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专题复习十一 物理实验
第五部分 二轮专题复习
要点 测量密度的原理：ρ＝m/V。
1.测物质密度：用天平测量物质的质量，利用量筒或量杯测量液体和
不规则形状固体的体积，由公式ρ＝m/V就可以计算出物质的密度。
2.用天平、量筒测量固体或液体的密度应注意的先后次序：测量固体
密度时，应先测质量后测体积；而测量液体密度时，应先测液体和
烧杯的总质量，然后倒取液体到量筒中测量体积，再测量烧杯和剩
余液体的质量。这样测量的结果比较准确。
3.测固体密度的具体表达式是：ρ＝m/(V2－V1)；测液体密度的具体表
达式是：ρ＝(m1－m2)/V。
热点考向1
测量物质的密度
典例1 (2017·乌鲁木齐)小明在实验室里测量一金属圆柱体的密度。
(1)在调节托盘天平横梁平衡时，小明发现指针在分度盘中央刻线右
侧摆动，他应向___端调节平衡螺母，依据的原理是_____(填“杠杆”或“二力”)平衡。
左
杠杆
解析 指针在分度盘中央刻线右侧摆动，说明右侧力与力臂的乘积大于左侧力与力臂的乘积，根据杠杆平衡原理可知，他应向左端调节平衡螺母；
答案
解析
(2)天平平衡时，右盘中砝码和游码的位置如图甲所示，则圆柱体的质量
是___g；将圆柱体放入盛有70cm3水的量筒中，量筒中的水面如图乙所示，则圆柱体的密度是________kg/m3；若圆柱体与量筒底部接触紧密，圆柱体放入量筒后水对量筒底部的压力_____(填“大于”、“小于”或“等于”)圆柱体放入量筒前水对量筒底部的压力。
答案
解析
解析 由图甲所示可知，金属块的质量m＝20g＋5g＋2g＝27g；
(2)天平平衡时，右盘中砝码和游码的位置如图甲所示，则圆柱体的质量
是___g；将圆柱体放入盛有70cm3水的量筒中，量筒中的水面如图乙所示，则圆柱体的密度是________kg/m3；若圆柱体与量筒底部接触紧密，圆柱体放入量筒后水对量筒底部的压力_____(填“大于”、“小于”或“等于”)圆柱体放入量筒前水对量筒底部的压力。
27
2.7×103
答案
解析
小于
典例2 有一种巧妙测量人体血液密度的方法，测量前需先用天平和量筒
测定几种硫酸铜溶液的密度备用。
(1)测量前，应把天平放在________上，当移动游码至零刻度处时，指
针偏向分度盘的左侧，则应将平衡螺母向___调，使指针指在分度盘的中央。
水平台
右
解析 用天平测量物体的质量时，首先把天平放在水平台上，把游码放在标尺左端的零刻线处，然后调节平衡螺母，使横梁平衡，在调节过程中，若指针偏向分度盘的左侧，应将平衡螺母向右边调节。
答案
解析
(2)接下来的测量步骤如下：
①往空烧杯中倒入适量的硫酸铜溶液，测出烧杯和溶液的质量为49.2g；
②将烧杯中的一部分溶液倒入量筒，读出量筒中溶液的体积为20mL；
③测出烧杯和剩余溶液的质量，砝码及游码的位置如图所示。
答案
解析
将下面的实验记录表填写完整：
烧杯和溶液的质量/g 烧杯和剩余溶液的质量/g 量筒中溶液的质量/g 量筒中溶液的体积/cm3 硫酸铜溶液的密度ρ/(g·cm－3)
49.2 20
解析 明确天平标尺的分度值，由m物＝m砝码＋m游码计算烧杯和剩余
溶液的质量，从而得出倒入量筒中溶液的质量，根据ρ＝ 计算溶液的
密度。
(2)接下来的测量步骤如下：
①往空烧杯中倒入适量的硫酸铜溶液，测出烧杯和溶液的质量为49.2g；
②将烧杯中的一部分溶液倒入量筒，读出量筒中溶液的体积为20mL；
③测出烧杯和剩余溶液的质量，砝码及游码的位置如图所示。
答案
解析
将下面的实验记录表填写完整：
烧杯和溶液的质量/g 烧杯和剩余溶液的质量/g 量筒中溶液的质量/g 量筒中溶液的体积/cm3 硫酸铜溶液的密度ρ/(g·cm－3)
49.2 20
28.2
21
1.05
(3)测定血液密度时，具体操作如下：在几支试管中分别装入密度已知且不
等的硫酸铜溶液；然后向每支试管中滴入一滴待测血液，只要看到哪一支试管中的血滴处于悬浮状态，就知道被测血液的密度了。这是为什么？请利用所学知识，简要分析，写出推理过程，分析推理过程：___________。
答案
解析
过程见解析
解析 悬浮时，F浮＝G，即ρ物gV＝ρ液gV，因为浸没，排开液体的体积等于物体的体积，所以ρ物＝ρ液，即血液的密度等于硫酸铜溶液的密度。
要点
1.当一个物体在另一个物体上滑动时，摩擦力的大小与接触面的粗糙
程度有关，接触面越粗糙，摩擦力越大。摩擦力的大小还与作用在
物体表面上的压力大小有关，表面上受到的压力越大，摩擦力越大。
2.将滑动摩擦力转化为一个可测的量，即实验中通常利用二力平衡条
件将摩擦力的大小转化为可观察到的弹簧测力计的拉力的示数。
3.在运动过程中为使摩擦力和拉力二力平衡，注意保持物体做匀速直
线运动。
热点考向2
研究滑动摩擦力的影响因素
答案
解析
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做_________运动；根
据_________条件可知，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
典例3 (2017·自贡)在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，实
验装置如图所示，选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上，其中甲、乙两图的接触面是相同的木板，丙图的接触面是棉布。
解析 实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动，此时拉力与摩擦力平衡，根据二力平衡条件可知，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；
答案
解析
典例3 (2017·自贡)在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，实
验装置如图所示，选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上，其中甲、乙两图的接触面是相同的木板，丙图的接触面是棉布。
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做_________运动；根
据_________条件可知，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
二力平衡
匀速直线
答案
解析
(2)由_____图可以探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度关系。
解析 图乙和图丙，压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，可探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系；
乙丙
答案
解析
(3)若乙装置中，木块在运动过程中拉力突然变大，滑动摩擦力将_____
(选填“不变”、“变大”或“变小”)。
解析 由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，即使拉力增大，滑动摩擦力也不变；
不变
答案
解析
(4)评估此实验方案的不足之处是________________________________。
(答出一条即可)
解析 实验中需拉动木块做匀速直线运动时进行读数，很难保证其一直做匀速直线运动，会造成测力计的读数困难。
不能保证木块一直做匀速直线运动
答案
解析
(1)实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线
运动，根据__________知识，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
典例4 (2016·黔东南)用如图所示的装置探究摩擦力跟接触面粗糙程度
的关系，实验所用器材有：木块、长木板、棉布、毛巾和弹簧测力计。
解析 用弹簧测力计匀速直线拉动木块时，木块在水平方向上受到的力是平衡力，根据二力平衡的知识，此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小。
答案
解析
典例4 (2016·黔东南)用如图所示的装置探究摩擦力跟接触面粗糙程度
的关系，实验所用器材有：木块、长木板、棉布、毛巾和弹簧测力计。
(1)实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线
运动，根据_________知识，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
二力平衡
答案
解析
(2)第一次实验中弹簧测力计的示数如图所示为___N，分析表中数据可
以得出的结论是___________________________________________。
1.2
在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
解析 读图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，故弹簧测力计的示数为1N＋0.2N×1＝1.2N。根据题意和表中数据可知，压力相同，三次实验中木块与接触面的粗糙程度不同，可以得出的结论是：摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
实验次数 1 2 3
接触面情况 木块和长木板 木块和棉布 木块和毛巾
摩擦力/N 2.0 2.5
答案
解析
(3)实验结束后，小丽想探究摩擦力是否与压力大小有关，她用弹簧测力
计测出木块在长木板上的摩擦力为F1后，将一重物放在木块上，再次用弹簧测力计测出木块在同一长木板上的摩擦力为F2，由数据知道F1＜F2，由此得出的结论是_______________________________________
___________。
在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动
解析 根据再次实验的条件可知，接触面的粗糙程度相同，改变了压力，可得出的结论是：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
摩擦力越大
要点
1.实验原理：根据欧姆定律的公式I＝U/R，推导出公式R＝U/I。
2.减少误差的方法：多次测量取平均值。
热点考向3
伏安法测电阻
答案
解析
典例5 在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中，电源电压为3V，小
灯泡的额定电压为2.5V，如图是连接的部分电路。请按要求完成下列问题：
(1)用笔画线代替导线，将图1中的电路连接完整。
解析 将滑动变阻器上方任一接线柱与开关的左接线柱相连，如下图所示：
答案
解析
答案 见解析图示
典例5 在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中，电源电压为3V，小
灯泡的额定电压为2.5V，如图是连接的部分电路。请按要求完成下列问题：
(1)用笔画线代替导线，将图1中的电路连接完整。
答案
解析
(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于___(选填“左”或“右”)端。
右
解析 闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值最大，即将滑片滑到最右端；
答案
解析
(3)连接好电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，小灯泡始终不发光，
电压表示数始终为0，电流表示数有变化，则出现故障的原因可能是_________。
灯泡短路
解析 电流表有示数，说明电路为通路；电压表示数为零，灯泡不亮，说明灯泡被短路；
答案
解析
(4)排除故障后，闭合开关，移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示
数如图2所示，此时小灯泡的电阻为_____Ω。
12.5
解析 根据图2可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A，根据欧姆定律的推导公式R＝U/I计算即可。
答案
解析
典例6 (2017·东营)物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电阻”实验时，
准备了以下器材：小灯泡(额定电压为2.5V)、电流表(0～0.6A,0～3A)、电压表(0～3V,0～15V)、开关、两节干电池、滑动变阻器、导线若干。如图甲为该小组连接的实物图。
(1)请指出实物图连接的两处错误。
①__________________________；
②__________________________________。
解析 由图甲可知，电流从电流表的负接线柱流入，从正接线柱流出，故错误是：电流表的正负接线柱接反了；滑动变阻器没有按“一上一下”的方式串联在电路中，故错误是：滑动变阻器同时接了上面两个接线柱。
答案
解析
典例6 (2017·东营)物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电阻”实验时，
准备了以下器材：小灯泡(额定电压为2.5V)、电流表(0～0.6A,0～3A)、电压表(0～3V,0～15V)、开关、两节干电池、滑动变阻器、导线若干。如图甲为该小组连接的实物图。
(1)请指出实物图连接的两处错误。
①__________________________；
②__________________________________。
电流表的正负接线柱接反了
滑动变阻器同时接了上面两个接线柱
答案
解析
(2)正确连接电路后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片置于某位置时，电
流表和电压表的示数如图乙、丙所示，电流表示数为____A，则小灯泡电阻为____Ω。(计算结果保留一位小数)
解析 由图乙可知，电流表选择的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.24A，由图丙可知，电压表选择的量程为0～3V，分度值为0.1V，电压表示数为2.3V，由欧姆定律得，小灯泡的电阻：R
≈9.6Ω。
答案
解析
(2)正确连接电路后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片置于某位置时，电
流表和电压表的示数如图乙、丙所示，电流表示数为____A，则小灯泡电阻为____Ω。(计算结果保留一位小数)
0.24
9.6
答案
解析
(3)改变滑动变阻器滑片的位置，记录下不同时刻的电压值和电流值，并
计算出小灯泡在不同电压下的电阻值，数据处理表格如下所示，其中有一处是不恰当的，这一处是_____________________，原因是_____
____________________________________________________________
_______。
实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 平均电阻/Ω
1 1.0 0.17 5.9 7.7
2 1.4 0.18 7.8 3 1.8 0.22 8.2 4 2.0 0.23 8.7
解析 由表格数据可知，小灯泡在不同电压下的电功率不同，亮度不同，温度不同，灯泡的电阻值也不同，求平均电阻没有意义，故不恰当之处是：计算小灯泡电阻的平均值。原因是：小灯泡的电阻受温度的影响，且随温度的升高而增大，不能求电阻的平均值。
答案
解析
(3)改变滑动变阻器滑片的位置，记录下不同时刻的电压值和电流值，并
计算出小灯泡在不同电压下的电阻值，数据处理表格如下所示，其中有一处是不恰当的，这一处是_____________________，原因是_____
____________________________________________________________
_______。
小灯
计算小灯泡的平均电阻
小灯泡的电阻受温度的影响，且随温度的升高而增大，不能求电阻的平均值
实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 平均电阻/Ω
1 1.0 0.17 5.9 7.7
2 1.4 0.18 7.8 3 1.8 0.22 8.2 4 2.0 0.23 8.7
答案
解析
(4)该小组又利用这个电路测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器滑
片使电压表示数为____V，若此时电流表示数为0.25A，则小灯泡的额定功率为______W。
0.625
2.5
解析 要测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器滑片使电压表示数等于灯泡的额定电压2.5V；若此时电流表示数为0.25A，则小灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W。
要点
1.学会用简单的器材研究杠杆的平衡条件。
2.能根据实验数据说出平衡条件的数学表达式。
3.调节杠杆平衡必须在挂钩码之前完成。通过调节两端的平衡螺母，
若杠杆左高右低，则应使平衡螺母向左调节，反之亦然。在实验前，应使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了消除杠杆自身重力给实验带来的影响。
4.实验时，注意使杠杆在水平位置平衡，这样的位置可使动力臂、阻
力臂的大小直接根据杠杆上刻度来读出。
热点考向4
研究杠杆的平衡
答案
解析
典例7 小明和小红利用如图甲所示装置，在杠杆支点的两边分别挂上
钩码来探究杠杆的平衡条件。
(1)如图甲，为使杠杆在水平位置平衡，应将左端的平衡螺母向___(选
填“左”或“右”)移动。
右
解析 如图甲杠杆右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动。
答案
解析
(2)小明在实验中记录了三次实验数据如下表：
由实验数据可得，杠杆的平衡条件是__________。
F1l1＝F2l2
解析 实验1、2、3都符合F1l1＝F2l2，所以由实验数据可得杠杆的平衡条件是F1l1＝F2l2。
实验数据次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 10 0.5 20
2 2.0 10 1.0 20
3 2.0 20 4.0 10
答案
解析
(3)小红调节杠杆平衡后，在杠杆的两端挂上钩码，杠杆的状态如图乙
所示，为此，小红又调节两端的平衡螺母，使杠杆重新回到水平平衡位置。然后正确记录下钩码重，动力臂OA和阻力臂OB的值。分析实验数据后发现得不到教材中的“杠杆的平衡条件”。小红的哪一步操作导致了实验结果与教材中的结论不一样？答：______________
_________________。
实验中不能再调
解析 若在杠杆的支点两侧挂上钩码后，杠杆不在水平位置平衡，此时不能再移动平衡螺母，应该改变钩码的数量或位置，使杠杆在水平位置重新平衡。
节两端的平衡螺母
答案
解析
典例8 在探究杠杆平衡条件的实验中：
(1)实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端高，要使杠杆在水平位置平
衡，应将杠杆左端的螺母向___调节。
解析 杠杆左端低，右端高，平衡螺母向上翘的右端移动，才能使杠杆在水平位置平衡。
右
答案
解析
(2)如图甲，在杠杆的左端A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置
平衡，应在杠杆右端B处挂同样钩码__个。
解析 设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表l，图甲中，杠杆的左端：4G×3l＝12Gl，B处的力臂为4l，杠杆的右端：F2×4l＝12Gl，解得F2＝3G，即在B处挂3个同样的钩码。
3
答案
解析
(3)如图乙，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾
斜时，要使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将_____(填“变大”、“变小”或“不变”)，其原因是____________。
解析 如图乙，弹簧测力计在杠杆C处时，竖直向上拉也可使杠杆平衡；弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OC，弹簧测力计倾斜拉杠杆，拉力的力臂小于OC，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大。
变大
其力臂变小
要点
1.实验电路：
2.实验原理：P＝UI。
3.需测量的量：小灯泡两端的电压，通过小灯泡的电流。
热点考向5
伏安法测电功率
4.选择电路元件时，注意电压表量程大于小灯泡的额定电压，注意电流
表量程大于小灯泡的额定电流。电源电压应大于小灯泡的额定电压。
5.在操作过程中，测定额定功率时注意眼睛观察电压表示数，记录电流
表示数即可。
答案
解析
典例9 (2017·兰州)为了研究小灯泡在不同电压下工作时(实际电压不允许
超过额定电压的五分之一)，消耗的电功率是否相同，某同学选取一个额定电压为2.5V的小灯泡。
(1)请你帮他设计电路，并在下面方框内画出电路图；
解析 研究小灯泡在不同电压下工作时(实际电压不允许超过额定电压的五分之一)，消耗的电功率是否相同，应该用电压表测量出灯泡电压，用电流表测出此时灯泡的电流，根据P＝UI求灯泡的实际功率，为得出普遍性的规律，要多次测量，故要将滑动变阻器串联在电路中，如下图所示：
答案
解析
典例9 (2017·兰州)为了研究小灯泡在不同电压下工作时(实际电压不允许
超过额定电压的五分之一)，消耗的电功率是否相同，某同学选取一个额定电压为2.5V的小灯泡。
(1)请你帮他设计电路，并在下面方框内画出电路图；
答案 如上图所示
答案
解析
(2)他还准备了：蓄电池(6V)，电流表(0～0.6A 0～3A)、电压表(0～3V
0～15V)、滑动变阻器R1(10Ω 0.6A)、滑动变阻器R2(50Ω 0.6A)、开关、导线若干。为了完成实验，应选择滑动变阻器____接入电路，电压表选用________量程；
(3)由实验测得，通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线如图所示。由
图可知，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是______A，此时消耗的电功率为______W；
解析 小灯泡在额定电压下正常发光，由通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线可知，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是0.2A，此时消耗的电功率为：
P＝ULI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
灯正常发光时变阻器分得的电压：
答案
解析
(2)他还准备了：蓄电池(6V)，电流表(0～0.6A 0～3A)、电压表(0～3V
0～15V)、滑动变阻器R1(10Ω 0.6A)、滑动变阻器R2(50Ω 0.6A)、开关、导线若干。为了完成实验，应选择滑动变阻器____接入电路，电压表选用________量程；
R2
0～3V
(3)由实验测得，通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线如图所示。由
图可知，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是______A，此时消耗的电功率为______W；
0.2
0.5
答案
解析
(4)通过数据分析可以得出：______________________________。
小灯泡在不同电压下的功率不同
解析 由图中数据可知，灯的电压为U1＝1.5V时，通过的电流为I1＝0.15A，灯的实际功率：P1＝U1I1＝1.5V×0.15A＝0.225W；同理，当灯的电压为3V时，通过的电流约为0.22A，灯的实际功率为0.66W，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是0.2A，此时消耗的电功率为0.5W；所以，小灯泡在不同电压下的功率不同。
答案
解析
(1)请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整。
典例10 (2017·眉山)在“测定小灯泡的功率”的实验中，选用了如图甲
所示的器材，其中电源为3节新干电池，小灯泡的额定电压为2.5V(小灯泡的额定功率小于1W)，滑动变阻器标有“25Ω 1A”。
答案
解析
典例10 (2017·眉山)在“测定小灯泡的功率”的实验中，选用了如图甲
所示的器材，其中电源为3节新干电池，小灯泡的额定电压为2.5V(小灯泡的额定功率小于1W)，滑动变阻器标有“25Ω 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整。
答案 如图
答案
解析
(2)连接电路过程中，滑片P应置于____端。(选填“A”或“B”)
解析 为确保电路安全，在开关闭合前，应将变阻器滑片P滑至B端；
B
答案
解析
(3)闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡几乎不发光，两电表均有较
小示数且保持不变，则故障可能是____________________________。
解析 无论怎样移动滑片P，小灯泡几乎不发光，两电表均有较小示数且保持不变，这说明滑动变阻器起不到调节电阻的作用，两表示数较小，说明滑动变阻器阻值较大，故障原因是滑动变阻器接了下面的两个接线柱A、B；
滑动变阻器同时接A、B接线柱
答案
解析
(4)排除故障后，移动滑动变阻器P到某处时，电压表示数为2V，若要测小
灯泡的额定功率时，应将滑片P向_____端移动(选填“A”或“B”)。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是____A，小灯泡的额定功率是_____W。
解析 电压表示数为2V＜2.5V，根据串联电路分压的规律可知，需减小滑动变阻器两端电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向A移动；当小灯泡正常发光时，电流表的示数是0.24A，所以其额定功率P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；
答案
解析
(4)排除故障后，移动滑动变阻器P到某处时，电压表示数为2V，若要测小
灯泡的额定功率时，应将滑片P向_____端移动(选填“A”或“B”)。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是____A，小灯泡的额定功率是_____W。
A
0.24
0.6
答案
解析
(5)利用该电路继续探究电流跟电阻的关系时，需将小灯泡换成适当的定
值电阻R，其他器材不变。若实验时保持电压表示数为2V不变，则更换的电阻阻值不能大于_____。
解析 在探究电流跟电阻的关系的实验中，保持电阻两端的电压为2V不变，滑动变阻器两端分压为：4.5V－2V＝2.5V，定值电阻与滑动变阻器串联，通过它们的电流相等，滑动变阻器分压与定值电阻分压之比为2.5V∶2V＝5∶4，滑动变阻器最大阻值为25欧姆，则定值电阻最大阻值为R＝25Ω× ＝20Ω。
答案
解析
(5)利用该电路继续探究电流跟电阻的关系时，需将小灯泡换成适当的定
值电阻R，其他器材不变。若实验时保持电压表示数为2V不变，则更换的电阻阻值不能大于_____。
20Ω
本课结束专题突破练11 物理实验
1．小芳同学利用如图甲所示的装置来探究“水的沸腾”的实验。
(1)小芳同学观察了水在加热过程中，温度随时间的变化情况，并记录了有关数据，如下表：
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 …
温度/℃ 90 92 94 96 97 97.5 98 98 98 …
分析表中数据可知，沸腾前水温变化快慢的特点是________________________。
(2)图乙中，________(选填“a”或“b”)是水沸腾时的情景，气泡里的主要成份是________。
A．氧气 B．水蒸气 C．二氧化碳
(3)加热时，烧杯上方会出现“白气”，下列现象与“白气”形成过程不同的是________。
A．深秋的清晨河面上出现的“白气”
B．雨过天晴后形成的大雾
C．湿衣服晾晒时形成的水蒸气
D．煮饭时形成的“雾气”
2．(2017·兰州)为了探究物体所受重力与质量的关系，某实验小组进行了实验：
(1)钩码所受重力的大小用______________进行测量，测量时钩码必须处于________状态；
(2)他们将测出的数据记录在表格中并进行 ( http: / / www.21cnjy.com )了处理，通过分析发现有一次测量数据存在问题，这个数据是____________；重新测量并进一步分析数据，得出的结论是：__________
____________________________________________________。
m(g) G(N) G/m(N/kg)
100 1 10
200 2 10
300 1.5 5
3. (2017·赤峰)某实验小组认为滑 ( http: / / www.21cnjy.com )动摩擦力的大小可能与接触面积和压力的大小有关。为了检验猜想是否正确，他们用同一套器材做了如图所示的三次实验：
①用弹簧测力计匀速拉动木块使它沿水平木板滑动，弹簧测力计的示数为F1。
②改变木块与木板的接触面积，重做上述实验，弹簧测力计的示数为F2。
③在木块上加放砝码，用弹簧测力计匀速拉动木块使它沿水平木板滑动，弹簧测力计的示数为F3。
发现：F1＝F2＜F3。
(1)比较________(填实验序号)两次实验可以初步验证滑动摩擦力的大小与压力的关系。
(2)实验结果初步表明，滑动摩擦力的大小与压力有关，与接触面积________。
(3)实验中，如果弹簧测力计的示数不稳定，可能的原因是________(填选项序号)。
A．木板过长 B．木块运动速度太大
C．弹簧测力计的分度值太大 D．木板的粗糙程度不均匀
4．(2017·南京)小明用如图甲所示的装置，探究影响液体内部压强的因素。
(1)在图乙中，将橡皮膜先后放在a、b位置 ( http: / / www.21cnjy.com )处可知，同种液体，________越大，压强越大，支持该结论的实验现象是：_______________________________________________。
(2)为了探究密度对液体内部压强的影响，还需将橡皮膜放在图丙中________(选填“c”或“d”)位置处。
5．(2017·宿迁)在“探究浮力大小与排开液体体积的关系”实验中，如图甲所示，用弹簧测力计测出物块所受的重力，然后将物块逐渐浸入水中。
(1)在图乙位置时，物块受到的浮力是________N。
(2)将物块逐渐浸入水中时，发现弹簧测力计的示数逐渐变小，说明物体所受浮力大小随其排开液体的体积增大而________。
(3)继续将物块逐渐浸入水中，发现弹簧测力计的示数逐渐变小后保持不变，最后突然变为0，示数为0时物块处于________(选填字母)。
A．漂浮状态 B．悬浮状态 C．沉底状态
6．(2017·泰州)探究光的反射定律。
(1)如图甲，先将平面镜A放在水平桌面上，再经硬纸板B________放置在平面镜A上，让激光紧贴纸板射向O点。
(2)为了显示光路，纸板的表面应________(光滑/粗糙)些，在纸板上标出刻度是为了方便测量________________的大小；
(3)多次改变入射光的方向，测得了几组数据如表所示，由此可得出，反射角与入射角大小________(相等/不相等)。
序号 入射角 反射角
1 30° 30°
2 45° 45°
3 60° 60°
(4)接下来老师进行了如下 ( http: / / www.21cnjy.com )演示，先用加湿器使整个教室充满雾气，将平面镜放在一能转动的水平圆台上，在柱M上固定一红色激光笔，使其发出的光垂直射向平面镜上的O点，其作用是为了显示________的位置，然后打开固定在柱N上的绿色激光笔，使绿色激光射向O点，出现了如图乙所示的情景，老师水平方向缓慢转动圆台，当我们观察到___________________时，可判断反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
7．(2017·邵阳)如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)为了保证实验效果，应该选择____________。(选填“厚玻璃板”或“薄玻璃板”)
(2)点燃蜡烛A，透过玻璃板观察到蜡烛 ( http: / / www.21cnjy.com ) A 的像，把与A完全相同的蜡烛 B放在像的位置观察到蜡烛B与像完全重合，说明像与物________。
(3)移开蜡烛B，在其原来位置放一光屏，在光屏上接收不到蜡烛的像，说明平面镜成的是________像。
8．(2017·兰州)如图所示的实验装置，在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体ab。
(1)接通电源，这时会看到导体ab向左运动，这表明_______________________________
________________________________________________________________________；
(2)若只对调磁体的磁极或只改变导 ( http: / / www.21cnjy.com )体ab中的电流方向，观察到导体ab均向右运动，这表明_____________________________________________________________________；
(3)如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体ab中的电流方向，会看到导体ab的运动方向跟原来______(选填“相同”或“相反”)。
9．(2016·阜新)小明同学在“研究杠杆平衡条件”实验中：
(1)实验时应先调节杠杆在________位置平衡。若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向________调(填“左”或“右”)。
(2)杠杆平衡后，小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应在B位置挂上________个钩码。
(3)下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据：
实验次数 F1(N) l1(cm) F2(N) l2(cm)
1 2 5 △ 10
2 3 10 2 15
3 2 30 3 ☆
上表中空格处所缺的数据是：△＝__________，☆＝__________；
(4)分析上表中的实验数据可以得出的结论是___________________________________。
10．(2017·镇江)图1是小丽探究动能大 ( http: / / www.21cnjy.com )小与速度关系时的实验场景：斜面上有两平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块①、②发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。
(1)为完成实验，应使两个质量________的小球从轨道上________高度由静止释放(均选填“相同”或“不同”)。
(2)由图1场景可知，碰撞 ( http: / / www.21cnjy.com )木块前瞬间，小球________的动能较大，两木块通过A、B两点处所受的滑动摩擦力大小分别为fA、fB，则fA________fB；滑行中，木块的动能转化成________能。
(3)图2是某次实验的场 ( http: / / www.21cnjy.com )景：将两小球从图中E、F处静止释放，最终木块①从水平木板的右端滑出，小丽用质量更大的木块③替换木块①后继续此次实验，将两小球仍从图中E、F处由静止释放，木块③未滑出木板，小丽的实验改进有一处遗漏，它是
________________________________________________________________________。
11．(2017·鄂尔多斯)小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关
猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关
为此小夏设计了如图所示的实验：用大小、 ( http: / / www.21cnjy.com )形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。
实验数据如下表：
实验序号 铅球代号 铅球质量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m
① A 200 0.5 0.1
② B 400 0.5 0.25
③ C 200 1 0.2
④ D 200 1 0.2
(1)本实验中，采用的研究问题的方法是________________。(写出一种方法即可)
(2)本实验中，铅球的重力势能大小是通过________________来反映的。
(3)为验证猜想二，应比较________(填实验序号)，得到的结论是：当物体质量相同时，
________________________________________________________________________。
(4)比较③④，得到的结论是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)经进一步实验和分析，小夏大胆给 ( http: / / www.21cnjy.com )出重力势能(Ep)的表达式“Ep＝mgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中B球的动能为________J。(忽略空气阻力，g＝10N/kg)
12．(2017·昆明)在研究导体电阻 ( http: / / www.21cnjy.com )与哪些因素有关的实验中，小明采用了图中所示的电路。闭合开关，夹子P向左滑动时，电阻丝连入电路的长度变长，观察到电流表示数变小，灯的亮度变暗。小明在得出导体电阻与长度关系的同时，还得出”灯泡的亮度由电流大小决定“的结论。
(1)你认为小明关于灯泡的亮度由电流大小决定的结论是________的。
(2)小丽用L1“6V 3W“ ( http: / / www.21cnjy.com )和L2”6V 2W“的两个小灯泡及6V的电源等器材，设计如下实验来验证小明的结论是否正确，请你帮她将实验步骤填写完整：
①将两个小灯泡串联，接到6V的电路中，则通过两灯的电流________；灯________两端的电压较大；可观察到灯________较亮；
②将两个小灯泡并联，接到6V的电路中，则两灯两端的电压________；通过灯________的电流较大，可观察到灯________较亮。
(3)由以上实验可以得出灯泡的亮度由________决定。
13．(2017·徐州)如图甲所示，小华用电阻箱和滑动变阻器研究通过导体的电流与电阻的关系。
次数 R1/Ω I/A
1 3.0
2 6.0 0.33
3 9.0 0.25
(1)图甲中电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是________联。
(2)连接电路前，开关应处于________状态。
(3)第1次实验时，电流表示数如图乙所示，则电流为________A。
(4)经过3次测量，得到表格中的实验数 ( http: / / www.21cnjy.com )据，由此总结出电流与电阻的关系，请你指出小华实验过程中存在的问题：__________________________________________________。
14．(2017·衢州)小柯发现白炽灯泡在 ( http: / / www.21cnjy.com )开灯瞬间最容易烧坏，猜想可能是在开灯瞬间灯丝的温度较低，导致电阻比正常工作时小。于是设计图示电路来验证自己的猜想。
【实验步骤】
第一步：断开S2，闭合S1，电流表指针偏转，但灯泡不发光。
第二步：断开S1，闭合S2，灯泡正常发光，灯丝温度很高。
第三步：两分钟后再断开S2并迅速闭合S1，观察电流表示数变化情况。
【实验分析】
(1)第一步中，灯泡两端的电压是________V，灯泡不发光的原因是__________________
________________________________________________________________________。
(2)在第三步中，若观察到电流表示数变化的情况是_______________________________
________________________________，就可以得出灯丝的温度越低，其电阻越小。
课时作业答案精析
1. (1)先快后慢 (2)a B ( ( http: / / www.21cnjy.com )3)C 解析 (1)从表中可以看出，温度较低时，水吸热温度升高得快，快到沸点时，温度升高得慢，故沸腾前水温变化快慢的特点是先快后慢；
(2)a图气泡在上升过程中体积增大，是沸腾时的情景；b图气泡在上升过程中，体积逐渐减小，是沸腾前的情况；水沸腾时气泡里的主要成分是水蒸气；
(3)水烧开后喷出的“白气”，是烧杯中 ( http: / / www.21cnjy.com )高温的水汽化形成的水蒸气，喷出烧杯后遇到温度较低的空气液化形成的；深秋的清晨河面上出现的“白气”、雨过天晴后形成的大雾、煮饭时形成的“雾气”都是液化现象，湿衣服晾晒时形成的水蒸气属于汽化现象，故C符合题意。
2. (1)弹簧测力计 静止 (2)1. ( http: / / www.21cnjy.com )5 在同一地点，物体所受重力与质量成正比 解析 (1)钩码所受重力的大小用弹簧测力计进行测量，测量钩码重力时，必须让钩码处于静止状态，这样测力计的拉力与重力是一对平衡力，大小相等；
(2)由表格中的数据可知，当物体的质量为10 ( http: / / www.21cnjy.com )0g时，重力为1N；300g的物体的重力应该为100g物体重力的3倍，故数据1.5出错了，应该是3；此时＝＝10N/kg；由数据可知，物体的重力与质量的比值为定值，故结论为：在同一地点，物体所受重力与质量成正比。
3. (1)①③ (2)无关 (3) ( http: / / www.21cnjy.com )D 解析 (1)由表中实验数据可知，实验序号为1、3，接触面的粗糙程度相同，压力不相同，因此分析1、3两次实验数据可以得出滑动摩擦力与压力的关系；
(2)由表中实验数据可知，实验序号为1 ( http: / / www.21cnjy.com )、2的实验，物体间接触面的粗糙程度相同、压力相同，接触面积不同，发现：F1＝F2，因此分析1、2两次实验数据可以得出滑动摩擦力与接触面积大小的无关。
(3)木板的长短不会影响摩擦力的大小；木 ( http: / / www.21cnjy.com )块运动速度不影响摩擦力的大小；弹簧测力计的分度值太大，只会使测量的准确度降低；以上都不是造成弹簧测力计的示数不容易稳定的原因。木板的粗糙程度不均匀，影响摩擦力的大小，会造成弹簧测力计的示数不容易稳定。
4. (1)深度 橡皮膜所处的深度 ( http: / / www.21cnjy.com )越深，U型管液面高度差越大 (2)c 解析 (1)将橡皮膜先后放在a、b位置处，b的位置要比a的位置深，故b的压强大，则会看到U型管内液面的高度差大；
(2)探究密度对液体内部压强的影响时应控制深度相同，故应将橡皮膜放在图丙中c位置处。
5. (1)0.6 (2)增大 (3 ( http: / / www.21cnjy.com ))C 解析 (1)甲图中物体的重力为G＝3N，乙图中物体受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的拉力，则浮力为：F浮＝G－F＝3N－2.4N＝0.6N；
(2)将物块逐渐浸入水中时，物体排开的 ( http: / / www.21cnjy.com )水的体积变大，弹簧测力计的示数逐渐变小，说明受到的浮力变大，故物体所受浮力大小随其排开液体的体积增大而增大；
(3)继续将物块逐渐浸入水中 ( http: / / www.21cnjy.com )，发现弹簧测力计的示数逐渐变小后保持不变，是因为物体全部浸入水中后，浮力不变，故测力计示数不变；最后突然变为0，说明物体受到杯底的支持力的作用，故重力是大于浮力的，物块处于沉底状态。
6. (1)竖直 (2)粗 ( http: / / www.21cnjy.com )糙 反射角和入射角 (3)相等 (4)法线 红绿光看起来重合时 解析 (1)为了使光的传播路径能呈现在硬纸板上，应让硬纸板B竖直放置在平面镜A上，让激光紧贴纸板射向O点。
(2)为了看清楚纸板上的光路，纸板材质应该 ( http: / / www.21cnjy.com )是比较粗糙，光线射在上面发生了漫反射，反射光线射向各个方向，无论从哪个角度看，都能看得清楚；在纸板上标出刻度是为了方便测量反射角和入射角的大小。
(3)读表可得，反射角等于入射角；
(4)加湿器使整个教室充满雾气，这样能显示出 ( http: / / www.21cnjy.com )光的传播路径；法线与平面镜是垂直的，红色激光笔发出的光垂直射向平面镜上的O点，可以显示法线的位置；沿水平方向缓慢转动圆台，当我们观察到红绿光看起来重合时，可以根据光的传播路径来判断“三线”是否在同一平面内。
7. (1)薄玻璃板 (2)等大 (3)虚 ( http: / / www.21cnjy.com )解析 (1)玻璃板越薄，两个反射面所在的像距离越近，这样可以使确定的像的位置更加准确，厚玻璃板会形成两个像，会影响对实验结果的判断；
(2)点燃蜡烛A，透过玻璃板观察到A的像，把与A完全相同的蜡烛B放在像的位置，观察到B与像完全重合，说明像与物大小相等；
(3)因为虚像不能在光屏上承接，所以将光屏放到像的位置，无法直接在光屏上观察到像，说明所成的像是虚像。
8. (1)通电导体在磁场中 ( http: / / www.21cnjy.com )会受力的作用 (2)通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关 (3)相同 解析 (1)接通电源，这时会看到导体ab向左运动，即说明ab受到向左的力的作用，说明通电导体在磁场中会受力的作用；
(2)只对调磁体的磁极或只改变导 ( http: / / www.21cnjy.com )体ab中的电流方向，观察到导体ab均向右运动，即说明ab所受力的方向发生了改变，说明通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关；
(3)如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体ab中的电流方向，即等于改变了两个因素，所以会看到导体ab的运动方向跟原来相同。
9. (1)水平 左 (2)4 (3)1 20 (4)F1l1＝F2l2 (动力×动力臂＝阻力×阻力臂)
10. (1)相同 不同 (2)① ＝ 内 ( http: / / www.21cnjy.com ) (3)没有将木块②也更换为与木块③相同的木块 解析 (1)探究动能大小与速度关系时，应控制质量不变，改变速度，故应使两个质量相同的小球从轨道上不同高度由静止释放。
(2)碰撞木块前瞬间，小球①是从高处滑 ( http: / / www.21cnjy.com )下的，速度较大，动能较大，两木块通过A、B两点处所受的滑动摩擦力大小分别为fA、fB，由于压力大小和接触面的粗糙程度相同，故摩擦力相同，即fA＝fB；滑行中，木块克服摩擦做功，木块的动能转化成内能。
(3)由图可知，图2实验探究的是动能大小与速度的关系，此时应控制质量相同，故实验的遗漏为：没有将木块②也更换为与木块③相同的木块。
11. (1)控制变量法 (2)铅 ( http: / / www.21cnjy.com )球陷入沙中的深度 (3)①③ 物体所处的高度越高，重力势能越大 (4)物体的重力势能与物体运动的路径无关 (5)2 解析 (1)物理学中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素(变量)的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，该实验中用到了控制变量法。
(2)本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映。
(3)比较A、B两球，下落高度和 ( http: / / www.21cnjy.com )运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。
(4)比较③④两球，两球的质量相同，下 ( http: / / www.21cnjy.com )落高度也相同，两球的运动路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。
(5)根据Ep＝mgh可得，B球的动能Ep＝mgh＝0.4kg×10N/kg×0.5m＝2J。
12. (1)错误 (2)①相等 ( http: / / www.21cnjy.com )L2 L2 ②相等 L1 L1 (3)实际功率 解析 (1)夹子P向左滑动时，电阻丝连入电路的长度变长，观察到电流表示数变小，则灯泡两端的电压也发生了变化，故小明的结论是错误的；
(2)由公式P＝可知，额定电压相同，额定功率越大，则灯泡的电阻越小，故L1的电阻要小于L2的电阻；
①将两个小灯泡串联，接到6V的电路中，电路中的电流是相等的，根据U＝IR可知，灯L2两端的电压较大；可观察到灯L2较亮；
②将两个小灯泡并联，接到6V的电路中，各支路两端的电压相等，根据I＝可知，通过灯L1的电流较大，可观察到灯L1较亮。
(3)由以上实验可知，灯泡两端的电压越大，电流越大，其实际功率越大，则灯泡越亮。
13. (1)串 (2)断开 (3) ( http: / / www.21cnjy.com )0.5 (4)小华每次改变电阻的阻值后，没有移动滑动变阻器滑片保持电阻两端的电压保持不变 解析 (1)由图甲可知，电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是串联；
(2)为了保护电路，连接电路时开关处于断开状态；
(3)电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.5A；
(4)探究通过导体的电流与电阻的关系时应控制电阻两端电压不变，由表格中的信息可知，电阻两端的电压是变化的。
14. (1)6V 由于灯泡两端的实际 ( http: / / www.21cnjy.com )电压远小于它的额定电压，造成灯泡的实际功率远远小于额定功率，所以灯泡不发光 (2)电流表示数从零快速增大后，示数又慢慢增大到某一电流值后稳定不变 解析 (1)断开S2，闭合S1，灯泡接在上面电源的两端，此时电源电压为6V，灯泡两端的电压也为6V；由于灯泡两端的实际电压远小于它的额定电压，造成灯泡的实际功率远远小于额定功率，所以灯泡不发光；
(2)闭合S2通电两分钟 ( http: / / www.21cnjy.com )后灯泡正常发光，灯丝温度很高，断开S2后，电路的电流变为零，再迅速闭合S1，电流表示数快速增大，但此时灯丝的温度高，电阻大，电流小，之后随着温度的逐渐降低，灯丝电阻逐渐减小，电流逐渐变大，直到不变，这说明灯丝的温度越低，其电阻越小。
