2024年重庆市潼南区中考物理二模试卷附解析

这是一份2024年重庆市潼南区中考物理二模试卷附解析，共35页。试卷主要包含了选择题，填空作图题，实验与探究题，论述计算题等内容，欢迎下载使用。

1．（3分）物理源于生活，下列说法最符合生活实际的是（ ）
A．人体安全电压是36V
B．我们教室的长度约为3米
C．一个鸡蛋的质量的为500g
D．家用空调正常工作1小时耗电约为1kW•h
2．（3分）五千年的华夏文明，创造了无数的诗歌辞赋，我们在欣赏这些诗歌辞赋时，不仅要挖掘其思想内涵，还可以探究其中所描述的自然现象与物理规律，下面是某位同学对部分诗句中蕴涵的物理知识的理解。其中不正确的是（ ）
A．“蜡炬成灰泪始干”——蜡烛在熔化过程中吸收热量
B．“千里冰封，万里雪飘”——冰是水凝固形成的
C．“墙内开花墙外香”——闻到花香，说明了分子永不停息做无规则运动
D．“露似真珠月似弓”——露是水蒸气汽化形成的，汽化时水的内能会减小
3．（3分）如图所示，巴渝大地时尚先进的现代建筑、瑰丽迷人的自然风光、底蕴深厚的古镇老街中与光知识相关表述正确的是（ ）
A．甲：朝天门来福士广场夜晚的光柱是光的折射形成的
B．乙：乌江画廊的风景在水里的倒影是光的直线传播形成的
C．丙：游客所看见的磁器口悬挂的红灯笼是平面镜所成的像
D．丁：江津中山古镇的游客看到水面下的石块比实际位置要浅
4．（3分）关于如图所示的电和磁知识，下列描述错误的是（ ）
A．甲图中的现象说明电动机是利用了通电导体在磁场中受到力的作用来工作的
B．乙图中有金属外壳的家用电器，外壳不接地会有安全隐患
C．丙图中快速拨动扇叶时小灯泡会发光，这是电磁感应现象
D．丁图中梳头后的塑料梳子能吸引小纸屑是因为梳子具有磁性
5．（3分）如图所示，重庆长江索道有“空中走廊”之美誉。索道除了加、减速阶段外，都处于匀速直线运动状态，方便乘客观赏两岸的风景。下列说法正确的是（ ）
A．在加速阶段，轿厢里的乘客受到的惯性逐渐变大
B．钢索对轿厢的拉力与轿厢对钢索的拉力是一对相互作用力
C．以两岸的建筑为参照物，轿厢里的乘客是静止的
D．如果正在运动的索道不受外力作用，将立即停止运动
6．（3分）如图甲所示是健身蹦床，原理图如图乙所示。电源电压不变，R1为定值电阻，压力传感器R的阻值随压力增加而减小。在运动者从与蹦床接触至下落到最低点过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．电流表A的示数逐渐变小，电压表V的示数逐渐变大
B．R1消耗的功率逐渐变大，整个电路消耗的功率逐渐变大
C．电压表V与电流表A示数的比值逐渐变小
D．电压表V示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值逐渐变大
7．（3分）如图甲所示是一台汽车起重机的示意图，升降重物所使用的滑轮组如图乙所示，滑轮组上钢丝绳的收放是由电动卷扬机来完成并提供拉力F。某次起重作业中，起重机将边长为2m、质量为2000kg的正方体货箱由地面起吊到3m的高度，若钢丝绳匀速移动的速度为0.6m/s，钢丝绳的受到的拉力F为8000N，以下说法不正确的是（ ）
A．该滑轮组中动滑轮的重为4000N
B．通过滑轮组做的有用功的功率为4000W
C．起重机起吊货箱时滑轮组的机械效率为83.3%
D．货箱自由放置在水平地面上时对地面的压强是5000Pa
8．（3分）如图甲所示，一个柱形容器放在水平桌面上，容器中立放着一个底面积为100cm2，高为15cm，质量为0.9kg均匀实心长方体木块A，A的底部与容器底用一根10cm长细绳连在一起，现慢慢向容器中加水，当加入1.8kg的水时，木块A对容器底部的压力刚好为0，如图乙所示。往容器里继续加水，直到细绳刚刚被拉断立即停止加水，如图丙所示。细绳刚刚被拉断和拉断细绳后A静止时，水对容器压强变化了100Pa。下列说法正确的是（ ）
A．物体A的密度为0.9g/cm3
B．容器的底面积为200cm2
C．绳子刚断时A受到的浮力为15N
D．绳子断后A静止后水对容器底的压力为63N
二、填空作图题（本题共7个小题，第14、15题作图每题1分，其余每空1分，共12分。）
9．（2分）英国物理学家 总结了前人的研究成果，概括出一条重要的物理定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止或匀速直线运动状态。意大利科学家 第一个测出了大气压强。
10．（2分）2022年3月23日，中国空间站进行了第二次太空授课，如图，王亚平将冰墩墩用手指轻轻一推，冰墩墩慢慢飘向一两米外的叶光富，在两人之间来回运动。以运动的冰墩墩为参照物，王亚平是 （选填“运动”或“静止”）的。同学们能通过声音来分辨是哪位航天员在说话，是因为不同航天员声音的 （选填“音色”、“音调”、“响度”）不同。
11．（2分）教室外刮风的时候，窗帘总是向外飘去，这是因为窗外空气流速增大，压强 ；去瓦屋山玩雪乘缆车时会感觉耳朵“堵住了”，这是由于缆车上山过程中外界大气压会 。（两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）
12．（2分）055型驱逐舰是我国正在研发的新一代万吨级大型驱逐舰（如图所示），该舰具有防空、反潜、反舰、对陆攻击等综合作战能力。该舰满载排水量为1.2万吨，则在海面上满载时所受浮力为 N；当它以40km/h的速度匀速航行时受到的阻力为1.0×106N，则航行1km的过程中动力做的功是 J。（）
13．（2分）如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右滑至灯正常发光的位置，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示，图中A、B点的电功率之比为PA：PB＝1：9，则电源电压为 V，在此过程中灯的功率变化量为 W。
14．（1分）如图所示，物体所受重力是10N，对它施加一个水平向左的30N的压力将它压在竖直墙面上处于静止，画出此时它受到的摩擦力的示意图，并标出其大小。
（1分）请按要求完成下列作图：用笔画线代替导线，正确连接家庭电路。
三、实验与探究题（本题共3个小题，16小题6分，17小题8分，18小题8分，共22分。）
16．（3分）如图甲所示，为某实验小组进行的“某物质的凝固特点”的实验图像。
①根据图像可知该物质为 （选填“晶体”或“非晶体”）；
②第15min时该物质处于 （选填“固态”、“液态”或“固液共存态”）；
③若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中（如图乙所示），则试管内冰的质量将 （选填“增多”、“减小”或“不变”），不考虑与空气的热传递。
17．（3分）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为10cm：
（1）如图甲，光屏上呈现清晰的像，生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）利用了该成像原理工作；
（2）如图乙，保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至16cm刻度线处，移动光屏， （选填“能”或“不能”）在光屏上出现蜡烛的像，而人眼在图中A处应向 （选填“左”或“右”）看才能观察到烛焰的像。
18．（8分）某中学两支物理小组的同学，在实验室中验证阿基米德原理。
（1）方案一，小刚用石块按如图甲实验步骤依次进行实验。由甲图可知，石块浸没在水中受到的浮力F浮＝ N，排开水的重力G排＝ N，发现F浮≠G排，造成这种结果的原因不可能是 。
A、整个实验过程中，弹簧测力计都没有校零
B、最初溢水杯中的水未装至溢水口
C、步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯底部
（2）方案二，如图乙，小明将装满水的溢水杯放在升降台C上，用升降台来调节溢水杯的高度。当小明逐渐调高升降台，发现随着重物浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计A的示数 （选填“增大”、“减小”或“不变”），且弹簧测力计A的示数变化量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）B的示数变化量，从而证明了F浮＝G排。
（3）为了多次实验得到普遍规律，方案 （选填“一”或“二”）的操作更加简便。
然后小明利用阿基米德原理测量某实心金属块的密度，实验步骤如下：
①让小空桶漂浮在盛满水的溢水杯中，如图甲；
②将金属块浸没在水中，测得溢出水的体积为18mL，如图乙；
③将烧杯中18mL水倒掉，从水中取出金属块，如图丙；
④将金属块放入小空桶，小空桶仍漂浮在水面，测得此时溢出水的体积为36mL，如图丁。
请回答下列问题：
①被测金属块的密度是 kg/m3。
②在实验步骤③和④中，将沾有水的金属块放入小空桶，测出的金属块密度将 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
19．（8分）学校实验室购买了一批小灯泡，额定电流为0.5A，小君利用其中一只小灯泡做“测量小灯泡电功率”的实验，如图甲连接好各元件，其中电源电压U＝3V恒定不变且滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
（1）如图甲所示，闭合开关，发现电压表的指针刚好满偏，电流表没有示数，仔细检查后，发现电路连接错误，请你在图中错误的导线上画“×”，并补上一条正确的导线。
（2）纠正错误后，闭合开关发现电压表示数为零，电流表有示数，则电路中存在的故障可能是 。
A．电流表内部断路了
B．灯泡的灯丝断了
C．灯座内部出现了短路
D．滑动变阻器的电阻线断了
（3）移动滑片，当滑片位于某一位置时，电流表示数为0.2A，为使小灯泡正常发光，应该将滑片向 调节（选填“左”或“右”）。当小灯泡正常发光时，电压表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W，此时滑动变阻器接入电路中的阻值为 Ω。
（4）利用该套实验装置 （选填“能”或“不能”）完成“探究通过导体的电流与导体两端的电压关系”实验。
（5）实验中小君随意抽取了4组电流表和电压表的示数，如表。实验过程中滑动变阻器消耗的最大功率为 W。
（6）测完小灯泡功率后，小君想继续探究电流与电阻的关系，他将电源电压改为6V且不变，把电流表的量程调整为0～3A，将图甲中的小灯泡依次逐个换为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的四个定值电阻，使定值电阻两端的电压一直为U0不变。要让所选电阻接入电路并顺利完成实验，并保证电路安全，则小君设定的电压值U0的取值范围是 。
四、论述计算题（本题共3个小题，19小题6分，20小题8分，21小题8分，共22分，解题应写出必要的文字说明、步骤和公式，只写出最后结果的不能给分。）
20．（6分）如图所示，定值电阻R的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 6W”字样，闭合开关S后，灯泡正常发光。求：
（1）灯泡正常发光时通过的电流是多少；
（2）定值电阻R通电1min产生的热量是多少。
21．（8分）冬天泡脚是人们比较喜欢的一种养生方式，如图为一款泡脚桶工作电路的原理图。泡脚桶的水箱容积为10L，它有保温、中温、高温三个挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”、“3和4”接线柱。正常工作时，保温挡功率为高温挡功率的，R1为121Ω，R2为60.5Ω。[忽略温度对电阻的影响，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求：
（1）泡脚桶高温挡的功率；
（2）该泡脚桶装满水后处于高温挡正常工作时，将水从20℃加热到40℃需要的加热时间，不考虑热量损失；
（3）电阻R3的阻值。
22．（8分）借浮力起重，是我国古代的一个创造。如图甲所示为某一次起重涉及的物理原理简化示意图。有一个内底面积为3m2的圆柱形容器A（容器A足够高）放在水平地面上，其内放置一个质量为500kg的重物C，C的高度为0.1m（C未与容器底紧密接触）。重物C上表面中央用轻细线连接一个不计厚度的圆柱形容器B，容器B和重物C的底面积相等。容器B底面积为1m2、质量为500kg，内装有5000kg的水。A容器底部放置一个上表面积为20cm2、涂有绝缘漆的力敏电阻Rx（不计Rx的厚度），Rx所在电路如图乙所示，电源电压为6V，R0＝15Ω。力敏电阻阻值随其所受水的压力变化如表所示，将容器B中的水往外抽到容器A中，电流表的示数随抽取水质量m变化如图丙所示。求：
（1）当力敏电阻受到水的压力为5N时，电流表示数为多少A；
（2）未抽取水时，重物C对容器A底部的压强；
（3）乙图电路的最大总功率。
2024年重庆市潼南区中考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本题共8个小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共24分）
1．（3分）物理源于生活，下列说法最符合生活实际的是（ ）
A．人体安全电压是36V
B．我们教室的长度约为3米
C．一个鸡蛋的质量的为500g
D．家用空调正常工作1小时耗电约为1kW•h
【答案】D
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
【解答】解：A、人体安全电压不高于36V，故A错误；
B、我们教室的长度约为10米，故B错误；
C、一个鸡蛋的质量约为50g，故C错误；
D、家用空调正常工作1小时耗电W＝Pt＝1kW×1h＝1kW•h，故D正确。
故选：D。
2．（3分）五千年的华夏文明，创造了无数的诗歌辞赋，我们在欣赏这些诗歌辞赋时，不仅要挖掘其思想内涵，还可以探究其中所描述的自然现象与物理规律，下面是某位同学对部分诗句中蕴涵的物理知识的理解。其中不正确的是（ ）
A．“蜡炬成灰泪始干”——蜡烛在熔化过程中吸收热量
B．“千里冰封，万里雪飘”——冰是水凝固形成的
C．“墙内开花墙外香”——闻到花香，说明了分子永不停息做无规则运动
D．“露似真珠月似弓”——露是水蒸气汽化形成的，汽化时水的内能会减小
【答案】D
【分析】（1）物质由气态直接变为固态叫凝华，物质由固态直接变为气态叫升华；由气态变为液态叫液化，由液态变为气态叫汽化；由固态变为液态叫熔化，由液态变为固态叫凝固；六种物态变化过程中，都伴随着吸热或放热；其中放出热量的物态变化有：凝固、液化、凝华；吸热的有：熔化、汽化、升华；
（2）一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
【解答】解：A、蜡炬成灰泪始干﹣﹣蜡烛在熔化过程中需要吸热，故A正确；
B、千里冰封﹣﹣冰是凝固形成的，形成过程中需要放出热量，故B正确；
C、墙内开花墙外香﹣﹣说明一切物质的分子都在不停地做无规则运动，故C正确；
D、露似真珠月似弓﹣﹣露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的，形成过程中需要放出热量，内能减小，故D错误。
故选：D。
3．（3分）如图所示，巴渝大地时尚先进的现代建筑、瑰丽迷人的自然风光、底蕴深厚的古镇老街中与光知识相关表述正确的是（ ）
A．甲：朝天门来福士广场夜晚的光柱是光的折射形成的
B．乙：乌江画廊的风景在水里的倒影是光的直线传播形成的
C．丙：游客所看见的磁器口悬挂的红灯笼是平面镜所成的像
D．丁：江津中山古镇的游客看到水面下的石块比实际位置要浅
【答案】D
【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，如小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等；
（2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；
（3）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
【解答】解：
A、朝天门来福士广场夜晚的光柱是由光的直线传播形成的，故A错误；
B、乌江画廊的风景在水里的倒影，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B错误；
C、游客所看见的磁器口悬挂的红灯笼，是由于灯笼反射的光射沿直线射入人的眼睛，不是平面镜成像，故C错误；
D、由于光从水中斜射入空气中时发生折射，折射光线偏离法线，折射角大于入射角，所以江津中山古镇的游客看到水面下的石块比实际位置要浅，故D正确。
故选：D。
4．（3分）关于如图所示的电和磁知识，下列描述错误的是（ ）
A．甲图中的现象说明电动机是利用了通电导体在磁场中受到力的作用来工作的
B．乙图中有金属外壳的家用电器，外壳不接地会有安全隐患
C．丙图中快速拨动扇叶时小灯泡会发光，这是电磁感应现象
D．丁图中梳头后的塑料梳子能吸引小纸屑是因为梳子具有磁性
【答案】D
【分析】（1）电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力转动；
（2）有金属外壳的家用电器外壳要接地，以防漏电时发生触电事故；
（3）闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时就能产生感应电流，这是电磁感应现象，发电机就是根据电磁感应的原理制成的；
（4）两种不同物质组成的物体相互摩擦后，物体能吸引轻小物体的现象是摩擦起电。
【解答】解：
A、电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的，故A正确；
B、有金属外壳的家用电器，若外壳不接地，漏电时会发生触电事故，会有安全隐患，故B正确；
C、用手快速拨动风扇叶片，线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生了感应电流，这是电磁感应现象，故C正确；
D、塑料梳子和头发摩擦，塑料梳子因摩擦而带电，所以塑料梳子能吸引小纸屑，故D错误。
故选：D。
5．（3分）如图所示，重庆长江索道有“空中走廊”之美誉。索道除了加、减速阶段外，都处于匀速直线运动状态，方便乘客观赏两岸的风景。下列说法正确的是（ ）
A．在加速阶段，轿厢里的乘客受到的惯性逐渐变大
B．钢索对轿厢的拉力与轿厢对钢索的拉力是一对相互作用力
C．以两岸的建筑为参照物，轿厢里的乘客是静止的
D．如果正在运动的索道不受外力作用，将立即停止运动
【答案】B
【分析】（1）物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性，惯性大小只与物体的质量有关；
（2）相互作用力的特点：作用在两个物体上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上；
（3）被研究的物体与所选的参照物之间的相对位置是否发生了改变，如果发生改变，则物体是运动的；如果未发生变化，则物体是静止的；
（4）一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解：A、惯性大小只与质量有关，与速度无关，在加速阶段，轿厢里乘客的质量不变，所以乘客的惯性不变，故A错误；
B、钢索对轿厢的拉力与轿厢对钢索的拉力作用在两个物体上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是一对相互作用力，故B正确；
C、轿厢在运动过程中，轿厢里的乘客与两岸的建筑的位置不断发生变化，以两岸的建筑为参照物，轿厢里的乘客是运动的，故C错误；
D、如如果正在运动的索道不受外力作用，索道将会保持原来运动状态不变，做匀速直线运动，故D错误。
故选：B。
6．（3分）如图甲所示是健身蹦床，原理图如图乙所示。电源电压不变，R1为定值电阻，压力传感器R的阻值随压力增加而减小。在运动者从与蹦床接触至下落到最低点过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．电流表A的示数逐渐变小，电压表V的示数逐渐变大
B．R1消耗的功率逐渐变大，整个电路消耗的功率逐渐变大
C．电压表V与电流表A示数的比值逐渐变小
D．电压表V示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值逐渐变大
【答案】B
【分析】由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量R1两端的电压；根据压力的变化判定压敏电阻阻值的变化，根据欧姆定律分析电路中电流和电压表示数的变化；根据P＝UI＝I2R判定R1和电路消耗的功率；根据欧姆定律分析电压表V与电流表A示数的比值的变化以及电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的变化。
【解答】解：由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量R1两端的电压；
A、在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中，蹦床受到的压力增大，压敏电阻的阻值减小，总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大；
根据U＝IR可知，R1两端的电压变大，即电压表V示数变大，故A错误；
B、电路中的电流变大，R1的电阻不变，根据P＝UI＝I2R知：R1消耗的功率逐渐变大；
电源电压不变，电路中的电流变大，根据P＝UI可知，电路消耗的总功率P逐渐变大，故B正确。
CD、根据R＝可知，电压表V与电流表A示数的比值以及电压表V示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值均等于R1的阻值，保持不变，故CD错误。
故选：B。
7．（3分）如图甲所示是一台汽车起重机的示意图，升降重物所使用的滑轮组如图乙所示，滑轮组上钢丝绳的收放是由电动卷扬机来完成并提供拉力F。某次起重作业中，起重机将边长为2m、质量为2000kg的正方体货箱由地面起吊到3m的高度，若钢丝绳匀速移动的速度为0.6m/s，钢丝绳的受到的拉力F为8000N，以下说法不正确的是（ ）
A．该滑轮组中动滑轮的重为4000N
B．通过滑轮组做的有用功的功率为4000W
C．起重机起吊货箱时滑轮组的机械效率为83.3%
D．货箱自由放置在水平地面上时对地面的压强是5000Pa
【答案】A
【分析】A、根据G＝mg得出货箱的重力，从图中可知，n＝3，根据F＝（G+G动）可知动滑轮的重；
B、根据s＝nh得出钢丝绳移动的距离，根据t＝得出绳子自由端移动的时间，进而得出货箱运动的时间；
根据W有用＝Gh得出通过滑轮组做的有用功，根据P＝得出通过滑轮组做的有用功的功率；
C、根据W总＝Fs得出滑轮组做的总功，根据η＝得出起重机起吊货箱时滑轮组的机械效率；
D、根据F＝G得出货箱自由放置在水平地面上时对地面的压力，再得出货箱与地面的接触面积，根据p＝得出货箱自由放置在水平地面上时对地面的压强。
【解答】解：A、货箱的重力G＝mg＝2000kg×10N/kg＝20000N，
从图中可知，n＝3，若不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮的重G动＝nF﹣G＝3×8000N﹣20000N＝4000N，但题中没有说明不计绳重和摩擦，故动滑轮的重小于4000N，故A错误；
B、钢丝绳移动的距离s＝nh＝3×3m＝9m，
货箱运动的时间t＝＝＝15s，
通过滑轮组做的有用功W有用＝Gh＝20000N×3m＝60000J，
通过滑轮组做的有用功的功率P＝＝＝4000W，故B正确；
C、滑轮组做的总功W总＝Fs＝8000N×9m＝72000J，
起重机起吊货箱时滑轮组的机械效率η＝＝×100%≈83.3%，故C正确；
D、货箱自由放置在水平地面上时对地面的压力F＝G＝20000N，
货箱与地面的接触面积S＝2m×2m＝4m2，
货箱自由放置在水平地面上时对地面的压强p＝＝＝5000Pa，故D正确。
故选：A。
8．（3分）如图甲所示，一个柱形容器放在水平桌面上，容器中立放着一个底面积为100cm2，高为15cm，质量为0.9kg均匀实心长方体木块A，A的底部与容器底用一根10cm长细绳连在一起，现慢慢向容器中加水，当加入1.8kg的水时，木块A对容器底部的压力刚好为0，如图乙所示。往容器里继续加水，直到细绳刚刚被拉断立即停止加水，如图丙所示。细绳刚刚被拉断和拉断细绳后A静止时，水对容器压强变化了100Pa。下列说法正确的是（ ）
A．物体A的密度为0.9g/cm3
B．容器的底面积为200cm2
C．绳子刚断时A受到的浮力为15N
D．绳子断后A静止后水对容器底的压力为63N
【答案】D
【分析】（1）根据V＝Sh求出物体A的体积，利用ρ＝求出物体A的密度；
（2）当加入1.8kg的水时，木块A对容器底部的压力刚好为0，此时木块恰好漂浮，根据物体浮沉条件和阿基米德原理求出木块排开水的体积，根据V＝Sh求出容器内水的深度，根据ρ＝求出容器内加入水的体积，利用V水＝（S容﹣SA）h水求出容器的底面积；
（3）细绳拉断前、后木块静止时，根据p＝ρgh求出容器内水深度的变化量，根据ΔV排＝S容Δh求出木块排开水体积的减少量，然后求出剪断细绳前木块排开水的体积，根据阿基米德原理求出木块受到的浮力；
（4）根据V＝Sh求出细绳拉断前木块浸入水中的深度，然后根据绳长和水的变化求出容器内水的深度，利用p＝ρgh求出容器底部受到水的压强，再结合p＝求出绳子断后A静止后水对容器底的压力。
【解答】解：A、木块A的体积：VA＝SAhA＝100cm2×15cm＝1500cm3，
物体A的密度：ρA＝＝＝0.6g/cm3，故A错误；
B、当加入1.8kg的水时，木块A对容器底部的压力刚好为0，此时木块恰好漂浮；
因木块受到的浮力和自身的重力相等，所以，由阿基米德原理可得：F浮＝GA，即：mAg＝ρ水gV排，
则木块排开水的体积：V排＝＝＝900cm3，
容器内水的深度：h水＝＝＝9cm，
容器内加入水的体积：V水＝＝＝1.8×10﹣3m3＝1800cm3，
由V水＝（S容﹣SA）h水可得，容器的底面积：
S容＝+SA＝+100cm2＝300cm2，故B错误；
C、细绳拉断前、后木块静止时，由p＝ρgh可得，容器内水深度的变化量：
Δh＝＝＝0.01m＝1cm，
木块排开水体积的减少量：ΔV排＝S容Δh＝300cm2×1cm＝300cm3，
则剪断细绳前木块排开水的体积：V排′＝V排+ΔV排＝900cm3+300cm3＝1200cm3＝1.2×10﹣3m3，
木块受到的浮力：F浮′＝ρ水gV排′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10﹣3m3＝12N，故C错误；
D、细绳拉断前木块浸入水中的深度：h水′＝＝＝12cm，
最后容器中水的深度：h′＝L+h水′﹣Δh＝10cm+12cm﹣1cm＝21cm＝0.21m，
底部受到的压强：p＝ρ水gh′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.21m＝2.1×103Pa，
由p＝可得水对容器底的压力为：
F容＝pS容＝2.1×103Pa×300×10﹣4m2＝63N。故D正确。
故选：D。
二、填空作图题（本题共7个小题，第14、15题作图每题1分，其余每空1分，共12分。）
9．（2分）英国物理学家 牛顿 总结了前人的研究成果，概括出一条重要的物理定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止或匀速直线运动状态。意大利科学家 托里拆利 第一个测出了大气压强。
【答案】牛顿；托里拆利
【分析】根据物理常识、科学家或物理学家的贡献进行解答即可。
【解答】解：物理学史上，英国物理学家牛顿总结了笛卡尔、伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止或匀速直线运动状态。意大利科学家托里拆利第一个测出了大气压强。
故答案为：牛顿；托里拆利
10．（2分）2022年3月23日，中国空间站进行了第二次太空授课，如图，王亚平将冰墩墩用手指轻轻一推，冰墩墩慢慢飘向一两米外的叶光富，在两人之间来回运动。以运动的冰墩墩为参照物，王亚平是 运动 （选填“运动”或“静止”）的。同学们能通过声音来分辨是哪位航天员在说话，是因为不同航天员声音的 音色 （选填“音色”、“音调”、“响度”）不同。
【答案】运动；音色。
【分析】（1）研究对象的运动情况是怎样的，就看它与参照物的相对位置是否变化；
（2）音色反映了声音的品质和特色，不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。
【解答】解：（1）以运动的冰墩墩为参照物，王亚平与冰墩墩之间发生了位置的变化，王亚平是运动的；
（2）同学们能通过声音来分辨是哪位航天员在说话，是因为不同的人声音的音色不同。
故答案为：运动；音色。
11．（2分）教室外刮风的时候，窗帘总是向外飘去，这是因为窗外空气流速增大，压强 减小 ；去瓦屋山玩雪乘缆车时会感觉耳朵“堵住了”，这是由于缆车上山过程中外界大气压会 减小 。（两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）
【答案】减小；减小
【分析】流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大；高度越高，大气压越小。
【解答】解：风沿着窗外的墙顶吹时，窗帘外侧空气流速增大，压强减小，内侧空气流速慢，压强大，窗外空空气的流速大于室内空气的流速，窗外空气的压强小于室内空气的压强，在内外压强差的作用下，窗帘被压向窗户外面；
缆车上山过程中，高度变大，则外界大气压会减小。
故答案为：减小；减小。
12．（2分）055型驱逐舰是我国正在研发的新一代万吨级大型驱逐舰（如图所示），该舰具有防空、反潜、反舰、对陆攻击等综合作战能力。该舰满载排水量为1.2万吨，则在海面上满载时所受浮力为 1.2×108 N；当它以40km/h的速度匀速航行时受到的阻力为1.0×106N，则航行1km的过程中动力做的功是 1.0×109 J。（）
【答案】1.2×108；1.0×109。
【分析】（1）根据阿基米德原理可知，驱逐舰满载时受到的浮力等于其排开水的重力；
（2）匀速航行时，驱逐舰的动力等于阻力，根据功的公式W＝Fs计算。
【解答】解：（1）由题意知，驱逐舰满载时，受到的浮力为：
F浮＝G排＝m排g＝12000×103kg×10N/kg＝1.2×108N。
（2）匀速航行时，驱逐舰的动力等于阻力：
F＝F阻力＝1.0×106N；
W＝Fs＝1.0×106N×1×1000m＝1.0×109J。
故答案为：1.2×108；1.0×109。
13．（2分）如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右滑至灯正常发光的位置，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示，图中A、B点的电功率之比为PA：PB＝1：9，则电源电压为 10 V，在此过程中灯的功率变化量为 4.6 W。
【答案】10；4.6。
【分析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右端向左滑动的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，灯泡两端的电压变大；据此可判断出图乙中①②分别是哪一个电压表的示数随电流表示数变化的图线；
（2）当滑片位于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，根据图乙中②读出灯泡两端的电压，根据此时A、B两点的电功率PA：PB＝1：9，利用P＝UI即可求出滑动变阻器两端的电压，然后求出电源电压；
当滑片位于灯正常发光的位置时，变阻器接入电路中的电阻最小，电路中的电流最大，根据图乙中①读出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出此时灯泡正常工作时两端的电压，利用P＝UI即可求出灯泡正常工作时的功率，即为灯泡的最大功率；滑动变阻器的滑片在最右端时，根据P＝UI得出灯泡的最小功率，进而得出灯的功率变化量。
【解答】解：由电路图知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右端向左滑动的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，灯泡两端的电压变大；
所以图乙中①是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，②是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线；
（2）当滑片位于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，已知①是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，②是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线；则A点是灯泡两端电压，B点是滑动变阻器两端的电压，
根据图乙中②可知：灯泡两端的电压为UA＝1V，已知此时A、B两点的电功率PA：PB＝1：9，
由于串联电路中电流处处相等，则根据P＝UI可知：
UA：UB＝＝＝PA：PB＝1：9，
所以，UB＝9UA＝9×1V＝9V，
则电源电压U＝UA+UB＝1V+9V＝10V；
当滑片位于灯正常发光的位置时，变阻器接入电路中的电阻最小，电路中的电流最大，根据图乙中①可知：滑动变阻器两端的电压U2＝2V，灯泡正常工作的电流为IL＝I最大＝0.6A，
根据串联电路的电压特点可得此时灯泡正常工作时两端的电压UL＝U﹣U2＝10V﹣2V＝8V，
所以灯泡的最大功率P大＝ULIL＝8V×0.6A＝4.8W；
滑动变阻器的滑片在最右端时，灯泡的功率最小，为P小＝UAIA＝1V×0.2A＝0.2W；
灯的功率变化量ΔP＝P大﹣P小＝4.8W﹣0.2W＝4.6W。
故答案为：10；4.6。
14．（1分）如图所示，物体所受重力是10N，对它施加一个水平向左的30N的压力将它压在竖直墙面上处于静止，画出此时它受到的摩擦力的示意图，并标出其大小。
【答案】
【分析】首先对木块进行受力分析，然后根据物体所处的运动状态来判断力的关系，从而判断出摩擦力的大小和方向。然后表示出摩擦力的大小和方向。
【解答】解：木块在竖直方向上，受到重力和摩擦力的作用，由于木块处于静止状态，所以摩擦力与重力是一对平衡力，大小相等，方向相反，即物体受到墙面的摩擦力f＝G＝10N，方向竖直向上；过物体的重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段，大小为10N，如图所示：
15．（1分）请按要求完成下列作图：用笔画线代替导线，正确连接家庭电路。
【答案】
【分析】灯泡的接法：开关控制火线，且火线接入灯泡顶部的金属点，零线接入螺旋套。
【解答】解：为了安全，控制灯泡的开关要接在火线与灯之间，灯泡的螺旋套接在零线上，如图所示：
三、实验与探究题（本题共3个小题，16小题6分，17小题8分，18小题8分，共22分。）
16．（3分）如图甲所示，为某实验小组进行的“某物质的凝固特点”的实验图像。
①根据图像可知该物质为 晶体 （选填“晶体”或“非晶体”）；
②第15min时该物质处于 固液共存态 （选填“固态”、“液态”或“固液共存态”）；
③若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中（如图乙所示），则试管内冰的质量将 增多 （选填“增多”、“减小”或“不变”），不考虑与空气的热传递。
【答案】晶体；固液共存态；增多。
【分析】①晶体有固定的凝固点；
②晶体在凝固过程中为固液共存态；
③熔化需要吸热。
【解答】解：①根据图像可知该物质有固定凝固点，为晶体。
②第15min时该物质处于熔化过程，是固液共存态。
③若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中，试管内冰水混合物的温度为0℃，由图甲得，该物质的温度为﹣2℃，则此时物质会不断吸收热量发生熔化，冰水混合物不断放出热量，冰水混合物中的水不断凝固成冰，则冰的质量将增多。
故答案为：晶体；固液共存态；增多。
17．（3分）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为10cm：
（1）如图甲，光屏上呈现清晰的像，生活中的 投影仪 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）利用了该成像原理工作；
（2）如图乙，保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至16cm刻度线处，移动光屏， 不能 （选填“能”或“不能”）在光屏上出现蜡烛的像，而人眼在图中A处应向 左 （选填“左”或“右”）看才能观察到烛焰的像。
【答案】（1）投影仪；（2）不能；左。
【分析】（1）根据物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间的成像性质进行判断；
（2）u＜f时，凸透镜成正立放大的虚像。
【解答】解：（1）由图甲知，凸透镜的焦距是10cm，烛焰放在10cm刻度线处，凸透镜在25cm刻度线处，物距为15cm，物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像，生活中投影仪利用了这样的成像原理。
（2）保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，此时物距为6cm，小于一倍焦距，凸透镜成正立放大的虚像，光屏上接不到像，只能出现光圈；透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像；虚像与物体同侧，所以应从A处向左观察。
故答案为：（1）投影仪；（2）不能；左。
18．（8分）某中学两支物理小组的同学，在实验室中验证阿基米德原理。
（1）方案一，小刚用石块按如图甲实验步骤依次进行实验。由甲图可知，石块浸没在水中受到的浮力F浮＝ 0.5 N，排开水的重力G排＝ 0.4 N，发现F浮≠G排，造成这种结果的原因不可能是 A 。
A、整个实验过程中，弹簧测力计都没有校零
B、最初溢水杯中的水未装至溢水口
C、步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯底部
（2）方案二，如图乙，小明将装满水的溢水杯放在升降台C上，用升降台来调节溢水杯的高度。当小明逐渐调高升降台，发现随着重物浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计A的示数 减小 （选填“增大”、“减小”或“不变”），且弹簧测力计A的示数变化量 等于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）B的示数变化量，从而证明了F浮＝G排。
（3）为了多次实验得到普遍规律，方案 二 （选填“一”或“二”）的操作更加简便。
然后小明利用阿基米德原理测量某实心金属块的密度，实验步骤如下：
①让小空桶漂浮在盛满水的溢水杯中，如图甲；
②将金属块浸没在水中，测得溢出水的体积为18mL，如图乙；
③将烧杯中18mL水倒掉，从水中取出金属块，如图丙；
④将金属块放入小空桶，小空桶仍漂浮在水面，测得此时溢出水的体积为36mL，如图丁。
请回答下列问题：
①被测金属块的密度是 3×103 kg/m3。
②在实验步骤③和④中，将沾有水的金属块放入小空桶，测出的金属块密度将 不变 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
【答案】（1）0.5；0.4；A；（2）减小；等于；（3）二；①3×103；②不变。
【分析】（1）方案一（1）根据称重法测出小石块受到的浮力；排开水的重力等于排开的水和小桶的重力之和减掉空桶的重力；逐一分析每个选项，确定不符合条件的选项；
（2）方案二：
根据阿基米德原理可知，重物浸入水中的体积越来越大时受到的浮力变大，根据称重法可知弹簧测力计A示数的变化；
此时重物排开水的体积变大即溢出水的体积变大，据此可知弹簧测力计B示数的变化；再根据阿基米德原理判断弹簧秤A的示数变化量和弹簧秤B的示数变化量之间的关系；
（3）比较两个方案确定哪个操作更简便；
①根据图甲和图乙求出金属块排开水的体积，即金属块的体积；根据图丙和图丁求出金属块受到的浮力，再利用物体漂浮条件可得金属块的重力，然后利用G＝mg求出其质量，最后根据ρ＝计算金属块的密度；
②通过分析金属块的体积在测量过程中的变化，根据ρ＝分析在实验步骤③和④中，将沾有水的金属块放入小空桶，对实验结果的影响。
【解答】解：
（一）方案一：
（1）根据F浮＝G﹣F可知，石块浸没在水中受到的浮力F浮＝F1﹣F3＝2N﹣1.5N＝0.5N；
排开水的中力G排＝F4﹣F2＝1.9N﹣1.5N＝0.4N；
F浮＞G排，
A、若弹簧测力计都没有校零，那么四次测量结果都应加上测量前弹簧测力计示数，那么所得浮力与排开水的重力大小应不变，故A不可能；
B、若最初溢水杯中的水未装至溢水口，则石块排开水的只有一部分溢出到桶中，排开水的重力G排减小，B有可能；
C、步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯底部，则导致F3减小，F3减小，F1﹣F3＞F4﹣F2．得出错误结论：F浮≠G排，C有可能；
故不能的是A；
（二）方案二：
（1）重物浸入水中的体积越来越大时，排开液体的体积变大，根据F浮＝ρ液gV排可知，重物受到的浮力变大，
因为F浮＝G﹣F示，所以弹簧测力计A的示数F示＝G﹣F浮变小；
又因为重物浸入水中的体积越来越大时，溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大，所以弹簧测力计B的示数变大；
根据阿基米德原理可知，物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等，所以弹簧测力计A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等；
（3）由上可知，方案二的操作可较方便的完成多次实验，使结论有普遍性。
①在图甲中，小空桶受到的浮力等于其重力：G桶＝F浮1﹣﹣﹣﹣①；
由图乙可知，金属块的体积V金属块＝18mL，在图丁中，小空桶和金属块处于漂浮状态，此时小空桶和金属块的总重等于受到的浮力：
G总＝G桶+G金属块＝F浮2﹣﹣﹣﹣﹣②，
②﹣①得：
G金属块＝F浮2﹣F浮1，
图丁中增加的排开水的体积：
V′＝18mL+36mL＝54mL，由阿基米德原理：
G金属块＝m金属块g＝F浮2﹣F浮1＝ρ水gV排，
故m金属排＝ρ水V排，
故金属块的密度：
ρ金属块＝＝ρ水＝×1.0×103kg/m3＝3×103kg/m3，
②在实验步骤③和④中测得的金属块的体积一定，在实验步骤③和④中，将沾有水的金属块放入小空桶，相当于减少了小空桶排开水的重力，增加了小空桶和金属块排开水的重力，而且其减少量等于增加量，故金属块排开水的体积不变，所受浮力不变，则其重力、质量不变，所以根据ρ＝可知，测出的金属块密度不变。
故答案为：（1）0.5；0.4；A；（2）减小；等于；（3）二；①3×103；②不变。
19．（8分）学校实验室购买了一批小灯泡，额定电流为0.5A，小君利用其中一只小灯泡做“测量小灯泡电功率”的实验，如图甲连接好各元件，其中电源电压U＝3V恒定不变且滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
（1）如图甲所示，闭合开关，发现电压表的指针刚好满偏，电流表没有示数，仔细检查后，发现电路连接错误，请你在图中错误的导线上画“×”，并补上一条正确的导线。
（2）纠正错误后，闭合开关发现电压表示数为零，电流表有示数，则电路中存在的故障可能是 C 。
A．电流表内部断路了
B．灯泡的灯丝断了
C．灯座内部出现了短路
D．滑动变阻器的电阻线断了
（3）移动滑片，当滑片位于某一位置时，电流表示数为0.2A，为使小灯泡正常发光，应该将滑片向 右 调节（选填“左”或“右”）。当小灯泡正常发光时，电压表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 1.05 W，此时滑动变阻器接入电路中的阻值为 1.8 Ω。
（4）利用该套实验装置 不能 （选填“能”或“不能”）完成“探究通过导体的电流与导体两端的电压关系”实验。
（5）实验中小君随意抽取了4组电流表和电压表的示数，如表。实验过程中滑动变阻器消耗的最大功率为 0.6 W。
（6）测完小灯泡功率后，小君想继续探究电流与电阻的关系，他将电源电压改为6V且不变，把电流表的量程调整为0～3A，将图甲中的小灯泡依次逐个换为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的四个定值电阻，使定值电阻两端的电压一直为U0不变。要让所选电阻接入电路并顺利完成实验，并保证电路安全，则小君设定的电压值U0的取值范围是 3.6～5V 。
【答案】（1）见解答图；（2）C；（3）右；1.05；1.8；（4）不能；（5）0.6；（6）3.6～5V。
【分析】（1）根据电路连接和电表的使用分析回答；
（2）纠正错误后，闭合开关发现电流表有示数，说明电路是通路，电压表示数为零，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路；
（3）要使灯泡正常发光，通过灯泡的电流应等于其额定电流，若电流过小，则应减小滑动变阻器的阻值，即向右调节；
根据电压表选用量程确定分度值读数，利用P＝UI可计算出灯泡的额定功率；
根据串联电路电压规律求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器的阻值；
（4）探究通过导体的电流与导体两端的电压关系，应控制导体的电阻不变；
（5）根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，再根据P＝I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率，利用数学知识结合表中数据得出消耗的最大功率；
（6）根据允许的最大电流和最小电阻确定控制电压表的最大电压；当将定值电阻换上较大的电阻时，如果控制的电压表示数较小，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器就要分去更多的电压，由分压原理，滑动变阻器连入电路中的阻值将要求更大，而题中滑动变阻器的最大电阻为20Ω，根据串联电路电压的规律得出滑动变阻器分得的电压，根据分压原理表达式讨论，当用最大电阻30Ω电阻进行实验时，滑动变阻器连入电路中的电阻应最大，由此得出控制电压表的最小电压。
【解答】解：（1）原电路图中，电流表和滑动变阻器串联后与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，在测量小灯泡电功率的实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
；
（2）纠正错误后，闭合开关发现电流表有示数，说明电路是通路，电压表示数为零，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路，即电路中存在的故障可能是灯座内部出现了短路，故选：C；
（3）移动滑片，当滑片位于某一位置时，电流表的示数为0.2A，小于额定电流0.5A，为使小灯泡正常发光，应减小滑动变阻器的阻值，即将滑片向右调节；
当小灯泡正常发光时，电压表的示数如图乙所示，电压表量程0～3V，分度值0.1V，电压表示数为2.1V，则小灯泡的额定功率为：PL＝ULIL＝2.1V×0.5A＝1.05W；
电源电压为3V，此时滑动变阻器两端的电压为U滑＝U﹣UL＝3V﹣2.1V＝0.9V；
根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路中的阻值为：
R滑＝＝＝1.8Ω；
（4）探究通过导体的电流与导体两端的电压关系，应控制导体的电阻不变，而灯丝的电阻随温度的变化而变化，不是一定值，所以利用图甲装置不能完成“探究通过导体的电流与导体两端的电压关系”实验；
（5）由串联电路特点和欧姆定律可知，电路中的电流：I′＝，
滑动变阻器消耗的电功率：P滑＝I′2R滑＝（）2R滑＝，
则当滑动变阻器接入电路的电阻等于小灯泡电阻时，滑动变阻器消耗的电功率最大，由分压原理可知，此时滑动变阻器两端的电压和小灯泡两端的电压相等为1.5V，由表中数据可知，小灯泡两端电压为1.5V时电路中的电流为0.4A，则滑动变阻器消耗的最大功率为：P滑最大＝U滑I滑＝1.5V×0.4A＝0.6W；
（6）电流表选用大量程，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，即电路中最大电流为1A，当电路中电流最大，定值电阻阻值最小时，定值电阻两端电压最大，故定值电阻两端最大电压为：
UV大＝I大R定小＝1A×5Ω＝5V；
研究电流与电阻的关系，要控制电压表示数不变，滑动变阻器与定值电阻串联，设电压表示数为UV'，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：
U滑＝U总﹣UV'＝6V﹣UV'，
根据分压原理有：＝，
即＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
因电压表示数UV'为定值，由①式知，方程左边为一定值，故右边也为一定值，故当定值电阻取最大时，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，由①式得：
＝，
解得电压表的示数：UV'＝3.6V，即为完成实验，电压表的最小电压为3.6V；
故为顺利完成4次实验，小君设定的电压值U0的取值范围是3.6～5V范围内。
故答案为：（1）见解答图；（2）C；（3）右；1.05；1.8；（4）不能；（5）0.6；（6）3.6～5V。
四、论述计算题（本题共3个小题，19小题6分，20小题8分，21小题8分，共22分，解题应写出必要的文字说明、步骤和公式，只写出最后结果的不能给分。）
20．（6分）如图所示，定值电阻R的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 6W”字样，闭合开关S后，灯泡正常发光。求：
（1）灯泡正常发光时通过的电流是多少；
（2）定值电阻R通电1min产生的热量是多少。
【答案】（1）灯泡正常发光时通过的电流是1A；
（2）定值电阻R通电1min产生的热量是216J。
【分析】（1）由题知灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI计算灯泡正常发光时通过的电流；
（2）由并联电路的电压规律知R两端电压，根据Q＝W＝t计算定值电阻R通电1min产生的热量。
【解答】解：（1）由题知灯泡的额定电压6V，额定功率6W，
由P＝UI可得，灯泡正常发光时通过的电流：
I＝＝＝1A；
（2）由图知，R与L并联，闭合开关S后，灯泡正常发光，
即灯泡两端电压等于额定电压6V，
因为并联电路中各支路两端电压相等，所以定值电阻R两端电压UR＝U额＝6V，
通电1min定值电阻R上产生的热量QR＝WR＝t＝×60s＝216J。
答：（1）灯泡正常发光时通过的电流是1A；
（2）定值电阻R通电1min产生的热量是216J。
21．（8分）冬天泡脚是人们比较喜欢的一种养生方式，如图为一款泡脚桶工作电路的原理图。泡脚桶的水箱容积为10L，它有保温、中温、高温三个挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”、“3和4”接线柱。正常工作时，保温挡功率为高温挡功率的，R1为121Ω，R2为60.5Ω。[忽略温度对电阻的影响，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求：
（1）泡脚桶高温挡的功率；
（2）该泡脚桶装满水后处于高温挡正常工作时，将水从20℃加热到40℃需要的加热时间，不考虑热量损失；
（3）电阻R3的阻值。
【答案】（1）泡脚桶高温挡的功率为1200W；
（2）该泡脚桶装满水后处于高温挡正常工作时，将水从20℃加热到40℃需要的加热时间为700s；
（3）电阻R3的阻值为181.5Ω。
【分析】（1）由图可知，当旋钮开关置于“0和1”位置时，电路开路；当旋转开关置于“1和2”时，R2、R3串联；当旋转开关置于“2和3”只有R2工作；当旋转开关置于“3和4”时，R1、R2并联；根据串并联电路的电阻特点和P＝可知泡脚桶各挡位的电路连接；利用P＝求出泡脚桶高温挡的功率；
（2）利用密度公式求出泡脚桶中水的质量，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；不考虑热量损失，消耗的电能等于水吸收的热量；利用P＝求出加热的时间；
（3）根据题意求出保温挡的电功率，利用P＝求出泡脚桶保温挡时电路中的电阻，利用串联电路的电阻特点求出R3的阻值。
【解答】解：（1）当旋钮开关置于“0和1”位置时，电路开路；当旋转开关置于“1和2”时，R2、R3串联；当旋转开关置于“2和3”只有R2工作；当旋转开关置于“3和4”时，R1、R2并联；
根据串并联电路的特点可知，串联电路的总电阻大于任一分电阻，并联电路的总小于任一分电阻；
所以当旋转开关置于“1和2”时，R2、R3串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的电功率最小，泡脚桶处于保温挡；
当旋转开关置于“3和4”时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，电功率最大，泡脚桶处于高温挡；
当旋转开关置于“2和3”只有R2工作，泡脚桶处于中温挡；
泡脚桶高温挡的功率：P高温＝+＝+＝1200W；
（2）水的体积V＝10L＝10dm3＝0.01m3，
由ρ＝可知，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.01m3＝10kg，
水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（40℃﹣20℃）＝8.4×105J，
不考虑热量损失，消耗的电能W＝Q吸＝8.4×105J，
由P＝可知，需要加热的时间：t′＝＝＝700s；
（3）根据题意可知，保温挡的功率：P保温＝P高温＝×1200W＝200W，
由P＝可知，保温挡时电路中的总电阻：R＝＝＝242Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R3的阻值：R3＝R﹣R2＝242Ω﹣60.5Ω＝181.5Ω。
答：（1）泡脚桶高温挡的功率为1200W；
（2）该泡脚桶装满水后处于高温挡正常工作时，将水从20℃加热到40℃需要的加热时间为700s；
（3）电阻R3的阻值为181.5Ω。
22．（8分）借浮力起重，是我国古代的一个创造。如图甲所示为某一次起重涉及的物理原理简化示意图。有一个内底面积为3m2的圆柱形容器A（容器A足够高）放在水平地面上，其内放置一个质量为500kg的重物C，C的高度为0.1m（C未与容器底紧密接触）。重物C上表面中央用轻细线连接一个不计厚度的圆柱形容器B，容器B和重物C的底面积相等。容器B底面积为1m2、质量为500kg，内装有5000kg的水。A容器底部放置一个上表面积为20cm2、涂有绝缘漆的力敏电阻Rx（不计Rx的厚度），Rx所在电路如图乙所示，电源电压为6V，R0＝15Ω。力敏电阻阻值随其所受水的压力变化如表所示，将容器B中的水往外抽到容器A中，电流表的示数随抽取水质量m变化如图丙所示。求：
（1）当力敏电阻受到水的压力为5N时，电流表示数为多少A；
（2）未抽取水时，重物C对容器A底部的压强；
（3）乙图电路的最大总功率。
【答案】（1）当力敏电阻受到水的压力为5N时，电流表示数为0.075A；
（2）未抽取水时，重物C对容器A底部的压强为60000Pa；
（3）乙图电路的最大总功率为1.8W。
【分析】（1）闭合开关，Rx、R0串联，电流表测量电路电流，由表格可知当力敏电阻受到水的压力为5N时力敏电阻的阻值，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算通过电路的电流；
（2）根据重力公式计算重物C和装满水的B的总重力，未抽取水时，重物C对容器A底部的压力等于重物C和装满水的B的总重力，根据p＝重物C对容器A底部的压强；
（3）从图中可知，当B容器中的水全部抽完时，电流表的示数为I0，此时通过电路的电流最大且不再变化，根据密度公式得出此时A容器内水的体积V，且此时B和C处于漂浮，根据F浮＝G＝mg得出B和C的浮力，根据阿基米德原理得出B和C排开水的体积，根据体积公式得出此时A容器内水的深度，根据液体压强公式得出容器底部所受的液体压强，根据F＝pS得出力敏电阻受到的压力，从表格中可知此时力敏电阻的阻值，根据欧姆定律可知此时电流I0，根据P＝UI计算电路的最大电功率。
【解答】解：（1）闭合开关，Rx、R0串联，电流表测量电路电流，当力敏电阻受到水的压力为5N时，由表格可知此时力敏电阻的阻值为65Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，
根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I＝＝＝0.075A；
（2）重物C和装满水的B的总重力：G＝（mC+mB+m水）g＝（500kg+500kg+5000kg）×10N/kg＝60000N，
未抽取水时，重物C对容器A底部的压力等于重物C和装满水的B的总重力，
则重物C对容器A底部的压强：p＝＝＝＝60000Pa；
（3）从图中可知，当B容器中的水全部抽完时，电流表的示数为I0，此时通过电路的电流最大且不再变化，
此时A容器内水的体积V水＝＝＝5m3，
借浮力起重，所以此时B和C处于漂浮状态，则F浮＝G′＝（mC+mB）g＝（500kg+500kg）×10N/kg＝10000N，
B和C排开水的体积V排＝＝＝1m3，
此时A容器内水的深度hA＝＝＝2m，
力敏电阻受到的压力F′＝p′S′＝ρ水ghAS力＝103kg/m3×10N/kg×2m×20×10﹣4m2＝40N，
从表格中可知，此时力敏电阻的阻值为5Ω，根据欧姆定律可知此时电流I0＝＝＝0.3A，
则乙图电路的最大总功率：P＝UI0＝6V×0.3A＝1.8W。
答：（1）当力敏电阻受到水的压力为5N时，电流表示数为0.075A；
（2）未抽取水时，重物C对容器A底部的压强为60000Pa；
（3）乙图电路的最大总功率为1.8W。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.4
1.05
1.5
2.1
电流I/A
0.15
0.3
0.4
0.5
F/N
0
5
10
15
20
25
30
35
40
′′′
Rx/Ω
83
65
51
38
26
17
12
8
5
′′′
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.4
1.05
1.5
2.1
电流I/A
0.15
0.3
0.4
0.5
F/N
0
5
10
15
20
25
30
35
40
′′′
Rx/Ω
83
65
51
38
26
17
12
8
5
′′′