专题八 方案设计类实验题解答技巧
设计型实验是学生自行设计实验方案。此类考题可以考查学生的综合运用能力、创新能力和独立解决问题的能力。常见设计型实验题多数考察密度和电学部分，并有以下特点：基础性、拓展性和补充纠错性。【来源：21·世纪·教育·网】
基础性方案设计类实验题：大部分题目以课本知识为依托，不脱离教材，考查我们对知识的灵活运用能力。
拓展性方案设计类实验题：设计题大部分可以有惟一答案，也可以根据自己的理解选择，只要符号答案要求就是正确的。作为实验仪器来验证物理规律，考查知识的迁移能力与运用能力。【来源：21cnj*y.co*m】
补充纠错性方案设计类实验题：贴近生产、生活，把日用品作为实验仪器来验证物理规律，考查知识的迁移能力与运用能力。21教育名师原创作品
技巧一：基础设计法
基础设计法适用于基础性方案设计类实验题。学生依托所学物理知识，紧扣教材，灵活应用所学知识，体现考生的灵活运用能力。
解答此类考题时，依托教材版本，利用自己平时所学，按照步骤要求即可解答。如设计固定密度测量实验，步骤一、准备器材；步骤二、实验方法；步骤三、实验步骤；四、实验评价等顺序进行。
【例题展示】
例题1（2019?兰州）如图所示，在“探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系”的实验中，某同学用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上，并保持它与软铁块P的距离不变。
（1）以下是他的部分实验步骤：
①断开开关S，按图组装实验电路，将滑动变阻器的滑片置于最________（选填“左”或“右”）端。用已调零的电子测力计测出软铁块P对测力计的压力F0并记录在表格中；
②闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，读出电流表的示数I和电子测力计的示数F，并将I、F的数据记录在表格中；
③仿照步骤②再进行两次实验。
实验次数
1
2
3
I/A
0.34
0.40
0.44
F0/N
0.9
0.9
0.9
F/N
0.84
0.82
0.81
（2）由表中数据可以得出的实验结论是：对于同一电磁铁，________。
（3）闭合开关S后，电磁铁下端的磁极为________（选填“N”或“S”）极。
（4）本实验中，滑动变阻器除了保护电路的作用外，还起到________的作用。
【答案】（1）①右；（2）通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；（3）S；（4）改变电路中电流大小。
【解析】（1）①连接电路时，开关要断开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置，由图右可知，滑动变阻器连入电路的下面接线柱在左侧，因此，闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于最右端；（2）由表中数据可知，电磁铁的线圈匝数不变，只改变了电路中电流大小，且电流增大时，电子测力计示数的变化量△F增大（即电磁铁对软铁块的吸引力增大），所以可得出结论：通过电磁铁线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；（3）导线绕成线圈即可组成电磁铁；根据电源的正负极，判断出电磁铁中电流的方向是从左向右的，由安培定则可判出电磁铁的上端为N极，下端为S极；（4）本实验中，滑动变阻器除了保护电路的作用外，还起到改变电路中电流大小的作用。
【跟踪训练】
1．（2019?连云港）小明学习了《电磁感应 发电机》一节内容后，他查阅了有关资料，知道在电磁感应现象中闭合电路之所以能产生电流，是因为在电路中产生了电压，为了研究这个电压，他买了一套如图甲所示的装置。图中有机玻璃管长度为1.5m，当圆柱形强磁体（直径略小于有机玻璃管内径）从有机玻璃管中下落穿过线圈时，与线圈相连的电压显示器可以显示此时的电压大小。小明想利用此装置探究电磁感应现象中产生的电压大小与线圈匝数及强磁体运动快慢的关系。他进行了如下实验（忽略强磁体下落过程中所受阻力的影响）：
（1）小明将三个匝数相同的线圈和电压显示器的组件固定在有机玻璃管A、B、C处，如图乙所示。他想探究的是电压与________之间的关系。为了使实验效果对比明显，三个线圈之间的距离应该________（选填“近一些”或“远一点”）；
（2）小明分三次在距管口90cm处分别固定匝数为300匝、600匝、900匝的三个线圈和电压显示器的组件，每次都是从管口处由静止开始释放强磁体，记录的实验数据如下表：
线圈匝数N
实验次数
电压显示器示数U/N
电压测量值U/V
300
1
2.62
2.51
2
2.50
3
2.41
600
1
5.03
5.00
2
4.84
3
5.14
900
1
7.68
7.50
2
7.38
3
7.45
请根据上表电压测量值和对应的线圈匝数在图丙坐标纸上描点作图，分析图象可知：________。
2．（2019?铜仁市）小王在“测量小车的平均速度”的实验中，他已经从实验室借到的实验器材有：小车一辆、秒表一块、长木板一块、小木块一块。
（1）他为了完成该实验，还需要的实验器材有________。
（2）为了方便计时，应该使斜面的坡度________（选填“较大”或“较小”）。
（3）经测量，s1＝0.9m，s2＝0.4m，小车从斜面顶端由静止下滑的过程中，秒表记录如图所示，则小车在s3上的平均速度是________m/s。
3．（2019?黄冈）张老师制作了一个声音炮（如图）。将塑料膜绷紧扎在圆桶的桶口，在桶底开一圆孔，在距离圆孔大约2m的地方叠放一些空纸杯子。用手迅速拍打塑料膜，发现纸杯被振落。此实验表明：声音能在________中传播；声波能传递________。
4．（2019?锦州）如图甲所示是小胜同学探究“物质熔化和凝固规律”的实验装置。
（1）为了完成该实验，除图中器材外，他还要用到的测量工具是________。
（2）为了使该物质受热均匀，建议小胜同学选取________（填“较大”或“较小”）颗粒的该物质进行实验
（3）实验中某时刻温度计示数如图乙所示，该物质此时的温度为________℃。
（4）分析图丙可知该物质第45min末的内能________（填“大于”或“小于”）第20min末的内能。
5．（2019?十堰）在做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时：
（1）小明用的装置（如图甲），他测出的水温将________（选填“偏高”，“偏低”或“无影响”）。
（2）小红和小华选用相同的实验装置，每隔2分钟记录一次温度的数据，并描绘出了温度随时间变化的图象（如图乙）根据图象可知当水温达到沸点后继续加热，水的温度________（选填“升高”、“不变”或“降低”）这两位同学的图象存在差异，请说出一条可能的原因________。
6．（2019?朝阳）如图所示是探究“平面镜成像特点”的实验装置。
（1）为了使观察到的实验现象更好一些，该实验最好选择在________（填“较亮”或“较暗”）的环境中进行。
（2）实验中选择薄玻璃板代替平面镜是为了便于确定________。
（3）实验中将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，然后将未点燃的蜡烛B放在玻璃板后面并移动，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。此实验现象说明像与物________。
（4）将蜡烛B拿走，然后在蜡烛B的位置上放一张白纸，在白纸上________（填“能”或“不能”）看到蜡烛A的像。说明平面镜所成的像是________（“实”或“虚”）像。
7．（2019?泰州）在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中：
（1）如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将________（向左移动/向右移动/不动），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向________（会/不会）发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些________。
（2）如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否________。如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之________（增大/减小/不变）。当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时折射角为________度。
8．（2019?丹东）小明探究凸透镜的成像原理，与老师一起研制了如图所示的实验装置，用水透镜模拟眼睛，光屏模拟视网膜，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示。
（1）实验时，首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在________上，目的是使像成在光屏中心。
（2）三者摆放位置如图甲所示，在光屏上成了一个清晰的像（像未画出），该像为倒立、________的实像。此时水透镜的焦距f的范围为________。
（3）用水透镜模拟正常眼睛，将图甲中的烛移动到光具座上40cm处，光屏不动，此时应对水透镜________（填“注水”或“抽水”），使其焦距变________（填“长”或“短”），才能在光屏上重新得到一个清晰的像。
（4）用水透镜模拟爷爷的老花眼，如图乙所示，若爷爷不戴老花镜时恰好能够看到图中位置上的蜡烛，在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片，则爷爷将能看清蜡烛位置________（填“左侧”或“右侧”）的物体。小明因为长期不注意用眼卫生，变成了近视眼，应该配戴________（填“凸“或“凹”）透镜矫正。
9．（2019?鞍山）小明和小亮都很喜欢喝绿茶饮料，学完了密度知识后他们分别用不同的方法测量饮料的密度。
（1）小明的实验操作如下：
①把天平放在水平桌面上，将________拨至标尺左端的零刻度线处，并调节________使天平平衡。
②把饮料倒入烧杯中一部分，用天平测出烧杯和饮料的总质量是93.8g。
③把烧杯中的一部分饮料倒入量筒中，如图甲所示，饮料的体积是________cm3。
④用天平测出烧杯和剩余饮料的质量，如图乙所示，量筒内饮料质量是________g，饮料密度是________kg/m3。
（2）小亮用量筒、小试管、水、记号笔测出了饮料的密度，请将实验步骤补充完整。
①在量筒中倒入适量的水，将小试管放入量筒中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度V1。
②在试管内倒入适量的水，先用记号笔记录试管内水面的位置，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对应的刻度V2。
③将试管中的水倒尽，________，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度V3。
④饮料密度的表达式：ρ饮料＝________。（用已知量和测量量符号来表示，已知水的密度为ρ水）
10．（2019?青海）小林同学利用天平和量筒测量自己配制的盐水的密度。
（1）实验步骤如下：
①把天平放在水平台上，发现指针位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向________移动，使天平平衡；
②在玻璃杯中盛入盐水，放在调节好的天平左盘称量，当天平重新平衡时，记下砝码和游码的读数为126.2g；
③把玻璃杯中的部分盐水倒入量筒中，如图乙所示，记下量筒中盐水的体积为________cm3；
④把玻璃杯和剩余盐水放在天平左盘中称量，当天平重新平衡时，所用砝码、游码的位置如图丙所示为________g；
⑤计算出盐水的质量是________g，密度是________kg/m3。
（2）如果小林在实验过程中先测量盐水的体积，再测量盐水的质量，则测得的密度值会偏________。
11．（2019?巴中）小明同学用如图所示的装置探究“力与运动的关系”。让小车从斜面同一高度处由静止滑下，分别标记出小车在水平面的毛巾、棉布、木板表面的停止位置。
（1）小车在相同斜面同一高度由静止滑下，是为了使小车到达水平面时的________相同；
（2）标记a是小车在________（选填“毛巾”、“棉布”、“木板”）表面停下来的位置，分析可知，水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越________（选填“快”、“慢”）；
（3）在此实验基础上通过推理可知观点________（选填“A”或“B”）是正确的；
A．物体的运动不需要力来维持
B．力是维持物体运动的原因
（4）在此实验的基础上进行改进，让同一小车从斜面不同高度处由静止滑下，观察小车在相同水平面滑行的距离，可以探究小车的重力势能与________有关。
12．（2019?铜仁市）小明在探究“二力平衡”条件的实验中，设计了如图所示的两种实验方案。
（1）通过实验比较，小明发现采用方案乙，实验效果更好，原因是________。
（2）该实验装置中，木板两端的定滑轮的作用是________。
（3）保持两盘中砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度，放手后观察到小车转动，最后恢复到静止状态。这个实验现象说明：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且________，这两个力才能彼此平衡。
（4）小明在探究完“二力平衡”条件的实验后，又利用该装置进行探究，剪断小车左边的细线后，小车由静止向右运动，此现象说明力可以改变物体的________。
13．（2019?朝阳）在探究“滑动摩擦力大小与压力的关系”实验中，小明选取了如下实验器材：长木板、木块、砝码、棉布、毛巾、弹簧测力计。
（1）在此实验中，运用的研究方法是________。
（2）开始拉木块时，水平拉力逐渐增大，但木块仍然静止，木块所受的摩擦力________（填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）匀速直线拉动木块，弹簧测力计的示数如图甲所示，为________N。
（4）在木块上放上一个砝码，然后匀速直线拉动木块，弹簧测力计示数如图乙所示。通过甲、乙两次实验得出的初步结论是________。
（5）根据所提供的实验器材还可探究下列哪个实验________
A．探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系
B．探究二力平衡的条件
14．（2019?衡阳）在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，小刚利用了两个相同的木块和一块海绵，进行了如图所示的实验。
（1）实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果，这种物理学研究方法也运用于以下________（选填“A“、“B”或“C”）实验中。
A．用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点
B．当电压一定时，探究电流与电阻的关系
C．用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱
（2）对比甲、乙两图，可以得出：当压力一定时，________越小，压力的作用效果越明显。
（3）对比甲、丁两图，小刚认为压力的作用效果与压力大小无关。你认为他的观点________（选填“正确”或“错误”），并说明理由：________。
15．（2019?湘潭）如图1所示，用微小压强计探究液体内部压强的特点。（ρ盐水＞ρ水）
（1）实验中，将液体内部的压强大小转换为用U型管两侧液面的________来表示。
（2）为了使实验现象更明显，U形管中的液体最好用________（选填“有色”或“无色”）。
（3）将探头放在图2所示液体内部的A、B位置，观察到U型管两侧液面的高度差hB＞hA，经过多次实验观察到同样的现象，这说明同种液体內部的压强随________的增加而增大。
（4）将探头放在图2中所示液体内部等深的B、C位置，观察到U型管两侧液面的高度差hC________hB（选填“＜”、“＝”或“＞”），这是为了研究液体压强与液体________关系。
（5）由以上实验可知图2所示液体内部A、B、C、D四个位置压强最大的是位置________。
16．（2019?阜新）在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，主要实验步骤如下：
a．将一个金属圆柱体悬挂在弹簧测力计下，按如图甲所示组装器材。
b．向空烧杯中缓慢注入清水，直到没过金属体一段距离（烧杯未加满水），如图乙中①～⑤所示，待示数稳定后分别读取弹簧测力计的示数F1～F5。
c．如图乙中⑥所示，再向烧杯中加入适量盐，并轻轻搅拌，直至弹簧测力计示数稳定后读数为F6。
（1）图乙中________（选填①～⑥序号）可以得出浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。在图⑤中，金属体所受到的浮力F浮＝________（用测量量的字母来表示）。
（2）图乙中________（选填①～⑥序号）可以得出浮力的大小跟物体浸没的深度无关。金属体的体积V＝________（用已知量ρ水、g和测量量的字母来表示）。
（3）因为浮力的大小跟液体的密度有关，可知图⑤、⑥中，F5________F6（选填“＞、＝、＜”），图⑥中盐水密度：ρ盐水＝________（用已知量ρ水和测量量的字母来表示）。
17．（2019?天津）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
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所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验
序号
铁块质量
m/g
铁块距桌面高度
H/cm
桌腿进入沙子
的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
（1）实验中通过比较________来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中________（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：________。
18．（2019?娄底）如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB。
（1）实验中，探究的动能是指________（填序号）
A．小球在斜面上的动能
B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能
D．木块被小球撞击的动能
（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与 速度 的关系。
（3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球________（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
（4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功________（选填“相等”或“不相等”）
19．（2019?丹东）小明在做测量滑轮组的机械效率的实验中，用同一滑轮组进行了3次实验，如图所示，实验数据记录如表。
次数
钩码重/N
购码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.8%
2
4
10
1.5
30
？
3
6
10
？
30
90.9%
（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为________（结果保留一位小数）。
（2）如图丙所示，第3次实验中弹簧测力计的示数为________N。
（3）分析表格中的数据得出结论同一滑轮组，________。
（4）在第2次实验时，如果拉力方向与竖直方向有一定夹角，那么所测得的滑轮组的机械效率将会________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
20．（2019?大连）某同学在探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中，所用的实验器材有两节干电池串联组成的电池组，电流表（量程分别为0～0.6A、0～3A）和开关各一个，定值电阻三个（阻值分别为5Ω.10Ω.15Ω），导线若干。
（1）该同学选用两个电阻连接并联电路，在连接电流表时需要选择电流表的量程，请简单描述如何进行实验操作，如何选择量程。
（2）某次实验中，所用的两个电阻阻值分别为10Ω和15Ω，未连接完整的电路如图所示，请将电路连接完整（要求：电流表测量10Ω电阻所在支路的电流）。
（3）该同学继续进行实验，记录的实验数据如表。
10Ω电阻所在支路的电流I1/A
15Ω电阻所在支路的电流I2/A
干路电流I/A
0.28
0.18
0.46
分析实验数据得出的探究结论是________。
（4）为了验证该探究结论是否具有普遍性，该同学使用5Ω电阻分别与10Ω，15Ω电阻组成并联电路，重复上述实验，比较________（填“测量的数据”或“得出的结论”）是否一致。
21．（2019?陕西）物理小组想探究导电液体的导电性与接入电路中液体横截面积大小的关系。他们用长方体水槽、浓度一定的食盐水、电源滑动变阻器、电压表及电流表等器材进行了探究。实验电路连接如图﹣1所示，将电极M、N分别固定在水槽左右两侧底部的中央。
（1）闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片P移到最________（选填“左”或“右”）端。
（2）实验中，通过调节________来保持电极M、N间的电压恒为3V．控制其他条件不变通过向水槽中添加食盐水，从而达到改变食盐水的________的目的，用电流表测出相应的电流值。食盐水导电性的强弱可以由________来判断。实验数据如下表：
实验序号
横截面积S/cm2
电流I/A
1
50
0.02
2
100
0.04
3
150
0.07
4
200
0.08
5
250
0.11
6
300
0.13
7
350
0.14
8
400
0.14
9
450
0.14
（3）依据表格中的数据在图﹣2中描点，做出电流I随横截面积S变化的I﹣S图象。
（4）分析表格中的数据或图象，可得到初步结论：其他条件不变，横截面积增大时，食盐水的导电性________。
（5）为验证实验结论是否具有普遍性，应采取的做法是：________。
22．（2019?邵阳）小芳在“探究串联电路电压特点”的实验中，连接好了的实物电路图如图甲所示，请你协助完成：
（1）在方框内画出与图甲对应的电路图，并在电路图中标上L1、L2。
（2）在某次测量时，电压表的示数如图乙所示，此时灯L1两端的电压为________V。
（3）闭合开关后，小芳发现L1、L2均不发光，电压表有示数且大小接近3V，则电路中出现的故障可能是L1发生了________（选填“短路”或“断路”）。
（4）排除故障后，小芳在测量了灯L1两端的电压后，断开开关，然后将导线AE的A端松开，接到D接线柱上，测量灯L2两端的电压，这一做法会造成________。
23．（2019?滨州）某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
（1）请将图甲连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于________端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关后，同学们发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是________。
（4）排除故障后，先将5Ω定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值，此时电流表的示数如图乙所示，为________A。
（5）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，换成10Ω的定值电阻，闭合开关，应向________（选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为________V时，读出电流表的示数。再更换20Ω定值电阻继续实验，实验数据记录在表格中。由实验数据可知：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成________。
实验次数
1
2
3
R/Ω
5
10
20
I/A
0.2
0.1
（6）该小组想用一块电流表和一个定值电阻R0，测未知电阻Rx的阻值。于是他们设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：
①闭合S和S1，此时电流表的示数为I1。
②闭合S断开S1，此时电流表的示数为I2。
③请用已知量R0和测出量I1、I2表示出未知电阻Rx的表达式，则Rx＝________。
24．（2019?玉林）如图所示，图甲是“伏安法测电阻”的实验电路图。
（1）请你根据图甲的电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整。（要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大）
（2）在连接电路时，开关必须________。
（3）闭合开关S后，发现电流表无示数，电压表有示数，则出现的故障可能是________。
（4）排除故障后，闭合开关S，当滑片P移动到某一个位置时，电流表的示数为0.2A，电压表的示数如图丙所示，其读数为________V，则待测电阻Rx＝________Ω。
（5）若实验中电流表不慎损坏，现给你一个已知阻值为R0的电阻、一个单刀双掷开关和导线若干，请你用上述器材和原有器材完成图丁的电路图，要求能测量Rx的阻值。
25．（2019?黔南州）小雷想知道小灯泡的亮暗程度与哪些因素有关。于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压为2.5V的灯L1和额定电压为3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图1所示的电路进行探究：
（1）请用笔画线代替导线，根据图1所示电路图，将图2所示实物图连接完整。
（2）若小雷连接电路后闭合开关，灯L1几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的________（选填“AB“或“CD”）接线柱接入了电路。
（3）小雷排除故障后，按图1所示的电路继续进行实验：闭合开关，移动滑片P，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：
次数
电压U/V
电流I/A
实际功率P/W
电阻R/Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.0
0.22
0.44
9.09
3
2.5
0.24
0.60
10.42
小雷注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。
结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越________（选填“大”或“小”）；
（4）用L2替换L1重复上面的实验时，需要改变________表的量程，结果发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似；
（5）有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”，这种说法错误的原因是其忽略了________的影响。
26．（2019?昆明）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中R1＞R2
实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系
（1）请按照图中的电路图将对应实物图连接完整；
（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制________；电阻丝放出热量的多少，通过________来进行判断；
（3）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了△t1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了△t2，那么△t1________△t2（选填“大于”，“等于”或“小于“）。
实验二：探究电流产生的热量与电流的关系
（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1（或R2）加热的煤油，温度升高量△t1’（或△t2’） ________2△t1（或2△t2）（选填“大于”，“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流________正比例关系。
（5）你认为做这个实验产生误差的主要原因是________。
27．（2018?昆明）在探究“电动机为什么会转动”的实验中：
（1）我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在________，磁体会对通电导体产生力的作用吗？
（2）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体________，闭合开关后，导体________，说明磁场对________导体有力的作用。
（3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向________，说明通电导体在磁场中的受力方向与________有关。
（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向________，说明通电导体在磁场中的受力方向与________有关。
（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，________确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关（填“能”或“不能”）。
技巧二：拓展法
拓展法就是从给出的实验题干中，找出完成实验所合适的实验器材，使实验探究活动按照设定的要求顺利进行下去。此类考题可以很好的考查学生运用所学知识和实验设计能力，对学生答题提出了更高的要求。答题时，认真审题，剔除不需要的条件，达到实验要求即可。
【例题展示】
例题2（2019?河南）在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω 2A“，小灯泡的额定电压U额＝2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。
（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。
（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为________W。
实验次数
物理量
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.24
0.32
0.38
0.44
电功率/W
（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而________。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0＝________Ω的定值电阻。
（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为________；
滑片不动，再将开关S1，拨至“2”，读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率：P额＝________。（用U额、U0、R0表示）
若步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值________（选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）如上图所示；（2）1.05；（3）增大； 10；（4）①5.5V； ③U额?； 偏小。
【解析】（1）由P＝UI得，小灯泡的额定电流约为：I＝＝＝0.48A＜0.6A，所以，电流表选择0﹣0.6A的量程；灯泡、R0及滑动变阻器串联，故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“+”极连接，小灯泡的左接线柱与R0的左接线柱连接，如图所示：
（2）由（1）可知，电流表选择0﹣0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.42A，则小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝2.5V×0.42A＝1.05W。（3）由表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大，电流也增大，根据P＝UI可知，小灯泡消耗的电功率增大，即小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大。由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时电路总电阻最小，由I＝可得，第5次实验时电路总电阻：R总＝＝≈18.2Ω＜20Ω，因R总＝RL+R0+R滑，已知定值电阻R0的阻值为10Ω或20Ω，故小聪在实验中选用的是R0＝10Ω。（4）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，①闭合开关S，将开关S1拨至“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，灯泡正常发光时，电压表的示数：UV＝U﹣U额＝8V﹣2.5V＝5.5V。②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测R0两端的电压U0，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流：I额＝。③小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝U额?。将开关S1拨至“2”，滑片向右移动稍许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压知识可知，滑动变阻器两端的电压变大，定值电阻R0两端的电压U0变小，根据P额＝U额I额＝U额?可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。
【跟踪训练】
1．（2019?嘉兴）某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。
猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多；
猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。
为验证猜想一，设计以下方案：
①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数I1，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；
②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数I2，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。
请回答下列问题：
（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有________。（写出一条即可）。
（2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是________。
（3）科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例：________。
2．（2019?丹东）小明同学利用斜面、小车，刻度尺，停表测量小车沿斜面下滑时的平均速度。
（1）该实验的原理是________。
（2）实验中小车从A位置运动到C位置的路程如图所示，并测得小车在这段路程内运动的时间为2s，则小车在这段时间内的平均速度为________m/s。
（3）实验过程中，由于小车的运动时间较短，不便于计时，可以通过使斜面的倾斜程度变________（填“陡”或“缓”）的方式，改变小车的运动时间，达到便于测量时间的目的。
（4）完成上述实验后，他在斜面底端放置了一个小木块，想继续探究小车的动能与速度的关系，他应将同一小车从斜面________（填“相同”或“不同”）的高度由静止释放，可以通过观察小木块________得到结论；若再探究小车的动能与质量的关系，他应将质量不同的小车从斜面________（填“相同”或“不同”）的高度由静止释放，目的是________。
3．（2019?黄石）某同学探究影响蒸发散热情况的实验，如图所示，请回答下列问题。
（1）该同学记录了三个示数，其中a温度计示数________℃。
（2）酒精蒸发时会向温度计________（选填“吸收”或“放出”）热量。
（3）比较b和c温度计的示数，可以得出：蒸发快慢与________有关，从分子热运动的角度来看，空气流动促进了酒精分子向空气扩散。
（4）该同学用水代替酒精多次实验，发现在相同温度但天气不同的情况下，三根温度计示数有时差别不大，有时差别却很大。他猜想水的蒸发情况可能与天气有关，若示数差别不大，可能的天气是________。
4．（2019?随州）在探究液体的沸腾实验中，某实验小组用相同的加热器对初温相同的甲（100g水）、乙（200g水）、丙（100g煤油）三杯液体进行加热（三只杯子均相同），直至沸腾。根据实验数据绘制了它们的温度随时间变化图象（如图）：
（1）由图象可知，液体的沸点与质量________（选填“有关”或“无关”）；
（2）加热初期，相同时间内，甲、乙两杯液体温度升高不同是因为它们的________不同，甲、丙两杯液体温度升高不同是因为它们的________不同。
5．（2019?通辽）某同学为了探究“平面镜成像时，像与物到平面镜的距离的关系”，所用的实验器材有：单面镀膜的玻璃板、支架、两个相同的跳棋、白纸和刻度尺。实验装置如图（甲）所示。
（1）在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，使玻璃板________那一面的下边线与直线重合（选填“有膜”或“无膜”）。
（2）用镀膜玻璃板和跳棋做实验，实验环境有：①几乎无光的实验室，②有阳光的实验窒，在________（选填“①”或“②”）中进行实验效果好。
（3）在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，主要原因是：________。
（4）在白纸上沿跳棋A和B的边缘画圈，测出物距u和像距v的值如下表：
实验次数
1
2
3
物距u/cm
3.39
5.11
6.39
像距v/cm
5.22
6.51
①如图乙所示，第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离，则像距v1＝________cm。
②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些，原因是：________（只有一个正确选项，将正确选项的字母填在横线上）
A．刻度尺测量像距时存在误差 B．玻璃板有一定厚度
C．物和像的标记点不对应 D．玻璃板没有竖直放置
6．（2019?常德）在探究光的反射定律时，小波将一块平面镜放在水平桌面上，再把一块纸板（分E、F两个面）垂直放置在平面镜上，如图甲所示。
（1）图甲中，E、F在同一平面上，让光线沿纸板E上的AO射向镜面，则在纸板F上得到沿OB的反射光线，测得AO、OB与法线的夹角均为40°，于是小波得出结论：反射角等于入射角。你认为小波得出结论的过程________（选填“合理”或“不合理”），原因是________
（2）在实验过程中，若将纸板倾斜（即纸板与平面镜不垂直），如图乙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线________（选填“在”或“不在”）同一平面内，纸板上________（选填“能”或“不能”）看到反射光线。
7．（2019?抚顺）小明用如图所示装置探究“凸透镜成像的规律”，已知凸透镜焦距为10cm。
（1）小明将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在________
（2）蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的位置如图所示，光屏上成清晰的像（像未画出），该像为倒立、________（填“放大”或“缩小”）的实像，生活中的________（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）利用了这个成像原理。
（3）保持蜡烛与光屏在光具座上的位置不动，应将凸透镜移到光具座________cm刻度线处，光屏上会再次出现清晰倒立、________（填“放大”或“缩小”）的实像。
（4）将凸透镜重新移回到如图所示位置，在光具座70cm刻度线处又放置一个相同的凸透镜，取走光屏。在这两个凸透镜右侧通过透镜也可以观察到蜡烛所成的像，生活中的________（填“显微镜”或“望远镜”）利用了这个成像原理。
8．（2019?抚顺）小娜想要用天平和量筒测量一种玻璃水的密度。
（1）把天平放在水平台上，发现游码未归零时天平已平衡。当游码归零为了使天平再次平衡，小娜应向________（填“左”或“右”）调节平衡，使天平平衡。
（2）小娜使用调好的天平测量烧杯与玻璃水的总质量，砝码克数和游码在标尺上的位置如图甲所示，其质量为________。
（3）将烧杯中玻璃水一部分倒入量筒中，量筒中液面位置如图乙所示，则量筒中玻璃水的体积为________cm3．用天平测量烧杯与剩余玻璃水的总质量为38g，则玻璃水的密度为________kg/m3。
（4）在两次测量质量时，小娜发现都使用了同一个磨损了的砝码，则对测量玻璃水密度的结果________（填“会”或“不会”）产生影响。
（5）小娜想用另一种方法粗测玻璃水密度，于是找来了刻度尺、水、圆柱形杯、平底试管（试管壁、底厚度忽略不计）等器材，进行如下实验：
①向圆柱形杯中加适量水，把试管放入水中竖直漂浮，如图丙所示，用刻度尺测量试管浸人水中的深度h1。
②向试管中缓缓倒入玻璃水，让试管慢慢下沉，当试管底刚刚接触圆柱形杯底时停止向试管倒入玻璃水（试管对圆柱形杯底无压力），如图丁所示，用刻度尺测量圆柱形杯中水的深度h2
③从圆柱形杯中取出试管，用刻度尺测量________（填“试管”或“圆柱形杯”）中液体深度h3。
④玻璃水密度的表达式为ρ玻璃水＝________（已知水的密度为ρ水）。
9．（2019?铁岭）下面是小光测量密度的实验。
（1）测量可乐的密度。请你将实验过程补充完整：
①小光将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端零刻度线处，发现指针指在如图甲所示位置。此时他应将平衡螺母适当向________（“左”或“右”）调节，使天平平衡。
②将装有可乐的烧杯放在天平的左盘中，在右盘中放入50g、20g、10g三个砝码后，天平指针刚好指在分度盘中线位置。
③将杯中的一部分可乐倒入量筒中，量筒内可乐的体积如图乙所示，为________cm3。
④测出剩余可乐和烧杯的总质量如图丙所示，其总质量为________g，则可乐的密度是________g/cm3。
⑤计算出密度后，小光发现量筒内的可乐中有很多气泡，这样会使小光测量的密度值________（填“偏大”或“偏小”）。
（2）小光用刚刚测量过密度的可乐（密度用ρ0表示）又测出了一块木块的密度，请你把他的实验步骤补充完整。
①用天平测出木块的质量m1。
②用一个碗装有足够多的可乐，将木块和一个空瓶叠加在一起漂浮，如图丁所示。
③向瓶中倒水，直到木块________，用天平测出瓶和水的总质量m2。
④木块密度表达式ρ木＝________。
10．（2019?鄂尔多斯）如图甲，浩浩为探究“阻力对物体运动的影响”，每次都让小车从斜面顶端由静止开始下滑，改变水平面的粗糙程度，测量小车在水平面上滑行的距离。
（1）如图乙，小车在木板上滑行的距离为________cm。
（2）实验时，小车每次都滑到水平面上运动，小车在竖直方向上受一对________，其作用效果相互抵消，相当于小车只受阻力（f）的作用。（即合外力F合＝f）
（3）对比甲图可知：小车所受阻力越小，运动的距离就越远，速度减小的就越________，如果阻力为零，小车将________。
（4）浩浩评估实验时发现，本实验还可以探究物体速度变化快慢与阻力（合外力）的定量关系，在老师的指导下，他用类比的方法联想到：物体运动的快慢等于路程与时间之比，用速度v来表示，那么速度变化快慢就等于速度的变化量与时间之比，用加速度a来表示，他重新实验对这个问题进行了研究，得到下表所示数据：
物理量
次数
水平
接触面
小车质量
m/（kg）
初速度
v0（m/s）
末速度
v1（m/s）
减速所用
时间t（s）
速度减小快慢a（m/s2）
阻力
f（N）
1
毛巾
0.04
1
0
0.1
10
0.4
2
棉布
0.04
1
0
0.2
5
0.2
3
木板
0.04
1
0
0.4
2.5
0.1
对数据进行定量研究，分析可知：同一物体速度变化快慢（a）与阻力（f）的关系式为________。
（5）交流讨论时，薇薇说：高速路上，满载的大货车很难停下来，而小轿车却容易得多。试猜想，速度变化的快慢（a）可能还与________有关。
11．（2018?河池）为了探究二力平衡的条件，张三同学设计了如图甲的实验。
（1）实验中发现两边的钩码质量不相等时，木块运动，质量相等时，木块静止，说明二力平衡的一个条件是力的________。
（2）接着张三将木块扭转一个角度，松手后观察到小木块不能平衡，说明二力平衡时，两个力必须作用在________。
（3）在另一小组实验中，李四用小车代替木块，如图乙所示，同学们认为李四的实验装置优于张三的实验装置，其主要原因是________。
12．（2019?衡阳）在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，小刚利用了两个相同的木块和一块海绵，进行了如图所示的实验。
（1）实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果，这种物理学研究方法也运用于以下________（选填“A“、“B”或“C”）实验中。
A．用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点
B．当电压一定时，探究电流与电阻的关系
C．用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱
（2）对比甲、乙两图，可以得出：当压力一定时，________越小，压力的作用效果越明显。
（3）对比甲、丁两图，小刚认为压力的作用效果与压力大小无关。你认为他的观点________（选填“正确”或“错误”），并说明理由：________。
13．（2019?济宁）小明跟着爸爸去游泳，站在齐胸深的水中，感觉呼吸略微有些困难，越往深处感觉越明显，由此激发了他想研究水的压强特点的想法。
（1）图1中是小明利用底部和侧壁套有橡皮膜的玻璃管倒入水后的实验现象，由此可说明：________。
（2）下表是小明利用U形管压强计探究水内部压强时的几组数据。
序号
深度/cm
橡皮膜朝向
压强计左右液面高度差/cm
1
5
朝上
4.9
2
5
朝下
4.9
3
5
朝侧面
4.9
4
10
朝侧面
9.7
5
15
朝侧面
14.6
根据表中的数据，请回答下列问题：
比较前三组数据，可得出的结论：________；
②比较序号________的三组数据，可得出的结论是水的压强随深度的增加而增大。
（3）早在1648年，物理学家帕斯卡曾做过一个著名的实验，如图2所示。结果，他只用了几杯水，就把木桶撑破了。此实验不仅证明了液体的压强与液体的深度有关，还由此说明了液体的压强与________无关。
（4）我国第一艘深海载人潜水器蛟龙号，是目前世界上下潜能力最强的作业型载人潜水器。当蛟龙号潜水器下潜到7000m深度时，所受海水的压强为________Pa（g取10N/kg，ρ海水＝1.03×103kg/m3）。
14．（2019?常德）在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，小明所在的学习小组用到的实验器材有：烧杯、水、细线、长方体金属块，弹簧测力计。小明将金属块沿最长的边先后两次浸在同一烧杯水中的不同深度处，如图A、B所示，他发现A图中弹簧测力计的示数明显大于B图，但是他再按图C、D所示将此金属块两次浸没于此烧杯水中的不同深度处，发现弹簧测力计的示数相同，于是他得出结论：在物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度有关，越深，浮力越大；但物体浸没在液体中后所受浮力大小则与深度无关。
（1）图E为小明某次将金属块（重5N）浸入到水中静止时的情形，则弹簧测力计的示数为________N，此时金属块受到的浮力为________N
（2）同组的小惠认为小明的结论不正确，她做了如下实验：将金属块沿较短的一边浸入水中，当达到与图A中相同的深度时读取弹簧测力计的示数，发现与A图的示数不同，则表明此时金属块受到的浮力与A图中的也不同，因此她认为“物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关”。你认为她的实验能证明她的结论正确吗？________（选填“能”或“不能”）。
（3）请你用上述器材也设计一个实验证明小惠的结论正确【提示：请仿照（2）中小惠的实验方案的表述方式表述】：________；________；________；________。
15．（2019?天津）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
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所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验
序号
铁块质量
m/g
铁块距桌面高度
H/cm
桌腿进入沙子
的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
（1）实验中通过比较________来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中________（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：________。
16．（2019?百色）在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中，采用如图甲所示的实验装置，a、b、c是镍铬合金制成的三根导线，a、b长度相同但粗细（横截面积）不同，a、c粗细相同而长短不同，导线d由锰铜合金制成，长短、粗细与导线b相同。
（1）实验中电流表的示数越大，对应的导线电阻越________；
（2）将导线a接在M、N之间，闭合开关，电流表示数如图乙所示，此时电流为________A；
（3）依次将导线b、c、d替换导线a接入电路，电流表对应的示数如下表所示：
导线代号
a
b
c
d
电流表的示数
﹣
1.3A
2.2A
2.7A
选导线a、b比较是为了探究导线电阻的大小与________的关系；探究导线电阻的大小与材料的关系，应选用的两根导线是________（填写导线代号）；
②由此可知：导线电阻的大小与材料有关，用相同材料制成的导线长度越________，横截面积越________，电阻越大：
（4）若想进一步用“伏安法”测量导线a的电阻，除了如图甲所示的器材外，至少还需要在此电路接入一个________表和一个变阻器，连好电路后，经多次测量，绘得导线a的U﹣I图象如图丙所示，则其电阻为________Ω。
17．（2019?滨州）某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
（1）请将图甲连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于________端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关后，同学们发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是________。
（4）排除故障后，先将5Ω定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值，此时电流表的示数如图乙所示，为________A。
（5）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，换成10Ω的定值电阻，闭合开关，应向________（选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为________V时，读出电流表的示数。再更换20Ω定值电阻继续实验，实验数据记录在表格中。由实验数据可知：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成________。
实验次数
1
2
3
R/Ω
5
10
20
I/A
0.2
0.1
（6）该小组想用一块电流表和一个定值电阻R0，测未知电阻Rx的阻值。于是他们设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：
①闭合S和S1，此时电流表的示数为I1。
闭合S断开S1，此时电流表的示数为I2。
请用已知量R0和测出量I1、I2表示出未知电阻Rx的表达式，则Rx＝________。
18．（2019?玉林）如图所示，图甲是“伏安法测电阻”的实验电路图。
（1）请你根据图甲的电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整。（要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大）
（2）在连接电路时，开关必须________。
（3）闭合开关S后，发现电流表无示数，电压表有示数，则出现的故障可能是________。
（4）排除故障后，闭合开关S，当滑片P移动到某一个位置时，电流表的示数为0.2A，电压表的示数如图丙所示，其读数为________V，则待测电阻Rx＝________Ω。
（5）若实验中电流表不慎损坏，现给你一个已知阻值为R0的电阻、一个单刀双掷开关和导线若干，请你用上述器材和原有器材完成图丁的电路图，要求能测量Rx的阻值。
技巧三：补充纠错法
部分考题在要求考生设计实验内容时，补充一些不完整的内容或步骤，有的还要找出题干中错误或者多余部分。此类题要求考生具有较高实验设计能力，只要对在平时学习时，注重基础知识的积累，一般都可以解答。
【例题展示】
例题3（2019?哈尔滨）用标有“2.5V”小灯泡，进行“研究小灯泡的电功率”实验。（允许加在小灯泡两端的最大电压为1.2U额）
（1）进行实验：
①如图1是未连接好的电路，请你用笔画线代替导线，正确连接图中实物电路。
②如图2，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数是________A，灯泡额定功率是________W。
（2）通过实验得到：灯泡实际功率越大，灯越亮。试从能量转化角度解释“灯泡实际功率越大，灯越亮”的原因。
（3）以小灯泡为例，用数据说明选用电流表0.6A而不用3A量程的理由。
【答案】（1）①如上所示；②0.32；0.8；（2）电流做功的过程就是电能转换为其它形式能的过程，灯泡实际功率越大，表示单位时间电流做的功越多，即转化成的光能越大，故灯越亮；
（3）由欧姆定律，灯正常发光时的电阻为：R＝＝＝A，在3V电压下通过灯的电流小于I′＝＝≈0.384A＜0.6A．故用电流表0.6A而不用3A量程。
【解析】（1）①变阻器按一上一下接入电路中，电压表与灯并联，如下所示：
②如图2，电流表选用小量程，分度值为0.02A，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数是0.32A，灯泡额定功率是：P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W；（2）电流做功的过程就是电能转换为其它形式能的过程，灯泡实际功率越大，表示单位时间电流做的功越多，即转化成的光能越大，故灯越亮；（3）由欧姆定律，灯正常发光时的电阻为：R＝＝＝A，允许加在小灯泡两端的最大电压为1.2U额＝3V，因灯的电阻随温度的升高而变大，故在3V电压下通过灯的电流小于：I′＝＝≈0.384A＜0.6A。故用电流表0.6A而不用3A量程。
【跟踪训练】
1．（2019?十堰）在做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时：
（1）小明用的装置（如图甲），他测出的水温将________（选填“偏高”，“偏低”或“无影响”）。
（2）小红和小华选用相同的实验装置，每隔2分钟记录一次温度的数据，并描绘出了温度随时间变化的图象（如图乙）根据图象可知当水温达到沸点后继续加热，水的温度________（选填“升高”、“不变”或“降低”）这两位同学的图象存在差异，请说出一条可能的原因________。
2．（2019?哈尔滨）在探究“凸透镜成像规律”实验中，已知凸透镜焦距为10cm。所用光源为新型“蜡烛”。（新型“蜡
烛”薄且烛焰稳定）
（1）调整好器材后，进行实验，某次实验结果如图1，凸透镜成这种像的条件是________。将“蜡烛”A从此位置在光具座上逐渐靠近透镜，发现经过图中________位置后，无论怎样调节光屏都无法承接到像，只能透过透镜观察到正立、放大的虚像，如图2。
（2）“蜡烛”移到距透镜二倍焦距处，观察光屏上的像感觉与物等大，请你简述证明像与物等大的办法。（器材足够用）
（3）君妍同学用凸透镜观察书上的字，如图3，她换用不同焦距的凸透镜放在原位置再次观察，发现像发生变化，便萌生了探究凸透镜所成像与焦距关系的想法，请写出需要收集的证据。
3．（2019?滨州）在测量不规则小物块的密度实验中，某实验小组的实验步骤如下：
（1）将天平放在________桌面上，游码归零后发现指针的位置如图甲所示，则需将平衡螺母向________调节使橫梁平衡（选填“左”或“右”）。
（2）天平调好后，测量小物块的质量。天平平衡时，游码位置和所加砝码如图乙所示，则小物块的质量是________g。
（3）在量筒中倒入适量的水，记下水的体积为40cm3；再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中，这时的总体积为60cm3，则小物块的体积为________cm3。
（4）小物块的密度ρ＝________g/cm3。
（5）该小组尝试用另一种方法测量该物块的密度，如图丙所示，他们做了如下的操作：
①向量筒内倒入适量的水，记下水的体积V1为20cm3。
②将小物块轻轻放入量筒内，稳定后水面上升至V2为36cm3。
再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中时，水面上升至V3为40cm3。
由以上测量数据可知：物块的质量m＝________g，物块的体V＝________cm3，物块的密度ρ＝________g/cm3。
4．（2019?烟台）图所示的是小明同学“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验，铁块和木块的大小和形状完全相同。
（1）实验时，小明同学先在竖直方向上对弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动，那么弹簧测力计的示数与实际摩擦力相比是偏大还是偏小？
（2）分析比较甲、乙两图弹簧测力计示数，得到的结论是什么？
（3）图乙、丙所示的实验过程，探究的问题是什么？
（4）图丁是小红同学对实验方案的改进，D是一个电动装置，可带动木板匀速运动，请你指出小红同学方案的优点。
5．（2019?东营）如图所示，物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。
（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是________N。
（2）比较________（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。
（3）比较________（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。
（4）金属块的密度为________kg/m3。
（5）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，请指出实验操作中可能造成这种结果的原因：________。
（6）纠正了错误，继续实验，兴趣小组得出结论：物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。有同学对此结论提出质疑，他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性，使用漂浮的蜡块做实验未必遵循以上结论。针对这个质疑，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小木块、小桶、轻质塑料袋（质量可忽略）、适量的水。请你根据需要选择器材并设计实验，研究使用漂浮的蜡块做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论。
实验器材：________；
实验步骤： ________；
分析与论证：________。
6．（2019?桂林）小飞在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时，淮备了以下器材：两节新的干电池，电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻（5Ω，10Ω，15Ω，20Ω）、开关、导线若干。
（1）在按电路图连接实物时，开关必须处于________状态；在实物图中，滑动变阻器的滑片要移到________（选填“最右端”或“最左端”）。
（2）图1是小飞连接好的实验电路，闭合开关后，他发现移动滑片的过程中，电流表的示数________，电压表的示数________。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）小冲在一旁观察后指出小飞没有按照电路图正确连接实物，请你在实物图上对连接错误的一根导线打“×”，并用笔补画一根线代替导线将电路连接正确。
（4）问题解决后，他们接入10Ω的电阻进行实验，并得出下表中的数据，对数据进行分析后得出实验结论是：________。
电压U/V
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.15
0.2
0.25
（5）接下来他们分别接入其它电阻再次对电流与电阻关系进行探究，并作出了如图2所示图象，请你通过图象中所给信息计算出实验过程中滑动变阻器两端的电压U＝________V。
7．（2019?宁波）小科利用仅有的一个规格为“10Ω 1.0A”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”，该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示，电源电压恒为3V．实验步骤如下：
①用4Ω的定值电阻进行实验，连接电路。
②闭合开关，调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压为2V，读出电流表的示数并记录。断开开关，把滑片P移到A端。
③依次用阻值为6Ω、8Ω和10Ω的定值电阻替换原来的电阻，重复步骤②。
（1）小科设计上述实验步骤，是要研究通过导体的电流与________之间的关系。
（2）小科发现，滑片P向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点（该点记为C）时突然有了示数。但在完成8Ω电阻的实验后，再做10Ω电阻的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于2V．分析可得，电阻丝BC的阻值RBC的范围是________。
（3）为了完成10Ω电阻实验，将滑片P移到C点，只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线，就能继续完成实验。请你在答题卷的图中用笔画线补上这根导线。
8．（2018?抚顺）小谢同学利用三个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω）、规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器、电源、电压表、电流表、导线和开关等器材，进行了“探究电流与电阻关系”的实验。
（1）如图甲是小谢连接的实验电路，检查发现电路中有一根导线连接错误，请在图中连接错误的那根导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）改正后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表无示数，电压表示数接近于电源电压，若电路只有一处故障，其故障是________；
（3）排除故障后，把5Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑片到适当位置，电流表示数如图乙所示，其示数为________A
（4）滑片位置不动，把5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关，应向________（填“左”或“右”）调节滑片，使电压表的示数保持________V不变，读取电流表的示数为0.2A。
（5）使三个电阻单独接入电路都能完成实验，选取电源电压最大值不能超过________V．三次实验后，可得结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成________
（6）另一小组的小滕同学在只有一只电压表的情况下，连接了如图丙所示的电路，测出了额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻。（已知滑动变阻器R2的最大阻值为R0，U额小于电源电压）
①闭合开关S、S1，断开S2，将R1的滑片滑到最右端，R2的滑片滑到最________（填“上”或“下”）端，读出此时电压表的示数U，即为电源电压
闭合开关S、S2，断开S1，将R1的滑片滑到最右端，调节R2的滑片，使电压表的示数为________，此时小灯泡正常发光。
同时闭合三个开关，保持R2的滑片不动，然后调节R1的滑片，使电压表的示数为________。保持R1的滑片不动，将R2的滑片滑到最上端，读出此时电压表的示数为U1；
小灯泡正常发光时的电阻RL＝________（用字母表示）
9．（2019?铁岭）小久利用电压恒为6V的电源，额定电压为3.8V的小灯泡，10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻，铭牌上标有“20Ω 1A”的滑动变阻器，电压表电流表，开关，导线完成了下列电学实验。
（1）探究电流与电阻关系。
①他设计的电路图如图甲所示，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最________（填“左”或“右”）端。他将10Ω的定值电阻接入电路中，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端电压为4V读出电流表示数。保
持滑动变阻器的滑片位置不变，把10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻，为了使电压表的示数保持不变，应将滑动变阻器的滑片向________（填“左”或“右”）端移动。
②他将定值电阻分别单独接入电路中，保持定值电阻两端电压为4V，最多可以完成________次实验。通过实验可得出结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成________。
（2）测量小灯泡额定功率。
①小久设计了如图乙所示的电路。闭合开关，观察到小灯泡不发光，电流表无示数，则电压表示数为________V。
②小久检查电路时，发现所连接电路存在一处错误。请你在错误的导线上画“×”，用笔画线代替导线，画出正确的连线。
③排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片。当电压表示数为3.8V时，电流表的示数如图丙所示，则电流表示数为________A，小灯泡的额定功率为________W。
（3）小久找来额定电压为2.5V的小灯泡和开关，利用上述实验用过的电压为6V的电源和“20Ω 1A”的滑动变阻器，设计了如图丁所示的电路，测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。请帮他将实验过程补充完整：
①闭合开关S、S1、S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为________V时，小灯泡正常发光。
②闭合开关S、S1，断开S2，保持滑片位置不变，读出电压表示数为2.5V。
________（填所有开关的闭合或断开状态），读出电压表的示数为5V。
小灯泡的额定功率P额＝________W．
10．（2019?盘锦）小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
（1）请你用笔画线代替导线，帮小明把图甲电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮。
（2）正确连接电路后，闭合开关，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数约等于电源电压，则故障原因可能是________。
（3）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V．此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是________A，小灯泡的额定功率是________W。
（4）完成实验后，小明又设计了如图丙所示的电路图，只用电压表就测量出额定电压为U额的小灯泡的额定功率。已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0．请将实验步骤补充完整。
①________（填三个开关闭合与断开情况），调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为________，小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片位置不动，________（填三个开关闭合与断开情况），记录电压表示数为U滑。
③小灯泡额定功率的表达式P额＝________（用已知量和所测物理量符号表示）。
11．（2019?本溪）测量小灯泡的额定功率
（1）如图1甲所示是测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率的实验电路。检查发现电路中有一根导线连接错误，此时若闭合开关，电流表的指针将________（填“正常偏转”或“几乎不动”），请你在错误的导线上画
“Ⅹ”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确。
（2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图1乙所示，电流值为________A，则小灯泡的额定功率________W。
（3）实验后，小明又想测量一个额定电压为6V阻值约为8Ω的小灯泡的额定功率，但发现电流表和电压表的大量程均已损坏，于是找来一个阻值为10Ω的定值电阻，设计了如图1丙所示的实验电路，其中电源电压恒为8V请完成下面的实验步骤：
①在图2所示的三个选项中，选出能对应填入虚线框内合理的元件组合________。
②正确选择元件并连接电路后，闭合开关S调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为________V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为________W。
专题八 方案设计类实验题解答技巧
设计型实验是学生自行设计实验方案。此类考题可以考查学生的综合运用能力、创新能力和独立解决问题的能力。常见设计型实验题多数考察密度和电学部分，并有以下特点：基础性、拓展性和补充纠错性。【来源：21·世纪·教育·网】
基础性方案设计类实验题：大部分题目以课本知识为依托，不脱离教材，考查我们对知识的灵活运用能力。
拓展性方案设计类实验题：设计题大部分可以有惟一答案，也可以根据自己的理解选择，只要符号答案要求就是正确的。作为实验仪器来验证物理规律，考查知识的迁移能力与运用能力。【来源：21cnj*y.co*m】
补充纠错性方案设计类实验题：贴近生产、生活，把日用品作为实验仪器来验证物理规律，考查知识的迁移能力与运用能力。21教育名师原创作品
技巧一：基础设计法
基础设计法适用于基础性方案设计类实验题。学生依托所学物理知识，紧扣教材，灵活应用所学知识，体现考生的灵活运用能力。
解答此类考题时，依托教材版本，利用自己平时所学，按照步骤要求即可解答。如设计固定密度测量实验，步骤一、准备器材；步骤二、实验方法；步骤三、实验步骤；四、实验评价等顺序进行。
【例题展示】
例题1（2019?兰州）如图所示，在“探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系”的实验中，某同学用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上，并保持它与软铁块P的距离不变。
（1）以下是他的部分实验步骤：
①断开开关S，按图组装实验电路，将滑动变阻器的滑片置于最________（选填“左”或“右”）端。用已调零的电子测力计测出软铁块P对测力计的压力F0并记录在表格中；
②闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，读出电流表的示数I和电子测力计的示数F，并将I、F的数据记录在表格中；
③仿照步骤②再进行两次实验。
实验次数
1
2
3
I/A
0.34
0.40
0.44
F0/N
0.9
0.9
0.9
F/N
0.84
0.82
0.81
（2）由表中数据可以得出的实验结论是：对于同一电磁铁，________。
（3）闭合开关S后，电磁铁下端的磁极为________（选填“N”或“S”）极。
（4）本实验中，滑动变阻器除了保护电路的作用外，还起到________的作用。
【答案】（1）①右；（2）通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；（3）S；（4）改变电路中电流大小。
【解析】（1）①连接电路时，开关要断开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置，由图右可知，滑动变阻器连入电路的下面接线柱在左侧，因此，闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于最右端；（2）由表中数据可知，电磁铁的线圈匝数不变，只改变了电路中电流大小，且电流增大时，电子测力计示数的变化量△F增大（即电磁铁对软铁块的吸引力增大），所以可得出结论：通过电磁铁线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；（3）导线绕成线圈即可组成电磁铁；根据电源的正负极，判断出电磁铁中电流的方向是从左向右的，由安培定则可判出电磁铁的上端为N极，下端为S极；（4）本实验中，滑动变阻器除了保护电路的作用外，还起到改变电路中电流大小的作用。
【跟踪训练】
1．（2019?连云港）小明学习了《电磁感应 发电机》一节内容后，他查阅了有关资料，知道在电磁感应现象中闭合电路之所以能产生电流，是因为在电路中产生了电压，为了研究这个电压，他买了一套如图甲所示的装置。图中有机玻璃管长度为1.5m，当圆柱形强磁体（直径略小于有机玻璃管内径）从有机玻璃管中下落穿过线圈时，与线圈相连的电压显示器可以显示此时的电压大小。小明想利用此装置探究电磁感应现象中产生的电压大小与线圈匝数及强磁体运动快慢的关系。他进行了如下实验（忽略强磁体下落过程中所受阻力的影响）：
（1）小明将三个匝数相同的线圈和电压显示器的组件固定在有机玻璃管A、B、C处，如图乙所示。他想探究的是电压与________之间的关系。为了使实验效果对比明显，三个线圈之间的距离应该________（选填“近一些”或“远一点”）；
（2）小明分三次在距管口90cm处分别固定匝数为300匝、600匝、900匝的三个线圈和电压显示器的组件，每次都是从管口处由静止开始释放强磁体，记录的实验数据如下表：
线圈匝数N
实验次数
电压显示器示数U/N
电压测量值U/V
300
1
2.62
2.51
2
2.50
3
2.41
600
1
5.03
5.00
2
4.84
3
5.14
900
1
7.68
7.50
2
7.38
3
7.45
请根据上表电压测量值和对应的线圈匝数在图丙坐标纸上描点作图，分析图象可知：________。
【答案】（1）强磁体运动快慢；远一点；（2）图象见上图；强磁体速度一定时，电磁感应现象中产生的电压与线圈匝数成正比。
【解析】（1）由题知，电磁感应现象中产生的电压大小与线圈匝数及强磁体运动快慢的有关，三个线圈匝数相同，分别固定在有机玻璃管A、B、C处，忽略强磁体下落过程中所受阻力的影响，圆柱形强磁体下落的高度越大，经过线圈时的速度大，所以这是为了探究电磁感应现象中产生的电压与强磁体运动快慢之间的关系。若电压与强磁体运动快慢有关，则强磁体经过三个线圈的速度相差越大，产生电压差越大，实验效果越明显，所以应将三个线圈之间的距离应该 远一点。（2）分三次在距管口90cm处分别固定匝数为300匝、600匝、900匝的三个线圈和电压显示器的组件，每次都是从管口处由静止开始释放强磁体，则强磁体经过三个线圈时的速度相同，这是探究电磁感应现象中产生的电压与线圈匝数的关系，由表格数据描点连线画出图象如图所示：
由图象可知，强磁体速度一定时，电磁感应现象中产生的电压与线圈匝数成正比。
2．（2019?铜仁市）小王在“测量小车的平均速度”的实验中，他已经从实验室借到的实验器材有：小车一辆、秒表一块、长木板一块、小木块一块。
（1）他为了完成该实验，还需要的实验器材有________。
（2）为了方便计时，应该使斜面的坡度________（选填“较大”或“较小”）。
（3）经测量，s1＝0.9m，s2＝0.4m，小车从斜面顶端由静止下滑的过程中，秒表记录如图所示，则小车在s3上的平均速度是________m/s。
【答案】（1）刻度尺；（2）较小；（3）0.5。
【解析】（1）根据v＝可知，测量小车的平均速度需要用秒表测出时间，用刻度尺测出小车通过的距离，题目中已经给出了秒表，因此还需要的实验器材是刻度尺；（2）若要计时方便，应使斜面的坡度较小一些，使小车在斜面上通过的时间更长。（3）s1＝0.9m，s2＝0.4m，则s1＝0.9m﹣0.4m＝0.5m，由图知，t3＝1s，所以小车在s3上的平均速度v3＝＝＝0.5m/s。
3．（2019?黄冈）张老师制作了一个声音炮（如图）。将塑料膜绷紧扎在圆桶的桶口，在桶底开一圆孔，在距离圆孔大约2m的地方叠放一些空纸杯子。用手迅速拍打塑料膜，发现纸杯被振落。此实验表明：声音能在________中传播；声波能传递________。
【答案】空气；能量。
【解析】（1）声音的传播需要介质，塑料膜振动发出的声音是通过空气传播的；
（2）纸杯被击落，是声波对纸杯做了功，说明声波可以传递能量；
4．（2019?锦州）如图甲所示是小胜同学探究“物质熔化和凝固规律”的实验装置。
（1）为了完成该实验，除图中器材外，他还要用到的测量工具是________。
（2）为了使该物质受热均匀，建议小胜同学选取________（填“较大”或“较小”）颗粒的该物质进行实验
（3）实验中某时刻温度计示数如图乙所示，该物质此时的温度为________℃。
（4）分析图丙可知该物质第45min末的内能________（填“大于”或“小于”）第20min末的内能。
【答案】（1）秒表；（2）较小；（3）54；（4）小于。
【解析】（1）测量温度的仪器是温度计，测量时间的仪器是秒表，所以该实验的仪器需要秒表；（2）为了使该物质受热均匀，建议小胜同学选取较小颗粒的该物质进行实验；（3）由图可知，温度在0℃以上，分度值为1℃，故示数为54℃；（4）由题图可知，物质在第35min以后，放出热量，但是温度不变，为其凝固过程，故凝固点为80℃；该物质从第10min～20min之间一直吸收热量，第20min时刚好熔化完毕，为液态，而该物质第40min时从液态到固态，为固液共存态，故该物质第40min小于第20min时的内能；
5．（2019?十堰）在做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时：
（1）小明用的装置（如图甲），他测出的水温将________（选填“偏高”，“偏低”或“无影响”）。
（2）小红和小华选用相同的实验装置，每隔2分钟记录一次温度的数据，并描绘出了温度随时间变化的图象（如图乙）根据图象可知当水温达到沸点后继续加热，水的温度________（选填“升高”、“不变”或“降低”）这两位同学的图象存在差异，请说出一条可能的原因________。
【答案】（1）偏高；（2）不变；水的质量不同。
【解析】（1）如图，由于酒精灯给水加热，容器底的温度高于水的温度，此时温度计的玻璃泡碰到了容器底，所以测出的水温会偏高。（2）由图象知，水在沸腾过程中温度保持98℃不变，水沸腾的特点是吸收热量，但温度不变；观察图乙中的图象可知，两组同学所用水的初温相同，水升温的快慢不同，在装置相同的情况下，产生这种差异的原因只能说明两次实验中水的质量不同；
6．（2019?朝阳）如图所示是探究“平面镜成像特点”的实验装置。
（1）为了使观察到的实验现象更好一些，该实验最好选择在________（填“较亮”或“较暗”）的环境中进行。
（2）实验中选择薄玻璃板代替平面镜是为了便于确定________。
（3）实验中将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，然后将未点燃的蜡烛B放在玻璃板后面并移动，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。此实验现象说明像与物________。
（4）将蜡烛B拿走，然后在蜡烛B的位置上放一张白纸，在白纸上________（填“能”或“不能”）看到蜡烛A的像。说明平面镜所成的像是________（“实”或“虚”）像。
【答案】（1）较暗；（2）像的位置；（3）大小相等；（4）不能；虚。
【解析】（1）在比较明亮的环境中，很多物体都在射出光线，干扰人的视线，在较黑暗的环境中，蜡烛是最亮的，蜡烛射向平面镜的光线最多，反射光线最多，进入人眼的光线最多，感觉蜡烛的像最亮，所以应在比较暗的环境中进行实验。（2）用透明的玻璃板代替平面镜，在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置，也便于比较物像的大小关系。（3）实验时，她在玻璃板前放置点燃的蜡烛A，将蜡烛B放在玻璃板后并移动，在玻璃板的A侧现察；当B和A的像完全重合时说明像和物的大小相等；（4）移动玻璃板后的蜡烛B，使它与蜡烛A在玻璃板中所成的像重合，移开蜡烛B，用白纸做屏幕放在该位置，直接观察白纸，在白纸上不能看到蜡烛的像，可知平面镜所成的像是虚像。
7．（2019?泰州）在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中：
（1）如图甲，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将________（向左移动/向右移动/不动），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向________（会/不会）发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些________。
（2）如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否________。如图丙，他将光沿着AO方向射向水面上的O点，光在水中沿着OB方向射出，调整激光笔使入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之________（增大/减小/不变）。当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时折射角为________度。
【答案】（1）向左移动；会；烟雾；（2）在同一平面内；减小；0。
【解析】（1）①光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角；小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，光线在水面处发生折射，水槽底部光斑的位置将向左移动，说明光从空气斜射入水中时，传播方向会发生改变。②实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他可以在水面上方喷一些烟雾。（2）①小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。②入射光线和法线的夹角是入射角，折射光线和法线夹角是折射角，入射光线靠拢法线，说明入射角减小，折射光线靠拢法线，说明折射角也减小。③当光沿着NO方向射入时会沿ON′方向射出，此时光线垂直入射不改变传播方向，则此时入射角和折射角都等于0度。
8．（2019?丹东）小明探究凸透镜的成像原理，与老师一起研制了如图所示的实验装置，用水透镜模拟眼睛，光屏模拟视网膜，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示。
（1）实验时，首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在________上，目的是使像成在光屏中心。
（2）三者摆放位置如图甲所示，在光屏上成了一个清晰的像（像未画出），该像为倒立、________的实像。此时水透镜的焦距f的范围为________。
（3）用水透镜模拟正常眼睛，将图甲中的烛移动到光具座上40cm处，光屏不动，此时应对水透镜________（填“注水”或“抽水”），使其焦距变________（填“长”或“短”），才能在光屏上重新得到一个清晰的像。
（4）用水透镜模拟爷爷的老花眼，如图乙所示，若爷爷不戴老花镜时恰好能够看到图中位置上的蜡烛，在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片，则爷爷将能看清蜡烛位置________（填“左侧”或“右侧”）的物体。小明因为长期不注意用眼卫生，变成了近视眼，应该配戴________（填“凸“或“凹”）透镜矫正。
【答案】（1）同一高度；（2）缩小；10cm＜f＜20cm；（3）注水；短；（4）右侧；凹。
【解析】（1）烛焰、水透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央；（2）由图甲可知，此时物距大于像距，凸透镜成倒立缩小的实像；此时物距u＝50cm，50cm＞2f，像距v＝20cm，f＜20cm＜2f，解得10cm＜f＜20cm；（3）物距减小后，像距应增大，如果像的位置不变，则凸透镜的焦距要变短，凸透镜的厚度要增加，故此时应注水；（4）老花镜是凸透镜，对光线有会聚作用，水凸透镜前放置老花镜后，透镜的折光能力变强，焦距变小，光屏位置不变，相当于像距变大，根据物近像远像变大的成像原理可知，爷爷能够看清右侧的物体。近视眼是晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处点的光会聚在视网膜前，对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正。
9．（2019?鞍山）小明和小亮都很喜欢喝绿茶饮料，学完了密度知识后他们分别用不同的方法测量饮料的密度。
（1）小明的实验操作如下：
①把天平放在水平桌面上，将________拨至标尺左端的零刻度线处，并调节________使天平平衡。
②把饮料倒入烧杯中一部分，用天平测出烧杯和饮料的总质量是93.8g。
③把烧杯中的一部分饮料倒入量筒中，如图甲所示，饮料的体积是________cm3。
④用天平测出烧杯和剩余饮料的质量，如图乙所示，量筒内饮料质量是________g，饮料密度是________kg/m3。
（2）小亮用量筒、小试管、水、记号笔测出了饮料的密度，请将实验步骤补充完整。
①在量筒中倒入适量的水，将小试管放入量筒中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度V1。
②在试管内倒入适量的水，先用记号笔记录试管内水面的位置，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对应的刻度V2。
③将试管中的水倒尽，________，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度V3。
④饮料密度的表达式：ρ饮料＝________。（用已知量和测量量符号来表示，已知水的密度为ρ水）
【答案】（1）①游码；横梁两端的平衡螺母；③60；④62.4；1.04×103；（2）③再向试管中倒入饮料直到标记处；④?ρ水。
【解析】（1）①把天平放在水平桌面上，将游码拨至标尺左端零刻度处，再调节横梁上的平衡螺母使天平平衡；③量筒中液体的体积为：V＝60mL＝60cm3。
④剩余饮料和烧杯的质量为：m2＝20g+10g+1.4g＝31.4g。
量筒内饮料质量：m＝m1﹣m2＝93.8g﹣31.4g＝62.4g，
饮料的密度是：ρ＝＝＝1.04g/cm3＝1.04×103kg/m3；
（2）实验过程中，没有天平，利用原来的量筒和水以及小试管测出了饮料的密度；
①在量筒中倒入适量的水，将小试管放入量筒中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度V1。②在试管内倒入适量的水，先用记号笔记录试管内水面的位置，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对应的刻度V2。③将试管中的水倒尽，再向试管中倒入饮料直到标记处，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度V3。④试管内饮料的体积V＝V2﹣V1，饮料的质量等于排开的水的质量m＝ρ水（V3﹣V1），所以的饮料密度的表达式为：ρ饮料＝＝?ρ水。
10．（2019?青海）小林同学利用天平和量筒测量自己配制的盐水的密度。
（1）实验步骤如下：
①把天平放在水平台上，发现指针位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向________移动，使天平平衡；
②在玻璃杯中盛入盐水，放在调节好的天平左盘称量，当天平重新平衡时，记下砝码和游码的读数为126.2g；
③把玻璃杯中的部分盐水倒入量筒中，如图乙所示，记下量筒中盐水的体积为________cm3；
④把玻璃杯和剩余盐水放在天平左盘中称量，当天平重新平衡时，所用砝码、游码的位置如图丙所示为________g；
⑤计算出盐水的质量是________g，密度是________kg/m3。
（2）如果小林在实验过程中先测量盐水的体积，再测量盐水的质量，则测得的密度值会偏________。
【答案】（1）①右；③60；④54.2；⑤72；1.2×103；（2）小。
【解析】（1）①调节天平平衡时需先将游码移至标尺零刻线处，螺母向上翘的一端移动，如图甲所示，此时应将平衡螺母向右移动，使天平平衡；③把玻璃杯中的部分盐水倒入量筒中，如图乙所示，记下量筒中盐水的体积为 60mL＝60cm3；④把玻璃杯和剩余盐水放在天平左盘中称量，当天平重新平衡时，所用砝码、游码的位置如图丙所示为20g+20g+10g+4.2g＝54.2g；⑤量筒中盐水的质量m＝126.2g﹣54.2g＝72g，则盐水的密度ρ＝＝＝1.2g/cm3＝1.2×103kg/m3；（2）如果小林在实验过程中先测量盐水的体积，再测量盐水的质量，在将盐水倒出时会有残留使测量盐水质量偏小，利用密度公式计算时测得的密度值会偏小；
11．（2019?巴中）小明同学用如图所示的装置探究“力与运动的关系”。让小车从斜面同一高度处由静止滑下，分别标记出小车在水平面的毛巾、棉布、木板表面的停止位置。
（1）小车在相同斜面同一高度由静止滑下，是为了使小车到达水平面时的________相同；
（2）标记a是小车在________（选填“毛巾”、“棉布”、“木板”）表面停下来的位置，分析可知，水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越________（选填“快”、“慢”）；
（3）在此实验基础上通过推理可知观点________（选填“A”或“B”）是正确的；
A．物体的运动不需要力来维持
B．力是维持物体运动的原因
（4）在此实验的基础上进行改进，让同一小车从斜面不同高度处由静止滑下，观察小车在相同水平面滑行的距离，可以探究小车的重力势能与________有关。
【答案】（1）速度；（2）木板；慢；（3）A；（4）高度。
【解析】（1）让小车从斜面上“同一位置”由静止滑下的目的是使小车到达水平面时的速度相等；（2）图中标记a的距离最远，说明其表面是最光滑的，是小车在木板表面停下来的位置，由实验现象可知：水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，小车前进的越远；（3）由实验现象推理可知，物体不受力时，可以保持原来的运动状态不变，因此可得出：力可以改变物体运动状态而不能维持物体运动状态，故A正确；（4）物体的重力势能与物体的质量和高度有关。根据实验现象，若让同一小车从不同高度处滑下，发现高度越高，小车在水平面上滑行距离越远，由此得出结论：小车的重力势能的大小与小车所处的高度有关。
12．（2019?铜仁市）小明在探究“二力平衡”条件的实验中，设计了如图所示的两种实验方案。
（1）通过实验比较，小明发现采用方案乙，实验效果更好，原因是________。
（2）该实验装置中，木板两端的定滑轮的作用是________。
（3）保持两盘中砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度，放手后观察到小车转动，最后恢复到静止状态。这个实验现象说明：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且________，这两个力才能彼此平衡。
（4）小明在探究完“二力平衡”条件的实验后，又利用该装置进行探究，剪断小车左边的细线后，小车由静止向右运动，此现象说明力可以改变物体的________。
【答案】（1）滚动摩擦力小于滑动摩擦力，减小了摩擦力对实验的影响；（2）能改变作用力的方向；（3）作用在同一条直线上；（4）运动状态。
【解析】（1）通过实验比较，小明发现采用方案乙，实验效果更好，原因是滚动摩擦力小于滑动摩擦力，减小了摩擦力对实验的影响；（2）该实验装置中，木板两端的定滑轮的作用是能改变作用力的方向；（3）保持两盘砝码质量相等（即让两边的拉力相等），把木块扭转一个角度，使拉力F1和F2不再同一条直线上，观察到木块发生转动，当木块重新恢复到原来的静止状态时，拉力F1和F2作用在同一条直线上；这个实验现象说明：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上，这两个力才能彼此平衡。（4）小明在探究完“二力平衡”条件的实验后，又利用该装置进行探究，剪断小车左边的细线后，小车由静止向右运动，小车受力不再平衡，此现象说明力可以改变物体的运动状态。
13．（2019?朝阳）在探究“滑动摩擦力大小与压力的关系”实验中，小明选取了如下实验器材：长木板、木块、砝码、棉布、毛巾、弹簧测力计。
（1）在此实验中，运用的研究方法是________。
（2）开始拉木块时，水平拉力逐渐增大，但木块仍然静止，木块所受的摩擦力________（填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）匀速直线拉动木块，弹簧测力计的示数如图甲所示，为________N。
（4）在木块上放上一个砝码，然后匀速直线拉动木块，弹簧测力计示数如图乙所示。通过甲、乙两次实验得出的初步结论是________。
（5）根据所提供的实验器材还可探究下列哪个实验________
A．探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系
B．探究二力平衡的条件
【答案】（1）控制变量法；（2）变大；（3）2；（4）在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；（5）A。
【解析】（1）滑动摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关，要探究“滑动摩擦力的大小与压力大小是否有关，应控制接触面的粗糙程度和接触面积大小相同，只改变压力大小，要探究“滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关”时，应控制压力大小相同，改变接触面的粗糙程度，这用到了控制变量法；（2）物体处于静止状态受平衡力的作用，即摩擦力等于拉力，当拉力逐渐增大时，摩擦力也增大；（3）图中弹簧测力计的分度值为0.5N，示数为2N；（4）在木块上放上一个砝码，压力增大，弹簧测力计的示数增大，摩擦力也增大，所以可以得出：然后匀速直线拉动木块，弹簧测力计示数如图乙所示。通过甲、乙两次实验得出的初步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；（5）实验中提供的器材有长木板、棉布、毛巾三种不同接触面材料，所以还可以完成“探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系”的探究，故A符合题意。
故选：A。
14．（2019?衡阳）在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，小刚利用了两个相同的木块和一块海绵，进行了如图所示的实验。
（1）实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果，这种物理学研究方法也运用于以下________（选填“A“、“B”或“C”）实验中。
A．用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点
B．当电压一定时，探究电流与电阻的关系
C．用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱
（2）对比甲、乙两图，可以得出：当压力一定时，________越小，压力的作用效果越明显。
（3）对比甲、丁两图，小刚认为压力的作用效果与压力大小无关。你认为他的观点________（选填“正确”或“错误”），并说明理由：________。
【答案】（1）C；（2）受力面积；（3）错误；没有控制受力面积相同。
【解析】（1）实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果，这种物理学研究方法叫转换法：A．用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点，采用了等效替代法；B．当电压一定时，探究电流与电阻的关系，采用了控制变量法；C．用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱，采用了转换法，选C；（2）对比甲、乙两图，可以得出：当压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。（3）研究压力的作用效果与压力大小的关系要控制受力面积相同，因甲、丁两图中受力面积不同，即没有控制受力面积相同，故他的观点错误。
15．（2019?湘潭）如图1所示，用微小压强计探究液体内部压强的特点。（ρ盐水＞ρ水）
（1）实验中，将液体内部的压强大小转换为用U型管两侧液面的________来表示。
（2）为了使实验现象更明显，U形管中的液体最好用________（选填“有色”或“无色”）。
（3）将探头放在图2所示液体内部的A、B位置，观察到U型管两侧液面的高度差hB＞hA，经过多次实验观察到同样的现象，这说明同种液体內部的压强随________的增加而增大。
（4）将探头放在图2中所示液体内部等深的B、C位置，观察到U型管两侧液面的高度差hC________hB（选填“＜”、“＝”或“＞”），这是为了研究液体压强与液体________关系。
（5）由以上实验可知图2所示液体内部A、B、C、D四个位置压强最大的是位置________。
【答案】（1）高度差；（2）有色；（3）深度；（4）＞；密度；（5）D。
【解析】（1）压强计的工作原理是；橡皮膜受到压强时，U形管内两边液面出现高度差，两侧液面高度差反映了探头受到的压强大小，采用的是转换法；液体压强越大，两侧液面高度差也越大；（2）为了使实验现象更明显，U形管中的液体最好用有色液体；（3）将探头放在图2所示液体内部的A、B位置，观察到U型管两侧液面的高度差hB＞hA，探头慢慢下移，深度变大，发现U型管两边液面的高度差逐渐增大，故结论为：深度越深液体压强越大；（4）将探头放在图2中所示液体内部等深的B、C位置，观察到U型管两侧液面的高度差hC＞hB，在相同的深度时，探头在浓盐水时U型管两边液面的高度差增大了，即压强变大了，故结论为：在深度相同中，液体密度越大，压强越大。这是为了研究液体压强与液体密度关系；（5）D点位于密度大，深度大的位置，故该点液体压强最大。
16．（2019?阜新）在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，主要实验步骤如下：
a．将一个金属圆柱体悬挂在弹簧测力计下，按如图甲所示组装器材。
b．向空烧杯中缓慢注入清水，直到没过金属体一段距离（烧杯未加满水），如图乙中①～⑤所示，待示数稳定后分别读取弹簧测力计的示数F1～F5。
c．如图乙中⑥所示，再向烧杯中加入适量盐，并轻轻搅拌，直至弹簧测力计示数稳定后读数为F6。
（1）图乙中________（选填①～⑥序号）可以得出浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。在图⑤中，金属体所受到的浮力F浮＝________（用测量量的字母来表示）。
（2）图乙中________（选填①～⑥序号）可以得出浮力的大小跟物体浸没的深度无关。金属体的体积V＝________（用已知量ρ水、g和测量量的字母来表示）。
（3）因为浮力的大小跟液体的密度有关，可知图⑤、⑥中，F5________F6（选填“＞、＝、＜”），图⑥中盐水密度：ρ盐水＝________（用已知量ρ水和测量量的字母来表示）。
【答案】（1）①②③④；F1﹣F5；（2）①④⑤；；（3）＞；?ρ水。
【解析】（1）根据控制变量法知，要探究浮力的大小跟物体排开液体的体积的关系，需要控制液体的密度不变，改变排开液体的探究，图①②③④符合题意；根据称量法知，在图⑤中，金属体所受到的浮力F浮＝F1﹣F5；（2）要探究浮力的大小跟物体浸没的深度的关系需要控制液体的密度和排开液体的体积相同，改变深度，图①④⑤符合题意；根据阿基米德原理F浮＝F1﹣F5＝ρ水gV排，则金属体的体积V＝V排＝；（3）浮力的大小跟液体的密度有关，液体的密度越大，浮力越大，因为盐水的密度大于水的密度，物体在盐水中的浮力大，根据称量法F浮＝G﹣F知盐水中的弹簧测力计的拉力小，即F5＞F6；图⑥中物体受到的浮力为：F盐水＝F1﹣F6，根据阿基米德原理知F盐水＝ρ盐水V排g＝F1﹣F6，盐水密度：ρ盐水＝＝?ρ水。
17．（2019?天津）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
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所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验
序号
铁块质量
m/g
铁块距桌面高度
H/cm
桌腿进入沙子
的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
（1）实验中通过比较________来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中________（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：________。
【答案】（1）桌腿进入沙子的深度；（2）①④⑤；（3）质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。
【解析】（1）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大；（2）根据控制变量法，要验证物体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验；故①④⑤三组数据符合，所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。（3）比较表中①②③的实验数据，可以发现，高度相同，③中桌腿进入沙子的深度更深，所以，③中的物体具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。
18．（2019?娄底）如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB。
（1）实验中，探究的动能是指________（填序号）
A．小球在斜面上的动能
B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能
D．木块被小球撞击的动能
（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与 速度 的关系。
（3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球________（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
（4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功________（选填“相等”或“不相等”）
【答案】（1）B；（2）速度；（3）静止；（4）相等。
【解析】（1）据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；故选B；（2）实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关；使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系；（3）让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个小球都是静止的，所以若C球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。（5）让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相等。
19．（2019?丹东）小明在做测量滑轮组的机械效率的实验中，用同一滑轮组进行了3次实验，如图所示，实验数据记录如表。
次数
钩码重/N
购码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.8%
2
4
10
1.5
30
？
3
6
10
？
30
90.9%
（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为________（结果保留一位小数）。
（2）如图丙所示，第3次实验中弹簧测力计的示数为________N。
（3）分析表格中的数据得出结论同一滑轮组，________。
（4）在第2次实验时，如果拉力方向与竖直方向有一定夹角，那么所测得的滑轮组的机械效率将会________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）88.9%；（2）2.2；（3）提升物体的重力越大，机械效率越高；（4）变小。
【解析】（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为：η＝＝＝≈88.9%；（2）如图丙所示，第3次实验中弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.2N；（3）纵向分析表格中的数据得出结论：同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高；（4）弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，拉力F变大，拉下的距离s不变，总功变大，有用功不变，则滑轮组效率变小。
20．（2019?大连）某同学在探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中，所用的实验器材有两节干电池串联组成的电池组，电流表（量程分别为0～0.6A、0～3A）和开关各一个，定值电阻三个（阻值分别为5Ω.10Ω.15Ω），导线若干。
（1）该同学选用两个电阻连接并联电路，在连接电流表时需要选择电流表的量程，请简单描述如何进行实验操作，如何选择量程。
（2）某次实验中，所用的两个电阻阻值分别为10Ω和15Ω，未连接完整的电路如图所示，请将电路连接完整（要求：电流表测量10Ω电阻所在支路的电流）。
（3）该同学继续进行实验，记录的实验数据如表。
10Ω电阻所在支路的电流I1/A
15Ω电阻所在支路的电流I2/A
干路电流I/A
0.28
0.18
0.46
分析实验数据得出的探究结论是________。
（4）为了验证该探究结论是否具有普遍性，该同学使用5Ω电阻分别与10Ω，15Ω电阻组成并联电路，重复上述实验，比较________（填“测量的数据”或“得出的结论”）是否一致。
【答案】（1）将电流表的大量程分别与两个定值电阻串联接入各自所在的支路上，观察电流表的示数，若电流表示数小于0.6A，则应选用小量程，若其中有任意一次的电流超过0.6A，则选用大量程；（2）如上所示；（3）并联电路的干路电流等于各支路电流之和；（4）得出的结论。
【解析】（1）将电流表的大量程分别与两个定值电阻串联接入各自所在的支路上，观察电流表的示数，若电流表示数小于0.6A，则应选用小量程，若其中有任意一次的电流超过0.6A，则选用大量程。（2）电流表与10Ω的电阻串联，如下所示：
（3）0.46A＝0.28A+0.18A，故分析实验数据得出的探究结论是：并联电路的干路电流等于各支路电流之和。（4）为了验证该探究结论是否具有普遍性，该同学使用5Ω电阻分别与10Ω，15Ω电阻组成并联电路，重复上述实验，比较得出的结论是否一致。
21．（2019?陕西）物理小组想探究导电液体的导电性与接入电路中液体横截面积大小的关系。他们用长方体水槽、浓度一定的食盐水、电源滑动变阻器、电压表及电流表等器材进行了探究。实验电路连接如图﹣1所示，将电极M、N分别固定在水槽左右两侧底部的中央。
（1）闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片P移到最________（选填“左”或“右”）端。
（2）实验中，通过调节________来保持电极M、N间的电压恒为3V．控制其他条件不变通过向水槽中添加食盐水，从而达到改变食盐水的________的目的，用电流表测出相应的电流值。食盐水导电性的强弱可以由________来判断。实验数据如下表：
实验序号
横截面积S/cm2
电流I/A
1
50
0.02
2
100
0.04
3
150
0.07
4
200
0.08
5
250
0.11
6
300
0.13
7
350
0.14
8
400
0.14
9
450
0.14
（3）依据表格中的数据在图﹣2中描点，做出电流I随横截面积S变化的I﹣S图象。
（4）分析表格中的数据或图象，可得到初步结论：其他条件不变，横截面积增大时，食盐水的导电性________。
（5）为验证实验结论是否具有普遍性，应采取的做法是：________。
【答案】（1）右；（2）滑动变阻器；横截面积；电流表示数；（3）见上图；（4）先增大再不变；（5）换用不同的液体进行多次测量。
【解析】（1）为了保护电路滑动变阻器测滑片放在阻值最大处，即最右端；（2）实验中，通过调节滑动变阻器的滑片来保持电极M、N间的电压恒为3V．要想究导电液体的导电性与接入电路中液体横截面积大小的关系，需要控制长度和材料相同，改变横截面积，实验中控制其他条件不变通过向水槽中添加食盐水，从而达到改变食盐水的横截面积；食盐水导电性的强弱可以由电流表来判断，食盐水导电性弱，电阻大，电流小，这用到了转换法；（3）根据表格数据描点画出图象：
（4）根据表格数据知：其他条件不变，横截面积增大时，电流先增大再不变，食盐水的导电性先增大再不变；（5）为验证实验结论是否具有普遍性，可以改变液体的密度进行多次测量。
22．（2019?邵阳）小芳在“探究串联电路电压特点”的实验中，连接好了的实物电路图如图甲所示，请你协助完成：
（1）在方框内画出与图甲对应的电路图，并在电路图中标上L1、L2。
（2）在某次测量时，电压表的示数如图乙所示，此时灯L1两端的电压为________V。
（3）闭合开关后，小芳发现L1、L2均不发光，电压表有示数且大小接近3V，则电路中出现的故障可能是L1发生了________（选填“短路”或“断路”）。
（4）排除故障后，小芳在测量了灯L1两端的电压后，断开开关，然后将导线AE的A端松开，接到D接线柱上，测量灯L2两端的电压，这一做法会造成________。
【答案】（1）见上图；（2）1.9；（3）断路；（4）电压表的正负接线柱接反。
【解析】（1）由实物图分析可知，两盏灯串联，开关控制整个电路，电压表测量灯泡L1两端电压，画出相应的电路图如下：
（2）由图甲可知，电源由2节干电池串联组成，则电源电压大约3V，因此图乙电压表选用的是小量程，其分度值是0.1V，此时电压表的示数是1.9V。（3）闭合开关S后，灯L1、L2均不发光，说明电路中可能有断路故障，而电压表的示数大小接近电源电压3V，说明此时电压表的正负接线柱与电源两极相连，故灯L1发生断路。（4）如图，如果将AE导线的A端松开，接到D接线柱上来测量灯L2两端的电压，这样电流从电压表的“﹣”接线柱流入，从“+”接线柱流出了，即会造成电压表的正负接线柱接反。
23．（2019?滨州）某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
（1）请将图甲连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于________端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关后，同学们发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是________。
（4）排除故障后，先将5Ω定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值，此时电流表的示数如图乙所示，为________A。
（5）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，换成10Ω的定值电阻，闭合开关，应向________（选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为________V时，读出电流表的示数。再更换20Ω定值电阻继续实验，实验数据记录在表格中。由实验数据可知：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成________。
实验次数
1
2
3
R/Ω
5
10
20
I/A
0.2
0.1
（6）该小组想用一块电流表和一个定值电阻R0，测未知电阻Rx的阻值。于是他们设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：
①闭合S和S1，此时电流表的示数为I1。
②闭合S断开S1，此时电流表的示数为I2。
③请用已知量R0和测出量I1、I2表示出未知电阻Rx的表达式，则Rx＝________。
【答案】（1）如上所示；（2）B；（3）定值电阻断路；（4）0.4；（5）B；2；反比；（6）③。
【解析】（1）滑动变阻器与电阻串联，要求滑片向右移动时，连入电路的电阻变大，所以应将滑动变阻器的A接线柱与开关的右接线柱相连，如下图所示：
（2）为保护电路，变阻器连入电路中电阻最大即B端；（3）闭合开关，移动变阻器滑片P，发现电流表无示数，电路可有断路发生，而电压表有示数，说明电压表到电源两极间是通路，所以故障原因可能是定值电阻断路；（4）同学们首先将5Ω定值电阻接入电路，将滑片P滑到b端，再闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数0.4A；（5）研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，由欧姆定律的变形公式，电压表示数U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数为2V，读出电流表的示数；由表格中数据发现：电阻为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，故在电压一定时，电流与电阻成反比。（6）①闭合S、S1，此时两电阻并联，电流表测量干路电流，示数为I1，②闭合S、断开S1，此时为只有Rx工作的电路，电流表测量Rx的电流，示数为I2，可测出电源电压U＝I2Rx，根据并联电路电流的规律知，R0的电流：I0＝I1﹣I2，则电源电压为U＝（I1﹣I2）R0，根据电源电压相等知：U＝U＝I2Rx＝（I1﹣I2）R0，未知电阻Rx的表达式为：Rx＝。
24．（2019?玉林）如图所示，图甲是“伏安法测电阻”的实验电路图。
（1）请你根据图甲的电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整。（要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大）
（2）在连接电路时，开关必须________。
（3）闭合开关S后，发现电流表无示数，电压表有示数，则出现的故障可能是________。
（4）排除故障后，闭合开关S，当滑片P移动到某一个位置时，电流表的示数为0.2A，电压表的示数如图丙所示，其读数为________V，则待测电阻Rx＝________Ω。
（5）若实验中电流表不慎损坏，现给你一个已知阻值为R0的电阻、一个单刀双掷开关和导线若干，请你用上述器材和原有器材完成图丁的电路图，要求能测量Rx的阻值。
【答案】（1）见上图；（2）断开；（3）Rx断路；（4）2；10；（5）见图。
【解析】（1）滑动变阻器与电阻串联且一上一下的接，滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大，需要接左下接线柱，如图：
（2）为了保护电路，在连接电路时开关必须断开；（3）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻断路了；（4）由图丙可知，电压表量程为0～3V，其分度值为0.1V，示数为2V，则待测电阻：Rx＝＝＝10Ω；（5）只有电压表时，要想测量出电阻，需要用电压表和定值电阻来代替电流表，实验中通过单刀双掷使电压表的测量范围不同，如图：
当闭合开关S，将S1拨到触点2，移动滑片，读出电压表的示数U1，再将开关S1拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U，则定值电阻Rx两端的电压为U﹣U1，根据电路的电流相等列等式，再表示出Rx。
25．（2019?黔南州）小雷想知道小灯泡的亮暗程度与哪些因素有关。于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压为2.5V的灯L1和额定电压为3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图1所示的电路进行探究：
（1）请用笔画线代替导线，根据图1所示电路图，将图2所示实物图连接完整。
（2）若小雷连接电路后闭合开关，灯L1几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的________（选填“AB“或“CD”）接线柱接入了电路。
（3）小雷排除故障后，按图1所示的电路继续进行实验：闭合开关，移动滑片P，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：
次数
电压U/V
电流I/A
实际功率P/W
电阻R/Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.0
0.22
0.44
9.09
3
2.5
0.24
0.60
10.42
小雷注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。
结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越________（选填“大”或“小”）；
（4）用L2替换L1重复上面的实验时，需要改变________表的量程，结果发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似；
（5）有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”，这种说法错误的原因是其忽略了________的影响。
【答案】（1）见上图；（2）AB；（3）大；（4）电压；（5）灯丝的电阻随温度升高而增大。
【解析】（1）电压表的负接线柱与灯泡的左接线柱相连，滑动变阻器的任意上方接线柱与电流表0.6的接线柱相连，如下图所示：
（2）闭合开关，灯L1几乎不发光→电路电流太小→电路电阻太大，并且移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不改变，滑动变阻器都接下面A、B两个接线柱。（3）从实验1→实验2→实验3，灯泡越来越亮，灯泡实际功率越大；（4）用L2替换L1重复上面的实验时，L2的额定电压是3.8V，需要改变电压表的量程；（5）灯丝电阻受温度影响较大，灯泡在不同电压下，温度不同，灯丝中电阻不同，计算平均值代表灯丝电阻无意义，该同学忽略了温度对电阻的影响；
26．（2019?昆明）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中R1＞R2
实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系
（1）请按照图中的电路图将对应实物图连接完整；
（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制________；电阻丝放出热量的多少，通过________来进行判断；
（3）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了△t1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了△t2，那么△t1________△t2（选填“大于”，“等于”或“小于“）。
实验二：探究电流产生的热量与电流的关系
（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1（或R2）加热的煤油，温度升高量△t1’（或△t2’） ________2△t1（或2△t2）（选填“大于”，“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流________正比例关系。
（5）你认为做这个实验产生误差的主要原因是________。
【答案】（1）如上图所示；（2）电流相等；温度计的示数变化；（3）大于；（4）大于；不成；（5）实验过程中电阻丝产生的热量不能被液体全部吸收。
【解析】（1）根据左图，将两电阻丝串联，变阻器左下接线柱连入电路中，如下图所示：
（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制电流相等；根据转换法，电阻丝放出热量的多少，是通过温度计的示数变化来进行判断的；（3）闭合开关，因电流和通电时间相同，R1＞R2，根据Q＝I2Rt可知，经过一定时间，R1产生的热量多，根据△t＝可知△t1大于△t2；
实验二：探究电流产生的热量与电流的关系（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同，根据Q＝I2Rt可知，电阻丝产生的热量是原来的4倍；根据△t＝可知，用电阻丝R1（或R2）加热的煤油，温度升高量△t1’（或△t2’） 大于2△t1（或2△t2），该实验说明电流产生的热量与电流不成正比例关系。（5）这个实验产生误差的主要原因是：实验过程中电阻丝产生的热量不能被液体全部吸收。
27．（2018?昆明）在探究“电动机为什么会转动”的实验中：
（1）我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在________，磁体会对通电导体产生力的作用吗？
（2）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体________，闭合开关后，导体________，说明磁场对________导体有力的作用。
（3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向________，说明通电导体在磁场中的受力方向与________有关。
（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向________，说明通电导体在磁场中的受力方向与________有关。
（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，________确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关（填“能”或“不能”）。
【答案】（1）磁场；（2）静止不动； 运动；通电；（3）相反；磁场方向； （4）相反；电流方向； （5）不能。
【解析】（1）根据课本奥斯特实验知：通电导体周围存在磁场；（2）将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。（3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，电流方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，导体中电流方向改变，磁场方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，通电导体在磁场中受力方向不变，不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
技巧二：拓展法
拓展法就是从给出的实验题干中，找出完成实验所合适的实验器材，使实验探究活动按照设定的要求顺利进行下去。此类考题可以很好的考查学生运用所学知识和实验设计能力，对学生答题提出了更高的要求。答题时，认真审题，剔除不需要的条件，达到实验要求即可。
【例题展示】
例题2（2019?河南）在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω 2A“，小灯泡的额定电压U额＝2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。
（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。
（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为________W。
实验次数
物理量
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.24
0.32
0.38
0.44
电功率/W
（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而________。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0＝________Ω的定值电阻。
（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为________；
滑片不动，再将开关S1，拨至“2”，读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率：P额＝________。（用U额、U0、R0表示）
若步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值________（选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）如上图所示；（2）1.05；（3）增大； 10；（4）①5.5V； ③U额?； 偏小。
【解析】（1）由P＝UI得，小灯泡的额定电流约为：I＝＝＝0.48A＜0.6A，所以，电流表选择0﹣0.6A的量程；灯泡、R0及滑动变阻器串联，故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“+”极连接，小灯泡的左接线柱与R0的左接线柱连接，如图所示：
（2）由（1）可知，电流表选择0﹣0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.42A，则小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝2.5V×0.42A＝1.05W。（3）由表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大，电流也增大，根据P＝UI可知，小灯泡消耗的电功率增大，即小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大。由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时电路总电阻最小，由I＝可得，第5次实验时电路总电阻：R总＝＝≈18.2Ω＜20Ω，因R总＝RL+R0+R滑，已知定值电阻R0的阻值为10Ω或20Ω，故小聪在实验中选用的是R0＝10Ω。（4）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，①闭合开关S，将开关S1拨至“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，灯泡正常发光时，电压表的示数：UV＝U﹣U额＝8V﹣2.5V＝5.5V。②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测R0两端的电压U0，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流：I额＝。③小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝U额?。将开关S1拨至“2”，滑片向右移动稍许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压知识可知，滑动变阻器两端的电压变大，定值电阻R0两端的电压U0变小，根据P额＝U额I额＝U额?可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。
【跟踪训练】
1．（2019?嘉兴）某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。
猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多；
猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。
为验证猜想一，设计以下方案：
①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数I1，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；
②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数I2，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。
请回答下列问题：
（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有________。（写出一条即可）。
（2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是________。
（3）科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例：________。
【答案】（1）利用玻璃管中液柱的高度变化反映电流产生热量的多少；（2）保持电阻一定；（3）电炉丝热得发红，与它串联的导线却不怎么热。
【解析】（1）电流产生的热量不能直接观察，但煤油受热温度升高，同时体积膨胀，所以通过细玻璃管中液柱的高度变化，可以间接判断电流产生热量的多少，运用的是转换法；（2）猜想一是电流产生热量与电流大小有关，要验证这一猜想是否正确，需要保持电阻不变，改变电流大小，所以必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度；（3）猜想二是电流产生热量与电阻有关，并且电阻越大，电流产生热量越多；生活中我们注意到：电炉丝热得发红，与它串联的导线不是特别热；原因是电炉丝的电阻远远大于与它串联的导线的电阻，而通过的电流和通电时间相同，电炉丝热得发红，说明电流通过电炉丝产生的热量非常多；导线却不怎么热，说明电流通过导线产生的热量非常少。
2．（2019?丹东）小明同学利用斜面、小车，刻度尺，停表测量小车沿斜面下滑时的平均速度。
（1）该实验的原理是________。
（2）实验中小车从A位置运动到C位置的路程如图所示，并测得小车在这段路程内运动的时间为2s，则小车在这段时间内的平均速度为________m/s。
（3）实验过程中，由于小车的运动时间较短，不便于计时，可以通过使斜面的倾斜程度变________（填“陡”或“缓”）的方式，改变小车的运动时间，达到便于测量时间的目的。
（4）完成上述实验后，他在斜面底端放置了一个小木块，想继续探究小车的动能与速度的关系，他应将同一小车从斜面________（填“相同”或“不同”）的高度由静止释放，可以通过观察小木块________得到结论；若再探究小车的动能与质量的关系，他应将质量不同的小车从斜面________（填“相同”或“不同”）的高度由静止释放，目的是________。
【答案】（1）v＝；（2）0.4；（3）缓；（4）不同；移动的距离；相同；小车到达水平面的初速度相同。
【解析】（1）平均速度是指某段时间内的路程与这段时间的比值，所以测小车平均速度的实验原理为v＝；（2）由图可知：小车通过的路程：s＝80.0cm﹣0.0cm＝80.0cm＝0.8m；小车的平均速度：v＝＝＝0.4m/s。（3）斜面越陡，小车的重力势能转化的动能越多，小车运动的速度越大，为了方便计时，斜面应该缓一些；（4）探究小车的动能与速度的关系，要改变小车到达水平面的初速度，改变小车下滑的高度，他应将同一小车从斜面不同高度由静止释放，可以通过观察小木块移动的距离得到结论；若再探究小车的动能与质量的关系，改变小车的质量，保持速度不变，应将质量不同的小车从斜面相同的高度由静止释放，目的是小车到达水平面的初速度相同；
3．（2019?黄石）某同学探究影响蒸发散热情况的实验，如图所示，请回答下列问题。
（1）该同学记录了三个示数，其中a温度计示数________℃。
（2）酒精蒸发时会向温度计________（选填“吸收”或“放出”）热量。
（3）比较b和c温度计的示数，可以得出：蒸发快慢与________有关，从分子热运动的角度来看，空气流动促进了酒精分子向空气扩散。
（4）该同学用水代替酒精多次实验，发现在相同温度但天气不同的情况下，三根温度计示数有时差别不大，有时差别却很大。他猜想水的蒸发情况可能与天气有关，若示数差别不大，可能的天气是________。
【答案】（1）25.5；（2）吸收；（3）液体表面的空气流速；（4）雨天（或潮湿天气）。
【解析】（1）由图知，温度计的分度值为0.1℃，则a温度计示数为25.5℃。（2）液体蒸发时需要吸收热量，所以酒精蒸发时会向温度计吸收热量，导致温度计的示数降低。（3）通过b、c温度计的示数可以看出，c的示数低，b、c温度计的主要区别在于液体表面的空气流速不同，因此可得出液体蒸发的快慢与液体表面的空气流速有关；（4）该同学用水代替酒精多次实验，若三根温度计示数差别不大，即水的蒸发快慢差别不大，说明空气湿度较大，此时水不易蒸发，雨天或潮湿天气时空气湿度较大；若温度计的示数差别很大，则说明空气湿度较小，晴天时空气湿度较小，由此可以猜想可能的天气是雨天或潮湿天气；
4．（2019?随州）在探究液体的沸腾实验中，某实验小组用相同的加热器对初温相同的甲（100g水）、乙（200g水）、丙（100g煤油）三杯液体进行加热（三只杯子均相同），直至沸腾。根据实验数据绘制了它们的温度随时间变化图象（如图）：
（1）由图象可知，液体的沸点与质量________（选填“有关”或“无关”）；
（2）加热初期，相同时间内，甲、乙两杯液体温度升高不同是因为它们的________不同，甲、丙两杯液体温度升高不同是因为它们的________不同。
【答案】（1）无关；（2）质量；比热容。
【解析】（1）由图象可知，图象的水平段对应的温度是液体的沸点，同种液体的沸点与质量的大小无关；（2）加热初期，相同时间内，甲、乙两杯液体初温相同，温度升高不同是因为它们的质量不同；甲、丙两杯液体温度升高不同是因为它们的比热容不同。
5．（2019?通辽）某同学为了探究“平面镜成像时，像与物到平面镜的距离的关系”，所用的实验器材有：单面镀膜的玻璃板、支架、两个相同的跳棋、白纸和刻度尺。实验装置如图（甲）所示。
（1）在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，使玻璃板________那一面的下边线与直线重合（选填“有膜”或“无膜”）。
（2）用镀膜玻璃板和跳棋做实验，实验环境有：①几乎无光的实验室，②有阳光的实验窒，在________（选填“①”或“②”）中进行实验效果好。
（3）在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，主要原因是：________。
（4）在白纸上沿跳棋A和B的边缘画圈，测出物距u和像距v的值如下表：
实验次数
1
2
3
物距u/cm
3.39
5.11
6.39
像距v/cm
5.22
6.51
①如图乙所示，第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离，则像距v1＝________cm。
②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些，原因是：________（只有一个正确选项，将正确选项的字母填在横线上）
A．刻度尺测量像距时存在误差 B．玻璃板有一定厚度
C．物和像的标记点不对应 D．玻璃板没有竖直放置
【答案】（1）有膜；（2）②；（3）镀膜增强了对光的反射；（4）①3.50；②B。
【解析】（1）在白纸上画一条直线，将玻璃板竖直立在白纸上，有膜的一面作为反射面，使玻璃板那一面的下边线与有膜直线重合；（2）用镀膜玻璃板和跳棋做实验，实验环境在有阳光的实验进行实验效果好；几乎无光的实验室不能完成实验；（3）在同样的实验环境下，用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚，主要原因是：镀膜增强了对光的反射；（4）①由图知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm，即此刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与0对齐，右侧略偏过3.5cm，估读为0.00cm，所以物体的长度为L＝3.50cm﹣0cm＝3.50cm。②玻璃板有一定厚度，有两个反射面，测量时测量了玻璃板厚度，三次实验的像距都比物距略大一些。
6．（2019?常德）在探究光的反射定律时，小波将一块平面镜放在水平桌面上，再把一块纸板（分E、F两个面）垂直放置在平面镜上，如图甲所示。
（1）图甲中，E、F在同一平面上，让光线沿纸板E上的AO射向镜面，则在纸板F上得到沿OB的反射光线，测得AO、OB与法线的夹角均为40°，于是小波得出结论：反射角等于入射角。你认为小波得出结论的过程________（选填“合理”或“不合理”），原因是________
（2）在实验过程中，若将纸板倾斜（即纸板与平面镜不垂直），如图乙所示，让光线仍贴着纸板沿AO方向射向镜面，此时反射光线与入射光线________（选填“在”或“不在”）同一平面内，纸板上________（选填“能”或“不能”）看到反射光线。
【答案】（1）不合理；凭一次实验数据得出结论有偶然性，应进行多次实验；
（2）在；不能。
【解析】（1）他这样得出结论不合理；不能只由一组数据就得出结论，凭一次实验数据得出结论有偶然性，应进行多次实验；（2）在实验过程中，若将纸板倾斜（即纸板与平面镜不垂直），在纸板F上不能观察到反射光线；只有在E、F板在同一平面上时，才能观察到反射光线。此时反射光线、法线、入射光线仍然在同一平面内。
7．（2019?抚顺）小明用如图所示装置探究“凸透镜成像的规律”，已知凸透镜焦距为10cm。
（1）小明将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在________
（2）蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的位置如图所示，光屏上成清晰的像（像未画出），该像为倒立、________（填“放大”或“缩小”）的实像，生活中的________（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）利用了这个成像原理。
（3）保持蜡烛与光屏在光具座上的位置不动，应将凸透镜移到光具座________cm刻度线处，光屏上会再次出现清晰倒立、________（填“放大”或“缩小”）的实像。
（4）将凸透镜重新移回到如图所示位置，在光具座70cm刻度线处又放置一个相同的凸透镜，取走光屏。在这两个凸透镜右侧通过透镜也可以观察到蜡烛所成的像，生活中的________（填“显微镜”或“望远镜”）利用了这个成像原理。
【答案】（1）同一高度；（2）缩小；照相机；（3）35；放大；（4）望远镜。
【解析】（1）蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央。（2）凸透镜的焦距是10.0cm，由图乙可知，物距u＞2f，成倒立、缩小的实像；照相机就是利用这一成像规律工作的。（3）由图可知，物距u＝50cm﹣20cm＝30cm，像距v＝65cm﹣50cm＝15cm；蜡烛与光屏在光具座上的位置不动，要在光屏上再次得到清晰的像，此时的像距v′＝30cm（即此时的像距与原来的物距相等），根据光路的可逆性，此时的物距u′＝v＝15cm，所以此时蜡烛的位置在50cm﹣15cm＝35cm处，蜡烛位于1倍焦距和2倍焦距之间，所以成倒立、放大的实像；投影仪或幻灯机利用此原理制成的；（4）根据望远镜中物镜的作用是使远处的物体成倒立缩小的实像，这个倒立缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置，目镜的作用相当于一个放大镜，这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像。
8．（2019?抚顺）小娜想要用天平和量筒测量一种玻璃水的密度。
（1）把天平放在水平台上，发现游码未归零时天平已平衡。当游码归零为了使天平再次平衡，小娜应向________（填“左”或“右”）调节平衡，使天平平衡。
（2）小娜使用调好的天平测量烧杯与玻璃水的总质量，砝码克数和游码在标尺上的位置如图甲所示，其质量为________。
（3）将烧杯中玻璃水一部分倒入量筒中，量筒中液面位置如图乙所示，则量筒中玻璃水的体积为________cm3．用天平测量烧杯与剩余玻璃水的总质量为38g，则玻璃水的密度为________kg/m3。
（4）在两次测量质量时，小娜发现都使用了同一个磨损了的砝码，则对测量玻璃水密度的结果________（填“会”或“不会”）产生影响。
（5）小娜想用另一种方法粗测玻璃水密度，于是找来了刻度尺、水、圆柱形杯、平底试管（试管壁、底厚度忽略不计）等器材，进行如下实验：
①向圆柱形杯中加适量水，把试管放入水中竖直漂浮，如图丙所示，用刻度尺测量试管浸人水中的深度h1。
②向试管中缓缓倒入玻璃水，让试管慢慢下沉，当试管底刚刚接触圆柱形杯底时停止向试管倒入玻璃水（试管对圆柱形杯底无压力），如图丁所示，用刻度尺测量圆柱形杯中水的深度h2
③从圆柱形杯中取出试管，用刻度尺测量________（填“试管”或“圆柱形杯”）中液体深度h3。
④玻璃水密度的表达式为ρ玻璃水＝________（已知水的密度为ρ水）。
【答案】（1）右；（2）93g；（3）50；1.1×103；（4）不会；（5）③试管；④。
【解析】（1）把天平放在水平台上，发现游码未归零时天平已平衡。当游码归零，天平右端上翘，为了使天平再次平衡，小娜应向右调节平衡螺母，使天平平衡；（2）小娜使用调好的天平测量烧杯与玻璃水的总质量，砝码克数和游码在标尺上的位置如图甲所示，其质量m＝50g+20g+20g+3g＝93g；（3）量筒中液面位置如图乙所示，则量筒中玻璃水的体积V＝50mL＝50cm3，由已知条件可以得出量筒内液体的质量m1＝93g﹣38g＝55g，则玻璃水的密度ρ＝＝＝1.1g/cm3＝1.1×103kg/m3；（4）使用磨损的砝码会使读出的物质质量偏大，但是在此实验中我们是将两次实验结果相减来计算量筒内的质量，所以对最后的质量不会有影响，所以对求玻璃水的密度液不会有任何影响；（5）若试管的底面积s1，重力G1，向圆柱形杯中加适量水，把试管放入水中竖直漂浮，则可以得到：ρ水gh1s1＝G1①，向试管中缓缓倒入玻璃水，让试管慢慢下沉，当试管底刚刚接触圆柱形杯底时停止向试管倒入玻璃水，则有ρ水gh2s1＝G1+G玻璃水②，从圆柱形杯中取出试管，用刻度尺测量试管中液体深度h3，由①②两式可解得，ρ水g（h2﹣h1）s1＝G玻璃水＝ρ玻璃水s1h3g，解得玻璃水密度的表达式为ρ玻璃水＝；
9．（2019?铁岭）下面是小光测量密度的实验。
（1）测量可乐的密度。请你将实验过程补充完整：
①小光将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端零刻度线处，发现指针指在如图甲所示位置。此时他应将平衡螺母适当向________（“左”或“右”）调节，使天平平衡。
②将装有可乐的烧杯放在天平的左盘中，在右盘中放入50g、20g、10g三个砝码后，天平指针刚好指在分度盘中线位置。
③将杯中的一部分可乐倒入量筒中，量筒内可乐的体积如图乙所示，为________cm3。
④测出剩余可乐和烧杯的总质量如图丙所示，其总质量为________g，则可乐的密度是________g/cm3。
⑤计算出密度后，小光发现量筒内的可乐中有很多气泡，这样会使小光测量的密度值________（填“偏大”或“偏小”）。
（2）小光用刚刚测量过密度的可乐（密度用ρ0表示）又测出了一块木块的密度，请你把他的实验步骤补充完整。
①用天平测出木块的质量m1。
②用一个碗装有足够多的可乐，将木块和一个空瓶叠加在一起漂浮，如图丁所示。
③向瓶中倒水，直到木块________，用天平测出瓶和水的总质量m2。
④木块密度表达式ρ木＝________。
【答案】（1）①左；③40；④38；1.05；⑤偏小；（2）③刚好浸没在可乐中；④。
【解析】（1）①若指针右偏，应该向左调平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处；②可乐设烧杯的总质量为：m总＝50g+20g+10g＝80g；③量筒中可乐的体积：V＝40mL＝40cm3；④剩余可乐与烧杯的质量：m剩＝20g+10g+5g+3g＝38g；量筒中可乐的质量：m＝m总﹣m剩＝80g﹣38g＝42g；可乐的密度：ρ＝＝＝1.05g/cm3；⑤筒内的可乐中有很多气泡，会使体积偏大，根据密度公式可知密度偏小；（2）③向瓶中倒水，直到木块刚好浸没在可乐中，用天平测出瓶和水的总质量m2。木块刚好完全浸没在可乐中时，木块排开液体的体积等于木块的体积，即V排＝V水＝，因为木块和瓶整体漂浮，所以整体受到的浮力等于空瓶、瓶中的水和木块的总重力，即F浮＝ρ0V排＝＝（m1+m2）g，由此可得木块的密度：ρ木＝；
10．（2019?鄂尔多斯）如图甲，浩浩为探究“阻力对物体运动的影响”，每次都让小车从斜面顶端由静止开始下滑，改变水平面的粗糙程度，测量小车在水平面上滑行的距离。
（1）如图乙，小车在木板上滑行的距离为________cm。
（2）实验时，小车每次都滑到水平面上运动，小车在竖直方向上受一对________，其作用效果相互抵消，相当于小车只受阻力（f）的作用。（即合外力F合＝f）
（3）对比甲图可知：小车所受阻力越小，运动的距离就越远，速度减小的就越________，如果阻力为零，小车将________。
（4）浩浩评估实验时发现，本实验还可以探究物体速度变化快慢与阻力（合外力）的定量关系，在老师的指导下，他用类比的方法联想到：物体运动的快慢等于路程与时间之比，用速度v来表示，那么速度变化快慢就等于速度的变化量与时间之比，用加速度a来表示，他重新实验对这个问题进行了研究，得到下表所示数据：
物理量
次数
水平
接触面
小车质量
m/（kg）
初速度
v0（m/s）
末速度
v1（m/s）
减速所用
时间t（s）
速度减小快慢a（m/s2）
阻力
f（N）
1
毛巾
0.04
1
0
0.1
10
0.4
2
棉布
0.04
1
0
0.2
5
0.2
3
木板
0.04
1
0
0.4
2.5
0.1
对数据进行定量研究，分析可知：同一物体速度变化快慢（a）与阻力（f）的关系式为________。
（5）交流讨论时，薇薇说：高速路上，满载的大货车很难停下来，而小轿车却容易得多。试猜想，速度变化的快慢（a）可能还与________有关。
【答案】（1）20.00；（2）平衡力；（3）慢；做匀速直线运动；（4）a＝25m/N?s2×f；（5）质量。
【解析】（1）由图可知，刻度尺的分度值为1mm，小车从0刻度线处开始滑行，小车在木板上滑行的距离为20.00cm；（2）小车沿水平面运动时，小车在竖直方向上受到的重力和支持力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的摩擦力（阻力）；（3）水平面越光滑，小车受到的阻力越小，运动的距离越远，说明小车速度减小的慢；因此我们可以推理得出：如果小车不受阻力，小车将做匀速直线运动; （4）由表格中的数据可知，小车的质量都相同；阻力f越大，则速度变化快慢a就越大，且阻力f变为原来的2倍，速度变化快慢a就变为原来的2倍，即速度变化快慢a与阻力f成正比，所以a＝kf，当阻力为0.4N时，速度变化快慢a为10m/s2，则k＝＝＝25m/N?s2；所以a＝25m/N?s2×f；（5）满载的大货车的质量较大，小轿车的质量较小，若受到的阻力相同，小轿车容易停下来，即小轿车的速度变化量更快，这表明速度变化的快慢（a）可能还与物体的质量有关。
11．（2018?河池）为了探究二力平衡的条件，张三同学设计了如图甲的实验。
（1）实验中发现两边的钩码质量不相等时，木块运动，质量相等时，木块静止，说明二力平衡的一个条件是力的________。
（2）接着张三将木块扭转一个角度，松手后观察到小木块不能平衡，说明二力平衡时，两个力必须作用在________。
（3）在另一小组实验中，李四用小车代替木块，如图乙所示，同学们认为李四的实验装置优于张三的实验装置，其主要原因是________。
【答案】（1）大小相等；（2）同一直线上；（3）滚动摩擦力小于滑动摩擦力。
【解析】（1）当实验中发现两边的钩码质量不相等时，木块运动，质量相等时，木块处于静止状态，说明二力平衡时，两个力的大小必须相等；（2）把木块扭转一个角度，放手后观察，木块将发生转动，说明二力平衡时两个力必须作用在同一直线上；（3）如图甲所示的实验，木块在桌面上受摩擦力作用，摩擦力对实验影响较大，而乙实验小车的滚动摩擦力远远小于滑动摩擦力，因此乙实验优于甲实验。
12．（2019?衡阳）在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，小刚利用了两个相同的木块和一块海绵，进行了如图所示的实验。
（1）实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果，这种物理学研究方法也运用于以下________（选填“A“、“B”或“C”）实验中。
A．用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点
B．当电压一定时，探究电流与电阻的关系
C．用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱
（2）对比甲、乙两图，可以得出：当压力一定时，________越小，压力的作用效果越明显。
（3）对比甲、丁两图，小刚认为压力的作用效果与压力大小无关。你认为他的观点________（选填“正确”或“错误”），并说明理由：________。
【答案】（1）C；（2）受力面积；（3）错误；没有控制受力面积相同。
【解析】（1）实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果，这种物理学研究方法叫转换法：A．用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点，采用了等效替代法；B．当电压一定时，探究电流与电阻的关系，采用了控制变量法；C．用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱，采用了转换法，选C；（2）对比甲、乙两图，可以得出：当压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。（3）研究压力的作用效果与压力大小的关系要控制受力面积相同，因甲、丁两图中受力面积不同，即没有控制受力面积相同，故他的观点错误。
13．（2019?济宁）小明跟着爸爸去游泳，站在齐胸深的水中，感觉呼吸略微有些困难，越往深处感觉越明显，由此激发了他想研究水的压强特点的想法。
（1）图1中是小明利用底部和侧壁套有橡皮膜的玻璃管倒入水后的实验现象，由此可说明：________。
（2）下表是小明利用U形管压强计探究水内部压强时的几组数据。
序号
深度/cm
橡皮膜朝向
压强计左右液面高度差/cm
1
5
朝上
4.9
2
5
朝下
4.9
3
5
朝侧面
4.9
4
10
朝侧面
9.7
5
15
朝侧面
14.6
根据表中的数据，请回答下列问题：
比较前三组数据，可得出的结论：________；
②比较序号________的三组数据，可得出的结论是水的压强随深度的增加而增大。
（3）早在1648年，物理学家帕斯卡曾做过一个著名的实验，如图2所示。结果，他只用了几杯水，就把木桶撑破了。此实验不仅证明了液体的压强与液体的深度有关，还由此说明了液体的压强与________无关。
（4）我国第一艘深海载人潜水器蛟龙号，是目前世界上下潜能力最强的作业型载人潜水器。当蛟龙号潜水器下潜到7000m深度时，所受海水的压强为________Pa（g取10N/kg，ρ海水＝1.03×103kg/m3）。
【答案】（1）液体对容器侧壁和底部都有压强；（2）①同种液体，同一深度，液体向各个方向的压强相等；②3、4、5；（3）液体质量；（4）7.21×107。
【解析】（1）图1中利用底部和侧壁套有橡皮膜的玻璃管倒入水后，我们看到底部和侧壁的橡皮膜都会凸起，由此可说明：液体对容器侧壁和底部都有压强；（2）①比较序号为1、2、3的三组数据，橡皮膜的朝向不同，其它条件相同，可得出的结论是：同种液体，同一深度，液体向各个方向的压强相等；②比较序号3、4、5的三组数据，液体的深度不同，其它条件相同，可得出的结论是：同一液体，液体内部压强随深度的增加而增大；（3）物理学家帕斯卡他只用了几杯水，就把木桶撑破了，此实验不仅证明了液体的压强与液体的深度有关，还由此说明了液体的压强与液体质量无关；（4）计算液体压强可以利用公式p＝ρgh，则p＝ρgh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×7000m＝7.21×107Pa；
14．（2019?常德）在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，小明所在的学习小组用到的实验器材有：烧杯、水、细线、长方体金属块，弹簧测力计。小明将金属块沿最长的边先后两次浸在同一烧杯水中的不同深度处，如图A、B所示，他发现A图中弹簧测力计的示数明显大于B图，但是他再按图C、D所示将此金属块两次浸没于此烧杯水中的不同深度处，发现弹簧测力计的示数相同，于是他得出结论：在物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度有关，越深，浮力越大；但物体浸没在液体中后所受浮力大小则与深度无关。
（1）图E为小明某次将金属块（重5N）浸入到水中静止时的情形，则弹簧测力计的示数为________N，此时金属块受到的浮力为________N
（2）同组的小惠认为小明的结论不正确，她做了如下实验：将金属块沿较短的一边浸入水中，当达到与图A中相同的深度时读取弹簧测力计的示数，发现与A图的示数不同，则表明此时金属块受到的浮力与A图中的也不同，因此她认为“物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关”。你认为她的实验能证明她的结论正确吗？________（选填“能”或“不能”）。
（3）请你用上述器材也设计一个实验证明小惠的结论正确【提示：请仿照（2）中小惠的实验方案的表述方式表述】：________；________；________；________。
【答案】（1）2.4；2.6；（2）不能；（3）小惠将金属块沿较短的一边浸入水中二分之一深度，记下测力计示数F1；将金属块沿较长的一边浸入水中二分之一深度，记下测力计示数F2；第二次实验中物体深度较大，两次实验中，排开流体的体积均为物体体积的二分之一，实验中发现F1＝F2；根据F浮＝G﹣F，故物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关。
【解析】（1）图E为小明某次将金属块（重5N）浸入到水中静止时的情形，则弹簧测力计的分度值是0.2N，示数是2.4N；当金属块浸入水中静止时，金属块所受浮力：
F浮＝G﹣F′＝5N﹣2.4N＝2.6N；（2）浮力的大小与物体排开液体的体积和密度有关，研究与浮力大小与深度关系时，要控制排开液体的密度和体积相同，只改变物体浸入液体中的深度，小惠将金属块沿较短的一边浸入水中，当达到与图A中相同的深度时，根据V＝Sh，排开液体的体积不同，故她的实验不能证明她的结论正确；（3）研究与浮力大小与深度关系时，要控制排开液体的密度和体积相同，只改变物体浸入液体中的深度：小惠将金属块沿较短的一边浸入水中二分之一深度，记下测力计示数F1；将金属块沿较长的一边浸入水中二分之一深度，记下测力计示数F2；第二次实验中物体深度较大，两次实验中，排开流体的体积均为物体体积的二分之一，实验中发现F1＝F2；
根据F浮＝G﹣F，故物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关。
15．（2019?天津）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
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所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验
序号
铁块质量
m/g
铁块距桌面高度
H/cm
桌腿进入沙子
的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
（1）实验中通过比较________来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中________（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：________。
【答案】（1）桌腿进入沙子的深度；（2）①④⑤；（3）质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。
【解析】（1）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大；（2）根据控制变量法，要验证物体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验；故①④⑤三组数据符合，所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。（3）比较表中①②③的实验数据，可以发现，高度相同，③中桌腿进入沙子的深度更深，所以，③中的物体具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。
16．（2019?百色）在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中，采用如图甲所示的实验装置，a、b、c是镍铬合金制成的三根导线，a、b长度相同但粗细（横截面积）不同，a、c粗细相同而长短不同，导线d由锰铜合金制成，长短、粗细与导线b相同。
（1）实验中电流表的示数越大，对应的导线电阻越________；
（2）将导线a接在M、N之间，闭合开关，电流表示数如图乙所示，此时电流为________A；
（3）依次将导线b、c、d替换导线a接入电路，电流表对应的示数如下表所示：
导线代号
a
b
c
d
电流表的示数
﹣
1.3A
2.2A
2.7A
选导线a、b比较是为了探究导线电阻的大小与________的关系；探究导线电阻的大小与材料的关系，应选用的两根导线是________（填写导线代号）；
②由此可知：导线电阻的大小与材料有关，用相同材料制成的导线长度越________，横截面积越________，电阻越大：
（4）若想进一步用“伏安法”测量导线a的电阻，除了如图甲所示的器材外，至少还需要在此电路接入一个________表和一个变阻器，连好电路后，经多次测量，绘得导线a的U﹣I图象如图丙所示，则其电阻为________Ω。
【答案】（1）小；（2）0.22；（3）①粗细（或横截面积）； b、d；②长；小；（4）电压；1.25。
【
