湖北省天门市2023年中考物理二模试卷

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湖北省天门市2023年中考物理二模试卷
一、选择题（本大题共13小题，每小题2分，共26分。在每小题给出的四个选项中，第1～11小题每题只有一项符合题目要求，第12、13小题每题有多项符合题目要求。全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分） (共13题；共26分)
1．（2分）北斗三号全球卫星导航系统正式开通以来，运行稳定，持续为全球用户提供优质服务，系就服务能力步入世界一流行列。下列说法正确的是（　　）
A．北斗卫星利用电磁波向地面传递信息
B．电磁波在空气中的传播速度为340m/s
C．北斗卫星上的芯片采用超导材料制成
D．北斗卫星长期工作不需要消耗任何能量
2．（2分）关于声现象，下列说法正确的是()
A． 次声波频率高于20Hz，会使人产生恶心、晕眩、旋转感等症状
B．运动员打鼓用的力越大，鼓声的音调就越高
C．B超利用的是超声波能传递能量
D．观众听到二胡演奏出的优美旋律，声音是由弦的振动产生的，并通过空气传递到人耳
3．（2分）下列光现象与对应的物理知识中，错误的是()
A． 在平静的湖面可以看到蓝天白云--光的反射
B．游泳池注水后，看上去好像变浅了--平面镜成像
C．阳光透过树叶缝隙，在地面上形成圆形光斑--光沿直线传播
D．太阳光经过三棱镜后可以产生彩色光带--光的色散
4．（2分）关于分子和物体内能，下列说法正确的是()
A． 同一物体，温度越高，内能越大
B．0℃冰熔化成0℃水，温度、内能都不变
C．用力搓手，手发热是通过热传递增加手的内能
D．杯子里的水可以任意倒出，说明水分子间没有引力
5．（2分）南宋诗人辛弃疾的诗句“溪边照影行，天在清溪底。天上有行云，人在云里行。”中所描写的“天在清溪底”是光的()
A． 反射现象 B．折射现象
C．直线传播现象 D．色散现象
6．（2分）对于如图各装置说明的物理规律或原理正确的是()
A． 图中指南针中指针指向南方的那一端是N极
B．图中实验说明通电导线周围存在磁场
C．如图实验说明通电直导线在磁场中受到力的作用
D．如图实验说明闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流
7．（2分）下列说法正确的是()
A． 动圈式话筒工作的原理与发电机工作原理是不同的
B．扬声器是将声信号转换成电信号的一种装置
C．录音机的磁带录音时，利用的主要原理是电流的磁效应
D．我国供生产和生活用的交变电流，频率是50Hz，电流方向1s内变化50次
8．（2分）如图所示电路中，电源电压保持不变，当变阻器接入电路中的阻值为R'时，定值电阻R两端的电压为U，要使这个电阻两端电压变为2U，则变阻器接入电路中的阻值应为()

A． 0.5R B．2R'
C．R+R' D．0.5×(R'-R)
9．（2分）如图所示的家庭电路中，闭合开关后发现灯泡不亮。用测电笔检测A点发光，B点不发光；用测电笔检测插座的两个孔，发现氖管只有右边孔发光。发生这一现象的原因可能是()

A． 灯泡短路 B．灯泡灯丝断了
C．进户零线断路 D．进户火线断路
10．（2分）如图所示，电源电压保持6V不变，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-3V，定值电阻R1的规格“10Ω0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“50Ω1A”。闭合开关，为了保证电路安全，下列说法正确的是()

A． 定值电阻R1两端的电压变化范围为0-5V
B．滑动变阻器两端允许加的电压最大值为3V
C．滑动变阻器R2接入电路的阻值最小为10Ω
D．定值电阻R1消耗的最小功率为1W
11．（2分）下列选项中正确的是()
①短路是家庭电路中电流过大的原因之一
②在使用试电笔时，手指应接触金属笔尖
③电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小有关
④奥斯特发现了通电导线周围存在磁场
⑤电动机的原理是电磁感应
⑥核能属于一次能源，但不属于可再生能源
A． ①③④⑥ B．②④⑤ C．①②⑥ D．③④⑤
12．（2分）下列说法正确的是()
A． 电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关
B．两个波峰或波谷之间的距离等于波长
C．核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆中的链式反应是可以控制的
D．在太阳内部氢原子核在超低温下发生核聚变，释放出巨大的核能
13．（2分）如图所示，电路中电源的电压恒定，R1=15Ω，R2=10Ω。当S、S1闭合，S2断开时，电流表的示数为0.3A。当S、S2闭合，S1断开时，电阻R1的电功率可能是()

A． 4W B．3W C． 2.5W D．1.5W
二、非选择题部分（共44分） (共7题；共38分)
14．（2分） 一束光线AO从玻璃斜射到玻璃和空气分界面上，(如图所示)请在图中作出该束光线在界面上的反射光线和折射光线的大致光路。

15．（6分） 五代时期名士谭峭所著《化书》中，记载了照镜子时“影与形无异”的现象。关于平面镜成像的特点，小明用图甲所示装置进行了探究。

（1）（1分）用玻璃板代替平面镜进行实验，目的是便于　 　 ；
（2）（1分）把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像与物体大小　 　 ，证实了“影与形无异”；
（3）（2分）改变蜡烛A的位置，进行三次实验。用直线将物和像的位置连接起来，如图乙所示，发现物和像的连线与镜面　 　 ，用刻度尺测得像和物到镜面的距离　 　 ；
（4）（1分）综上可得，平面镜所成的像与物体关于镜面　 　 ；
（5）（1分）若在玻璃板后放置一块木板，蜡烛A 　 　 (选填“仍能”或“不能”)通过玻璃板成像。
16．（7分） 在探究小孔成像的实验中，小明用一个空的易拉罐，在其底部中央开一个小圆孔，并将其顶部剪去，蒙上一层半透明薄膜。将点燃的蜡烛按图1甲的位置放置在小孔的前方：

（1）（1分）为让实验效果更明显，应该在　 　 (选填“明亮”或“黑暗”)的环境中进行实验；
（2）（2分）实验中小明利用此装置可以看到烛焰在半透明膜上成的像　 　 (选填“正立”或“倒立”)的像，此成像的原理是　 　 ；
（3）（1分）小明增大蜡烛与小孔之间的距离，在半透明膜上成的是　 　 (选填“变大”、“变小”或“不变”)；
（4）（1分）若将实验的小孔变为三角形的小孔，则光屏上的像的形状会　 　 (①“不变”、②“变为三角形”或③“变为正方形”。填序号)；
（5）（1分）如图1乙所示，让一束平行光垂直于水平地面MN射下，A为小铁球(大小可不计)。若小球在竖直平面内沿图中半径为R的圆形虚线轨迹运动，关于小球的影子在地面MN上运动的轨迹，下列说法正确的是　 　 ；
A.轨迹为圆形，半径为R
B.轨迹为直线，轨迹的长度为R
C.轨迹为圆形，半径为2R
D.轨迹为真线，轨迹的长度为2R
（6）（1分）如图2中“坐井观天”讲述的是青蛙在井底(没有水)能看到一部分天空的故事，能正确表示青蛙通过井口观察到的范围的图像是　 　 。
17．（7分） 在探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验中，实验室准备的器材有，电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小明利用上述器材，制成简易电磁铁甲、乙，并设计了电路，如图所示。

（1）（2分）实验中通过观察电磁铁　 　 的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同，这种研究问题的方法物理上称之为　 　 法。
（2）（2分）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数　 　 (选填“增加”或“减少”)，说明电流越　 　 ，电磁铁磁性越强；
（3）（2分）根据图中的情境可知，　 　 (选填“甲”或“乙”)的磁性强，说明电流一定时，　 　 电磁铁磁性越强；
（4）（1分）实验结束，断开开关，大头针全部掉落，说明电磁铁磁性的有无可以通过　 　 来控制。
18．（4分） 国产某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为50cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离为50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为8.0×105Pa，飞轮转速为1800r/min。当汽油机满负荷工作时(不计摩擦损失，汽油的热值为4.5×107J/kg)，求：
（1）（2分）汽油机的功率多少W？
（2）（2分）若汽油机每分钟消耗汽油10g，该汽油机的效率为多少？
19．（6分） 如图所示的电路，电源电压不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电流表的示数为3A；当滑片P置于变阻器的b端时，电流表的示数变化了1A，在4s内定值电阻R1产生的热量为160J。求：

（1）（2分）R1 的阻值是多少？
（2）（2分）电源电压是多少？
（3）（2分）当滑片P置于变阻器的b端时，R1消耗的电功率为多少？
20．（6分） 如图甲是一容积为5L恒温水箱电路结构示意图，包括控制电路和工作电路两部分。在控制电路中，电源电压恒为6V，R1为热敏电阻(置于水箱中)，阻值随温度变化的关系如图乙所示，R0为滑动变阻器，线圈电阻不计，当线圈中电流大于40mA时衔铁被吸下。在工作电路中，R2为电热器，上面标有“220V、1000W”的字样，L1、L2为红、绿指示灯。

（1）（1.5分）当控制电路通电时，电磁铁的上端是　 　 极(选填“N”或“S”)。
（2）（1.5分）当恒温箱中的温度较低时，加热时　 　 (选填“红灯”或“绿灯”)正常发光。
（3）（1.5分）当温度从40℃升高到60℃时，衔铁从吸下到释放用时14min。求：电加热器的加热效率？
（4）（1.5分）为了使水箱内温度保持在60℃(水温低于60℃时电热器工作，高于60℃时停止加热)，滑动变阻器接入电路阻值应为多少欧？

答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】A．太空中是真空环境，声音无法传播，北斗卫星是利用电磁波向地面传递信息，A符合题意；
B．电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s，B不符合题意；
C．北斗卫星上的芯片是采用硅等半导材料制成，C不符合题意；
D．由能量守恒定律可知，北斗卫星长期工作需要消耗能量，D不符合题意。
故答案为：A。

【分析】北斗卫星利用电磁波传递信息，电磁波的速度是3×108m/s。
2．【答案】D
【解析】【解答】A.次声波频率低于20Hz，会使人产生恶心、晕眩、旋转感等症状，A不符合题意；
B.运动员打鼓用的力越大，鼓声的响度就越大，B不符合题意；
C.B超利用的是超声波能传递信息，C不符合题意；
D.观众听到二胡演奏出的优美旋律，声音是由弦的振动产生的，并通过空气传递到人耳，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】次声波低于20Hz；响度和物体的振幅有关；通过声音得知某事，是声音传递信息；声音是物体振动产生的。
3．【答案】B
【解析】【解答】A.在平静的湖面可以看到蓝天白云——光的反射，正确，A不符合题意；
B.游泳池注水后，看上去好像变浅了——光的折射，错误，B符合题意；
C.阳光透过树叶缝隙，在地面上形成圆形光斑——光沿直线传播，正确，C不符合题意；
D.太阳光经过三棱镜后可以产生彩色光带——光的色散，正确，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】水中的倒影是光的反射现象；树下的光斑是光的折射现象；色散现象，是光的折射现象；水池变浅，是折射现象。
4．【答案】A
【解析】【解答】A.同一物体，温度越高，内能越大，A不符合题意；
B.0℃冰熔化成0℃水，温度不变，内能增大，B不符合题意；
C.用力搓手，手发热是通过做功增加手的内能，C不符合题意；
D.杯子里的水可以任意倒出，是物体的运动，不能反映分子间的作用力，D不符合题意。
故答案为：A.
【分析】物体的内能和温度、质量、状态有关；物体吸收热量，内能增大；物体间相互摩擦，是做功改变内能。
5．【答案】A
【解析】【解答】辛弃疾的诗句“溪边照影行，天在清溪底。天上有行云，人在云里行。”中所描写的“天在清溪底”是光的反射现象，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A.
【分析】水中的倒影是光的反射现象。
6．【答案】B,C,D
【解析】【解答】A.根据图像，指南针中指针指向南方的那一端是S极，A不符合题意；
B.根据图像，实验中通电导体使小磁针偏转，说明通电导线周围存在磁场，B符合题意；
C.根据图像，通电的导线在磁场中运动，实验说明通电直导线在磁场中受到力的作用，C符合题意；
D.根据图像，实验中，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】指南针的北极指北；通电导体周围有磁场；通电直导线在磁场中受到力的作用，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。
7．【答案】C
【解析】【解答】A.动圈式话筒工作的原理与发电机工作原理相同，都是电磁感应原理，A不符合题意；
B.扬声器是将电信号转换成声音信号的一种装置，B不符合题意；
C.录音机的磁带录音时，利用的主要原理是电流的磁效应，C符合题意；
D.我国供生产和生活用的交变电流，频率是50Hz，电流方向1s内变化100次，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】发动机的工作原理是电磁感应；扬声器将电流转化为声音；通电导周围有磁场。
8．【答案】D
【解析】【解答】根据电路图判断，电阻和滑动变阻器串联，定值电阻的分压若为原来的2倍，则电流为原来的2倍，则IR+R'=2IR+RX，RX=R+R'2-R=0.5×R'-R，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】根据电压和电阻判断电流大小关系；利用电流和电阻乘积计算电压，结合电源电压不变，计算未知电阻。
9．【答案】B
【解析】【解答】根据电路图，闭合开关后发现灯泡不亮。用测电笔检测A点发光，说明火线有电，B点不发光；则是在AB间有断路，且用测电笔检测插座的两个孔，发现氖管只有右边孔发光。发生这一现象的原因灯丝断路，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B.
【分析】家庭电路中，测电笔测量火线氖管发光，断路后不发光。
10．【答案】C
【解析】【解答】 在探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验中，制成简易电磁铁甲、乙，并设计了电路，如图所示，
（1）实验中通过观察电磁铁吸引大头针数量的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同，这种研究问题的方法物理上称之为转换法；
（2）当滑动变阻器滑片向左移动时，电阻减小，电流变大，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越大，电磁铁磁性越强；
（3）根据图中的情境可知电磁铁串联，电流相等，甲的磁性强，说明电流一定时，线圈匝数越多电磁铁磁性越强；
（4）实验结束，断开开关，大头针全部掉落，说明电磁铁磁性的有无可以通过电流通断来控制。
【分析】（1）通过电磁铁吸引铁钉的数目不同，反应磁性的强弱，利用了转换法；
（2）电流越大，电磁铁的磁性越强；
（3）电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强；
（4）电磁铁中无电流，电磁铁无磁性。
11．【答案】A
【解析】【解答】①短路是家庭电路中电流过大的原因之一，正确；
②在使用试电笔时，手指应接触金属笔尾，不能接触金属笔尖，错误；
③电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小有关，正确；
④奥斯特发现了通电导线周围存在磁场，正确；
⑤电动机的原理是磁场对电流的作用，错误；
⑥核能属于一次能源，但不属于可再生能源，正确，
综上分析，①③④⑥正确，A符合题意。
故答案为：A.
【分析】发生短路时，电流过大；使用测电笔手要接触金属笔尾；电磁铁的磁性强弱和电流大小有关，和匝数有关；电动机根据磁场对电流的作用而工作；核能不可再生，是一次能源。
12．【答案】A,C
【解析】【解答】A.电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，A符合题意；
B.两个波峰或两个波谷之间的距离等于波长，B不符合题意；
C.核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆中的链式反应是可以控制的，C符合题意；
D.在太阳内部氢原子核在超高温下发生核聚变，释放出巨大的核能，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】电磁继电器根据电磁铁的磁性控制电路；核电站利用可控的核裂变释放能量；太阳能利用核聚变释放能量。
13．【答案】B,C,D
【解析】【解答】当S、S1闭合时，电阻R1和R2串联，此时的电流为0.3A，则电源电压为U=I(R1+R2）=0.3A×(15Ω+10Ω)=7.5V；当开关S、S2闭合时，电阻R1和R3串联，若R3电阻很小，则R1的电功率为P=U2R=7.5V215Ω=3.75W，若R3的电阻很大，分压很大，R1分压小，但电功率大于0，所以R1的电功率在0-3.75W间，BCD符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】根据电流和总电阻的乘积计算总电压，利用电压和电阻，可以计算电功率的大小，结合电阻的可能值，计算电功率的范围。
14．【答案】
【解析】【解答】根据入射光线，画出反射光线时，反射角等于入射角；光从玻璃中斜射入空气时，折射角大于入射角，画出折射光线，如图
。
【分析】光在反射时，反射角等于入射角；在折射时，空气中的角度比其他介质中的角度大。
15．【答案】（1）确定像的位置
（2）相等
（3）垂直；相等
（4）对称
（5）仍能
【解析】【解答】探究平面镜成像规律时，
（1）用玻璃板代替平面镜进行实验，目的是便于确定像的位置；
（2）把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像与物体大小相等，证实了“影与形无异”；
（3）改变蜡烛A的位置，进行三次实验，用直线将物和像的位置连接起来，如图乙所示，发现物和像的连线与镜面垂直，用刻度尺测得像和物到镜面的距离相等；
（4）综上可得，平面镜所成的像与物体关于镜面对称；
（5）若在玻璃板后放置一块木板，由于平面镜成像是光的反射现象，蜡烛A仍能通过玻璃板成像。
【分析】（1）探究平面镜成像时，玻璃板代替平面镜便于确定像的位置；
（2）平面镜成像时，像和物体大小相等；
（3）平面镜成像时，像和物体大盘平面镜的距离相等；
（4）平面镜成的像和物体关于平面镜对称；
（5）平面镜成像中，平面镜后面的物体对成像无影响。
16．【答案】（1）黑暗
（2）倒立；光在同种均匀介质中沿直线传播
（3）变小
（4）①
（5）D
（6）A
【解析】【解答】探究小孔成像时，
（1）为让实验效果更明显，应该在黑暗的环境中进行实验，像更清晰；
（2）实验中可以看到烛焰在半透明膜上成倒立的像，成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播；
（3）当增大蜡烛与小孔之间的距离，根据光的直线传播，在半透明膜上成的像变小；
（4）若将实验的小孔变为三角形的小孔，则光屏上的像的形状会依然是蜡烛的形状，形状不变，①符合题意；
（5）如图1乙所示，让一束平行光垂直于水平地面MN射下，A为小铁球，若小球在竖直平面内沿图中半径为R的圆形虚线轨迹运动，关于小球的影子在地面MN上运动的轨迹，由于小球和地面垂直，光线在地面上的轨迹为直线，轨迹的长度是小球绕的圆的直径，为2R，D符合题意；
（6）如图2中“坐井观天”讲述的是青蛙在井底，能看到一部分天空的故事，由于光沿直线传播，表示青蛙通过井口观察到的范围的图像是A，A符合题意 。
【分析】（1）较暗的环境中，成像更清晰；
（2）小孔成像的原理是光沿直线传播；
（3）物距变大时，成像变小；
（4）小孔成像时，像和物体的形状相同，和小孔的形状无关；
（5）由于光沿直线传播，地面上的影子反应物体的运动轨迹；
（6）根据光沿直线传播，画出观察到的范围。
17．【答案】（1）吸引大头针数量；转换
（2）增加；大
（3）甲；线圈匝数越多
（4）电流通断
【解析】【解答】 在探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验中，制成简易电磁铁甲、乙，并设计了电路，如图所示，
（1）实验中通过观察电磁铁吸引大头针数量的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同，这种研究问题的方法物理上称之为转换法；
（2）当滑动变阻器滑片向左移动时，电阻减小，电流变大，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越大，电磁铁磁性越强；
（3）根据图中的情境可知电磁铁串联，电流相等，甲的磁性强，说明电流一定时，线圈匝数越多电磁铁磁性越强；
（4）实验结束，断开开关，大头针全部掉落，说明电磁铁磁性的有无可以通过电流通断来控制。
【分析】（1）通过电磁铁吸引铁钉的数目不同，反应磁性的强弱，利用了转换法；
（2）电流越大，电磁铁的磁性越强；
（3）电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强；
（4）电磁铁中无电流，电磁铁无磁性。
18．【答案】（1）解：因飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动 1800r/min ，一分钟汽油机对外做功900次；
由 p=FS 可得，这种汽油机燃气对活塞的平均压力 F=pS=8.0×105Pa×50×10-4m2=4000N ，
一个做功冲程中燃气对活塞做的功： W1=Fs=4000N×50×10-3m=200J ，
则燃气对活塞做的总功： W=W1×900=200J×900=1.8×105J ，
汽油机的功率为： P=Wt=1.8×105J1×60s=3×103W ；
答：汽油机的功率为 3×103W ；
（2）解：汽油机每分钟消耗汽油10g，则汽油完全燃烧释放的热量： Q放=mq汽油=10×10-3kg×4.5×107J/kg=4.5×105J ，
则该汽油机的效率： η=WQ放×100%=1.8×105J4.5×105J×100%=40% 。
答：若汽油机每分钟消耗汽油10g，该汽油机的效率为 40% 。
【解析】【分析】（1）根据压强和受力面积的乘积计算压力；利用力和距离的乘积计算做功多少；根据功和时间的比值， 计算功率大小；
（2）根据燃料的质量和热值的乘积计算热量；根据功和热的比值，就热机效率。
19．【答案】（1）解：当滑片从中点移到b端时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，
由 I=UR 可知，电路中的电流变小，
因当滑片P置于变阻器的中点时，电流表的示数为3A；当滑片P置于变阻器的b端时，电流表的示数变化了1A，
所以，当滑片P置于变阻器的b端时，电路中的电流 I'=I-1A=3A-1A=2A ，
由 Q=I2Rt 可得， R1 的阻值： R1=Q1(I')2t=160J(2A)2×4s=10Ω ；
答： R1 的阻值是 10Ω ；
（2）解：当滑片P置于变阻器的中点时，电路中的电流 I=3A ，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电源的电压： U=I(R1+12R2)=3A×(10Ω+12R2) ，
当滑片P置于变阻器的b端时，电源的电压： U=I'(R1+R2)=2A×(10Ω+R2) ，
因电源的电压不变，所以， 3A×(10Ω+12R2)=2A×(10Ω+R2) ，
解得： R2=20Ω ，
电源的电压 U=I'(R1+R2)=2A×(10Ω+20Ω)=60V ；
答：电源电压是60V；
（3）解：当滑片P置于变阻器的b端时，电路中的电流为2A，
由 Q=W=Pt 可得， R1 消耗的电功率： P1=Q1t=160J4s=40W 。
答：当滑片P置于变阻器的b端时， R1 消耗的电功率为40W。
【解析】【分析】（1）根据并联电路电流规律，计算支路电流；利用电流产生的热量，结合电流和时间，计算电阻；
（2）根据电流和电阻的乘积计算电压，结合电源电压一定，计算未知电阻的大小；
（3）根据电流产生的热量和时间的比值， 计算电功率。
20．【答案】（1）N
（2）红灯
（3）水的体积： V=5L=5dm3=5×10-3m3 ，
由 ρ=mV 可得水的质量： m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg ，
水吸收的热量： Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×5kg×(60℃-40℃)=4.2×105J ；
由 P=Wt 可得，电热器工作14分钟消耗的电能： W=Pt=1000W×14×60s=8.4×105J ，
电加热器的加热效率： η=Q吸W=4.2×105J8.4×105J×100%=50% ；
（4）由题意可知，当温度为 60℃ 时，线圈中电流为： I=40mA=0.04A ，此时衔铁被吸下，
由图象可知，此时 R1 的阻值为 32Ω ，
由 I=UR 可知，当电路电流为 0.04A 时，控制电路的总电阻： R=UI=6V0.04A=150Ω ；
因为 R1 与 R0 串联，所以滑动变阻器 R0 接入电路的阻值： R0=R-R1=150Ω-32Ω=118Ω 。
【解析】【解答】（1）根据安培定则判断，电流从下方从线管后进入，电磁铁的上端是N极；
（2）当温度较低时，根据图乙判断，电阻较小，电磁铁的电流较大，磁性强，能吸引衔铁，使红灯电路接通，红灯发光；
【分析】（1）根据安培定则判断通电螺线管的磁极；
（2）电磁铁的磁性越强，吸引衔铁，使工作电路的用电器接通；
（3）根据密度和体积的乘积计算质量；根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量；根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能，利用热量和电能的比值， 计算电热效率；
（4）根据电压和电流的比值， 计算电阻；根据串联电路电阻规律，计算总电阻