湖南省张家界市2025年初三（下）4月调研物理试题试卷含解析.doc

湖南省张家界市2025年初三（下）4月调研物理试题试卷
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

一、本大题包括10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．
1．如图甲所示，粗细均匀的电阻丝AB（AB的阻值不随温度变化）通过滑片P连入电路，小灯泡的额定电压为6V．闭合开关S后，滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，小灯泡的I-U图象如图乙所示．下列计算结果正确的是

A．电源电压为9V
B．小灯泡的额定功率为3W
C．电阻丝AB的最大电阻为3Ω
D．滑片P滑至A端时，1min内电阻丝AB产生的热量为135J
2．如图所示的液态金属，常温下是液体，拥有金属的特点，具有低熔点、熔融后塑形强、高硬度、耐腐蚀、高耐磨等特点，其导热和比热容远远高于水等传统导热剂，下列关于液态金属说法错误的是

A．该材料可以制作电子元器件
B．利用该金属可以做成各种形状的加热装置
C．采用这种材料可以制造更加结实耐用的手机外壳
D．一定质量该液态金属和水，吸收相等热量，该金属温度变化量较小
3．“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美“的《中国诗词大会》，深受观众的青睐，下列对古诗文中涉及的热现象解释正确的是
A．“雾凇沆砀，天与云与山与水，上下一白．”雾凇的形成是升华现象
B．“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠．”霜的形成是凝固现象
C．“青青园中葵，朝露待日稀”露的形成是汽化现象
D．“腾蛇乘雾，终为土灰．”雾的形成是液化现象
4．在“用天平称物体质量”的实验中，张强同学用已调节好的天平在称物体质量时，通过增、减砝码后指针偏在分度盘中线左边一点，这时应该
A．把横梁右端螺母向右旋出一些
B．把横梁右端螺母向左旋进一些
C．把天平右盘的砝码减少一些
D．向右移动游码
5．如图的西安牛羊肉泡馍“料重汤鲜，肉烂味醇，馍筋光滑，造型美观，香气四溢”，备受我国各地人民和外国友人喜爱. 下列有关说法正确的是

A．泡馍上的“白气”是水先汽化后液化产生的
B．腌制糖蒜时，把糖放入水中，水变甜是熔化现象
C．“香气四溢”说明分子间存在相互作用力
D．冬季吃泡馍可以驱寒暖胃，这是通过做功改变内能的
6．射箭时，拉开的弓弦能将箭射出，箭离开弓弦后还能继续飞行，小明根据这一现象得出了以下结论：①弓弦对箭施加的力改变了箭的运动状态：②弓弦的弹性势能转化为箭的动能； ③箭由于惯性作用仍能继续飞行；④在空中飞行的箭若不受任何力作用，将处于静止状态，其中说法正确的是（　　）
A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．①②③④都正确
7．如图所示，闭合开关后两灯均能发光，则

A．甲为电流表，乙为电压表
B．甲为电压表，乙为电流表
C．甲、乙均为电流表
D．甲、乙均为电压表
8．如图所示的家庭电路中，闭合开关后灯泡不亮．用试电笔检测插座的两孔，发现只有插入右孔时氖管才发光．用试电笔检测A点氖管发光，检测B点氖管不发光．发生这一现象的原因可能是

A．灯泡短路 B．灯丝断了 C．开关接触不良 D．插座短路
9．图所示的力学现象中，解释正确的是
A．铁轨铺在枕木上是为了增大受力面积，增大压强
B．汽车轮胎上安装防滑链是为了减小摩擦
C．潜水艇是靠改变浮力来实现浮沉的
D．轿车尾部安装气流偏导器是为了轿车高速行驶时，增加轿车对地面的压力
10．如图所示，一块长为L，质量分布均匀的木板A放在水平桌面上，在板的右端施一水平力F使板A向右运动，直到右端匀速缓慢地离开桌边L/3，在木板A移动过程中，说法错误的是

A．A对桌面的压力一直不变
B．A受到的摩擦力一直不变
C．桌子的重力和地面对桌子的支持力是一对平衡力
D．拉力F大小一直不变
二、填空题（本大题包括7小题，每小题2分，共14分）
11．如图所示，容积为100mL的容器中有一个小球，若向容器内加入64mL的水或60mL的酒精都恰能将容器装满.则小球的体积为________cm1，小球的密度是______g/cm1．

12．小付买了一盒“雪月饼”，为了保持低温，工作人员在月饼包装盒内装入了一定量的“干冰”．回到家中，打开包装盒，发现周围空气出现了“白雾”，这是因为“干冰”在_____过程中吸收热量，使空气中的水蒸气_____成了小雨滴．（两空均填物态变化名称）
13．如图所示的弹簧测力计，是测量_____的工具，此时它的示数为____牛.在“探究物质质量与体积的关系”实验中，需要测量的物理最是________，实验中换多种物质重复实验的目的是_______。

14．人们选用水作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容_____（选填“大”或“小”）．在汽车水箱中装有5 kg的水，当温度升高了40 ℃时，水需要吸收_____J的热量[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]．
15．共享单车为人们的绿色出行带来便利，若小明的质量为50kg，单车质量是30kg，每个车轮与水平地面的接触面积是25cm2，骑行过程中，单车对小明的支持力是_______N，单车对地面的压强是________Pa．若他骑行该单车在水平路面上匀速直线行驶3km，用时10分钟，所受阻力为总重力的0.02，则他骑行功率为_______W．(g取10N/kg)
16．某导体两端的电压为6伏时，通过它的电流为0.3安，则10秒钟通过该导体横截面的电荷量为_____库，导体的电阻为_____欧。若导体两端的电压改为8伏时，导体的电阻_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
17．如图所示是流星经过大气层与空气摩擦发热、发光的一幅照片，这个现象说明_____（选填“热传递”或“做功”）可以改变物体的内能：长征二号PT2运载火箭外表涂有一层特殊物质，利用该物质在高温下先熔化、再汽化时要_____热（选填“吸”或“放”），从而避免高速运行的火箭温度过高．

三、作图、实验与探究题（本大题包括5小题，共34分）
18．一束光线AO从玻璃斜射到空气，在图甲中画出它的折射光线。
（________）

19．如图1、2是三条入射光线，确定折射光线或完成光路图。
（_____

20．在探究凸透镜成像规律时，小捷用了9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源，实验装置如图所示：为了确定凸透镜的焦距，小捷将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个________（填“亮点”或“亮环”）为止，测得它与凸透镜中心的距离为10cm，确定出焦距f=________（填“5cm”或“10cm”）．凸透镜固定在光具座的零刻度线上，小捷将光源移至光具座30cm处后，再移动光屏，到如图所示位置，光屏上会出现清晰的________（填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；如果她将光源再远离凸透镜一些，这时光屏应向_填“左”或“右”）移动，以获得清晰的实像．
如果将光源移至7cm处，凸透镜此时成的是放大的________（填“虚像”或“实像”）．
21．小红通过实验探究得到凸透镜成实像的规律，进一步处理数据，她计算了部分成实像情况中的“发光物体与光屏之间的距离”，并将其（即“物屏距离”）添加在表三的最后一列中．
表三凸透镜的焦距为10厘米
实验序号
物距（厘米）
像距（厘米）
成像情况
物屏距离（厘米）
1
35
14
缩小
49
2
30
15
缩小
45
3
20
20
等大
40
4
15
30
放大
45
5
14
35
放大
49
6
12
60
放大
72
①分析比较实验序号1～6的数据中物屏距离随物距的变化关系及相关条件，可得出的初步结论：同一凸透镜成实像时，______．
②小红进一步分析比较表中的“物屏距离”和“成像情况”并进行了相关思考．
（a）分析比较实验序号_______的数据中物屏距离相等时的成像情况，可得出的初步结论：在成实像的情况下，物屏距离确定后，移动凸透镜，可以在光屏上得到一次放大的像和一次缩小的像．
（b）小红认为：“物屏距离”在一定条件时，移动凸透镜，但光屏上只能成一次像，你是否认同该观点？若认同，写出该条件；若不认同，写出理由．_________
③小红在综合思考后，认为：“物屏距离”只有满足一定条件时，移动凸透镜，才能在光屏上成像，于是，她除了用现有的凸透镜进行实验外，还换用了其它凸透镜进行研究．
若换用焦距为15厘米的凸透镜进行研究，请你综合表中数据、现象和凸透镜成实像的规律，分别预设两个“物屏距离”的值、，要求：
当发光物体与光屏之间的距离为时，移动凸透镜，能在光屏上成两次像，为________．
当发光物体与光屏之间的距离为时，移动凸透镜，不能在光屏上成像，为_________- ．
22．为了探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况，将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入足够深的水中，如图甲所示，在圆柱体接触容器底之前，分别记下圆柱体下底面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F，实验数据如下表：
次数
1
2
1
4
5
6
7
h（cm）
0
2
4
6
8
10
12
F（N）
6.75
6.25
5.75
5.25
4.75
4.25
4.25
（1）分析表中实验数据，第7次实验时，物体受到的浮力_____N，物体的密度是_____kg/m1．如果将圆柱体从弹簧测力计上取下，使其沉入容器底部，则静止时圆柱体对容器底的压力为_____N。分析表中第1列到第5列数据，说明_____；实验时应先测物体的重力，再放入水中读出弹簧测力计的示数。若改变先后顺序会使浮力的测量结果_____（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。图乙中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图象是_____。

四、计算题（本大题包括2小题，共22分．解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
23．电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到下表数据及如图所示的电路图．
热水箱容量
2L
额定电压
220V
加热时的功率
400W
保温时的功率
40W

（1）在饮水机中加满20℃的水，如果将水烧开，水需要吸收多少热量？[当时气压为一标准大气压；ρ水=1.0×103kg/m3；c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（2）电阻R2的阻值是多少？
（3）在用电高峰，电路中的实际电压降为200V，这时饮水机加热时的实际功率为多大？
24．如图所示电路中，灯L标有“6V 3W“字样，S为单刀双掷开关．电源电压为9V且保持不变，电阻R2的阻值为18Ω，不计温度对灯丝电阻的影响．

（1）当S接a时，灯L恰能正常发光，求灯L的阻值RL和电阻R1的阻值．
（2）当S接a时，求电阻R1通电1min电流所做的功．
（3）S接a与S接b两种情况下，求电路消耗的总功率之比．
参考答案

一、本大题包括10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．
1、D
【解析】
A．由图甲可知，当滑片位于B端时，电路为L的简单电路，此时电路中的电流最大，由图乙可知，通过灯泡的电流为1A，灯泡两端的电压为6V，即电源电压U=6V，故A错误；
B．灯泡的额定功率PL=UI=6V1A=6W，故B错误；
C．当滑片P在最左端A时，电阻丝AB完全接入电路中，电路中的电流最小，由图乙可知，通过小灯泡的电流为I=0.5A，灯泡两端电压UL=1.5V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电阻丝AB两端电压：UAB=U-UL=6V-1.5V=4.5V，因串联电路中各处的电流相等，所以，由可得，电阻丝AB的阻值，故C错误；

D．滑片P在A时AB的电功率：PAB=UABI=4.5V0.5A=2.25W，1min内电阻丝AB产生的热量为：Q=PABt=2.25W160s=135J，故D正确．
2、B
【解析】
A、该材料拥有金属的特点，有较好的导电性，可以制作电子元器件，故A正确，不符合题意；
B、该金属的熔点低，故低熔点不能做成各种形状的加热装置，故B错误，符合题意；
C、该金属高硬度，故可以制造更加结实耐用的手机外壳，故C正确，不符合题意；
D、该金属比热容大于水的比热容，故吸收相等热量，该金属温度变化量较小，故D正确，不符合题意。
3、D
【解析】
A．雾凇是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶，故A错误；
B．霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶，故B错误；
C．露是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴，故C错误；
D．雾是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴；故D正确．
4、D
【解析】
天平使用时，首先调节天平平衡，然后就不需要动平衡螺母了，在称量物体质量时，通过增、减砝码后指针偏在分度盘中线左边一点，这时应当向右移动游码，D符合题意．
5、A
【解析】
A、泡馍上的“白气”是水汽化成水蒸气，水蒸气到空气中遇冷液化形成“白气”，故A正确；
B、把糖放入水中，水变甜是扩散现象，故B错误；
C、“香气四溢”说明分子不停地做无规则的运动，故C错误；
D、冬季吃泡馍可以驱寒暖胃，这是通过热传递改变内能的，故D错误。
6、B
【解析】
①弓弦对箭施加的力使箭由静止变为运动，改变了箭的运动状态，故①正确；
②箭射出时，弓弦的弹性形变程度变小，弹性势能减小；箭由静止变为运动，动能增大；所以，弓弦的弹性势能转化为箭的动能，故②正确；
③射出去的箭离开弓以后能够继续向前运动，是箭由于惯性仍然保持原来的运动状态；惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，不是力，不能说由于惯性作用，故③错误；
④在空中飞行的箭若不受任何力作用，将保持原来的运动状态，继续做匀速直线运动，故④错误；
综上分析可知，只有①②正确；故应选B。
7、B
【解析】
AD．由图可知，乙表与电源串接在一起，所以乙表一定是电流表，AD错误.
BC．甲表与左边的灯泡并联，如果甲为电流表将短路左边的灯泡，故甲表为电压表，B正确C错误.
8、B
【解析】
AD．若灯泡短路、插座短路，会使火线和零线连接，造成短路，使保险丝烧断或跳闸，用试电笔测A点氖管不会发光，故AD错；
B．灯丝断了，开关闭合后，A点连接火线，可以使氖管发光；B点与零线相连，不会使氖管发光，符合题意，故B正确；
C．开关接触不良，A点不能连接火线，不会使氖管发光，故C错；
9、D
【解析】
A．铁轨铺在枕木上是为了在压力一定时，增大受力面积，从而减小压强，故A错误；
B．汽车轮胎上安装防滑链是为了在压力一定时，增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦，故B错误；
C．潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮和下沉的，故C错误；
D．轿车尾部安装的气流偏导器，它的上面较平，下面较凸，汽车高速行驶时，偏导器的上面空气流速慢，压强大，下面流速快，压强小，从而形成一个向下的压力差，增加了汽车对地面的压力．故D正确．
10、C
【解析】
由于水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，在板A移动过程中，A对桌面的压力不变，故A正确；
滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，所以，在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边L时，压力和接触面的粗糙程度不变，所以，A受到桌面的摩擦力不变，故B正确；
根据题意知道，桌子受到自身的重力、A对桌子压力和地面对桌子的支持力而平衡，所以桌子的重力和地面对桌子的支持力不是一对平衡力，故C错误；
木板A在拉力作用下，匀速缓慢地离开，即木板A做匀速直线运动，所以，拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，又因为摩擦力大小不变，所以物体A在桌面上运动时，拉力F大小不变，故D正确。

二、填空题（本大题包括7小题，每小题2分，共14分）
11、40 0.9
【解析】
根据题意可知，小球排开水的体积：V排水=V容-V水=100cm1-64cm1=16cm1，
则排开水的质量：m排水=ρ水V排水=1g/cm1×16cm1=16g，
排开酒精的体积：V排酒精=V容-V酒精=100cm1-60cm1=40cm1，
则排开酒精的质量：m排酒精=ρ酒精V排酒精=0.8g/cm1×40cm1=12g，
所以，，
若小球放入水中或酒精中都是漂浮，由漂浮条件和阿基米德原理可得F浮=G排=G物，则m排水应等于m排酒精，与前面的计算不符，故排除这种可能；
若小球放入水中或酒精中都是沉底，则V排水应等于V排酒精=V物，与前面的计算不符，故排除这种可能；
因ρ水＞ρ酒精，所以该小球放在水中是漂浮的，在酒精中是沉底的，则小球的体积等于小球排开酒精的体积V=V排酒精=40cm1；
因该小球放在水中是漂浮的，则F浮=G=G排水=m排水g=ρ水V排水g=1×101kg/m1×16×10-6m1×10N/kg=0.16N，小球的质量m==0.016kg=16g，小球的密度ρ==0.9g/cm1．
12、升华 液化
【解析】
根据题意知道，盒内装入了一定量的“干冰”，当打开包装盒时，盒内的干冰发生升华现象，此过程中吸热，温度降低，使空气中的水蒸气遇冷液化为小水滴即出现了“白雾”．
13、力 3.2 质量和体积 多次实验，得出普遍规律
【解析】
由图知道，图示弹簧测力计的最大刻度值是5N，即弹簧测力计的量程是0～5N，其分度值为0.2N，所以，指针所指示的刻度值是：3N+1×0.2N=3.2N；在探究物质质量与体积的关系实验中，需要多次测量出质量和体积，这样通过多次实验能能防止偶然性的发生，从而得出普遍规律。
14、大 8.4×105
【解析】
因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用水做冷却剂；水吸收的热量：Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×40℃＝8.4×105J．
15、500 1.6×105 80
【解析】
由于骑行过程时，在竖直方向保持相对静止，所以，单车对小明的支持力和小明的重力是一对平衡力，即单车对小明的支持力是：F支持=G人=m人g=50kg×10N/kg=500N；单车对水平地面的压力是：F压=G总=（m人+m车）g=（50kg+30kg）×10N/kg=800N，由于每个车轮与水平地面的接触面积是25cm2，所以受力面积是：S=25cm2 ×2=50cm2 =5×10-3 m2，故单车对地面的压强是：=1.6×105 Pa；因为匀速直线行驶3km，用时10分钟，所以，骑车的速度是： = 5m/s；又因为匀速直线行驶时处于平衡状态，所以，骑行的动力和阻力是一对平衡力，即所以，骑行的动力F=f=0.02G=0.02×800N=16N，所以，他骑行功率是： =80W．
16、3 20 不变
【解析】
由I可得，通过该导体横截面的电荷量：Q=It=0.3A×10s=3C，
由I=可得，导体的电阻：R===20Ω，因电阻是导体本身的一种性质，与两端的电压和通过的电流无关，所以当导体两端的电压为8伏时，该导体的电阻仍为20Ω不变。
17、做功吸
【解析】
流星在进入大气层后，克服摩擦做功，使流星的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变内能的；为保证火箭安全，箭体上涂有一层特殊固体物质，在高温下先熔化，再汽化，因为熔化、汽化时要吸收大量的热，这样箭体的温度就不会太高．

三、作图、实验与探究题（本大题包括5小题，共34分）
18、
【解析】
题目已经过入射点O作出垂直于界面的法线，根据折射角大于入射角画出折射光线即可。如图所示：

19、
【解析】
（1）首先通过入射点垂直于镜面画出法线，根据反射角等于入射角画出反射光线。如图所示：
（2）对于凹透镜，指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线的反向延长线通过焦点。如图所示：

20、亮点 10cm 缩小 左 虚像
【解析】
（1）太阳光是平行光，平行与主光轴的光经过凸透镜折射后会会聚于主光轴上一点，所以凸透镜正对太阳光，调整凸透镜与光屏的距离，光屏上会出现一个亮点，即凸透镜的焦点，测得焦点与凸透镜中心的距离为10cm，则焦距为10cm．
（2）由图可知，光源移至光具座30cm处后，物距u=30cm，此时物距大于二倍焦距，将在光屏上得到倒立、缩小的实像；如果将光源再远离凸透镜一些，则物距将增大，像距将减小，所以这时光屏应向左移动，以获得清晰的实像．
（3）如果将光源移至7cm处，此时物距小于一倍焦距，将成正立、放大的虚像。
21、物距越小，物屏距离先减少后增大 1与5或2与4 成两次像一次放大一次缩小，若成等大实像时只能成一次像 80 40
【解析】
（1）通过分析图表可知同一个凸透镜成实像时，物距u越小，相距v越大，物屏距离L则是先减小后增大；
（2）a通过分析比较实验序号1与5（或2与4）的数据中物屏距离相等时的成像情况，可得出的初步结论：在成实像的情况下，物屏距离L确定后，移动凸透镜，可以在光屏上得到一次放大的像和一次缩小的像；b当物屏距离L满足一定条件时，会成两次像，一次放大和一次缩小，当物距等于2倍焦距时成等大实像，这时只能成一次像，小红说法正确；
（3）由上面实验现象可知，要想成两次像，物屏距离L1必须满足大于4倍凸透镜焦距，要想成等大的像，物屏距离应等于4倍焦距，当物屏距离小于4倍焦距时，移动凸透镜不能在光屏上成清晰的像，由于换用焦距15cm的凸透镜，故物屏距离L>60cm时，可以两次成像，可以预设L1=80cm；物屏距离L＜60cm时，不能成像，可以预设L2=40cm．
22、2.5 2.7×101 4.25 物体受到的浮力与排开液体的体积有关，排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大 偏大 B
【解析】
（1）读表格可知，h为0时，物体的重力G＝6.75N，第6、7实验时，物体完全浸没在水中时受到的浮力：F浮7＝6.75N﹣4.25N＝2.5N；
根据F浮＝ρgV排，物体的体积：V＝V排＝﹣﹣﹣﹣①
G＝mg，物体的质量：m＝﹣﹣﹣﹣②，
物体的密度：ρ物＝﹣﹣﹣﹣﹣③，
将①②代入③式得：ρ物＝；
如果将圆柱体从弹簧测力计上取下，使其沉入容器底部，此时，物体浸没时受的浮力为2.5N，则静止时圆柱体对容器底的压力为：F压＝G﹣F浮＝6.75﹣2.5N＝4.25N；
（2）分析表中第1﹣5列数据可知，排开液体的体积增大，测力计示数越来越小，根据称重法，受到的浮力越来越大，故说明：浸在液体中的物体受到的浮力与排开液体的体积有关，排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大；
（1）实验时应先测物体的重力，再放入水中测浮力，若改变先后顺序，取出物体时，物体上因有水会使测得的重力G变大，而弹簧测力计的示数不受影响，根据F浮＝G﹣F可知会使浮力的测量结果偏大；
（4）通过分析表格中的数据可知，测力计示数F随h的变化趋势是先变小再不变，因此，只有选项B符合题意。

四、计算题本大题包括2小题，共22分．解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
23、（1）6.72×105J；（2）1210Ω；（3）330.6W．
【解析】
（1）在饮水机中加满水时水的体积和其容积相等：V=2L=2×10-3 m3 ，
由ρ=m/V得水的质量：m=ρV=1.0×103 kg/m3 ×2×10-3 m3 =2kg，
则水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103 J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105 J；
（2）由电路图知道，当只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，饮水机处于保温状态，由P=UI=U2/R可得，电阻R2 的阻值：R2 =U2/P保温=(220V)2/40W=1210Ω；
（3）由电路图可知，闭合开关S、S0时，R1与R2并联，饮水机处于加热状态，由P=UI=U2/R可得，电路中的总电阻：R=U2/P加热=(220V)2/400W=121Ω，
在用电高峰，若电路中的实际电压降到200V时，则饮水机加热时的实际功率：
P实 =U实2/R=(200V)2/121Ω≈330.6W．
点睛：本题考查了密度公式和吸热公式、电功率公式，解题的关键是饮水机处于不同档位时电路连接方式的判断．
24、 (1) 12Ω；6Ω (2)90J (3)5:3
【解析】
（1）当S接a时，R1与灯L串联．灯泡恰能正常发光，则电路中电流Ia=IL===0.5A，灯L的阻值RL===12Ω，此时电路的总电阻R===18Ω，则R1=R-RL=18Ω-12Ω=6Ω．
（2）电阻R1消耗的电能全部转化为热量，所以当S接a时，电阻R1通电1min电流所做的功W=Q===90J．
（3）S接a时电路消耗的总功率Pa=UIa=9V×0.5A=4.5W；S接b时，R1与灯L串联，则此时电路消耗的总功率Pb===2.7W；则==．