第十八章 机械功 与机械能
（时间80分钟，满分100分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
选择题（每题3分，共30分）
1、 (2025陕西A卷）用电烤箱烤面包时，烤箱上的电热管会发红发烫，下列用电器的工作原理与电烤箱烤面包时的工作原理相同的是（ ）
A. 电蒸锅 B. 洗衣机 C. 电风扇 D. 电冰箱
2、对中学生体育运动相关数据的估测，最符合实际的是（ ）
A．一个篮球的质量约为600g B．100m短跑的平均速度约为50m/s
C．800m中长跑比赛后体温约为55℃ D．裁判用的电子表的电功率约为100W
3、（2025四川宜宾）物理学是一门以实验为基础的学科。如图的电学仪器中，实验室用来测量电流的是（ ）
A. B. C. D.
4、 (2025四川德阳）图甲为通过灯泡和定阻电阻的电流与其两端电压关系的图像。把它们按图乙接入电路，闭合开关，电流表示数为，下列选项正确的是（ ）
A. 电源电压
B. 定值电阻的阻值为
C. 通过灯泡的电流为
D. 灯泡的实际功率为
5、额定电压相同的甲、乙两只电加热器（俗称“热得快”）的铭牌如图所示，若不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．相同时间内，甲比乙消耗的电能多
B．正常工作时，通过甲的电流比乙小
C．正常工作时，甲比乙产生的热量多
D．正常工作时，电流通过甲做功较快
6．如图所示，是小明家安装的电能表。下列说法中正确的是（ ）
A．该电能表的示数为
B．用该电能表和秒表可以估测家中用电器的实际功率
C．该电能表允许通过的最大额定电流为10A
D．家中用电器消耗1J电能，该电能表指示灯闪烁3000次
7、“问天”兴趣小组设计的一种电子计重器的电路原理如图所示，M、N均为金属板，N固定不动，电源电压保持不变。要求：当体重增大时，计重器的示数也增大。下列说法合理的是（ ）
A．当计重器上物体质量越大时，滑动变阻器接入电路中的阻值越小
B．当计重器上物体质量越大时，电流表的示数越大
C．电压表示数的变化可间接反映体重的变化
D．当计重器上物体质量越小时，电阻R0的功率越小
8．如图所示的实物电路，闭合开关，向右移动滑片P的过程中，关于电流表A1的示数I1、电流表A2的示数I2以及灯泡的亮度，可能出现的现象是（ ）
A．I1变大，I2变小，灯泡亮度不变 B．I1变小，I2变大，灯泡亮度变暗
C．I1变小，I2变小，灯泡亮度不变 D．I1变大，I2变大，灯泡亮度变亮
9、如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1＝R3，R2＝R4，R2＝2R1，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（ ）
甲、乙、丙、丁
B．丁、丙、乙、甲
丙、丁、乙、甲
D．甲、乙、丁、丙
10、 (2025陕西A卷）小明通过查阅资料了解到电动汽车的“油门”一般是利用霍尔元件控制的、霍尔元件通电后会因处在强弱不同的磁场中，而产生不同的电压，这种情况下霍尔元件就相当于一个电压可变的电源。小明设计了如图-1所示的电路，闭合开关S后，用一根条形磁体靠近霍尔元件，探究霍尔元件在磁场中产生的电压变化情况，已知定值电阻R的阻值为10，电流表量程为0-0.6A、电压表量程未知，探究时绘制出电压表示数与条形磁体到霍尔元件的距离的关系图像如图-2所示。在电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的量程为0~3V
B. 当磁体靠近霍尔元件时电流表示数变小
C. 当磁体到霍尔元件的距离为1时，电流表示数为0.2A
D. 当磁体到霍尔元件的距离为0.25时，定值电阻的功率为0.9W
填空题（每空1分，共16分）
11、 (2025天津）国家标准《家用和类似用途电器的安全》中规定，电水壶电源线一般不应长于75cm。这是通过缩短电源线长度来减小______，从而______（选填“增加”或“减少”）电源线通电时产生的热量。
12、 (2025广东）如图所示实验，实验前已调好器材，实验过程中通过电阻、的电流________（选填“相等”或“不相等”）；观察U形管内液面高度差可知________（选填“”或“”）产生的热量较多；要使液面高度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片P向________滑动。
13、 (2025重庆）某款家用全自动中药电煎药壶加热挡的额定功率为400W，正常加热产生的热量是___________，加热电阻的阻值是___________Ω。
14、 (2025黑龙江齐齐哈尔）小明家的电能表表盘示数如图所示，读数为______。小明用该电能表测量家中电水壶工作时的实际功率，测量过程中电路电压稳定。他关闭家中其他用电器，只使用电水壶烧水，发现电水壶工作，电能表转盘转过，则烧水过程中该电水壶的实际功率为______W。
15、（2025吉林）庖厨雅趣，烹享人间美味。在学校开展的“走进烹饪”的劳动实践活动中，小明探索到厨房里蕴含着丰富的物理知识。
（1）吸盘挂钩在___________的作用下，被压在平滑的墙壁上，可以用来悬挂铲子等厨具。
（2）电热水壶是利用电流的___________效应工作的。电热水壶具有加热与保温两种功能，其内部简化电路如图所示。开关S1闭合、S2___________时为加热挡。若电热水壶加热挡的额定功率为1200W，其正常工作3min消耗的电能为___________J。
16、（2025山东）如图所示，可充电按摩仪具有按摩和热敷两种功能，使用时，闭合开关S1，电动机驱动按摩头开始按摩；再闭合开关S2，加热电阻接通，按摩同时进行热敷。若断开S1，按摩仪无法单独进行热敷。
（1）按摩仪的热敷功能利用的是电流的__________效应；
（2）按摩仪在充电时，其电池相当于____（选填“用电器”或“电源”）；
（3）请在答题卡指定位置画出此按摩仪的电路图，用电阻符号表示加热电阻。
三、实验探究题（17题7分，18题6分，19题8分，20题10分，共31分）
17、 (2025黑龙江齐齐哈尔）实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材：小灯泡，额定功率约为）、电压为且保持不变的电源、标有“”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整；（导线不允许交叉）
（2）①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误，正确的操作应是：______；
②正确操作后，继续实验的过程中，电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障，则故障可能是滑动变阻器______（选填“断路”或“被短接”）；
（3）排除故障后，继续实验，获取实验数据。当电压表示数为时，电流表表盘如图丙所示，通过计算可知，小灯泡L的额定功率为______W；
（4）完成实验后，小明设计了如图丁所示的电路，想要用原有的实验器材和定值电阻，在不使用电流表的情况下，测量该小灯泡的额定功率。请你帮助他完成实验方案：
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关接，调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为______；
②保持滑片不动，再将开关接，读出电压表示数为；
③小灯泡L的额定功率______（用、、表示）；
（5）小明找来了阻值为的定值电阻，按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡的额定功率？请说明你的判断依据：______。
18、回顾和反思实验是一种很好的学习方法。请分析以下实验并回答问题。
(1)在图甲实验中，用相同酒精灯给质量相同的水和沙子加热，发现水升温更 ；
(2)在图乙实验中，烧杯内被加热的ab应选用 物质（选题“相同”、“不同”或“可以相同或不同”）；与甲实验相比，不需要的测量工具是 ；
(3)图丙实验中，电流产生热量的多少是通过 来反映的；
(4)小明还想探究“电热与电阻的关系”，他应选用图丁中 （选填“A”、“B”或“C”）装置，将烧瓶内的电阻与图丙中烧瓶内的电阻 联。
19、同学们测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)实验前，电流表指针位置如图甲所示，应对电流表进行 ；
(2)同学们连接的电路如图乙所示，经检查发现A、E两点间的导线连接错误，应改接到 两点之间；更正错误后，将滑动变阻器的滑片置于最 （选填“左”或“右”）端；
(3)闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮，经检查发现小灯泡灯丝断了，此时电压表 （选填“有”或“无”）示数。排除故障后继续实验，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，继续调节滑动变阻器，使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表，表中a处的数据为 ；
实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的亮度
1 a 0.30 正常发光
2 2.0 0.26 较暗
3 3.0 0.32 较亮
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为 W，小灯泡的实际功率越 ，小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差，这种做法是 （选填“正确”或“错误”）的。
20、本题有两小题：
(1)小伟在做探究“电流与电阻的关系”实验时，准备了以下器材：电源（4.5V），定值电阻四个（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω），电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω，1A”和开关各一个、导线若干。
①小伟连接的电路如图甲所示，闭合开关后，发现 （填“电流表”或“电压表”）无示数，经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误，请在图中错误的那根导线上画“×”，并画出正确的连线 ；
②解决问题后，小伟先将5Ω的定值电阻接入电路。调节滑动变阻器的滑片在某位置时，电流表的示数如图乙所示；将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，他应将滑动变阻器的滑片P向 （填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数保持 V不变，再次读取电流表的示数；
③把20Ω的电阻接入电路时，小伟发现无论怎样调节滑动变阻器都不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，他应控制电压表的示数不低于 V。由实验得出的结论是：当电压一定时， ；
④小伟将定值电阻换成小灯泡L1，测出了几组电流值和电压值。并绘制了L1的U-I图像如图丙所示，根据图像 （填“能”或“不能”）得出电流与电压成正比的关系；
(2)小华用如图丁所示电路测量小灯泡的额定功率，小灯泡上标有“3.8V”的字样，额定功率约1W，滑动变阻器的规格是“20Ω，1A”，电源电压恒为6V。
①电压表有两个量程，若选用量程，其分度值是 V；
②为精确测量小灯泡的额定功率，请你选择合适的量程将电压表接在某个元件上；
③闭合开关， ，并读出此时电流表的示数为0.3A；
④额定功率为 W。
四、阅读与简答题（21题4分，22题5分，共9分）
21、阅读下列材料，回答问题。
列车飞驰的“能量动脉”
高铁接触网如同列车的“能量动脉”，源源不断为电力机车输送电能，支撑着高铁的高效运行。高铁接触网由接触悬挂、支持装置、定位装置及支柱基础四大核心模块构成。接触悬挂可为电力机车输送电能，支持装置承担悬挂承重并传递负荷至支柱，确保弓网接触的稳定性。
接触网需在强风、雨雪等恶劣条件下保持机械稳定性。接触网的稳定运行易受异物威胁，如锡箔纸、金属风筝线等异物一旦搭挂接触线与大地，可能会引起短路等事故，所以铁路部门有明确规定：在高铁线路两侧各500m范围内，不得放风筝。
作为电气化铁路的核心命脉，接触网始终追求供电可靠性、结构经济性与技术前瞻性的平衡。从毫米级精度的弓网匹配，到智能巡检系统的隐患预判，这套空中供电网络正以科技升级守护着高铁的每一次安全疾驰。
(1)如图所示是高铁进站时的情景，站台上设有安全线，这是因为列车进站时车体附近空气流速变大，压强变 ，为了避免发生安全事故，乘客候车时不可越过安全线；
(2)受电弓与接触线之间的摩擦属于 摩擦（选填“滚动”或“滑动”）；
(3)高铁线路两侧各500m范围内，不得放风筝，是因为金属风筝线可能会使接触网 ，导致动车组失去动力；
(4)受电弓从接触网获取电功率为4800kW，则列车运行1h消耗的电能是 。
22、小明为新家选购电热水壶，准备在标有“5A”字样的插座上使用。商场售卖的甲、乙两款容积相同的电热水壶额定电压均为220V，额定功率分别为1500W和800W。请帮小明给出选购建议并用所学物理知识说明理由。
综合应用题（23题6分，24题7分，共13分）
23、小红妈妈用手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图甲为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限流电阻，S为自动温控开关，将挂烫机接入电路，S在位置“加热”，前端电热板被加热，电路中的电流为5.0 A；当温度升到130℃时，S切换到位置“待机”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02 A；当温度降到100℃时，S又回到位置“加热”。求：
(1)温度升到130℃时的电功率；
(2)求的阻值；
(3)熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图乙，求挂烫机消耗的电能。
24、小杰家有一款新型的电热水器，其铭牌上的部分信息如下。
额定电压 220V
额定功率 1210W
容积 7L
(1)求电热水器正常工作时的电阻；
(2)将这个电热水器装满25℃的水，加热使水的温度升高40℃，求水吸收的热量；
(3)若此电热水器在额定电压下使用，用了17min达到（2）问中的要求，求这个电热水器的加热效率；（计算结果精确到0.1%）
(4)小杰家安装的电能表如上图所示。某次小杰断开家中的其它用电器，让电热水器单独工作，在1min内电能表的转盘转过50r，求此时该电热水器两端的实际电压。
4题图
5题图
6题图
7题图
8题图
9题图
10题图
12题图
14题图
15题图
16题图
21题图
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）第十八章 机械功 与机械能
（时间80分钟，满分100分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
选择题（每题3分，共30分）
1、 (2025陕西A卷）用电烤箱烤面包时，烤箱上的电热管会发红发烫，下列用电器的工作原理与电烤箱烤面包时的工作原理相同的是（ ）
A. 电蒸锅 B. 洗衣机 C. 电风扇 D. 电冰箱
【答案】A
【解析】
【详解】用电烤箱烤面包时，烤箱上的电热管会发红发烫，属于电流的热效应。
A．电蒸锅主要利用电流的热效应工作的，故A符合题意；
BC．洗衣机、电风扇工作的主要部件是电动机，利用的是通电导线在磁场中受力的原理，BC不符合题意；
D．电冰箱工作的主要部件是压缩机，利用的是通电导线在磁场中受力的原理，D不符合题意。
故选A 。
2、对中学生体育运动相关数据的估测，最符合实际的是（ ）
A．一个篮球的质量约为600g
B．100m短跑的平均速度约为50m/s
C．800m中长跑比赛后体温约为55℃
D．裁判用的电子表的电功率约为100W
【答案】A
【详解】A．标准篮球质量范围约为500g~650g，600g符合实际，故A正确；
B．100m短跑世界纪录约9.58s，平均速度约10.4m/s，远小于50m/s，故B错误；
C．人体正常体温约37℃，剧烈运动后不超过40℃，55℃远超生理极限，故C错误；
D．电子表功率通常为毫瓦级（如0.005W），100W相当于灯泡功率，故D错误。
故选A。
3、（2025四川宜宾）物理学是一门以实验为基础的学科。如图的电学仪器中，实验室用来测量电流的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．图中是验电器，可用来检测物体是否带电，故A不符合题意；
B．图中是电流表，是用来测量电路中电流大小的仪器，串联在电路中使用，故B符合题意；
C．图中是滑动变阻器，移动滑片，可以改变接入电路中电阻大小，故C不符合题意；
D．图中是电能表，用来测量电路中消耗电能的多少，故D不符合题意。
故选B。
4、 (2025四川德阳）图甲为通过灯泡和定阻电阻的电流与其两端电压关系的图像。把它们按图乙接入电路，闭合开关，电流表示数为，下列选项正确的是（ ）
A. 电源电压
B. 定值电阻的阻值为
C. 通过灯泡的电流为
D. 灯泡的实际功率为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由甲图可知，直线为定阻电阻的电流与其两端电压关系的图像，曲线为灯泡的电流与其两端电压关系的图像，由乙图可知，电流表测定值电阻的电流，电流表示数为，结合甲图像可知，定值电阻的电压为，由于定值电阻与灯泡并联，根据并联电路电压特点可知，电源电压、灯泡两端电压与定值电阻两端电压相等，电源电压为，故A错误；
B．定值电阻的阻值为
故B错误；
C．根据甲图可知，灯泡电压为时，通过灯泡的电流为，故C错误；
D．灯泡的实际功率
故D正确。
故选D 。
5、额定电压相同的甲、乙两只电加热器（俗称“热得快”）的铭牌如图所示，若不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．相同时间内，甲比乙消耗的电能多
B．正常工作时，通过甲的电流比乙小
C．正常工作时，甲比乙产生的热量多
D．正常工作时，电流通过甲做功较快
【答案】D
【详解】A．由图示知，甲的额定电压为220V，额定功率为1100W，乙的额定电压为220V，额定功率为800W，据知，正常工作时，在相同时间内，甲比乙消耗的电能多，但没有说明是否正常工作，条件不足，无法比较甲和乙消耗电能的多少，故A错误；
B．正常工作时，两电加热器的电压相同，甲的功率比乙的大，据知，甲通过的电流比乙的大，故B错误；
C．正常工作时，据知，时间不知，则无法比较甲、乙产生的热量多少，故C错误；
D．正常工作时，甲的功率比乙的大，则电流通过甲做功比乙的快，故D正确。
故选D。
6．如图所示，是小明家安装的电能表。下列说法中正确的是（ ）
A．该电能表的示数为
B．用该电能表和秒表可以估测家中用电器的实际功率
C．该电能表允许通过的最大额定电流为10A
D．家中用电器消耗1J电能，该电能表指示灯闪烁3000次
【答案】B
【详解】A．电能表虚线框内的数字为小数位，所以该电能表的示数为2168.2kW h，故A错误；
B．电能表测量一定时间内家用电器消耗的电能，秒表测量时间，利用功率公式就可估测家中用电器的实际功率，故B正确；
C．该电能表的标定电流为10A，但该电能表允许通过的最大电流为40A，故C错误；
D．家用电器消耗1kW h的电能，即3.6×106J的电能，该电能表指示灯闪烁3000次，故D错误。
故选B 。
7、“问天”兴趣小组设计的一种电子计重器的电路原理如图所示，M、N均为金属板，N固定不动，电源电压保持不变。要求：当体重增大时，计重器的示数也增大。下列说法合理的是（ ）
A．当计重器上物体质量越大时，滑动变阻器接入电路中的阻值越小
B．当计重器上物体质量越大时，电流表的示数越大
C．电压表示数的变化可间接反映体重的变化
D．当计重器上物体质量越小时，电阻R0的功率越小
【答案】C
【详解】AB．由图可知，电路为串联电路，电压表测量滑动变阻器两端电压。当计重器上物体质量越大时，滑动变阻器接入电阻变大，电路中总电阻变大，电流表示数变小，故AB不符合题意；
C．当计重器上物体质量越大时，滑动变阻器接入电阻变大，根据串联分压的关系可知，电压表示数越大，故C符合题意；
D．当计重器上物体质量越小时，滑动变阻器接入电阻越小，电路中总电阻越小，电流表示数越大，由可知，电阻R0的功率越大，故D不符合题意。
故选C。
8．如图所示的实物电路，闭合开关，向右移动滑片P的过程中，关于电流表A1的示数I1、电流表A2的示数I2以及灯泡的亮度，可能出现的现象是（ ）
A．I1变大，I2变小，灯泡亮度不变 B．I1变小，I2变大，灯泡亮度变暗
C．I1变小，I2变小，灯泡亮度不变 D．I1变大，I2变大，灯泡亮度变亮
【答案】C
【详解】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器并联，电流表A1测变阻器支路的电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源的电压，当滑片向右移动时，接入电阻变大，根据欧姆定律，该支路电流变小，则电流表A1示数I1变小，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，通过灯泡的电流不变，灯泡的实际功率不变，亮度不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则电流表A2示数I2变小，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
9、如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1＝R3，R2＝R4，R2＝2R1，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（ ）
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．丙、丁、乙、甲 D．甲、乙、丁、丙
【答案】C
【详解】根据题干知，R2＝2R1＝2R3＝R4
左图中，R1与R2串联，根据串联电路特点和焦耳定律可知，在电流和通电时间相同的情况下，电阻大的导电线圈产生的热量多。因为R2＝2R1，所以Q2＞Q1……①
右图中，R3与R4并联，根据并联电路特点和焦耳定律公式的变形式可知，在电压和通电时间相同的情况下，电阻小的导电线圈产生的热量多。因为R4＝2R3，所以Q3＞Q4……②
在右图中，由可知，
在左图中，因R2＝2R1，由分压原理和串联电路电压的规律可知，，由可知，
所以Q4＞Q2……③
由①②③，我们可得出了这四个电阻产生的热量关系是：Q3＞Q4＞Q2＞Q1；因甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，根据可知，这四个容器中的水温从高到低的顺序是即丙、丁、乙、甲。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
10、 (2025陕西A卷）小明通过查阅资料了解到电动汽车的“油门”一般是利用霍尔元件控制的、霍尔元件通电后会因处在强弱不同的磁场中，而产生不同的电压，这种情况下霍尔元件就相当于一个电压可变的电源。小明设计了如图-1所示的电路，闭合开关S后，用一根条形磁体靠近霍尔元件，探究霍尔元件在磁场中产生的电压变化情况，已知定值电阻R的阻值为10，电流表量程为0-0.6A、电压表量程未知，探究时绘制出电压表示数与条形磁体到霍尔元件的距离的关系图像如图-2所示。在电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的量程为0~3V
B. 当磁体靠近霍尔元件时电流表示数变小
C. 当磁体到霍尔元件的距离为1时，电流表示数为0.2A
D. 当磁体到霍尔元件的距离为0.25时，定值电阻的功率为0.9W
【答案】D
【解析】
【详解】A．分析图-2可知，当条形磁体到霍尔元件的距离为0时，电压表的示数约为4.6V，故电压表的测量值超过3V，故A错误；
B．分析图-2可知，当磁体靠近霍尔元件时，电压表的示数变大，由欧姆定律可知，通过定值电阻R的电流变大，则电流表的示数变大，故B错误；
C．当磁体到霍尔元件的距离为时，由图-2可知，电压表的示数为1V，则通过定值电阻R的电流
即电流表的示数为0.1A，故C错误；
D．当磁体到霍尔元件的距离为时，由图-2可知，电压表的示数为3V，则通过定值电阻R的电流
定值电阻的功率
故D正确。
故选D。
填空题（每空1分，共16分）
11、 (2025天津）国家标准《家用和类似用途电器的安全》中规定，电水壶电源线一般不应长于75cm。这是通过缩短电源线长度来减小______，从而______（选填“增加”或“减少”）电源线通电时产生的热量。
【答案】 ①. 电阻 ②. 减少
【解析】
【详解】[1][2]导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，缩短电源线长度，材料和横截面积不变，可以减小电源线的电阻，由Q=I2Rt可知电流和时间相同，电阻越小，产生的热量越少，电水壶和电源线串联，通过它们的电流和时间相等，减小电源线的电阻，可以减少电源线通电时产生的热量。
12、 (2025广东）如图所示实验，实验前已调好器材，实验过程中通过电阻、的电流________（选填“相等”或“不相等”）；观察U形管内液面高度差可知________（选填“”或“”）产生的热量较多；要使液面高度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片P向________滑动。
【答案】 ①. 相等 ②. R2 ③. 右
【解析】
【详解】[1]由图可知，两个电阻串联，由串联电路电流的规律可知通过两个电阻的电流相等。
[2]由图可知，右侧U形管内液面高度差较大，说明R2产生的热量较多。
[3]要使液面高度差变化更快，可以增大两个电阻丝中的电流，应将滑动变阻器滑片P向右移动，减小变阻器连入电路的电阻。
13、 (2025重庆）某款家用全自动中药电煎药壶加热挡的额定功率为400W，正常加热产生的热量是___________，加热电阻的阻值是___________Ω。
【答案】 ①. 24000 ②. 121
【解析】
【详解】[1]正常加热产生的热量Q=W=Pt=400W×60s=24000J
[2]家庭电路的电压U=220V，加热电阻的阻值
14、 (2025黑龙江齐齐哈尔）小明家的电能表表盘示数如图所示，读数为______。小明用该电能表测量家中电水壶工作时的实际功率，测量过程中电路电压稳定。他关闭家中其他用电器，只使用电水壶烧水，发现电水壶工作，电能表转盘转过，则烧水过程中该电水壶的实际功率为______W。
【答案】 ①. 31.6 ②. 1200
【解析】
【详解】[1]电能表的单位是，最后一位是小数位，如图所示，电能表的读数为。
[2]烧水过程中该电水壶消耗电能为
则电水壶的实际功率为
15、（2025吉林）庖厨雅趣，烹享人间美味。在学校开展的“走进烹饪”的劳动实践活动中，小明探索到厨房里蕴含着丰富的物理知识。
（1）吸盘挂钩在___________的作用下，被压在平滑的墙壁上，可以用来悬挂铲子等厨具。
（2）电热水壶是利用电流的___________效应工作的。电热水壶具有加热与保温两种功能，其内部简化电路如图所示。开关S1闭合、S2___________时为加热挡。若电热水壶加热挡的额定功率为1200W，其正常工作3min消耗的电能为___________J。
【答案】（1）大气压 （2） ①. 热 ②. 闭合 ③. 2.16×105
【解析】
【小问1详解】
吸盘挂钩是通过排出吸盘内的空气，在外界大气压的作用下吸盘被紧压在平滑的墙壁上，可以用来悬挂铲子等厨具。
【小问2详解】
[1]电热水壶工作时把电能转化为内能，利用了电流的热效应。
[2]由图可知，开关S1闭合、S2闭合时，电路只有电阻R2，电路总电阻较小，根据可知功率较大，此时为加热挡。
[3]正常工作3min消耗的电能为
16、（2025山东）如图所示，可充电按摩仪具有按摩和热敷两种功能，使用时，闭合开关S1，电动机驱动按摩头开始按摩；再闭合开关S2，加热电阻接通，按摩同时进行热敷。若断开S1，按摩仪无法单独进行热敷。
（1）按摩仪的热敷功能利用的是电流的__________效应；
（2）按摩仪在充电时，其电池相当于____（选填“用电器”或“电源”）；
（3）请在答题卡指定位置画出此按摩仪的电路图，用电阻符号表示加热电阻。
【答案】（1）热 （2）用电器
（3）
【解析】
【小问1详解】
按摩仪的热敷功能说明通电之后会发热，电能转化为内能，利用的是电流的热效应。
【小问2详解】
按摩仪在充电时，消耗电能转化为化学能储存起来，电池相当于用电器。
【小问3详解】
由题意可知，电动机与加热电阻并联，开关S1在干路上控制整个电路；开关S2控制加热电阻，与加热电阻串联在同一条支路上，如图所示：
三、实验探究题（17题7分，18题6分，19题8分，20题10分，共31分）
17、 (2025黑龙江齐齐哈尔）实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材：小灯泡，额定功率约为）、电压为且保持不变的电源、标有“”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整；（导线不允许交叉）
（2）①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误，正确的操作应是：______；
②正确操作后，继续实验的过程中，电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障，则故障可能是滑动变阻器______（选填“断路”或“被短接”）；
（3）排除故障后，继续实验，获取实验数据。当电压表示数为时，电流表表盘如图丙所示，通过计算可知，小灯泡L的额定功率为______W；
（4）完成实验后，小明设计了如图丁所示的电路，想要用原有的实验器材和定值电阻，在不使用电流表的情况下，测量该小灯泡的额定功率。请你帮助他完成实验方案：
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关接，调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为______；
②保持滑片不动，再将开关接，读出电压表示数为；
③小灯泡L的额定功率______（用、、表示）；
（5）小明找来了阻值为的定值电阻，按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡的额定功率？请说明你的判断依据：______。
【答案】（1） （2） ①. 先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，再闭合开关 ②. 断路
（3）0.75 （4） ①. 0.5 ②.
（5）见解析
【解析】
【小问1详解】
小灯泡正常发光时电流约为
所以电流表选择小量程串联到电路中，作图如下：
【小问2详解】
[1]为保护电路，应在闭合开关前，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处。
[2]如图乙，电压表无示数，只有变阻器出问题，则故障可能是滑动变阻器断路，使得电压表的两端无法与电源相通。
【小问3详解】
当电压表示数为时，电流表表盘如图丙所示，由（1）可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则示数为0.3A，则小灯泡L的额定功率为
【小问4详解】
[1][2]①检查电路无误后，闭合开关S，将开关接，灯泡、和变阻器串联，电压表测和变阻器总电压，调节滑动变阻器的滑片直至灯泡正常发光（2.5V），根据串联电压规律，电压表示数为
②保持滑片不动，再将开关接，连接方式不变，电压表改测电压，读出电压表示数为，则电路中电流为；
③小灯泡L的额定功率
【小问5详解】
由前面实验可知，若小灯泡正常发光时，额定电流为0.3A。若定值电阻阻值为，则灯泡正常发光时，两端的电压
两端的电压大于电源电压。电源实际电压为，不能满足实验要求。所以不可行。
18、回顾和反思实验是一种很好的学习方法。请分析以下实验并回答问题。
(1)在图甲实验中，用相同酒精灯给质量相同的水和沙子加热，发现水升温更 ；
(2)在图乙实验中，烧杯内被加热的ab应选用 物质（选题“相同”、“不同”或“可以相同或不同”）；与甲实验相比，不需要的测量工具是 ；
(3)图丙实验中，电流产生热量的多少是通过 来反映的；
(4)小明还想探究“电热与电阻的关系”，他应选用图丁中 （选填“A”、“B”或“C”）装置，将烧瓶内的电阻与图丙中烧瓶内的电阻 联。
【答案】(1)慢
(2) 相同 秒表
(3)温度计示数的变化
(4) C 串
【详解】（1）水的比热容大于沙子，即水的吸热能力强，所以用相同酒精灯给质量相同的水和沙子加热，发现水升温更慢。
（2）[1]在比较不同燃料燃烧放热能力的实验中，应控制不同燃料的质量相同，燃料完全燃烧加热质量、初温相同的同种物质，这样可通过温度计示数的变化来比较不同燃料燃烧放热能力，所以烧杯内被加热的ab应选用相同物质。
[2]甲实验中，探究物质吸热升温的现象，需要使用秒表记录不同时刻下物质的升温情况，而乙实验中，只需要使燃料完全燃烧，观察温度计升温情况，不需要记录时间，因此与甲实验相比，不需要的测量工具是秒表。
（3）电流产生热量的多少不易观察，可通过温度计示数的变化来反映电流产生热量的多少，采用了转换法。
（4）[1][2]小明还想探究“电热与电阻的关系”，他应控制通过电阻的电流和通电时间相同，只改变电阻，故应选择烧瓶中装有质量相同的同种液体，且电阻不等于10Ω，所以应选用图丁中C装置，将烧瓶内的电阻与图丙中烧瓶内的电阻串联，这样保证通过不同电阻的电流相同。
19、同学们测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)实验前，电流表指针位置如图甲所示，应对电流表进行 ；
(2)同学们连接的电路如图乙所示，经检查发现A、E两点间的导线连接错误，应改接到 两点之间；更正错误后，将滑动变阻器的滑片置于最 （选填“左”或“右”）端；
(3)闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮，经检查发现小灯泡灯丝断了，此时电压表 （选填“有”或“无”）示数。排除故障后继续实验，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，继续调节滑动变阻器，使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表，表中a处的数据为 ；
实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的亮度
1 a 0.30 正常发光
2 2.0 0.26 较暗
3 3.0 0.32 较亮
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为 W，小灯泡的实际功率越 ，小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差，这种做法是 （选填“正确”或“错误”）的。
【答案】(1)调零
(2) B、E 右
(3) 有 2.5
(4) 0.75 大 错误
【详解】（1）由图甲可知，实验前电流表的指针未指在零刻度线处，故应对电流表进行调零。
（2）[1]由图乙可知，A、E两点间的导线将小灯泡短路，故应将导线改接到B、E两点间。
[2]为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即应将滑片移至最右端。
（3）[1]若小灯泡灯丝断了，则电压表直接并联在电源两端，测量电源电压，故电压表有示数。
[2]小灯泡正常发光时的电压为其额定电压，故表中a处的数据应为其额定电压2.5V。
（4）[1]在额定电压下的消耗的功率为额定功率，由表格中数据可知，小灯泡的额定功率为
[2]由表格中数据可知，灯泡两端电压越大，电流越大，小灯泡的实际功率越大，小灯泡就越亮。
[3]用电器在不同电压下对应的实际功率不同，故通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差，这种做法是错误的。
20、本题有两小题：
(1)小伟在做探究“电流与电阻的关系”实验时，准备了以下器材：电源（4.5V），定值电阻四个（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω），电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω，1A”和开关各一个、导线若干。
①小伟连接的电路如图甲所示，闭合开关后，发现 （填“电流表”或“电压表”）无示数，经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误，请在图中错误的那根导线上画“×”，并画出正确的连线 ；
②解决问题后，小伟先将5Ω的定值电阻接入电路。调节滑动变阻器的滑片在某位置时，电流表的示数如图乙所示；将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，他应将滑动变阻器的滑片P向 （填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数保持 V不变，再次读取电流表的示数；
③把20Ω的电阻接入电路时，小伟发现无论怎样调节滑动变阻器都不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，他应控制电压表的示数不低于 V。由实验得出的结论是：当电压一定时， ；
④小伟将定值电阻换成小灯泡L1，测出了几组电流值和电压值。并绘制了L1的U-I图像如图丙所示，根据图像 （填“能”或“不能”）得出电流与电压成正比的关系；
(2)小华用如图丁所示电路测量小灯泡的额定功率，小灯泡上标有“3.8V”的字样，额定功率约1W，滑动变阻器的规格是“20Ω，1A”，电源电压恒为6V。
①电压表有两个量程，若选用量程，其分度值是 V；
②为精确测量小灯泡的额定功率，请你选择合适的量程将电压表接在某个元件上；
③闭合开关， ，并读出此时电流表的示数为0.3A；
④额定功率为 W。
【答案】(1) 电压表 右 2V 通过导体的电流与导体的电阻成反比 不能
(2) 0.5 调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为3.8V
【详解】（1）[1]探究“电流与电阻的关系”实验中，电路应满足：定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测定值电阻两端电压。由图甲电路图可知，电流表串联在电路中测电路电流，电流表接法正确，闭合开关，电流表有电流，电流表有示数；而定值电阻与电压表串联，被定值电阻左接线柱与电压表“3”接线柱相连的导线短路，所以定值电阻和电压表无电流，电压表无示数。
[2]错误导线为电流表“0.6”接线柱与定值电阻左接线柱相连接的导线，在这根导线上画“×”，然后用笔画出平滑曲线代替导线将电流表“0.6”接线柱与定值电阻右接线柱相连接。如图所示：
[3][4]接入5Ω电阻时，如图乙，电流表量程为，分度值0.02A，示数为0.4A，则定值电阻两端电压
滑动变阻器两端电压
换成10Ω电阻后，此时电路总电阻增大，电路电流减小，滑动变阻器滑片不滑动，滑动变阻器阻值不变，由，则滑动变阻器分压减小，小于2.5V，由
则定值电阻电压大于2V，为维持，需增大滑动变阻器两端电压，根据串联分压规律，需增大滑动变阻器接入电路电阻，如图甲，滑动变阻器左端为下接线柱，右端为上接线柱，滑片向右移动时接入电阻增大，因此滑片应向右移动。根据控制变量法，需保持定值电阻两端电压仍为2V，电压表示数需保持2V不变。
[5][6]滑动变阻器最大阻值为20Ω，电源电压4.5V。当接入定值电阻20Ω时，设定值电阻两端控制电压为，根据串联电路电压的规律和分压原理
当接入定值电阻20Ω时，控制的电压值越小，滑动变阻器分压越大，滑动变阻器接入电路阻值越大，则滑动变阻器接入最大阻值20Ω，则
解得
实验结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[7]小灯泡的电阻随温度升高而增大，灯泡电阻不是定值，因此其图像是曲线（非正比例函数图像）。由于电阻变化，不能得出电流与电压成正比的关系。
（2）[1]电压表量程的分度值为0.5V（0-3V量程分度值0.1V）。
[2]小灯泡额定电压3.8V，超过量程，需选用量程，且并联在小灯泡两端。闭合开关后，需调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为3.8V（额定电压），此时小灯泡两端实际电压等于其额定电压，小灯泡实际功率等于其额定功率，小灯泡正常发光，此时读出电流表示数0.3A。
[3]小灯泡额定功率
四、阅读与简答题（21题4分，22题5分，共9分）
21、阅读下列材料，回答问题。
列车飞驰的“能量动脉”
高铁接触网如同列车的“能量动脉”，源源不断为电力机车输送电能，支撑着高铁的高效运行。高铁接触网由接触悬挂、支持装置、定位装置及支柱基础四大核心模块构成。接触悬挂可为电力机车输送电能，支持装置承担悬挂承重并传递负荷至支柱，确保弓网接触的稳定性。
接触网需在强风、雨雪等恶劣条件下保持机械稳定性。接触网的稳定运行易受异物威胁，如锡箔纸、金属风筝线等异物一旦搭挂接触线与大地，可能会引起短路等事故，所以铁路部门有明确规定：在高铁线路两侧各500m范围内，不得放风筝。
作为电气化铁路的核心命脉，接触网始终追求供电可靠性、结构经济性与技术前瞻性的平衡。从毫米级精度的弓网匹配，到智能巡检系统的隐患预判，这套空中供电网络正以科技升级守护着高铁的每一次安全疾驰。
(1)如图所示是高铁进站时的情景，站台上设有安全线，这是因为列车进站时车体附近空气流速变大，压强变 ，为了避免发生安全事故，乘客候车时不可越过安全线；
(2)受电弓与接触线之间的摩擦属于 摩擦（选填“滚动”或“滑动”）；
(3)高铁线路两侧各500m范围内，不得放风筝，是因为金属风筝线可能会使接触网 ，导致动车组失去动力；
(4)受电弓从接触网获取电功率为4800kW，则列车运行1h消耗的电能是 。
【答案】(1)小
(2)滑动
(3)短路
(4)
【详解】（1）离高速列车比较近时，高速列车的速度很大，人和高速列车的之间的空气流动速度很大，压强小，人外侧的压强不变，人受到外侧压强大于人内侧受到的压强，人在较大的压强差作用下很容易被压向列车，发生交通事故，故为了避免发生安全事故，乘客候车时不可越过安全线。
（2）受电弓与接触网之间滑动接触获得电能，牵引列车运行，所以它们之间的摩擦是滑动摩擦。
（3）接触网的稳定运行易受异物威胁，如锡箔纸、金属风筝线等异物一旦搭挂接触线与大地，可能会引起短路等事故，所以铁路部门有明确规定：在高铁线路两侧各500m范围内，不得放风筝。
（4）列车运行1h消耗的电能是
22、小明为新家选购电热水壶，准备在标有“5A”字样的插座上使用。商场售卖的甲、乙两款容积相同的电热水壶额定电压均为220V，额定功率分别为1500W和800W。请帮小明给出选购建议并用所学物理知识说明理由。
【答案】见解析
【详解】甲电热水壶额定电流为
乙电热水壶额定电流为
只有乙电热水壶额定电流低于插座的额定电流，所以应选择乙电热水壶。
综合应用题（23题6分，24题7分，共13分）
23、小红妈妈用手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图甲为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限流电阻，S为自动温控开关，将挂烫机接入电路，S在位置“加热”，前端电热板被加热，电路中的电流为5.0 A；当温度升到130℃时，S切换到位置“待机”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02 A；当温度降到100℃时，S又回到位置“加热”。求：
(1)温度升到130℃时的电功率；
(2)求的阻值；
(3)熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图乙，求挂烫机消耗的电能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）由题意知，R1为加热电阻，当只有R1接入电路时，此时电流5A。R2为限流电阻，当只有接入电路时，挂烫机处于待机状态，此时电流0.02A。故当温度升到130℃时，S切换到位置“待机”，挂烫机处于待机状态，此时电功率
（2）当只有接入电路时，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02 A，则
（3）如图乙，挂烫机消耗的电能
24、小杰家有一款新型的电热水器，其铭牌上的部分信息如下。
额定电压 220V
额定功率 1210W
容积 7L
(1)求电热水器正常工作时的电阻；
(2)将这个电热水器装满25℃的水，加热使水的温度升高40℃，求水吸收的热量；
(3)若此电热水器在额定电压下使用，用了17min达到（2）问中的要求，求这个电热水器的加热效率；（计算结果精确到0.1%）
(4)小杰家安装的电能表如上图所示。某次小杰断开家中的其它用电器，让电热水器单独工作，在1min内电能表的转盘转过50r，求此时该电热水器两端的实际电压。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)200V
【详解】（1）由可知，热水器正常工作时的电阻
（2）水的质量
由题意得，水吸收的热量
（3）电热水器消耗得电能
电热水器的加热效率
（4）电热水器实际消耗得电能
电热水器实际功率
由可得实际电压
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）第十八章 机械功 与机械能
（时间 80分钟，满分 100分）
一、 选择题（每题 3分，共 30分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
1、 (2025陕西 A卷）用电烤箱烤面包时，烤箱上的电热管会发红发烫，下列用电器的工作原理与电烤箱烤面包时
的工作原理相同的是（ ）
A. 电蒸锅 B. 洗衣机 C. 电风扇 D. 电冰箱
2、对中学生体育运动相关数据的估测，最符合实际的是（ ）
A．一个篮球的质量约为 600g B．100m短跑的平均速度约为 50m/s
C．800m中长跑比赛后体温约为 55℃ D．裁判用的电子表的电功率约为 100W
3、（2025四川宜宾）物理学是一门以实验为基础的学科。如图的电学仪器中，实验室用来测量电流的是（ ）
A. B. C. D.
4、 (2025四川德阳）图甲为通过灯泡L和定阻电阻 R的电流与其两端电压关系的图像。把它们按图乙接入电路，
闭合开关 S，电流表示数为0.2 A，下列选项正确的是（ ）
A. 电源电压为1.5 V
B. 定值电阻 R的阻值为10Ω
C. 通过灯泡L的电流为0.2 A
D. 灯泡L的实际功率为0.9 W 4题图
5、额定电压相同的甲、乙两只电加热器（俗称“热得快”）的铭牌如图所示，若不考虑温度对电阻的影响，下列说
法正确的是（ ）
A．相同时间内，甲比乙消耗的电能多
B．正常工作时，通过甲的电流比乙小
C．正常工作时，甲比乙产生的热量多
D．正常工作时，电流通过甲做功较快
6．如图所示，是小明家安装的电能表。下列说法中正确的是（ ） 5题图
A．该电能表的示数为21682kW h
B．用该电能表和秒表可以估测家中用电器的实际功率
C．该电能表允许通过的最大额定电流为 10A
D．家中用电器消耗 1J电能，该电能表指示灯闪烁 3000次
7、“问天”兴趣小组设计的一种电子计重器的电路原理如图所示，M、N均为金属板，N 6题图
固定不动，电源电压保持不变。要求：当体重增大时，计重器的示数也增大。
下列说法合理的是（ ）
A．当计重器上物体质量越大时，滑动变阻器接入电路中的阻值越小
B．当计重器上物体质量越大时，电流表的示数越大
C．电压表示数的变化可间接反映体重的变化
D．当计重器上物体质量越小时，电阻 R0的功率越小 7题图
8．如图所示的实物电路，闭合开关，向右移动滑片 P的过程中，关于电
流表 A1的示数 I1、电流表 A2的示数 I2以及灯泡的亮度，可能出现的现象
是（ ）
A．I1变大，I2变小，灯泡亮度不变 B．I1变小，I2变大，灯泡亮度变暗
C．I1变小，I2变小，灯泡亮度不变 D．I1变大，I2变大，灯泡亮度变亮
9、如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，
每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻 R1＝R3，R2＝R4，R2＝2R1，
8题图
若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是
（ ）
A．甲、乙、丙、丁
B．B．丁、丙、乙、甲
C．丙、丁、乙、甲
D．D．甲、乙、丁、丙
9题图
10、 (2025陕西 A卷）小明通过查阅资料了
解到电动汽车的“油门”一般是利用霍尔元件控制的、霍尔
元件通电后会因处在强弱不同的磁场中，而产生不同的电压，
这种情况下霍尔元件就相当于一个电压可变的电源。小明设
计了如图-1所示的电路，闭合开关 S后，用一根条形磁体靠
近霍尔元件，探究霍尔元件在磁场中产生的电压变化情况，
已知定值电阻 R的阻值为 10 ，电流表量程为 0-0.6A、电 10题图
压表量程未知，探究时绘制出电压表示数与条形磁体到霍尔元件的距离的关系图像如图-2所示。在电路安全的情况
下，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的量程为 0~3V
B. 当磁体靠近霍尔元件时电流表示数变小
C. 当磁体到霍尔元件的距离为 1 cm时，电流表示数为 0.2A
D. 当磁体到霍尔元件的距离为 0.25 cm时，定值电阻的功率为 0.9W
二、 填空题（每空 1分，共 16分）
11、 (2025天津）国家标准《家用和类似用途电器的安全》中规定，电水壶电源线一般不应长于 75cm。这是通过
缩短电源线长度来减小______，从而______（选填“增加”或“减少”）电源线通电时产生的热量。
12、 (2025广东）如图所示实验，实验前已调好器材，实验过程中通过
电阻R1、R2 的电流________（选填“相等”或“不相等”）；观察 U
形管内液面高度差可知________（选填“R1”或“R2 ”）产生的热量较
多；要使液面高度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片 P向________滑
动。
13、 (2025 重庆）某款家用全自动中药电煎药壶加热挡的额定功率为
12题图
400W，正常加热1min产生的热量是___________ J，加热电阻的阻值是
___________Ω。
14、 (2025黑龙江齐齐哈尔）小明家的电能表表盘示数如图所示，读数为
______ kW h。小明用该电能表测量家中电水壶工作时的实际功率，测量过程中电路
电压稳定。他关闭家中其他用电器，只使用电水壶烧水，发现电水壶工作1min，电
能表转盘转过60r，则烧水过程中该电水壶的实际功率为______W。
14题图
15、（2025吉林）庖厨雅趣，烹享人间美味。在学校开展的“走进烹饪”的劳动实践
活动中，小明探索到厨房里蕴含着丰富的物理知识。
（1）吸盘挂钩在___________的作用下，被压在平滑的墙壁上，可以用来悬挂铲子等厨
具。
（2）电热水壶是利用电流的___________效应工作的。电热水壶具有加热与保温两种功
能，其内部简化电路如图所示。开关 S1闭合、S2___________时为加热挡。若电热水壶
15题图
加热挡的额定功率为 1200W，其正常工作 3min消耗的电能为___________J。
16、（2025山东）如图所示，可充电按摩仪具有按摩和热敷两种功能，使用时，闭合开关 S1，电动机驱动按摩头
开始按摩；再闭合开关 S2，加热电阻接通，按摩的同时进行热敷。若断开 S1，按摩仪无法单独进行热敷。
（1）按摩仪的热敷功能利用的是电流的__________效应；
（2）按摩仪在充电时，其电池相当于____（选填“用电器”或“电源”）；
（3）请在答题卡指定位置画出此按摩仪的电路图，用电阻符号表示加热电阻。
三、实验探究题（17题 7分，18题 6分，19题 8分，20题 10分，共 31分） 16题图
17、 (2025黑龙江齐齐哈尔）实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材：小灯
泡L U额 2.5V，额定功率约为0.8W ）、电压为3V且保持不变的电源、标有“ 20Ω1A”字样的滑动变阻器、
开关、电流表、电压表、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整；（导线不允许交叉）
（2）①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，开始
实验。小丽指出小明的实验操作存在错误，正确的操作应是：______；
②正确操作后，继续实验的过程中，电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障，则故障
可能是滑动变阻器______（选填“断路”或“被短接”）；
（3）排除故障后，继续实验，获取实验数据。当电压表示数为2.5V时，电流表表盘如图丙所示，通过计算可知，
小灯泡 L的额定功率为______W；
（4）完成实验后，小明设计了如图丁所示的电路，想要用原有的实验器材和定值电阻R0 ，在不使用电流表的情况
下，测量该小灯泡L的额定功率。请你帮助他完成实验方案：
①检查电路无误后，闭合开关 S，将开关S1接 a，调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为______V ；
②保持滑片不动，再将开关S1接b，读出电压表示数为U0；
③小灯泡 L的额定功率 P 额 ______（用U额、U0、 R0 表示）；
（5）小明找来了阻值为 20Ω的定值电阻 R0 ，按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡L的额定功率？
请说明你的判断依据：______。
18、回顾和反思实验是一种很好的学习方法。请分析以下实验并回答问题。
(1)在图甲实验中，用相同酒精灯给质量相同的水和沙子加热，发现水升温更 ；
(2)在图乙实验中，烧杯内被加热的 ab应选用 物质（选题“相同”、“不同”或“可以相同或不同”）；与甲实验相比，
不需要的测量工具是 ；
(3)图丙实验中，电流产生热量的多少是通过 来反映的；
(4)小明还想探究“电热与电阻的关系”，他应选用图丁中 （选填“A”、“B”或“C”）装置，将烧瓶内的电阻与图丙
中烧瓶内的电阻 联。
19、同学们测量额定电压为 2.5V小灯泡的电功率。
(1)实验前，电流表指针位置如图甲所示，应对电流表进行 ；
(2)同学们连接的电路如图乙所示，经检查发现 A、E两点间的导线连接错误，应改接到 两点之间；更正错误
后，将滑动变阻器的滑片置于最 （选填“左”或“右”）端；
(3)闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮，经检查发现小灯泡灯丝断了，此时电压表 （选填“有”
或“无”）示数。排除故障后继续实验，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，继续调节滑动变阻器，使电压表
示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表，表中 a处的数据为 ；
实验次数 小灯泡两端的电压 U/V 通过小灯泡的电流 I/A 小灯泡的亮度
1 a 0.30 正常发光
2 2.0 0.26 较暗
3 3.0 0.32 较亮
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为 W，小灯泡的实际功率越 ，小灯泡越亮。某同学通过计
算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差，这种做法是 （选填“正确”或“错误”）的。
20、本题有两小题：
(1)小伟在做探究“电流与电阻的关系”实验时，准备了以下器材：电源（4.5V），定值电阻四个（5Ω、10Ω、20Ω、
25Ω），电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω，1A”和开关各一个、导线若干。
①小伟连接的电路如图甲所示，闭合开关后，发现 （填“电流表”或“电压表”）无示数，经仔细检查后发现电
路中有一根导线连接错误，请在图中错误的那根导线上画“×”，并画出正确的连线 ；
②解决问题后，小伟先将 5Ω的定值电阻接入电路。调节滑动变阻器的滑片在某位置时，电流表的示数如图乙所示；
将 5Ω的电阻换成 10Ω的电阻后，他应将滑动变阻器的滑片 P向 （填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数保
持 V不变，再次读取电流表的示数；
③把 20Ω的电阻接入电路时，小伟发现无论怎样调节滑动变阻器都不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都
能完成实验，他应控制电压表的示数不低于 V。由实验得出的结论是：当电压一定时， ；
④小伟将定值电阻换成小灯泡 L1，测出了几组电流值和电压值。并绘制了 L1的 U-I图像如图丙所示，根据图像
（填“能”或“不能”）得出电流与电压成正比的关系；
(2)小华用如图丁所示电路测量小灯泡的额定功率，小灯泡上标有“3.8V”的字样，额定功率约 1W，滑动变阻器的规
格是“20Ω，1A”，电源电压恒为 6V。
①电压表有两个量程，若选用 0 ~15V量程，其分度值是 V；
②为精确测量小灯泡的额定功率，请你选择合适的量程将电压表接在某个元件上；
③闭合开关， ，并读出此时电流表的示数为 0.3A；
④额定功率为 W。
四、阅读与简答题（21题 4分，22题 5分，共 9分）
21、阅读下列材料，回答问题。
列车飞驰的“能量动脉”
高铁接触网如同列车的“能量动脉”，源源不断为电力机车输送电能，支撑着高铁的高效运行。高铁接触网由接触悬
挂、支持装置、定位装置及支柱基础四大核心模块构成。接触悬挂可为电力机车输送电能，支持装置承担悬挂承重
并传递负荷至支柱，确保弓网接触的稳定性。
接触网需在强风、雨雪等恶劣条件下保持机械稳定性。接触网的稳定运行易受异物威胁，如锡箔纸、金属风筝线等
异物一旦搭挂接触线与大地，可能会引起短路等事故，所以铁路部门有明确规定：在高铁线路两侧各 500m范围内，
不得放风筝。
作为电气化铁路的核心命脉，接触网始终追求供电可靠性、结构经济性与技术前瞻性的平衡。从毫米级精度的弓网
匹配，到智能巡检系统的隐患预判，这套空中供电网络正以科技
升级守护着高铁的每一次安全疾驰。
(1)如图所示是高铁进站时的情景，站台上设有安全线，这是因为
列车进站时车体附近空气流速变大，压强变 ，为了避
免发生安全事故，乘客候车时不可越过安全线；
(2)受电弓与接触线之间的摩擦属于 摩擦（选填“滚动”
或“滑动”）；
(3)高铁线路两侧各 500m范围内，不得放风筝，是因为金属风筝 21题图
线可能会使接触网 ，导致动车组失去动力；
(4)受电弓从接触网获取电功率为 4800kW，则列车运行 1h消耗的电能是 。
22、小明为新家选购电热水壶，准备在标有“5A”字样的插座上使用。商场售卖的甲、乙两款容积相同的电热水壶额
定电压均为 220V，额定功率分别为 1500W和 800W。请帮小明给出选购建议并用所学物理知识说明理由。
五、综合应用题（23题 6分，24题 7分，共 13分）
23、小红妈妈用手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图甲为挂烫机的等效电路，R1为加
热电阻，R2为限流电阻，S为自动温控开关，将挂烫机接入电路，S在位置“加热”，前端电热板被加热，电路中的
电流为 5.0 A；当温度升到 130℃时，S切换到位置“待机”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为 0.02 A；当温度
降到 100℃时，S又回到位置“加热”。求：
(1)温度升到 130℃时的电功率；
(2)求 R2的阻值；
(3)熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图乙，求挂烫机0 ~120s消耗的电能。
24、小杰家有一款新型的电热水器，其铭牌上的部分信息如下。
额定电压 220V
额定功率 1210W
容积 7L
(1)求电热水器正常工作时的电阻；
(2)将这个电热水器装满 25℃的水，加热使水的温度升高 40℃，求水吸收的热量；
(3)若此电热水器在额定电压下使用，用了 17min 达到（2）问中的要求，求这个电热水器的加热效率；（计算结果
精确到 0.1%）
(4)小杰家安装的电能表如上图所示。某次小杰断开家中的其它用电器，让电热水器单独工作，在 1min内电能表的
转盘转过 50r，求此时该电热水器两端的实际电压。第十八章 机械功 与机械能
（时间 80分钟，满分 100分）
一、 选择题（每题 3分，共 30分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
1、 (2025陕西 A卷）用电烤箱烤面包时，烤箱上的电热管会发红发烫，下列用电器的工作原理与电烤箱烤面包时
的工作原理相同的是（ ）
A. 电蒸锅 B. 洗衣机 C. 电风扇 D. 电冰箱
【答案】A
【解析】
【详解】用电烤箱烤面包时，烤箱上的电热管会发红发烫，属于电流的热效应。
A．电蒸锅主要利用电流的热效应工作的，故 A 符合题意；
BC．洗衣机、电风扇工作的主要部件是电动机，利用的是通电导线在磁场中受力的原理，BC不符合题意；
D．电冰箱工作的主要部件是压缩机，利用的是通电导线在磁场中受力的原理，D不符合题意。
故选 A 。
2、对中学生体育运动相关数据的估测，最符合实际的是（ ）
A．一个篮球的质量约为 600g
B．100m短跑的平均速度约为 50m/s
C．800m中长跑比赛后体温约为 55℃
D．裁判用的电子表的电功率约为 100W
【答案】A
【详解】A．标准篮球质量范围约为 500g~650g，600g符合实际，故 A正确；
B．100m短跑世界纪录约 9.58s，平均速度约 10.4m/s，远小于 50m/s，故 B错误；
C．人体正常体温约 37℃，剧烈运动后不超过 40℃，55℃远超生理极限，故 C错误；
D．电子表功率通常为毫瓦级（如 0.005W），100W相当于灯泡功率，故 D错误。
故选 A。
3、（2025四川宜宾）物理学是一门以实验为基础的学科。如图的电学仪器中，实验室用来测量电流的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．图中是验电器，可用来检测物体是否带电，故 A不符合题意；
B．图中是电流表，是用来测量电路中电流大小的仪器，串联在电路中使用，故 B符合题意；
C．图中是滑动变阻器，移动滑片，可以改变接入电路中电阻的大小，故 C不符合题意；
D．图中是电能表，用来测量电路中消耗电能的多少，故 D不符合题意。
故选 B。
4、 (2025四川德阳）图甲为通过灯泡L和定阻电阻 R的电流与其两端电压关系的图像。把它们按图乙接入电路，
闭合开关 S，电流表示数为0.2 A，下列选项正确的是（ ）
A. 电源电压为1.5 V
B. 定值电阻 R的阻值为10Ω
C. 通过灯泡L的电流为0.2 A
D. 灯泡L的实际功率为0.9 W
【答案】D
【解析】
【详解】A．由甲图可知，直线为定阻电阻 R的电流与其两端电压关系的图像，曲线为灯泡L的电流与其两端电压
关系的图像，由乙图可知，电流表测定值电阻 R的电流，电流表示数为0.2A，结合甲图像可知，定值电阻的电压
为3V，由于定值电阻 R与灯泡L并联，根据并联电路电压特点可知，电源电压、灯泡L两端电压与定值电阻 R两
端电压相等，电源电压为3V，故 A错误；
U 3V
B．定值电阻 R的阻值为 R 15Ω
I 0.2A
故 B错误；
C．根据甲图可知，灯泡电压为3V时，通过灯泡的电流为0.3A，故 C错误；
D．灯泡L的实际功率PL ULIL 3V 0.3A 0.9W
故 D正确。
故选 D 。
5、额定电压相同的甲、乙两只电加热器（俗称“热得快”）的铭牌如图所示，若不考虑温度对电阻的影响，下列说
法正确的是（ ）
A．相同时间内，甲比乙消耗的电能多
B．正常工作时，通过甲的电流比乙小
C．正常工作时，甲比乙产生的热量多
D．正常工作时，电流通过甲做功较快
【答案】D
【详解】A．由图示知，甲的额定电压为 220V，额定功率为 1100W，乙的额定电压为 220V，额定功率为 800W，
W
据 P 知，正常工作时，在相同时间内，甲比乙消耗的电能多，但没有说明是否正常工作，条件不足，无法比
t
较甲和乙消耗电能的多少，故 A错误；
B P．正常工作时，两电加热器的电压相同，甲的功率比乙的大，据 I 知，甲通过的电流比乙的大，故 B错误；U
C．正常工作时，据Q W Pt知，时间不知，则无法比较甲、乙产生的热量多少，故 C错误；
D．正常工作时，甲的功率比乙的大，则电流通过甲做功比乙的快，故 D正确。
故选 D。
6．如图所示，是小明家安装的电能表。下列说法中正确的是（ ）
A．该电能表的示数为21682kW h
B．用该电能表和秒表可以估测家中用电器的实际功率
C．该电能表允许通过的最大额定电流为 10A
D．家中用电器消耗 1J电能，该电能表指示灯闪烁 3000次
【答案】B
【详解】A．电能表虚线框内的数字为小数位，所以该电能表的示数为 2168.2kW h，故 A错误；
B W．电能表测量一定时间内家用电器消耗的电能，秒表测量时间，利用功率公式 P 就可估测家中用电器的实际
t
功率，故 B正确；
C．该电能表的标定电流为 10A，但该电能表允许通过的最大电流为 40A，故 C错误；
D．家用电器消耗 1kW h的电能，即 3.6×106J的电能，该电能表指示灯闪烁 3000次，故 D错误。
故选 B 。
7、“问天”兴趣小组设计的一种电子计重器的电路原理如图所示，M、N均为金属板，N固定不动，电源电压保持不
变。要求：当体重增大时，计重器的示数也增大。下列说法合理的是（ ）
A．当计重器上物体质量越大时，滑动变阻器接入电路中的阻值越小
B．当计重器上物体质量越大时，电流表的示数越大
C．电压表示数的变化可间接反映体重的变化
D．当计重器上物体质量越小时，电阻 R0的功率越小
【答案】C
【详解】AB．由图可知，电路为串联电路，电压表测量滑动变阻器两端电压。当计重器上物体质量越大时，滑动
变阻器接入电阻变大，电路中总电阻变大，电流表示数变小，故 AB不符合题意；
C．当计重器上物体质量越大时，滑动变阻器接入电阻变大，根据串联分压的关系可知，电压表示数越大，故 C符
合题意；
D．当计重器上物体质量越小时，滑动变阻器接入电阻越小，电路中总电阻越小，电流表示数越大，由 P I 2R可知，
电阻 R0的功率越大，故 D不符合题意。
故选 C。
8．如图所示的实物电路，闭合开关，向右移动滑片 P的过程中，关于电流表 A1的示数 I1、电流表 A2的示数 I2以
及灯泡的亮度，可能出现的现象是（ ）
A．I1变大，I2变小，灯泡亮度不变 B．I1变小，I2变大，灯泡亮度变暗
C．I1变小，I2变小，灯泡亮度不变 D．I1变大，I2变大，灯泡亮度变亮
【答案】C
【详解】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器并联，电流表 A1测变阻器支路的电流，电流表 A2测干路电流，电压
表测电源的电压，当滑片向右移动时，接入电阻变大，根据欧姆定律，该支路电流变小，则电流表 A1示数 I1变小，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，通过灯泡的电流不变，灯泡的实际功率不变，亮度不变，因并联电路中
干路电流等于各支路电流之和，则电流表 A2示数 I2变小，故 C符合题意，ABD不符合题意。
故选 C。
9、如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，
其电阻 R1＝R3，R2＝R4，R2＝2R1，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（ ）
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．丙、丁、乙、甲 D．甲、乙、丁、丙
【答案】C
【详解】根据题干知，R2＝2R1＝2R3＝R4
左图中，R1与 R2串联，根据串联电路特点和焦耳定律Q I 2Rt可知，在电流和通电时间相同的情况下，电阻大的
导电线圈产生的热量多。因为 R2＝2R1，所以 Q2＞Q1……①
2
右图中，R3与 R4 U并联，根据并联电路特点和焦耳定律公式的变形式Q t 可知，在电压和通电时间相同的情况
R
下，电阻小的导电线圈产生的热量多。因为 R4＝2R3，所以 Q3＞Q4……②
U 2 U 2
在右图中，由Q t 可知，Q4 tR R4
2 2 (
2U )2 (2U )2
在左图中，因 R2 U＝2R1，由分压原理和串联电路电压的规律可知，U 2 U ，由Q t 可知，Q 3 33 R 2 t tR2 R4
所以 Q4＞Q2……③
由①②③，我们可得出了这四个电阻产生的热量关系是：Q3＞Q4＞Q2＞Q1；因甲、乙、丙、丁四个相同容器里装
有质量和初温相同的水，根据Q＝cmΔt可知，这四个容器中的水温从高到低的顺序是即丙、丁、乙、甲。故 ABD
不符合题意，C符合题意。
故选 C。
10、 (2025陕西 A卷）小明通过查阅资料了解到电动汽车的“油门”一般是利用霍尔元件控制的、霍尔元件通电后
会因处在强弱不同的磁场中，而产生不同的电压，这种情况下霍尔元件就相当于一个电压可变的电源。小明设计了
如图-1所示的电路，闭合开关 S后，用一根条形磁体靠近霍尔元件，探究霍尔元件在磁场中产生的电压变化情况，
已知定值电阻 R的阻值为 10 ，电流表量程为 0-0.6A、电压表量程未知，探究时绘制出电压表示数与条形磁体到
霍尔元件的距离的关系图像如图-2所示。在电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的量程为 0~3V
B. 当磁体靠近霍尔元件时电流表示数变小
C. 当磁体到霍尔元件的距离为 1 cm时，电流表示数为 0.2A
D. 当磁体到霍尔元件的距离为 0.25 cm时，定值电阻的功率为 0.9W
【答案】D
【解析】
【详解】A．分析图-2可知，当条形磁体到霍尔元件的距离为 0时，电压表的示数约为 4.6V，故电压表的测量值超
过 3V，故 A错误；
B．分析图-2可知，当磁体靠近霍尔元件时，电压表的示数变大，由欧姆定律可知，通过定值电阻 R的电流变大，
则电流表的示数变大，故 B错误；
C．当磁体到霍尔元件的距离为1cm时，由图-2可知，电压表的示数为 1V，则通过定值电阻 R的电流
I U 1V 0.1A
R 10
即电流表的示数为 0.1A，故 C错误；
D．当磁体到霍尔元件的距离为0.25cm时，由图-2可知，电压表的示数为 3V，则通过定值电阻 R的电流
I U 3V 0.3A
R 10
定值电阻的功率 P UI 3V 0.3A 0.9W
故 D正确。
故选 D。
二、 填空题（每空 1分，共 16分）
11、 (2025天津）国家标准《家用和类似用途电器的安全》中规定，电水壶电源线一般不应长于 75cm。这是通过
缩短电源线长度来减小______，从而______（选填“增加”或“减少”）电源线通电时产生的热量。
【答案】 ①. 电阻 ②. 减少
【解析】
【详解】[1][2]导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，缩短电源线长度，材料和横截面积不变，可
以减小电源线的电阻，由 Q=I2Rt可知电流和时间相同，电阻越小，产生的热量越少，电水壶和电源线串联，通过
它们的电流和时间相等，减小电源线的电阻，可以减少电源线通电时产生的热量。
12、 (2025广东）如图所示实验，实验前已调好器材，实验过程中通过电阻R1、R2 的电流________（选填“相等”
或“不相等”）；观察 U形管内液面高度差可知________（选填“R1”或“R2”）产生的热量较多；要使液面高
度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片 P向________滑动。
【答案】 ①. 相等 ②. R2 ③. 右
【解析】
【详解】[1]由图可知，两个电阻串联，由串联电路电流的规律可知通过两个电阻的电流相等。
[2]由图可知，右侧 U形管内液面高度差较大，说明 R2产生的热量较多。
[3]要使液面高度差变化更快，可以增大两个电阻丝中的电流，应将滑动变阻器滑片 P向右移动，减小变阻器连入电
路的电阻。
13、 (2025 重庆）某款家用全自动中药电煎药壶加热挡的额定功率为 400W，正常加热 1min 产生的热量是
___________ J，加热电阻的阻值是___________Ω。
【答案】 ①. 24000 ②. 121
【解析】
【详解】[1]正常加热1min产生的热量 Q=W=Pt=400W×60s=24000J
2 2
[2]家庭电路的电压 U=220V U (220V)，加热电阻的阻值 R 121
P 400W
14、 (2025黑龙江齐齐哈尔）小明家的电能表表盘示数如图所示，读数为______kW h。小明用该电能表测量家中
电水壶工作时的实际功率，测量过程中电路电压稳定。他关闭家中其他用电器，只使用电水壶烧水，发现电水壶工
作1min，电能表转盘转过60r，则烧水过程中该电水壶的实际功率为______W。
【答案】 ①. 31.6 ②. 1200
【解析】
【详解】[1]电能表的单位是kW h，最后一位是小数位，如图所示，电能表的读数为31.6kW h。
60
[2]烧水过程中该电水壶消耗电能为W kW h 0.02kW h
3000
P W 0.02kW h 1 1.2kW 1200W则电水壶的实际功率为 t h
60
15、（2025吉林）庖厨雅趣，烹享人间美味。在学校开展的“走进烹饪”的劳动实践活动中，小明探索到厨房里蕴
含着丰富的物理知识。
（1）吸盘挂钩在___________的作用下，被压在平滑的墙壁上，可以用来悬挂铲子等厨具。
（2）电热水壶是利用电流的___________效应工作的。电热水壶具有加热与保温两种功能，其内部简化电路如图所
示。开关 S1闭合、S2___________时为加热挡。若电热水壶加热挡的额定功率为 1200W，其正常工作 3min消耗的
电能为___________J。
【答案】（1）大气压 （2） ①. 热 ②. 闭合 ③. 2.16×105
【解析】
【小问 1详解】
吸盘挂钩是通过排出吸盘内的空气，在外界大气压的作用下吸盘被紧压在平滑的墙壁上，可以用来悬挂铲子等厨具。
【小问 2详解】
[1]电热水壶工作时把电能转化为内能，利用了电流的热效应。
U 2
[2]由图可知，开关 S1闭合、S2闭合时，电路只有电阻 R2，电路总电阻较小，根据P 可知功率较大，此时为
R
加热挡。
[3]正常工作 3min消耗的电能为W Pt 1200W 3 60s 2.16 10 5J
16、（2025山东）如图所示，可充电按摩仪具有按摩和热敷两种功能，使用时，闭合开关 S1，电动机驱动按摩头
开始按摩；再闭合开关 S2，加热电阻接通，按摩的同时进行热敷。若断开 S1，按摩仪无法单独进行热敷。
（1）按摩仪的热敷功能利用的是电流的__________效应；
（2）按摩仪在充电时，其电池相当于____（选填“用电器”或“电源”）；
（3）请在答题卡指定位置画出此按摩仪的电路图，用电阻符号表示加热电阻。
【答案】（1）热 （2）用电器
（3）
【解析】
【小问 1详解】
按摩仪的热敷功能说明通电之后会发热，电能转化为内能，利用的是电流的热效应。
【小问 2详解】
按摩仪在充电时，消耗电能转化为化学能储存起来，电池相当于用电器。
【小问 3详解】
由题意可知，电动机与加热电阻并联，开关 S1在干路上控制整个电路；开关 S2控制加热电阻，与加热电阻串联在
同一条支路上，如图所示：
三、实验探究题（17题 7分，18题 6分，19题 8分，20题 10分，共 31分）
17、 (2025黑龙江齐齐哈尔）实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材：小灯泡L U额 2.5V，额
定功率约为0.8W）、电压为3V且保持不变的电源、标有“20Ω1A”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压
表、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整；（导线不允许交叉）
（2）①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，开始
实验。小丽指出小明的实验操作存在错误，正确的操作应是：______；
②正确操作后，继续实验的过程中，电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障，则故障
可能是滑动变阻器______（选填“断路”或“被短接”）；
（3）排除故障后，继续实验，获取实验数据。当电压表示数为2.5V时，电流表表盘如图丙所示，通过计算可知，
小灯泡 L的额定功率为______W；
（4）完成实验后，小明设计了如图丁所示的电路，想要用原有的实验器材和定值电阻R0 ，在不使用电流表的情况
下，测量该小灯泡L的额定功率。请你帮助他完成实验方案：
①检查电路无误后，闭合开关 S，将开关S1接 a，调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为______V ；
②保持滑片不动，再将开关S1接b，读出电压表示数为U0；
③小灯泡 L的额定功率 P 额 ______（用U额、U0、 R0 表示）；
（5）小明找来了阻值为 20Ω的定值电阻 R0 ，按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡L的额定功率？
请说明你的判断依据：______。
【答案】（1） （2） ①. 先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大
处，再闭合开关 ②. 断路
U
3 0.75 4 . 0.5 . 额
U 0
（ ） （ ） ① ②
R0
（5）见解析
【解析】
【小问 1详解】
P 0.8W
小灯泡正常发光时电流约为 I 0.32A＜0.6A
U 2.5V
所以电流表选择小量程串联到电路中，作图如下：
【小问 2详解】
[1]为保护电路，应在闭合开关前，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处。
[2]如图乙，电压表无示数，只有变阻器出问题，则故障可能是滑动变阻器断路，使得电压表的两端无法与电源相通。
【小问 3详解】
当电压表示数为 2.5 V时，电流表表盘如图丙所示，由（1）可知，电流表选用小量程，分度值为 0.02A，则示数为
0.3A，则小灯泡 L的额定功率为 P额 U额I额 2.5V 0.3A 0.75W
【小问 4详解】
[1][2]①检查电路无误后，闭合开关 S，将开关S1 接 a，灯泡、R0 和变阻器串联，电压表测 R0 和变阻器总电压，调
节滑动变阻器的滑片直至灯泡正常发光（2.5V），根据串联电压规律，电压表示数为
UV U U额 3V 2.5V 0.5V
②保持滑片不动，再将开关S1接b，连接方式不变，电压表改测R0 电压，读出电压表示数为U0，则电路中电流
U0
为 R ；0
③小灯泡 L的额定功率 P额 U额I
U
额 U
0
额 R0
【小问 5详解】
由前面实验可知，若小灯泡L正常发光时，额定电流为 0.3A。若定值电阻 R0 阻值为20 ，则灯泡正常发光时，R0
两端的电压U0 I额R0 0.3A 20Ω 6V 3V
R0 两端的电压大于电源电压。电源实际电压为3V，不能满足实验要求。所以不可行。
18、回顾和反思实验是一种很好的学习方法。请分析以下实验并回答问题。
(1)在图甲实验中，用相同酒精灯给质量相同的水和沙子加热，发现水升温更 ；
(2)在图乙实验中，烧杯内被加热的 ab应选用 物质（选题“相同”、“不同”或“可以相同或不同”）；与甲实验相比，
不需要的测量工具是 ；
(3)图丙实验中，电流产生热量的多少是通过 来反映的；
(4)小明还想探究“电热与电阻的关系”，他应选用图丁中 （选填“A”、“B”或“C”）装置，将烧瓶内的电阻与图丙
中烧瓶内的电阻 联。
【答案】(1)慢
(2) 相同 秒表
(3)温度计示数的变化
(4) C 串
【详解】（1）水的比热容大于沙子，即水的吸热能力强，所以用相同酒精灯给质量相同的水和沙子加热，发现水
升温更慢。
（2）[1]在比较不同燃料燃烧放热能力的实验中，应控制不同燃料的质量相同，燃料完全燃烧加热质量、初温相同
的同种物质，这样可通过温度计示数的变化来比较不同燃料燃烧放热能力，所以烧杯内被加热的 ab应选用相同物
质。
[2]甲实验中，探究物质吸热升温的现象，需要使用秒表记录不同时刻下物质的升温情况，而乙实验中，只需要使燃
料完全燃烧，观察温度计升温情况，不需要记录时间，因此与甲实验相比，不需要的测量工具是秒表。
（3）电流产生热量的多少不易观察，可通过温度计示数的变化来反映电流产生热量的多少，采用了转换法。
（4）[1][2]小明还想探究“电热与电阻的关系”，他应控制通过电阻的电流和通电时间相同，只改变电阻，故应选择
烧瓶中装有质量相同的同种液体，且电阻不等于 10Ω，所以应选用图丁中 C装置，将烧瓶内的电阻与图丙中烧瓶内
的电阻串联，这样保证通过不同电阻的电流相同。
19、同学们测量额定电压为 2.5V小灯泡的电功率。
(1)实验前，电流表指针位置如图甲所示，应对电流表进行 ；
(2)同学们连接的电路如图乙所示，经检查发现 A、E两点间的导线连接错误，应改接到 两点之间；更正错误
后，将滑动变阻器的滑片置于最 （选填“左”或“右”）端；
(3)闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮，经检查发现小灯泡灯丝断了，此时电压表 （选填“有”
或“无”）示数。排除故障后继续实验，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，继续调节滑动变阻器，使电压表
示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表，表中 a处的数据为 ；
实验次 小灯泡两端的电压 通过小灯泡的电流 小灯泡的亮
数 U/V I/A 度
1 a 0.30 正常发光
2 2.0 0.26 较暗
3 3.0 0.32 较亮
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为 W，小灯泡的实际功率越 ，小灯泡越亮。某同学通过计
算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差，这种做法是 （选填“正确”或“错误”）的。
【答案】(1)调零
(2) B、E 右
(3) 有 2.5
(4) 0.75 大 错误
【详解】（1）由图甲可知，实验前电流表的指针未指在零刻度线处，故应对电流表进行调零。
（2）[1]由图乙可知，A、E两点间的导线将小灯泡短路，故应将导线改接到 B、E两点间。
[2]为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即应将滑片移至最右端。
（3）[1]若小灯泡灯丝断了，则电压表直接并联在电源两端，测量电源电压，故电压表有示数。
[2]小灯泡正常发光时的电压为其额定电压，故表中 a处的数据应为其额定电压 2.5V。
（4）[1]在额定电压下的消耗的功率为额定功率，由表格中数据可知，小灯泡的额定功率为
P UI 2.5V 0.30A 0.75W
[2]由表格中数据可知，灯泡两端电压越大，电流越大，小灯泡的实际功率越大，小灯泡就越亮。
[3]用电器在不同电压下对应的实际功率不同，故通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差，这种做法
是错误的。
20、本题有两小题：
(1)小伟在做探究“电流与电阻的关系”实验时，准备了以下器材：电源（4.5V），定值电阻四个（5Ω、10Ω、20Ω、
25Ω），电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω，1A”和开关各一个、导线若干。
①小伟连接的电路如图甲所示，闭合开关后，发现 （填“电流表”或“电压表”）无示数，经仔细检查后发现电
路中有一根导线连接错误，请在图中错误的那根导线上画“×”，并画出正确的连线 ；
②解决问题后，小伟先将 5Ω的定值电阻接入电路。调节滑动变阻器的滑片在某位置时，电流表的示数如图乙所示；
将 5Ω的电阻换成 10Ω的电阻后，他应将滑动变阻器的滑片 P向 （填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数保
持 V不变，再次读取电流表的示数；
③把 20Ω的电阻接入电路时，小伟发现无论怎样调节滑动变阻器都不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都
能完成实验，他应控制电压表的示数不低于 V。由实验得出的结论是：当电压一定时， ；
④小伟将定值电阻换成小灯泡 L1，测出了几组电流值和电压值。并绘制了 L1的 U-I图像如图丙所示，根据图像
（填“能”或“不能”）得出电流与电压成正比的关系；
(2)小华用如图丁所示电路测量小灯泡的额定功率，小灯泡上标有“3.8V”的字样，额定功率约 1W，滑动变阻器的规
格是“20Ω，1A”，电源电压恒为 6V。
①电压表有两个量程，若选用 0 ~15V量程，其分度值是 V；
②为精确测量小灯泡的额定功率，请你选择合适的量程将电压表接在某个元件上；
③闭合开关， ，并读出此时电流表的示数为 0.3A；
④额定功率为 W。
【答案】(1) 电压表 右 2V 2.25V 通过导体的电流与导体
的电阻成反比 不能
(2) 0.5 调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为 3.8V 1.14W
【详解】（1）[1]探究“电流与电阻的关系”实验中，电路应满足：定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，
电压表测定值电阻两端电压。由图甲电路图可知，电流表串联在电路中测电路电流，电流表接法正确，闭合开关，
电流表有电流，电流表有示数；而定值电阻与电压表串联，被定值电阻左接线柱与电压表“3”接线柱相连的导线短
路，所以定值电阻和电压表无电流，电压表无示数。
[2]错误导线为电流表“0.6”接线柱与定值电阻左接线柱相连接的导线，在这根导线上画“×”，然后用笔画出平滑曲线
代替导线将电流表“0.6”接线柱与定值电阻右接线柱相连接。如图所示：
[3][4]接入 5Ω电阻时，如图乙，电流表量程为0 ~ 0.6A，分度值 0.02A，示数为 0.4A，则定值电阻两端电压
U IR 0.4A 5Ω=2V
定
滑动变阻器两端电压U滑 U U 4.5V 2V=2.5V定
换成 10Ω电阻后，此时电路总电阻增大，电路电流减小，滑动变阻器滑片不滑动，滑动变阻器阻值不变，由U滑 IR滑 ，
则滑动变阻器分压减小，小于 2.5V，由U定 U U滑
则定值电阻电压大于 2V，为维持U 2V定 ，需增大滑动变阻器两端电压，根据串联分压规律，需增大滑动变阻器
接入电路电阻，如图甲，滑动变阻器左端为下接线柱，右端为上接线柱，滑片向右移动时接入电阻增大，因此滑片
应向右移动。根据控制变量法，需保持定值电阻两端电压仍为 2V，电压表示数需保持 2V不变。
[5][6]滑动变阻器最大阻值为 20Ω，电源电压 4.5V。当接入定值电阻 20Ω时，设定值电阻两端控制电压为U v，根据
U U v R= 滑串联电路电压的规律和分压原理 UV R
当接入定值电阻 20Ω时，控制的电压值越小，滑动变阻器分压越大，滑动变阻器接入电路阻值越大，则滑动变阻器
4.5V U v 20
接入最大阻值 20Ω，则 =UV 20
解得Uv 2.25V
实验结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[7]小灯泡的电阻随温度升高而增大，灯泡电阻不是定值，因此其U I图像是曲线（非正比例函数图像）。由于电
阻变化，不能得出电流与电压成正比的关系。
（2）[1]电压表0 ~15V量程的分度值为 0.5V（0-3V量程分度值 0.1V）。
[2]小灯泡额定电压 3.8V，超过0 ~ 3V量程，需选用0 ~15V量程，且并联在小灯泡两端。闭合开关后，需调节滑动
变阻器滑片，使电压表示数为 3.8V（额定电压），此时小灯泡两端实际电压等于其额定电压，小灯泡实际功率等于
其额定功率，小灯泡正常发光，此时读出电流表示数 0.3A。
[3]小灯泡额定功率 P U I L 3.8V 0.3A=1.14W额 额
四、阅读与简答题（21题 4分，22题 5分，共 9分）
21、阅读下列材料，回答问题。
列车飞驰的“能量动脉”
高铁接触网如同列车的“能量动脉”，源源不断为电力机车输送电能，支撑着高铁的高效运行。高铁接触网由接触悬
挂、支持装置、定位装置及支柱基础四大核心模块构成。接触悬挂可为电力机车输送电能，支持装置承担悬挂承重
并传递负荷至支柱，确保弓网接触的稳定性。
接触网需在强风、雨雪等恶劣条件下保持机械稳定性。接触网的稳定运行易受异物威胁，如锡箔纸、金属风筝线等
异物一旦搭挂接触线与大地，可能会引起短路等事故，所以铁路部门有明确规定：在高铁线路两侧各 500m范围内，
不得放风筝。
作为电气化铁路的核心命脉，接触网始终追求供电可靠性、结构经济性与技术前瞻性的平衡。从毫米级精度的弓网
匹配，到智能巡检系统的隐患预判，这套空中供电网络正以科技升级守护着高铁的每一次安全疾驰。
(1)如图所示是高铁进站时的情景，站台上设有安全线，这是因为列车进站时车体附近空气流速变大，压强
变 ，为了避免发生安全事故，乘客候车时不可越过安全线；
(2)受电弓与接触线之间的摩擦属于 摩擦（选填“滚动”或“滑动”）；
(3)高铁线路两侧各 500m范围内，不得放风筝，是因为金属风筝线可能会使接触网 ，导致动车组失去动
力；
(4)受电弓从接触网获取电功率为 4800kW，则列车运行 1h消耗的电能是 。
【答案】(1)小
(2)滑动
(3)短路
(4)1.728 1010
【详解】（1）离高速列车比较近时，高速列车的速度很大，人和高速列车的之间的空气流动速度很大，压强小，
人外侧的压强不变，人受到外侧压强大于人内侧受到的压强，人在较大的压强差作用下很容易被压向列车，发生交
通事故，故为了避免发生安全事故，乘客候车时不可越过安全线。
（2）受电弓与接触网之间滑动接触获得电能，牵引列车运行，所以它们之间的摩擦是滑动摩擦。
（3）接触网的稳定运行易受异物威胁，如锡箔纸、金属风筝线等异物一旦搭挂接触线与大地，可能会引起短路等
事故，所以铁路部门有明确规定：在高铁线路两侧各 500m范围内，不得放风筝。
（4）列车运行 1h消耗的电能是W Pt 4800kW 1h 4800kW·h 1.728 1010 J
22、小明为新家选购电热水壶，准备在标有“5A”字样的插座上使用。商场售卖的甲、乙两款容积相同的电热水壶额
定电压均为 220V，额定功率分别为 1500W和 800W。请帮小明给出选购建议并用所学物理知识说明理由。
【答案】见解析
P甲 1500W
【详解】甲电热水壶额定电流为 I甲 6.8A＞5AU额 220V
P乙 800W
乙电热水壶额定电流为 I乙 3.6A＜5AU额 220V
只有乙电热水壶额定电流低于插座的额定电流，所以应选择乙电热水壶。
五、综合应用题（23题 6分，24题 7分，共 13分）
23、小红妈妈用手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图甲为挂烫机的等效电路，R1为加
热电阻，R2为限流电阻，S为自动温控开关，将挂烫机接入电路，S在位置“加热”，前端电热板被加热，电路中的
电流为 5.0 A；当温度升到 130℃时，S切换到位置“待机”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为 0.02 A；当温度
降到 100℃时，S又回到位置“加热”。求：
(1)温度升到 130℃时的电功率；
(2)求 R2的阻值；
(3)熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图乙，求挂烫机0 ~120s消耗的电能。
【答案】(1)4.4W
(2)1.1 104Ω
(3)1.10088 105 J
【详解】（1）由题意知，R1为加热电阻，当只有 R1接入电路时，此时电流 5A。R2为限流电阻，当只有 R2 接入
电路时，挂烫机处于待机状态，此时电流 0.02A。故当温度升到 130℃时，S切换到位置“待机”，挂烫机处于待机状
态，此时电功率 P2 UI2 220V 0.02A 4.4W
U 220V
2 4（ ）当只有 R2接入电路时，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为 0.02 A，则R2 11000Ω 1.1 10 ΩI2 0.02A
（3）如图乙，挂烫机0 ~120s消耗的电能
W UI1t1 UI1t1 220V 5A 30s 70s 220V 0.02A 20s 110088J 1.10088 105 J
24、小杰家有一款新型的电热水器，其铭牌上的部分信息如下。
额定电压 220V
额定功率 1210W
容积 7L
(1)求电热水器正常工作时的电阻；
(2)将这个电热水器装满 25℃的水，加热使水的温度升高 40℃，求水吸收的热量；
(3)若此电热水器在额定电压下使用，用了 17min 达到（2）问中的要求，求这个电热水器的加热效率；（计算结果
精确到 0.1%）
(4)小杰家安装的电能表如上图所示。某次小杰断开家中的其它用电器，让电热水器单独工作，在 1min内电能表的
转盘转过 50r，求此时该电热水器两端的实际电压。
【答案】(1) 40
(2)1.176 10 6J
(3)95.3%
(4)200V
1 U
2 2 2
【详解】（ ）由P 220V 可知，热水器正常工作时的电阻 R U 40Ω
R P 1210W
（2）水的质量m V 1 103kg / m3 7 10 3m3 7kg水
3
由题意得，水吸收的热量Q c水mΔt 4.2 10 J / kg·℃ 7kg 40℃ 1.176 106 J
（3）电热水器消耗得电能W Pt 1210W 17 60s 1.2342 106 J
Q 100% 1.176 10
6 J
电热水器的加热效率 6 100% 95.3%W 1.2342 10 J
50
（4 6 4）电热水器实际消耗得电能W r 3.6 10 J 6 10 J
3000
P W
6 104 J
电热水器实际功率 1000W
实 t 1 60s
U 2
由P 可得实际电压U P R 1000W 40 200V实
R
