18（4分）“探究动能大小与哪些因素有关”实验装置如图甲所示。将小车从斜面上某一高度处
静止
释放，运动至水平木板上与木块碰撞。此实验是研究碰撞前小车
（碰撞后木块/碰撞后小车/碰撞前小车）的动能；小明同学设计图乙所示装置探究“物体动能大小与质量的关系”，用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后释放，撞击同一木块，比较木块运动的距离；该方法不可行
（可行/不可行），原因是没有控制钢球的速度相同
。答案：18. 静止 碰撞前小车 不可行 没有控制钢球的速度相同
解析：
【分析】
要解决这道题，需结合探究动能影响因素的实验原理分析：首先，探究动能实验中，让小车从斜面同一高度静止释放，是为了使小车到达水平面时速度相同；实验通过木块被推动的距离反映小车的动能，研究的是碰撞前小车的动能；对于图乙装置，同一弹簧压缩相同程度时，弹性势能相同，转化为钢球的动能相同，无法探究动能与质量的关系，因为没有控制钢球的速度相同，所以该方法不可行。
【解析】
1. 小车从斜面释放时，为保证到达水平面的初速度一致，需从斜面上同一高度处静止释放；
2. 实验中通过木块被推动的距离来体现小车的动能，因此研究的是碰撞前小车的动能；
3. 图乙中，同一弹簧压缩相同程度，弹性势能相同，释放后转化为钢球的动能相同，不同质量的钢球获得的动能相同，撞击木块时木块移动距离相同，无法探究动能与质量的关系，原因是没有控制钢球的速度相同，故该方法不可行。
【答案】
静止 碰撞前小车 不可行 没有控制钢球的速度相同
【知识点】
探究动能影响因素、控制变量法
【点评】
本题考查探究动能大小与哪些因素有关的实验，需掌握实验的控制变量法和转换法的应用，明确实验中变量控制的要求，是力学实验的基础题型。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合探究动能影响因素的实验原理分析：首先，探究动能实验中，让小车从斜面同一高度静止释放，是为了使小车到达水平面时速度相同；实验通过木块被推动的距离反映小车的动能，研究的是碰撞前小车的动能；对于图乙装置，同一弹簧压缩相同程度时，弹性势能相同，转化为钢球的动能相同，无法探究动能与质量的关系，因为没有控制钢球的速度相同，所以该方法不可行。
【解析】
1. 小车从斜面释放时，为保证到达水平面的初速度一致，需从斜面上同一高度处静止释放；
2. 实验中通过木块被推动的距离来体现小车的动能，因此研究的是碰撞前小车的动能；
3. 图乙中，同一弹簧压缩相同程度，弹性势能相同，释放后转化为钢球的动能相同，不同质量的钢球获得的动能相同，撞击木块时木块移动距离相同，无法探究动能与质量的关系，原因是没有控制钢球的速度相同，故该方法不可行。
【答案】
静止 碰撞前小车 不可行 没有控制钢球的速度相同
【知识点】
探究动能影响因素、控制变量法
【点评】
本题考查探究动能大小与哪些因素有关的实验，需掌握实验的控制变量法和转换法的应用，明确实验中变量控制的要求，是力学实验的基础题型。
【难度系数】
0.5
19（8分）在“测量小灯泡电阻”实验中，提供的器材有标有“2.5 V”字样的小灯泡、电池组（电压为6 V）、电压表、电流表、滑动变阻器（规格为“60 Ω 2 A”）、开关、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线在图甲中补画两根导线使电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮；电压表测小灯泡两端电压）。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最
（3）排除故障后，闭合开关，当电压表示数为2.5 V时，电流表的示数如图乙所示，读数为
（4）小华认为图甲电路除了能测出小灯泡的阻值，还能探究电流与电压的关系，小红认为小华的观点是错误的，理由是
（5）小华继续利用图甲电路中的器材来探究“电流与电阻的关系”，他将阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻先后接入原小灯泡的位置进行探究，为了完成四次实验，定值电阻两端电压的最小预设值是
（1）请用笔画线代替导线在图甲中补画两根导线使电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮；电压表测小灯泡两端电压）。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最
左
（左/右）端。闭合开关，小灯泡不亮，两电表均无示数。将电压表接在滑动变阻器两端时有示数，接在开关两端时无示数，则电路故障是滑动变阻器断路
。（3）排除故障后，闭合开关，当电压表示数为2.5 V时，电流表的示数如图乙所示，读数为
0.3
A，此时小灯泡的电阻为8.3
Ω（结果保留一位小数）。（4）小华认为图甲电路除了能测出小灯泡的阻值，还能探究电流与电压的关系，小红认为小华的观点是错误的，理由是
灯丝的电阻随温度的升高而增大，不是定值
。（5）小华继续利用图甲电路中的器材来探究“电流与电阻的关系”，他将阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻先后接入原小灯泡的位置进行探究，为了完成四次实验，定值电阻两端电压的最小预设值是
1.5
V。答案：
19. （1）如图所示
（2）左 滑动变阻器断路 （3）0.3 8.3 （4）灯丝的电阻随温度的升高而增大，不是定值 （5）1.5
19. （1）如图所示
（2）左 滑动变阻器断路 （3）0.3 8.3 （4）灯丝的电阻随温度的升高而增大，不是定值 （5）1.5解析：
【分析】
本题是“测量小灯泡电阻”的电学综合实验题，需分问题逐步分析：
1. 第（1）问：滑动变阻器滑片右移时灯泡变亮，说明接入电阻变小，需接右下接线柱；电压表测灯泡电压，选0~3V量程并联在灯泡两端，补画对应导线。
2. 第（2）问：闭合开关前滑片应在最大阻值处（左端）；两电表无示数说明电路断路，电压表接滑动变阻器有示数、接开关无示数，故障为滑动变阻器断路。
3. 第（3）问：电流表用0~0.6A量程，读数0.3A；根据欧姆定律计算电阻。
4. 第（4）问：探究电流与电压关系需电阻定值，而灯丝电阻随温度变化，无法完成。
5. 第（5）问：探究电流与电阻关系时，控制定值电阻电压，利用串联分压规律计算最小预设电压。
【解析】
（1）滑动变阻器滑片右移灯泡变亮，说明接入电阻减小，故将滑动变阻器右下接线柱与开关右侧接线柱连接；电压表选0~3V量程，并联在小灯泡两端（补画导线如图所示）。
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片置于最大阻值处，即最左端；两电表无示数说明电路断路，电压表接滑动变阻器两端有示数（说明滑动变阻器外电路通路），接开关两端无示数，故故障为滑动变阻器断路。
（3）电流表量程0~0.6A，分度值0.02A，示数为0.3A；小灯泡电阻$ R=\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.3A}\approx8.3\Omega $。
（4）探究电流与电压的关系需保持电阻不变，而小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大，不是定值，因此无法完成该探究。
（5）探究电流与电阻的关系时，定值电阻两端电压$ U_{定} $，滑动变阻器两端电压$ U_{滑}=6V-U_{定} $，根据串联分压规律$ \frac{U_{定}}{U_{滑}}=\frac{R_{定}}{R_{滑}} $，当$ R_{定}=20\Omega $、$ R_{滑最大}=60\Omega $时，$ U_{定} $最小，代入得$ \frac{U_{定}}{6V-U_{定}}=\frac{20\Omega}{60\Omega} $，解得$ U_{定}=1.5V $。
【答案】
（1）如图所示 （2）左；滑动变阻器断路 （3）0.3；8.3 （4）灯丝的电阻随温度的升高而增大，不是定值 （5）1.5
【知识点】
伏安法测电阻；欧姆定律；电路故障分析
【点评】
本题为电学实验综合题，全面考查伏安法测电阻的操作、电路故障分析、欧姆定律应用及探究电流与电压/电阻关系的实验条件，需学生掌握电学实验核心知识点，具备分析计算能力。
【难度系数】
0.6
本题是“测量小灯泡电阻”的电学综合实验题，需分问题逐步分析：
1. 第（1）问：滑动变阻器滑片右移时灯泡变亮，说明接入电阻变小，需接右下接线柱；电压表测灯泡电压，选0~3V量程并联在灯泡两端，补画对应导线。
2. 第（2）问：闭合开关前滑片应在最大阻值处（左端）；两电表无示数说明电路断路，电压表接滑动变阻器有示数、接开关无示数，故障为滑动变阻器断路。
3. 第（3）问：电流表用0~0.6A量程，读数0.3A；根据欧姆定律计算电阻。
4. 第（4）问：探究电流与电压关系需电阻定值，而灯丝电阻随温度变化，无法完成。
5. 第（5）问：探究电流与电阻关系时，控制定值电阻电压，利用串联分压规律计算最小预设电压。
【解析】
（1）滑动变阻器滑片右移灯泡变亮，说明接入电阻减小，故将滑动变阻器右下接线柱与开关右侧接线柱连接；电压表选0~3V量程，并联在小灯泡两端（补画导线如图所示）。
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片置于最大阻值处，即最左端；两电表无示数说明电路断路，电压表接滑动变阻器两端有示数（说明滑动变阻器外电路通路），接开关两端无示数，故故障为滑动变阻器断路。
（3）电流表量程0~0.6A，分度值0.02A，示数为0.3A；小灯泡电阻$ R=\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.3A}\approx8.3\Omega $。
（4）探究电流与电压的关系需保持电阻不变，而小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大，不是定值，因此无法完成该探究。
（5）探究电流与电阻的关系时，定值电阻两端电压$ U_{定} $，滑动变阻器两端电压$ U_{滑}=6V-U_{定} $，根据串联分压规律$ \frac{U_{定}}{U_{滑}}=\frac{R_{定}}{R_{滑}} $，当$ R_{定}=20\Omega $、$ R_{滑最大}=60\Omega $时，$ U_{定} $最小，代入得$ \frac{U_{定}}{6V-U_{定}}=\frac{20\Omega}{60\Omega} $，解得$ U_{定}=1.5V $。
【答案】
（1）如图所示
（2）左；滑动变阻器断路 （3）0.3；8.3 （4）灯丝的电阻随温度的升高而增大，不是定值 （5）1.5【知识点】
伏安法测电阻；欧姆定律；电路故障分析
【点评】
本题为电学实验综合题，全面考查伏安法测电阻的操作、电路故障分析、欧姆定律应用及探究电流与电压/电阻关系的实验条件，需学生掌握电学实验核心知识点，具备分析计算能力。
【难度系数】
0.6
20（10分）跨学科实践——制作简易油量表。
【生活调查】小明发现家里新买的三轮摩托车的仪表盘没有油量表。
【任务要求】用所学的知识设计并制作一个简易的油量表，来实时监测油量情况。
【知识储备】小明查阅资料，发现如图甲所示是一种自动测量油箱内油量的装置（其最大油量为50 L）。
请你帮助小明完成以下问题：
（1）油量表是
（2）已知电源电压为6 V，当油箱内油面高度最高时，$ R $的金属滑片在最下端，电路中电流为60 mA，则$ R_0 $的阻值为
（3）若电阻$ R $随油箱中油量$ V $的变化关系如图乙所示，当电路中的电流为40 mA时，油量为
（4）为科学评价学生的制作作品，老师设置了如下评价量表。
① 小明和团队设计了如图丙所示的电路图，请你结合老师给出的“自制油量表评价量表”给该装置评价，并给出评价理由。该油量表指标：
② 小华和团队另取一个电压表，将其改装成油量表表盘，为使该油量表在“刻度”指标中为优秀等级，电压表应接在图丁所示电路中的
【生活调查】小明发现家里新买的三轮摩托车的仪表盘没有油量表。
【任务要求】用所学的知识设计并制作一个简易的油量表，来实时监测油量情况。
【知识储备】小明查阅资料，发现如图甲所示是一种自动测量油箱内油量的装置（其最大油量为50 L）。
请你帮助小明完成以下问题：
（1）油量表是
电流
表改装而成的，理由是油量表串联在电路中
，$ R_0 $的作用是保护电路
。（2）已知电源电压为6 V，当油箱内油面高度最高时，$ R $的金属滑片在最下端，电路中电流为60 mA，则$ R_0 $的阻值为
100
Ω；当油箱内没有油时，$ R $全部接入电路，若$ R＝200 Ω $，此时电流最小，则最小电流为20
mA；当油箱内油面的高度降为最高油面一半时，滑片正好在$ R $的中点，此时电路中电流为30
mA。（3）若电阻$ R $随油箱中油量$ V $的变化关系如图乙所示，当电路中的电流为40 mA时，油量为
37.5
L。（4）为科学评价学生的制作作品，老师设置了如下评价量表。
① 小明和团队设计了如图丙所示的电路图，请你结合老师给出的“自制油量表评价量表”给该装置评价，并给出评价理由。该油量表指标：
合格
，评价理由：油面越高油量表示数越大，但油量表刻度线示数不均匀，零刻度线上油量不为零
。② 小华和团队另取一个电压表，将其改装成油量表表盘，为使该油量表在“刻度”指标中为优秀等级，电压表应接在图丁所示电路中的
4
（填序号）处。答案：20. （1）电流 油量表串联在电路中 保护电路 （2）100 20 30 （3）37.5 （4）① 合格 油面越高油量表示数越大，但油量表刻度线示数不均匀，零刻度线上油量不为零 ② 4
解析：
【分析】
首先根据电表连接方式判断油量表类型：串联在电路中的是电流表，并联的是电压表，油量表串联在电路中，故为电流表改装；R0可避免滑动变阻器阻值为0时电路短路，起到保护作用。再利用欧姆定律计算电阻、电流，结合油量与电阻的关系求解油量，最后分析油量表的评价和电压表的连接位置。
【解析】
（1）油量表串联在电路中，电流表串联接入电路，电压表并联接入电路，因此油量表是电流表改装而成；R0能防止滑动变阻器滑片到最下端时电路短路，起到保护电路的作用。
（2）油面最高时，R=0，总电阻$R_{总1}=\frac{U}{I_1}=\frac{6V}{0.06A}=100Ω$，故$R_0=R_{总1}=100Ω$；无油时$R=200Ω$，总电阻$R_{总2}=100Ω+200Ω=300Ω$，最小电流$I_2=\frac{6V}{300Ω}=0.02A=20mA$；滑片在中点时$R=100Ω$，总电阻$R_{总3}=100Ω+100Ω=200Ω$，电流$I_3=\frac{6V}{200Ω}=0.03A=30mA$。
（3）电流$I_4=40mA=0.04A$，总电阻$R_{总4}=\frac{6V}{0.04A}=150Ω$，故$R=150Ω-100Ω=50Ω$；由题意，最大油量50L对应R=0，油量0对应R=200Ω，油量V与R的关系为$V=50L×\frac{200Ω-R}{200Ω}$，代入R=50Ω得$V=50L×\frac{150Ω}{200Ω}=37.5L$。
（4）① 该装置油面越高油量表示数越大，但刻度线示数不均匀，且零刻度线对应油量不为零，故评价为合格；② 要使油面越高电压表示数越大，电压表应并联在定值电阻两端，即4处。
【答案】
（1）电流；油量表串联在电路中；保护电路
（2）100；20；30
（3）37.5
（4）① 合格；油面越高油量表示数越大，但油量表刻度线示数不均匀，零刻度线上油量不为零 ② 4
【知识点】
欧姆定律；电路的连接；滑动变阻器的应用
【点评】
本题为跨学科实践题，结合生活中的油量表设计，考查电表判断、欧姆定律应用及电路分析，需将物理知识与实际应用结合，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先根据电表连接方式判断油量表类型：串联在电路中的是电流表，并联的是电压表，油量表串联在电路中，故为电流表改装；R0可避免滑动变阻器阻值为0时电路短路，起到保护作用。再利用欧姆定律计算电阻、电流，结合油量与电阻的关系求解油量，最后分析油量表的评价和电压表的连接位置。
【解析】
（1）油量表串联在电路中，电流表串联接入电路，电压表并联接入电路，因此油量表是电流表改装而成；R0能防止滑动变阻器滑片到最下端时电路短路，起到保护电路的作用。
（2）油面最高时，R=0，总电阻$R_{总1}=\frac{U}{I_1}=\frac{6V}{0.06A}=100Ω$，故$R_0=R_{总1}=100Ω$；无油时$R=200Ω$，总电阻$R_{总2}=100Ω+200Ω=300Ω$，最小电流$I_2=\frac{6V}{300Ω}=0.02A=20mA$；滑片在中点时$R=100Ω$，总电阻$R_{总3}=100Ω+100Ω=200Ω$，电流$I_3=\frac{6V}{200Ω}=0.03A=30mA$。
（3）电流$I_4=40mA=0.04A$，总电阻$R_{总4}=\frac{6V}{0.04A}=150Ω$，故$R=150Ω-100Ω=50Ω$；由题意，最大油量50L对应R=0，油量0对应R=200Ω，油量V与R的关系为$V=50L×\frac{200Ω-R}{200Ω}$，代入R=50Ω得$V=50L×\frac{150Ω}{200Ω}=37.5L$。
（4）① 该装置油面越高油量表示数越大，但刻度线示数不均匀，且零刻度线对应油量不为零，故评价为合格；② 要使油面越高电压表示数越大，电压表应并联在定值电阻两端，即4处。
【答案】
（1）电流；油量表串联在电路中；保护电路
（2）100；20；30
（3）37.5
（4）① 合格；油面越高油量表示数越大，但油量表刻度线示数不均匀，零刻度线上油量不为零 ② 4
【知识点】
欧姆定律；电路的连接；滑动变阻器的应用
【点评】
本题为跨学科实践题，结合生活中的油量表设计，考查电表判断、欧姆定律应用及电路分析，需将物理知识与实际应用结合，难度适中。
【难度系数】
0.6