中考复习（简单机械及机械效率、质量和密度、内能、做功与机械能、欧姆定律）实验题36题（选自江苏中考一模）
考点01简单机械及机械效率（11小题）
考点02质量和密度（2小题）
考点03内能（5小题）
考点04做功与机械能（5小题）
考点05欧姆定律（13小题）
一、简单机械及机械效率
1．（2024·江苏泰州·一模）兴趣小组为探究“杠杆的平衡条件”，准备了以下器材：杠杆（有均匀刻度的直杆）、铁架台、若干钩码（每个钩码质量均相同）、圆盘等；
(1)图甲杠杆静止不动，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向 侧适当调节；
(2)如图乙所示，杠杆调节平衡后，在A点挂3个钩码，B点挂 个钩码，可使杠杆在水平位置平衡。多次改变所挂钩码的个数和位置，使杠杆在水平位置平衡。实验中“多次”的目的是 ；
(3)通过以上实践，小红认为“支点到力的作用点的距离”会影响杠杆的平衡。为判断这一观点是否正确，他们采用图丙装置进行实验。将一个密度均匀的圆盘放置在支架上，圆盘可绕O点自由转动，在C点挂4个钩码并用手使圆盘CG处于水平位置，分别在D、E、F、G、H点处挂6个钩码，松手后观察圆盘状态并记录在下列表格中；
实验序号 C点所挂钩码个数 右侧所挂钩码位置 右侧所挂钩码个数 圆盘状态
1 4 D 6 保持静止
2 4 E 6 保持静止
3 4 F 6 保持静止
4 4 G 6 不能保持静止
5 4 H 6 不能保持静止
①综合以上实验分析可知，小红的观点是 （选填“正确”或“错误”）的；
②1、2、3三次实验圆盘能保持静止，原因是支点到 的距离不变，物理学中将该距离叫做 （填物理量的名称）。
【答案】(1) 平衡 右
(2) 2 寻找普遍规律
(3) 错误 力的作用线 力臂
【详解】（1）[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态是平衡状态，故此时杠杆处于平衡状态。
[2]为了便于测量力臂，应该使杠杆在水平位置平衡；如图甲所示，杠杆左端下沉，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调节。
（2）[1]设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，在A点挂3个钩码，设在B处挂了n个钩码，由乙图和杠杆的平衡条件得
解得：n=2，应在B点挂2个钩码。
[2]多次改变所挂钩码的个数和位置，使杠杆在水平位置平衡。实验中“多次”的目的是：为了得到普遍结论，避免偶然性。
（3）①[1]由表格可知，分别在D、E、F位置处挂6个钩码，此时的力臂都是OF，说明其他条件不变时，力到作用线的距离不变，杠杆保持平衡；分别在G、H点处挂6个钩码，此时的力臂为OG，杠杆不能保持平衡，说明其他条件不变时，支点到力的作用线的距离改变，会影响杠杆的平衡，小红的观点错误。
②[2][3]1、2、3三次实验圆盘能保持静止，原因是支点到力的作用线的距离相等，物理学中将该距离叫做力臂。
2．（2024·江苏无锡·一模）研究简单机械的特点：
(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是 和 。
(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是 。（忽略摩擦和绳重）
(3)螺丝钉可看成一种简单机械： ，当螺纹越 （选填“疏”或“密”）越省力。
【答案】(1) 物体的重力 拉力
(2)F1=F2=F3
(3) 斜面 密
【详解】（1）[1][2]在研究使用定滑轮是否省力时，实验中应匀速提升重物，测量出物体的重力和拉力的大小，根据这两个力的大小关系，分析定滑轮是否省力。
（2）如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，由于使用定滑轮不省力也不费力，所以三个力的大小关系是相等，即F1=F2=F3。
（3）[1]螺丝钉可看成一种简单机械，如果把螺丝钉的螺纹展开，可以看到螺纹与钉子构成一个斜面，将螺丝钉沿着螺纹拧进物体里，实际是沿着斜面将它拧进去的，所以比直接将钉子钉进去要省力。
[2]当高度相同时，斜面越长坡度越平缓，坡度越平缓越省力，当螺纹越密时，斜面越长，坡度越平缓，越省力。
3．（2024·江苏淮安·一模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
(1)实验前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态；实验时，小明没有调节杠杆在水平位置平衡，就开始实验， （选填“能”或“不能”）探究得到正确结论；请说出你的理由： ；
(2)改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡。收集多组数据，其目的是 ；
(3)如图乙，用测力计在A处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，为了保持杠杆在水平位置平衡，测力计的示数将 ；
(4)图丙的漫画中， （选填“小猴”或“小兔”）分得的萝卜质量大，其原因是 ；请你在图丁中画出GA和GB对应的力臂LA和LB，帮助分析问题 。
【答案】(1) 衡 不能 见解析
(2)寻求普遍规律
(3)变大
(4) 小猴 见解析
【详解】（1）[1]静止或匀速转动是杠杆的平衡状态，实验前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于平衡状态。
[2][3]实验时，由于作用杠杆上的力的方向是竖直的，调节杠杆在水平位置平衡，作用力的力臂刚好与杠杆重合，便于测量力臂，如果没有调节杠杆在水平位置平衡，就开始实验，无法消除杠杆自身重力对实验的影响，不能探究得到正确结论。
（2）改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡收集多组数据，其目的是寻求普遍规律，使结论更具有普遍性。
（3）在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，拉力的力臂变小，重力和重力的力臂不变，根据杠杆平衡条件，为了保持杠杆在水平位置平衡，拉力应变大，故测力计的示数将变大。
（4）[1][2]图丙的漫画中猴子分到萝卜头A端，GA、GB的力臂如下图所示，LAGB，所以小猴分得的萝卜质量大。
[3] O为支点，过支点O做GA和GB的力的作用线的垂线，即为GA和GB的力臂LA和LB。如图所示：
4．（2024·江苏淮安·模拟预测）小明用如图甲所示的滑轮组进行“测定滑轮组机械效率”实验，实验数据如下表：
实验次数 物重G/N 物体上升的高度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm
1 6 3 9
2 6 5 2.5 15
3 6 8 2.5 27
(1)第一次测量时，弹簧测力计的示数如图乙所示，为 N，在测量测力计移动的距离时，有一个数据的记录错误，错误的数据是 ；
(2)如图丙所示，小红在小明的实验基础上多使用一个滑轮做实验，当他们使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率 。（选填“相同”或“不同”）
【答案】(1) 2.5 27
(2)相同
【详解】（1）[1]由乙图可知，测力计的分度值为0.1N，示数为2.5N。
[2]由图可知，滑轮组承重的绳子段数为3，由表中数据可知，第3次实验时，物体上升的高度为8cm，则测力计移动的距离应为
而表中的测力计移动距离为27cm，所以数据27错误，正确的数据为24。
（2）小红多使用一个定滑轮，其作用是改变拉力的方向，这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率
因为物体重力相同，动滑轮重力相同，所以两滑轮组的机械效率相同。
5．（2024·江苏淮安·模拟预测）小明用如图甲所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)在挂钩码之前，若杠杆右端低左端高，为使其在水平位置静止，应将左端的平衡螺母向 调节；
(2)将甲图中悬挂在A、B两点的钩码分别向远离支点O的方向移动一格，则杠杆会 （选填“左端下沉”“仍平衡”或“右端下沉”）；
(3)小明得到实验结论后，判定：在如图四种用具中，正常使用时属于费力杠杆的是___________；
A．撬棒 B．瓶盖起子 C．筷子 D．核桃夹子
(4)小明得到实验结论后，利用文具包里的刻度尺、橡皮（已知质量m0）和细线，测量一支笔的质量。如图乙，他先将笔放在水平桌面上，用细线系住橡皮挂在笔帽上伸出桌面，调节笔尖到桌边的距离，使笔尖刚好开始翘起，用刻度尺量出笔伸出桌边的长度L1；接着他取下铅笔一端的橡皮，再次调节笔尖到桌边的距离，使笔尖刚好开始翘起，用刻度尺量出笔伸出桌边的长度L2，根据以上信息，请你计算出笔的质量m= （用m0、L1、L2表示）；
(5)小宁又制作了一个密度均匀的圆盘（相当于杠杆），圆盘可以绕着圆心O转动（转轴阻力忽略不计），他先在圆盘的C点挂上4个钩码（如图丙），再用一个量程合适的弹簧测力计在M点施加竖直向上的拉力后，圆盘 （能/不能）在图示位置静止。为了探究“力的作用点到支点的距离是否一定影响杠杆的平衡”，又在G点挂上一定数量的钩码后发现圆盘在图示位置平衡。为了改变支点到力的作用点的距离，他将挂在G点的钩码先后挂在 两个点又进行了两次实验，发现圆盘仍在图示位置平衡。
【答案】(1)左
(2)左端下沉
(3)C
(4)
(5) 不能 N、D
【详解】（1）杠杆在挂钩码之前，若杠杆右端下沉左端上翘，可知杠杆的重心在支点的右侧，为使其在水平位置静止，应将左端的平衡螺母向左调节，使其在水平位置静止。
（2）如图甲所示，设每个钩码的重力为G，杠杆上一格的长度为L，将甲图中悬挂在A、B两点的钩码分别向远离支点O的方向移动一格，则杠杆左端为
3G×3L=9GL
杠杆右端
2G×4L=8GL
左端力与力臂的乘积大于右端的力与力臂的乘积，所以杠杆会左端下沉。
（3）ABD．撬棒、瓶盖起子、核桃夹子在使用时，动力臂大于阻力臂，因此属于省力杠杆，故ABD不符合题意；
C．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，因此属于费力杠杆，故C符合题意。
故选C。
（4）将笔放在水平桌面上，用细线系住橡皮挂在笔帽上伸出桌面，调节笔尖到桌边的距离，使笔尖刚好开始翘起，此时的笔相当于杠杆，与桌边的接触点为支点，用直尺量出笔伸出桌边的长度L1，为动力臂，即支点到笔帽端点的距离，根据杠杆平衡条件得
G橡皮L1=G笔L笔
要求出笔的质量，需要先求出阻力臂L笔，即笔的重心到支点的距离，那么就需要找到笔的重心。所以接着他应做的第二步是找重心：取下橡皮，调节笔尖到桌边的距离，使笔尖刚好开始翘起，此时笔与桌边的接触点为笔的重心，用直尺量出笔伸出桌边的长度L2，即重心到笔帽端点的距离，则此时的阻力臂为
L笔=L2-L1
根据杠杆的平衡条件有
m0gL1=mg(L2-L1)
则笔的质量为
（5）[1]测力计对圆盘的拉力方向通过圆盘的圆心，即杠杆的支点。这个力气力臂为0，对杠杆的平衡不起作用。所以杠杆不能平衡。
[2]要研究支点与力的作用点的距离是否影响杠杆的平衡，在改变支点为到力的作用点的距离时，应该保持这个力的力臂不变。因此，在实验时，应将钩码先后挂在N、D点，而不是别的点。
6．（2024·江苏宿迁·一模）在学习了杠杆的知识后，小明在实验室找到了相关器材进行了如下实验。
次序 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 0.5 10 0.5 10
2 1 15 3 5
3 2 15 1.5 20
（1）为了方便判断杠杆是否调节到需要的位置，小明在支架上挂一铅垂线，在杠杆支点固定一与杠杆垂直的指针，组装好杠杆后将其放在水平位置（如图甲所示），此时需要将平衡螺母向 调节，直到指针与铅垂线 为止；
（2）实验前和实验时都要调节杠杆在 位置平衡，这样做可以直接从杠杆上读出力臂的大小，还能避免 对实验结果的影响；
（3）调节好杠杆平衡后，在杠杆的A点悬挂钩码，如图乙所示，然后在右边B点用弹簧测力计沿 向下拉，待杠杆在需要的位置平衡后记录下相关数据；
（4）多次实验后，小明将得到的数据记录在表中，老师提出表格设计有缺陷，该问题应该是 。
【答案】 左 重合 水平 杠杆自重 竖直 缺少单位
【详解】（1）[1][2]由图可知，杠杆左端偏高，应将平衡螺母向左端移动，使杠杆在水平位置平衡。指针与杠杆垂直，杠杆水平时应与重锤线垂直，则当指针与铅垂线对齐时，意味着杠杆处于水平位置，即杠杆水平平衡。
（2）[3][4]实验前和实验时都要调节杠杆在水平位置平衡，这样做可以直接从杠杆上读出力臂的大小，还能避免杠杆自重对实验结果的影响。
（3）[5]调节好杠杆平衡后，在杠杆的A点悬挂钩码，如图乙所示。然后在右边B点用弹簧测力计沿竖直向下拉，这样方便测量拉力的力臂，待杠杆在需要的位置平衡后记录下相关数据。
（4）[6]表格中缺少各物理量的单位。
7．（2024·江苏苏州·一模）杆秤（图甲）是我国古老的测量工具，现今人们仍然在使用，现有同学们动手制作量程为0～20g的杆秤（图乙）。
【制作步骤】
①做秤杆：选取一根筷子，A处固定悬挂上秤盘，B处系了一根细绳作为提纽；
②标零线：将5克的砝码挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置平衡，在秤砣所挂的位置标上“0”刻度；
③定刻度：……
【交流评价】
（1）图甲中，杆秤有两个提纽，使用提纽 （1/2）时的量程更大；
（2）步骤②标零线中秤杆出现左低右高现象，秤砣应往 侧移动，使杆秤调至水平位置平衡；悬挂的秤盘质量不同 （会/不会）影响“0”刻度的位置；
（3）定刻度时，小科和小思采用不同的方法：
小科：先在秤盘上放1g的物体，移动秤砣，使杆秤在水平位置处于平衡状态；然后在秤盘上放2g的物体……按上述方法直至标出所有刻度；
小思：在秤盘上放20g砝码，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，0和20之间分为20等份，依次标上相应刻度；
你认为 的方法更合理，原因是： 。
【答案】 2 右 会 小思 见解析
【详解】（1）[1]杆秤利用了杠杆平衡原理，若物体的重力为G物，秤砣的重力为G砣，提纽到秤钩的距离为l1，且为G物的力臂，提纽到秤砣的距离为l2且为G砣的力臂，由杠杆的平衡条件可知满足关系
G物×l3=G砣×l2
由图可知，将秤砣置于最远处时，使用提纽2，则l1减小而l2增大，此时G物变大，即使用提纽2杆秤的量程更大。
（2）[2]秤杆出现左低右高现象，根据杠杆平衡原理，右侧的动力和动力臂的乘积小于左侧阻力和阻力臂的乘积，所以向右移动秤砣，增大动力臂，可以达到水平平衡。
[3]根据杠杆平衡原理，悬挂的秤盘质量不同会影响“0”刻度的位置；
（3）[4][5]根根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的，所以定刻度时，小科的方法比较麻烦，而小思的方法比较简单，更合理。
8．（2024·江苏扬州·一模）在探究“杠杆的平衡条件”实验中：
（1）如图甲，实验前，杠杆左端下沉，则应将平衡螺母向 调节，直至杠杆在水平位置平衡；
（2）调节钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡，读出实验数据并记录在表格中。如图乙所示，阻力臂l2为 cm；
（3）分析表中实验数据，杠杆的平衡条件是 ；
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm阻力 F2/N 阻力臂l2/cm
1 0.5 16.0 1.0
2 1.0 15.0 1.0 15.0
3 2.0 15.0 1.5 20.0
（4）如图丙，拉力F始终竖直向上，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，F的大小将 ；
（5）如图丁所示，A、B是常见的两种食品夹，它们和第 次实验的杠杆类型相同；
（6）比较A、B两种食品夹，你觉得哪款更好些，请说明理由 （写一条即可）。
【答案】 右 8.0 F1l1=F2l2 不变 1 A食品夹更好，因为能自动张开夹子
【详解】（1）[1]实验前，杠杆左端下沉，杠杆右端上翘，则应将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）[2]如图乙所示，刻度尺的分度值为1cm，刻度尺的度数为8.0cm，则阻力臂为8.0cm。
（3）[3]分析表中实验数据可知，杠杆的动力和动力臂的乘积等于杠杆阻力和阻力臂的乘积，即得出杠杆的平衡条件为
F1l1=F2l2
（4）[4]如图丙所示，动力F和阻力G始终杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，动力臂与阻力臂之间的比值关系不变，根据杠杆平衡的条件，F的大小将变不变。
（5）[5]如图丁所示，A、B是常见的两种食品夹，它们在使用时，动力臂都小于阻力臂，属于费力杠杆，因此和第1次实验的杠杆类型相同。
（6）[6] A、B两种食品夹在使用时，A食品夹更好，因为能自动张开夹子，更容易操作。
9．（2024·江苏无锡·一模）在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）若实验前，杠杆静止在图甲所示位置，此时若要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向 调节。
（2）如图乙所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个钩码的质量都相同，下列四项操作中，会使杠杆左端下倾的是 。
①杠杆的两侧同时各减掉一个钩码；
②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码；
③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离；
④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离。
A． ①③ B． ②④ C． ②③ D． ①④
（3）如图丙，在右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是 。
（4）如图丁，当杠杆在水平位置平衡时，此时弹簧测力计对杠杆的拉力的力臂 （选填“大于”、“小于”或“等于”）15cm。（杠杆上每小格长5cm）
（5）回到家里，小明发现家里的两种墙壁开关，如图戊所示，因其按钮可绕面板内的轴转动。根据你的生活经验，你认为 （选填“1”或“2” ）较易损坏.
（6）小亮用铅笔进行了创新实验。实验装置如图所示。在实验过程中，小明不小心将前端较长的铅笔芯弄断了，铅笔失去平衡。接下来小明直接调节悬挂橡皮的细线，使铅笔重新水平平衡后，请比较F1L1与F2L2的大小关系，并说明理由： 。
【答案】 右 B 便于测量力臂 小于 1 不等于，右侧力臂变短
【详解】（1）[1]调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，说明左端重，所以平衡螺母应向上翘的右端调节。
（2）[2]设每个钩码重为G，杠杆每格长为L，则 ①杠杆两侧同时减掉一个钩码，左边
2G×4L=8GL
右边
3G×3L=9GL
所以右边下倾。②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码，左边
4G×4L=16GL
右边
5G×3L=15GL
所以左边下倾。③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离假设为格，左边
3G×5L=15GL
右边
4G×4L=16GL
所以右边下倾。④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离假设为格，左边
3G×3L=9GL
右边
4G×2L=8GL
所以左边下倾。符合要求的是②④。
故选B。
（3）[3]杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上，力的力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。
（4）[4]杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上时，力的力臂在杠杆上，此时力臂最大，当如丁图，弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，力臂不在杠杆上，动力臂变小，小于15cm。
（5）[5]1、2两种开关均可在力的作用下绕轴转动，符合杠杆原理，因1力臂小，根据杠杆原理可知力臂越小作用力越大，因此损坏的越快，所以1较易损坏。
（6）[6]左侧铅笔芯折断后，应把左右两侧的橡皮拆下，重新调节杠杆平衡，而小明直接调节悬挂橡皮的细线，便杠杆重新平 衡，由于杠杆使用前没有平衡，所以得到的F1L2不等于F2L2。
10．（2024·江苏南京·一模）利用手边材质均匀的刻度尺和长方体橡皮可以做小实验：
(1)甲图中,橡皮的长度为 cm；
(2)乙图中，用力越大，刻度尺形变越大，说明力的作用效果与力的 有关，松手后橡皮被弹起，说明弯曲的刻度尺有 能；
(3)继续用甲图中的器材进行实验，如丙图，刻度尺的中间位置紧贴桌子边缘，将橡皮放在刻度尺上，其左端与刻度尺左边缘齐平。若橡皮的质量为m1，长为l1，刻度尺的质量为m2，长度为l2，当水平向右缓慢推动刻度尺的距离超过 （用m1、m2、l1、l2表示）时，刻度尺会翻倒。
【答案】(1)4.00
(2) 大小 弹性势
(3)
【详解】（1）如图甲所示，刻度尺的分度值为0.1cm，橡皮左端为3.90cm，右端为7.90cm，故橡皮的长度为
7.90cm-3.90cm=4.00cm
（2）[1]力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关，用力越大，刻度尺形变越大，说明力的作用效果与力的大小有关。
[2]物体发生弹性形变具有的能为弹性势能，弯曲的刻度尺松手后橡皮被弹起，可以对橡皮做功，说明弯曲的刻度尺有弹性势能。
（3）当刻度尺刚刚没有翻倒时，则以桌子边缘为支点，由于橡皮和刻度尺的重心在物体的几何中心上，则水平向右缓缓推动刻度尺的距离为刻度尺重力的力臂L2，橡皮重力的力臂为
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得
解得应至少水平向右缓慢推动刻度尺的距离为
11．（2024·江苏无锡·一模）老师提供了一些器材，对同学们提出以下三个复习任务：
【任务一】复习“浮力的大小和哪些因素有关”，操作步骤如图甲所示。
（1）由实验步骤B、C、D可得出结论：当液体密度相等时，物体 体积越大，受到的浮力越大；
（2）由图中所测的数据可算得步骤F 中液体的密度是 kg/m3；
【任务二】如图乙所示，利用杆秤结合浮力知识测量液体密度。
在杆秤左端A点挂一个质量为0.2kg、体积为25cm3的铁块。提纽位于O处，秤砣放在B 处时，秤杆恰好水平平衡，将B处记作零刻度线。已知秤砣的质量为0.1kg，AO=5cm，BO=10cm。把铁块浸没在待测液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。
（3）用此方法制成的密度秤的刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）的；
（4）现将铁块浸没在待测液体中，秤砣向左移1.5cm到C点后，杠杆在水平位置重新平衡， 则待测液体的密度为 kg/m3；
（5）若测量液体的密度时，铁块没有完全浸没，则测量值 （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值；
【任务三】如图所示，利用弹簧测力计结合浮力知识测一个蜡块的密度。请把实验步骤补充完整：
（6）①用弹簧测力计测出蜡块的重力，示数为G。
②把一石块系在蜡块下，用测力计吊着蜡块和石块，仅将石块浸没在水中（不触底）静止时，测力计的示数为F1；
③ ，静止时测力计示数为F ；（写出具体操作）
④蜡块密度表达式：ρ蜡= （用ρ水和测得的物理量表示，不考虑蜡块吸水）。
【答案】 排开液体 均匀 偏小 把挂在测力计下的蜡块和石块浸没在水中
【详解】（1）[1]分析实验步骤A、B、C、D，随着金属块排开液体的体积增大，弹簧测力计的示数减小，由称重法可知，金属块所受浮力也增大，可以得出结论：液体密度一定，物体排开液体的体积越大，浮力越大。
（2）[2]金属块在水中受到的浮力为
由阿基米德原理可得
金属块在液体中受到的浮力
由阿基米德原理可得
液体密度
步骤F 中液体的密度是。
（3）[3]设秤砣到O点的距离为L'，液体的密度为，液体所受的浮力为，则有
即
解得
由此可知密度秤的刻度是均匀的。
（4）[4]当L'=10cm-1.5cm=8.5cm=0.085m时，根据杠杆的平衡条件、阿基米德原理有
即
解得待测液体的密度。
（5）[5]若测量液体的密度时，铁块没有完全浸没，则受到的浮力减小，而认为物体浸没的，所以体积不变，导致所测液体的密度偏小。
（6）[6][7]用弹簧测力计测出蜡块的重力，示数为G，则
把一石块系在蜡块下，用测力计吊着蜡块和石块，仅将石块浸没在水中（不触底）静止时，测力计的示数为F1，此时石块没入水中排开水的体积就是自身的体积，此时受到的浮力
把挂在测力计下的蜡块和石块浸没在水中，静止时测力计示数为F2，此时受到的浮力
蜡块受到的浮力为两次的浮力之差，即
根据阿基米德原理可知
蜡块体积
蜡块密度
蜡块密度表达式。
二、质量和密度
12．（2024·江苏连云港·一模）小明和小华五一节假期游玩时捡到了一些鹅卵石，他们想知道这些鹅卵石的密度，便各自选取了一块鹅卵石，分别进行了如下实验：
（1）小明利用天平和量筒等实验器材进行了实验：
①调节好天平后，称量鹅卵石时，横梁恢复平衡时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示，则鹅卵石的质量为 g；
②用细线拴好鹅卵石，把它放入盛有30mL水的量筒中，水面到达的位置如图乙所示，则鹅卵石的密度为 g/cm3。
（2）小华取来一块质量为75g的鹅卵石，将它挂在A处，且浸没于水中，在B处挂上1个50g钩码，杠杆恰好处于水平平衡，如图丙所示，测得OA=50cm，OB=45cm，则鹅卵石的密度为 g/cm3；在此基础上，往图丙容器中缓慢加水，杠杆将 （选填“左侧下降”“右侧下降”或“依然平衡”）
【答案】 27.4 2.74 2.5 依然平衡
【详解】（1）①[1]根据甲所示砝码和游码位置，鹅卵石的质量为
②[2]如图乙所示，鹅卵石的体积为
鹅卵石的密度为
（2）[3]将鹅卵石挂在A处，且浸没于水中时，在B处挂上1个50g钩码，杠杆恰好处于水平平衡，由杠杆的平衡条件知道
则
鹅卵石受到的浮力
鹅卵石的体积
则鹅卵石的密度
[4]往图丙容器中缓慢加水，鹅卵石的浮力不发生变化，杠杆将依然平衡。
13．（2024·江苏无锡·一模）小红和同学制作水火箭时，通过打气筒向塑料瓶中打入气体后，瓶中气体压强变大，将瓶中的水向下喷出，从而使火箭获得动力升空。针对这个现象，小红提出一个问题：瓶中气体的压强与哪些因素有关？并作出以下猜想：
猜想1：瓶中气体的体积变小，气体压强变大；
猜想2：瓶中气体的质量越多，气体压强变大；
猜想3：瓶内气体的温度升高，气体压强变大；
为检验上述猜想，她准备了如下器材进行探究：自家汽车里的“胎压计”、4个粗细均匀规格不同的大号注射器（25mL/50mL/75mL/100mL/）、可连接到注射器针孔的橡胶软管。
(1)小明用一个25mL的注射器吸入一定质量的空气后连接到胎压计上，通过推拉活塞，记录下注射器筒的体积值和胎压计显示的压强值，测得数据记录如表：
V/mL 25 20 15 10 5
p/kPa 100 125 167 250 500
①依据所测数据，在图丙中画出气体的压强与体积倒数的图像；
②根据图像可以得到的结论是 ；
(2)小明随后使用4种规格的注射器，依次吸入最大体积的空气后，通过推拉活塞，使其体积都达到25mL，待温度稳定后记录下胎压计显示的压强值，测得数据记录如表：
注射器规格/mL 25 50 75 100
p/kPa 100 200 300 400
本实验是探究猜想 （1/2/3）的。“待温度稳定后”是因为 使得气体温度发生变化；
(3)小红找来农民伯伯收割的稻谷，想测量其密度。她先用电子秤测得稻谷质量为12g，发现堆积的稻谷间有不少空隙，于是她采用上述方法先将所测稻谷装入注射器内，从注射器的刻度上读出稻谷和空气的总体积，将注射器移动到25mL处，用“胎压计”测得注射器内空气压强为1.0×105Pa；随后将注射器内的空气缓慢压缩，当空气压强增大为2.0×105Pa时，读出此时稻谷和空气的总体积为15mL（压缩过程中稻谷的体积、空气的温度均不变），则所测稻谷的体积为 cm3，密度为 kg/m3。
【答案】(1) 气体质量和温度一定时，气体压强与气体体积成反比
(2) 2 做功改变了内能
(3) 5
【详解】（1）[1]图像中的横坐标是体积的倒数，先求出表格中各个压强所对应的体积倒数，即，，，，，最后确定合适的坐标值，画出图像如下图所示
[2]由数据和图像可知，气体压强和气体体积的倒数的关系为一条过原点的直线，气体压强和气体体积的倒成正比，则可得出结论：气体质量和温度一定时，气体压强与气体体积成反比。
（2）[1]实验中控制了体积和温度相同，只改变了质量， 所以探究猜想2。
[2]压缩气体是做功的过程，做功能够改变物体的内能，从而改变温度。
（3）[1]利用压强与气体体积成反比，可得空气压强变为原来的两倍，说明气体被压缩了一半，剩余体积为15cm3，即15mL，减少的气体为10mL，剩下的气体也应该是10mL，故稻谷体积为5mL，即5cm3。
[2]由密度的计算公式得稻谷的密度为
三、内能
14．（2024·江苏泰州·一模）小明为探究“不同物质吸热升温的现象”，采取以下实验研究。
(1)图甲装置中，两个酒精灯要控制 （选填“灯内的酒精量”或“火焰的大小”）相同，样做的道理是： 。该实验通过 来反映水和煤油吸收热量的多少，此研究方法是 ；
(2)实验时，对初温和 相同的水和煤油加热，并记录相关数据；
(3)将水和煤油的温度随时间的变化绘成图乙，由图可知 吸热能力强；
(4)为进一步探究物质的吸热能力还与哪些因素有关，小明对一定质量的冰加热，测量并绘出的温度随时间变化的图像，如图丙所示。分析可知：物质的吸热能力还与物质的 有关。
【答案】(1) 火焰的大小 使水和煤油在相同时间吸热相同的热量 加热时间 转换法
(2)质量
(3)水
(4)状态
【详解】（1）[1][2][3][4]图甲装置中，两个酒精灯要控制火焰的大小相同，这样做的道理是：使两个酒精灯相同时间内放出相等热量，从而使水和煤油在相同时间内吸收相等热量。该实验通过加热时间来反映水和煤油吸收热量的多少，采用了转换法。
（2）根据控制变量法，实验中要控制水和煤油的质量相同。
（3）由图乙可知，相同质量的水和煤油，升高相同温度，水的加热时间较长，即水吸收的热量较多，所以，水的吸热能力强。
（4）冰熔化成水后，质量不变，由图丙可知，质量相同的冰和水，加热相同时间，吸收相等热量，升高的温度不同，所以，物质的吸热能力还与物质的状态有关。
15．（2024·江苏宿迁·一模）探究“不同物质的吸热本领”的实验，如图1所示，用相同的电加热器给初温及质量均相同的甲、乙两种不同的液体加热，两种液体每秒吸收的热量相同，两种液体的温度与加热时间的图像如图2所示。
(1)实验中采用相同加热器的目的是 ，当加热到第时，两种液体吸收热量关系为 （选填“大于”、“等于”或“小于”）；
(2)乙液体在第时的内能 （选填“大于”、“等于”或“小于”）第时的内能（质量变化忽略不计）；乙液体在第时的比热容 （选填“大于”“等于”或“小于”）第时的比热容；
(3)通过图像分析得，甲、乙两液体的比热容大小之比 。
【答案】(1) 使被加热物质在相同时间内吸收相同的热量 等于
(2) 大于 等于
(3)1∶2
【详解】（1）[1]相同加热器在相同时间内放出的热量相同，实验中采用相同加热器的目的是保证甲、乙两种不同的液体在相同时间内吸收的热量相同。
[2]加热到第2min时，加热时间相同，两种液体吸收的热量相同，故两种液体吸收热量的关系为Q甲等于Q乙。
（2）[1]由图2可知，乙液体从第1min到第2min时，状态没有改变，但吸收热量，温度升高，内能变大，所以第2min时的内能大于第1min时的内能。
[2]由于比热容的大小与物质的种类和状态有关，与内能大小无关，所以，乙液体在第2min时的比热容等于第1min时的比热容。
（3）由图2可知，甲、乙升高相同的温度，乙的加热时间是甲的加热时间的2倍，则乙吸收的热量是甲吸收热量的2倍，根据可知，乙的比热容是甲的比热容的2倍，所以，甲乙两液体的比热容大小之比为
16．（2024·江苏泰州·一模）在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，实验装置如图所示。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
(1)实验中应量取 （选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热。当它们吸收相同热量时，通过比较 来判断吸热能力的强弱；
(2)实验记录数据如表格所示，从开始加热到升温至40℃时，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲 Q乙（选填“<”“>”或“=”）；
(3)如果在甲、乙两种液体中选择一种作为汽车的冷却液，你认为选择 液体更好。
【答案】(1) 质量 升高的温度
(2)<
(3)甲
【详解】（1）[1]根据控制变量法的思想，探究物质吸热能力实验，实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热。
[2]由实验数据知，加热时间相同，即物质吸收的热量相同，升高的温度不同，可判断出甲、乙液体的吸热能力，即通过比较升高的温度来判断液体吸热能力的强弱。
（2）由表中实验数据可知，从开始加热到42℃，甲、乙所用时间分别为3min和4min，则甲升高1℃需要加热的时间为
则甲从开始加热到升温至40℃时需要加热的时间
则乙升高1℃需要加热的时间为
则乙从开始加热到升温至40℃时需要加热的时间
根据转换法，两种液体吸收热量的关系为Q甲（3）由表中实验数据可知，质量相同的甲、乙两种液体吸收相同的热量（即加热相同的时间），甲升高的温度小于乙升高的温度，由知，甲物质的吸热能力强；故应选择甲做汽车的冷却液。
17．（2024·江苏南京·一模）学习了“热值”知识后，小明同学决定设计一个实验来探究比较煤油和菜籽油的热值大小：考虑到水的比热容已知，可利用水作为吸热物让燃料燃烧释放出的热量被水吸收！（注：燃料完全燃烧放热可用Q放=qm计算，其中q表示燃料的热值；m表示燃料的质量）。他采用的实验装置如图所示，实验记录见下表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)为了保证实验结论的可靠性，小明同学选择了两套相同装置。同时在实验过程中还应控制：煤油和菜籽油的 相同、及水的初温和水的质量相同；
(2)分析得出：煤油与菜籽油两种燃料比较，热值较大的是 ；
(3)小明同学还想利用这套实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，为此，小明还需要补充的实验仪器是： ；利用此方法计算出的热值将比真实值 （偏大/偏小），理由是： （任写一点）。
【答案】(1)质量
(2)煤油
(3) 天平 偏小 燃料燃烧不充分（或燃烧放出的部分热量会散失到空气中等）
【详解】（1）[1]要比较煤油和菜籽油的热值大小，应控制煤油和菜籽油的质量相同，则燃烧放出热量多的其热值大；另外还要控制水的初温和水的质量相同，通过水温升高的多少反映吸收热量的多少，也反映了燃料燃烧放出热量的多少。
（2）[2]由表中数据可知，燃料燃尽后用煤油加热的那杯水升高温度多，说明这杯水吸收的热量多，煤油燃烧放出热量的多，则煤油的热值较大。
（3）[3]要比较煤油和菜籽油的热值，需要燃烧相同质量的煤油和菜籽油，需要用天平来测量质量。
[4][5]由于燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q吸小于Q放，所以依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。
18．（2024·江苏南通·一模）小明在厨房中烧水，向沸腾的水中加入盐，水瞬间沸腾得更剧烈了。在跟同学讨论后，大家对水加盐后的变化，提出了如下的猜想：
猜想1：盐水的沸点比水低；
猜想2：盐水的比热容比水小。
为验证猜想，小明用两只同型号的电水壶，分别装入质量和初温都相同的盐水和水，同时加热，用温度传感器测出它们的温度并记录在下表中。
T/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
/℃ 32 50 65 79 89 98 99.8 99.8 99.8
/℃ 32 48 62 75 84 92 98 99 99
小红、小亮用其他型号电水壶进行上述实验，实验现象与小明相似；
(1)实验中，使用两只同型号的电水壶加热的目的是 ，根据表中数据可知，盐水和水加热升温过程中温度变化的共同特点是 ；
(2)结合实验数据可知，此时盐水的沸点是 ℃，小红认为盐水沸点低于100℃，所以猜想1是正确的；小明认为盐水的沸点比水高，所以猜想1是错误的。你分析后，认为猜想1是 （选填“正确”或者“错误”）；
(3)进一步分析数据可知，相同的加热条件下， ，为此，猜想2正确；
(4)小亮再次实验，在沸腾的盐水中加入一定量的水，盐水立即停止沸腾。小亮认为是水的比热容比盐水大而引起的，小红认为这样的判断是欠缺的，原因是 （说出一种理由即可）。
【答案】(1) 相同时间放出热量相同 见详解
(2) 99.8 错误
(3)见详解
(4)见详解
【详解】（1）[1]实验中物体吸热多少不易直接测量，用两个同型号的电水壶同时进行加热，相同时间内同型号的电水壶放出的热量相同，可以用加热时间间接反映吸热的多少，应用了转换法。
[2]盐水和水在相同时间内吸收的热量相同。由表格数据可知，盐水和水加热过程中温度变化的共同特点：当温度较低时，随着加热的进行，吸收热量，温度不断升高；当沸腾时，吸收热量，温度保持不变。
（2）[1][2]液体沸腾时吸热，温度保持不变，根据表中数据可知盐水的沸点是99.8℃。同样得出水的沸点是99℃，盐水的沸点比水高，所以猜想1是错误的，赞同小红的观点。
（3）由表格数据可知，水和盐水的质量和初温相同当加热相同的时间时，水和盐水吸收的热量相同比较盐水和水的温度，水升高的温度比盐水小，由可知，盐水的比热容小于水的比热容所以猜想2是正确的。
（4）沸腾的条件：达到沸点，吸热温度不变。在沸腾的盐水中加入一定量的水时，温度迅速降低，盐水立即停止沸腾。
四、做功与机械能
19．（2022·江苏常州·一模）在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图a，b，c所示，让质量m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置．
(1)小球动能是由 能转化来的；
(2)实验中通过 反映小球动能的大小；
(3)比较 两图进行的实验，可以探究小球动能与质量的关系；
(4)比较a、c两图进行的实验，可以得出结论： ；
(5)某同学根据b、c两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，这种说法是错误的，理由是 ；
【答案】(1)重力势
(2)木块滑行的距离
(3)ab
(4)物体质量相同时，速度较大，动能越大
(5)没有控制小球到达水平面时速度相同
【详解】（1）实验中将小球放在一定高度，具有重力势能，滚下时将重力势能转化为动能。
（2）实验中运用转换法，将小球的动能转化为推动木块移动的距离。
（3）探究小球动能与质量的关系，需要控制小球的速度相同，即小球在斜面的同一高度下滑，改变质量的大小，因此选用a、b两实验。
（4）a、c两图中，小球的质量相同，速度不同，且速度越快，撞击木块移动的距离越远，即动能越大，因此可得结论为：物体质量相同时，速度较大，动能越大
（5）b、c两图中未控制小球的速度相同，因此探究物体的动能大小与质量关系的结论是错误的。
20．（2024·江苏常州·一模）小江同学利用几个等质量的弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：
次数 橡皮条 橡皮条宽/cm 橡皮条长/cm 弹射的水平距离/m
1 a 0.50 20.00 10.10
2 b 0.50 30.00 8.20
3 c 1.00 20.00 14.00
请回答以下问题：
(1)实验中，是通过比较 来间接反映橡皮条的弹性势能大小；
(2)比较1、2两次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的 有关；
(3)比较 两次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的宽度有关；
(4)用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 。
A．窄而长的 B．宽而长的 C．窄而短的 D．宽而短的
【答案】(1)弹珠弹射的水平距离
(2)长度
(3)1、3
(4)D
【详解】（1）实验中，是通过比较弹珠弹射的水平距离来间接反映橡皮条的弹性势能大小，弹珠弹射的水平距离越长，橡皮条的弹性势能越大。
（2）比较1、2两次实验，拉伸相同的伸长量，橡皮条宽度相同，长度不同，弹珠射出的距离不同，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关。
（3）比较第1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条长度相同，橡皮条宽度不同，弹珠射出的距离不同，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关。
（4）由以上实验数据可知，弹性势能的大小与宽度、长度有关；在拉伸相同的伸长量时，宽度越宽，弹性势能越大，长度越短，弹性势能越大，故弹性势能最大的橡皮条是宽面短的，故选D。
21．（2024·江苏无锡·一模）小明发现风力发电机一般安装在风速较大的高山上，由此猜想风力发电机获得的动能（风能）与风速有关，他利用如图所示的器材进行探究，让钢球从斜槽上由静止释放，与放在水平面上的木块相撞并滑行一段距离后静止，依次完成了甲、乙、丙三次实验。
(1)实验是通过 来显示钢球的动能大小，三次实验中木块的起始位置 （选填“相同”或“不同”）；
(2)为了给小明的猜想提供实验依据，应选择甲、乙、丙中的 实验进行对比，由此得到的结论为 ；
(3)在证实自己的猜想后，小明查询了风力发电机的示意图（如下图），并获得风能的大小还与流过叶片的空气质量有关，流过叶片的空气质量m与叶片扫过的面积S、风速v及工作时间t有关。
①为了提高风力发电机获得的风能，可以适当的 （选填“增大”或“减小”）叶片扫过的面积；
②风速为10m/s时，该风力发电机1s内流过的空气质量为15700kg，当地空气密度约为，请估算出该风力发电机1s内流过的空气体积为 ，一枝叶片的长度大约为 m（取3.14）。
【答案】(1) 木块移动的距离 相同
(2) 甲乙 质量相同时，物体的速度越大，动能越大
(3) 增大 12560 20
【详解】（1）[1][2]根据转换法，实验是通过木块移动的距离来显示钢球的动能大小；根据控制变量法，三次实验中木块的起始位置相同。
（2）[1][2]为验证动能跟速度的关系，应控制质量相同，速度不变，故应选择甲、乙、丙中的甲乙实验进行对比，甲中小球到达水平面的速度较大，木块移动的距离较大，可得：质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
（3）[1]为了提高风力发电机获得的风能，可以适当的增大叶片扫过的面积，则相同时间内流过叶片的空气质量变大，获得的风能增加。
[2]该风力发电机1s内流过的空气体积为
[3]风速为10m/s，1s内空气通过的路径长度为10m，则1s内叶片扫过的面积为
根据可知一枝叶片的长度大约为
22．（2024·江苏无锡·一模）小明在玩蹦床时发现：人将蹦床压得越深，被弹起的高度越大。当人压蹦床的深度越来越大时，人被弹起的高度会明显快速增加。由此，小明猜想：物体弹性形变量大时，弹性势能快速增加。为此他准备了一根原长为10cm的轻质弹簧、刻度尺、小球、光滑的柱形玻璃管轨道等器材进行探究。探究过程如下：
(1)如图所示安装器材，小明将弹簧下端固定于玻璃管轨道底部，上端直接放置小球。小球静止时，弹簧上端对应刻度尺9cm的刻度线处，此时弹簧的形变量为 cm；
(2)确保轨道位置不变，下压小球，使弹簧被压缩至8cm刻度处，松手后小球被压缩的弹簧弹起，利用手机视频功能录制该过程，通过视频慢放，找到小球弹起的最高点。研究上升过程，忽略空气阻力，小球的动能 （选填“一直增大”、“一直减小”或“先增大后减小”），到达最高点时，弹簧的弹性势能全部转化为该小球的重力势能，因此，可以通过测量小球 来表示弹簧被压缩的弹性势能；
(3)继续下压小球，增加弹簧的弹性形变，其弹性势能将 。弹簧下压的位置与对应的小球上升的最高点位置关系记录在表中：
下压位置/cm 8 7 6 5 4
最高点位置/cm 10 14 17.5 22
①当弹簧被下压至8cm刻度线处时，小球被弹起的高度为 cm。当弹簧被下压至7cm刻度线处时，小球弹起的最高点位置对应刻度为 cm；
②若小球质量为20g，则根据“能的定义”可知，弹簧被压至4cm刻度线处时，弹簧的弹性势能为 J。
【答案】(1)1
(2) 先增大后减小 升高的距离
(3) 增大 2 11.5 0.036
【详解】（1）原长为10cm的轻质弹簧，小球静止时，弹簧上端对应刻度尺9cm的刻度线处，此时弹簧的形变量为
10cm-9cm=1cm
（2）[1][2]9cm处的弹力等于重力，压缩到8cm刻度处，弹力大于重力，向上加速，到9cm刻度后弹力小于重力，向上减速运动，故速度先增大后减小，动能先增大后减小；到达最高点时，弹簧的弹性势能全部转化为该小球的重力势能，因此，可以通过测量小球升高的距离可以计算弹簧对小球的做功的多少，用来表示弹簧被压缩的弹性势能。
（3）[1]弹性势能与弹性形变的大小有关，增加弹簧的弹性形变，弹性势能变大。
[2][3]当弹簧被下压至8cm刻度线处时，压缩了2cm；小球被弹起的高度为
10cm-8cm=2cm
当弹簧被下压至6cm刻度线处时，压缩了4cm；小球被弹起的高度为
14cm-6cm=8cm
当弹簧被下压至5cm刻度线处时，压缩了5cm；小球被弹起的高度为
17.5cm-5cm=12.5cm
当弹簧被下压至4cm刻度线处时，压缩了6cm；小球被弹起的高度为
22cm-4cm=18cm
从10cm刻度向下压缩多少，小球从原位置向上弹力压缩量平方的一半，故当弹簧被下压至7cm刻度线处时，压缩了3cm；小球被弹起的高度为
小球弹起的最高点位置对应刻度为
7cm+4.5cm=11.5cm
[4]弹性势能等于克服重力做功，弹簧被压至4cm刻度线处时，弹簧的弹性势能
W=Gh=mgh=0.020kg×10N/kg×0.18m=0.036J
23．（2024·江苏扬州·模拟预测）为了探究动能与质量的关系，楚杭设计的实验装置如图甲所示，实验过程如下：质量为m、M的两小球从斜而上同一高度下滑，由于M在水平而上滑行一段距离之后再撞击木块，最终木块在水平而上滑行的距离相同。于是楚杭根据这次实验情况得出结论；物体动能大小与质量无关。与我们已知的结论不符。
(1)请你评估他实验中的不足 ；
(2)如图乙；是研究弹性弹性势能与其形变程度关系的实验装置，小球压缩弹簧，并撞击纸盒。假若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能/不能”）达到探究目的；
(3)如图丙，探究物体重力势能与哪些因素有关的实验，三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同，甲、乙、丙三物体的质量关系为：m甲=m乙＜m丙。图丙中乙、丙两物体从图示位置由静止释放，分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同， （选填“能/不能”）说明乙、丙的初始的重力势能相同；
(4)张工、李工两位是建筑设计师，均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计，最后张工上交了如图丁所示的设计方案图，李工上交了如图戊所示的设计方案图，若你是此公司代表，你将选择 图的设计方案。
【答案】(1)未控制木块位置相同
(2)不能
(3)不能
(4)戊
【详解】（1）实验中通过木块被移动距离看出小球的动能大小，要使木块的位置相同，实验中的不足是未控制木块位置相同。
（2）假若水平面绝对光滑，木块在水平面上受到的合力为0，木块在水平面上做匀速直线运动，无法比较木块移动的距离，则本实验将不能达到探究目的。
（3）实验中，物体撞击木桩，对木桩做功，B、C扎入沙坑的深度相同，说明物体对BC做的功相同，说明乙、丙的初始的重力势能相同。
（4）图丁中，火车进站下坡，火车进站过程中，质量不变，高度下降，速度增大，需要通过刹车，将车停下；图戊中，火车进站上坡，火车进站过程中，质量不变，速度减小，高度上升，可以将动能转化为重力势能储存起来，因此戊图的设计方案。
五、欧姆定律
24．（2024·江苏盐城·一模）在“探究电流与电阻的关系”时，实验室提供的器材有：电压恒为6V的电源一个，定值电阻5个（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω），规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
(1)检查电路连接时，小组同学发现图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线将电路连接正确（导线不得交叉）；
(2)改正电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最 （左/右）端；
(3)实验时，小明先后将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω电阻接入电路，进行正确的实验操作，记录的实验数据如下表，第2次实验电流表示数（如图乙）为 A；
实验序号 1 2 3 4
电阻R/Ω 5 10 15 20
电流I/A 0.6 0.2 0.15
(4)根据实验数据绘制出图像；
(5)小明将25Ω的电阻接入电路时，无论怎样调节滑动变阻器， ，实验无法进行；
(6)为了不让前四组数据失效，并顺利完成25Ω电阻实验数据，在不增加器材的情况下，改进措施为 。
【答案】(1)
(2)左
(3)0.3
(4)
(5)都不能使电压表示数为3V
(6)将10Ω的电阻串联在电路中
【详解】（1）由图甲知，滑动变阻器与定值电阻并联，电压表串联入电路中了，应将滑动变阻器与定值电阻并联，电压表应并联在定值电阻两端，可将定值电阻左侧连接开关的导线改接到电压表的负接线柱上，如图所示：
（2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最大值处，即左端。
（3）由图甲知，电流表使用小量程，由图乙知，第2次实验电流表示数为0.3A。
（4）由表中数据描点、连接，画出图象如图所示：
（5）探究电流与电阻的关系要控制电阻两端的电压不变，由表中数据知，定值电阻两端电压
UR=I1R1=0.6A×5Ω=3V
不变，由串联电路电压的规律及分压原理有
R滑=25Ω
而滑动变阻器最大值为20Ω，所以无论怎样调节滑动变阻器，都不能使电压表示数为3V，即不使定值电阻两端电压保持不变。
（6）在不增加器材的情况下，完成25Ω电阻实验数据，可以将5Ω（或10Ω、15Ω、20Ω）的定值电阻串联入电路中。
25．（2024·江苏泰州·一模）小明设计如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”，电源电压9V保持不变。
(1)连接电路时，开关S应 。
(2)在探究电流与电压的关系时，保持R的阻值不变，测出电流表和电压表的示数如表1所示，分析可得当导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(3)在探究电流与电阻的关系时，先后4次改变R的电阻值，并测得相应的电流值，记录数据如表2所示。
①分析数据发现电流与电阻不成反比，原因是 。
②正确操作后重新实验，收集数据并绘出导体R的电流与电阻的图像，如图乙所示。由图可知，在电压一定时，导体中的电流与电阻成 比，当R的阻值为25Ω时对应的电流值应为 A。
③在②正确操作时，记录每次实验的电流值和对应电阻箱的阻值，并在图乙坐标系中描点绘出曲线B。如将曲线B平移， （选填“能”或“不能”）与曲线A重合。
【答案】(1)断开
(2)正
(3) 更换电阻后没有调节电阻箱使电压表示数保持不变 反 0.24 不能
【详解】（1）为了保护电路，连接电路时，开关要断开。
（2）由表1数据可以看出，导体中的电流随电压的增大而增大，且导体中的电压与电流之比为定值，说明在电阻一定时，电流与电压成正比。
（3）[1]分析表2中实验数据，根据，可得到
没有控制定值电阻两端电压不变。
[2]由图像可知，定值电阻的阻值与对应的电流值的乘积不变，故从图像可以得出结论：电压一定时，导体中电流与电阻成反比；由图像中，，可得定值电阻两端电压为
当R的阻值为25Ω时，其电流为
[3]定值电阻的电流与电阻关系是，电阻箱的电流与电阻关系是，根据反比例函数的性质，两个函数的图像不同，不能通过平移重合。
26．（2024·江苏南京·一模）掌握欧姆定律后，完成以下实验
(1)用图甲电路同时验证电流与电压、电阻的关系，电源电压恒定。
①根据图甲，找出图乙中一根错误的连线，打“×”，用笔画线，画出正确的连线；( )
②连接电路时，开关应处于 状态，电流表指针如图丙，原因是 ；
③闭合开关，调节R 和R ，电压表V 和V 示数分别为U1、U2，电流表示数为I，记录在第一次实验数据中；
④调节R 阻值，接着再调节R 使U 保持不变，记录数据；
⑤重复④的操作；
⑥部分实验数据如下表：
第一列 第二列 第三列 第四列 第五列
实验次数 R /Ω R /Ω U /V U /V I/A
1 5 3 0.2
2 5 10 1.5 3
3 5 5 3
⑦补齐数据后，根据 两列数据分析，能验证通过导体的电流与电压的关系；
⑧R 最大阻值至少为 Ω；
(2)换器材，用图丁的电路测量R 阻值，电源电压可调，步骤如下：
①电源电压调至恒为4.5V，R 调至2Ω，闭合开关，调节R ，使电压表示数为0.5V；
②电源电压调至恒为6V，闭合开关，仅将R 调至5Ω时，电压表示数为0.5V；
③计算得Rx阻值为 Ω。
【答案】(1) 断开 电流表未调零 三、五 10
(2)6
【详解】（1）[1]图中电压表V2测量电阻箱与滑动变阻器的总电压，与电路图不符，故改正如图所示：
[2][3]为保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，电流表指针如图丙，没有正对零刻度，说明没有调零。
[4]验证通过导体的电流与电压的关系，必须控制电阻不变，因而必须选择电压表V1示数与电流表示数，即第三、五列数据对比。
[5]根据第3次的实验数据知，电路中的电流为
R1的电压为
电源电压至少为
则第1次实验中，R1的电压
滑动变阻器的电压至少为
电路中的电流为 0.2A，R3最大阻值至少为
（2）电源电压调至恒为4.5V，R1调至2Ω，闭合开关，调节R2，使电压表示数为0.5V；电源电压调至恒为6V，闭合开关，仅将R1调至5Ω 时，电压表示数为0.5V；此时滑动变阻器的电阻不变和电压不变，则电路中的电流不变，根据串联电路的特点和欧姆定律知，电流为
解得Rx=6Ω。
27．（2024·江苏南通·一模）兴趣小组同学开展电学研究活动。
(1)要测量小灯泡正常发光时的电阻，实验室提供的器材有：标有“2.5V”的小灯泡、电池组（电压恒为3V）、电压表、电流表、滑动变阻器（20Ω 2A）、开关、导线若干。
①小华所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不完整，请用笔画线代替导线补全电路，要求图示状态时滑动变阻器接入阻值最大；( )
②补全电路后，立刻闭合开关，电流表、电压表均有示数，灯泡不发光，其原因可能是 ；
③移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻 Ω；（计算结果保留一位小数）
(2)小明仅将补充完整后甲图上的小灯泡换成阻值为10Ω的定值电阻R0，来探究电流与电压的关系，将R0两端的电压U0调至下表中的数值进行探究，你认为其中U0= V时无法完成实验，理由是 .；
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
I/A
(3)实验结束后，另一组同学设计了如图丙的电路，来测定额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻.已知电源电压为5V，定值电阻R1的阻值为20Ω。
实验步骤如下：
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 V时，灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，此时电压表示数为1V；
③小灯泡正常发光时电阻为 Ω。
【答案】(1) 见详解 9.6
(2) 0.5 见详解
(3) 2 7.5
【详解】（1）[1]滑动变阻器一上一下接入电路，选择右下接线柱时滑动变阻器接入阻值最大，如下图所示
[2]电流表及电压表都有示数，表明灯泡不存在断路或短路，灯泡不亮的原因可能是滑动变阻器接入电路的阻值过大，导致通过灯泡电流太小，实际功率太小。
[3]闭合开关后，移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.26A，小灯泡正常发光时的电阻为
（2）[1][2]将R0两端的电压U0调至0.5V时，根据串联分压原理得
U滑0=U-U0=3V-0.5V=2.5V
根据欧姆定律得，电路电流
要求滑动变阻器的电阻至少为
故此时滑动变阻器（20Ω 2A）不能满足要求。即电压为0.5V时无法完成实验。
（3）[1][2]③在步骤①中，滑动变阻器滑片与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压
根据串联电路电压的规律可得
所以，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，则灯泡正常发光；在步骤②中，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压为1V，根据串联电路电压规律，R1两端电压为
根据串联分压原理可知滑动变阻器接入阻值为
在步骤①中，电路中的电流为
则小灯泡正常发光时电阻为
28．（2024·江苏无锡·一模）某物理小组的同学为“探究电流与电压的关系”，准备了以下器材：2节新干电池、电流表（0~0.6A）电压表（0~3V）、滑动变阻器（）、开关、导线若干。
实验次数 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次
电压V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流/A 0.10 0.20 0.40 0.50
(1)按图甲所示连接电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 端；闭合开关，发现电压表和电流表均无示数，则故障原因可能是滑动变阻器 （选填“断路”或“短路”）；
(2)排除故障后闭合开关，改变滑片位置，小明记录实验数据如上表所示，第三次实验的电流如图乙所示，示数为 A，根据表中数据可得出结论 ；同组小华发现有一组数据无法由当前的电路测量得出，这组数据是第 次的实验数据；
(3)小明还想探究“电流与电阻的关系”，于是他又找来了一个电阻箱（的整数）
①在完成表格第二次探究后，仅将电阻箱的阻值更换成原电阻的两倍，闭合开关后，电压表示数为U，接下来小明将电阻箱电阻换成进行实验，发现无论怎样移动滑片P都无法使电压表示数为U，则小明应更换一个不高于 V的电源电压；
②为了保证结论的可靠性，要进行多次实验，若以的电阻开始实验，每次调整的电阻值为整数值，利用原有的实验器材（控制电阻两端电压为），最多可以做 次实验。
【答案】(1) 最左 断路
(2) 0.3 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 一
(3) 2.7 9
【详解】（1）[1][2]闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即最左端；闭合开关，发现电压表和电流表均无示数，说明发生断路，则故障原因可能是滑动变阻器断路。
（2）[1]由乙图可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A。
[2]由表格数据可知，电压与电流的比值不变，故可得结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[3]由表格数据可知，实验中选用定值电阻阻值为
则电路中最小电流为
所以第一组数据无法由当前的电路测量得出。
（3）[1]第二次实验中，定值电阻两端的电压为1V，电流为0.2A，定值电阻的阻值为5Ω。则滑动变阻器接入电路的电阻为
所更换的电阻阻值为
此时定值电阻与滑动变阻器阻值相同，由串联分压原理可知，电压表示数为电源电压的一半，即为
由串联电路的特点可知，当定值电阻为25Ω且变阻器接入最大阻值时，电源电压为最大，由分压原理可得
解得电源电压最大为，即小明应更换一个不高于2.7 V的电源电压。
[2]当定值电阻两端的电压控制为1V时，滑动变阻器两端的电压为
U滑 =U UR =3V 1V=2V
滑动变阻器两端电压是定值电阻两端电压的二倍，因滑动变阻器的最大阻值为20Ω，则定值电阻最大能取10Ω；因电流表的量程为0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，则电路中的最大电流为0.6A，电路中的最小阻值为
则定值电阻选取的最小值满足
解得，则定值电阻的阻值变化范围为1.7~10Ω，又因每次调整的电阻值为整数值，且每次只能改变1Ω，所以最多可以做9次实验。
29．（2024·江苏南京·一模）小宋在探究电流与电压的关系时，连接如图甲所示电路，电源电压恒为3V。
(1)小宋发现电路中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确；
(2)改正电路后，将滑动变阻器的滑片调至最 端，闭合开关，电流表示数为0.1A，电压表示数如图乙所示，则滑动变阻器的最大阻值为 Ω；
(3)调节滑动变阻器的滑片，再进行四次实验，记录数据如下表所示：
实验次数 1 2 3 4 5
电压表示数/V 1 1.5 2 2.5
电流表示数/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
分析数据可得出结论： ；
(4)完成上述实验后，为了测量额定电流为0.25A的灯泡正常发光时的电阻，小宋设计了如图丙所示的电路。电源电压未知且恒定，定值电阻的阻值为10Ω。
请完成下面的实验步骤：
①在丙图虚线框a、b两处补画出定值电阻和待测灯泡的元件符号，按电路图正确连接电路；( )
②只闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，直至 ；
③保持滑片位置不变，闭合开关S、，电压表示数为5V，接着将滑片调至最左端，读出电压表示数为6V；
④计算灯泡正常发光时的电阻 Ω。
【答案】(1)或
(2) 右 25
(3)导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4) 电压表示数为2.5V 12
【详解】（1）由实物电路可知，滑动变阻器与电流表串联，再与电阻并联，而电压表串联在电路中，则将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，即最右端，闭合开关，会发现电流表无示数，电压表的示数为电源电压。“探究电流与电压的关系”的实验，滑动变阻器与定值电阻、电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，则正确的电路连接如图：
或
（2）[1]为保护电路，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，即最右端。
[2]由图乙可知，电压表使用的小量程，分度值为0.1V，示数为0.5V。则滑动变阻器两端电压
滑动变阻器最大值为
（3）分析数据可知，在导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比。
（4）[1]没有电流表，用电压表与定值电阻代替电流表，所以定值电阻与电压表并联，如下图：
[2]小灯泡的额定电流为0.25A，定值电阻R0的阻值为10Ω，为了是小灯泡正常发光，定值电阻R0两端的电压应该为
所以使灯泡正常发光：只闭合开关S，调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V。
[3]保持滑片位置不变，闭合开关S、S1，灯泡被短路，将滑动变阻器滑片调节到最左端，电压表的示数即为电源电压U=6V；由保持滑片位置不变，闭合开关S、S1，电压表示数为5V可得
即
解得，由步骤②可得
即
解得。
30．（2024·江苏常州·一模）测量一未知电阻Rx阻值的实验：
(1)小明用伏安法测量Rx阻值的实验电路如图甲所示，电源电压恒为3V；
①电路中有一处连接错误，请在需要改动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线；( )
②改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P时，发现两电表均无示数，初步检查确认，电路接线完好，导线和两电表均无故障，若电路只有一处故障，则发生故障的元件一定不是 （填字母）：
A．滑动变阻器的电阻丝 B．定值电阻Rx C．开关
③排除故障后，正确操作，当闭合开关时，电压表的示数为1V，电流表的示数如图乙所示，则Rx= Ω；为了减小误差，接下来小明应该 ；
(2)完成上面实验后，同组的小亮同学测量额定电流（灯泡正常发光时的电流）为的小灯泡正常发光时的电阻，设计了如图丙所示的电路。已知电源电压恒定不变，的阻值为10Ω，请完成下面的实验步骤。
①先只闭合开关S和 ，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为U0= V时，则小灯泡正常发光；
②再保持滑动变阻器滑片的位置不动，只闭合开关S和 ，读出电压表示数为U；
③小灯泡正常工作时的电阻：R= （用U、U0、I额表示）。
【答案】(1) B 5 调节滑动变阻器的滑片，进行多次测量，取平均值
(2) S2 3 S1
【详解】（1）①[1] 原电路中电压表测是是未知电阻和滑动变阻器两端的总电压，在“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值实验中，电压表应测未知电阻Rx两端的电压，故改正后如下图所示：
②[2]A．若滑动变阻器短路，两表同时有示数，若滑动变阻器断路，两表同时无示数，故A不符合题意；
B．若定值电阻Rx短路，电压表无示数，电流表有示数，若定值电阻Rx断路，电流表无示数，电压表有示数，故B符合题意；
C．若开关有断路，电路中没有电流通过，电流表和电压表都没有示数，故C不符合题意。
故选B。
③[3]由乙图可知，电流表量程是0~0.6A，分度值是0.02A，示数为0.2A，则未知电阻Rx的阻值为
[4]为了减小误差，接下来小明应调节滑动变阻器的滑片，进行多次测量，取平均值。
（2）①[1]由丙图可知，滑动变阻器和R0、L串联。为了使小灯泡正常发光，需使通过小灯泡的电流为I额=0.3A，由于串联电路中电流处处相等，此时通过电阻R0的电流也为0.3A，由于电阻R0=10Ω，所以可以闭合开关S、S2，断开S1，使电压表测量定值电阻两端的电压，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为
U0=0.3A×10Ω=3V
此时小灯泡正常发光。
②[2]未测小灯泡两端的电压，保持滑动变阻器滑片的位置不动，断开S2，闭合开关S、S1，由于电路连接不变，此时电压表测量定值电阻和小灯泡两端的总电压，读出电压表示数为U，则小灯泡两端的电压为
U额=U-U0
③[3]小灯泡正常发光时的电阻为
31．（2024·江苏苏州·模拟预测）小明同学想测量某一未知定值电阻的阻值，用到的器材有：待测电阻Rx（约为5Ω）、电源（电压恒为3V）、电流表、电压表、滑动变阻器（规格为“20Ω 1A”）、开关各1个。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整；（要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小）
(2)实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0，用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时，连接接线柱E与D时，电压表和电流表示数仍为0，连接接线柱E与D时，电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是 ；
(3)排除故障后继续实验，当电压表示数为1V时，电流表示数如图乙为 A，则定值电阻Rx= Ω；
(4)小陈同学用如图丙所示的电路图，用不同的方法测量Rx的阻值，电源电压恒为3V，滑动变阻器（规格为“20Ω 1A”） ，还有电压表、电阻箱、导线可以选用。小陈同学操作步骤如下：
①将甲位置接入 ，乙位置连接入 ，先将单刀双掷开关S1拨至a位置；
②闭合开关S，移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时，记下此时电压表示数为2V；
③断开开关S，将单刀双掷开关S1拨至b位置；
④闭合开关S，调节电阻箱，使电压表示数为 V；
⑤读出电阻箱示数，就能得出Rx的阻值。
(5)小陈同学发现自己的测量结果却比小明同学的测量结果大了2Ω，检查分析后发现，是在步骤④之前，不小心碰到了滑动变阻器滑片，导致滑动变阻器接入电路的阻值变化了 Ω。
【答案】(1)
(2)滑动变阻器断路/EB断路
(3) 0.2 5
(4) 电阻箱 导线 2
(5)1
【详解】（1）滑片向左移动的过程中电流表示数变小，说明滑动变阻器阻值变大，故滑动变阻器选用右下接线柱与串联在电路中，如图所示：
（2）实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0，则电路有断路，用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时，电压表和电流表示数仍为0，则说明G与F、F与E之外部分断路，连接接线柱E与D时，电压表和电流表指针明显偏转，此时电路为通路，导线与滑动变阻器并联接入电路，所以，电路的故障是滑动变阻器断路或导线EB断路。
（3）[1]排除故障后继续实验，当电压表示数为1V时，电流表示数如图乙，由图乙知道，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其示数为0.2A。
[2]由欧姆定律知道，定值电阻的阻值为
（4）[1][2][3]根据等效替代法测量电阻，应将电阻箱接入甲位置，乙位置用导线连接，将单刀双掷开关S1拨至a位置，此时电压表测待测电阻两端的电压，移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时，记下此时电压表示数为2V；将单刀双掷开关S1拨至b位置时，此时电压表测电阻箱两端的电压，只需两次电压表示数相等，则电阻箱的电阻即为待测电阻的电阻，故调节电阻箱，使得电压表示数为2V。
（5）设滑动变阻器变化的阻值为ΔR，变化前的滑动变阻器的阻值为R，则由串联电路分压原理可知
即
解得
……①
同理，变化后的滑动变阻器的阻值为R+ΔR，则由串联电路分压原理可知
即
……②
由①②两式联立解得ΔR=1Ω。
32．（2024·江苏徐州·模拟预测）同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”，学生电源（调至6V进行实验），电流表（0~0.6A）、电压表（0~3V），定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙的实物连接成完整电路（要求连线不得交叉）； ；
（2）开关闭合后，发现电压表无示数，电流表有示数，故障可能是 ；
（3）排除故障后，闭合开关，改变滑片的位置，记录的实验数据如表格所示：
电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4
（4）之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻变化的图像。实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时，不进行其它操作院闭合开关，此时滑动变阻器的滑片应向 （选填“A”或“B”）移动，直到电压表的示数为 V；
（5）为完成整个实验，滑动变阻器最大阻值至少为 ；
（6）他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡，用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.2V时，电流表的示数为0.10A；当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数为0.30A；则电压表的示数为2.0V时，电流表的示数可能为 （选填“0.20A”、“0.25A”、“0.28A”或“0.30A”）；
（7）完成上述实验后，又找来了最大阻值未知的滑动变阻器，设计了如图所示电路，在没有电流表的情况下，来测量这个小灯泡正常发光时的电阻，已知电源电压为U，滑动变阻器的最大阻值为R，请你将操作步骤补充完整并写出小灯泡正常发光时电阻的表达式：
①只闭合S和，调节的滑片，使电压表示数为2.5V，此时小灯泡正常发光；
②只闭合S和，保持的滑片位置不动，调节的滑片，使电压表的示数与第①步时相同；
③只闭合S和，保持的滑片位置不动， ，记录电压表的示数；
④小灯泡正常发光时的电阻 （用已知和测量的物理量的符号表示）。
【答案】 定值电阻R短路 A 2 40 0.28A 将的滑片移到最右端
【详解】（1）[1] 由图甲可知，滑动变阻器和定值电阻串联，电压表并联在定值电阻两端，则连接的实物图如下所示：
（2）[2] 开关闭合后，电流表有示数，则说明为通路，发现电压表无示数，则故障可能是定值电阻R短路。
（4）[3][4] 由图丙可知，定值电阻两端的电压即电压表的电压为
实验中把20Ω换成10Ω时，根据分压原理，电阻两端的电压变小，而本实验中需要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要减小滑动变阻器的阻值，故应把滑动变阻器的滑片应向A移动，直到电压表示数为2V。
（5）[5] 实验中最大阻值是20Ω，将20Ω电阻接入电路后根据串联分压原理可得
解得，所以为完成整个实验，滑动变阻器最大阻值至少为。
（6）[6] 由于灯的亮度随灯两端电压的增大而增大，灯丝的温度不断升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以当灯两端电压为2.0V，其电阻应小于2.4V时灯丝的电阻值；当电压表的示数为2.4V，电流表的示数为0.30A时，灯丝的电阻值为
当电压表的示数为2.0V时，若电流表的示数为0.25A，灯泡的电阻为
故当灯两端电压为2.0V时，通过它的电流可能为0.28A。
（7）[7][8] ①只闭合S和，灯泡和串联，电压表测灯泡电压，调节的滑片，使电压表示数为2.5V，此时小灯泡正常发光；
②只闭合S和，和串联，电压表测电压，保持的滑片位置不动，调节的滑片，使电压表的示数与第①步时相同，根据等效替代法，则此时的阻值等于灯泡正常发光时的电阻；
③只闭合S和，保持的滑片位置不动，将的滑片移到最右端，则，记录电压表的示数，则此时的电压为，根据串联分压原理则有
解得；
④根据等效替代法，小灯泡正常发光时的电阻为
33．（2024·江苏无锡·一模）某实验小组在做“测量小灯泡的电阻”实验时，电源电压恒为3V，待测小灯泡的额定电压为2.5V，小红连接的部分电路如图甲所示，其中滑动变阻器3个（铭牌上分别标有“5Ω 3A”“20Ω 2A”“50Ω 1.5A”字样）。
(1)请你用笔画线代替导线将电路连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮 。闭合开关发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表示数接近3V，若电路中只有一处有故障，则故障可能是 ；
(2)排除故障后，闭合开关后通过调节滑动变阻器获得了多组数据，小红根据实验数据绘制了小灯泡的I﹣U图像，如图丙中的图线a所示，观察图像，发现AB部分为线段，BC部分为曲线，为便于分析，将线段AB延长作出图像，如图丙中的图线b所示。
①某次实验电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡正常工作时的电阻，小红应向 （左/右）移动滑动变阻器的滑片P，直至小灯泡正常工作；
②小灯泡正常工作时的电阻为 Ω；
③小灯泡在常温时的电阻可能为 Ω，实验中选用的滑动变阻器的铭牌上标有 字样；
(3)实验时将滑动变阻器调至阻值为18Ω，此时小灯泡的实际电阻为 Ω。
【答案】(1) 小灯泡断路
(2) 右 10 5 “50Ω 1.5A”
(3)6
【详解】（1）[1]滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮，说明电路中的电流变大，变阻器连入电路的电阻变小，可确定选用右下接线柱，如图所示：
[2]闭合开关发现小灯泡不亮、电流表无示数，故障可能是断路，电压表示数接近3V，说明电压表与电源连通，故是电压表并联部分断路，可能是小灯泡断路。
（2）[1]如图乙所示，电压表的量程是0~3V，分度值是0.1V，电压表的示数是2V，要使小灯正常发光，达到额定电压2.5V，根据串联电路分压规律，变阻器分得电压就要减小，故接入阻值就要变小，所以变阻器滑片应向右移动。
[2]由图丙可知灯两端电压为UL=2.5V时，通过的电流为IL=0.25A，则小灯泡正常工作时的电阻为
[3][4]由图丙可知当灯两端电压为UL'=0.5V时，通过的电流为IL'=0.1A，此时灯的电阻
电源电压U=3V，根据串联电路电压规律，则变阻器两端电压为
U滑=3V-0.5V=2.5V
再由串联电路分压规律，电压与电阻成正比，即
R滑=25Ω
故实验中选用的滑动变阻器的应该是“50Ω 1.5A”。
（3）根据串联电路电压规律，灯两端电压与变阻器两端电压之和等于电源电压3V，分析图丙可知，电路中电流为I=0.125A，此时灯的电压为U灯=0.75V，变阻器两端的电压
U '滑=3V-0.75V=2.25V
变阻器连入电路的电阻
则此时灯的电阻
34．（2024·江苏淮安·模拟预测）小明和小华一起进行伏安法测电阻的活动。
(1)他们选用的器材如图甲所示，请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大；
(2)闭合开关，小明发现两电表均无示数。为了查找故障，他将电压表拆下，保持电路其他部分连接完好，再将电压表分别接在电源、待测电阻RX、滑动变阻器两端，然后闭合开关，发现只有接在待测电阻RX两端时，电压表无示数，则故障可能是 ；
(3)排除故障后，小明和小华配合进行实验，并根据数据画出如图乙所示的图像，由图像可知，该待测电阻RX的阻值为 Ω；
(4)利用电压表可以直接测量电压的大小，能否把电压表改装为间接测量电阻大小的仪表呢？小明和小华经过思考，分别设计了如图丙、丁所示的方案（电源电压恒定不变），并进行了以下操作和分析：
①小明在电路的M、N两点之间接入一个电阻箱，调节旋钮使它接入电路的阻值分别为5Ω、8Ω、20Ω，闭合开关，发现电压表指针分别指向1.5V、2.0V、3.0V的刻度线，于是他在表盘相应位置标出了电阻的数值，如图戊所示。以此类推再标出其他刻度线，电压表就可以用来间接测量阻值了。由以上数据可知：电源电压为 V；
②小华的设计方案，所用器材的规格、电表接入的量程都与小明的完全相同，分析她的设计方案可知：在保证器材安全的前提下，她改装后的电压表所能测的最小电阻值为 Ω。
【答案】(1)
(2)滑动变阻器断路
(3)5
(4) 4.5 5
【详解】（1）滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中电流变大，说明滑动变阻器接入电路的阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与电阻RX串联在电路中，如图所示：
（2）闭合开关，两电表均无示数，则此电路可能有断路，将电压表分别接在电源、待测电阻RX、滑动变阻器两端，电压表接在电源两端时，电压表有示数，说明电源、电压表是完好的，电压表接在滑动变阻器两端时有示数，说明滑动变阻器以外的电路是通路，只有接在待测电阻RX两端时，电压表无示数，说明待测电阻RX以外的电路有断路，所以故障是滑动变阻器断路。
（3）由图乙可知，待测电阻两端电压为2.5V时，通过的电流为0.5A，因此待测电阻的阻值为
（4）[1]由图戊可知，U1=1.5V时，R1=5Ω，U2=2V时，R2=8Ω，由图丙电路可知，在测量电阻时定值电阻R0与电阻箱串联；由和串联电路的电压特点可得，当测量电阻R1时，电源电压
…… ①
当测量电阻R2时，电源电压
……②
联立①②得R0=10Ω，电源电压U=4.5V。
[2]小华的设计方案，电路为串联电路，电压表测量定值电阻R0两端电压，所用器材的规格、电表接入的量程都与小明的完全相同，电源电压U=4.5V，电压表量程0~3V，根据串联分压的原理，当电压表示数最大为3V 时，所能测的最小电阻值最小，其两端电压最小
Umin=U-U0=4.5V-3V=1.5V
此时R0两端的电压是能测电阻两端电压的2倍，故所能测的最小阻值为
35．（2024·江苏无锡·一模）小明想探究“电流与电压、电阻的关系”，实验器材及规格：电源电压恒为4.5V， 定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一只， 滑动变阻器（规格为“40Ω1A”），电压表（0~3V），电流表（0~0.6A），开关，导线若干。
实验次序 1 2 3 4
U/V 2.0 3.0 4.0 5.0
I/A 0.22 0.32 0.42
（1）如图甲，小明在连接实物过程中有一根导线的一端接错了，请你在这根导线上打“×”，并画出正确的接线；( )
（2）小明先探究“电流与电压的关系”：他将10Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，通过调节滑动变阻器滑片P，测出该电阻在不同电压下对应电流值，数据如表中所示。
①老师根据表格数据指出他在实验中存在一个错误，他的错误之处是：
②小明改正错误后，第4次实验时的电流表示数如图乙所示，则此时电流为 A。分析表中数据，可得出结论：
（3）小明再探究“电流与电阻的关系”：多次改变R的阻值，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表示数，描点画图得到如图所示的I-R关系图像。
①实验过程中，小明控制定值电阻两端的电压为 V不变：当将20Ω的定值电阻换为15Ω的电阻时，为保证定值电阻两端电压不变，应将滑片向 滑动。
②为了顺利完成本次探究，定值电阻两端的电压预设值取值范围是 V 到 V。
【答案】 实验前电流表没有调零 0.5 在导体电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比 2.5 右 1.5 3
【详解】（1）[1]原图中电压表与定值电阻串联，电压表应与定值电阻并联，电流表应与定值电阻串联。
（2）[2]电阻为10Ω，利用算出每次的电流分别为0.2A、0.3A、0.4A，对比表中数据可知，电流值每次都多了0.02A，说明实验前电流表没有调零。
[3]由图乙可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A。
[4]根据表中数据结合调零后情况可知，电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来几倍，故可以得出结论：在导体电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
（3）[5]由图像可知，定值电阻两端的电压
实验过程中，小明控制定值电阻两端的电压为2.5V不变。
[6]根据串联电路的分压原理可知，将定值电阻由20Ω改接成15Ω的电阻，电阻减小，其分得的电压减小；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应减小滑动变阻器分得的电压，由串联分压的分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数不变。
[7][8]因为串联电路电流相等，所以
当定值电阻最大为20Ω时且滑动变阻器的电阻最大时定值电阻两端的电压最小，为
解得。由于滑动变阻器的规格为“40Ω1A”，电流表的量程为0~0.6A，所以电路的最大电流为0.6A，由欧姆定律，因此定值电阻两端允许的最大电压
定值电阻两端的电压预设值取值范围是1.5V~3V。
36．（2024·江苏南京·模拟预测）如图所示，在探究“通过导体的电流与导体两端电压关系”实验时，电源电压为3V保持不变，滑动变阻器规格“20Ω 1A”。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8
电流I/A 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28
（1）根据图甲连接电路时，开关应 ；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，测得多组电流、电压的数据，记录在表格中；
（3）根据表格数据，可以得到结论；当导体电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成 比；
（4）增加5Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，利用上述的实验器材和电路还可以进一步探究“电流与电阻的关系”。
①先将5Ω的定值电阻接入电路中，调节滑动变阻器，当电压表示数为2V时，记录电流表的示数；
②不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关，向 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器滑片，直至电压表的示数为 V；
③换接不同的定值电阻，重复上述的实验步骤，绘出电流I与电阻倒数变化的图像如图乙，由图乙可知：电压一定时，电流与电阻成 比；
④对“探究电流与电阻关系”的实验过程进一步分析、论证，绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器，电流与总电阻”之间的图像，如图丙，其中表示电流与总电阻关系的是图线 （选填“a”、“b”或“c”），图中阴影部分面积表示的物理意义是 。
【答案】 断开 正 右 2 反 c 滑动变阻器两端的电压
【详解】（1）[1]连接电路时，为了保护电路，开关应断开。
（3）[2]根据表格数据，可以得到定值电阻的电压与电流的比值为定值，可得结论当导体电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
（4）[3][4]由图乙得，定值电阻的电压为2V不变，实验中要控制电阻的电压不变，由串联电路特点与欧姆定律得，变阻器接入电路中的电阻与定值电阻的阻值的比值为定值，则不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关，应向右移动滑动变阻器滑片，增大变阻器接入电路中的电阻，直至电压表的示数为2V。
[5]由图像得， 图像为过原点的倾斜向上的直线，说明电压一定时，I与成正比，说明电压一定时，电流与电阻成反比。
[6]由图得，a图像的I-R的乘积最小，b图像的I-R的乘积较大，c图像的I-R的乘积最大，则a图像表示变阻器的I-R图像，b图像表示定值电阻的I-R图像，c图像表示变阻器的I-R图像。
[7]图中阴影部分面积等于电路总电压与定值电阻的电压差，表示的物理意义是滑动变阻器两端的电压。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页中考复习（简单机械及机械效率、质量和密度、内能、做功与机械能、欧姆定律）实验题36题（选自江苏中考一模）
考点01简单机械及机械效率（11小题）
考点02质量和密度（2小题）
考点03内能（5小题）
考点04做功与机械能（5小题）
考点05欧姆定律（13小题）
一、简单机械及机械效率
1．（2024·江苏泰州·一模）兴趣小组为探究“杠杆的平衡条件”，准备了以下器材：杠杆（有均匀刻度的直杆）、铁架台、若干钩码（每个钩码质量均相同）、圆盘等；
(1)图甲杠杆静止不动，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向 侧适当调节；
(2)如图乙所示，杠杆调节平衡后，在A点挂3个钩码，B点挂 个钩码，可使杠杆在水平位置平衡。多次改变所挂钩码的个数和位置，使杠杆在水平位置平衡。实验中“多次”的目的是 ；
(3)通过以上实践，小红认为“支点到力的作用点的距离”会影响杠杆的平衡。为判断这一观点是否正确，他们采用图丙装置进行实验。将一个密度均匀的圆盘放置在支架上，圆盘可绕O点自由转动，在C点挂4个钩码并用手使圆盘CG处于水平位置，分别在D、E、F、G、H点处挂6个钩码，松手后观察圆盘状态并记录在下列表格中；
实验序号 C点所挂钩码个数 右侧所挂钩码位置 右侧所挂钩码个数 圆盘状态
1 4 D 6 保持静止
2 4 E 6 保持静止
3 4 F 6 保持静止
4 4 G 6 不能保持静止
5 4 H 6 不能保持静止
①综合以上实验分析可知，小红的观点是 （选填“正确”或“错误”）的；
②1、2、3三次实验圆盘能保持静止，原因是支点到 的距离不变，物理学中将该距离叫做 （填物理量的名称）。
2．（2024·江苏无锡·一模）研究简单机械的特点：
(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是 和 。
(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是 。（忽略摩擦和绳重）
(3)螺丝钉可看成一种简单机械： ，当螺纹越 （选填“疏”或“密”）越省力。
3．（2024·江苏淮安·一模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
(1)实验前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态；实验时，小明没有调节杠杆在水平位置平衡，就开始实验， （选填“能”或“不能”）探究得到正确结论；请说出你的理由： ；
(2)改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡。收集多组数据，其目的是 ；
(3)如图乙，用测力计在A处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，为了保持杠杆在水平位置平衡，测力计的示数将 ；
(4)图丙的漫画中， （选填“小猴”或“小兔”）分得的萝卜质量大，其原因是 ；请你在图丁中画出GA和GB对应的力臂LA和LB，帮助分析问题 。
4．（2024·江苏淮安·模拟预测）小明用如图甲所示的滑轮组进行“测定滑轮组机械效率”实验，实验数据如下表：
实验次数 物重G/N 物体上升的高度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm
1 6 3 9
2 6 5 2.5 15
3 6 8 2.5 27
(1)第一次测量时，弹簧测力计的示数如图乙所示，为 N，在测量测力计移动的距离时，有一个数据的记录错误，错误的数据是 ；
(2)如图丙所示，小红在小明的实验基础上多使用一个滑轮做实验，当他们使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率 。（选填“相同”或“不同”）
5．（2024·江苏淮安·模拟预测）小明用如图甲所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)在挂钩码之前，若杠杆右端低左端高，为使其在水平位置静止，应将左端的平衡螺母向 调节；
(2)将甲图中悬挂在A、B两点的钩码分别向远离支点O的方向移动一格，则杠杆会 （选填“左端下沉”“仍平衡”或“右端下沉”）；
(3)小明得到实验结论后，判定：在如图四种用具中，正常使用时属于费力杠杆的是___________；
A．撬棒 B．瓶盖起子 C．筷子 D．核桃夹子
(4)小明得到实验结论后，利用文具包里的刻度尺、橡皮（已知质量m0）和细线，测量一支笔的质量。如图乙，他先将笔放在水平桌面上，用细线系住橡皮挂在笔帽上伸出桌面，调节笔尖到桌边的距离，使笔尖刚好开始翘起，用刻度尺量出笔伸出桌边的长度L1；接着他取下铅笔一端的橡皮，再次调节笔尖到桌边的距离，使笔尖刚好开始翘起，用刻度尺量出笔伸出桌边的长度L2，根据以上信息，请你计算出笔的质量m= （用m0、L1、L2表示）；
(5)小宁又制作了一个密度均匀的圆盘（相当于杠杆），圆盘可以绕着圆心O转动（转轴阻力忽略不计），他先在圆盘的C点挂上4个钩码（如图丙），再用一个量程合适的弹簧测力计在M点施加竖直向上的拉力后，圆盘 （能/不能）在图示位置静止。为了探究“力的作用点到支点的距离是否一定影响杠杆的平衡”，又在G点挂上一定数量的钩码后发现圆盘在图示位置平衡。为了改变支点到力的作用点的距离，他将挂在G点的钩码先后挂在 两个点又进行了两次实验，发现圆盘仍在图示位置平衡。
6．（2024·江苏宿迁·一模）在学习了杠杆的知识后，小明在实验室找到了相关器材进行了如下实验。
次序 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 0.5 10 0.5 10
2 1 15 3 5
3 2 15 1.5 20
（1）为了方便判断杠杆是否调节到需要的位置，小明在支架上挂一铅垂线，在杠杆支点固定一与杠杆垂直的指针，组装好杠杆后将其放在水平位置（如图甲所示），此时需要将平衡螺母向 调节，直到指针与铅垂线 为止；
（2）实验前和实验时都要调节杠杆在 位置平衡，这样做可以直接从杠杆上读出力臂的大小，还能避免 对实验结果的影响；
（3）调节好杠杆平衡后，在杠杆的A点悬挂钩码，如图乙所示，然后在右边B点用弹簧测力计沿 向下拉，待杠杆在需要的位置平衡后记录下相关数据；
（4）多次实验后，小明将得到的数据记录在表中，老师提出表格设计有缺陷，该问题应该是 。
7．（2024·江苏苏州·一模）杆秤（图甲）是我国古老的测量工具，现今人们仍然在使用，现有同学们动手制作量程为0～20g的杆秤（图乙）。
【制作步骤】
①做秤杆：选取一根筷子，A处固定悬挂上秤盘，B处系了一根细绳作为提纽；
②标零线：将5克的砝码挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置平衡，在秤砣所挂的位置标上“0”刻度；
③定刻度：……
【交流评价】
（1）图甲中，杆秤有两个提纽，使用提纽 （1/2）时的量程更大；
（2）步骤②标零线中秤杆出现左低右高现象，秤砣应往 侧移动，使杆秤调至水平位置平衡；悬挂的秤盘质量不同 （会/不会）影响“0”刻度的位置；
（3）定刻度时，小科和小思采用不同的方法：
小科：先在秤盘上放1g的物体，移动秤砣，使杆秤在水平位置处于平衡状态；然后在秤盘上放2g的物体……按上述方法直至标出所有刻度；
小思：在秤盘上放20g砝码，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，0和20之间分为20等份，依次标上相应刻度；
你认为 的方法更合理，原因是： 。
8．（2024·江苏扬州·一模）在探究“杠杆的平衡条件”实验中：
（1）如图甲，实验前，杠杆左端下沉，则应将平衡螺母向 调节，直至杠杆在水平位置平衡；
（2）调节钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡，读出实验数据并记录在表格中。如图乙所示，阻力臂l2为 cm；
（3）分析表中实验数据，杠杆的平衡条件是 ；
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm阻力 F2/N 阻力臂l2/cm
1 0.5 16.0 1.0
2 1.0 15.0 1.0 15.0
3 2.0 15.0 1.5 20.0
（4）如图丙，拉力F始终竖直向上，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，F的大小将 ；
（5）如图丁所示，A、B是常见的两种食品夹，它们和第 次实验的杠杆类型相同；
（6）比较A、B两种食品夹，你觉得哪款更好些，请说明理由 （写一条即可）。
9．（2024·江苏无锡·一模）在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）若实验前，杠杆静止在图甲所示位置，此时若要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向 调节。
（2）如图乙所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个钩码的质量都相同，下列四项操作中，会使杠杆左端下倾的是 。
①杠杆的两侧同时各减掉一个钩码；
②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码；
③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离；
④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离。
A． ①③ B． ②④ C． ②③ D． ①④
（3）如图丙，在右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是 。
（4）如图丁，当杠杆在水平位置平衡时，此时弹簧测力计对杠杆的拉力的力臂 （选填“大于”、“小于”或“等于”）15cm。（杠杆上每小格长5cm）
（5）回到家里，小明发现家里的两种墙壁开关，如图戊所示，因其按钮可绕面板内的轴转动。根据你的生活经验，你认为 （选填“1”或“2” ）较易损坏.
（6）小亮用铅笔进行了创新实验。实验装置如图所示。在实验过程中，小明不小心将前端较长的铅笔芯弄断了，铅笔失去平衡。接下来小明直接调节悬挂橡皮的细线，使铅笔重新水平平衡后，请比较F1L1与F2L2的大小关系，并说明理由： 。
10．（2024·江苏南京·一模）利用手边材质均匀的刻度尺和长方体橡皮可以做小实验：
(1)甲图中,橡皮的长度为 cm；
(2)乙图中，用力越大，刻度尺形变越大，说明力的作用效果与力的 有关，松手后橡皮被弹起，说明弯曲的刻度尺有 能；
(3)继续用甲图中的器材进行实验，如丙图，刻度尺的中间位置紧贴桌子边缘，将橡皮放在刻度尺上，其左端与刻度尺左边缘齐平。若橡皮的质量为m1，长为l1，刻度尺的质量为m2，长度为l2，当水平向右缓慢推动刻度尺的距离超过 （用m1、m2、l1、l2表示）时，刻度尺会翻倒。
11．（2024·江苏无锡·一模）老师提供了一些器材，对同学们提出以下三个复习任务：
【任务一】复习“浮力的大小和哪些因素有关”，操作步骤如图甲所示。
（1）由实验步骤B、C、D可得出结论：当液体密度相等时，物体 体积越大，受到的浮力越大；
（2）由图中所测的数据可算得步骤F 中液体的密度是 kg/m3；
【任务二】如图乙所示，利用杆秤结合浮力知识测量液体密度。
在杆秤左端A点挂一个质量为0.2kg、体积为25cm3的铁块。提纽位于O处，秤砣放在B 处时，秤杆恰好水平平衡，将B处记作零刻度线。已知秤砣的质量为0.1kg，AO=5cm，BO=10cm。把铁块浸没在待测液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。
（3）用此方法制成的密度秤的刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）的；
（4）现将铁块浸没在待测液体中，秤砣向左移1.5cm到C点后，杠杆在水平位置重新平衡， 则待测液体的密度为 kg/m3；
（5）若测量液体的密度时，铁块没有完全浸没，则测量值 （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值；
【任务三】如图所示，利用弹簧测力计结合浮力知识测一个蜡块的密度。请把实验步骤补充完整：
（6）①用弹簧测力计测出蜡块的重力，示数为G。
②把一石块系在蜡块下，用测力计吊着蜡块和石块，仅将石块浸没在水中（不触底）静止时，测力计的示数为F1；
③ ，静止时测力计示数为F ；（写出具体操作）
④蜡块密度表达式：ρ蜡= （用ρ水和测得的物理量表示，不考虑蜡块吸水）。
二、质量和密度
12．（2024·江苏连云港·一模）小明和小华五一节假期游玩时捡到了一些鹅卵石，他们想知道这些鹅卵石的密度，便各自选取了一块鹅卵石，分别进行了如下实验：
（1）小明利用天平和量筒等实验器材进行了实验：
①调节好天平后，称量鹅卵石时，横梁恢复平衡时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示，则鹅卵石的质量为 g；
②用细线拴好鹅卵石，把它放入盛有30mL水的量筒中，水面到达的位置如图乙所示，则鹅卵石的密度为 g/cm3。
（2）小华取来一块质量为75g的鹅卵石，将它挂在A处，且浸没于水中，在B处挂上1个50g钩码，杠杆恰好处于水平平衡，如图丙所示，测得OA=50cm，OB=45cm，则鹅卵石的密度为 g/cm3；在此基础上，往图丙容器中缓慢加水，杠杆将 （选填“左侧下降”“右侧下降”或“依然平衡”）
13．（2024·江苏无锡·一模）小红和同学制作水火箭时，通过打气筒向塑料瓶中打入气体后，瓶中气体压强变大，将瓶中的水向下喷出，从而使火箭获得动力升空。针对这个现象，小红提出一个问题：瓶中气体的压强与哪些因素有关？并作出以下猜想：
猜想1：瓶中气体的体积变小，气体压强变大；
猜想2：瓶中气体的质量越多，气体压强变大；
猜想3：瓶内气体的温度升高，气体压强变大；
为检验上述猜想，她准备了如下器材进行探究：自家汽车里的“胎压计”、4个粗细均匀规格不同的大号注射器（25mL/50mL/75mL/100mL/）、可连接到注射器针孔的橡胶软管。
(1)小明用一个25mL的注射器吸入一定质量的空气后连接到胎压计上，通过推拉活塞，记录下注射器筒的体积值和胎压计显示的压强值，测得数据记录如表：
V/mL 25 20 15 10 5
p/kPa 100 125 167 250 500
①依据所测数据，在图丙中画出气体的压强与体积倒数的图像；
②根据图像可以得到的结论是 ；
(2)小明随后使用4种规格的注射器，依次吸入最大体积的空气后，通过推拉活塞，使其体积都达到25mL，待温度稳定后记录下胎压计显示的压强值，测得数据记录如表：
注射器规格/mL 25 50 75 100
p/kPa 100 200 300 400
本实验是探究猜想 （1/2/3）的。“待温度稳定后”是因为 使得气体温度发生变化；
(3)小红找来农民伯伯收割的稻谷，想测量其密度。她先用电子秤测得稻谷质量为12g，发现堆积的稻谷间有不少空隙，于是她采用上述方法先将所测稻谷装入注射器内，从注射器的刻度上读出稻谷和空气的总体积，将注射器移动到25mL处，用“胎压计”测得注射器内空气压强为1.0×105Pa；随后将注射器内的空气缓慢压缩，当空气压强增大为2.0×105Pa时，读出此时稻谷和空气的总体积为15mL（压缩过程中稻谷的体积、空气的温度均不变），则所测稻谷的体积为 cm3，密度为 kg/m3。
三、内能
14．（2024·江苏泰州·一模）小明为探究“不同物质吸热升温的现象”，采取以下实验研究。
(1)图甲装置中，两个酒精灯要控制 （选填“灯内的酒精量”或“火焰的大小”）相同，样做的道理是： 。该实验通过 来反映水和煤油吸收热量的多少，此研究方法是 ；
(2)实验时，对初温和 相同的水和煤油加热，并记录相关数据；
(3)将水和煤油的温度随时间的变化绘成图乙，由图可知 吸热能力强；
(4)为进一步探究物质的吸热能力还与哪些因素有关，小明对一定质量的冰加热，测量并绘出的温度随时间变化的图像，如图丙所示。分析可知：物质的吸热能力还与物质的 有关。
15．（2024·江苏宿迁·一模）探究“不同物质的吸热本领”的实验，如图1所示，用相同的电加热器给初温及质量均相同的甲、乙两种不同的液体加热，两种液体每秒吸收的热量相同，两种液体的温度与加热时间的图像如图2所示。
(1)实验中采用相同加热器的目的是 ，当加热到第时，两种液体吸收热量关系为 （选填“大于”、“等于”或“小于”）；
(2)乙液体在第时的内能 （选填“大于”、“等于”或“小于”）第时的内能（质量变化忽略不计）；乙液体在第时的比热容 （选填“大于”“等于”或“小于”）第时的比热容；
(3)通过图像分析得，甲、乙两液体的比热容大小之比 。
16．（2024·江苏泰州·一模）在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，实验装置如图所示。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
(1)实验中应量取 （选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热。当它们吸收相同热量时，通过比较 来判断吸热能力的强弱；
(2)实验记录数据如表格所示，从开始加热到升温至40℃时，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲 Q乙（选填“<”“>”或“=”）；
(3)如果在甲、乙两种液体中选择一种作为汽车的冷却液，你认为选择 液体更好。
17．（2024·江苏南京·一模）学习了“热值”知识后，小明同学决定设计一个实验来探究比较煤油和菜籽油的热值大小：考虑到水的比热容已知，可利用水作为吸热物让燃料燃烧释放出的热量被水吸收！（注：燃料完全燃烧放热可用Q放=qm计算，其中q表示燃料的热值；m表示燃料的质量）。他采用的实验装置如图所示，实验记录见下表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)为了保证实验结论的可靠性，小明同学选择了两套相同装置。同时在实验过程中还应控制：煤油和菜籽油的 相同、及水的初温和水的质量相同；
(2)分析得出：煤油与菜籽油两种燃料比较，热值较大的是 ；
(3)小明同学还想利用这套实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，为此，小明还需要补充的实验仪器是： ；利用此方法计算出的热值将比真实值 （偏大/偏小），理由是： （任写一点）。
18．（2024·江苏南通·一模）小明在厨房中烧水，向沸腾的水中加入盐，水瞬间沸腾得更剧烈了。在跟同学讨论后，大家对水加盐后的变化，提出了如下的猜想：
猜想1：盐水的沸点比水低；
猜想2：盐水的比热容比水小。
为验证猜想，小明用两只同型号的电水壶，分别装入质量和初温都相同的盐水和水，同时加热，用温度传感器测出它们的温度并记录在下表中。
T/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
/℃ 32 50 65 79 89 98 99.8 99.8 99.8
/℃ 32 48 62 75 84 92 98 99 99
小红、小亮用其他型号电水壶进行上述实验，实验现象与小明相似；
(1)实验中，使用两只同型号的电水壶加热的目的是 ，根据表中数据可知，盐水和水加热升温过程中温度变化的共同特点是 ；
(2)结合实验数据可知，此时盐水的沸点是 ℃，小红认为盐水沸点低于100℃，所以猜想1是正确的；小明认为盐水的沸点比水高，所以猜想1是错误的。你分析后，认为猜想1是 （选填“正确”或者“错误”）；
(3)进一步分析数据可知，相同的加热条件下， ，为此，猜想2正确；
(4)小亮再次实验，在沸腾的盐水中加入一定量的水，盐水立即停止沸腾。小亮认为是水的比热容比盐水大而引起的，小红认为这样的判断是欠缺的，原因是 （说出一种理由即可）。
四、做功与机械能
19．（2022·江苏常州·一模）在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图a，b，c所示，让质量m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置．
(1)小球动能是由 能转化来的；
(2)实验中通过 反映小球动能的大小；
(3)比较 两图进行的实验，可以探究小球动能与质量的关系；
(4)比较a、c两图进行的实验，可以得出结论： ；
(5)某同学根据b、c两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，这种说法是错误的，理由是 ；
20．（2024·江苏常州·一模）小江同学利用几个等质量的弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：
次数 橡皮条 橡皮条宽/cm 橡皮条长/cm 弹射的水平距离/m
1 a 0.50 20.00 10.10
2 b 0.50 30.00 8.20
3 c 1.00 20.00 14.00
请回答以下问题：
(1)实验中，是通过比较 来间接反映橡皮条的弹性势能大小；
(2)比较1、2两次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的 有关；
(3)比较 两次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的宽度有关；
(4)用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 。
A．窄而长的 B．宽而长的 C．窄而短的 D．宽而短的
21．（2024·江苏无锡·一模）小明发现风力发电机一般安装在风速较大的高山上，由此猜想风力发电机获得的动能（风能）与风速有关，他利用如图所示的器材进行探究，让钢球从斜槽上由静止释放，与放在水平面上的木块相撞并滑行一段距离后静止，依次完成了甲、乙、丙三次实验。
(1)实验是通过 来显示钢球的动能大小，三次实验中木块的起始位置 （选填“相同”或“不同”）；
(2)为了给小明的猜想提供实验依据，应选择甲、乙、丙中的 实验进行对比，由此得到的结论为 ；
(3)在证实自己的猜想后，小明查询了风力发电机的示意图（如下图），并获得风能的大小还与流过叶片的空气质量有关，流过叶片的空气质量m与叶片扫过的面积S、风速v及工作时间t有关。
①为了提高风力发电机获得的风能，可以适当的 （选填“增大”或“减小”）叶片扫过的面积；
②风速为10m/s时，该风力发电机1s内流过的空气质量为15700kg，当地空气密度约为，请估算出该风力发电机1s内流过的空气体积为 ，一枝叶片的长度大约为 m（取3.14）。
22．（2024·江苏无锡·一模）小明在玩蹦床时发现：人将蹦床压得越深，被弹起的高度越大。当人压蹦床的深度越来越大时，人被弹起的高度会明显快速增加。由此，小明猜想：物体弹性形变量大时，弹性势能快速增加。为此他准备了一根原长为10cm的轻质弹簧、刻度尺、小球、光滑的柱形玻璃管轨道等器材进行探究。探究过程如下：
(1)如图所示安装器材，小明将弹簧下端固定于玻璃管轨道底部，上端直接放置小球。小球静止时，弹簧上端对应刻度尺9cm的刻度线处，此时弹簧的形变量为 cm；
(2)确保轨道位置不变，下压小球，使弹簧被压缩至8cm刻度处，松手后小球被压缩的弹簧弹起，利用手机视频功能录制该过程，通过视频慢放，找到小球弹起的最高点。研究上升过程，忽略空气阻力，小球的动能 （选填“一直增大”、“一直减小”或“先增大后减小”），到达最高点时，弹簧的弹性势能全部转化为该小球的重力势能，因此，可以通过测量小球 来表示弹簧被压缩的弹性势能；
(3)继续下压小球，增加弹簧的弹性形变，其弹性势能将 。弹簧下压的位置与对应的小球上升的最高点位置关系记录在表中：
下压位置/cm 8 7 6 5 4
最高点位置/cm 10 14 17.5 22
①当弹簧被下压至8cm刻度线处时，小球被弹起的高度为 cm。当弹簧被下压至7cm刻度线处时，小球弹起的最高点位置对应刻度为 cm；
②若小球质量为20g，则根据“能的定义”可知，弹簧被压至4cm刻度线处时，弹簧的弹性势能为 J。
23．（2024·江苏扬州·模拟预测）为了探究动能与质量的关系，楚杭设计的实验装置如图甲所示，实验过程如下：质量为m、M的两小球从斜而上同一高度下滑，由于M在水平而上滑行一段距离之后再撞击木块，最终木块在水平而上滑行的距离相同。于是楚杭根据这次实验情况得出结论；物体动能大小与质量无关。与我们已知的结论不符。
(1)请你评估他实验中的不足 ；
(2)如图乙；是研究弹性弹性势能与其形变程度关系的实验装置，小球压缩弹簧，并撞击纸盒。假若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能/不能”）达到探究目的；
(3)如图丙，探究物体重力势能与哪些因素有关的实验，三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同，甲、乙、丙三物体的质量关系为：m甲=m乙＜m丙。图丙中乙、丙两物体从图示位置由静止释放，分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同， （选填“能/不能”）说明乙、丙的初始的重力势能相同；
(4)张工、李工两位是建筑设计师，均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计，最后张工上交了如图丁所示的设计方案图，李工上交了如图戊所示的设计方案图，若你是此公司代表，你将选择 图的设计方案。
五、欧姆定律
24．（2024·江苏盐城·一模）在“探究电流与电阻的关系”时，实验室提供的器材有：电压恒为6V的电源一个，定值电阻5个（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω），规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
(1)检查电路连接时，小组同学发现图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线将电路连接正确（导线不得交叉）；
(2)改正电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最 （左/右）端；
(3)实验时，小明先后将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω电阻接入电路，进行正确的实验操作，记录的实验数据如下表，第2次实验电流表示数（如图乙）为 A；
实验序号 1 2 3 4
电阻R/Ω 5 10 15 20
电流I/A 0.6 0.2 0.15
(4)根据实验数据绘制出图像；
(5)小明将25Ω的电阻接入电路时，无论怎样调节滑动变阻器， ，实验无法进行；
(6)为了不让前四组数据失效，并顺利完成25Ω电阻实验数据，在不增加器材的情况下，改进措施为 。
25．（2024·江苏泰州·一模）小明设计如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”，电源电压9V保持不变。
(1)连接电路时，开关S应 。
(2)在探究电流与电压的关系时，保持R的阻值不变，测出电流表和电压表的示数如表1所示，分析可得当导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(3)在探究电流与电阻的关系时，先后4次改变R的电阻值，并测得相应的电流值，记录数据如表2所示。
①分析数据发现电流与电阻不成反比，原因是 。
②正确操作后重新实验，收集数据并绘出导体R的电流与电阻的图像，如图乙所示。由图可知，在电压一定时，导体中的电流与电阻成 比，当R的阻值为25Ω时对应的电流值应为 A。
③在②正确操作时，记录每次实验的电流值和对应电阻箱的阻值，并在图乙坐标系中描点绘出曲线B。如将曲线B平移， （选填“能”或“不能”）与曲线A重合。
26．（2024·江苏南京·一模）掌握欧姆定律后，完成以下实验
(1)用图甲电路同时验证电流与电压、电阻的关系，电源电压恒定。
①根据图甲，找出图乙中一根错误的连线，打“×”，用笔画线，画出正确的连线；( )
②连接电路时，开关应处于 状态，电流表指针如图丙，原因是 ；
③闭合开关，调节R 和R ，电压表V 和V 示数分别为U1、U2，电流表示数为I，记录在第一次实验数据中；
④调节R 阻值，接着再调节R 使U 保持不变，记录数据；
⑤重复④的操作；
⑥部分实验数据如下表：
第一列 第二列 第三列 第四列 第五列
实验次数 R /Ω R /Ω U /V U /V I/A
1 5 3 0.2
2 5 10 1.5 3
3 5 5 3
⑦补齐数据后，根据 两列数据分析，能验证通过导体的电流与电压的关系；
⑧R 最大阻值至少为 Ω；
(2)换器材，用图丁的电路测量R 阻值，电源电压可调，步骤如下：
①电源电压调至恒为4.5V，R 调至2Ω，闭合开关，调节R ，使电压表示数为0.5V；
②电源电压调至恒为6V，闭合开关，仅将R 调至5Ω时，电压表示数为0.5V；
③计算得Rx阻值为 Ω。
27．（2024·江苏南通·一模）兴趣小组同学开展电学研究活动。
(1)要测量小灯泡正常发光时的电阻，实验室提供的器材有：标有“2.5V”的小灯泡、电池组（电压恒为3V）、电压表、电流表、滑动变阻器（20Ω 2A）、开关、导线若干。
①小华所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不完整，请用笔画线代替导线补全电路，要求图示状态时滑动变阻器接入阻值最大；( )
②补全电路后，立刻闭合开关，电流表、电压表均有示数，灯泡不发光，其原因可能是 ；
③移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻 Ω；（计算结果保留一位小数）
(2)小明仅将补充完整后甲图上的小灯泡换成阻值为10Ω的定值电阻R0，来探究电流与电压的关系，将R0两端的电压U0调至下表中的数值进行探究，你认为其中U0= V时无法完成实验，理由是 .；
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
I/A
(3)实验结束后，另一组同学设计了如图丙的电路，来测定额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻.已知电源电压为5V，定值电阻R1的阻值为20Ω。
实验步骤如下：
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 V时，灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，此时电压表示数为1V；
③小灯泡正常发光时电阻为 Ω。
28．（2024·江苏无锡·一模）某物理小组的同学为“探究电流与电压的关系”，准备了以下器材：2节新干电池、电流表（0~0.6A）电压表（0~3V）、滑动变阻器（）、开关、导线若干。
实验次数 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次
电压V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流/A 0.10 0.20 0.40 0.50
(1)按图甲所示连接电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 端；闭合开关，发现电压表和电流表均无示数，则故障原因可能是滑动变阻器 （选填“断路”或“短路”）；
(2)排除故障后闭合开关，改变滑片位置，小明记录实验数据如上表所示，第三次实验的电流如图乙所示，示数为 A，根据表中数据可得出结论 ；同组小华发现有一组数据无法由当前的电路测量得出，这组数据是第 次的实验数据；
(3)小明还想探究“电流与电阻的关系”，于是他又找来了一个电阻箱（的整数）
①在完成表格第二次探究后，仅将电阻箱的阻值更换成原电阻的两倍，闭合开关后，电压表示数为U，接下来小明将电阻箱电阻换成进行实验，发现无论怎样移动滑片P都无法使电压表示数为U，则小明应更换一个不高于 V的电源电压；
②为了保证结论的可靠性，要进行多次实验，若以的电阻开始实验，每次调整的电阻值为整数值，利用原有的实验器材（控制电阻两端电压为），最多可以做 次实验。
29．（2024·江苏南京·一模）小宋在探究电流与电压的关系时，连接如图甲所示电路，电源电压恒为3V。
(1)小宋发现电路中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确；
(2)改正电路后，将滑动变阻器的滑片调至最 端，闭合开关，电流表示数为0.1A，电压表示数如图乙所示，则滑动变阻器的最大阻值为 Ω；
(3)调节滑动变阻器的滑片，再进行四次实验，记录数据如下表所示：
实验次数 1 2 3 4 5
电压表示数/V 1 1.5 2 2.5
电流表示数/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
分析数据可得出结论： ；
(4)完成上述实验后，为了测量额定电流为0.25A的灯泡正常发光时的电阻，小宋设计了如图丙所示的电路。电源电压未知且恒定，定值电阻的阻值为10Ω。
请完成下面的实验步骤：
①在丙图虚线框a、b两处补画出定值电阻和待测灯泡的元件符号，按电路图正确连接电路；( )
②只闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，直至 ；
③保持滑片位置不变，闭合开关S、，电压表示数为5V，接着将滑片调至最左端，读出电压表示数为6V；
④计算灯泡正常发光时的电阻 Ω。
30．（2024·江苏常州·一模）测量一未知电阻Rx阻值的实验：
(1)小明用伏安法测量Rx阻值的实验电路如图甲所示，电源电压恒为3V；
①电路中有一处连接错误，请在需要改动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线；( )
②改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P时，发现两电表均无示数，初步检查确认，电路接线完好，导线和两电表均无故障，若电路只有一处故障，则发生故障的元件一定不是 （填字母）：
A．滑动变阻器的电阻丝 B．定值电阻Rx C．开关
③排除故障后，正确操作，当闭合开关时，电压表的示数为1V，电流表的示数如图乙所示，则Rx= Ω；为了减小误差，接下来小明应该 ；
(2)完成上面实验后，同组的小亮同学测量额定电流（灯泡正常发光时的电流）为的小灯泡正常发光时的电阻，设计了如图丙所示的电路。已知电源电压恒定不变，的阻值为10Ω，请完成下面的实验步骤。
①先只闭合开关S和 ，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为U0= V时，则小灯泡正常发光；
②再保持滑动变阻器滑片的位置不动，只闭合开关S和 ，读出电压表示数为U；
③小灯泡正常工作时的电阻：R= （用U、U0、I额表示）。
31．（2024·江苏苏州·模拟预测）小明同学想测量某一未知定值电阻的阻值，用到的器材有：待测电阻Rx（约为5Ω）、电源（电压恒为3V）、电流表、电压表、滑动变阻器（规格为“20Ω 1A”）、开关各1个。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整；（要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小）
(2)实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0，用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时，连接接线柱E与D时，电压表和电流表示数仍为0，连接接线柱E与D时，电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是 ；
(3)排除故障后继续实验，当电压表示数为1V时，电流表示数如图乙为 A，则定值电阻Rx= Ω；
(4)小陈同学用如图丙所示的电路图，用不同的方法测量Rx的阻值，电源电压恒为3V，滑动变阻器（规格为“20Ω 1A”） ，还有电压表、电阻箱、导线可以选用。小陈同学操作步骤如下：
①将甲位置接入 ，乙位置连接入 ，先将单刀双掷开关S1拨至a位置；
②闭合开关S，移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时，记下此时电压表示数为2V；
③断开开关S，将单刀双掷开关S1拨至b位置；
④闭合开关S，调节电阻箱，使电压表示数为 V；
⑤读出电阻箱示数，就能得出Rx的阻值。
(5)小陈同学发现自己的测量结果却比小明同学的测量结果大了2Ω，检查分析后发现，是在步骤④之前，不小心碰到了滑动变阻器滑片，导致滑动变阻器接入电路的阻值变化了 Ω。
32．（2024·江苏徐州·模拟预测）同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”，学生电源（调至6V进行实验），电流表（0~0.6A）、电压表（0~3V），定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙的实物连接成完整电路（要求连线不得交叉）； ；
（2）开关闭合后，发现电压表无示数，电流表有示数，故障可能是 ；
（3）排除故障后，闭合开关，改变滑片的位置，记录的实验数据如表格所示：
电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4
（4）之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻变化的图像。实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时，不进行其它操作院闭合开关，此时滑动变阻器的滑片应向 （选填“A”或“B”）移动，直到电压表的示数为 V；
（5）为完成整个实验，滑动变阻器最大阻值至少为 ；
（6）他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡，用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.2V时，电流表的示数为0.10A；当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数为0.30A；则电压表的示数为2.0V时，电流表的示数可能为 （选填“0.20A”、“0.25A”、“0.28A”或“0.30A”）；
（7）完成上述实验后，又找来了最大阻值未知的滑动变阻器，设计了如图所示电路，在没有电流表的情况下，来测量这个小灯泡正常发光时的电阻，已知电源电压为U，滑动变阻器的最大阻值为R，请你将操作步骤补充完整并写出小灯泡正常发光时电阻的表达式：
①只闭合S和，调节的滑片，使电压表示数为2.5V，此时小灯泡正常发光；
②只闭合S和，保持的滑片位置不动，调节的滑片，使电压表的示数与第①步时相同；
③只闭合S和，保持的滑片位置不动， ，记录电压表的示数；
④小灯泡正常发光时的电阻 （用已知和测量的物理量的符号表示）。
33．（2024·江苏无锡·一模）某实验小组在做“测量小灯泡的电阻”实验时，电源电压恒为3V，待测小灯泡的额定电压为2.5V，小红连接的部分电路如图甲所示，其中滑动变阻器3个（铭牌上分别标有“5Ω 3A”“20Ω 2A”“50Ω 1.5A”字样）。
(1)请你用笔画线代替导线将电路连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮 。闭合开关发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表示数接近3V，若电路中只有一处有故障，则故障可能是 ；
(2)排除故障后，闭合开关后通过调节滑动变阻器获得了多组数据，小红根据实验数据绘制了小灯泡的I﹣U图像，如图丙中的图线a所示，观察图像，发现AB部分为线段，BC部分为曲线，为便于分析，将线段AB延长作出图像，如图丙中的图线b所示。
①某次实验电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡正常工作时的电阻，小红应向 （左/右）移动滑动变阻器的滑片P，直至小灯泡正常工作；
②小灯泡正常工作时的电阻为 Ω；
③小灯泡在常温时的电阻可能为 Ω，实验中选用的滑动变阻器的铭牌上标有 字样；
(3)实验时将滑动变阻器调至阻值为18Ω，此时小灯泡的实际电阻为 Ω。
34．（2024·江苏淮安·模拟预测）小明和小华一起进行伏安法测电阻的活动。
(1)他们选用的器材如图甲所示，请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大；
(2)闭合开关，小明发现两电表均无示数。为了查找故障，他将电压表拆下，保持电路其他部分连接完好，再将电压表分别接在电源、待测电阻RX、滑动变阻器两端，然后闭合开关，发现只有接在待测电阻RX两端时，电压表无示数，则故障可能是 ；
(3)排除故障后，小明和小华配合进行实验，并根据数据画出如图乙所示的图像，由图像可知，该待测电阻RX的阻值为 Ω；
(4)利用电压表可以直接测量电压的大小，能否把电压表改装为间接测量电阻大小的仪表呢？小明和小华经过思考，分别设计了如图丙、丁所示的方案（电源电压恒定不变），并进行了以下操作和分析：
①小明在电路的M、N两点之间接入一个电阻箱，调节旋钮使它接入电路的阻值分别为5Ω、8Ω、20Ω，闭合开关，发现电压表指针分别指向1.5V、2.0V、3.0V的刻度线，于是他在表盘相应位置标出了电阻的数值，如图戊所示。以此类推再标出其他刻度线，电压表就可以用来间接测量阻值了。由以上数据可知：电源电压为 V；
②小华的设计方案，所用器材的规格、电表接入的量程都与小明的完全相同，分析她的设计方案可知：在保证器材安全的前提下，她改装后的电压表所能测的最小电阻值为 Ω。
35．（2024·江苏无锡·一模）小明想探究“电流与电压、电阻的关系”，实验器材及规格：电源电压恒为4.5V， 定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一只， 滑动变阻器（规格为“40Ω1A”），电压表（0~3V），电流表（0~0.6A），开关，导线若干。
实验次序 1 2 3 4
U/V 2.0 3.0 4.0 5.0
I/A 0.22 0.32 0.42
（1）如图甲，小明在连接实物过程中有一根导线的一端接错了，请你在这根导线上打“×”，并画出正确的接线；( )
（2）小明先探究“电流与电压的关系”：他将10Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，通过调节滑动变阻器滑片P，测出该电阻在不同电压下对应电流值，数据如表中所示。
①老师根据表格数据指出他在实验中存在一个错误，他的错误之处是：
②小明改正错误后，第4次实验时的电流表示数如图乙所示，则此时电流为 A。分析表中数据，可得出结论：
（3）小明再探究“电流与电阻的关系”：多次改变R的阻值，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表示数，描点画图得到如图所示的I-R关系图像。
①实验过程中，小明控制定值电阻两端的电压为 V不变：当将20Ω的定值电阻换为15Ω的电阻时，为保证定值电阻两端电压不变，应将滑片向 滑动。
②为了顺利完成本次探究，定值电阻两端的电压预设值取值范围是 V 到 V。
36．（2024·江苏南京·模拟预测）如图所示，在探究“通过导体的电流与导体两端电压关系”实验时，电源电压为3V保持不变，滑动变阻器规格“20Ω 1A”。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8
电流I/A 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28
（1）根据图甲连接电路时，开关应 ；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，测得多组电流、电压的数据，记录在表格中；
（3）根据表格数据，可以得到结论；当导体电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成 比；
（4）增加5Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，利用上述的实验器材和电路还可以进一步探究“电流与电阻的关系”。
①先将5Ω的定值电阻接入电路中，调节滑动变阻器，当电压表示数为2V时，记录电流表的示数；
②不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关，向 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器滑片，直至电压表的示数为 V；
③换接不同的定值电阻，重复上述的实验步骤，绘出电流I与电阻倒数变化的图像如图乙，由图乙可知：电压一定时，电流与电阻成 比；
④对“探究电流与电阻关系”的实验过程进一步分析、论证，绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器，电流与总电阻”之间的图像，如图丙，其中表示电流与总电阻关系的是图线 （选填“a”、“b”或“c”），图中阴影部分面积表示的物理意义是 。
试卷第1页，共3页
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