2020-2021学年江苏省南通市九年级（上）期末物理试卷+答案解析

这是一份2020-2021学年江苏省南通市九年级（上）期末物理试卷+答案解析，共27页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1．这一个月里我们在课堂上学会了许多物理研究方法。下列四个探究实验中，运用了相同研究方法的是（ ）
①研究蒸发的快慢与哪些因素有关
②研究真空不能传声
③用水波来理解声波
④探究不同材料的隔音性能
A．①②B．①④C．③④D．②③
2．如图1所示，轻质杠杆左侧用细绳挂着正方体甲，正方体甲放在水平放置的电子测力计上，右侧挂着重为1N的钩码乙，O为支点，正方体甲的边长为0.1m。在杠杆水平平衡的条件下，当只改变动力臂l1，电子测力计的示数T随之改变，T﹣l1的关系如图2所示。则下列判断正确的是
（ ）
A．阻力臂l2为6cm
B．正方体甲受到的重力为6N
C．当动力臂l1＝2cm时，左侧细绳对杠杆的拉力为2N
D．当动力臂l1＝4cm时，正方体甲对电子测力计的压强为100Pa
3．如图是探究阻力对物体运动的影响的实验装置，下列说法正确的是（ ）
A．由于受到惯性力，小车到达水平面后继续向前运动
B．每次实验时，应使小车滑到水平面时的初速度相等
C．水平表面越光滑，小车的速度减小得越快
D．小车最终会停下来，是因为在水平方向没有受到力的作用
4．关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（ ）
①热机在压缩冲程中机械能转化为内能
②物体温度越低，内能越小，所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④做功和热传递都能改变物体内能
A．①②B．②③C．①④D．③④
5．如图所示电路，开关S闭合后，若L1的灯丝突然烧断，会发生的现象是（ ）
A．L1、L2、L3均熄灭，电压表、电流表示数均为零
B．L1、L2均熄灭，L3仍发光，电压表、电流表示数均变大
C．除L1灯不亮外，其余一切照旧，无任何其它变化
D．L1、L2、L3均熄灭，电压表示数变大，电流表示数几乎为零
6．为保证司乘人员的安全，轿车上设有安全带未系提示系统。当人坐在座椅上时，开关S自动闭合。若未系安全带，则开关S1断开，仪表盘上的指示灯亮；若系上安全带，则开关S1闭合，指示灯灭。图中设计最合理的电路图是（ ）
A．B．
C．D．
7．如图甲所示，实验小组的同学设计了一种测量室外温度的电路．已知电源电压为6V且保持不变，R0是定值电阻，Rt是热敏电阻，其阻值随温度变化的图象如图乙所示．电流表采用“0～0.3A”的量程．当室外温度是40℃时，此时电流表的示数为0.2A。以下说法错误的是：（ ）
A．由图可知，当室外温度升高，电路中电流变大
B．室外温度是40℃时，电流表的示数为0.2A，定值电阻R0＝5Ω
C．当电路中总电阻最小只能达到20Ω，否则会损坏电路元件
D．此测量温度装置在测量室外最高温度为100℃
8．如图的电路中，R为待测电阻，阻值约为5Ω．实验器材有：滑动变阻器，规格为“10Ω2A”；电压表（量程分别为0～3V、0～15V）；电流表（量程分别为0～0.6A、0～3A）；电池组为新干电池3节串联。两只电表的量程可采用以下4种选法，为使测量时能较准确地读数（指针最好在中间刻度线附近），两只电表的量程应采用（ ）
A．0～0.6A和0～15VB．0～0.6A和0～3V
C．0～3A和0～15VD．0～3A和0～3V
9．电梯是高层住宅必备的交通工具。如图所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成。电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反（不计钢丝绳重力和一切摩擦）．对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，小李一人乘坐电梯，匀速下降时右侧钢丝绳受到的拉力为1650N，则小李的质量为 。若还是小李一人乘该电梯匀速上升，右侧钢丝绳拉力 。（ ）
A．75kg 大于1650NB．75kg 等于1650N
C．65kg 大于1650ND．65kg 等于1650N
10．如图所示是小成测量未知电阻Rx的实验电路，电源两端电压不变，其中R为阻值已知的定值电阻。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P到适当位置处，读出电压表V1、V2示数分别为U1、U2．则下列四个选项中，Rx的表达式正确的是（ ）
A．Rx＝B．Rx＝
C．Rx＝D．Rx＝
二、填空题
11．在“探究电阻上的电流与电阻两端电压的关系”实验中，需要保持 不变，改变导体两端 的大小，根据导体中电流的大小，得出导体中的电流跟这段导体两端的电压的关系，这种研究物理问题的方法叫做 。
12．如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向右匀速直线运动。已知拉力F＝5N，滑轮组的机械效率为80%，拉力F的功率是 ；物体A受到水平地面的摩擦力是 N。
13．如图所示的压缩空气引火仪，迅速下压活塞使棉花点燃，在此过程中是通过 的方式来改变空气内能的，此过程与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同。若某汽油机在1s内完成20个工作循环，则飞轮的转速为 r/min。
14．如图甲所示电路，当开关S闭合后，电流表示数如图乙所示，其中a电流表测量的是通过 （选填“电源”“L1”或“L2”）的电流，b电流表的示数应为 A，通过L2的电流是 A。
15．如图所示电路，电源电压恒定为3V，R2＝10Ω，当S1闭合，S2、S3断开，电流表示数为0.6A，R1阻值为 Ω；S2闭合，S1、S3断开，电压表示数为 V；S1、S3闭合，S2断开，电流表示数为 A。
16．如图所示，是普通电子秤的简化电路（不考虑弹簧的电阻），已知电源电压恒为6V，滑动变阻器R1的规格为“30Ω 1A”，定值电阻R2的阻值为10Ω，电压表的示数可表示被测物体的质量，当不放被测物时滑动变阻器滑片P在a端，此时电压表的示数为 V，若电子秤的测量范围是0～30kg，当被测物的质量为10kg时，电压表的示数为 V。
17．小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品，它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小，如图所示。
（1）当秤盘不放任何重物时，滑片P恰好处于a点。闭合开关，当秤盘上所放钩码个数增多时，电压表示数将 （填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）一段时间后，在秤盘放2牛重的钩码时，表盘读数比2牛大，换不同重的钩码反复试验，每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于 引起的（填字母）。
A．R1短路 B．R1断路 C．R2短路 D．R2断路
三、实验题
18．现有下列器材：学生电源（6V），电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干，小明利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。
（1）请根据实验目的，用笔画线代替导线将图甲所示的实物连接成完整电路。（要求滑片向右移动时，电压表示数变大导线不允许交叉）。
（2）闭合开关试触时，发现电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是 。
（3）排除故障后，闭合开关，当选用5Ω的电阻时，移动滑片，使电流表示数如图乙所示，记为0.5A；以后每更换一个阻值更大的电阻后，都应将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为 V，同时记下对应的电流值。
（4）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 （填写编号）。 A．50Ω0.4A B．30Ω1.0AC．20Ω1.0A
（5）根据实验数据，小明利用描点法做出了如图丙所示的I﹣R图象，由于此图线为曲线，小明认为不便直观判断I与R的定量关系，于是对图象中的坐标进行了巧妙变换，从而直观判断出了I与R的关系，你认为小明的改进方法是 。
（6）根据小明的改进图象，可以得出的实验结论为 。
19．在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。
（1）表格中第三次实验的机械效率为 （结果保留一位小数），分析表中数据可得该实验是探究 （选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜面 ，机械效率越高；
（2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面；
②用弹簧测力计沿斜面把一木块 拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率；
③保持斜面的 不变，改变斜面的 ，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率；
④比较两次 的大小，即可验证猜想是否正确。
四、计算题
20．如图所示，搬运工人用滑轮组提升重540N的物体，所用的拉力F为200N，物体以0.2m/s的速度匀速上升了10秒，（不计绳重，绳与滑轮的摩擦）求：
（1）物体上升的高度；
（2）拉力F所做的功；
（3）若物重只有240N，滑轮组的机械效率。
21．某课外活动小组设计了一个用电压表的变化来反映环境温度变化的电路。如图甲所示，电源电压不变，定值电阻R＝20Ω，R1是热敏电阻，其阻值随温度变化的图象如图乙所示，闭合开关S后，求：
（1）当环境温度为20℃时，电压表示数为2V，电源电压多大？
（2）如果将R、R1并联在该电路两端，当干路电流为0.5A时，环境温度是多少？
22．小明设计了如图所示的实验装置，通过测电流表的示数来探究不同物体在木板上所受摩擦力的大小。将物体放置在水平的长木板上，导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器R1滑片P相连（不计滑片与滑动变阻器线圈间的摩擦；滑动变阻器长18cm，其阻值随长度均匀变化；弹簧处于原长时，指针正好指在a端。探究过程中，滑片P始终在a、b间，弹簧的左端固定在墙壁上。R0＝5Ω，电源电压为3V．问：
（1）用F1＝10N的力向右拉动长木板，当指针P稳定时，指在变阻器离b端15cm处，此时物体A受到的摩擦力为9N，电流表的示数为0.1A，求变阻器R1的最大电阻。
（2）将物体B放在长木板上，用F2＝20N的力向右拉动长木板，当指针P稳定时，指在变阻器离b端13cm处，B物体所受的摩擦力是多少？
2020-2021学年江苏省南通市九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题
1．这一个月里我们在课堂上学会了许多物理研究方法。下列四个探究实验中，运用了相同研究方法的是（ ）
①研究蒸发的快慢与哪些因素有关
②研究真空不能传声
③用水波来理解声波
④探究不同材料的隔音性能
A．①②B．①④C．③④D．②③
【解答】解：①液体蒸发快慢与多个因素有关，在研究蒸发的快慢与哪些因素的有关时，运用的是“控制变量法”；
②研究真空不能传声：先实验﹣﹣随着罩内空气的不断抽出，听到铃声越来越弱；再推理﹣﹣如果罩内被抽成真空，将听不到铃声，由此可以推出“声音不能在真空中传播”，运用的是“科学推理法；
③声波不能直接观察，利用水波的传播特点说明声波的传播特点，运用的是“类比法”；
④探究材料的隔声性能时，一般控制材料，改变距离；或控制距离，改变材料，运用的是“控制变量法”。
研究方法相同的是①④。
故选：B。
2．如图1所示，轻质杠杆左侧用细绳挂着正方体甲，正方体甲放在水平放置的电子测力计上，右侧挂着重为1N的钩码乙，O为支点，正方体甲的边长为0.1m。在杠杆水平平衡的条件下，当只改变动力臂l1，电子测力计的示数T随之改变，T﹣l1的关系如图2所示。则下列判断正确的是
（ ）
A．阻力臂l2为6cm
B．正方体甲受到的重力为6N
C．当动力臂l1＝2cm时，左侧细绳对杠杆的拉力为2N
D．当动力臂l1＝4cm时，正方体甲对电子测力计的压强为100Pa
【解答】解：
AB．由图2可知，当动力臂为0时，电子测力计的示数为3N，则正方体甲受到的重力G＝3N，故B错误；
当动力臂为l1＝6cm时，电子测力计的示数为0N，则阻力F2＝G＝3N，此时动力F1＝G钩码＝1N，
由杠杆的平衡条件可得：F2l2＝F1l1，
则阻力臂l2＝l1＝×6cm＝2cm，故A错误；
C．当动力臂l1＝2cm时，由杠杆的平衡条件可得，左侧细绳对杠杆的拉力：
F2′＝×F1＝×1N＝1N，故C错误；
D．当动力臂l1＝4cm时，由杠杆的平衡条件可得，左侧细绳对杠杆的拉力：
F2″＝×F1＝×1N＝2N，
正方体甲对电子测力计的压力：
F＝G﹣F2″＝3N﹣2N＝1N，
正方体甲对电子测力计的压强：
p＝＝＝100Pa，故D正确。
故选：D。
3．如图是探究阻力对物体运动的影响的实验装置，下列说法正确的是（ ）
A．由于受到惯性力，小车到达水平面后继续向前运动
B．每次实验时，应使小车滑到水平面时的初速度相等
C．水平表面越光滑，小车的速度减小得越快
D．小车最终会停下来，是因为在水平方向没有受到力的作用
【解答】解：
A、小车从斜面上滑下时，由于惯性，小车到达水平面后继续向前运动，不是惯性力。此选项错误；
B、每次实验时，应使小车滑到水平面时的初速度相等，是通过控制小车在斜面上的高度实现的。此选项正确；
B、水平表面越光滑，小车的速度减小得越慢，小车滑行的距离越长。此选项错误；
C、力可以改变物体的运动状态，小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力。此选项错误。
故选：B。
4．关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（ ）
①热机在压缩冲程中机械能转化为内能
②物体温度越低，内能越小，所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④做功和热传递都能改变物体内能
A．①②B．②③C．①④D．③④
【解答】解：
①压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能，故①正确；
②一切物体在任何温度下都具有内能，所以0℃的物体仍具有内能，故②错误；
③发生热传递的条件是：有温度差，所以内能可自动地从高温物体转移到低温物体，故③错误；
④改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式，做功与热传递在改变物体的内能上是等效的，故④正确。
故选：C。
5．如图所示电路，开关S闭合后，若L1的灯丝突然烧断，会发生的现象是（ ）
A．L1、L2、L3均熄灭，电压表、电流表示数均为零
B．L1、L2均熄灭，L3仍发光，电压表、电流表示数均变大
C．除L1灯不亮外，其余一切照旧，无任何其它变化
D．L1、L2、L3均熄灭，电压表示数变大，电流表示数几乎为零
【解答】解：由于三个电灯是串联，电压表测L1L2两端的总电压，当L1灯丝突然烧断时，串联电路中的各个用电器是相互影响的，故三个电灯就都不亮了，电路中也就没有电流，即电流表示数几乎为零，而电压表能通过L3与电源相通，故它的示数增大。
故选：D。
6．为保证司乘人员的安全，轿车上设有安全带未系提示系统。当人坐在座椅上时，开关S自动闭合。若未系安全带，则开关S1断开，仪表盘上的指示灯亮；若系上安全带，则开关S1闭合，指示灯灭。图中设计最合理的电路图是（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：
由题知，S闭合、开关S1断开指示灯亮，S2闭合，指示灯被短路熄灭；
A、电阻R与开关S1并联后与指示灯、开关S串联，乘客坐下时S闭合指示灯亮，系上安全带时S1闭合，指示灯亮，不符合题意；
B、电阻R与开关S1串联后与指示灯并联，开关S在干路上，乘客坐下时S闭合指示灯亮，系上安全带时S1闭合，对指示灯没有影响，指示灯仍然亮，不符合题意；
C、两开关串联，只有乘客坐下，系上安全带S1闭合时指示灯才会发光，不符合题意；
D、指示灯与S1并联，与电阻R、S串联，乘客坐下时S闭合指示灯亮，系上安全带时S1闭合，指示灯被短路熄灭，并且不会出现电源短路，符合题意。
故选：D。
7．如图甲所示，实验小组的同学设计了一种测量室外温度的电路．已知电源电压为6V且保持不变，R0是定值电阻，Rt是热敏电阻，其阻值随温度变化的图象如图乙所示．电流表采用“0～0.3A”的量程．当室外温度是40℃时，此时电流表的示数为0.2A。以下说法错误的是：（ ）
A．由图可知，当室外温度升高，电路中电流变大
B．室外温度是40℃时，电流表的示数为0.2A，定值电阻R0＝5Ω
C．当电路中总电阻最小只能达到20Ω，否则会损坏电路元件
D．此测量温度装置在测量室外最高温度为100℃
【解答】解：
A.由图乙可知，当室外温度升高时，热敏电阻Rt的阻值逐渐变小，电路的总电阻减小，由I＝可知，电路中的电流变大，故A正确；
B.当室外温度是40℃时，由图乙可知，Rt＝25Ω，此时电流表的示数为0.2A，则电路的总电阻R总＝＝＝30Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以定值电阻R0＝R总﹣Rt＝30Ω﹣25Ω＝5Ω，故B正确；
C.由电流表的量程为“0～0.3A”可知，电路中的最大电流为0.3A，则电路的最小总电阻R总小＝＝＝20Ω，故C正确；
D.当电路的总电阻最小时，此测量温度装置测量的温度最高，此时热敏电阻的阻值Rt′＝R总小﹣R0＝20Ω﹣5Ω＝15Ω，
由图乙可知，此测量温度装置测量的最高温度为90℃，故D错误。
故选：D。
8．如图的电路中，R为待测电阻，阻值约为5Ω．实验器材有：滑动变阻器，规格为“10Ω2A”；电压表（量程分别为0～3V、0～15V）；电流表（量程分别为0～0.6A、0～3A）；电池组为新干电池3节串联。两只电表的量程可采用以下4种选法，为使测量时能较准确地读数（指针最好在中间刻度线附近），两只电表的量程应采用（ ）
A．0～0.6A和0～15VB．0～0.6A和0～3V
C．0～3A和0～15VD．0～3A和0～3V
【解答】解：电池组为新干电池三节串联，即电源电压为4.5V，
若使用两只电表的大量程，电表的指针偏转角度都很小，不能较准确地读数；
在滑动变阻器的保护下，电压表可以选择0～3V的量程；
当定值电阻两端电压最大为3V时，其最大电流约为：I＝＝＝0.6A，电流表可以选择0～0.6A的量程，但一定注意滑动变阻器连入电路的阻值不能太小。
故选：B。
9．电梯是高层住宅必备的交通工具。如图所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成。电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反（不计钢丝绳重力和一切摩擦）．对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，小李一人乘坐电梯，匀速下降时右侧钢丝绳受到的拉力为1650N，则小李的质量为 。若还是小李一人乘该电梯匀速上升，右侧钢丝绳拉力 。（ ）
A．75kg 大于1650NB．75kg 等于1650N
C．65kg 大于1650ND．65kg 等于1650N
【解答】解：
左侧钢丝绳的拉力为F左＝G对重＝m对重g＝400kg×10N/kg＝4000N，
轿厢的重力为G轿厢＝m轿厢g＝500kg×10N/kg＝5000N，
由题意知，F左+F右＝G轿厢+G小李，
所以G小李＝F左+F右﹣G轿厢，代入数值得，
G小李＝4000N+1650N﹣5000N＝650N，
因为G＝mg，
所以小李的质量为m小李＝＝＝65kg；
当小李乘此电梯上升过程中，电梯仍然是平衡状态，所以右侧钢丝绳的拉力还是1650N。
故选：D。
10．如图所示是小成测量未知电阻Rx的实验电路，电源两端电压不变，其中R为阻值已知的定值电阻。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P到适当位置处，读出电压表V1、V2示数分别为U1、U2．则下列四个选项中，Rx的表达式正确的是（ ）
A．Rx＝B．Rx＝
C．Rx＝D．Rx＝
【解答】解：
由电路图可知，滑动变阻器、R0、Rx串联，电压表V1测R0两端的电压，电压表V2测Rx两端的电压。
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
I＝＝，
解得：Rx＝。
故选：C。
二、填空题
11．在“探究电阻上的电流与电阻两端电压的关系”实验中，需要保持 电阻 不变，改变导体两端 电压 的大小，根据导体中电流的大小，得出导体中的电流跟这段导体两端的电压的关系，这种研究物理问题的方法叫做 控制变量法 。
【解答】解：在“探究电阻上的电流与电阻两端电压的关系”实验中，采用控制变量法，需控制电阻值保持不变，改变导体两端的电压，分析电流和电压的关系。
故答案为：电阻；电压；控制变量法。
12．如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向右匀速直线运动。已知拉力F＝5N，滑轮组的机械效率为80%，拉力F的功率是 3W ；物体A受到水平地面的摩擦力是 12 N。
【解答】解：（1）由图可知，n＝3，则绳端移动的速度：
v绳＝nv物＝3×0.2m/s＝0.6m/s，
拉力F的功率：
P＝＝＝Fv绳＝5N×0.6m/s＝3W；
（2）滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝×100%，
则物体A受到水平地面的摩擦力：
f＝nηF＝3×80%×5N＝12N。
故答案为：3W；12
13．如图所示的压缩空气引火仪，迅速下压活塞使棉花点燃，在此过程中是通过 做功 的方式来改变空气内能的，此过程与四冲程汽油机的 压缩 冲程的能量转化相同。若某汽油机在1s内完成20个工作循环，则飞轮的转速为 2400 r/min。
【解答】解：
（1）在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放棉花，用力将活塞迅速向下压，棉花燃烧起来，这是因为压缩筒内空气做功，使空气的内能增加；
（2）该实验中，压缩筒内空气做功，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似；
（3）若某汽油机在1s内完成20个工作循环，则1min完成1200个工作循环；由于一个工作循环活塞往复2次，飞轮转动2周，所以飞轮的转速为2400r/min。
故答案为：做功；压缩；2400。
14．如图甲所示电路，当开关S闭合后，电流表示数如图乙所示，其中a电流表测量的是通过 L1 （选填“电源”“L1”或“L2”）的电流，b电流表的示数应为 1.2 A，通过L2的电流是 0.9 A。
【解答】解：由电路图可知，两灯泡并联，电流表a测L1支路的电流，电流表b测干路电流，
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且b电流表指针的偏转角小于a电流表指针的偏转角，所以b电流表的量程为0～3A，分度值为0.1A，示数为1.2A；
a电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A；
由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以L2中的电流为1.2A﹣0.3A＝0.9A；
故答案为：L1；1.2；0.9。
15．如图所示电路，电源电压恒定为3V，R2＝10Ω，当S1闭合，S2、S3断开，电流表示数为0.6A，R1阻值为 5 Ω；S2闭合，S1、S3断开，电压表示数为 2 V；S1、S3闭合，S2断开，电流表示数为 0.6 A。
【解答】解：
（1）由电路图知，当S1闭合，S2、S3断开时，只有R1连入电路中，电流表测R1的电流，
由I＝可得R1阻值为：
R1＝＝＝5Ω；
（2）由电路图知，当S2闭合，S1、S3断开时，R1与R2串联，电流表电路的电流，电压表测量电阻R2两端的电压，
由串联电路电阻特点知：R＝R1+R2＝5Ω+10Ω＝15Ω，
则电流表示数：
I′＝＝＝0.2A，
电阻R2两端的电压：U2＝I′R2＝0.2A×10Ω＝2V；
（3）由电路图知，当S1、S3闭合，S2断开时，R1与R2并联，电流表测R1的电流，
由并联电路电压特点知：U＝U1＝U2＝3V，
R1的电流：I1＝＝＝0.6A。
故答案为：5；2；0.6。
16．如图所示，是普通电子秤的简化电路（不考虑弹簧的电阻），已知电源电压恒为6V，滑动变阻器R1的规格为“30Ω 1A”，定值电阻R2的阻值为10Ω，电压表的示数可表示被测物体的质量，当不放被测物时滑动变阻器滑片P在a端，此时电压表的示数为 0 V，若电子秤的测量范围是0～30kg，当被测物的质量为10kg时，电压表的示数为 3 V。
【解答】解：由图知滑动变阻器R1和定值电阻R2串联，电压表测量滑动变阻器电压，当不放被测物时滑动变阻器滑片P在a端，此时滑动变阻器接入电阻为0，那么电压表示数为0；
滑动变阻器最大阻值是30Ω，电子秤的测量范围是0～30kg，那么当被测物的质量为10kg时，滑动变阻器接入电阻为最大电阻的，此时R滑＝10Ω，此时串联电路中的电流I＝＝＝0.3A，
滑动变阻器此时两端的电压U滑＝IR滑＝0.3A×10Ω＝3V，所以电压表的示数为3V。
故答案是：0；3。
17．小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品，它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小，如图所示。
（1）当秤盘不放任何重物时，滑片P恰好处于a点。闭合开关，当秤盘上所放钩码个数增多时，电压表示数将 增大 （填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）一段时间后，在秤盘放2牛重的钩码时，表盘读数比2牛大，换不同重的钩码反复试验，每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于 A 引起的（填字母）。
A．R1短路 B．R1断路 C．R2短路 D．R2断路
【解答】解：
（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压；
由于电压表的内阻很大，在电路中可看作开路，所以变阻器R2始终以最大阻值接入电路，则滑片移动时，电路中的总电阻不变，电路中电流保持不变；
当秤盘上所放钩码个数增多时，滑片向下移，电阻丝aP的电阻增大，但是电路中电流保持不变，根据U＝IR可知，电阻丝aP两端的电压增大，即电压表的示数增大；
（2）由题知，一段时间后，电压表表盘的读数比标注的值要大，且换不同重的钩码反复试验，每次读数都不同；因两个电阻串联，电压表有示数（且物重不同时电压表示数不同），说明电路是通路，所以电阻R1和电阻R2不可能断路，故BD错误；
电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压，在秤盘放2牛重的钩码时，表盘读数比2牛大，即电压表示数变大，根据U＝IR可知电路中电流变大，说明电路的电阻变小，因此R1或R2出现短路，如果R2短路，根据U＝IR可知电压表示数为0，不符合题意，所以故障只能是R1短路，故A正确，C错误。
故答案为：（1）增大；（2）A。
三、实验题
18．现有下列器材：学生电源（6V），电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干，小明利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。
（1）请根据实验目的，用笔画线代替导线将图甲所示的实物连接成完整电路。（要求滑片向右移动时，电压表示数变大导线不允许交叉）。
（2）闭合开关试触时，发现电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是 电阻R断路 。
（3）排除故障后，闭合开关，当选用5Ω的电阻时，移动滑片，使电流表示数如图乙所示，记为0.5A；以后每更换一个阻值更大的电阻后，都应将滑动变阻器的滑片向 A （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为 2.5 V，同时记下对应的电流值。
（4）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 （填写编号）。 A．50Ω0.4A B．30Ω1.0AC．20Ω1.0A
（5）根据实验数据，小明利用描点法做出了如图丙所示的I﹣R图象，由于此图线为曲线，小明认为不便直观判断I与R的定量关系，于是对图象中的坐标进行了巧妙变换，从而直观判断出了I与R的关系，你认为小明的改进方法是 作电流与电阻倒数的图象 。
（6）根据小明的改进图象，可以得出的实验结论为 电压不变时，电流I与电阻的倒数成正比 。
【解答】解：（1）滑片向右移动时，电压表示数变大，电流变大，变电阻减小，离下接线柱近，滑动变阻器与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示：
（2）电路连接正确后，闭合开关试触时，发现电流表无示数，说明电路可能断路；移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终接近电源电压，说明电压表与电源连通，则可能是电阻R断路；
（3）由图中数据知，电阻与对应的电流之积：RI＝5Ω×0.5A＝2.5V，
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向A端移动，使电压表的示数为2.5V；读出电流表示数；
（4）由图知，电阻两端的电压始终保持2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝U﹣UV＝6V﹣2.5V＝3.5V，
变阻器分得的电压为电压表示数的＝＝，则当接入20Ω的最定值电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝28Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少28Ω、最大电流为0.5A的滑动变阻器，故选B。
（5）小明做出了如图丁所示的I﹣R图象，由于此图线为曲线，不便直观判断I与R的定量关系，
根据I＝＝U•，可知，电压不变时，电流I与电阻的倒数成正比，故将横坐标R变为（或R﹣1），从而直观判断出了I与R的关系。
（6）根据小明的改进图象，可以得出的实验结论：电压不变时，电流I与电阻的倒数成正比。
故答案为：（1）如上所示：（2）电阻R断路；（3）A；2.5；（4）B；（5）作电流与电阻倒数的图象；（6）电压不变时，电流I与电阻的倒数成正比。
19．在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。
（1）表格中第三次实验的机械效率为 70.6% （结果保留一位小数），分析表中数据可得该实验是探究 小聪 （选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜面 倾斜程度越大 ，机械效率越高；
（2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面；
②用弹簧测力计沿斜面把一木块 匀速 拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率；
③保持斜面的 倾斜程度 不变，改变斜面的 粗糙程度 ，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率；
④比较两次 机械效率 的大小，即可验证猜想是否正确。
【解答】解：
（1）第三次实验的有用功为：W有用＝Gh＝10N×0.6m＝6J；
总功为：W总＝Fs＝8.5N×1m＝8.5J；
斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%≈70.6%；
由表中数据知，接触面粗糙程度不变，物块的重力不变，改变了斜面的倾斜程度，故分析表中数据可得该实验是探究小聪的猜想；纵向比较表中数据知，在其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高；
（2）另一位同学要做验证他的猜想﹣﹣机械效率与粗糙程度的关系，就应控制物块重力和斜面倾斜程度不变而改变斜面的粗糙程度；实验步骤为：
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面；
②用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率；
③保持斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率。
④多次实验后比较每次机械效率的大小，即可验证猜想是否正确。
故答案为：（1）70.6%；小聪；倾斜程度越大；（2）②匀速；③倾斜程度；粗糙程度；④机械效率。
四、计算题
20．如图所示，搬运工人用滑轮组提升重540N的物体，所用的拉力F为200N，物体以0.2m/s的速度匀速上升了10秒，（不计绳重，绳与滑轮的摩擦）求：
（1）物体上升的高度；
（2）拉力F所做的功；
（3）若物重只有240N，滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）由v＝可得，物体上升的高度h＝vt＝0.2m/s×10s＝2m；
（2）由图可知，重物由3段绳子承担，故s＝3h＝3×2m＝6m，
则拉力F所做的功W总＝Fs＝200N×6m＝1200J，
（3）F＝G总，200N＝（540N+G动），
解得G动＝60N，
W有用＝Gh＝240N×2m＝480J，
F′＝（G物′+G动）＝（240N+60N）＝100N，
W总′＝F′s＝100N×6m＝600J
η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）物体上升的高度为2m；
（2）拉力F所做的功为1200J；
（3）若物重只有240N，滑轮组的机械效率80%。
21．某课外活动小组设计了一个用电压表的变化来反映环境温度变化的电路。如图甲所示，电源电压不变，定值电阻R＝20Ω，R1是热敏电阻，其阻值随温度变化的图象如图乙所示，闭合开关S后，求：
（1）当环境温度为20℃时，电压表示数为2V，电源电压多大？
（2）如果将R、R1并联在该电路两端，当干路电流为0.5A时，环境温度是多少？
【解答】解：由电路图可知，R1与R串联，电压表测R两端的电压。
（1）因串联电路中各处的电流相等，
所以，电压表的示数为2V时电路中的电流：
I＝＝＝0.1A，
由图乙知，当环境温度为20℃时，R1的阻值为40Ω，则R1两端的电压：
U1＝IR1＝0.1A×40Ω＝4V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U＝UR+U1＝2V+4V＝6V；
（2）如果将R、R1并联在该电路两端，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过R的电流：
IR＝＝＝0.3A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过电阻R1的电流：
I1′＝I′﹣IR＝0.5A﹣0.3A＝0.2A，
电阻R1的阻值：
R1′＝＝＝30Ω，
由图乙知，此时温度为30℃。
答：（1）电源电压是6V；
（2）将R、R1并联在电路两端，当干路电流为0.5A时，环境温度是30℃。
22．小明设计了如图所示的实验装置，通过测电流表的示数来探究不同物体在木板上所受摩擦力的大小。将物体放置在水平的长木板上，导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器R1滑片P相连（不计滑片与滑动变阻器线圈间的摩擦；滑动变阻器长18cm，其阻值随长度均匀变化；弹簧处于原长时，指针正好指在a端。探究过程中，滑片P始终在a、b间，弹簧的左端固定在墙壁上。R0＝5Ω，电源电压为3V．问：
（1）用F1＝10N的力向右拉动长木板，当指针P稳定时，指在变阻器离b端15cm处，此时物体A受到的摩擦力为9N，电流表的示数为0.1A，求变阻器R1的最大电阻。
（2）将物体B放在长木板上，用F2＝20N的力向右拉动长木板，当指针P稳定时，指在变阻器离b端13cm处，B物体所受的摩擦力是多少？
【解答】解：（1）由图可知，R0与R1串联，电流表测电路中的电流，
由I＝可得，电流表的示数为0.1A时电路中的总电阻：
R总＝＝＝30Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路中的电阻：
R1＝R总﹣R0＝30Ω﹣5Ω＝25Ω，
因滑动变阻器长18cm，其阻值随长度均匀变化，
所以，变阻器R1的最大电阻：
R1大＝×25Ω＝30Ω；
（ 2 ）当指针P稳定时，物体受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，二力大小相等，
因在弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比，
所以，＝，即＝，
解得：f2＝15N。
答：（1）变阻器R1的最大电阻为30Ω；
（2）当指针P稳定时，指在变阻器离b端13cm处，B物体所受的摩擦力是15N。
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日期：2021/5/20 17:50:42；用户：18727515989；邮箱：18727515989；学号：22506600实验序号
斜面的倾斜程度
物块的重力G/N
斜面高度h/m
沿斜面的拉力F/N
斜面长s/m
机械效率
1
较缓
10
0.2
5.5
1
36.4%
2
较陡
10
0.4
7.0
1
57.1%
3
最陡
10
0.6
8.5
1
实验序号
斜面的倾斜程度
物块的重力G/N
斜面高度h/m
沿斜面的拉力F/N
斜面长s/m
机械效率
1
较缓
10
0.2
5.5
1
36.4%
2
较陡
10
0.4
7.0
1
57.1%
3
最陡
10
0.6
8.5
1