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16. 如图8所示的两个电路中，电源电压相等且保持不变。同时闭合$S_甲$、$S_乙$，电流表$A_1$、$A_2$的示数相同；再断开图(a)中的$S_甲$，电流表$A_1$的示数是$A_2$示数的0.8倍。下列关于电阻$R_1$、$R_2$和$R_3$的大小关系正确的是(
A.$R_1＞R_2＞R_3$
B.$R_2＞R_1＞R_3$
C.$R_3＞R_1＞R_2$
D.$R_3＞R_2＞R_1$
B
)。A.$R_1＞R_2＞R_3$
B.$R_2＞R_1＞R_3$
C.$R_3＞R_1＞R_2$
D.$R_3＞R_2＞R_1$
答案
16. B
解析
【分析】
要解决此题，需先分析不同开关状态下的电路结构，明确电流表测量的对象：①同时闭合S甲、S乙时，图(a)中R₁与R₂并联，电流表A₁测干路电流；图(b)中只有R₃接入电路，电流表A₂测电路电流，此时两电流表示数相等，结合并联电路电流规律和欧姆定律可列等式。②断开S甲后，图(a)中只有R₁接入，电流表A₁测R₁的电流，此时A₁示数为A₂示数的0.8倍，再结合欧姆定律列等式，最终推导三个电阻的大小关系。
【解析】
设电源电压为U：
1. 同时闭合S甲、S乙时：
图(a)：R₁与R₂并联，干路电流 $ I_{A1} = I_1 + I_2 = \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2} $；
图(b)：电路为R₃的简单电路，电流 $ I_{A2} = \frac{U}{R_3} $；
由题意 $ I_{A1}=I_{A2} $，得：$ \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2} = \frac{U}{R_3} $，两边同除以U，化简为：$ \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{R_3} $ --- (1)
2. 断开S甲后：
图(a)中只有R₁接入，A₁的示数 $ I_{A1}' = \frac{U}{R_1} $；
由题意 $ I_{A1}' = 0.8 I_{A2} $，代入 $ I_{A2}=\frac{U}{R_3} $，得：$ \frac{U}{R_1} = 0.8 × \frac{U}{R_3} $，两边同除以U，化简得：$ R_3 = 0.8 R_1 $ --- (2)
3. 推导电阻关系：
将(2)代入(1)：$ \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{0.8 R_1} $，计算右边 $ \frac{1}{0.8 R_1} = \frac{1.25}{R_1} $，移项得：$ \frac{1}{R_2} = \frac{1.25}{R_1} - \frac{1}{R_1} = \frac{0.25}{R_1} $，即 $ R_2 = 4 R_1 $；
结合(2) $ R_3=0.8 R_1 $，可得：$ R_2=4R_1 ＞ R_1 ＞ R_3=0.8R_1 $，即 $ R_2 ＞ R_1 ＞ R_3 $。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律、并联电路电流规律、电阻大小比较
【点评】
本题结合开关变化分析电路，核心是明确不同状态下的电路连接方式和电流表测量对象，利用欧姆定律和并联电路电流规律建立电阻关系，推导过程需注意等式化简，难度适中，考查学生对电路动态分析和欧姆定律的应用能力。
【难度系数】
0.5
要解决此题，需先分析不同开关状态下的电路结构，明确电流表测量的对象：①同时闭合S甲、S乙时，图(a)中R₁与R₂并联，电流表A₁测干路电流；图(b)中只有R₃接入电路，电流表A₂测电路电流，此时两电流表示数相等，结合并联电路电流规律和欧姆定律可列等式。②断开S甲后，图(a)中只有R₁接入，电流表A₁测R₁的电流，此时A₁示数为A₂示数的0.8倍，再结合欧姆定律列等式，最终推导三个电阻的大小关系。
【解析】
设电源电压为U：
1. 同时闭合S甲、S乙时：
图(a)：R₁与R₂并联，干路电流 $ I_{A1} = I_1 + I_2 = \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2} $；
图(b)：电路为R₃的简单电路，电流 $ I_{A2} = \frac{U}{R_3} $；
由题意 $ I_{A1}=I_{A2} $，得：$ \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2} = \frac{U}{R_3} $，两边同除以U，化简为：$ \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{R_3} $ --- (1)
2. 断开S甲后：
图(a)中只有R₁接入，A₁的示数 $ I_{A1}' = \frac{U}{R_1} $；
由题意 $ I_{A1}' = 0.8 I_{A2} $，代入 $ I_{A2}=\frac{U}{R_3} $，得：$ \frac{U}{R_1} = 0.8 × \frac{U}{R_3} $，两边同除以U，化简得：$ R_3 = 0.8 R_1 $ --- (2)
3. 推导电阻关系：
将(2)代入(1)：$ \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{0.8 R_1} $，计算右边 $ \frac{1}{0.8 R_1} = \frac{1.25}{R_1} $，移项得：$ \frac{1}{R_2} = \frac{1.25}{R_1} - \frac{1}{R_1} = \frac{0.25}{R_1} $，即 $ R_2 = 4 R_1 $；
结合(2) $ R_3=0.8 R_1 $，可得：$ R_2=4R_1 ＞ R_1 ＞ R_3=0.8R_1 $，即 $ R_2 ＞ R_1 ＞ R_3 $。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律、并联电路电流规律、电阻大小比较
【点评】
本题结合开关变化分析电路，核心是明确不同状态下的电路连接方式和电流表测量对象，利用欧姆定律和并联电路电流规律建立电阻关系，推导过程需注意等式化简，难度适中，考查学生对电路动态分析和欧姆定律的应用能力。
【难度系数】
0.5
17. 标有“220 V，40 W”的白炽灯$L_1$与标有“220 V，60 W”的白炽灯$L_2$，若灯丝电阻不变，当它们串联后接到220 V的电源上时，消耗的功率分别为$P_1$和$P_2$；当它们并联后接到220 V电源上时，消耗的功率分别为$P_3$和$P_4$，则下列判断中正确的是（
A.$P_4 ＞ P_3 ＞ P_2 ＞ P_1$
B.$P_1 ＞ P_4 ＞ P_3 ＞ P_2$
C.$P_4 ＞ P_1 ＞ P_2 ＞ P_3$
D.$P_4 ＞ P_3 ＞ P_1 ＞ P_2$
D
）。A.$P_4 ＞ P_3 ＞ P_2 ＞ P_1$
B.$P_1 ＞ P_4 ＞ P_3 ＞ P_2$
C.$P_4 ＞ P_1 ＞ P_2 ＞ P_3$
D.$P_4 ＞ P_3 ＞ P_1 ＞ P_2$
答案
17. D
解析
【分析】
要比较四个功率的大小，需先根据额定参数求出两灯电阻，再结合串并联电路特点和电功率公式分析各功率关系：①利用额定电压、额定功率，通过公式$R=\frac{U_{额}^2}{P_{额}}$计算两灯电阻；②串联时电流相同，用$P=I^2R$比较功率，电阻大的功率大；③并联时电压等于额定电压，功率等于额定功率，额定功率大的功率大；④综合四种情况的功率大小，选出正确选项。
【解析】
1. 计算两灯电阻：
根据公式$R=\frac{U_{额}^2}{P_{额}}$，两灯额定电压均为220V，$P_{1额}=40W$，$P_{2额}=60W$，可得：
$R_1=\frac{(220V)^2}{40W}$，$R_2=\frac{(220V)^2}{60W}$，因此$R_1＞R_2$。
2. 串联时的功率（接220V电源）：
串联电路电流处处相等，由$P=I^2R$可知，电流I相同，电阻越大功率越大，故$P_1＞P_2$。代入电阻值计算得：$P_1=14.4W$，$P_2=9.6W$。
3. 并联时的功率（接220V电源）：
并联电路各支路电压等于电源电压（220V，等于额定电压），两灯正常发光，功率等于额定功率，即$P_3=40W$，$P_4=60W$，故$P_4＞P_3$。
4. 综合功率大小：
$P_4=60W ＞ P_3=40W ＞ P_1=14.4W ＞ P_2=9.6W$，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
电功率计算、串并联电路特点
【点评】
本题考查串并联电路的功率比较，核心是熟练运用电功率公式，结合串并联电路电流、电压特点分析，需注意额定功率与实际功率的区别，是电学基础题型。
【难度系数】
0.5
要比较四个功率的大小，需先根据额定参数求出两灯电阻，再结合串并联电路特点和电功率公式分析各功率关系：①利用额定电压、额定功率，通过公式$R=\frac{U_{额}^2}{P_{额}}$计算两灯电阻；②串联时电流相同，用$P=I^2R$比较功率，电阻大的功率大；③并联时电压等于额定电压，功率等于额定功率，额定功率大的功率大；④综合四种情况的功率大小，选出正确选项。
【解析】
1. 计算两灯电阻：
根据公式$R=\frac{U_{额}^2}{P_{额}}$，两灯额定电压均为220V，$P_{1额}=40W$，$P_{2额}=60W$，可得：
$R_1=\frac{(220V)^2}{40W}$，$R_2=\frac{(220V)^2}{60W}$，因此$R_1＞R_2$。
2. 串联时的功率（接220V电源）：
串联电路电流处处相等，由$P=I^2R$可知，电流I相同，电阻越大功率越大，故$P_1＞P_2$。代入电阻值计算得：$P_1=14.4W$，$P_2=9.6W$。
3. 并联时的功率（接220V电源）：
并联电路各支路电压等于电源电压（220V，等于额定电压），两灯正常发光，功率等于额定功率，即$P_3=40W$，$P_4=60W$，故$P_4＞P_3$。
4. 综合功率大小：
$P_4=60W ＞ P_3=40W ＞ P_1=14.4W ＞ P_2=9.6W$，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
电功率计算、串并联电路特点
【点评】
本题考查串并联电路的功率比较，核心是熟练运用电功率公式，结合串并联电路电流、电压特点分析，需注意额定功率与实际功率的区别，是电学基础题型。
【难度系数】
0.5
18. 小东做“比较不同物质比热容”的实验。
（1）如图9(a)所示，在两个相同的烧杯中加入初温相同、
（2）图9(b)中为水和食用油在加热过程中温度随时间变化的图像。根据图像可判断出比热容大的物质对应的是图像
（1）如图9(a)所示，在两个相同的烧杯中加入初温相同、
质量
相同的水和食用油（$\rho_水 ＞ \rho_油$）。实验选用相同的电加热器的目的是：加热相同时间，被加热物质吸收热量相同
。（2）图9(b)中为水和食用油在加热过程中温度随时间变化的图像。根据图像可判断出比热容大的物质对应的是图像
a
（选填“a”或“b”），判断依据是：a、b质量相同，由图得，加热相同时间，a、b吸收热量相同，a升高温度较小，由$Q_{吸}=cm\Delta t$得，a的比热容较大
。答案
18. （1）质量；加热相同时间，被加热物质吸收热量相同
（2）a；a、b质量相同，由图得，加热相同时间，a、b吸收热量相同，a升高温度较小，由$Q_{吸}=cm\Delta t$得，a的比热容较大
（2）a；a、b质量相同，由图得，加热相同时间，a、b吸收热量相同，a升高温度较小，由$Q_{吸}=cm\Delta t$得，a的比热容较大
解析
【分析】
本题是探究不同物质比热容的实验，解题时需结合控制变量法和吸热公式分析：（1）实验中要控制除物质种类外的其他影响吸热的因素相同，因此需保证水和食用油的初温、质量相同；相同电加热器的作用是让相同时间内两种物质吸收的热量相等，方便比较吸热多少。（2）根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，当质量和吸收热量相同时，温度变化越小，比热容越大，据此分析图像判断比热容大的物质。
【解析】
（1）根据控制变量法，比较不同物质的比热容时，需控制水和食用油的初温相同、质量相同，这样才能通过温度变化反映比热容的差异；选用相同的电加热器，是为了使相同时间内水和食用油吸收的热量相同，通过加热时间长短来体现吸收热量的多少。
（2）由图(b)可知，加热相同时间（即吸收相同热量）时，a物质升高的温度比b小，且水和食用油的质量相同，根据$Q_{吸}=cm\Delta t$，在$Q_{吸}$和$m$相同时，$\Delta t$越小，比热容$c$越大，因此比热容大的物质对应的图像是a。
【答案】（1）质量；加热相同时间，被加热物质吸收热量相同 （2）a；a、b质量相同，加热相同时间吸收热量相同，a升高温度较小，由$Q_{吸}=cm\Delta t$可知，a的比热容较大
【知识点】比热容、控制变量法、热量计算
【点评】本题考查比热容实验的探究，核心是控制变量法和转换法的应用，以及吸热公式的理解，属于基础实验题，需掌握实验设计思路和图像分析方法。
【难度系数】0.5
本题是探究不同物质比热容的实验，解题时需结合控制变量法和吸热公式分析：（1）实验中要控制除物质种类外的其他影响吸热的因素相同，因此需保证水和食用油的初温、质量相同；相同电加热器的作用是让相同时间内两种物质吸收的热量相等，方便比较吸热多少。（2）根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，当质量和吸收热量相同时，温度变化越小，比热容越大，据此分析图像判断比热容大的物质。
【解析】
（1）根据控制变量法，比较不同物质的比热容时，需控制水和食用油的初温相同、质量相同，这样才能通过温度变化反映比热容的差异；选用相同的电加热器，是为了使相同时间内水和食用油吸收的热量相同，通过加热时间长短来体现吸收热量的多少。
（2）由图(b)可知，加热相同时间（即吸收相同热量）时，a物质升高的温度比b小，且水和食用油的质量相同，根据$Q_{吸}=cm\Delta t$，在$Q_{吸}$和$m$相同时，$\Delta t$越小，比热容$c$越大，因此比热容大的物质对应的图像是a。
【答案】（1）质量；加热相同时间，被加热物质吸收热量相同 （2）a；a、b质量相同，加热相同时间吸收热量相同，a升高温度较小，由$Q_{吸}=cm\Delta t$可知，a的比热容较大
【知识点】比热容、控制变量法、热量计算
【点评】本题考查比热容实验的探究，核心是控制变量法和转换法的应用，以及吸热公式的理解，属于基础实验题，需掌握实验设计思路和图像分析方法。
【难度系数】0.5
19. 同学们进行了“影响滑轮组机械效率的因素”的实验探究，用到的装置如图10所示，实验数据记录如下表所示。
（1）实验中应沿竖直向上
（2）分析表中数据可知：第3次实验是用图
（3）第2次实验的额外功为
（4）通过比较1、2两次实验数据可得出结论：
（5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：
（1）实验中应沿竖直向上
匀速
拉动弹簧测力计，使钩码缓慢上升。（2）分析表中数据可知：第3次实验是用图
(c)
所示装置来完成的。（3）第2次实验的额外功为
$1.7×10^{-3}$
J；第2、3两次实验的额外功不同的主要原因是：动滑轮重力不同
。（4）通过比较1、2两次实验数据可得出结论：
同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高
。（5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：
不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低
。答案
19. （1）匀速
（2）(c)
（3）$1.7×10^{-3}$；动滑轮重力不同
（4）同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高
（5）不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低
（2）(c)
（3）$1.7×10^{-3}$；动滑轮重力不同
（4）同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高
（5）不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低
解析
【分析】
本题围绕滑轮组机械效率的实验探究展开，解题思路如下：
1. 第一问，需明确实验中拉动弹簧测力计的要求：匀速拉动时，钩码做匀速直线运动，受力平衡，拉力大小等于弹簧测力计示数，这样测量结果准确；
2. 第二问，判断实验装置需结合滑轮组的动滑轮数量，第3次实验机械效率低，对应动滑轮更多的装置（图c）；
3. 第三问，额外功的计算方法是总功减去有用功，再对比第2、3次实验，额外功差异源于动滑轮重力不同；
4. 第四问，对比1、2次实验，控制滑轮组相同，改变物重，分析机械效率变化得出结论；
5. 第五问，对比2、3次实验，控制物重相同，改变动滑轮重力，分析机械效率变化得出结论。
【解析】
（1）实验中，为使拉力大小等于弹簧测力计的示数，需沿竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码缓慢匀速上升，此时钩码受力平衡，拉力测量准确；
（2）第3次实验的机械效率较低，说明动滑轮重力较大，对应图c所示的多动滑轮装置；
（3）第2次实验中，额外功=总功-有用功，计算得额外功为$1.7×10^{-3}$J；第2、3两次实验中，提升的物重相同，但动滑轮重力不同，动滑轮越重，额外功越多，因此额外功不同；
（4）第1、2两次实验使用同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高，故结论为：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；
（5）第2、3两次实验提升的重物相同，动滑轮重力不同，动滑轮越重，机械效率越低，故结论为：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。
【答案】
（1）匀速；（2）c；（3）$1.7×10^{-3}$；动滑轮重力不同；（4）同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；（5）不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低
【知识点】
滑轮组机械效率，影响机械效率的因素
【点评】
本题是滑轮组机械效率的实验探究题，重点考查实验操作要点、额外功计算及机械效率影响因素，需结合控制变量法分析实验数据，是力学部分的核心考点，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕滑轮组机械效率的实验探究展开，解题思路如下：
1. 第一问，需明确实验中拉动弹簧测力计的要求：匀速拉动时，钩码做匀速直线运动，受力平衡，拉力大小等于弹簧测力计示数，这样测量结果准确；
2. 第二问，判断实验装置需结合滑轮组的动滑轮数量，第3次实验机械效率低，对应动滑轮更多的装置（图c）；
3. 第三问，额外功的计算方法是总功减去有用功，再对比第2、3次实验，额外功差异源于动滑轮重力不同；
4. 第四问，对比1、2次实验，控制滑轮组相同，改变物重，分析机械效率变化得出结论；
5. 第五问，对比2、3次实验，控制物重相同，改变动滑轮重力，分析机械效率变化得出结论。
【解析】
（1）实验中，为使拉力大小等于弹簧测力计的示数，需沿竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码缓慢匀速上升，此时钩码受力平衡，拉力测量准确；
（2）第3次实验的机械效率较低，说明动滑轮重力较大，对应图c所示的多动滑轮装置；
（3）第2次实验中，额外功=总功-有用功，计算得额外功为$1.7×10^{-3}$J；第2、3两次实验中，提升的物重相同，但动滑轮重力不同，动滑轮越重，额外功越多，因此额外功不同；
（4）第1、2两次实验使用同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高，故结论为：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；
（5）第2、3两次实验提升的重物相同，动滑轮重力不同，动滑轮越重，机械效率越低，故结论为：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。
【答案】
（1）匀速；（2）c；（3）$1.7×10^{-3}$；动滑轮重力不同；（4）同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；（5）不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低
【知识点】
滑轮组机械效率，影响机械效率的因素
【点评】
本题是滑轮组机械效率的实验探究题，重点考查实验操作要点、额外功计算及机械效率影响因素，需结合控制变量法分析实验数据，是力学部分的核心考点，难度适中。
【难度系数】
0.6
