《2026年河北中考必备卷物理》

18. (7分)小明、品品、亮亮三个同学测量标有“2.5V”字样的小灯泡正常发光时的电阻。器材有:电源(电压未知)、两个分别标有“5Ω 3A”“20Ω 2A”的滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。

(1)图19甲是小明同学的实验原理图,请你将实物图补充完整,要求滑片向右移灯变暗;
(2)测量小灯泡电阻的原理是$R=\frac{U}{I}$(用公式表示)。
(3)实验中某时刻电压表示数为2.2V,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向左(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表示数为2.5V。
(4)小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像,如图19乙所示,发现图像不是过原点的直线,原因是灯丝电阻受温度的影响。
【拓展】晶晶同学选取其中一个变阻器进行实验,将电流表串联在电路中,将电压表并联在待测小灯泡两端,将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;闭合开关S后,此时电压表如图20所示,她发现无法继续实验。请来亮亮帮忙,亮亮换了另一个变阻器进行实验,并将电压表并联在电路中某处;移动滑片,进行实验,记录数据如下表,并用其中一组数据成功计算出小灯泡正常发光时的电阻。

请通过以上信息判断,亮亮同学所选滑动变阻器规格为“20Ω　2A”,小灯泡正常发光时的电阻是8.9Ω(保留一位小数)。

答案：
18.
(1)如图所示

(2)$R=\frac{U}{I}$　
(3)左　2.5
(4)灯丝电阻受温度的影响
[拓展]“20Ω　2A”　8.9
[解析]
(1)要求滑片向右移灯变暗，则电路中电流变小，变阻器接入电路的阻值变大，所以变阻器选择左下接线柱串联到电路中，如图所示。
(2)根据$R=\frac{U}{I}$可求得导体的电阻，所以用伏安法测量小灯泡电阻的原理是$R=\frac{U}{I}$。
(3)小灯泡额定电压为2.5V，实验中某时刻电压表示数为2.2V，为使小灯泡正常发光，应增大灯泡的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器的电压，根据串联分压原理，应减小变阻器的阻值，所以应将滑动变阻器的滑片P向左端移动，直到电压表示数为2.5V。
(4)小灯泡的电流与电压的关系图像不是过原点的直线，原因是灯丝电阻受温度的影响，是变化的。
[拓展]由题表中数据可知，变阻器阻值变小，电流增大时，电压表示数减小，根据串联分压原理，可知亮亮把电压表并联在了变阻器两端。由题图乙可知，灯泡的额定电流大于0.25A且小于0.3A，亮亮用其中一组数据成功计算出小灯泡正常发光时的电阻，所以第2次实验时灯泡正常发光，此时滑动变阻器阻值$R_{滑}=\frac{U_{滑}}{I}=\frac{2V}{0.28A}≈7.1Ω$，所以亮亮同学所选滑动变阻器规格为“20Ω　2A”，则小灯泡正常发光时的电阻$R_{L}=\frac{U_{额}}{I_{额}}=\frac{2.5V}{0.28A}≈8.9Ω$。

19. (6分)如图21所示,水平地面上放置了质量均匀的甲、乙、丙三个实心物体,甲的边长分别为0.1m、0.2m、0.3m,密度为2×10³kg/m³;乙是质量为8kg的圆柱体;丙是边长未知的正方体。(g取10N/kg)
(1)求甲的质量。
(2)若将乙放在甲的上方,求甲对地面压强增加量的最大值。
(3)沿水平或竖直方向将甲、丙各切去1/4的体积,并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方,甲、丙对地面压强的变化如下表所示,求丙的密度。

答案： 19.解:
(1)甲的体积$V_{甲}=0.1m×0.2m×0.3m=0.006m^3$
甲的质量$m_{甲}=ρ_{甲}V_{甲}=2×10³kg/m³×0.006m³=12kg$
(2)若将乙放在甲的上方，甲对地面压力增加量与乙的重力大小相等
$\Delta F = G_{乙}=m_{乙}g = 8kg×10N/kg = 80N$
当甲对地面受力面积最小时，对地面压强增加量最大
$\Delta p=\frac{\Delta F}{S_{小}}=\frac{80N}{0.1m×0.2m}=4000Pa$
(3)由题表中数据可知，沿水平或竖直方向将甲、丙各切去$\frac{1}{4}$的体积，并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方，甲、丙对地面压强的变化为0和1000Pa，如果甲沿竖直方向切，根据$p = ρgh$可知，甲叠加前压强不变，叠加丙切去的部分后，压强会增大，因此甲只能沿水平方向切，且切掉的甲的$\frac{1}{4}$的重力与叠加的丙的那部分重力相等，才能使甲对地压强不变。即$G_{切甲}=G_{切丙}$
则$G_{甲}=G_{丙}=m_{甲}g = 12kg×10N/kg = 120N$
甲的$\frac{1}{4}$的重力$G_{切甲}=\frac{G_{甲}}{4}=\frac{120N}{4}=30N = G_{切丙}$
如果丙水平切，再叠加甲切掉的$\frac{1}{4}$的体积，总重量保持原来不变，丙对地压强不变，因此丙只能竖直切，丙变化的压强
$\Delta p=\frac{G_{丙}}{3L^2}-\frac{G_{丙}}{L^2}=\frac{G_{丙}}{3L^2}-\frac{120N}{3L^2}=1000Pa$
解得$L = 0.2m$
丙的密度$ρ_{丙}=\frac{m_{丙}}{V}=\frac{G_{丙}}{gV}=\frac{G_{丙}}{gL^3}=\frac{120N}{10N/kg×(0.2m)^3}=1.5×10³kg/m³$