在图甲中用笔代替导线，完成电路连接；闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V。并记下相应的电流值；然后改接14Ω的电阻，此时滑片应向B端滑动，为了用六个定值电阻分别进行实验，他应该选择的一个滑动变阻器规格是______。
(2)小张测出了六组数据并在老师的指导下，通过作I−1R图象来分析电压一定时电流与电阻的关系。如图乙所示，小张已在坐标纸上描了六个点，请在图中帮助小张作出I−1R图象；并通过分析图象，可以得出结论是U一定时，I与1R成______关系，从而得出U一定时，I与R成______关系。
四、计算题：本大题共3小题，共20分。
21.如图所示为国产大型水陆两栖飞机AG600。该飞机空载时的总质量为42t，空中巡航时速度为500km/h，轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2，ρ水=1.0×103kg/m3，求：
(1)飞机空载静止在水平跑道上时对跑道的压强大小；
(2)飞机空载静止在水面上时，排开水的体积；
(3)若飞机在空中飞行时获得的水平推力1.92×105N，以巡航时速沿水平方向匀速航行1h，需要完全燃烧热值为4×107J/kg的航空煤油4000kg，则发动机的效率是多少？
22.加在某定值电阻R两端的电压U1升高到U2时，通过该定值电阻的电流变化了△I，试推导：该定值电阻消耗的功率的变化量为△P=(U1+U2)⋅△I。
23.小明家的电饭锅其简化电路图如图甲所示，有加热和保温两挡，R1和R2均为定值的发热电阻，电饭锅的额定电压为220V，加热功率为1210W，保温功率为88W。并且电饭锅的铭牌上附有中国能效标识，规定电饭锅在加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值(电热转化效率)范围应为：81%<η<86%。小明发现该电饭锅在加热状态下，将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃，电饭锅正常加热用时700s。已知c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，求：
(1)加热时，电路中的电流；
(2)R2的阻值；
(3)该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：ABD、由图可知，uu>f，凸透镜成放大、倒立实像，此原理与投影仪成像原理相同，故A正确，BD错误；
C、各个方向都能看到地上的广告图标，这是因为发生了漫反射，故应选择粗糙的地面，故C错误。
故选：A。
当2f>u>f时，凸透镜成放大、倒立实像，此时像在二倍焦距之外，此原理与投影仪成像原理相同；物体的表面有两种，一种是平的而且是光滑的，这种表面会发生镜面反射，平行光线经镜面反射后，反射光线还是平行的。另一种是粗糙的，这种表面发生漫反射，平行光线经过凹凸不平的表面，反射光线射向各个方向。
此题主要考查了凸透镜成像规律的应用，难度不大。
2.【答案】D
【解析】解：A、压力是垂直作用在物体表面上的力，压力是由于物体的形变而产生的；重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，物体静止在水平桌面上，物体对水平桌面的压力大小等于物体的重力，但不能说就是重力，故A错误。
B、自由放置在水平桌面上的物体对桌面的压力与物体受到的重力是作用在不同物体上的两个力，且方向相同，所以不是一对平衡力，故B错误。
C、压力与重力是一对相互作用力不是作用在两个相互作用的物体之间，且方向相同，所以不是一对相互作用力，故C错误。
D、自由放置在水平桌面上的物体对桌面的压力与物体受到的重力大小相等，故D正确。
故选：D。
(1)压力是垂直作用在物体表面上的力，压力是由于物体的形变而产生的；重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，物体静止在水平桌面上，物体对水平桌面的压力大小等于物体的重力，但不能说就是重力。
(2)二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；
相互作用力的特点：大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。
此题考查平衡力与相互作用力的辨别、压力与重力的区别，难度不大。应该注意压力与重力是性质完全不同的两个力，有时甚至没有任何关系，只有在物体放在水平桌上时，二者的方向和大小才一致。
3.【答案】A
【解析】解：
(1)容器中水的深度相同，即h甲=h乙；根据液体压强公式p=ρgh可知，容器底部受到水的的压强关系为p甲=p乙；
(2)因为p甲=p乙， S甲=S乙，由公式F=pS可得，F甲=F乙，故A正确、BCD错误。
故选：A。
(1)甲已知两液体的深度相同，利用液体压强公式p=ρgh判断液体对容器底部的压强关系；
(2)利用公式p=FS进行判断。
本题考查了密度公式、液体压强公式和压强定义式的综合应用，有一定难度。
4.【答案】C
【解析】解：A、化石燃料、水能是常规能源，地热能是新能源，故A错误；
B、由c=λf可知，电磁波频率越高波长越短，波长与频率成反比，故B错误；
C、核电站主要是利用核的裂变进行发电的，是将核能转化为电能的过程，故C正确；
D、“超导材料”由于没有电阻，不能用于电能转化为内能的电器，例如电饭锅、电水壶等，故D错误。
故选：C。
(1)新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式；
(2)根据公式c=λf可以推断，频率越高的电磁波，波长越短；
(3)核电站是利用可控的核裂变来发电的；
(4)超导体是零电阻，所有利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作。
本题综合考查了能源的分类、电磁波、超导体和核能利用的相关知识，是一道基础题。
5.【答案】A
【解析】解：根据题意可知，只有两个开关都闭合的情况下，电动机才会打开闸门，这说明两个开关相互影响，是串联的，然后与电动机串联，故A正确。
故选：A。
根据题意分析两个开关的连接方式，从而得出正确的电路图。
本题考查根据要求设计电路，明确两个开关的连接方式是解题的关键。
6.【答案】C
【解析】解：
由电路图可知，灯泡与滑动变阻器R并联，电压表V测电源两端的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测R支路的电流。
因电源电压恒定，
所以，滑片移动时，电压表V的示数不变，故A错误；
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，滑片移动时，通过灯泡的电流和实际功率不变，灯泡的亮暗不变，故B错误；
当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，
由I=UR可知，通过R的电流变小，即电流表A2的示数变小，
则电压表V示数与电流表A2示数的比值变大，故C正确；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电流表A1示数与电流表A2示数的差值等于通过灯泡的电流，且通过灯泡的电流不变，
则电流表A1示数与电流表A2示数的差值不变，故D错误。
故选：C。
由电路图可知，灯泡与滑动变阻器R并联，电压表V测电源两端的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测R支路的电流。根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过灯泡的电流和实际功率的变化，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知通过R的电流变化，进一步可知电压表V示数与电流表A2示数的比值变化，根据并联电路的电流特点结合通过灯泡的电流判断电流表A1示数与电流表A2示数的差值变化。
本题考查了电路的动态分析，涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用，要注意并联电路中各支路独立工作、互不影响特点的应用。
7.【答案】B
【解析】解：
(1)动圈式话筒是利用电磁感应原理：人说话时，声带振动产生声音，声音通过空气传播到膜片，使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中运动，故能产生感应电流，故A错误，B正确；
(2)线圈在运动中能量的转化情况是机械能转化为电能，故C错误；
(3)电磁继电器主要是利用电磁铁工作的，电磁铁是根据电流的磁效应制成的，故D错误．
故选B．
动圈式话筒的工作原理是：电磁感应现象的应用．
工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器．
本题主要考查学生对：动圈式话筒的构造和原理的了解和掌握，是一道基础题．
8.【答案】乙
【解析】解：由图中的信息可以判断出：因为楼房子上的小旗向右飘，所以风是向右吹，
所以甲船运动状态有三种可能 1、向左运动；2、静止；3、向右运动，但速度小于风速；
因为乙船上的旗向左飘，所以乙船只能向右运动，且速度要大于风的速度，所以判断船相对于岸的运动方向能唯一确定的是乙。
故答案为：乙。
以楼房子做参照物，首先判断风向，再根据小旗子在风和船速的共同影响下，判断船运动情况。
一个物体的运动状态的确定，关键取决于所选取的参照物。所选取的参照物不同，得到的结论也不一定相同。这就是运动和静止的相对性。
9.【答案】10：3
【解析】解：在t甲=5s−2s=3s时，甲车行驶的路程s甲=10m，
则甲车的速度为：v甲=s甲t甲=10m3s=103m/s。
在t乙=5s时间内，乙车行驶的路程：s乙=10m−5m=5m，
乙车的速度为：v乙=s乙t乙=5m5s=1m/s。
则甲与乙运动的速度大小之比为：v甲：v乙=103m/s：1m/s=10：3。
故答案为：10：3。
由图得出甲与乙车在某一时间内的路程，利用速度公式求甲与乙车的速度；而后求出甲与乙运动的速度大小之比。
本题考查了速度公式的应用，会识图、能从s−t图象得出相关信息是本题的关键。
10.【答案】音调
【解析】解：用同样大小的力敲击不同的编钟时，编钟振动的频率不同，所以发出声音的音调不同。
故答案为：音调。
声音的特性包括音调、响度和音色，音调的高低与发声体振动的频率有关，频率越大，音调越高；响度的大小与振幅有关，振幅越大，响度越大；音色反映了声音的品质与特色，与发声体的材料和结构有关，是辨别不同声音的依据。
本题主要考查学生对声音三个特征的了解，掌握响应的概念是解题的关键。
11.【答案】引力
【解析】解：抽出钟罩内的空气后，钟罩内气体的压强逐渐变小，发现钟罩内两铅柱也不分开，说明不是大气压造成的不分开；分子之间存在作用力，距离较小时表现为引力，在抽成真空时，两铅柱也不分开，能够说明其真正原因是分子间存在引力作用。
故答案为：引力。
分子间存在相互作用的引力和斥力。
本题考查了分子间存在引力的证明实验，要注意空气中物体受到气体压力的作用，只有排除这个因素才能更好的说明分子引力的存在。
12.【答案】汽化
【解析】解：冷凝器里的液态制冷剂，经过一段很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子里，在这里迅速汽化，从冰箱的内部吸收热量，使冰箱内部的温度降低。
故答案为：汽化。
冰箱的工作原理是利用氟利昂一类的制冷剂，容易汽化和液化，汽化要吸热而液化要放热，从而将冰箱内部的热量搬运到冰箱的外部，起到制冷的目的。
此题是根据我们所学的物态变化知识来分析冰箱制冷的原理，这是今后中考的一个方向。
13.【答案】40
【解析】解：根据杠杆的平衡条件，要使力最小，则动力臂应最长，即连接OC为最长的力臂，力的方向与OC垂直且向上，
根据勾股定理和全等三角形定理可得，动力臂OC=50cm，
故根据杠杆平衡条件可得：F1×OC=G×OA，
代入数值可得：F1×50cm=100N×20cm，
解得F1=40N。
故答案为：40。
首先根据杠杆平衡条件确定最长动力臂，然后利用勾股定理和全等三角形定理求出动力臂的大小，再利用杠杆平衡条件求出最小动力。
此题考查杠杆最小力的图示的画法，根据杠杆平衡条件确定最长动力臂，并根据数学知识求出最长动力臂是关键。
14.【答案】小于
【解析】解：忽略空气阻力，实心球从A位置运动到B位置的过程中机械能守恒，实心球质量不变，由于A位置的高度高于B位置，因此实心球在A位置时的重力势能大于B位置时的重力势能，则实心球在A位置时的动能小于在B位置时的动能，由此可知实心球在A位置的速度小于B位置的速度。
故答案为：小于。
机械能包括动能和势能，不计空气阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。据此结合重力势能的影响因素得出实心球在A位置时和B位置时的动能关系，再根据动能的影响因素判断速度大小。
此题考查机械能的转化，掌握动能和重力势能的影响因素，知道不计空气阻力时机械能守恒是关键。
15.【答案】200
【解析】解：电炉12s消耗的电能：W实=10r3000r/(kW⋅h)=1300kW⋅h=1.2×104J；
电炉的实际功率：P实=W实t=1.2×104J12s=1000W；
由P=U2R得电炉的电阻：R=U额2P额=(220V)21210W=40Ω；
由P=U2R得电路实际电压：U实= P实R= 1000W×40Ω=200V。
故答案为：200。
(1)知道电能表的转盘转了10转用时12s，结合电能表参数3000r/(kW⋅h)求出电炉消耗的电能；
(2)利用P=Wt求出电炉的实际功率；根据电炉参数利用R=U额2P额求出电炉的电阻，再利用U= PR求出电路的实际电压。
本题考查了电能、电功率、实际电压的计算，关键是灵活应用电功率的定义式及其变形公式。
16.【答案】b
【解析】解：由图可知，电磁铁的上端与B处条形磁体的N极相互排斥，由于同名磁极互相排斥，因此电磁铁的上端为N极，下端为S极，根据安培定则可知，电流从电磁铁的b端流入，a端流出。
故答案为：b。
同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引；
安培定则：用右手握住螺线管，四指弯曲指向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端即为通电螺线管的N极。
此题考查了磁极间的相互作用、安培定则，难度不大，属基础题目。
17.【答案】25
【解析】解：正常输电时线路中的电流：
I=PU=500×107W1000×103V=5000A，
输电线路上损耗的电功率：
P损=I2R=(5000A)2×10Ω=2.5×108W=25万千瓦。
故答案为：25。
已知输电电压和输送功率，根据公式I=PU可求正常输电时线路中的电流；
已知输电电流和导线电阻，根据公式P=I2R可求输电线路上损耗的电功率。
本题考查电流和电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，解题过程中还要注意单位的换算。
18.【答案】旋进 0.83×103 m2−m0m1−m0ρ水
【解析】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，即应将横梁右端的平衡螺母旋进一些；
(2)由图甲所示可知，食用油和瓶的总质量：m总=50g+10g+1.2g=61.2g，
食用油的质量：m=m总−m杯=61.2g−28g=33.2g，
由图乙所示量筒可知，食用油的体积：V=40mL=40cm3，
食用油的密度：ρ食用油=mV食用油=33.2g40cm3=0.83g/cm3=0.83×103kg/m3；
(4)水的质量：m水=m1−m0，
由ρ=mV可得，水的体积：V=m1−m0ρ水，
食用油的质量：m食用油=m2−m0，
根据题意可知，烧杯内水的体积等于食用油的体积，
则食用油的密度表达式：ρ=m食用油V=m2−m0m1−m0ρ水=m2−m0m1−m0ρ水。
故答案为：(1)旋进；(2)0.83×103；(4)m2−m0m1−m0ρ水。
(1)用天平称量物质前要通过调节横梁两端的螺母使横梁平衡。天平调平衡时遵循的原则是：左偏右调，右偏左调；
(2)砝码与游码示数之和是天平所测物体的质量；
由图示量筒读出食用油的体积，然后由密度公式可以求出食用油的密度；
(4)只有天平，没有量筒，可以利用等体积的水和食用油，称量水和食用油的质量，根据体积相等列出等式求出食用油的密度。
测量液体密度时，只有量筒没有天平，可以采用被测液体和水的质量相同进行测量；只有天平没有量筒，可以采用被测液体和水的体积相同进行测量。食用油体积的测量是本实验的难点，巧妙地利用等效替代法，是解决此题的关键。
19.【答案】72.7% 使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，机械效率越大
【解析】解：(1)第3次实验中所做的有用功是：W有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
总功W总=Fs=1.1N×0.5m=0.55J，
机械效率是：η=W有W总×100%=×100%≈72.7%；
(2)第1次实验的效率为74.1%，第2次实验的效率为83.3%，1、2两次相比，所用的滑轮组相同，第2次实验比第1次实验提升的钩码重，从计算解决可以看出，第2次实验的效率比第1次实验的效率的高，所以可以得出使用相同的滑轮组时，提升的钩码越重，机械效率越大。
故答案为：(1)72.7%；(2)使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，机械效率越大。
(1)知道钩码重和升高的距离，利用W=Gh求有用功；利用W=Fs求总功，利用效率公式求机械效率；
(2)比较1、2次实验数据可知机械效率与物重的关系。
本题考查了机械效率的计算、影响机械效率的因素，理解会用机械效率的公式是本题的关键。
20.【答案】15Ω 1A 正比 反比
【解析】解：(1)滑动变阻器“一上一下”接入电路，由题知，先将25Ω的定值电阻接入电路，然后改接14Ω的电阻，阻值变小，电压变小，为了保证原电压不变，同时满足此时滑片应向B端滑动的要求，根据串联分压原理，滑片向B端滑动时变阻器的阻值应变小，将滑动变阻器的右下接线柱接入电路，如下图：
用25Ω的电阻做完实验后，然后将14Ω的电阻接入电路，定值电阻分压变小，电压表的示数将变小，为保持电阻两端电压不变，由电路图可知，应向B端移动滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，减小滑动变阻器分压，增大定值电阻两端电压，以便保持定值电阻电压不变；
当定值电阻25Ω接入电路中时，电压表的示数为2V，根据串联分压特点可知：U1U2=R1R2，故2V3V−2V=25ΩR滑，解得R滑=12.5Ω；
而当接入4Ω电阻时，电路中的电流为I=U1R1=2V4Ω=0.5A>0.3A，故应该选择规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器；
(2)用光滑的曲线将各点连接，图像是过原点的一条直线，图象如下：
由图可知：电压一定时，I与1R成正比，故可以得出结论：当电压一定时，电流和电阻成反比。
故答案为：(1)见解答；15Ω 1A；(2)正比；反比。
(1)滑动变阻器“一上一下”接入电路；
根据图象分析电流与电阻间的关系；用小电阻替换大电阻后，电阻分压变小，电压表示数变小，为保持电阻两端电压不变，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，减小滑动变阻器的分压，使定值电阻两端电压变大，以便保持电阻两端电压不变；根据出定值电最小时的电路电流，由串联电路特点，然后选择滑动变阻器；
(2)根据描点用平滑曲线连接个点形成图象，分析图象得出结论。
本题考查了电压表和滑动变阻器的连接、串联电路的分压特点等，关键是分析图象得出电流与电阻之间的关系，要注意I与1R成正比时I与R成反比。
21.【答案】解：(1)飞机空载静止在水平跑道上时对跑道的压力：
F=G=mg=42×103kg×10N/kg=4.2×105N，
已知轮胎与跑道的总接触面积S=0.6m2，则对跑道的压强：p=FS=4.2×105N0.6m2=7×105Pa；
(2)飞机空载静止在水面上时处于漂浮状态，受到的浮力和自身的总重力相等，
则F浮=G=4.2×105N，
由F浮=ρ水gV排可得，排开水的体积：
V排=F浮ρ水g=4.2×105N1.0×103kg/m3×10N/kg=42m3；
(3)由v=st得，以巡航时速沿水平方向匀速航行1h通过的路程为：
s=vt=500km/h×1h=500km=5×105m，
已知推力F′=1.92×105N，则推力做的功：
W=F′s=1.92×105N×5×105m=9.6×1010J，
完全燃烧4000kg的航空煤油放出的热量：
Q放=m′q=4000kg×4×107J/kg=1.6×1011J，
发动机的效率：
η=WQ放×100%=9.6×1010J1.6×1011J×100%=60%。
答：(1)飞机空载静止在水平跑道上时对跑道的压强为7×105Pa；
(2)飞机空载静止在水面上时排开水的体积为42m3；
(3)发动机的效率是60%。
【解析】(1)飞机空载静止在水平跑道上时，对跑道的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，利用p=FS求出对跑道的压强；
(2)飞机空载静止在水面上时处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等，根据F浮=G求出浮力大小，利用F浮=ρ液gV排求出排开水的体积；
(3)根据v=st求出以巡航时速沿水平方向匀速航行1h通过的路程，利用W=Fs求出推力做的功，利用Q放=mq求出完全燃烧4000kg的航空煤油放出的热量，利用η=WQ放×100%求出发动机的效率。
本题考查了重力公式和压强公式、物体浮沉条件、阿基米德原理、速度公式、做功公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的综合应用，要注意物体对水平面的压力和自身的重力相等。
22.【答案】证明：∵P=UI=U2R
∴△P=U22R−U12R
=U22−U12R
=(U2+U1)(U2−U1)R
=(U2+U1)(U2R−U1R)
=(U2+U1)(I2−I1)
=(U2+U1)⋅△I。
【解析】根据P=U2R求出两种情况下定值电阻消耗的电功率，进一步求出定值电阻消耗的功率的变化量。
本题考查了电功率计算公式的应用，熟练掌握并灵活应用串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式即可正确推导。
23.【答案】解：(1)加热功率P加热=1210W，根据P=UI知，
加热时，电路中的电流I加热=P加热U=1210W220V=5.5A；
(2)由电路图知，S断开时两电阻串联，电路中电阻较大，由P=U2R知，电功率较小，为保温状态，当S闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，功率较大，为加热状态；
由P=U2R可得R1的电阻：
R1=U额2P加热=(220V)21210W=40Ω，
由P=U2R可得R1、R2的总电阻为：
R总=U额2P保温=(220V)288W=550Ω，
R2的电阻为：
R2=R总−R1=550Ω−40Ω=510Ω；
(3)水吸收的热量为：
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×2.2kg×(100℃−23℃)=7.1148×105J；
用时700s消耗的电能为：
W′=P加热t′=1210W×700s=8.47×105J，
该电饭锅的热效率为：
η=Q吸W×100%=7.1148×105J8.47×105J=84%，故该电饭锅的热效率值达到三级能效。
答：(1)加热时，电路中的电流5.5A；
(2)R2的阻值510Ω；
(3)该电饭锅的热效率值达到三级能效。
【解析】(1)已知加热功率，根据P=UI计算加热时，电路中的电流；
(2)由电路图知，S断开时两电阻串联，电路中电阻较大，由P=U2R可知，电功率较小，为保温状态，当S闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，功率较大，为加热状态；
根据加热功率，由P=U2R算出R1的电阻，根据保温功率，由P=U2R可得R1、R2的总电阻，由串联电路电阻的规律算出R2的电阻；
(3)根据Q吸=c水mΔt算出水吸收的热量，由W′=P加热t′算出用时700s消耗的电能，由η=Q吸W×100%算出该电饭锅的热效率，进而判断出该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
本题考查了串联电路特点、电功率计算公式的应用以及效率公式的应用，属于综合题。次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
有用功W有/J
测力计拉力F/N
测力计移动距离s/m
总功W总/J
机械效率η
1
2
0.1
0.2
0.9
0.3
0.27
74.1%
2
4
0.1
0.4
1.6
0.3
0.48
83.3%
3
4
0.1
1.1
0.5