2024年河北省中考物理试卷

这是一份2024年河北省中考物理试卷，共34页。试卷主要包含了选择题，填空及简答题，实验探究题，计算应用题等内容，欢迎下载使用。

1．（2分）（2024•河北）如图所示为电动起重机的工作场景。下列说法正确的是（ ）
A．钢属于合金
B．铁属于非晶体
C．塑料属于天然材料
D．图中所示的滑轮属于定滑轮
2．（2分）（2024•河北）在劳动中应用科学知识。下表所列劳动项目与科学知识不相符的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
3．（2分）（2024•河北）对日常生活中相关数据的估测，符合实际的是（ ）
A．一个鸡蛋的质量约为0.5kg
B．去菜市场时的步行速度约为1m/s
C．普通酒精灯的高度约为10mm
D．冰箱正常工作时冷藏室的温度约为26℃
4．（2分）（2024•河北）如图所示，用鹤骨制作的贾湖骨笛是迄今为止中国考古发现的最早的管乐器。用骨笛吹奏发声时，下列说法正确的是（ ）
A．发出的声音一定不是噪声
B．发出的声音是由鹤骨的振动产生的
C．发出的声音在空气中的传播速度与响度无关
D．按压件笛上不同的孔可以改变发出的声音的音色
5．（2分）（2024•河北）如图中的四幅图，反映的物态变化不属于凝华的是（ ）
A．冰锥的形成
B．冰花的形成
C．雾凇的形成
D．霜的形成
6．（2分）（2024•河北）赵州桥是世界上现存最早保存最完整的古代单孔敞肩石拱桥。如图所示，在平静的水面，桥与它的倒影相映成趣。以下的像与“倒影”的形成原理相同的是（ ）
A．小孔成像B．放大镜成像
C．照相机成像D．平面镜成像
7．（2分）（2024•河北）2024年5月7日，河北省首条低空无人机物流运输航线试航成功。如图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（ ）
A．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小
B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变
C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零
D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大
（多选）8．（3分）（2024•河北）对如图所示的实验或装置，分析正确的是（ ）
A．甲：动圈式话筒的工作原理是“磁生电”
B．乙：只有铁屑分布较多的地方才有磁场
C．丙：接通电源，导体ab会受到磁场的作用力
D．丁：根据电流方向，可判定螺线管的上端为N极
（多选）9．（3分）（2024•河北）如图1所示，在一次社会实践活动中，小明用一辆小车运送货物时，先后经过同一平直路面上的甲、乙、丙三个地点，图2为运动路径示意图。小明先用水平推力F把装有货物的小车从甲匀速推到乙，用时为t1；在乙停车卸货用时为t2；再用水平推力将空车从乙匀速推到丙，用时为t3；两次推力做功之比为2：1。下列说法正确的是（ ）
A．小明全程的平均速度为
B．从乙到丙的过程中，小明的水平推力为
C．从乙到丙的过程中，小明推力做功的功率为
D．若把空车从丙沿原路匀速推回到甲，推力做功为F（s1+s2）
（多选）10．（3分）（2024•河北）如图所示，电源电压为6V。a、b为两个电表，其中一个为电流表，一个为电压表。R1＝10Ω，R2：R3＝2：3。闭合开关S，电路总功率为P1，通过M点的电流为I1，a、b互换后再闭合开关，电路总功率为P2，通过M点的电流为I2。若P1：P2＝5：6，I2﹣I1＝0.1A，下列说法正确的是（ ）
A．a为电流表
B．R2的阻值为30Ω
C．将图中的电源、电表a、电表b任意互换，闭合开关，电路总功率的最小值为3W
D．将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，闭合开关，电表a的示数可能比互换前小
二、填空及简答题（本大题共5个小题：每空1分，共14分）
11．（2分）（2024•河北）如图所示，在铁桶内放少量的水，用火加热，沸腾之后把桶口堵住，然后浇上冷水。在 作用下，铁桶被压扁了。这种作用在生活中有很多应用，请举出一个实例： 。
12．（3分）（2024•河北）2024年4月26日，神舟十八号载人飞船成功对接空间站天和核心舱径向端口。对接成功后，飞船相对于空间站是 的；宇航员在空间站通过 波与地面联系；飞船在太空中 （选填“有”或“没有”）惯性。
13．（3分）（2024•河北）如图所示，烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像，此成像原理可用于制作 。不改变蜡烛与光屏的位置，向 （选填“左”或“右”）移动凸透镜到某一位置，能再次在光屏上成清晰的像。若烛焰的高度大于凸透镜的直径，在足够大的光屏上 （选填“能”或“不能”）成清晰且完整的像。
14．（3分）（2024•河北）如表所示为某储水式电热水器的铭牌，它表明该热水器的额定电压为 V。若该热水器正常工作3000s，可将一箱装有额定容量的水从25℃加热到50℃，则这个过程中水吸收的热量为 J，热水器的效率为 %（结果保留整数）。水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。
15．（3分）（2024•河北）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于 能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作 min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg。
三、实验探究题（本大题共4个小题；第16小题4分，第17小题6分，第18小题7分，共17分）
16．（4分）（2024•河北）根据如图所示的四幅图，在下面的空格处填入相应的内容。
（1）甲图：让小铁球从斜面上滚到水平桌面，在它运动路径的侧旁放一个磁体，观察到小球运动的轨迹偏向了磁体。从力的作用效果看，实验表明： 。
（2）乙图：两个相同的透明容器中密封着等量的空气，使两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度变化较大。实验表明：在电流和通电时间相同的情况下， 。
（3）丙图：把两个注射器筒拔去活塞后用胶管连接，做成一个连通器，在连通器中加入水，观察两个筒里水面的高度。实验表明：连通器里的同一种液体不流动时， 。
（4）丁图：新鲜的鸡蛋浸没在盛有清水的烧杯中，向清水中加盐能使沉在水下的鸡蛋上浮。实验表明：浸没在液体中的物体所受浮力的大小与 有关。
17．（6分）（2024•河北）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小明使用可绕O点自由转动。刻度均匀的杠杆，以及多个重为0.5N的钩码进行了以下操作：
（1）不挂钩码时，杠杆在如图1所示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜。此时小明应向 （选填“左”或“右”）调节杠杆右边的螺母。使杠杆水平并静止，达到平衡状态。
（2）给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2，测出杠杆水平平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次实验并把数据填入如表。
小明分析表格中的数据发现，第 次实验数据有误，剔除这一组数据后，初步得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
（3）第4次实验结束后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验。如图2所示，他在左侧A点悬挂三个钩码，再用弹簧测力计（未画出）在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数可能为 （选填序号）。
①2.0N
②2.5N
③3.0N
④3.5N
（4）筷子是中国传统餐具，体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时，所属的杠杆类型与第 次实验时的杠杆类型相同。
（5）小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，图3为筷子稳定时的俯视图，筷子MN的重心在O′点，此时 （选填“MO′”或“O′N”）段更重一些。
【拓展】如图4所示，小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽，将细杆分成6等份，并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”然后在两端对称安装合适的螺母。支架（未画出）支撑在任一标记处时，都要重新调节螺母，使细杆不挂物体时在水平位置平衡。现把重为2N的物体悬挂在标记“6”处，仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800mL、重为1N的小桶，通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置，并调整小桶内的水量，可以有 种方案使细杆在水平位置平衡。水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
18．（7分）（2024•河北）在“探究串联电路电压的特点”实验中，小明设计了图1所示的电路。其中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，L为小灯泡。
（1）根据图1所示的电路图用笔画线代替导线，将图2所示的实物图补充完整。
（2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，记录电流表的示数；选择合适的量程，用电压表分别测出ab、bc、cd、ac、bd、ad间的电压。将这些数据记入如表。改变滑动变阻器滑片的位置，在保证电路安全的情况下再做几次实验。读取数据①时电压表的示数如图3所示，示数为 V。
（3）根据数据可知R0的阻值为 Ω。
（4）根据第1组的实验数据可初步得出结论：串联电路中，总电压等于这部分电路中的各用电器两端电压之和。再做几次实验的目的是 。
（5）读取数据 （选填“②”或“③”）时，电压表指针没有对准刻度线。
（6）根据表中的实验数据，写出一条你还能发现的规律： 。
【拓展】灯泡L1和L2的额定功率相等，额定电流分别为0.2A和0.3A，小明利用图1中的灯泡L，对L1和L2的发光情况进行研究。将L、L1、L2与某一可调压电源连接成图4所示的电路，只闭合S1，调节电源电压至某一值时，通过电压表判断出L1正常发光；断开S1，闭合S2，发现不用改变电源电压，L2也恰好正常发光。则L1正常发光时的电阻为 Ω。
四、计算应用题（本大题共2个小题：第19小题6分，第20小题7分，共13分。解答时，要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分）
19．（6分）（2024•河北）A为质量分布均匀的长方体物块，质量为300g，边长如图甲所示。B为内部平滑的圆柱形薄壁容器，底面积为300cm2，高为15cm，如图乙所示。A、B均静置于水平地面上。水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
（1）求A的密度；
（2）图甲中A对地面的压强为p1，将A放入B后，B对地面的压强为p2，且p1：p2＝5：2，求B的质量；
（3）将A放入B后，向B中缓慢加水，在A对B底部的压力恰好最小的所有情况中，分析并计算水对容器底部的最小压力。
20．（7分）（2024•河北）如图所示，电源电压不变，R1、R2均为定值电阻，R1＝20Ω，R2＝10Ω，R为滑动变阻器，电压表V1的量程为0～15V，V2的量程为0～3V。闭合开关，滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时，电压表V1的示数为14V，V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片，两电表均能达到满偏。
（1）求滑片置于A时，电路中的电流；
（2）求电源电压；
（3）用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1，不改变其他元件的连接。闭合开关，使电路总功率保持最大，在保证电路安全的情况下，调节R和R0接入电路的阻值，其中R仅可以在替换前的范围内变化，求R0接入电路的阻值范围。
2024年河北省中考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共10个小题，共23分。1～7小题为单选题，每小题的四个选项中，只有一个选项符合题意，每小题2分；8～10小题为多选题，每小题的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题意，每小题2分，全选对的得3分，选对但不全的得2分，有错选或不选的不得分）
1．（2分）（2024•河北）如图所示为电动起重机的工作场景。下列说法正确的是（ ）
A．钢属于合金
B．铁属于非晶体
C．塑料属于天然材料
D．图中所示的滑轮属于定滑轮
【答案】A
【分析】根据物质的分类来分析解答。
【解答】解：A、钢是合金，故A正确；
B、铁属于金属，故B错误；
C、塑料属于合成材料，不属于天然材料，故C错误；
D、图中滑轮为动滑轮，故D错误。
故选：A。
【点评】本题难度不大，掌握材料的分类是解题的关键。
2．（2分）（2024•河北）在劳动中应用科学知识。下表所列劳动项目与科学知识不相符的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【分析】根据所学知识解答问题。
【解答】解：A、移动重物时在下面垫圆木，是用滚动代替滑动，可以减小摩擦，故A说法正确；
B、将自来水煮沸饮用，煮沸时水中的可溶性的钙、镁化合物会转化为沉淀，从而降低水的硬度，并能杀菌消毒，故B说法正确；
C、硝酸铵溶于水时吸收大量热，能使环境温度降低，故C说法正确；
D、自制气压计是利用瓶内外气压之差导致产生水柱，故D说法错误。
故选：D。
【点评】本题难度不大，掌握物理基础知识是解题的关键。
3．（2分）（2024•河北）对日常生活中相关数据的估测，符合实际的是（ ）
A．一个鸡蛋的质量约为0.5kg
B．去菜市场时的步行速度约为1m/s
C．普通酒精灯的高度约为10mm
D．冰箱正常工作时冷藏室的温度约为26℃
【答案】B
【分析】根据生活常识对各选项进行判断。
【解答】解：A、一个鸡蛋的质量约为50g，故A错误；
B、去菜市场时的步行速度约为1m/s，故B正确；
C、普通酒精灯的高度约为10cm，故C错误；
D、冰箱正常工作时冷藏室的温度约为5℃，故D错误。
故选：B。
【点评】本题是生活常识题，属于基础题。
4．（2分）（2024•河北）如图所示，用鹤骨制作的贾湖骨笛是迄今为止中国考古发现的最早的管乐器。用骨笛吹奏发声时，下列说法正确的是（ ）
A．发出的声音一定不是噪声
B．发出的声音是由鹤骨的振动产生的
C．发出的声音在空气中的传播速度与响度无关
D．按压件笛上不同的孔可以改变发出的声音的音色
【答案】C
【分析】声音是物体的振动产生的；凡是影响别人工作、学习和休息的声音都是噪声；声音的传播速度与介质的种类及温度有关；音调与频率有关。
【解答】解：A、用骨笛吹奏发声时，如果影响了别人的休息，它也是噪声，故A错误；
B、发出的声音是由空气柱的振动产生的，故B错误；
C、发出的声音在空气中的传播速度与响度无关，故C正确；
D、按压件笛上不同的孔可以改变发出的声音的音调，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了有关声音的知识，属于基础题。
5．（2分）（2024•河北）如图中的四幅图，反映的物态变化不属于凝华的是（ ）
A．冰锥的形成
B．冰花的形成
C．雾凇的形成
D．霜的形成
【答案】A
【分析】物质由固态变为液态叫熔化，由液态变为固态叫凝固，由液态变为气态叫汽化，由气态变为液态叫液化，由固态直接变为气态叫升华，由气态直接变为固态叫凝华。
【解答】解：A、冰锥是水遇冷凝固形成的，属于凝固现象，故A符合题意；
BCD、冰花、雾凇和霜都是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶，属于凝华现象，故BCD不符合题意。
故选：A。
【点评】该题考查了几种物态变化过程，解题的关键是分清每个过程前后物体所处的状态及其吸放热。
6．（2分）（2024•河北）赵州桥是世界上现存最早保存最完整的古代单孔敞肩石拱桥。如图所示，在平静的水面，桥与它的倒影相映成趣。以下的像与“倒影”的形成原理相同的是（ ）
A．小孔成像B．放大镜成像
C．照相机成像D．平面镜成像
【答案】D
【分析】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。
【解答】解：“倒影”是河岸上的物体反射的光线，经过水面反射后，在水中形成的虚像，属于平面镜成像现象。
A．小孔成像，是光沿直线传播形成的，故A不符合题意；
BC、放大镜成像和照相机成像都是凸透镜成像，是光的折射形成的，故BC不符合题意；
D．平面镜成像的原理是光的反射，与“倒影”的形成原理相同，故D符合题意。
故选：D。
【点评】此题主要考查了光的反射现象，在学习过程中要注意区分光的反射、折射及直线传播，要注意这几种现象的本质，在日常生活中学习用所学知识解释有关现象。
7．（2分）（2024•河北）2024年5月7日，河北省首条低空无人机物流运输航线试航成功。如图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（ ）
A．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小
B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变
C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零
D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大
【答案】B
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能＝动能+势能。
【解答】解：A、无人机上升过程中，货物的质量不变，高度变大，货物的重力势能变大，故A错误；
B、无人机水平匀速飞行时，质量不变，速度不变，高度不变，货物的机械能不变，故B正确；
C、无人机在某一高度悬停时，货物的机械能等于其重力势能，不为零，故C错误；
D、无人机下降过程中，货物的速度没有体现，若速度变小，则动能有可能变小，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了物体动能、势能之间的相互转化，难度不大。
（多选）8．（3分）（2024•河北）对如图所示的实验或装置，分析正确的是（ ）
A．甲：动圈式话筒的工作原理是“磁生电”
B．乙：只有铁屑分布较多的地方才有磁场
C．丙：接通电源，导体ab会受到磁场的作用力
D．丁：根据电流方向，可判定螺线管的上端为N极
【答案】ACD
【分析】（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流；
（2）磁场存在于磁体周围的空间，磁体周围铁屑分布的多少表示磁场的强弱；
（3）通电导体在磁场中会受到力的作用；
（4）安培定则：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
【解答】解：
A、动圈式话筒工作时把声信号转化为电信号，工作原理是电磁感应现象（磁生电），故A正确；
B、磁场存在于磁体周围的空间，铁屑分布较多的地方磁场较强，故B错误；
C、导体ab在磁场中，接通电源后，通电导体ab在磁场中会受到力的作用，故C正确；
D、电流从通电螺线管的上端流入，下端流出，根据安培定则可以判断通电螺线管的上端是N极，下端是S极，故D正确。
故选：ACD。
【点评】本题考查了对磁场的认识、安培定则的应用、电磁感应以及通电导体在磁场受力的作用的认识，难度不大。
（多选）9．（3分）（2024•河北）如图1所示，在一次社会实践活动中，小明用一辆小车运送货物时，先后经过同一平直路面上的甲、乙、丙三个地点，图2为运动路径示意图。小明先用水平推力F把装有货物的小车从甲匀速推到乙，用时为t1；在乙停车卸货用时为t2；再用水平推力将空车从乙匀速推到丙，用时为t3；两次推力做功之比为2：1。下列说法正确的是（ ）
A．小明全程的平均速度为
B．从乙到丙的过程中，小明的水平推力为
C．从乙到丙的过程中，小明推力做功的功率为
D．若把空车从丙沿原路匀速推回到甲，推力做功为F（s1+s2）
【答案】BC
【分析】（1）与由速度公式算出小明全程的平均速度；
（2）根据W＝Fs表示出小车在甲、乙段做的功，根据由两次推力做功之比为2：1算出从乙到丙的过程中小明的水平推力；
（3）根据P＝以及两次推力做功之比为2：1算出从乙到丙的过程中小明推力做功的功率；
（4）根据W＝Fs表示出若把空车从丙沿原路匀速推回到甲推力做的功。
【解答】解：A、小明全程的平均速度为：v＝，故A错误；
B、小车在甲、乙段做的功为：W1＝Fs1，
由两次推力做功之比为：＝＝2：1
所以从乙到丙的过程中，小明的水平推力为：F′＝，故B正确；
C、从乙到丙的过程中，小明推力做功的功率为：P＝＝＝，故C正确；
D、若把空车从丙沿原路匀速推回到甲，推力做功为：
W3＝F′（s1+s2）＝×（s1+s2），故D错误。
故选：BC。
【点评】本题考查了速度公式、功和功率公式的应用，是一道综合题，有一定的难度。
（多选）10．（3分）（2024•河北）如图所示，电源电压为6V。a、b为两个电表，其中一个为电流表，一个为电压表。R1＝10Ω，R2：R3＝2：3。闭合开关S，电路总功率为P1，通过M点的电流为I1，a、b互换后再闭合开关，电路总功率为P2，通过M点的电流为I2。若P1：P2＝5：6，I2﹣I1＝0.1A，下列说法正确的是（ ）
A．a为电流表
B．R2的阻值为30Ω
C．将图中的电源、电表a、电表b任意互换，闭合开关，电路总功率的最小值为3W
D．将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，闭合开关，电表a的示数可能比互换前小
【答案】AC
【分析】（1）当a为电流表，b为电压表时，R1短路，R2和R3并联工作，利用欧姆定律得出；
（2）将图中的电源、电表a、电表b任意互换，共有如下6种组合，分别进行分析；
（3）将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，有如下3种情况，分别进行分析。
【解答】解：A、由题意可知，当两个表互换位置后，P1：P2＝5：6，则P1：P2＝UI1：UI2＝I1：I2＝5：6 ①
两次的电流关系为I2﹣I1＝0.1A ②
联立①②式可得，I1＝0.5A，I2＝0.6A。当a为电压表，b为电流表时，R1单独工作，R2和R3短路，电路中的电流为
，
刚开始时，a是电流表，b为电压表，电路电流为I1＝0.5A。故A正确；
B、当a为电流表，b为电压表时，R1短路，R2和R3并联工作，则电路中的电流为
③
两个电阻的阻值关系为R2：R3＝2：3 ④
联立③④可得，R2＝20Ω，R3＝30Ω，故B错误；
C、由题意可知，将图中的电源、电表a、电表b任意互换，共有如下6种组合：
根据可知，当电路中阻值最大时，电路中的电功率最小，
（1）为题中原图，为R2和R3并联工作，阻值为
（2）为题中a、b互换位置后，为R1单独工作，阻值R1＝10Ω，（3）为R1单独工作，阻值R1＝10Ω，
（4）为R1、R2和R3并联工作，阻值为，
（5）R2和R3并联工作，阻值为R5＝R1＝12Ω，
（6）为R1、R2和R3并联工作，阻值为R6＝R4＝，
综上可知，电路中的最大阻值为12Ω，则电路中的最小电功率为，故C正确；
D、将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，有如下3种情况：
根据A中分析可知，未更换之前，R1短路，R2和R3并联工作，电流表测量干路电流，电路中的阻值为12Ω；
（7）中，R1短路，R2和R3并联，与未更换前一致，故（7）中电流表示数将不变；
（8）中，R3短路，R1和R2并联，电流表测量干路电流，电路中的阻值为
根据可知，（8）中电流表的示数将变大，
（9）中，R2短路，R1和R3并联，电流表测量干路电流，电路中的阻值为
＝7.5Ω，
根据可知，（9）中电流表的示数将变大，综上所述，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题主要考查了电功率和欧姆定律的应用，综合性比较强。
二、填空及简答题（本大题共5个小题：每空1分，共14分）
11．（2分）（2024•河北）如图所示，在铁桶内放少量的水，用火加热，沸腾之后把桶口堵住，然后浇上冷水。在 大气压 作用下，铁桶被压扁了。这种作用在生活中有很多应用，请举出一个实例： 空气吸盘 。
【答案】大气压；空气吸盘。
【分析】（1）生活中证明大气压存在的实验非常多，如覆杯实验、瓶吞鸡蛋。冷水浇铁皮罐，也是证明大气压的存在实验。
（2）大气压的应用在生活中有很多事例，比如空气吸盘，钢笔吸墨水等。
【解答】解：（1）铁桶里的水被加热，产生大量的水蒸气。铜口堵住，浇上冷水，温度降低，水蒸气液化，桶内的气压变小，在大气压的作用下铁桶被压扁。
（2）大气压的应用在生活中有很多事例，比如空气吸盘，钢笔吸墨水等。
故答案为：大气压；空气吸盘。
【点评】此题考查生活中证明大气压存在的生活实验，以及大气压在生活中的应用。属于常识性考察。
12．（3分）（2024•河北）2024年4月26日，神舟十八号载人飞船成功对接空间站天和核心舱径向端口。对接成功后，飞船相对于空间站是 静止 的；宇航员在空间站通过 电磁 波与地面联系；飞船在太空中 有 （选填“有”或“没有”）惯性。
【答案】静止；电磁；有。
【分析】（1）在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止；
（2）电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播；
（3）我们把物体保持运动状态不变的属性叫做惯性，惯性代表了物体运动状态改变的难易程度。
【解答】解：（1）对接成功后，飞船相对于空间站没有位置的变化，飞船相对于空间站是静止的；
（2）空间站是通过电磁波与地面联系的；
（3）飞船在太空中质量不变，有惯性且大小不变。
故答案为：静止；电磁；有。
【点评】本题关键是分析题干找出现象变化中的物理规律：运动与静止的判断、惯性的应用，信息的传播。利用生活中某一实例，较全面地考查了物理知识的应用，揭示了物理来源于生活又应用于生活的物理意识，是中考的常见题型。
13．（3分）（2024•河北）如图所示，烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像，此成像原理可用于制作 投影仪 。不改变蜡烛与光屏的位置，向 右 （选填“左”或“右”）移动凸透镜到某一位置，能再次在光屏上成清晰的像。若烛焰的高度大于凸透镜的直径，在足够大的光屏上 能 （选填“能”或“不能”）成清晰且完整的像。
【答案】投影仪；右；能。
【分析】（1）根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪；
（2）在光的折射中，光路是可逆的；
（3）若烛焰的高度大于凸透镜的直径，由于通过凸透镜会聚的光线数量减少，所以像会比原来变暗，但仍成清晰且完整的像。
【解答】解：由图可知，此时物距选用像距，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪；
不改变蜡烛与光屏的位置，向右移动凸透镜到某一位置，当物距等于原来的像距，像距等于原来的物距时，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，能再次在光屏上成清晰的像；
若烛焰的高度大于凸透镜的直径，部分光线仍能通过凸透镜会聚成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗。
故答案为：投影仪；右；能。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。
14．（3分）（2024•河北）如表所示为某储水式电热水器的铭牌，它表明该热水器的额定电压为 220 V。若该热水器正常工作3000s，可将一箱装有额定容量的水从25℃加热到50℃，则这个过程中水吸收的热量为 8.4×106 J，热水器的效率为 93 %（结果保留整数）。水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。
【答案】220；8.4×106；93。
【分析】（1）由表格参数可知热水器的额定电压；
（2）根据密度公式求出热水器中水的质量，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（3）根据W＝Pt求出热水器消耗的电能，根据效率公式求出热水器的效率。
【解答】解：由表格参数可知，热水器的额定电压U＝220V；
由ρ＝可知，热水器中水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×80×10﹣3m3＝80kg，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×80kg×（50℃﹣25℃）＝8.4×106J；
热水器消耗的电能：W＝Pt＝3000W×3000s＝9×106J，
热水器的效率：η＝×100%＝×100%≈93%。
故答案为：220；8.4×106；93。
【点评】本题考查密度公式、吸热公式、电功公式以及效率公式的应用，属于电热综合题，难度不大。
15．（3分）（2024•河北）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于 太阳 能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作 10 min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg。
【答案】可再生；太阳；10。
【分析】（1）可以在自然界里源源不断地得到的能源属于可再生能源，来源于太阳能。
（2）利用热值公式计算相当于完全燃烧200kg煤的放出的热量，再根据P＝可求时间。
【解答】解：（1）风能可以在自然界里源源不断地得到，属于可再生能源，它实际上来源于太阳能。
（2）200kg焦炭完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝200kg×3.0×107J/kg＝6×109J；
单个陆上风电机组功率可达107W，需要的时间：
t＝＝＝＝600s＝10min。
故答案为：可再生；太阳；10。
【点评】此题考查了能源的分类、发电机原理、电功与电能的计算、燃料的热值及其计算、电功率的计算、能量的利用效率，属基础题目。
三、实验探究题（本大题共4个小题；第16小题4分，第17小题6分，第18小题7分，共17分）
16．（4分）（2024•河北）根据如图所示的四幅图，在下面的空格处填入相应的内容。
（1）甲图：让小铁球从斜面上滚到水平桌面，在它运动路径的侧旁放一个磁体，观察到小球运动的轨迹偏向了磁体。从力的作用效果看，实验表明： 力可以改变物体的运动状态 。
（2）乙图：两个相同的透明容器中密封着等量的空气，使两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度变化较大。实验表明：在电流和通电时间相同的情况下， 电阻越大，产生的热量越多 。
（3）丙图：把两个注射器筒拔去活塞后用胶管连接，做成一个连通器，在连通器中加入水，观察两个筒里水面的高度。实验表明：连通器里的同一种液体不流动时， 各容器中的液面应保持相平 。
（4）丁图：新鲜的鸡蛋浸没在盛有清水的烧杯中，向清水中加盐能使沉在水下的鸡蛋上浮。实验表明：浸没在液体中的物体所受浮力的大小与 液体密度 有关。
【答案】（1）力可以改变物体的运动状态；（2）电阻越大，产生的热量越多；（3）各容器中的液面应保持相平；（4）液体密度。
【分析】（1）力的作用效果：力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态；物体运动状态的改变包括：速度大小的改变和运动方向的改变；
（2）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变；
（3）根据连通器的特点分析回答；
（4）影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积，据此分析。
【解答】解：（1）甲图：让小铁球从斜面上滚到水平桌面，在它运动路径的侧旁放一个磁体，观察到小球运动的轨迹偏向了磁体，即小球运动的方向发生变化，说明力可以改变物体的运动状态；
（2）由图知，两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两电阻的电流和通电时间相等，而电阻丝阻值大小不同，通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度变化较大，说明右侧导体放出的热量多，故可得出结论：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；
（3）根据连通器的特点可知，连通器里的同一种液体不流动时，各容器中的液面应保持相平；
（4）新鲜的鸡蛋浸没在盛有清水的烧杯中，向清水中加盐能使沉在水下的鸡蛋上浮；在上浮过程中，鸡蛋排开液体的体积不变，液体的密度变大，根据阿基米德原理可知，鸡蛋受到的浮力变大，说明浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体密度有关。
故答案为：（1）力可以改变物体的运动状态；（2）电阻越大，产生的热量越多；（3）各容器中的液面应保持相平；（4）液体密度。
【点评】本题考查了力的作用效果、焦耳定律、连通器的特点和阿基米德原理等知识，综合性较强，难度不大。
17．（6分）（2024•河北）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小明使用可绕O点自由转动。刻度均匀的杠杆，以及多个重为0.5N的钩码进行了以下操作：
（1）不挂钩码时，杠杆在如图1所示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜。此时小明应向 左 （选填“左”或“右”）调节杠杆右边的螺母。使杠杆水平并静止，达到平衡状态。
（2）给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2，测出杠杆水平平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次实验并把数据填入如表。
小明分析表格中的数据发现，第 3 次实验数据有误，剔除这一组数据后，初步得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
（3）第4次实验结束后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验。如图2所示，他在左侧A点悬挂三个钩码，再用弹簧测力计（未画出）在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数可能为 ②③④ （选填序号）。
①2.0N
②2.5N
③3.0N
④3.5N
（4）筷子是中国传统餐具，体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时，所属的杠杆类型与第 4 次实验时的杠杆类型相同。
（5）小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，图3为筷子稳定时的俯视图，筷子MN的重心在O′点，此时 O′N （选填“MO′”或“O′N”）段更重一些。
【拓展】如图4所示，小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽，将细杆分成6等份，并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”然后在两端对称安装合适的螺母。支架（未画出）支撑在任一标记处时，都要重新调节螺母，使细杆不挂物体时在水平位置平衡。现把重为2N的物体悬挂在标记“6”处，仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800mL、重为1N的小桶，通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置，并调整小桶内的水量，可以有 11 种方案使细杆在水平位置平衡。水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
【答案】（1）左；（2）3；（3）②③④；（4）4；（5）O′N；（6）11
【分析】（1）杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态。调节杠杆平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动，直至杠杆在水平位置平衡；
（2）实验中使用的是每个重为0.5N的钩码，由表中记录的实验数据分析判断；
（3）根据杠杆的平衡条件分析解答；
（4）筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，根据表中数据分析判断；
（5）用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，先确定筷子MN两边力臂大小关系，再由杠杆的平衡条件来判断，力臂短的那边重力大；
【拓展】小桶内的水量可调整，根据题意计算小桶装水后的重力范围值，重为2N的物体悬挂在标记“6”处，分析以5、4、3、2、1处为支点，根据杠杆的平衡条件分析判断可使杠杆水平平衡的方案有多少种。
【解答】解：（1）小明将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜，即左端上翘，平衡螺母向上翘的左端移动；
（2）由题知，杠杆两侧挂上不同数量的钩码，且每个钩码重为0.5N，那么动力和阻力应为0.5N的整数倍，由表中数据知，第3次实验中，动力F1为0.1N是一个钩码重的五分之一，故第3次实验数据有误；
（3）设杠杆上每一格长为L，左侧A点（距离支点5L处）悬挂三个钩码（重1.5N），B点在距离支点3L处，当作用在B点的弹簧测力计垂直杠杆向上拉（竖直向上）时，力臂最长，弹簧测力计示数最小，由杠杆的平衡条件有：
1.5N×5L＝F最小×3L，
弹簧测力计作用在杠杆上的最小力：F最小＝2.5N，弹簧测力计与杠杆不垂直，则示数会大于2.5N，所以示数可能为②③④；
（4）筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，由表中数据知，第4次实验中动力大于阻力，与筷子的杠杆类型相同；
（5）用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，筷子MN的重心在O′点，将筷子以O′分为左右两部分，
根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2，由题意可得：GMO′L左＝GO′NL右，
L左＞L右，则GMO′＜GO′N，即O′N段更重一些；
（6）小桶内的水量可调整，不装水时其重力最小，等于桶重1N，
当桶中装满水时，装水重力最大，G水最大＝m水最大g＝ρ水V水最大g＝1.0×103kg/m3×800×10﹣6m3×10N/kg＝8N，
总重力最大为G最大＝G桶+G水最大＝1N+8N＝9N，
即：桶的总重力范围为：1N＜G总＜9N，
若相邻两凹槽间距离为L，重为2N的物体悬挂在标记6处，
①若以标记5处为支点，桶的总重力最小时，由杠杆的平衡条件有：G总最小×L最大＝2N×L，L最大＝＝2L，小桶可挂在标记3和4处，即有两种方案可使细杆在水平位置平衡；
②若以标记4处为支点，桶的总重力最小时，由杠杆的平衡条件有：G总最小×L最大＝2N×2L，L最大＝＝4L，小桶可挂在标记1、2、3、4处，即有四种方案可使细杆在水平位置平衡；
③若以标记3处为支点，若桶挂在标记0处时，由杠杆的平衡条件有：G总×3L＝2N×3L，G总＝2N；
若桶挂在标记2处时，G总×L＝2N×3L，G总＝6N，满足桶的总重力范围，小桶可挂在标记0、1、2处，即有三种方案可使细杆在水平位置平衡；
④若以标记2处为支点，若桶挂在标记0处时，由杠杆的平衡条件有：G总×2L＝2N×4L，G总＝4N；
若桶挂在标记1处时，G总×L＝2N×4L，G总＝8N，满足桶的总重力范围，小桶可挂在标记0、1处，即有两种方案可使细杆在水平位置平衡；
⑤若以标记2处为支点，桶只能挂在标记1处时，由杠杆的平衡条件有：G总×L＝2N×5L，G总＝10N，大于桶的总重力最大值，所以不能使细杆在水平位置平衡。
综上所述，有2+4+3+2＝11种方案使细杆在水平位置平衡。
故答案为：（1）左；（2）3；（3）②③④；（4）4；（5）O′N；（6）11。
【点评】本题是探究杠杆平衡条件的实验，考查了杠杆平衡的调节、杠杆类型的判断、杠杆平衡条件的应用等，有一定难度。
18．（7分）（2024•河北）在“探究串联电路电压的特点”实验中，小明设计了图1所示的电路。其中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，L为小灯泡。
（1）根据图1所示的电路图用笔画线代替导线，将图2所示的实物图补充完整。
（2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，记录电流表的示数；选择合适的量程，用电压表分别测出ab、bc、cd、ac、bd、ad间的电压。将这些数据记入如表。改变滑动变阻器滑片的位置，在保证电路安全的情况下再做几次实验。读取数据①时电压表的示数如图3所示，示数为 1.8 V。
（3）根据数据可知R0的阻值为 5 Ω。
（4）根据第1组的实验数据可初步得出结论：串联电路中，总电压等于这部分电路中的各用电器两端电压之和。再做几次实验的目的是 寻找普遍规律 。
（5）读取数据 ② （选填“②”或“③”）时，电压表指针没有对准刻度线。
（6）根据表中的实验数据，写出一条你还能发现的规律： 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比 。
【拓展】灯泡L1和L2的额定功率相等，额定电流分别为0.2A和0.3A，小明利用图1中的灯泡L，对L1和L2的发光情况进行研究。将L、L1、L2与某一可调压电源连接成图4所示的电路，只闭合S1，调节电源电压至某一值时，通过电压表判断出L1正常发光；断开S1，闭合S2，发现不用改变电源电压，L2也恰好正常发光。则L1正常发光时的电阻为 22.5 Ω。
【答案】（1）；（2）1.8；（3）5；（4）寻找普遍规律；（5）②；
（6）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；（7）22.5。
【分析】（1）按电路图连接实物；
（2）电压表读数时，看清量程，认清分度值；
（3）利用R＝即可求解；
（4）探究串联电路电压的特点实验，多次实验目的寻找普遍规律；
（5）（6）由表格中数据分析；
（7）利用功率相等列等式求出电压，再利用R＝即可求解。
【解答】解：（1）按电路图连接实物，如图所示：
；
（2）由图3可知，电压表用的小量程，分度值0.1V，故示数为1.8V；
（3）根据数据可知R0的阻值为R0＝＝＝5Ω；
（4）探究串联电路电压的特点实验，多次实验目的寻找普遍规律；
（5）分析表格中的数据，数据②的大小为Uac2＝Uad2﹣Ucd2＝4.5V﹣1.2V＝3.3V，此时电压表用的大量程，分度值为0.5V，则读取3.3V电压值时电压表的指针没有对准刻度线；
（6）分析表格中的数据，观察R0两端电压与电流可知，电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；
（7）设电源电压为U，只闭合S1，L与L1串联，灯L1的额定电流分别为0.2A，由表格中数据可知，此时灯L两端电压为1V，
则灯L1的额定电压为U﹣1V，所以灯L1的额定功率为P1＝（U﹣1V）×0.2A……①；
断开S1，闭合S2，L与L2串联，灯L2的额定电流分别为0.3A，由表格中数据可知，此时灯L两端电压为2.5V，
则灯L2的额定电压为U﹣2.5V，所以灯L2的额定功率为P2＝（U﹣2.5V）×0.3A……②；
灯泡L1和L2的额定功率相等，所以①＝②；即（U﹣1V）×0.2A＝（U﹣2.5V）×0.3A，解得U＝5.5V；
则灯L1的额定电压为U﹣1V＝5.5V﹣1V＝4.5V，则L1正常发光时的电阻为R1＝＝22.5Ω。
故答案为：（1）；（2）1.8；（3）5；（4）寻找普遍规律；（5）②；
（6）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；（7）22.5。
【点评】本题探究串联电路电压的特点实验，考查了电路连接，电压表读数，分析数据以及欧姆定律的简单计算，特殊方法测电阻，有一定综合性。
四、计算应用题（本大题共2个小题：第19小题6分，第20小题7分，共13分。解答时，要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分）
19．（6分）（2024•河北）A为质量分布均匀的长方体物块，质量为300g，边长如图甲所示。B为内部平滑的圆柱形薄壁容器，底面积为300cm2，高为15cm，如图乙所示。A、B均静置于水平地面上。水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
（1）求A的密度；
（2）图甲中A对地面的压强为p1，将A放入B后，B对地面的压强为p2，且p1：p2＝5：2，求B的质量；
（3）将A放入B后，向B中缓慢加水，在A对B底部的压力恰好最小的所有情况中，分析并计算水对容器底部的最小压力。
【答案】（1）A的密度为0.75×103kg/m3；
（2）B的质量为600g；
（3）水对容器底部的最小压力为11.25N。
【分析】（1）根据密度公式求出A的密度；
（2）根据p＝分别表达出A和B对地面的压强，利用p1：p2＝5：2求出B的质量；
（3）将A放入B后，向B中缓慢加水，因A的密度小于水的密度，当A刚好漂浮时，即F浮＝GA，A对B底部的压力恰好为0；当长方体底面积最大时，水的深度最小，此时水对容器底部的压力最小；根据阿基米德原理求出A浸入水中的深度，利用数学关系求出水的体积，根据密度公式和G＝mg求出水对容器底部的最小压力。
【解答】解：（1）A为质量分布均匀的长方体物块，质量为300g，其体积为VA＝8cm×5cm×10cm＝400cm3，则A的密度为：
ρA＝＝＝0.75g/cm3＝0.75×103kg/m3；
（2）A对地面的压力等于自身的重力，则A对地面的压强为：
p1＝＝＝，
B对地面的压力等于自身的重力加A的重力，则B对地面的压强为：
p2＝＝＝，
因p1：p2＝5：2，则：＝5：2，即：＝5：2，
代入数据，：＝5：2，
解得：mB＝600g；
（3）将A放入B后，向B中缓慢加水，因A的密度小于水的密度，当A刚好漂浮，即F浮＝GA＝mAg＝0.3kg×10N/kg＝3N时，A对B底部的压力恰好为0；
当长方体底面积最大时，水的深度最小，此时水对容器底部的压力最小；
由图可知，最大底面积为SA＝0.08m×0.1m＝0.008m2，
根据阿基米德原理可知，A浸入水中的深度为：
h＝＝＝0.0375m，
B容器中注入水的体积为：
V水＝SBh＝300×10﹣4m2×0.0375m＝0.001125m3，
注入水的重力为：
G水＝ρ水gV水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001125m3＝11.25N，
因B为内部平滑的圆柱形薄壁容器，水对容器底部的压力等于水的重力，
故水对容器底部的最小压力为11.25N。
答：（1）A的密度为0.75×103kg/m3；
（2）B的质量为600g；
（3）水对容器底部的最小压力为11.25N。
【点评】本题考查了密度公式、压强公式和浮力公式的综合应用，综合性较强，有一定的难度。
20．（7分）（2024•河北）如图所示，电源电压不变，R1、R2均为定值电阻，R1＝20Ω，R2＝10Ω，R为滑动变阻器，电压表V1的量程为0～15V，V2的量程为0～3V。闭合开关，滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时，电压表V1的示数为14V，V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片，两电表均能达到满偏。
（1）求滑片置于A时，电路中的电流；
（2）求电源电压；
（3）用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1，不改变其他元件的连接。闭合开关，使电路总功率保持最大，在保证电路安全的情况下，调节R和R0接入电路的阻值，其中R仅可以在替换前的范围内变化，求R0接入电路的阻值范围。
【答案】（1）滑片置于A时，电路中的电流为0.2A；
（2）电源电压为18V；
（3）R0接入电路的阻值范围为0～20Ω。
【分析】（1）分析电路连接，根据欧姆定律求出电路中的电流；
（2）根据串联电路电压规律结合欧姆定律求出电源电压；
（3）当电压表V1满偏时，滑动变阻器R接入电路的阻值最大，根据串联电路电压规律结合欧姆定律求出滑动变阻器R接入电路的最大阻值；
当电压表V2满偏时，滑动变阻器R接入电路的阻值最小，根据串联电路特点结合欧姆定律求出滑动变阻器R接入电路的最小阻值；
用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1，要使电路总功率最大，即电路中的电流最大，当电压表V2满偏时，电路中的电流最大，根据最大电流求出电路的总电阻，据此讨论R0接入电路的阻值范围。
【解答】解：（1）由图可知，R1、R2和R串联，电压表V1测R2和R两端总电压，电压表V2测R2两端电压；闭合开关，滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时，电压表V1的示数为14V，V2的示数为2V，根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知，电路中的电流为：
I＝I2＝＝＝0.2A；
（2）R1两端电压为：
UR1＝I2R1＝0.2A×20Ω＝4V，
则电源电压为：
U＝UR1+U1＝4V+14V＝18V；
（3）当电压表V1满偏时，即U1'＝15V，滑动变阻器R接入电路的阻值最大，根据串联电路电压规律可知，R1两端电压为UR1'＝U﹣U1'＝18V﹣15V＝3V，
此时电路中的电流为：
I'＝＝＝A，
R2两端电压为：
U2'＝I'R2＝A×10Ω＝1.5V，
滑动变阻器R两端电压为：
UR＝U1'﹣U2'＝15V﹣1.5V＝13.5V，
则滑动变阻器R接入电路的最大阻值为：
RR大＝＝＝90Ω；
当电压表V2满偏时，即U2''＝3V，滑动变阻器R接入电路的阻值最小；
此时电路中的电流为：
I''＝＝＝0.3A，
电路的总电阻为：
R总＝＝＝60Ω，
则滑动变阻器R接入电路的最小阻值为：
RR小＝R总﹣R1﹣R2＝60Ω﹣20Ω﹣10Ω＝30Ω，
故R在替换前的阻值变化范围为30～90Ω；
用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1，要使电路总功率最大，即电路中的电流最大，当电压表V2满偏时，电路中的电流最大，此时电路中的电流为I''＝0.3A，电路的总电阻为R总＝60Ω；
根据电阻的串联可知，
R0+R2+R＝60Ω，即R0+R＝60Ω﹣R2＝60Ω﹣10Ω＝50Ω，
因R仅可以在替换前的范围内变化，
当R＝30Ω时，R0＝20Ω；
当R＝50Ω时，R0＝0，
故R0接入电路的阻值范围为0～20Ω。
答：（1）滑片置于A时，电路中的电流为0.2A；
（2）电源电压为18V；
（3）R0接入电路的阻值范围为0～20Ω。
【点评】本题考查了串联电路特点、电功率和欧姆定律的综合应用，有一定的难度。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/6/26 13:07:31；用户：物理；邮箱：jnsssz65@xyh.cm；学号：37149825选项
劳动项目
科学知识
A
移动重物时在下面垫圆木
用滚动代替滑动可以减小摩擦
B
煮沸自来水
煮沸可杀菌消毒，降低水的硬度
C
用硝酸铵和水自制冷敷袋
硝酸铵在溶于水的过程中吸收热量
D
自制气压计
流体中，流速越大的位置压强越小
型号
额定电压
220V
额定容量
80L
额定频率
50Hz
额定最高温度
75℃
额定功率
3000W
防水等级
IP×4
额定内压
0.8MPa
出厂编号
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
0.5
0.2
1.0
0.1
2
1.0
0.15
1.5
0.1
3
0.1
3.0
2.0
0.15
4
2.0
0.15
1.5
0.2
…
数据序号
电流/A
Uab/V
Ubc/V
Ucd/V
Uac/V
Ubd/V
Uad/V
1
0.20
1.0
2.5
1.0
3.5
3.5
4.5
2
0.24
①
1.5
1.2
②
2.7
4.5
3
0.30
2.5
0.5
③
3.0
2.0
4.5
…
选项
劳动项目
科学知识
A
移动重物时在下面垫圆木
用滚动代替滑动可以减小摩擦
B
煮沸自来水
煮沸可杀菌消毒，降低水的硬度
C
用硝酸铵和水自制冷敷袋
硝酸铵在溶于水的过程中吸收热量
D
自制气压计
流体中，流速越大的位置压强越小
型号
额定电压
220V
额定容量
80L
额定频率
50Hz
额定最高温度
75℃
额定功率
3000W
防水等级
IP×4
额定内压
0.8MPa
出厂编号
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
0.5
0.2
1.0
0.1
2
1.0
0.15
1.5
0.1
3
0.1
3.0
2.0
0.15
4
2.0
0.15
1.5
0.2
…
数据序号
电流/A
Uab/V
Ubc/V
Ucd/V
Uac/V
Ubd/V
Uad/V
1
0.20
1.0
2.5
1.0
3.5
3.5
4.5
2
0.24
①
1.5
1.2
②
2.7
4.5
3
0.30
2.5
0.5
③
3.0
2.0
4.5
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