2024年安徽省芜湖二十九中中考物理一模试卷（含详细答案解析）

这是一份2024年安徽省芜湖二十九中中考物理一模试卷（含详细答案解析），共18页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.我国年仅22岁的优秀青年科学家曹原研究发现：当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时，再加入一定数量的电子，石墨烯的电阻突然变为0.此现象中石墨烯是( )
A. 超导体B. 导体C. 半导体D. 绝缘体
2.关于热现象下列说法正确的是( )
A. 热传递时，热量总是从内能多的物体转移给内能少的物体
B. 物体的温度升高，可能是吸收了热量
C. 木柴燃烧的越充分，其热值就越大
D. 汽油机在吸气冲程中吸入的是空气，柴油机在吸气冲程中吸入的是柴油和空气的混合物
3.小椿同学设计了一种照明电路，其设计要求是：用两个开关控制一盏灯，两个开关同时闭合灯才能发光，只闭合其中任意一个开关，灯都不能发光。下面四幅电路图中，既符合上述要求，又符合安全用电要求的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示，与电现象有关的说法中正确的是( )
A. 甲图的实验说明发电机的原理是电磁感应现象
B. 乙图中开关闭合后，通电螺线管的右侧是N极
C. 丙图中家庭照明电路中的开关应连接零线更安全
D. 丁图的验电器是用于辨别火线和零线的仪器设备
5.在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动时，以下说法正确的是( )
A. 电流表A1示数变大
B. 电压表V示数变大
C. 两电流表示数的差值不变
D. 电路的总电阻变小
6.科学研究中常常发现某一问题的两个相关的量(x,y)之间存在一定的关系，且可用图线表示。下列相关的量之间不符合如图所示关系的是( )
A. 恒力对物体所做功与物体在力的方向上所通过距离的关系
B. 给某个初温不是零摄氏度物体加热时，物体吸收的热量与温度的关系
C. 某种燃料完全燃烧所放出的热量与燃料质量的关系
D. 定值电阻通过它的电流与两端的电压的关系
7.小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，其两者的I−U关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是( )
A. 图乙中曲线A表示电阻R的I−U关系图象
B. 当电流表示数为0.4A时，电源电压为4V
C. 当电源电压为6V时，小灯泡L的实际功率为3.6W
D. 如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为8V的电源两端，电路消耗的总功率为2W
二、填空题：本大题共10小题，共20分。
8.柿子是芜湖种植的常见水果，所含维生素和糖分比一般水果高1∼2倍左右，制成柿饼后营养价值更高。柿饼晾晒过程是通过升高温度，从而加快柿子内水分的______。(填物态变化名称)
9.伽利略在1603年制作了世界上第一支温度计空气温度计，如图所示，一个细长颈的球形瓶插在装有红色液体的壶中，细管中液面清晰可见。伽利略设计的这个温度计是根据气体热胀冷缩的性质制成的。如果不考虑外界大气压的变化，当外界温度升高时，管中液面将______(选填“升高”或“不变”或“下降”)。
10.一用电器标有“220V 1000W”字样，若将该用电器单独接在如图所示电能表下，需要正常工作______min，才能使电能表转盘转500r。
11.平行放置的两极板分别带有正、负电荷，一个粒子(不计重力)沿两极板中央穿过时，发生了如图所示的偏转现象，由此可判断该粒子______(选填“带正电”、“带负电”或“不带电”)。
12.某定值电阻两端电压为3V时，通过该定值电阻的电流为0.2A，则该定值电阻两端电压变为6V时，该定值电阻的阻值为______Ω。
13.如图所示，电源电压为3V且保持不变，电阻R2=5Ω，当开关S闭合时，电流表的示数为0.2A，则电压表示数为______ V。
14.如图，小海将A、B两种不同的金属片分别插入西红柿，制成“西红柿电池”，闭合开关S，发光二极管发光，电压表有示数，则电流的方向是______(填“从A→二极管→B”或“从B→二极管→A”)。
15.小明用天然气灶烧开水，在标准大气压下，10kg水从20℃加热至沸腾，此过程中天然气完全燃烧释放热量的42%被水吸收，需要消耗______m3的天然气。[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)，天然气的热值为4.0×107J/m3]
16.图示为某水位报警器的原理图，当水位达到某一高度时，控制电路被接通，报警器报警。已知红灯和绿灯上分别标有“220V 6W”和“220V 3W”的字样，在报警后，工作电路每秒消耗的电能为______ J。
17.如图所示，三个相同电阻串联在电路中，闭合开关后，电压表示数为1V；若将电压表换成电流表，电路电流为0.3A，则电阻R=______Ω。
三、实验探究题：本大题共3小题，共20分。
18.某同学在“探究不同物质吸热情况”的实验中，将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的酒精灯加热，每隔2min记录一次温度。
(1)图甲是这位同学的实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处：______。
(2)纠正错误后继续实验，加热到2min时，水中温度计的示数如乙图中所示为______ ℃；
(3)分析图丙可知，若加热时间相同，则水吸收的热量______煤油吸收的热量。(选填“>”、“=”或“<”)
19.小林在探究并联电路电流规律的实验中，如图甲是实验的电路图。
(1)他先将电流表接b处，闭合开关后，观察到灯L2发光，但灯L1不发光，电流表有示数，电路可能存在的故障是：______；
(2)他在测量a处的电流时，发现电流表的指针偏转如图乙所示，原因是______；
(3)实验结束后，小林又利用器材连接了如图丙所示的电路图，当开关S由断开到闭合时，电流表A1的示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.在“测小灯泡额定电功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为4.5V的电源，额定电压为2.5V的待测小灯泡，电阻约为8Ω，电流表(0∼0.6A,0∼3A)，电压表(0∼3V,0∼15V)，开关和导线若干。
(1)小明检查仪器时，发现电流表指针如图甲所示，接下来应进行的操作：______；
(2)若小明设计的电路如图乙所示，请选择合适的量程，并用笔画线代替导线将图乙的实物图连接完整；
(3)小明把滑片移到最左端，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为零，电压表的示数接近电源电压。为了排除故障，小明接下来的操作合理的是______(选填字母符号)；
A.拧紧小灯泡和它两端的接线柱
B.拧紧开关两端的接线柱
C.检查滑动变阻器是否短路
(4)小明根据实验数据绘制出I−U图像，如图丙所示，图中阴影部分面积的物理含义是______。
四、计算题：本大题共3小题，共16分。
21.如图是我国自主研制的某品牌新能源纯电动汽车，动力由高效电动机供给，其效率比传统的燃油车效率高很多。该车在水平路面上匀速行驶900m所用的时间为60s，所受阻力为1400N，耗电功率为3×104W(注：车辆效率η是指车辆做的有用功与车辆完成这些有用功所消耗的能量的比值)。求在此过程中：
(1)电动汽车牵引力做的机械功；
(2)电动汽车的效率η。
22.自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，它的简化电路图如图所示，电热丝电阻分别为R1、R2，请根据说明书提供的信息求：
(1)S2闭合，S1开关断开时，饮水机处于______状态(填“加热”或“保温”)。
(2)如果饮水机处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量都被水吸收，饮水机的热胆装满水，水温由20℃加热到90℃需要多长时间？
23.如图甲所示电路，电源电压不变，灯泡L上标有“5V2.5W”字样，电压表量程为0∼3V，电流表量程为0∼0.6A。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中，灯泡L的电功率与电流的P−I关系图像如图乙所示，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：
(1)滑片P在b端时，1min内灯泡L消耗的电能；
(2)电源电压；
(3)在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：由题意知，当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时，再加入一定数量的电子，石墨烯的电阻突然变为0，这种现象叫做超导现象，故A正确。
故选：A。
超导现象是指电阻为零的现象。
本题以石墨烯材料为例，考查了超导体的特点，体现了物理与高科技领域的联系，值得我们关注。
2.【答案】B
【解析】解：A.热传递时，热量总是从温度高的物体转移给温度低的物体，温度高的物体不一定内能大，所以热量不一定总是从内能多的物体转移给内能少的物体，故A错误；
B.物体的温度升高，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故B正确；
C.热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分无关，故C错误；
D.汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油蒸汽的混合物，而柴油机在吸气冲程中吸入的只是空气，故D错误。
故选：B。
(1)热传递的条件是：有温度差；
(2)改变物体内能的方法：做功和热传递；
(3)1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值，热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；
(4)在吸气冲程吸入的物质不同，汽油机吸入空气和汽油的混合物，柴油机吸入的只有空气。
本题考查了热传递、内能的改变、热值、内燃机的工作过程，属于基础题。
3.【答案】B
【解析】解：分析电路可知，若两开关并联，则只要闭合一个开关，灯即发光；若两开关串联，则只有两开关都闭合时电路才能接通；为保证安全开关应接在火线上。符合条件的为B。
故选：B。
为保证安全电路设计时要求开关应接在火线上；分析电路可知哪一种设计可以满足只有两开关同时闭合灯才发光。
通过解答本题要掌握：两开关并联时，只要一个开关闭合电路即能接通；两开关串联，必须两个开关均闭合，电路才能接通。
4.【答案】A
【解析】解：A.甲图是电磁感应现象原理图，这是发电机的工作原理，故A正确；
B.乙图中开关闭合后，电流从螺线管右端流入，左端流出，根据安培定则可判断通电螺线管的左侧是N极，故B错误；
C.丙图中家庭照明电路中的开关应连接火线，然后连接灯泡螺丝扣顶端金属点，零线接螺丝套，故C错误；
D.丁图的验电器是用于检验物体是否带电的仪器设备，故D错误。
故选：A。
(1)发电机的工作原理是电磁感应现象；
(2)根据安培定则分析；
(3)为了用电安全，开关应接在火线与用电器之间；
(4)验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。
本题考查了发电机的工作原理、安培定则的应用、验电器的工作原理、家庭电路的连接，属于综合题。
5.【答案】C
【解析】解：由电路图可知，R1和R2并联，电压表测量电源电压，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流；
AB、因为电源的电压不变，所以电压表的示数不变；当滑动变阻器的滑片P向左移动时，接入电路中的电阻变大，由欧姆定律可知，通过滑动变阻器R1支路的电流变小，电流表A1示数变小，故AB错误；
C、根据并联电路的电流规律可知，两电流表示数的差值为通过R2的电流，所以两电流表示数的差值不变，故C正确；
D、并联电路中各支路独立工作、互不影响，滑片移动时，通过R2的电流不变；并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流变小，即电流表A1的示数变小；根据R=UI可知，电路的总电阻变大，故D错误。
故选：C。
由电路图可知，R1和R2并联，电压表测量电源电压，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流；
根据电源的电压判断电压表示数的变化，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R2电流的变化；
根据滑片的移动可知滑动变阻器接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知该支路电流的变化和电流表A1示数的变化；
利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化以及电流表差值之间的关系；
根据R=UI分析电路总电阻的变化。
本题考查了学生对欧姆定律及其变形公式的掌握和运用，分析电路图得出电路的连接方式和三表的测量对象是本题的突破口，灵活运用并联特点和欧姆定律是关键。
6.【答案】B
【解析】解：图象中两个量之间表示的关系是正比关系，据此分析：
A、力对物体所做功与物体在力的方向上所通过距离成正比，故A不符合题意；
B、物体吸热公式为：Q=cmΔt=cm(t−t0)，给某个物体加热时，物体的质量和比热容不变，所以物体吸收的热量与升高的温度成正比，与物体的温度t不成正比，故B符合题意；
C、某种燃料完全燃烧所放出的热量与燃料质量成正比，故C不符合题意；
D.导体的电阻一定，由欧姆定律可知，导体中的电流与导体两端的电压成正比，故D不符合题意。
故选：B。
观察分析图象，图中两个量(x,y)之间成正比关系，看选项中哪两个量的关系与图象中的相符，找出两个量之间的关系不符合的选项即可。
本题考查学生的观察能力和图象分析能力，涉及的知识点较多，解题时应熟记这些关系并加深理解。
7.【答案】B
【解析】解：A、定值电阻R的I−U关系图象是一条直线，灯泡灯丝电阻在温度变化时，阻值会变化，所以I−U图像是曲线，故A错误；
B、由图甲可知小灯泡L和定值电阻R并联在电压为4V的电源上时，并联电路中各支路两端的电压相等，它们两端的电压均为4V，由图象可知对应的电流：IL=0.3A，IR=0.1A，
干路电流：I=IL+IR=0.3A+0.1A=0.4A，故B正确；
C、当电源电压为6V时，由图象可知通过灯泡的电流：IL′=0.35A，
小灯泡L的实际功率：PL′=UIL′=6V×0.35A=2.1W，故C错误；
D、如果把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上，由乙图可知当通过电路的电流为0.2A时，灯泡两端的电压为2V，电阻两端的电压为8V，串联电路总电压等于各部分电压之和，此时电路总电压U′=UL+UR=2V+8V=10V，恰好等于电源电压，即把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上，电路中的电流等于0.2A，总功率P=U′I′=10V×0.2A=2W；所以，如果把小灯泡L和定值电阻R串联在8V(小于10V)电源上，电路消耗的总功率小于2W，故D错误。
故选：B。
(1)根据定值电阻的阻值与其两端的电压、通过的电流无关；灯泡灯丝电阻在温度变化时，阻值会变化，所以I−U图像是曲线；
(2)由图甲可知灯泡与定值电阻并联，根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流，根据并联电路的电压特点得出干路电流；
(3)根据串联电路电压规律和电流特点读出正确的电流和电压，根据P=UI得出功率。
本题考查了并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据图象得出有用的信息。
8.【答案】汽化
【解析】解：将柿子晾晒成柿饼的过程中，吸收了太阳的热量，使柿子的温度升高，使水分的蒸发加快，即加快了水分的汽化。
故答案为：汽化。
物质由液态变成气态的过程叫做汽化，汽化有蒸发和沸腾两种方式。影响蒸发的因素有液体的温度、表面积和液体表面空气的流动速度。
本题考查影响蒸发快慢的因素，属于基础题。
9.【答案】下降
【解析】解：空气温度计是根据空气热胀冷缩的性质制成的，当外界温度升高时，球形容器中的空气受热膨胀，推动液柱下降，即管中液面将下降。
故答案为：下降。
温度计有固体温度计、液体温度计、气体温度计。固体温度计是根据固体热胀冷缩的性质工作的；液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的；气体温度计是根据气体热胀冷缩的性质工作的。
此题考查的是气体温度计的原理，膨胀物质不是液体，而是气体，依据气体的热胀冷缩性质制成的。
10.【答案】20
【解析】解：电能表转盘转500r，用电器消耗的电能为：
W=500r1500r/(kW⋅h)=13kW⋅h；
用电器需要正常工作的时间为：
t=WP=13kW⋅h1000W=13kW⋅h1kW=13h=20min。
故答案为：20。
电能表所标“1500r/(kW⋅h)”表示每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转1500转，现在知道转盘转了500r，可以求出该用电器消耗的电能，再利用t=WP求出该用电器需要正常工作的时间。
本题考查电能的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是理解电能表各个参数的物理意义，解题过程中还要注意单位的换算。
11.【答案】带负电
【解析】解：如图所示的偏转现象，可看出该粒子与负电荷排斥，与正电荷吸引，由此可判断该粒子带负电。
故答案为：带负电。
电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
知道电荷间的作用规律，可解答此题。
12.【答案】15
【解析】解：由I=UR可得定值电阻的阻值：
R=UI=3V0.2A=15Ω，
因电阻是导体本身的一种性质，与其两端的电压和通过的电流无关，
所以，当电阻两端电压为6时，该定值电阻的阻值仍为15Ω不变。
故答案为：15。
(1)知道定值电阻两端的电压和通过的电流，根据欧姆定律求出定值电阻的阻值；
(2)电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与两端的电压和通过的电流无关。
本题考查了欧姆定律的简单应用，关键是知道导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关，是一道基础题目。
13.【答案】2
【解析】解：闭合开关，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测定值电阻R1两端的电压，
根据欧姆定律可得电阻R2两端的电压：U2=IR2=0.2A×5Ω=1V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电阻R1两端的电压为：U1=U−U2=3V−1V=2V，即电压表示数为2V。
故答案为：2。
闭合开关，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测定值电阻R1两端的电压，根据欧姆定律计算电阻R2两端的电压，根据串联电路电压规律计算电阻R1两端的电压。
本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用，属于基础题。
14.【答案】从A→二极管→B
【解析】解：图中电压表有示数，电压表“3”接电柱通过开关接在A金属片上，电压表“-”接线柱接在B金属片上，因此电路中电流方向是从A→二极管→B。
故答案为：从A→二极管→B。
电压表“3”接电柱通过开关接在A金属片上，电压表“-”接线柱接在B金属片上，据此判断电路中电流方向。
此题考查了电路中电流的方向，属基础题目。
15.【答案】0.2
【解析】解：在1个标准大气压下，水沸腾的温度为100℃，即水的末温为100℃，
水吸收的热量：
Q吸=c水m水(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×10kg×(100℃−20℃)=3.36×106J；
由题知，此过程中天然气完全燃烧释放热量的42%被水吸收，
天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=Q吸42%=3.36×106J42%=8×106J；
由Q放=Vq可得需要消耗天然气的体积：
V=Q放q=8×106J4.0×107J/m3=0.2m3。
故答案为：0.2。
在1个标准大气压下，水沸腾的温度为100℃，即水的末温为100℃，知道水的质量、比热容、初温，利用Q吸=cm(t−t0)求水吸收的热量；
此过程中天然气完全燃烧释放热量的42%被水吸收，据此求出天然气完全燃烧放出的热量；
利用Q放=Vq求需要消耗天然气的体积。
本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的应用，要利用好条件：此过程中天然气完全燃烧释放热量的42%被水吸收。
16.【答案】6
【解析】解：当水位达到某一高度时，含有电磁铁的电路接通，通过电磁铁有电流，电磁铁会产生磁性，电磁铁会吸引衔铁，使得接有红灯的电路接通，红灯正常发光，红灯每秒消耗的电能为：W=Pt=6W×1s=6J。
故答案为：6。
根据电路判定报警时哪个灯泡在工作，根据W=Pt求出消耗的电能。
本题考查了电磁继电器的工作过程和电能的计算，难度不大。
17.【答案】5
【解析】解：三个相同电阻串联在电路中，电压表测其中一个电阻的电压，串联电路各处电流相等，由U=IR可知三个电阻两端的电压相等，
串联电路总电压等于各部分电压之和，闭合开关后，电压表示数为1V，所以电源电压为3V，
若将电压表换成电流表，则中间的电阻被短路，两电阻串联接入电路，此时通过电路电流为0.3A，
由欧姆定律可得此时电路的总电阻：R′=UI=3V0.3A=10Ω，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，即R+R=R′=10Ω，所以R=5Ω。
故答案为：5。
三个相同电阻串联在电路中，电压表测其中一个电阻的电压，根据串联电路电流特点结合U=IR可知三个电阻两端的电压相等，根据串联电路电压规律计算电源电压，若将电压表换成电流表，则中间的电阻被短路，两电阻串联接入电路，根据欧姆定律计算电路总电阻，根据串联电路电阻规律计算电阻R的值。
本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用，属于基础题。
18.【答案】水和煤油的质量不相等 27=
【解析】解：(1)根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，水和煤油田密度不同，根据m=ρV，体积相同的水和煤油质量不同，图甲是这位同学的实验装置，明显错误之处：水和煤油的质量不相等。
(2)温度计的分度值为1℃，水中温度计示数为27℃。
(3)实验时，用相同酒精灯进行加热，两个酒精灯在相同时间内放出的热量相等，在不计热量损失的情况下，放出的热量都被水和煤油吸收，所以，若加热时间相同，则水吸收的热量等于煤油吸收的热量。
故答案为：(1)水和煤油的质量不相等；(2)27；(3)=。
(1)(3)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
比较物质吸热能力的2种方法：使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量(即比较加热时间)，吸收热量多的吸热能力强；或使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间)，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
(2)根据温度计的分度值读数。
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和Q=cmΔt的运用，为热学中的重要实验。
19.【答案】L1断路 电流表的正负接线柱接反了 不变
【解析】解：(1)如图，两灯并联，将电流表接b处，则电流表测干路电流，灯L2发光所以L2无故障，但灯L1不发光，电流表有示数，所以，电路可能存在的故障是L1断路。
(2)他在测量a处的电流时，发现电流表的指针偏转如图乙所示向反方向偏转，原因是电流表的正负接线柱接反了，导致电流从负接线柱流入。
(3)如图当开关S断开时，电路为L1的简单电路，电流表A1测流过L1的电流；当开关S闭合时，两灯并联，电流表A2测干路电流，电流表A1测流过L1的电流，所以，当开关S由断开到闭合时，电流表A1的示数不变。
故答案为：(1)L1断路；(2)电流表的正负接线柱接反了；(3)不变。
(1)闭合开关后，发现L2亮，L1不亮，说明干路和L2支路完好，据此分析；
(2)测量电流时，电流要从电流表正接线柱流入，从负接线柱流出，否则电流表指针会反向偏转；
(3)分析电路的连接，根据并联电路电流的规律和欧姆定律确定通过L1的电流不变，进一步分析判断。
本题探究并联电路的电流规律，考查故障分析、数据分析及归纳法的运用和并联电路电流规律的运用。
20.【答案】对电流表进行调零 A 电压为1V，电流为0.1A时小灯泡的电功率
【解析】解：(1)小明检查仪器时，发现电流表指针如图甲所示，电流表指针没有与零刻度线对齐，因此接下来应进行的操作：对电流表进行调零；
(2)额定电压为2.5V的待测小灯泡，电阻约为8Ω，所以小灯泡处于额定电压时的电流约为：
I′=ULR=2.5V8Ω=0.3125A，故电流表选择的量程为0∼0.6A，电压表选择的量程为0∼3V，电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，如下图所示：
；
(3)小明把滑片移到最左端，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为零，说明电路可能断路，电压表的示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即小明接下来的操作合理的是拧紧小灯泡和它两端的接线柱，故选：A；
(4)图中阴影部分面积的物理含义是电压为1V，电流为0.1A时小灯泡的电功率。
故答案为：(1)对电流表进行调零；(2)见解答图；(3)A；(4)电压为1V，电流为0.1A时小灯泡的电功率。
(1)电表使用前要调零；
(2)根据灯泡额定电压确定电压表量程，利用欧姆定律计算灯泡的额定电流，确定电流表的量程，电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，均采用“正进负出”的连接方式；
(3)小明把滑片移到最左端，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为零，说明电路可能断路，电压表的示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
(4)分析图丙可知图中阴影部分面积的物理含义。
本题测小灯泡额定电功率实验，考查了电表的使用、电路连接、故障分析和图像分析等知识。
21.【答案】解：(1)因汽车在水平路面上匀速行驶，则汽车受到的牵引力：F=f=1400N，
牵引力做的功：W=Fs=1400N×900m=1.26×106J；
(2)由P=Wt知，牵引力做的功：W=Pt=3×104W×60s=1.8×106J，
电动汽车的效率η=WW电×100%=1.26×106J1.8×106J×100%=70%。
答：(1)电动汽车牵引力做的机械功为1.26×106J；
(2)电动汽车的效率为70%。
【解析】(1)根据阻力与总重力的关系得到汽车受到的阻力；汽车匀速直线行驶时受到的牵引力等于阻力；已知牵引力和行驶路程，利用公式W=Fs得到牵引力做的功；
(2)已知耗电功率和行驶时间，利用公式P=Wt得到牵引力做的功，由η=WW电×100%可求得电动汽车的效率。
此题是一道力学综合题，考查了能量利用效率的计算、二力平衡条件、功和功率计算公式的应用，熟悉基本公式是正确解答此题的关键。
22.【答案】保温
【解析】解：(1)由图知，S2闭合后，若S1断开两电阻串联，此时电路总电阻较大，若S1闭合只有R2连入电路，此时电路中电阻较小。电源电压不变，由P=U2R可知，S1断开时，饮水机处于保温状态；
(2)设加热所需时间为t：
由ρ=mV可得，热胆内水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10−3m3=2kg，
由题意得，W=Q吸，
即：Pt=cm(t2−t1)
则：t=cm(t2−t1)P=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(90℃−20℃)1000W=588s。
答：(1)保温；
(2)将水由20℃加热到90℃，需用588s。
(1)分析开关S1断开和闭合电路的连接情况，由P=U2R分析即可；
(2)先由ρ=mV计算热胆装满水的质量，由题知，W=Q，根据电功和热量公式计算加热时间。
本题是有关电和热的综合计算题目，会根据电功和热量的计算公式进行综合计算，能够根据电功率公式判断出加热或保温状态。
23.【答案】解：
(1)由图甲可知，闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据串联电路的电阻规律结合欧姆定律可知此时电路中电流最小，由图乙可知最小电流I1=0.3A，此时灯泡的实际功率P1=0.9W，
则1min内灯泡L消耗的电能：W=P1t=0.9W×60s=54J；
(2)滑片P在b端时，变阻器接入电路的电阻最大，由P=UI可得此时灯泡两端的电压：UL1=P1I1=，
根据串联电路的电压规律结合欧姆定律可得电源电压：U=UL1+I1R=3V+0.3A×R------①，
滑片位于中点时，由图乙可知通过电路的电流I2=0.4A，此时灯泡的实际功率P2=1.6W，
则此时灯泡两端的电压：UL2=P2I2=，
根据串联电路的电压规律结合欧姆定律可得电源电压：U=UL2+I2×12R=4V+0.4A×12R------②，
联立①②可得：R=10Ω，U=6V；
(3)灯泡L上标有“5V2.5W”字样，灯泡正常发光时的电阻：RL=UL2PL=(5V)22.5W=10Ω；
灯泡正常发光时的电流：IL=PLUL=2.5W5V=0.5A，
电流表量程为0∼0.6A，灯泡正常发光时的电流为0.5A，由串联电路电流特点可知电路的最大电流I大=IL=0.5A，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，
根据欧姆定律可得此时电路的总电阻：R总=UI大=6V0.5A=12Ω，
根据串联电路电阻规律可得滑动变阻器接入电路的最小阻值：R滑小=R总−RL=12Ω−10Ω=2Ω。
答：(1)滑片P在b端时，1min内灯泡L消耗的电能为54J；
(2)电源电压为6V；
(3)在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为2Ω。
【解析】(1)闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
滑片P在b端时，变阻器接入电路的电阻最大，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时通过电路的电流最小，由图乙可知此时通过电路的电流和灯泡的实际功率，根据电功公式计算1min内灯泡L消耗的电能；
(2)根据电功率公式计算滑片P在b端时灯泡两端的电压，根据串联电路电流特点、串联电路电压规律结合欧姆定律表示电源电压，由乙图可知滑动变阻器的滑片位于中点时通过电路的电流和此时灯泡的实际功率，根据电功率公式计算灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得电源电压，电源电压不变，解方程可得滑动变阻器的阻值和电源电压；
(3)灯泡L上标有“5V2.5W”字样，根据R=U2P计算灯泡正常发光时的电阻；根据电功率公式计算灯泡正常发光时的电流，根据串联电路电流特点确定通过电路的最大电流，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，根据欧姆定律计算电路总电阻，进一步求出滑动变阻器接入电路的最小阻值。
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律、电功公式、电功率公式的灵活运用，难度适中。饮水机参数
热水温度：⩾90℃
热胆容积：2L
额定功率：1000W
保温功率：40W
额定电压：220V