【2019赢在中考】物理二轮专题解读与强化训练
专题二 物理学史和物理方法
一．选择题
1．（2018?东莞市）以下物理规律无法用实验直接验证的是（ ）
A．牛顿第一定律 B．欧姆定律 C．光的反射定律 D．焦耳定律
2．（2018?青岛）“一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。”总结概括出这重要规律的科学家是（ ）
A．亚里士多德 B．伽利略 C．牛顿 D．托里拆利
3．（2017?潍坊）下列科学家中，对“牛顿第一定律”的建立做出巨大贡献的是（ ）
A．焦耳 B．伽利略
C．欧姆 D．法拉第
4．（2018?宜宾）下列哪位科学家最先精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系（ ）
A．牛顿 B．焦耳 C．欧姆 D．法拉第
5．（2018?潍坊）最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是（ ）
A．欧姆 B．焦耳 C．奥斯特 D．法拉第
二．填空题
6．（2018?贺州）为了探究动能与物体质量的关系，让质量________（选填“相同”或“不同”）的物体从同一高度静止下落，这种实验方法是________法。
7．（2018?贵港）在探究“电阻的大小与什么因素有关”的实验时，如图是某实验小组进行探究的实验装置，演示板上固定了四条合金电阻线，a、b、c的长度均是1m，d的长度是0.5m；a、b、d的横截面积相同，c的横截面积比a、b的小，a、c是镍铬合金线，b、d是锰铜合金线。当依次把M、N跟a、c的两端连接时，探究的是导体电阻大小与导体_______的关系。实验中采用的方法叫_______。
8．（2018?黔南州）1840年，英国物理学家_______最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系：从能量转化的角度看，电热器的电热丝工作时是将电能转化为_______能。
9．（2017?山西）1825年瑞士物理学家科拉顿将一根直导线平行地放在小磁针的上方，然后与另一个房间的螺旋线圈组成闭合电路，如图所示。他把一根条形磁铁插入螺旋线圈内，再跑到另一个房间内观察小磁针是否偏转，进行多次实验他都没有发现小磁针偏转。科拉顿、法拉第等物理学家相继进行了上述试验，是为了探究_______；在实验中，科拉顿用到了1820年丹麦物理学家_______发现“电流的周围存在着磁场”的实验装置。
三．实验探究题（共15小题）
10．（2019?攀枝花）如图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。
（1）实验中通过观察_______的变化来比较导体所产生热量的多少；这运用了_______（填“转换法”或“等效替代法”）的物理思想；
（2）用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的_______不变，来研究导体产生热量与电阻的关系；
（3）在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是_______容器。
11．（2017?云南）发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究。
（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中_______（选填“有”或“无”）电流产生。
（2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了 偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”。为验证猜想，它们继续探究，并把观察到的现象记录如下：
序号
磁体摆放方向
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
N极在上
竖直上下运动
不偏转
2
水平向左运动
向右偏转
3
水平向右运动
向左偏转
4
N极在下
竖直上下运动
不偏转
5
水平向左运动
向左偏转
6
水平向右运动
向右偏转
分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是_______（选填“正确”或“错误”）的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟_______有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟_______有关。
（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在_______中做_______运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家_______发现。
12．（2019?绥化）在“探究影响电阻大小的因素”的实验中，某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝，其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
（1）实验中通过观察_______来比较电阻的大小，此过程用到的研究方法是_______。
（2）分别将C、D两根合金丝接入电路，可初步探究出的结论是_______。
（3）分别将_______（填编号）两根合金丝接入电路，可初步探究出的结论是：导体的材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大。
13．（2019?兰州）如图所示，在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，某同学在透明有机盒内放入一块海绵和砖块进行实验。
（1）实验时，他通过观察_______来比较砖块对海绵压力的作用效果，这种实验方法叫做转換法，采用相同实验方法的其他实验还有哪些，请举出一例：_______。
（2）要探究压力的作用效果与压力大小的关系，应选用图中_______两次实验进行比较。
（3）分析比较图中甲、丙两次实验，可以得出的结论是_______。
14．（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、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）
15．（2018?百色）如图所示，某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。
（1）本实验的科学探究方法是_______和转换法。
（2）小桌对海绵的压力改变了海绵的_______（选填“形状”或“运动状态”）。
（3）为了探究压力作用效果与压力大小的关系，因比较图甲和图乙的实验，可知受力面积相同时，压力_______（选填“越大”“越小”），压力的作用效果越明显。
（4）为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系，应比较_______两图的实验，可知压力大小相同时，受力面积_______（选填“越大”或“越小”），压力的作用效果越明显。
16．（2019?桂林）小蓉和同学们用如图所示实验装置来探究阻力对运动小车的影响。
（1）实验开始前，小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑，大家发现，小车在斜面上的高度越高，小车到达水平木板时的_______越大，小车在水平木板上运动距离越远。从而让大家更加明确了，本实验要使用_______法。
（2）实验中，大家将可调节倾斜角度的斜面与木板平面组合，然后依次将毛巾、棉布铺在木板上，开始探究小车在三种平面上的运动情况，结果发现小车直接冲出棉布末端，在仅有目前已搭建好的实验器材基础上，他们采取_______的方法完成了整个实验探究过程。
（3）通过实验分析可知，水平面越光滑，同一运动小车受到的阻力_______，速度减小得越_______。推理可知，同一运动小车如果不受阻力作用，它将_______。
17．（2019?宜宾）关于“阻力对物体运动的影响”问题，某学习小组进行了如下探究实验：依次将毛巾、棉布分别铺在水平木板上，让小车分别从斜面顶端由静止自由下滑，观察小车在水平面上滑行的最大距离，三种情况下的运动如图所示。
（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止自由下滑，目的是使小车在水平面上开始滑行时获得的速度大小_______（选填“相等”或“不相等”），本实验中的“阻力”是指小车受到的_______；
（2）分析图运动情况可知：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，说明小车受到的阻力越大，速度减小得越_______（选填“快”或“慢”）；
（3）牛顿在伽利略等人的研究基础上，概括出牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持_______状态或_______状态；
（4）牛顿第一定律_______（选填“是”或“不是”）直接由实验得出的，其符合逻辑的科学推理为科学研究提供了一个重要方法。
18．（2019?乐山）小秋为探究“运动与力的关系”，设计了如图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车在水平面上滑行的距离。
（1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实验时应让小车从同一斜面的_______滑下，这种研究问题的方法是_______法（选填“微小量放大”、“模型”或“控制变量”）。
（2）比较甲、乙、丙三次实验，发现阻力越小，小车滑行的距离就越_______（选填“远”或“近”），说明小车运动的速度改变得越_______（选填“快”或“慢”）。
（3）伽利略对类似的实验进行了分析，并进一步推测：如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将在水平面上_______。说明运动的物体_______力来维持（选填“需要”、“不需要”）。
（4）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律_______
A．能用实验直接验证
B．不能用实验直接验证，所以不能确定这个定律是否正确
C．是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的
19．（2019?鞍山）小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时，他猜想浮力的大小可能与液体的密度、物体排开液体的体积、物体在液体中的深度有关。所用的实验器材有：烧杯、酒精、水、盐水、量程合适的弹簧测力计、细线、底面积相同而体积不同的带钩圆柱。（已知ρ酒精＜ρ水＜ρ盐水）
（1）在探究“浮力大小与液体密度是否有关”时，小明用弹簧测力计将同一个体积较大的圆柱分别浸没在酒精、水、盐水中的相同深度处，如图所示，则圆柱在水中受到的浮力是_______N，分析数据得出浮力的大小与液体密度的关系是在其他条件相同时，_______。
（2）在探究“浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关”时，小明设计了如下记录实验数据的表格，请将表格中第一行信息补充完整。
实验次数
所用液体
物体在液体中的深度h
_______
圆柱重G/N
_______
_______
1
水
相同
小
2
水
中
3
水
大
（3）实验中用到的科学探究的方法是_______。
20．（2019?贵港）如图所示，是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。图甲、乙、丙容器中装的液体是水，图丁容器中装的液体是酒精，F1、F2、F3、F4分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题：
（1）图甲中，弹簧测力计的示数F1＝_______N。
（2）物体完全浸没在水中时所受的浮力为_______N。
（3）分析图中乙、丙两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与_______有关；分析图中_______两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与液体密度有关。
（4）实验中采用的探究方法在研究物理问题时经常用到，称为_______法。
21．（2019?西宁）小李同学想要利用如图13所示的装置来探究“物体动能大小与什么因素有关”。
（1）在探究“动能的大小与速度的关系”时，应保持小车的 质量 相同，让小车从斜面上_______（选填“相同”或“不同”）的高度滑下，以不同的速度推动木块移动。
（2）本实验运用了两种研究方法：一是_______，二是转换法。就本题来说用木块_______来反映小车动能大小的方法就是转换法。
他在实脸的过程中又发现只要去掉木块，就可以探究“阻力物体运动的影响”。如图2所示，他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上，让小车分别从斜面上由静止滑下，观察小车在水平面上运动的距离。
（3）每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是：使小车到达水平面时具有相同的_______。
（4）实验发现，小车在玻璃面上运动的距离最远，说明小车受到的阻力最_______，进一步推理得出：如果小车运动时不受阻力，小车将做_______运动。
22．（2018?曲靖）某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m1＜m2＝m3，实验的情景如图所示。
（1）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是_______（选填“转换法“或“类比法”）。
（2）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的_______有关。
（3）小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为_______能。
（4）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为_______。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/米
2.45
4.9
7.35
9.8
12.25
14.7
t2/秒2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
23．（2018?广元）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过_______来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用_______（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变_______之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和_______两种物理思想方法。
课件23张PPT。专题二 物理学史和物理方法 赢在中考 全国版专题解读一、物理学史
物理学史讲述了物理学的发展历史，主要是讲述物理学家对物理科学作出的重要贡献，让同学们知道他们，学习他们的科学的态度和为科学献身的精神。初中物理学史方面的试题近几年新出现的较多，主要以选择题、填空题的形式出现。解题策略二、初中物理方法
初中物理知识既包含物理概念规律又渗透着大量的科学研究方法，这些科学研究方法对物理学习非常重要，这些研究方法的掌握和应用对学生学习物理知识、提升能力、提高科学素质有非常重要的意义。
1.转换法：对于一些看不见、摸不着的物理现象或者在有限条件下不易直接测量的物理量，在物理学中，通常会用一些较直观的现象去认识，或者直接测量容易测量的物理量来间接说明不易测量的物理量，这种研究问题的方法就是转换法。初中阶段常见用控制变量法研究问题的见下表：解题策略解题策略解题策略解题策略2.控制变量法：一个物理量与多个因素有关，在研究某一物理量（或某一物理性质）与哪些因素有关时，应控制其他各项因素都不变，只改变某一因素，从而得到这一因素是怎样影响这一物理量的。初中阶段常见用控制变量法研究问题的见下表：解题策略解题策略3.等效法：等效是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的。它们之间可以相互替代，而保证结论不变。如用可以总电阻代替各个分电阻（根据对电流的阻碍效果相同）、用合力代替各个分力（根据力的作用效果相同）。
4.推理法：在实验的基础上进行合理的猜想和假设进一步推理的科学方法。如：牛顿第一定律在实验的基础上进行大胆的猜想假设而推理出来的定律；人们认识自然界只有两种电荷也是在大量实验的基础上经过推理而得出的结论。解题策略5.比较法：是找出事物之间的差异点和共同点的思维方法。通过事物间相同特征或相异特征的比较，提示事物的本质和区别。人们认识事物往往是从区别事物的本质特征开始的。物理学中有许多物理思维和物理规律具有可比性，运用比较法可帮助学生接受新概念并加深对概念的理解，尤其在复习课上运用，能使知识融会贯通，开拓学生的思维，并培养学生的知识迁移能力。在物理教学中，既要求学生找出差异性极大的物理现象或物理概念之间本质上的共同点，又要求学生找出表面上极为相似的物理现象和物理概念之间本质上的差异。如对串、并联电路特点的比较、对电动机和发电机进行比较等。21·世纪*教育网
6.类比法：把某些抽象的、不好理解的概念类比为形象容易理解的概念，如：把电流类比为水流，电压类比为水压；声波类比为水波等。解题策略7.图像法：利用图像能直观地反映出某一物理量随另一物理量的变化规律。如晶体的熔化、凝固图像；导体的电压和电流图像；运动物体的路程和时间图像等。
除上述研究方法外，还有积累法（测多算少法）、逆向思维法、建模法等。总之，对研究方法的学习和考查体现着一种新的教学理念，它有利于培养学生的科学探究精神、实践能力、和创新意识。考前速记一、初中物理出现的物理学家与主要贡献
表1 历史上物理学家的主要贡献考前速记考前速记考前速记二、用科学家名字命名的物理量单位
表2 用物理学家命名的物理量单位考前速记三、物理规律
表3 物理规律典例精讲一、历史上物理学家与主要贡献
【典例1】（2019?福建）最早发现通电导体周围存在磁场的物理学家是（ ）
A．焦耳 B．欧姆 C．安培 D．奥斯特奥斯特在1820年一次实验中发现了通电导体周围存在磁场，故D符合题意。选D。【答案】D【解析】由物理学史可知，焦耳发现了焦耳定律，A项错误欧姆发现了欧姆定律，B项错误安培发现了安培定则，C项错误【变式训练1】（2018?攀枝花）下面哪一位科学家的发现，首次揭示了电与磁之间的联系（ ）
A．法拉第 B．焦耳 C．奥斯特 D．安培典例精讲【解析】1820年奥斯特发现电流周围存在磁场后，首次揭开了电与磁的联系，证明了“电生磁”，故C正确。故选C。 【答案】C。典例精讲二、用科学家名字命名的单位和定律
【典例2】（2017?镇江）电阻这一物理量的单位是（ ）
A．安培 B．欧姆 C．伏特 D．瓦特D、瓦特是功率的国际单位；故D错误；故选：B。【答案】B。A、安培是电流的国际单位；故A错误；【解析】B、电阻的国际单位是欧姆，简称欧，符号为Ω．故B正确；C、伏特是电压的国际单位；故C错误；【变式训练2】 （2018?天门）哪位科学家在总结前人研究成果的基础上，通过实验和推理，得出了重要的物理度律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态（ ）
A．爱因斯坦 B．牛顿 C．伽利略 D．亚里士多德典例精讲【解析】“一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止或匀速直线运动状态”这是牛顿第一定律的内容，牛顿总结了伽利略等前人的研究成果，概括出一条重要物理定律；这个定律是在实验的基础上，进一步推理、归纳得出来的；为了纪念他做出的杰出贡献，人们以他的名字作为力的单位。故选B。 【答案】B。【例3】 （2019?鄂州）在探究“影响压力作用效果的因素”实验中，某小组同学利用小桌、砝码、海绵等物品在水平桌面上进行探究。
（1）实验中用_______反映压力的作用效果，采用了转换法。
（2）比较甲、乙两图的实验可以得出_______；比较丙图和_______图，可以得出压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
（3）本实验还采用了_______的研究方法。典例精讲（3）影响压力作用效果的因素是压力和受力面积，研究压力的作用效果与受力面积的关系时需要控制压力相同；在研究压力的作用效果与压力大小的关系时需要控制受力面积相同，这用到了控制变量法。 【解析】（1）该实验是通过海绵的凹陷程度来显示压力作用效果的，这用到了转换法；（2）图甲和图乙，物体的受力面积相同而压力不同，乙图压力大，乙图力的作用效果明显，由此可得：受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；图乙和图丙，桌子和海绵间的压力相同而受力面积不同，乙图受力面积小，乙图压力作用效果明显，由此可知：压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。【答案】（1）海绵凹陷程度；（2）受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显； 乙；（3）控制变量。【变式训练3】 （2018?西宁）下列是初中物理的几个探究实验：①探究“平面镜成像的特点”；②探究“物体动能跟哪些因素有关”；③探究磁场时，引入“磁感线”；④探究“电流与电压的关系”，其中，采用了“控制变量法”的是（ ）
A．①和③ B．②和③ C．①和④ D．②和④典例精讲④探究“电流跟电压的关系”，需要保持电阻一定，研究电压或电阻变化对电流的影响。采用的是控制变量法。故选D。 D【解析】①探究“平面镜成像的特点”，利用未点燃的蜡烛确定了已点燃的蜡烛的虚像的位置。采用的是转换法；②探究“物体动能跟哪些因素有关”，需要保持质量或速度一定，研究速度或质量变化对动能的影响。采用的是控制变量法③探究磁场时，引入“磁感线”，用实际不存在的磁感线形象地描述磁场的特点。采用的是模型法；感谢欣赏【2019赢在中考】物理二轮专题解读与强化训练
专题二 物理学史和物理方法
一．选择题
1．（2018?东莞市）以下物理规律无法用实验直接验证的是（ ）
A．牛顿第一定律 B．欧姆定律 C．光的反射定律 D．焦耳定律
【答案】A
【解析】A、一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，这就是牛顿第一定律；然而我们周围的物体，都要受到力的作用，因此不可能用实验来直接验证牛顿第一定律，而是在实验和推理的基础上总结得出的；故A符合题意；
B、欧姆定律：通过导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比；欧姆定律是在大量实验基础上总结得出的，故B不符合题意；C、光的反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一平面内；反射光线、入射光线分居于法线两侧；反射角等于入射角。光的反射定律是在大量实验的基础上总结得出的，故C不符合题意；D、焦耳定律是在大量实验的基础上总结得出的，能用实验直接验证，故D不符合题意。选A。
2．（2018?青岛）“一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。”总结概括出这重要规律的科学家是（ ）
A．亚里士多德 B．伽利略 C．牛顿 D．托里拆利
【答案】C【解析】牛顿在伽利略、笛卡尔的基础上得到牛顿第一定律：“一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态”。所以此科学规律是牛顿得到的。选C。
3．（2017?潍坊）下列科学家中，对“牛顿第一定律”的建立做出巨大贡献的是（ ）
A．焦耳 B．伽利略
C．欧姆 D．法拉第
【答案】B
【解析】根据所学知识，焦耳、欧姆、法拉第与电及磁的知识有关，伽利略、笛卡尔的实验为牛顿第一定律的得出奠定了基础。故ACD错误，B正确。选B。
4．（2018?宜宾）下列哪位科学家最先精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系（ ）
A．牛顿 B．焦耳 C．欧姆 D．法拉第
【答案】B
【解析】A、牛顿在力学方面的贡献最大，发现了牛顿三定律，被称为力学之父，故A不符合题意；B、英国物理学家焦耳在大量实验的基础上，精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系，即发现了焦耳定律，故B符合题意；C、欧姆通过实验得出电流与电压、电阻的关系，总结得出了著名的欧姆定律，故C不符合题意；D、法拉第发现了电磁感应现象，故D不符合题意。选B。
5．（2018?潍坊）最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是（ ）
A．欧姆 B．焦耳 C．奥斯特 D．法拉第
【答案】B
【解析】英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，得出Q＝I2Rt；为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命名为热量（能量）的单位，选B。
二．填空题
6．（2018?贺州）为了探究动能与物体质量的关系，让质量________（选填“相同”或“不同”）的物体从同一高度静止下落，这种实验方法是________法。
【答案】不同；控制变量。
【解析】为了探究动能与质量的关系，实验中采用质量不同的小球，在探究过程中要注意保持物体从同一高度由静止滚下；物体的动能与质量和速度有关，在探究过程中需要控制一个量不变，改变另一个量，采用了控制变量法。
7．（2018?贵港）在探究“电阻的大小与什么因素有关”的实验时，如图是某实验小组进行探究的实验装置，演示板上固定了四条合金电阻线，a、b、c的长度均是1m，d的长度是0.5m；a、b、d的横截面积相同，c的横截面积比a、b的小，a、c是镍铬合金线，b、d是锰铜合金线。当依次把M、N跟a、c的两端连接时，探究的是导体电阻大小与导体_______的关系。实验中采用的方法叫_______。
【答案】横截面积；控制变量法。
【解析】（1）金电阻线a、c的材料、长度相同，横截面积不同，所以分析比较a、c两根金属丝的电阻大小，可探究电阻跟导体的横截面积的关系；（2）研究一个物理量与其它多个物理量的关系时，要用到控制变量法，这是物理学中常用的一种方法。
8．（2018?黔南州）1840年，英国物理学家_______最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系：从能量转化的角度看，电热器的电热丝工作时是将电能转化为_______能。
【答案】焦耳；内。
【解析】（1）1840年，英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系，得出了焦耳定律；（2）从能量转化的角度看，电热器的电热丝工作时，消耗的电能转化为内能。
9．（2017?山西）1825年瑞士物理学家科拉顿将一根直导线平行地放在小磁针的上方，然后与另一个房间的螺旋线圈组成闭合电路，如图所示。他把一根条形磁铁插入螺旋线圈内，再跑到另一个房间内观察小磁针是否偏转，进行多次实验他都没有发现小磁针偏转。科拉顿、法拉第等物理学家相继进行了上述试验，是为了探究_______；在实验中，科拉顿用到了1820年丹麦物理学家_______发现“电流的周围存在着磁场”的实验装置。
【答案】什么情况下磁可以生电；奥斯特。
【解析】将一根直导线平行地放在小磁针的上方，然后与另一个房间的螺旋线圈组成闭合电路，把一根条形磁铁插入螺旋线圈内，相当于做切割磁感线运动，观察小磁针是否偏转即是否产生感应电流，故是为了探究“什么情况下磁可以生电”；1820年丹麦的物理学家奥斯特发现电流的周围存在着磁场。
三．实验探究题（共15小题）
10．（2019?攀枝花）如图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。
（1）实验中通过观察_______的变化来比较导体所产生热量的多少；这运用了_______（填“转换法”或“等效替代法”）的物理思想；
（2）用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的_______不变，来研究导体产生热量与电阻的关系；
（3）在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是_______容器。
【答案】（1）液面高度差；转换法；（2）电流；（3）C。
【解析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但电阻丝对容器中的空气加热时，空气温度升高体积膨胀，引起U型管中液柱高度的变化，所以通过液面高度差的变化来反映电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫转换法；（2）如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；（3）图乙装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I内+I外，所以，I左＞I内，容器内的电阻值都是5Ω，通电一段时间，由Q＝I2Rt知，C容器中电流产生的热量多。
11．（2017?云南）发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究。
（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中_______（选填“有”或“无”）电流产生。
（2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了 偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”。为验证猜想，它们继续探究，并把观察到的现象记录如下：
序号
磁体摆放方向
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
N极在上
竖直上下运动
不偏转
2
水平向左运动
向右偏转
3
水平向右运动
向左偏转
4
N极在下
竖直上下运动
不偏转
5
水平向左运动
向左偏转
6
水平向右运动
向右偏转
分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是_______（选填“正确”或“错误”）的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟_______有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟_______有关。
（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在_______中做_______运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家_______发现。
【答案】（1）无；（2）正确；导体的运动方向；磁场方向；（3）磁场；切割磁感线；法拉第。
【解析】（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中无电流产生；（2）根据表格中的信息可知，当导体在磁场中运动时，电流计指针不一定偏转，说明不一定产生电流，故小芳的观点是正确的；比较第2、3次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向跟导体运动方向有关；比较第3、6次实验现象发现，导体运动的方向相同，磁场方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向还跟磁场方向有关。（3）电路闭合时，不论是导体运动还是磁体运动，导体会做切割磁感线运动，所以导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应，此原理最早由英国物理学家法拉第发现的。
12．（2019?绥化）在“探究影响电阻大小的因素”的实验中，某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝，其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
（1）实验中通过观察_______来比较电阻的大小，此过程用到的研究方法是_______。
（2）分别将C、D两根合金丝接入电路，可初步探究出的结论是_______。
（3）分别将_______（填编号）两根合金丝接入电路，可初步探究出的结论是：导体的材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大。
【答案】（1）电流表的示数大小；转换法；（2）导体的材料、横截面积相同时，长度越长，电阻越大；（3）B、C。
【解析】（1）在该实验中，电阻的大小是通过电流的大小来体现的，电流越小说明电阻越大。这种方法是转换法。（2）由表中数据可知，将C、D两根合金丝接入电路，C、D合金线的材料、横截面积相同，而长度不同，并且D合金丝的长度大于C的长度，发现接入D合金丝时，电流表的示数比接入C合金丝时更小，说明D合金丝的电阻比C合金丝的电阻大，由此初步得出结论：导体的材料、横截面积相同时，长度越长，电阻越大；（3）由表中数据可知，将B、C两根合金丝接入电路，B、C合金线的材料、长度相同，而横截面积不同，并且C合金丝的横截面积小于B的横截面积，发现接入C合金丝时，电流表的示数比接入B合金丝时更小，说明C合金丝的电阻比B合金丝的电阻大，由此初步得出结论：导体的材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大；
13．（2019?兰州）如图所示，在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，某同学在透明有机盒内放入一块海绵和砖块进行实验。
（1）实验时，他通过观察_______来比较砖块对海绵压力的作用效果，这种实验方法叫做转換法，采用相同实验方法的其他实验还有哪些，请举出一例：_______。
（2）要探究压力的作用效果与压力大小的关系，应选用图中_______两次实验进行比较。
（3）分析比较图中甲、丙两次实验，可以得出的结论是_______。
【答案】（1）海绵的凹陷程度；探究动能的大小与哪些因素有关；（2）甲乙；（3）压力相同时，受力面积越小，作用效果越明显。
【解析】（1）实验中，是通过观察海绵的凹陷程度来比较砖块对海绵的压力作用效果的。这种实验方法是转换法；在探究影响动能大小的因素时，通过观察木块被撞击距离的大小来判定动能的大小，采用的也是转换法；（2）要探究压力的作用效果与压力的关系，要控制受力面积大小相同，只改变压力大小，可选用甲乙两次实验；（3）分析图甲丙实验，压力相同，丙中受力面积小，压力作用效果明显，可得到结论是：压力相同时，受力面积越小，作用效果越明显。
14．（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、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）
【答案】（1）控制变量法；（2）铅球陷入沙中的深度；（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、C两球，两球质量相等、运动路径相同，下落高度不同，C球下落的高度高，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大；（4）比较③④两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同，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。
15．（2018?百色）如图所示，某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。
（1）本实验的科学探究方法是_______和转换法。
（2）小桌对海绵的压力改变了海绵的_______（选填“形状”或“运动状态”）。
（3）为了探究压力作用效果与压力大小的关系，因比较图甲和图乙的实验，可知受力面积相同时，压力_______（选填“越大”“越小”），压力的作用效果越明显。
（4）为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系，应比较_______两图的实验，可知压力大小相同时，受力面积_______（选填“越大”或“越小”），压力的作用效果越明显。
【答案】（1）控制变量法；（2）形状；（3）越大；（4）乙丙；越小。
【解析】（1）本实验的科学探究方法是控制变量法和转换法。（2）根据转换法，小桌对海绵的压力改变了海绵的形状。（3）为了探究压力作用效果与压力大小的关系，因比较图甲和图乙的实验，可知受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。（4）为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系，要控制压力相同，故应比较乙丙两图的实验，可知压力大小相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
16．（2019?桂林）小蓉和同学们用如图所示实验装置来探究阻力对运动小车的影响。
（1）实验开始前，小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑，大家发现，小车在斜面上的高度越高，小车到达水平木板时的_______越大，小车在水平木板上运动距离越远。从而让大家更加明确了，本实验要使用_______法。
（2）实验中，大家将可调节倾斜角度的斜面与木板平面组合，然后依次将毛巾、棉布铺在木板上，开始探究小车在三种平面上的运动情况，结果发现小车直接冲出棉布末端，在仅有目前已搭建好的实验器材基础上，他们采取_______的方法完成了整个实验探究过程。
（3）通过实验分析可知，水平面越光滑，同一运动小车受到的阻力_______，速度减小得越_______。推理可知，同一运动小车如果不受阻力作用，它将_______。
【答案】（1）初速度；控制变量；（2）减小斜面倾斜角度；（3）越小；慢；做匀速直线运动。
【解析】（1）小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑，小车在斜面上的高度越高，重力势能越大，滑下时，转化成的动能越大，小车到达水平木板时的初速度越大，小车在水平木板上运动距离越远；实验中控制下车的质量不变，改变高度，用到了控制变量法；（2）小车到达水平面的速度与高度有关，小车直接冲出棉布末端说明速度过大，因此需要控制速度变小，减小斜面倾角即可；（3）通过实验分析可知，水平面越光滑，同一运动小车受到的阻力越小，速度减小的越慢，推理可知，同一运动小车如果不受阻力作用，它将做匀速直线运动。
17．（2019?宜宾）关于“阻力对物体运动的影响”问题，某学习小组进行了如下探究实验：依次将毛巾、棉布分别铺在水平木板上，让小车分别从斜面顶端由静止自由下滑，观察小车在水平面上滑行的最大距离，三种情况下的运动如图所示。
（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止自由下滑，目的是使小车在水平面上开始滑行时获得的速度大小_______（选填“相等”或“不相等”），本实验中的“阻力”是指小车受到的_______；
（2）分析图运动情况可知：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，说明小车受到的阻力越大，速度减小得越_______（选填“快”或“慢”）；
（3）牛顿在伽利略等人的研究基础上，概括出牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持_______状态或_______状态；
（4）牛顿第一定律_______（选填“是”或“不是”）直接由实验得出的，其符合逻辑的科学推理为科学研究提供了一个重要方法。
【答案】（1）相等；摩擦力；（2）快；（3）静止；匀速直线运动；（4）不是。
【解析】（1）每次都从斜面上同一位置释放，使小车运动到斜面底端时的速度相等；本实验中的“阻力”是指小车受到的摩擦力；（2）根据图中运动情况可知：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，说明毛巾表面最粗糙，阻力最大，小车运动的距离就越近，这说明小车受到的阻力越大，速度减小得越快；（3）牛顿第一定律的内容为：一切物体在不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态；（4）牛顿第一定律是在实验的基础上，通过推理得出的，不是用实验直接得出的。
18．（2019?乐山）小秋为探究“运动与力的关系”，设计了如图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车在水平面上滑行的距离。
（1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实验时应让小车从同一斜面的_______滑下，这种研究问题的方法是_______法（选填“微小量放大”、“模型”或“控制变量”）。
（2）比较甲、乙、丙三次实验，发现阻力越小，小车滑行的距离就越_______（选填“远”或“近”），说明小车运动的速度改变得越_______（选填“快”或“慢”）。
（3）伽利略对类似的实验进行了分析，并进一步推测：如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将在水平面上_______。说明运动的物体_______力来维持（选填“需要”、“不需要”）。
（4）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律_______
A．能用实验直接验证
B．不能用实验直接验证，所以不能确定这个定律是否正确
C．是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的
【答案】（1）同一高度；控制变量；（2）远；慢；（3）匀速直线运动；不需要；（4）C。
【解析】（1）为了使小车在滑到水平面时的初速度相同，在实验中应让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，这里采取得的研究方法是控制变量法。（2）实验中发现：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，在木板上滑行的距离最远，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，行驶的越远。（3）进一步推理可知，若水平面绝对光滑，即小车不受摩擦力，则小车将做匀速直线运动，说明运动的物体不需要力来维持。（4）牛顿第一定律是在实验的基础上通过进一步推理概括出来的，不能用实验来验证，但是个正确的定律，故C正确。
19．（2019?鞍山）小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时，他猜想浮力的大小可能与液体的密度、物体排开液体的体积、物体在液体中的深度有关。所用的实验器材有：烧杯、酒精、水、盐水、量程合适的弹簧测力计、细线、底面积相同而体积不同的带钩圆柱。（已知ρ酒精＜ρ水＜ρ盐水）
（1）在探究“浮力大小与液体密度是否有关”时，小明用弹簧测力计将同一个体积较大的圆柱分别浸没在酒精、水、盐水中的相同深度处，如图所示，则圆柱在水中受到的浮力是_______N，分析数据得出浮力的大小与液体密度的关系是在其他条件相同时，_______。
（2）在探究“浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关”时，小明设计了如下记录实验数据的表格，请将表格中第一行信息补充完整。
实验次数
所用液体
物体在液体中的深度h
_______
圆柱重G/N
_______
_______
1
水
相同
小
2
水
中
3
水
大
（3）实验中用到的科学探究的方法是_______。
【答案】（1）1；液体的密度越大，物体受到的浮力越大；（2）物体排开液体的体积；测力计的示数F/N；浮力F浮/N；（3）控制变量法。
【解析】（1）由图知，圆柱体在空气中的重力为9N，完全浸没在水中示数为8N，
圆柱体在水中的浮力：F浮＝G﹣F1＝9N﹣8N＝1N；圆柱体分别浸没在水、盐水和酒精中的同一深度，表明排开液体的体积相同，液体的密度不同，测力计三个示数都不相同，在在盐水中示数最小，浮力最大，说明浸没在液体中的物体，受到的浮力与液体的密度有关，且液体的密度越大，浮力越大；（2）要“探究浮力大小与物体排开液体的体积是否有关”，必须控制液体的密度相同，浸没在液体中的深度相同，改变物体排开液体的体积，浮力的大小通过称重法测出，即需要测出物体的重力、物体浸没在液体中弹簧测力计的示数，进而求出浮力，所以记录实验数据表格如下表：
实验次数
所用液体
物体在液体中的深度h
物体排开液
体的体积
圆柱重G/N
测力计的示
数F/N
浮力
F浮/N
1
水
相同
小
2
水
中
3
水
大
（3）浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关，变量有多个，研究时用到了控制变量法。
20．（2019?贵港）如图所示，是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。图甲、乙、丙容器中装的液体是水，图丁容器中装的液体是酒精，F1、F2、F3、F4分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题：
（1）图甲中，弹簧测力计的示数F1＝_______N。
（2）物体完全浸没在水中时所受的浮力为_______N。
（3）分析图中乙、丙两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与_______有关；分析图中_______两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与液体密度有关。
（4）实验中采用的探究方法在研究物理问题时经常用到，称为_______法。
【答案】（1）4.8；（2）2；（3）排开液体的体积；丙丁；（4）控制变量。
【解析】（1）图甲中，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数F1＝4.8N；（2）由图丙知物体完全浸没在水中时弹簧测力计的示数F3＝2.8N，
则物体完全浸没在水中时所受的浮力：F浮＝F1﹣F3＝4.8N﹣2.8N＝2N；（3）由图乙、丙可知，乙、丙中的液体都是水，液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，测力计的示数不同，物体受到的浮力不同，由此可知：物体在液体中所受浮力的大小跟排开液体的体积有关；要探究物体所受的浮力大小与液体密度的关系，需要控制排开液体的体积相同，液体的密度不同，图丙和丁符合题意。（4）影响浮力大小的因素是液体的密度和排开液体的体积，在研究浮力与液体的密度的关系时，需要控制排开液体的体积不变；在研究浮力与排开液体的体积的关系时，控制液体的密度不变，这用到了控制变量法。
21．（2019?西宁）小李同学想要利用如图13所示的装置来探究“物体动能大小与什么因素有关”。
（1）在探究“动能的大小与速度的关系”时，应保持小车的 质量 相同，让小车从斜面上_______（选填“相同”或“不同”）的高度滑下，以不同的速度推动木块移动。
（2）本实验运用了两种研究方法：一是_______，二是转换法。就本题来说用木块_______来反映小车动能大小的方法就是转换法。
他在实脸的过程中又发现只要去掉木块，就可以探究“阻力物体运动的影响”。如图2所示，他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上，让小车分别从斜面上由静止滑下，观察小车在水平面上运动的距离。
（3）每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是：使小车到达水平面时具有相同的_______。
（4）实验发现，小车在玻璃面上运动的距离最远，说明小车受到的阻力最_______，进一步推理得出：如果小车运动时不受阻力，小车将做_______运动。
【答案】（1）质量；不同；（2）控制变量法；木块移动的距离；（3）初速度；（4）小；匀速直线。
【解析】（1）在探究动能与速度的关系时，要保持小球的质量不变，让小车从斜面的不同高度滑下，那么小车到达水平面时的速度就不同，小车推动木块做功，运动距离越远，做功越多，动能越大；（2）动能的大小与质量和速度有关，实验时用控制变量法分别探究；由小球推动木块移动距离的远近来体现球的动能多少，是一种转换法；（3）小车从同一高度滑下的目的是：小车到达水平面时的速度相等，即具有相同的初速度；（4）实验现象表明：玻璃表面最光滑，受到的阻力最小，小车运动的距离最远，速度减小得越慢；由实验现象可以推理：假如水平表面绝对光滑，该平面上运动的物体在水平方向上不受力，它将做匀速直线运动。
22．（2018?曲靖）某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m1＜m2＝m3，实验的情景如图所示。
（1）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是_______（选填“转换法“或“类比法”）。
（2）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的_______有关。
（3）小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为_______能。
（4）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为_______。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/米
2.45
4.9
7.35
9.8
12.25
14.7
t2/秒2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
【答案】（1）转换法；（2）质量；（3）内；（4）h＝4.9t2。
【解析】（1）由题意知，实验中通过观察小球陷入细沙的深度来间接判断物体重力势能大小的，运用了转换法；（2）由题知m1＜m2，即图甲和图乙中物体的质量不同，但从同一高度落下，且乙图中小球进入细砂中的深度更深，因此可知重力势能与物体的质量有关；（3）当小球陷入沙中，与沙子摩擦，最终静止，将机械能转化为内能；（4）根据表中实验数据可知，小球下落高度与所需时间之间的关系为：h＝4.9t2。
23．（2018?广元）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过_______来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用_______（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变_______之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和_______两种物理思想方法。
【答案】（1）物体M被弹出的距离；（2）相同；AP；（3）控制变量法。
【解析】（1）实验中弹性势能的大小是通过物体M被弹出的距离来间接的反映，这用到了转换法；（2）探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同（即相同的弹簧），改变弹簧长度变化量，即AP间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据；（3）通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法。
