《2025年亮点给力大试卷九年级物理上册苏科版》

25. 新素养 科学探究 (9分)在探究"导体中的电流与电阻的关系"实验中,电源电压调为4.5 V,滑动变阻器上标有"20 Ω 2 A"字样,定值电阻$R_1= 5 Ω、$$R_2= 10 Ω、$$R_3= 25 Ω.$
(1) 小明连接的电路如图甲,电路中还差一根导线没有连接,小华指出在连接最后一根导线之前,必须进行的一步操作是______.请用笔画线代替导线,将电路补充完整,要求滑片向左移,电流表示数变大.
(2) 正确连接电路,闭合开关后发现,无论怎样移动滑片P,电流表的指针几乎不动,电压表指针明显偏转,若仅是导线连接点发生故障,则可能是导线______(选填"①""②"或"③")与$R_1$的连接点接触不良.
(3) 故障排除后,为完成本实验小明应控制______表示数不变,实验操作如下:
① 将$R_1$接入电路,闭合开关调节滑片P,使电流表的示数如图乙所示,电流表示数为______A,记录两电表示数.
② 用$R_2$替换$R_1,$调节滑片P使电压表示数为______V,并记录两电表示数.
③ 用$R_3$替换$R_2,$闭合开关后发现无论怎样调节滑片P,都无法完成实验.调节滑片P过程中,小明观察发现此过程中电压表示数的最小值为______V.
(4) 小明为完成上述③步骤的实验,采用调节学生电源电压的方式,下列学生电源电压中可完成实验的有______(多选).
A. 5.5 V
B. 3.5 V
C. 2.5 V
D. 2 V

答案：
（1）断开开关 如图所示

（2）① （3）电压 0.3 1.5 2.5 （4）CD
解析:（1）在连接最后一根导线之前,必须进行的操作是断开开关.滑片向左移,电流表示数变大,则滑动变阻器接入电路中的阻值变小,故将左下接线柱与开关右侧接线柱相连.（2）正确连接电路,闭合开关后发现,无论怎样移动滑片P,电流表的指针几乎不动,则电路可能断路,电压表指针明显偏转,则电压表和电源接通,若仅是导线连接点发生故障,则可能是导线①与$R_{1}$的连接点接触不良.（3）探究“导体中的电流与电阻的关系”实验,应控制定值电阻两端的电压不变,故障排除后,为完成本实验小明应控制电压表示数不变;① 由图乙可知,电流表示数为0.3 A;② 由欧姆定律可得,电压表示数$U_{V}=IR_{1}=0.3\ A× 5\ \Omega = 1.5\ V$,则用$R_{2}$替换$R_{1}$,调节滑片P使电压表示数为1.5 V.③ 用$R_{3}$替换$R_{2}$,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,由欧姆定律可知,电路中的电流最小,定值电阻$R_{3}$两端的电压最小,则电路中的最小电流$I_{小}=\frac{U}{R_{3}+R}=\frac{4.5\ V}{25\ \Omega + 20\ \Omega}=0.1\ A$,电压表示数的最小值$U_{小}=I_{小}R_{3}=0.1\ A× 25\ \Omega = 2.5\ V$.（4）当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电源电压最小,为1.5 V;当接入$R_{3}$,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电源电压最大,由串联电路的电压特点及欧姆定律可得,电源电压$U=U_{R}+U_{P}=1.5\ V+\frac{1.5\ V}{25\ \Omega}× 20\ \Omega = 2.7\ V$,则电源电压的变化范围为1.5~2.7 V,故C、D符合题意.

26. (8分)图甲是小刚设计的测定物体重力的装置.电源电压恒为4.5 V,电流表量程为0～0.6 A,电压表量程为0～3 V,R₀是定值电阻,R是压力传感器,R的位置固定不动,其电阻随压力变化的关系如图乙所示.O点为杠杆AB的支点,A端上方托盘M重为5 N,杠杆B端始终压在传感器R上,AO长30 cm,OB长15 cm,杠杆重忽略不计,杠杆始终静止在水平位置.
(1) 当托盘内不放重物时,电压表示数为2 V,求:
① 压力传感器R受到杠杆B端的压力大小;
② R₀的阻值.
(2) 小刚设定随着托盘内物重的增加,用于显示重力的电表示数会增大,他应该选用图甲电路中的______表显示物体重力.求该装置能显示的最大物重G最大.

(3) 要增大该装置的量程,可以将支点O适当向______移动,或者适当______R₀的阻值.

答案： （1）① 10 N ② 5 Ω （2）电流 7.5 N （3）A端 增大 解析:（1）① 杠杆重忽略不计,杠杆始终静止在水平位置,当托盘内不放重物时,由杠杆的平衡条件可得$G_{M}L_{OA}=FL_{OB}$,则压力传感器R受到杠杆B端的压力$F=\frac{G_{M}L_{OA}}{L_{OB}}=\frac{5\ N× 30\ cm}{15\ cm}=10\ N$.② 由图甲可知,$R_{0}$与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中电流.由图乙可知,当压力为10 N时,R = 4 Ω,电压表示数为2 V,即R两端的电压$U_{R}=2\ V$,由欧姆定律可得,此时电路中电流$I=\frac{U_{R}}{R}=\frac{2\ V}{4\ \Omega}=0.5\ A$,此时$R_{0}$两端的电压$U_{0}=U - U_{R}=4.5\ V - 2\ V = 2.5\ V$,则$R_{0}$的阻值$R_{0}=\frac{U_{0}}{I}=\frac{2.5\ V}{0.5\ A}=5\ \Omega$.（2）由杠杆的平衡条件可知,A端托盘内物重越大,压力传感器R受到杠杆B端的压力越大,由图乙可知R的阻值越小,则电路中电流越大,电流表示数越大,由串联分压可知,电压表的示数越小,则要使随着托盘内物重的增加,用于显示重力的电表示数增大,小刚应该选用图甲电路中的电流表显示物体重力.由于电流表的量程为0~0.6 A,所以电路中的最大电流$I_{max}=0.6\ A$,此时物体的重力最大,电路的总电阻$R_{总}=\frac{U}{I_{max}}=\frac{4.5\ V}{0.6\ A}=7.5\ \Omega$,则此时R的阻值$R'=R_{总}-R_{0}=7.5\ \Omega - 5\ \Omega = 2.5\ \Omega$,由图乙知此时R受到的最大压力$F_{max}=25\ N$,由杠杆的平衡条件可得$F_{max}L_{OB}=G_{总}L_{OA}$,则托盘和物体的总重力$G_{总}=\frac{F_{B}L_{OB}}{L_{OA}}=\frac{25\ N× 15\ cm}{30\ cm}=12.5\ N$,所以该装置能显示的最大物重$G_{最大}=G_{总}-G_{M}=12.5\ N - 5\ N = 7.5\ N$.（3）由（2）及杠杆的平衡条件可知,要增大该装置的量程,测同样的重力时,压力传感器R受到的压力变小,R的阻值增大,电路中电流变小,故可以将支点O适当向A端移动,或者适当增大$R_{0}$的阻值.