江苏省沭阳县2021-2022学年九年级下学期第五次学情调研 物理试卷(word版含答案)

2022年江苏省宿迁市沭阳县中考物理调研试卷（五）

一、选择题（每题2分，共24分）

1．（2分）我国自行研制的歼﹣20隐形战斗机关键部件采用碳纤维材料，该材料具有以下优点：比同体积的常规材料轻、耐高温、抗压本领强、耐腐蚀、抗电磁干扰能力强.下列特性不是碳纤维材料优点的是（　　）

A．密度小 B．硬度大 C．熔点低 D．抗腐强

2．（2分）下列数据中，最接近生活实际的是（　　）

A．一个乒乓球的质量约为3g 

B．人的步行速度约为5m/s 

C．初中物理课本一页纸的厚度约为2mm 

D．人体感觉舒适的环境温度为37℃

3．（2分）下列关于声音的说法中，不正确的（　　）

A．“响鼓也要重锤敲”，说的是要想响度大，应该用重锤敲，使振幅变大 

B．“震耳欲聋”说明声音的音调高 

C．“闻其声，知其人”，说的是根据音色来判断说话者 

D．“隔墙有耳”，从另一个侧面证明固体能传声

4．（2分）下列关于物态变化的描述正确的是（　　）

A．冰箱中取出的啤酒瓶表面变湿了，是升华现象 

B．公路上的沥青高温下变软了，是熔化现象 

C．衣橱中的樟脑丸变小了，是汽化现象 

D．阳台上的湿衣服变干了，是液化现象

5．（2分）有关分子热运动，下列说法正确的是（　　）

A．液体很难被压缩，说明分子间有斥力 

B．手捏海绵，海绵体积变小，说明分子间有空隙 

C．扫地时尘土飞扬，说明分子在做无规则运动 

D．扩散现象不能在固体中发生

6．（2分）下列有关光的说法正确的是（　　）

A．当人靠近平面镜时，“镜中人”变得越来越大 

B．光的色散现象是由于光的折射形成的 

C．影子是光沿直线传播形成的像 

D．光的漫反射不遵守光的反射定律

7．（2分）用照相机拍摄集体人像照片，人的位置站好后，发现有些人没有进入画图，那么应采取的措施是（　　）

A．照相机离人近一些，将镜头与胶片的距离调小一些 

B．照相机离人近一些，将镜头与胶片的距离调大一些 

C．照相机离人远一些，将镜头与胶片的距离调大一些 

D．照相机离人远一些，将镜头与胶片的距离调小一些

8．（2分）下列四幅图中，可以用来探究磁场对电流作用力的是（　　）

A． 

B． 

C． 

D．

9．（2分）甲、乙两物体从同一地点同时向相同方向做直线运动，其s﹣t图象如图所示，由图象可知（　　）

A．两物体在15s末相遇，且0～15s内通过的路程甲比乙大 

B．两物体在15～20s内都做匀速运动，且v甲＜v乙 

C．两物体在0～10s内都做匀速运动，且v甲＞v乙 

D．两物体在20s末相遇，且0～20s内通过的路程相等

10．（2分）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　）

A．小石块减少的重力势能全部转化为动能 

B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 

C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小 

D．小石块在C点时，受到平衡力的作用

11．（2分）如图所示的电路，电源电压不变，开关S闭合后，当S1由断开变为闭合时，则（　　）

A．A1示数变大，A2示数不变 

B．A1示数变大，A2示数变大 

C．A1示数不变，A2示数不变 

D．A1示数不变，A2示数变小

12．（2分）如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1、R2的阻值分别为10Ω和20Ω，只闭合开关S1，将滑片P移到中点，电压表示数为6V，电阻R1的功率为P1，闭合开关S1、S2，将滑片移到最左端，电阻R2的功率为P2，若P1：P2＝2：9，则下列说法正确的是（　　）

A．电路的最大功率为12.15W 

B．滑动变阻器的最大电阻为20Ω 

C．电源电压为18V 

D．电路的最小功率为2.7W

二、填空题（每空1分，共19分）

13．（4分）通讯卫星是通过 　   　向导航仪传递信息的，其在真空中的传播速度为 　   　km/s。核电站是利用核 　   　（选填“聚”或“裂”）变时释放的能量来发电的；电灯可以将电能转化为光能和内能，这些光能和内能却不能再自发地转化为电能，这一现象说明能量转化具有 　   　（选填“可逆”或“方向”）性。

14．（3分）就导电性能来说，金属的导电性能一般比非金属　   　（选填“强”或“弱”）；有些物质如硅、锗等，其导电性能介于导体和绝缘体之间，称作　   　，某些物质在温度极低时，电阻会变成零，这就是　   　现象。

15．（3分）2021年4月29日，新一代运载火箭长征五号B将中国迄今最大的航天器“天和”号核心舱送入预定轨道，标志着中国空间站时代即将开启。火箭在升空的过程中，机械能　   　（变大/变小/不变）。在核心舱与火箭分离前，以火箭为参照物，核心舱是　   　（静止/运动）的。核心舱所携带的“神器”电推发动机，它将太阳能转化为电能，再将电能再转化为　   　能，具有推力小、精度高、寿命长等特点。

16．（3分）天然气热水器消耗了0.25kg的天然气将100kg的水由22℃加热到42℃，此过程中天然气的　   　能转化成水的内能，水的内能增加了　   　J，天然气热水器的效率是　   　。[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝4×107J/kg。]

17．（3分）小李利用如图所示的滑轮组，将质量为30kg的物体在1min内匀速提升5m，竖直向上的拉力为200N，则该过程中，小李做的有用功为 　   　J，拉力的功率为 　   　W，该滑轮组的机械效率是 　   　。（g取10N/kg）

18．（3分）某科技小组设计了如图甲所示的多功能水位报警电路，当水面上升到警戒水位时，a、b两点接通，控制开关连接 　   　两触点时仅电铃发出忽强忽弱的报警声。电路中电源电压恒为6V，灯泡规格为“6V 3W”（灯泡的电阻不变），R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。当控制开关与触点“4和5”接通时，灯泡两端实际电压变化规律如图乙所示．已知当灯泡微弱发光时，其两端实际电压为U0，消耗的实际功率为额定功率的，定值电阻R0为 　   　Ω，灯泡闪烁交替工作60s消耗的电能为 　   　J。

三.作图题（共6分）

19．（2分）如图所示，两条入射光线（或延长线）分别过凹透镜的焦点F和光心O，分别画出经过凹透镜折射后的光线。

20．（2分）如图所示，画出杠杆所受阻力F2以及拉力F1的力臂L1。

21．（2分）利用图中给出的信息，在图中标出电源正极，并用箭头标出磁感线的方向。

四.实验题（每空1分，共22分）

22．（4分）如图是我们在实验室或课堂上做过的一些实验.

图甲中小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在 　   　；这是丹麦物理学家 　   　首先发现的；

图乙中收音机发出喀喀声，说明了 　   　的存在；

图丙中的轻质小球被弹开，说明发声的音叉在 　   　。

23．（5分）“探究物质熔化特点”的实验装置如图甲所示（实验时气压为标准大气压，水的沸点为100℃）。

（1）如图乙所示，该物质此时的温度为 　   　℃；

（2）图丙是温度计示数随时间变化的图像，由图像可知该物质是 　   　（选填“晶体”或“非晶体”），熔化过程共经历了 　   　min；

（3）由图像可知该物质在10～12min 　   　（选填“一定”、“可能”或“不会”）处于沸腾过程。

（4）该实验采用水浴法加热，其优点除了能减缓升温速度，还能 　   　。

24．（5分）用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”实验。

（1）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座标尺上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰像，这是一个倒立、　   　的实像，生活中应用该原理制作的光学仪器是 　   　（照相机/幻灯机/放大镜）。

（2）根据图中信息可推断出此凸透镜焦距f的范围是 　   　；

（3）实验过程中，燃烧的蜡烛变短了，可将凸透镜的高度调 　   　（高/低）；使像再次呈现在光屏中央；

（4）把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了，若不移动光屏，将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像又变清晰了，则该眼镜片是 　   　（近视/远视）眼镜的镜片。

25．（8分）小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右。实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：R1（20Ω 5A），R2（50Ω 0.5A）、R3（500Ω 1A）。

（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是 　   　。正确连接电路闭合开关后，发现灯泡都不亮，电压表有示数，电流表无示数，电路的故障可能是 　   　。

（2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图丙，则小灯泡的额定功率为 　   　W。

（3）小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗。小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑。灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华，消耗的实际功率变 　   　（选填“大”或“小”）的缘故。

（4）小明利用图甲探究电流与电压的关系，通过调节滑动变阻器改变灯泡两端端的电压，得到多组数据，画出了电流与电压的关系与丙图相似，在同学的帮助下，小明发现自己未能得出正确结论的原因是：　   　，及时改正错误后顺利完成了实验。

（5）另一小组的大智同学在只有一只电压表的情况下，连接了如图丁所示的电路，测出了额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻。（已知滑动变阻器R2的最大阻值为R0，U额小于电源电压）

①闭合开关S、S1，断开S2，将R1的滑片滑到最右端，R2的滑片滑到最上端，读出此时电压表的示数U，即为电源电压。

②闭合开关S、S2，断开S1，将R1的滑片滑到最右端，调节R2的滑片，使电压表的示数为 　   　，此时小灯泡正常发光。

③同时闭合三个开关，保持R2的滑片不动，然后调节R1的滑片，使电压表的示数为 　   　。保持R1的滑片不动，将R2的滑片滑到最上端，读出此时电压表的示数为U1。

④小灯泡正常发光时的电阻RL＝　   　。（用字母表示）

五.计算题（24题9分，25题10分，共19分）

26．（9分）电磁炉是一种高效方便卫生的新型灶具，为了研究电磁炉，小锋同学首先观察了家中的电能表，看到电能表的铭牌上标有“220V 10A”和“3000r/kW•h”字样。然后小锋关闭了家中其他用电器，只把电磁炉接入电路中，用了10min 把质量为1kg、初温28℃的水刚好烧开，这个过程中电能表转盘转了300 转。已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），当时气压为标准大气压。求：

（1）加热过程中水吸收的热量；

（2）电磁炉的实际功率；

（3）电磁炉的热效率。

27．（10分）如图所示，把标有“20Ω5W”的电阻R0与标有“100Ω2A”的滑动变阻器R连接在电压恒定的电源两端，电压表所用量程为0～15V，电流表所用量程为0～0.6A．闭合开关S，滑片P移动到某处时，电压表示数为12V，电流表示数为0.4A．求：

（1）电阻R0的额定电流和电源电压；

（2）将R的阻值调为60Ω，在1min内R0产生的热量；

（3）为保证电路元件安全，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是多少？

2022年江苏省宿迁市沭阳县中考物理调研试卷（五）

参考答案与详解

一、选择题（每题2分，共24分）

1．（2分）我国自行研制的歼﹣20隐形战斗机关键部件采用碳纤维材料，该材料具有以下优点：比同体积的常规材料轻、耐高温、抗压本领强、耐腐蚀、抗电磁干扰能力强.下列特性不是碳纤维材料优点的是（　　）

A．密度小 B．硬度大 C．熔点低 D．抗腐强

【分析】根据“该材料具有比同体积的常规材料轻、抗力本领强、耐腐蚀、抗电磁干扰能力好等许多优点”确定碳纤维材料不具备的优点。

【解答】解：A、已知碳纤维材料比同体积的常规材料轻，说明其密度较小。故A不符合题意；

B、已知碳纤维材料具有抗力本领强的特点，说明其硬度大。故B不符合题意；

C、已知碳纤维材料具有耐高温的特点，说明其熔点高。故C符合题意；

D、已知碳纤维材料具有耐腐蚀的特点，也就是抗腐强。故D不符合题意。

故选：C。

2．（2分）下列数据中，最接近生活实际的是（　　）

A．一个乒乓球的质量约为3g 

B．人的步行速度约为5m/s 

C．初中物理课本一页纸的厚度约为2mm 

D．人体感觉舒适的环境温度为37℃

【分析】不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。

【解答】解：A、一枚一元硬币的质量约6g，一个乒乓球质量约为一元硬币质量的一半，在3g左右。故A符合实际；

B、人正常步行的速度在4km/h＝4m/s≈1.1m/s左右。故B不符合实际；

C、人的头发的直径在75μm左右，物理课本一页纸的厚度与此差不多，在100μm＝0.1mm左右。故C不符合实际；

D、人体正常体温在37℃左右，感觉舒适的温度在23℃左右。故D不符合实际。

故选：A。

3．（2分）下列关于声音的说法中，不正确的（　　）

A．“响鼓也要重锤敲”，说的是要想响度大，应该用重锤敲，使振幅变大 

B．“震耳欲聋”说明声音的音调高 

C．“闻其声，知其人”，说的是根据音色来判断说话者 

D．“隔墙有耳”，从另一个侧面证明固体能传声

【分析】（1）（2）声音是由物体的振动产生的，响度是指声音的强弱，即我们常说的声音的大小，它与声源振动的振幅有关，振幅越大，响度越大。

（3）声音有三个特性：音调、响度和音色。音调指声音的高低；响度指声音的大小；音色指声音的品质，根据音色可以辨别物体。

（4）声音可以在固体、液体和气体中传播。

【解答】解：A、鼓只有在鼓锤的敲击下振动才能发声，并且用力越大，振幅越大，响度越大。故A正确；

B、“震耳欲聋”指声音大，即说明声音的响度大，故B错误；

C、“闻其声知其人”，通过音色能辨别说话者。故C正确；

D、隔墙有耳证明固体能传声，故D正确；

故选：B。

4．（2分）下列关于物态变化的描述正确的是（　　）

A．冰箱中取出的啤酒瓶表面变湿了，是升华现象 

B．公路上的沥青高温下变软了，是熔化现象 

C．衣橱中的樟脑丸变小了，是汽化现象 

D．阳台上的湿衣服变干了，是液化现象

【分析】根据物态变化的知识逐一分析：

物体由固态变为液态的过程叫熔化；物体由气态变为液态的过程叫液化，物体由液态变为气态的过程叫汽化，汽化的两种方式是蒸发和沸腾；物体由固态直接变为气态的过程叫升华。

【解答】解：A、冰箱中取出的啤酒瓶表面变湿了，是因为空气中的水蒸气遇到温度低的啤酒瓶液化成了小水珠。此选项错误，不符合题意。

B、公路上的沥青高温下变软了，是因为沥青由固态变成了液态，属于物体的熔化过程。此选项正确，符合题意。

C、衣橱中的樟脑丸变小了，是因为樟脑丸的一部分由固态直接变成了气态，属于物体的升华现象。此选项错误，不符合题意。

D、阳台上的湿衣服变干了，是因为衣服上的水由液态变成了气态的水蒸气，这是物体的汽化现象。此选项错误，不符合题意。

故选：B。

5．（2分）有关分子热运动，下列说法正确的是（　　）

A．液体很难被压缩，说明分子间有斥力 

B．手捏海绵，海绵体积变小，说明分子间有空隙 

C．扫地时尘土飞扬，说明分子在做无规则运动 

D．扩散现象不能在固体中发生

【分析】（1）分子间同时存在相互作用的引力和斥力；

（2）力可以改变物体的形状；

（3）要区分开分子的运动和固体小颗粒的运动（机械运动）；

（4）扩散现象在固体、液体、气体中均能发生。

【解答】解：A、液体很难被压缩，说明分子间有斥力，故A正确；

B、用手捏海绵，海绵的体积缩小了，说明力可以改变物体的形状，不能说明分子间有空隙，故B错误；

C、尘土飞扬是固体小颗粒的运动，属于机械运动，不是分子的运动，故C错误；

D、扩散现象能在固体中发生，比如长时间紧挨在一起的金板和铅板，金中有铅，铅中有金，故D错误。

故选：A。

6．（2分）下列有关光的说法正确的是（　　）

A．当人靠近平面镜时，“镜中人”变得越来越大 

B．光的色散现象是由于光的折射形成的 

C．影子是光沿直线传播形成的像 

D．光的漫反射不遵守光的反射定律

【分析】（1）平面镜成像特点：正立等大的虚像；

（2）光的色散的原理是光的折射；

（3）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，日食、月食、影子、小孔成像都是光的直线传播形成的；

（4）镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。

【解答】解：

A、由平面镜成像特点可知，不管是远离平面镜还是靠近时，平面镜中的像大小不会改变，故A错误。

B、由于不同颜色的光的波长不同，通过三棱镜的折射程度不同，所以白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，即光的色散现象是由于光的折射形成的，故B正确。

C、影子是光沿直线传播形成的，不是像，故C错误。

D、镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。故D错误。

故选：B。

7．（2分）用照相机拍摄集体人像照片，人的位置站好后，发现有些人没有进入画图，那么应采取的措施是（　　）

A．照相机离人近一些，将镜头与胶片的距离调小一些 

B．照相机离人近一些，将镜头与胶片的距离调大一些 

C．照相机离人远一些，将镜头与胶片的距离调大一些 

D．照相机离人远一些，将镜头与胶片的距离调小一些

【分析】根据凸透镜成像的规律分析：为了使全体同学都进入镜头，则像要变小一些，像要变小，则像距变小，物距变大。

【解答】解：根据凸透镜成像的规律知，使全体同学都进入镜头，是要把成的像变小点，就要像距变小，将镜头往后缩；同时物距变大，照相机离人远一些。

故选：D。

8．（2分）下列四幅图中，可以用来探究磁场对电流作用力的是（　　）

A． 

B． 

C． 

D．

【分析】实验的装置不同，则可完成的实验不同；故可以由实验的装置知道其实验的目的及意义。

【解答】解：A、当开关闭合时，放在磁场中的导体会在磁场力的作用下运动起来，故控究的是磁场对电流作用力，故A正确；

B、导体与电流表相连，故在闭合回路中当导体棒在磁场中运动时，电流计中会产生电流，故探究的是电磁感应，故B错误；

C、导线组成线圈，当线圈中通以电流时，会产生磁性，故探究电流的磁效应，故C错误；

D、当将导体棒放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，故说明通电直导体周围存在磁场，故D错误；

故选：A。

9．（2分）甲、乙两物体从同一地点同时向相同方向做直线运动，其s﹣t图象如图所示，由图象可知（　　）

A．两物体在15s末相遇，且0～15s内通过的路程甲比乙大 

B．两物体在15～20s内都做匀速运动，且v甲＜v乙 

C．两物体在0～10s内都做匀速运动，且v甲＞v乙 

D．两物体在20s末相遇，且0～20s内通过的路程相等

【分析】（1）在s﹣t图象中，和时间轴平行的线段表示物体处于静止状态；在s﹣t图象中，两图线的相交表示两物体在此时相遇；由图象读出0～15s甲、乙两物体通过的路程；

根据图象读出0～20s内通过的路程。

（2）在s﹣t图象中，一条倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，根据图象读出甲、乙两物体在相同时间内通过的路程，比较两物体的速度大小关系。

【解答】解：AD、由图象可知两物体在15s末相遇，且0～15s内通过的路程相等，均为100m，故A错误；

0～20s内乙通过的路程大于甲通过的路程，故D错误；

C、由图知，两物体在0～10s内的s﹣t图象都是倾斜的直线，说明两物体都做匀速直线运动，且在相同时间内甲物体通过的路程大于乙物体通过的路程，所以v甲＞v乙，故C正确；

B、甲物体在15～20s内的s﹣t图象是一条和时间轴平行的直线，说明这段时间内甲处于静止状态；乙物体在15～20s内的s﹣t图象是一条斜线，说明乙做匀速直线运动，则v甲＜v乙，故B错误。

故选：C。

10．（2分）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　）

A．小石块减少的重力势能全部转化为动能 

B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 

C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小 

D．小石块在C点时，受到平衡力的作用

【分析】（1）小石块在下落过程中，在AB段，小石块只受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块加速下落；

在BC段受到橡皮筋的拉力作用：当拉力小于重力时，小石块仍处于加速状态；当拉力大于重力时，小石块减速下落。

（2）影响动能的因素有：质量和速度；

影响重力势能的因素有：质量和高度；

弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关，物体弹性形变的程度越大，弹性势能越大。

【解答】解：

小石块在下落过程中，在AB段，小石块只受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块加速下落；

在BC段受到橡皮筋的拉力作用，过B点后橡皮筋开始伸长（大于原长），弹力逐渐增大。当拉力小于重力时，小石块仍处于加速状态；当拉力大于重力时，小石块减速下落。

A、从A点到C点运动过程中小石块的有重力势能转化为动能还转化为橡皮筋的弹性势能，故A错误；

B、由题B点是橡皮筋自然下垂长度的位置，所以在AB段，橡皮筋对小石块没有弹力，小石块只受到重力，故B错误；

C、从B点下落到C点的过程中，小石块速度先加速后减速，故C正确；

D、BC过程中小石块先加速后减速，减速过程中是因为弹力大于重力，C点是下落的最低点，此时小石块虽然速度为0，到达C点后小石块会改变运动状态向上运动，故C点时受到并不是平衡力，故D错误。

故选：C。

11．（2分）如图所示的电路，电源电压不变，开关S闭合后，当S1由断开变为闭合时，则（　　）

A．A1示数变大，A2示数不变 

B．A1示数变大，A2示数变大 

C．A1示数不变，A2示数不变 

D．A1示数不变，A2示数变小

【分析】由电路图可知，当开关S闭合、S1断开时，电路为R2的简单电路，两电流表均测通过R2的电流；当开关S、S1均闭合时，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路的电流，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，根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化。

【解答】解：由电路图可知，当开关S闭合、S1断开时，电路为R2的简单电路，两电流表均测通过R2的电流；

当开关S、S1均闭合时，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路的电流，

因并联电路中各支路独立工作、互不影响，

所以，通过R2的电流不变，即电流表A2示数不变不变，故BD错误；

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，

所以，干路电流变大，即电流表A1示数变大，故A正确、C错误。

故选：A。

12．（2分）如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1、R2的阻值分别为10Ω和20Ω，只闭合开关S1，将滑片P移到中点，电压表示数为6V，电阻R1的功率为P1，闭合开关S1、S2，将滑片移到最左端，电阻R2的功率为P2，若P1：P2＝2：9，则下列说法正确的是（　　）

A．电路的最大功率为12.15W 

B．滑动变阻器的最大电阻为20Ω 

C．电源电压为18V 

D．电路的最小功率为2.7W

【分析】（1）由电路图可知，只闭合开关S1，将滑片P移到中点时，R1与串联，电压表测变阻器两端的电压，根据串联电路的电压表示出R1两端的电压，根据P表示出电阻R1的功率；闭合开关S1、S2，将滑片移到最左端时，R1与R2并联，根据并联电路的电压特点和P表示出电阻R2的功率；利用P1：P2＝2：9得出等式即可求出电源的电压；

（2）只闭合开关S1，将滑片P移到中点时，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出滑动变阻器接入电路中的电阻，然后求出滑动变阻器的最大阻值；

（3）闭合开关S1、S2，将滑片移到最左端，电路中的总电阻最小，电路的总功率最大，根据电阻的并联求出电路中的总电阻，利用P求出电路的最大功率；

（4）R2与滑动变阻器的最大阻值串联时电路中的总电阻最大，电路的总功率最小，根据电阻的串联和P出电路的最小功率。

【解答】解：C、由电路图可知，只闭合开关S1，将滑片P移到中点时，R1与串联，电压表测变阻器两端的电压，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，R1两端的电压：

U1＝U﹣U滑＝U﹣6V，

则电阻R1的功率：

P1，

闭合开关S1、S2，将滑片移到最左端时，R1与R2并联，

因并联电路中各支路两端的电压相等，

所以，电阻R2的功率：

P2，

则，

解得：U＝9V，故C错误；

B、只闭合开关S1，将滑片P移到中点时，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，电路中的电流：

I，即，

解得：滑动变阻器的最大电阻R＝40Ω，故B错误；

A、闭合开关S1、S2，将滑片移到最左端，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，电路的总功率最大，

因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，

所以，电路中的总电阻：

R并Ω，

电路的最大功率：

P大12.15W，故A正确；

D、R2与滑动变阻器的最大阻值串联时，电路中的总电阻最大，电路的总功率最小，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，电路的最小功率：

P小1.35W，故D错误。

故选：A。

二、填空题（每空1分，共19分）

13．（4分）通讯卫星是通过 　电磁波　向导航仪传递信息的，其在真空中的传播速度为 　3×105　km/s。核电站是利用核 　裂　（选填“聚”或“裂”）变时释放的能量来发电的；电灯可以将电能转化为光能和内能，这些光能和内能却不能再自发地转化为电能，这一现象说明能量转化具有 　方向　（选填“可逆”或“方向”）性。

【分析】（1）电磁波可以传递信息，电磁波在真空中的传播速度为3×105km/s；

（2）核裂变和核聚变都能释放能量，但是又有区别，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控；

（3）能量在转移和转化的过程中具有方向性。

【解答】解：通讯卫星是通过电磁波向导航仪传递信息的，其在真空中的传播速度为3×105km/s；

原子核裂变、聚变都能释放出惊人的能量，由于核裂变是可控的，故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能带动发电机发电的。

电灯发光时会将部分电能转化为内能，这些内能却不能自发再转化为电能，是因为能量的转化是有方向性的。

故答案为：电磁波；3×105；裂；方向。

14．（3分）就导电性能来说，金属的导电性能一般比非金属　强　（选填“强”或“弱”）；有些物质如硅、锗等，其导电性能介于导体和绝缘体之间，称作　半导体　，某些物质在温度极低时，电阻会变成零，这就是　超导　现象。

【分析】（1）根据导电性的不同，材料可分为导体，半导体，绝缘体三大类，容易导电的物体叫导体，如：人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等；不容易导电的物体叫绝缘体，如：玻璃、陶瓷、橡胶、塑料等；导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体，如：硅、锗等；

（2）当物质电阻为零时，会出现超导现象。

【解答】解：金属的导电性能一般比较强；介于金属和非金属之间的硅和锗是半导体材料；当物质的电阻变为零时，导电性能极强，属于超导现象；

故答案为：强；半导体；超导。

15．（3分）2021年4月29日，新一代运载火箭长征五号B将中国迄今最大的航天器“天和”号核心舱送入预定轨道，标志着中国空间站时代即将开启。火箭在升空的过程中，机械能　变大　（变大/变小/不变）。在核心舱与火箭分离前，以火箭为参照物，核心舱是　静止　（静止/运动）的。核心舱所携带的“神器”电推发动机，它将太阳能转化为电能，再将电能再转化为　机械　能，具有推力小、精度高、寿命长等特点。

【分析】（1）动能的大小与物体的质量和速度有关，重力势能的大小与物体的质量和高低有关，动能和重力势能统称为机械能；

（2）判断一个物体的运动状态，关键是看被研究的物体与所选的标准，即参照物之间的相对位置是否发生了改变，如果发生改变，则物体是运动的；如果未发生变化，则物体是静止；

（3）电动机工作时将电能转化为机械能。

【解答】解：（1）火箭升空过程中，火箭的质量不变，速度变大，高度升高，则火箭的动能变大，重力势能变大，机械能变大；

（2）在核心舱与火箭分离前，核心舱与火箭的速度相同，没有发生位置变化，以火箭为参照物，核心舱是静止的；

（3）核心舱所携带的电推发动机，它将太阳能转化为电能，再将电能再转化为机械能。

故答案为：变大；静止；机械。

16．（3分）天然气热水器消耗了0.25kg的天然气将100kg的水由22℃加热到42℃，此过程中天然气的　化学　能转化成水的内能，水的内能增加了　8.4×106　J，天然气热水器的效率是　84%　。[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝4×107J/kg。]

【分析】（1）燃料燃烧时，消耗燃料的化学能转化为内能；

（2）知道水的质量、比热容、温度变化，利用Q吸＝cm△t求水吸收的热量，即水的内能增加值；

（3）利用Q放＝m气q求天然气完全燃烧放出的热量，天然气热水器的效率等于水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比。

【解答】解：

（1）天然气燃烧时，消耗天然气的化学能转化为内能；

（2）水吸收的热量：

Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（42℃﹣22℃）＝8.4×106J，

即水的内能增加8.4×106J；

（3）天然气完全燃烧放出的热量：

Q放＝m气q＝0.25kg×4×107J/kg＝1×107J；

天然气热水器的效率：

η100%＝84%。

故答案为：化学；8.4×106；84%。

17．（3分）小李利用如图所示的滑轮组，将质量为30kg的物体在1min内匀速提升5m，竖直向上的拉力为200N，则该过程中，小李做的有用功为 　1500　J，拉力的功率为 　50　W，该滑轮组的机械效率是 　50%　。（g取10N/kg）

【分析】（1）知道物体的质量和提升的高度，根据W＝Gh＝mgh求出小李做的有用功；

（2）根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，利用s＝nh求出绳子自由端移动的距离，再利用W＝Fs求出拉力做的总功，根据P求出拉力的功率；

（3）根据η100%求出该滑轮组的机械效率。

【解答】解：（1）小李做的有用功：

W有＝Gh＝mgh＝30kg×10N/kg×5m＝1500J；

（2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，

则绳子自由端移动的距离：

s＝nh＝3×5m＝15m，

拉力做的总功：

W总＝Fs＝200N×15m＝3000J，

拉力的功率：

P50W；

（3）该滑轮组的机械效率：

η100%100%＝50%。

故答案为：1500；50；50%。

18．（3分）某科技小组设计了如图甲所示的多功能水位报警电路，当水面上升到警戒水位时，a、b两点接通，控制开关连接 　2、3　两触点时仅电铃发出忽强忽弱的报警声。电路中电源电压恒为6V，灯泡规格为“6V 3W”（灯泡的电阻不变），R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。当控制开关与触点“4和5”接通时，灯泡两端实际电压变化规律如图乙所示．已知当灯泡微弱发光时，其两端实际电压为U0，消耗的实际功率为额定功率的，定值电阻R0为 　48　Ω，灯泡闪烁交替工作60s消耗的电能为 　64.8　J。

【分析】解：（1）据图可知，控制开关连接2、3两触点时电铃发出忽强忽弱的报警声，控制开关连接3、4两触点电铃报警同时电灯会亮、暗交替闪烁发光，控制开关连接4、5两触点时仅有灯泡闪烁发光，则灯泡与电铃并联；

（2）据灯泡的规格可以计算出灯泡的电阻，灯泡微弱发光时灯泡与R0串联，据灯泡的电阻和灯泡的实际功率可以计算出灯泡的实际电流，而后再据串联电路电压和电流的规律分析即可得出答案；

（3）计算出指示灯两种功率下的工作时间，而后据公式W＝Pt计算电能即可。

【解答】解：（1）当水面上升到警戒水位时，a、b两点接通，控制开关连接2、3两触点时仅电铃发出忽强忽弱的报警声；

（2）灯泡微弱发光时灯泡与R0串联，根据指示灯规格为“6V 3W”且灯泡的电阻不变，可知，灯泡的电阻是R12Ω；

已知当灯泡微弱发光时，其两端实际电压为U0，消耗的实际功率为额定功率的，即此时实际功率为3W＝0.12W，据P＝I2R可知，I0.1A；

故此时灯泡的电压是：U＝IR＝0.1A×12Ω＝1.2V，所以定值电阻的电压是：U′＝6V﹣1.2V＝4.8V；

故定值电阻的阻值是：R048Ω；

（3）此时灯泡发出微弱的光时的功率是：P′P3W＝0.12W；

故据图乙可知，每1.5s的时间，指示灯3W工作时间是0.5s，0.12W工作时间是1s，故指示灯工作60s，以3W功率工作的时间是t10.5s＝20s，所以以0.12W工作的时间是t2＝60s﹣20s＝40s；

由P可得，

以3W功率消耗的电能是W1＝Pt1＝3W×20s＝60J；

则以0.12W功率消耗的电能是W2＝P′t2＝0.12W×40s＝4.8J；

60s共消耗的电能是：W＝60J+4.8J＝64.8J。

故答案为：2、3；48；64.8。

三.作图题（共6分）

19．（2分）如图所示，两条入射光线（或延长线）分别过凹透镜的焦点F和光心O，分别画出经过凹透镜折射后的光线。

【分析】先确定所给的入射光线和折射光线的特点，然后根据凹透镜的光学特点作图。

【解答】解：延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。如图所示：

20．（2分）如图所示，画出杠杆所受阻力F2以及拉力F1的力臂L1。

【分析】阻力就是阻碍杠杆转动的力，确定阻力的作用点和方向，然后按照力的示意图的画法画出即可；过支点做力的作用线的垂线，从支点到垂足的距离就是力臂。

【解答】解：反向延长力F1的作用线，然后过支点O做力的作用线的垂线，即为拉力F1的力臂L1；

杠杆所受阻力F2即为绳子对杠杆的拉力，作用点在杠杆上，方向竖直向下。如图所示：

21．（2分）利用图中给出的信息，在图中标出电源正极，并用箭头标出磁感线的方向。

【分析】根据通电螺线管的磁极判断出磁感线的方向。在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极；根据右手螺旋定则判断出电流的方向，确定电源的正负极。

【解答】解：由图知通电螺线管的右端为S极，则左端为N极，因为在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，所以图中磁感线的方向是指向右的；根据右手螺旋定则，伸出右手使大拇指指示螺线管的左端，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流从螺线管的右端流入，则电源的右端为正极：

四.实验题（每空1分，共22分）

22．（4分）如图是我们在实验室或课堂上做过的一些实验.

图甲中小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在 　磁场　；这是丹麦物理学家 　奥斯特　首先发现的；

图乙中收音机发出喀喀声，说明了 　电磁波　的存在；

图丙中的轻质小球被弹开，说明发声的音叉在 　振动　。

【分析】（1）奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系，说明了电流周围存在磁场，磁场的方向和电流的方向有关；

（2）导体中有变化的电流时，就会在空间激起电磁波，被收音机接收到；

（3）声音是由物体的振动产生的，正在发声的物体正在振动，振动停止，发声也停止。

【解答】解：甲是奥斯特实验的装置图，说明了电流周围存在磁场，这是丹麦物理学家奥斯特首先发现的；

图乙中，收音机的周围有电磁波，因此收音机发出喀喀声；

声音是由物体的振动产生的，小球被弹开说明了发声的音叉正在振动，体现了转换法的思想；

故答案为：磁场；奥斯特；电磁波；振动。

23．（5分）“探究物质熔化特点”的实验装置如图甲所示（实验时气压为标准大气压，水的沸点为100℃）。

（1）如图乙所示，该物质此时的温度为 　2　℃；

（2）图丙是温度计示数随时间变化的图像，由图像可知该物质是 　晶体　（选填“晶体”或“非晶体”），熔化过程共经历了 　3　min；

（3）由图像可知该物质在10～12min 　不会　（选填“一定”、“可能”或“不会”）处于沸腾过程。

（4）该实验采用水浴法加热，其优点除了能减缓升温速度，还能 　使物质均匀受热　。

【分析】（1）温度计读数时先观察温度计的分度值、0刻度线，再根据液面位置读数；

（2）掌握晶体和非晶体在熔化过程中的区别：晶体在熔化过程中，温度不变；

（3）由丙图可知，试管内物质的沸点不会低于水的沸点，结合液体沸腾的条件判断该物质是否会沸腾。

（4）用水浴法加热的好处就是试管可以均匀受热，同时物质的温度上升速度较慢，便于及时记录各个时刻的温度；

【解答】解：（1）由乙图可知，温度在0℃以上，分度值为1℃，示数为2℃；

（2）由丙图可知，该物质在熔化过程中温度保持不变，故该物质是晶体；从第2min开始熔化到第5min完全熔化完，经历了3min时间；

（3）由丙图可知，试管内物质的沸点不会低于水的沸点，如果高于水的沸点，该物质的温度没有达到沸点，必然不会沸腾；如果该物质刚好和水的沸点相同，在达到沸点后，无法继续从水吸热，则该物质也无法沸腾。综上，试管内的物质不会沸腾。

（4）用水浴法加热不仅使物质的温度上升速度较慢，还有个好处就是可以使物质均匀受热；

故答案为：（1）2；（2）晶体；3；（3）不会；（4）使物质均匀受热。

24．（5分）用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”实验。

（1）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座标尺上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰像，这是一个倒立、　缩小　的实像，生活中应用该原理制作的光学仪器是 　照相机　（照相机/幻灯机/放大镜）。

（2）根据图中信息可推断出此凸透镜焦距f的范围是 　10cm＜f＜15cm　；

（3）实验过程中，燃烧的蜡烛变短了，可将凸透镜的高度调 　低　（高/低）；使像再次呈现在光屏中央；

（4）把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了，若不移动光屏，将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像又变清晰了，则该眼镜片是 　近视　（近视/远视）眼镜的镜片。

【分析】（1）凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像，是照相机的原理；物距小于像距，成倒立放大的实像，是投影仪的原理；

（2）u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，确定其焦距的范围；

（3）实验一段时间后，蜡烛变短了，根据过光心不改变方向，判断透镜的移动方向；

（4）根据物远像近像变小可知当物距增大时，像距减小；凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线具有发散作用；近视眼用凹透镜矫正，远视眼用凸透镜矫正。

【解答】解：（1）当烛焰、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图所示时，光屏上出现一个清晰倒立的实像，此时物距大于像距，成缩小的实像，是照相机的原理；

（2）此时物距为50cm﹣20cm＝30cm，此时u＞2f，即30cm＞2f﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

像距v＝70cm﹣50cm＝20cm，此时2f＞20cm＞f﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

综合①②得10cm＜f＜15cm；

（3）蜡烛变短了，光屏上的像会向上移动，要使像成在光屏的中央，根据过光心不改变方向，凸透镜向下移动，或光屏向上移动；

（4）若将蜡烛向左移动一小段距离，物距变大，像距应减小，若要成清晰像，光屏应向左移动，若不移动光屏，应使光线发散一些，所以在蜡烛和透镜之间放置一个合适的凹透镜，光屏上的像又变清晰，近视眼的矫正原理与此相同。

故答案为：（1）缩小；照相机；（2）10cm＜f＜15cm；（3）低；（4）近视。

25．（8分）小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右。实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：R1（20Ω 5A），R2（50Ω 0.5A）、R3（500Ω 1A）。

（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是 　电流表调零　。正确连接电路闭合开关后，发现灯泡都不亮，电压表有示数，电流表无示数，电路的故障可能是 　小灯泡断路　。

（2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图丙，则小灯泡的额定功率为 　0.625　W。

（3）小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗。小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑。灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华，消耗的实际功率变 　小　（选填“大”或“小”）的缘故。

（4）小明利用图甲探究电流与电压的关系，通过调节滑动变阻器改变灯泡两端端的电压，得到多组数据，画出了电流与电压的关系与丙图相似，在同学的帮助下，小明发现自己未能得出正确结论的原因是：　探究电流与电压的关系实验时，需要控制电阻不变，而小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，未能控制电阻不变，所以不能得出正确结论　，及时改正错误后顺利完成了实验。

（5）另一小组的大智同学在只有一只电压表的情况下，连接了如图丁所示的电路，测出了额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻。（已知滑动变阻器R2的最大阻值为R0，U额小于电源电压）

①闭合开关S、S1，断开S2，将R1的滑片滑到最右端，R2的滑片滑到最上端，读出此时电压表的示数U，即为电源电压。

②闭合开关S、S2，断开S1，将R1的滑片滑到最右端，调节R2的滑片，使电压表的示数为 　U﹣U额　，此时小灯泡正常发光。

③同时闭合三个开关，保持R2的滑片不动，然后调节R1的滑片，使电压表的示数为 　U﹣U额　。保持R1的滑片不动，将R2的滑片滑到最上端，读出此时电压表的示数为U1。

④小灯泡正常发光时的电阻RL＝　R0　。（用字母表示）

【分析】（1）由图知，电流表指针没有指在零刻度线上，由此分析应该进行的操作；电压表有示数，电流表无示数，说明电路是断路，再根据灯泡工作情况分析故障的原因；

（2）已知灯泡的额定电压，通过图像得到额定电压下的电流，利用公式P＝UI得到灯泡的额定功率；

（3）根据灯泡电阻的变化，运用功率的计算公式分析；

（4）探究电流跟电阻的关系，需保持电阻两端的电压不变，而小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大；

（5）①电压表测变阻器R2滑片P以下电阻丝的电压，根据电路连接，为使电压表示数为电源电压，确定R2的滑片滑动；

②分析电路连接，根据串联电路电压的规律，当电压表的示数为U﹣U额，此时小灯泡正常发光；

③根据等效法，使R1连入电路中的电阻等于灯正常发光时的电阻；

根据串联电路电压的规律和分压原理得出R1连入电路中的电阻大小，即小灯泡正常发光的电阻大小。

【解答】解：

（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针没有指在零刻度线上，所以接下来的操作：应先对电流表调零；

电压表有示数，电流表无示数，说明电路是断路，而灯泡不亮，故障的原因可能是小灯泡断路。

（2）由图像知，在额定电压下（2.5V时），通过灯泡的电流为I＝0.25A，所以灯泡的额定功率：P额＝U额I＝2.5V×0.25A＝0.625W；

（3）灯丝发光时发生升华而变细，由电阻的影响可知，灯泡电阻变大，根据P可知，在电压不变的情况下，电阻变大，功率变小；

（4）利用图甲探究电流与电压的关系实验时，需要控制电阻不变，而小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，未能控制电阻不变，所以不能得出正确结论；

（5）①闭合开关S、S1，断开S2，将R1的滑片滑到最右端，R2的滑片滑到最上端，读出此时电压表的示数U，即为电源电压；

②闭合开关S、S2，断开S1，将R1的滑片滑到最右端，调节R2的滑片，使电压表的示数为U﹣U额，此时小灯泡正常发光。

③同时闭合三个开关，保持R2的滑片不动，然后调节R1的滑片，使电压表的示数为U﹣U额．保持R1的滑片不动，将R2的滑片滑到最上端，读出此时电压表的示数为U1；

④在②中，灯与变阻器串联，变阻器R2滑片P以上电阻丝被短路，电压表测P以下电阻丝的电压，当电压表示数为U﹣U额，灯一定正常发光；

在③中，变阻器R1与变阻器R2串联，然后调节R1的滑片，使电压表的示数为U﹣U额，根据等效替代法，此时R1的连入电路中的电阻即灯正常发光时的电阻，

在④中，根据串联电路电压的规律，R1的电压为：U﹣U1，由分压原理：，

故小灯泡正常发光时的电阻：RLR0。

故答案为：（1）电流表调零；小灯泡断路；（2）0.625；（3）小；（4）探究电流与电压的关系实验时，需要控制电阻不变，而小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，未能控制电阻不变，所以不能得出正确结论；（5）②U﹣U额；③U﹣U额；④R0。

五.计算题（24题9分，25题10分，共19分）

26．（9分）电磁炉是一种高效方便卫生的新型灶具，为了研究电磁炉，小锋同学首先观察了家中的电能表，看到电能表的铭牌上标有“220V 10A”和“3000r/kW•h”字样。然后小锋关闭了家中其他用电器，只把电磁炉接入电路中，用了10min 把质量为1kg、初温28℃的水刚好烧开，这个过程中电能表转盘转了300 转。已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），当时气压为标准大气压。求：

（1）加热过程中水吸收的热量；

（2）电磁炉的实际功率；

（3）电磁炉的热效率。

【分析】（1）知道水壶内水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）求水吸收的热量；

（2）知道只将电磁炉接入电路烧水观察电能表，转盘在10min内转了300r，利用电能表的参数“3000r/kW•h”求电磁炉工作10min消耗的电能；利用P求电磁炉的功率；

（3）电磁炉烧水的效率等于水吸收的热量与电磁炉消耗电能的比值。

【解答】解：

（1）水吸收的热量为：

Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣28℃）＝3.024×105J；

（2）“3000r/kW•h”字样表示电能表转盘每转3000转消耗电能1kW•h，

电磁炉工作10min，电能表转300r，消耗的电能为：

W3.6×106J＝3.6×105J；

电磁炉的功率为：P600W；

（3）水吸收的热量为Q吸，在这个过程中消耗的电能为W，

电磁炉烧水的效率：η100%＝84%。

答：（1）加热过程中水吸收的热量为3.024×105J；

（2）电磁炉的实际功率为600W；

（3）电磁炉的热效率为84%。

27．（10分）如图所示，把标有“20Ω5W”的电阻R0与标有“100Ω2A”的滑动变阻器R连接在电压恒定的电源两端，电压表所用量程为0～15V，电流表所用量程为0～0.6A．闭合开关S，滑片P移动到某处时，电压表示数为12V，电流表示数为0.4A．求：

（1）电阻R0的额定电流和电源电压；

（2）将R的阻值调为60Ω，在1min内R0产生的热量；

（3）为保证电路元件安全，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是多少？

【分析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）知道电阻R0的电阻和额定功率，根据P＝UI＝I2R求出电阻R0的额定电流；滑片P移动到某处时，电压表示数为12V，电流表示数为0.4A，根据欧姆定律求出R0两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的电压；

（2）将R的阻值调为60Ω时，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用Q＝I2Rt求出在1min内R0产生的热量；

（3）根据串联电路的电流特点结合电阻R0的额定电流、变阻器允许通过的最大电流、电流表的量程确定电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的阻值最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值；当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出R0两端的最小电压，根据欧姆定律求出电路中的最小电流，再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值，然后得出滑动变阻器允许接入电路的阻值范围。

【解答】解：由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）由P＝UI＝I2R可得，电阻R0的额定电流：

I00.5A，

滑片P移动到某处时，电压表示数为12V，电流表示数为0.4A，

由I可得，R0两端的电压：

U0＝IR0＝0.4A×20Ω＝8V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，电源的电压：

U＝U0+UR＝8V+12V＝20V；

（2）将R的阻值调为60Ω时，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，电路中的电流：

I′0.25A，

在1min内R0产生的热量：

Q0＝（I′）2R0t＝（0.25A）2×20Ω×60s＝75J；

（3）由题意可知，电阻R0的额定电流为0.5A，变阻器允许通过的最大电流为2A，电流表的量程为0～0.6A，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，电路中的最大电流为0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的阻值最小，

此时电路中的总电阻：

R总40Ω，

变阻器接入电路中的最小阻值：

R小＝R总﹣R0＝40Ω﹣20Ω＝20Ω，

当电压表的示数UR大＝15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，

R0两端的最小电压：

U0小＝U﹣UR大＝20V﹣15V＝5V，

电路中的最小电流：

I小0.25A，

滑动变阻器接入电路中的最大阻值：

R大60Ω，

所以，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是20Ω～60Ω。

答：（1）电阻R0的额定电流为0.5A，电源电压为20V；

（2）将R的阻值调为60Ω，在1min内R0产生的热量为75J；

（3）为保证电路元件安全，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是20Ω～60Ω。