河北省石家庄市平山县2024年中考一模物理试卷（解析版）

这是一份河北省石家庄市平山县2024年中考一模物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，填空及简答题，实验探究题，计算应用题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（共23分。1～7小题为单选题，每小题2分；8-10小题为多选题，每小题2分）
1. 逻辑推理是一种重要的思维方法，下列推理合理的是（ ）
A. 碱溶液呈碱性，但是呈碱性的溶液不一定是碱溶液
B. 功率大的物体做功快，则做功多的物体功率一定大
C. 钢铁制成的轮船可以漂浮在海面上，则钢铁的密度一定小于海水的密度
D. 在同一化合物中金属元素显正价，因此该化合物中非金属元素一定显负价
【答案】A
【解析】A．碱溶液呈碱性，这是碱溶液的一个基本性质。但是，呈碱性的溶液不一定是碱溶液，因为有些盐溶液（如碳酸钠溶液）也呈碱性。故A符合题意；
B．功率是描述物体做功快慢的物理量，功率大的物体做功确实快。但是，做功多的物体功率不一定大，因为做功的多少还取决于做功的时间。如果做功时间很长，即使做功多，功率也可能很小。故B不符合题意；
C．钢铁制成的轮船可以漂浮在海面上，这是因为轮船采用了“空心”的办法增大了排开水的体积，从而增大了浮力，使浮力等于轮船的重力，实现漂浮。但这并不意味着钢铁的密度一定小于海水的密度，实际上钢铁的密度是大于海水的密度的。故C不符合题意。
D．在同一化合物中，金属元素通常显正价，这是因为金属原子在形成化合物时容易失去电子。但是，非金属元素在化合物中的化合价并不一定是负价。例如，在氢氧化钠（NaOH）中，氢元素就是非金属元素，但它显+1价。故D不符合题意。
2. 下列对如图所示实验的分析错误的是（ ）
A. 甲：用船桨可以将船推离岸边，说明力的作用是相互的
B. 乙：电解水生成氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的
C. 丙：用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近纸屑，纸屑被吸引，说明纸屑一定带负电
D. 丁：鼓气吹散面粉，容器内瞬间发生爆炸，说明可燃物与氧气的接触面积越大，燃烧越剧烈
【答案】C
【解析】A．当我们用船桨划水时，船桨对水施加了一个向后的力，由于力的作用是相互的，因此船桨受到水对其的反作用力，因此船被推离岸边，故A正确，不符合题意；
B．电解水的过程中，水在通电的条件下分解为氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故B正确，不符合题意；
C．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，因异种电荷相互吸引，且带电体可以吸引轻小物体，纸屑被吸引，则纸屑可能带负电，也可能不带电，故C错误，符合题意；
D．燃烧需要满足三个基本条件：有可燃物、与氧气（或空气）接触、温度达到可燃物的着火点。当可燃物（如面粉）与氧气接触面积增大时，燃烧反应会更加剧烈，这个实验，使用鼓气的方式吹散面粉，增加了面粉颗粒与空气的接触面积，使得面粉颗粒能够更充分地与空气中的氧气接触，因此燃烧较剧烈，故D正确，不符合题意。
故选C。
3. 下列数据最接近九年级学生实际情况的是（ ）
A. 质量约为50g
B. 正常体温约为36.5℃
C. 立定跳远的成绩约为2.1km
D. 跑完1000m所用的时间约为3s
【答案】B
【解析】A．中学生的质量约为50kg，故A不符合题意；
B．中学生的正常体温约为36.5℃，符合实际，故B符合题意；
C．中学生立定跳远的成绩约为2m，达不到2.1km，故C不符合题意；
D．中学生跑完1000m所用时间约为3min40s～4min之间，故D不符合题意。
故选B。
4. 小明在作文中写道：“我坐在奔驰的火车里，静靠在椅背上，欣赏着窗外的景物，看到路旁的树木迅速向后退去……”。文中“奔驰”、“静靠”、“后退”所选用的参照物分别是（ ）
A. 火车、地面、椅背B. 椅背、火车、地面
C. 地面、椅背、火车D. 都是地面
【答案】C
【解析】火车相对于地面位置不断变化，若选地面为参照物，火车是运动的；“静靠”被研究的物体是小明，小明是静止的，一定选择和小明相对位置不变的物体为参照物，小明和椅背之间没有发生位置的改变，所以以椅背为参照物，小明是静止的；“路旁的树木迅速向后退”是以行驶的火车为参照物，树木向后运动。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
5. 成语中蕴含着丰富的光学知识，下列说法正确的是（ ）
A. “海市蜃楼”，看到的景象是实像
B. “波光粼粼”，光在水面上发生了漫反射
C. “杯弓蛇影”，杯中的“弓”是光的折射形成的
D. “凿壁偷光”，利用了光沿直线传播的原理
【答案】D
【解析】A．“海市蜃楼”，原理是光的折射，形成的是虚像，故A错误；
B．“波光粼粼”，原理是光的反射，在水面上发生的反射为镜面反射，故B错误；
C．“杯弓蛇影”，杯中的“弓”是经过光的反射映在杯子中的倒影，故C错误；
D．“凿壁偷光”，光通过墙壁上的孔传播，为光沿直线传播原理，故D正确。
故选D。
6. 电动汽车刹车时，汽车电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化为电能，以下能够说明发电机的原理的是（ ）
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】A．导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中能够产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故A符合题意；
B．通电后铁钉能够吸引大头针，说明电流具有磁效应，同时也是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，故B不符合题意；
C．图中是奥斯特实验，说明通电导线周围存在着磁场，故C不符合题意；
D．图中导体中有电流通过，在磁场中会发生运动，说明通电导体在磁场受到力的作用，故D不符合题意。
故选A。
7. 如图所示是某款智能音箱，其智能语音控制系统可通过网络让用户以语音对话的交互方式点播歌曲、了解天气等，也可以对智能家居设备进行控制，下列说法中错误的是（ ）

A. 智能音箱是通过电磁波来发射和接收信号的
B. 音箱发出的声音是通过空气传入人耳的
C. 当接收“大点儿声”的指令后，纸盆振动加快
D. 播放音乐时，人们能分辨出不同乐器的声音，依据的是声音的音色
【答案】C
【解析】A．智能音箱是通过网络让用户以语音对话的交互方式点播歌曲、了解天气等，没有网络就不能控制智能设备，可见智能音箱是通过电磁波来发射和接收信号的，故A正确，不符合题意；
B．空气可以传播声音，音箱发出的声音是通过空气传入人耳的，故B正确，不符合题意；
C．纸盆振动加快，说明声音的音调升高。当接收“大点儿声”的指令后，目的是改变声音的响度大小，并不能改变声音的音调，故C错误，符合题意；
D．不同人、乐器发出的声音的音色不同。播放音乐时，人们能分辨出不同乐器的声音，依据的是声音的音色，故D正确，不符合题意。
故选C。
8. 在研学旅行活动中，某同学运用所学物理知识，将一瓶结了冰的矿泉水与食物一起放在泡沫塑料箱中给食物保鲜。下列说法正确的是（ ）
A. 矿泉水结冰是凝固现象
B. 食物保鲜利用了冰熔化放热
C. 食物被拿出后，外包装上出现小水珠是液化现象
D. 一段时间后食物外包装上的小水珠消失了是升华现象
【答案】AC
【解析】A．矿泉水结冰是液体水变成固态的冰，属于凝固现象，故A正确；
B．食物保鲜利用了冰熔化吸热，故B错误；
C．食物被拿出后，外包装上出现小水珠是因为水蒸气遇冷液化形成的，故C正确；
D．一段时间后食物外包装上的小水珠消失了，这是因为小水珠汽化成了水蒸气，故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，与压强有关的事例中所涉及的物理知识表述正确的是（ ）
A. 甲：注射器注射药液——利用了大气压强
B. 乙：在安全线外候车——气体流速大的地方压强大
C. 丙：高压锅煮饭容易熟——气压越大，沸点越高
D. 丁：大坝上窄下宽——液体压强随深度增加而增大
【答案】CD
【解析】A．注射器注射药液时，医生用外力将针筒内的药液推入病人肌肉中，与大气压强无关，故A错误；
B．人离列车比较近时，列车的速度很大，人和列车的之间的空气流动速度很大，压强小，人外侧的压强不变，人受到外侧压强大于人内侧受到的压强，人靠太近列车，在较大的压强差作用下很容易被驶过的列车“吸”进的危险，所以站台设置黄色安全线，故B错误；
C．高压锅能增大锅内气压，使沸点升高，故C正确；
D．大坝上窄下宽，是因为液体内部的压强随深度的增加而增大，为了能承受更大的压强，下面更宽，故D正确。
故选CD。
10. 在如图甲所示的电路中，定值电阻R2的阻值为5Ω，若只闭合S1和S2时，电压表的示数为4V。若只闭合S1和S3，滑动变阻器R1的滑片P位于中点时，电压表的示数为2V。图乙是电路中额定电压为4V的小灯泡的I﹣U关系图像，下列说法正确的是（ ）
A. 小灯泡正常发光时电阻为5Ω
B. 电源电压8V
C. 只闭合S1和S2时，10s内电流通过R2产生的热量为48J
D. 若将电压表换成电流表，开关均闭合时，电路中的最小电功率为16W
【答案】ABD
【解析】A．灯泡的额定电压为4V，根据欧姆定律可知，灯泡的电阻
故A错误；
BC．只闭合S2和S2时，灯泡和定值电阻R2串联接入电路，电压表测灯泡两端的电压，
串联电路各处电流相等，由图乙可知，当灯泡正常发光时，通过电路电流为4.8A，串联电路总电压等于各部分电压之和，则电源电压
10s内电流通过R2产生的热量为
故B正确，C错误；
D．只闭合S2和S3，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电压表测灯泡两端的电压，
滑动变阻器R1的滑片P位于中点时，电压表的示数为2V，根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的阻值
则滑动变阻器的最大阻值
将电压表换成电流表，开关均闭合时，两电阻并联接入电路，并联电路两端电压相等，根据欧姆定律可得，通过定值电阻的电流
滑动变阻器接入电路的阻值最大时，通过滑动变阻器的电流最小为
干路最小电流
电路中的最小电功率为
故D正确。
故选ABD。
二、填空及简答题（15题3分，其他小题每空1分，共14分）
11. 家庭电路中，导线绝缘皮容易破损或老化，裸露的导线相接触会发生______，造成电路中电流过大；为防止触电事故发生，用电器的金属外壳必须接______线。
【答案】短路 地
【解析】[1] 导线绝缘皮容易破损或老化，裸露的导线相接触导致零线和火线直接接触会导致短路，造成电路中电流过大。
[2] 为防止触电事故发生，用电器的金属外壳必须接地线，可以将用电器的金属外壳与大地相连，漏电时可以防止人触电。
12. 如图所示的游戏情境中，小朋友将毽子向上踢出，表明力可以改变物体的_________；由于 _______，毯子会继续向上运动，在上升过程中，毽子的动能 _______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】运动状态 惯性 变小
【解析】[1]小孩给毽子一个力将毽子向上踢出，毽子在力的作用下速度的方向发生改变，表明力可以改变物体的运动状态。
[2]毽子被踢出后，由于毽子具有惯性保持原来的运动状态，因此毯子会继续向上运动。
[3]毽子在上升的过程中，由于质量不变，速度变小，动能变小。
13. 冬天吃一碗热腾腾的牛肉板面能使人感到暖和，碗端起来感觉很烫手，是通过 ______的方式增加了手的内能；如图甲所示是用筷子夹起一块牛肉的情景，图乙是筷子的示意图，请作出阻力F2的阻力臂l2，_____；此时筷子是 ______（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。
【答案】热传递 费力
【解析】[1]碗端起来感觉很烫手，手吸收热量，通过热传递的方式改变手的内能。
[2]在使用筷子时筷子绕着C点转动，所以C点即为支点，阻力的作用点为A点，即线段AC的长度为阻力臂l2，作图如下：
[3]筷子使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
14. 为了丰富校园生活，某校举行了一场班级拔河比赛，如图是两班比赛时的场景，双方处于相持静止阶段时，绳子受到______（选填“平衡力”或“非平衡力”）的作用。某班在组队时挑选体重较大的同学参加比赛，这是通过______的方式增大脚与地面间的摩擦力的，同时在比赛时队员应该穿鞋底花纹较______（选填“深”或“浅”）的鞋。
【答案】平衡力 增大压力 深
【解析】[1]双方处于相持静止阶段时，绳子处于静止状态，受到平衡力的作用。
[2]体重大的同学对地面的压力大，挑选体重较大的同学参加比赛，这是通过增大压力的方式增大脚与地面间的摩擦力的。
[3]在比赛时队员应该穿鞋底花纹较深的鞋，通过增大接触面粗糙程度来增大脚与地面间的摩擦力。
15. 2023年9月17日，石家庄首批10辆氢能源公交车正式上线。全部投入到216路公交线路运营，标志着省会公交正式迈入氢能源时代。氢能源与化石燃料相比，具有的显著优势是____________________，它燃烧时将_______能转化为内能。质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧，若放出的热量有50%被质量为200kg、温度为15℃的水吸收，能使水温升高 _______℃。[c水＝4.2×103J/（kg·℃），q氢＝1.4×108J/kg]
【答案】氢气与氧气燃烧后只生成水，不会污染环境 化学 50
【解析】[1]氢能源有很多优势：通常情况下，氢气与氧气燃烧后只生成水，不会污染环境；氢燃料的热值大，在放出相等热量时，消耗的氢能源少等。
[2]氢燃烧时，消耗燃料的化学能，获得内能，所以氢燃料燃烧时将化学能转化为内能。
[3]0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为
Q放＝m氢q氢＝0.6kg×1.4×108J/kg＝8.4×107J
由题意可知，水吸收的热量为
Q吸＝Q放×50%＝8.4×107J×50%＝4.2×107J
由Q吸＝cmΔt得，水升高温度为
三、实验探究题（第18题4分，第19题6分，第20题7分，共17分）
16. 小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究“凸透镜成像的规律”。
（1）为了便于从不同方向都能观察到光屏上的像，应选用较 _______（选填“光滑”或“粗糙”）的光屏；
（2）当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时，光屏上出现了等大、清晰的像，则此凸透镜的焦距为 _________cm；
（3）保持凸透镜位置不动，在（2）实验基础上，小明想要在光屏上得到放大清晰的烛焰像，使之位于 ________________（选填“焦点处”“一倍焦距与二倍焦距之间”或“一倍焦距内”），并将光屏适当向右移动，直到光屏上出现烛焰清晰的像________（举出一例）应用的成像原理相同。
【答案】（1）粗糙 （2）10.0 （3）一倍焦距与二倍焦距之间 投影仪
【解析】（1）实验中选用粗糙的光屏，这样光屏发生漫反射时，在不同方向都能观察到光屏上的像。
（2）由图可知，此时u=v=20.0cm=2f
此时光屏上成倒立、等大的实像，故焦距f=10.0cm。
（3）[1][2]要在光屏上得到放大清晰的烛焰像，物距应该在一倍焦距与二倍焦距之间，故将蜡烛适当向右移动，使之位于一倍焦距与二倍焦距之间时，并将光屏适当向右移动，光屏上出现烛焰清晰的像；此时光屏上成倒立、放大的实像，与投影仪的成像原理一致。
17. 学习了浮力的相关知识后，小明所在的实验小组利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材，探究“浮力大小与排开液体的重力的关系”。
（1）实验操作步骤如图1甲所示，最合理的步骤顺序是________（用实验步骤对应的序号表示）；
（2）小明进行实验并把数据记录在表中，由表可知石块受到的浮力是__________N。小明根据表中数据归纳出了实验结论并准备结束实验，同组的小红认为实验还没有结束，理由是________；
（3）实验结束后，小明还想进一步探究“浮力大小是否与物体的密度有关”，可以取________（选填“质量”或“体积”）相同的铁块和铝块，使其浸没在同种液体中，比较浮力的大小；
（4）另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、薄塑料袋（质量忽略不计）、饮料瓶和吸管组成的溢水杯对实验进行改进，装置如图1乙所示。向下移动横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到A的示数和B的示数都在变化，且A、B示数的变化量________（选填“相等”或“不相等”）；
（5）若该小组记录到重物在浸入水中前弹簧测力计A的示数为4.8N，完全浸入水中后（未接触溢水杯底），弹簧测力计A的示数如图2所示，已知水的密度为1g/cm3，g取10N/kg，则该重物的密度为________kg/m3。
【答案】（1）④①③② （2）0.2 只通过一组实验数据得出的结论具有偶然性 （3）体积 （4）相等 （5）4×103
【解析】（1）[1]实验时先测出空桶的重力，然后测出物体的重力，再将物体浸在溢水杯中，读出弹簧测力计的示数，根据F浮=G-F示求出受到的浮力，最后测出小桶和水的总重力，从而测出物体排开水的重力，因此合理的顺序为：④①③②。
（2）[2]由实验步骤A、B可知，物体浸在液体中时受到的浮力为
F浮=G-F示=FB-FA=1.8N-1.6N=0.2N
[3]由于只测了一组实验数据，这样得出的结论会有偶然性，所以为了寻找普遍规律，做完一次试验后，需要换用不同液体重新实验。
（3）[4]想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，根据控制变量法，需要选用体积相同，密度不同的物体，使其浸没在同种液体中（保证了液体密度相同、排开液体的体积相同），比较浮力大小。
（4）[5]如图乙所示，向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，重物排开水的体积变大，受到的浮力变大，由称重法F浮=G-F示可知弹簧测力计A的示数变小；重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大，即弹簧测力计B的示数越大，薄塑料袋的质量忽略不计时，由阿基米德原理可知，弹簧测力计A、B示数的变化量相等。
（5）[6]根据弹簧测力计的分度值读数可得完全浸入水中后（未接触溢水杯底），弹簧测力计A的示数为3.6N；重物在浸入水中前和完全浸入水中后（未接触溢水杯底），则重物浸在水中时受到的浮力为
F浮1=G1-F示1=FA1-FA2=4.8N-3.6N=1.2N
由F浮=ρgV排可得，重物排开水的体积为
重物的质量为
因为重物全部浸没，所以
V=V排=1.2×10-4m3
则重物的密度为
18. 小明测量标有“2.5V”字样（灯丝电阻约为10Ω）小灯泡的额定功率。现有器材：电池组（三节干电池串联，电压为4.5V）、开关、电压表、电流表、导线若干，另有三种规格的滑动变阻器可供选择：R1（5Ω，1A）、R2（20Ω，0.5A），R3（50Ω，0.2A）。小明设计了如图1甲所示的电路图进行实验，请回答下列问题：
（1）图1乙是小明连接的实物电路，其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”（导线不要交叉）_______。通过估算，他选用的滑动变阻器是 _______（选填“R1”“R2”或“R3”）；
（2）正确连接电路后闭合开关，小灯泡不亮，但电压表和电流表都有示数，出现这种情况的原因是_____________。
（3）解决问题后，移动滑片P至某一点时，电压表示数如图1丙所示，应将滑动变阻器的滑片P向 _____（选填“A”或“B”）端移动；
（4）通过移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡的亮度，并根据记录的多组数据绘制出了如图2所示的I﹣U关系图象。由图象可知小灯泡的额定功率是 __________W。小灯泡变亮时，小灯泡灯丝的电阻 _______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【拓展】小明还想测量一个定值电阻的阻值，但电流表被其他小组同学借去了，于是利用上面实验用的小灯泡和剩余器材设计了图3所示的实验电路图，实验步骤如下：
①先将小灯泡接在图中a、b两点之间，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为1.5V；
②保持滑片位置不动，再取下小灯泡，将待测电阻接在a、b两点间，读出电压表的示数恰好为2V；
③待测电阻Rx＝_______Ω。
【答案】（1） R2 （2）灯泡实际功率太小 （3）A （4）0.625 变大 12
【解析】（1）[1]在测小灯泡的额定功率实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
[2]小灯泡的额定电压为2.5V，正常工作电流约为
由串联电路的规律及欧姆定律，灯正常发时滑动变阻器连入的电阻
由于额定电流为0.25A，滑动变阻器最小电阻为8Ω，故选滑动变阻器是R2。
（2）闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表、电流表都有示数，说明电路是通路，可能滑动变阻器接入电路的阻值太大，灯泡实际功率太小。
（3）电压表示数如图1丙所示，电压表的量程是0~3V，分度值是0.1V，电压表的示数是2.1V，小于灯泡的额定电压2.5V，若要测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将图甲中的滑片P向A端移动。
（4）[1]由图2可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，则小灯泡额定功率为
PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W
[2]灯泡的亮度由实际功率决定，小灯泡变亮时，实际功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而变大。
[3]先将小灯泡接在图中a、b两点之间，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为1.5V，由图丙可知，电路中电流为I1=0.2A，滑动变阻器两端的电压为
U滑1=U-U1=4.5V-1.5V=3V
滑动变阻器连入电路的电阻为
保持滑片位置不动，再取下小灯泡，将待测电阻接在a、b两点间，闭合开关，读出电压表的示数恰好为2V；此时滑动变阻器两端的电压为U滑2=U-U2=4.5V-2V=2.5V
电路中的电流为
定值电阻的阻值为
四、计算应用题（第21题6分，第22题7分，共13分）
19. 在杭州第19届亚运会某场馆的建设中。工人用如图甲所示的滑轮组将400N的重物匀速提起，拉力F＝250N。重物上升的高度h与所用时间t的关系图像如图乙所示，不计绳重和摩擦。已知工人的重力为800N，每只脚与地的接触面积为200cm2。求：（g取10N/kg）
（1）在匀速提升重物的过程中，工人拉绳子的速度；
（2）工人提升重物时，双脚站在地面上对地面的压强；
（3）不考虑绳子的承重，该滑轮组的最大机械效率。
【答案】（1）0.2m/s （2）1.375×104Pa （3）93.75%
【解析】（1）由图乙可知，在20s内重物上升的高度h＝2m，物体上升的速度为
由图甲图可知，与动滑轮相连的绳子股数n＝2，则小明拉绳子的速度为
v绳=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s
（2）工人提重物上升过程中，小明对地面的压力为
F压＝G人﹣F拉＝800N﹣250N＝550N
双脚站在地面上时，地的受力面积为
S＝200cm2×2＝400cm2＝0.04m2
对地面的压强为
（3）不计绳重和摩擦，拉力为
则动滑轮的重力为
G动＝nF拉﹣G＝2×250N﹣400N＝100N
人施加的最大拉力为F拉大＝G人＝800N
滑轮组能提升的最大物重为
G大＝nF拉大﹣G动＝2×800N﹣100N＝1500N
因为滑轮组的机械效率为
所以滑轮组的最大机械效率为
20. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.9A和0.4A。
（1）求电源电压；
（2）求电阻R2的阻值；
（3）现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化，且电路的总功率变化了2.4W，求满足要求的电阻R0的阻值。
【答案】（1）8V （2）16Ω （3）10Ω或40Ω
【解析】（1）由电路图可知，闭合开关S，R1与R2两电阻并联，电流表A测干路中的电流，电流表A1测R1支路中的电流。因为并联电路各支路两端的电压相等，等于电源电压，所以电源电压为
U=U1=I1R1=0.4A×20Ω=8V
（2）由并联电路的电流特点可得通过R2的电流
I2=I-I1=0.9A-0.4A=0.5A
并联电路中各支路两端的电压相等，根据欧姆定律可知电阻R2的阻值
（3）用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化，若用R0替换电阻R1，则电流表A1所在支路的电阻发生变化，电流表A1的示数会发生变化，同时干路电流也会发生变化，即电流表A的示数发生变化，不符合题意，因此只能是用R0替换电阻R2；替换前电路的总功率
P总=UI=8V×0.9A=7.2W
替换后电路的总功率变化了2.4W，则此时电路的总功率可能为
P总′=P总+ΔP=7.2W+2.4W=9.6W
P总″=P总-ΔP=7.2W-2.4W=4.8W
并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，替换前后R1的电流和功率均不变，则R1消耗的功率
P1=UI1=8V×0.4A=3.2W
因替换后R1与R0并联，且电路的总功率等于各支路消耗功率之和，所以，电阻R0消耗的功率可能为
P0=P总′-P1=9.6W-3.2W=6.4W
P0′=P总″-P1=4.8W-3.2W=1.6W
R0的阻值可能为
或
即电阻R0的阻值为10Ω或40Ω能满足题中的要求。
实验步骤
①
②
③
④
弹簧测力计示数/N
1.8
0.5
1.6
0.3