【物理】河北省保定市高碑店市2023-2024学年九年级下学期期中试题（解析版）

这是一份【物理】河北省保定市高碑店市2023-2024学年九年级下学期期中试题（解析版），共20页。
1．本试卷共12页，总分120分，考试时长120分钟。
2．答题前，考生务必将姓名、准考证号填写在试卷和答题卡相应位置上。
3．所有答案均在答题卡上作答，在本试卷或草稿纸上作答无效。答题前，请仔细阅读答题卡上的“注意事项”，按照“注意事项”的规定答题。
4．答选择题时，用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑；答非选择题时，请在答题卡上对应题目的答题区域内答题。
5．考试结束时，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题（本大题共22个小题，共47分。1～19小题为单选题，每小题只有一个选项符合题意，每小题2分；20～22小题为多选题，每小题有两个或两个以上选项符合题意，每小题3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. 理化知识应用广泛。下列做法不合理的是（ ）
A. 用熟石灰改良酸性土壤
B. 在铁桶中配制农药波尔多液
C. 利用铅垂线检查所砌的墙壁是否竖直
D. 控制用电器的开关应该接在该用电器和火线之间
【答案】B
【解析】A．熟石灰是碱，能与酸性土壤发生反应，从而中和土壤中的酸性物质，达到改良土壤的目的，故A不符合题意；B．在铁桶中配制波尔多液时，铁桶会与硫酸铜发生反应，故B符合题意；C．铅垂线的原理是利用重力的方向是竖直向下的，所以可以利用铅垂线检查所砌的墙壁是否竖直，故C不符合题意；D．为安全用电，控制用电器的开关要接在该用电器和火线之间，故D不符合题意。
2. 下列有关物质的分类正确的是（ ）
A. 塑料、尼龙、羊毛都是合成材料
B. 钙、铁、锌都是人体必需的微量元素
C. 金属、玻璃、石蜡都是非晶体
D. 人体、大地、石墨都是导体
【答案】D
【解析】A．塑料和尼龙都是通过人工合成的高分子材料，因此它们属于合成材料。然而，羊毛是自然界中存在的，直接从羊身上获取的，没有经过人工合成，所以羊毛属于天然材料，而不是合成材料。故A错误；
B．人体必需的元素分为常量元素和微量元素。常量元素是指在人体内含量较多的元素，如钙、磷、钾等；而微量元素则是指在人体内含量较少的元素，如铁、锌、硒等。钙是人体内含量较多的元素之一，因此它属于常量元素，而不是微量元素。故B错误；
C．晶体和非晶体的主要区别在于它们是否有固定的熔点。金属大多数都有固定的熔点，并且在熔化过程中温度保持不变，所以金属是晶体。而玻璃和石蜡在熔化过程中温度会不断升高，没有固定的熔点，所以它们是非晶体。但由于金属是晶体，故C错误；
D．导体是指能够导电的物体。人体、大地和石墨都是能够导电的，所以它们都是导体。故D正确。
故选D。
3. 下列推理合理的是（ ）
A. 氧化物都含有氧元素，所以含有氧元素的物质一定是氧化物
B. 溶液是均一、稳定的混合物，所以均一、稳定的混合物一定是溶液
C. 力可以改变物体的运动状态，所以受到力的物体运动状态一定改变
D. 异种电荷相互吸引，所以相互吸引的物体一定带异种电荷
【答案】B
【解析】A．由两种元素组成，且其中一种为氧元素的化合物才是氧化物，故A不符合题意；
B．溶液是由至少两种物质组成的均一、稳定的混合物，均一、稳定的混合物一定是溶液，故B符合题意；
C．物体受到平衡力的作用时，运动状态不发生改变，故C不符合题意；
D．异种电荷相互吸引，但带电体可以吸引轻小物体，所以相互吸引的物体不一定带异种电荷，也可能一个带电一个不带电，故D不符合题意。
故选B。
4. 对图所示实验的分析正确的是（ ）
A. 甲：反应后天平不再平衡，说明该反应不遵守质量守恒定律
B. 乙：撤去酒精灯后，烧杯中的水会继续沸腾一段时间，说明水沸腾时不需要吸热
C. 丙：白磷①燃烧，白磷②不燃烧，说明可燃物燃烧需要与氧气接触
D. 丁：物体通过小孔可成像，说明光在空气中总是沿直线传播的
【答案】C
【解析】A．化学变化均遵守质量守恒定律，但碳酸钠和盐酸反应生成的气体逸散到空气中，导致天平不再平衡，A错误；
B．撤去酒精灯，由于陶土网的温度高于水的沸点，水会继续吸热，所以水不会立即停止沸腾，因此不能说明水沸腾时不需要吸热，B错误；
C．图丙中白磷①与白磷②的温度相同，白磷①在空气中，与氧气接触；白磷②浸没在水中，与空气隔绝，没有与氧气接触，白磷①燃烧，白磷②不燃烧，说明可燃物燃烧需要与氧气接触，故C正确；
D．光在同种均匀介质中沿直线传播，当空气密度不均匀时，传播方向发生改变，D错误。
故选C。
5. 对河北中考考场相关数据的估测，符合实际的是（ ）
A. 监考老师的身高约为1.6dm
B. 课桌的质量约为100g
C. 教室外环境温度约为70℃
D. 监考老师以正常速度从教室的讲台走到后门用时约为6s
【答案】D
【解析】A．成年人身高一般在1.5~2m之间，监考老师的身高约为1.6m。故A不符合题意；
B．课桌的质量至少在5kg以上，故B不符合题意；
C．河北夏季室外温度一般不会超过40℃，故C不符合题意；
D．教室的长度约为8m，人步行速度约为1.1m/s，所以用时约为6~7s，故D符合题意。
故选D。
6. 2024年年初“南方小土豆”齐聚哈尔滨时，哈尔滨出现了雾凇景观。下列现象中与雾凇形成原理相同的物态变化是（ ）
A. 冰瀑的形成B. 露水的形成
C. 草上“白霜”的形成D. 雾的形成
【答案】C
【解析】冰瀑是水的凝固；露水是水蒸气液化；草上的白霜和雾凇都是水蒸气凝华，雾的形成是液化，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
7. 如图所示，用力吹气，甲管中的水将从管口流出。如图所示的四幅图中与之原理相同的是（ ）

A. 用吸管吸饮料
B. 飞机在空中飞行受到升力
C. 船闸上下游船只的通航
D. 热气球能悬浮在空中
【答案】B
【解析】用力吹气，甲管中的水将从管口流出的原理是空气流速快，压强小。
A．用吸管吸饮料的原理是吸管内气体减少，压强减小，小于大气压，在大气压作用下，饮料被压入口中，故A不符合题意；
B．飞机在空中飞行受到升力，是因为飞机上方向上凸起，流速大、压强小，下方空气流速小、压强大，形成了一个向上的压强差，从而产生向上的升力。故B符合题意；
C．船闸的上游阀门打开时，上游和闸室构成连通器，下游阀门打开时，下游和闸室构成连通器，所以船闸是根据连通器原理工作的，故C不符合题意；
D．热气球能悬浮在空中是因为热气球受到的重力与浮力相平衡，故D不符合题意。
故选B。
8. 北京时间2023年10月31日，“神舟十六号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在返回过程中，返回舱主伞打开后的一段时间内，返回舱的速度迅速减小。不计返回舱的质量损失。在这段时间内，下列说法正确的是（ ）
A. 返回舱相对地面是静止的
B. 返回舱惯性减小
C. 返回舱动能减小，重力势能减小，机械能也减小
D. 返回舱的金属外壳内能增加是由于热传递
【答案】C
【解析】A．返回舱在返回过程中，虽然速度在减小，但它相对于地面的位置仍在不断变化，因此相对地面返回舱是运动的，不是静止的。故A错误；
B．惯性是物体保持其运动状态不变的属性，它只与物体的质量有关。题目中明确提到不计返回舱的质量损失，因此返回舱的惯性在返回过程中是不变的。故B错误；
C．动能是物体由于运动而具有的能量，它与物体的质量和速度有关。返回舱的速度在减小，因此其动能减小。重力势能是物体由于被举高而具有的能量，它与物体的质量和高度有关。返回舱在下降过程中，高度减小，因此其重力势能也减小。由于机械能是动能和势能的总和，所以返回舱的机械能也减小。故C正确；
D．返回舱的金属外壳内能增加，这通常是由于摩擦生热导致的。在返回过程中，返回舱与大气层中的空气发生摩擦，产生大量的热，这些热量被金属外壳吸收，导致其内能增加。这不是通过热传递实现的，而是通过做功（即摩擦做功）实现的。故D错误。
故选C。
9. 我国的无人机在世界已经处于遥遥领先的位置，如图所示的无人机在空中处于悬停状态进行拍摄，在无风无雨的理想情况下，下列说法正确的是（ ）
A. 无人机所受重力和无人机对空气向下的推力为一对平衡力
B. 无人机在重力和空气对其向上的推力共同作用下处于平衡状态
C. 无人机所受重力和空气对无人机向上的推力为一对相互作用力
D. 无人机对空气向下的推力小于空气对无人机向上的推力
【答案】B
【解析】A．无人机所受重力和无人机对空气向下推力方向均向下，方向相同，不可能是平衡力，故A错误；
B．无人机在重力和空气对其向上的推力为平衡力，所以无人机在两力的共同作用下处于平衡状态，故B正确；
C．无人机所受重力和空气对无人机向上的推力作用在同一物体上，不是一对相互作用力，故C错误；
D．无人机对空气向下的推力和空气对无人机向上的升力为作用力和反作用力，所以大小相等，故D错误。
故选B。
10. 在珠海以南500公里左右的深远海海域，“海洋石油720”深水物探船经过一个多月的勘测，首张深水地层构造图即将绘制完成。下列说法正确的是（ ）（海水密度为1.03×103kg/m3，g取10N/kg）
A. 物探船将探测设备投入深海后，船受到的浮力不变
B. 探测设备在下沉过程中，受到海水的压强逐渐变大
C. 沉到3000米海底的探测设备，每平方米受到海水的压力为3.09×107N
D. 物探船从大海驶入我国内河后将上浮—些
【答案】BC
【解析】A．物探船将探测设备投入深海后，船的质量减小，重力减小，因为其始终漂浮在海面上，其受到的浮力等于重力，所以船受到的浮力变小，故A错误；
B．液体压强与深度成正比，所以沉入大海深处的探测设备在下沉过程中，受到海水的压强逐渐变大，故B正确；
C．沉到3000米的设备受到海水的压强为
每平方米受到海水的压力为
故C正确；
D．物探船从大海驶入我国内河前后均处于漂浮状态，浮力不变，，因为海水密度大于河水密度，所以驶入内河后船排开液体的体积V排将变大，所以船将下沉一些，故D错误。
故选BC。
11. 小明做“探究凸透镜成像的规律”实验时，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上恰好成清晰的像（像未画出）。下列说法正确的是（ ）
A. 此时光屏上呈现的是倒立、缩小的实像
B. 蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，随着蜡烛燃烧变短，光屏上烛焰的像将向下移动
C. 凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动5cm后，向右移动光屏可再次得到清晰的像
D. 蜡烛、凸透镜位置不变，在凸透镜左侧加一个近视镜片，适当向右移动光屏可再次得到清晰的像
【答案】AD
【解析】A．由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜的成像规律可知，此时光屏上应该呈现的是倒立、缩小的实像，故A正确；
B．根据经过凸透镜光心的光线传播方向不变，随着蜡烛燃烧变短，在光屏上的像将向上移动，故B错误；
C．根据成实像时物远像近像变小的规律，将蜡烛向左移动5cm增大了物距，则要减小像距才能再次在光屏上得到清晰的像，光屏应该向左移动才能得到清晰的像，故C错误；
D．近视镜片是凹透镜，具有发散作用，会使成像的会聚点远离透镜，应向右移动光屏才能再次得到清晰的像，故D正确。
故选AD
12. 如图所示电路，电源电压恒定，为定值电阻，为滑动变阻器，小灯泡L上标有“6V 3W”，的阻值是灯泡电阻的四分之一。当滑动变阻器的滑片P处于中间位置时，闭合所有开关，灯泡正常发光，电流表和的示数之比为2∶5。不考虑温度对灯泡电阻的影响。下列说法正确的是（ ）
A. 的阻值为3Ω
B. 闭合所有开关，将滑片P向右移动，电流表的示数变小，的示数不变
C. 滑动变阻器最大阻值为24Ω
D. 闭合开关S，断开、，滑动变阻器的滑片移动到最右端时，电路总功率为2.4W
【答案】ACD
【解析】A．灯L的电阻为
已知R１的阻值是灯泡电阻的四分之一，所以R１的阻值为
故A正确；
B．闭合所有开关，R1、 R2与灯L并联，电流表A1测R2与灯L的总电流，A2测R1、 R2的总电流，将滑片P向右移动，R2接入电路中的阻值变小，而并联电路中各支路两端电压等于电源电压（不变），所以通过R2的电流变大，则电流表A1，A2的示数均会变大。故B错误；
C．由前面分析可知，闭合所有开关，滑片在中点时，R1、 R2与灯L并联，此时灯正常发光，则电源电压等于灯的额定电压为6V，又电流表A1，A2的示数之比为2∶5，则有
解得此时R2接入电路中的电阻为
则滑动变阻器R2的最大阻值为
故C正确；
D．闭合开关S，断开、，滑动变阻器的滑片移动到最右端时，R2接入电路中的电阻为零，此时R1与灯L串联，则电路中的总功率为
故D正确。
故选ACD。
二、填空及简答题（本大题共9个小题；每空或每图1分，共31分）
13. 中央电视台的春节联欢晚会现场画面是通过______传到我们的手机、电视机上的。我们对于十分熟悉的主持人不用看画面，就能分辨出是谁在主持，我们的判断依据是不同主持人的______不同。
【答案】电磁波 音色
【解析】[1]春节联欢晚会现场画面、声音等直播信息是利用电磁波传递到手机、电视的。
[2]不同发声体的材料和结构不同，产生的音色会不同，我们能分辨出是谁在主持的依据是不同主持人说话的音色不同。
14. 如图1所示，水面上有一只天鹅，天鹅的眼睛到水面的距离是20cm，则它的眼睛在水中的像到水面的距离为_____cm，当这只天鹅飞向空中时，其在水中的像的大小将______（选填“变大”“不变”或“变小”）。如图2所示，请在图中画出天鹅的眼睛看到鱼的光路图______（将水面看成镜面，天鹅眼睛看作C点，B点为鱼的实际位置，A点为鱼的虚像位置）。
【答案】20 不变
【解析】[1]水面相当于平面镜，平面镜所成像像距等于物距，水面上有一只天鹅，天鹅的眼睛到水面的距离是20cm，则它的眼睛在水中的像到水面的距离为也为20cm。
[2]由平面镜成像的特点知道，像和物体的大小相等，当这只天鹅飞向空中时，其在水中的像的大小不变。
[3]天鹅看鱼时，鱼反射的光线斜射入空气中时，发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，眼睛逆着折射光线看上去，人看到的“鱼”在A点，比鱼的实际位置B偏高，即鱼的实际位置B在A的下方，连接CA，与界面的交点O即为入射点，连接BO为入射光线，OC为折射光线，如图所示：
15. 春节假期小明一家外出旅游，关掉了家中所有用电器，此时小明家电能表示数如图所示，旅游回家后若只打开额定功率为1.5kW的空调，正常工作20min电能表转盘将转过______r，这时电能表的示数为______kw∙h他家里的用电器同时工作的最大功率是______W。
【答案】500 2019.8 4400
【解析】[1]空调正常工作消耗的电能
电能表转盘转过的圈数
[2]电能表的示数将变为
[3]用电器同时工作的最大功率是
P=UI=220V×20A=4400W
16. 将等质量的沙子和水放到同一个电陶炉上加热（可认为相同时间内沙子和水吸收的热量相等），图中______（选填“a”或“b”）是描述沙子的温度随时间变化的图像，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），则沙子的比热容是______J/（kg·℃）（结果保留两位有效数字）。将1kg的水温度升高50℃至少消耗______m3的天然气。（天然气的热值为4×107J/m3）
【答案】a
【解析】[1]沙子的比热容比水小，吸收相同热量时，沙子温度升的多，故图中a是描述沙子的温度随时间变化的图像。
[2]由图像可知，水加热2分钟时的温度是70℃，所以，此时水吸收的热量为
因为相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，所以在2分钟的时间内
即
解得
[3]水吸收的热量为
由题知
即
三、实验探究题（本大题共4个小题；第32小题4分，第33小题6分，第34、35小题各7分，共24分）
17. 小明在实验室“探究什么情况下磁可以生电”。已知图2中两导轨均比较光滑。
（1）将电流表和金属棒用导线连接成______回路。
（2）如图1所示，将金属棒在磁场中竖直上下匀速运动，此时电流表指针______（选填“偏转”或“不偏转”）。将金属棒在磁场中左右水平匀速运动，此时电流表指针发生偏转，说明______。
（3）小明继续实验，如图2甲、乙所示，导体棒AB、CD水平放置在磁场中，当拉动AB向左移动时，CD也会移动。利用乙图原理工作的实例有______。（填写一个）
【答案】（1）闭合 （2）不偏转 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流 （3）电动机
【解析】（1）“探究什么情况下磁可以生电”实验时，电路是闭合的，因此将电流表和金属棒用导线连接成闭合回路。
（2）[1][2]闭合电路的一部分导体（即题目中的金属棒）做切割磁感线运动时（在本题就是左右运动），导体中会产生感应电流（即电流表指针偏转），沿着磁感线运动（即上下运动）时没有切割磁感线，所以不产生感应电流，电流表指针不偏转。
（3）乙图的原理是通电导体在磁场中受力的作用，电动机就是利用这一原理工作的，除此之外也可以填扬声器、洗衣机等，合理即可。
18. 小明在实验室测量某品牌牛奶的密度。
（1）将托盘天平放置在水平台面上，游码归零静止时指针如图甲所示，应向______调节平衡螺母直到指针指到分度盘中央；
（2）天平调节结束后，将牛奶倒入烧杯中，如图乙所示，测出此时烧杯的总质量为______g；
（3）将烧杯中的部分牛奶倒入空量筒中，量筒中液面达到的位置如图丙所示。再次测量烧杯和剩余牛奶的质量，如图丁所示。
（4）量筒中牛奶的体积为______cm3，该品牌牛奶的密度为_______kg/m3；
（5）在实验评估中，老师看到小明将牛奶倒入量筒后，量筒内壁（液面上方）挂有牛奶液滴，而旁边小华按照同样的实验步骤测量时，量筒内壁没有液滴，但将牛奶倒入量筒后，烧杯内壁（液面上方）挂有牛奶液滴，你认为______（选填“小明”或“小华”）的测量更准确；
（6）第三组同学采用如下方法测量同一品牌牛奶的密度：首先将牛奶倒入烧杯中，然后用电子秤测得烧杯和牛奶的总质量为m1（如图甲），将一个已知体积为V的金属块（如图乙）全部浸没在牛奶中，读出此时电子秤的示数为m2，牛奶未溢出，则牛奶的密度为______（用m1、m2、V表示）。
【答案】（1）右 （2）82.4 （4）40 1.125×103 （5）小华 （6）
【解析】（1）[1]天平指针偏在分度盘的左侧，左偏右调，所以要向右调节平衡螺母。
（2）[2]此时砝码总质量为80g，游码示数为2.4g，则此时烧杯的总质量为
80g+2.4g=82.4g
（4）[3][4]图丁中的总质量为37.4g，所以倒出来的牛奶质量为
82.4g-37.4g=45g
量筒的分度值为2mL，读数为40mL=40cm3。所以牛奶的密度
（5）[5]小明将牛奶倒入量筒后量筒内壁（液面上方）挂有牛奶液滴，使得量筒测量出的牛奶体积小于真实值，根据可知，测量值偏大。但若牛奶挂在烧杯内壁上（液面上方），不影响量筒内牛奶质量和体积的测量，所以小华的测量更精确。
（6）[6]甲、乙两图质量之差与的乘积为金属块所受浮力的大小
根据，则有
得出牛奶的密度
19. 小明在实验室“探究电流与电压的关系”，实验器材有：三节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器（始终满足实验要求）、定值电阻和开关各一个，导线若干。
（1）请你用笔画线代替导线，根据图甲所示的电路图，连接图乙实物图，要求闭合开关前滑动变阻器的滑片P在最右端______；
（2）连接好电路后，闭合开关，发现电流表指针如图丙所示，且电压表指针不偏转（未画出），出现以上现象的原因可能是：①______；②______；
（3）排除故障后，小明继续实验，移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，根据实验数据绘制图像如图丁所示；
（4）通过图像可知：当电阻一定时，通过电阻的电流与电压成______，该定值电阻的阻值为______。
【拓展】上述实验中滑动变阻器的最大阻值为______；小明想继续使用原电路探究电流与电阻关系，又找到阻值为6.5和9.5的定值电阻各一个，若要完成实验，且保证各元件安全，电压表示数范围应为______V。
【答案】（1） （2）电流表的正负接线柱接反了 定值电阻短路 （4）正比 3.5 19 1.5～2.1
【解析】（1）[1]闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，要求闭合开关前滑动变阻器的滑片P在最右端滑动变阻器选择左下接线柱串联接入电路，电流表串联接入电路，如图：
（2）[2][3]电流表的指针反偏，说明电流表的正负接线柱接反了；同时电路中有电流，但电压表示数为零，说明电压表被短路，而电压表是与定值电阻并联的，所以定值电阻短路。
（4）[4][5]图丁中将图线延长是可以过原点的，所以可以得出：在电阻一定时，通过电阻的电流与电阻两端电压成正比。该电阻的阻值
【拓展】[6]当滑动变阻器全部阻值接入电路时，电流中电流最小。由图丁可知，此时电流为，定值电阻两端电压为，则滑动变阻器两端电压
则滑动变阻器的最大阻值
[7]当电流表示数为，选取定值电阻为和时，超过电压表量程。则选取定值电阻为时，根据电流表的量程可知通过电路的最大电流为，电压表示数最大为
为保证各元件安全，当滑动变阻器全部阻值连入电路中，定值电阻为时，电压表示数最小，根据串联分压原理可得
代入数据可得
解得电压表示数最小为。所以，电压表示数范围应为。
四、计算应用题（本大题共3个小题；第36小题5分，第37小题6分，第38小题7分，共18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）
20. 如图所示，小型牵引车通过滑轮组将质量为30kg的货物A匀速吊起，牵引车的质量为2t，若牵引车以1m/s的速度匀速行驶，牵引车的功率为400W，牵引车受到的阻力为150N，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，g取10N/kg。求：
（1）牵引车5s内走过的距离；
（2）牵引车的牵引力大小；
（3）滑轮组的机械效率。
【答案】（1）5m （2）400N （3）40%
【解析】（1）牵引车内走过的距离为
（2）根据可知，牵引力的大小为
（3）车受到牵引力、阻力、绳对它的拉力，牵引车以1m/s的速度匀速行驶，处于平衡状态，水平方向受力平衡，则绳对它的拉力为
则滑轮组做的总功为
滑轮组做的有用功为
滑轮组的机械效率为
21. 如图甲所示电路，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V 0.5A”字样，灯泡L的电流与电压的关系如图乙所示。现将滑动变阻器R1的滑片P1置于最右端，滑动变阻器R2的滑片P2置于中间位置，闭合所有开关，灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.9A；保持滑片P1、P2位置不变，当断开开关S1、S3，闭合S2时，电流表示数变化了0.7A。已知滑动变阻器R1上标有“？ 2A”，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～3V。
（1）求小灯泡L正常工作时的电阻；
（2）当只闭合S3时，为保证电路安全，求滑动变阻器R2的取值范围；
（3）所有开关可以任意闭合或断开，滑片均可以任意移动，在保证电路安全且电路中有电流的情况下，求电路消耗的总功率的最大值和最小值。
【答案】（1） （2） （3）15W，1.2W
【解析】（1）小灯泡正常工作时的电阻为
（2）闭合所有开关时，被短路，和灯泡并联，此时灯泡正常发光，可知电源电压等于灯泡额定电压，即；通过的电流为
可知阻值为
当只闭合时，和串联，电流表示数变化了，此时电路中的电流为
或
当时，电路中的总阻值为
舍去。当时，电路中的总阻值为
，代入可得，。当只闭合时，灯泡和变阻器串联，电压表测量两端的电压，已知两端的电压最大为，此时灯泡两端电压为，由图乙可知，灯泡的电压是时，通过它的电流为，则此时电路中电流，所以此时接入电路的阻值为
因为电流表的量程为，当的滑片移动到最左端时，只有灯泡接入电路，则灯泡两端的电压等于电源电压，为，此时灯泡的电流是，没有超过电流表量程，所以滑动变阻器的取值范围是。
（3）当断开开关，闭合，的滑片在最左端时，电路消耗的总功率最大，由题可知滑动变阻器可以通过的最大电流为，的最大功率为
灯泡功率为
则电路消耗的总功率的最大值为
由（1）可知小灯泡正常发光时的电阻是12Ω，灯泡的电阻小于R1的阻值，所以只闭合S2，R1和R2串联，电压表示数为3V时，R2接入电路的电阻最大，此时电路的总电阻最大，电路的总功率最小。此时电路中的电流为
则电路消耗的最小功率为