精品解析：2020年重庆市巴蜀中学中考一模物理试题

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重庆市巴蜀中学初2020届（三下）第一次模拟考试物理试题卷
一、选择题
1. 以下常见数据估计正确的是（　　）
A. 成年人步行速度约4km/h
B. 一本物理书约200kg
C. 人双脚站立时对水平地面的压强约为1.5×103Pa
D. 家用台灯的工作电流约为2A
【答案】A
【解析】
【详解】A．成年人步行的速度约为
1.2m/s=1.2×3.6 km/h =4.32km/h
故A正确；
B．一个鸡蛋的质量大约50g，物理课本的质量与四个鸡蛋的质量差不多，约为200g，故B错误；
C．以中学生为例，中学生的质量约为50kg，站在地面上对地面的压力

一只鞋底的面积约是0.02m2，双脚站立时，地面的受力面积为0.04m2，中学生对地面压强为

故C错误；
D．家用台灯的额定功率大约是20W～40W，家庭电路的电压是220V，根据得，台灯额定电流约为0.09～0.18A，故D错误。
故选A。
2. 下面四幅图片选自我们的物理课本，下列说法错误的是（　　）
A. 甲图手影游戏，说明光沿直线传播
B. 乙图是潜望镜的光路图，潜望镜利用平面镜改变光的传播方向
C. 丙图是平面镜成像的光路图，蜡烛发出的光线经平面镜反射后进人人眼，说明平面镜成的是实像
D. 丁图是渔民叉鱼的图片，渔民看到的鱼比实际位置浅一些
【答案】C
【解析】
【详解】A．光在传播过程中是沿直线行进的，且光不能穿过不透明的物体。当光射到不透明的物体——手上时，光就被挡住了，因此在这个不透明的物体——手的另一侧，就会有一个光照射不到的区域，显示出物体的阴影，即(手)影，故A项正确，不符合题意；
B．潜望镜利用平面镜改变光的传播方向，故B项正确，不符合题意；
C．平面镜所成的像，是蜡烛发出的光经平面镜反射后，反射光线的反向延长线的交点形成的虚像，故C项错误，符合题意；
D．水中鱼反射出的光，在水面处发生了折射，折射光线向远离法线的方向偏折．我们看到的是变浅的鱼的虚像，故D项正确，不符合题意。
故选C。
3. “赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的《中国诗词大会）。这一电视节目深受观众的青睐，对下列古诗文中涉及的热现象进行解释，其中正确的是（　　）
A. “青青园中葵，朝露待日蹄， ”露在日出后迅速渐消失是汽化现象
B. “雾淞沆砀，天与云与山与水，上下一白，”雾淞的形成是凝固现象
C. “月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。”霜的形成过程需要吸热
D. “腾蛇乘雾，终为土灰。”雾就是大量的水蒸气
【答案】A
【解析】
【详解】A．露在日出后迅速渐消失，液态的露珠变为气态的水蒸气是汽化现象，故A项正确；
B．雾淞的形成是空气中的水蒸气凝华形成的，故B项错误；
C．霜是水蒸气凝华形成的，凝华放热，故C项错误；
D．雾就是水蒸气液化形成的小水滴，故D项错误。
故选A。
4. 电磁炮是一种先进的动能杀伤式器，它是利用磁场对通电导体作用的原理，对金属炮弹进行加速，具有速度快，命中率高等优点，下列图中与此工作原理相同的（　　）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】电磁炮是一种先进的动能杀伤武器，它是利用磁场对通电导体作用的原理。
A．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，电流表指针发生偏转，是电磁感应现象，故A不符合题意；
B．图中是电流的磁效应，通电导线周围存在着磁场，是电生磁现象，故B不符合题意；
C．通电导体在磁场中受到力的作用而运动，是电动机的原理，故C符合题意；
D．实验探究的是影响电磁铁磁性强弱的因素，在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强，故D不符合题意。
故选C。
5. 第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年在北京市和张家口市联合举行，这将是中国首次举办的冬季奥林匹克运动会，如图是滑雪运动员（含滑雪装备从山上斜向下滑下的情景，下列说法中正确的是（　　）

A. 运动员所受的支持力和它们所受的重力为一对平衡力
B. 运动员下滑过程中，若一切外力都消失，他将处于静止状态
C. 运动员用撑杆撑地进行加速，利用了力的相互作用
D. 运动员加速下滑过程，惯性会越来越大
【答案】C
【解析】
【详解】A．滑雪运动员从山上斜向下滑下时，运动员所受的支持力方向垂直地面向上，它们所受的重力方向竖直向下，两个力不在同一直线上，所以不是平衡力，故A项错误；
B．运动员下滑过程中，处于运动状态，根据牛顿第一定律可知，若一切外力消失，他将做匀速直线运动，故B项错误；
C．运动员用撑杆撑地，给地一个力的作用，同时地面也给撑杆一个反作用力，所以运动员能加速，这是利用了力的相互作用，故C项正确；
D．惯性大小只与物体的质量有关，所以运动员加速下滑过程，惯性不变，故D项错误。
故选C。
6. 如图是用动滑轮运送建筑材料A的示意图，物体A重80N，在卷扬机对绳子的拉力作用下，绳自由端在50s的时间里匀速竖直上升了20m。在这个过程中，动滑轮提升建筑材料A所做功为有用功，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为200W。则下列说法中正确的是（不计绳重和摩擦）（　　）

A. 动滑轮的有用功是16000J B. 动滑轮的机械效率是80%
C. 物体A的速度是0.4m/s D. 绳自由端的拉力是490N
【答案】B
【解析】
【详解】A．动滑轮绕2段绳，物体上升的高度

动滑轮的有用功

故A错误；
B．动滑轮做的总功

动滑轮的机械效率

故B正确；
C．物体A的速度

故C错误；
D．绳自由端的拉力

故D错误。
故选B。
7. 如图甲是在新冠肺炎疫情期间提供给老年人使用的充电式暖宝宝，其简化电路图如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，该充电式暖宝宝可以通过S1、S2、S3，三个开关的断开与闭合实现三个档位（高温、中温、低温）的变化，只闭合S2时，该档对应功率为22W；只闭合S1时，该档对应功率为44W。则以下说法正确的是（　　）

A. 只闭合S1时为高温档 B. R1和R2阻值之比为1∶2
C. 低温档和高温档的功率之比为1∶4 D. 以中温档发热100s产生的热量为2200J
【答案】C
【解析】
【详解】A．只闭合开关S2时， R1与R2串联，只闭合S1时，电路为R1的简单电路， 当同时闭合S1、S3时，R1与R2并联，因为两电阻并联时，电路的总电阻最小，两电阻串联时，电路的总电阻最小，由P=可知，两电阻并联时，电路总功率最大，为高温档，即同时闭合S1、S3时为高温档，两电阻串联时，即只闭合开关S2时，为低温档；只闭合S1时，为中温档，故A错误；
B．只闭合S1时，该档对应功率为44W，即
P中===44W
解得
R1=1100Ω
只闭合S2时，该档对应功率为22W，即
P低===22W
解得
R1+ R2=2200Ω
则R2=1100Ω，R1和R2阻值之比为1∶1，故B错误；
C．由R1=R2=1100Ω得，R1与R2并联的总电阻
R并===550Ω
高温档的功率
P高===88W
低温档和高温档的功率之比
P低∶P高=22W∶88W=1∶4
故C正确；
D．以中温档发热100s产生的热量
Q=W=P中t=44W100s=4400J
故D错误。
故选C。
8. 如图甲所示，底面积为200cm2的薄壁柱形容器足够高容器内，重为12N的柱形物体A与一正方体物体B通过一体积不计的轻质弹簧连接，弹簧伸长量与所受拉力成正比。现缓慢向容器中注水至将B浸没，注水过程中，A对容器底部的压力与注水深度变化关系如图乙所示（A、B不吸水），则下列说法中错误的是（ ）


A. 物块B的重力为13N
B. 物块A的密度为0.8g/cm3
C. 弹簧所受拉力变化1N，其伸长量变化0.5cm
D. 若将A、B位置互换，当A刚好浸没时，水对容器底部压强为2700Pa
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．读图乙可知，在未注水时，A、B两物体对容器底部的压力为25N，这个压力等于两个物体的总重。物体A重12N，则物体B重13N。A选项正确，不符合题意；
B．读图乙可以知道，当水恰好将A浸没时，两个物体对容器底部的压力变为10N，则物体A受到的浮力为

根据阿基米德原理

可以计算出

结合A重12N，根据

可以计算出A的密度为

B选项正确，不符合题意
C．读图乙可以知道，当深度为10cm时，A物体刚刚浸没，则A的边长为LA＝10cm，
当深度从10cm到12cm压力不变，说明此时弹簧长度为
L1＝12cm﹣10cm＝2cm
当深度为12cm时，B物体刚刚开始浸入水中；
从B开始接触水到B浸没，容器底部受到的压力变化了10N，说明B受到的向上的浮力为10N，则B对弹簧的压力变化了10N，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可得：

由于B是正方体，则B的边长为

则B浸没时，弹簧的长度为
L2＝27cm﹣LA﹣LB＝27cm﹣10cm﹣10cm＝7cm
所以，弹簧长度的变化量为
△L＝L2﹣L1＝7cm﹣2cm＝5cm
则当弹簧所受拉力变化1N，其伸长量变化为
＝0.5cm
故C正确，不符合题意；
D．B在上方时，B重13N，B浸没时容器底部受到的压力减小了10N，则B浸没时受到的浮力为10N，此时B对弹簧有向下的压力。将A、B互换位置后，A在上方，A重12N，A浸没时受到浮力为15N，此是A对弹簧有向上的拉力。A、B互换前后且二者浸没时，上方物体对弹簧的力的方向发生了变化。因此，A、B互换前后，二者全部浸没时弹簧的长度是不同的（A在下方时，弹簧被压缩；A在上方时，弹簧被拉伸），而A、B的高度不变，故A、B互换前后，二者全部浸没时，水深是不同的。A在下方时，水深27cm，根据液体内部压强公式计算出此时水对容器底部的压强为2700Pa，则互换后，水对容器底部的压强不会等于2700Pa。故D选项错误，符合题意。
故选D。
二、填空作图题
9. 德国物理学家欧姆经过十年不懈的努力，发现了电流跟电压和电阻之间的定量关系，为了纪念他的杰出贡献，人们用他的名字命名为_______物理量的单位∶研究表明，对人体的安全电压为________ V。
【答案】 (1). 电阻 (2). 不高于36
【解析】
【详解】[1]德国物理学家欧姆经过十年不懈的努力，发现了电流跟电压和电阻之间的定量关系，为了纪念他的杰出贡献，人们用他的名字命名为电阻的单位。
[2]对人体安全电压为不高于36V。
10. 频闪照片是研究物体运动的重要手段，通常一只掉在水平地面上的弹性小球会跳起且弹跳的高度越来越低，如图所示，是小球弹跳过程的频闪照片，小球在1，2位置的高度一样。小球在1位置的机械能_____2位置的机械能（选填“大于”或“小于”）。列车高速经过站台时，周围空气流速增大，压强______（选填“增大”“减小”），所以乘客在站白候车时须站在安全线以外的区域。

【答案】 (1). 大于 (2). 减小
【解析】
【详解】[1]由图可知，小球弹跳的高度会越来越低，说明小球的机械能逐渐减小，所以在1位置的机械能大于2位置的机械能。
[2]根据流体压强和流速的关系可知，列车高速经过站台时，周围空气流速增大，压强减小，人外侧的压强不变，外侧压强大于内侧压强，若乘客站在安全线内极易被“吸”向动车，造成事故。
11. 若一太阳能热水器将装有100kg温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高了40℃，这是通过_____（选填“热传递”“做功”）的方式改变了水的内能。若上述这些热量由天然气提供，则需要完全燃烧____ m3的天然气（不考虑能量损失）。（天然气热值为4×107J/m3）。
【答案】 (1). 热传递 (2). 0.42
【解析】
【详解】[1]太阳能热水器中的水吸收太阳辐射的能量使水的温度升高，是通过热传递的方式改变物体内能的。
[2] 100kg的水温度升高40℃，吸收的热量为

不考虑能量损失，则天然气燃烧释放的热量为

需要完全燃烧天然气为

12. 如图所示电路，已知电源电压恒为30V，标有“50Ω 2.4A”的滑动变阻器与阻值为10Ω的定值电阻串联，电流表量程0-3A。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，在保证电路各元件电路安全的前提下，电路总功率最大值为___ W，若要满足与功率之差不小于20W，则滑动变阻器的取值范围为_____Ω。

【答案】 (1). 72 (2).
【解析】
【详解】[1]在用电器安全的前提下，电路中的电流最大时，该电路消耗的总功率最大，由题可知，电路中的最大电流2.4A，则电路消耗的最大总功率为

[2]若≥，要两电阻功率差不小于20W，由串联电路特点、欧姆定律和电功率公式有

即

此方程无解
若≤，则有


解得

所以

13. 2020年3月24日夜到25日凌晨，重庆市主城区出现了一次罕见的冰雹天气。关于冰雹（如图）的成因是这样的：冰雹是在对流云所形成的积雨云中形成，当水汽随气流上升遇冷会凝结成小水滴，若随着高度增加温度继续降低，达到摄氏零度以下时，水滴就凝结成冰粒在它上升运动过程中，会吸附其周围小冰粒或水滴而增大，直到因其重量增加面下降，当其降落至较高温度区时，其表面会融解成水同时亦会吸附周围的小水滴此时若又遇强大之上升气流再被抬升，其凝结成冰粒又不断凝结变大，直到因自身重量而下落，若降到地面时未融化解成水则仍呈固态的冰粒或冰雹。

请根据以上材料，写出一个物理现象以及它包含的物理知识（不得与示例重复），
示例∶
物理现象：水滴凝结成冰粒；
物理知识：凝固现象。
物理现象：____________________；
物理知识：__________________。
【答案】 (1). 当水汽随气流上升遇冷会凝结成小水滴 (2). 液化现象
【解析】
【详解】[1]阅读材料可知，文中提到的物理现象有：当水汽随气流上升遇冷会凝结成小水滴。
[2]物质由气态变为液态的过程叫液化，故包含的物理知识是液化现象。
14. 请用笔画线表示导线，将图中的电灯和开关正确接入家庭电路。
（ ）

【答案】
【解析】
【详解】
如图，先将开关右侧的导线接在火线上，再把灯泡左侧的导线接在零线上，最后把开关和灯泡剩余的两根导线直接相连。这就是“火开关，零螺旋”，别忘了交叉连接要标出节点。
15. 请在图中画出使轻质杠杆在图示位置平衡时所需最小动力F的示意图．
（ ）

【答案】
【解析】
【详解】求画使轻质杠杆在图示位置平衡时所需最小动力F，则应首先画出最长力臂，若选择杠杆最左端点为动力的作用点，由图像可知，力臂长度为四个单位长度，若选择杠杆最右端点，由勾股定理可知为五个单位长度，因此选择杠杆最右端点作为动力的作用点时力臂最长；直接连接支点O与杠杆最右端点，即为最长动力臂，根据力与力臂垂直，结合实际情况即可做出最小力F．

三、实验探究题
16. 在探究“水的沸腾特点”实验中：

①实验装置如图甲，该装置中有∶A、烧瓶；B、酒精灯；C、温度计；D、铁圈及石棉网，安装仪器C和D时，先固定的应该是__________ （选填“C”或“D”）；此时烧瓶中水的温度是__________℃；
②实验完毕后，撤去酒精灯，水停止沸腾，小华用橡皮塞塞住烧瓶口并用注射器向外抽气，如图乙，观察到水又重新沸，说明水的沸点随着气压的减小而__________。（选填“升高”或“降低”）。
【答案】 (1). D (2). 84 (3). 降低
【解析】
【详解】(1)[1][2]在使用酒精灯时，需要用其外焰加热，所以要先根据酒精灯确定铁圈得位置。又因为使用温度计时，温度计的玻璃泡要完全浸没在液体中，但不能碰到容器底和容器壁，所以要根据温度计的长度确定横杆的位置，因此按照“由下至上”安装实验装置，故它们安装的合理顺序是：B、酒精灯；D、铁圈及石棉网；A、烧瓶；C、温度计。图中温度计的分度值是1℃，此时是零上，液柱上表面对准了80℃上面第4个小格处，读作84℃。
(2)[3]据图可知，当从瓶中向外抽气时，瓶内的气压减小，水的沸点随气压的减小而降低，所以会导致水重新沸腾。
17. 在探究“凸透镜成像规律”的实验中：

(1)如图甲，平行光正对凸透照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，如图乙，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是______的实像（选填“放大”或“缩小”），若保持烛和光屏位置不变，移动镜至______ cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像；
(2)课后，小丽和小明又尝试，当他们相距2m，通过同一块焦距为15cm的凸透镜观看对方，小明好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像，如图丙，则下列说法中不正确的是__________；

A.此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内
B.若图片中小丽将透镜水平向右移动一定距离，小明看到正立的像可能变大
C.小丽从透镜中看不到小明的像
D.小丽从透镜中看到小明倒立缩小的像
【答案】 (1). 放大 (2). 40 (3). D
【解析】
【详解】(1)[1]由图甲可知凸透镜的焦距为10.0cm，图乙中物距为15cm，在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，所以成一个倒立、放大的实像；
[2]若保持烛和光屏位置不变，根据光路的可逆性，将物距和像距互换，可以成一个倒立、缩小的实像，即将物距变为30cm，也就是要将凸透镜移到40cm刻度处。
(2)[3] A．小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像，所以小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内，故A正确，A不符合题意；
B．成虚像时，物距越大，所成的像越大，所以小丽将透镜水平向右移动一定距离，小明看到正立的像可能变大，故B正确，B不符合题意；
C．小丽和小明相距2m，小丽在凸透镜的一倍焦距以内，所以小明肯定在凸透镜的2倍焦距以外，成一个倒立、缩小的实像，像距在1倍焦距和2倍焦距之间，而小丽的眼睛离凸透镜距离小于1倍焦距，所以，小丽的眼睛无法看到这个实像，故C正确，C不符合题意；
D．据C的分析，D错误，D符合题意。
故选D。
18. 同学们在实验室里测某种小矿石的密度，选用天平、量筒、小矿石、细线、烧杯和水，进行了如下的实验操作，如图所示；

①将小矿石用细线系好后慢慢地放入量筒中并记下总的体积；
②把游码放在标尺的零刻度线处；
③调节横梁上的螺母，使横梁平衡；
④把天平放在水平桌面上；
⑤将小矿石和砝码正确放入两盘中，并增减砝码和移动游码直至横梁平衡；
⑥在量筒中倒入适量的水并记下水的体积；
(1)正确实验操作顺序是以下哪一项__________；
A．④③②⑤⑥① B．⑥①④③②⑤ C．⑥①④②③⑤ D．④②③⑤⑥①
(2)在调节天平时，发现指针位置如图a，此时应将平衡螺母向_______调（选填“左”、“右”）；
(3)用调节好天平称小矿石的质量，正确称量时，将小矿石放在天平的______盘（选填“左”或“右”）；平衡时，放在另一盘中的砝码和游码的位置如图b所示；量筒量出小矿石的体积如图c所示，由此可知，小矿石的密度为_______ kg/m3；
(4)实验中，若矿石会吸水，则所测密度会_______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
(5)实验中，小明同学没有使用天平只使用了量筒也测出了矿石（不考虑吸水）的密度，请你把下面实验步骤补充完整：
A．在量简中装入足够多的水，记录示数V1；
B．将小矿石放入小烧杯中，放入盛满水的大烧杯中（如图d所示）；
C．取出石块，将量筒中的水倒入小烧杯中，直至________，读出量筒中剩余水的体积，记录为V2；
D．再将小矿石浸没在此时的量筒水中，记录示数示数V3；
E．根据以上记录，写出小矿石密度的表达式∶ρ石=_____（用实验所测物理量的字母表示，水的密度用ρ水）；
(6)小矿石的质量如图b所示，若小烧杯质量为13.2g，底面积15cm2，则图d中小烧杯浸在水中的深度为__ cm。
【答案】 (1). D (2). 左 (3). 左 (4). 2.35×103kg/m3 (5). 偏大 (6). 大烧杯装满 (7). (8). 4
【解析】
【详解】(1)[1]经分析测量小矿石的密度的步骤为
④.把天平放在水平桌面上；
②.把游码放在标尺的零刻度线处；
③.调节横梁上的螺母，使横梁平衡；
⑤.将小矿石放在左盘中，在右盘中增减砝码并移动游码直至横梁平衡；
⑥.在量筒中倒入适量的水并记下水的体积；
①将小矿石用细线系好后慢慢地放入量筒中并记下总的体积。
(2)[2]指针指向分度盘的右侧说明天平的右端下沉，平衡螺母向左移动。
(3)[3][4]用天平测量物体的质量时，左盘放物体，右盘放砝码，简称“左物右码”。小矿石的质量为

小矿石的体积为

小矿石的密度为

(4)[5] 实验中，若小矿石会吸水，则小矿石放入量筒后会使水面下降，测出小矿石的体积偏小，由可知，测出小矿石的密度偏大。
(5)[6][7]取出小矿石，将量筒中的水倒入小烧杯中，目的是为了测量小矿石漂浮时排开水的体积，所以将量筒中的水倒入小烧杯中，直至大烧杯装满。这样倒入的水的质量就和小矿石的质量相等，这是用替代法测量小矿石的质量。小矿石的质量为

小矿石的体积为

小矿石的密度为

(6)[8]因为小烧杯漂浮在水面上，所以

根据阿基德原理可知

则有

则小烧杯浸在水中的深度

19. 小明同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，如图所示，用到以下器材∶额定电压为2.5V的待测小灯泡L1、滑动变阻器R1“50Ω 0.5A”、R2“100Ω 1A”、R3“800Ω 1.5A”各一个、电流表（0~0.6A、0~3A）、电压表（0-3V、0-15V）、学生电源（电压恒为6V）、开关、导线若干：

(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路补充完整（要求滑片右移灯泡变暗，且导线不交叉）；
（ ）
(2)连接好电路，正确操作，移动滑动恋阻器的滑片P，小明发现小灯泡始终不亮，电压表、电流表示数均为0，经检查电表完好，则故障可能是__________；
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
(3)故障排除后，小明移动滑片P，当电压表的示数为2V时，滑动变阻器应向_____（选填“左”或“右”）移动；使电压表的示数达到额定电压，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为____ W。
(4)小明根据实验中获得的6组数据绘制的小灯泡的“I-U”图像如图丙所示，则本实验中小明对滑动变阻器的最佳选择是_____（选填“R1”“R2”或“R3”）。由图像可知小灯泡的电阻随温度的升高而_____（选填“增大”、“不变”或“减少”）；
(5)若实验时调节灯泡L1正常发光后，小明再用标有“2V ？A”的小灯泡L2替换L1，再次调节滑动变阻器让L2正常发光，若前后两次L1与L2的功率差△PL与滑动变阻器的功率差△P滑相等，则L2的额定功率为__________ W；
(6)完成上述试验后，小明又找来10Ω、15Ω、20Ω的电阻各一个，重新选择仪器和量程并设计好电路，准备探究“电流与电阻的关系”的实验，他将定值电阻的控制电压设定为2V，接入电阻后，发现无论怎么调节滑动变阻器的滑片，电压表的的指针都无法准确指在2V的刻度线上，发生这种现象的原因可能为（ ）
A.控制电压为2V太低 B.电源电压为6V太高 C.选择了R3接入电路进行实验
【答案】 (1). (2). C (3). 左 (4). 0.75 (5). R2 (6). 增大 (7). 0.3 (8). C
【解析】
【详解】(1)[1]滑片右移灯泡变暗，即电流变小，电阻变大，故滑动变阻器以左下接线柱连入电路中，灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，如下所示：


(2)[2] A．若小灯泡断路，电流表无示数，则电压表串联在电路中，电压表与电源连通，电压表有示数，故A不符合题意；
B．若小灯泡短路，电路为通路，电流表有示数，电压表无示数，故B不符合题意；
C．若滑动变阻器断路，整个电路断路，两电表都没示数，故C符合题意；
D．若滑动变阻器短路，电路为通路，电压表、电流表示数较大，故D不符合题意；
故选C。
(3)[3]灯在额定电压下正常发光，示数为2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压2.5V。
[4]此时电流表示数如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流大小为0.3A，则小灯泡的额定功率为
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W
(4)[5]根据绘制的小灯泡的“I−U”图象如图丙知，当电压为0.5V时，电流为0.1A，根据串联电路的电压规律和欧姆定律，此时变阻器连入电路中的电阻

故滑动变阻器的最佳选择是R2。
[6]由图丙知，当电压为1V、2V、3V时，对应的电流分别为0.2A、0.3A、0.35A，由欧姆定律的变形公式，灯的电阻分别为：5Ω、6.67Ω、8.57Ω，即小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
(5)[7]小灯泡L1正常发光时的电功率0.75W，此时滑动变阻器的电功率

L2正常发光时，则
△PL=△P滑
即

解得

所以L2的额定功率

(6)[8]探究“电流与电阻的关系”的实验中，保持定值电阻两端的电压为2V，因为电源电压为6V，所以滑动变阻器两端电压为4V，根据串联电路电压的规律，即

所以当分别将10Ω、15Ω、20Ω的电阻接入电路时，滑动变阻器接入电路的阻值分别是20Ω、30Ω、40Ω，理论上三个滑动变阻器均能满足要求，可以使定值电阻的控制电压达到2V。但发现无论怎么调节滑动变阻器的滑片，电压表的的指针都无法准确指在2V的刻度线上，可能是因为选择了R3接入电路进行实验，因为R3的最大电阻为800Ω，在调节时，很容易滑过头，难保证刚好分担电压4V。故选C。
四、论述计算题
20. 2020年2月6日，自新冠肺炎爆发后，为防止疫情的蔓延和人群交叉感染，某物流公司自主研发的智能配送机器人在武汉完成了智能配送的第一单：从仓库的仁和站出发，将医疗物资送到了武汉第九医院。该智能配送机器人设计的最大速度是15km/h，空载质量350kg，承载量可以达到150kg。（g取10N/kg）

(1)若配送机器人以最大速度匀速行驶6km，需要多长时间？
(2)满载的配送机器人静止在水平地面上，若轮胎与地面的总接触面积为250cm2，则它对地面的压强是多少？
【答案】(1)0.4 h；(2)2×105Pa
【解析】
【分析】(1)已知行驶路程和速度，根据求出行驶时间。

(2)已知满载的配送机器人的质量，根据求出其重力，静止时机器人对地面的压力等于其重力，再根据求出机器人对地面的压强。
【详解】(1)根据可得，配送机器人以最大速度匀速行驶6km所需的时间

(2)满载时配送机器人的重力

静止时机器人对地面的压力等于其重力，则机器人对地面的压强

答：(1)若配送机器人以最大速度匀速行驶6km，需要0.4h；(2)满载的配送机器人静止在水平地面上时，对地面的压强是2×105Pa。
21. 如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“5V 2.5W”的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为60Ω，定值电阻R2的阻值为20Ω，电压表量程为0~3V，灯丝电阻不随温度变化，求：

(1)小灯泡L正常发光时的阻值为多少？
(2)当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，小灯泡L恰好正常发光，此时定值电阻R2的电功率为多少？
(3)保证电路安全时，该电路消耗的最小电功率。
【答案】(1) 10Ω；(2) 1.25W；(3) 0.5W
【解析】
【详解】(1)由P=可得，小灯泡L正常发光时的阻值
RL===10Ω
小灯泡L正常发光时的阻值为10Ω。
(2)当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，R2与L并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡L恰好正常发光，所以，电源的电压
U=UL=5V
此时定值电阻R2的电功率
P2===1.25W
定值电阻R2的电功率为1.25W。
(3)当只闭合S1、S3时，R1与R2串联，当只闭合S2、S3时R1与L串联，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，当电压表的示数U滑=3V时，R2或L两端的电压分别为
U2=U−U滑=5V−3V=2V，UL′=U−U滑=5V−3V=2V
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流分别为
I1== =0.1A，I2===0.2A
当电路中的电流为0.1A时，电路消耗的总功率最小，则电路消耗的最小功率
P小=UI1=5V×0.1A=0.5W
电路消耗的最小功率0.5W。
答：(1)小灯泡L正常发光时的阻值为10Ω；
(2)当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，定值电阻R2的电功率为1.25W；
(3)保证电路安全时，该电路消耗的最小电功率为0.5W。
22. 巴蜀中学初2020届同学设计了一款如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB=3OA，竖直细杆a的上端通过力传感器连在天花板上，下端连在杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，不计杠杆、细杆及连接处的重力。当图甲所示的水箱中装满水时，水的质量为3kg。力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像：

(1)图甲所示的水箱装满水时，水受到的重力为多少N；
(2)物体M的密度为kg/m3；
(3)当向水箱中加入质量为1kg的水时，力传感器的示数大小为F；继续向水箱中加水，则当力传感器的示数大小变为4F时，水箱对桌面的压力为多少N？
【答案】(1) 30N；(2)；(3) 38N
【解析】
【详解】(1)根据题意知道，当图甲所示的水箱中装满水时，水的质量为3kg，所以，水受到的重力是

(2)由图乙可知，水箱中没有水时（m＝0），压力传感器受到的拉力FA＝6N，由杠杆的平衡条件F1l1＝F2 l 2知道

所以

即物体M的质量是

水箱中水质量为0~1kg时，压力传感器受到的拉力为6N不变，此时M没有受到浮力作用，即水箱中水质量为1kg时，液面恰在M下表面处。
水箱中水质量为1~2kg时，压力传感器受到的拉力先变小后变大。变小时，M受到向上浮力作用逐渐变大，M对杠杆OAB的B端有向下的拉力逐渐变小；压力传感器受到的拉力为零时，M受到向上浮力等于M重力作用，M对杠杆OAB的作用力为零；继续加水时，M受到向上浮力逐渐变大， M重力不变，M对杠杆OAB的B端向上的支持力逐渐大。
水箱中水质量为2~3kg时，压力传感器受到拉力为24N不变，即B端受到M对杠杆OAB力不再变化，则此时M完全浸入由杠杆的平衡条件可知

所以

以M为研究对象，M此时受到浮力为

所以M的体积为

物体M的密度为

(3)由图乙可知，加入质量为1kg的水时，力传感器的示数大小为6N，当加入质量为2kg的水时，力传感器的示数大小为24N，即为加入质量为1kg的水时力传感器的示数的4倍。由第二问可知，此时B端受到M对杠杆OAB向上的8N的力。
将水箱、加入水箱的水、浮块整体作为研究对象，杠杆OAB对整体由向下的8N的压力，则水箱此时对桌面的压力为

答：(1)水箱装满水时，水受到的重力为30N；
(2)物体M的密度为；
(3)当向水箱中加入质量为1kg的水时，力传感器的示数大小为F；则当力传感器的示数大小变为4F时，水箱对桌面的压力为38N。