2024年安徽省合肥四十五中橡树湾校区中考物理一模试卷（含详细答案解析）

这是一份2024年安徽省合肥四十五中橡树湾校区中考物理一模试卷（含详细答案解析），共18页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.如图所示，公交车上的乘客都拉好了扶手，当车的运动状态突然发生改变时，乘客都向东倾，产生此现象的原因可能是( )
A. 车由静止突然向东起动B. 车匀速前行时突然加速
C. 车匀速前行时突然减速D. 匀速倒车时突然减速
2.如图所示，小明妈妈用手机拍视频。下列关于手机镜头成像的说法正确的是( )
A. 手机摄像镜头相当于一个凹透镜
B. 妈妈通过手机镜头成正立的虚像
C. 要拍面部特写，可以把手机靠近面部一些
D. 手机镜头的成像规律与投影仪的成像规律相同
3.如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是( )
A. B.
C. D.
4.关于如图所示实验，下列说法正确的是( )
A. 装置中的AB是轻质塑料棒
B. 用该装置可探究“什么情况下磁可以生电”
C. 只要开关闭合，灵敏电流计的指针就会偏转
D. 根据该实验揭示的原理发明了电动机
5.如图所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，将滑动变阻器R1的滑片P向右移动，下列说法正确的是( )
A. A的示数变大，V1的示数不变
B. A的示数变大，V2的示数变大
C. V1的示数与V2的示数之和不变
D. V2的示数与A的示数之比变小
6.如图所示是电阻R1、R2的电压-电流关系图像，下列说法正确的是( )
A. 电阻 R1两端电压为4V时，通过R1的电流是0.3A
B. 电阻 R1、R2串联，当电流为0.2A时，R1、R2两端总电压为3V
C. 电阻 R1、R2并联到2V电压下，干路中的电流是0.3A
D. 电阻 R1和R2的阻值之比是1：2
7.如图所示，物体A放在粗糙程度相同的水平桌面上，用平行于桌面的细线通过定滑轮与小桶B相连。逐渐向小桶B中加入细沙，当小桶和细沙的总质量为m时，物体A恰好沿水平桌面匀速向右运动(忽略绳重和滑轮摩擦)。下列判断正确的是( )
A. 物体A受到的重力与桌面对它的支持力是一对相互作用力
B. 小桶对细线的拉力与细线对小桶的拉力是一对平衡力
C. 物体A向右运动过程中，受到水平向左的滑动摩擦力，大小为mg
D. 向小桶中加入细沙，物体A没有被拉动的过程中，A所受摩擦力的大小不变
二、填空题：本大题共8小题，共16分。
8.箭是我国的一种传统乐器，如图所示。演奏者吹萧时，用手指按压不同位置的气孔，是为了改变声音的______。
9.如图所示是热管的工作原理图，当热管的热端受热时，吸液芯里的液体吸收热量变成蒸气，而后蒸气在管子里跑到冷端放出热量变成液态，液体通过吸液芯又回到热端。热管内的工作物质从热端到冷端的过程中发生的物态变化是______。
10.某同学利用天平测物体的质量。测量前，他将天平放在水平桌面上，此时指针和游码位置如图所示。为了调节天平横梁平衡，正确的操作步骤是：______并调节平衡螺母，直至指针指在分度盘的中央。
11.雷电是大气中一种剧烈的放电现象，某次雷电释放了2.1×109J的能量，若这些能量全部被水吸收，可使质量为______ kg的水从0℃升高到50℃。
12.一辆总重为1×105N的汽车经过某一长为200m的路段时，竖直高度上升了20m，如果汽车的牵引力恒为2.5×104N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为______。
13.如图所示，电源电压恒为6V。开关闭合后电流表的示数是0.2A，电压表的示数是4V，则R1的电阻为______Ω。
14.如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻R的阻值为10Ω。闭合开关，电流表A的示数为0.5A，A1的示数为0.3A，则整个电路在1min内消耗的电能为______ J。
15.如图所示，用细线悬挂的磁体AB，磁极未知，当闭合电路开关S后，磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥；断开开关S，磁体静止时，B端会指向地理的______(选“北方”或“南方”)。
三、作图题：本大题共2小题，共4分。
16.如图，A、B两个物体重叠放在水平桌面上，若A在水平向右的推力的作用下使得A、B一起做匀速直线运动。作出B物体受到的力的示意图。
17.光从玻璃斜射入到空气中，在玻璃与空气的交界面上发生折射和反射，反射光线OC如图所示，请在图中画出入射光线AO和折射光线OB的大致方向。
四、实验探究题：本大题共3小题，共20分。
18.在“探究光的反射定律”实验中，器材有：激光笔、可折转光屏、平面镜和喷雾器，将平面镜置于水平桌面，如图甲所示。激光笔的光束射向平面镜上O点，在平面镜上方喷水雾，从前向后观察，可在镜面上方看到2条光束。
(1)将折转光屏垂直于平面镜放置，让入射光沿左半屏射到O点，如图乙所示。要呈现反射光，需将右半屏向______(选填“前”或“后”)折转。
(2)保持入射点不变，多次改变入射方向，在光屏上记录每次实验的光路aa′、bb′和cc′，如图丙所示。为了研究反射光线和入射光线的位置关系，发现左、右半屏相对应的光线关于转轴对称，可将此对称轴视为______。同时根据光屏上的角度信息可得结论：______。
19.用木块、木板、毛巾、棉布、弹簧测力计、金属块等器材做“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验。
(1)如图所示，将木块置于水平木板上，应水平拉动木块，使它沿长木板做______线运动；
(2)在图示情况下，做以下调整后再次水平拉动木块，其中会改变木块所受滑动摩擦力大小的有______填序号)。
①增大拉力
②加大拉动木块的速度
③把木块沿竖直方向截掉一部分
④在木块上加金属块
20.小红同学用下列器材探究电流与电阻的关系：干电池4节，定值电阻R(10Ω、15Ω、20Ω和25Ω)，电流表A(量程0∼0.6A或0∼3A)，电压表V(量程0∼3V或0∼15V)，滑动变阻器，开关，导线若干。在实验中：
(1)①如图乙所示，电压表量程为0∼15V，电流表量程为0∼0.6A，定值电阻R=20Ω，请根据图甲在图乙中补画2根导线，将实物电路连接完整。
②确认电路连接无误后，闭合开关，电压表示数如图丙所示，则电源电压是______ V。
(2)断开开关，将电压表量程改为0∼3V，并联接在图甲中的A、B两点，检查电路无误后，闭合开关，向左移动滑片P，当电流表示数为0.24A时，记下电压表的示数，设此时滑动变阻器连入电路的阻值为RP1，接着将10Ω的定值电阻更换为15Ω的定值电阻重做实验，当观察到电压表的示数是______ V时，记下电流表的示数，设此时滑动变阻器连入电路的阻值为RP2，则RP1−RP2=______Ω。
(3)小红同学继续进行实验，将15Ω的定值电阻更换为20Ω的定值电阻，闭合开关发现滑片P在最右端时，电压表示数为2.7V。为了能用20Ω和25Ω的定值电阻继续完成实验，应将实物电路中的滑动变阻器更换为______(填“25Ω2A”“30Ω2A”或“50Ω1.5A”)的滑动变阻器。
五、计算题：本大题共3小题，共16分。
21.俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图1甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，他的身体与地面平行，可抽象成如图1乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小京的重心在A点。已知小京的体重为750N，OA长为1m，OB长为1.5m。
(1)图乙中，地面对手的力F1与身体垂直，求F1的大小。
(2)图2所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。
22.小华利用氦气球与探空仪了解空气状况。如图甲所示，质量为0.4kg的探空仪静止在水平桌面上，与桌面接触面积为0.02m2。在室内测试时，将探空仪固定在充有氦气的气球上，释放后氦气球恰好能携带探空仪悬浮在空中，如图乙所示。已知球壳质量为0.23kg，球内氦气的密度为0.17kg/m3，室内空气的密度为1.22kg/m3。求：
(1)探空仪所受的重力。
(2)探空仪对水平桌面的压强。
(3)悬浮时氦气球的体积(计算浮力时，不计探空仪的体积和球壳的厚度)。
23.如图所示，灯泡L标有“6V，3W”的字样，定值电阻R=10Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，闭合开关S。将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡正常发光。
(1)求灯泡正常发光时的电流；
(2)滑片P移至b端，开关S1拨至1，求定值电阻R工作10min产生的热量；
(3)接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，求此时灯泡的功率。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：由图知，当车的运动状态突然发生改变时，乘客都向东倾，
如果原来是静止，车由静止突然向东起动，乘客由于惯性则向西倾倒；
如果车是向东运动的，说明车子突然减速，而乘客的上身由于惯性继续向东运动，出现向东倾；
如果车是向西倒车的，说明车子突然加速，而乘客由于惯性保持原来较小的速度，会向东倾；故C正确，ABD错误。
故选：C。
物体由于惯性要保持原来的运动状态；分析车运动状态变化后，人由于惯性保持原来运动方向引起的现象。
本题考查惯性现象的分析，属于中档题，有一定的难度。
2.【答案】C
【解析】解：手机的摄像头相当于凸透镜，利用其成倒立、缩小的实像，与照相机的工作原理相同；
要拍面部特写，此时的像会变大，像距变大，物距变小，可以把手机靠近面部一些；
综上所述，C正确，ABD错误。
故选：C。
手机摄像镜头相当于一个凸透镜；凸透镜对光线有会聚作用，当物体在透镜的2倍焦距之外时，物体经透镜能成倒立、缩小的实像；凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变小；
此题考查了凸透镜成像规律及应用，知道手机摄像头的工作原理即可顺利解答，难度不大，属于基础知识。
3.【答案】A
【解析】解：从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，撞击时损失的机械能较多，弹起的高度比原来的高度低较多，当第二次从水泥地上弹起时，水泥地坚硬，撞击损失的能量较少，反弹后最大高度降低较小，但一定比草地上反弹最大高度小。故A正确，BCD错误；
故选：A。
从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，损失的机械能较多，弹起的高度变低较多，同理分析水泥地的能的变化。
本题考查机械能的转化，属于基础题。
4.【答案】B
【解析】解：A、塑料棒是绝缘体，不容易导电，因AB棒是电路中的一部分，所以AB棒应该用导体棒(金属棒)，而不能用塑料棒，故A错误；
B、用该装置可以探究电磁感应现象，即“什么情况下磁可以生电”，故B正确；
C、产生感应电流的条件有两个：电路是闭合的；导体在磁场中做切割磁感线运动；两者缺一不可，故C错误；
D、根据该实验揭示的原理发明了发电机，故D错误。
故选：B。
产生感应电流的条件有两个：电路是闭合的；导体在磁场中做切割磁感线运动；两者缺一不可。
本题考查了产生感应电流的条件，属于基础题。
5.【答案】D
【解析】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测电源的电压，电流表测电路中的电流；
AB、因电源电压不变，所以电压表V2的示数不变；当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据公式I=UR可知，电路电流变大，所以电流表示数变大，根据串联电路分压原理可知，R1电阻减小，分得的电压减小，所以V1示数减小，故AB错误；
C、电压表V2的示数不变，电压表V1的示数变小，所以说电压表V1与电压表V2的示数之和变小，故C错误；
D、电压表V2的示数不变，电流表A示数变大，所以电压表V2与电流表A的示数之比变小，故D正确。
故选：D。
由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测电源的电压，电流表测电路中的电流。根据电源的电压可知电压表V2示数的变化，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知R2两端的电压变化，然后判断两电压表示数之和、V2的示数与A的示数之比的变化。
本题考查欧姆定律和滑动变阻器的使用，以及电流表和电压表的使用，还考查串联电路电流和电压的规律，关键是明白滑动变阻器滑片移动的过程中，电路电流和电压的变化。
6.【答案】B
【解析】解：A.由图可知当电阻R1两端电压为4V时，通过其电流为0.4A，故A错误；
B.由图像可知，若电阻 R1、R2串联，当电流为0.2A时，R1、R2两端电压分别为2V、1V，R1、R2两端总电压：U=U1+U2=2V+1V=3V，故B正确；
C.由图像可知，电阻 R1、R2并联到2V电压下时，通过R1、R2的电流分别为0.2A、0.4A，干路中的电流：I=I1+I2=0.2A+0.4A=0.6A，故C错误；
D.由图像可知，R1、R2为定值电阻，若电阻 R1、R2串联，当电流为0.2A时，R1、R2两端电压分别为2V、1V，根据欧姆定律可得：
R1=U1I′=2V0.2A=10Ω，
R2=U2I′=1V0.2A=5Ω，
电阻 R1和R2的阻值之比：
R1：R2=10Ω：5Ω=2：1，故D错误。
故选：B。
(1)由图可知当电阻R1两端电压为4V时，通过的电流；
(2)由图像可知，若电阻 R1、R2串联，当电流为0.2A时，R1、R2两端的电压，根据串联电路电压特点可求R1、R2两端总电压；
(3)由图像可知，电阻 R1、R2并联到2V电压下时，通过R1、R2的电流，由并联电路中电流特点可求干路中的电流；
(4)由图像可知，R1、R2为定值电阻，若电阻 R1、R2串联，由图象可知当电流为0.2A时，R1、R2两端的电压，利用欧姆定律求R1和R2的阻值，进而得出阻值之比。
本题考查了串并联电路特点、欧姆定律的应用，分析图像、从中得出相关信息是关键。
7.【答案】C
【解析】解：A、物块A的重力与桌面对它的支持力是作用在同一物体上的两个力，不是一对相互作用力，故A错误；
B、小桶对细线的拉力与细线对小桶的拉力，作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故B错误；
C、沙桶与沙的总重力为G=mg，使用定滑轮不能改变力的大小(忽略滑轮的摩擦)，则物块受到的拉力大小为mg；因为物块做匀速直线运动，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，所以滑动摩擦力的大小为mg，方向水平向左，故C正确；
D、继续向小桶中加入沙子，拉力增大，物体A没有被拉动的过程中，处于静止状态，受力平衡，摩擦力等于拉力，则A所受摩擦力的变大，故D错误。
故选：C。
(1)相互作用力的条件：大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上；
(2)平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上。
本题考查了平衡力和相互作用力的的区分、摩擦力的大小的影响因素，平衡力和相互作用力容易混淆，注意区分：相同点：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上．不同点：平衡力是一个受力物体，发生在两个物体之间；相互作用力是两个受力物体，发生在两个物体之间。
8.【答案】音调
【解析】解：演奏者吹箫时，用手指按压不同位置的气孔，则发声的空气柱长度不同，振动频率不同，因此主要是改变声音的音调。
故答案为：音调。
声音的特性包括音调、响度和音色：①音调是指声音的高低，与频率有关，振动的频率越高，音调越高；②响度是指声音的大小，与振幅有关，振动的幅度越大，响度越大；③不同物体的材料和结构不同，发出声音的音色不同。
本题主要考查声音特性的理解和应用，要注意对概念的理解，属于一道基础题。
9.【答案】液化
【解析】解：当热管的热端受热时，吸液芯里的液体吸收热量变成蒸气，到冷端放出热量变成液态，这一过程物质由气态转变成液态，是液化过程。
故答案为：液化。
汽化指物质由液态变成气态，汽化要吸热；液化指物质由气态转变成液态，液化要放热。
本题考查了汽化和液化，属于基础题。
10.【答案】将游码移到标尺左端的零刻度处
【解析】解：天平已经放在水平桌面上，还要把游码移到标尺左端的零刻度，调节天平的横梁平衡：调节平衡螺母，使指针指到分度盘的中央位置，或在中央位置左右偏转的幅度相同。
故答案为：将游码移到标尺左端的零刻度处。
调节天平横梁平衡的方法：首先把天平放在水平桌面上，游码移到标尺左端的零刻度，调节横梁两端的平衡螺母，使指针指到分度盘的中央位置，或在中央位置左右偏转的幅度相同。
天平调节前，必须先使游码归零。指针在分度盘中央位置左右偏转的幅度相同，是判断天平横梁的简单方法。
11.【答案】1×104
【解析】解：根据题意可知，水吸收的热量Q吸=2.1×109J，
由Q吸=cm(t−t0)可知水的质量为：
m=Q吸c水(t−t0)=2.1×109J4.2×103J/(kg⋅℃)×(50℃−0℃)=1×104kg。
故答案为：1×104。
根据题意可知水吸收的热量，根据Q吸=cm(t−t0)求出水的质量。
本题考查吸热公式的应用以及对避雷装置的认识，是一道基础题。
12.【答案】40%
【解析】解：牵引力做的总功：W总=Fs=2.5×104N×200m=5×106J；
牵引力做的有用功：W有用=Gh=1×105N×20m=2×106J，
盘山公路的机械效率：η=W有用W总=2×106J5×106J×100%=40%。
故答案为：40%。
知道牵引力大小、盘山公路长，利用W=Fs计算牵引力做的功；知道汽车的总重、竖直上升的高度，利用W=Gh求牵引力做的有用功，盘山公路的机械效率等于有用功与总功的比值。
本题考查了有用功、总功、机械效率的计算，明确有用功、总功的含义关系是关键。
13.【答案】10
【解析】解：由图可知，开关闭合后，两个电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，
由串联电路的电压特点可知，R1两端的电压：U1=U−U2=6V−4V=2V；
根据I=UR可得，R1的电阻值：R1=U1I =2V0.2A=10Ω。
故答案为：10。
由图知，开关闭合后，两个电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，再根据欧姆定律计算R1的电阻值。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，属于基础题。
14.【答案】90
【解析】解：由图可知，两电阻并联，电流表A1测定值电阻R支路的电流，电流表A测干路电流，
并联电路各支路两端电压相等，都等于电源电压，由欧姆定律可得电源的电压：
U=U2=U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V；
已知电流表A的示数为0.5A，即并联总电流I=0.5A，所以整个电路在1min内消耗的电能：W=UIt=3V×0.5A×60s=90J。
故答案为：90。
由图可知，两电阻并联，电流表A1测R支路的电流，电流表A测干路电流，由并联电路特点和欧姆定律计算电源电压；根据电功公式计算整个电路在1min内消耗的电能。
本题考查了并联电路的特点，欧姆定律的应用和电功公式的应用，熟练运用公式，正确识别电路是关键。
15.【答案】北方
【解析】解：当闭合电路并关S后，电流从螺线管右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端为N极；
由于磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥，根据同名磁极相互排斥可知，B端是磁体的N极，A端是磁体的S极；
由于地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，且磁体受地磁场的影响，所以磁体静止时，B端(N极)会指向地理的北方，A端会指向地理的南方。
故答案为：北方。
根据安培定则和磁极间的相互作用规律判断磁体的极性；根据地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，可判断静止时磁体的指向。
此题主要考查的是学生对磁极间作用规律、安培定则的理解和掌握，应记住地理的南极为地磁场的N极，我们所说的指南针指向南方的是小磁针的S极。
16.【答案】解：B受竖直向下的重力和A对B的支持力，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一个物体上，是一对平衡力，作用点可以画在物体a的重心上，支持力方向竖直向上，重力方向竖直向下，如图所示：

【解析】对物体B进行受力分析，再根据力的示意图画法要求画出它受到的各个力即可。
解答本题应注意B只受重力与支持力，由于A与B物体间没有相对运动的趋势，所以物体A在水平向上不受摩擦力。
17.【答案】解：光从玻璃斜射入到空气中，在玻璃与空气的交界面上发生折射和反射，过O点作分界面MN的垂线即法线，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，入射光线和反射光线分别位于法线两侧，画出入射光线AO；由光的折射规律可知，入射光线和折射光线分别位于法线两侧，折射角大于入射角，故折射光线应远离法线，据此画出折射光线OC，如图所示：

【解析】一束光线由玻璃射到空气时，既要发生反射，又要发生折射，反射角等于入射角，折射角大于入射角，据此作图。
在两种透明介质的界面上，反射和折射一般是同时发生的，反射与入射在同种介质中，折射与入射在两种介质中，反射角等于入射角。
18.【答案】前 法线 反射角与入射角的大小相等
【解析】解：(1)如图乙，光屏右半部分向后折了一个角度，由于反射光线、入射光线与法线在同一平面内，则需将右半屏向前折转；
(2)由光的反射定律可知，反射光线与入射光线分居在法线两侧，反射角等于入射角，即反射光线与入射光线关于法线对称，如图丙所示，发现左、右半屏相对应的光线关于转轴对称，可将此对称轴视为法线所在位置，同时根据光屏上的信息可得结论，反射角与入射角的大小相等。
故答案为：(1)前；(2)法线；反射角与入射角的大小相等。
(1)根据入射光线、反射光线和法线的关系进行分析，使光屏不在一个平面内，观察现象，得出结论；
(2)由光的反射定律可知，反射光线与入射光线分居在法线两侧，反射角等于入射角，反射光线、入射光线位于法线两侧。
本题主要探究“光的反射规律”的实验中，确定反射光线和入射光线的位置关系，基础题目。
19.【答案】匀速直 ③④
【解析】解：(1)如图，将木块置于水平木板上，用弹簧测力计在水平方向上匀速拉动木块，读出弹簧测力计示数，根据二力平衡知识即可知滑动摩擦力的大小；
(2)①增大拉力，木块对木板的压力不变，接触面的粗糙程度不变，因此木块所受滑动摩擦力大小不变，故①不符合题意；
②加大拉动木块的速度，木块对木板的压力不变，接触面的粗糙程度不变，因此木块所受滑动摩擦力大小不变，故②不符合题意；
③把木块沿竖直方向截掉一部分，受力面积变小，压力也变小，接触面的粗糙程度不变，因此木块所受滑动摩擦力变小，故③符合题意；
④在木块上加金属块，压力变大，接触面的粗糙程度不变，因此木块所受滑动摩擦力变大，故④符合题意；
综上所述，其中会改变木块所受滑动摩擦力大小的有③④。
故答案为：(1)匀速直；(2)③④。
(1)根据二力平衡的知识可知，用弹簧测力计水平方向匀速拉动木块时，弹簧测力计的拉力等于滑动摩擦力的大小；
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，据此逐项分析各选项得出答案。
此题是探究影响滑动摩擦力的因素，主要考查了对二力平衡条件的应用及控制变量法；在此实验中要水平拉动木块做匀速直线运动，要研究滑动摩擦力与一个量的关系，需要控制另一个量不变。
20.【答案】Ω1.5A
【解析】解：(1)①根据图甲所示电路图，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电压表测量定值电阻和滑动变阻器两端总电压，电路连接如图所示：
；
②闭合开关，电压表示数如图丙所示，电压表选用大量程，分度值0.5V，其示数为6V；
(2)根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，将10Ω的定值电阻接入电路时，电流表为I1=0.24A，则电压表示数为UV=I1R1=0.24A×10Ω=2.4V；由串联电路电压规律，可得滑动变阻器两端电压U滑=U−UV=6V−2.4V=3.6V，则RP1=U滑I1=Ω；
接入15Ω的定值电阻时，电路中电流I2=UV15Ω=2.4V15Ω=0.16A，则Rp2=U滑I2=Ω；则Rp2−Rp1=22.5Ω−15Ω=7.5Ω；
(3)当接入电路的电阻R=25Ω时，根据实验要求，其两端电压UR=2.4V，则滑动变阻器两端电压为U滑=3.6V，滑动变阻器两端电压为电压表示数的=1.5倍，则此时滑动变阻器接入的阻值RP=1.5×25Ω=37.5Ω，故为了能用25Ω的定值电阻完成实验，可以换一个最大阻值至少为37.5Ω，故应将实物电路中的滑动变阻器更换为“50Ω1.5A”的滑动变阻器。
故答案为：(1)①见解答图；②6；(2)2.4；7.5；(3)50Ω1.5A。
(1)①根据图甲连接图乙实物图；
②根据电压表选用量程确定分度值读数；
(2)电路中电源电压不变，结合欧姆定律及串联电路规律分别计算出滑动变阻器连入电路的阻值RP1和Rp2，再计算出RP2−RP1；
(3)当接入电路中的电阻更大时，根据串联电路分压特点，其两端电压变大，故须使滑动变阻器接入更大的阻值以分得更多的电压，直至电压表的示数为2.4V不变。根据串联电路的规律和分压原理的知识计算并选择滑动变阻器。
本题探究电流与电阻的关系实验，考查了电路连接、电压表读数、操作过程、控制变量法和欧姆定律的运用等知识。
21.【答案】解：(1)
如图1所受，O为支点，重力的力臂为lA，F1的力臂为lB，依据杠杆的平衡条件F1lB=GlA可得：F1=GlAlB=750N×1m1.5m=500N；
(2)
小京手扶栏杆时，抽象成杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为lA′，F2的力臂为lB′，依据杠杆的平衡条件，F2lB′=GlA′可得：F2=GlA′lB′，由图可知：lA′答：(1)F1的大小为500N。
(2)F2【解析】(1)
如图1所受，O为支点，重力的力臂为lA，F1的力臂为lB，依据杠杆的平衡条件F1lB=GlA可得F1的大小。
(2)
小京手扶栏杆时，抽象成杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为lA′，F2的力臂为lB′，依据杠杆的平衡条件，F2lB′=GlA′可得F2，由图可知力臂的大小关系，进而得出F2与F1的大小关系。
本题考查杠杆的平衡条件的应用，综合性强，难度适中。
22.【答案】解：(1)探空仪的重：力G=mg=0.4kg×10N/kg=4N。
(2)探空仪对水平桌面的压力：F=G=4N，
则探空仪对水平桌面的压强：p=4N0.02m2=200Pa。
(3)气球悬浮，则F浮=G=(m+m壳+m氦气)g①
不计探空仪的体积和球壳的厚度，则氦气球受到浮力：F浮=ρ空气gV球 ②
氦气的质量：m氦气=ρ氦气V球 ③
联立①②③可得：悬浮时氦气球的体积：V球=m+m壳ρ空气−ρ氦气=0.4kg+−0.17kg/m3=0.6m3。
答：(1)探空仪所受的重力为4N。
(2)探空仪对水平桌面的压强为200Pa。
(3)悬浮时氦气球的体积为0.6m3。
【解析】(1)利用G=mg计算探空仪所受的重力。
(2)探空仪对水平桌面的压力等于其自身重力，又知与桌面接触面积(受力面积)，利用p=FS可求探空仪对水平桌面的压强。
(3)利用密度公式、阿基米德原理表示出气球受到的浮力和氦气的质量，然后根据气球悬浮，浮力等于重力，列出等式求解悬浮时氦气球的体积。
此题考查压强和重力的计算，同时涉及到物体浮沉条件、密度公式的应用等，知道探空仪对水平桌面的压力等于其自身重力是关键，根据气球悬浮，浮力等于重力，列出等式求解悬浮时氦气球的体积是难点。
23.【答案】解：(1)由P=UI可得，灯泡正常发光时的电流I额=P额U额=3W6V=0.5A；
(2)闭合开关S，将开关S1拨至2，滑片P移至a端时，定值电阻R被短路，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中只有灯泡L工作，由灯泡正常发光，可知电源电压U=U额=6V；
滑片P移至b端，开关S1拨至1，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，灯泡L被短路，电阻R与滑动变阻器R1串联，根据Q=I2Rt可得，定值电阻R工作10min产生的热量：
Q=I2Rt=(UR+R1)2Rt=(6V10Ω+20Ω)2×10Ω×10×60s=240J
(3)接着将开关S拨回2，灯泡L与滑动变阻器R1串联，电流表测量电路中的电流，
由U=IR可得，滑动变阻器两端的电压：U1=I实R1=0.24A×20Ω=4.8V，
由串联电路的电压特点可知，灯泡L两端的实际电压U实=U−U1=6V−4.8V=1.2V，
此时灯泡的功率：P实=U实I实=1.2V×0.24A=0.288W。
答：(1)灯泡正常发光时的电流为0.5A；
(2)滑片P移至b端，开关S1拨至1，定值电阻R工作10min产生的热量为240J；
(3)接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，此时灯泡的功率为0.288W。
【解析】(1)已知灯泡L的额定电压和额定功率，根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流；
(2)闭合开关S，将开关S1拨至2，滑片P移至a端时，定值电阻R被短路，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中只有灯泡L工作，由灯泡正常发光，可知电源电压；
滑片P移至b端，开关S1拨至1，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，灯泡L被短路，电阻R与滑动变阻器R1串联，根据Q=I2Rt求出定值电阻R工作10min产生的热量；
(3)接着将开关S拨回2，灯泡L与滑动变阻器R1串联，电流表测量电路中的电流，根据U=IR求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出灯泡L两端的实际电压，根据P=UI求出此时灯泡的功率。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电热公式的应用，分清电路的连接方式是解题的关键。