重庆市西南大学附中2021-2022学年九年级4月定时训练物理试题

这是一份重庆市西南大学附中2021-2022学年九年级4月定时训练物理试题，共23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。

重庆市西南大学附中2021-2022学年九年级4月定时训练物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．以下说法最接近实际的是（　　）
A．重庆冬天平均温度约为20℃
B．此时北碚的大气压强约为1×105Pa
C．参加中考的小原重量约为50N
D．家用台灯正常发光时电流约为10A
2．如图，南太平洋岛国汤加境内的水下火山HungaTonga在今年1月发生剧烈喷发，下列有关说法正确的是（　　）

A．海水看着比真实深度浅是因为光沿直线传播
B．各个方向都能看到火山灰是因为发生了镜面反射
C．火山灰在光照下投射出阴影是光的折射现象
D．火山闪电倒映在海水中是光的反射现象
3．如图，建成于清朝康熙年间的北碚金刚碑古镇封闭三年改造后开街，小兮和欢欢结伴前往游玩，边赏美景边享美食，好不快哉！以下有关说法正确的是（　　）
A．溪岸边的管道嘴喷出白茫茫的是水蒸气
B．做煎饼时蛋清在热锅里慢慢凝华成固态
C．冰淇淋包装外面出现小水珠是液化现象
D． 煮汤圆时包芯里的糖熔化过程中要放热
4．今年俄罗斯和乌克兰爆发严重军事冲突，下列有关说法正确的是（　　）
A．造武器用到的电磁起重机应用了通电线圈具有磁性的特点
B．战场上无人侦察机的电动马达应用了电磁感应原理
C．浏览战争新闻后手机无线充电只利用了电生磁技术
D．战后停电用发电机发电是通电导线在磁场中受力的应用
5．图为北京延庆至河北崇礼的高速公路上有着“冬奥之门”美誉的杏林堡大桥，它由重庆某公司设计，其造型体现“更高、更快、更强”的奥运精神。以下有关说法正确的是（　　）

A．桥上高高耸起的拱塔相对桥墩是运动的
B．减轻拱塔重量会增加它对桥面的压强
C．拱塔的重力和它对桥梁的压力是一对平衡力
D．大桥的路面铺设得粗糙不平是为了增大摩擦
6．老唐驾车去上班，转弯前闭合一个开关，转向灯和车外摄像头同步正常开启；突然转向灯烧坏，不过摄像头仍正常工作。图中电路符合该情境的是（　　）
A． B．
C． D．
7．小川用图甲滑轮组缓慢提升不同物体，每次提升高度均为1m，滑轮组的机械效率与物体重力的关系如图乙所示。不计绳重及摩擦，下列分析正确的是（　　）

A．图乙方框□处数字应该是16
B．随着物体重力不断增大，机械效率可达100%
C．机械效率越高，拉力做功越快
D．每次提升重物，小川做的额外功均为1J
8．斌斌家有个烤火器如图甲，其铭牌上的电路如图乙且电阻R3=80Ω，挡位信息如图丙（部分数字已磨损掉），他家电能表如图丁所示，以下分析正确的是（　　）

A．电阻R1的阻值为484Ω
B．接通3、4触点让烤火器工作5s，它消耗的电能为500J
C．图丙中磨损掉的数字是342
D．电压200V时仅用此烤火器中温挡工作36s，电能表转盘转5圈

二、填空题
9．人体的安全电压是______V。发现导体中产生的热量与电流的平方、导体的电阻、通电时间均成正比的物理学家是______。
10．如图，萌态可掬的冬奥会吉祥物“冰墩墩”由硅胶外壳和毛绒公仔两部分组成，其外壳由广东某公司负责生产。若生产中把200g硅胶从20℃升温到40℃，则硅胶的内能增加了______J；同时工厂用水为机械设备降温，这是利用了水的______较大的特点。［c硅胶=0.92×103J/(kg٠℃)］

11．今年3月，重庆高新区爆发出新冠疫情，让一线医护人员再次紧张忙碌起来。某护士在核酸检测点用水平力5N推着医护车沿平地匀速前行时，前方突然匆匆走来一名医生，她连忙用10N拉力向后拽车，医护车在减速前进过程中受到的合力为______N，减速时车的惯性______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
12．如图所示装置，滑轮重8N，其下端吊着22N的物体M，杠杆上A、B、C三点把杠杆四等分，不计摩擦及绳和杠杆质量，要使杠杆在水平位置静止，在C点施加竖直向上的力F应是________N。若悬挂滑轮的绳子最大能承受24N的拉力，为使绳子不断，物体M最大重力为______N。

13．图甲电路中电源电压不变，滑动变阻器的最大阻值为80Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V。闭合所有开关，滑片P在a、b两点间移动过程中，滑动变阻器的电功率与其接入电阻关系如图乙所示，则滑片P在a、b两点时电压表示数之比为_____。闭合S、断开S1，为保证电路安全，滑动变阻器最大功率和最小功率之差为______W。


三、作图题
14．在图中画出反射光线并标出反射角的度数。

15．在图括号内标出小磁针右端的极性（用N或S表示）。


四、实验题
16．小妍在做“观察水的沸腾”实验中，使用的实验装置如图甲所示。

（1）甲图中的操作错误会使温度计的示数偏______（选填“大”或“小”）。
（2）纠正甲图中的错误后，按图乙读取温度计示数视线正确的是______（选填“①”、“②”或“③”）；从下表记录的实验数据可知，当地气压______（选填“大于”、“小于”或“等于”）1个标准大气压。
时间（min）
0
1
2
3
4
5
6
温度（℃）
90
92
94
96
98
98
98

（3）水沸腾前的情况是图丙（a）（b）中的______（选填“a”或“b”）。
（4）根据测得的数据绘制了水温与加热时间的关系如图丁的图线a所示，但是觉得实验时间太长，为了缩短加热时间，小妍采用了减少水的质量的方法，则水温和时间的关系可能是图______；而同组的小王则采用提高水的初温的方法，则水温和时间的关系可能是图______。（两空均选填“b、c或d”）
17．某实验小组探究“电流与电压、电阻的关系”，使用的实验器材有：电压为6V的电源，电流表、电压表各一个，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个，规格为“20Ω  1A”的滑动变阻器一个，导线若干。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路图连接完整；（要求：向右移动滑片时，电路中的电流变小，且导线不能交叉）_______
（2）电路连接正确后，将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大端，用开关进行“试触”时，发现电流表没有偏转，电压表示数如图乙所示。接下来小明应该_______；
A．将电压表由大量程换成小量程                         B．检查电流表的接线柱是否接反
C．检查电阻两个接线柱是否接触良好             D．检查滑动变阻器的接线柱是否松动
（3）在探究电流与电压的关系时，该小组所测得的几组电流、电压值如表1所示。在第2次实验中，电流表的示数如图丙所示，根据表1数据可算出该定值电阻的阻值为________Ω；还可得到结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成________；
表1
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.3

0.5
表2
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.6
0.4
0.2

（4）探究电流与电阻的关系时，所测得的几组电流、电阻值如表2所示；
①由于操作不当，导致第2次实验的数据存在错误，请判断产生实验数据错误的原因是________；
②纠正错误，正确完成第2次实验后，断开开关将10Ω换成15Ω的电阻，为顺利完成第3次实验，接下来他应该将滑动变阻器的阻值________（选填“增大”或“减小”）为_______Ω；
③该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行第4次实验，发现实验无法进行下去，为完成第4次实验，以下方案可行的是_______；
A．将电压表量程换成0~3V              B．将定值电阻两端电压调为1.5V
C．换成电压为12V的电源                      D．换用规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器
18．霄潇在学校花坛捡了一小石块（会吸水），准备测量其密度。如图所示是她和同学们用量程为200g的托盘天平和一个质量为10g的烧杯来测量石块密度的实验装置，假设石块吸水前后体积不变，ρ水=1g/cm3。
（1）她把托盘天平放在_______桌面上，将游码归零后发现指针指在分度标尺中线的右侧，则应该将平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）适当调节；
（2）托盘天平调平后，霄潇开始实验：

①向烧杯中加入适量水，测出烧杯和水的总质量为90g，如图甲；
②将石块轻轻放入烧杯的水中，过较长一段时间，待液面最终静止后，在水面到达的位置处作标记a，测出烧杯、水和石块的总质量为140g（细线体积和质量均忽略不计），如图乙；
③从烧杯中取出石块，擦干石块表面的水后，测出此时石块的质量为55g；
④测出烧杯和剩余水的总质量为83g，如图丙；
⑤向烧杯加水到标记a处，如图丁。测量此时烧杯和水的总质量，砝码和游码如图戊所示，则烧杯和水的总质量为_______g；
（3）根据实验数据，可知石块的质量为_______g，石块的密度为_______g/cm3；
（4）对实验结果进行讨论时，同小组成员提议仅使用丙和丁两幅图中的数据也能计算出石块的体积，你认为这样测得的石块体积值_______（选填“偏大”或“偏小”）；
（5）聪明的霄潇发现还可以用天平、烧杯和标记a来测量未知液体的密度。思考片刻后，她将图丁中烧杯中的水倒掉后擦干，将待测液体加至标记a处，然后用天平称出烧杯和液体的总质量。利用该装置和标记a可测出液体密度的最大值为_______g/cm3；理论上，用此天平可以鉴别密度差异不小于______g/cm3（结果保留三位小数）的液体。

五、计算题
19．如图，在北京冬残奥会轮椅冰壶比赛中，中国队夺冠成功卫冕！若队员用10N的水平推力把质量为20kg的冰壶石匀速向前推动1m，用时0.5s，已知冰壶石和冰面接触面积为0.04m2，求：
（1）冰壶石对冰面的压强；
（2）队员推力的功率。

20．如图甲所示，电源电压保持8V不变，电阻R1=20Ω，小灯泡L的U-I曲线如图乙所示。只闭合开关S3，将滑动变阻器滑片P移到中点时，小灯泡L的实际功率为0.4W；电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。求：
（1）闭合所有开关时，通过R1的电流；
（2）滑动变阻器的最大阻值；
（3）只闭合S1，在保证电路安全的条件下，电路消耗的电功率取值范围。

21．如图所示，足够深的薄壁圆柱形容器A底面积为200cm2；正方体物块B边长为10cm、密度为0.4g/cm3，其下表面正中心处有一根长为6cm的轻质细绳与容器底部连接在一起，不计绳的质量和体积，绳能承受的最大拉力为3N。现往容器中缓慢加水，g取10N/kg，求：
（1）B的重力；
（2）B受浮力6N时，容器中水的深度；
（3）加水总量为2000cm3时，水对容器底的压强。


参考答案：
1．B
【详解】A．重庆属于亚热带季风性湿润气候，冬季平均温度在4~8℃。故A不符合题意；
B．北碚的大气压强约等于标准大气压，标准大气压约为1×105Pa。故B符合题意；
C．参加中考的小原的质量约为50kg，重约500N。故C不符合题意；
D．家用台灯正常发光时电流约为0.1A左右。故D不符合题意。
故选B。
2．D
【详解】A．海水看着比真实深度浅是因为光从水中射向空气中时发生了折射，故A错误；
B．由于火山灰发生漫反射，我们才能从各个方向看到它，故B错误；
C．光在沿直线传播时，在物体的后面会有一片光线不能照射到的黑色区域，这就是物体的影子，故C错误；
D．海水相当于平面镜，火山闪电的倒影其实是火山闪电在平面镜里所成的虚像，是光的反射现象，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．溪岸边的管道嘴喷出白茫茫的是水蒸气液化形成的小水滴，水蒸气肉眼是看不见的，故A错误；
B．蛋清受热时蛋白质在高温下逐渐变性，其内部分子结构发生变化，不属于物态变化，故B错误；
C．冰淇淋温度较低，空气中的水蒸气在包装外面遇冷变成小水滴，是液化现象，故C正确；
D．熔化是物质从固态变成液态的过程，这个过程要吸收热量，故D错误。
故选C。
4．A
【详解】A．电磁起重机实质上是一个电磁铁，是利用了通电线圈具有磁性的特点，故A正确；
B．电动马达通电后会发生转动，其原理是通电导体在磁场中会受到力的作用，故B错误；
C．当手机靠近充电器时，相当于闭合电路中的部分导体在切割磁感线，因此会产生感应电流，从而对手机充电，主要利用了电磁感应原理，故C错误；
D．发电机的原理是磁生电，即电磁感应原理，故D错误。
故选A。
5．D
【详解】A．拱塔与桥墩之间的相对位置没有发生变化，所以拱塔相对桥墩是静止的，故A错误；
B．减轻拱塔重量，会减轻拱塔对桥面的压力，根据可得，会减小它对桥面的压强，故B错误；
C．拱塔的重力方向竖直向下，它对桥梁的压力也是竖直向下，方向相同，不可能是一对平衡力，故C错误；
D．大桥的路面铺设得粗糙不平是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】转弯前闭合一个开关，转向灯和车外摄像头同步正常开启；说明开关同时控制转向灯和车外摄像头，转向灯烧坏，摄像头仍正常工作，说明两者互不影响，所以两者是并联的，开关在干路上，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
7．A
【详解】A．由图甲可知，该滑轮组有2根绳子承担物重，不计绳重及摩擦，则滑轮组的机械效率为
①
由图乙可知，当物体重为1N时，机械效率为20%，代入①式，则有

解得G动=4N，当机械效率为80%时，代入①式有

解得G框=16N，故A正确。
B．滑轮组始终要克服动滑轮做额外功，机械效率不可能达到100%。故B错误；
C．由①式可知，机械效率的大小与拉力做功的快慢无关。故C错误；
D．提升重物时，克服动滑轮做额外功，大小为
W额=G动h=4N×1m=4J
因动滑轮重不变，每次提升的高度均为1m，由此可知，每次提升重物，小川做的额外功均为4J。故D错误。
故选A。
8．D
【详解】A．接通2、3触点，电阻R1、R2串联接入电路中，电路中的电阻为两电阻之和，电阻最大，接通3、4触点，R2接入电路中，电路中的电阻为R2，接通触点4、5，电阻R2、R3并联接入电路，电路中的电阻为R2、R3并联后的大小，电阻最小，所以根据可知，接通2、3触点，为低温挡，接通3、4触点，为中温挡，接通触点4、5，为高温挡，由图丙可知，低温挡功率为100W，则低温挡电阻

由图丙可知，中温挡功率为242W，则中温挡电阻

则电阻R1的阻值
R1=R低-R2=484Ω-200Ω=284Ω
故A错误；
B．接通3、4触点为中温挡，中温挡功率为242W，让烤火器工作5s，它消耗的电能为
W=Pt=242W×5s=1210J
故B错误；
C．接通触点4、5，电阻R2、R3并联接入电路，则电路中的总电阻

则高温挡电功率

故C错误；
D．电压200V时仅用此烤火器中温挡工作36s，则电路中消耗的电能

由图丁可知，电能表消耗1kW·h，电能表的转盘转2500r，则此时电能表转

电能表转盘转5圈，故D正确。
故选D。
9．     不高于36     焦耳
【详解】[1]大量实验及事实表明，对人体的安全电压值是不高于36V。
[2]英国物理学家焦耳通过大量的实验在1840年发现导体中产生的热量与电流的平方、导体的电阻、通电时间均成正比，称为焦耳定律。
10．     3680     比热容
【详解】[1]生产中把200g硅胶从20℃升温到40℃，则硅胶增加的内能，即硅胶吸收的热量
Q吸=c硅胶m∆t=0.92×103J/(kg·℃)×200×10-3kg×(40℃-20℃)=3680J
[2]用水为机械设备降温，是因为在质量和升高的温度均相同时，水吸收的热量多，这是利用了水的比热容较大的特性。
11．     15     不变
【详解】[1]护士用水平力5N推着医护车沿平地匀速前行时，地面对小车的摩擦力与推力是一对平衡力，大小相等，所以地面对小车的摩擦力是5N，方向向后；护士在用10N拉力向后拽车时，小车仍在向前运动，此时受到的摩擦力的大小和方向都没有变化，所以合力大小等于向后的拉力和摩擦力之和
F合=F+f=10N+5N=15N
[2]惯性是物体本身的固有属性，惯性大小与物体的质量有关，质量大惯性大。减速时小车质量不变，惯性不变。
12．     20     40
【详解】[1]因动滑轮上有两股绳子承重，故可得动滑轮上的绳子拉力为

设杠杆上每一格的长度为l，动滑轮上的绳子拉力为杠杆的阻力，由图中可知，阻力F拉对应的阻力臂为l2=4l，动力F对应的动力臂为l1=3l，当杠杆平衡时，由杠杆的平衡条件可得
F×l1=F拉×l2
解得在C点施加的杠杆的动力为

[2]由题意可知，悬挂滑轮的绳子能承受的最大拉力为F大=24N，因动滑轮上有两股绳子承重，故可得

解得物体M的最大重力为
G大=2F大-G动=2×24N-8N=40N
13．     1∶5     2.7
【详解】[1]由图乙可知，R1和R串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，当接入电路的阻值为2Ω时，此时滑动变阻器的滑片在a点，滑动变阻器的电功率为4.5W，则滑动变阻器两端的电压

当接入电路的阻值为50Ω时，此时滑动变阻器的滑片在b点，滑动变阻器的电功率为4.5W，则滑动变阻器两端的电压

则滑片P在a、b两点时电压表示数之比

[2]滑动变阻器的滑片在a点时，电源电压

滑动变阻器的滑片在b点时，电源电压

两式联立，解得
R=10Ω，U=18V
滑动变阻器的电功率

所以当R滑=R=10Ω时，滑动变阻器的电功率最大，此时电路中的电流为

因为电流表的量程是0~0.6A，所以此时滑动变阻器的最大电功率会烧坏电流表，所以电路中的电流最大为0.6A时，滑动变阻器的电功率最大，滑动变阻器两端的电压
U滑=U-IR=18V-10Ω×0.6A=12V
滑动变阻器的电功率
P大=U滑I=12V×0.6A=7.2W
由图乙可知，滑动变阻器电功率的最小值是4.5W，滑动变阻器最大功率和最小功率之差
∆P=P大-P=7.2W-4.5W=2.7W
14．
【详解】过入射点做垂线，即为法线，入射角即为入射光线与法线的夹角，故入射角等于

根据反射角等于入射角，故在法线右侧画出反射光线，反射光线与法线的夹角即为反射角，故如下图所示：

15．
【详解】根据图可知，电流从电源左端流入通电螺线管，根据安培定则，通电螺线管的右端为N极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故小磁针右端的为N极，如下所示：

16．     大     ②     小于     b     b     c
【详解】（1）[1] 甲图中温度计的感温泡碰到了烧杯的底部，这个位置温度较高，测量的温度值偏大。
（2）[2]温度计读数时，视线要和温度计内感温液柱的液面相平，不能俯视和仰视，所以视线正确的是②。
[3]从表中记录的实验数据可知，水的沸点是98℃，在标准大气压下水的沸点是100℃，且沸点随大气压的降低而减小，所以当地大气压小于1个标准大气压。
（3）[4]沸腾前，上层的水温度较低，上升的气泡遇低温液化，气泡减小，而沸腾时水温上下一致，气泡会越来越大，所以a是沸腾时的情况，b是沸腾前的情况。
（4）[5]在其他条件不变时，小妍采用了减少水的质量的方法，水的初温不变、沸点不变,加热升温快，所示水温和时间的关系可能是b。
[6]小王则采用提高水的初温的方法，水的沸点不变，加热时间减少，则水温和时间的关系可能是图c。
17．          C     5     正比     没有控制定值电阻两端电压不变     增大     15     D
【详解】（1）[1]向右移动滑片时，电路中的电流变小，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻变大，滑动变阻器要“一上一下”接入电路中，且向右滑动，接入电路的电阻变大，即将滑动变阻器的左下接线柱接入电路，如图所示：

（2）[2]开关进行“试触”时，发现电流表指针没有偏转，说明电路故障是断路，电压表示数有示数，且为电源电压，说明定值电阻处断路，所以接下来应该检查电阻的接线柱是否接触不良，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（3）[3]如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，所以电流表的示数为0.4A；根据表1数据可知，此时电压为2.0V，由欧姆定律从可得，电阻

[4]由表中数据可知，电压与电流的比值

故可得到结论：电阻一定时，电流与电压成正比。
（4）[5]探究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，由表2数据知
U=IR=0.6A×5Ω=0.2A×15Ω≠0.4A×10Ω
所以第2次实验的数据存在错误；产生实验数据错误的原因是没有移动变阻器的滑片控制电阻的电压不变。
[6][7]断开开关将10Ω换成15Ω的电阻，电阻两端的电压变大，由于实验要控制电阻两端电压不变，所以此时应该增大滑动变阻器的阻值，使滑动变阻器两端的电压变大，即将滑动变阻器向右滑动，使电阻两端的电压为3V，则电路中的电流为

滑动变阻器两端的电压
U滑'=U-UR=6V-3V=3V
则滑动变阻器的阻值

[8]由图知，电阻两端的电压始终保持UV=3V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压
U滑=U-UV=6V-3V=3V
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的1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滑=1×30Ω=30Ω
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少30Ω的滑动变阻器，而现有滑动变阻器的最大电阻为20Ω小于30Ω，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
18．     水平     左     105     50     2.5     偏大     2     0.002
【详解】（1）[1]托盘天平在使用时应放置水平桌面；
[2]将游码归零后发现指针指在分度标尺中线的右侧，则左盘高，根据“哪边高往哪边调”可知，应将平衡螺母向左调节。
（2）⑤[3]如图戊，烧杯和水的总质量为
50g+50g+5g=105g
（3）[4][5]由甲乙图可求石块质量为
m石=140g-90g=50g
石块吸收的水的质量为
m吸=55g-50g=5g
石块实际排开水的质量为
m排=105g-90g+5g=20g
排开水的体积等于石块体积

则可求石块密度为

（4）[6]仅使用丙和丁两幅图中的数据计算石块的体积，则未考虑石块表面带走的水，会导致测量体积偏大。
（5）[7][8]由题意可知，空烧杯质量为10g，丁图中水的体积为

由于天平最大测量值为200g，则待测液体加至标记a处，烧杯和液体总质量最大为200g，此时液体质量为
m液=m最大-m杯=200g-10g=190g
液体的最大密度为

由于托盘天平的分度值为0.2g，可知，则该天平可以鉴别密度差异为

19．（1） 5000Pa；（2） 20W
【详解】解：（1）冰壶石匀速运动，则冰壶石受力平衡，重力等于冰壶石对地面的压力，冰壶石的质量为20kg，则
F=G=mg=20kg×10N/kg=200N
冰壶石和冰面接触面积为0.04m2，冰壶石对冰面的压强

（2）队员用10N的水平推力把质量为20kg的冰壶石匀速向前推动1m，用时0.5s，则推力做的功
W=Fs=10N×1m=10J
则功率为

答：（1）冰壶石对冰面的压强为 5000Pa；
（2）队员推力的功率为20W。
20．（1） 0.4A；（2） 60Ω；（3） 2W~3.2W
【详解】解：（1）闭合所有开关时，小灯泡L与R1并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以R1两端电压为8V，通过R1的电流

（2）只闭合开关S3，将滑动变阻器滑片P移到中点时，小灯泡L与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，小灯泡L的实际功率为0.4W，由图乙可知，此时小灯泡两端的电压为2V，电路中的电流为0.2A，则小灯泡的电阻

此时电路中的总电阻

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路中的电阻

则滑动变阻器的最大阻值R2=60Ω；
（3）当S1闭合，S2、S3断路时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，电压表的量程为0~3V，当R2两端电压为3V时，电路中的电阻最大，根据可得，此时电路中的电功率最小，R2两端电压为3V，R1两端电压
U′=U-U2=8V-3V=5V
则电路中的电流

电路的电功率最小为
P小=UI'=8V×0.25A=2W
当滑动变阻器没有接入电路时，电路中的电阻最小时，根据可得，电路中的电功率最大，此时电路中的电流

则电路的最大电功率
P大=UI''=8V×0.4A=3.2W
答：（1）当开关都闭合时，通过R1的电流是0.4A；
（2）滑动变阻器的最大阻值是60Ω；
（3）在保证电路安全的条件下，电路消耗的电功率取值范围是2W~3.2W。
21．（1）4N；（2）12cm；（3）1200Pa
【详解】解：（1）正方体物块B边长为10cm，则物块B的体积为
VB=10cm×10cm×10cm=1000cm3=10-3m3
由和G=mg可知，B的重力为
GB=mBg=ρBVBg=0.4×103kg/m3×10-3m3×10N/kg=4N
（2）B受浮力6N，大于B的重力。故此时的状态为B浮起来，轻质细绳拉着B。细线处于绷直的状态，长为6cm。由F浮=ρ水V排g可知，此时B排开液体的体积为

B的底面积为
SB=10cm×10cm=100cm2
则B浸入水中的部分的高度为

容器中水的深度为
h水=h1+h绳=6cm+6cm=12cm
（3）加水2000cm3时，假设绳子不断，因绳子承受的最大拉力为3N，则此时绳子所在深度水的体积为
V1=6cm×200cm2=1200cm3
剩余的水，还能使水面升高的高度为

此种情况下B受到的浮力为
F浮1=ρ水V排1g=ρ水SBh2g=1g/cm3×100cm2×8cm×10N/kg=8N
分析可知
F浮1>F绳+GB=3N+4N=7N
由此可知，当加水总量为2000cm3时，绳子断开，B漂浮在水面上，浮力大小等于重力，为4N，则此时B排开水的体积为

B两侧的水深为

B两侧水的体积为
V2=h3(SA-SB)=4cm×(200cm2-100cm2)=400cm3
此时B下方水的体积为
V3=V-V2=2000cm3-400cm3=1600cm3
B下方水深为

水深总共为
h=h4+h3=8cm+4cm=12cm=0.12m
水对容器底部的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa
答：（1）B的重力为4N；
（2）B受浮力6N时，容器中水的深度是12cm；
（3）加水总量为2000cm3时，水对容器底的压强为1200Pa。