湖北省十堰市2022年中考物理试卷解析版

这是一份湖北省十堰市2022年中考物理试卷解析版，共8页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

湖北省十堰市2022年中考物理试卷
一、单选题
1．下列光学现象中，属于光的反射现象的是（　　）
A．海市蜃楼
B．激光束引导掘进机
C．水中倒影
D．光的色散
【答案】C
【知识点】光的反射
【解析】【解答】A．海市蜃楼是由于光在密度不均匀的物质中传播时，发生折射而引起的，A不符合题意；
B．开凿隧道用激光束引导挖掘机，使挖掘机沿直线前进，是利用光沿直线传播，B不符合题意；
C．水中倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，C符合题意；
D．光的色散是由于复色光经过三棱镜时发生折射形成的，D不符合题意。
故答案为：C。

【分析】水中的倒影是光的反射形成的。
2．下列工具正常使用时，能省力的是（　　）
A．瓶盖起子
B．托盘天平
C．筷子夹食品
D．理发剪刀
【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A．瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，A符合题意；
B．托盘天平是一个等臂杠杆，既不省力也不费力，B不符合题意；
C．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，C不符合题意；
D．理发剪刀在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，D不符合题意。
故答案为：A。

【分析】使用杠杆时，动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆。
3．如图是某校园监控摄像头，从安保室电脑上可以看到此摄像头拍摄的学生出入校园的画面，摄像镜头所成的像与下列设备成像特点相同的是（　　）
A．汽车观后镜 B．照相机 C．投影仪 D．放大镜
【答案】B
【知识点】生活中的透镜
【解析】【解答】A．摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的，而汽车观后镜是凸面镜，主要利用凸面镜能使光线发散的特点，可以起到扩大视野的目的，A不符合题意；
B．照相机成倒立、缩小的实像，与摄像头成像特点相同，B符合题意；
C．投影仪所成的像是倒立、放大的实像，与摄像头成像特点不相同，C不符合题意；
D．放大镜所成的像是正立、放大的虚像，与摄像头成像特点不相同，D不符合题意。
故答案为：B。

【分析】摄像头成像是倒立缩小的实像，和照相机成像相同。
4．如图所示，是2022年冬奥会闭幕式上控制舞台灯光与五环旗升降的电路原理图。闭合开关S1，舞台灯亮起，按下开关S2时，电动机才能启动控制五环旗升降；若舞台灯不亮，电动机也不启动。下列电路符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】电路的构成及电路图
【解析】【解答】当闭合开关S1时，舞台灯亮起，此时电动机不工作；当按下开关S2时，电动机才能启动，说明指示灯与电动机互不影响，即两者是并联的，开关S1在干路上，开关S2在电动机所在支路，可知C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。

【分析】各用电器分别工作的电路，是并联电路；干路开关控制所有用电器，支路开关控制支路用电器。
5．中华古诗文蕴含着丰富的物理知识。下列对古诗文中涉及的物态变化分析正确的是（　　）
A．“蜡烛有心还惜别，替人垂泪到天明。”蜡烛“流泪”是熔化现象
B．“年年端午风兼雨，似为屈原陈昔冤。”雨的形成是汽化现象
C．“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。”霜的形成是凝固现象
D．“腾蛇乘雾，终为土灰。”雾的形成是升华现象
【答案】A
【知识点】熔化与熔化吸热特点；液化及液化放热
【解析】【解答】A．蜡烛“流泪”是蜡由固态变为液态，属于熔化现象，A符合题意；
B．雨的形成是水蒸气由气态变为液态，属于液化现象，B不符合题意；
C．霜的形成是水蒸气由气态变为固态，属于凝华现象，C不符合题意；
D．雾的形成是水蒸气由气态变为液态，属于液化现象，D不符合题意。
故答案为：A。

【分析】固体变为液体是熔化现象；气体变为液体，是液化现象。
6．如图是一般住宅户内配电系统方框图，下列说法正确的是（　　）
A．E处应接入空气开关，F处接入电能表
B．若空气开关自动跳闸，一定是发生了短路
C．发现有人触电，应立即用手拉开
D．控制电灯的开关连接错误
【答案】D
【知识点】家庭电路的连接；安全用电原则
【解析】【解答】A．家庭电路中，进户线进入家庭后首先要安装电能表，然后再安装空气开关，A不符合题意；
B．空气开关自动跳闸的原因是电流过大，引起家庭电路电流过大的原因有两个：一是短路；二是总功率过大，B不符合题意；
C．当发现有人触电时，首先要做的是切断电源。如果立即用手拉，由于人体导体，拉人者也会触电，C不符合题意；
D．如图可知，控制灯泡的开关接在了零线上，这样即使开关断开，灯泡仍然带电，非常危险，正确的接法是开关接在火线上，D符合题意。
故答案为：D。

【分析】家庭电路中，电能表连接在最前，其次是空气开关；灯泡的开关连接在火线一侧；空气开关跳闸的原因有：短路或总功率过大。
7．2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱进入大气层后，降落伞相继打开，临近地面时，反推发动机启动，向下推动空气，迫使返回舱减速“刹车”，于9时56分，在东风着陆场成功着陆（如图），标志着本次神舟载人飞行任务圆满成功，下列关于返回舱返回过程的说法正确的是（　　）
A．着陆前相对于地面是静止的
B．利用电磁波向指挥中心传递信息
C．反推发动机对它施加向下的力
D．与空气摩擦，它的内能逐渐减少
【答案】B
【知识点】参照物及其选择；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．着陆前，返回舱离地面越来越近，相对地面有位置变化，是运动的，A不符合题意；
B．返回舱与地面指挥中心是利用电磁波传递信息的，B符合题意；
C．反推发动机对空气有向下的作用力，由于力的作用是相互的，所以空气对返回舱有向上的作用力，返回舱受到向上的力而减速，C不符合题意；
D．返回舱与空气有摩擦，需要克服摩擦做功，内能增大，温度升高，D不符合题意。
故答案为：B。

【分析】航天器利用电磁波传递信息；相对于参照物，没有位置变化是静止的；物体间摩擦时，机械能转化为内能。
8．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法错误的是（　　）
A．尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全
B．该冲程为做功冲程，内能转化为机械能
C．汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达100%
D．该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护
【答案】C
【知识点】热机的效率；能量的转化或转移
【解析】【解答】A．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，燃烧较完全，A正确，不符合题意；
B．如图所示，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，此冲程燃气的内能转化为活塞的机械能，B正确，不符合题意；
C．汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于100%，C错误，符合题意；
D．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，在做相同有用功时，消耗的燃料少，减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护，D正确，不符合题意。
故答案为：C。

【分析】汽油机工作时，气门关闭，火塞下行是做功冲程，将内能转化为机械能；由于能量的损失，热机效率小于100%。
9．2022年6月6日，中国“探索二号”科考船搭载深海基站等装备顺利返航（如图）。“探索二号”是可搭载万米级载人潜水器的保障母船，满载排水量为6832.6t。采用电力发动机组驱动，可行驶15000海里。下列有关科考船海上航行过程的说法正确的是（　　）
A．科考船所受浮力的方向竖直向下
B．科考船所受浮力与自身重力是一对平衡力
C．潜水器下水后，科考船所受浮力不变
D．航行中，船尾附近海水流速变大，压强变大
【答案】B
【知识点】平衡力的辨别；液体压强的特点；浮力大小的计算
【解析】【解答】A．科考船所受浮力的方向始终是竖直向上的，A不符合题意；
B．科考船漂浮在水面上，处于平衡状态，所受竖直向上的浮力与竖直向下的重力是一对平衡力，B符合题意；
C．潜水器下水后，科考船的总重力变小，科考船仍然处于漂浮状态，浮力等于自身的重力，所以浮力变小，C不符合题意；
D．由流体压强规律可知，流速越大的位置压强越小。科考船航行中，船尾附近海水流速变大，压强变小，D不符合题意。
故答案为：B。

【分析】浮力的方向始终是竖直向上的；漂浮的物体受到的浮力和重力是平衡力；浮力大小和液体密度有关，和排开液体的体积有关。
10．我市交通管理部门定期开展交通违法专项治理行动，如图甲是查处饮酒驾驶行为中使用的某酒精测试仪工作原理图，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为气敏电阻，其阻值随气体酒精浓度的变化情况如图乙所示，闭合开关S，下列说法正确的是（　　）
A．气敏电阻主要由超导体材料制成
B．图甲中通过R1的电流保持不变
C．检测气体的酒精浓度越大，R2阻值越大
D．检测气体的酒精浓度越大，电压表示数越大
【答案】D
【知识点】超导体特点及作用；电路的动态分析
【解析】【解答】AC．由图乙可知，气敏电阻R2的阻值不为0，且随气体酒精浓度的增大而减小，而超导体的阻值为0，AC不符合题意；
B．由图乙可知，气敏电阻R2的阻值随气体酒精浓度的增大而减小，根据串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻会改变，而电源电压不变，再根据欧姆定律可知，电路中的电流会改变，B不符合题意；
D．由图乙可知，检测气体的酒精浓度越大，气敏电阻R2的阻值越小，根据串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻会变小，而电源电压不变，再根据欧姆定律可知，电路中的电流会变大，由公式U=IR可知，定值电阻R1两端的电压变大，而电压表测的就是定值电阻R1两端电压，所以电压表示数变大，D符合题意。
故答案为：D。

【分析】气敏电阻是半导体材料；在串联电路中，电阻变化，电流变化；电阻变大，分压变大。
二、填空题
11．在2022年北京冬奥会开幕式上，一名小男孩用铜管乐器（小号）深情演奏《我和我的祖国》（如图），小号内空气柱振动产生的声音通过 　 　传入现场观众耳朵中；小男孩吹奏时用手按下不同的按键，是为了改变声音的 　 　（选填声音的特性），开幕式现场附近，禁止车辆鸣笛，是为了从 　 　处控制噪声。
【答案】空气；音调；声源
【知识点】声音的传播条件；音调及音调与频率的关系；防治噪声的途径
【解析】【解答】小号内空气柱振动产生的声音通过空气传入观众耳朵，声音的传播需要介质，介质可以是固体、液体，也可以是气体，而声源和人耳之间的介质是空气，故小号内空气柱振动产生的声音通过空气传入观众耳朵。
小男孩吹奏时用手按下不同的按键，空气柱长短不同，空气柱振动的频率不同，音调不同。
禁止车辆鸣笛，是在声源处控制噪声。

【分析】人听到的声音是空气传播的；发声体的长度不同，音调不同；阻止声音的产生是在声源处控制噪声。
12．某小区因暴雨引起车库积水，部分车辆被淹，小明看到新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，如图是该报警器原理图，金属块A和B分别固定在车库地面附近适当高处，若车库积水水面到达 　 　处（选填“A”或“B”）时，　 　（选填“绿”或“红”）灯发光报警，此时电磁铁的上端是 　 　极（选填“N”或“S”）。
【答案】B；红；N
【知识点】安培定则；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】由图示知，车库积水水面到达B处时，水是导体，将金属块A和B接通，电磁铁中有电流通过，将衔铁吸下，红灯接通，发光报警。水面未达到B处时，电磁铁中没有电流通过，衔铁弹起，绿灯亮。
由图示知，电磁铁有电流通过时，电流由下端流入，上端流出，据安培定则知，电磁铁的N极在上端。

【分析】根据电磁继电器的工作原理，判断工作的用电器；根据安培定则判断电磁铁的磁极位置。
13．2022年6月4日，长征二号F遥十四运载火箭开始加注燃料推进剂，于6月5日圆满完成神舟十四号发射任务。运载火箭燃料推进剂选择密度小、热值 　 　的气体燃料，采用 　 　和压缩体积的方法使气体燃料液化。神州飞船进入太空后，利用太阳能电池板供电，太阳能属于 　 　（填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】大；降低温度；可再生
【知识点】液化及液化放热；燃料的热值；能源及其分类
【解析】【解答】火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有密度小，热值大的性质，所以在完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料，液态氢可以释放出来更多的热量。
火箭中的燃料是液态的，它是由气体燃料液化而来，液化的方式是降低温度和压缩体积。
太阳能可以从自然界源源不断的获取，所以属于可再生能源。

【分析】不同燃料的热值不同；降低温度和压缩体积，可以使气体液化；太阳能是可再生资源。
14．如图为小红家电路中安装的电能表，此时示数为 　 　kW·h。小红将一个电吹风机接入电路，电热丝因为电流的 　 　效应吹出热风。她关闭其它用电器，3min内电能表铝盘转过15转，则此电吹风机的功率为 　 　W。
【答案】2022.6；热；500
【知识点】电功的测量；电功率的计算
【解析】【解答】电能表表盘上最后一位是小数点后面第一位，故读数为2022.6kW·h。
导体中有电流通过时会产生热量，这是电流的热效应，因此，电吹风能吹出热风是因为电流的热效应。
由图可知，表盘上标有600r/kW·h，意思是用电器每消耗1kW·h的电能，表盘转过600转，3min内电能表铝盘转过15转，则用电器消耗的电能W=nN=15600kW⋅h=0.025kW⋅h=0.025×3.6×106J=9×104J
此电吹风机的功率P=Wt=9×104J3×60s=500W

【分析】根据电能表窗口示数测量消耗的电能；电热丝利用了电流的热效应工作；根据电能表的实际转数计算消耗的电能；根据电能和时间的比值， 计算电功率。
15．如图是抗击“新冠”疫情使用的负压救护车，车内空间为负压舱，它能有效防护病毒再传播，负压装置的主要部分是一个抽气机，将经消毒、杀菌处理后的被污染空气 　 　（选填“从车内抽出”或“抽入至车内”），使车内气压 　 　（选填“高于”、“低于”或“等于”）车外大气压，在 　 　作用下，清洁的空气只能由车外流向车内。
【答案】从车内抽出；低于；大气压
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】负压装置的主要部分是一个抽气机，将经消毒、杀菌处理后的被污染空气从车内抽出，减小车内的压强。
将被污染空气从车内抽出，车内气压低于外界大气压。
在大气压的作用下，空气从压强大的地方流向压强小的地方，故清洁的空气从车外流向车内。

【分析】负压装置的气压降低；空气从压强大的位置流向压强小的位置。
16．如图所示，斜面与水平地面夹角为30°，某快递员用500N的力，将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，货物所受摩擦力方向沿斜面向 　 　；斜面的机械效率为 　 　。不改变斜面与地面夹角和货物质量，采用 　 　的方法可以提高斜面的机械效率。
【答案】下；80%；减小木板粗糙程度
【知识点】机械效率的计算；斜面的机械效率
【解析】【解答】货物相对斜面向上运动，所受的斜面的摩擦力沿斜面向下。
如图所示，斜面的长度为l，其高度h=12l
斜面的机械效率η=W有W总=GhFl=G×12lFl=12×800N500N×100%=80%
斜面与地面夹角和货物质量不变，即有用功保持不变，可通过减少额外功来提高斜面的机械效率。为了减少额外功，可减小摩擦力，压力不变时，可通过改变接触面的粗糙程度来改变摩擦，所以可通过减小木板表面的粗糙程度来提高机械效率。

【分析】物体受到的摩擦力和物体的相对运动方向相反；根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，利用拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值计算机械效率；减小摩擦力可以提高机械效率。
17．甲图中铅笔的长度是 　 　cm，乙图中停表秒针盘的分度值是 　 　s，停表读数是 　 　s。
【答案】2.50；0.1；338.5
【知识点】时间及其测量；长度及其测量
【解析】【解答】如图甲，为刻度尺，分度值为0.1cm，读数为2.50cm。
如图乙，为秒表，秒针盘每1s平均分成了10等分，故分度值为0.1s。
如图所示，5min过半，说明秒表盘读第二圈，读30s开外，故读数为5min38.5s，合338.5s。

【分析】根据物体对应刻度尺的位置，测量长度；根据停表的最小刻度判断分度值；根据分钟指针和秒钟指针测量时间。
18．在“探究什么情况下磁可以生电”实验中，小华做了甲、乙、丙三次实验。实验中通过观察 　 　来判断电路中是否产生感应电流，如图的三次实验中，　 　（选填“甲”“乙”或“丙”）图中有感应电流产生。 　 　（选填“电动机”或“发电机”）应用了这一原理。
【答案】电流表指针是否偏转；甲、丙；发电机
【知识点】电磁感应；产生感应电流的条件
【解析】【解答】实验时，通过观察电流表指针是否偏转，来确定电路中是否有感应电流产生。
闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这就是电磁感应现象。如图的三次实验中，甲、丙中的导体都切割了磁感线，能产生感应电流，而乙中导体没有切割磁感线，不会产生感应电流。
电磁感应现象中，消耗了机械能，得到了电能，利用电磁感应原理制成了发电机。

【分析】探究电磁感应的条件时，通过灵敏电流计的指针是否偏转判断电流；当导体切割磁感线时，产生电流，是发电机的工作原理。
三、作图题
19．在“预防溺水”主题班会课上，主持人小明用光路图来解释“水池变浅”的道理：池底A点射出的光线经过水面折射进入B点的人眼，C点是人眼看到的池底A点像的位置。请你在图中画出入射光线、折射光线，并标出折射角r。
【答案】解：如图所示：
【知识点】作光的折射光路图
【解析】【解答】由题意可知，C点是人眼看到的池底A点的像，所以连接BC，BC与液面的交点设为O点，即O点为入射点，OB为折射光线，过O点作垂直液面的一条虚线，即法线，连接AO，即入射光线，折射光线OB与法线的夹角即为折射角，标出r，如图所示：

【分析】空气中看水中的物体比实际变浅；光从水中斜射入空气中，折射角变大。
四、实验题
20．在“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中，小红向烧杯中倒入适量90℃的热水进行实验，这样做的好处是　 　。她观察到水沸腾时温度计的示数如图所示，则水的沸点为　 　℃，说明该处大气压可能　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）一标准大气压。
【答案】节约时间；98；小于
【知识点】探究水的沸腾实验
【解析】【解答】实验时烧杯中装入热水，好处是可以缩短加热时间。还可以通过减少水的质量、加上盖子来节约时间。
由图可知，此温度计的分度值为1℃，所以此时温度计的示数为98℃，即水的沸点为98℃。
因为液体的沸点跟气压的大小有关，标准大气压下，水沸腾时的温度为100℃，此时沸点为98℃，说明该处大气压可能小于一标准大气压。

【分析】探究沸腾规律时，利用温度高的水，可以缩短加热时间；根据温度计液柱位置，判断温度；液体沸点和大气压有关。
21．在“测量盐水密度”的实验中，将天平放在水平台上，小红进行了如下操作：
（1）如图甲是小红调节天平平衡时的操作，错误之处是：　 　；
（2）改正错误后，小红进行了多次实验，图乙、丙为某次实验的部分情景，数据记录在下表中，请你按测量操作的完整步骤将表格补充完整。
①　 　的总质量m1/g
烧杯和剩余盐水的总质量m2/g
量筒中盐水的体积V/cm3
盐水的密度ρ/（g⋅cm-3）
62.4
40.0
20.0
②　 　
【答案】（1）未将游码移到标尺左端的零刻度线处
（2）烧杯和盐水；1.12
【知识点】密度公式及其应用；液体密度的测量
【解析】【解答】（1）由图甲知，小红在调节天平平衡时，游码未移动到标尺左端的零刻度线处，便开始调节平衡螺母。
（2）图乙中，先测量出烧杯和盐水的总质量m1，将适量盐水倒入量筒中，再测量烧杯及剩余盐水的总质量m2，便可求出量筒中盐水的质量
m=m1-m2=62.4g-40.0g=22.4g
由表格数据知，量筒中盐水的体积为20.0cm3，那么盐水的密度ρ=mV=22.4g20.0cm3=1.12g/cm3

【分析】（1）调节天平平衡时，游码归零；
（2）根据物体的质量和体积的比值，计算密度。
22．在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想：
A．可能与液体密度有关
B．可能与物体浸在液体中的体积有关
C．可能与物体密度有关
D．可能与物体浸没在液体中的深度有关
他们领取的实验器材有：柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水（适量）、细线（体积忽略不计）。
（1）只用这些器材，可以验证上述猜想中的B和 　 　（选填字母序号）是否正确。
（2）如图是探究猜想B的实验过程，将铁块悬挂在弹簧测力计下静止在空气中时，弹簧测力计示数为F1；将铁块部分浸入水中时，弹簧测力计示数为F2，此时铁块受到的浮力大小表达式为F浮＝　 　（用题中物理量符号表示）。将铁块浸没在水中时，弹簧测力计示数为F3，则F2　 　F3（选填“大于”、“小于”或“等于”）。分析比较F1、F2、F3的大小与浮力的关系，可以得到结论：铁块浸在水中的体积越大，受到的浮力越大。
【答案】（1）D
（2）F1﹣F2；大于
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】（1）实验中除了水以外，没有其他液体，不能探究浮力与液体密度的关系，只有一个物体，也不能探究浮力与物体密度的关系，可以通过改变物体在水中不同深度来探究浮力大小与物体浸没在水中的深度的关系。
（2）根据称重法可知：F浮=F1﹣F2。
铁块浸没在水中时，排开水的体积越大，受到的浮力越大，弹簧测力计的示数变小，所以F2>F3。

【分析】（1）只有一种液体中，可以探究浮力和深度的关系；
（2）根据物体的重力和进入液体中测力计示数差， 计算浮力；液体相同时，排开液体的体积越大， 受到的浮力越大。
23．如图是小明测量小灯泡电功率的电路，小灯泡额定电压为2.5V，电阻为10Ω左右。
（1）用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整；
（2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮。电流表指针几乎不动，电压表示数接近3V且保持不变。为排除故障，小明检查了开关并拧紧两端接线柱，小芳则将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障，　 　（选填“小明”或“小芳”）排除故障的操作是正确的；
（3）排除故障后重新闭合开关，改变滑片位置，他们根据测量数据画出了通过灯丝电流与其两端电压关系的图像如图乙。根据图像可得小灯泡的额定功率为 　 　W。研究发现，通过灯丝的电流与其两端电压不成正比，原因是：　 　；
（4）在测量小灯泡电功率拓展实验过程中，电流表坏了，他们找来一只阻值合适的定值电阻R0，设计了如图丙电路图，操作步骤如下：
①断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额；
②　 　，断开S2，闭合S1，记下此时电压表示数为U；
则小灯泡额定功表达式P额＝　 　（用U额、U和R0表示）。
【答案】（1）
（2）小芳
（3）0.625；小灯泡的阻值和温度有关
（4）保持滑动变阻器位置不变；(U−U额)R0U额
【知识点】电功率的计算；电功率的测量
【解析】【解答】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，电阻为10Ω左右，根据欧姆定律可知，小灯泡的额定电流约为I=U额1R=2.5V10Ω=0.25A
所以电流表的量程选0~0.6A，电流表与小灯泡串联接入电路，如图所示：
（2）电压表示数接近3V且保持不变，而电源电压是两个干电池，所以电源电压为3V，即电压表的示数接近电源电压，所以可能是电压表串联在电路之中，即小灯泡发生断路，所以小芳排除障碍操作是正确的。
（3）小灯泡的额定电压为2.5V，由图乙可知，当小灯泡两端电压等于额定电压时，通过小灯泡的电流为0.25A，根据公式P=UI可得小灯泡的额定功率为P额1=U额1I额=2.5V×0.25A=0.625W
因为小灯泡的阻值随着温度的变化而变化，不是一个定值，所以通过灯丝的电流与其两端电压不成正比。
（4）由题意可知，这是利用“伏阻法”测小灯泡的额定功率，先用电压表测小灯泡的电压，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压U额，然后保持滑动变阻器位置不变，通过调整开关的闭合，使电压表测小灯泡和已知电阻R0两端的电压为U，所以此时电阻R0两端电压为U0=U-U额
根据欧姆定律I=UR可得，此时通过电阻R0的电流为I0=U0R0=(U-U额)R0
因为小灯泡与电阻R0串联，所以通过两者的电流相等，根据P=UI可得，小灯泡额定功率的表达式为P额=U额I0=(U-U额)R0U额

【分析】（1）测量灯泡的电功率时，电流表和灯泡串联连接；
（2）串联电路中电压表有示数，电路是接通的；若电压表测量的位置断路，电压表示数接近电源电压；
（3）根据电压和电流的乘积计算电功率；灯泡的电阻和温度有关；
（4）利用电压表和定值电阻测量电功率时，利用电压表分别测量灯泡的分压和总电压；根据电压和电阻的比值， 计算电流；根据电压和电流的乘积计算电功率。
五、计算题
24．如图是某新型多挡榨汁机电路结构简化图。它具有榨汁、加热、保温功能，部分参数如下表。（果汁密度近似水的密度，果汁比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求：
榨汁机部分参数
额定电压
220V
榨汁功率
66W
加热功率
220W
保温功率
88W
容积
300mL
（1）将榨汁机中300mL的果汁从10℃加热到30℃，吸收的热量；
（2）仅榨汁时，电路中的电流；
（3）电阻R1的阻值。
【答案】（1）解：果汁的体积V=300mL=3×10-4m3
果汁的质量为m=ρV=1.0×103kg/m3×3×10-4m3=0.3kg
果汁吸收的热量为Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.3kg×（30℃-10℃）=2.52×104J
答：将榨汁机中300mL的果汁从10℃加热到30℃，吸收的热量为2.52×104J；
（2）解：榨汁时的功率为66W，根据公式P=UI可得，榨汁时的电流为I榨汁=P榨汁U=66W220V=0.3A
答：仅榨汁时，电路中的电流为0.3A；
（3）解：分析电路图，由公式P=U2R 可知，只闭合S2时，R1、R2串联，电阻较大，功率较小，此时为保温状态，电路的总电阻为R总=U2P保温=（220V）288W=550Ω
S2、S3都闭合时，R1被短路，R2单独工作，电路电阻较小，功率较大，此时为加热状态，R2的阻值为R2=U2P加热=（220V）2220W=220Ω
所以R1的阻值为R1=R总-R2=550Ω-220Ω=330Ω
答：电阻R1的阻值为330Ω。
【知识点】密度公式及其应用；热量的计算；电阻的串联；电功率的计算
【解析】【分析】（1）利用物体的密度和体积的乘积计算质量；利用物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量；
（2）根据电功率和电压的比值，计算电流；
（3）根据电压和电功率，可以计算电阻大小；根据串联电路电阻规律，计算部分电阻。
25．小明携带质量为10kg的行李箱乘坐高速列车从十堰到汉口。列车经过的部分站点时刻表如下：
站次
站名
到达时间
开车时间
运行时间
运行里程
1
十堰东
——
12∶27
——
0
2
襄阳东
13∶27
13∶31
60min
180km
3
汉口
15∶11
——
100min
460km
请你根据以上信息，解决下列问题：（g取10N/kg）
（1）行李箱底部与水平行李架的接触面积约为0.2m2，求行李箱对行李架的压强；
（2）从十堰东站到襄阳东站运行的速度为多少km/h？
（3）若列车在襄阳东站至汉口站区间内匀速直线行驶，牵引力恒为3×105N，电能转化成机械能的效率为70%，求列车在此区间运行过程中消耗的总功率。
【答案】（1）解：行李箱对行李架的压强p=FS=GS=mgS=10kg×10N/kg0.2m2=500Pa
答：行李箱对行李架的压强是500Pa；
（2）解：十堰东站到襄阳东站运行的时间t=13∶27-12∶27=1h
十堰东站到襄阳东站运行的速度v=st=180km1h=180km/h
答：从十堰东站到襄阳东站运行的速度为180km/h
（3）解：襄阳东站至汉口站区间内匀速直线行驶的速度v′=s′t′=(460−180)×103m100×60s=1403m/s
电能转化成机械能的效率η=W机W电×100%=Fv′tP总t=Fv′P总
可得列车消耗的总功率P总=Fv′η=3×105N×1403m/s70%=2×107W
答：列车在此区间运行过程中消耗的总功率2×107W。
【知识点】功率计算公式的应用；速度公式及其应用；压强的大小及其计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，根据压力和受力面积的比值， 计算压强；
（2）利用路程和时间的比值， 计算速度；
（3）根据总路程和时间的比值， 计算速度；根据力和速度的乘积计算功率；结合效率计算总功率。