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湖南省郴州市2021年中考物理试卷
一、单选题（共13题；共26分）
1.同学们通过两年的物理学习，相信大家对生活中的许多物理知识都有所了解。下列描述符合实际的是（ ）
A. 一节干电池的电压是3V B. 人的正常体温大约是37℃
C. 一名中学生的质量大约是500kg D. 中学生正常步行的速度大约是10m/s 【答案】 B
【考点】摄氏温度及其计算，质量及其特性，速度与物体运动，电压和电压的单位换算 【解析】【解答】A. 一节干电池的电压是1.5V，A不符合题意； B. 人的正常体温在37℃左右，B符合题意； C.一名中学生的质量大约是50kg，C不符合题意； D. 中学生正常步行的速度大约是1m/s，D不符合题意。 故答案为：B。
【分析】该题目考查的是温度、速度、质量、电压的估计，平时注意积累记忆即可。 2.声音是人类最早研究的物理现象之一。下列有关声的描述正确的是（ ） A. 声音能在真空中传播 B. 不振动的物体也能发声 C. 超声波洗牙是利用了声波传递能量 D. 音乐不可能是噪声 【答案】 C
【考点】声音的产生，声音的传播条件，声与能量，防治噪声的途径
【解析】【解答】A．声音的传播需要介质，因此不能在真空中传播，A不符合题意； B．声音是由物体振动产生的，不振动的物体无法发声，B不符合题意；
C．超声波洗牙是利用了声波传递能量，使牙齿上的污渍产生振动，从而达到清洗的目的，C符合题意； D．音乐虽然本身悦耳动听，但是如果音乐影响到了人的正常休息和学习等，也属于噪声，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】声音不仅可以传播能量，例如声音可以把酒杯震碎，也可以传递信息，例如听收音机、听老师讲课。
3.a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. a端磁极是S极，b端磁极是N极 B. P点没有磁场 C. 磁感线是真实存在的 D. Q点的磁场方向水平向右 【答案】 D
【考点】磁感线及其特点
【解析】【解答】A．磁感线的方向由N极指向S极，由图可知，a端磁极是N极，b端磁极是S极，A不符合题意；
B．处于磁场中的任意位置都有磁场，磁感线只是为了直观的描述磁场假想出来的，它的疏密程度代表磁场的强弱，因此P点虽然不在画出的磁感线上，但依然有磁场，B不符合题意；
C．磁场是真实存在的，但是磁感线是不存在的，是为了方便描述磁场而假想出的一个模型，C不符合题意；
D．Q点的磁场方向由a端指向b端，水平向右，D符合题意。 故答案为：D。
【分析】物理学中引入磁感线描述磁场，磁感线的疏密表示磁场强度，某一点小磁针N极所指的方向表示磁场方向。
4.关于惯性，下列说法正确的是（ ） A. 跳远时助跑是为了增大惯性 B. 物体只有受到力的作用时才具有惯性
C. 为了防止惯性带来的危害，驾车时必须系好安全带 D. 人造卫星绕地球运行时没有惯性 【答案】 C
【考点】惯性及其现象
【解析】【解答】A．跳远时助跑是为了增大动能，惯性的大小只与质量有关，A不符合题意； B．任何物体，在任何状态下都有惯性，B不符合题意；
C．由于惯性，突然刹车时，由于惯性，人会前倾，甚至会飞出窗外，为了防止惯性带来的危害，驾车时必须系好安全带，C符合题意；
D．人造卫星绕地球运行时有惯性，D不符合题意。 故答案为：C。
【分析】物体总有一种保持原来运动状态的趋势，这就是物体的惯性，惯性的大小只与物体的质量有关，与运动的速度没有关系。
5.下列做法符合安全用电原则的是（ ） A. 不能用湿手按开关 B. 保险丝可用铁丝替代
C. 三孔插座可以不接地线 D. 开关可以接在用电器与零线之间 【答案】 A
【考点】安全用电原则
【解析】【解答】A．湿手按开关非常容易引起触电事故，所以不能用湿手按开关，A符合题意； B．铁丝的电阻率小，熔点高，在电流过大时，产生的热量不会将其熔断，起不到保险作用，所以不能用铁丝替代保险丝，B不符合题意；
C．三孔插座的接法“左孔零线、右孔火线、上孔接地线”，若三孔插座不接地线，金属外壳的用电器在发生漏电时，会引起触点事故，C不符合题意；
D．若开关接在用电器与零线之间，在更换灯泡时易发生触电事故，D不符合题意。 故答案为：A。
【分析】家庭电路中，开关要连在火线上，保险丝和空气开关要连在火线上，三孔插座遵循遵循左零右火上接地的连线，用电器的金属外壳要接地线，可以防止表面带电而引发触电事故。 6.如图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】 B
【考点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】AC．图中是将闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，这个现象叫电磁感应现象，发电机是根据这个原理来制成的，AC不符合题意；
B．图中将通电的导线放在磁场中会受力运动，电动机就是根据这个原理制成的，B符合题意； D．电路中电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，使得小锤反复敲击铃碗发出声音，D不符合题意。 故答案为：B。
【分析】处在磁场中的通电导体棒，电流对导体棒有力的作用，导体棒就会运动起来，这就是电动机的原理，导体棒运动的方向与电流和磁场方向有关。 7.有关水的物态变化下列说法正确的是（ ） A. 初夏清晨，花、草、树叶上出现的露是水蒸气液化而成 B. 秋天早晨的浓雾在太阳照射下很快消失是升华现象 C. 北方的冬天，窗户玻璃上出现的冰花是水凝固而成 D. 北方的冬天，人们呼出的“白气”是水汽化而成 【答案】 A
【考点】凝固与凝固放热特点，汽化及汽化吸热的特点，液化及液化放热，升华及升华吸热 【解析】【解答】A．露的形成就是由空气中的水蒸气液化而成的小水滴，A符合题意； B．浓雾消失是液态的小水滴汽化成了气态的水蒸气，B不符合题意；
C．窗户玻璃上出现的冰花是空气中的水蒸气凝华而成的小冰晶，C不符合题意；
D．北方的冬天，人们呼出的“白气”是呼出的水蒸气预冷液化而成的小水滴，D不符合题意。 故答案为：A。
【分析】该题目考查的是水的物态变化，总结一下，水由固态变为液态叫做熔化，由液态变为固态叫做凝固，水由液态变为气态叫做叫做汽化，水由气态变为液态叫做液化，水由固态变为气态叫做升华，水由气态变为固态叫做凝华。
8.下列有关能源的说法正确的是（ ） A. 核能是可再生能源
B. 化石能源只要合理利用就不会产生污染 C. 因为能量是守恒的，所以不必节约能源 D. 风能、水能、太阳能都是清洁能源 【答案】 D
【考点】能源及其分类，能源与可持续发展
【解析】【解答】A．核能用一点就少一点，短时间内不会再生，是不可再生能源，A不符合题意； B．化石能源在使用时多少都会对环境造成不同程度的污染，不可避免，B不符合题意；
C．虽然能量是守恒的，但能量的转移和转化都有方向性，使用后的能量不可能自发的回到原来的状态，所以要节约能源，C不符合题意；
D．风能、水能、太阳能使用时不会对环境造成污染，是清洁能源，D符合题意。 故答案为：D。
【分析】再短时间内能再生的资源叫做可再生资源，比如水资源、太阳能；再短时间内不能再生的资源叫做可不可再生资源，比如核能、煤炭、石油；能源分为可再生资源和不可再生资源，不管哪种资源都应该合理利用。
9.如图所示，把焦距为12cm的凸透镜放在光具座上，将点燃的蜡烛放在距焦点6cm处，则蜡烛通过该凸透镜所成的像（ ）
A. 一定是倒立的 B. 一定是正立的 C. 一定是放大的 D. 一定是缩小的 【答案】 C
【考点】凸透镜成像的应用
【解析】【解答】该透镜焦距12cm，两倍焦距为24cm。蜡烛距焦点6cm，有可能离透镜12cm+6cm=18cm，此时位于该透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像；也有可能离透镜12cm-6cm=6cm，此时位于该透镜的一倍焦距以内，成正立放大的虚像。ABD不符合题意；C符合题意。 故答案为：C。
【分析】该题目考查的是凸透镜成像规律，当物距不同时，成像的性质也不同，结合凸透镜成像规律分析求解即可。
10.2021年5月29日，我国用长征7号运载火箭成功发射了天舟二号货运飞船，5月30日，天舟二号货运飞船与中国空间站的天和核心仓完成了交会对接。下列说法正确的是（ ） A. 天舟二号货运飞船加速上升过程中机械能守恒 B. 天舟二号货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能 C. 天舟二号货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能 D. 对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓处于相对静止状态 【答案】 D
【考点】机械能及其转化，运动和静止的相对性
【解析】【解答】ABC．机械能是动能和势能之和，天舟二号货运飞船加速上升过程中，重力势能和动能都增大，机械能变大，是将燃料的内能转化为机械能，ABC不符合题意；
D．对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓的相对位置没有发生改变，同步运行，处于相对静止状态，D符合题意。 故答案为：D。
【分析】描述物体的运动状态，需要事先选取参照物，如果物体相对于参照物位置发生了改变，那么物体就是运动的，如果物体相对于参照物位置没有发生改变，那么物体就是静止的。 11.如图所示是个自制气压计。下列说法正确的是（ ）
A. 带着它登山的过程中，玻璃管中液柱会逐渐上升 B. 玻璃管中液柱静止时，瓶内气压等于大气压 C. 玻璃管中液柱静止时，瓶内气压小于大气压 D. 为提高气压计测量精度，可选用更粗的玻璃管 【答案】 A
【考点】大气压强的存在
【解析】【解答】ABC．自制气压计是靠瓶内气体的压强支撑水柱，瓶内气压大于外界大气压，水柱就上升，相反水柱就下降。带着它登山的过程中，高度在升高，大气压会随高度的增加而减小，外界大气压变小，瓶内气压大于外界大气压，瓶内气压会进一步向外压水柱，所以水柱将会升高。A符合题意，BC不符合题意；
D．气压支持水柱的高度与玻璃管的粗细无关，选用更粗的玻璃管对提高气压计测量精度没有意义，D不符合题意。 故答案为：A。
【分析】液注在外界大气压，内部气压和自身重力作用下静止，当外界大气压降低，或内部大气压升高，液注会上升，反之就会下降。
12.小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃（未沸腾），共燃烧了7g酒精[c水=4.2×103J/（kg℃，酒精的热值为q=3×107J/kg]。则（ ） A. 水吸收的热量是2.94×107J，效率为14% B. 水吸收的热量是2.94×104J，效率为14% C. 水吸收的热量是2.94×107J，效率为1.4% D. 水吸收的热量是2.94×104J，效率为1.4% 【答案】 B
【考点】热量的计算
【解析】【解答】A C．水吸收的热量是 𝑄吸=𝑐𝑚𝛥𝑡=4.2×103J/(kg⋅℃)×100×10-3kg×(90℃-20℃)=2.94×104J
A不符合题意；C不符合题意；
B D．燃料完全燃烧释放的热量为 𝑄放=𝑚𝑞=7×10-3kg×3×107J/kg=2.1×105J
10J×100%14效率为 𝜂=𝑄×100%=2.94=% ×105
放𝑄吸×
4
2.1J
B符合题意；D不符合题意。 故答案为：B。
【分析】结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；结合燃料的质量，利用热值公式求解燃料释放的热量；水吸收的热量为有用功，释放的热量为总功，利用水吸收的热量除以燃料燃烧释放的热量即为加热效率。
13.如图所示电路，电源电压恒定，R1、R2、R3均为定值电阻。当开关S闭合，S1、S2断开时，电流表A的示数为0.2A；当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表A的示数为0.4A；当开关S、S1、S2都闭合时，电流表A的示数为0.5A，则（ ）
A. R1:R2=2:1 B. R1:R3=1:1 C. R2:R3=1:2 D. R1:R2:R3=2:2:1 【答案】 B
【考点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】当开关S闭合，S1、S2断开时，电路中只有R1 ， 电源的电压不变，可得U=I1R1=0.2A×R1 当开关S、S1闭合，S2断开时，电路中R1和R3并联，电源的电压不变，可得 𝑈=𝐼2(𝑅(
𝑅1𝑅3𝑅1+𝑅3
𝑅1𝑅3
1+𝑅3
)=0.4A×
)
𝑅1𝑅2𝑅3
2𝑅3+𝑅1𝑅3+𝑅1𝑅2
当开关S、S1、S2都闭合时，电路中R1、R2和R3并联，电源的电压不变，可得 𝑈=𝐼3(𝑅0.5A×(𝑅
𝑅1𝑅2𝑅3
2𝑅3+𝑅1𝑅3+𝑅1𝑅2
)=
)
由以上三式联立可得：R1:R2:R3=1:2:1，即R1:R2=1:2，R1:R3=1:1，R2:R3=2:1，ACD不符合题意，B符合题意。 故答案为：B。
【分析】并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，用电器分得的电流与电阻成反比。
二、填空题（共3题；共6分）
14.小林家中五月月初和月末电能表示数如图所示。这个月他家的用电量是________度，若小林家所在地区每度电的电费是0.6元，这个月他家应交________元电费。
【答案】 80；48
【考点】电能表参数的理解
【解析】【解答】用电能表计算用电量，拿月末的电能表示数减去月初的电能表示数，小林家中这个月他家的用电量是866.0度-786.9 度=48 度
小林家所在地区每度电的电费是0.6元，这个月他家应交的电费为48度×0.6元/ 度=48元
【分析】测量电流做功或消耗的电能，可以利用电能表来测量，需要注意的是电能表的最后一位是小数；通过月初和月末电能表的示数求解本月消耗的电能。
15.物体在空气中运动时受到的阻力与物体的外形、体积和运动速度有关。现用根不可伸长的轻绳将体积相同、重力不同的A、B两球连在一起，A球重4N、B球重5N。在两球匀速竖直下落的过程中，机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”），轻绳的拉力是________N。
【答案】 减小；0.5
【考点】机械能及其转化，二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】两球匀速竖直下落的过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变；但物体所处高度变小，重力势能减小，所以机械能减小。
两小球体积相同、运动的速度也相同，所以两小球受到的阻力相同。对A球进行受力分析，A球受竖直向下的重力GA ， 竖直向下的轻绳对小球A的拉力F拉以及竖直向上的空气阻力f，B球受竖直向下的重力GB ， 竖直向上的轻绳对小球B的拉力F拉以及竖直向上的空气阻力f，对A球而言 𝑓=𝐺A+𝐹拉 对B球而言 𝑓=𝐺B－𝐹拉 所以 𝐺A+𝐹拉=𝐺B－𝐹拉 即 4N+𝐹拉=5N－𝐹拉 解得 𝐹拉=0.5N 。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能；当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，即物体处于平衡状态，此时物体受到的力为平衡力，结合物体受到的外力求解大小即可。
16.如图甲所示的容器放置在水平地面上，该容器上、下两部分都是圆柱形，其横截面积分别为S1、S2 ， 容器底部装有控制阀门。容器内装有密度为0.8 × 103kg/m3的液体，液体通过控制阀门匀速排出的过程中，容器底部受到液体的压强P随时间t变化关系如图乙所示。则阀门打开前液体的深度H=________cm，上、下两部分横截面积之比S1：S2=________。（g取10N/kg）
【答案】 15；1∶4 【考点】液体压强的计算
【解析】【解答】阀门打开前液体的深度 𝐻=𝜌𝑔=
𝑝
1200Pa=0.15m=15cm 0.8×103kg/m3×10N/kg
𝑝
当t=10s时，此时容器底部受到液体的压强p为400Pa，则此时的深度为 ℎ=𝜌𝑔=
400Pa=0.05m=5cm 0.8×103kg/m3×10N/kg
设水排出的速度为v，则0~10s排出水的体积为10v，那么10~20s内排出水的体积为20v，则可以根据体积列等式 𝑉1=𝑆1(𝐻−ℎ1)=𝑆1×10cm=10𝑣
𝑉2=𝑆2=𝑆2×5cm=20𝑣
1
两等式相除 𝑉=
2
𝑉
𝑆1×10cm110𝑣
𝑆2×5cm=20𝑣=2
经整理可知 𝑆=4 2
故上、下两部分横截面积之比S1∶S2=1∶4
【分析】已知液体内部的压强，利用公式p＝ρgh求解深度，其中ρ是液体的密度；结合压强随时间变化快慢求解横截面积。
𝑆1
1
三、作图题（共1题；共10分）
17.
（1）画出图甲中物体A所受重力的示意图（重心已画出）；
（2）如图乙所示，物体AB放置在平面镜MN前。请根据平面镜成像的特点画出物体AB在平面镜MN中所成的像，井保留作图痕迹。
【答案】 （1）解：如图所示：
（2）解：如图所示：
【考点】平面镜成像的相关作图，重力示意图
【解析】【解答】（1）物体所受重力的方向始终竖直向下，作用点在物体的重心上，如图所示：
（2）平面镜成的像和物关于平面镜对称，成虚像。过A点作平面镜的垂线，找到A的像点，再过B点作平面镜的垂线，找到B的像点，用虚线连接两个像点即物体AB在平面镜中所成的像。如图所示：
【分析】（1）作重力的示意图，力的作用点在物体几何中心上，方向竖直向下，重力用字母G表示； （2）平面镜成像作图时，利用物和像关于平面镜对称的性质作图即可。
四、实验题（共2题；共21分）
18.某物理兴趣小组探究在不使用天平、量简的情况下测量合金块和液体密度的方法，并进行了以下实验：
第一步：如图甲所示，用弹簧测力计测量合金块所受的重力，其示数为4N； 第二步：如图乙所示，将该合金块浸没在水中，静止时弹簧测力计示数为3N；
第三步：将该合金块从水中取出并擦干，再浸没到如图丙所示的待测液体中，静止时弹簧测力计示数如图丁所示。
根据以上实验，请回答下列问题：
（1）使用弹簧测力计测量前，应观察它的指针是否________，若没有，则进行调整； （2）该合金块浸没在水中时受到的浮力为________N； （3）该合金块的密度为________kg/m3
（4）图丁中弹簧测力计读数是________N，待测液体的密度是________kg/m3 【答案】 （1）指到零刻度 （2）1 （3）4×103
（4）3.2；0.8×103
【考点】固体密度的测量，液体密度的测量
【解析】【解答】（1）使用弹簧测力计测量前，应对测力计指针调零，即应观察它的指针是否指到零刻度，若没有，则进行调整。
（2）由图甲、乙，该合金块浸没在水中时受到的浮力为 𝐹浮=𝐺−𝐹=4N-3N=1N （3）根据阿基米德原理 𝐹浮=𝜌水𝑔𝑉排=𝜌水𝑔𝑉物 乙图中合金块的体积为 𝑉物=𝜌该合金块的密度为 𝜌物=
𝐺𝑔𝑉物𝐹浮水=1.0×103𝑔
4𝑁×10−4
1Nkg/m
3
3×10
N/kg
=10−4m3
=
10N/kg
m
=4×103kg/m3
（4）图丁中弹簧测力计分度值为0.1N，读数是3.2N，合金块浸没在液体中受到的浮力 𝐹′浮=𝐺−𝐹′=4N-3.2N=0.8N
根据阿基米德原理，待测液体的密度是 𝜌液=
𝐹′浮𝑔𝑉物=10
0.8N−43N/kg×10m
=0.8×103kg/m3
【分析】（1）使用弹簧测力计时首先要调零； （2）求解浮力的大小，可以利用称重法求解；
（3）结合物体受到的浮力，利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积，结合密度公式求解物
体的密度；
（4）利用称重法求解物体受到的浮力，结合物体受到的浮力和排开液体的体积，利用阿基米德原理的变形公式求解液体的密度。
19.图甲为小明同学探究“电流与电压的关系”的实验原理图。已知电源电压为4.5V，且保持恒定，定值电阻R0=10Ω。
（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙所示的电路连接完整（导线不允许交叉）； （2）连接好电路后，闭合开关S，发现电流表指针几乎没有偏转，电压表指针迅速偏转到满偏刻度外。出现这一现象的原因可能是______（假设电路只有一处故障）； A.定值电阻R0短路 B.定值电阻R0断路 C.滑动变阻器R断路 D.滑动变阻器R短路
（3）排除故障后，闭合开关S进行实验，并将实验数据记录在下表中。 一 二 三 U（V） 3 2 1 I（A） 0.3 0.2 实验中，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使定值电阻R0两端的电压达到1V或1V以下。其原因可能是______。 A.定值电阻R0的阻值太小 B.电源电压太低
C.滑动变阻器R最大阻值太小 D.滑动变阻器R最大阻值太大
（4）解决上述问题后，继续实验，当电压表读数为1V时，电流表的示数如图丙所示，读数为________A； （5）请根据实验记录的数据，在图丁中画出定值电阻R0的U—I图象；
（6）实验结论：当导体电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成________。
【答案】 （1）
（2）B （3）C （4）0.1或0.10
（5）
（6）正比
【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】（1）由甲图可知，电压表测定值电阻两端的电压，所以电压表和定值电阻并联，如图所示：
（2）A．若定值电阻R0短路，电压表也被短路，电流表有示数电压表无示数，A不符合题意；
B．若定值电阻R0断路，电压表和电流表串联，因为电压表的电阻很大，所以电路中的电流很小，几乎可以忽略不计，电流表示数几乎为零，电压表测电源电压，B符合题意；
C．若滑动变阻器R断路，不能形成闭合回路，电路中无电流，电流表和电压表均无示数，C不符合题意；
D．滑动变阻器R短路时，滑动变阻器相当于导线，电流表和电压表均有示数，D不符合题意。 故答案为：B。
A．如果定值电阻R0的阻值太小，当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，定值电阻两端的电压会等于（3）
电源电压等于4.5V，超过1V，A不符合题意；
B．根据题意可知，电源电压是4.5V，超过了1V，B不符合题意；
0VCD．当定值电阻两端电压为1V时电路中的电流为 𝐼=𝑅0=10=0.1A
𝑈1
Ω
滑动变阻器的电阻为 𝑅=
𝑈𝐼
=
4.5V−1V0.1A
=35Ω
如果滑动变阻器的最大电阻小于35Ω，定值电阻两端电压调不到1V，C符合题意，D不符合题意。 故答案为：C。
（4）由丙图可知，电流表选择的量程是0到0.6A，分度值是0.02A，读数为0.1A。
（5）根据表格中的数据，进行描点，然后将描出的点按照图像的走势依次连接，如图所示：
（6）由图像可知，电流和电压关系的图像是经过原点的一条倾斜的直线，说明在电阻一定时，电流和电压成正比。
【分析】（1）电压表是测量电压的仪表，应并联在电路中，电压表与哪个用电器并联，就测量哪个用电器两端的电压。
（2）分析电路结构，电路为串联电路，结合电流表、电压表示数的变化，分析电路存在的故障即可；
（3）定值电阻和滑动变阻器是串联关系，串联分压，分得的电压和电阻成正比，滑动变阻器电电阻太小，分压能力太小；
（4）明确电流表的量程和对应的分度值，结合表盘的指针读数；
（5）探究电流与电压的关系，得到的结论是电阻一定时，电流和电压成正比。
五、计算题（共2题；共30分）
20.如图所示是小林同学组装的提升重物的装置，动滑轮重80N，不计绳重和摩擦。在拉力F的作用下，将重为320N的重物经过20s匀速提升了3m。求：
（1）拉力F的大小； （2）拉力F做功的功率； （3）此过程动滑轮的机械效率。
【答案】 （1）解：由于绳重和摩擦不计，所以拉力为 𝐹=答：拉力F的大小 200N ；
（2）解：拉力F作用端绳子上升的高度 𝑆=2ℎ=2×3m=6m 拉力所做的功 𝑊=𝐹𝑠=200N×6m=1200J 拉力做功的功率 𝑃=
𝑊𝑡
1200J20s
𝐺物+𝐺动2
=
320N+80N2
=200N
=
=60W
答：拉力F做功的功率为 60W
（3）解：机械效率 𝜂=𝑊=
总𝑊有𝐺物𝐹𝑠
ℎ=
𝐺物ℎ𝐹×2ℎ=
𝐺物2𝐹
=400N=80%
N
320
答：机械效率 80%
【考点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【分析】（1）（3）对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的一半，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率；
（2）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
21.如图甲所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S．滑动变阳器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的电功率P随电流I变化关系图线如图乙所示。求：
（1）滑动变阻器接入电路电阻为零时，电路中的电流； （2）滑动变阻器接入电路电阻最大时，滑动变阳器两端的电压；
（3）滑动变阳器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阳器的最大功率。
【答案】 （1）解：当滑动变阻器接入电路电阻为零时，电流最大，由图乙可知最大电流为0.6A。 答：滑动变阻器接入电路电阻为零时，电路中的电流为0.6A
（2）解：当滑动变阻器接入电路电阻最大时，电流最小，由图乙可知最小电流为0.1A，滑动变阻器的电功率为0.5W，根据P=UI可知，此时滑动变阻器两端电压为 𝑈𝑅=𝐼
𝑃𝑅
min
=
0.5W0.1A
=5V
答：滑动变阻器接入电路电阻最大时，滑动变阳器两端的电压为5V
（3）解：由甲图可知R0与R串联，则 𝑈电=𝑈𝑅+𝐼min𝑅0=5V+0.1A×𝑅0 又 𝑈电=𝐼max𝑅0=0.6A×𝑅0 联立可得 𝑈电 =6V， 𝑅0 =10 Ω
2
滑动变阻器的电功率 𝑃=𝐼(𝑈电−𝐼𝑅0)=−𝐼𝑅0+𝐼𝑈电 V=0.3 当 𝐼==A2𝑅2×10𝛺
o
𝑈电6
P最大，为 𝑃max=𝐼(𝑈电−𝐼𝑅0)=0.3A×(6V−0.3A×10𝛺)=0.9W
答：滑动变阳器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阳器的最大功率为0.9W。 【考点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】（1）电压一定时，电阻越小，电流越大； （2）利用滑动变阻器的功率除以电流即为电压；
（3）定值电阻和滑动变阻器是串联关系，电流相等，用电器电压之和为电源电压，明确电流表和电压表的测量对象，利用串联电路电压规律和欧姆定律求解，结合功率公式P=UI求解功率。
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