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荆州市 2023 年初中学业水平考试理化综合试题
注意事项：
1．本卷共10页，7大题，满分120分（其中物理70分，化学50分），考试时间120分钟。
2．本卷为试题卷，不能答题，答题必须写在答题卡上。
3．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，认真核对条形码上
的姓名、准考证号。
4．考试结束后，试题卷、答题卡和草稿纸均不得带出考场。
一、单项选择题（本大题包括20小题，每小题2分，共40分）
1. 2023年4月8日晚，首届楚文化节在荆州古城盛大开幕，如图所示。开幕式上，文化节主题歌《荆州荆
州》唱响荆州，让人在词曲中感受古今交融的荆楚韵味。下列说法不正确的是（ ）
A. 歌手发出的声音由声带振动产生 B. 男女歌手声音的传播速度相同
C. 使用扩音器主要是为了改变歌声的音调 D. 歌声通过空气传到现场观众耳中
【答案】C
【解析】
【详解】A．声音是由物体的振动产生的，歌手发出的声音由声带振动产生。故A正确，不符合题意；
B．声音的传播速度与介质的种类和温度有关。男女歌手声音的传声介质均为空气，温度也相同，因此传
播速度相同。故B正确，不符合题意；
C．使用扩音器主要是为了改变歌声的响度。故C错误，符合题意；
D．声音的传播需要介质，歌声通过空气这种介质传到现场观众耳中。故D正确，不符合题意。
故选C。
2. 2023年5月11日，我国发射的天舟六号货运飞船与中国空间站组合体成功交会对接，如图所示。空间
站组合体上的摄像机完整记录了交会对接过程。下列说法正确的是（ ）
A. 光通过摄像机的镜头始终沿直线传播
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B. 摄像机所成的像是实像
C. 摄像机的工作原理与投影仪的工作原理相同
D. 天舟六号靠近空间站组合体时，摄像机成的像逐渐变小
【答案】B
【解析】
【详解】A．光在不均匀介质中传播时会发生偏折，因此光斜射入摄像机的镜头时传播方向会发生变化，
故A错误；
B．摄像机是根据物距大于二倍焦距成倒立缩小的实像制成的。故B正确；
C．投影仪是根据凸透镜成倒立、放大的实像制成的，与摄像机的工作原理不同，故C错误；
D．摄像机安装在空间站组合体上，当天舟六号靠近空间站组合体时，物距减小，则像距增大，像逐渐变
大。故D错误。
故选B。
的
3. 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 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. 矿泉水结冰是凝华现象
B. 食物保鲜利用了冰熔化放热
C. 食物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】C
【解析】
【详解】A．矿泉水结冰，液态变为固态，是凝固现象，故A错误；
B．食物保鲜利用了冰熔化吸热，降低温度，故B错误；
C．食物外包装上出现小水珠是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，是水珠吸热汽化成水蒸气，故D错误。
故选C。
4. 关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 5G通信是利用电磁波来传递信息的
B. 我国的北斗卫星定位系统是利用超声波进行定位的
C. 电磁波在真空中的传播速度是340m/s
D. 遥控器发出的红外线不是电磁波
【答案】A
【解析】
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【详解】A．电磁波可以传递信息且速度约等于光速，故5G通信是利用电磁波来传递信息的。故A正确；
B．电磁波可以传递信息且能在真空中传播，而超声波无法在真空中传播，所以我国的北斗卫星定位系统
是利用电磁波进行定位的。故B错误；
C．电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s。故C错误；
D．遥控器通过发射红外线控制电视等用电器的，红外线属于电磁波。故D错误。
故选A。
5. 发展新能源汽车是我国应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。荆州市公交公司今年投入了一批新能
源纯电动空调车，下列各图中能说明其动力装置工作原理的是（ ）
A B.
.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】新能源纯电动空调车的动力装置为电动机。其工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A．图为奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场。故A不符合题意；
B．图中有电源，开关闭合后，导线中有电流通过，该实验说明通电导体在磁场中会受到力的作用而运动。
故B符合题意；
C．图中无电源，当导体ab做切割磁感线运动时，会产生感应电流，灵敏电流计的指针会发生偏转，这是
发电机的原理。故C不符合题意；
D．图为探究电磁铁与电流大小的关系实验，通过移动滑动变阻器的滑片来改变电流的大小。故D不符合
题意。
故选B。
6. 2023年5月21日，中国羽毛球队发扬永不放弃、顽强拼搏的团队精神，第十三次捧起苏迪曼杯，如图
所示。在比赛过程中，下列说法正确的是（ ）
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A. 羽毛球受到球拍的作用力是因为球拍发生了形变
B. 羽毛球被击飞说明力可以改变物体的形状
C. 在空中飞行的羽毛球运动到最高点时只受重力的作用
D. 静止在场地上的羽毛球受到的支持力与它对地面的压力是一对平衡力
【答案】A
【解析】
【详解】A．球拍由于发生了弹性形变，要恢复到原来的形状而对羽毛球产生弹力。所以羽毛球受到球拍
的作用力是因为球拍发生了形变。故A正确；
B．羽毛球被击飞说明力可以改变物体的运动状态。故B错误；
C．在空中飞行的羽毛球运动到最高点时仍具有水平方向的速度，因此除了受到重力的作用外，还会受到
空气的阻力。故C错误；
D．静止在场地上的羽毛球受到的支持力与它对地面的压力，这两个力的受力物体不同，所以不是一对平
衡力。故D错误。
故选A。
7. 如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，滑动变阻器滑片P从中点向右端移动时，下列说法正确
的是（ ）
A. 电压表V的示数变大，电流表A 示数变小
1
B. 电压表V的示数不变，电流表A 示数变大
2
C. 电压表V的示数与电流表A 的示数之比不变
1
D. 电流表A 的示数与电流表A 的示数之差不变
2 1
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知，电阻R、R 并联，电流表A 测量R 的电流，电流表A 测量干路电流，电压表测量并
1 2 1 2 2
联电路的电压。
AB．根据并联电路电压特点可知，电源电压不变，则电压表示数不变；滑动变阻器滑片P从中点向右端移
动时，连入电路的阻值变大，根据欧姆定律可知，通过R 的电流变小，电流表A 的示数变小；R 阻值不
2 1 1
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变，通过R 的电流不变，根据并联电路电流特点可知，干路电流变小，则电流表A 的示数变小，故AB错
1 2
误；
C．电压表V的示数不变，电流表A 的示数变小，则电压表V的示数与电流表A 的示数之比变大，故C
1 1
错误；
D．根据并联电路电流规律可知，电流表A 的示数与电流表A 的示数之差是通过R 的电流，因为通过R
2 1 1 1
的电流不变，则电流表A 的示数与电流表A 的示数之差不变，故D正确。
2 1
故选D。
8. 2023年5月30日，景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员乘坐神舟十六号载人飞船，成功进入中国空间
站，与神舟十五号航天员乘组会师天宫，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 飞船在升空过程中，只存在动能和势能的相互转化
B. 漂浮在空间站中的宇航员重力势能为零
C. 空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能守恒
D. 空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行，在近地点时动能最小
【答案】C
【解析】
【详解】A．飞船在升空过程中，需要燃烧燃料为其提供动力，将内能转化为机械能，同时还需要克服空
气阻力做功，因此不只是存在动能和势能的相互转化，故A错误；
B．物体由于被举高而具有的能叫重力势能，其大小与物体的质量与高度有关。漂浮在空间站中的宇航员
的质量不为零，且具有一定的高度，因此重力势能不为零，故B错误；
C．太空是真空，没有空气阻力，因此空间站组合体在轨稳定运行过程中只存在动能和势能的相互转化，
机械能守恒。故C正确；
D．空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行，在近地点时动能最大，故D错误。
故选C。
9. 一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体，使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运
动10s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下列选项正确的
是（ ）
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A. 绳子自由端移动的距离为3m B. 拉力做的有用功为500J
C. 拉力做的额外功为150J D. 拉力做功的功率为25W
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，物体移动的距离是
s=vt=0.1m/s×10s=1m
有两根绳子与动滑轮相连，绳子自由端移动的距离为
s =ns=2×1m=2m
绳
故A错误；
B．物体与地面间的滑动摩擦力为150N，拉力克服摩擦力做的有用功为
W =fs=150N×1m=150J
有
故B错误；
C．滑轮组的机械效率是60%，则总功为
拉力做 的额外功为
W =W -W =250J-150J=100J
额 总 有
故C错误；
D．拉力做功的功率为
故D正确。
故选D。
10. 如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发
光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
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A. a曲线表示电压表V 示数与电流表示数变化的关系图像
1
B. 电源电压为8V
C. 灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路的阻值为40Ω
D. 灯泡的额定功率为3.5W
【答案】D
【解析】
【详解】由图得，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V 测量滑动变阻器两端的电压，电压表V 测量灯泡两
1 2
端的电压，电流表测量电路电流。
A．滑片向左移动，滑动变阻器接入电路中电阻变小，有串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小，
电压电源不变，由串联电路的电压规律可知灯泡两端的电压变大，电路中总电阻变小，电路电流变大，则
曲线a为灯泡的电压、电流关系图，曲线b变阻器的电压、电流关系图，即曲线a为电压表V 数与电流表
2
示数变化的关系图像，曲线b为电压表V 示数与电流表示数变化的关系图像，故A错误；
1
B．由图像得，当灯泡电压为1V时，变阻器电压为8V，则电源电压
故B错误；
C．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，由乙图可知，当灯泡正常发光
时，电路电流为0.5A，滑动变阻器两端的电压为2V，由欧姆定律得滑动变阻器接入电路的阻值为
故C错误；
D． 当灯泡正常发光时，电路电流为0.5A，滑动变阻器两端的电压为2V，灯泡的额定电压
额定功率为
故D正确。
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故选D。
二、填空题（本大题包括4小题，每空1分，共12分）
11. 2023年5月28日，中国东方航空使用中国商飞全球首架交付的C919大型客机，从上海虹桥机场飞往
北京首都机场，开启了国产大飞机C919的全球首次商业载客飞行，如图所示。飞机在升空过程中，乘客
行李箱的惯性______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；乘客相对于座椅是______（选填“静止”
或“运动”）的；此时机翼______方（选填“上”或“下”）的空气流速快，压强小；随着海拔高度的升
高，外界大气压强______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 ①. 不变
②. 静止 ③. 上 ④. 变小
【解析】
【详解】[1]惯性是物体的一种属性，只与物体的质量有关。飞机在升空过程中，乘客行李箱的质量不变，
惯性不变。
[2]乘客相对于座椅没有发生位置的改变，因此以座椅为参照物，乘客是静止的。
[3]根据流体压强的特点流速快的位置压强小，机翼上方的流速快，压强小。
[4]大气压强与高度有关，海拔越高，大气压强越小。所以随着海拔高度的升高，外界大气压强变小。
12. 目前荆州正积极切入预制菜产业赛道，发力打造“华中预制菜之都”，荆州鱼糕预制菜是荆州最具特
色菜肴之一。蒸鱼糕是通过______的方式来增大鱼糕的内能；蒸熟的鱼糕散发出香味，这是______现象。
现在用来照明的白炽灯已被节能、环保的LED灯所替代，LED灯主要是用______（选填“超导”或“半
导体”）材料制成的。在家庭电路中，为防止触电事故的发生，必须把控制用电器的开关安装在______线
与用电器之间。
【答案】 ①. 热传递 ②. 扩散 ③. 半导体 ④. 火
【解析】
的
【详解】[1]蒸鱼糕时用水蒸气给鱼糕加热，鱼糕吸收热量，内能增大，这是通过热传递 方式改变鱼糕的
内能。
[2]蒸熟的鱼糕散发出香味，这是鱼糕中的香气分子不停的做无规则运动、进入到空气中的结果，属于扩散
现象。
[3]半导体具有单向导通性，LED灯是用半导体材料制成的。
[4]为防止用电器不工作时仍然带电，必须把控制用电器的开关安装在火线与用电器之间，从而防止触电事
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故的发生。
13. 某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了0.21m3的煤气，水吸收的热量是______J，
该燃气热水器烧水的效率是______。[已知水的比热容为 ，水的密度为 ，
煤气的热值为 ]
【答案】 ①. ②. 50%
【解析】
【详解】[1]水的质量为
水吸收的热量是
[2]煤气完全燃烧放出的热量为
该燃气热水器烧水的效率是
14. 如图甲所示的密闭容器，壁厚忽略不计。其底部是边长为5cm的正方形，容器中装有高度为8cm的水，
此时水对容器底的压强为______Pa．将容器倒置并使其在水中竖直漂浮，如图乙所示，容器内外水面的高
度差为2cm，该容器的质量为______g．（水的密度为 ，g取10N/kg）
【答案】 ①. 800 ②. 2
【解析】
【详解】[1]容器中装有高度为8cm的水，此时水对容器底的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-2m=800Pa
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[2]瓶子（含瓶盖） 重的力等于高度8cm的水柱的重力，根据G=mg和 可得
G =ρ gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×5×10-4×8×10-2m3=2N
瓶 水
三、实验与探究题（本大题包括5小题，每空1分，共24分）
15. 为了探究平面镜成像特点，小华同学准备了透明玻璃板、刻度尺、光屏和A、B两只大小相同的蜡烛，
如图所示。
（1）用透明玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的______，用玻璃板代替平面镜实验时，应选用______
（选填“厚”或“薄”）一些的玻璃板；
（2）当蜡烛A远离玻璃板时，它的像会______（选填“变小”“不变”或“变大”）；
（3）实验中若只将玻璃板水平向左平移，蜡烛所成像的位置______（选填“向左移”“向右移”或“不
变”）；
（4）小华同学在实验中将透明玻璃板与水平桌面垂直方向成30°角放置，然后将蜡烛沿水平桌面向玻璃板
方向移动一段距离L，如图所示。则蜡烛所成像的像距变化量为______。
【答案】 ①. 位置 ②. 薄 ③. 不变 ④. 不变 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]透明的玻璃板能反射，也能透光，所以玻璃板既能成像，又能观察到玻璃板后面代替蜡
烛A的蜡烛B，当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时，蜡烛B的位置就是蜡烛A像的位置，所以使用透明的
玻璃板代替平面镜便于确定像的位置。
[2]透明的玻璃板能反射，也能透光，所以玻璃板既能成像，又能观察到玻璃板后面代替蜡烛A的蜡烛B，
当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时，蜡烛B的位置就是蜡烛A像的位置，所以使用透明的玻璃板代替平面
镜便于确定像的位置。
（2）[3]平面镜中的像的大小跟物体大小有关，跟物体到平面镜的距离无关，所以蜡烛A远离玻璃板，像
也远离玻璃板，像的大小不变。
（3）[4]只将玻璃板向左平移，在向左移动的过程中，由于物像关于平面镜对称，所以蜡烛A的像的位置
不变。
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（4）[5]如图所示：
根据平面镜成像规律可知，DE垂直于CE，由数学原理可知
∠DCE=90°-30°=60°
则
∠CDE=180°-90°-60°=30°
由几何知识可知
∠DMF=∠CDE=30°
由图可知，像距的变化量
16. 用如图甲所示的装置探究某物质的熔化规律。
（1）组装器材时，应先固定______（选填“A”、“B”或“C”）；
（2）下列措施不能使物质受热均匀的是______；
A．加热过程中不断搅拌
B．通过水给试管加热
C．温度计的玻璃泡完全浸没在物质中
（3）加热到某一时刻温度计示数如图乙所示，其温度为______℃；
（4）根据实验数据绘出该物质的温度—时间图像如图丙所示，该物质是______（选填“晶体”或“非晶
体”）；
（5）另一小组同学用相同物质进行实验，绘制出的温度—时间图像中没有出现明显的水平段，原因可能
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是______。（写出一种即可）
【答案】 ①. C ②. C ③. 38 ④. 晶体 ⑤. 物质受热不均匀，导致温度测量不准确
【解析】
【详解】（1）[1]实验中为了让酒精灯用外焰加热，温度计的玻璃泡浸没在被测液体中，且温度计的玻璃
泡不能碰到容器底或容器壁，所以组装器材时，要从下到上组装，则应先固定C。
（2）[2]A．加热过程中不断搅拌，可以使被加热液体受热均匀，故A不符合题意；
B．通过水给试管加热，采用水浴加热，可以使试管受热均匀，故B不符合题意；
C．温度计的玻璃泡完全浸没在物质中，使得测量的温度准确，不能使物质受热均匀，故C符合题意。
故选C。
（3）[3]由图乙得，温度计的分度值为1℃，其温度为38℃。
（4）[4]由图丙可知，BC段物质吸收热量，温度保持不变，即该物质有固定的熔化温度，即该物质由固定
的熔点，故该物质是晶体。
（5）[5]另一小组同学用相同物质进行实验，该物质是晶体，熔化过程中，温度保持不变，而实验时绘制
出的温度—时间图像中没有出现明显的水平段，原因可能是物质受热不均匀，导致温度测量不准确。
17. 在我们初中物理课本中，多次利用斜面进行探究实验，如图所示。
（1）图甲利用斜面测量小车的平均速度，该实验的原理是______；
（2）乙、丙实验都有让物体从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是：使物体滑到斜
面底端时，保持______相同；
（3）由图乙推理：当小车在水平面上所受阻力为零时，小车将做______运动；
（4）图丙中木块B在滑行过程中所受的摩擦力______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（5）图乙中，小车在水平面上三次滑行过程中，在______（选填“毛巾”、“棉布”或“木板”）表面
克服阻力做功的功率最大。
【答案】 ①. ②. 速度 ③. 匀速直线 ④. 不变 ⑤. 毛巾
【解析】
【详解】（1）[1]利用斜面测量小车的平均速度，方法是用刻度尺测出小车运动的路程，用停表测出小车
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运动的时间，根据公式 就可以计算出小车运动的平均速度。
（2）[2]让物体从斜面的同一高度自由下滑，目的是使物体滑到斜面底端时具有相同的速度。
（3）[3]由图乙可知，平面越光滑，小车受到的阻力越小，小车速度减小的越慢，运动的距离越远，进一
步推理可知：当小车在水平面上所受阻力为零时，小车将做匀速直线运动。
（4）[4]图丙中木块B在滑行过程中对木板的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所受的摩擦力不变。
（5）[5]图乙中，小车在水平面上三次滑行过程中，初始速度相同，动能相同，最后都停止，动能的减小
量相同，则克服阻力做的功相同；小车在毛巾上速度减小的最快，运动的时间最少，根据公式 可
知，在毛巾表面克服阻力做功的功率最大。
18. 在物理实验课上，同学们探究“电流与电压的关系”，如图所示。
（1）请用笔画线将图甲中所缺的一根导线补充完整；（ ）
（2）在实验进行中，得到电流表示数如图乙所示，其示数为______A；
（3）正确进行实验，得到实验数据如下表，实验中定值电阻两端电压的改变是通过______实现的；
实验次
1 2 3 4 5
数
电压U/V 1.2 1.5 1.8 2.0 2.4
电流I/A 0.24 0.30 0.36 0.40 0.48
（4）根据实验数据分析可得：电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成______。
【答案】 ①. ②. 0.36 ③. 调节滑动变阻器 ④. 正比
【解析】
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【详解】（1）[1]探究“电流与电压的关系”，电流表与定值电阻串联，电压表与定值电阻并联，电源是两
节干电池，电压为3V，所以电压表用0～3V的量程，如图所示：
（2）[2]由图乙可知，电流表所用量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.36A。
（3）[3]探究电流与电压的关系，应控制电阻不变，改变定值电阻两端的电压，实验中定值电阻两端电压
的改变是通过调节滑动变阻器实现的。
（4）[4]分析数据可知，每次实验电压与电流的比值都为定值，说明电阻一定时，导体中的电流跟导体两
端的电压成正比。
19. 课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材
进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。
（1）为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用______（选填字母）；
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B.“20Ω 2A”的滑动变阻器
C.“5Ω 1A”的滑动变阻器
（2）电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出
现该故障的原因是____________；
（3）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额
定功率，应将滑动变阻器的滑片向______端移动（选填“左”或“右”）；
（4）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______W；
（5）实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源
电压为18V，定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下：
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①开关S、S 闭合，S 断开，调节滑动变阻器R'的滑片，使小灯泡正常发光；
1 2
②保持滑片位置不动，开关S、S 闭合，S 断开，此时电压表的示数为8V；
2 1
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数为14V；
④小灯泡的额定功率P =______W。
额
【答案】 ①. B ②. 小灯泡断路 ③. 左 ④. 0.5 ⑤. 1.8
【解析】
【详解】（1）[1]小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。额定电流约为
此时滑动变阻器接入电路中的阻值约为
由此可知，应选“20Ω 2A”的滑动变阻器。
故选B。
（2）[2]电路连接完成后，闭合开关，发现电流表无示数，小灯泡不亮，说明电路存在断路，电压表示数
接近电源电压，说明电压表并联在电源两端，测电源电压，与电压表并联的电路部分存在断路，故小灯泡
断路。
（3）[3]由图乙可知，电压表选择小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V。为了测量小灯泡的额定功率，应
增加小灯泡两端的电压，减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器接入电路的电
阻，故将滑动变阻器的滑片向左移动。
（4）[4]由图丙可知，当电压为2.5V时，电流为0.2A。因此小灯泡的额定功率是
P =U I =2.5V×0.2A=0.5W
额 额 额
（5）[5]开关S、S 闭合，S 断开，滑动变阻器滑片左边的电阻与小灯泡串联，电压表测量滑动变阻器两端
1 2
的电压，要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压
U =6V
L
根据串联电路电压的规律可得
U =U-U =18V-6V=12V
滑 L
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所以，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为12V时，小灯泡正常发光。保持滑片位置不动，开关
S、S 闭合，S 断开，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，电压表测量滑动变阻器滑片左边电阻
2 1
两端的电压，此时电压表示数为
U =8V
左
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测量出定值电阻R两端的电压，需要测量出滑动变阻器两
端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压，即
U′=14V
在②中，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，根据串联电路电压的规律可得，R两端的电压
U =U-U′=18V-14V=4V
R
此时电路中的电流
当电压表示数为U =8V时，滑动变阻器滑片左边电阻的阻值
左
故在①中，小灯泡的额定电流为
则小灯泡的额定功率
P =U I =6V×0.3A=1.8W
额 L L
四、综合应用题（本大题包括2小题，每小题7分，共14分．解题时要写出必要的文字说明、
解答依据、重要演算步骤等）
20. 以“‘荆歌’铁马，奔向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育中心鸣枪起跑。在开
赛场地建设过程中，工人利用长度L=3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推到h=1m高处，如图所示，
工人所用推力F=1000N。g取10N/kg。求：
（1）推力做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与
斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6∶5，共用时20s，工人推力做功的功率。
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【答案】（1）2400J；（2）80%；（3）210W
【解析】
【详解】解：（1）推力做的有用功是
W =Gh=mgh=240kg×10N/kg×1m=2400J
有
（2）推力做的总功是
W =FL=1000N×3m=3000J
总
斜面的机械效率为
（3）原来斜面做的额外功为
W =W -W =3000J-2400J=600J
额 总 有
原来斜面的摩擦力为
此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6∶5，则此时的摩擦力为
此时斜面的长度为5m，则额外功为
W' =f's=240N×5m=1200J
额
工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，做的有用功是
W' =m'gh=300kg×10N/kg×1m=3000J
有
此时的总功为
W' =W' +W' =1200J+3000J=4200J
总 额 有
工人推力做功的功率是
答：（1）推力做的有用功是2400J；
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（2）斜面的机械效率是80%；
（3）工人推力做功的功率是210W。
21. 如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻R 的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 3.6W”（电阻不
0
随温度而变化），滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，电流表的量程为0~3A。当S闭合，S、S 断开，滑片P
1 2
移到距R最右端 处时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡的电阻R ；
L
（2）通电10s电路消耗的电能；
（3）在保证电路安全的前提下，任意调整开关S、S、S 的开闭状态，并移动变阻器的滑片P，电路消耗
1 2
总功率的最小值与最大值之比。
【答案】（1）10Ω；（2）72J；（3）2∶11
【解析】
【详解】解：（1）小灯泡L标有“6V 3.6W”且电阻不随温度而变化，由 可知，小灯泡的电阻是
（2）当S闭合，S、S 断开，此时电路为灯泡与滑动变阻器的串联电路，灯泡正常发光，则由串联电路电
1 2
流特点可知，此时电路的电流为
滑片P移到距R最右端 处时，则滑动变阻器接入电路中的阻值为
滑动变阻器两端的电压为
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U=IR=0.6A×10Ω=6V
0
电源电压为
U=U+U =6V+6V=12V
0 额
通电10s电路消耗的电能
W=UIt=12V×0.6A×10s=72J
（3）由P=UI可知，当总电流最大时，电功率最大，当总电流最小时，电功率最小。根据电路图，开关
S、S、S 均闭合，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大。此时通过R 的电流为
1 2 0
干路电流为
I =I +I=1A+1.2A=2.2A
大 滑 0
未超过电流表量程，电路消耗的最大功率为
P =UI =12V×2.2A=26.4W
大 大
当开关S闭合，S、S 断开，滑动变阻器调到最大值，此时电流中电流最小，最小值为
1 2
电路消耗的最小功率是
P =UI =12V×0.4A=4.8W
小 小
电路消耗总功率的最小值与最大值之比
P ∶P =4.8W∶26.4W=2∶11
小 大
答：（1）小灯泡的电阻是10Ω；
（2）通电10s电路消耗的电能是72J；
（3）电路消耗总功率的最小值与最大值之比是2∶11。
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