2023-2024学年广东省深圳市九年级下学期开学考物理试题及答案

试题PAGE1试题2023-2024学年第二学期开学调研九年级物理练习命题人：夏佳伟审题人：李杭霏1．答题前，务必将自己的姓名、学号和班级用黑色钢笔或签字笔填写在答题卡规定位置上，并将条形码粘贴好2．学生必须在答题卡上按规定作答：作答选择题时，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号的信息点框涂黑如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；凡在试卷或草稿纸上作答，答案一律无效。3．考试结束后，请将答题卡交回。4．全卷共4页，答题时间为60分钟，满分为70分。一、单项选择（本题共10小题，每小题2分，共20分）1.下列数据与实际最相符的是（）A.人体安全电压为 B.水分子的直径约为C.家用冰箱的额定功率约为 D.托起两个鸡蛋的力约为2.自行车不仅给市民的出行带来方便，而且低碳环保，下列有关自行车结构及使用的说法中正确的是（）A.增大车座面积能减小对人的压强B.下坡时自行车速度越来越大是由于惯性越来越大C.自行车转弯时受到平衡力的作用D.把手花纹是为了增大接触面积，从而增大摩擦力3.如图所示，放在水平桌面上的溢水杯盛满水，用弹簧测力计挂一个实心铁块，示数为F1；将铁块缓慢浸没水中（未接触溢水杯），溢出的水流入小烧杯，弹簧测力计的示数为F2，下列判断正确的是（）A.水对溢水杯底部的压强p甲＜p乙 B.溢水杯对桌面的压力F甲＜F乙C.铁块受到的浮力F浮＝F2﹣F1 D.小烧杯中水的重力G＝F1﹣F24.如图所示是具有报警功能的文物展示台，该展示台由木板、弹簧、金属片A、B、C和报警电路组成。当小偷把物品搬离展示台时，金属片B在弹力作用下与金属片A、C分开。关于这个展示台，下列说法正确的是（）A.物品在展示台上时，灯不亮，电铃不响B.物品在展示台上时，灯不亮，电铃响C.物品不在展示台上时，灯亮，电铃不响D.物品不在展示台上时，灯亮，电铃响5.下列有关电现象的四幅图的说法，正确的是（）A.图甲中，用充电宝给手机电池充电，手机电池是电源B.图乙中，带电体必须是导体C.图丙中，闭合开关，两灯泡发光，A处电流等于B处电流D图丁中，闭合开关，向左移动金属夹B，小灯泡变亮，说明导体长度对电阻大小有影响6.第七届世界智能大会于2023年5月18日在天津开幕，大会上展示了可穿戴的“外骨骼机器人。参观者戴上该设备，轻松地将50kg的物体匀速举高1m，用时2s（g取）。根据此过程，下列回答正确的是（）A.这个过程中，人对物体做功50JB.人对物体做功功率为250WC.人对物体做功效率为100%D.加快抬起物体的速度，可以增大效率7.小晗同学在连接电路的时候，观察到开关已经生锈。生锈的开关电阻会不会比较大？她决定用实验来验证，是她连接了如图这个电路，其中，是阻值为的定值电阻，的最大阻值为。她将滑片移到最左端的时候，电压表示数为3V，移到最右端时，电压表示数为1.5V，忽略导线和电源的电阻，电压表为理想电压表，则下列结论正确的是（）A.电源电压为4.5V B.生锈开关的电阻为C.生锈开关的电阻几乎可以忽略 D.电路的最小功率为1.8W二、作图题（本题2小题，每题2分，共4分）8.作出图中漂浮在水面上的小球所受力的示意图（O为小球的重心）。9.在“测量定值电阻阻值”的实验中，下面的实物连接图出现了两处错误，请在错误的连线处打“×”，并以笔代线，将正确的连线画出来（连线不得交叉）。三、填空题（每空1分，共7分）10.（1）如图所示，用力握重为的矿泉水瓶，瓶与手之间的摩擦力为_________N；（2）用同一电流表的不同量程分别测量同一电路中的电流，其示数如图所示，则电路中的电流应该是_________A；（3）为了保护同学们的视力，很多学校教室里的日光灯全部更换成如图所示的LED护眼灯，每间教室里的9盏LED护眼灯的连接方式是_________联的。如果打开护眼灯之后，老师又打开了教室中的多媒体设备，则教室电路中的总电流会_________（选填“增大”或“减小”）；（4）小林家的电能表如图所示，此时电能表的读数为_________，他关闭了家中的其它用电器，现用一台标有“”的电热水壶烧水，正常工作，则电能表的转盘转了_________转；（5）在某汽车尾部的挡风玻璃上，有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为的电阻丝并联而成，简化结构如图所示。该装置与的汽车电池接通工作，产生的总热量为_________J。四、实验题（每空1分，共16分）11.学习小组进行了3组探究实验，甲“探究不同物质吸热升温的现象”、乙“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”和丙“探究电阻对电流产生热量多少的影响”。（1）甲、乙、丙中除了图中的器材，还要用到的测量工具是天平和_________；（2）甲图物质吸收热量的多少用_________来表示，乙丙图物质吸收热量的多少用_________来表示（填“加热时间的长短”和“温度计示数的变化”）；（3）把丙图中一个烧瓶里的液体换成等质量的另一种液体，_________（“能”或“不能”）完成图甲实验；（4）学习小组对丙图实验装置进行了改进，改进后如图所示，如上图，利用A、B可以研究电流通过导体产生热量的多少与_________的关系；利用A、C可以研究电流通过导体产生热量的多少与_________的关系。12.在“探究电流与电压关系”的实验中，图甲是某实验小组设计的电路，电源电压3V保持不变。（1）请用笔画线代替导线，在图甲中完成电路连接，要求滑片P向右端滑动时，电流表示数变大；________（2）检查无误后，闭合开关发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V。移动滑片P，两电表示数均无变化，则电路故障可能是_________；（3）排除故障后，实验中测得五组数据，并绘制出定值电阻R的图像如图乙所示。由图像可得，实验中所用定值电阻R的阻值为_________；（4）结合乙图分析，本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于_________；（5）完成上述实验后，小明继续利用该定值电阻R和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，测量标有“”字样的小灯泡的额定功率。实验步骤如下（请将下列填空补充完整）：①闭合开关，将开关置于位置2，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为；②闭合开关，将开关置于位置1，_________，读出电压表的示数为；③求得小灯泡额定功率_________。（用、、R表示）13.在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关；为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计；小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如下表所示：实验次数钩码所受的重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η12.00.11.00.366.7%24.00.11.80.374.1%36.00.12.50.3请你解答如下问题：(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为______：根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式（）；(2)分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率______（选填“越高”“越低”或“不变”）；(3)为了验证猜想二，还需增加的实验器材是______｡五、计算题（本题共2小题，14题7分，15题9分，共16分）14.《天工开物》里记载的一种捣谷的舂，“横木穿插碓头，碓嘴为铁，足踏其末而舂之”。若碓头质量为20kg，不计横木重力和转动摩擦，捣谷人双手与扶手之间的作用力为零。质量为68kg的捣谷人左脚与地面的接触面积为200cm2，示意图如图乙所示，已知。（g取）（1）碓头在0.4s内竖直下落0.5m，求碓头重力做功；（2）捣谷人双脚站在地面时，求人对地面的压强；（3）当他右脚在B点用最小力踩横木使其刚好转动时，求最小力的大小。15.某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置，其原理如图甲所示。电路中电源电压恒为，定值电阻的阻值为，电压表的量程为，轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻R相连。可变电阻R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后，（1）当检测板所受压力增大时，电压表的示数_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。（2）检测板不受压力时，求的功率？（3）该装置所能测量的最大压力为多少？（4）在不改变电源电压和电压表量程的情况下，若要提高该装置所能测量的最大压力值，请写出一种简便可行的方法：__________。六、综合分析（本题共2大题，每空1分，共13分）16.近年来，渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生，引起了交通管理部门的高度重视。超速、超载是交通事故的主要原因，学习小组针对该原因进行了模拟实验，开展如下项目式学习。【驱动问题】模拟超速和超载情况，通过实验数据直观对比超速、超载后的影响【项目研究】通过电磁铁的控制，让质量分别为和（）的小钢球从圆弧轨道的一定高度（）由静止滚下，撞击水平面上的纸盒并将纸盒推动一段距离（实验中的圆弧轨道和纸盒均不变，甲图水平面材质为玻璃，乙丙水平面材质为木板）。（1）实验中设计的错误之处是__________；改正后，进行数据测量和记录，为12cm，为16cm，为19cm；【分析解释】（2）分析甲、乙两图可知，_________（选填“甲”或“乙”）图中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大；判断的依据是__________；（3）比较_________两图可以模拟汽车超载带来的危害；（4）哈尔滨在2024年1月以魅力城市冰雪之乡火出了圈，车辆在雪天行驶安全隐患更多，为了减少交通事故的发生，你有哪些建议：___________。17.阅读材料，回答问题远程输电发电厂发出电并不是只供附近的人们使用，还要传输到很远的地方。如图甲是电能输送的示意图。在输电线上，由于电流的热效应，必然有一部分电能转化成内能而损失掉，导线越长，损失越多。目前远距离送电主要采取高压送电的方式来实施。在保证输送功率不变的情况下，采用提高电压的方法减少线路上的损失。如把发电机、高压输电线、变压器这些统称为供电设备，电能输送的示意图就可以作如图乙的简化。请结合短文和所学知识回答下列问题：（1）从发电厂发出电到进入家庭，变压器使电压的大小经过了_________改变，最终直接进入家庭的电压为。输电过程中导线的温度升高，本质是通过_________的方式改变内能；（2）在输电阶段，输电线上常用如图丙装置将四根导线并联起来，相当于增大了导线的_________，从而减小了导线的_________，以达到减少输电线上电能损失的目的；（3）如果供电设备的输出电压恒为，通过总电阻为的输电线向居民楼内用户供电，家用电器的实际电压_________（小于/等于/大于）；（4）采用高压输电可减少电能在线路上的损失，原因是由焦耳定律可知：导线电阻、通电时间不变的情况下，只有减小I，才可以减小电能的损失。又由可知，当发电站输送功率一定时，要减小I，需增大输电电压，若输电电压由提高到，则提高电压后输电线路上损耗的功率与原来损耗的功率之比为_________；（5）如图是某地消防部门公布的2023年各场所火灾数据统计图，其中住宅火灾占比达，不正确的家庭用电是形成住宅火灾的主要原因。在“安全用电”主题班会上，小梦和小兰针对家庭电路火灾原因发表了不同见解。请你任选一个同学的观点，用所学物理知识解释家庭电路引发电线火灾的原因：________；（一）选择小梦的观点；（二）选择小兰的观点。2023-2024学年第二学期开学调研九年级物理练习命题人：夏佳伟审题人：李杭霏1．答题前，务必将自己的姓名、学号和班级用黑色钢笔或签字笔填写在答题卡规定位置上，并将条形码粘贴好2．学生必须在答题卡上按规定作答：作答选择题时，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号的信息点框涂黑如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；凡在试卷或草稿纸上作答，答案一律无效。3．考试结束后，请将答题卡交回。4．全卷共4页，答题时间为60分钟，满分为70分。一、单项选择（本题共10小题，每小题2分，共20分）1.下列数据与实际最相符的是（）A.人体的安全电压为 B.水分子的直径约为C.家用冰箱的额定功率约为 D.托起两个鸡蛋的力约为【答案】C【解析】【详解】A．我国家庭电路的电压为220V，人体的安全电压为不高于36V，故A不符合题意；B．根据常见物体的长度可知，水分子的直径约为10-10m即10-7mm，故B不符合题意；C．根据常见用电器的工作功率可知，家用冰箱的额定功率约为，故C符合题意；D．两个鸡蛋的质量约100g=0.1kg，托起两个鸡蛋的力为F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N故D不符合题意。故选C。2.自行车不仅给市民的出行带来方便，而且低碳环保，下列有关自行车结构及使用的说法中正确的是（）A.增大车座面积能减小对人的压强B.下坡时自行车速度越来越大是由于惯性越来越大C.自行车转弯时受到平衡力的作用D.把手的花纹是为了增大接触面积，从而增大摩擦力【答案】A【解析】【分析】【详解】A．根据可知，在压力一定时，人与车座的接触面积越大，压强越小，故A正确；B．影响惯性大小的因素是质量，与速度无关，故B错误；C．自行车转弯时，速度的方向改变，受到非平衡力，故C错误；D．把手的花纹是为了增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故D错误。故选A。3.如图所示，放在水平桌面上的溢水杯盛满水，用弹簧测力计挂一个实心铁块，示数为F1；将铁块缓慢浸没水中（未接触溢水杯），溢出的水流入小烧杯，弹簧测力计的示数为F2，下列判断正确的是（）A.水对溢水杯底部的压强p甲＜p乙 B.溢水杯对桌面的压力F甲＜F乙C.铁块受到的浮力F浮＝F2﹣F1 D.小烧杯中水的重力G＝F1﹣F2【答案】D【解析】【详解】A．甲乙液面相平，且液体均为水，根据p＝ρgh可知，水对溢水杯底部的压强相等，故A错误；B．铁块浸没在水中后，水面高度不变，水对杯底的压强不变，根据F＝pS可知，水对杯底的压力不变，溢水杯的重力不变；因溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和，所以溢水杯对桌面的压力不变，即F甲＝F乙故B错误；C．F1为铁块浸没水中前的拉力（等于铁块的重力），F2为铁块浸没水中后的拉力，根据称重法测浮力可知，铁块受到的浮力F浮＝F1﹣F2故C错误；D．根据阿基米德原理可知，铁块所受浮力等于排开水的重力，所以小烧杯中水的重力（排开水的重力）G＝F浮＝F1﹣F2故D正确。故选D。4.如图所示是具有报警功能的文物展示台，该展示台由木板、弹簧、金属片A、B、C和报警电路组成。当小偷把物品搬离展示台时，金属片B在弹力作用下与金属片A、C分开。关于这个展示台，下列说法正确的是（）A.物品在展示台上时，灯不亮，电铃不响B.物品在展示台上时，灯不亮，电铃响C.物品不在展示台上时，灯亮，电铃不响D.物品不在展示台上时，灯亮，电铃响【答案】D【解析】【详解】AB．当物品在展示台上时，电铃被短路，此时灯亮，电铃不响，故AB错误；CD．小偷把物品搬离展示台时，金属片B在弹力作用下与金属片A、C分开时，灯泡和电铃串联，此时灯亮铃响，故C错误，D正确。故选D。5.下列有关电现象的四幅图的说法，正确的是（）A.图甲中，用充电宝给手机电池充电，手机电池是电源B.图乙中，带电体必须是导体C.图丙中，闭合开关，两灯泡发光，A处电流等于B处电流D.图丁中，闭合开关，向左移动金属夹B，小灯泡变亮，说明导体长度对电阻大小有影响【答案】D【解析】【详解】A．用充电宝给手机电池充电，手机电池消耗了电能，相当于用电器，故A错误；B．带电体指的是带了电荷的物体，带电体可以是导体，也可以是绝缘体，故B错误；C．图中电流有两条路径，A在支路中，B点在干路中，根据并联电路的电流规律可知，A处的电流小于B处的电流，故C错误；D．闭合开关，向左移动金属夹B，铅笔芯接入电路中的长度变短，小灯泡变亮，这说明电路中的电流变大，铅笔芯接入电路的电阻变小，由此可知，导体长度对电阻大小有影响，故D正确。故选D。6.第七届世界智能大会于2023年5月18日在天津开幕，大会上展示了可穿戴的“外骨骼机器人。参观者戴上该设备，轻松地将50kg的物体匀速举高1m，用时2s（g取）。根据此过程，下列回答正确的是（）A.这个过程中，人对物体做功50JB.人对物体做功功率为250WC.人对物体做功效率为100%D.加快抬起物体的速度，可以增大效率【答案】B【解析】【详解】A．将50kg的物体匀速举高1m，此过程中对物体做功故A错误；B．人对物体做功功率为故B正确；C．由于在举起物体的过程中，不可避免会有额外功的产生，所以，人对物体做功效率不会达到100%，故C错误；D．效率是有用功与总功的比值，与速度无关，所以加快抬起物体的速度，不能增大效率，故D错误。故选B。7.小晗同学在连接电路的时候，观察到开关已经生锈。生锈的开关电阻会不会比较大？她决定用实验来验证，是她连接了如图这个电路，其中，是阻值为的定值电阻，的最大阻值为。她将滑片移到最左端的时候，电压表示数为3V，移到最右端时，电压表示数为1.5V，忽略导线和电源的电阻，电压表为理想电压表，则下列结论正确的是（）A.电源电压为4.5V B.生锈开关的电阻为C.生锈开关的电阻几乎可以忽略 D.电路的最小功率为1.8W【答案】B【解析】【详解】ABC．由电路图可知，闭合开关，滑动变阻器滑片移到最左端的时候，变阻器接入电路中的电阻为零，此时生锈的开关电阻、电阻R1串联，电压表测R1两端的电压，由欧姆定律可得，此时电路中电流为忽略导线和电源的电阻，电压表为理想电压表，由串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压为①滑动变阻器滑片移到最右端的时候，接入电路中的电阻最大，电路中电流最小，此时生锈的开关电阻、电阻R1和滑动变阻器串联，电压表测R1两端的电压，由欧姆定律可得，此时电路中电流为由串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压为②联立①②解得R开关=10Ω，U=6V，故AC错误，B正确；D．滑动变阻器滑片移到最右端的时候，接入电路中的电阻最大，电路中电流最小，则由P=UI可得，电路的最小功率为P=UI′=6V×0.15A=0.9W故D错误。故选B。二、作图题（本题2小题，每题2分，共4分）8.作出图中漂浮在水面上的小球所受力的示意图（O为小球的重心）。【答案】【解析】【详解】漂浮在水面上小球处于平衡状态，因此受到竖直向下的重力等于竖直向上的浮力，如图所示：9.在“测量定值电阻阻值”的实验中，下面的实物连接图出现了两处错误，请在错误的连线处打“×”，并以笔代线，将正确的连线画出来（连线不得交叉）。【答案】【解析】【详解】在“测量定值电阻阻值”的实验中，电流表应串联在电路中，电压表应与Rx并联在电路中；为保护电路，实验开始时，变阻器接入电路的电阻应最大，所以正确的实物图如图所示：三、填空题（每空1分，共7分）10.（1）如图所示，用力握重为的矿泉水瓶，瓶与手之间的摩擦力为_________N；（2）用同一电流表的不同量程分别测量同一电路中的电流，其示数如图所示，则电路中的电流应该是_________A；（3）为了保护同学们的视力，很多学校教室里的日光灯全部更换成如图所示的LED护眼灯，每间教室里的9盏LED护眼灯的连接方式是_________联的。如果打开护眼灯之后，老师又打开了教室中的多媒体设备，则教室电路中的总电流会_________（选填“增大”或“减小”）；（4）小林家的电能表如图所示，此时电能表的读数为_________，他关闭了家中的其它用电器，现用一台标有“”的电热水壶烧水，正常工作，则电能表的转盘转了_________转；（5）在某汽车尾部的挡风玻璃上，有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为的电阻丝并联而成，简化结构如图所示。该装置与的汽车电池接通工作，产生的总热量为_________J。【答案】（1）5（2）0.22（3）①.并②.增大（4）①.180.0②.600（5）3600【解析】【小问1详解】因矿泉水瓶在握力作用下处于静止状态，所以矿泉水瓶受平衡力作用，在竖直方向上摩擦力与重力平衡，重力方向竖直向下，则摩擦力方向竖直向上，摩擦力的大小为f=G=5N【小问2详解】由图知：在左电流表上选择的是0~3A量程，对应的分度值为0.1A，电流为0.2A；右电流表选择的是0~0.6A量程，对应的分度值为0.02A，电流为0.22A；所以这一电路中的电流用0~0.6A的量程测量更精确一些，则电路中的电流应该是0.22A。【小问3详解】[1]如图所示的LED护眼灯，每个教室里的这9盏LED护眼灯是互不影响的，所以它们之间一定是并联的。[2]如果打开护眼灯之后，老师又打开了教室中的多媒体设备，根据并联电路的电流特点可知，教室电路中的总电流会增大。【小问4详解】[1]电能表读数时，最后一位是小数位，读数为180.0kW·h。[2]电热水壶烧水，正常工作6min消耗的电能为电能表的转盘转了【小问5详解】根据并联电路的电阻特点可知，5条阻值为12Ω的电阻丝并联的总电阻为电加热除雾装置1

min产生的总热量为四、实验题（每空1分，共16分）11.学习小组进行了3组探究实验，甲“探究不同物质吸热升温的现象”、乙“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”和丙“探究电阻对电流产生热量多少的影响”。（1）甲、乙、丙中除了图中的器材，还要用到的测量工具是天平和_________；（2）甲图物质吸收热量的多少用_________来表示，乙丙图物质吸收热量的多少用_________来表示（填“加热时间的长短”和“温度计示数的变化”）；（3）把丙图中一个烧瓶里的液体换成等质量的另一种液体，_________（“能”或“不能”）完成图甲实验；（4）学习小组对丙图实验装置进行了改进，改进后如图所示，如上图，利用A、B可以研究电流通过导体产生热量的多少与_________的关系；利用A、C可以研究电流通过导体产生热量的多少与_________的关系。【答案】（1）秒表（2）①.加热时间的长短②.温度计示数的变化（3）不能（4）①.电流②.电阻大小【解析】【小问1详解】甲中控制沙子和水的质量相同、吸收的热量相同，同时记录温度升高的数值，吸收相同的热量通过相同的酒精灯火焰加热相同的时间实现，故需要天平和秒表。乙中控制酒精和碎纸片的质量相同、烧杯中的水的质量相同，需要天平，通过温度计温度升高的多少表示燃料放出的热量多少，两种燃料必须燃烧干净，不需要秒表；丙中控制电流相同、被加热液体的种类和质量相同，由于两电阻串联，加热时间相同，故需要天平，不需要秒表，综上可知，还要用到的测量工具是天平和秒表。【小问2详解】[1][2]结合前面分析以及转换法可知，甲图物质吸收热量的多少用加热时间的长短来表示，乙丙图物质吸收热量的多少用温度计示数的变化来表示。【小问3详解】把丙图中的一个烧瓶里的液体换成等质量的另一种液体，还需要将两个电阻换成同一阻值的电阻才能保证相同时间产生相同的热量，才可以完成探究不同物质的吸热能力的实验，所以，不能完成图甲实验。【小问4详解】[1]A、B装置中，两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，容器内两电阻大小相同，通过时间也相同，根据串联电路的电流特点可知，通过左侧容器电阻的电流大于通过右侧容器内电阻丝的电流，根据控制变量法，可研究电流产生的热量与电流的关系。[2]在A、C装置中，容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，探究的是电流产生的热量与电阻大小的关系。12.在“探究电流与电压关系”的实验中，图甲是某实验小组设计的电路，电源电压3V保持不变。（1）请用笔画线代替导线，在图甲中完成电路连接，要求滑片P向右端滑动时，电流表的示数变大；________（2）检查无误后，闭合开关发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V。移动滑片P，两电表示数均无变化，则电路故障可能是_________；（3）排除故障后，实验中测得五组数据，并绘制出定值电阻R的图像如图乙所示。由图像可得，实验中所用定值电阻R的阻值为_________；（4）结合乙图分析，本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于_________；（5）完成上述实验后，小明继续利用该定值电阻R和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，测量标有“”字样的小灯泡的额定功率。实验步骤如下（请将下列填空补充完整）：①闭合开关，将开关置于位置2，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为；②闭合开关，将开关置于位置1，_________，读出电压表的示数为；③求得小灯泡额定功率_________。（用、、R表示）【答案】（1）（2）定值电阻断路（3）5（4）25（5）①.保持滑片的位置不动②.【解析】【小问1详解】探究电流与电压关系，定值电阻与变阻器串联，电压表测量定值电阻两端电压，电流表测量通过定值电阻的电流，要求滑片P向右端滑动时，电流表的示数变大，则变阻器滑片向右移动，变阻器接入电路中电阻变小，则变阻器下端应接D接线柱，如图所示：【小问2详解】检查无误后，闭合开关发现电流表几乎无示数，说明电路某处断路；电压表示数接近3V，说明电压表能与电源连通，则电路故障可能是与电压表并联的定值电阻断路。小问3详解】由图像与欧姆定律得，实验中所用定值电阻R的阻值为【小问4详解】由图像知，第一次实验时，电路中电流为0.1A，定值电阻的两端电压为0.5V时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时变阻器的电压为由欧姆定律得，此时变阻器接入电路中的阻值为则本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于25Ω。【小问5详解】由图丙得，①闭合开关S1，将开关S2置于位置2，灯泡与定值电阻R串联，电压表测量灯泡两端电压，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为，此时灯泡正常发光。②[1]闭合开关S1，将开关S2置于位置1，保持滑片的位置不动。此时电路连接不变，灯泡仍然正常发光，电压表测量灯泡与定值电阻R的总电压，读出电压表的示数为。③[2]根据串联电路特点和欧姆定律可得，小灯泡的额定电流为小灯泡额定功率为13.在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关；为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计；小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如下表所示：实验次数钩码所受的重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η12.00.11.00.366.7%24.00.11.80.374.1%36.00.12.50.3请你解答如下问题：(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为______：根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式（）；(2)分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率______（选填“越高”“越低”或“不变”）；(3)为了验证猜想二，还需增加的实验器材是______｡【答案】①.80.0%②.③.越高④.自重不同的滑轮【解析】【详解】(1)[1]第3次实验中，有用功W有=Gh=6.0N×0.1m=0.6J通过滑轮组所做总功W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J滑轮组的机械效率[2]因为绳子端移动的距离是物体提升高度的3倍，所心滑轮组承重绳子的根数为3，那么滑轮组的绕线如图：(2)[3]分析表格数据知，用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率越高。(3)[4]猜想二，要验证滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关，换用自重不同的动滑轮进行实验。五、计算题（本题共2小题，14题7分，15题9分，共16分）14.《天工开物》里记载的一种捣谷的舂，“横木穿插碓头，碓嘴为铁，足踏其末而舂之”。若碓头质量为20kg，不计横木重力和转动摩擦，捣谷人双手与扶手之间的作用力为零。质量为68kg的捣谷人左脚与地面的接触面积为200cm2，示意图如图乙所示，已知。（g取）（1）碓头在0.4s内竖直下落0.5m，求碓头重力做功；（2）捣谷人双脚站在地面时，求人对地面的压强；（3）当他右脚在B点用最小力踩横木使其刚好转动时，求最小力的大小。【答案】（1）100J（2）（3）300N【解析】【小问1详解】碓头在0.4s内竖直下落0.5m，碓头重力做功为【小问2详解】捣谷人双脚站在地面时，人对地面的压力为双脚与地面的接触面积为根据可得，人对地面的压强为【小问3详解】根据杠杆平衡条件可知，当与横木垂直时，此时的力臂最大，力最小，可得碓头对横木的拉力为所以最小力的大小为15.某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置，其原理如图甲所示。电路中电源电压恒为，定值电阻的阻值为，电压表的量程为，轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻R相连。可变电阻R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后，（1）当检测板所受压力增大时，电压表的示数_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。（2）检测板不受压力时，求的功率？（3）该装置所能测量的最大压力为多少？（4）在不改变电源电压和电压表量程的情况下，若要提高该装置所能测量的最大压力值，请写出一种简便可行的方法：__________。【答案】（1）增大（2）0.072W（3）6×103N（4）将定值电阻R0换为阻值较小的电阻【解析】【小问1详解】由图像可知，两电阻串联，当检测板所受压力增大时，可变电阻R的阻值变小，则电路的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路的电流增大，定值电阻R0两端的电压增大，电压表测定值电阻R0两端的电压，所以，电压表的示数增大。【小问2详解】由图像可知，检测板不受压力时，可变电阻的阻值R=80Ω，此时电路中的电流为此时R0两端的电压为的功率为【小问3详解】当电压表示数达到3V时，该装置测量的压力达到最大值，此时电路中的电流为此时可变电阻的两端电压为此时可变电阻的阻值为由图像可知，该装置所能测量的最大压力为6×103N。【小问4详解】因电压表量程固定，要想提高最大压力值，即电路中可变电阻的阻值更小，且定值电阻两端的电压不超过3V。故可将定值电阻R0换为阻值较小的电阻或在定值电阻R0两端并联一个阻值适当的电阻等。六、综合分析（本题共2大题，每空1分，共13分）16.近年来，渣土车因“多拉快跑”而引发交通事故时有发生，引起了交通管理部门的高度重视。超速、超载是交通事故的主要原因，学习小组针对该原因进行了模拟实验，开展如下项目式学习。【驱动问题】模拟超速和超载情况，通过实验数据直观对比超速、超载后的影响【项目研究】通过电磁铁的控制，让质量分别为和（）的小钢球从圆弧轨道的一定高度（）由静止滚下，撞击水平面上的纸盒并将纸盒推动一段距离（实验中的圆弧轨道和纸盒均不变，甲图水平面材质为玻璃，乙丙水平面材质为木板）。（1）实验中设计的错误之处是__________；改正后，进行数据测量和记录，为12cm，为16cm，为19cm；【分析解释】（2）分析甲、乙两图可知，_________（选填“甲”或“乙”）图中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大；判断的依据是__________；（3）比较_________两图可以模拟汽车超载带来的危害；（4）哈尔滨在2024年1月以魅力城市冰雪之乡火出了圈，车辆在雪天行驶安全隐患更多，为了减少交通事故的发生，你有哪些建议：___________。【答案】（1）没有控制水平面的材质相同（2）①.乙②.乙图水平面上的纸盒移动的距离较大，乙图中小球的动能较大（3）乙丙（4）不要超速和超载【解析】小问1详解】实验是模拟超速和超载情况，根据控制变量法可知，需控制水平面的材质相同，而实验中没有控制水平面的材质相同，因此是错误的。【小问2详解】[1][2]分析甲、乙两图可知，实验用小球质量相同，乙图水平面上的纸盒移动的距离较大，说明乙图中小球的动能较大，则乙图中钢球在刚到达水平面时的速度更大。【小问3详解】乙丙两图钢球在斜面高度相同，则到达水平面的速度相同，丙图的质量较大，纸盒移动的距离较大，说明丙图钢球的动能较大，则可以模拟汽车超载带来的危害。【小问4详解】在安全行车方面需要注意的是不要超速和超载，无论是超速还是超载，都会使车的动能增大，遇到交通