2025年中考数学第三次模拟考试卷：物理（湖北卷）（解析版）

这是一份2025年中考数学第三次模拟考试卷：物理（湖北卷）（解析版），共16页。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
可能用到的物理常量：g=10N/kg ρ水=1.0×103kg/m3
一、选择题（共12题，每题2分，共24分。在每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1．如图所示，演奏者拨动古筝琴弦发出婉转悠扬的琴声。琴声是下列哪个物体振动产生的（ ）
A．手指B．空气C．琴弦D．耳朵
【答案】C
【解析】演奏者拨动古筝琴弦发出婉转悠扬的琴声。琴声是由琴弦的振动产生的，故C正确，ABD错误。
故选：C。
2．在《哪吒2》电影里，敖丙使用寒冰法术冻结湖面使水凝固。图示现象形成过程属于凝固的是（ ）
A．大雾弥漫B．霜打枝头
C．屋檐冰挂D．干冰变小
【答案】C
【解析】A、大雾弥漫是水蒸气遇冷液化形成的，故A不符合题意；
B、霜打枝头是水蒸气遇冷凝华成小冰晶，故B不符合题意；
C、屋檐冰挂是水凝固形成的，故C符合题意；
D、干冰变小是干冰升华形成的，故D不符合题意；故选：C。
3．如图所示的光现象，由于光的反射形成的是（ ）
A．手在墙上形成的手影 B．日食的形成
C．筷子好像在水面处弯折D．鸟巢在水中形成的倒影
【答案】D
【解析】AB．手影和日食都是光的直线传播形成的，故AB不合题意；
C．筷子好像在水面处弯折，是因为光从水中射出空气时，发生折射，故C不合题意；
D．鸟巢在水中形成的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故D符合题意。故选：D。
4．21世纪人类社会正面临着“能源危机”，因此，我们大力倡导节约能源，从我做起，下列说法正确的是（ ）
A．煤、石油、天然气属于一次能源，且均为可再生能源
B．电视机在待机状态下不消耗电能
C．用超导材料制成输电线可以大大降低输电线上电能损耗
D．核电站中的核反应堆发生的是可控制的核聚变，产生的核废水可以直接倒入大海
【答案】C
【解析】A、煤、石油、天然气都能够从自然界直接获取，但短期内它们不能够从自然界持续得到补充，它们既属于一次能源也属于不可再生能源，故A错误；
B、电视机在待机状态下也消耗电能，故B错误；
C、超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零．当电阻为零时用超导材料传输电能可以减少电能损耗，故C正确；
D、核电站中核反应堆发生的是可控制的核裂变，产生的核废水不可直接倒入大海，D错误。故选：C。
5． 2024年9月25日，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹（如图），导弹准确落入预定海域。下列说法正确的是（ ）
A．加速升空的过程中燃气对导弹做了功
B．加速升空的过程中导弹受到平衡力
C．穿过大气层后导弹的惯性增大
D．穿过大气层后若所有力消失，导弹将保持静止
【答案】A
【解析】A、导弹喷出的燃气对导弹施加了力的作用，导弹在该力的方向上通过了距离，燃气对火箭做了功，故A正确；
B、火箭加速升空过程中，处于非平衡状态，受到非平衡力的作用，故B错误；
C、穿过大气层后导弹质量不变，所以惯性大小不变，故C错误；
D、穿过大气层后导弹处于运动状态，根据牛顿第一定律可知，若所有力消失，导弹将保持匀速直线运动状态，故D错误。故选：A。
6．如图所示是《天工开物》中关于用铜铸币的情景。下列说法中正确的是（ ）
A．铜在熔化过程中温度不断升高 B．熔化的液态铜温度高，因为其含有的热量多
C．液态铜倒入钱币模具，凝固过程中，内能减小D．铜币在冷却过程中，铜币的比热容不断变小
【答案】C
【解析】A、铜是晶体，铜在熔化过程中吸收热量，温度保持不变，故A错误；
B、热量是过程量，不能说含有热量，能说传递热量，故B错误；
C、晶体凝固过程中温度不变，放出热量，内能减小，故C正确；
D、铜币在冷却过程中，铜币的比热容不变，故D错误。故选：C。
7．同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验，如图所示，其中分析正确的是（ ）
A．甲图中，装有水的瓶子竖直放在海绵上，瓶中水越少，海绵凹陷越明显
B．乙图中，当压强计的探头在水中的深度增大时，U形管两边液面高度差变小
C．丙图中，测出拉开吸盘时的拉力和吸盘的面积，可以估测出大气压强的值
D．丁图中，向外拉活塞，烧瓶内停止沸腾的水再次沸腾，说明气压减小，水的沸点升高
【答案】C
【解析】A、装有水的瓶子竖放在海绵上，瓶中水越少，对海绵的压力越小，受力面积不变，对海绵的作用效果越不明显，故A错误；
B、当压强计的探头在水中深度逐渐增大时，受到的压强变大，U形管两边液面高度差越大，故B错误；
C、测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力F和吸盘的面积S，利用可以估测大气压强，故C正确；
D、液体的沸点与液体表面的气压有关，气压越大、沸点越高。丁图中，向外拉活塞，烧瓶内停止沸腾的水再次沸腾，可知试管内气压减小、沸点降低，水才能再一次沸腾，故D错误。故选：C。
8．如图是2025年春晚《秧BOT》节目，一群宇树机器人穿着花棉袄在舞台上扭秧歌、转手绢，呈现出极其灵巧的动作。机器人的关节运动主要靠电动机的驱动，则选项图中与电动机工作原理相同的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【解析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而转动。
A、闭合开关，导体在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故A符合题意；
B、图为奥斯特实验装置图，说明通电导线周围存在磁场，故B不符合题意；
C、图为探究磁场对电流的作用实验装置图，说明闭合电路部分导体切割磁感线时会产生感应电流，故C不符合题意；
D、图为探究磁体间的相互作用，故D不符合题意；故选：A。
9．如图是小枫家的部分电路，若小枫将电热水壶的插头插入插座，然后闭合开关时，A处空气开关跳闸，小枫分析了以下原因：①三孔插座中接火线和零线的线头相碰；②电热水壶插头内两个线头相碰；③电热水壶开关内两个线头相碰；④电路中用电器总功率过大；⑤电热水壶内部工作电路短路。其中可能是（ ）
A．④⑤B．②③C．①②D．③④⑤
【答案】A
【解析】①三孔插座中接火线和零线的导线相碰，在插入电热水壶之前就会造成空气开关跳闸，故①错误；
②电热水壶插头内两个线头相碰，插入插座时会造成电源短路，空气开关跳闸，故②错误；
③电热水壶开关内两个线头相碰，插入电热水壶时就会马上工作，不会造成电流过大，故③错误；
④电路中增加了大功率用电器，会使得电路中的电流增大，造成空气开关跳闸，故④正确；
⑤电热水壶内部工作电路短路，会造成电路中电流过大，造成空气开关跳闸，故⑤正确。
综上所述④⑤符合题意。故选：A。
10．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P从中点向上移动的过程中（ ）
A．电压表的示数变小 B．电流表A1的示数变大
C．电压表与电流表A2示数之比变小 D．电压表与电流表A1示数的积变小
【答案】D
【解析】AC、由电路图可知，闭合开关S后，两电阻并联接入电路，电流表A2测R0支路的电流，电流表A1测干路电流，电压表测电源两端的电压。
因电源电压保持不变，所以滑片移动时，电压表V的示数不变，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时通过R0支路的电流不变，即电流表A2的示数不变，则电压表V的示数与电流表A2的示数的比值不变，故AC错误；
BD、将R1的滑片P从中点向上移动的过程中，变阻器接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知通过滑动变阻器的电流变小，并联电路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，故B错误；则电压表与电流表A1示数的积变小，故D正确。故选：D。
11．如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像，小灯泡L标有“4V，0.5A”字样。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为2W，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为7Ω
B．同时闭合S1、S2，在1min内电阻R产生的热量为480J
C．同时闭合S1、S2，电路总功率为2.8W
D．若将小灯泡L和电阻R串联接在10V的电源两端，小灯泡正常发光
【答案】C
【解析】A、由图乙可知，只闭合开关S1时，电路为L的简单电路，由图像可知小灯泡L的实际功率为2W时，根据P＝UI可知，灯泡两端的电压为4V、通过它的电流为0.5A，此时它的电阻：RL=ULIL=4V0.5A=8Ω，故A错误；
BC、由图乙可知，同时闭合S1、S2时，L与R并联，
根据并联电路的电压规律可知R两端的电压等于灯泡两端的电压，也为4V，由图像可知，通过R的电流为0.2A，在1min内电阻R产生的热量：Q＝I2Rt＝UIRt＝4V×0.2A×1×60s＝48J，故B错误；
由并联电路的电流规律可知，电路的总电流：I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A，
电路的总功率：P＝UI＝4V×0.7A＝2.8A，故C正确；
D、将小灯泡L和电阻R串联，当小灯泡正常发光时，通过它的电流为0.5A，
根据串联电路的电流规律可知通过R的电流也为0.5A，
此时R两端的电压：UR＝I′R＝0.5A×4V0.2A=10V，
由串联电路的电压规律可知，电源电压为U′＝UL+UR＝4V+10V＝14V，大于10V，故D错误。
故选：C。
12．如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc段粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab＝2m，bc＝3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．物体M从a点到c点过程中，绳子自由端移动的距离为15m
B．物体M从a点到c点过程中，拉力F做的总功为2000J
C．物体M从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大
D．拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功
【答案】C
【解析】AB、物体M从a点到c点过程中，通过的距离为2m+3m＝5m，绳子的有效段数为2，故绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×5m＝10m；
ab＝2m，bc＝3m，绳子自由端移动的距离分别为：s1＝2×2m＝4m，s2＝2×3m＝6m，由图乙知绳子的拉力分别为60N和100N，拉力做的总功为：W＝W1+W2＝F1s1+F2s2＝60N×4m+100N×6m＝840J，故AB错误；
C、使物体M在水平地面匀速移动，根据二力平衡，物体受到的滑动摩擦力等于水平面上绳子的拉力的大小，因绳端拉力100N大于60N，由f＝F水平＝nF绳﹣G动可知bc段物体受到的滑动摩擦力大，滑轮组的机效率为：η=W有W总=W有W有+W额=fLfL+G动L=ff+G动=11+G动f，动滑轮的重力不变，物体从ab段到bc段，滑动摩擦力变大，所以滑轮组的机械效率变大，故C正确；
D、本题中，克服摩擦力做的功为有用功，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，故克服动滑轮的重力做的功为额外功，ab段和在bc段动滑轮提升的高度不同，根据W＝Gh可知，拉力F在ab段做的额外功小于在bc段做的额外功，故D错误。故选：C。
二、填空题（共4题，每空1分，共10分）
13．（2分）如图是武汉长江隧道建设中使用盾构机的场景。盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，其前端安装了“削铁如泥”的刀盘，刀盘旋转工作时会产生大量的热，这是通过 方式改变物体内能的。工作过程中盾构机的前端需要用水给刀片降温，主要利用了水的 较大的特性。
【答案】做功；比热容
【解析】盾构机的刀盘旋转击碎石料过程中，刀盘与石料摩擦，使刀盘的温度升高，内能增大，将机械能转化为内能，是通过做功方式改变了刀盘的内能的。
要用水给刀盘降温，这是利用水的比热容较大的特点。质量相同的水和其他物质相比，由于水的比热容比较大，在升高相同温度时可以吸收更多的热量。
14．（3分）中国是世界上高铁规模最大、发展速度最快的国家。如图是高速列车的无砟轨道，铁轨和轨枕直接铺在混凝土上，其路基不用碎石填充的原因是当列车高速运行时，列车底部和轨道之间空气流速变 ，压强变 ，碎石可能飞起来落到轨道上造成危险。在通往青藏高原的列车中，每节车厢内都配有供氧系统，这是为了预防由于海拔高度升高时，大气压强变 ，含氧量降低使乘客产生高原缺氧反应。（均选填“大”或“小”）
【答案】大；小；小
【解析】高速列车在行驶过程中，会使碎石头和列车之间的空气流速变大，压强变小，碎石头外侧的气体压强不变，碎石头在向内压强差的作用下，可能飞起来落到轨道上，所以高速轨道是不能填充碎石头的。在通往青藏高原的列车中，每节车厢内都配有供氧系统，这是为了预防由于海拔高度升高时，大气压强变小，含氧量降低使乘客产生高原缺氧反应。
15．（3分）随着生活水平的提高，人们外出旅游住宿宾馆司空见惯，如图，为某宾馆房间取电装置。房卡插入槽中后，房间内用电器才能工作，房卡的作用相当于房间电路中的 ；房间中的照明灯和电视是 （选填“串联”或“并联”）的；人体的安全电压应不高于 V。
【答案】开关；并联；36。
【解析】房卡可以控制用电器的工作，房卡不插入槽中，房间内所有的用电器都不工作，插入槽中后，房间内用电器才能工作，所以房卡相当于房间电路的开关。
房间中的照明灯和电视独立工作，互不影响，是并联连接的。
为了保证人体的安全，人体两端的电压不能高于36V。
16．（2分）如图甲的电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2示数变化关系图像如图乙图线①、②所示，则电源电压为 V；若R2的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全，需再串联一个阻值为 Ω的电阻。
【答案】4.5；3。
【解析】如图所示，两电阻串联，V2测R2两端电压，V1测L两端电压，当电路中电流越大时，表明R2接入的电阻变小，根据串联电路分压的规律，L两端电压变大，R2两端电压变小，故图线①为V1、②为V2，根据图像知，当电流为0.1A时，V1、V2示数分别为0.5V、3.5V，结合欧姆定律知，电源电压为 U＝0.5V+0.1A×R1+3.5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当电流为0.25A时，V1、V2示数分别为0.75V、2.5V，则电源电压为
U＝0.75V+0.25A×R1+2.5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得U＝4.5V，R1＝5Ω；
如图所示，灯泡的额定电压为2.5V，电流为0.25A，灯泡电阻为RL=ULIL=Ω；
当R2的最小阻值为0时，灯泡正常工作，电流要求仍为0.25A时，此时电路中总电阻为
R总=UIL=Ω；
灯泡能正常发光且安全，需再串联一个阻值为R＝R总﹣R1﹣RL＝18Ω﹣5Ω﹣10Ω＝3Ω。
三、探究实践题（共5题，共21分）
17．（2分）生活中的很多物品中蕴含着物理道理。图甲是正在使用的核桃夹，上、下两部分都是杠杆，图乙是上半部分杠杆的示意图。请在A点画出动力F1的力臂L1，在B点画出阻力F的示意图。
【解析】从支点O向动力F1的作用线作垂线，支点到垂足的距离为动力臂L1；
B点受到的核桃的弹力为阻力F，其方向大致过B点向上，如图所示：
18．（2分）图甲所示的为一款双头嵌入式方形吊灯，由墙壁上的开关控制（如图乙所示），开关旁有一个可以独立工作的三孔插座，其简化电路如图丙所示。请你将图丙中的电路连接完整，组成正确的家庭电路。
【解析】两电灯应并联，开关应连接在火线与电灯之间；三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线，如下图所示：
19．（6分）在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，如图甲测出了凸透镜的焦距，如图乙进行实验：
（1）如图乙所示，烛焰恰好在光屏上成倒立、放大的实像，生活中的 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理；小聪好动且思维颇有创意，他突发奇想，要是把蜡烛与光屏的位置互换，结果会怎样呢？他立即一试，哇塞！太神奇了，光屏上的像依旧十分清晰，只是原来放大的像变成了缩小的像！请你解释一下所成像依旧清晰的原因是 ；实验中，若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上 （填选项序号）。
A．只出现烛焰像的上半部分
B．只出现烛焰像的下半部分
C．出现烛焰完整的像，但像更小了
D．出现烛焰完整的像，且大小不变，只是变暗了
（2）实验过程中，某时刻，风一吹，烛焰向左偏，则光屏上成的像将向 偏；随着蜡烛的燃烧，可观察到光屏上的像向 （选填“上”或“下”）移动。
（3）老师用发光二极管制作了一个“F”形光源代替蜡烛放在10cm刻度处，凸透镜在图乙中的位置不变，则光屏上得到的清晰的像的形状应该是 。
【答案】（1）投影仪 折射现象中光路可逆 D （2）右 上 （3）
【解析】（1）如图乙所示，物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，生活中的投影仪就是利用了这样的成像原理；把蜡烛与光屏的位置互换，根据折射现象中光路可逆，位置互换后物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距；凸透镜上半部分被遮挡后，仍有光线会透过透镜成像，只是透过的光线减少，成像变暗，故选D；
（2）凸透镜成实像时，实像都是倒立的，实验过程中，某时刻，风一吹，烛焰向左偏，则光屏上成的像将向右偏；随着蜡烛的燃烧，烛焰向下移动，可观察到光屏上的像向上移动；
（3）老师用发光二极管制作了一个“F”形光源代替蜡烛放在10cm刻度处，凸透镜在图乙中的位置不变，物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，则光屏上得到的清晰的像的形状应该是。
20．（5分）小明用如图所示的器材探究液体内部压强的特点。
（1）若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差，应通过方法 （填字母序号）进行调节；
A.向U形管内加适量的水
B.从U形管内倒出适量的水
C.拆除软管重新安装
（2）调整好了以后，比较图乙、图丙两次实验得出结论：同种液体， 越大液体内部的压强越大； 丙、丁 两图可以得到：液体内部压强还与液体密度有关；
（4）在丁图中探头在盐水中的深度为5cm，发现探头在水中6cm时U形管左右两侧水面的高度差与丁图中相同，则盐水密度为 ；
（5）实验后，他自制了如图戊所示的装置继续探究。他向隔板左侧倒水，再向隔板右侧倒入另一种液体，当加到一定程度时，橡皮膜变平，如图戊所示，则容器底部受到液体压强关系是p左 p右（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
【答案】（1）C；（2）深度；（3）丙、丁；（4）1.2×103kg/m3；（5）＞
【解析】（1）若在使用压强计前发现U形管中有高度差，进行调节时，只需要将软管取下，再重新安装，这样的话，U形管中两管上方的气体压强就是相等的（都等于大气压），当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的，故C符合题意，AB不符合题意。故选：C。
（2）比较乙、丙两次实验可以发现：液体都是水，丙中橡皮膜所处的深度更深，左右两管液面的高度差越大，说明同种液体，深度越深，液体内部压强越大。
（3）在丙、丁图中，控制了深度不变，液体密度不同，液体密度变大，液体压强变大，则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大，可以得到液体内部压强与液体密度有关。
（4）由题意可知，探头在盐水中深度为5cm处受到的压强等于在水中深度为6cm处受到的压强，根据p＝ρgh可得ρ盐水gh盐水＝ρ水gh水
盐水的密度为ρ盐水=ρ水h水h盐水=1×103kg/m3×6cm5cm=1.2×103kg/m3
（5）由图戊可知，她向隔板左侧倒水，再向隔板右侧倒入另一种液体，当加到一定程度时，橡皮膜变平，如图戊所示，橡皮膜不发生凸起，此时橡皮膜两侧受到的压强相等，即ρ水gh水′＝ρ液gh液
因h液＞h′水，所以ρ液＜ρ水，因为橡皮膜两侧受到的压强相等，且橡皮膜中心到容器底的深度相同，则水产生的压强大，故p左＞p右。
21．（6分）小华要测定标有“2.5V”小灯泡正常发光时的电功率，连接了如图甲所示的电路。电源电压为4.5V，所用滑动变阻器的规格为“25Ω 0.6A”。
（1）用笔画线代替导线，将图甲的实验电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P向B接线柱端移动时电流表的示数变大）；
（2）实验前应先将滑动变阻器的滑片P置于 （选填“A”或“B”）端，闭合开关后，小明发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，电压表示数接近4.5V，则电路的故障可能是 。（填一种情况即可）；
（3）排除故障后，调节滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的功率是 W；
（4）同组的小明同学还想探究“当电压一定时，电流与电阻的关系”，于是将修改好的甲图中的小灯泡换成四个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻，其余连接均不改变。
①小明先把5Ω的电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为1.5V，读出电流表示数；再将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，为了使电压表的示数仍为1.5V，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，读出电流表的示数。
②之后小明用15Ω的电阻替换10Ω的电阻接入电路中，此时无论他怎样移动滑片，都无法将电压表示数调到1.5V，为了用以上4个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制定值电阻两端的电压范围内在
V。
【答案】（1）见下图；（2）A；小灯泡断路；（3）0.7；（4）①A；②2﹣3V。
【解析】（1）滑动变阻器选用“一上一下”两个接线柱串联接入电路，且变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大，根据欧姆定律可知电路总电阻变小，则滑动变阻器接入电路的阻值变小，故应将滑动变阻器的右下接线柱与电源的负极接线柱相连，如答图所示：
（2）实验前应先将滑动变阻器的滑片P置于最大阻值处，即A端；实验过程中，小明发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，电压表示数接近4.5V，则电路可能断路，而电压表有示数而且等于电源电压，则电压表与电源接通，电路出现的故障是小灯泡断路；
（3）如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.28A，则小灯泡正常发光时的功率为：PL＝ULIL＝2.5V×0.28A＝0.7W；
（4）①实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应将滑动变阻器的滑片P向A端移动，读出电流表的示数；
③由图甲可知，电流表选用小量程，滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，即电路中最大电流为0.5A，当电路中电流最大，定值电阻阻值最小时，定值电阻两端电压最大，故定值电阻两端最大电压为：
UV大＝I大R定小＝0.6A×5Ω＝3V；
研究电流与电阻的关系，要控制电压表示数不变，滑动变阻器与定值电阻串联，设电压表示数为UV，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＝4.5V﹣UV，
根据分压原理有：U滑UV=R滑R定，即4.5V-UVUV=R滑R定------①，
因电压表示数UV为定值，由①式知，方程左边为一定值，故右边也为一定值，故当定值电阻取最大时，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，由①式得：4.5V-UVUV=25Ω20Ω，
解得电压表的示数：UV＝2V，即为完成实验，电压表的最小电压为2V；
故为顺利完成4次实验，定值电阻两端的电压需要控制在2～3V范围内。
四、综合应用题（共2题，共15分）
22．（7分）在杭州亚运会上，两只机器狗以铁饼“搬运工”身份忙碌地奔跑着。每当一块质量为1kg的铁饼被掷出，机器狗便迅速跑向目标，工作人员将这一块铁饼放在机器狗背部，然后让它们返回投掷点。完成任务后，它们会“趴”在场边等下一次指令，如图所示。以下是有关机器狗的一些参数：g取10N/kg
若机器狗空载站立时四肢与地面的总接触面积是24cm2，根据以上信息，求：
（1）机器狗空载时受到的重力；
（2）机器狗空载时站立在地面时对地面的压强；
（3）机器狗背着一块铁饼以最大速度匀速返回时，受到的摩擦力是总重的0.3倍，牵引力做功的功率。
【解析】（1）机器狗空载时所受的重力为：G＝mg＝12kg×10N/kg＝120N；（1分）
（2）机器狗空载时对地面的压力为：F＝G＝120N，
机器狗空载时对地面的压强：p=FS=120N24×10-4m2=5×104Pa；（2分）
（3）机器狗背着铁饼的总重力：G′＝m′g＝（12kg+1kg）×10N/kg＝130N，（1分）
运动时受到的摩擦力是总重的0.3倍，机器狗背着铁饼以最大速度返回时受到牵引力等于阻力，即F′＝0.3G′＝0.3×130N＝39N，（1分）
牵引力做功的功率：P=Wt=F'st=F'v＝39N×5m/s＝195W。（2分）
答：（1）机器狗空载时受到的重力120N；
（2）机器狗空载时站立在地面时对地面的压强为5×104Pa；
（3）机器狗背着一块铁饼以最大速度匀速返回时，受到的摩擦力是总重的0.3倍，牵引力做功的功率为195W。
23．（8分）如图甲所示是一款具有加热、保温两挡功能的电热饭盒，内部电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻且阻值保持不变，部分参数如表所示。
（1）电热饭盒在加热位工作时的额定功率是多大？
（2）若将饭盒中0.5L的水从22℃加热到92℃，水吸收多少热量？
（3）某次使用时，关闭家里其它用电器，仅让电热饭盒保温，发现家里标有“1200imp/（kW•h）”的电子式电能表的指示灯闪烁10次所用的时间为10min，上述工作时家庭电路实际电压为多少？
（4）爱动脑的聪聪把原电热饭盒内部简化电路设计成如图丙所示，也有加热、保温两个挡位。已知该电热饭盒允许通过的最大电流为2.4A，请判断丙图电路是否合理，并通过计算说明原因。
【解析】（1）由图乙可知，当开关S接1是R1、R2串联，根据串联电路的特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P=U2R可知，电路中的总干路最小，电热饭盒处于低挡；
开关S接2位置时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热饭盒处于高挡；
电热饭盒在高挡位工作时的额定功率：P高=U2R1=(220V)2100Ω=484W；（2分）
（2）由ρ=mV可知，水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×0.5×10﹣3m3＝0.5kg，（1分）
水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（92℃﹣22℃）＝1.47×105J；（1分）
（3）1200imp/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的指示灯闪烁1200次，
则电能表的指示灯闪烁10次消耗的电能：W=101200kW⋅h=1120kW⋅h，
实际功率：P=Wt=1120kW⋅h1060h=0.05kW=50W，（1分）
低挡工作时电路中的总电阻：R＝R1+R2＝100Ω+700Ω＝800Ω，
由P=U2R可知，家庭电路实际电压：U实=PR=50W×800Ω=200V；（1分）
（4）由图丙可知，当双触点开关置于2时，两个电阻并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的电阻最小，由P=U2R可知，电路中的总功率最大，处于高挡，（1分）
由并联电路电流特点和欧姆定律可知，此时干路的电流：I总=UR1+UR2=220V100Ω+220V700Ω≈2.5A＞2.4A，所以丙图电路不合理。（1分）
答：（1）电热饭盒在高挡位工作时的额定功率是484W；
（2）若将饭盒中0.5L的水从22℃加热到92℃，水吸收1.47×105J的热量；
（3）家庭电路实际电压为220V；
（4）丙图中加热状态时的总电流大于该电热饭盒允许通过的最大电流，所以丙图电路不合理。自重
最大载重
最大速度
电池容量
充电电压
12kg
10kg
5m/s
6000mA•h
24V
额定电压U
220V
加热电阻R1
100Ω
加热电阻R2
700Ω