2016-2025年河北省物理选择题、非选择题中考真题汇编卷-【2026年中考复习】10年物理压轴题

【10年压轴题】2016-2025年河北省物理选择题、非选择题中考真题汇编卷 一．选择题（共9小题） 1．（2025•河北）如图是某研究小组设计的风速自动报警器电路示意图，电源电压不变，R1为压敏电阻，它的阻值随风速v的增加而减小，R2为定值电阻。当风速v1＜v＜v2时，两电表都不报警。当风速v≤v1时，两表中的一个会报警；当风速v≥v2时，另一个表会报警。已知：v1＞0，两表都是在大于等于各自设定的电压值或电流值时触发报警。在电路处于两表都未报警的工作状态下，下列说法正确的是（　　） A．风速减小时，R2的功率会增大 B．风速变化时，电压表示数一定不变 C．当v＝v2时，触发报警的表是电流表 D．风速变化时，电压表和电流表示数之比不变 2．（2024•河北）2024年5月7日，河北省首条低空无人机物流运输航线试航成功。如图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（　　） A．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小 B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变 C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 3．（2023•河北）2023年3月12日，在首尔进行的短道速滑世锦赛男子5000米接力决赛中，中国队勇夺冠军。如图是比赛时的场景，下列说法正确的是（　　） A．以看台为参照物，比赛中的运动员是静止的 B．加速运动时，运动员的惯性逐渐变大 C．在弯道上滑行时，运动员的运动状态发生改变 D．运动员用力向后蹬地前行，说明运动需要力来维持 4．（2022•河北）2022年5月14日，一架国产C919大飞机（如图所示）从浦东机场起飞，经过三个多小时的飞行后安全降落，这标志着即将交付的首架C919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是（　　） A．飞机在升空过程中，飞行员的重力势能逐渐增大 B．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的动能一直保持不变 C．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞机的机械能一直保持不变 D．飞机降落后，在水平跑道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能 5．（2021•河北）如图所示的做法中符合安全原则的是（　　） A．用湿抹布擦发光的灯泡 B．发现有人触电迅速切断电源 C．用手指触碰插座的插孔 D．多个大功率用电器同时用一个插座 6．（2020•河北）在探究凸透镜成像的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．凸透镜的焦距是20cm B．将蜡烛和光屏都向右移动，光屏上可成清晰的像，该成像规律应用在照相机上 C．在贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片，只向左移动光屏，可在光屏上成清晰缩小的像，该镜片对光起发散作用 D．用f＝15cm的凸透镜替换图中透镜，只向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像 7．（2019•河北）如图所示与惯性有关的做法中，属于防止因惯性造成危害的是（　　） A．系安全带 B．旋转生、熟鸡蛋 C．跳远助跑 D．撞击锤柄 8．（2018•河北）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。则下列说法正确的是（　　） A．照相机应用了这一成像规律 B．蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像会向下移 C．蜡烛不动，将透镜移至35cm处，移动光屏可能得到倒立的清晰像 D．更换一个焦距小的凸透镜，只移动透镜仍可在光屏上得到清晰的像 9．（2017•河北）平直公路上并排停放着两辆汽车，一段时间后，坐在甲车上的小明感觉乙车向北运动，关于两辆汽车的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．以乙车为参照物，甲车一定向南运动 B．以甲车为参照物，地面一定是静止的 C．以地面为参照物，甲车一定是向南运动 D．以地面为参照物，乙车一定向北运动 二．多选题（共9小题） （多选）10．（2024•河北）如图所示，电源电压为6V。a、b为两个电表，其中一个为电流表，一个为电压表。R1＝10Ω，R2：R3＝2：3。闭合开关S，电路总功率为P1，通过M点的电流为I1，a、b互换后再闭合开关，电路总功率为P2，通过M点的电流为I2。若P1：P2＝5：6，I2﹣I1＝0.1A，下列说法正确的是（　　） A．a为电流表 B．R2的阻值为30Ω C．将图中的电源、电表a、电表b任意互换，闭合开关，电路总功率的最小值为3W D．将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，闭合开关，电表a的示数可能比互换前小 （多选）11．（2023•河北）如图所示，电源电压不变，只闭合开关S1后，电流表的示数为0.4A；断开开关，将电流表和电压表的位置互换，再将开关S1、S2均闭合后，电流表的示数为1A，电压表的示数为6V。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为6V B．电阻R2的阻值为15Ω C．两表位置互换前后，电阻R1两端的电压之比为2：5 D．两表位置互换前后，电阻R2的功率之比为9：25 （多选）12．（2022•河北）如图所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L上标有“12V 12W”字样，滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω，a、b为电流表、电压表其中之一，且不相同。只闭合开关S1，滑片P置于左端，电流表示数为1A；再闭合开关S2、S3，移动滑片P，电流表示数始终为1A。已知灯泡电阻随温度升高而增大。下列说法正确的是（　　） A．a为电压表 B．电源电压为12V C．只闭合开关S1，若电流表示数为0.5A，则滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω D．将a与R0互换，开关均闭合，移动滑片P，滑动变阻器功率的最小值为7.2W （多选）13．（2021•河北）如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器R2的最大阻值与R1的阻值均为R0，a、b、c分别为电阻（阻值为R0）、电流表、电压表其中之一，且不相同。当S1、S3闭合时，移动滑片P，电路中消耗的功率始终为I02R0。下列有关说法正确的是（　　） A．b一定是电流表，c一定是电压表 B．开关都闭合时，电路消耗功率为2I02R0 C．只闭合S1，若b为电压表，P向右移动，b的示数可能变小 D．将a、c互换，开关都闭合时，电路中的电流可能为3I0 （多选）14．（2020•河北）如图所示，电源电压不变，a、b为电压表或定值电阻，若为定值电阻，其阻值与R相同均为R0．当S1和S2闭合、S3断开时，电流表A1的示数为I0；再闭合S3，电流表A1的示数为2I0．下列说法正确的是（　　） A．开关均闭合后，电路消耗的功率为2R0 B．开关均闭合后，a、b互换前后A2的示数之比为1：2 C．将最大阻值为R0的滑动变阻器与R串联，只闭合S1、S2，P从中点移到阻值最大端，变阻器消耗的功率变化量为R0 D．用最大阻值为R0的滑动变阻器替换a、b、R其中的一个，移动滑片，三个电流表的示数均发生变化且变化量相等。满足上述要求的电路连接方式有四种 （多选）15．（2019•河北）如图所示，电源电压不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，a、b是电流表或电压表。当只闭合开关S、S1时，a、b的指针均明显偏转，将位于中点的滑片P向左移动，a的示数不变，b的示数有变化。以下说法正确的是（　　） A．b是电流表 B．只闭合S、S2，移动滑片P，则a示数的变化量与b示数的变化量的比值可能等于R1+R2 C．若将b换成另一种电表，只闭合S、S2，将滑片P向右移动，R2消耗的功率一定变大 D．若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，则a的示数与b的示数的比值可能等于R2 （多选）16．（2018•河北）如图所示，电源电压不变，a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时，a表无示数b表有示数。S1、S2都闭合时，滑片P向右滑动，c表的示数不变，下列判断正确的是（　　） A．a表是电压表 B．先闭合开关S1，再闭合S2，电路中的总电流变大 C．只闭合S1，P向右移动，R2两端的电压变化量与电流变化量的乘积大于其电功率的变化量 D．开关均闭合，电路的总功率为P1；若将c表换成另一种电表，再闭合S1、S2，电路的总功率为P2，则P2＞P1 （多选）17．（2017•河北）如图所示，电源电压不变，P置于中点，a为电流表或电压表。任意闭合开关，电路都是安全的，下列说法正确的是（　　） A．a是电压表 B．只闭合S1，P向右滑动，a的示数的变化量与A2示数的变化量的比值变小 C．闭合S1、S3，断开S2，A1的示数大于A2的示数 D．闭合S1、S2、S3，P向左滑动，A1的示数减小 （多选）18．（2016•河北）如图所示，电源电压不变。下列说法正确的是（　　） A．只闭合S1，将P向左移动一段距离，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变 B．只闭合S1，将P向左移动，R1消耗的功率增加 C．开关都闭合，将P向左移动，电压表的示数不变，电流表的示数变小 D．开关都闭合，将P向左移动，L消耗的功率不变，R2消耗的功率变小 三．填空题（共2小题） 19．（2024•河北）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于 　 　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于 　 　 能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作 　 　 min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg。 20．（2021•河北）太阳能是 　 　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太阳能可有效地减少碳排放，如图所示是一辆低碳化未来汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将 　 　 能转化为电能；车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为 　 　 能。 四．实验探究题（共8小题） 21．（2025•河北）在跨学科实践活动中，小明用身边的器材粗略测量一件鱼形工艺品材料的密度。鱼形工艺品的材质均匀且不吸水，其内部为空腔，底部有圆孔。 （1）如图1所示，利用右侧带有小孔的刻度尺制成一个简单的杠杆。应在刻度尺的 　 　 （选填“左”或“右”）侧粘贴橡皮泥，使刻度尺在水平位置平衡。 （2）往一个空的塑料瓶内，注入400mL水。则瓶内水的质量为 　 　 g。已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。 （3）将工艺品和注好了水的塑料瓶分别用细线悬挂在刻度尺两侧，使刻度尺再次水平平衡，如图2所示。小明认为塑料瓶非常轻，其质量可忽略不计。则工艺品的质量为 　 　 g。 （4）用一个足够大的塑料袋，贴着一个硬而薄的正方体（边长为20cm）纸盒的内壁铺好，注入适量的水。小明将工艺品浸没在水中，使其空腔内也充满水。因工艺品浸没，纸盒内水面上升了0.9cm，如图3所示。则工艺品材料的体积为 　 　 cm3。 （5）工艺品材料的密度为 　 　 kg/m3。 （6）实验中，下列因素对密度的测量结果没有影响的是 　 　 （选填序号）。 ①忽略硬纸盒的厚度 ②计算工艺品的质量时，忽略了瓶子的质量 ③实验过程中，没有发现纸盒内底部的小石子 22．（2024•河北）在“探究串联电路电压的特点”实验中，小明设计了图1所示的电路。其中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，L为小灯泡。 （1）根据图1所示的电路图用笔画线代替导线，将图2所示的实物图补充完整。 （2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，记录电流表的示数；选择合适的量程，用电压表分别测出ab、bc、cd、ac、bd、ad间的电压。将这些数据记入如表。改变滑动变阻器滑片的位置，在保证电路安全的情况下再做几次实验。读取数据①时电压表的示数如图3所示，示数为 　 　 V。 数据序号 电流/A Uab/V Ubc/V Ucd/V Uac/V Ubd/V Uad/V 1 0.20 1.0 2.5 1.0 3.5 3.5 4.5 2 0.24 ① 1.5 1.2 ② 2.7 4.5 3 0.30 2.5 0.5 ③ 3.0 2.0 4.5 … （3）根据数据可知R0的阻值为 　 　 Ω。 （4）根据第1组的实验数据可初步得出结论：串联电路中，总电压等于这部分电路中的各用电器两端电压之和。再做几次实验的目的是 　 　 。 （5）读取数据 　 　 （选填“②”或“③”）时，电压表指针没有对准刻度线。 （6）根据表中的实验数据，写出一条你还能发现的规律：　 　 。 【拓展】灯泡L1和L2的额定功率相等，额定电流分别为0.2A和0.3A，小明利用图1中的灯泡L，对L1和L2的发光情况进行研究。将L、L1、L2与某一可调压电源连接成图4所示的电路，只闭合S1，调节电源电压至某一值时，通过电压表判断出L1正常发光；断开S1，闭合S2，发现不用改变电源电压，L2也恰好正常发光。则L1正常发光时的电阻为 　 　 Ω。 23．（2020•河北）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，如：　 　 。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力） 小明做了如下猜想： 猜想1：与斜面的表面材料有关； 猜想2：与斜面的倾斜程度有关； 猜想3：与物体受到的重力大小有关。 小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。 实验序号 1 2 3 4 5 6 斜面倾角 θ θ θ θ θ1（θ1＞θ） θ2（θ2＞θ1） 斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板 物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0 沿斜面拉力F/N 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70 回答下列问题： （1）通过对比实验 　 　 中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关； （2）通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时，　 　 ； （3）为验证猜想3，小明做了实验 　 　 （填写实验序号），分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同，依据是 　 　 。 【拓展】完成实验后，小明沿斜面用1.8N的拉力，将重为4.5N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2m、高0.3m，则斜面的机械效率是 　 　 %．（把重物直接提升0.3m所做的功作为有用功） 24．（2019•河北）小明用如图所示的装置探究“影响浮力大小的因素”，（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg） （1）小明利用图1甲所示的实验装置，将圆柱体合金块慢慢浸入水中时，根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象（如图2中①所示）。实验过程中合金块所受浮力的变化情况是 　 　 。请在图2中画出F浮随h变化的关系图象，分析图象可知，浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成 　 　 。 （2）将合金块分别浸没在水和某液体中（如图1乙、丙所示），比较图1甲、乙、丙可知：　 　 。 （3）合金块的密度为ρ合金＝　 　 g/cm3。 （4）若用此合金块制成一空心合金球，当合金球恰好能悬浮于图1丙所示液体中时，空心部分的体积是 　 　 cm3。 25．（2018•河北）探究杠杆的平衡条件 （1）杠杆两端的螺母作用是　 　 。 （2）小明用如图甲所示装置，进行实验并收集了下表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是　 　 。 （3）小明又用如图乙所示装置进行实验，请在图中画出拉力F的力臂，弹簧测力计的读数应是　 　 N．（一个钩码重0.5N） （4）如图丙所示，小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡。她用刻度尺测出L1和L2，则2L1　 　 （选填“＞”“＜”或“＝”）3L2。 实验次数 动力/N 动力臂/m 阻力/N 阻力臂/m 1 0.5 0.2 1.0 0.1 2 1.0 0.15 1.5 0.1 3 3.0 0.1 2.0 0.15 【拓展】探究了杠杆的平衡条件后，小红对天平上游码的质量进行了计算，她用刻度尺测出L1和L2（如图丁所示），则游码的质量为　 　 g。 26．（2017•河北）小明利用如图所给的实验器材“测量小灯泡的额定功率”，已知电源电压恒为6V，小灯泡正常工作时的电压为3.8V，电阻约为12Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。 （1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。 （2）正确连接电路后，用开关试触，灯泡不亮，电压表瞬间满偏，电流表指针几乎不动，电路的故障是　 　 。（电路只有一处故障） （3）排除故障后，继续实验，闭合开关，移动滑片，当电压表的指针在某电压值时，（请在图乙中标出相应的电压值），小灯泡正常发光，电流表的示数如图丙所示，小灯泡的额定功率是　 　 W。 （4）测量完灯泡的额定功率后，小明又测量了几组数据，计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大，原因是　 　 。 【评估】小红也利用上述器材对该小灯泡的额定功率进行了测量，实验电路图如图丁所示，实验结束后，两人对实验进行了交流与评估。 ①小红的实验结果误差较大，理由是　 　 。 ②小明的实验更不容易操作，理由是　 　 。 27．（2016•河北）探究水对容器底的压强。将一由A和B构成、两端开口的玻璃制品的底部扎上薄橡皮膜，做成容器。A、B的横截面积分别为SA和SB，且SA＝2SB＝40cm2．（容器壁的厚度忽略不计，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。实验过程如下： ①将容器固定在放有电子秤的铁架台上，使橡皮膜刚好与电子秤完全接触，且电子秤的示数为零，如图所示。 ②往容器内分三次缓慢倒入适量的水，将收集的数据填入下表中。 ③继续往容器内缓慢倒入60g水后，水进入了容器中B部分，且在B内的高度为1cm。然后在容器内再分三次缓慢倒入适量的水，再将收集的数据填入下表中。 ④计算水对容器底的压强 次数 1 2 3 4 5 6 容器内水的质量/g 60 100 160 240 300 360 电子秤的读数/g 60 100 160 280 400 容器内水的深度/cm 1.5 2.5 4 7 10 13 水对容器的压强/Pa 150 250 400 700 1000 1300 回答下列问题： （1）将表格中的空白处补充完整。 （2）分析表中数据可知：水对容器底的压强与水的深度 　 　 。若在一底面积为40cm2的圆柱形容器中装入300g水，水对容器底的压强为 　 　 Pa，与表格中第5组数据对比可知，水对容器底的压强与水受到的重力大小 　 　 （选填“有关”或“无关”）。 （3）容器A部分的高度为 　 　 cm。 【拓展】完成实验后，小明将一小合金块浸没在容器中，B内水面上升了1cm，电子秤的读数增加了80g，则合金块的密度为 　 　 g/cm3。 28．（2016•河北）小明利用如图1所示的电路“探究串、并联电路中电流的关系“。 （1）探究串联电路中电流的关系。 ①用笔画线代替导线将开关S3连入电路中。（要求：只闭合开关S3后，R1、R2以及电流表串联；导线不许交叉） ②小明将S3闭合后，发现电流表均无示数。于是他用一只电压表对电路故障（电路中只有一处故障）进行了检测，将电压表接在R1两端时，电压表与电流表均无示数；接在R2两端时，电压表有示数，电流表无示数。电路中的故障是 　 　 。小明排除故障后继续实验，读出了电路中各电流表的示数，得到了串联电路中电流的关系是：串联电路中各处电流相等。 （2）完成上述实验后，小明继续探究并联电路中电流的关系。 ①各开关的连接情况是 　 　 （填写各开关断开或闭合）。 ②分析实验中各电流表的读数（如图2所示），可知并联电路中电流的关系是：　 　 。 ③电阻R1：R2＝　 　 。 （3）为了验证结论的普遍性，你可以采用的方法是：　 　 。 【拓展】在电源电压不变的情况下，小明两次实验中电路消耗的最大功率与最小功率之比P最大：P最小＝　 　 。 五．计算题（共10小题） 29．（2025•河北）如图1所示，电源电压不变，滑动变阻器R标有“50Ω，1A”，小灯泡L标有“6V，0.5A”字样。闭合开关，当滑片P在某一位置时，电压表示数为2V，电流表示数为0.5A，小灯泡L的I﹣U图象如图2所示。 （1）求小灯泡L正常发光时的电阻。 （2）求电源电压。 （3）将电源更换为可调电压电源，已知电流表量程0～0.6A，电压表量程0～15V。在保证电路安全的情况下，电源电压取某值后，闭合开关，移动滑片P，发现通过小灯泡L的电流都可以在0.2～0.5A之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。 30．（2024•河北）如图所示，电源电压不变，R1、R2均为定值电阻，R1＝20Ω，R2＝10Ω，R为滑动变阻器，电压表V1的量程为0～15V，V2的量程为0～3V。闭合开关，滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时，电压表V1的示数为14V，V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片，两电表均能达到满偏。 （1）求滑片置于A时，电路中的电流； （2）求电源电压； （3）用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1，不改变其他元件的连接。闭合开关，使电路总功率保持最大，在保证电路安全的情况下，调节R和R0接入电路的阻值，其中R仅可以在替换前的范围内变化，求R0接入电路的阻值范围。 31．（2023•河北）如图1所示，电源电压不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”，灯泡L的额定电流为0.3A。图2是灯泡L的电流与电压关系图像。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，当滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A。 （1）求电源电压； （2）在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，灯泡的最小功率是多少？ （3）用定值电阻R1替换灯泡L，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A，这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于50Ω，求定值电阻R1的可能值。 32．（2022•河北）质地均匀的长方体放在水平地面上，密度为1.5×103kg/m3，边长如图甲所示。另有一高为0.35m、底面积为2×10﹣2m2的薄壁圆筒形容器放在水平地面上，容器内盛有0.3m深的某种液体，如图乙所示。将长方体由平放变为竖放，长方体对水平地面的压强变化量与液体对容器底部的压强恰好相等。（g取10N/kg） （1）求长方体的质量； （2）在图甲中作出长方体所受重力的示意图（“O”点为长方体的重心）； （3）求液体的密度； （4）在竖放的长方体上水平截取一部分，并将截取部分放入容器中，能使液体对容器底部的压强最大且截取部分的质量最小，求截取部分所受的浮力。 33．（2021•河北）如图所示，小灯泡L规格为“5V 1W”，R0＝50Ω，电源电压不变，电流表的量程为“0～0.6A”、“0～3A”，闭合开关，小灯泡L正常发光。 （1）求R0的功率和电源电压； （2）拆除小灯泡L，从规格分别为“10Ω 1A”、“100Ω 0.5A”的滑动变阻器中选择其中之一，以及若干导线连入电路。选择哪种规格的变阻器电路消耗的功率最大？最大功率是多少？ 34．（2020•河北）边长为20cm的薄壁正方体容器（质量不计）放在水平桌面 上，将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部，其横截面积为200cm2，高度为10cm。如图1所示。然后向容器内缓慢注入某种液体，圆柱体始终直立，圆柱体对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图2所示。（g取10N/kg） （1）判断圆柱体的密度与液体密度的大小关系，并写出判断依据； （2）当圆柱体刚被浸没时，求它受到的浮力； （3）当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为1：3时，求容器内液体的质量。 35．（2019•河北）如图所示，一轻质杠杆AB．长1m，支点在它中点O．将重分别为10N和2N的正方体M、N用细绳系于杠杆的B点和C点，已知OC：OB＝1：2，M的边长l＝0.1m。 （1）在图中画出N受力的示意图。 （2）求此时M对地面的压强。 （3）若沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为h的部分，然后将C点处系着N的细绳向右移动h时，M对地面的压强减小了60Pa，求h为多少。 36．（2018•河北）如图1所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电压为10V，滑动变阻器R1的规格为“10Ω 1A”。闭合开关，当滑片P置于距左端三分之一处，灯泡正常发光，电流表指针满偏，电表表盘如图2所示。 （1）求灯泡的额定功率和电源电压 （2）用定值电阻R2替代小灯泡，再将另一电压表V2接入电路，其它部分电路连接不变。闭合开关，当滑片P置于某一位置时，两个电压表指针偏转的角度相同，且表V2示数大于表V1的示数，两种电表指针偏转角度之比为2：1．求R2可能的阻值。 37．（2017•河北）如图1所示，电源电压恒定，滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”，在AB间接入规格为“12V 12W”的灯泡，闭合开关，当变阻器的五分之一阻值连入电路时，灯泡正常发光。 （1）求灯泡正常工作时通过的电流和电源电压。 （2）R0是如图2所示的Ra和Rb之间任意取值的电阻，当在AB间接入电阻R0后，闭合开关，在保证电路安全的情况下，将滑片P从最右端向左滑动的过程中，电流表示数均出现过0.4A（电流表选择0﹣0.6A量程），求R0的取值范围及电压表示数的最大值和最小值。 38．（2016•河北）如图所示，电源电压可调，灯泡L规格为“15V 45W”，且灯丝电阻不随温度变化。电流表量程为“0～0.6A”和“0～3A“，滑动变阻器的规格分别为“25Ω 2A’和“10Ω 3A”。 （1）将电源电压调到18V，闭合开关，移动P，可使灯泡正常发光。求灯泡正常发光时的电阻和灯泡消耗的最小功率。 （2）将电源电压调到15V，用定值电阻R0替换灯泡，P置于中点A，闭合开关，电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置（可能重新选择了电流表量程和变阻器R）。然后将P从A移到最左端B，两表示数的I﹣U关系如图所示。通过计算判断所用变阻器的规格。 【10年压轴题】2016-2025年河北省物理选择题、非选择题中考真题汇编卷 参考答案与试题解析 一．选择题（共9小题） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 C B C A B D A D A 二．多选题（共9小题） 题号 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 AC ACD ABD BD ABD AD BD AC ACD 一．选择题（共9小题） 1．（2025•河北）如图是某研究小组设计的风速自动报警器电路示意图，电源电压不变，R1为压敏电阻，它的阻值随风速v的增加而减小，R2为定值电阻。当风速v1＜v＜v2时，两电表都不报警。当风速v≤v1时，两表中的一个会报警；当风速v≥v2时，另一个表会报警。已知：v1＞0，两表都是在大于等于各自设定的电压值或电流值时触发报警。在电路处于两表都未报警的工作状态下，下列说法正确的是（　　） A．风速减小时，R2的功率会增大 B．风速变化时，电压表示数一定不变 C．当v＝v2时，触发报警的表是电流表 D．风速变化时，电压表和电流表示数之比不变 【解答】解：A、风速减小时，压敏电阻R1的阻值增大，整个串联电路的总电阻增大，电路中的电流减小，根据P＝I2R可知：R2的功率会减小，故A错误； B、风速变化时，压敏电阻R1的阻值发生变化，串联电路的总电阻发生变化，电路中的电流发生变化， R2两端电压发生变化，电源电压不变，R1两端电压一定变化， 电压表测量的是压敏电阻R1两端的电压，电压表示数一定发生变化，故B错误； C、当风速逐渐增大到v2时，压敏电阻R1的阻值逐渐变小，电压表示数逐渐变小不会报警，电流表示数逐渐增大到设定值会报警，故C正确； D、电压表和电流表示数之比为R1的阻值，风速变化时，R1的阻值会变化，故D错误； 故选：C。 2．（2024•河北）2024年5月7日，河北省首条低空无人机物流运输航线试航成功。如图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（　　） A．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小 B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变 C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 【解答】解：A、无人机上升过程中，货物的质量不变，高度变大，货物的重力势能变大，故A错误； B、无人机水平匀速飞行时，质量不变，速度不变，高度不变，货物的机械能不变，故B正确； C、无人机在某一高度悬停时，货物的机械能等于其重力势能，不为零，故C错误； D、无人机下降过程中，货物的速度没有体现，若速度变小，则动能有可能变小，故D错误。 故选：B。 3．（2023•河北）2023年3月12日，在首尔进行的短道速滑世锦赛男子5000米接力决赛中，中国队勇夺冠军。如图是比赛时的场景，下列说法正确的是（　　） A．以看台为参照物，比赛中的运动员是静止的 B．加速运动时，运动员的惯性逐渐变大 C．在弯道上滑行时，运动员的运动状态发生改变 D．运动员用力向后蹬地前行，说明运动需要力来维持 【解答】解： A、比赛中以看台为参照物，运动员相对于看台的位置不断发生变化，因此以看台为参照物运动员是运动的，故A错误； B、惯性是物体的一种物理属性，只跟质量有关，运动员的质量不变，所以惯性不变，故B错误； C、过弯道过程中，运动员的运动方向、速度大小都在改变，所以运动状态是变化的，故C正确； D、速度滑冰运动员在水平冰道上向后蹬地，人对冰道有一个向后的力，地面对人有一个向前的力，使人前进，说明力可以改变物体的运动状态，故D错误。 故选：C。 4．（2022•河北）2022年5月14日，一架国产C919大飞机（如图所示）从浦东机场起飞，经过三个多小时的飞行后安全降落，这标志着即将交付的首架C919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是（　　） A．飞机在升空过程中，飞行员的重力势能逐渐增大 B．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的动能一直保持不变 C．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞机的机械能一直保持不变 D．飞机降落后，在水平跑道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能 【解答】解： A、飞机在升空过程中，飞行员的质量不变，高度变大，重力势能逐渐增大，故A正确； B、飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的质量不变，速度发生了变化，动能发生了变化，故B错误； C、飞机从起飞到安全降落的整个过程中，质量不变，速度先变大后变小，动能先变大后变小；高度先变大后变小，机械能先变大后变小，故C错误； D、飞机降落后，在水平跑道上滑行过程中，飞机的质量不变，高度不变，重力势能不变，速度变小，动能减小，不是动能转化为重力势能，故D错误。 故选：A。 5．（2021•河北）如图所示的做法中符合安全原则的是（　　） A．用湿抹布擦发光的灯泡 B．发现有人触电迅速切断电源 C．用手指触碰插座的插孔 D．多个大功率用电器同时用一个插座 【解答】解：A、由于生活用水是导体，所以用湿抹布擦发光的灯泡很容易使得人触电。故A不符合安全用电原则； B、发现有人触电，施救时应先将触电者与带电体分离，切断电源或用干燥竹竿等绝缘体将电线挑开。故B符合安全用电原则； C、用手指触碰插座的插孔的做法是很危险的，很容易碰到里面的火线而触电。故C不符合安全用电原则； D、插座板负载过多，干路电流过大，可能会造成火灾。故D不符合安全用电原则。 故选：B。 6．（2020•河北）在探究凸透镜成像的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．凸透镜的焦距是20cm B．将蜡烛和光屏都向右移动，光屏上可成清晰的像，该成像规律应用在照相机上 C．在贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片，只向左移动光屏，可在光屏上成清晰缩小的像，该镜片对光起发散作用 D．用f＝15cm的凸透镜替换图中透镜，只向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像 【解答】解： A、由图可知u＝40cm﹣20cm＝20cm，光屏上得到一个清晰等大的实像，则u＝2f＝20cm，解得f＝10cm，故A错误； B、将蜡烛和光屏都向右移动，光屏上可成清晰的像，物体处于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，投影仪就是利用该原理制成的，故B错误； C、贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片，只向左移动光屏，说明透镜对光线有会聚作用，在光屏上成清晰缩小的像，故C错误； D、用f＝15cm的凸透镜替换图中透镜，物距＝20cm，f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，像距大于2倍焦距，向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像，故D正确。 故选：D。 7．（2019•河北）如图所示与惯性有关的做法中，属于防止因惯性造成危害的是（　　） A．系安全带 B．旋转生、熟鸡蛋 C．跳远助跑 D．撞击锤柄 【解答】解：A、汽车驾驶员和乘客必须系安全带是为了防止汽车突然减速时，人由于惯性而带来伤害，故A符合题意； B、把鸡蛋放在桌子上，转动鸡蛋，离手后观察它的转动情形；如果转动顺利，则为熟蛋，如果转动不顺利，则为生蛋，这属于利用惯性，故B不符合题意； C、跳远时助跑，即原来运动员是运动的，当其起跳后，由于惯性，会仍然保持运动状态，所以可以取得更好的成绩，属于利用惯性，故C不符合题意； D、锤头松动时，把锤柄的一端在凳子上撞几下，即该过程中，锤头和锤柄都处于运动状态，当锤柄撞击到地面时运动停止， 而锤头由于惯性仍保持运动状态，从而使锤头套紧，属于利用惯性，故D不符合题意。 故选：A。 8．（2018•河北）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。则下列说法正确的是（　　） A．照相机应用了这一成像规律 B．蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像会向下移 C．蜡烛不动，将透镜移至35cm处，移动光屏可能得到倒立的清晰像 D．更换一个焦距小的凸透镜，只移动透镜仍可在光屏上得到清晰的像 【解答】解：A、由图可知，此时的像距大于物距，成倒立、放大实像，是投影仪的原理，故A错误； B、蜡烛变短后，烛焰的位置向下移动，根据光线过透镜的光心不改变方向，像的位置向上移动，故B错误； C、由图可知，物距为30.0cm，像距v＝45.0cm，此时f＜30.0cm＜2f，45.0cm＞2f，则有：15cm＜f＜22.5cm；蜡烛不动，将透镜移至35cm处，此时的物距为15cm，小于焦距，成虚像，所以光屏上不能承接到像，故C错误； D、当更换一个焦距小（即会聚能力强）的凸透镜进行实验时，此时清晰的像在光屏的左侧，若不移动光屏，应将凸透镜向右移动，此时物距增大、像距减小，也可以在光屏上呈现清晰的像，故D正确。 故选：D。 9．（2017•河北）平直公路上并排停放着两辆汽车，一段时间后，坐在甲车上的小明感觉乙车向北运动，关于两辆汽车的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．以乙车为参照物，甲车一定向南运动 B．以甲车为参照物，地面一定是静止的 C．以地面为参照物，甲车一定是向南运动 D．以地面为参照物，乙车一定向北运动 【解答】解：坐在甲车上的小明感觉乙车向北运动，甲车的运动有5种情况：①甲车不动，乙车向北运动；②乙车不动，甲车向南运动；③甲车向南运动，乙车向北运动；④甲车向北运动，乙车也向北运动，但甲车比乙车慢；⑤甲车向南运动，乙车也向南运动，但甲车比乙车快； A、坐在甲车上的小明感觉乙车向北运动，以乙车为参照物，甲车一定向南运动，故A正确； B、坐在甲车上的小明感觉乙车向北运动，甲车可能静止，也可能运动，故以甲车为参照物，地面不一定是静止的，故B错误； C、坐在甲车上的小明感觉乙车向北运动，以地面为参照物，甲车可能静止也可能向北运动，也可能向南运动，故C错误； D、以地面为参照物，乙车可能静止也可能向北运动，也可能向南运动，故D错误。 故选：A。 二．多选题（共9小题） （多选）10．（2024•河北）如图所示，电源电压为6V。a、b为两个电表，其中一个为电流表，一个为电压表。R1＝10Ω，R2：R3＝2：3。闭合开关S，电路总功率为P1，通过M点的电流为I1，a、b互换后再闭合开关，电路总功率为P2，通过M点的电流为I2。若P1：P2＝5：6，I2﹣I1＝0.1A，下列说法正确的是（　　） A．a为电流表 B．R2的阻值为30Ω C．将图中的电源、电表a、电表b任意互换，闭合开关，电路总功率的最小值为3W D．将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，闭合开关，电表a的示数可能比互换前小 【解答】解：A、由题意可知，当两个表互换位置后，P1：P2＝5：6，则P1：P2＝UI1：UI2＝I1：I2＝5：6 ① 两次的电流关系为I2﹣I1＝0.1A ② 联立①②式可得，I1＝0.5A，I2＝0.6A。当a为电压表，b为电流表时，R1单独工作，R2和R3短路，电路中的电流为 ， 刚开始时，a是电流表，b为电压表，电路电流为I1＝0.5A。故A正确； B、当a为电流表，b为电压表时，R1短路，R2和R3并联工作，则电路中的电流为 ③ 两个电阻的阻值关系为R2：R3＝2：3 ④ 联立③④可得，R2＝20Ω，R3＝30Ω，故B错误； C、由题意可知，将图中的电源、电表a、电表b任意互换，共有如下6种组合： 根据可知，当电路中阻值最大时，电路中的电功率最小， （1）为题中原图，为R2和R3并联工作，阻值为 （2）为题中a、b互换位置后，为R1单独工作，阻值R1＝10Ω，（3）为R1单独工作，阻值R1＝10Ω， （4）为R1、R2和R3并联工作，阻值为， （5）R2和R3并联工作，阻值为R5＝R1＝12Ω， （6）为R1、R2和R3并联工作，阻值为R6＝R4， 综上可知，电路中的最大阻值为12Ω，则电路中的最小电功率为，故C正确； D、将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，有如下3种情况： 根据A中分析可知，未更换之前，R1短路，R2和R3并联工作，电流表测量干路电流，电路中的阻值为12Ω； （7）中，R1短路，R2和R3并联，与未更换前一致，故（7）中电流表示数将不变； （8）中，R3短路，R1和R2并联，电流表测量干路电流，电路中的阻值为 根据可知，（8）中电流表的示数将变大， （9）中，R2短路，R1和R3并联，电流表测量干路电流，电路中的阻值为 7.5Ω， 根据可知，（9）中电流表的示数将变大，综上所述，故D错误。 故选：AC。 （多选）11．（2023•河北）如图所示，电源电压不变，只闭合开关S1后，电流表的示数为0.4A；断开开关，将电流表和电压表的位置互换，再将开关S1、S2均闭合后，电流表的示数为1A，电压表的示数为6V。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为6V B．电阻R2的阻值为15Ω C．两表位置互换前后，电阻R1两端的电压之比为2：5 D．两表位置互换前后，电阻R2的功率之比为9：25 【解答】解： A、当将电压表、电流表的位置互换后开关S1、S2均闭合时，两电阻并联，电流表测R1支路的电流，电压表测量电源电压，则电源电压为6V，故A正确； B、电压表、电流表的位置互换后，根据I可得：R16Ω， 两表位置互换前，只闭合开关S1后，两电阻串联，电流表测电路中的电流，根据I可得总电阻：R15Ω， 根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得R2的阻值为：R2＝R﹣R1＝15Ω﹣6Ω＝9Ω，故B错误； C、两表位置互换前，根据I可得R1两端的电压：U1＝IR1＝0.4A×6Ω＝2.4V；两表位置互换后R1两端的电压为电源电压6V，则两表位置互换前后，电阻R1两端的电压之比为：U1：U1＝2.4V：6V＝2：5，故C正确； D、两表位置互换前R2的功率：P2＝I2R2＝（0.4A）2×9Ω＝1.44W，两表位置互换后R2的功率：P2′4W，则两表位置互换前后，电阻R2的功率之比为：P2：P2′＝1.44W：4W＝9：25，故D正确。 故选：ACD。 （多选）12．（2022•河北）如图所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L上标有“12V 12W”字样，滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω，a、b为电流表、电压表其中之一，且不相同。只闭合开关S1，滑片P置于左端，电流表示数为1A；再闭合开关S2、S3，移动滑片P，电流表示数始终为1A。已知灯泡电阻随温度升高而增大。下列说法正确的是（　　） A．a为电压表 B．电源电压为12V C．只闭合开关S1，若电流表示数为0.5A，则滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω D．将a与R0互换，开关均闭合，移动滑片P，滑动变阻器功率的最小值为7.2W 【解答】解：A、由题知，a、b为电流表、电压表其中之一，且不相同； 只闭合开关S1，滑片P置于左端，电路为灯泡L的简单电路； 开关都闭合时，移动滑片P，电流表示数始终为1A，说明b为电流表，把滑动变阻器短路了，导致滑动变阻器失去调节作用，则a为电压表，故A正确； B、灯泡的额定电流为I额1A； 只闭合开关S，滑片P置于左端，则电路中只接灯泡，而电流表示数为1A，则灯泡电压为电源电压，即12V，故B正确； C、只闭合开关S1，若电流表示数为0.5A，则灯泡温度不为额定电流时的温度，电阻也不为额定电流时的电阻，为未知，则无法计算滑动变阻器接入电路的阻值，故C错误； D、将a与R0互换，开关均闭合，则电路为滑动变阻器和灯泡并联，互不影响，根据公式P可知，移动滑片P，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，功率最小，为Pmin7.2W，故D正确。 故选ABD。 （多选）13．（2021•河北）如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器R2的最大阻值与R1的阻值均为R0，a、b、c分别为电阻（阻值为R0）、电流表、电压表其中之一，且不相同。当S1、S3闭合时，移动滑片P，电路中消耗的功率始终为I02R0。下列有关说法正确的是（　　） A．b一定是电流表，c一定是电压表 B．开关都闭合时，电路消耗功率为2I02R0 C．只闭合S1，若b为电压表，P向右移动，b的示数可能变小 D．将a、c互换，开关都闭合时，电路中的电流可能为3I0 【解答】解： A、当S1、S3闭合时，移动滑片P，电路中消耗的功率始终为I02R0，说明滑动变阻器没有接入电路，a和c串联接入电路，据此分析出a是电阻，c与b都是既可能为电流表，也可能为电压表，且电源电压U＝I0R0，故A错误； B、开关都闭合时，滑动变阻器被短路，a和R1并联，此时总电阻R总，I2I0，P＝I2R＝（2I0）22I02R0，故B正确； C、只闭合S1，若b为电压表，a和滑动变阻器串联，电压表b测量滑动变阻器两端的电压，因a是电阻，则电阻和滑动变阻器串联；P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压特点可知b的示数变大，故C错误； D、a是电阻，c可能是电流表，也可能是电压表，当c为电流表时，若将a、c互换，开关都闭合时，a与R2并联，则通过a的电流为I0，若电路中的电流为3I0，根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流为：3I0﹣I0＝2I0， 此时滑动变阻器接入电路的阻值为R2′，小于滑动变阻器的最大阻值R0，故D正确。 故选：BD。 （多选）14．（2020•河北）如图所示，电源电压不变，a、b为电压表或定值电阻，若为定值电阻，其阻值与R相同均为R0．当S1和S2闭合、S3断开时，电流表A1的示数为I0；再闭合S3，电流表A1的示数为2I0．下列说法正确的是（　　） A．开关均闭合后，电路消耗的功率为2R0 B．开关均闭合后，a、b互换前后A2的示数之比为1：2 C．将最大阻值为R0的滑动变阻器与R串联，只闭合S1、S2，P从中点移到阻值最大端，变阻器消耗的功率变化量为R0 D．用最大阻值为R0的滑动变阻器替换a、b、R其中的一个，移动滑片，三个电流表的示数均发生变化且变化量相等。满足上述要求的电路连接方式有四种 【解答】解：当S1和S2闭合、S3断开时，R与b并联，电流表A1测干路的电流，其示数为I0； 再闭合S3，a、b、R并联，电流表A1测干路电流，其示数为2I0， 若a为电压表，由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，电流表A1的示数应为I0不变，不可能为2I0， 所以，a应为定值电阻， 由并联电路的电流特点可知，通过a的电流和通过R的电流相等，则b应为电压表； A．当S1和S2闭合、S3断开时，电路为R的简单电路，电流表A1测电路中的电流，如下图所示： 由I可得，电源的电压U＝I0R0， 开关均闭合后，如下图所示： 干路电流表A1的示数为2I0， 则此时电路消耗的功率P＝U×2I0＝I0R0×2I0＝2R0，故A正确； B．开关均闭合后，Ra与R并联，电流表A2测R支路的电流，其示数为I0； a、b互换后，Ra与R并联，如下图所示： 此时电流表A2测两支路的电流之和，其示数为2I0， 所以，a、b互换前后A2的示数之比为I0：2I0＝1：2，故B正确； C．将最大阻值为R0的滑动变阻器与R串联，只闭合S1、S2时，R滑与R串联，等效电路图如下图所示： 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， 则变阻器消耗的电功率： P滑＝I2R滑＝（）2R滑， 当R滑＝R＝R0时，滑动变阻器消耗的电功率最大，则P滑大R0， 滑片P位于中点时，变阻器消耗的电功率最小，则P滑小＝（）2R滑＝（）2R0R0， 所以，变阻器消耗的功率变化量： ΔP滑＝P滑大﹣P滑小R0R0R0，故C错误； D．由题知，用最大阻值为R0的滑动变阻器替换a、b、R其中的一个，移动滑片，三个电流表的示数均发生变化且变化量相等， 当用滑动变阻器替换a（即定值电阻）后，当S1、S2和S3闭合时，滑动变阻器与R并联，电流表A2测通过R的电流，由并联电路的特点可知，移动滑片时，通过R的电流不变，则电流表A2的示数不变；当S3断开时，滑动变阻器没有接入电路，此时移动滑片所有电流表示数都不变；当S2断开时，由于电压表相当于断路，则A2的示数为0，因此移动滑片，A2的示数不变，不符合题意； 当用滑动变阻器替换R后，S1、S2和S3闭合时，滑动变阻器与a（即定值电阻）并联，电流表A3测通过a的电流，由并联电路的特点可知，移动滑片时，通过a处定值电阻的电流不变，则电流表A3的示数不变；当S2断开时，滑动变阻器没有接入电路，此时移动滑片所有电流表示数都不变；当S3断开时，由于电压表相当于断路，则A3的示数始终为0，因此移动滑片，A3的示数不变，不符合题意； 综上可知，滑动变阻器应替换电压表b， ①当S1闭合、S2和S3断开时，电路为滑动变阻器的简单电路，三电流表均测电路中的电流，如下图所示： 因串联电路中各处的电流相等，所以移动滑片，三个电流表的示数均发生变化且变化量相等； ②当S1和S2闭合、S3断开时，滑动变阻器与R并联，电流表A1、A2均测干路电流，电流表A3测变阻器支路的电流，如下图所示： 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R的电流不变， 由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，三电流表示数的变化量相等； ③当S1和S3闭合、S2断开时，a定值电阻与滑动变阻器并联，电流表A1、A3均测干路电流，电流表A2测变阻器支路的电流，如下图所示： 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定值电阻a的电流不变， 由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，三电流表示数的变化量相等； ④当S1、S2、S3均闭合时，Ra、R、滑动变阻器并联，如下图所示： 电流表A1测干路电流，电流表A2测R与变阻器支路的电流之和，电流表A3测Ra与变阻器支路的电流之和， 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定值电阻Ra和R的电流不变， 由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，三电流表示数的变化量相等； 综上可知，D正确。 故选：ABD。 （多选）15．（2019•河北）如图所示，电源电压不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，a、b是电流表或电压表。当只闭合开关S、S1时，a、b的指针均明显偏转，将位于中点的滑片P向左移动，a的示数不变，b的示数有变化。以下说法正确的是（　　） A．b是电流表 B．只闭合S、S2，移动滑片P，则a示数的变化量与b示数的变化量的比值可能等于R1+R2 C．若将b换成另一种电表，只闭合S、S2，将滑片P向右移动，R2消耗的功率一定变大 D．若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，则a的示数与b的示数的比值可能等于R2 【解答】解：A、只闭合开关S、S1时，电表b与滑动变阻器R串联，且滑片P向左移动，b的示数有变化，则b一定是电流表，故A正确； 若a为电流表，测通过R2的电流，由于R2的阻值和两端的电压均不变，滑片P向左移动，a的示数不变； 若a为电压表，测电源电压，其示数也不变，a可能是电流表也可能是电压表； B、a为电压表、b为电流表时，只闭合S、S2，此时R1与R串联，电压表a测R两端的电压，电流表测电路中的电流，则有：R1，即a示数的变化量与b示数的变化量的比值等于R1； a、b均为电流表时，只闭合S、S2，R、R2被短路，电路为R1的简单电路，移动滑片P，a、b两表的示数变化量均为0，故B错误； C、将b换成电压表，a为电压表时，只闭合S、S2，R1、R2与R串联，滑片P向右移动，电阻变小，电路总电阻变小，电流变大，根据P＝I2R2可知，R2消耗的功率变大； 若将b换成电压表，a为电流表时，只闭合S、S2，R被短路，R1、R2串联，滑片P向右移动，电阻不变，电路总电阻不变，电流不变，根据P＝I2R2可知，R2消耗的功率不变，故C错误； D、a为电压表、b为电流表时，若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，R被短路，R1、R2串联，电流表测电路中的电路，电压表测R2两端的电压，则a的示数与b的示数的比值为R2； a、b均为电流表时，若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，R、R2被短路，电路为R1的简单电路，两电流表的示数相等，其比值为1，故D正确。 故选：AD。 （多选）16．（2018•河北）如图所示，电源电压不变，a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时，a表无示数b表有示数。S1、S2都闭合时，滑片P向右滑动，c表的示数不变，下列判断正确的是（　　） A．a表是电压表 B．先闭合开关S1，再闭合S2，电路中的总电流变大 C．只闭合S1，P向右移动，R2两端的电压变化量与电流变化量的乘积大于其电功率的变化量 D．开关均闭合，电路的总功率为P1；若将c表换成另一种电表，再闭合S1、S2，电路的总功率为P2，则P2＞P1 【解答】解：（1）只闭合S1时，a、b两表串联后并联在电源两端， 由a表无示数、b表有示数可知，a表应为电流表，b表应为电压表，故A错误； （2）当S1、S2都闭合时，滑片P向右滑动，c表的示数不变，则c表应为电压表， 先闭合开关S1时，R1、R2、R3串联，再闭合S2后，电路为R1的简单电路， 此时电路中的总电阻变小，由I可知，电源电压不变时，电路中的电流变大，故B正确； （3）只闭合S1时，R1、R2、R3串联，设P向右移动前后电路中的电流分别为I1、I2， 由I可得，R2两端的电压变化量ΔU2＝U2′﹣U2＝I2R2﹣I1R2＝（I2﹣I1）R2， R2两端的电压变化量与电流变化量的乘积为（I2﹣I1）2R2， R2电功率的变化量ΔP2R2R2＝（）R2＝（I2﹣I1）（I2+I1）R2， 由（I2+I1）＞（I2﹣I1）可知，（I2﹣I1）（I2+I1）R2＞（I2﹣I1）2R2， 所以，R2两端的电压变化量与电流变化量的乘积小于其电功率的变化量，故C错误； （4）开关均闭合，电路为R1的简单电路， 若将c表换成另一种电表即电流表，再闭合S1、S2时，R1、R2、R3并联， 因并联电路中各支路独立工作、互不影响， 所以，R1的电功率不变， 因电路的总功率等于各用电器功率之和， 所以，电路中的总功率变大，即P2＞P1，故D正确。 故选：BD。 （多选）17．（2017•河北）如图所示，电源电压不变，P置于中点，a为电流表或电压表。任意闭合开关，电路都是安全的，下列说法正确的是（　　） A．a是电压表 B．只闭合S1，P向右滑动，a的示数的变化量与A2示数的变化量的比值变小 C．闭合S1、S3，断开S2，A1的示数大于A2的示数 D．闭合S1、S2、S3，P向左滑动，A1的示数减小 【解答】解： （1）由电路图可知，当S1与S2闭合时，电表a与电源串联，若a为电流表，会造成电源短路，故a不是电流表；此时电路是安全的，说明a是电压表，故A正确； （2）只闭合S1，R1和滑动变阻器串联，电压表a测滑动变阻器两端的电压，两电流表测电路中的电流， 设P向右滑动前后电路中的电流分别为I1、I2， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，由I可得，电压表a示数的变化量： ΔU2＝U滑﹣U滑′＝（U﹣I1R1）﹣（U﹣I2R1）＝（I2﹣I1）R1＝ΔIR1， 则R1，即a的示数的变化量与A2示数的变化量的比值不变，故B错误； （3）闭合S1、S3，断开S2，R2与滑动变阻器并联后再与R1串联，电流表A1测干路电流，电流表A2测变阻器支路的电流， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，干路电流表A1的示数大于支路电流表A2的示数，故C正确； （4）闭合S1、S2、S3时，R2与滑动变阻器并联，R1和A1被短路，A1示数为0，滑片移动时电流表A1的示数仍然为0，即示数不变，故D错误。 故选：AC。 （多选）18．（2016•河北）如图所示，电源电压不变。下列说法正确的是（　　） A．只闭合S1，将P向左移动一段距离，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变 B．只闭合S1，将P向左移动，R1消耗的功率增加 C．开关都闭合，将P向左移动，电压表的示数不变，电流表的示数变小 D．开关都闭合，将P向左移动，L消耗的功率不变，R2消耗的功率变小 【解答】解： AB、由图知，只闭合S1，R1、R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流。 P左移动时，R2连入阻值变大，电路的总电阻变大，由欧姆定律知电路中电流变小，即电流表示数变小，由P＝I2R知R1消耗的功率减小，故B错误； 由串联电路的分压原理知R2分得电压增大R1分得电压减小，串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和，所以有：ΔU2＝ΔU1， R1为定值电阻，由欧姆定律知，R1，即电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变，故A正确； CD、由图知，开关都闭合，L与R2并联，R1短路，电压表测电源电压，电流表测干路电流， 由并联电路电压特点知，将P向左移动，电压表示数不变，R2连入阻值变大，所以电路的总电阻变大，总电流变小，所以电流表示数变小，故C正确； 并联电路中各支路间互不影响，所以灯泡功率不变，由P知，R2消耗的功率变小，故D正确。 故选：ACD。 三．填空题（共2小题） 19．（2024•河北）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于 　可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于 　太阳　 能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作 　10　 min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg。 【解答】解：（1）风能可以在自然界里源源不断地得到，属于可再生能源，它实际上来源于太阳能。 （2）200kg焦炭完全燃烧放出的热量： Q放＝mq＝200kg×3.0×107J/kg＝6×109J； 单个陆上风电机组功率可达107W，需要的时间： t600s＝10min。 故答案为：可再生；太阳；10。 20．（2021•河北）太阳能是 　可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太阳能可有效地减少碳排放，如图所示是一辆低碳化未来汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将 　太阳　 能转化为电能；车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为 　电　 能。 【解答】解：太阳能是可再生能源，清洁无污染。车顶部装有高效光电转换器，它是把太阳能转化为电能的装置；风力发电机，它是将风能转化为电能的装置。 故答案为：可再生；太阳；电。 四．实验探究题（共8小题） 21．（2025•河北）在跨学科实践活动中，小明用身边的器材粗略测量一件鱼形工艺品材料的密度。鱼形工艺品的材质均匀且不吸水，其内部为空腔，底部有圆孔。 （1）如图1所示，利用右侧带有小孔的刻度尺制成一个简单的杠杆。应在刻度尺的 　右　 （选填“左”或“右”）侧粘贴橡皮泥，使刻度尺在水平位置平衡。 （2）往一个空的塑料瓶内，注入400mL水。则瓶内水的质量为 　400　 g。已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。 （3）将工艺品和注好了水的塑料瓶分别用细线悬挂在刻度尺两侧，使刻度尺再次水平平衡，如图2所示。小明认为塑料瓶非常轻，其质量可忽略不计。则工艺品的质量为 　720　 g。 （4）用一个足够大的塑料袋，贴着一个硬而薄的正方体（边长为20cm）纸盒的内壁铺好，注入适量的水。小明将工艺品浸没在水中，使其空腔内也充满水。因工艺品浸没，纸盒内水面上升了0.9cm，如图3所示。则工艺品材料的体积为 　360　 cm3。 （5）工艺品材料的密度为 　2×103　 kg/m3。 （6）实验中，下列因素对密度的测量结果没有影响的是 　③　 （选填序号）。 ①忽略硬纸盒的厚度 ②计算工艺品的质量时，忽略了瓶子的质量 ③实验过程中，没有发现纸盒内底部的小石子 【解答】解：（1）刻度尺右端上翘，则应在刻度尺的右侧粘贴橡皮泥，使刻度尺在水平位置平衡。 （2）已知水的体积V＝400mL＝400cm3，由ρ可得，水的质量： m＝ρV＝1g/cm3×400cm3＝400g， （3）由杠杆平衡条件可得，m工艺品×（30cm﹣20cm）＝400g×（48cm﹣30cm）， 解得m工艺品＝720g， （4）正方体纸盒的底面积S＝20cm×20cm＝400cm2。水面上升了0.9cm，则工艺品材料的体积V＝SΔh＝400cm2×0.9cm＝360cm3。 （5）工艺品材料密度ρ 2g/cm3＝2×103kg/m3。 （6）①忽略硬纸盒的厚度：若考虑硬纸盒厚度，会使测量的水上升的体积偏小，从而使计算出的工艺品体积偏小，密度偏大，所以忽略硬纸盒厚度对测量结果有影响。 ②计算工艺品的质量时，忽略了瓶子的质量：由杠杆平衡条件可知，若考虑瓶子质量，会使计算出的工艺品质量偏大，而体积测量不变，根据ρ 可知，则密度偏大，所以忽略瓶子质量对测量结果有影响。 ③实验过程中，没有发现纸盒内底部的小石子：小石子在纸盒底部，不影响水面上升的高度，即不影响工艺品体积的测量，同时对工艺品质量测量也无影响，所以对密度测量结果没有影响。 故答案为：（1）右；（2）400；（3）720；（4）360；（5）2×103；（6）③。 22．（2024•河北）在“探究串联电路电压的特点”实验中，小明设计了图1所示的电路。其中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，L为小灯泡。 （1）根据图1所示的电路图用笔画线代替导线，将图2所示的实物图补充完整。 （2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，记录电流表的示数；选择合适的量程，用电压表分别测出ab、bc、cd、ac、bd、ad间的电压。将这些数据记入如表。改变滑动变阻器滑片的位置，在保证电路安全的情况下再做几次实验。读取数据①时电压表的示数如图3所示，示数为 　1.8　 V。 数据序号 电流/A Uab/V Ubc/V Ucd/V Uac/V Ubd/V Uad/V 1 0.20 1.0 2.5 1.0 3.5 3.5 4.5 2 0.24 ① 1.5 1.2 ② 2.7 4.5 3 0.30 2.5 0.5 ③ 3.0 2.0 4.5 … （3）根据数据可知R0的阻值为 　5　 Ω。 （4）根据第1组的实验数据可初步得出结论：串联电路中，总电压等于这部分电路中的各用电器两端电压之和。再做几次实验的目的是 　寻找普遍规律　 。 （5）读取数据 　②　 （选填“②”或“③”）时，电压表指针没有对准刻度线。 （6）根据表中的实验数据，写出一条你还能发现的规律：　电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比　 。 【拓展】灯泡L1和L2的额定功率相等，额定电流分别为0.2A和0.3A，小明利用图1中的灯泡L，对L1和L2的发光情况进行研究。将L、L1、L2与某一可调压电源连接成图4所示的电路，只闭合S1，调节电源电压至某一值时，通过电压表判断出L1正常发光；断开S1，闭合S2，发现不用改变电源电压，L2也恰好正常发光。则L1正常发光时的电阻为 　22.5　 Ω。 【解答】解：（1）按电路图连接实物，如图所示： ； （2）由图3可知，电压表用的小量程，分度值0.1V，故示数为1.8V； （3）根据数据可知R0的阻值为R05Ω； （4）探究串联电路电压的特点实验，多次实验目的寻找普遍规律； （5）分析表格中的数据，数据②的大小为Uac2＝Uad2﹣Ucd2＝4.5V﹣1.2V＝3.3V，此时电压表用的大量程，分度值为0.5V，则读取3.3V电压值时电压表的指针没有对准刻度线； （6）分析表格中的数据，观察R0两端电压与电流可知，电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比； 【拓展】设电源电压为U，只闭合S1，L与L1串联，灯L1的额定电流分别为0.2A，由表格中数据可知，此时灯L两端电压为1V， 则灯L1的额定电压为U﹣1V，所以灯L1的额定功率为P1＝（U﹣1V）×0.2A……①； 断开S1，闭合S2，L与L2串联，灯L2的额定电流分别为0.3A，由表格中数据可知，此时灯L两端电压为2.5V， 则灯L2的额定电压为U﹣2.5V，所以灯L2的额定功率为P2＝（U﹣2.5V）×0.3A……②； 灯泡L1和L2的额定功率相等，所以①＝②；即（U﹣1V）×0.2A＝（U﹣2.5V）×0.3A，解得U＝5.5V； 则灯L1的额定电压为U﹣1V＝5.5V﹣1V＝4.5V， 所以L1正常发光时的电阻为R122.5Ω。 故答案为：（1）；（2）1.8；（3）5；（4）寻找普遍规律；（5）②； （6）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；【拓展】22.5。 23．（2020•河北）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，如：　盘山公路　 。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力） 小明做了如下猜想： 猜想1：与斜面的表面材料有关； 猜想2：与斜面的倾斜程度有关； 猜想3：与物体受到的重力大小有关。 小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。 实验序号 1 2 3 4 5 6 斜面倾角 θ θ θ θ θ1（θ1＞θ） θ2（θ2＞θ1） 斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板 物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0 沿斜面拉力F/N 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70 回答下列问题： （1）通过对比实验 　1和2　 中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关； （2）通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时，　斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力　 ； （3）为验证猜想3，小明做了实验 　1、3、4　 （填写实验序号），分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同，依据是 　根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小相等　 。 【拓展】完成实验后，小明沿斜面用1.8N的拉力，将重为4.5N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2m、高0.3m，则斜面的机械效率是 　62.5　 %．（把重物直接提升0.3m所做的功作为有用功） 【解答】解：斜面是一种简单机械，使用斜面可以省力。当斜面的高度一定时，斜面越长，则坡度越缓，则越省力；如：盘山公路； （1）探究斜面省力的情况与斜面的表面材料有关时，采用的是控制变量法，实验中需要控制物重、倾角相同，表面材料不同，所以应该对比1和2的数据； （2）对比实验1、5、6中的数据可知，在斜面的表面材料、物重相同的情况下，倾角越小，拉力越小，故结论是：在其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力； （3）探究斜面省力的情况与重力大小有关时，根据控制变量法可知，实验中需要控制倾角相同、表面材料相同，物体的重力不同；所以需要对比1、3、4的实验数据； 根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力与物体的重力G的比值大小相等； 【拓展】有用功为：W有＝Gh＝4.5N×0.3m＝1.35J； 拉力做的总功：W总＝Fs＝1.8N×1.2m＝2.16J； 斜面的机械效率：η100%＝62.5%。 故答案为：盘山公路；（1）1和2；（2）斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力；（3）1、3、4；根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小相等；【拓展】62.5。 24．（2019•河北）小明用如图所示的装置探究“影响浮力大小的因素”，（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg） （1）小明利用图1甲所示的实验装置，将圆柱体合金块慢慢浸入水中时，根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象（如图2中①所示）。实验过程中合金块所受浮力的变化情况是 　先变大后不变　 。请在图2中画出F浮随h变化的关系图象，分析图象可知，浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成 　正比　 。 （2）将合金块分别浸没在水和某液体中（如图1乙、丙所示），比较图1甲、乙、丙可知：　浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关　 。 （3）合金块的密度为ρ合金＝　4　 g/cm3。 （4）若用此合金块制成一空心合金球，当合金球恰好能悬浮于图1丙所示液体中时，空心部分的体积是 　400　 cm3。 【解答】解： （1）由弹簧测力计的示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象可以知道：弹簧测力计的示数随着深度的增加是先变小后不变的， 而测力计的示数等于合金块的重力减去合金块浸在液体中受到的浮力。所以此实验过程中浮力先变大后不变。 由图象可知，合金块完全浸没在水中时所受的浮力：F浮＝G﹣F′＝4N﹣3N＝1N；则F浮随h的变化的关系图象，如下图所示： 由图象可知，当h≤6cm时，浸在水中的物体所受浮力的大小与浸入水中的深度成正比，而排开水的体积与浸入水中的深度成正比， 所以浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成正比。 （2）分析比较甲、乙、丙可知，合金块排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，即受到的浮力不同，说明浮力大小跟液体的密度有关。 （3）由图甲可知，合金块的重力G＝4N， 合金块的质量：m合金0.4kg， 由图乙可知，合金块浸没在水中时弹簧测力计的示数F′＝3N， 则合金块完全浸没在水中时所受的浮力：F浮＝G﹣F′＝4N﹣3N＝1N； 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等， 由F浮＝ρ水gV排可得，合金块的体积： V合金＝V排1×10﹣4m3， 则合金块的密度： ρ合金4×103kg/m3＝4g/cm3。 （4）①由图1丙可知，金属块浸没在某液体中时弹簧测力计的示数F″＝3.2N， 则合金块完全浸没在某液体中时所受的浮力：F浮′＝G﹣F″＝4N﹣3.2N＝0.8N， 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等， 所以，由F浮＝ρgV排可得：， 则：ρ液ρ水1.0×103kg/m3＝0.8×103kg/m3。 ②合金球悬浮在某液体中时所受的浮力：F浮″＝G＝4N， 由F浮＝ρ水gV排可得，合金球的体积： V球＝V排′5×10﹣4m3， 则空心部分的体积： V空＝V球﹣V＝5×10﹣4m3﹣1×10﹣4m3＝4×10﹣4m3＝400cm3。 故答案为：（1）先变大后不变；如上图所示；正比； （2）浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关； （3）4； （4）400。 25．（2018•河北）探究杠杆的平衡条件 （1）杠杆两端的螺母作用是　调节杠杆在水平位置平衡　 。 （2）小明用如图甲所示装置，进行实验并收集了下表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是　动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1l1＝F2l2）　 。 （3）小明又用如图乙所示装置进行实验，请在图中画出拉力F的力臂，弹簧测力计的读数应是　2　 N．（一个钩码重0.5N） （4）如图丙所示，小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡。她用刻度尺测出L1和L2，则2L1　＞　 （选填“＞”“＜”或“＝”）3L2。 实验次数 动力/N 动力臂/m 阻力/N 阻力臂/m 1 0.5 0.2 1.0 0.1 2 1.0 0.15 1.5 0.1 3 3.0 0.1 2.0 0.15 【拓展】探究了杠杆的平衡条件后，小红对天平上游码的质量进行了计算，她用刻度尺测出L1和L2（如图丁所示），则游码的质量为　　 g。 【解答】解：（1）杠杆两端的螺母的作用是调节杠杆在水平位置平衡； （2）由表格中数据， ①0.5N×0.2m＝1.0N×0.1m＝0.1N•m； ②1.0N×0.15m＝1.5N×0.1m＝0.15N•m； ③3N×0.1m＝2.0N×0.15m＝0.3N•m； 可知杠杆的平衡条件为：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1l1＝F2l2）； （3）过支点O向力的作用线作垂线，垂足与支点的距离，就是力臂，如下图： 设一格的长度为L，杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力的力臂为6L， 由F1L1＝F2L2得，0.5N×3×4L＝F1×6L， 解得，F1＝2N； （4）根据杠杆的平衡条件，F1l1＝F2l2， 设每个硬币的重量为G，半径为r，则由图可得，2G（r+L1）＝3G（r+L2）， 2Gr+2GL1＝3Gr+3GL2， 2GL1＝Gr+3GL2， 所以2GL1＞3GL2，即2L1＞3L2， 拓展：以天平的刀口为杠杆的支点，天平的左盘和右盘的质量分别为m左和m右，游码的质量为m，当游码位于零刻度线时，由杠杆的平衡条件得m左gL2+mgL1＝m右gL2 ①； 当游码位于最大值5克时，由杠杆的平衡条件得（m左+5）gL2＝mgL1+m右gL2 ②； 由（2）﹣（1）得，5L2＝mL1， 解得 m。 故答案为：（1）调节杠杆在水平位置平衡；（2）动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1l1＝F2l2）；（3）2；（4）＞；。 26．（2017•河北）小明利用如图所给的实验器材“测量小灯泡的额定功率”，已知电源电压恒为6V，小灯泡正常工作时的电压为3.8V，电阻约为12Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。 （1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。 （2）正确连接电路后，用开关试触，灯泡不亮，电压表瞬间满偏，电流表指针几乎不动，电路的故障是　滑动变阻器断路　 。（电路只有一处故障） （3）排除故障后，继续实验，闭合开关，移动滑片，当电压表的指针在某电压值时，（请在图乙中标出相应的电压值），小灯泡正常发光，电流表的示数如图丙所示，小灯泡的额定功率是　1.14　 W。 （4）测量完灯泡的额定功率后，小明又测量了几组数据，计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大，原因是　灯丝电阻随温度升高而增大　 。 【评估】小红也利用上述器材对该小灯泡的额定功率进行了测量，实验电路图如图丁所示，实验结束后，两人对实验进行了交流与评估。 ①小红的实验结果误差较大，理由是　电压表应选择0﹣15V量程，量程过大，所以电压的测量不够精确　 。 ②小明的实验更不容易操作，理由是　电源电压6V，操作中电压表先使用0﹣15V量程，调节变阻器后再使用0﹣3V量程，操作比较麻烦　 。 【解答】解： （1）测量小灯泡的额定功率实验中，电流表应与灯泡串联，由欧姆定律可知灯泡正常发光的电流约为：I0.32A，由此完成电路连接如图所示： ； （2）正确连接电路后，用开关试触，灯泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路可能有断路，电压表瞬间满偏，说明电压表到电源间是通路，所以电路的故障是与电压表并联的滑动变阻器断路了； （3）小灯泡正常发光，电压表测得是滑动变阻器两端的电压，示数为6V﹣3.8V＝2.2V，电压表使用0﹣3V量程，分度值0.1V，由此在图2中标出电压表指针的位置如图所示： ； 根据图3，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，所以灯泡正常发光时的电流为0.3A，则灯泡的额定功率： P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W； （4）随着电压的变大，通过灯丝的电流变大，灯丝产生的热量变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻值变大，即灯丝电阻随温度升高而增大；【评估】 由题知，电源电压恒为6V，而小灯泡额定电压为3.8V， ①由图4小红的实验电路知，电压表应选择0﹣15V量程，量程过大，所以电压的测量不够精确； ②由图1知，小明的实验中电压表测滑动变阻器两端电压，闭合开关前变阻器阻值要滑到最大值处， 由串联电路的分压原理知：，即：，则URU6V＝3.75V， 所以电压表要使用0﹣15V量程，调节滑动变阻器后，因为灯泡正常发光电压3.8V，变阻器两端此时电压为6V﹣3.8V＝2.2V，所以为了精确测量再将电压表换成0﹣3V量程，所以操作麻烦。 故答案为：（1）见上图；（2）滑动变阻器断路；（3）见上图；1.14；（4）灯丝电阻随温度升高而增大； 【评估】①电压表应选择0﹣15V量程，量程过大，所以电压的测量不够精确； ②电源电压6V，操作中电压表先使用0﹣15V量程，调节变阻器后再使用0﹣3V量程，操作比较麻烦。 27．（2016•河北）探究水对容器底的压强。将一由A和B构成、两端开口的玻璃制品的底部扎上薄橡皮膜，做成容器。A、B的横截面积分别为SA和SB，且SA＝2SB＝40cm2．（容器壁的厚度忽略不计，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。实验过程如下： ①将容器固定在放有电子秤的铁架台上，使橡皮膜刚好与电子秤完全接触，且电子秤的示数为零，如图所示。 ②往容器内分三次缓慢倒入适量的水，将收集的数据填入下表中。 ③继续往容器内缓慢倒入60g水后，水进入了容器中B部分，且在B内的高度为1cm。然后在容器内再分三次缓慢倒入适量的水，再将收集的数据填入下表中。 ④计算水对容器底的压强 次数 1 2 3 4 5 6 容器内水的质量/g 60 100 160 240 300 360 电子秤的读数/g 60 100 160 280 400 容器内水的深度/cm 1.5 2.5 4 7 10 13 水对容器的压强/Pa 150 250 400 700 1000 1300 回答下列问题： （1）将表格中的空白处补充完整。 （2）分析表中数据可知：水对容器底的压强与水的深度 　成正比　 。若在一底面积为40cm2的圆柱形容器中装入300g水，水对容器底的压强为 　750　 Pa，与表格中第5组数据对比可知，水对容器底的压强与水受到的重力大小 　无关　 （选填“有关”或“无关”）。 （3）容器A部分的高度为 　5　 cm。 【拓展】完成实验后，小明将一小合金块浸没在容器中，B内水面上升了1cm，电子秤的读数增加了80g，则合金块的密度为 　3　 g/cm3。 【解答】解：（1）由表中4、5组实验数据可得，水的质量增加了300g﹣240g＝60g， 此时电子秤的示数增加了400g﹣280g＝120g，即电子秤示数的增加量，是水质量的增加量的2倍， 则当容器内水的质量增加量为360g﹣300g＝60g时， 电子秤示数的增加量为60g×2＝120g， 则表中第6次实验中，电子秤的读数为400g+120g＝520g； （2）分析表中数据可以看出，水对容器底的压强与水的深度成正比，深度越深，压强越大。 若在一底面积为40cm2的圆柱形容器中装入300g水，水对容器底的压强为： p750Pa， 与表格中第5组数据对比可以看出，水的质量相同，容器的底面积也相同，但产生的压强不同，由此可知水对容器底的压强与受到的重力大小无关； （3）因为第4次实验中，继续往容器内缓慢倒入60g水后，水进入了容器B部分，且在B内的高度为1cm。 则B部分水的体积为：VB＝SBhB＝20cm2×1cm＝20cm3。 则此部分水的质量为：mB＝ρVB＝1g/cm3×20cm3＝20g， 倒入60g水后，水的总质量为：160g+60g＝220g， 在A部分水的质量为：mA＝220g﹣20g＝200g， 在A部分水的体积为：VA200cm3， 容器A部分的高度为：hA5cm。 【拓展】完成实验后，小明将一小合金块浸没在容器中，B内水面上升了1cm， 则小合金块的体积：V＝V排＝SBh＝20cm2×1cm＝20cm3， 由表格可知，水面上升1cm，电子秤的读数应增大40g， 实际电子秤的读数增加了80g，是因为合金块沉底，给橡皮膜压力， 则合金块对橡皮膜的压力F压＝（0.08kg﹣0.04kg）×10N/kg＝0.4N 金属块受力分析，G＝F浮+F支，F支＝F压＝0.4N， 合金块排开水的质量：m排＝ρV排＝1g/cm3×20cm3＝20g，F浮＝G排＝0.02kg×10N/kg＝0.2N， 所以G＝0.6N，则m0.06kg＝60g 则合金块的密度为：ρ3g/cm3。 故答案为：（1）520； （2）成正比；750；无关； （3）5； 【拓展】：3。 28．（2016•河北）小明利用如图1所示的电路“探究串、并联电路中电流的关系“。 （1）探究串联电路中电流的关系。 ①用笔画线代替导线将开关S3连入电路中。（要求：只闭合开关S3后，R1、R2以及电流表串联；导线不许交叉） ②小明将S3闭合后，发现电流表均无示数。于是他用一只电压表对电路故障（电路中只有一处故障）进行了检测，将电压表接在R1两端时，电压表与电流表均无示数；接在R2两端时，电压表有示数，电流表无示数。电路中的故障是 　R2断路　 。小明排除故障后继续实验，读出了电路中各电流表的示数，得到了串联电路中电流的关系是：串联电路中各处电流相等。 （2）完成上述实验后，小明继续探究并联电路中电流的关系。 ①各开关的连接情况是 　闭合S1、S2，断开S3　 （填写各开关断开或闭合）。 ②分析实验中各电流表的读数（如图2所示），可知并联电路中电流的关系是：　并联电路干路电流等于各支路电流的和　 。 ③电阻R1：R2＝　1：2　 。 （3）为了验证结论的普遍性，你可以采用的方法是：　改变电源电压　 。 【拓展】在电源电压不变的情况下，小明两次实验中电路消耗的最大功率与最小功率之比P最大：P最小＝　9：2　 。 【解答】解：（1）①按从电源正极依次把各个元件连接起来，组成了一条电流的路径，电路连接如图所示： ②闭合开关后，电流表无示数，说明电路故障为断路；电压表的示数接近电源电压，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为与电压表并联的R2断路。 （2）①闭合开关S1、S2，断开开关S3，电路有两条路径一条为：S1﹣R1﹣A2，另一条为：R2﹣A3﹣S2； ②如实物图可知电流表选用0﹣3A的量程，I1＝2.4A，I2＝1.6A，I3＝0.8A，则I1＝I2+I3即并联电路干路电流等于各支路电流的和； ③并联电路电压处处相等，在电压相等的情况下电流和电阻成反比，即R1：R2＝I3：I2＝0.8A：1.6A＝1：2。 （3）为了验证结论的普遍性，应多次测量，可以采用的方法是：改变电源电压； 在电源电压不变的情况下P最大：P最小：：9：2。 故答案为：（1）①电路连接如图所示：②R2断路；（2）①闭合S1、S2断开S3；②并联电路干路电流等于各支路电流的和；③1：2．（3）改变电源电压；9：2。 五．计算题（共10小题） 29．（2025•河北）如图1所示，电源电压不变，滑动变阻器R标有“50Ω，1A”，小灯泡L标有“6V，0.5A”字样。闭合开关，当滑片P在某一位置时，电压表示数为2V，电流表示数为0.5A，小灯泡L的I﹣U图象如图2所示。 （1）求小灯泡L正常发光时的电阻。 （2）求电源电压。 （3）将电源更换为可调电压电源，已知电流表量程0～0.6A，电压表量程0～15V。在保证电路安全的情况下，电源电压取某值后，闭合开关，移动滑片P，发现通过小灯泡L的电流都可以在0.2～0.5A之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。 【解答】解：（1）由欧姆定律可知，灯泡正常发光时的电阻：RL12Ω； （2）由图1可知，灯泡与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，电流表测量电路中的电流， 此时电路中的电流为0.5A，则小灯泡刚好正常发光，根据小灯泡规格可知，小灯泡两端的电压为6V， 根据串联电路的特点可知，电源电压：U＝UL+UR＝6V+2V＝8V； （3）当电路中的电流为0.5A，滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电源电压最小，此时的最小电源电压：Umin＝UL＝6V； 当电路中的电流为0.2A，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，由欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压：UR＝IminR＝0.2A50＝10V＜15V， 由图2可知，此时灯泡两端的电压UL′＝1V， 此时电源电压最大，根据串联电路的特点可知，最大电源电压：Umax＝UL′+UR＝1V+10V＝11V， 所以电源电压的取值范围为：6V～11V。 答：（1）小灯泡L正常发光时的电阻为12Ω。 （2）电源电压为8V； （3）电源电压的取值范围为：6V～11V。 30．（2024•河北）如图所示，电源电压不变，R1、R2均为定值电阻，R1＝20Ω，R2＝10Ω，R为滑动变阻器，电压表V1的量程为0～15V，V2的量程为0～3V。闭合开关，滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时，电压表V1的示数为14V，V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片，两电表均能达到满偏。 （1）求滑片置于A时，电路中的电流； （2）求电源电压； （3）用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1，不改变其他元件的连接。闭合开关，使电路总功率保持最大，在保证电路安全的情况下，调节R和R0接入电路的阻值，其中R仅可以在替换前的范围内变化，求R0接入电路的阻值范围。 【解答】解：（1）由图可知，R1、R2和R串联，电压表V1测R2和R两端总电压，电压表V2测R2两端电压；闭合开关，滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时，电压表V1的示数为14V，V2的示数为2V，根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知，电路中的电流为： I＝I20.2A； （2）R1两端电压为： UR1＝I2R1＝0.2A×20Ω＝4V， 则电源电压为： U＝UR1+U1＝4V+14V＝18V； （3）当电压表V1满偏时，即U1'＝15V，滑动变阻器R接入电路的阻值最大，根据串联电路电压规律可知，R1两端电压为UR1'＝U﹣U1'＝18V﹣15V＝3V， 此时电路中的电流为： I'A， R2两端电压为： U2'＝I'R2A×10Ω＝1.5V， 滑动变阻器R两端电压为： UR＝U1'﹣U2'＝15V﹣1.5V＝13.5V， 则滑动变阻器R接入电路的最大阻值为： RR大90Ω； 当电压表V2满偏时，即U2''＝3V，滑动变阻器R接入电路的阻值最小； 此时电路中的电流为： I''0.3A， 电路的总电阻为： R总60Ω， 则滑动变阻器R接入电路的最小阻值为： RR小＝R总﹣R1﹣R2＝60Ω﹣20Ω﹣10Ω＝30Ω， 故R在替换前的阻值变化范围为30～90Ω； 用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1，要使电路总功率最大，即电路中的电流最大，当电压表V2满偏时，电路中的电流最大，此时电路中的电流为I''＝0.3A，电路的总电阻为R总＝60Ω； 根据电阻的串联可知， R0+R2+R＝60Ω，即R0+R＝60Ω﹣R2＝60Ω﹣10Ω＝50Ω， 因R仅可以在替换前的范围内变化， 当R＝30Ω时，R0＝20Ω； 当电压表V1满偏时，根据串联分压原理可知， ， 带入数据，即5R0﹣R＝10Ω， 因R0+R＝50Ω，解得R0＝10Ω， 故R0接入电路的阻值范围为10～20Ω。 答：（1）滑片置于A时，电路中的电流为0.2A； （2）电源电压为18V； （3）R0接入电路的阻值范围为10～20Ω。 31．（2023•河北）如图1所示，电源电压不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”，灯泡L的额定电流为0.3A。图2是灯泡L的电流与电压关系图像。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，当滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A。 （1）求电源电压； （2）在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，灯泡的最小功率是多少？ （3）用定值电阻R1替换灯泡L，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A，这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于50Ω，求定值电阻R1的可能值。 【解答】解： （1）闭合S，灯L与滑动变阻器R串联，当I＝0.25A时，U滑＝2.5V，由图2可知，UL＝2V， 根据串联电路电压的特点得U电源＝UL+U滑＝2V+2.5V＝4.5V； （2）由题意知，当电压表示数最大为3V时，灯L两端电压最小，此时灯L的功率最小； 灯L两端最小电压：UL小＝U电源﹣U滑′＝4.5V﹣3V＝1.5V， 由图2知，灯L的最小电流I小＝0.2A， 灯L的最小功率：P＝UL小I小＝1.5V×0.2A＝0.3W； （3）用定值电阻R1替换灯泡L后，调节滑动变阻器的滑片P，电路中最大电流有两种可能：I大＝0.6A或I大＜0.6A，且这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于50Ω； ①若I大＝0.6A时，则最小电流I小＝I大﹣ΔI＝0.6A﹣0.3A＝0.3A，此时电压表示数最大为3V， R1中的最小电流：I小， 即0.3A，解得R1＝5Ω； ②若I大＜0.6A时，由题意可得，最大电流I大，最小电流I小， 则ΔI＝I大﹣I小， 即， 代入数据可得：0.3A， 解得R1＝10Ω； 故定值电阻R1的可能值为5Ω或10Ω。 答：（1）电源电压是4.5V； （2）灯泡的最小功率是0.3W； （3）定值电阻R1的可能值为5Ω或10Ω。 32．（2022•河北）质地均匀的长方体放在水平地面上，密度为1.5×103kg/m3，边长如图甲所示。另有一高为0.35m、底面积为2×10﹣2m2的薄壁圆筒形容器放在水平地面上，容器内盛有0.3m深的某种液体，如图乙所示。将长方体由平放变为竖放，长方体对水平地面的压强变化量与液体对容器底部的压强恰好相等。（g取10N/kg） （1）求长方体的质量； （2）在图甲中作出长方体所受重力的示意图（“O”点为长方体的重心）； （3）求液体的密度； （4）在竖放的长方体上水平截取一部分，并将截取部分放入容器中，能使液体对容器底部的压强最大且截取部分的质量最小，求截取部分所受的浮力。 【解答】解：（1）长方体的体积V＝0.1m×0.1m×0.3m＝3×10﹣3m3； 长方体的质量m＝ρV＝1.5×103kg/m3×3×10﹣3m3＝4.5kg； （2）重力方向为竖直向下，作用点在重心上，根据力的示意图的画法作图，故作图如图所示； （3）当长方体水平放置时，长方体对水平地面的压强p11500Pa； 当长方体竖直放置时，长方体对水平地面的压强p24500Pa； 长方体对水平地面的压强变化量Δp＝p2﹣p1＝4500Pa﹣1500Pa＝3000Pa； 液体的密度ρ液1.0×103kg/m3； （4）使液体对容器底部的压强最大，则要使液面上升到容器上表面；V排＝2×10﹣2m2×（0.35m﹣0.3m）＝10﹣3m3； 由于液体密度小于物体密度，所以物体沉底，物体受到的浮力F浮＝ρ液gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3＝10N。 答：（1）长方体的质量是4.5kg； （2； （3）液体的密度是1.0×103kg/m3； （4）截取部分所受的浮力是10N。 33．（2021•河北）如图所示，小灯泡L规格为“5V 1W”，R0＝50Ω，电源电压不变，电流表的量程为“0～0.6A”、“0～3A”，闭合开关，小灯泡L正常发光。 （1）求R0的功率和电源电压； （2）拆除小灯泡L，从规格分别为“10Ω 1A”、“100Ω 0.5A”的滑动变阻器中选择其中之一，以及若干导线连入电路。选择哪种规格的变阻器电路消耗的功率最大？最大功率是多少？ 【解答】解：由电路图可知，闭合开关，灯泡L与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流。 （1）灯泡正常发光时其两端的电压UL＝5V，功率PL＝1W， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，由P＝UI可得，电路中的电流I10.2A， 由I可得，R0两端的电压U0＝I1R0＝0.2A×50Ω＝10V， R0的功率P0＝U0I1＝10V×0.2A＝2W， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电源电压U＝U0+UL＝10V+5V＝15V； （2）若定值电阻R0与滑动变阻器R串联时， 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，最大电流I大0.3A； 若定值电阻R0与滑动变阻器R并联时， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，通过滑动变阻器的最小电流分别为IR1.5A，IR′0.15A， 因“10Ω 1A”的滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，且小于1.5A， 所以，该规格的滑动变阻器不能与定值电阻R0并联， 因“100Ω 0.5A”的滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，且大于0.15A， 所以，该规格的滑动变阻器能与定值电阻R0并联， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，此时电路的最大总电流I大′＝I大+IR大＝0.3A+0.5A＝0.8A， 综上可知，当“100Ω 0.5A”的滑动变阻器与定值电阻R0并联，且电流表（选0～0.6A量程时位于两支路之一或选0～3A的量程位于干路）时，电路的总功率最大， 则电路消耗的最大功率P滑大＝UI大′＝15V×0.8A＝12W。 答：（1）R0的功率为2W，电源电压为15V； （2）选择“100Ω 0.5A”规格的变阻器与定值电阻R0并联、且电流表选0～0.6A量程位于两支路之一或选0～3A的量程位于干路时，电路消耗的总功率最大，最大功率是12W。 34．（2020•河北）边长为20cm的薄壁正方体容器（质量不计）放在水平桌面 上，将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部，其横截面积为200cm2，高度为10cm。如图1所示。然后向容器内缓慢注入某种液体，圆柱体始终直立，圆柱体对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图2所示。（g取10N/kg） （1）判断圆柱体的密度与液体密度的大小关系，并写出判断依据； （2）当圆柱体刚被浸没时，求它受到的浮力； （3）当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为1：3时，求容器内液体的质量。 【解答】解：（1）圆柱体的密度大于液体密度； 依据：由图2可知，当注入液体质量大于2kg时，圆柱体对容器底部的压力不变，说明此时圆柱体浸没在液体中，即圆柱体沉底了，由浮沉条件可知，圆柱体的密度大于液体密度； （2）由题意知，圆柱体的底面积为：S柱＝200cm2＝0.02m2， 其高为h＝10cm＝0.1m，则圆柱体的体积：V柱＝S柱h＝0.02m2×0.1m＝2×10﹣3m3； 正方体容器的底面积S容＝0.2m×0.2m＝0.04m2； 圆柱体刚好浸没时，液体的体积为：V液体＝（S容﹣S柱）h＝（0.04m2﹣0.02m2）×0.1m＝2×10﹣3m3； 由图2可知，圆柱体刚好浸没时，注入液体的质量为2kg， 则液体的密度： ρ液1.0×103kg/m3； 根据阿基米德原理可得，当圆柱体刚被浸没时，它受到的浮力： F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV柱＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3＝20N； （3）由（2）知，圆柱体刚好浸没时注入液体的质量为2kg； 当注入液体质量m1小于或等于2kg时，容器内液体的深度： h′（ΔS＝S容﹣S柱＝0.04m2﹣0.02m2＝0.02m2）， 液体对容器底部的压强： p1＝ρ液g①， 由图2可知，当没有注入液体时圆柱体对容器底的压力为140N，即圆柱体的重力为140N， 则注入液体后，容器对桌面的压力为：F＝140N+m1g， 容器对桌面的压强： p2②， 已知p1：p2＝1：3﹣﹣﹣﹣﹣﹣③， 将①②代入③得： 1：3， 解得m1＝2.8kg，因m1＝2.8kg＞2kg，故应舍去。 当注入液体的质量大于2kg时，即注入液体的深度大于10cm， 因液体体积与圆柱体体积之和等于容器底面积乘以液体的深度，即V液+V柱＝S容h′， 且根据ρ可得液体的体积V液， 所以V柱＝S容h′， 则此时液体的深度h′， 此时液体对容器底部的压强： p液＝ρ液gh′＝ρ液g，﹣﹣﹣﹣﹣﹣④ 容器对桌面的压强： p容⑤， 已知p液：p容＝1：3， 所以：1：3， 即：（mg+ρ液gV柱）：（140N+mg）＝1：3， 代入数据可得： （m×10N/kg+1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3）：（140N+m×10N/kg）＝1：3， 解得：m＝4kg。 答：（1）圆柱体的密度大于液体密度；依据：由图2可知，当注入液体质量大于2kg时，圆柱体对容器底部的压力不变，说明此时圆柱体浸没在液体中，即圆柱体沉底了，由浮沉条件可知，圆柱体的密度大于液体密度； （2）当圆柱体刚被浸没时它受到的浮力为20N； （3）当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为1：3时，容器内液体的质量为4kg。 35．（2019•河北）如图所示，一轻质杠杆AB．长1m，支点在它中点O．将重分别为10N和2N的正方体M、N用细绳系于杠杆的B点和C点，已知OC：OB＝1：2，M的边长l＝0.1m。 （1）在图中画出N受力的示意图。 （2）求此时M对地面的压强。 （3）若沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为h的部分，然后将C点处系着N的细绳向右移动h时，M对地面的压强减小了60Pa，求h为多少。 【解答】解： （1）对N进行受力分析，由于N在空中处于静止状态，则N受到的重力和细绳对它的拉力是一对平衡力，所以二力的大小相等（F＝G＝2N），方向相反； 过N的重心分别沿力的方向各画一条有向线段，并标上力的符号及大小，注意两线段要一样长，图所示： （2）设B端受到细绳的拉力为FB， 由杠杆平衡条件得，GN×OC＝FB×OB，已知OC：OB＝1：2， 则有：FB＝GN2N1N； 根据力的作用是相互的可知，细绳对M的拉力：F＝FB＝1N， 此时M对地面的压力：F压＝F支＝GM﹣F＝10N﹣1N＝9N， M与地面的接触面积：S＝l2＝（0.1m）2＝0.01m2， 则此时M对地面的压强：p900Pa。 （3）若沿竖直方向将M两边各切去厚度为h后， 剩余M的底面积：S′＝l（lhh）＝l×（l﹣h）， 剩余M的体积：V′＝S′l＝l2×（l﹣h）， 剩余M的密度不变，则剩余部分的重力与原来重力的比值： ， 所以剩余M的重力：GM′GM10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 剩余的物体M对地面的压强：p′＝p﹣Δp＝900Pa﹣60Pa＝840Pa， 剩余M的底面积：S′＝l×（l﹣h）＝0.1m×（0.1m﹣h）， 地面对剩余的物体M的支持力： F支′＝F压′＝p′S′＝840Pa×0.1m×（0.1m﹣h）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 沿竖直方向将M两边各切去厚度为h后，将C点处系着N的细绳向右移动h， 设此时B端受到细绳的拉力为FB′， 由杠杆平衡条件得，GN×（OC﹣h）＝FB′×OB， 则有：FB′， 即细绳对剩余M的拉力：F′＝FB′③ 对剩余M进行受力分析，由力的平衡条件得，F支′+F′＝GM′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④ 将①②③式代入④式得： 840Pa×0.1m×（0.1m﹣h）10N， 解得：h＝0.05m。 答：（1）如上图所示； （2）此时M对地面的压强为900Pa； （3）h为0.05m。 36．（2018•河北）如图1所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电压为10V，滑动变阻器R1的规格为“10Ω 1A”。闭合开关，当滑片P置于距左端三分之一处，灯泡正常发光，电流表指针满偏，电表表盘如图2所示。 （1）求灯泡的额定功率和电源电压 （2）用定值电阻R2替代小灯泡，再将另一电压表V2接入电路，其它部分电路连接不变。闭合开关，当滑片P置于某一位置时，两个电压表指针偏转的角度相同，且表V2示数大于表V1的示数，两种电表指针偏转角度之比为2：1．求R2可能的阻值。 【解答】解： （1）由电路图知，闭合开关时，L与变阻器R1串联，电压表测R1两端电压，电流表测电路中电流， P在距左端处时（连入电路的阻值为R1），灯正常发光，电流表满偏，因为变阻器允许通过的最大电流为1A，所以电流表使用的是0﹣0.6A量程， 所以此时IL＝I1＝0.6A， 由P＝UI可得，灯泡的额定功率：P额＝U额IL＝10V×0.6A＝6W， 由欧姆定律可得，变阻器R1两端电压：U1＝I1R1＝0.6A10Ω＝2V， 所以电源电压U＝U额+U1＝10V+2V＝12V； （2）用定值电阻R2替代小灯泡，R2与变阻器R1串联，其它部分电路连接不变， ①若电压表V2并联在R2两端，如图所示： 两个电压表指针偏转的角度相同，且V2示数大于表V1的示数，所以V2使用0﹣15V量程，V1使用0﹣3V量程，且U2＝5U1， 所以U1U12V＝2V，U2＝5×2V＝10V，电压表偏转2大格， 两种电表指针偏转角度之比为2：1，若电流表偏转是电压表偏转的2倍，电流表偏转4大格，不可能； 若电压表偏转是电流表的2倍，则电流表示数为0.2A（电流表仍使用0﹣0.6A量程）， 所以R250Ω。 ②若电压表V2并联在电源两端，如图所示： 则：U2＝12V，则U1U212V＝2.4V，电压表的指针偏转了24小格， 若电流表偏转是电压表偏转的2倍，即电流表偏转48小格，不可能； 若电压表偏转是电流表的2倍，即电流表偏转12格，则电流表示数为12×0.02A＝0.24A， 由串联电路特点和欧姆定律可得： R240Ω。 答：（1）灯泡的额定功率为6W，电源电压为12V； （2）若电压表V2并联在R2两端，R2为50Ω；若电压表V2并联在电源两端，R2为40Ω。 37．（2017•河北）如图1所示，电源电压恒定，滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”，在AB间接入规格为“12V 12W”的灯泡，闭合开关，当变阻器的五分之一阻值连入电路时，灯泡正常发光。 （1）求灯泡正常工作时通过的电流和电源电压。 （2）R0是如图2所示的Ra和Rb之间任意取值的电阻，当在AB间接入电阻R0后，闭合开关，在保证电路安全的情况下，将滑片P从最右端向左滑动的过程中，电流表示数均出现过0.4A（电流表选择0﹣0.6A量程），求R0的取值范围及电压表示数的最大值和最小值。 【解答】解：（1）在AB之间接入灯泡时，灯泡L与R串联时，灯泡正常发光， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，由P＝UI可得，通过灯泡的电流即电路中的电流： I＝IL1A； 由I可得，滑动变阻器两端的电压： UR＝IR＝1A30Ω＝6V， 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＝UL+UR＝12V+6V＝18V； （2）由图2可知，当Ia＝Ib＝2A时，Ua＝20V，Ub＝50V，则两电阻的阻值分别为： Ra10Ω，Rb25Ω， 当电流表的示数为0.4A时，电路中的总电阻： R总45Ω， 当滑动变阻器的滑片位于最右端时，R0的阻值最小， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，R0的最小阻值： R0小＝R总﹣R＝45Ω﹣30Ω＝15Ω， 又因R0是Ra和Rb之间任意取值的电阻，所以，R0的最大阻值： R0大＝Rb＝25Ω， 所以，R0的取值范围为15Ω～25Ω； 当R0＝15Ω，滑动变阻器的滑片位于最右端时（变阻器接入阻值最大），电压表的示数最大，则电压表的最大示数UR大＝I′R＝0.4A×30Ω＝12V； 当R0＝25Ω，电路中的电流最大为0.6A时，R0两端的电压最大，电压表的示数最小， 此时R0两端的最大电压U0大＝I大R0＝0.6A×25Ω＝15V， 则电压表的最小示数UR小＝U﹣U0大＝18V﹣15V＝3V。 答：（1）灯泡正常工作时通过的电流为1A，电源电压为18V； （2）R0的取值范围为15Ω～25Ω，电压表示数的最大值为12V、最小值为3V。 38．（2016•河北）如图所示，电源电压可调，灯泡L规格为“15V 45W”，且灯丝电阻不随温度变化。电流表量程为“0～0.6A”和“0～3A“，滑动变阻器的规格分别为“25Ω 2A’和“10Ω 3A”。 （1）将电源电压调到18V，闭合开关，移动P，可使灯泡正常发光。求灯泡正常发光时的电阻和灯泡消耗的最小功率。 （2）将电源电压调到15V，用定值电阻R0替换灯泡，P置于中点A，闭合开关，电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置（可能重新选择了电流表量程和变阻器R）。然后将P从A移到最左端B，两表示数的I﹣U关系如图所示。通过计算判断所用变阻器的规格。 【解答】解：由电路图可知，滑动变阻器R与灯泡L串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）由P得：RL5Ω； 由P＝UI可得，灯的额定电流： IL额3A， 因串联电路中各处的电流相等，且灯泡能正常发光，所以使用滑动变阻器是“10Ω 3A”。 则当滑动变阻器连入的电阻最大阻值为10Ω，电路中的电流最小，电功率最小； 总电流I1.2A， 灯泡消耗的最小功率： P灯小＝I2R灯＝（1.2A）2×5Ω＝7.2W。 （2）将电源电压调到15V，用定值电阻R0替换灯泡，当滑动变阻器P置于中点A时，根据电阻的串联和欧姆定律可得： IA； 当滑动变阻器P置于B时，滑动变阻器连入的电阻为0，则根据电阻的串联和欧姆定律可得： IB； 由图乙可知：IAIB， 即：； 解得：R＝R0； 由于P置于中点A，电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置；即IA的可能值为0.4A或2A； 根据IAIB可知：IB的可能值为0.6A或3A； 所以，由I得：R与R0可能值为：R0125Ω；R025Ω； 根据题干可知；滑动变阻器的规格为“25Ω 2A”。 答：（1）灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率分别为5Ω、7.2W。 （2）所用变阻器的规格为“25Ω 2A”。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/7/11 22:27:53；用户：思达教育；邮箱：15200006450@xyh.com；学号：30653724 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$