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江苏省常州市五年（2017-2021）中考物理真题实验题知识点分类汇编（含答案）
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这是一份江苏省常州市五年（2017-2021）中考物理真题实验题知识点分类汇编（含答案），共33页。试卷主要包含了同学们探究“平面镜成像特点”等内容，欢迎下载使用。
江苏省常州市五年（2017-2021）中考物理真题实验题知识点分类汇编（含答案）
一．熔化和凝固的探究实验（共1小题）
1．（2018•常州）小组同学探究“冰的熔化特点”，实验装置如图甲所示
（1）图乙中的温度计示数为 ℃
（2）小明绘制的温度﹣时间图象如图丙所示。由图丙可知：冰是 （晶体/非晶体），理由是 ；0～2min升温比5～10min快，原因是 ；
（3）小明实验后，小华重新加冰、温水，也做了该实验，绘制的温度﹣时间图象如图丁所示，丙、丁图象的差异是因为小华在实验中 （回答一点即可）
二．密度公式的应用（共1小题）
2．（2017•常州）
沙漠集水器
（1）有些沙漠紧邻大海， （白天/晚上）风通常从大海吹向沙漠，导致空气中富含水蒸气。
（2）伯克利分校的团队设计出一款沙漠集水器﹣WaterSeer，如图所示，利用风能这种 （可再生/不可再生）能源，借助风力驱动风轮旋转，带动螺旋桨将讲空气输入金属管中部。
（3）深埋在土壤深处的金属管底部温度较低，由于金属的 （填物理属性）好使得金属管中部温度也降低。
（4）空气中的水蒸气在金属管中部 （吸/放热），液化成水滴，水滴在 力的作用下，沿管壁下落，汇集于金属管底部容器。
（5）WaterSeer每天可以收集约37L饮用水，合 kg，应用前景十分乐观。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
三．控制变量法与探究性实验方案（共1小题）
3．（2020•常州）疫情期间，伊朗一度流传“甲醇可治新冠”的谣言，导致多人中毒。本着国际主义精神，我国支援伊朗乙醇（即酒精）等大量医疗物资，并外派专家指导民众科学抗疫。甲醇、乙醇是不同物质，属性如表格所示：
物质/属性
毒性
可燃性
密度（kg/m3）
沸点（℃）
比热容[J/（kg•℃）]
热值（J/kg）
甲醇
毒性大
易燃
0.8×103
64.7
2.5×103
2.3×107
乙醇
毒性低
易燃
0.8×103
78
2.4×103
3×107
实验室两个相同容器内分别装有甲醇、乙醇，但标签污损，为准确鉴别，同学们对这两种液体分别用字母A、B标识，并设计如图所示的三种实验方案，展开可行性、安全性论证。
方案甲
方案乙
方案丙
（1）方案甲可测量A、B液体的 ，但无法鉴别。
（2）方案乙可根据A、B液体的 不同进行鉴别，当把两同规格烧杯内的水由常温都加热至90℃，同规格燃料瓶内剩余较多的液体是 。
（3）方案丙：用两盏相同的酒精灯同时加热同规格烧杯内初温相等的A、B液体，一段时间后（液体都未沸腾）温度较高的液体是 ；继续加热，直至两烧杯内液体都沸腾，温度较高的液体是 。从安全性考虑，由于 ，该方案被明令禁止。
四．探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验（共1小题）
4．（2021•常州）常州某小学大门口，设有护学岗标志牌及其固定装置：铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹夹着重4N的护学岗标志牌，铁夹张开幅度越大，夹得越紧。放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，此过程中，标志牌杆受到铁夹的摩擦力方向 、大小为 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们展开合理猜想。
猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大，理由是 。
猜想2：考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小，理由是 。
同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学们先采用原始方案，测量时发现超出测力计的量程，于是设计出改进方案1、改进方案2，如图所示，每个滑轮重均为0.3N，不计绳重及滑轮处摩擦。
应采用改进方案 进行探究，实验时，匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，拔出后静止时，测力计示数为1.6N。淋湿、吸水后标志牌重为 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为 N，猜想 起主导作用。
五．平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案（共1小题）
5．（2019•常州）同学们探究“平面镜成像特点”。
（1）小华在竖直的玻璃板前A位置放置点燃的蜡烛，看到玻璃板后出现蜡烛的像，如图甲所示，用一张不透明纸挡在玻璃板与像之间，她在图甲所示位置观察 （选填“仍然”或“不能”）看到蜡烛的像。这说明像是由于光的 （选填“反射”或“折射”）形成的。
（2）撤去不透明纸，小华又拿另一支大小相同的蜡烛放到玻璃板后像的位置，发现它跟像完全重合，由此可知平面镜成 （选填“缩小”、“等大”或“放大”）的像。记录物像的位置AA′。
（3）经过三次实验得到三组物、像位置点，如图乙所示，由此可知 。
（4）小明自备器材做该实验，在玻璃板前放置一支点燃的蜡烛，看到玻璃板后出现蜡烛的两个像，这是因为 。
六．光的色散（共1小题）
6．（2020•常州）如图甲所示，一束太阳光通过三棱镜后，在光屏上呈现彩色光带。
（1）这种现象叫做光的 现象。
（2）把温度计放在色散光带红光的外侧，发现其示数变大，表明该处存在人眼看不见的 。
（3）将蓝底、红字的小纸片放在光屏上蓝光区域，小纸片呈现 底、 字。
（4）由上述实验现象可推知：红光照射下某凸透镜的焦距 （小于/等于/大于）蓝光照射下该凸透镜的焦距。
（5）如图乙所示，当用红光照亮物体E时，在光屏上恰好呈倒立、等大的实像：若改用蓝光照亮物体E时，应将光屏适当向 （左/右）移，才能呈现清晰的 （缩小/等大/放大）的像。
七．凸透镜成像规律及其探究实验（共1小题）
7．（2018•常州）小明用光具座、F光源、凸透镜、光屏等器材，探究“凸透镜成像规律”。
（1）如图甲所示，将光源放在30cm刻度处时，移动光屏可得倒立、等大的清晰像，此时光屏在 cm刻度处，凸透镜的焦距是 cm；
（2）把光源向左移至20cm刻度处时，将光屏向 （左/右）调节，可得 （倒立/正立） （缩小/放大）的清晰像；
（3）把光源放在45cm刻度处时，移去光屏，人眼通过透镜看到的像是图乙中的 。
八．电磁继电器的组成、原理和特点（共1小题）
8．（2019•常州）梅雨季节，湿衣服久晾不干，令人烦恼。小组同学设计出两款自动控制“干衣神器”，可使得衣服快速变干，请选择其中一种方法完成电路原理设计并算出相应答案。（两种方法都做，以第一种为准）
方法一
方法二
器材：开关S，电源转换器（把220V交流电压转换为6V直流电压），定值电阻R0，热敏电阻Rx（电阻随温度的变化关系如图所示）。电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），电风扇，电热丝（电阻不变）。
功能：①闭合开关S．当温度低于60℃时，机器吹热风；当温度高于60℃时，机器吹冷风。
②受控电路（220V工作电路）吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W。
（1）请以笔画线代替导线完成电路连接。
（2）定值电阻R的阻值为 Ω。
（3）电热丝的阻值为 Ω．
器材：开关S，电源转换器（把220V交流电压转换为6V直流电压），定值电阻R0，湿敏电阻Rx（电阻随摆度的变化关系如图所示），电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），电风扇，电热丝（电阻不变）
功能：①闭合开关S．当湿度大于40%时，机器吹热风；当湿度小于40%时，机器吹冷风。
②受控电路（220V 工作电路）吹热风时功率为120W，吹冷风时功率为20W。
（1）请以笔画线代替导线完成电路图连接。
（2）定值电阻R0的阻值为 Ω。
（3）电热丝的阻值为 Ω．
九．功率的计算（共1小题）
9．（2019•常州）2019年4月15日起，新的《电动自行车安全技术规范》正式实施。要求：最大速度≤25km/h，电动机输出功率≤400W，质检员小华对某款电动自行车进行测试，沿水平直路从A出发骑行至D结束，如图所示。测试情况如表格所示。
AB
BC
CD
路程/km
0.6
4.8
0.6
用时/h
0.05
0.2
0.05
速度特点
逐步加速
以最大速度匀速行驶
逐步减速
阻力特点
越来越大
恒为60N
越来越小
（1）测试过程中，小华看到路旁的树木向西，她是以 （选填“自己”或“地面”）为参照物，此时她是向 （选填“东”或“西”）骑行。
（2）BC段，电动自行车的速度为 km/h， （选填“符合”或“不符合”）新《规范）关于最大速度的要求。
（3）BC段，电动自行车的动力做功 J．电动机的输出功率为 W， （选填“符合”或“不符合”）新《规范》关于电动机输出功率的要求。
（4）从A到D全程，电动自行车的平均速度为 km/h。
一十．探究影响物体势能大小的因素（共1小题）
10．（2021•常州）小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”，如图所示，重物质量m＜M。
实验步骤
具体操作
实验现象
（1）让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察桌腿下陷的深度判断 （小桌/重物）的重力势能大小。
（2）由实验步骤 和 ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点 （正确/错误），理由是 。
一十一．欧姆定律的应用（共1小题）
11．（2018•常州）（一）小明发现：漆黑夜间上洗手间，很难摸到墙上开关，于是动手自制夜间照明电路。
器材：6V新蓄电池、规格为“2.5V0.5A”的新灯泡L、定值电阻R0、开关S、导线若干。
（1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接。要求：夜晚闭合开关S，电压表显示电源电压，灯泡正常发光；白天断开开关S，电压表指针指零，灯泡熄灭。
（2）定值电阻R0＝ Ω
（3）灯泡的规格也可标记为“2.5V W”
（二）数月后，小明发现：闭合开关S，灯泡发光，亮度有所下降
小明猜想：可能是长期使用，蓄电池用旧了导致电源的输出电压有所降低
（4）闭合开关，如图乙所示，电压表显示旧蓄电池的输出电压为 V
小明还猜想：可能是长期使用，灯泡自身发生了变化。因为他发现灯泡玻璃壳内壁发黑。
（5）灯泡玻璃壳内壁发黑是由于钨丝发生
A．先升华后凝华 B．先汽化后液化 C．先熔化后凝固 D．先升华后凝固
（三）小明用该旧蓄电池探究、绘制旧灯泡的I﹣U图象
（6）请在图丙中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于A端。
（7）请根据图丁将实验⑥的电流表示数填入表格。
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
U/V
0
0.5
1
1.5
2
2.5
I/A
0
0.18
0.28
0.34
0.38
（8）请在图戊中画出旧灯泡的I﹣U图象
（9）小明发现旧灯泡的I﹣U图象不是正比例函数图象，原因是： 。
由第⑥组数据可知，长时间使用后，同样在2.5V额定电压下，旧灯泡的电阻 （大于/等于/小于）新灯泡的电阻。
一十二．探究电流与电压、电阻的关系实验（共1小题）
12．（2020•常州）小组同学探究“欧姆定律”。
（一）小明探究“电流与电压的关系”。实验器材为：6V蓄电池开关S、电压表、电流表、滑动变阻器（20Ω 2A）、未知阻值的定值电阻R0。
（1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：滑动变阻器此时接入电路的电阻最大。
（2）闭合开关S，发现电流表有示数、电压表无示数，则电路故障不可能是 。
A．R0处发生短路
B．R0处发生断路
C．导线EG断路
（3）排除电路故障，移动滑动变阻器的滑片P，得到多组数据。实验③时，电压表、电流表的示数如图乙所示，请将数据记录在表格内。
实验序号
①
②
③
④
U/V
1
2
4
I/A
0.1
0.2
0.4
（4）分析实验数据可得探究结论： 。
（5）本实验还可测得定值电阻R0的阻值为 Ω。
（二）小华利用图甲所示电路，以及阻值不同的四个定值电阻，探究“电流与电阻的关系”。
实验序号
①
②
③
④
R/Ω
5
10
15
25
I/A
0.6
0.3
0.2
（6）实验④时，小华无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表虽有示数、但无法达到她想要的 V，原因是 （写出一点即可）。
（7）根据已测数据可得探究结论： 。
一十三．伏安法测电阻的探究实验（共1小题）
13．（2017•常州）某次旅游，密闭大巴内坐满了游客，司机忘了打开换气设备，时间一久，车内二氧化碳浓度上升，令人头晕脑胀。为此，小明设计了车载自动换气设备
（一）小明找来二氧化碳气敏电阻Rx，其电阻值与空气中二氧化碳浓度关系如表格所示，其中二氧化碳浓度为0时，Rx阻值模糊不清，他对该电阻阻值进行测量
二氧化碳浓度/%
0
5
10
15
20
25
30
Rx/Ω
28
22
17
13
10
8
小明把空气通过氢氧化钠溶液，得到二氧化碳浓度为0的空气，并收集于集气瓶中，再将Rx置于其中
（1）图甲电源电压恒为6V，请以笔画导线完成电路图剩余部分的连接。要求，滑片P向B端移动时，电压表、电流表的示数都变大
（2）开关S闭合前，滑片P应移至 （选填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有示数。电路某一故障可能为 。
A、S断路B、R'断路C、Rx短路D、Rx断路
（4）排除故障后，移动滑片P，电压表、电流表示数如图乙所示，二氧化碳为0时，Rx的阻值为 Ω
（5）请在丙图中画出Rx阻值与空气中二氧化碳浓度的关系图像
（二）小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备，如图丁所示，控制电路，恒为6V的蓄电池，开关S，定值电阻R0，二氧化碳气敏电阻Rx，电磁继电器的线圈电阻不计，线圈电流大于0.1A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.1A衔铁被弹回，受控电路包括，恒为24V的蓄电池，额定电压均为24V的绿灯、红灯、换气扇。
（6）请以笔画线完成电路连接，要求：闭合开关S，周围空气中二氧化碳浓度小于8%时，绿灯亮；大于8%时，红灯亮且换气扇正常工作。
（7）定值电阻R0的阻值应为 Ω。
一十四．电能表参数的理解与电能的求法（共1小题）
14．（2017•常州）2016年11月，常州出入境检验检疫局查获一批进口不合格电烤箱，电路存在安全隐患，检验人员在实验室按照规范重新连接烤箱电路，并将相关参数填入铭牌，请选择其中一种方法完成电路设计并计算出相应答案（两种方法都做，以第一种为准）
方法一
方法二
功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关S转动至断开位置，电路不工作；开关S转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热。
（1）请以笔画线代替导线完成电路连接。
测量：实验室内，220V电源只接通电烤箱，电烤箱处于高挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在5min内闪烁了132次。
（2）此过程中，电烤箱消耗电能 J
单根电阻丝的阻值为 Ω
（3）铭牌
额定电压
220V
低挡功率
W
高挡功率
W
功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关S转动至断开位置，电路不工作；开关S转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，仅有一根电阻丝发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，两根电阻丝都发热。
（4）请以笔画线代替导线完成电路连接。
测量：实验室内，220V电源只接通电烤箱，电烤箱处于低挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在5min内闪烁了132次。
（5）此过程中，电烤箱消耗电能 J
单根电阻丝的阻值为 Ω
（6）铭牌
额定电压
220V
低挡功率
W
高挡功率
W
一十五．焦耳定律（共1小题）
15．（2021•常州）小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。
（1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 （A/B）端。
（a）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为0.5A，通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。
（b）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。
（a）、（b）对比可得结论： 。
（c）向 移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1A，通电10分钟、温度计的示数升高了33℃，（b）、（c）对比可得结论： 。
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是 。
（2）为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流表无示数，电路故障是 ，排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示，则电压表示数为 Ⅴ，电流表示数为 A，R2阻值为 Ω。一段时间后，观察到电阻丝 所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。
（3）请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电炉丝的电流 导线的电流，电炉丝的电阻 导线的电阻。（选填：“大于”、“等于”、“小于”）
参考答案与试题解析
一．熔化和凝固的探究实验（共1小题）
1．（2018•常州）小组同学探究“冰的熔化特点”，实验装置如图甲所示
（1）图乙中的温度计示数为 ﹣2 ℃
（2）小明绘制的温度﹣时间图象如图丙所示。由图丙可知：冰是 晶体 （晶体/非晶体），理由是 熔化过程中温度保持不变 ；0～2min升温比5～10min快，原因是 冰的比热容比水小 ；
（3）小明实验后，小华重新加冰、温水，也做了该实验，绘制的温度﹣时间图象如图丁所示，丙、丁图象的差异是因为小华在实验中 加入冰的质量较大 （回答一点即可）
【详解】解：（1）由图可知，温度在0℃以下，分度值为1℃，故温度计示数为﹣2℃；
（2）由丙图知，从第5分钟到15分钟，冰的温度保持0℃不变，所以冰是晶体；
根据公式Q吸＝cm△t可以知道，当质量和吸收的热量相同时，比热c和升高的温度△t成反比。AB段的冰温度升高的快，是因为冰的比热容比水的小；
（3）丁图象中熔化较晚，熔化过程时间较长，说明冰质量较大。
【答案】（1）﹣2；（2）晶体；熔化过程中温度保持不变；冰的比热容比水小； （3）加入冰的质量较大。
二．密度公式的应用（共1小题）
2．（2017•常州）
沙漠集水器
（1）有些沙漠紧邻大海， 白天 （白天/晚上）风通常从大海吹向沙漠，导致空气中富含水蒸气。
（2）伯克利分校的团队设计出一款沙漠集水器﹣WaterSeer，如图所示，利用风能这种 可再生 （可再生/不可再生）能源，借助风力驱动风轮旋转，带动螺旋桨将讲空气输入金属管中部。
（3）深埋在土壤深处的金属管底部温度较低，由于金属的 导热性 （填物理属性）好使得金属管中部温度也降低。
（4）空气中的水蒸气在金属管中部 放热 （吸/放热），液化成水滴，水滴在 重 力的作用下，沿管壁下落，汇集于金属管底部容器。
（5）WaterSeer每天可以收集约37L饮用水，合 37 kg，应用前景十分乐观。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
【详解】解：
（1）由于砂石和海水的比热容不同，海水的比热容大于砂石的比热容，白天，在同样太阳光的照射下，沙漠和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气形成对流。白天，沙漠比大海升温快，地面热空气密度较小，热空气上升，海面较冷的空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向沙漠，形成海风。
（2）风能，能够源源不断的从自然界得到，属于可再生能源。
（3）深埋在土壤深处的金属管底部温度较低，由于金属的导热性好，使得金属管中部温度也降低。
（4）空气中的水蒸气在金属管中部液化放热成水滴，水滴在重力的作用下，沿管壁下落，汇集于金属管底部容器。
（5）水的体积V＝37L＝37dm3＝0.037m3，
由ρ＝得水的质量：
m＝ρV＝1×103kg/m3×0.037m3＝37kg。
【答案】（1）白天；（2）可再生；（3）导热性；（4）放热；重；（5）37。
三．控制变量法与探究性实验方案（共1小题）
3．（2020•常州）疫情期间，伊朗一度流传“甲醇可治新冠”的谣言，导致多人中毒。本着国际主义精神，我国支援伊朗乙醇（即酒精）等大量医疗物资，并外派专家指导民众科学抗疫。甲醇、乙醇是不同物质，属性如表格所示：
物质/属性
毒性
可燃性
密度（kg/m3）
沸点（℃）
比热容[J/（kg•℃）]
热值（J/kg）
甲醇
毒性大
易燃
0.8×103
64.7
2.5×103
2.3×107
乙醇
毒性低
易燃
0.8×103
78
2.4×103
3×107
实验室两个相同容器内分别装有甲醇、乙醇，但标签污损，为准确鉴别，同学们对这两种液体分别用字母A、B标识，并设计如图所示的三种实验方案，展开可行性、安全性论证。
方案甲
方案乙
方案丙
（1）方案甲可测量A、B液体的 密度 ，但无法鉴别。
（2）方案乙可根据A、B液体的 热值 不同进行鉴别，当把两同规格烧杯内的水由常温都加热至90℃，同规格燃料瓶内剩余较多的液体是 乙醇 。
（3）方案丙：用两盏相同的酒精灯同时加热同规格烧杯内初温相等的A、B液体，一段时间后（液体都未沸腾）温度较高的液体是 乙醇 ；继续加热，直至两烧杯内液体都沸腾，温度较高的液体是 乙醇 。从安全性考虑，由于 甲、乙极易汽化燃烧 ，该方案被明令禁止。
【详解】解：（1）方案甲可以用量筒可以测量液体的体积，用天平可以测量出液体的质量，根据密度公式ρ＝可以测量出液体的密度，但是它们的密度相等，所以不能鉴别这两种物质；
（2）方案乙是燃烧这两种物质加热水，这样可以比较出它们的热值大小，可以鉴别出来这两种物质；把两相同规格烧杯内的水由常温加热到90℃时同规格燃料瓶内的液体剩余越多，说明它的热值越大，是乙醇；
（3）方案丙中是比较两种物质的比热容，相同情况吸收相同的热量升温越高的物质比热容越小，是乙醇；继续加热至两种液体沸腾测出沸点，沸点高的是乙醇；因为甲、乙两种液体极易汽化燃烧，所以很危险，这种方案被明令禁止。
【答案】（1）密度；（2）热值；乙醇； （3）乙醇；乙醇；甲、乙极易汽化燃烧。
四．探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验（共1小题）
4．（2021•常州）常州某小学大门口，设有护学岗标志牌及其固定装置：铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹夹着重4N的护学岗标志牌，铁夹张开幅度越大，夹得越紧。放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，此过程中，标志牌杆受到铁夹的摩擦力方向 竖直向下 、大小为 9 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们展开合理猜想。
猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大，理由是 铁夹张开幅度越大，压力越大，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大 。
猜想2：考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小，理由是 接触面的粗糙程度变小，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变小 。
同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学们先采用原始方案，测量时发现超出测力计的量程，于是设计出改进方案1、改进方案2，如图所示，每个滑轮重均为0.3N，不计绳重及滑轮处摩擦。
应采用改进方案 2 进行探究，实验时，匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，拔出后静止时，测力计示数为1.6N。淋湿、吸水后标志牌重为 4.5 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为 8.4 N，猜想 2 起主导作用。
【详解】解：（1）放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，标志牌在竖直方向上受到的竖直向下的摩擦力和重力、竖直向上的拉力的作用，三个力平衡，大小相等，所以摩擦力的大小为13N﹣4N＝9N，方向是竖直向下的；
（2）猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，则铁夹张开幅度越大，夹得越紧，即压力越大，则标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大；
考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，在压力不变时，接触面的粗糙程度变小，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小；
（3）使用定滑轮不能改变力的大小，使用动滑轮可以省力；物体的重力为4N，拔出标志牌后，测力计示数为1.6N，要小于标志牌的重力，所以采用是实验方案2；
实验时，由图可知，滑轮组有3段绳子拉着动滑轮，拔出后静止时，测力计示数为1.6N，则F'＝（G'+G动），吸水后的标志牌的重力为：G'＝nF'﹣G动＝3×1.6N﹣0.3N＝4.5N；
匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，不计绳重及滑轮处摩擦，则：F＝（FG+G动），标志牌受到向上的拉力为：FG＝nF﹣G动＝3×4.4N﹣0.3N＝12.9N，则受到的摩擦力为：f＝FG﹣G＝12.9N﹣4.5N＝8.4N；
由此可知，摩擦力变小了，即猜想2起主导作用。
【答案】竖直向下；9；铁夹张开幅度越大，压力越大，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大；接触面的粗糙程度变小，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变小；2；4.5；8.4；2。
五．平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案（共1小题）
5．（2019•常州）同学们探究“平面镜成像特点”。
（1）小华在竖直的玻璃板前A位置放置点燃的蜡烛，看到玻璃板后出现蜡烛的像，如图甲所示，用一张不透明纸挡在玻璃板与像之间，她在图甲所示位置观察 仍然 （选填“仍然”或“不能”）看到蜡烛的像。这说明像是由于光的 反射 （选填“反射”或“折射”）形成的。
（2）撤去不透明纸，小华又拿另一支大小相同的蜡烛放到玻璃板后像的位置，发现它跟像完全重合，由此可知平面镜成 等大 （选填“缩小”、“等大”或“放大”）的像。记录物像的位置AA′。
（3）经过三次实验得到三组物、像位置点，如图乙所示，由此可知 像和物体到平面镜的距离相等 。
（4）小明自备器材做该实验，在玻璃板前放置一支点燃的蜡烛，看到玻璃板后出现蜡烛的两个像，这是因为 玻璃板太厚导致玻璃板前后两个面都发生了反射，两个表面都成虚像 。
【详解】解：（1）平面镜成的像是虚像，是由光的反射形成的，故用一张不透明纸挡在玻璃板与像之间，她在图甲所示位置观察仍然看到蜡烛的像。
（2）另外一支相同的蜡烛B与前面的蜡烛A的像完全重合，则说明平面镜所成的像与物体是等大的；
（3）根据图乙可知，A和A′、B和B′、C和C′都是关于玻璃板所在位置对称的，则可得到：像和物体到平面镜的距离相等；
（4）论是厚玻璃板还是薄玻璃板，玻璃板两个表面都能成像，太厚的玻璃板会导致两个像距离较远，人眼能看出来两个像，而薄玻璃板成的两个像几乎重合，所看上去是一个像。
【答案】（1）仍然；反射；（2）等大；（3）像和物体到平面镜的距离相等；（4）玻璃板太厚导致玻璃板前后两个面都发生了反射，两个表面都成虚像。
六．光的色散（共1小题）
6．（2020•常州）如图甲所示，一束太阳光通过三棱镜后，在光屏上呈现彩色光带。
（1）这种现象叫做光的 色散 现象。
（2）把温度计放在色散光带红光的外侧，发现其示数变大，表明该处存在人眼看不见的 红外线 。
（3）将蓝底、红字的小纸片放在光屏上蓝光区域，小纸片呈现 蓝 底、 黑 字。
（4）由上述实验现象可推知：红光照射下某凸透镜的焦距 大于 （小于/等于/大于）蓝光照射下该凸透镜的焦距。
（5）如图乙所示，当用红光照亮物体E时，在光屏上恰好呈倒立、等大的实像：若改用蓝光照亮物体E时，应将光屏适当向 左 （左/右）移，才能呈现清晰的 缩小 （缩小/等大/放大）的像。
【详解】解：（1）太阳光经过三棱镜被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种色光的现象叫作光的色散；
（2）红外线具有热效应，处于其中的物体温度会升高；
（3）不透明物体的蓝色部分能够反射蓝光，看起来是蓝色，红色部分不能反射蓝光，看起来是黑色；
（4）由甲图可知，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种色光经过三棱镜后折射角依次变大，因此平行于凸透镜主光轴的这些光线经过凸透镜后，折射角大的光线的先出现会聚点，即焦点，因此焦距短；
（5）红光照射时光屏上成倒立等大的实像，说明此时的物距等于2f，换蓝光照射时，根据（4）中结论可知，此时凸透镜的焦距变小，因此相当于物距变大，即u＞2f，像距变小，所以像向透镜移动，我们此时要将光屏向左移动才能再次得到清晰的倒立缩小的像。
【答案】（1）色散； （2）红外线；（3）蓝； 黑；（4）大于；（5）左； 缩小。
七．凸透镜成像规律及其探究实验（共1小题）
7．（2018•常州）小明用光具座、F光源、凸透镜、光屏等器材，探究“凸透镜成像规律”。
（1）如图甲所示，将光源放在30cm刻度处时，移动光屏可得倒立、等大的清晰像，此时光屏在 70 cm刻度处，凸透镜的焦距是 10 cm；
（2）把光源向左移至20cm刻度处时，将光屏向 左 （左/右）调节，可得 倒立 （倒立/正立） 缩小 （缩小/放大）的清晰像；
（3）把光源放在45cm刻度处时，移去光屏，人眼通过透镜看到的像是图乙中的 C 。
【详解】解：（1）当烛焰放在30厘米刻度处时，在光屏上得到一个等大清晰的像，根据凸透镜成像规律可知，u＝50cm﹣30cm＝20cm＝2f，所以f＝10cm，此时光屏在50cm+20cm＝70cm刻度处，。
（2）把光源向左移至20cm刻度处时，此时的物距为50cm﹣20cm＝30cm，根据凸透镜成像规律可知，u＞2f，在光屏上可得到一个倒立、缩小的清晰的实像，此时2f＞v＞f，即光屏应向左移动；
（3）保持凸透镜位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座45cm刻度处，物距u＝50cm﹣45cm＝5cm，u＜f，成正立、放大的虚像，像和物体在凸透镜的同侧。所以应该在光屏一侧透过透镜观察像，故C符合题意。
【答案】（1）70；10；（2）左；倒立；缩小；（3）C。
八．电磁继电器的组成、原理和特点（共1小题）
8．（2019•常州）梅雨季节，湿衣服久晾不干，令人烦恼。小组同学设计出两款自动控制“干衣神器”，可使得衣服快速变干，请选择其中一种方法完成电路原理设计并算出相应答案。（两种方法都做，以第一种为准）
方法一
方法二
器材：开关S，电源转换器（把220V交流电压转换为6V直流电压），定值电阻R0，热敏电阻Rx（电阻随温度的变化关系如图所示）。电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），电风扇，电热丝（电阻不变）。
功能：①闭合开关S．当温度低于60℃时，机器吹热风；当温度高于60℃时，机器吹冷风。
②受控电路（220V工作电路）吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W。
（1）请以笔画线代替导线完成电路连接。
（2）定值电阻R的阻值为 120 Ω。
（3）电热丝的阻值为 484 Ω．
器材：开关S，电源转换器（把220V交流电压转换为6V直流电压），定值电阻R0，湿敏电阻Rx（电阻随摆度的变化关系如图所示），电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），电风扇，电热丝（电阻不变）
功能：①闭合开关S．当湿度大于40%时，机器吹热风；当湿度小于40%时，机器吹冷风。
②受控电路（220V 工作电路）吹热风时功率为120W，吹冷风时功率为20W。
（1）请以笔画线代替导线完成电路图连接。
（2）定值电阻R0的阻值为 120 Ω。
（3）电热丝的阻值为 484 Ω．
【详解】解：【方法一】：
（1）由图知温度为60℃时，热敏电阻的阻值为40Ω，热敏电阻的阻值随温度的升高而增大（或热敏电阻的阻值随温度的降低而减小），
若控制电路只有热敏电阻，则电流为I＝＝＝0.15A，电流小于0.2A（线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），
则需要将定值电阻R0和热敏电阻Rx并联连接时，线圈中电流才能达到0.2A，电磁继电器的动触点要接在火线上，温度低于60℃时吹热风；根据图象可知，随温度的降低，Rx的阻值减小，控制电路中的电阻减小，电流变大，衔铁将被吸下，则电热丝要接在下方静触点上，电热丝和电风扇并联连接，电风扇不受电磁继电器的控制，电风扇直接接在火线和零线之间，如图所示：
（2）根据题意和欧姆定律可得，衔铁即将吸下时控制电路的总电流：
I＝＝0.2A，
即＝0.2A，解得：R0＝120Ω；
（3）由于吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W，且电热丝和电风扇并联连接，
所以电热丝消耗的功率为：P丝＝P热﹣P冷＝120W﹣20W＝100W，
则电热丝的电阻为：R＝＝＝484Ω；
【方法二】：
（1）由图知当湿度为40%时，湿敏电阻的阻值为40Ω，湿敏电阻随湿度的增加而减小；
若控制电路只有湿敏电阻，则电流为I＝＝＝0.15A，电流小于0.2A（线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），
则需要将定值电阻R0和湿敏电阻Rx并联连接时，线圈中电流才能达到0.2A，电磁继电器的动触点要接在火线上，当湿度大于40%时吹热风；根据图象可知，随湿度的增加，Rx的阻值减小，控制电路中的电阻减小，电流变大，衔铁将被吸下，则电热丝要接在下方静触点上，电热丝和电风扇并联连接，电风扇不受电磁继电器的控制，电风扇直接接在火线和零线之间，如图所示：
（2）根据题意和欧姆定律可得，衔铁即将吸下时控制电路的总电流：
I＝＝0.2A，
即＝0.2A，解得：R0＝120Ω；
（3）由于吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W，且电热丝和电风扇并联连接，
所以电热丝消耗的功率为：P丝＝P热﹣P冷＝120W﹣20W＝100W，
则电热丝的电阻为：R＝＝＝484Ω；
【答案】方法一：（1）见上图；（2）120；（3）484；
方法二：（1）见上图；（2）120；（3）484。
九．功率的计算（共1小题）
9．（2019•常州）2019年4月15日起，新的《电动自行车安全技术规范》正式实施。要求：最大速度≤25km/h，电动机输出功率≤400W，质检员小华对某款电动自行车进行测试，沿水平直路从A出发骑行至D结束，如图所示。测试情况如表格所示。
AB
BC
CD
路程/km
0.6
4.8
0.6
用时/h
0.05
0.2
0.05
速度特点
逐步加速
以最大速度匀速行驶
逐步减速
阻力特点
越来越大
恒为60N
越来越小
（1）测试过程中，小华看到路旁的树木向西，她是以 自己 （选填“自己”或“地面”）为参照物，此时她是向 东 （选填“东”或“西”）骑行。
（2）BC段，电动自行车的速度为 24 km/h， 符合 （选填“符合”或“不符合”）新《规范）关于最大速度的要求。
（3）BC段，电动自行车的动力做功 2.88×105 J．电动机的输出功率为 400 W， 符合 （选填“符合”或“不符合”）新《规范》关于电动机输出功率的要求。
（4）从A到D全程，电动自行车的平均速度为 20 km/h。
【详解】解：
（1）测试过程中，小华看到路旁的树木向西运动，树木和小华之间发生了位置的改变，所以她是以自己为参照物的，此时她是向东骑行；
（2）在BC段电动自行车的速度vBC＝＝＝24km/h＜25km/h，符合新《规范）关于最大速度的要求；
（3）在BC段，匀速骑行，车受到的动力和阻力是一对平衡力，大小相等，则动力F＝f＝60N，
BC段动力做功：W＝Fs＝60N×4800m＝2.88×105J，
电动机的输出功率：
P＝＝＝400W，符合新《规范》关于电动机输出功率的要求。
（4）从A到D全程，总路程s＝0.6km+4.8km+0.6km＝6km，
总时间：t＝0.05h+0.2h+0.05h＝0.3h，
全程电动自行车的平均速度：
v＝＝＝20km/h。、
【答案】
（1）自己；东；（2）24；符合；（3）2.88×105；400；符合；（4）20。
一十．探究影响物体势能大小的因素（共1小题）
10．（2021•常州）小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”，如图所示，重物质量m＜M。
实验步骤
具体操作
实验现象
（1）让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察桌腿下陷的深度判断 重物 （小桌/重物）的重力势能大小。
（2）由实验步骤 A 和 B ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点 错误 （正确/错误），理由是 重物的质量、高度两个都是变量，无法比较 。
【详解】解：（1）在实验探究过程中，通过观察桌腿下陷的深度来比较重物的重力势能的大小；
（2）研究重力势能大小和高度的关系时，保证质量不变，改变小球的高度。由图知：步骤A、B可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系；
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点是错误的，因为B、C步骤中重物的质量、高度两个都是变量，无法比较。
【答案】（1）重物；（2）A；B；（3）错误；重物的质量、高度两个都是变量，无法比较。
一十一．欧姆定律的应用（共1小题）
11．（2018•常州）（一）小明发现：漆黑夜间上洗手间，很难摸到墙上开关，于是动手自制夜间照明电路。
器材：6V新蓄电池、规格为“2.5V0.5A”的新灯泡L、定值电阻R0、开关S、导线若干。
（1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接。要求：夜晚闭合开关S，电压表显示电源电压，灯泡正常发光；白天断开开关S，电压表指针指零，灯泡熄灭。
（2）定值电阻R0＝ 7 Ω
（3）灯泡的规格也可标记为“2.5V 1.25 W”
（二）数月后，小明发现：闭合开关S，灯泡发光，亮度有所下降
小明猜想：可能是长期使用，蓄电池用旧了导致电源的输出电压有所降低
（4）闭合开关，如图乙所示，电压表显示旧蓄电池的输出电压为 4.5 V
小明还猜想：可能是长期使用，灯泡自身发生了变化。因为他发现灯泡玻璃壳内壁发黑。
（5）灯泡玻璃壳内壁发黑是由于钨丝发生 A
A．先升华后凝华 B．先汽化后液化 C．先熔化后凝固 D．先升华后凝固
（三）小明用该旧蓄电池探究、绘制旧灯泡的I﹣U图象
（6）请在图丙中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于A端。
（7）请根据图丁将实验⑥的电流表示数填入表格。
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
U/V
0
0.5
1
1.5
2
2.5
I/A
0
0.18
0.28
0.34
0.38
（8）请在图戊中画出旧灯泡的I﹣U图象
（9）小明发现旧灯泡的I﹣U图象不是正比例函数图象，原因是： 灯丝的电阻随温度的变化而变化 。
由第⑥组数据可知，长时间使用后，同样在2.5V额定电压下，旧灯泡的电阻 大于 （大于/等于/小于）新灯泡的电阻。
【详解】解：
（一）（1）闭合开关S，灯泡正常发光，电压表显示电源电压，说明电压表可并联在电源两端或并联在灯泡和定值电阻的两端；断开开关S，灯泡熄灭，电压表指针指零，说明电压表并联在灯泡和定值电阻的两端，电源电压为6V，所以电压表选用0﹣15V量程，实物连接如图所示：
（2）由图知，灯泡与电阻串联，由题知，闭合开关S，灯泡正常发光，即UL＝2.5V，电路中电流为0.5A，
由串联电路特点和欧姆定律可得，R0的阻值：
R0＝＝＝＝7Ω；
（3）已知灯泡的额定电压和正常发光电流，所以灯泡的额定功率：
P＝ULI＝2.5V×0.5A＝1.25W，
灯泡的规格也可标记为“2.5V 1.25W“。
（二）（4）由图乙知，电压表使用0﹣15V量程，分度值0.5V，示数为4.5V；
（5）灯泡的钨丝在温度较高时会直接变成气体，发生了升华现象；当这种气体遇到冷的玻璃时，又会直接变成固体附着在灯泡上，发生了凝华现象。
即：先升华后凝华，故选A；
（三）（6）变阻器应一上一下串联入电路中，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于A端，即最大值端，所以应将B接线柱接入电路中，电路图如图所示：
（7）由图丁知，电流表使用0﹣0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.4A；
（8）根据表中数据，描点连线画出旧灯泡的I﹣U图象，如图所示：
（9）灯的U﹣I图象不是正比例函数图象，是因为灯丝的电阻随温度的变化而变化；
长时间使用，由于灯泡灯丝的升华，使得灯丝变细，而灯丝的材料和长度不变，所以在额定电压下旧灯泡的电阻大于新灯泡。
【答案】（一）（1）见上图；（2）7；（3）1.25；
（二）（4）4.5；（5）A
（三）（6）见上图；（7）0.4；（8）见上图；（9）灯丝的电阻随温度的变化而变化；大于。
一十二．探究电流与电压、电阻的关系实验（共1小题）
12．（2020•常州）小组同学探究“欧姆定律”。
（一）小明探究“电流与电压的关系”。实验器材为：6V蓄电池开关S、电压表、电流表、滑动变阻器（20Ω 2A）、未知阻值的定值电阻R0。
（1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：滑动变阻器此时接入电路的电阻最大。
（2）闭合开关S，发现电流表有示数、电压表无示数，则电路故障不可能是 B 。
A．R0处发生短路
B．R0处发生断路
C．导线EG断路
（3）排除电路故障，移动滑动变阻器的滑片P，得到多组数据。实验③时，电压表、电流表的示数如图乙所示，请将数据记录在表格内。
实验序号
①
②
③
④
U/V
1
2
3
4
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
（4）分析实验数据可得探究结论： 电阻一定时，电流与电压成正比 。
（5）本实验还可测得定值电阻R0的阻值为 10 Ω。
（二）小华利用图甲所示电路，以及阻值不同的四个定值电阻，探究“电流与电阻的关系”。
实验序号
①
②
③
④
R/Ω
5
10
15
25
I/A
0.6
0.3
0.2
（6）实验④时，小华无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表虽有示数、但无法达到她想要的 3 V，原因是 变阻器的最大电阻太小 （写出一点即可）。
（7）根据已测数据可得探究结论： 电压一定时，电流与电阻成反比 。
【详解】解：
（一）探究“电流与电压的关系”：
（1）要求滑动变阻器此时接入电路的电阻最大，故应将变阻器左下接线柱连入电路中，C或D再连入电路中与电阻串联，如下所示：
（2）A．若R0处发生短路，电压表没有示数，电路为通路，电流表有示数，A可能；
B．若R0处发生断路，电流表没有示数，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，B不可能；
C．导线EG断路，电路为通路，电流表有示数，电压表没有连入电路中，电压表没有示数，C可能；
故选B；
（3）实验③时，电压表、电流表的示数如图乙所示，电压表选用大量程，分度值为0.5V，电压为3V；
电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，如下表所示：
实验序号
①
②
③
④
U/V
1
2
3
4
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
（4）由实验数据可知，电压与电流之比为：
R＝＝＝＝﹣﹣﹣﹣＝10Ω，为一定值，故探究结论：电阻一定时，电流与电压成正比；
（5）本实验还可测得定值电阻R0的阻值为10Ω；
（二）探究“电流与电阻的关系”时，要控制电阻的电压不变，
由第二个表知，电阻两端的电压始终保持：
UV＝IR＝0.6A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣＝0.2A×15Ω＝3V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣3V＝3V，变阻器分得的电压为电压表示数的1倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝1×25Ω＝25Ω＞20Ω，即大于变阻器的最大电阻，故实验④时，小华无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表虽有示数、但无法达到她想要的3V，原因是变阻器的最大电阻太小；
（7）因电流与电阻之积为一定值，故根据已测数据可得探究结论：电压一定时，电流与电阻成反比。
【答案】（1）如上所示；（2）B；（3）3；0.3；（4）电阻一定时，电流与电压成正比；（5）10；（6）3； 变阻器的最大电阻太小； （7）电压一定时，电流与电阻成反比。
一十三．伏安法测电阻的探究实验（共1小题）
13．（2017•常州）某次旅游，密闭大巴内坐满了游客，司机忘了打开换气设备，时间一久，车内二氧化碳浓度上升，令人头晕脑胀。为此，小明设计了车载自动换气设备
（一）小明找来二氧化碳气敏电阻Rx，其电阻值与空气中二氧化碳浓度关系如表格所示，其中二氧化碳浓度为0时，Rx阻值模糊不清，他对该电阻阻值进行测量
二氧化碳浓度/%
0
5
10
15
20
25
30
Rx/Ω
28
22
17
13
10
8
小明把空气通过氢氧化钠溶液，得到二氧化碳浓度为0的空气，并收集于集气瓶中，再将Rx置于其中
（1）图甲电源电压恒为6V，请以笔画导线完成电路图剩余部分的连接。要求，滑片P向B端移动时，电压表、电流表的示数都变大
（2）开关S闭合前，滑片P应移至 A （选填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有示数。电路某一故障可能为 D 。
A、S断路B、R'断路C、Rx短路D、Rx断路
（4）排除故障后，移动滑片P，电压表、电流表示数如图乙所示，二氧化碳为0时，Rx的阻值为 35 Ω
（5）请在丙图中画出Rx阻值与空气中二氧化碳浓度的关系图像
（二）小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备，如图丁所示，控制电路，恒为6V的蓄电池，开关S，定值电阻R0，二氧化碳气敏电阻Rx，电磁继电器的线圈电阻不计，线圈电流大于0.1A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.1A衔铁被弹回，受控电路包括，恒为24V的蓄电池，额定电压均为24V的绿灯、红灯、换气扇。
（6）请以笔画线完成电路连接，要求：闭合开关S，周围空气中二氧化碳浓度小于8%时，绿灯亮；大于8%时，红灯亮且换气扇正常工作。
（7）定值电阻R0的阻值应为 35 Ω。
【详解】解：（1）用伏安法测电阻大小，电流表要串联在电路中，由图乙可知，电压表选用大量程，电流表选用小量程，因要求滑片P向B端移动时，电流表的示数变大，则电路中的电阻变小，即滑动变阻器连入电路中的电阻变小，故滑片以右电阻丝连入电路中，根据欧姆定律的变形公式U＝IR，待测电阻的电压变大，由串联电路的电压规律，电压表示数变小，故电压表并联在待测电阻的两端，
如下图1所示
（2）开关S闭合前，滑片P应移至阴性阻值最大处，即A端；
（3）闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有示数。电路某一故障可能为Rx断路，选D；
（4）图中电压表选用大量程，分度值为0.5V，示数为3.5V；电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.1A，由欧姆定律，待测电阻：
RX＝＝35Ω；
（5）由表中数据，在坐标系中确定对应的点，用平滑的曲线连接起来，如下图2所示：
（6）闭合开关S，因周围空气中二氧化碳浓度越大，气敏电阻越小，当大于8%时，电阻小于某一值，电流大于0.1A，电磁铁将衔铁吸下，红灯亮且换气扇正常工作，同时绿灯断开不亮；当周围空气中二氧化碳浓度小于8%时，电阻大于某一值，电流小于0.1A，绿灯亮；
将控制电路与电源串联起来；
电流小于0.1A时，上触点与衔铁接触，绿灯与电源连接，绿灯亮；
电流流大于电0.1A时，磁铁将衔铁吸下，下触点与衔铁接触，上触点与衔铁分离，红灯与换气扇并联，红灯亮且换气扇正常工作，绿灯断路；电路连接如下图所示：
（7）由图2可知，当周围空气中二氧化碳浓度为8%时，气敏电阻大小为R′X＝25欧姆，电路中电流I＝0.1A
，根据欧姆定律和电阻的串联规律，
R0＝﹣R′X＝﹣25Ω＝35Ω；
【答案】（1）如上图1所示；（2）A；（3）D；（4）35；（5）如上图2所示；（6）如上图3所示；
（7）35。
一十四．电能表参数的理解与电能的求法（共1小题）
14．（2017•常州）2016年11月，常州出入境检验检疫局查获一批进口不合格电烤箱，电路存在安全隐患，检验人员在实验室按照规范重新连接烤箱电路，并将相关参数填入铭牌，请选择其中一种方法完成电路设计并计算出相应答案（两种方法都做，以第一种为准）
方法一
方法二
功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关S转动至断开位置，电路不工作；开关S转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热。
（1）请以笔画线代替导线完成电路连接。
测量：实验室内，220V电源只接通电烤箱，电烤箱处于高挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在5min内闪烁了132次。
（2）此过程中，电烤箱消耗电能 1.32×105 J
单根电阻丝的阻值为 110 Ω
（3）铭牌
额定电压
220V
低挡功率
220 W
高挡功率
440 W
功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关S转动至断开位置，电路不工作；开关S转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，仅有一根电阻丝发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，两根电阻丝都发热。
（4）请以笔画线代替导线完成电路连接。
测量：实验室内，220V电源只接通电烤箱，电烤箱处于低挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在5min内闪烁了132次。
（5）此过程中，电烤箱消耗电能 1.32×105 J
单根电阻丝的阻值为 110 Ω
（6）铭牌
额定电压
220V
低挡功率
440 W
高挡功率
880 W
【详解】解：
方法一：
（1）当开关S转动至低挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热，根据P＝可知，电路电阻最大，则说明两电阻串联；
开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热，根据P＝可知，电路电阻最小，则另一根电阻丝被短路。
由安全用电知识可知，开关接在火线和电阻丝之间，金属外壳接地线，如图所示：
（2）电能表的指示灯闪烁132次，电阻丝消耗的电能：
W＝＝kW•h＝1.32×105J。
烤箱处于高挡工作时间t＝5min＝300s，
由W＝t得，烤箱处于高挡时电阻丝的阻值：
R＝t＝×300s＝110Ω。
（3）当电烤箱处于低温挡时，两电阻丝串联，
电路总电阻：R总＝R+R＝110Ω+110Ω＝220Ω，
则电烤箱处于低温挡时的电功率：
P低＝＝＝220W。
当电烤箱处于高温挡时，仅有一根电阻丝发热，
则电烤箱处于高温挡时的电功率：
P高＝＝＝440W。
方法二：
（4）开关S转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，根据P＝可知，电路电阻最大，仅有一根电阻丝发热；
开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，两根电阻丝都发热，根据P＝可知，电路电阻最小，则说明两电阻并联；
由安全用电知识可知，开关接在火线和电阻丝之间，金属外壳接地线，如图所示：
（5）电能表的指示灯闪烁132次，电阻丝消耗的电能：
W＝＝kW•h＝1.32×105J。
烤箱处于低挡工作时间t＝5min＝300s，
由W＝t得，烤箱处于高挡时电阻丝的阻值：
R＝t＝×300s＝110Ω。
（6）当电烤箱处于低温挡时，仅有一根电阻丝发热，
则电烤箱处于高温挡时的电功率：
P低′＝＝＝440W。
当电烤箱处于高温挡时，两电阻丝并联，
电路总电阻：R总′＝R＝×110Ω＝55Ω，
则电烤箱处于高温挡时的电功率：
P高′＝＝＝880W。
【答案】
方法一：（1）见上图；（2）1.32×105；110；（3）220；440；
方法二：（1）见上图；（2）1.32×105；110；（3）440；880。
一十五．焦耳定律（共1小题）
15．（2021•常州）小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。
（1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 B （A/B）端。
（a）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为0.5A，通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。
（b）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。
（a）、（b）对比可得结论： 在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多 。
（c）向 A端 移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1A，通电10分钟、温度计的示数升高了33℃，（b）、（c）对比可得结论： 在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多 。
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是 实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量 。
（2）为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流表无示数，电路故障是 R2断路 ，排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示，则电压表示数为 8 Ⅴ，电流表示数为 0.5 A，R2阻值为 16 Ω。一段时间后，观察到电阻丝 R2 所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。
（3）请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电炉丝的电流 等于 导线的电流，电炉丝的电阻 大于 导线的电阻。（选填：“大于”、“等于”、“小于”）
【详解】解：（1）滑动变阻器有保护电路的作用，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，故位于B端；
（b）两次实验中，电阻和电流大小均相同，通电时间不同，（b）中温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；
（c）（c）实验中电流表示数变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，故应向A端移动滑片；
（b）、（c）两次实验中，电阻大小和通电时间均相同，（c）中电流大于（b）中电流，且温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；
（2）开关闭合后，电压表有示数，说明电压表与电源接通，但电流表无示数，说明电路中有断路的地方，电路故障是R2断路；
从图乙中可知，闭合开关后，两电阻丝和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压。
电压表选择大量程，分度值为0.5V，示数为8V，电流表选择小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A；
根据欧姆定律可知R2的阻值R2＝＝＝16Ω；
已知R1＝10Ω＜R2，根据Q＝I2Rt可知一段时间后，电阻丝R2产生的热量多，故观察到电阻丝R2所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多；
（3）电炉丝和导线串联，故电炉丝的电流等于导线的电流，电炉丝的电阻大于导线的电阻，根据Q＝I2Rt可知通电相同时间，电炉丝产生的热量大于导线产生的热量，故电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显。
【答案】（1）B；（b）在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；（c）A端；在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；（d）实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；
（2）R2断路；8；0.5；16；R2；（3）等于；大于。
江苏省常州市五年（2017-2021）中考物理真题实验题知识点分类汇编（含答案）
一．熔化和凝固的探究实验（共1小题）
1．（2018•常州）小组同学探究“冰的熔化特点”，实验装置如图甲所示
（1）图乙中的温度计示数为 ℃
（2）小明绘制的温度﹣时间图象如图丙所示。由图丙可知：冰是 （晶体/非晶体），理由是 ；0～2min升温比5～10min快，原因是 ；
（3）小明实验后，小华重新加冰、温水，也做了该实验，绘制的温度﹣时间图象如图丁所示，丙、丁图象的差异是因为小华在实验中 （回答一点即可）
二．密度公式的应用（共1小题）
2．（2017•常州）
沙漠集水器
（1）有些沙漠紧邻大海， （白天/晚上）风通常从大海吹向沙漠，导致空气中富含水蒸气。
（2）伯克利分校的团队设计出一款沙漠集水器﹣WaterSeer，如图所示，利用风能这种 （可再生/不可再生）能源，借助风力驱动风轮旋转，带动螺旋桨将讲空气输入金属管中部。
（3）深埋在土壤深处的金属管底部温度较低，由于金属的 （填物理属性）好使得金属管中部温度也降低。
（4）空气中的水蒸气在金属管中部 （吸/放热），液化成水滴，水滴在 力的作用下，沿管壁下落，汇集于金属管底部容器。
（5）WaterSeer每天可以收集约37L饮用水，合 kg，应用前景十分乐观。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
三．控制变量法与探究性实验方案（共1小题）
3．（2020•常州）疫情期间，伊朗一度流传“甲醇可治新冠”的谣言，导致多人中毒。本着国际主义精神，我国支援伊朗乙醇（即酒精）等大量医疗物资，并外派专家指导民众科学抗疫。甲醇、乙醇是不同物质，属性如表格所示：
物质/属性
毒性
可燃性
密度（kg/m3）
沸点（℃）
比热容[J/（kg•℃）]
热值（J/kg）
甲醇
毒性大
易燃
0.8×103
64.7
2.5×103
2.3×107
乙醇
毒性低
易燃
0.8×103
78
2.4×103
3×107
实验室两个相同容器内分别装有甲醇、乙醇，但标签污损，为准确鉴别，同学们对这两种液体分别用字母A、B标识，并设计如图所示的三种实验方案，展开可行性、安全性论证。
方案甲
方案乙
方案丙
（1）方案甲可测量A、B液体的 ，但无法鉴别。
（2）方案乙可根据A、B液体的 不同进行鉴别，当把两同规格烧杯内的水由常温都加热至90℃，同规格燃料瓶内剩余较多的液体是 。
（3）方案丙：用两盏相同的酒精灯同时加热同规格烧杯内初温相等的A、B液体，一段时间后（液体都未沸腾）温度较高的液体是 ；继续加热，直至两烧杯内液体都沸腾，温度较高的液体是 。从安全性考虑，由于 ，该方案被明令禁止。
四．探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验（共1小题）
4．（2021•常州）常州某小学大门口，设有护学岗标志牌及其固定装置：铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹夹着重4N的护学岗标志牌，铁夹张开幅度越大，夹得越紧。放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，此过程中，标志牌杆受到铁夹的摩擦力方向 、大小为 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们展开合理猜想。
猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大，理由是 。
猜想2：考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小，理由是 。
同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学们先采用原始方案，测量时发现超出测力计的量程，于是设计出改进方案1、改进方案2，如图所示，每个滑轮重均为0.3N，不计绳重及滑轮处摩擦。
应采用改进方案 进行探究，实验时，匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，拔出后静止时，测力计示数为1.6N。淋湿、吸水后标志牌重为 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为 N，猜想 起主导作用。
五．平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案（共1小题）
5．（2019•常州）同学们探究“平面镜成像特点”。
（1）小华在竖直的玻璃板前A位置放置点燃的蜡烛，看到玻璃板后出现蜡烛的像，如图甲所示，用一张不透明纸挡在玻璃板与像之间，她在图甲所示位置观察 （选填“仍然”或“不能”）看到蜡烛的像。这说明像是由于光的 （选填“反射”或“折射”）形成的。
（2）撤去不透明纸，小华又拿另一支大小相同的蜡烛放到玻璃板后像的位置，发现它跟像完全重合，由此可知平面镜成 （选填“缩小”、“等大”或“放大”）的像。记录物像的位置AA′。
（3）经过三次实验得到三组物、像位置点，如图乙所示，由此可知 。
（4）小明自备器材做该实验，在玻璃板前放置一支点燃的蜡烛，看到玻璃板后出现蜡烛的两个像，这是因为 。
六．光的色散（共1小题）
6．（2020•常州）如图甲所示，一束太阳光通过三棱镜后，在光屏上呈现彩色光带。
（1）这种现象叫做光的 现象。
（2）把温度计放在色散光带红光的外侧，发现其示数变大，表明该处存在人眼看不见的 。
（3）将蓝底、红字的小纸片放在光屏上蓝光区域，小纸片呈现 底、 字。
（4）由上述实验现象可推知：红光照射下某凸透镜的焦距 （小于/等于/大于）蓝光照射下该凸透镜的焦距。
（5）如图乙所示，当用红光照亮物体E时，在光屏上恰好呈倒立、等大的实像：若改用蓝光照亮物体E时，应将光屏适当向 （左/右）移，才能呈现清晰的 （缩小/等大/放大）的像。
七．凸透镜成像规律及其探究实验（共1小题）
7．（2018•常州）小明用光具座、F光源、凸透镜、光屏等器材，探究“凸透镜成像规律”。
（1）如图甲所示，将光源放在30cm刻度处时，移动光屏可得倒立、等大的清晰像，此时光屏在 cm刻度处，凸透镜的焦距是 cm；
（2）把光源向左移至20cm刻度处时，将光屏向 （左/右）调节，可得 （倒立/正立） （缩小/放大）的清晰像；
（3）把光源放在45cm刻度处时，移去光屏，人眼通过透镜看到的像是图乙中的 。
八．电磁继电器的组成、原理和特点（共1小题）
8．（2019•常州）梅雨季节，湿衣服久晾不干，令人烦恼。小组同学设计出两款自动控制“干衣神器”，可使得衣服快速变干，请选择其中一种方法完成电路原理设计并算出相应答案。（两种方法都做，以第一种为准）
方法一
方法二
器材：开关S，电源转换器（把220V交流电压转换为6V直流电压），定值电阻R0，热敏电阻Rx（电阻随温度的变化关系如图所示）。电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），电风扇，电热丝（电阻不变）。
功能：①闭合开关S．当温度低于60℃时，机器吹热风；当温度高于60℃时，机器吹冷风。
②受控电路（220V工作电路）吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W。
（1）请以笔画线代替导线完成电路连接。
（2）定值电阻R的阻值为 Ω。
（3）电热丝的阻值为 Ω．
器材：开关S，电源转换器（把220V交流电压转换为6V直流电压），定值电阻R0，湿敏电阻Rx（电阻随摆度的变化关系如图所示），电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），电风扇，电热丝（电阻不变）
功能：①闭合开关S．当湿度大于40%时，机器吹热风；当湿度小于40%时，机器吹冷风。
②受控电路（220V 工作电路）吹热风时功率为120W，吹冷风时功率为20W。
（1）请以笔画线代替导线完成电路图连接。
（2）定值电阻R0的阻值为 Ω。
（3）电热丝的阻值为 Ω．
九．功率的计算（共1小题）
9．（2019•常州）2019年4月15日起，新的《电动自行车安全技术规范》正式实施。要求：最大速度≤25km/h，电动机输出功率≤400W，质检员小华对某款电动自行车进行测试，沿水平直路从A出发骑行至D结束，如图所示。测试情况如表格所示。
AB
BC
CD
路程/km
0.6
4.8
0.6
用时/h
0.05
0.2
0.05
速度特点
逐步加速
以最大速度匀速行驶
逐步减速
阻力特点
越来越大
恒为60N
越来越小
（1）测试过程中，小华看到路旁的树木向西，她是以 （选填“自己”或“地面”）为参照物，此时她是向 （选填“东”或“西”）骑行。
（2）BC段，电动自行车的速度为 km/h， （选填“符合”或“不符合”）新《规范）关于最大速度的要求。
（3）BC段，电动自行车的动力做功 J．电动机的输出功率为 W， （选填“符合”或“不符合”）新《规范》关于电动机输出功率的要求。
（4）从A到D全程，电动自行车的平均速度为 km/h。
一十．探究影响物体势能大小的因素（共1小题）
10．（2021•常州）小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”，如图所示，重物质量m＜M。
实验步骤
具体操作
实验现象
（1）让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察桌腿下陷的深度判断 （小桌/重物）的重力势能大小。
（2）由实验步骤 和 ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点 （正确/错误），理由是 。
一十一．欧姆定律的应用（共1小题）
11．（2018•常州）（一）小明发现：漆黑夜间上洗手间，很难摸到墙上开关，于是动手自制夜间照明电路。
器材：6V新蓄电池、规格为“2.5V0.5A”的新灯泡L、定值电阻R0、开关S、导线若干。
（1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接。要求：夜晚闭合开关S，电压表显示电源电压，灯泡正常发光；白天断开开关S，电压表指针指零，灯泡熄灭。
（2）定值电阻R0＝ Ω
（3）灯泡的规格也可标记为“2.5V W”
（二）数月后，小明发现：闭合开关S，灯泡发光，亮度有所下降
小明猜想：可能是长期使用，蓄电池用旧了导致电源的输出电压有所降低
（4）闭合开关，如图乙所示，电压表显示旧蓄电池的输出电压为 V
小明还猜想：可能是长期使用，灯泡自身发生了变化。因为他发现灯泡玻璃壳内壁发黑。
（5）灯泡玻璃壳内壁发黑是由于钨丝发生
A．先升华后凝华 B．先汽化后液化 C．先熔化后凝固 D．先升华后凝固
（三）小明用该旧蓄电池探究、绘制旧灯泡的I﹣U图象
（6）请在图丙中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于A端。
（7）请根据图丁将实验⑥的电流表示数填入表格。
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
U/V
0
0.5
1
1.5
2
2.5
I/A
0
0.18
0.28
0.34
0.38
（8）请在图戊中画出旧灯泡的I﹣U图象
（9）小明发现旧灯泡的I﹣U图象不是正比例函数图象，原因是： 。
由第⑥组数据可知，长时间使用后，同样在2.5V额定电压下，旧灯泡的电阻 （大于/等于/小于）新灯泡的电阻。
一十二．探究电流与电压、电阻的关系实验（共1小题）
12．（2020•常州）小组同学探究“欧姆定律”。
（一）小明探究“电流与电压的关系”。实验器材为：6V蓄电池开关S、电压表、电流表、滑动变阻器（20Ω 2A）、未知阻值的定值电阻R0。
（1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：滑动变阻器此时接入电路的电阻最大。
（2）闭合开关S，发现电流表有示数、电压表无示数，则电路故障不可能是 。
A．R0处发生短路
B．R0处发生断路
C．导线EG断路
（3）排除电路故障，移动滑动变阻器的滑片P，得到多组数据。实验③时，电压表、电流表的示数如图乙所示，请将数据记录在表格内。
实验序号
①
②
③
④
U/V
1
2
4
I/A
0.1
0.2
0.4
（4）分析实验数据可得探究结论： 。
（5）本实验还可测得定值电阻R0的阻值为 Ω。
（二）小华利用图甲所示电路，以及阻值不同的四个定值电阻，探究“电流与电阻的关系”。
实验序号
①
②
③
④
R/Ω
5
10
15
25
I/A
0.6
0.3
0.2
（6）实验④时，小华无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表虽有示数、但无法达到她想要的 V，原因是 （写出一点即可）。
（7）根据已测数据可得探究结论： 。
一十三．伏安法测电阻的探究实验（共1小题）
13．（2017•常州）某次旅游，密闭大巴内坐满了游客，司机忘了打开换气设备，时间一久，车内二氧化碳浓度上升，令人头晕脑胀。为此，小明设计了车载自动换气设备
（一）小明找来二氧化碳气敏电阻Rx，其电阻值与空气中二氧化碳浓度关系如表格所示，其中二氧化碳浓度为0时，Rx阻值模糊不清，他对该电阻阻值进行测量
二氧化碳浓度/%
0
5
10
15
20
25
30
Rx/Ω
28
22
17
13
10
8
小明把空气通过氢氧化钠溶液，得到二氧化碳浓度为0的空气，并收集于集气瓶中，再将Rx置于其中
（1）图甲电源电压恒为6V，请以笔画导线完成电路图剩余部分的连接。要求，滑片P向B端移动时，电压表、电流表的示数都变大
（2）开关S闭合前，滑片P应移至 （选填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有示数。电路某一故障可能为 。
A、S断路B、R'断路C、Rx短路D、Rx断路
（4）排除故障后，移动滑片P，电压表、电流表示数如图乙所示，二氧化碳为0时，Rx的阻值为 Ω
（5）请在丙图中画出Rx阻值与空气中二氧化碳浓度的关系图像
（二）小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备，如图丁所示，控制电路，恒为6V的蓄电池，开关S，定值电阻R0，二氧化碳气敏电阻Rx，电磁继电器的线圈电阻不计，线圈电流大于0.1A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.1A衔铁被弹回，受控电路包括，恒为24V的蓄电池，额定电压均为24V的绿灯、红灯、换气扇。
（6）请以笔画线完成电路连接，要求：闭合开关S，周围空气中二氧化碳浓度小于8%时，绿灯亮；大于8%时，红灯亮且换气扇正常工作。
（7）定值电阻R0的阻值应为 Ω。
一十四．电能表参数的理解与电能的求法（共1小题）
14．（2017•常州）2016年11月，常州出入境检验检疫局查获一批进口不合格电烤箱，电路存在安全隐患，检验人员在实验室按照规范重新连接烤箱电路，并将相关参数填入铭牌，请选择其中一种方法完成电路设计并计算出相应答案（两种方法都做，以第一种为准）
方法一
方法二
功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关S转动至断开位置，电路不工作；开关S转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热。
（1）请以笔画线代替导线完成电路连接。
测量：实验室内，220V电源只接通电烤箱，电烤箱处于高挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在5min内闪烁了132次。
（2）此过程中，电烤箱消耗电能 J
单根电阻丝的阻值为 Ω
（3）铭牌
额定电压
220V
低挡功率
W
高挡功率
W
功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关S转动至断开位置，电路不工作；开关S转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，仅有一根电阻丝发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，两根电阻丝都发热。
（4）请以笔画线代替导线完成电路连接。
测量：实验室内，220V电源只接通电烤箱，电烤箱处于低挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在5min内闪烁了132次。
（5）此过程中，电烤箱消耗电能 J
单根电阻丝的阻值为 Ω
（6）铭牌
额定电压
220V
低挡功率
W
高挡功率
W
一十五．焦耳定律（共1小题）
15．（2021•常州）小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。
（1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 （A/B）端。
（a）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为0.5A，通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。
（b）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。
（a）、（b）对比可得结论： 。
（c）向 移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1A，通电10分钟、温度计的示数升高了33℃，（b）、（c）对比可得结论： 。
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是 。
（2）为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流表无示数，电路故障是 ，排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示，则电压表示数为 Ⅴ，电流表示数为 A，R2阻值为 Ω。一段时间后，观察到电阻丝 所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。
（3）请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电炉丝的电流 导线的电流，电炉丝的电阻 导线的电阻。（选填：“大于”、“等于”、“小于”）
参考答案与试题解析
一．熔化和凝固的探究实验（共1小题）
1．（2018•常州）小组同学探究“冰的熔化特点”，实验装置如图甲所示
（1）图乙中的温度计示数为 ﹣2 ℃
（2）小明绘制的温度﹣时间图象如图丙所示。由图丙可知：冰是 晶体 （晶体/非晶体），理由是 熔化过程中温度保持不变 ；0～2min升温比5～10min快，原因是 冰的比热容比水小 ；
（3）小明实验后，小华重新加冰、温水，也做了该实验，绘制的温度﹣时间图象如图丁所示，丙、丁图象的差异是因为小华在实验中 加入冰的质量较大 （回答一点即可）
【详解】解：（1）由图可知，温度在0℃以下，分度值为1℃，故温度计示数为﹣2℃；
（2）由丙图知，从第5分钟到15分钟，冰的温度保持0℃不变，所以冰是晶体；
根据公式Q吸＝cm△t可以知道，当质量和吸收的热量相同时，比热c和升高的温度△t成反比。AB段的冰温度升高的快，是因为冰的比热容比水的小；
（3）丁图象中熔化较晚，熔化过程时间较长，说明冰质量较大。
【答案】（1）﹣2；（2）晶体；熔化过程中温度保持不变；冰的比热容比水小； （3）加入冰的质量较大。
二．密度公式的应用（共1小题）
2．（2017•常州）
沙漠集水器
（1）有些沙漠紧邻大海， 白天 （白天/晚上）风通常从大海吹向沙漠，导致空气中富含水蒸气。
（2）伯克利分校的团队设计出一款沙漠集水器﹣WaterSeer，如图所示，利用风能这种 可再生 （可再生/不可再生）能源，借助风力驱动风轮旋转，带动螺旋桨将讲空气输入金属管中部。
（3）深埋在土壤深处的金属管底部温度较低，由于金属的 导热性 （填物理属性）好使得金属管中部温度也降低。
（4）空气中的水蒸气在金属管中部 放热 （吸/放热），液化成水滴，水滴在 重 力的作用下，沿管壁下落，汇集于金属管底部容器。
（5）WaterSeer每天可以收集约37L饮用水，合 37 kg，应用前景十分乐观。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
【详解】解：
（1）由于砂石和海水的比热容不同，海水的比热容大于砂石的比热容，白天，在同样太阳光的照射下，沙漠和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气形成对流。白天，沙漠比大海升温快，地面热空气密度较小，热空气上升，海面较冷的空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向沙漠，形成海风。
（2）风能，能够源源不断的从自然界得到，属于可再生能源。
（3）深埋在土壤深处的金属管底部温度较低，由于金属的导热性好，使得金属管中部温度也降低。
（4）空气中的水蒸气在金属管中部液化放热成水滴，水滴在重力的作用下，沿管壁下落，汇集于金属管底部容器。
（5）水的体积V＝37L＝37dm3＝0.037m3，
由ρ＝得水的质量：
m＝ρV＝1×103kg/m3×0.037m3＝37kg。
【答案】（1）白天；（2）可再生；（3）导热性；（4）放热；重；（5）37。
三．控制变量法与探究性实验方案（共1小题）
3．（2020•常州）疫情期间，伊朗一度流传“甲醇可治新冠”的谣言，导致多人中毒。本着国际主义精神，我国支援伊朗乙醇（即酒精）等大量医疗物资，并外派专家指导民众科学抗疫。甲醇、乙醇是不同物质，属性如表格所示：
物质/属性
毒性
可燃性
密度（kg/m3）
沸点（℃）
比热容[J/（kg•℃）]
热值（J/kg）
甲醇
毒性大
易燃
0.8×103
64.7
2.5×103
2.3×107
乙醇
毒性低
易燃
0.8×103
78
2.4×103
3×107
实验室两个相同容器内分别装有甲醇、乙醇，但标签污损，为准确鉴别，同学们对这两种液体分别用字母A、B标识，并设计如图所示的三种实验方案，展开可行性、安全性论证。
方案甲
方案乙
方案丙
（1）方案甲可测量A、B液体的 密度 ，但无法鉴别。
（2）方案乙可根据A、B液体的 热值 不同进行鉴别，当把两同规格烧杯内的水由常温都加热至90℃，同规格燃料瓶内剩余较多的液体是 乙醇 。
（3）方案丙：用两盏相同的酒精灯同时加热同规格烧杯内初温相等的A、B液体，一段时间后（液体都未沸腾）温度较高的液体是 乙醇 ；继续加热，直至两烧杯内液体都沸腾，温度较高的液体是 乙醇 。从安全性考虑，由于 甲、乙极易汽化燃烧 ，该方案被明令禁止。
【详解】解：（1）方案甲可以用量筒可以测量液体的体积，用天平可以测量出液体的质量，根据密度公式ρ＝可以测量出液体的密度，但是它们的密度相等，所以不能鉴别这两种物质；
（2）方案乙是燃烧这两种物质加热水，这样可以比较出它们的热值大小，可以鉴别出来这两种物质；把两相同规格烧杯内的水由常温加热到90℃时同规格燃料瓶内的液体剩余越多，说明它的热值越大，是乙醇；
（3）方案丙中是比较两种物质的比热容，相同情况吸收相同的热量升温越高的物质比热容越小，是乙醇；继续加热至两种液体沸腾测出沸点，沸点高的是乙醇；因为甲、乙两种液体极易汽化燃烧，所以很危险，这种方案被明令禁止。
【答案】（1）密度；（2）热值；乙醇； （3）乙醇；乙醇；甲、乙极易汽化燃烧。
四．探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验（共1小题）
4．（2021•常州）常州某小学大门口，设有护学岗标志牌及其固定装置：铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹夹着重4N的护学岗标志牌，铁夹张开幅度越大，夹得越紧。放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，此过程中，标志牌杆受到铁夹的摩擦力方向 竖直向下 、大小为 9 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们展开合理猜想。
猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大，理由是 铁夹张开幅度越大，压力越大，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大 。
猜想2：考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小，理由是 接触面的粗糙程度变小，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变小 。
同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学们先采用原始方案，测量时发现超出测力计的量程，于是设计出改进方案1、改进方案2，如图所示，每个滑轮重均为0.3N，不计绳重及滑轮处摩擦。
应采用改进方案 2 进行探究，实验时，匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，拔出后静止时，测力计示数为1.6N。淋湿、吸水后标志牌重为 4.5 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为 8.4 N，猜想 2 起主导作用。
【详解】解：（1）放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，标志牌在竖直方向上受到的竖直向下的摩擦力和重力、竖直向上的拉力的作用，三个力平衡，大小相等，所以摩擦力的大小为13N﹣4N＝9N，方向是竖直向下的；
（2）猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，则铁夹张开幅度越大，夹得越紧，即压力越大，则标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大；
考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，在压力不变时，接触面的粗糙程度变小，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小；
（3）使用定滑轮不能改变力的大小，使用动滑轮可以省力；物体的重力为4N，拔出标志牌后，测力计示数为1.6N，要小于标志牌的重力，所以采用是实验方案2；
实验时，由图可知，滑轮组有3段绳子拉着动滑轮，拔出后静止时，测力计示数为1.6N，则F'＝（G'+G动），吸水后的标志牌的重力为：G'＝nF'﹣G动＝3×1.6N﹣0.3N＝4.5N；
匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，不计绳重及滑轮处摩擦，则：F＝（FG+G动），标志牌受到向上的拉力为：FG＝nF﹣G动＝3×4.4N﹣0.3N＝12.9N，则受到的摩擦力为：f＝FG﹣G＝12.9N﹣4.5N＝8.4N；
由此可知，摩擦力变小了，即猜想2起主导作用。
【答案】竖直向下；9；铁夹张开幅度越大，压力越大，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大；接触面的粗糙程度变小，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变小；2；4.5；8.4；2。
五．平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案（共1小题）
5．（2019•常州）同学们探究“平面镜成像特点”。
（1）小华在竖直的玻璃板前A位置放置点燃的蜡烛，看到玻璃板后出现蜡烛的像，如图甲所示，用一张不透明纸挡在玻璃板与像之间，她在图甲所示位置观察 仍然 （选填“仍然”或“不能”）看到蜡烛的像。这说明像是由于光的 反射 （选填“反射”或“折射”）形成的。
（2）撤去不透明纸，小华又拿另一支大小相同的蜡烛放到玻璃板后像的位置，发现它跟像完全重合，由此可知平面镜成 等大 （选填“缩小”、“等大”或“放大”）的像。记录物像的位置AA′。
（3）经过三次实验得到三组物、像位置点，如图乙所示，由此可知 像和物体到平面镜的距离相等 。
（4）小明自备器材做该实验，在玻璃板前放置一支点燃的蜡烛，看到玻璃板后出现蜡烛的两个像，这是因为 玻璃板太厚导致玻璃板前后两个面都发生了反射，两个表面都成虚像 。
【详解】解：（1）平面镜成的像是虚像，是由光的反射形成的，故用一张不透明纸挡在玻璃板与像之间，她在图甲所示位置观察仍然看到蜡烛的像。
（2）另外一支相同的蜡烛B与前面的蜡烛A的像完全重合，则说明平面镜所成的像与物体是等大的；
（3）根据图乙可知，A和A′、B和B′、C和C′都是关于玻璃板所在位置对称的，则可得到：像和物体到平面镜的距离相等；
（4）论是厚玻璃板还是薄玻璃板，玻璃板两个表面都能成像，太厚的玻璃板会导致两个像距离较远，人眼能看出来两个像，而薄玻璃板成的两个像几乎重合，所看上去是一个像。
【答案】（1）仍然；反射；（2）等大；（3）像和物体到平面镜的距离相等；（4）玻璃板太厚导致玻璃板前后两个面都发生了反射，两个表面都成虚像。
六．光的色散（共1小题）
6．（2020•常州）如图甲所示，一束太阳光通过三棱镜后，在光屏上呈现彩色光带。
（1）这种现象叫做光的 色散 现象。
（2）把温度计放在色散光带红光的外侧，发现其示数变大，表明该处存在人眼看不见的 红外线 。
（3）将蓝底、红字的小纸片放在光屏上蓝光区域，小纸片呈现 蓝 底、 黑 字。
（4）由上述实验现象可推知：红光照射下某凸透镜的焦距 大于 （小于/等于/大于）蓝光照射下该凸透镜的焦距。
（5）如图乙所示，当用红光照亮物体E时，在光屏上恰好呈倒立、等大的实像：若改用蓝光照亮物体E时，应将光屏适当向 左 （左/右）移，才能呈现清晰的 缩小 （缩小/等大/放大）的像。
【详解】解：（1）太阳光经过三棱镜被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种色光的现象叫作光的色散；
（2）红外线具有热效应，处于其中的物体温度会升高；
（3）不透明物体的蓝色部分能够反射蓝光，看起来是蓝色，红色部分不能反射蓝光，看起来是黑色；
（4）由甲图可知，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种色光经过三棱镜后折射角依次变大，因此平行于凸透镜主光轴的这些光线经过凸透镜后，折射角大的光线的先出现会聚点，即焦点，因此焦距短；
（5）红光照射时光屏上成倒立等大的实像，说明此时的物距等于2f，换蓝光照射时，根据（4）中结论可知，此时凸透镜的焦距变小，因此相当于物距变大，即u＞2f，像距变小，所以像向透镜移动，我们此时要将光屏向左移动才能再次得到清晰的倒立缩小的像。
【答案】（1）色散； （2）红外线；（3）蓝； 黑；（4）大于；（5）左； 缩小。
七．凸透镜成像规律及其探究实验（共1小题）
7．（2018•常州）小明用光具座、F光源、凸透镜、光屏等器材，探究“凸透镜成像规律”。
（1）如图甲所示，将光源放在30cm刻度处时，移动光屏可得倒立、等大的清晰像，此时光屏在 70 cm刻度处，凸透镜的焦距是 10 cm；
（2）把光源向左移至20cm刻度处时，将光屏向 左 （左/右）调节，可得 倒立 （倒立/正立） 缩小 （缩小/放大）的清晰像；
（3）把光源放在45cm刻度处时，移去光屏，人眼通过透镜看到的像是图乙中的 C 。
【详解】解：（1）当烛焰放在30厘米刻度处时，在光屏上得到一个等大清晰的像，根据凸透镜成像规律可知，u＝50cm﹣30cm＝20cm＝2f，所以f＝10cm，此时光屏在50cm+20cm＝70cm刻度处，。
（2）把光源向左移至20cm刻度处时，此时的物距为50cm﹣20cm＝30cm，根据凸透镜成像规律可知，u＞2f，在光屏上可得到一个倒立、缩小的清晰的实像，此时2f＞v＞f，即光屏应向左移动；
（3）保持凸透镜位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座45cm刻度处，物距u＝50cm﹣45cm＝5cm，u＜f，成正立、放大的虚像，像和物体在凸透镜的同侧。所以应该在光屏一侧透过透镜观察像，故C符合题意。
【答案】（1）70；10；（2）左；倒立；缩小；（3）C。
八．电磁继电器的组成、原理和特点（共1小题）
8．（2019•常州）梅雨季节，湿衣服久晾不干，令人烦恼。小组同学设计出两款自动控制“干衣神器”，可使得衣服快速变干，请选择其中一种方法完成电路原理设计并算出相应答案。（两种方法都做，以第一种为准）
方法一
方法二
器材：开关S，电源转换器（把220V交流电压转换为6V直流电压），定值电阻R0，热敏电阻Rx（电阻随温度的变化关系如图所示）。电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），电风扇，电热丝（电阻不变）。
功能：①闭合开关S．当温度低于60℃时，机器吹热风；当温度高于60℃时，机器吹冷风。
②受控电路（220V工作电路）吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W。
（1）请以笔画线代替导线完成电路连接。
（2）定值电阻R的阻值为 120 Ω。
（3）电热丝的阻值为 484 Ω．
器材：开关S，电源转换器（把220V交流电压转换为6V直流电压），定值电阻R0，湿敏电阻Rx（电阻随摆度的变化关系如图所示），电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），电风扇，电热丝（电阻不变）
功能：①闭合开关S．当湿度大于40%时，机器吹热风；当湿度小于40%时，机器吹冷风。
②受控电路（220V 工作电路）吹热风时功率为120W，吹冷风时功率为20W。
（1）请以笔画线代替导线完成电路图连接。
（2）定值电阻R0的阻值为 120 Ω。
（3）电热丝的阻值为 484 Ω．
【详解】解：【方法一】：
（1）由图知温度为60℃时，热敏电阻的阻值为40Ω，热敏电阻的阻值随温度的升高而增大（或热敏电阻的阻值随温度的降低而减小），
若控制电路只有热敏电阻，则电流为I＝＝＝0.15A，电流小于0.2A（线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），
则需要将定值电阻R0和热敏电阻Rx并联连接时，线圈中电流才能达到0.2A，电磁继电器的动触点要接在火线上，温度低于60℃时吹热风；根据图象可知，随温度的降低，Rx的阻值减小，控制电路中的电阻减小，电流变大，衔铁将被吸下，则电热丝要接在下方静触点上，电热丝和电风扇并联连接，电风扇不受电磁继电器的控制，电风扇直接接在火线和零线之间，如图所示：
（2）根据题意和欧姆定律可得，衔铁即将吸下时控制电路的总电流：
I＝＝0.2A，
即＝0.2A，解得：R0＝120Ω；
（3）由于吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W，且电热丝和电风扇并联连接，
所以电热丝消耗的功率为：P丝＝P热﹣P冷＝120W﹣20W＝100W，
则电热丝的电阻为：R＝＝＝484Ω；
【方法二】：
（1）由图知当湿度为40%时，湿敏电阻的阻值为40Ω，湿敏电阻随湿度的增加而减小；
若控制电路只有湿敏电阻，则电流为I＝＝＝0.15A，电流小于0.2A（线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），
则需要将定值电阻R0和湿敏电阻Rx并联连接时，线圈中电流才能达到0.2A，电磁继电器的动触点要接在火线上，当湿度大于40%时吹热风；根据图象可知，随湿度的增加，Rx的阻值减小，控制电路中的电阻减小，电流变大，衔铁将被吸下，则电热丝要接在下方静触点上，电热丝和电风扇并联连接，电风扇不受电磁继电器的控制，电风扇直接接在火线和零线之间，如图所示：
（2）根据题意和欧姆定律可得，衔铁即将吸下时控制电路的总电流：
I＝＝0.2A，
即＝0.2A，解得：R0＝120Ω；
（3）由于吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W，且电热丝和电风扇并联连接，
所以电热丝消耗的功率为：P丝＝P热﹣P冷＝120W﹣20W＝100W，
则电热丝的电阻为：R＝＝＝484Ω；
【答案】方法一：（1）见上图；（2）120；（3）484；
方法二：（1）见上图；（2）120；（3）484。
九．功率的计算（共1小题）
9．（2019•常州）2019年4月15日起，新的《电动自行车安全技术规范》正式实施。要求：最大速度≤25km/h，电动机输出功率≤400W，质检员小华对某款电动自行车进行测试，沿水平直路从A出发骑行至D结束，如图所示。测试情况如表格所示。
AB
BC
CD
路程/km
0.6
4.8
0.6
用时/h
0.05
0.2
0.05
速度特点
逐步加速
以最大速度匀速行驶
逐步减速
阻力特点
越来越大
恒为60N
越来越小
（1）测试过程中，小华看到路旁的树木向西，她是以 自己 （选填“自己”或“地面”）为参照物，此时她是向 东 （选填“东”或“西”）骑行。
（2）BC段，电动自行车的速度为 24 km/h， 符合 （选填“符合”或“不符合”）新《规范）关于最大速度的要求。
（3）BC段，电动自行车的动力做功 2.88×105 J．电动机的输出功率为 400 W， 符合 （选填“符合”或“不符合”）新《规范》关于电动机输出功率的要求。
（4）从A到D全程，电动自行车的平均速度为 20 km/h。
【详解】解：
（1）测试过程中，小华看到路旁的树木向西运动，树木和小华之间发生了位置的改变，所以她是以自己为参照物的，此时她是向东骑行；
（2）在BC段电动自行车的速度vBC＝＝＝24km/h＜25km/h，符合新《规范）关于最大速度的要求；
（3）在BC段，匀速骑行，车受到的动力和阻力是一对平衡力，大小相等，则动力F＝f＝60N，
BC段动力做功：W＝Fs＝60N×4800m＝2.88×105J，
电动机的输出功率：
P＝＝＝400W，符合新《规范》关于电动机输出功率的要求。
（4）从A到D全程，总路程s＝0.6km+4.8km+0.6km＝6km，
总时间：t＝0.05h+0.2h+0.05h＝0.3h，
全程电动自行车的平均速度：
v＝＝＝20km/h。、
【答案】
（1）自己；东；（2）24；符合；（3）2.88×105；400；符合；（4）20。
一十．探究影响物体势能大小的因素（共1小题）
10．（2021•常州）小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”，如图所示，重物质量m＜M。
实验步骤
具体操作
实验现象
（1）让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察桌腿下陷的深度判断 重物 （小桌/重物）的重力势能大小。
（2）由实验步骤 A 和 B ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点 错误 （正确/错误），理由是 重物的质量、高度两个都是变量，无法比较 。
【详解】解：（1）在实验探究过程中，通过观察桌腿下陷的深度来比较重物的重力势能的大小；
（2）研究重力势能大小和高度的关系时，保证质量不变，改变小球的高度。由图知：步骤A、B可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系；
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点是错误的，因为B、C步骤中重物的质量、高度两个都是变量，无法比较。
【答案】（1）重物；（2）A；B；（3）错误；重物的质量、高度两个都是变量，无法比较。
一十一．欧姆定律的应用（共1小题）
11．（2018•常州）（一）小明发现：漆黑夜间上洗手间，很难摸到墙上开关，于是动手自制夜间照明电路。
器材：6V新蓄电池、规格为“2.5V0.5A”的新灯泡L、定值电阻R0、开关S、导线若干。
（1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接。要求：夜晚闭合开关S，电压表显示电源电压，灯泡正常发光；白天断开开关S，电压表指针指零，灯泡熄灭。
（2）定值电阻R0＝ 7 Ω
（3）灯泡的规格也可标记为“2.5V 1.25 W”
（二）数月后，小明发现：闭合开关S，灯泡发光，亮度有所下降
小明猜想：可能是长期使用，蓄电池用旧了导致电源的输出电压有所降低
（4）闭合开关，如图乙所示，电压表显示旧蓄电池的输出电压为 4.5 V
小明还猜想：可能是长期使用，灯泡自身发生了变化。因为他发现灯泡玻璃壳内壁发黑。
（5）灯泡玻璃壳内壁发黑是由于钨丝发生 A
A．先升华后凝华 B．先汽化后液化 C．先熔化后凝固 D．先升华后凝固
（三）小明用该旧蓄电池探究、绘制旧灯泡的I﹣U图象
（6）请在图丙中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于A端。
（7）请根据图丁将实验⑥的电流表示数填入表格。
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
U/V
0
0.5
1
1.5
2
2.5
I/A
0
0.18
0.28
0.34
0.38
（8）请在图戊中画出旧灯泡的I﹣U图象
（9）小明发现旧灯泡的I﹣U图象不是正比例函数图象，原因是： 灯丝的电阻随温度的变化而变化 。
由第⑥组数据可知，长时间使用后，同样在2.5V额定电压下，旧灯泡的电阻 大于 （大于/等于/小于）新灯泡的电阻。
【详解】解：
（一）（1）闭合开关S，灯泡正常发光，电压表显示电源电压，说明电压表可并联在电源两端或并联在灯泡和定值电阻的两端；断开开关S，灯泡熄灭，电压表指针指零，说明电压表并联在灯泡和定值电阻的两端，电源电压为6V，所以电压表选用0﹣15V量程，实物连接如图所示：
（2）由图知，灯泡与电阻串联，由题知，闭合开关S，灯泡正常发光，即UL＝2.5V，电路中电流为0.5A，
由串联电路特点和欧姆定律可得，R0的阻值：
R0＝＝＝＝7Ω；
（3）已知灯泡的额定电压和正常发光电流，所以灯泡的额定功率：
P＝ULI＝2.5V×0.5A＝1.25W，
灯泡的规格也可标记为“2.5V 1.25W“。
（二）（4）由图乙知，电压表使用0﹣15V量程，分度值0.5V，示数为4.5V；
（5）灯泡的钨丝在温度较高时会直接变成气体，发生了升华现象；当这种气体遇到冷的玻璃时，又会直接变成固体附着在灯泡上，发生了凝华现象。
即：先升华后凝华，故选A；
（三）（6）变阻器应一上一下串联入电路中，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于A端，即最大值端，所以应将B接线柱接入电路中，电路图如图所示：
（7）由图丁知，电流表使用0﹣0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.4A；
（8）根据表中数据，描点连线画出旧灯泡的I﹣U图象，如图所示：
（9）灯的U﹣I图象不是正比例函数图象，是因为灯丝的电阻随温度的变化而变化；
长时间使用，由于灯泡灯丝的升华，使得灯丝变细，而灯丝的材料和长度不变，所以在额定电压下旧灯泡的电阻大于新灯泡。
【答案】（一）（1）见上图；（2）7；（3）1.25；
（二）（4）4.5；（5）A
（三）（6）见上图；（7）0.4；（8）见上图；（9）灯丝的电阻随温度的变化而变化；大于。
一十二．探究电流与电压、电阻的关系实验（共1小题）
12．（2020•常州）小组同学探究“欧姆定律”。
（一）小明探究“电流与电压的关系”。实验器材为：6V蓄电池开关S、电压表、电流表、滑动变阻器（20Ω 2A）、未知阻值的定值电阻R0。
（1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：滑动变阻器此时接入电路的电阻最大。
（2）闭合开关S，发现电流表有示数、电压表无示数，则电路故障不可能是 B 。
A．R0处发生短路
B．R0处发生断路
C．导线EG断路
（3）排除电路故障，移动滑动变阻器的滑片P，得到多组数据。实验③时，电压表、电流表的示数如图乙所示，请将数据记录在表格内。
实验序号
①
②
③
④
U/V
1
2
3
4
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
（4）分析实验数据可得探究结论： 电阻一定时，电流与电压成正比 。
（5）本实验还可测得定值电阻R0的阻值为 10 Ω。
（二）小华利用图甲所示电路，以及阻值不同的四个定值电阻，探究“电流与电阻的关系”。
实验序号
①
②
③
④
R/Ω
5
10
15
25
I/A
0.6
0.3
0.2
（6）实验④时，小华无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表虽有示数、但无法达到她想要的 3 V，原因是 变阻器的最大电阻太小 （写出一点即可）。
（7）根据已测数据可得探究结论： 电压一定时，电流与电阻成反比 。
【详解】解：
（一）探究“电流与电压的关系”：
（1）要求滑动变阻器此时接入电路的电阻最大，故应将变阻器左下接线柱连入电路中，C或D再连入电路中与电阻串联，如下所示：
（2）A．若R0处发生短路，电压表没有示数，电路为通路，电流表有示数，A可能；
B．若R0处发生断路，电流表没有示数，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，B不可能；
C．导线EG断路，电路为通路，电流表有示数，电压表没有连入电路中，电压表没有示数，C可能；
故选B；
（3）实验③时，电压表、电流表的示数如图乙所示，电压表选用大量程，分度值为0.5V，电压为3V；
电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，如下表所示：
实验序号
①
②
③
④
U/V
1
2
3
4
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
（4）由实验数据可知，电压与电流之比为：
R＝＝＝＝﹣﹣﹣﹣＝10Ω，为一定值，故探究结论：电阻一定时，电流与电压成正比；
（5）本实验还可测得定值电阻R0的阻值为10Ω；
（二）探究“电流与电阻的关系”时，要控制电阻的电压不变，
由第二个表知，电阻两端的电压始终保持：
UV＝IR＝0.6A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣＝0.2A×15Ω＝3V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣3V＝3V，变阻器分得的电压为电压表示数的1倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝1×25Ω＝25Ω＞20Ω，即大于变阻器的最大电阻，故实验④时，小华无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表虽有示数、但无法达到她想要的3V，原因是变阻器的最大电阻太小；
（7）因电流与电阻之积为一定值，故根据已测数据可得探究结论：电压一定时，电流与电阻成反比。
【答案】（1）如上所示；（2）B；（3）3；0.3；（4）电阻一定时，电流与电压成正比；（5）10；（6）3； 变阻器的最大电阻太小； （7）电压一定时，电流与电阻成反比。
一十三．伏安法测电阻的探究实验（共1小题）
13．（2017•常州）某次旅游，密闭大巴内坐满了游客，司机忘了打开换气设备，时间一久，车内二氧化碳浓度上升，令人头晕脑胀。为此，小明设计了车载自动换气设备
（一）小明找来二氧化碳气敏电阻Rx，其电阻值与空气中二氧化碳浓度关系如表格所示，其中二氧化碳浓度为0时，Rx阻值模糊不清，他对该电阻阻值进行测量
二氧化碳浓度/%
0
5
10
15
20
25
30
Rx/Ω
28
22
17
13
10
8
小明把空气通过氢氧化钠溶液，得到二氧化碳浓度为0的空气，并收集于集气瓶中，再将Rx置于其中
（1）图甲电源电压恒为6V，请以笔画导线完成电路图剩余部分的连接。要求，滑片P向B端移动时，电压表、电流表的示数都变大
（2）开关S闭合前，滑片P应移至 A （选填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有示数。电路某一故障可能为 D 。
A、S断路B、R'断路C、Rx短路D、Rx断路
（4）排除故障后，移动滑片P，电压表、电流表示数如图乙所示，二氧化碳为0时，Rx的阻值为 35 Ω
（5）请在丙图中画出Rx阻值与空气中二氧化碳浓度的关系图像
（二）小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备，如图丁所示，控制电路，恒为6V的蓄电池，开关S，定值电阻R0，二氧化碳气敏电阻Rx，电磁继电器的线圈电阻不计，线圈电流大于0.1A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.1A衔铁被弹回，受控电路包括，恒为24V的蓄电池，额定电压均为24V的绿灯、红灯、换气扇。
（6）请以笔画线完成电路连接，要求：闭合开关S，周围空气中二氧化碳浓度小于8%时，绿灯亮；大于8%时，红灯亮且换气扇正常工作。
（7）定值电阻R0的阻值应为 35 Ω。
【详解】解：（1）用伏安法测电阻大小，电流表要串联在电路中，由图乙可知，电压表选用大量程，电流表选用小量程，因要求滑片P向B端移动时，电流表的示数变大，则电路中的电阻变小，即滑动变阻器连入电路中的电阻变小，故滑片以右电阻丝连入电路中，根据欧姆定律的变形公式U＝IR，待测电阻的电压变大，由串联电路的电压规律，电压表示数变小，故电压表并联在待测电阻的两端，
如下图1所示
（2）开关S闭合前，滑片P应移至阴性阻值最大处，即A端；
（3）闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有示数。电路某一故障可能为Rx断路，选D；
（4）图中电压表选用大量程，分度值为0.5V，示数为3.5V；电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.1A，由欧姆定律，待测电阻：
RX＝＝35Ω；
（5）由表中数据，在坐标系中确定对应的点，用平滑的曲线连接起来，如下图2所示：
（6）闭合开关S，因周围空气中二氧化碳浓度越大，气敏电阻越小，当大于8%时，电阻小于某一值，电流大于0.1A，电磁铁将衔铁吸下，红灯亮且换气扇正常工作，同时绿灯断开不亮；当周围空气中二氧化碳浓度小于8%时，电阻大于某一值，电流小于0.1A，绿灯亮；
将控制电路与电源串联起来；
电流小于0.1A时，上触点与衔铁接触，绿灯与电源连接，绿灯亮；
电流流大于电0.1A时，磁铁将衔铁吸下，下触点与衔铁接触，上触点与衔铁分离，红灯与换气扇并联，红灯亮且换气扇正常工作，绿灯断路；电路连接如下图所示：
（7）由图2可知，当周围空气中二氧化碳浓度为8%时，气敏电阻大小为R′X＝25欧姆，电路中电流I＝0.1A
，根据欧姆定律和电阻的串联规律，
R0＝﹣R′X＝﹣25Ω＝35Ω；
【答案】（1）如上图1所示；（2）A；（3）D；（4）35；（5）如上图2所示；（6）如上图3所示；
（7）35。
一十四．电能表参数的理解与电能的求法（共1小题）
14．（2017•常州）2016年11月，常州出入境检验检疫局查获一批进口不合格电烤箱，电路存在安全隐患，检验人员在实验室按照规范重新连接烤箱电路，并将相关参数填入铭牌，请选择其中一种方法完成电路设计并计算出相应答案（两种方法都做，以第一种为准）
方法一
方法二
功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关S转动至断开位置，电路不工作；开关S转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热。
（1）请以笔画线代替导线完成电路连接。
测量：实验室内，220V电源只接通电烤箱，电烤箱处于高挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在5min内闪烁了132次。
（2）此过程中，电烤箱消耗电能 1.32×105 J
单根电阻丝的阻值为 110 Ω
（3）铭牌
额定电压
220V
低挡功率
220 W
高挡功率
440 W
功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关S转动至断开位置，电路不工作；开关S转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，仅有一根电阻丝发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，两根电阻丝都发热。
（4）请以笔画线代替导线完成电路连接。
测量：实验室内，220V电源只接通电烤箱，电烤箱处于低挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在5min内闪烁了132次。
（5）此过程中，电烤箱消耗电能 1.32×105 J
单根电阻丝的阻值为 110 Ω
（6）铭牌
额定电压
220V
低挡功率
440 W
高挡功率
880 W
【详解】解：
方法一：
（1）当开关S转动至低挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热，根据P＝可知，电路电阻最大，则说明两电阻串联；
开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热，根据P＝可知，电路电阻最小，则另一根电阻丝被短路。
由安全用电知识可知，开关接在火线和电阻丝之间，金属外壳接地线，如图所示：
（2）电能表的指示灯闪烁132次，电阻丝消耗的电能：
W＝＝kW•h＝1.32×105J。
烤箱处于高挡工作时间t＝5min＝300s，
由W＝t得，烤箱处于高挡时电阻丝的阻值：
R＝t＝×300s＝110Ω。
（3）当电烤箱处于低温挡时，两电阻丝串联，
电路总电阻：R总＝R+R＝110Ω+110Ω＝220Ω，
则电烤箱处于低温挡时的电功率：
P低＝＝＝220W。
当电烤箱处于高温挡时，仅有一根电阻丝发热，
则电烤箱处于高温挡时的电功率：
P高＝＝＝440W。
方法二：
（4）开关S转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，根据P＝可知，电路电阻最大，仅有一根电阻丝发热；
开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，两根电阻丝都发热，根据P＝可知，电路电阻最小，则说明两电阻并联；
由安全用电知识可知，开关接在火线和电阻丝之间，金属外壳接地线，如图所示：
（5）电能表的指示灯闪烁132次，电阻丝消耗的电能：
W＝＝kW•h＝1.32×105J。
烤箱处于低挡工作时间t＝5min＝300s，
由W＝t得，烤箱处于高挡时电阻丝的阻值：
R＝t＝×300s＝110Ω。
（6）当电烤箱处于低温挡时，仅有一根电阻丝发热，
则电烤箱处于高温挡时的电功率：
P低′＝＝＝440W。
当电烤箱处于高温挡时，两电阻丝并联，
电路总电阻：R总′＝R＝×110Ω＝55Ω，
则电烤箱处于高温挡时的电功率：
P高′＝＝＝880W。
【答案】
方法一：（1）见上图；（2）1.32×105；110；（3）220；440；
方法二：（1）见上图；（2）1.32×105；110；（3）440；880。
一十五．焦耳定律（共1小题）
15．（2021•常州）小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。
（1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 B （A/B）端。
（a）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为0.5A，通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。
（b）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。
（a）、（b）对比可得结论： 在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多 。
（c）向 A端 移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1A，通电10分钟、温度计的示数升高了33℃，（b）、（c）对比可得结论： 在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多 。
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是 实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量 。
（2）为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流表无示数，电路故障是 R2断路 ，排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示，则电压表示数为 8 Ⅴ，电流表示数为 0.5 A，R2阻值为 16 Ω。一段时间后，观察到电阻丝 R2 所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。
（3）请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电炉丝的电流 等于 导线的电流，电炉丝的电阻 大于 导线的电阻。（选填：“大于”、“等于”、“小于”）
【详解】解：（1）滑动变阻器有保护电路的作用，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，故位于B端；
（b）两次实验中，电阻和电流大小均相同，通电时间不同，（b）中温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；
（c）（c）实验中电流表示数变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，故应向A端移动滑片；
（b）、（c）两次实验中，电阻大小和通电时间均相同，（c）中电流大于（b）中电流，且温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；
（2）开关闭合后，电压表有示数，说明电压表与电源接通，但电流表无示数，说明电路中有断路的地方，电路故障是R2断路；
从图乙中可知，闭合开关后，两电阻丝和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压。
电压表选择大量程，分度值为0.5V，示数为8V，电流表选择小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A；
根据欧姆定律可知R2的阻值R2＝＝＝16Ω；
已知R1＝10Ω＜R2，根据Q＝I2Rt可知一段时间后，电阻丝R2产生的热量多，故观察到电阻丝R2所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多；
（3）电炉丝和导线串联，故电炉丝的电流等于导线的电流，电炉丝的电阻大于导线的电阻，根据Q＝I2Rt可知通电相同时间，电炉丝产生的热量大于导线产生的热量，故电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显。
【答案】（1）B；（b）在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；（c）A端；在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；（d）实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；
（2）R2断路；8；0.5；16；R2；（3）等于；大于。
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