2016-2025年上海市物理选择题、非选择题中考真题汇编卷-【2026年中考复习】10年物理压轴题
2025-07-23
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | - |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.01 MB |
| 发布时间 | 2025-07-23 |
| 更新时间 | 2025-07-23 |
| 作者 | 河北斗米文化传媒有限公司 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53176752.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
【10年压轴题】2016-2025年上海市物理选择题、非选择题中考真题汇编卷
一.选择题(共11小题)
1.(2025•上海)小物家、小理家和博物馆,在同一直线上,小理家离博物馆1.8km,小物早出发5分钟,却比小理晚到5分钟,两人运动的s﹣t图,如图所示,下列说法正确的是( )
A.小物家离小理家一定是3km
B.小物家离小理家可能是0.9km
C.小物家离博物馆可能是1.2km
D.小物家离小理家可能是0.6km
2.(2024•上海)光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10cm时,此时在光屏上成缩小的像。小明把光屏沿着光具座移动5cm后,再次移动光源的位置使成清晰的像。对于该像的情况,下列选项正确的是( )
A.一定成放大的像 B.可能成缩小的像
C.成像可能比原来小 D.成像一定比原来小
3.(2023•上海)R1与R2此时接入电路中的阻值相同,S1断开,S2闭合;求下列操作中,一定可以使电流表示数变大的是( )
A.闭合S1,断开S2
B.闭合S1,向右滑动滑片P
C.减小电源电压,闭合S1
D.增大电源电压,向右滑动滑片P
4.(2021•上海)在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片位于中点。用一阻值为20Ω的电阻替换R1后,可能使电压表示数与替换R1前相等的方法是( )
A.电源电压不变,不移动滑片P
B.电源电压不变,向左移动滑片P
C.减小电源电压,不移动滑片P
D.增大电源电压,向左移动滑片P
5.(2022•上海)甲、乙两小车沿同一直线相向而行,其s﹣t图像如图所示。当甲经过P点时,乙刚好经过Q点,再过3秒,甲、乙两车相距4米,则P、Q两点间的距离( )
A.可能为8米 B.可能为12米
C.一定为16米 D.一定为20米
6.(2021•上海)在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片位于中点。用一阻值为20Ω的电阻替换R1,可能使电压表示数与替换R1前相等的方法是( )
A.电源电压不变,不移动滑片P
B.电源电压不变,向左移动滑片P
C.减小电源电压,不移动滑片P
D.增大电源电压,向左移动滑片P
7.(2020•上海)如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙.若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分对地面的压强相等。则( )
A.p甲可能小于p乙 B.p甲可能大于p乙
C.p甲一定小于p乙 D.p甲 一定大于p乙
8.(2019•上海)如图所示,长方体物块甲、乙置于水平地面上,物块和地面的接触面积分别为S、S'(S<S'),对地面的压强相等。将甲、乙均顺时针旋转90°,此时甲、乙和地面的接触面积分别为S'、S,对地面的压强分别为p甲、p乙.此过程中,甲、乙对地面的压强变化量大小分别为Δp甲、Δp乙,则( )
A.p甲<p乙,Δp甲=Δp乙 B.p甲>p乙,Δp甲=Δp乙
C.p甲>p乙,Δp甲>Δp乙 D.p甲<p乙,Δp甲<Δp乙
9.(2018•上海)如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上。沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的高度相等,此时甲、乙剩余部分对地面的压强相等。关于甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和所切去部分的质量m甲、m乙的判断,正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,m甲>m乙 B.ρ甲<ρ乙,m甲<m乙
C.ρ甲=ρ乙,m甲>m乙 D.ρ甲=ρ乙,m甲<m乙
10.(2017•上海)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电键S,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中( )
A.电流表A示数变大
B.电压表V2示数变小
C.电压表V1示数与 电压表V2示数的差值变大
D.电压表V1示数与电流表A示数的比值变大
11.(2016•上海)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电键S1、S2均闭合。当电键S2由闭合到断开时,电路中( )
A.电压表V的示数变小
B.电流表A1的示数变大
C.电压表V示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表V示数与电流表A示数的乘积变大
二.填空题(共11小题)
12.(2025•上海)如图所示的电路图,电源电压为U0且保持不变。现在将MN端分别与变阻器的ac端相连,闭合开关,向右移动滑片P时。
(1)若电路无故障,则电压表示数 。
(2)若移动滑片P时,至少有一个电表示数不为0,故障只存R1或R2上;请写出电压表的示数和电流表示数的变化情况以及对应的故障 。
13.(2024•上海)如图所示的电路中,在定值电阻R1或滑动变阻器R2中,仅有一个故障,小申为研究故障的原因,特地设计了两个方案。
方案一:请你通过移动滑动变阻器的滑片P来探究出故障的原因,写出开关S闭合后,电流表示数变化情况及故障情况。 。
方案二:请你用一个完好的电阻R0来替换R1来判断发生的故障,你可选用的电阻R0的阻值是 。
A.R0>R1
B.R0=R1
C.R0<R1
14.(2023•上海)在如图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1阻值为R0,R2的阻值为2R0,闭合开关S,发现电流表的示数有变化。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请写出开关S闭合后电流表和电压表的示数及其对应的故障。 。
15.(2021•上海)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,两个电表中至少有一个电表示数会发生变化。若电路中只有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。根据以上信息,写出闭合开关S前后电流表和电压表示数的变化情况及对应的故障。 。
16.(2022•上海)某同学发现冬天水管会“爆裂”,他通过查阅资料获得以下信息:(1)物体膨胀时如果遇到障碍,会产生很大的力;(2)金属会热胀冷缩;(3)水和冰在不同温度下的密度如表所示:
形态
水
冰
温度(℃)
4
3
2
1
0
0
密度(克/厘米3)
0.9998
0.9996
0.9994
0.9991
0.9990
0.9101
①根据表格中温度和密度的数据,得出结论:在1个标准大气压下,当0~4摄氏度时, 。
②指出水管“爆裂”的原因,并写出分析过程 。
17.(2021•上海)电源电压8V,10秒通过的电荷量是5库,通过的电流大小为 ,电流做功 ;当电源电压发生变化时,则电阻阻值将 。
18.(2020•上海)如图所示,当一个带负电的物体甲靠近不带电的金属导体乙时,乙的a端会带正电、b端会带负电。
①发生上述现象的原因:金属导体中存在大量可移动的自由电子,电子带 电(选填“正”或“负”);自由电子受到物体甲所带电荷的 作用移动到导体乙的一端(选填“吸引”或“排斥”);
②若将图中的物体甲换成带正电的物体,根据上述分析可得,导体乙的 (选填“A”“B”或“C”)。
A.a、b两端都不会带电
B.a端会带正电、b端会带负电
C.a端会带负电、b端会带正电
19.(2019•上海)亚里士多德为了解释抽水现象,提出了“自然界厌恶真空”理论,意思是只要液面上方出现真空,与真空接触的液体就会流上去填补真空。
①可以用“自然界厌恶真空”理论来解释的现象是 (选填“A”“B”或“C”)。
A.回声的产生B.彩虹的形成C.利用吸管吸饮料
②可以推翻“自然界厌恶真空”理论的实验是 (选填“A”“B”或“C”),理由是 。
A.托里拆利实验B.富兰克林雷电实验C.马德堡半球实验
20.(2018•上海)小华根据“磁体对周围小磁针的力的作用,不需要接触,说明磁体周围存在磁场”的知识,类比得出:地球周围存在“重力”场。
①请写出小华得出地球周围存在“重力”场的依据。 。
②如果用同一物体受到重力的大小和方向来表示“重力”场的强弱和方向。
(a)登月宇航员在月球上受到的重力大约是地球上的六分之一,说明地球附近的“重力”场比月球附近的“重力”场 (选填“强”或“弱”)。
(b)类比用磁感线描述磁场,用一系列假想线来描述地球附近的“重力”场,在图中最为合理的是 (选填“A”、“B”或“C”)。
21.(2017•上海)研究发现,人体内部存在磁场,人体内部的磁场与人体健康密切相关。
①人体内部的磁场与地磁场相比很弱,若用磁感线描述人体内部的磁场和地磁场,则下列判断中合理的是 (选填:A、B或C)。
A.人体内部磁场的磁感线分布较疏
B、人体内部磁场的磁感线分布较密
C、两者磁场的磁感线疏密大致相同
②对人体内部磁场存在的原因提出猜想,请写出一种猜想及其依据。 。
22.(2016•上海)在“探究杠杆平衡的条件”实验中,需记录动力、动力臂、 和阻力臂,为便于直接在杠杆上读出力臂的数值,应使杠杆在 位置保持平衡。在“探究平面镜成像的特点”实验中,为了能够找到 像的位置 (选填“实”或“虚”),采用 作为平面镜。
三.计算题(共10小题)
23.(2025•上海)甲、乙是两个完全相同的足够高的薄壁圆柱形容器,放在水平地面上,底面积为0.01米2。甲中装有水,乙中装有某液体,并且浸没一个金属小球。此时甲、乙两容器对地面的压强分别为3824帕,6176帕。
(1)求甲对地面的压力;
(2)将乙中小球拿出,并浸没在甲中。乙的液面下降0.02m,小球更换位置后,两容器对地面的压强相等;
求:①放入小球后,甲中水对容器底的压强变化量。
②金属小球的密度。
24.(2024•上海)如图1所示,将盛有液体的容器甲、乙两容器竖直放在水平面上。甲中液体未知,乙中液体为水,容器的质量和厚度都忽略不计。
①若甲容器中液体质量为1.2kg,受力面积为1.2×10﹣3m2,求甲容器对地面的压强p甲。
②若乙容器中水的质量为1.5kg,求乙中水的体积V水。
③如图2所示,若在乙容器中再加入一定水,则此时水的深度为0.2米,将容器乙放进容器甲中,容器甲的液面比容器乙的水面高0.05m。求此时甲容器中液体的密度。
25.(2023•上海)如图所示,两个相同的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平地面,容器高度为0.8米。
①若甲中水质量为2千克,求水的体积V水。
②乙容器质量为m0,底面积为S0,求乙容器对地面的压强p乙。
③若甲容器中水的深度为0.6米,现向乙容器中加入深度大于0.6米的A液体,使得甲、乙中液体对容器底部的压强相等,求A液体的密度ρA的取值范围。
26.(2021•上海)在如图1所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为3安。电流表A、A1的表盘均如图2所示。变阻器滑片P位于最大阻值处,闭合开关S,电流表A1示数为0.3安,两电流表指针偏离零刻度线角度相同。
(1)求电阻R1的阻值;
(2)求此时经过变阻器R2的电流I2;
(3)移动变阻器滑片P,在电路安全工作的前提下,求变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比P2最小:P2最大。
27.(2022•上海)小华同学做“测小灯泡电功率”的实验,他将电源(电源电压为2伏的整数倍)、待测小灯(额定电压为6伏,如果实际电压超过7.5伏时小灯会损毁)、电流表、开关串联。并将电压表并联入电路。实验时,他将电压表的示数UV,电流表的示数IA,以及两者的乘积UVIA记录下来,表格中为部分数据。
序号
UV(伏)
IA(安)
UVIA(瓦)
1
2.0
1.2
2
4.0
3
6.0
1.8
①电压表并联在 两端(“小灯泡”或“滑动变阻器”)。
②求出电源电压U(需写出主要计算过程)。
③求出小灯的额定电功率P额(需写出主要计算过程)。
28.(2020•上海)在如图所示的电路中,电源电压为3伏保持不变,滑动变阻器R2标有“20欧 2安”字样。只闭合开关S1,电流表示数为0.3安。
①求电阻R1的阻值;
②求通电10秒钟,电流通过电阻R1所做的功W;
③闭合开关S2,移动滑动变阻器滑片P,使R1和R2消耗的总功率最小,求此最小总功率P最小。
29.(2019•上海)在如图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“1安”字样。闭合电键S,电压表示数为5伏。
①求通过电阻R1的电流I1。
②求通电10秒钟后,电流通过电阻R1做的功W1。
③移动滑动变阻器滑片P过程中,电源电压与电压表示数比值的最大为3,求电压表最大示数和最小示数的差值ΔU1。
30.(2017•上海)在如图所示的路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20欧,闭合电键S,两电流表的示数分别为0.8安和0.3安。
①求电源电压U。
②求通过电阻R2的电流I2。
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,且电源的电功率变化了0.6瓦,求电阻R0的阻值。
31.(2016•上海)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S后,电压表的示数为1伏,电流表的示数为0.1安。
①求电阻R1的阻值。
②在移动变阻器R2滑片P的过程中,当电阻R1两端的电压分别为U0、8U0时,变阻器R2的电功率相等,求电源电压U。
32.(2021•上海)质量为2kg的水温度升高5℃,求吸收的热量Q吸[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
【10年压轴题】2016-2025年上海市物理选择题、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11小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
D
B
B
C
B
C
D
D
D
D
C
一.选择题(共11小题)
1.(2025•上海)小物家、小理家和博物馆,在同一直线上,小理家离博物馆1.8km,小物早出发5分钟,却比小理晚到5分钟,两人运动的s﹣t图,如图所示,下列说法正确的是( )
A.小物家离小理家一定是3km
B.小物家离小理家可能是0.9km
C.小物家离博物馆可能是1.2km
D.小物家离小理家可能是0.6km
【解答】解:由小物、小理的s﹣t图象可知,当t=25min时,s小理=4.5km;s小物=1.5km,
则小物的速度v小物1m/s,
v小理3m/s,
小物家、小理家和博物馆,在同一直线上,小理家离博物馆1.8km,
由v可得小理到博物馆所用的时间:t小理600s=10min,
小物早出发5分钟,却比小理晚到5分钟,t小物=10min+t小理=10min+10min=20min=1200s,
由v可得小物到博物馆的距离:s小物=v小物t小物=1m/s×1200s=1200m=1.2km,小物家离博物馆一定是1.2km;
两家在博物馆同侧,小物家离小理家可能是:s=s小理﹣s小物=1.8km﹣1.2km=0.6km,
两家在博物馆异侧,小物家离小理家可能是:s=s小理+s小物=1.8km+1.2km=3km。
故选:D。
2.(2024•上海)光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10cm时,此时在光屏上成缩小的像。小明把光屏沿着光具座移动5cm后,再次移动光源的位置使成清晰的像。对于该像的情况,下列选项正确的是( )
A.一定成放大的像 B.可能成缩小的像
C.成像可能比原来小 D.成像一定比原来小
【解答】解:当光屏和凸透镜的距离为10cm时,此时在光屏上成缩小的像,则f<10cm<2f,解得5cm<f<10cm;
把光屏沿着光具座移动5cm后,再次移动光源的位置使成清晰的像。如果是将光屏靠近凸透镜,则此时像距是5cm,小于焦距,是不可能成实像的,故不成立;
则光屏必定是远离凸透镜,此时像距变大,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,此时的一定比原来大,但此时像距15cm不一定大于2倍焦距,故可能是缩小,也可能是放大的实像,故B正确,ACD错误。
故选:B。
3.(2023•上海)R1与R2此时接入电路中的阻值相同,S1断开,S2闭合;求下列操作中,一定可以使电流表示数变大的是( )
A.闭合S1,断开S2
B.闭合S1,向右滑动滑片P
C.减小电源电压,闭合S1
D.增大电源电压,向右滑动滑片P
【解答】解:根据电路图可知,当S1断开、S2闭合时,电路为R2的简单电路,电流表测量电路中的电流;
A、闭合S1,断开S2、电路为R1的简单电路,电流表测量电路中的电流,由于R1与R2此时接入电路中的阻值相同,所以电流表示数不变,故A错误;
B、闭合S1,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流;向右滑动滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变小;由于R1与R2此时接入电路中的阻值相同,根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流一定大于通过R1的电流,所以电流表的示数一定变大,故B正确;
C、闭合S1,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流;减小电源电压,会使得通过R1与R2的电流同时减小,通过R1与R2的电流的和可能会小于开始时电流表的示数,故C错误;
D、增大电源电压,向右滑动滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据I可知,无法判定通过R2的电流是否变大,故D错误。
故选:B。
4.(2021•上海)在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片位于中点。用一阻值为20Ω的电阻替换R1后,可能使电压表示数与替换R1前相等的方法是( )
A.电源电压不变,不移动滑片P
B.电源电压不变,向左移动滑片P
C.减小电源电压,不移动滑片P
D.增大电源电压,向左移动滑片P
【解答】解:在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片位于中点。用一阻值为20Ω的电阻替换R1,根据串联分压可知,电阻变大,R1分的电压变大,为了使电压表示数与替换R1前相等的方法有,可以减小电源电压,不移动滑片;或者电源电压不变,向右移动滑片P,故ABD错误,C正确。
故选:C。
5.(2022•上海)甲、乙两小车沿同一直线相向而行,其s﹣t图像如图所示。当甲经过P点时,乙刚好经过Q点,再过3秒,甲、乙两车相距4米,则P、Q两点间的距离( )
A.可能为8米 B.可能为12米
C.一定为16米 D.一定为20米
【解答】解:由图像可知:3s后,两车行驶的路程分别为:s甲=6m,s乙=10m;
两车相向行驶,两车没有相遇时,则PQ间距离为:s1=s甲+s乙+4m=6m+10m+4m=20m;
两车相遇后,又继续行驶,则PQ间距离为:s2=s甲+s乙﹣4m=6m+10m﹣4m=12m,
故ACD错误,B正确。
故选:B。
6.(2021•上海)在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片位于中点。用一阻值为20Ω的电阻替换R1,可能使电压表示数与替换R1前相等的方法是( )
A.电源电压不变,不移动滑片P
B.电源电压不变,向左移动滑片P
C.减小电源电压,不移动滑片P
D.增大电源电压,向左移动滑片P
【解答】解:在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片位于中点。用一阻值为20Ω的电阻替换R1,根据串联分压可知,电阻变大,R1分的电压变大,为了使电压表示数与替换R1前相等的方法有,可以减小电源电压,不移动滑片;或者电源电压不变,向右移动滑片P,故ABD错误,C正确。
故选:C。
7.(2020•上海)如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙.若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分对地面的压强相等。则( )
A.p甲可能小于p乙 B.p甲可能大于p乙
C.p甲一定小于p乙 D.p甲 一定大于p乙
【解答】解:正方体水平放置在地面上,物体对地面的压强为pρgh;
所以有p甲=ρ甲gh甲,p乙=ρ乙gh乙
若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分的高度为h甲′,h乙′,
因为甲、乙剩余部分对地面的压强相等,
则有p甲′=ρ甲gh甲′=p乙′=ρ乙gh乙′,
由图可知h甲′<h乙′,
所以有ρ甲>ρ乙
切去的体积相同,则有ΔV=S甲Δh甲=S乙Δh乙
因为S甲<S乙,所以得Δh甲>Δh乙
则切去后甲对地面的压强减少量为Δp甲=ρ甲gΔh甲
乙对地面的压强减少量为Δp乙=ρ乙gΔh乙
所以Δp甲>Δp乙
则有p甲=p甲′+Δp甲,p乙=p乙′+Δp乙,
因为p甲′=p乙′,Δp甲>Δp乙,
所以p甲>p乙,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选:D。
8.(2019•上海)如图所示,长方体物块甲、乙置于水平地面上,物块和地面的接触面积分别为S、S'(S<S'),对地面的压强相等。将甲、乙均顺时针旋转90°,此时甲、乙和地面的接触面积分别为S'、S,对地面的压强分别为p甲、p乙.此过程中,甲、乙对地面的压强变化量大小分别为Δp甲、Δp乙,则( )
A.p甲<p乙,Δp甲=Δp乙 B.p甲>p乙,Δp甲=Δp乙
C.p甲>p乙,Δp甲>Δp乙 D.p甲<p乙,Δp甲<Δp乙
【解答】解:(1)甲、乙的底面积分别为S、S'(S<S'),甲乙压强相等,根据 F=pS知甲对水平地面的压力小于乙对水平地面的压力,所以甲的重力<乙的重力。
甲乙是长方体,当甲、乙顺时针旋转90°后,甲、乙的底面积分别为S'、S,甲的受力面积增大,甲对水平地面的压力不变,甲对水平地面的压强减小,乙的受力面积减小,乙对水平地面的压力不变,乙对水平地面的压强增大,由于原来甲乙对水平地面的压强相等,所以旋转后甲对水平地面的压强小于乙对水平地面的压强,即p甲<p乙。
(2)Δp=p﹣p'因为面积变化相同,甲对地面的压力小于乙对地面的压力,所以甲对水平地面的压强变化量小于乙对地面的压强变化量即Δp甲<Δp乙。
故选:D。
9.(2018•上海)如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上。沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的高度相等,此时甲、乙剩余部分对地面的压强相等。关于甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和所切去部分的质量m甲、m乙的判断,正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,m甲>m乙 B.ρ甲<ρ乙,m甲<m乙
C.ρ甲=ρ乙,m甲>m乙 D.ρ甲=ρ乙,m甲<m乙
【解答】解:
(1)沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的压强相等,即p甲剩=p乙剩,
由pρgh可知,ρ甲=ρ乙,
(2)由图知,甲切去的体积较小,且ρ甲=ρ乙,
由ρ可得m=ρV,可知切去部分的质量m甲<m乙。
故选:D。
10.(2017•上海)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电键S,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中( )
A.电流表A示数变大
B.电压表V2示数变小
C.电压表V1示数与 电压表V2示数的差值变大
D.电压表V1示数与电流表A示数的比值变大
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
因电源电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表V1的示数不变,
向右移动滑动变阻器滑片P的过程中,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
由I可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,故A错误;
由U=IR可知,R1两端的电压变小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的电压变大,即电压表V2的示数变大,故B错误;
因电压表V1示数与电压表V2示数的差值等于R1两端的电压,且R1两端的电压变小,
所以,电压表V1示数与 电压表V2示数的差值变小,故C错误;
由电压表V1的示数不变、电流表A的示数变小可知,电压表V1示数与电流表A示数的比值变大,故D正确。
故选:D。
11.(2016•上海)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电键S1、S2均闭合。当电键S2由闭合到断开时,电路中( )
A.电压表V的示数变小
B.电流表A1的示数变大
C.电压表V示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表V示数与电流表A示数的乘积变大
【解答】解:当电键S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流;
当电键S2断开时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,两电流表均测通过R1的电流,
因电源电压保持不变,
所以,电压表V的示数不变,故A错误;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,通过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,
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A的示数变小,
则电压表V示数与电流表A示数的比值变大,电压表V示数与电流表A示数的乘积变小,故C正确、D错误。
故选:C。
二.填空题(共11小题)
12.(2025•上海)如图所示的电路图,电源电压为U0且保持不变。现在将MN端分别与变阻器的ac端相连,闭合开关,向右移动滑片P时。
(1)若电路无故障,则电压表示数 变小 。
(2)若移动滑片P时,至少有一个电表示数不为0,故障只存R1或R2上;请写出电压表的示数和电流表示数的变化情况以及对应的故障 电压表示数不为零,电流表示数为零,滑动变阻器R2断路;若电流表示数不为零,电压表示数等于电源电压,R1短路;电流表示数不为零,电压表示数为零,可能是R2短路 。
【解答】解:(1)现在将MN端分别与变阻器的ac端相连,由电路图可知,滑动变阻器和R1串联,电压表测滑动变阻器两端电压;闭合开关,向右移动滑片P时,滑动变阻器阻值变小,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端电压变小,即电压表示数变小;
(2)若移动滑片P时,至少有一个电表示数不为0,
(1)电压表的示数不为零,说明电路中的故障可能是电阻R1短路,此时电流表有示数;
也可能是滑动变阻器R2断路,此时电流表示数为零;
若电流表的示数不为零,说明电路中的故障可能是R2短路,电压表示数为零;
故答案为:(1)变小;(1)电压表示数不为零,电流表示数为零,滑动变阻器R2断路;若电流表示数不为零,电压表示数等于电源电压,R1短路;电流表示数不为零,电压表示数为零,可能是R2短路。
13.(2024•上海)如图所示的电路中,在定值电阻R1或滑动变阻器R2中,仅有一个故障,小申为研究故障的原因,特地设计了两个方案。
方案一:请你通过移动滑动变阻器的滑片P来探究出故障的原因,写出开关S闭合后,电流表示数变化情况及故障情况。 移动滑动变阻器的滑片,若电流表的示数发生变化,说明定值电阻R1断路;若电流表的示数不变,说明滑动变阻器R2断路 。
方案二:请你用一个完好的电阻R0来替换R1来判断发生的故障,你可选用的电阻R0的阻值是 AB 。
A.R0>R1
B.R0=R1
C.R0<R1
【解答】解:
(1)由图可知,闭合开关,定值电阻和滑动变阻器并联,电流表测干路中的电流;由题知,在定值电阻R1或滑动变阻器R2中,仅有一个故障;
若发生的故障是R1短路或R2短路,由并联电路的特点可知会造成电源短路,会烧坏干路中的电流表,且通过移动变阻器的滑片根本不能判断短路故障,另外通过更换定值电阻也不能准确判断短路故障,由此可知只能是定值电阻R1断路或滑动变阻器R2断路;
若定值电阻R1断路,移动滑动变阻器的滑片时,电路中电阻会发生变化,则电流表示数有变化;若滑动变阻器R2断路,移动滑动变阻器的滑片时,电路中电阻不变(等于R1的阻值),则电流表示数不变;
(2)若定值电阻R1断路,用R0替换R1时,由电阻的并联可知电路的总电阻将变小,则由欧姆定律可知电流表A的示数将变大;
若变阻器R2断路,用R0替换R1时,如果R0等于R1,则电流表A的示数不变;如果R0大于R1,由欧姆定律可知电流表A的示数将变小;如果R0小于R1,由欧姆定律可知电流表A的示数将变大;
综上可知,如果选用的电阻R0小于R1,当出现电流表A的示数变大时,可能是R1断路,也可能R2断路,则利用该电阻不能准确判断电路故障;所以,选用的电阻R0的阻值应大于或等于R1,才能根据电流表的示数变化情况准确判断电路故障,故选AB。
故答案为:(1)移动滑动变阻器的滑片,若电流表的示数发生变化,说明定值电阻R1断路;若电流表的示数不变,说明滑动变阻器R2断路;(2)AB。
14.(2023•上海)在如图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1阻值为R0,R2的阻值为2R0,闭合开关S,发现电流表的示数有变化。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请写出开关S闭合后电流表和电压表的示数及其对应的故障。 若电压表示数为U0,电流表示数为,则R1短路;
若电压表示数为零,电流表示数为,则R2短路 。
【解答】解:
由图知,开关断开时,电压表串联在电路中,若R1完好或R1短路时,则电压表测电源电压(其示数为U0),因电压表的内阻很大,则电路中几乎没有电流,电流表一定是无示数;
已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上,闭合开关S后,电流表的示数有变化;
①若R1断路,则整个电路断路,无论开关S断开还是闭合,电流表示数都为零,其示数不会有变化,故电路故障不是R1断路;
②若R1短路,则开关S断开时,电压表串联在电路中测电源电压,则电压表示数为U0,电流表示数为零;
开关S闭合后,电路为R2的简单电路,电压表示数仍然为U0,由欧姆定律可得此时电流表示数为I,则电流表的示数有变化,故电路故障可能为R1短路;
③若R2断路,则开关S断开时,电流表示数为零;开关S闭合后,电流表示数仍然为零,其示数不会有变化,故电路故障不是R2断路;
④若R2短路,则开关S断开时,电压表串联在电路中测电源电压,则电压表示数为U0,电流表示数为零;
开关S闭合后,电路为R1的简单电路,此时电压表被短路,则电压表示数为零,由欧姆定律可得此时电流表示数为I′,则电流表的示数有变化,故电路故障可能为R2短路;
综上可知,闭合开关S后,若电压表示数为U0,电流表示数为,则R1短路;若电压表示数为零,电流表示数为,则R2短路。
故答案为:若电压表示数为U0,电流表示数为,则R1短路;
若电压表示数为零,电流表示数为,则R2短路。
15.(2021•上海)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,两个电表中至少有一个电表示数会发生变化。若电路中只有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。根据以上信息,写出闭合开关S前后电流表和电压表示数的变化情况及对应的故障。 (1)若电流表示数变大,电压表示数不变,则故障是电阻R1短路;(2)若电流表示数变大,电压表示数变小,则故障是R2短路 。
【解答】解:
由图可知,开关S闭合时,该电路为串联电路,电压表测量的是R2的电压,电流表测量电路中的电流;
①若R1断路,开关S断开时,电流表示数为0,电压表示数为0;开关闭合后,电流表示数为0,电压表示数为0;即开关从断开到闭合时,电流表和电压表示数都不变;
②若R1短路,开关S断开时,电压表测量的是电源的电压,有示数,电路中无电流,电流表示数为0;开关闭合后,电路是通路,电路中有电流,此时电压表测量的是电源电压;即开关从断开到闭合时,电流表示数变大,电压表示数不变;
③若R2断路,开关S断开时,整个电路是断开的,电流表为0,电压表示数为电源电压;开关闭合后,电路中无电流,电流表示数为0,电压表示数为电源电压;即开关从断开到闭合时,电流表和电压表示数都不变;
④若R2短路,开关S断开时,电流表示数为0,电压表测量的是电源电压;开关闭合后,电路中有电流,此时电压表测量的是一段导线两端的电压,示数为0;即开关从断开到闭合时,电流表示数变大,电压表示数变小;
综上可知,符合题意的只有两种情况:
若电流表示数变大,电压表示数不变,则故障是电阻R1短路;若电流表示数变大,电压表示数变小,则故障是R2短路。
故答案为:
(1)若电流表示数变大,电压表示数不变,则故障是电阻R1短路;(2)若电流表示数变大,电压表示数变小,则故障是R2短路。
16.(2022•上海)某同学发现冬天水管会“爆裂”,他通过查阅资料获得以下信息:(1)物体膨胀时如果遇到障碍,会产生很大的力;(2)金属会热胀冷缩;(3)水和冰在不同温度下的密度如表所示:
形态
水
冰
温度(℃)
4
3
2
1
0
0
密度(克/厘米3)
0.9998
0.9996
0.9994
0.9991
0.9990
0.9101
①根据表格中温度和密度的数据,得出结论:在1个标准大气压下,当0~4摄氏度时, 温度越低,水的密度越小 。
②指出水管“爆裂”的原因,并写出分析过程 冬天温度降低,水会结成冰,体积增大;加上金属(水管)热胀冷缩,体积变小,管内的冰(水)膨胀时,遇到障碍,产生很大的力,撑爆水管 。
【解答】解:①由表格可知,当0~4摄氏度时,温度降低,密度在变小;
②冬天温度降低,水会结成冰,体积增大;加上金属(水管)热胀冷缩,体积变小,管内的冰(水)膨胀时,遇到障碍,产生很大的力,撑爆水管。
故答案为:①温度越低,水的密度越小;
②冬天温度降低,水会结成冰,体积增大;加上金属(水管)热胀冷缩,体积变小,管内的冰(水)膨胀时,遇到障碍,产生很大的力,撑爆水管。
17.(2021•上海)电源电压8V,10秒通过的电荷量是5库,通过的电流大小为 0.5A ,电流做功 40J ;当电源电压发生变化时,则电阻阻值将 不变 。
【解答】解:10秒通过的电荷量是5库,通过的电流大小为:I0.5A;
电流做功为:W=UIt=8V×0.5A×10s=40J;
电阻的大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,与电流和电压的大小无关,当电源电压发生变化时,则电阻阻值将不变。
故答案为:0.5A;40J;不变。
18.(2020•上海)如图所示,当一个带负电的物体甲靠近不带电的金属导体乙时,乙的a端会带正电、b端会带负电。
①发生上述现象的原因:金属导体中存在大量可移动的自由电子,电子带 负 电(选填“正”或“负”);自由电子受到物体甲所带电荷的 排斥 作用移动到导体乙的一端(选填“吸引”或“排斥”);
②若将图中的物体甲换成带正电的物体,根据上述分析可得,导体乙的 C (选填“A”“B”或“C”)。
A.a、b两端都不会带电
B.a端会带正电、b端会带负电
C.a端会带负电、b端会带正电
【解答】解:
(1)电子带负电;因同种电荷相互排斥,所以乙中自由电子会受到带负电的物体甲的排斥力;
(2)将图中的物体甲换成带正电的物体,因异种电荷相互吸引,所以乙中自由电子会受到带正电的物体的吸引,移动到导体乙的a端,使a端带负电,而b端因失去电子(失去负电荷)而带正电,故C符合题意,AB不合题意。
故答案为:①负;排斥;(2)C。
19.(2019•上海)亚里士多德为了解释抽水现象,提出了“自然界厌恶真空”理论,意思是只要液面上方出现真空,与真空接触的液体就会流上去填补真空。
①可以用“自然界厌恶真空”理论来解释的现象是 C (选填“A”“B”或“C”)。
A.回声的产生B.彩虹的形成C.利用吸管吸饮料
②可以推翻“自然界厌恶真空”理论的实验是 A (选填“A”“B”或“C”),理由是 做托里拆利实验时,玻璃管内上方有一段是真空,但是玻璃管中的水银没有去填补,所以与亚里士多德观点不相符,所以可以推翻其观点 。
A.托里拆利实验B.富兰克林雷电实验C.马德堡半球实验
【解答】解:
(1)亚里士多德的观点是“自然界是厌恶真空的”。他认为在自然界中,接触到真空的液体就会自己填补,会上升。
A.回声的形成是声在传播过程中遇到障碍物,声被障碍物反射回来,与亚里士多德的观点不符。
B.彩虹是太阳光的色散,与亚里士多德的观点不符。
C.用吸管吸饮料时,吸管内的气压减小,饮料在外界大气压的作用下被压入嘴里,与亚里士多德的观点相符。
故选:C。
(2)A.托里拆利实验,当外界大气压是一个标准大气压,能支持76cm高的水银柱,玻璃管的长度是1m,玻璃管内上方有一段真空,水银没有去填补,亚里士多德认为接触到真空的液体就会自己填补,所以托里拆利实验能推翻亚里士多德理论。
B.富兰克林风筝雷电实验是大气中的放电现象,与亚里士多德的观点不相关。
C.马德堡半球实验是证明大气压的存在,并且证明大气压很大,与亚里士多德的观点不相关。
故选:A。
做托里拆利实验时,玻璃管的上空有一段是真空,但是玻璃管中的水银没有去填补,所以与亚里士多德的观点不相符,所以可以推翻其观点。
故答案为:(1)C;(2)A;做托里拆利实验时,玻璃管内上方有一段是真空,但是玻璃管中的水银没有去填补,所以与亚里士多德观点不相符,所以可以推翻其观点。
20.(2018•上海)小华根据“磁体对周围小磁针的力的作用,不需要接触,说明磁体周围存在磁场”的知识,类比得出:地球周围存在“重力”场。
①请写出小华得出地球周围存在“重力”场的依据。 地球对周围的物体有吸引力的作用,不需要接触 。
②如果用同一物体受到重力的大小和方向来表示“重力”场的强弱和方向。
(a)登月宇航员在月球上受到的重力大约是地球上的六分之一,说明地球附近的“重力”场比月球附近的“重力”场 强 (选填“强”或“弱”)。
(b)类比用磁感线描述磁场,用一系列假想线来描述地球附近的“重力”场,在图中最为合理的是 A (选填“A”、“B”或“C”)。
【解答】解:
(1)磁体对周围小磁针的力的作用,不需要接触,说明磁体周围存在磁场;
同理可知,地球对周围的物体有吸引力的作用,也不需要接触,据此可以猜想在地球周围也可能存在“重力场”;
(2)(a)由题知,如果用同一物体受到重力的大小来表示“重力”场的强弱,即重力越大,重力场越强;因同一物体在月球上受到的重力大约是地球的六分之一,说明同一物体在地球上的重力较大,即地球附近的“重力”场比月球附近的“重力”场强;
(b)在磁场中,小磁针受力方向为磁感线的切线方向;
而重力的方向竖直向下,基本上指向地心的方向,类比可知,图A最有可能是“重力场”的分布。
故答案为:(1)地球对周围的物体有吸引力的作用,不需要接触;(2)(a)强;(b)A。
21.(2017•上海)研究发现,人体内部存在磁场,人体内部的磁场与人体健康密切相关。
①人体内部的磁场与地磁场相比很弱,若用磁感线描述人体内部的磁场和地磁场,则下列判断中合理的是 A (选填:A、B或C)。
A.人体内部磁场的磁感线分布较疏
B、人体内部磁场的磁感线分布较密
C、两者磁场的磁感线疏密大致相同
②对人体内部磁场存在的原因提出猜想,请写出一种猜想及其依据。 电流周围有磁场,人体内也有电流 。
【解答】解:
①磁场越强,反映在磁感线上分布较密,磁场越弱,反映在磁感线上分布较疏;
人体内部的磁场与地磁场相比很弱,若用磁感线描述人体内部的磁场和地磁场,则人体内部磁场的磁感线分布较疏,故选A;
②根据奥斯特实验,通电导体周围有磁场,对人体内部磁场存在的原因提出猜想:电流周围有磁场,人体内有电流。
故答案为:①A;②电流周围有磁场,人体内也有电流。
22.(2016•上海)在“探究杠杆平衡的条件”实验中,需记录动力、动力臂、 阻力 和阻力臂,为便于直接在杠杆上读出力臂的数值,应使杠杆在 水平 位置保持平衡。在“探究平面镜成像的特点”实验中,为了能够找到 虚 像的位置 (选填“实”或“虚”),采用 玻璃板 作为平面镜。
【解答】解:
(1)根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2可知,在“探究杠杆平衡的条件”实验中,需记录动力、动力臂、阻力和阻力臂;
为了在杠杆上直接读出力臂大小,实验时应使杠杆在水平位置平衡;
(2)平面镜所成的像不能用光屏承接,所以平面镜所成的像是虚像;
在“探究平面镜成像的特点”实验中,用透明的玻璃板代替平面镜,在物体一侧,既能看到蜡烛A的像,也能看到代替蜡烛A的蜡烛B,便于确定像的位置。
故答案为:阻力;水平;虚;玻璃板。
三.计算题(共10小题)
23.(2025•上海)甲、乙是两个完全相同的足够高的薄壁圆柱形容器,放在水平地面上,底面积为0.01米2。甲中装有水,乙中装有某液体,并且浸没一个金属小球。此时甲、乙两容器对地面的压强分别为3824帕,6176帕。
(1)求甲对地面的压力;
(2)将乙中小球拿出,并浸没在甲中。乙的液面下降0.02m,小球更换位置后,两容器对地面的压强相等;
求:①放入小球后,甲中水对容器底的压强变化量。
②金属小球的密度。
【解答】解:(1)由p可得,甲对地面的压力:
F甲=p甲S=3824Pa×0.01m2=38.24N;
(2)①两容器相同,小球在液体中和水中都是浸没,排开水的体积和液体的体积相同,取出小球后乙中液体的液面下降0.02m,则放入小球后,水面的高度增加0.02m,
放入小球后,甲中水对容器底的压强变化量:
Δp=ρ水gΔh水=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.02m=196Pa;
②由p可得,乙对地面的压力:
F乙=p乙S=6176Pa×0.01m2=61.76N;
薄壁圆柱形容器的重力忽略不计,则G水=F甲=38.24N,G液+G球=F乙=61.76N;
小球更换位置后,两容器对地面的压强相等,因为受力面积相同,所以两容器对地面的压力相等,
即G水+G球=G液,故38.24N+G球=61.76N﹣G球,
解得:G球=11.76N,
由G=mg可得,小球的质量:m1.2kg,
小球的体积:V=V排=SΔh=0.01m2×0.02m=2×10﹣4m3,
小球的密度:ρ6×103kg/m3。
答:(1)甲对地面的压力为38.24N;
(2)①放入小球后,甲中水对容器底的压强变化量为196Pa;
②金属小球的密度为6×103kg/m3。
24.(2024•上海)如图1所示,将盛有液体的容器甲、乙两容器竖直放在水平面上。甲中液体未知,乙中液体为水,容器的质量和厚度都忽略不计。
①若甲容器中液体质量为1.2kg,受力面积为1.2×10﹣3m2,求甲容器对地面的压强p甲。
②若乙容器中水的质量为1.5kg,求乙中水的体积V水。
③如图2所示,若在乙容器中再加入一定水,则此时水的深度为0.2米,将容器乙放进容器甲中,容器甲的液面比容器乙的水面高0.05m。求此时甲容器中液体的密度。
【解答】解:①甲容器对地面的压力为:
F甲=G甲=m甲g=1.2kg×10N/kg=12N,
甲容器对地面的压强为:
p甲104Pa;
②若乙容器中水的质量为1.5kg,乙中水的体积为:
V水1.5×10﹣3m3;
③容器乙在甲容器中浸入的深度为:h液=h水+Δh=0.2m+0.05m=0.25m,
容器的质量(重力)不计,此时容器乙在外面液体中处于漂浮状态,则由漂浮条件可得F浮液=G水,
由浮力产生的原因可知容器乙受到的浮力等于外面液体对容器乙底部的压力,即F液压=F浮液,
又因为容器乙为柱形容器,则水对容器乙底部的压力等于水的重力,即F水压=G水,
由此可知F水压=F液压,容器厚度不计,则乙容器内外的底面积相等,根据压强定义式可知p水=p液,
由液体压强公式可得:ρ水gh水=ρ液gh液,
所以甲容器中液体的密度为:
ρ液0.8×103kg/m3。
答:①若甲容器中液体质量为1.2kg,受力面积为1.2×10﹣3m2,甲容器对地面的压强p甲为104Pa;
②若乙容器中水的质量为1.5kg,乙中水的体积V水1.5×10﹣3m3;
③此时甲容器中液体的密度0.8×103kg/m3。
25.(2023•上海)如图所示,两个相同的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平地面,容器高度为0.8米。
①若甲中水质量为2千克,求水的体积V水。
②乙容器质量为m0,底面积为S0,求乙容器对地面的压强p乙。
③若甲容器中水的深度为0.6米,现向乙容器中加入深度大于0.6米的A液体,使得甲、乙中液体对容器底部的压强相等,求A液体的密度ρA的取值范围。
【解答】解:(1)甲中有2kg的水,由密度公式可知,
甲中水的体积:V水2×10﹣3m3;
(2)乙容器的质量为m0,底面积为S0,乙对地面的压力F=G=m0g,
则乙对地面的压强:
p乙;
(3)现向乙容器中加入深度大于0.6米的A液体,使得甲、乙中液体对容器底部的压强相等,即ρ水gh水=ρ液gh液,
所以ρ液•ρ水,A液体的深度越小,密度越大,即h液=0.8m,ρ液最小,
液体的最小密度为:ρ液•ρ水1×103kg/m3=0.75×103kg/m3;
由于A液体的深度大于0.6m,所以液体的密度小于1×103kg/m3,则A液体的密度范围为:0.75×103kg/m3≤ρA<1×103kg/m3。
答:①若甲中水质量为2千克,水的体积V水为2×10﹣3m3;
②乙容器质量为m0,底面积为S0,乙容器对地面的压强p乙为;
③若甲容器中水的深度为0.6米,现向乙容器中加入深度大于0.6米的A液体,使得甲、乙中液体对容器底部的压强相等,求A液体的密度ρA的取值范围为0.75×103kg/m3≤ρA<1×103kg/m3。
26.(2021•上海)在如图1所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为3安。电流表A、A1的表盘均如图2所示。变阻器滑片P位于最大阻值处,闭合开关S,电流表A1示数为0.3安,两电流表指针偏离零刻度线角度相同。
(1)求电阻R1的阻值;
(2)求此时经过变阻器R2的电流I2;
(3)移动变阻器滑片P,在电路安全工作的前提下,求变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比P2最小:P2最大。
【解答】解:(1)闭合开关,两电阻并联接入电路,电流表A测干路电流,电流表A1测通过R1的电流,
并联电路各并联支路两端电压相等,由欧姆定律可得电阻R1的阻值:R120Ω;
(2)干路电流表A和电流表A1偏角相同,且干路电流大于支路电流,电流表A所选的是0﹣3A量程,电流表A1选择0﹣0.6A量程,故干路电流为0.3A×5=1.5A,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过变阻器R2的电流:I2=I﹣I1=1.5A﹣0.3A=1.2A;
(3)变阻器滑片P位于最大阻值处时通过滑动变阻器的电流最小,所以通过滑动变阻器的最小电流为 1.2A,
电流表A示数最大时通过滑动变阻器的电流最大,电流表A的最大示数为3A,所以通过滑动变阻器的最大电流为:I2′=I′﹣I1=3A﹣0.3A=2.7A,
由电功率公式P=UI可知变阻器R2消耗的最小功率和最大功率的比值等于最小电流和最大电流的比值,即P2最小:P2最大=I2:I'2=1.2A:2.7A=4:9。
答:(1)电阻R1的阻值为20Ω;
(2)此时经过变阻器R2的电流为1.2A;
(3)变阻器滑片P,在电路安全工作的前提下,求变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min:P2max=4:9。
27.(2022•上海)小华同学做“测小灯泡电功率”的实验,他将电源(电源电压为2伏的整数倍)、待测小灯(额定电压为6伏,如果实际电压超过7.5伏时小灯会损毁)、电流表、开关串联。并将电压表并联入电路。实验时,他将电压表的示数UV,电流表的示数IA,以及两者的乘积UVIA记录下来,表格中为部分数据。
序号
UV(伏)
IA(安)
UVIA(瓦)
1
2.0
1.2
2
4.0
3
6.0
1.8
①电压表并联在 滑动变阻器 两端(“小灯泡”或“滑动变阻器”)。
②求出电源电压U(需写出主要计算过程)。
③求出小灯的额定电功率P额(需写出主要计算过程)。
【解答】解:(1)由表中数据可知,当UV=2.0V,UVIA=1.2W时,IA=0.6A;同理,UV=6.0V,UVIA=1.8W时,IA=0.3A;随着电压表示数增大,电流表示数反而减小,说明电压表示数随变阻器阻值的增大而增大,根据串联电路分压原理,故电压表应并联在滑动变阻器两端;
(2)根据串联电路电压规律,U=U灯+UV,且U灯<7.5V,由表中数据可知,6V<U<2V+7.5V=9.5V,电源电压为2伏的整数倍,故U=8V;
(3)由表中数据可知,当变阻器两端电压为2V时,根据串联电路电压规律,灯泡两端电压为6V,灯泡正常发光,由(1)可知,此时电路中电流为0.6A,故小灯的额定电功率:
P额=U额I额=6V×0.6A=3.6W。
故答案为:(1)滑动变阻器;(2)见解答;(3)见解答。
28.(2020•上海)在如图所示的电路中,电源电压为3伏保持不变,滑动变阻器R2标有“20欧 2安”字样。只闭合开关S1,电流表示数为0.3安。
①求电阻R1的阻值;
②求通电10秒钟,电流通过电阻R1所做的功W;
③闭合开关S2,移动滑动变阻器滑片P,使R1和R2消耗的总功率最小,求此最小总功率P最小。
【解答】解:
①只闭合开关S1,电路为只有R1的简单电路,电阻R1的阻值为:
R110Ω;
②通电10秒钟,电流通过电阻R1所做的功为:
W=UI1t=3V×0.3A×10s=9J;
③闭合开关S2,R1R2并联,要使R1和R2消耗的总功率最小,即电路中总电阻最大,即滑动变阻器滑片P移至最右端,通过R2的最小电流为:
I20.15A;
电路中最小电流I=I1+I2=0.3A+0.15A=0.45A;
则最小总功率P最小=UI=3V×0.45A=1.35W。
答:
①电阻R1的阻值为10Ω;
②通电10秒钟,电流通过电阻R1所做的功W为9J;
③闭合开关S2,移动滑动变阻器滑片P,使R1和R2消耗的总功率最小,此最小总功率P最小为1.35W。
29.(2019•上海)在如图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“1安”字样。闭合电键S,电压表示数为5伏。
①求通过电阻R1的电流I1。
②求通电10秒钟后,电流通过电阻R1做的功W1。
③移动滑动变阻器滑片P过程中,电源电压与电压表示数比值的最大为3,求电压表最大示数和最小示数的差值ΔU1。
【解答】解:①根据电路图可知,电压表测量R1两端的电压,又因为R1=10Ω,
所以通过电阻R1的电流:
I10.5A;
②通电10秒钟后,电流通过电阻R1做的功:
W1=U1I1t=5V×0.5A×10s=25J。
③电源电压和电压表示数的比值最大为3,因电源电压12V,此时应为电压表最小值,3,故UV小=4V;
滑动变阻器R2上标有“1A”字样,表示变阻器允许通过的最大电流为1A,即电路的最大电流为1A,由欧姆定律,此时电压表示数的最大值:
U1′=I′R1=1A×10Ω=10V,
电压表示数的最大值和最小值的差值应为:
ΔU1=10V﹣4V=6V。
答:①通过电阻R1的电流I1=0.5A;
②通电10s做功为25焦。
③电压表示数的最大值和最小值的差值6V。
30.(2017•上海)在如图所示的路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20欧,闭合电键S,两电流表的示数分别为0.8安和0.3安。
①求电源电压U。
②求通过电阻R2的电流I2。
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,且电源的电功率变化了0.6瓦,求电阻R0的阻值。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测电阻R1支路的电流。
①闭合电键S,两电流表的示数分别为0.8A和0.3A,
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I=0.8A,通过电阻R1的电流I1=0.3A,
并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由欧姆定律可得,电源电压:
U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
②由并联电路的电流特点可得,通过R2的电流:
I2=I﹣I1=0.8A﹣0.3A=0.5A;
③由题知,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;
替换前电源的电功率:
P总=UI=6V×0.8A=4.8W;
替换后电源的电功率变化了0.6W,则此时电源的电功率可能为:
P总′=P总+ΔP=4.8W+0.6W=5.4W,P总″=P总﹣ΔP=4.8W﹣0.6W=4.2W;
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=6V×0.3A=1.8W;
因替换后R1与R0并联,且电源的电功率等于各电阻消耗功率之和,
所以,电阻R0消耗的功率可能为:
P0=P总′﹣P1=5.4W﹣1.8W=3.6W,P0′=P总″﹣P1=4.2W﹣1.8W=2.4W,
由P可得,R0的阻值可能为:
R010Ω,R0′15Ω,
即电阻R0的阻值为10Ω或15Ω才能满足题中的要求。
答:①电源电压U为6V;
②通过电阻R2的电流I2为0.5A;
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,且电源的电功率变化了0.6瓦,电阻R0的阻值为10Ω或15Ω。
31.(2016•上海)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S后,电压表的示数为1伏,电流表的示数为0.1安。
①求电阻R1的阻值。
②在移动变阻器R2滑片P的过程中,当电阻R1两端的电压分别为U0、8U0时,变阻器R2的电功率相等,求电源电压U。
【解答】解:
①由图知,R1与R2串联,电流表测电路中电流,电压表测R1两端电压,
由I可得R1的阻值:
R110Ω;
②由串联电路的电压特点知,当电阻R1两端的电压分别为U0时,
滑动变阻器R2两端的电压:U2′=U﹣U1′=U﹣U0,
电流:I2′=I1′,
同理,当电阻R1两端的电压分别为8U0时,
滑动变阻器R2两端的电压:U2″=U﹣U1″=U﹣8U0,
电流:I2″=I1″,
两次变阻器R2的电功率相等,由P=UI有:
U2′I2′=U2″I2″,
即:(U﹣U0)(U﹣8U0),
解得:U=9U0。
答:①电阻R1的阻值为10Ω;
②电源电压为9U0。
32.(2021•上海)质量为2kg的水温度升高5℃,求吸收的热量Q吸[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
【解答】解:水吸收的热量为:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×5℃=4.2×104J.
答:水吸收的热量为4.2×104J.
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