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重庆市丰都县平都中学校2023-2024学年九年级下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份重庆市丰都县平都中学校2023-2024学年九年级下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版），文件包含重庆市丰都县平都中学校2023-2024学年九年级下学期3月月考物理试题原卷版docx、重庆市丰都县平都中学校2023-2024学年九年级下学期3月月考物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共31页， 欢迎下载使用。
（全卷共四个大题，满分80分，与化学共用120分钟，）
注意事项：1．试题的答案书写在答题卡上，不得在试卷上直接作答。
2．全卷取，水的密度
一、选择题（共8个小题，每小题仅有一个正确选项，每小题3分，共24分）
1. 下列物理量最接近实际的是（ ）
A. 初中生的体重约为500NB. 教室门的高度约为2.1dm
C. 人体的安全电压约为220VD. 人体感觉舒适的温度约为40°C
【答案】A
【解析】
【详解】A．初中生的质量约为50kg，初中生的体重约为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
故A符合题意；
B．教室门的高度约为
2.1m=21dm
故B不符合题意；
C．人体的安全电压不高于36V，故C不符合题意；
D．人体感觉舒适的温度约为23℃，故D不符合题意。
故选A。
2. 下列成语包含的光现象中，与彩虹形成原理相同的是（ ）
A. 凿壁偷光B. 海市蜃楼
C. 猴子捞月D. 立竿见影
【答案】B
【解析】
【详解】彩虹形成原理是光经过不均匀大气时发生的折射现象。
A．凿壁偷光是利用光沿直线传播的原理，故A不符合题意；
B．海市蜃楼是光在不均匀的介质中传播时发生的折射现象，故B符合题意；
C．猴子捞月亮属于平面镜成像，是光的反射现象，故C不符合题意。
D．立竿见影是光的直线传播形成的，故D不符合题意。
故选B。
3. 下列相关热学知识的说法中，正确的是 （ ）
A. 0℃时分子不再做无规则运动
B. 雪是凝华形成的，此过程需要吸热
C. 固体很难被压缩，说明分子间只存在斥力
D. 水作为汽车的冷却液，是因为它的比热容较大
【答案】D
【解析】
【详解】A．分子在不停地做无规则运动，0℃时分子仍然做无规则运动，故A错误；
B．雪是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的，此过程需要放热，故B错误；
C．分子间同时存在着引力和斥力，固体很难被压缩，说明分子间存在斥力，引力和斥力是同时存在的，故C错误；
D．用水作为汽车发动机的冷却剂，主要是因为水的比热容较大，与其他物质相比，在质量相同的情况下，升高相同的温度，水吸收的热量多，故D正确。
故选D。
4. 下列说法中正确的是（ ）
A. 烧断的保险丝可以用铜丝或者铁丝替代
B. 使用测电笔时，手不能接触笔尾金属体
C. 磁场中某点的磁场方向是放在该点小磁针的N极指向
D. 法拉第发现了电磁感应现象，实现了电能到机械能的转化
【答案】C
【解析】
【详解】A．当电路中有过大电流通过时，保险丝发热自动熔断，切断电路，从而起到保护电路的作用；如果用铜丝代替，因铜丝的熔点高，发热时不能自动熔断，就起不到保护电路的作用，故A错误；
B．使用测电笔辨别火线时，一定要用手触及笔尾的金属体，不能用手触及笔尖金属体，否则会造成人身触电事故，故B错误；
C．根据磁场方向的规定可知，磁场中某点小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向，故C正确；
D．法拉第发现了电磁感应现象，人们利用电磁感应现象制成了发电机，工作时将机械能转化为电能，故D错误。
故选C。
5. 小南在网上淘到一个“发光式电动吸耳神器”，该“神器”中的灯泡用于照明，电动机用于吸耳朵里面的污垢。该“神器”可以只照明，或者照明时电动机同时工作，灯未亮时电动机不能工作。下列电路设计能实现该“神器”功能的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知，灯泡和电动机既可以独立工作，也可以同时工作，说明灯泡与电动机并联。
A．图中灯泡和电动机并联，开关S1断开，灯泡不发光，闭合开关S2，电动机工作，故A不符合题意；
B．图中开关S1在干路中，闭合S1，灯泡发光，再闭合S2，电动机工作，灯未亮时电动机不能工作，故B符合题意；
C．图中灯泡和电动机串联，两个开关串联在电路中，故C不符合题意；
D．图中闭合开关S1将电源短路，故D不符合题意。
故选B。
6. “无体育不南开”，以下关于体育运动中说法错误的是（ ）
A. 打篮球时，篮球上升的过程中重力势能增大
B. 跳高时，运动员上升到最高点时受平衡力作用
C. 潜泳时，运动员下潜越深，他受到的液体压强越大
D. 跑步时，穿底部凹凸不平的运动鞋是为了增加摩擦力
【答案】B
【解析】
【详解】A．投篮上升的过程中，质量不变，高度升高，重力势能增大，故A正确，不符合题意；
B．跳高时，运动员上升到最高点时只受重力作用，所以受力不平衡，故B错误，符合题意；
C．根据p=ρgh，运动员下潜越深，他受到的压强越大，故C正确，不符合题意；
D．运动鞋的底部凹凸不平，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故D正确，不符合题意。
故选B。
7. 小开用如图所示的滑轮组提升重物，绳子A、B能承受的最大拉力分别为400N和125N，每个滑轮重力均为30N。当滑轮组下端挂重300N的物体，用水平向右的力 F拉绳子自由端，物体在10s内上升了2m，不考虑绳重和滑轮转轴处的摩擦，下列分析正确的是（ ）
A. 拉力 F的功率为72W
B. 绳子自由端移动的速度为 0.2m/s
C. 力F通过滑轮组做的有用功为 660J
D. 此装置提升重物的最大机械效率为92%
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由图可知，n=3，物体在10s内上升了2m，则绳子自由端移动的距离为
s绳=nh=3×2m=6m
则绳子自由端移动的速度
拉力 F的大小为
拉力 F的功率为
P=Fv=110N×0.6m/s=66W
故AB错误；
C．力F通过滑轮组做的有用功为
W=Gh=300N×2m=600J
故C错误；
D．因为绳子A、B能承受的最大拉力分别为400N和125N，动滑轮上有3根绳子，则最大能承受375N，因此最多可以提升的重物为345N。则此时的机械效率为
故D正确。
故选D。
8. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 2.4W”的字样，其电阻不随温度的变化而变化，滑动变阻器R2标有“50Ω 2A”，电流表的量程为0~3A，电压表的量程为0~3V。闭合S、S1、S3小灯泡正常发光；闭合S、S2，滑片P在距离a端处，此时电压表的示数为U1；闭合S、S3，此时电压表的示数为U2。已知U1∶U2=2∶3，则下列说法错误的是（ ）
A. 电源电压为6V
B. 小灯泡的电阻为15Ω
C. 定值电阻R1的阻值为5Ω
D. 通过开关的通断和滑片的移动，电路中总功率最大为14.4W
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，闭合S、S1、S3，定值电阻R1被短路，电路等效为小灯泡接在电源两极的简单电路，小灯泡正常发光，灯泡两端的电压为灯泡的额定电压U额=6V，所以电源电压
U=U额=6V
故A正确，不符合题意；
B．小灯泡的电阻
故B正确，不符合题意；
C．闭合S、S2，变阻器R2与定值电阻R1串联，电压表测量定值电阻两端的电压，滑片P在距离a端处，变阻器的接入电阻为
根据串联电路的规律和欧姆定律可得，电压表示数
①
闭合S、S3，灯泡与定值电阻R1串联，由串联电路规律和欧姆定律表示出电压表的示数为
②
已知
U1∶U2=2∶3③
由①②③解得，定值电阻R1的阻值R1=15Ω，故C错误，符合题意；
D．在电源电压不变时，电路中的电流最大时，电路消耗的电功率最大，当闭合开关S、S1、S2和S3，R1被短路，灯泡与变阻器并联接在电源上，电流表测量干路的电流，灯泡中的电流
电流表的量程为0~3A，变阻器中允许通过的最大电流I2大=2A，根据并联电路的电流规律，在变阻器中通过最大电流时，干路的电流
I大=IL+I2大=0.4A+2A=2.4A<3A
所以电路中总功率最大为
P=UI大=6V×2.4A=14.4W
故D正确，不符合题意。
故选C。
二、填空作图题（本题共6个小题，第14小题作图2分，其余每空1分，共12分）
9. 为了纪念英国物理学家_______的杰出成就，人们将其名字作为力的单位； 质量大的物体更难改变其运动状态是因为它具有的________大。
【答案】 ①. 牛顿 ②. 惯性
【解析】
【详解】[1]牛顿是英国著名的物理学家和数学家，在力学、光学、天文学与数学领域有许多杰出的贡献，为了纪念英国物理学家牛顿的杰出成就，人们将其名字作为力的单位。
[2]惯性的大小只与物体的质量有关，质量大的物体惯性大，其运动状态更难改变。
10. 2023年 10月 26日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号 F 遥十七运载火箭，成功将神舟十七号载人飞船发射升空，如图所示。未点火时，以运载火箭为参照物，载人飞船是_______的（选填“静止”或“运动”）； 随着火箭的升空，它周围的大气压越来越_______（选填“高”或“低”）。
【答案】 ①. 静止 ②. 低
【解析】
【详解】[1]未点火时，以运载火箭为参照物，载人飞船的位置没有改变，载人飞船是静止的。
[2]大气压与高度的关系是：海拔越高，气压越低；随着火箭的升空，高度增大，它周围的大气压减小。
11. 如图所示是某用户家的电能表，此时示数为________度； 小渝单独将电吹风接入电路并使其正常工作10min，发现电能表的转盘转过300转，当前电费为0.5 元/度，若1个月内电吹风正常工作100min需要交的电费为________元。
【答案】 ①. 2022.9 ②. 1
【解析】
【详解】[1]电能表最后一位为小数位，单位为kW·h，因此此时电能表的示数为2022.9kW·h即2022.9度。
[2]电能表的转盘转过300转，消耗的电能为
则其正常工作100min消耗的电能为
需要交的电费
n=2度×0.5 元/度=1元
12. 在如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S1、S2闭合，甲、乙均为电压表时，两表示数之比 U甲︰U乙=4︰3，则 R1︰R2=______；当开关 S1闭合、S2断开， 甲、 乙均为电流表时，R1消耗的电功率与总功率之比为 P1︰P总=______。
【答案】 ①. 1︰3 ②. 3︰4
【解析】
【详解】[1]当开关S1、S2闭合，甲、乙均为电压表时，R1和R2串联，甲电压表测电源电压，乙电压表测R2两端的电压；因串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和，所以，R1两端的电压为
U1=U甲-U乙
在串联电路中电流相等，由可得，两电阻的阻值之比
[2]当开关 S1闭合、S2断开， 甲、 乙均为电流表时，R1和R2并联，乙电流表测干路电流，甲电流表测通过R2的电流，因并联电路中各支路两端电压相等，所以，通过R1的电流为
通过R2的电流为
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，即
根据P=UI，R1消耗的电功率与总功率之比为
13. 小南同学收到一个笔筒作为春节礼物，笔筒呈圆柱体，厚壁且质地均匀。她在清洗该笔简时做了以下探究：将笔筒放在水平桌面上的容器中（容器上下均为柱体），笔筒底部正中央用一根质量和体积不计的细线与容器底相连，如图甲所示。沿容器壁以 10cm3/s的速度匀速注水（水不溢出），水对容器底的压强与注水时间的关系如图乙所示。已知笔筒与容器下方柱体等高，笔筒的材料密度 ρ笔筒=2g/cm3，整个过程笔筒不吸水，绳未断裂，则容器的下底面积为________cm²； 第93.5s时，水对容器底的压强为________Pa。（全程笔筒保持竖直，忽略笔筒下沉的时间）
【答案】 ①. 100 ②. 1100
【解析】
【详解】[1][2]由题意及图乙可知，整个过程分为以下几个阶段，如图所示：
A~B笔筒沉底，水注入到笔筒和容器较宽段间，如图所示：
此时注入水的体积为
VAB=10cm3/s×25s=250cm3
水深度为
则
B~C笔筒受到的浮力等于自身的重力，开始漂浮，直至细绳刚好拉直，如图所示：
再次注入水的体积
VBC=10cm3/s×(45s-25s)=200cm3
此时水的深度为
水增加的深度为
Δh=7cm-5cm=2cm
由于绳子恰好拉直，则绳子的长度等于水增加的深度2cm。因此可知，容器较宽部分的底面积为
则笔筒的底面积为
S笔筒=100cm2-50cm2=50cm2
则笔筒排开水的体积为
V排=S宽hC-VBC-VAB=100cm2×7cm-200cm3-250cm3=250cm3=2.5×10-4m3
根据阿基米德原理可知，笔筒受到的浮力为
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×2.5×10-4m3×10N/kg=2.5N
因为笔筒漂浮且下端的绳子刚刚拉直，因此笔筒受到的浮力等于重力，则
G笔筒=F浮=2.5N
则笔筒的质量
则笔筒的体积为
C~D水继续注入到笔筒和容器较宽段间，如图所示：
再次注入水的体积
VCD=10cm3/s×(60s-45s)=150cm3
此时水增加的高度
因此容器较宽部分的高度为
h宽=7cm+3cm=10cm
D~E水继续注入到笔筒和容器较窄段间，如图所示：
再次注入水的体积
VDE=10cm3/s×(62s-60s)=20cm3
由上述可知，绳子的长度为2cm，因此笔筒在容器较窄部分的高度为2cm，由此可知
因此容器较窄部分的底面积
S窄=50cm2+10cm2=60cm2
E~F水开始进入笔筒，直至笔筒受到的总重力等于浮力，如图所示：
F~G笔筒开始下沉，容器中有部分水进入笔筒，但笔筒未满，如图所示：
G~H水继续进入笔筒中，如图所示：
此时注入水的总体积等于容器宽部分的容积减去笔筒的体积，则
V注=V宽-V笔筒=100cm2×10cm-125cm3=875cm3
则注水时间为
H~I水开始注入容器的较窄部分，如图所示：
继续注入的时间为
tHI=tI-tH=93.5s-87.5s=6s
注入水的体积
VHI=10cm3/s×6s=60cm3
则在较窄部分水的高度为
则此时水的总深度为
h总=h宽+h窄=10cm+1cm=11cm=0.11m
此时对容器底的压强
p总=ρgh总=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1100Pa
14. 在图中画出折射光线对应的入射光线；
【答案】
【解析】
【详解】根据凸透镜的三条特殊光线，过焦点的经凸透镜后平行于主光轴，因此由图可知，折射光线平行于凸透镜的主光轴，则入射光线过焦点，如图所示：
15. 在图中画出拉力 F的力臂L。
【答案】
【解析】
【详解】图中杠杆支点为O，反向延长拉力F的作用线，过支点O作F作用线的垂线段，即力臂L，如图所示：
三、实验探究题（本题共3个小题，第15小题6分，第16小题8分，第17小题8分，共22分。）
16. 如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置，小明同学将________（选填“厚”或“薄”） 玻璃板竖直放在水平桌面上，在玻璃板的一侧点燃蜡烛 A，透过玻璃板观察蜡烛A的像； 再拿另一支外形完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面，移动蜡烛 B 的位置恰好与像完全重合，由此得出初步结论是像与物体的大小________；用笔将A、B对应点作上记号，将两点连接起来，发现两点连线与玻璃板垂直，并且还发现两点到玻璃板的距离________。
【答案】 ①. 薄 ②. 相等 ③. 相等
【解析】
【详解】[1]“探究平面镜成像特点”的实验中，由于玻璃板的两个面都能成像，薄玻璃板所成的两个像距离较近，基本重合，对实验影响较小，故选薄玻璃。
[2]当代替蜡烛A的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，又因A、B两蜡烛完全相同，则可说明物体与它的像大小相等。
[3]根据平面镜成像的特点，平面镜所成的像与物体到平面镜的距离相等；像与物体的连线与平面镜垂直。因此A、B两点到玻璃板的距离相等。
17. 如图甲是“探究水沸腾时温度变化特点”的实验装置，往烧杯中加入温水并用纸片将烧杯盖住，这样做的主要目的是________（选填“增加”或“减少”）加热时间；加热过程中，通过_________的方式使水的内能增加，水沸腾时温度计示数如图乙所示，此时水温为_________℃。
【答案】 ①. 减少 ②. 热传递 ③. 98
【解析】
【详解】[1][2][3]实验中，往烧杯中加入温水并用纸片将烧杯盖住，可减小热损失，减少加热时间；加热过程中，水吸热，内能增大，通过热传递的方式使水的内能增加，水沸腾时温度计示数如图乙所示，分度值为1℃，此时水温为98℃。
18. 小明在实验室测量煤油密度：
（1）他将天平放在________桌面上，调节平衡螺母，使指针指到分度盘________处，如图甲所示，在这一过程中存在错误之处是________________；
（2）修正错误并重新调平天平后，他用天平测出烧杯和杯内煤油的总质量为149.4g，然后将一部分煤油倒入量筒，如图乙所示，则倒出煤油的体积为_______mL。接着他用天平测量烧杯和杯内剩余煤油的总质量，天平平衡时如图丙所示，烧杯和剩余煤油的总质量为_______g。请你根据以上实验数据计算出煤油的密度为_______kg/m3；
（3）小明回家后用测量精度更高的电子秤替代天平和量筒去测量厨房里土豆的密度。他进行了如下的操作：用电子秤测出土豆的质量m0；将水杯中装入适量水并做上记号用电子秤测出水杯和水的总质量m1；然后将水倒掉把土豆放入杯中，再加水至记号处，此时土豆沉底且浸没，读出电子秤的示数为3m2。
①若水密度用ρ水表示，则小明所测土豆的密度为：ρ土豆=__________（用所测物理量的字母表示）。
②小明做完实验后取下电子秤盘上的烧杯，秤盘内无积水，这时才发现电子秤示数并没有显示为“0”，而是显示为“0.22g”，则小明所测土豆的密度将_______（选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。
【答案】 ①. 水平 ②. 中线 ③. 见解析 ④. 30 ⑤. 125.4 ⑥. 0.8×103 ⑦. ⑧. 偏小
【解析】
【详解】（1）[1][2][3]用天平测量物体的质量时，首先把天平放在水平桌面上，把游码调到标尺左端的零刻线处，调节平衡螺母，使指针指到分度盘指在分度值的中线处，图中调平时游码没有放在零刻度线处。
（2）[4][5][6]由图乙可知，此时煤油面对应30mL处，量筒内煤油的体积
V=30mL=30cm3
烧杯、剩余煤油的总质量为
100g+20g+5g+0.4g=125.4g
量筒内煤油的质量
m油=149.4g-125.4g=24g
煤油的密度
（3）①[7]用等效替代法得到少加水体积等于土豆的体积：少加水的质量为
m=m0+m1-m2
土豆的体积为
土豆的密度
②[8]由于m119. 小江在“测量小灯泡的电功率”实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡，滑动变阻器“30Ω 1A”、 电源、 电压表、 电流表、开关、导线若干。
（1） 连接电路时，开关应________； 图甲是小江连接好的实物图，检查后发现电路有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并补上一条正确的导线（导线不得交叉）；______
（2） 改正错误后，用开关试触发现电流表几乎不偏转，电压表指针出现满偏情况，则故障可能是_______；
A. 小灯泡短路 B. 小灯泡断路 C. 滑动变阻器短路 D. 滑动变阻器断路
（3） 排除故障后，将滑片移到最大阻值，闭合开关，电压表示数为1.5V，电流表示数为0.15A，则电源电压为________V； 移动滑动变阻器的滑片，电压表示数如图乙所示，为使小灯泡正常发光，应向________端（选填“左”或“右”） 移动滑片；
（4） 根据实验数据，小江绘成了如图 丙的 I-U图象，则小灯泡的额定功率为______W；现加在灯泡两端的电压为2V，则灯泡的实际功率 P实____0.32W（选填“>”“<”或“=”）；
（5） 测完小灯泡的电功率后，小江还想继续探究电流与电阻的关系，不改变电路元件及电路连接， 只将小灯泡换为 10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的五个定值电阻； 调节滑动变阻器，使电压表示数为2V不变，在保证电路各元件安全的情况下，要想完成五次实验，小江需换用的滑动变阻器最大阻值不小于________Ω。
【答案】 ①. 断开 ②. ③. B ④. 6 ⑤. 左 ⑥. 0.5 ⑦. 大于 ⑧. 60
【解析】
【详解】（1）[1]连接电路时，为了避免连接错误造成仪器的损坏，应该将开关断开。
[2]由图可知，电压表与灯泡和滑动变阻器并联，电压表应只与灯泡并联，所以将滑动变阻器右下接线柱改接到灯泡的右接线柱，如图所示：
（2）[3]用开关试触发现电流表几乎不偏转，说明电路可能断路；电压表指针出现满偏情况，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，即故障可能是小灯泡断路。
故选B。
（3）[4]排除故障后，将滑片移到最大阻值，闭合开关，电压表示数为1.5V，电流表示数为0.15A，此时滑动变阻器两端电压为
U滑=I'R=0.15A×30Ω=4.5V
则电源电压为
U=U滑+U'=4.5V+1.5V=6V
[5]移动滑动变阻器的滑片，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.02A，其示数为2V，小于灯泡额定电压2.5V，为使小灯泡正常发光，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，故应向左端移动滑片。
（4）[6]由丙图可知，当灯泡两端的电压为2.5V时，通过的电流为0.2A，则灯泡的额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
[7]当电阻不变时，由可知，灯泡在额定电压下工作时的电阻为
电压变为2.5V时，功率变为
但是灯泡的电阻随电压的减小而减小，所以加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的实际功率大于0.32W。
（5）[8]实验中使用的定值电阻阻值最大为30Ω，定值电阻两端的电压始终保持Uv=2V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压
U滑1=U-Uv=6V-2V =4V
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入30Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为
R=2×30Ω=60Ω
即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于60Ω。
四、论述计算题（本题共3个小题，第18小题6分，第19小题8分，第20小题8分，共22分。）
20. 如图所示，电源电压不变，定值电阻R1阻值为10Ω，定值电阻R2阻值为15Ω。当开关S闭合后，电流表示数为0.3A。求：
（1）R1两端的电压；
（2）电流在100s内通过R2做的电功。
【答案】（1）3V；（2）60J
【解析】
【详解】解：（1）由图可知，开关S闭合后，两电阻并联，电流表测R1所在支路的电流，R1两端的电压
U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
（2）根据并联电路的电压特点可知，R2两端的电压
U2=U1=3V
则在100s时间内，电流通过R2做的电功
答：（1）R1两端电压为3V；
（2）电流在100s内通过R2做的电功为60J。
21. 某兴趣小组设计了一种智能化的电热水器，如图所示，它主要由工作电路和控制电路（U2为2V）两部分组成，U1、U2恒定不变，其中 R1与R2均为电加热丝，工作电路可以在保温和加热两挡之间切换，当磁控开关L线圈中的电流等于或大于 20mA时，磁控开关L的簧片吸合（簧片与线圈不接触，且电阻都不计），当线圈中的电流小于 20mA时簧片断开，光敏电阻R 随光照强度E（表示光照射强弱的物理量，单位是坎德拉，符号cd）变化的关系如下表所示，当开关S闭合时，求：
（1） 当光强E达到1cd时，R0为多少时，磁控开关的簧片恰好吸合；
（2）用加热挡将6kg的水由25℃加热至 45℃时，水需要吸收的热量； (c水=4.2×103J/(kg·℃))
（3） 当R1与R2的比值为3︰2时，工作电路在加热和保温两种状态时。R1的功率之比。
【答案】（1）82Ω；（2）5.04×105J；（3）25︰9
【解析】
【详解】解：（1）由表格数据可知，当光强E达到1cd时，光敏电阻R的阻值R=18Ω，由可知，磁控开关的簧片恰好吸合时控制电路的总电阻
根据串联电路的电阻特点可知，此时R0的阻值
R0=R总-R=100Ω-18Ω=82Ω
（2）水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×6kg×(45℃-25℃)=5.04×105J
（3）假设R1的阻值为R'，则R2的阻值为，由图可知，磁控开关L的簧片断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时工作电路的总电阻最大，由可知，工作电路的总功率最小，工作电路处于保温挡；工作电路中磁控开关L的簧片吸合时，只有R1工作，工作电路总的电阻最小，总功率最大，工作电路处于加热挡；工作电路处于加热挡时，电路中的电流
工作电路处于保温挡时，电路中的电流
工作电路在加热状态时R1的功率
工作电流在保温状态时R1功率
则工作电路在加热和保温两种状态时R1的功率之比
答：（1） 当光强E达到1cd时，R0为82Ω时，磁控开关的簧片恰好吸合；
（2）水需要吸收的热量为5.04×105J；
（3） R1的功率之比为25︰9。
22. 如图甲，体积为1000cm3的实心均匀正方体A，自由放置在底面积为：200cm3、高为16cm的薄壁柱形容器中，容器重力为10N；底面积为：50cm2、高为10cm的长方体B通过一轻质不可伸长细线悬挂于天花板上，细线的拉力为10N，A与B相距7cm，现往容器中注入某种液体，当液体深度为12cm时，细线拉力变化了2N，如图乙，此时液体对容器底的压强为1500Pa。求:
（1）液体的密度；
（2）从甲图到乙图，容器对桌面的压力增量；
（3）若轻轻剪断乙图中的细线，待 A、B静止后，容器对桌面的压强。
【答案】（1）1.25×103kg/m3；（2）25.75N；（3）2400Pa
【解析】
【详解】解：（1）液体深度为12cm时，液体对容器底的压强为1500Pa，由p=ρgh可得液体的密度为
（2）由题意知物体B的重力
GB=F拉=10N
当液体深度为12cm时，细线拉力变化了2N，变成了
10N-2N=8N
由此可知物体A对物体B的支持力为2N，所以B对A的压力也为2N，即F压=2N，已知A与B相距为H=7cm，当从甲图到乙图物体A升高H后，物体A被液体浸没的深度
h浸=h-H=12cm-7cm=5cm
物体A是体积为1000cm3的实心均匀正方体，故其边长为10cm，所以物体A在乙中排开液体的体积为
所以物体A受到的浮力
F浮=ρ液gV排=1.25×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=6.25N
根据物体A受力平衡可知A的重力
GA=F浮-F压=6.25N-2N=4.25N
乙容器中液体的体积
V液=V总-V浸=S容h-V浸=200cm2×12cm-500cm3=1900cm3=1.9×10-3m3
乙容器中液体的质量
m液=ρ液V液=1.25×103kg/m3×1.9×10-3m3=2.375kg
乙中液体的重力
G液=m液g=2.375kg×10N/kg=23.75N
从甲图到乙图，容器对桌面的压力的增加值等于液体的重力与B对A的压力之和，即
ΔF=G液+F压=23.75N+2N=25.75N
（3）乙图中剪断绳后，以AB两物体为整体，其整体的质量
整体体积为
VAB=VA+VB=1000cm3+50cm2×10cm=1500cm3=1.5×10-3m3
整体的密度为
因为其整体的密度小于液体的密度，故该整体在液体中处于漂浮状态，整体排开液体的体积
容器的容积为
V容=S容h容=200cm2×16cm=3200cm3
液体体积和AB整体排开液体体积之和
V总=V液+VAB排=1900cm3+1140cm3=3040cm3
小于容器的容积，故没有液体溢出。容器对桌面的压力等于容器重力、液体的重力、物块A的重力、物块B的重力之和，容器对桌面的压力
F=G容+G液+GA+GB=10N+23.75N+4.25N+10N=48N
所以容器对桌面的压强
答：（1）液体的密度为1.25×103kg/m3；
（2）从甲图到乙图，容器对桌面的压力增量为25.75N；
（3）若轻轻剪断乙图中的细线，待A、B静止后，容器对桌面的压强为2400Pa。光照强度 E/cd
1
2
3
4
5
光敏电阻 R/Ω
18
9
6
4.5
3
（全卷共四个大题，满分80分，与化学共用120分钟，）
注意事项：1．试题的答案书写在答题卡上，不得在试卷上直接作答。
2．全卷取，水的密度
一、选择题（共8个小题，每小题仅有一个正确选项，每小题3分，共24分）
1. 下列物理量最接近实际的是（ ）
A. 初中生的体重约为500NB. 教室门的高度约为2.1dm
C. 人体的安全电压约为220VD. 人体感觉舒适的温度约为40°C
【答案】A
【解析】
【详解】A．初中生的质量约为50kg，初中生的体重约为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
故A符合题意；
B．教室门的高度约为
2.1m=21dm
故B不符合题意；
C．人体的安全电压不高于36V，故C不符合题意；
D．人体感觉舒适的温度约为23℃，故D不符合题意。
故选A。
2. 下列成语包含的光现象中，与彩虹形成原理相同的是（ ）
A. 凿壁偷光B. 海市蜃楼
C. 猴子捞月D. 立竿见影
【答案】B
【解析】
【详解】彩虹形成原理是光经过不均匀大气时发生的折射现象。
A．凿壁偷光是利用光沿直线传播的原理，故A不符合题意；
B．海市蜃楼是光在不均匀的介质中传播时发生的折射现象，故B符合题意；
C．猴子捞月亮属于平面镜成像，是光的反射现象，故C不符合题意。
D．立竿见影是光的直线传播形成的，故D不符合题意。
故选B。
3. 下列相关热学知识的说法中，正确的是 （ ）
A. 0℃时分子不再做无规则运动
B. 雪是凝华形成的，此过程需要吸热
C. 固体很难被压缩，说明分子间只存在斥力
D. 水作为汽车的冷却液，是因为它的比热容较大
【答案】D
【解析】
【详解】A．分子在不停地做无规则运动，0℃时分子仍然做无规则运动，故A错误；
B．雪是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的，此过程需要放热，故B错误；
C．分子间同时存在着引力和斥力，固体很难被压缩，说明分子间存在斥力，引力和斥力是同时存在的，故C错误；
D．用水作为汽车发动机的冷却剂，主要是因为水的比热容较大，与其他物质相比，在质量相同的情况下，升高相同的温度，水吸收的热量多，故D正确。
故选D。
4. 下列说法中正确的是（ ）
A. 烧断的保险丝可以用铜丝或者铁丝替代
B. 使用测电笔时，手不能接触笔尾金属体
C. 磁场中某点的磁场方向是放在该点小磁针的N极指向
D. 法拉第发现了电磁感应现象，实现了电能到机械能的转化
【答案】C
【解析】
【详解】A．当电路中有过大电流通过时，保险丝发热自动熔断，切断电路，从而起到保护电路的作用；如果用铜丝代替，因铜丝的熔点高，发热时不能自动熔断，就起不到保护电路的作用，故A错误；
B．使用测电笔辨别火线时，一定要用手触及笔尾的金属体，不能用手触及笔尖金属体，否则会造成人身触电事故，故B错误；
C．根据磁场方向的规定可知，磁场中某点小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向，故C正确；
D．法拉第发现了电磁感应现象，人们利用电磁感应现象制成了发电机，工作时将机械能转化为电能，故D错误。
故选C。
5. 小南在网上淘到一个“发光式电动吸耳神器”，该“神器”中的灯泡用于照明，电动机用于吸耳朵里面的污垢。该“神器”可以只照明，或者照明时电动机同时工作，灯未亮时电动机不能工作。下列电路设计能实现该“神器”功能的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知，灯泡和电动机既可以独立工作，也可以同时工作，说明灯泡与电动机并联。
A．图中灯泡和电动机并联，开关S1断开，灯泡不发光，闭合开关S2，电动机工作，故A不符合题意；
B．图中开关S1在干路中，闭合S1，灯泡发光，再闭合S2，电动机工作，灯未亮时电动机不能工作，故B符合题意；
C．图中灯泡和电动机串联，两个开关串联在电路中，故C不符合题意；
D．图中闭合开关S1将电源短路，故D不符合题意。
故选B。
6. “无体育不南开”，以下关于体育运动中说法错误的是（ ）
A. 打篮球时，篮球上升的过程中重力势能增大
B. 跳高时，运动员上升到最高点时受平衡力作用
C. 潜泳时，运动员下潜越深，他受到的液体压强越大
D. 跑步时，穿底部凹凸不平的运动鞋是为了增加摩擦力
【答案】B
【解析】
【详解】A．投篮上升的过程中，质量不变，高度升高，重力势能增大，故A正确，不符合题意；
B．跳高时，运动员上升到最高点时只受重力作用，所以受力不平衡，故B错误，符合题意；
C．根据p=ρgh，运动员下潜越深，他受到的压强越大，故C正确，不符合题意；
D．运动鞋的底部凹凸不平，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故D正确，不符合题意。
故选B。
7. 小开用如图所示的滑轮组提升重物，绳子A、B能承受的最大拉力分别为400N和125N，每个滑轮重力均为30N。当滑轮组下端挂重300N的物体，用水平向右的力 F拉绳子自由端，物体在10s内上升了2m，不考虑绳重和滑轮转轴处的摩擦，下列分析正确的是（ ）
A. 拉力 F的功率为72W
B. 绳子自由端移动的速度为 0.2m/s
C. 力F通过滑轮组做的有用功为 660J
D. 此装置提升重物的最大机械效率为92%
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由图可知，n=3，物体在10s内上升了2m，则绳子自由端移动的距离为
s绳=nh=3×2m=6m
则绳子自由端移动的速度
拉力 F的大小为
拉力 F的功率为
P=Fv=110N×0.6m/s=66W
故AB错误；
C．力F通过滑轮组做的有用功为
W=Gh=300N×2m=600J
故C错误；
D．因为绳子A、B能承受的最大拉力分别为400N和125N，动滑轮上有3根绳子，则最大能承受375N，因此最多可以提升的重物为345N。则此时的机械效率为
故D正确。
故选D。
8. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 2.4W”的字样，其电阻不随温度的变化而变化，滑动变阻器R2标有“50Ω 2A”，电流表的量程为0~3A，电压表的量程为0~3V。闭合S、S1、S3小灯泡正常发光；闭合S、S2，滑片P在距离a端处，此时电压表的示数为U1；闭合S、S3，此时电压表的示数为U2。已知U1∶U2=2∶3，则下列说法错误的是（ ）
A. 电源电压为6V
B. 小灯泡的电阻为15Ω
C. 定值电阻R1的阻值为5Ω
D. 通过开关的通断和滑片的移动，电路中总功率最大为14.4W
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，闭合S、S1、S3，定值电阻R1被短路，电路等效为小灯泡接在电源两极的简单电路，小灯泡正常发光，灯泡两端的电压为灯泡的额定电压U额=6V，所以电源电压
U=U额=6V
故A正确，不符合题意；
B．小灯泡的电阻
故B正确，不符合题意；
C．闭合S、S2，变阻器R2与定值电阻R1串联，电压表测量定值电阻两端的电压，滑片P在距离a端处，变阻器的接入电阻为
根据串联电路的规律和欧姆定律可得，电压表示数
①
闭合S、S3，灯泡与定值电阻R1串联，由串联电路规律和欧姆定律表示出电压表的示数为
②
已知
U1∶U2=2∶3③
由①②③解得，定值电阻R1的阻值R1=15Ω，故C错误，符合题意；
D．在电源电压不变时，电路中的电流最大时，电路消耗的电功率最大，当闭合开关S、S1、S2和S3，R1被短路，灯泡与变阻器并联接在电源上，电流表测量干路的电流，灯泡中的电流
电流表的量程为0~3A，变阻器中允许通过的最大电流I2大=2A，根据并联电路的电流规律，在变阻器中通过最大电流时，干路的电流
I大=IL+I2大=0.4A+2A=2.4A<3A
所以电路中总功率最大为
P=UI大=6V×2.4A=14.4W
故D正确，不符合题意。
故选C。
二、填空作图题（本题共6个小题，第14小题作图2分，其余每空1分，共12分）
9. 为了纪念英国物理学家_______的杰出成就，人们将其名字作为力的单位； 质量大的物体更难改变其运动状态是因为它具有的________大。
【答案】 ①. 牛顿 ②. 惯性
【解析】
【详解】[1]牛顿是英国著名的物理学家和数学家，在力学、光学、天文学与数学领域有许多杰出的贡献，为了纪念英国物理学家牛顿的杰出成就，人们将其名字作为力的单位。
[2]惯性的大小只与物体的质量有关，质量大的物体惯性大，其运动状态更难改变。
10. 2023年 10月 26日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号 F 遥十七运载火箭，成功将神舟十七号载人飞船发射升空，如图所示。未点火时，以运载火箭为参照物，载人飞船是_______的（选填“静止”或“运动”）； 随着火箭的升空，它周围的大气压越来越_______（选填“高”或“低”）。
【答案】 ①. 静止 ②. 低
【解析】
【详解】[1]未点火时，以运载火箭为参照物，载人飞船的位置没有改变，载人飞船是静止的。
[2]大气压与高度的关系是：海拔越高，气压越低；随着火箭的升空，高度增大，它周围的大气压减小。
11. 如图所示是某用户家的电能表，此时示数为________度； 小渝单独将电吹风接入电路并使其正常工作10min，发现电能表的转盘转过300转，当前电费为0.5 元/度，若1个月内电吹风正常工作100min需要交的电费为________元。
【答案】 ①. 2022.9 ②. 1
【解析】
【详解】[1]电能表最后一位为小数位，单位为kW·h，因此此时电能表的示数为2022.9kW·h即2022.9度。
[2]电能表的转盘转过300转，消耗的电能为
则其正常工作100min消耗的电能为
需要交的电费
n=2度×0.5 元/度=1元
12. 在如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S1、S2闭合，甲、乙均为电压表时，两表示数之比 U甲︰U乙=4︰3，则 R1︰R2=______；当开关 S1闭合、S2断开， 甲、 乙均为电流表时，R1消耗的电功率与总功率之比为 P1︰P总=______。
【答案】 ①. 1︰3 ②. 3︰4
【解析】
【详解】[1]当开关S1、S2闭合，甲、乙均为电压表时，R1和R2串联，甲电压表测电源电压，乙电压表测R2两端的电压；因串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和，所以，R1两端的电压为
U1=U甲-U乙
在串联电路中电流相等，由可得，两电阻的阻值之比
[2]当开关 S1闭合、S2断开， 甲、 乙均为电流表时，R1和R2并联，乙电流表测干路电流，甲电流表测通过R2的电流，因并联电路中各支路两端电压相等，所以，通过R1的电流为
通过R2的电流为
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，即
根据P=UI，R1消耗的电功率与总功率之比为
13. 小南同学收到一个笔筒作为春节礼物，笔筒呈圆柱体，厚壁且质地均匀。她在清洗该笔简时做了以下探究：将笔筒放在水平桌面上的容器中（容器上下均为柱体），笔筒底部正中央用一根质量和体积不计的细线与容器底相连，如图甲所示。沿容器壁以 10cm3/s的速度匀速注水（水不溢出），水对容器底的压强与注水时间的关系如图乙所示。已知笔筒与容器下方柱体等高，笔筒的材料密度 ρ笔筒=2g/cm3，整个过程笔筒不吸水，绳未断裂，则容器的下底面积为________cm²； 第93.5s时，水对容器底的压强为________Pa。（全程笔筒保持竖直，忽略笔筒下沉的时间）
【答案】 ①. 100 ②. 1100
【解析】
【详解】[1][2]由题意及图乙可知，整个过程分为以下几个阶段，如图所示：
A~B笔筒沉底，水注入到笔筒和容器较宽段间，如图所示：
此时注入水的体积为
VAB=10cm3/s×25s=250cm3
水深度为
则
B~C笔筒受到的浮力等于自身的重力，开始漂浮，直至细绳刚好拉直，如图所示：
再次注入水的体积
VBC=10cm3/s×(45s-25s)=200cm3
此时水的深度为
水增加的深度为
Δh=7cm-5cm=2cm
由于绳子恰好拉直，则绳子的长度等于水增加的深度2cm。因此可知，容器较宽部分的底面积为
则笔筒的底面积为
S笔筒=100cm2-50cm2=50cm2
则笔筒排开水的体积为
V排=S宽hC-VBC-VAB=100cm2×7cm-200cm3-250cm3=250cm3=2.5×10-4m3
根据阿基米德原理可知，笔筒受到的浮力为
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×2.5×10-4m3×10N/kg=2.5N
因为笔筒漂浮且下端的绳子刚刚拉直，因此笔筒受到的浮力等于重力，则
G笔筒=F浮=2.5N
则笔筒的质量
则笔筒的体积为
C~D水继续注入到笔筒和容器较宽段间，如图所示：
再次注入水的体积
VCD=10cm3/s×(60s-45s)=150cm3
此时水增加的高度
因此容器较宽部分的高度为
h宽=7cm+3cm=10cm
D~E水继续注入到笔筒和容器较窄段间，如图所示：
再次注入水的体积
VDE=10cm3/s×(62s-60s)=20cm3
由上述可知，绳子的长度为2cm，因此笔筒在容器较窄部分的高度为2cm，由此可知
因此容器较窄部分的底面积
S窄=50cm2+10cm2=60cm2
E~F水开始进入笔筒，直至笔筒受到的总重力等于浮力，如图所示：
F~G笔筒开始下沉，容器中有部分水进入笔筒，但笔筒未满，如图所示：
G~H水继续进入笔筒中，如图所示：
此时注入水的总体积等于容器宽部分的容积减去笔筒的体积，则
V注=V宽-V笔筒=100cm2×10cm-125cm3=875cm3
则注水时间为
H~I水开始注入容器的较窄部分，如图所示：
继续注入的时间为
tHI=tI-tH=93.5s-87.5s=6s
注入水的体积
VHI=10cm3/s×6s=60cm3
则在较窄部分水的高度为
则此时水的总深度为
h总=h宽+h窄=10cm+1cm=11cm=0.11m
此时对容器底的压强
p总=ρgh总=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1100Pa
14. 在图中画出折射光线对应的入射光线；
【答案】
【解析】
【详解】根据凸透镜的三条特殊光线，过焦点的经凸透镜后平行于主光轴，因此由图可知，折射光线平行于凸透镜的主光轴，则入射光线过焦点，如图所示：
15. 在图中画出拉力 F的力臂L。
【答案】
【解析】
【详解】图中杠杆支点为O，反向延长拉力F的作用线，过支点O作F作用线的垂线段，即力臂L，如图所示：
三、实验探究题（本题共3个小题，第15小题6分，第16小题8分，第17小题8分，共22分。）
16. 如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置，小明同学将________（选填“厚”或“薄”） 玻璃板竖直放在水平桌面上，在玻璃板的一侧点燃蜡烛 A，透过玻璃板观察蜡烛A的像； 再拿另一支外形完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面，移动蜡烛 B 的位置恰好与像完全重合，由此得出初步结论是像与物体的大小________；用笔将A、B对应点作上记号，将两点连接起来，发现两点连线与玻璃板垂直，并且还发现两点到玻璃板的距离________。
【答案】 ①. 薄 ②. 相等 ③. 相等
【解析】
【详解】[1]“探究平面镜成像特点”的实验中，由于玻璃板的两个面都能成像，薄玻璃板所成的两个像距离较近，基本重合，对实验影响较小，故选薄玻璃。
[2]当代替蜡烛A的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，又因A、B两蜡烛完全相同，则可说明物体与它的像大小相等。
[3]根据平面镜成像的特点，平面镜所成的像与物体到平面镜的距离相等；像与物体的连线与平面镜垂直。因此A、B两点到玻璃板的距离相等。
17. 如图甲是“探究水沸腾时温度变化特点”的实验装置，往烧杯中加入温水并用纸片将烧杯盖住，这样做的主要目的是________（选填“增加”或“减少”）加热时间；加热过程中，通过_________的方式使水的内能增加，水沸腾时温度计示数如图乙所示，此时水温为_________℃。
【答案】 ①. 减少 ②. 热传递 ③. 98
【解析】
【详解】[1][2][3]实验中，往烧杯中加入温水并用纸片将烧杯盖住，可减小热损失，减少加热时间；加热过程中，水吸热，内能增大，通过热传递的方式使水的内能增加，水沸腾时温度计示数如图乙所示，分度值为1℃，此时水温为98℃。
18. 小明在实验室测量煤油密度：
（1）他将天平放在________桌面上，调节平衡螺母，使指针指到分度盘________处，如图甲所示，在这一过程中存在错误之处是________________；
（2）修正错误并重新调平天平后，他用天平测出烧杯和杯内煤油的总质量为149.4g，然后将一部分煤油倒入量筒，如图乙所示，则倒出煤油的体积为_______mL。接着他用天平测量烧杯和杯内剩余煤油的总质量，天平平衡时如图丙所示，烧杯和剩余煤油的总质量为_______g。请你根据以上实验数据计算出煤油的密度为_______kg/m3；
（3）小明回家后用测量精度更高的电子秤替代天平和量筒去测量厨房里土豆的密度。他进行了如下的操作：用电子秤测出土豆的质量m0；将水杯中装入适量水并做上记号用电子秤测出水杯和水的总质量m1；然后将水倒掉把土豆放入杯中，再加水至记号处，此时土豆沉底且浸没，读出电子秤的示数为3m2。
①若水密度用ρ水表示，则小明所测土豆的密度为：ρ土豆=__________（用所测物理量的字母表示）。
②小明做完实验后取下电子秤盘上的烧杯，秤盘内无积水，这时才发现电子秤示数并没有显示为“0”，而是显示为“0.22g”，则小明所测土豆的密度将_______（选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。
【答案】 ①. 水平 ②. 中线 ③. 见解析 ④. 30 ⑤. 125.4 ⑥. 0.8×103 ⑦. ⑧. 偏小
【解析】
【详解】（1）[1][2][3]用天平测量物体的质量时，首先把天平放在水平桌面上，把游码调到标尺左端的零刻线处，调节平衡螺母，使指针指到分度盘指在分度值的中线处，图中调平时游码没有放在零刻度线处。
（2）[4][5][6]由图乙可知，此时煤油面对应30mL处，量筒内煤油的体积
V=30mL=30cm3
烧杯、剩余煤油的总质量为
100g+20g+5g+0.4g=125.4g
量筒内煤油的质量
m油=149.4g-125.4g=24g
煤油的密度
（3）①[7]用等效替代法得到少加水体积等于土豆的体积：少加水的质量为
m=m0+m1-m2
土豆的体积为
土豆的密度
②[8]由于m1
（1） 连接电路时，开关应________； 图甲是小江连接好的实物图，检查后发现电路有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并补上一条正确的导线（导线不得交叉）；______
（2） 改正错误后，用开关试触发现电流表几乎不偏转，电压表指针出现满偏情况，则故障可能是_______；
A. 小灯泡短路 B. 小灯泡断路 C. 滑动变阻器短路 D. 滑动变阻器断路
（3） 排除故障后，将滑片移到最大阻值，闭合开关，电压表示数为1.5V，电流表示数为0.15A，则电源电压为________V； 移动滑动变阻器的滑片，电压表示数如图乙所示，为使小灯泡正常发光，应向________端（选填“左”或“右”） 移动滑片；
（4） 根据实验数据，小江绘成了如图 丙的 I-U图象，则小灯泡的额定功率为______W；现加在灯泡两端的电压为2V，则灯泡的实际功率 P实____0.32W（选填“>”“<”或“=”）；
（5） 测完小灯泡的电功率后，小江还想继续探究电流与电阻的关系，不改变电路元件及电路连接， 只将小灯泡换为 10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的五个定值电阻； 调节滑动变阻器，使电压表示数为2V不变，在保证电路各元件安全的情况下，要想完成五次实验，小江需换用的滑动变阻器最大阻值不小于________Ω。
【答案】 ①. 断开 ②. ③. B ④. 6 ⑤. 左 ⑥. 0.5 ⑦. 大于 ⑧. 60
【解析】
【详解】（1）[1]连接电路时，为了避免连接错误造成仪器的损坏，应该将开关断开。
[2]由图可知，电压表与灯泡和滑动变阻器并联，电压表应只与灯泡并联，所以将滑动变阻器右下接线柱改接到灯泡的右接线柱，如图所示：
（2）[3]用开关试触发现电流表几乎不偏转，说明电路可能断路；电压表指针出现满偏情况，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，即故障可能是小灯泡断路。
故选B。
（3）[4]排除故障后，将滑片移到最大阻值，闭合开关，电压表示数为1.5V，电流表示数为0.15A，此时滑动变阻器两端电压为
U滑=I'R=0.15A×30Ω=4.5V
则电源电压为
U=U滑+U'=4.5V+1.5V=6V
[5]移动滑动变阻器的滑片，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.02A，其示数为2V，小于灯泡额定电压2.5V，为使小灯泡正常发光，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，故应向左端移动滑片。
（4）[6]由丙图可知，当灯泡两端的电压为2.5V时，通过的电流为0.2A，则灯泡的额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
[7]当电阻不变时，由可知，灯泡在额定电压下工作时的电阻为
电压变为2.5V时，功率变为
但是灯泡的电阻随电压的减小而减小，所以加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的实际功率大于0.32W。
（5）[8]实验中使用的定值电阻阻值最大为30Ω，定值电阻两端的电压始终保持Uv=2V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压
U滑1=U-Uv=6V-2V =4V
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入30Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为
R=2×30Ω=60Ω
即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于60Ω。
四、论述计算题（本题共3个小题，第18小题6分，第19小题8分，第20小题8分，共22分。）
20. 如图所示，电源电压不变，定值电阻R1阻值为10Ω，定值电阻R2阻值为15Ω。当开关S闭合后，电流表示数为0.3A。求：
（1）R1两端的电压；
（2）电流在100s内通过R2做的电功。
【答案】（1）3V；（2）60J
【解析】
【详解】解：（1）由图可知，开关S闭合后，两电阻并联，电流表测R1所在支路的电流，R1两端的电压
U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
（2）根据并联电路的电压特点可知，R2两端的电压
U2=U1=3V
则在100s时间内，电流通过R2做的电功
答：（1）R1两端电压为3V；
（2）电流在100s内通过R2做的电功为60J。
21. 某兴趣小组设计了一种智能化的电热水器，如图所示，它主要由工作电路和控制电路（U2为2V）两部分组成，U1、U2恒定不变，其中 R1与R2均为电加热丝，工作电路可以在保温和加热两挡之间切换，当磁控开关L线圈中的电流等于或大于 20mA时，磁控开关L的簧片吸合（簧片与线圈不接触，且电阻都不计），当线圈中的电流小于 20mA时簧片断开，光敏电阻R 随光照强度E（表示光照射强弱的物理量，单位是坎德拉，符号cd）变化的关系如下表所示，当开关S闭合时，求：
（1） 当光强E达到1cd时，R0为多少时，磁控开关的簧片恰好吸合；
（2）用加热挡将6kg的水由25℃加热至 45℃时，水需要吸收的热量； (c水=4.2×103J/(kg·℃))
（3） 当R1与R2的比值为3︰2时，工作电路在加热和保温两种状态时。R1的功率之比。
【答案】（1）82Ω；（2）5.04×105J；（3）25︰9
【解析】
【详解】解：（1）由表格数据可知，当光强E达到1cd时，光敏电阻R的阻值R=18Ω，由可知，磁控开关的簧片恰好吸合时控制电路的总电阻
根据串联电路的电阻特点可知，此时R0的阻值
R0=R总-R=100Ω-18Ω=82Ω
（2）水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×6kg×(45℃-25℃)=5.04×105J
（3）假设R1的阻值为R'，则R2的阻值为，由图可知，磁控开关L的簧片断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时工作电路的总电阻最大，由可知，工作电路的总功率最小，工作电路处于保温挡；工作电路中磁控开关L的簧片吸合时，只有R1工作，工作电路总的电阻最小，总功率最大，工作电路处于加热挡；工作电路处于加热挡时，电路中的电流
工作电路处于保温挡时，电路中的电流
工作电路在加热状态时R1的功率
工作电流在保温状态时R1功率
则工作电路在加热和保温两种状态时R1的功率之比
答：（1） 当光强E达到1cd时，R0为82Ω时，磁控开关的簧片恰好吸合；
（2）水需要吸收的热量为5.04×105J；
（3） R1的功率之比为25︰9。
22. 如图甲，体积为1000cm3的实心均匀正方体A，自由放置在底面积为：200cm3、高为16cm的薄壁柱形容器中，容器重力为10N；底面积为：50cm2、高为10cm的长方体B通过一轻质不可伸长细线悬挂于天花板上，细线的拉力为10N，A与B相距7cm，现往容器中注入某种液体，当液体深度为12cm时，细线拉力变化了2N，如图乙，此时液体对容器底的压强为1500Pa。求:
（1）液体的密度；
（2）从甲图到乙图，容器对桌面的压力增量；
（3）若轻轻剪断乙图中的细线，待 A、B静止后，容器对桌面的压强。
【答案】（1）1.25×103kg/m3；（2）25.75N；（3）2400Pa
【解析】
【详解】解：（1）液体深度为12cm时，液体对容器底的压强为1500Pa，由p=ρgh可得液体的密度为
（2）由题意知物体B的重力
GB=F拉=10N
当液体深度为12cm时，细线拉力变化了2N，变成了
10N-2N=8N
由此可知物体A对物体B的支持力为2N，所以B对A的压力也为2N，即F压=2N，已知A与B相距为H=7cm，当从甲图到乙图物体A升高H后，物体A被液体浸没的深度
h浸=h-H=12cm-7cm=5cm
物体A是体积为1000cm3的实心均匀正方体，故其边长为10cm，所以物体A在乙中排开液体的体积为
所以物体A受到的浮力
F浮=ρ液gV排=1.25×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=6.25N
根据物体A受力平衡可知A的重力
GA=F浮-F压=6.25N-2N=4.25N
乙容器中液体的体积
V液=V总-V浸=S容h-V浸=200cm2×12cm-500cm3=1900cm3=1.9×10-3m3
乙容器中液体的质量
m液=ρ液V液=1.25×103kg/m3×1.9×10-3m3=2.375kg
乙中液体的重力
G液=m液g=2.375kg×10N/kg=23.75N
从甲图到乙图，容器对桌面的压力的增加值等于液体的重力与B对A的压力之和，即
ΔF=G液+F压=23.75N+2N=25.75N
（3）乙图中剪断绳后，以AB两物体为整体，其整体的质量
整体体积为
VAB=VA+VB=1000cm3+50cm2×10cm=1500cm3=1.5×10-3m3
整体的密度为
因为其整体的密度小于液体的密度，故该整体在液体中处于漂浮状态，整体排开液体的体积
容器的容积为
V容=S容h容=200cm2×16cm=3200cm3
液体体积和AB整体排开液体体积之和
V总=V液+VAB排=1900cm3+1140cm3=3040cm3
小于容器的容积，故没有液体溢出。容器对桌面的压力等于容器重力、液体的重力、物块A的重力、物块B的重力之和，容器对桌面的压力
F=G容+G液+GA+GB=10N+23.75N+4.25N+10N=48N
所以容器对桌面的压强
答：（1）液体的密度为1.25×103kg/m3；
（2）从甲图到乙图，容器对桌面的压力增量为25.75N；
（3）若轻轻剪断乙图中的细线，待A、B静止后，容器对桌面的压强为2400Pa。光照强度 E/cd
1
2
3
4
5
光敏电阻 R/Ω
18
9
6
4.5
3
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