新疆维吾尔自治区阿勒泰地区2027年中考四模物理试题（含答案解析）

这是一份新疆维吾尔自治区阿勒泰地区2027年中考四模物理试题（含答案解析），共22页。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、单项选择题（本大题7小题，每题3分，共21分）
1．如图所示是电阻甲和乙的U-I图像，下列说法中正确的是（ ）
A．电阻甲和乙都是阻值不变的电阻
B．当乙两端电压为2V时，R乙=5Ω
C．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，源电压为2V
D．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总功率为1.2W
2．如图是一个光滑的轨道．某小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到
A．a点B．b点
C．c点D．d点
3．某实验小组分别用如图所示的甲乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物，所用的拉力分别为F1和F2，机械效率分别为η1和η2，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．F1＞F2，η1=η2B．F1＜F2，η1=η2C．F1＜F2，η1＞η2D．F1＞F2，η1＜η2
4．如图所示实验或事例，属于内能转化为机械能的是
A．由滑梯滑下臀部会有灼热感
B．搓手取暖
C．钻木取火
D．水蒸气将木塞冲出
5．在如图所示的电路连接中，下列说法正确的是( )
A．灯泡L1和L2并联，电流表测的是L1支路的电流
B．灯泡L1和L2并联，电压表测量的是电源电压
C．灯泡L1和L2串联，电压表测的是L2的电压
D．灯泡L1和L2串联，电压表测的是L1的电压
6．小华在探究串联电路电流规律时，按图甲连接好电路，闭合开关S1后观察到A1、A2两个电流表的指针偏转情况如图乙，下列说法正确的是
A．电流表A2的示数为0.15 A
B．电流每流过一个灯泡，都会减弱一些
C．两个灯泡的亮度一定相同
D．电流表A3的示数为0.3 A
7．如图所示，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，电源电压保持不变，当滑动变阻器R2的滑片P向b滑动时，以下说法正确的是（ ）
A．电压表V的示数不变，电流表A1的示数变小，A2的示数变大
B．电压表V的示数变小，电流表A1的示数变大，A2的示数变小
C．电压表V的示数变大，电流表A1的示数不变，A2的示数不变
D．电压表V的示数不变，电流表A1的示数变小，A2的示数不变
二、填空题（本大题7小题，共21分）
8．如表列出了几种燃料的热值，单位是J/kg
那么完全燃烧1g的酒精可放出热量_____J．放出相同的热量，完全燃烧干木柴与氢气的质量之比是_____。
9．科学兴趣小组的学生在野生动物园游玩时，发现了大象行走时留在平整沙地上的一串大小、深度基本相同的脚印，如何通过脚印来估测大象的质量呢?同学们找来平底圆柱形容器，将它放在脚印边同样的沙面上，不断往容器中装小钢珠，使容器陷入沙面的深度和脚印深度相等，然后又做了脚印的石膏模型.回到学校后测得该容器的底面积为10 cm2，容器和小钢珠的总质量为25kg．把石膏模型放在一张纸片上画出脚印形状，剪下“脚印”，测得质量为40克.在同一张纸上剪下一块边长10cm的正方形，测出质量为5 g．（ g=10N/kg）
（1）利用平底圆柱形容器可以算出行走（两脚着地）时大象对地面的压强为_______帕．
（2）大象的质量约为_________千克．
10．如图，当用 5N的水平推力推着书，书上的橡皮恰好随书一起向右做匀速直线运动，此 时橡皮相对于书本是_____的，书本对橡皮的支持力是由于____发生形变产生的，此时书对橡皮的摩擦力大小为____N；如果书突然停止运动，橡皮将会向______倾（选填“左”或“右”），此现象说明________________ ．
11．为了确定标示不清的铅蓄电池的正、负极，小光同学将该电池和一螺线管相连，闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示，由此可以判断，c端是铅蓄电池的__________极.

12．小强想测量一个底面积为10cm2的长方体木块的密度．他将木块放倒，刻度尺测量木块的高，如图甲所示，则木块高________cm．用天平测物体质量时，右盘所加砝码和游码位置如图乙所示天平平衡，则木块密度为________kg/m1．
13．某同学用力沿水平方向推一个重为500N的木箱，使它在水平地面上匀速前进，如果木箱受到的摩擦力是200N，那么人的推力是_____N。
14．重为25牛、体积为1×10-3米的石块掉入水中，在下沉过程中，石块的惯性将_____、重力势能将_____（均选填“变大”、“不变”或“变小”）。当石块全部没入水中后，石块所受重力与浮力的合力大小为______牛。
三、作图题（共7分）
15．小明用两个单刀双掷开关、一个 LED 灯和若干导线，设计一个楼梯灯电路，无论是楼上或楼下都可以 任意开灯、灭灯，既可以在楼下开灯到楼上灭灯，又可以在楼上开灯到楼下灭灯，请你根据小明设计的意图， 用笔画线代替导线完成电路图．
16．图中两条光线是由同一点光源发出经平面镜反射后形成的，请完成光路图，并确定光源S的位置。
（_____）
17．图甲所示的是小明常用的一个插线板，他在使用中发现：插孔不能提供工作电压；而在开关闭合时指示灯发光，插孔可以提供正常电压；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供正常电压。根据上述现象，你认为指示灯和开关是怎样接连的？请在图乙中画出开关、指示灯和插孔的连接方式，并把接线板与电源线接通。
四、实验题（本大题共5小题，共20分）
18．在“测量牛奶密度”的实验中。大山先将牛奶倒入量筒，如图所示，则牛奶的体积为______ cm3；接着将天平放在水平工作台上，将游码移至称量标尺左端的“0”刻度线上，调节_______，使天平平衡；用调节好的天平测出空烧杯的质量为33g，然后将量筒中的牛奶全部倒入烧杯，用天平测量烧杯和牛奶的总质量，天平平衡时如图所示，则烧杯和牛奶的总质量为_______g。
根据以上实验数据计算出牛奶的密度为_______kg/m3，用该方法测得的牛奶的密度比真实值偏_______。 （选填“大”或“小”）
19．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”．实验时，将总重为G的钩码挂在杠杆A处，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h，弹簧测力计的示数为F，其移动的距离为S，则杠杆的机械效率η=_______（用题中字母表示）．若将钩码移动到B点，仍将它匀速提升h的高度，则弹簧测力计的示数F′_______F（选填“＞”、“=”或“＜”），杠杆的机械效率η′_______η（选填“＞”、“=”或“＜”）．
20．在“测量液体的密度”实验中：
把天平放在水平桌面上，游码归零后，发现指针位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节，直到横梁水平平衡．将装有适量某液体的小杯子放在天平的左盘上，天平平衡时，所用砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，若小杯子的质量为20g，则小杯子中液体的质量为_____g，然后将小杯子中的液体全部倒入量筒中，液面到达的位置如图丙所示，则量筒中液体的体积为_____cm1，由此可计算出液体的密度为_____kg/m1．按此次实验操作测得的液体密度值偏大，其可能原因是_____．
21．某实验小组的同学在实验室进行以下热学实验：
（1）第一小组的同学想利用如图甲的实验装置来探究冰熔化的特点，这个装置是可行的，原因是：在一般情况下，外界的空气温度_________冰的熔点（选填“高于”“低于”）；同学 们根据数据推论出的图像如图乙，则 AB 段和 CD 段的倾斜程度不同的原因是：____________。
（2）第二小组的同学想利用如图丙的实验装置来探究水沸腾的特点，他们测出的水温将________（选填“偏高”“偏低”“不变”）。小明与小红虽然利用的实验装置相同，但将水加热到沸腾的时间不同，他们绘制的温度随时间变化的图像如图丁，分析图像可知：
①小红和小明得到 b、c 两种不同图像的原因可能是水的________不同。
②当地的气压可能________（选填“高于”“低于”“等于”）一个标准大气压。
22．在测量小灯泡的电阻的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V．
（1）为了测量更精确．电压表应选择的量程是0﹣_______（选填“3”或“15”）V．
（2）小明按图甲连接好电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡都不亮，电流表有示数，电压表无示数．则故障原因可能是小灯泡_______（选填“短路”或“断路”）
（3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为_______A．
（4）接着调节滑动变阻器滑片，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，小灯泡变暗直至完全不发光，测量数据如下表所示．
综合分析可知，实验中滑动变阻器的滑片逐渐向_______（选填“左”或“右“）端滑动：随着灯丝温度降低，小灯泡的电阻值变_______（选填“大”或“小”）．
（5）小明还设计了如图丙所示的电路，测出另一小灯泡的额定功率．已知滑动变阳器R1的最大阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额．请完成下列实验步骤：
①闭合开关S，S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额；
②接着_______；
③调节R1的滑片调至最左端，记下电压表示数U1；将R1的滑片调至最右端，记下电压表示数为U2，小灯泡额定功率的表达式：P=_______（用R0、U额，U1、U2表示）
五、计算题（本大题共2小题，共13分）
23．扫地机器人是智能家用电器的一种，正逐渐进入我们的生活，如图所示，是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人，已知其质量为3kg，它与地面的有效接触面积为0.01m1．若该机器人工作时功率为75W，在10s内沿直线匀速清扫的距离为5m．
（1）该机器人静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？
（1）该机器人在10s内所做的功是多少？
（3）该机器人在沿直线匀速清扫过程中受到的阻力为多少？
24．电压力锅是一种新型家用电器，集高压锅与电饭锅优点于一体，既安全又环保．如图是某型号电压力锅工作电路简图，表中是其部分参数．其中R1是主加热器，R2是保压加热器．接通电路后，开关s自动与触点a、b接通，开始加热．当锅内温度达到105℃时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾．现将3L初温为25℃的水加入压力锅中，接通电路使其正常工作30min．已知消耗的电能有90%被有效利用，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．求：
（1）电压力锅在加热状态时的电流．
（2）电压力锅多少秒后开始保压？
（3）电压力锅在此30min内消耗的电能．
六、综合能力题（本大题共3小题，共18分）
25．电动汽车是未来汽车的一种发展方向，但由于当前电池技术的限制，混合动力汽车是一种目前较好的过度产品．混合动力汽车启动时，热机不工作，蓄电池向车轮输送能量．当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时，热机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电．车速与所受阻力的关系如图所示．在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×108J，由热机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了10%，求：
热机向外输出能量冲程是_____冲程，为了加快散热利用水的_____特点．若所用燃料的热值是4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg的燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少______？汽车牵引力做的功______和增加的电能是多少_____？（电能符号用W电表示）热机的效率是多少________？
26．如图为某家用电热水器的电路图，R1为发热板，当热水器处于加热状态时，水迅速被加热；达到预定温度后，S自动切换到另一挡，处于保温状态．已知R1＝100Ω，饮水机加热时的功率是保温时的功率的4倍，电热水器正常工作时：
（1）用公式分析，当S分别接a和b时，哪种情况为加热状态？哪种情况为保温状态？
（2）求R2的阻值．
（3）当S接b时，求电阻R2在6min内消耗的电能．
27．如图甲所示，某型号的电饭锅有两个档位，分别是高温烧煮和保温焖饭档，其原理如图乙所示（虚线框内为电饭锅的发热部位）．已知R1＝44Ω．
开关S置于_____档（选填“1”或“2”）时是高温烧煮档，它的功率是多大_____？电饭锅在高温烧煮档正常工作8min产生的热量是多少_____？若已知此电饭锅保温焖饭档的功率是高温烧煮档功率的二十分之一，则 R2的阻值为多大______？
参考答案
一、单项选择题（本大题7小题，每题3分，共21分）
1、D
【解析】
A．因为甲图象为正比例函数，因此图象中对应电压和电流值的比值不变，故甲为定值电阻；而乙图象中的电压和电流值的比值时刻在发生变化，故电阻乙不是定值电阻；
B．从图象中可以看出，当乙电阻两端电压为2V时，对应的电流为0.2A，因此此时乙的阻值：R===10Ω；
C．当通过甲、乙中的电流为0.2A时，从图形中可以看出，此时甲、乙两端的电压值分别为1V、2V，由于甲、乙为串联，因此电源电压为3V；
D．当甲、乙两端的电压为2V时，从图象中可以看出，此时通过甲、乙的电流分别为0.4A、0.2A，由于甲、乙并联，因此电路总功率：P=UI=2V×（0.4A+0.2A）=1.2W．
2、C
【解析】
本实验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒。故小球从O点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O点等高的c点，故选C。
3、A
【解析】
不计绳重及摩擦，则拉力F=（G物+G动），由图可知n1=2，n2=3，则绳子受的拉力：F1=（G物+G动），F2=（G物+G动），故F1＞F2；动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G动h，W有用=G物h，所以，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，则由η=可知，滑轮组的机械效率相同，即η1=η2，故应选A．
4、D
【解析】
A．由滑梯滑下臀部会有灼热感，是摩擦做功，机械能转化为内能，不合题意；
B．搓手取暖是摩擦做功，机械能转化为内能，不合题意．
C．钻木取火是摩擦做功，机械能转化为内能，不合题意；
D．水蒸气将木塞冲出，是气体对外做功，将内能转化为机械能，符合题意；
5、D
【解析】
从实物电路图中看出，灯泡L1和L2串联，电压表并在L1的两端，测的是L1的电压，选D．
6、D
【解析】
A．由图可知，电流表A2所选量程为A由指针位置可知，电流表A2的示数为0.3A，故A错误；
B．串联电路中，电流处处相等．因此电流每流过一个灯泡，不会减弱，故B错误；
C．灯泡的亮度取决于其实际功率的大小．因不知两个灯泡的电阻关系，因此不能确定两个灯泡的亮度一定相同，故C错误；
D．由图可知，电流表A1所选量程为0-0.6A，由指针位置可知，电流表A1的示数为0.3A串联电路中，电流处处相等．因此电流表A3的示数也为0.3A，故D正确；
故选D。
7、D
【解析】
BC．由电路图可知，R1与R2并联，电压表测电源的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测R1支路的电流；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，故BC错误；
A．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R1的电流不变，即电流表A2的示数不变，故A错误；
D．当滑动变阻器R2的滑片P向b滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，由I=U/R可知，通过R2的电流变小，因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，故D正确。
故选D。
二、填空题（本大题7小题，共21分）
8、3×104 35：3
【解析】
完全燃烧1g的酒精可放出热量：Q放＝mq酒精＝1×10﹣3 kg×3.0×107J/kg=3×104J；
根据Q放＝mq可知，在放出热量相同时，消耗燃料的质量与热值成反比，故完全燃烧干木柴与氢气的质量之比：m木柴：m氢气＝q氢气：q木柴＝＝35：3。
9、2.5 ×105， 4000
【解析】
大象对地面的压强和钢珠对地面的压强相同，所以P=F/S=25×10N/0.001㎡="2.5" ×105Pa
大象脚印的面积为：40×1/5×100cm2=800cm2=0.08㎡
由P="F" /s 得F="Ps=2.5" ×105Pa×0.08㎡×2=2×104N，
由G=mg得m="G" /g =4×104N/ 10N/kg =4×103kg．
10、静止 书本 0 右 橡皮具有惯性，即保持原来运动状态的性质
【解析】
书上的橡皮随书一起向右做匀速直线运动，橡皮和书本之间的位置没有发生变化，橡皮相对于书本是静止的；橡皮受到的支持力是书本发生形变产生的；书和橡皮之间没有发生相对运动或相对运动趋势，书对橡皮的摩擦力为零；如果书突然停止运动，由于摩擦力的作用，橡皮的底部会随书停止，橡皮的上部由于惯性，保持原来的运动状态，向右倾倒。
11、正
【解析】
小磁针的S极与螺线管的右端靠近，根据磁极间的作用规律：异名磁极相互吸引，所以螺线管的右端为N极。故螺线管外部的磁感线从b端出来；
再结合螺线管的绕向，利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的左端流入，右端流出。
在电源外部，电流是从电源正极出发，经过外电路回到电源负极。由此可知，c端为电源的正极。
12、2.50 0.56
【解析】
由甲图示刻度尺可知，一大格是1cm，一大格等分成10个小格，一小格是1mm，即刻度尺的分度值是1mm，则木块的高是2.50cm；由图乙所示可知，木块的质量m=10g+4g=14g；木块的体积V=10cm2×2.50cm=25cm1，木块的密度：===0.56g/cm1=0.56×101kg/m1.
13、200
【解析】
木箱在水平方向上受到摩擦力和推力的作用，木箱处于匀速直线运动状态，所以摩擦力和推力是一对平衡力。根据二力平衡的条件可知，推力等于摩擦力等于200N.
14、不变 变小 15
【解析】
惯性的大小只与物体的质量有关，在下沉过程中，石块的质量不变，它的惯性将不变；在下沉过程中，石块的质量不变，但石块的高度降低，因此，其重力势能将变小；
当物体浸没水中时，物体排开水的体积等于物体的体积，石块受到的浮力：F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N；石块所受重力与浮力的合力为：F合=G-F浮=25N-10N=15N。
三、作图题（共7分）
15、
【解析】
由题知，无论是楼上或楼下都可以任意开灯、灭灯，既可以在楼下开灯到楼上灭灯，又可以在楼上开灯到楼下灭灯，这说明楼上开关和楼下开关是串联的，所以，应将两个开关中与单刀相连的两个触点相互连接；为了保证用电的安全，一只开关应与火线连接；开关控制灯泡时，开关和灯泡是串联的，所以需将另一只开关与LED灯串联，再将LED灯的另一端与零线连接．如图所示：
16、
【解析】
首先反向延长两条反射光线交于一点即像点S′，然后做出像点关于镜面的对称点S，然后完成光路，如图所示：
17、
【解析】
经分析可知，指示灯和插孔之间是并联，开关位于干路，如下图所示：
四、实验题（本大题共5小题，共20分）
18、40平衡螺母×103小
【解析】
（1）如图所示，则牛奶的体积为40mL=40cm3；
接着将天平放在水平工作台上，将游码移至称量标尺左端的“0”刻度线上，调节平衡螺母，使天平平衡；
烧杯和牛奶的总质量为m总=50g+20g+3.8g=73.8g；
（2）根据可得，牛奶的密度，
用该方法测牛奶的密度，体积是准确的，由于部分牛奶附着在量筒上，使得所测质量偏小，由密度公式可知，测量值比真实值偏小。
本题考查测量液体密度实验步骤和误差分析，为了减小误差，不可把量筒中的液体全部倒入烧杯，否则会导致所测质量偏小，密度偏小；实验时要注意知识的积累，重点是记住测量密度的原理和实验步骤。
19、 ＞ ＞
【解析】
[1]杠杆的机械效率：
η==；
[2]根据图示可知，将钩码移动到B点时，阻力和动力臂都不变，阻力臂增大，由F1L1=F2L2可知，动力将增大，即
F′＞F；
[3]将钩码移至B点，提升相同高度，有用功相同，弹簧测力计竖直移动的距离不同，B点时杠杆上上升的高度小些，做的额外功小些，总功变小，所以机械效率变大，即
η′＞η．
20、右 16.4 20 0.82×101 杯子内壁上有少量的残留液体，测得的体积偏小
【解析】
（1）图甲中指针向左偏，应把平衡螺母向右调，直到横梁水平平衡．
（2）图乙中烧杯和液体的总质量：m总＝20g+10g+5g+1.4g＝16.4g，
小杯子中液体的质量：m＝m总﹣m杯＝16.4g﹣20g＝16.4g；
图丙量筒中液体的体积：V＝20mL＝20cm1，
液体的密度：；
（1）将小杯子中的液体全部倒入量筒时，杯子内壁上有少量的残留液体，测得的体积偏小，根据密度公式可知，测得的液体密度值偏大．
21、高于 冰和水的比热容不同 偏高 质量 低于
【解析】
（1）在一般情况下，空气温度高于冰的熔点，所以甲图的装置中冰是可以熔化的，可以完成实验；乙图图像中AB段是冰的升温过程，CD段是水的升温过程，由于冰和水的比热容不同，所以在相同时间内吸收相同热量时，冰和水的温度升高是不同的，冰由于比热容小，温度升高较快，水由于比热容大，温度升高较慢。
（2）图丙的实验装置中，温度计的玻璃泡碰到了烧杯底部，由于烧杯底部靠近火源，温度比较高，所以测出的水温将偏高；由丁图图像可知，b图线水温先达到沸点，a图线水温后达到沸点，而小明与小红用的实验装置是相同的，即水在相同时间内吸收的热量是相同的，a图线中水加热时间较长，说明该同学实验用的水吸收热量较多，根据Q=cm△t得m=可知，吸收热量多的，用的水的质量较大。所以 b、c 两种不同图像的原因是水的质量不同，c图线实验用的水比较多；标准大气压下水的沸点是100℃，气压越高沸点越高，气压越低沸点越低。由图像可知，水的沸点为98℃，说明当地的气压低于一个标准大气压。
22、3 短路 0.3 左 小 保持变阻器R1的滑片位置不动，断开S1闭合S2，移动变阻器R2使电压表不变 （U1﹣U2）
【解析】
（1）灯的额定电压为3V，故为了测量更精确电压表应选择的量程是0﹣3V．
（2）若小灯泡短路，灯不亮，电路为通路，电流表有示数，电压表没有示数，符合题意；
若小灯泡断路，则电压表串联在电路中，电流表没有示数，电压表与电源连通测电源电压有示数，不符合题意；所以故障原因可能是小灯泡短路；
（3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，读数为0.3A；
（4）根据表中数据，电路中的电流越来越小，由欧姆定律，电路的总电阻越来越大，故实验中滑动变阻器的滑片逐渐向左端滑动；
根据由欧姆定律的变形式，计算灯的电阻分别为8.3Ω、8.1Ω、7.1Ω……2.0Ω，所以随着灯丝温度降低，小灯泡的电阻值变小；
（5）小明还设计了如图丙所示的电路，测出另一小灯泡的额定功率．已知滑动变阳器R1的最大阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额．请完成下列实验步骤：
①闭合开关S，S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额；
②接着，保持变阻器R1的滑片位置不动，再断开S1闭合S2，移动变阻器R2使电压表示数不变；
根据等效替代的原理知，此时R2=RL；
③将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，
在③中，将R1的滑片P调至最左端，R1连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R1的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R2的电压，根据串联电路电流相等和欧姆定律可得：
，
解得：
；
根据得小灯泡额定功率的表达式：
．
重点是测量小灯泡电阻和电功率的实验，难点是最后一问缺少电流表时，结合滑动变阻器R1的最大阻值，根据最后两次电压表的示数差可知滑动变阻器R1的的电压，再结合欧姆定律把R2表示出来，进而得出功率的表达式．体会实验中利用了等效法。
五、计算题（本大题共2小题，共13分）
23、（1）3000Pa；（1）750J；（3）150N．
【解析】
（1）该机器人静止在水平地面上时，对地面的压力：
F＝G＝mg＝3kg×10N/kg＝30N，
对地面的压强：
（1）由可得，该机器人在10s内所做的功：
W＝Pt＝75W×10s＝750J；
（3）由W＝Fs可得，该机器人在沿直线匀速清扫过程中的牵引力：
因该机器人在沿直线匀速清扫过程中处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，
所以，在此过程中受到的阻力：f＝F＝150N．
答：（1）该机器人静止在水平地面上时，对地面的压强是3000Pa；
（1）该机器人在10s内所做的功是750J；
（3）该机器人在沿直线匀速清扫过程中受到的阻力为150N．
24、（1）4.5A（2）1120s（3）1.256×106J
【解析】
（1）加热状态时的功率等于主加热器额定功率和保压加热器额定功率之和，根据P=UI求出电压力锅中的电流；
（2）先求出水的质量，再根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水温度达到105℃时吸收的热量，利用效率公式求出消耗的电能，再根据W=Pt求出电压力锅多需要多少时间开始保压；
（3）30min减去加热到保温的时间即为保温时的时间，根据W=Pt求出保温时消耗的电能，然后加上加热时消耗的电能即为电压力锅在此30min内消耗的电能．
【详解】
（1）电压力锅在加热状态时的功率P主加热=800W，P保压加热=200W，
根据P=UI可得，电压力锅中的电流：
；
（2）根据可得，水的质量：
m=ρV=1×103kg/m3×3×10﹣3m3=3kg，
水吸收的热量：
，
消耗的电能有90%被有效利用，根据得，消耗的电能：
，
根据W=Pt得，电压力锅加热到开始保压的时间：
；
（3）30min内保温的时间：t保温=t﹣t加热=30×60s﹣1120s=680s，
保温时消耗的电能：W保温=P保温t保温=200W×680s=1.36×105J，
电压力锅在此30min内消耗的电能：
W=W加热+W保温=1.12×106J+1.36×105J=1.256×106J．
六、综合能力题（本大题共3小题，共18分）
25、做功 比热容大 3.6×108J 1×108J 5.12×107J 42%
【解析】
（1）在汽油机的做功冲程中，燃气燃烧对外做功，将内能转化为机械能，向外输出能量；
利用水的比热容大的特点，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高相同的温度时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好；
（2）燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝8kg×4.5×107J/kg＝3.6×108J；
（3）汽车行驶的路程：s＝vt＝50km/h×0.5h＝25km＝2.5×104m，
由图象可知，汽车速度为50km/h时，所受阻力f＝4000N，
由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力和阻力是平衡力，牵引力F＝f＝4000N，
汽车牵引力做的功：W＝Fs＝4000N×2.5×104m＝1×108J；
由题意可知，增加的电能：W电＝5.12×108J×10%＝5.12×107J，
（4）有用能量：W有用＝W+W电＝1×108J+5.12×107J＝1.512×108J，
热机的效率：．
26、（1）保温状态；（2）100Ω；（3）43560J．
【解析】
（1）由电路图可知，开关S接a时电路为R1的简单电路，开关接b时电路为R1、R2串联，
因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，
所以，开关S接a时电路的总电阻最小，电路中的电流最大，由P＝UI＝I2R可知，R1的电功率最大，电热水器处于加热状态；
同理可知，开关接b时电路的总电阻最大，电路的电流最小，R1的电功率最小，电热水器处于保温状态；
（2）开关S接a时，电路为R1的简单电路，热水器处于加热状态，
则电热水器的加热功率：；
因饮水机加热时的功率是保温时的功率的4倍，所以保温时R1的功率：，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝UI＝I2R可得，保温时电路中的电流：，由可得，此时电路的总电阻：，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：
R2＝R总﹣R1＝200Ω﹣100Ω＝100Ω；
（3）当S接b时，电热水器处于保温状态，则电阻R2在6min内消耗的电能：
W2＝I2R2t＝（1.1A）2×100Ω×6×60s＝43560J．
答：（1）开关S接a时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，电路的电流最大，由P＝UI＝I2R可知，R1的电功率最大，电热水器处于加入状态；开关接b时电路的总电阻最大，电路的电流最小，R1的电功率最小，电热水器处于保温状态；
（2）R2的阻值为100Ω；
（3）当S接b时，电阻R2在6min内消耗的电能为43560J．
27、2 1100W 5.28×105J 836Ω
【解析】
（1）高温烧煮档其功率最大，由可知，此时的总电阻应该最小，
由电路图可知，开关S应置于2位置，此时电路为R1的简单电路，
则电饭锅在高温烧煮档的功率：；
（2）由可得，电饭锅在高温烧煮档正常工作8min产生的热量：
Q=W=P高t=1100W×8×60s=5.28×105J；
（3）因电饭锅保温焖饭档的功率是高温烧煮档功率的二十分之一，
所以，电饭锅保温焖饭档的功率：，
开关S置于1位置时是保温焖饭档，此时R1与R2串联，
则电路中的总电阻：，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的阻值：
R2=R-R1=880Ω-44Ω=836Ω．
答：（1）2；
（2）电饭锅在高温烧煮档正常工作8min产生的热量是5.28×105J；
（3）R2的阻值为836Ω．
干木柴
无烟煤
酒精
煤油
氢气
1.2×107
3.4×107
3.0×107
4.6×107
1.4×108
额定电压（V）
220
主加热器额定功率（W）
800
保压加热器额定功率（W）
200
保压温度（℃）
105
最大容积（L）
5