| 1. 难度：中等 | |||||||||||||||||||||||||
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小明与同学们在“探究滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验中，提出如下猜想： 猜想一：滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关； 猜想二：滑动摩擦力大小与接触面所受的压力大小有关。
(1)实验中，用弹簧测力计水平拉动木块，使其沿水平面做________运动，根据二力平衡的知识可知，此时弹簧测力计的示数就等于木块所受的滑动摩擦力的大小。 (2)实验中经过多次测量，记录的数据如下表所示，第4次实验时弹簧测力计的读数如图所示，则第4次实验木块所受的摩擦力为________N。
(3)分析1、2、3次实验，在接触面粗糙程度不变的条件下，滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小成________。 (4)分析________三次实验数据，可以得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。在第3次实验中若用3.5 N的力水平拉动木块，则木块受到的滑动摩擦力为________N。 (5)实验后同学们总结本实验时，一致认为读数时弹簧测力计示数不稳定，造成这一现象的原因有____________________________________________________________（写出一点即可）。
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| 2. 难度：中等 | |
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小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺各一个，细线和重力均为0.5 N的钩码若干。 (1)实验前，将杠杆中点固定在支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态，这样做的好处是：便于在杠杆上直接测量________。 (2)杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A处挂4个钩码（如图甲所示），在B处挂________个钩码杠杆恰好在原位置平衡。
(3)如图乙所示，为了探究作用力在支点同侧时杠杆平衡的规律，小明用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计示数为________N时，杠杆再次水平平衡。当弹簧测力计逐渐向左倾斜时，要使杠杆仍然在水平位置平衡，弹簧测力计的示数F将________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 (4)实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用图丙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是____________________________________。
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| 3. 难度：中等 | |
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小明在探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验时，进行了如下操作：
(1)如图所示，让同一实心小球从同一斜面不同的高度由静止滚下，分别撞击同一水平面上相同位置处的相同木块，比较____________________________________，从而判断小球动能的大小。根据图中现象可以得出：其他条件一定时，物体的________越大，动能越大。 (2)小明还想探究影响动能大小的另一个因素，需要两个________不同的小球，具体做法是________________________________________。 (3)若在实验中，木块被撞后始终滑出水平面，在不改变原有器材的情况下，如何保证木块被撞后始终在木板上滑行？方法是________________________________。（写出一种即可） (4)若水平面光滑，本实验________（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
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| 4. 难度：困难 | |
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小阳放学回家去邻居家做客，看到阿姨正给弟弟冲奶粉，他突发奇想：奶粉的密度是多大呢？于是他要了一点奶粉（粉末状），带到学校实验室，进行了如下实验。
(1)在调节天平横梁平衡时，发现指针静止时如图甲所示，此时应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节。 (2)小阳用调节好的天平测量奶粉的质量，天平平衡时，右盘中砝码的质量及游码在标尺上的位置如图乙所示，则奶粉的质量为________g。 (3)他用如图丙所示方法测出奶粉的体积为________cm3，则奶粉的密度是________g/cm3。 (4)实验结束后，小阳又觉得没有量筒也可以测奶粉的密度，于是他找来一个圆柱形薄壁平底小玻璃瓶、刻度尺、大碗和水，便很快测出了奶粉的密度。请你将他的实验步骤补充完整： ①在玻璃瓶内装入适量的奶粉，轻轻振动，使其表面水平，测出奶粉的高度h1； ②将装有奶粉的玻璃瓶放入装有适量水的大碗中，使其竖直漂浮，测出玻璃瓶浸入水中的深度h2； ③将奶粉倒出，把玻璃瓶放入装水的大碗中，仍竖直漂浮，测出玻璃瓶浸入水中的深度h3； ④奶粉密度表达式ρ＝________（水的密度用ρ水表示）。 ⑤实验中发现玻璃瓶中的奶粉很难倒净，这会导致所测的密度值________（选填“偏大”或“偏小”）。
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| 5. 难度：中等 | |||||||||||||||||||
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小华在探究“电流与电压的关系”时，未连接完的实物电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线，将图中的元件连成电路。要求：滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路的电阻增大。 （____________） (2)正确连接电路后，先调节滑动变阻器的滑片至阻值________处，然后闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，则电路故障可能是________________。 (3)排除故障后，在调节滑动变阻器过程中，某时刻电压表的示数如图乙，则电压表的示数为________V，若要增大定值电阻两端的电压，则需要将滑片向________（选填“左”或“右”）端移动。 (4)下表是小华记录的几组实验数据，通过对表中数据的分析，可得到的初步结论是：__________________________。同组的小明则认为要得到普遍结论，小华还需要进行的操作是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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| 6. 难度：中等 | |
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在“测量小灯泡的额定功率”的实验中，所用的小灯泡额定电压为3.8 V。
(1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 （____________） (2)闭合开关后，小灯泡发光十分微弱，移动滑动变阻器的滑片也不能改变灯泡的亮度，则原因可能是______________________。 (3)排除故障后，继续进行实验，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为3 V，为了使小灯泡正常发光，则应将滑动变阻器滑片向________（选填“左”或“右”）端移动。 (4)当电压表示数为3.8 V时，电流表的示数如图乙所示，为________ A，小灯泡的额定功率为________ W。 (5)实验结束后，老师拿来了一个已知额定电流为0.2 A，但额定电压未知的小灯泡，一个已知阻值的电阻R和两个开关S1、S2，利用上面的部分器材为同学们设计了如图丙所示的电路来测量小灯泡的额定功率，请你将下列实验步骤补充完整： ①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为________； ②闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表的示数为U； ③灯泡额定功率的表达式为：P＝________。（用已知量和测量量表示）
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| 7. 难度：困难 | |
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在铁路建设、维护时经常用道钉撬来撬起道钉，如图甲所示为使用道钉撬来撬铁路枕木上道钉的示意图，已知道钉撬OA一端为铁质撬片，OB一端为粗细均匀的圆柱形铁棒，AO＝0.1 m，OB＝1.5 m，OB与水平地面的夹角为30。铁路工人将道钉嵌入地面时的力F1为3 000 N，刚好撬起道钉时的阻力F2为1 500 N。道钉撬的重力忽略不计，π取3.14。试问：
(1)已知道钉钉帽的面积约为300 mm2，将道钉嵌入水平地面时，对钉帽上的压强是多少？ (2)在一次作业时需要使用道钉撬将道钉撬出，铁路工人所用的最小动力F是多少？ (3)在将道钉撬出的过程中，铁路工人用时5 s将道钉撬从图甲所示位置下压到OB紧贴水平地面，如图乙所示。此过程中铁路工人始终用最小动力，则铁路工人做功的功率是多少？
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| 8. 难度：困难 | |
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在一次趣味竞赛中，选手需要将一重为1 000 N的均匀厚长钢板借助于一重为100 N的圆柱形铁桶将其一端向上抬起，圆柱形铁桶半径R＝0.5 m，厚钢板AO的O端用铰链固定于地面，AO长为5R，各处摩擦均不计，现用通过圆柱形铁桶圆心的水平向左的推力F使铁桶水平向左缓慢滚动。（π取3.14，sin30°＝0.5，sin60°＝cos30°≈0.866，tan15°≈0.268） (1)至少在A点施加多大的力可以使平放在地面上的钢板离开地面？ (2)若圆柱形铁桶竖直放置在地面上，对地面的压强是多少？（保留一位小数） (3)当推动圆柱形铁桶使厚钢板与地面的夹角θ从30°变为60°的过程中，推力F做的功为多少？
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| 9. 难度：中等 | |||||||||||||||
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非开挖施工技术是在不开挖（或少开挖）地表的情况下进行铺设、探测、维修等，解决城市管线施工中的难题。如图所示为某型号非开挖钻机，其部分参数如下表所示。
(1)中空的钻头内有个信号棒，不断发射超声波信号，地面相应正上方有技术员手持接收器对钻头的位置进行监控，根据相关的数据，引导员向操作员发出指令，进行后续操作。监控钻头的位置利用了声音可以______________。 (2)该钻机静止在水平地面上对地面的压强是______________。（g＝10 N/kg） (3)在一次钻探中，钻探100 m用时25 min，求该次钻探的平均速度为______________m/s。（结果保留两位小数） (4)若(3)中钻探消耗柴油5 kg，求发动机的效率是______________。（柴油热值为q＝4×107 J/kg）
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| 10. 难度：中等 | |||||||||||
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新能源的应用已进入普通家庭，如图所示是小明家安装的一台阳台壁挂式太阳能热水器，它同时兼备电辅加热功能，具有节能、高效、安全、环保等优点，下表是它的部分参数。(g取10 N/kg)
(1)太阳能是________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，太阳能热水器加热水的过程中是通过________的方式改变了水的内能。 (2)求热水器内置电热丝R的电阻______________。 (3)已知该热水器的加热效率为84%，阴雨天若将储水箱中装满水，将水温升高40 ℃，求需要通电的时间______________。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3]
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| 11. 难度：困难 | |
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图甲是某品牌电热式家用煮茶器，图乙为其简化的电路原理图，已知R1、R2均为电热丝，R2阻值为60.5 Ω。煮茶器有“高温挡”和“低温挡”两个挡位，低温挡功率为605 W。现煮茶器内装有初温为15 ℃的1 L茶水，请完成下列问题：[当地气压为标准大气压，c茶水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ茶水＝1.0×103 kg/m3]
(1)煮茶器底座与桌面接触部分由3个橡胶软垫制成，是通过______________的方式增大摩擦，使底座稳固在桌面上。 (2)煮茶器工作时的最大加热功率是______________。此时通过R1的电流是______________。 (3)煮茶器在高温挡时，将茶水煮沸腾所需的时间是______________。（假设无能量损失，结果保留整数） (4)在居民用电高峰时段，家庭电路中往往电压偏低，使用煮茶器煮沸相同质量和初温的水所用时间比平时长，请你运用所学知识解释这一现象______________。
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| 12. 难度：困难 | |
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智能机器人目前已能够为人类在很多方面进行高效率、高精准度的服务，如图甲所示为一种名为“小i”的图书搬运机器人，图乙为其工作过载报警、保护电路原理图，工作电压为48 V，R0为电阻箱，R为压力传感器，其阻值随所受压力的变化如图丙所示，当通过触发器的电流超过0.5 A时就触发警报，同时电动机停止工作。已知该机器人的最大负重为20 kg，触发器的电阻忽略不计，g取10 N/kg。试问：
(1)读者与“小i”对话，咨询某图书所在的位置，“小i”需将读者的声音信号转化为电流信号，其原理是________。 (2)为保护“小i”，电阻箱R0的阻值至少为______________。（g取10 N/kg） (3)“小i”每天需将1 944 kg图书从借阅处分批搬回书架上，每次放回需将图书提高0.5 m，搬书时能量转化效率为90%，则完成每天搬书上架任务需要消耗的电能是______________。 (4)为了使“小i”更好地工作，设计人员计划降低机器人报警负重，应将电阻箱R0的阻值______________调整，并简要说明理由______________。
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| 13. 难度：困难 | |
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在中学生创新大赛中，某初中参赛小组制作了一台电子秤。其原理结构如图甲所示。R0为定值电阻，R是压敏电阻，其阻值会随所受的压力F的变化而变化，变化范围大约为几欧到十几欧，通过电压表的读数可以得知压力大小。参赛小组通过实验绘制了压敏电阻阻值R与其所受压力F大小的关系图像，如图乙所示。请回答以下问题：
(1)如图乙所示的R－F图像，写出R和F的关系式，R＝______________。（带单位） (2)若图甲所示的电路中，在压敏电阻R上水平放置一个重力为1 N的托盘，电源电压U＝9.0 V且保持不变，R0＝3 Ω，电压表的量程为0～3 V。则该电子秤所能测的物体的最大重力为______________牛，此时压敏电阻的电功率为______________瓦。 (3)若电源电压降低，则所测的物体的最大重力________（选填“变大”或“变小”），简要说明理由________。
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