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2021年中考物理三轮冲刺过关 专题21 考查科学探究七要素问题解题要领（教师版含解析）
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这是一份2021年中考物理三轮冲刺过关 专题21 考查科学探究七要素问题解题要领（教师版含解析），共20页。教案主要包含了考查方式，技法点拨，答题规则，技巧点拨，识记知识等内容，欢迎下载使用。
解决专题问题策略
要素一：提出问题
【考查方式】
1.根据问题情景提出问题。
2.通过对比各种现象之间的异同、关系及规律提出问题。
3.针对具体的物理现象、物理概念、物理规律等提出问题。
【技法点拨】
仔细审题,弄清研究的物理对象,分析实验过程中变化的因素,经过思维加工,进而形成一个与物理学有关的科学问题,最后用简洁的、科学的书面语言表达出来。
【答题规则】
1.提出问题要切中题意,问题的表述要准确,一般表述为“×××与×××具有怎样的关系?”
2.提出问题质量要高一些,不能太浅。
3.所提问题要有一定的科学依据,不能无凭据。
要素二：猜想与假设
【考查方式】
1.针对问题按日常经验或事实提出猜想与假设。
2.针对问题运用经验与直觉提出猜想。
3.针对问题根据物理科学本身的思维过程建立猜想与假设:搜寻事实——归纳分析——形成猜想。
4.运用“类比法”或“逆反原理”等方法进行猜想。
【技巧点拨】
猜想与假设是根据生活经验或在观察与实验的基础上,应用科学原理,围绕探究的问题设想出的可能出现的结果。猜想既有科学性又有推测性,是可以检测的,不是盲目猜测。
【答题规则】
1.猜想不是毫无根据的胡思乱想,猜想是应用现有的经验和知识对问题中的事实寻求可能解释的过程。
2.猜想的结果是后面制定计划的前提,不要将猜想与假设同制定计划割裂开来。
3.猜想和假设只要合乎情理即可,它可能是正确的,也可能是不正确的,有待用实验来检验。
要素三：设计实验与制订计划
【考查方式】
1.给定一组器材,要求设计完成实验步骤。
2.给定一个实验命题,要求设计一个或几个实验方案。
【技法点拨】
1.首先要弄清探究目的(即探究要解决的问题)。
2.由探究目的确定探究的基本原理及在探究过程中应采用的方法(如控制变量法、转换法、类比法、等效替代法等)。
3.由基本原理和方法确定实验器材、设计实验步骤。
4.设计记录实验数据及现象的表格。
【答题规则】
1.要沿着猜想(假设)的方向来设计探究计划。
2.设计的步骤要具有可操作性。
3.要选取最佳方案,使实验误差最小。
4.设计表格时要注意:先明确直接测量的量和需要计算的量,确定有几列,再根据要测量几组数据确定有几行,物理量要有单位。
要素四：进行实验与收集证据
【考查方式】
1.按照制定的计划连接实验仪器。2.读取实验数据的示数。3.把测量的实验数据填入表格。
【识记知识】
1.进行实验就是具体去实施所制订的实验计划和实验方案,是收集证据的必要过程。
2.进行实验时要按照实验的方法与步骤、实验仪器的使用方法进行规范操作。
3.实验仪器的使用要做到会连接、会读数。
4.实验数据的记录要根据实验步骤中所要测的物理量去记。
要素五：分析与论证
【考查方式】
1.已知实验现象,寻找实验原因。
2.已知实验表格或图象,寻找物理规律。
3.已知实验数据,算出需要的物理量。
【识记知识】
1.认真分析实验现象或实验数据,找出原因和结果两个因素。
2.判断原因和结果是相同还是不同,如果不同,其不同点是什么。
3.关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系,寻求数据之间的相互关系的特征。
4.用自己的语言力求客观、准确和简洁地对探究结果进行表述。
【答题规则】
1.如果实验过程中用到了控制变量法,要写明这个探究结论的前提条件。
2.若是归纳定性结论,应“由表及里,由具体到抽象,由特殊到一般,由个性到共性”进行抽象概括得出结论。
3.若是归纳定量结论,应注意从“和、差、积(反比)、商(正比)、平方”等方向寻找规律。
要素六：评估
【考查方式】
1.对实验方案的评估。
2.对进行实验、收集数据的评估。
3.对分析论证、得出结论的评估。
【识记知识】
对探究活动中的行为和收集信息的科学性、可靠性进行评价,注意假设与探究结果之间的差异,能对这种差异及引起这种差异的规律进行分析,发现和提出新的问题,能对探究过程和结果进行评估,提出改进方案的具体方法。
【答题规则】
1.根据对结论可信度的分析,改进实验方案,使操作过程更科学合理。
2.分析误差产生的原因,并找到减小误差的办法,改进探究方案以进一步减小误差。
要素七：合作交流
【考查方式】
1.对实验方案设计合理性进行交流。
2.进行实验、收集数据是合作融洽程度的交流。
3.对分析论证、得出结论的科学性的交流。
【识记知识】
对探究活动中的合作分工行为和收集信息,以及分析论证得出结论要积极表达交流。对结果进行评估,提出改进方案的具体方法要交流。
【答题规则】
1.对结论是否具有普遍意义提出自己的观点；
2.分析误差产生的原因,并找到减小误差的办法,改进探究方案以进一步减小误差要提出小组或者个人的建议。
中考典型例题解析
【例题1】如图,把装有水的酒杯放在桌上,用湿润的手指摩擦杯口边缘使其发声,改变水量发现发出的声音不同。对此同学们提出四个问题,其中较有价值且可探究的问题是 ( )
A.手指摩擦为什么能使杯发出不同声音
B.声音是由水振动产生的吗
C.音调为什么会随水量变化而变化
D.音调和水量多少有什么关系
【答案】D
【解析】此题考查声学知识。此题改变水量,然后发现发出的声音不同,因此较有价值的问题是探究音调与水量多少有什么关系,故D正确。
【例题2】科学探究活动通常包括以下要素：提出问题，猜想与假设，设计实验与制订计划，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作．某班物理课外学习小组在进行《探究--摩擦力的大小与什么有关》的课题研究时，同学们提出“滑动摩擦力大小可能与接触面间的压力有关”
(1)这属于科学探究活动的______要素．
(2)他们用如图1所示的实验装置来探究木块A受到的滑动摩擦力与压力的关系，已测得木块A的质量为100g，测定木板B在拉力作用下发生相对于木块A运动时弹簧测力计的示数F，得到一组F与相应的放在木块A上的砝码重力G的数据(如表)．请在表格中的空格内填上合理的数据，并根据表中的数据在如图2所示的方格坐标纸中作出滑动摩擦力Ff与压力FN的关系图象． ( g取10N/Kg)
(3)根据你作出的图象所得出的结论判断：当放在木块A上的砝码重力G为3.00N，木板B在拉力作用下发生相对于木块A运动时，木块A所受滑动摩擦力应为______N．
【答案】(1)猜想与假设．
(1)如下表：
(2)图象如图：
(3)1.2．
【解析】(1)科学探究的七个环节依次是：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与搜集数据、分析与论证、评估、交流与合作．同学们提出“滑动摩擦力大小可能与接触面间的压力有关”属于七个环节中的猜想与假设环节．
(2)木块A的质量为100g，则木块A的重力GA=mg=0.1kg×10N/kg=1N．木块A对木块B的压力等于钩码重力和物体A的重力之和，即FN=GA+G，就可以分别计算出表中压力的大小．本题中摩擦力的大小是通过弹簧测力计拉力的大小体现的，无论木块B是否做匀速直线运动，弹簧测力计的示数都等于摩擦力的大小．
(3)由记录的数据和图象可以看出，摩擦力与压力大小成正比，并且满足Ff=0.3FN；当放在木块A上的砝码重力G为3.00N，木块A对B的压力为FN=1N+3.00N=4N，因此木块A所受滑动摩擦力Ff=0.3FN=0.3×4N=1.2N．
【例题3】小林做“碘的升华”实验时,用酒精灯直接对放有少量固态碘的碘升华管加热,如图所示。发现碘升华管内出现紫色的碘蒸气,小林认为碘从固态变成了气态,是升华现象。小红查阅资料发现:常压下,碘的熔点为113.60℃,碘的沸点为184.25℃,酒精灯火焰的温度约400℃。根据这些资料,小红认为小林所做的实验中,碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程,小林的实验并不能得出碘升华的结论。请针对小红的质疑,设计一个实验,证明碘能从固态直接变为气态。可以选用上述器材或补充必要的辅助器材。写出实验方案并简要说明。
【答案】补充器材:大烧杯、水、石棉网、铁架台。向大烧杯中注入适量的水并固定在铁架台上,利用酒精灯隔石棉网加热至烧杯中的水沸腾,对固态碘进行水浴加热,发现碘升华管内出现紫色碘蒸气,而并未出现液态碘。
常温常压下,水沸腾时温度为100摄氏度,低于固态碘熔点,证明紫色碘蒸气是从固态直接变化而来。说明小红观点错误。
【解析】为了避免固态碘发生熔化现象,必须控制碘在升华时的温度低于熔点。由于水沸腾时持续吸热但温度保持100摄氏度不变,故水浴加热法是非常理想的一种控制温度的方法。
【例题4】探究“影响浮力大小的因素”时,小红做了如图所示的实验。请你根据她的实验探究,回答下列问题:
(1)比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的________有关。
(2)比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的________有关。
(3)比较图C和________可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)图E中物体受到浮力大小为________N。
(5)比较图C和E可知,水对杯底部的压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)酒精对杯底部的压强。
【答案】(1)体积 (2)密度 (3)图D (4)0.8 (5)大于
【解析】(1)图B中物体排开液体的体积较小,浮力为4.0N-3.5N=0.5N;
图C排开液体的体积较大,受到的浮力为4.0N-3.0N=1.0N;
可知物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
(2)图C中物体完全浸没在水中,受到浮力为4.0N-3.0N=1.0N;
图E完全浸没在酒精中,受到的浮力为4.0N-3.2N=0.8N,可知物体受到的浮力大小与液体
的密度有关。
(3)利用控制变量的方法分析,图C和图D中,物体都是完全浸没在水中,液体的密度相同,深度不同,但受到的浮力不变,可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)利用称重法求出图E中物体受到浮力大小为4.0N-3.2N=0.8N。
(5)比较图C和图E可知,液体到容器底部的高度相同,水的密度大于酒精的密度,根据
p=ρgh,可知水对杯底部的压强大于酒精对杯底部的压强。
【例题5】一天，小熊在实验室里进行了探究“影响蒸发快慢的因素”的活动。
(1)如下是部分操作过程，
①在两块相同的玻璃板A、B上，同时滴上 (选填“等量”或“不等量”)的酒精；
②使玻璃板A上的酒精表面积变大，玻璃板B不作处理，并保持其它条件不变：
③观察两块玻璃板上酒精蒸发的快慢。
(2)上述活动是为了探究蒸发快慢与 (选填“液体温度”或“液体表面积”)的关系。会观察到玻璃板 (选填“A”或“B“)上的酒精蒸发得快些。
(3)小熊在进行实验时不小心将温度计的玻璃泡浸入了酒精中，将其拿出后，温度计的示数会暂时 (选填“变大”成“变小“)，这是因为酒精蒸发 (选填“吸热”成“放热”)造成的。
【答案】(1)等量；(2)液体表面积；A；(3)变小；吸热。
【解析】本题考查了探究“影响蒸发快慢的因素”的实验中控制变量法的运用，以及对蒸发吸热现象的了解，难度不大。(1)根据控制变量法的要求，应在两块相同的玻璃板A、B上，同时滴上等量的酒精；
(2)由实验操作可知，这是为了探究蒸发快慢与液体表面积的关系。由于其它条件相同，A的表面积大，所以会观察到玻璃板A上的酒精蒸发得快些。
(3)实验时不小心将温度计的玻璃泡浸入了酒精中，将其拿出后，温度计的示数会暂时变小，这是因为酒精蒸发吸热造成的。
【例题6】在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示，连接电路时，至少需要 根导线；实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(2)在测L1两端电压时，闭合开关，发现电压表示数为零，原因可能是 (填一种即可)。
(3)小芳保持电压表的B连接点不动，只断开A连接点，并改接到C连接点上，测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压？ ，理由是： 。
(4)小明分别出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中，分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价： ，改进方法是 。
【答案】(1)6；不同；(2)电压表断路或短路；(3)电压表的正负接线柱接反了；(4)根据一次实验得出的结论具有偶然性；应更换规格不同的灯泡进行多次实验。
【解析】本题探究串联电路电压的特点，考查归纳法运用，电压表的作用及注意事项等知识。
根据电路图判定导线的条数；为使探究得出的结论具有普遍意义，应选取不同的小灯泡进行实验；电压表断路或电压表短路电压表都没有示数；电压表连接时电流从正接线柱流入；只进行了一次实验就得出结论，不具有普遍性；为了使实验结论具有普遍性，应进行多次测量。
(1)由电路图可知，至少需要6根导线；为了避免实验的偶然性，使探究得出的结论具有普遍意义，实验中应选择规格不同的小灯泡；
(2)测L1两端电压时，闭合开关，发现电压表示数为零，原因可能是：电压表断路或短路；
(3)测L1两端的电压时，A与电压表的正接线柱相连。小芳将与A点相连的导线改接到C点，则会造成电流从电压表的负接线柱流入了，即电压表的正负接线柱接反了，故她不能测出L2两端电压；
(4)本实验只做了一次实验，而没有进行多次测量，只凭一组实验数据得出结论带有偶然性，不能得出普遍规律，故应更换规格不同的灯泡进行多次实验。
【例题7】小华同学在学习阿基米德原理后，发现用弹簧测力计也能测量金属块的密度。于是和同学一起按以下操作进行实验：
甲 乙
先用弹簧测力计挂着金属块静止在空中如图甲所示，弹簧测力计的示数为 N。
然后将金属块缓慢地完全浸没在水中，示数如图乙所示，则金属块所受的浮力为 N，可求出金属块的体积为 m3。
通过计算，金属块的密度为 kg/m3。
实验中让金属块在水中的深度继续下降，不接触杯底，金属块受到的浮力将如何变化？ 。
在交流讨论中，小李同学认为一次测量就得出实验结论不科学，你认同他的观点吗？ 。你认为怎样才能减小实验误差？ 。
【答案】(1)3.6 (2)0.8 8×10-5 (3)4.5×103 (4)不变 (5)认同 多次测量取平均值
【解析】本题考查阿基米德原理的应用。(1)图甲弹簧测力计的示数为即为金属的重力，为3.6N；
(2)图乙弹簧测力计的示数为2.8N，所以物体所受浮力为F=3.6N－2.8N＝0.8N，
V＝F/ρg＝0.8N/1.0×103kg/m3×10N·kg－1＝8×10－5m3；
(3)金属的质量m=G/g=3.6N/10N·kg－1=0.36kg，密度ρ=m/V＝0.36kg/8×10-5m3＝4.5×103kg/m3
(4)金属浸入水中后，排开水的体积不变，所受浮力也不变；
(5)小李的观点正确，实验只进行了一次，需要多测量几次取平均值，才能减小实验误差。
临门一脚预测练
1.人的指甲是不断长长的，但到底是由指甲的哪一部位长长的呢？某同学对此提出假设：“指甲长长可能是由指甲的根部不断长长而形成的”。由此他设计了如下实验方案：①在指甲的中轴线上，按图1所示涂上指甲油(指甲油比较难以擦去，可以在指甲上保持较长时间)。②半个月后，观察、测量并分析。
请回答相关问题：
如果该学生的假设是正确的，则应观察到AB间的距离______(选填“增大”、“不变”或“缩短”)。
对于指甲的生长，你还想研究的问题是_____________。
【答案】增大。指甲的生长状况与身体健康有关吗？
【解析】(1)若“指甲长长可能是由指甲的根部不断长长而形成的”假设正确，那么一段时间后，由于指甲根部不断长长，AB间的距离增大。(2)有关指甲生长的问题有许多，只要有探究意义均可以。如指甲为什么有时很软？灰指甲产生的原因是什么？指甲会不会横向生长？指甲的生长状况与身体健康有关吗？指甲前部为什么会分层？等等。
2.小兰在做早餐时发现，同样情况下，煮沸一锅牛奶比煮沸同样多的水快。这是为什么呢？请你运用所学的物理知识，针对其中的原因，提出一个猜想，并简述验证这个猜想的办法。
(1)你的猜想是____________________。(2)验证猜想的办法是________________。
【答案】猜想1：牛奶的比热容比水小。
验证方法：用同一个锅，分别装质量和初温都相同的水和牛奶，放到同样的火上加热相同时间，测出各自的温度并进行比较，温度较高者，比热容小。
猜想2：牛奶的沸点比水低。
验证方法：将牛奶和都加热到沸腾，用温度计测出牛奶和水沸腾时的温度，并进行比较【解析】本题以学生熟悉的生活情景为背景，要求运用所学的相关物理知识，结合已有的生活经验，分析、比较水和牛奶之间的不同特性。在同样的条件下，煮沸一锅牛奶比煮沸同样多的水快得多。这应该是水和牛奶的某种特性(如比热容、沸点等)不同引起的。根据所学的相关物理知识，结合已有的生活经验，可以提出以下猜想及其验证思路。
3.小敏、小颖和小青在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动时间有规律。于是对“哪些因素决定秋千往返摆动的时间”提出下列猜想，小敏猜想：可能由秋千的绳长决定；小颖猜想：可能由人与秋千坐垫的总质量决定；小青猜想：可能由秋千摆动幅度(摆动中人离开中心的最大距离)决定。于是进行了如图实验，一细绳一端拴一小球，一端固定，让小球自由往返摆动，并记录数据如表。
请回答下列问题：
(1)要完成上述实验，除如图器材外，还必需的实验器材是：天平、 ；
(2)从本次实验可以得到的结论是：小球往返摆动一次的时间由 决定；
(3)实验发现，小球只能摆动一段时间。你认为造成小球停下来的原因可能是 ；
(4)摆钟是利用本实验的原理制成的。某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长
调 (选填“长”或“短”)。
【答案】(1)秒表、刻度尺；(2)摆长；(3)受空气的阻力；(4)短。
【解析】由表中数据知，要测量时间和长度，据此分析；由表中数据分析；小球在摆动过程中，受空气阻力，结合能量守恒定律进行分析解答。由表中数据，摆长越长(短)，小球往返摆动1次的时间越长(短)。
(1)由表中数据知，要测量时间和长度，故用到秒表和刻度尺；
(2)由表格数据可知，只要摆长不变，无认摆长和摆动幅度如何变化，小球往返摆动1次的时间都不变；
只有摆长变化时，小球往返摆动一次的时间才会变化，因此小球往返摆动一次的时间由摆长决定；
(3)小球在摆动过程中，受空气阻力，小球克服摩擦做功，将它的机械能转化为内能散失，造成小球停下来；
(4)由表中数据，摆长越短，小球往返摆动1次的时间越短，故一摆钟变慢了，如果要变快，那么就得让摆动时间变短，由实验可知，需要把摆长调短。
4.为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω，电源电压6V，可供选用的滑动变阻器有“10Ω 1A”的R1和“20Ω 1A”的R2。
(1)为了完成实验，你认为应该选用的滑动变阻器是 。(选填“R1”或“R2”)
(2)请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求：滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮)
(3)电路正确连按后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针明显偏转，你认为造成这一﹣现象的原因可能是 。(选填字母)
A．电流表断路 B．小灯泡短路 C．小灯泡灯丝断了 D．滑动变阻器短路
(4)排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学从“0﹣15V”量程的刻度线看出指针停在10V处，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 移(选填“左”或“右”)直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
(5)根据收集到的实验数据，同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中，勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，你认为其主要原因是 。
【答案】(1)R2；(2)图在解析上；(3)C；(4)右；0.65；(5)灯的电阻随温度的升高而变大。
【解析】(1)灯的额定电压为2.5V，小灯泡电阻约为10Ω，由欧姆定律求灯的额定电流，当灯正常发光时，由串联电路的规律和欧姆定律求变阻器连入电路中的电阻确定选用的滑动变阻器；
(2)根据滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮，确定变阻器的连接与灯串联；
(3)逐一分析每个选项，找出符合题意的答案；
(4)根据电压表大小量程之比为5：1读数，灯在额定电压下正常发光，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P=UI求灯的功率；
(5)灯的电阻随温度的升高而变大，由欧姆定律分析。
灯的额定电压为2.5V，小灯泡电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I===0.25A，电源电压6V，当灯正常发光时，由串联电路的规律和欧姆定律，变阻器连入电路中的电阻：
R滑===14Ω，选用的滑动变阻器“20Ω 1A”的R2。
(2)滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，故滑片以右电阻丝连入电路中与灯串联，如下所示：
(3)A．若电流表断路，整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；
B．若小灯泡短路，则电压表示数为0，电流表有示数，不符合题意；
C．若小灯泡灯丝断了，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表与电源连通测电源电压，电压表指针明显偏转，符合题意；
D．若滑动变阻器短路，电流表有示数，电压表有示数，不符合题意，故选C；
(4)灯在额定电压下正常发光，排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学从“0﹣15V”量程的刻度线看出指针停在10V处，则对应小量程的2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压；此时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，电流大小为0.26A，则小灯泡的额定功率是：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
(5)灯的实际功率越大，灯越亮，灯的温度越高，因灯的电阻随温度的升高而变大，故灯丝的电阻越大，由欧姆定律，灯两端的电压与电流的比值即为灯的电阻，故不一样。
5.在串联电路中,流入第一个灯泡的电流用IA表示,流出第二个灯泡的电流用IB表示。请自选实验器材证明:在串联电路中,IB等于IA。
(1)画出实验电路图。(2)写出实验步骤。(3)画出实验数据记录表格。
【答案】(1)电路图如图所示
【解析】本题考查了电路、实验步骤、数据表格的设计,电流表和滑动变阻器的使用。
本题要求分别测两个灯泡的电流,可选用两只电流表同时分别测量。又因为要多次测量寻找普遍规律,可在电路中串联一个滑动变阻器来改变电路中的电流,每移动一次滑片,则得出一组电流值。
(2)实验步骤:
①按照电路图连接电路。
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片P到适当位置,观察电流表A1、A2的示数,分别用IA和IB表示,并将IA和IB的数据记录在表格中。
③改变滑动变阻器滑片P的位置,读出电流表A1、A2的示数IA和IB,并记录在表格中。
④仿照步骤③,再改变四次滑动变阻器滑片P的位置,并将对应的电流表A1、A2的示数IA和IB记在表格中。
实验数据记录表:
6.在探究“产生感应电流的条件”实验中。
(1)实验中，观察 判断电路中是否有感应电流。
(2)闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，电路中 (选填“有”或“无”)感应电流。
(3)该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做 运动时，导体中就会产生感应电流。
(4)如果将小量程电流表换成 ，可以探究磁场对通电导体的作用。
【答案】(1)电流表的指针是否偏转；(2)有；(3)切割磁感线；(4)电源。
【解析】此题是探究电磁感应现象的实验，考查了学生对产生感应电流条件的掌握及影响感应电流大小和电流方向的因素。
(1)实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流；
(2)闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，导体做切割磁感线运动，电路中有感应电流；
(3)该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流；
(4)如果将小量程电流表换成电源，闭合开关后电流流过导体棒，导体棒受安培力作用，可以观察磁场对通电导体的作用。
7.小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有，刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个。
(1)如图A所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向 (选填“左”或”右”)调节，直到杠杆在 位置平衡，目的是便于测量 ，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆 对平衡的影响。
(2)小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验象如图B所示，他们记录的数据为动力F1=1.5N，动力臂L1=0.1m，阻力F2=1N，则阻力臂L2= m。
(3)甲同学测出了一组数据后就得出了”动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是 。
(4)丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，此实验 (选填“能”或”不能”)说明该结论是错误的，图C实验中，已知杠杆上每个小格长度为5cm，每个钩码重0.5N，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂 (选填“等于”或“不等于”)阻力×阻力臂”。
【答案】(1)右；水平；力臂；自重；(2)0.15；(3)一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律；(4)能；等于。
【解析】(1)调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
(2)杠杆平衡条件为：F1L1=F2L2。由杠杆平衡条件得：1.5N×0.1m=1N×L2，得：L2=0.15m；
(3)只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂。这种结论很具有偶然性，不合理。要进行多次实验，总结杠杆平衡条件。
(4)丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，此实验能得到“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，这个结论是不正确的；当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立，所以利用图C进行验证；杠杆平衡条件为：F1L1=F2L2。由杠杆平衡条件得：4×0.5N×3×5cm=3N××4×5cm，左右相等，杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂 等于阻力×阻力臂”。
8.在做测量盐水密度的实验中,小芳第一个完成了实验。请完成下列问题:
(1)她的主要实验步骤如下:
A.用调好的天平称量出空烧杯的质量为10g;
B.将烧杯中倒入适量的盐水,用天平称出盐水和烧杯的总质量,天平平衡时,右盘中砝码的质量及游码的位置如图甲所示,则盐水和烧杯的总质量为________g;
C.将烧杯中的盐水倒入量筒中,当量筒内液面静止时,液面位置如图乙所示,则盐水的体积为________cm3。
(2)小芳根据实验中的测量数据得出盐水的密度ρ=______g/cm3。
(3)小芳同学的实验会带来很大误差,你认为测量结果______(选填“偏大”或“偏小”)。另一个同学很快想到:不需要增加器材,也不需要增加额外的步骤,只要将小芳同学主要实验步骤的顺序稍加调整,就会大大减小上述误差。这位同学调整后的主要实验步骤是______(只填写实验步骤前的代号即可)。
【答案】(1)26.4 15 (2)1.1 (3)偏大 BCA
【解析】本题考查液体密度的测量。
(1)图甲中天平的分度值为0.2g,则盐水和烧杯的质量为20g+5g+1.4g=26.4g;图乙中量筒的分度值为1cm3,量筒中液体的体积为V=15cm3 。
(2)量筒中盐水的质量m=26.4g-10g=16.4g,盐水的密度ρ=m/v=16.4g/15cm3 =1.1g/cm3。
(3)在步骤C中,由于有盐水附着在烧杯上,使盐水减少,从而使盐水体积偏小,而盐水的质量m不变,由ρ=m/v知,测得的盐水密度偏大。适当调整实验步骤,使量筒所测盐水的体积V1就是天平所测质量为m1的盐水的体积,由题意知正确步骤为BCA。
9.在测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率(正常发光时电阻约为8Ω)的实验中,电源为两节新干电池。
(1)连接电路时,开关应________。请用笔画线将图乙电路连接完整,要求滑片P向左滑动时,接入电阻变小。
(2)电路连接后,闭合开关,移动滑片(未达到最小阻值),发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是____________。
(3)排除故障后,为了测量小灯泡的额定功率,调节滑片使电压表的示数为________V,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡额定功率是________W。
(4)若实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小明选用一个R0=5Ω的电阻,设计了如图丁的电路及实验方案:
①调节滑片使电压表的示数为额定电压;
②保持滑片位置不变,只将电压表的a点接线改接到c点,测出R0两端的电压U0,通过计算得到小灯泡的额定功率。
指出他的设计方案中存在的两个问题:
问题一:________________________________;
问题二:________________________________。
【答案】(1)断开。如图所示。
(2)小灯泡短路 (3)2.5 0.75 (4)电压表的正负接线柱接反了R0阻值偏大,电压表示数无法调到2.5V
【解析】本题考查测量小灯泡的电功率。
(1)为保护电路,连接电路时,开关应断开;将变阻器串联在电路中,滑片P向左滑动时,接入电阻变小,则应选用变阻器的左下接线柱。
(2)灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,故障原因可能是与电压表并联的灯泡短路,造成无电流通过灯泡和电压表。
(3)要测量灯泡的额定功率,应使灯泡两端的电压等于其额定电压,则应调节滑片使电压表的示数为2.5V;由图丙知,电流表选择0～0.6A的量程,示数为0.3A;灯泡的额定电功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
(4)由题意知,电源电压为3V,灯泡正常发光时电阻约为8Ω,灯泡正常发光时的电流约为0.31 A;电路中串联接入R0,当变阻器电阻为零时,电路中电流此时无论怎样调节滑动变阻器,通过灯泡的电流都不能达到其正常工作电流(灯泡两端的电压达不到其额定电压),无法测量灯泡的额定功率;并且只将电压表的a点接线改接到c点,电压表的正负接线柱接反,无法测出R0两端的电压。
10.在探究热电偶电路中电流的大小与哪些因素有关的实验中，老师先给出阅读信息学习材料，再按照要求完成探究任务。
把两种不同材料的导线(如铁丝和铜丝)组成图所示的闭合电路，当AB两端存在温度差时(B端加热、A端放在冰水混合物中)，电路中就会有电流通过，这就是塞贝克效应，这种电路叫热电偶。实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点A和B间的温度差的大小有关，温度差越大，电路中的电流越大。
(1)请您猜想：若其他条件不变，将图中的铁丝换成铜丝，则电路中电流将_________；猜想的依据是_________。
(2)请您继续猜想：若其他条件不变，将图杯中的冰水混合物换为沸水，则电路中电流将_________；猜想的依据是_________。
(3)推理：图中的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由_________转化而来的。推理的依据是_________。
(4)实际应用：热电偶信号可以把温度信号转换成电信号，利用这种性质可以把热电偶做成___________。(写出它的一种应用)
【答案】(1)变为零；热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关。
(2)变小；跟接点A和B间的温度差的大小有关，温度差越大，电路中的电流越大。
(3)内能；(4)温度计。
【解析】(1)热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关，材料不相同，闭合电路有电流。材料相同，闭合电路没有电流。
(2)跟接点A和B间的温度差的大小有关，温度差越大，电路中的电流越大。当温度差减小时，电路中的电流减小。
(3)电源是提供电能的装置，这个电能是由于接点A和B间的温度差不同而得到的，温度变化内能改变，所以电能是由内能转化的。
(4)接点A和B间的温度差不同，电流表读数不同，通过观察电流表读数就可以知道接点A和B间的温度差变化情况，所以利用这个装置原理可以制作温度计。UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.6
1.8
4.4
实验
序号
小球到固定点
距离l(摆长)/米
小球质
量/克
摆动幅
度/米
小球往返摆
动20次的时间/秒
小球往返摆动
一次的时间/秒
1
0.7
20
0.05
33.2
1.7
2
1.0
20
0.08
39.7
2.0
3
1.0
30
0.05
39.8
2.0
4
1.0
30
0.08
39.7
2.0
5
1.3
20
0.05
45，3
2.3
IA/A
IB/B
解决专题问题策略
要素一：提出问题
【考查方式】
1.根据问题情景提出问题。
2.通过对比各种现象之间的异同、关系及规律提出问题。
3.针对具体的物理现象、物理概念、物理规律等提出问题。
【技法点拨】
仔细审题,弄清研究的物理对象,分析实验过程中变化的因素,经过思维加工,进而形成一个与物理学有关的科学问题,最后用简洁的、科学的书面语言表达出来。
【答题规则】
1.提出问题要切中题意,问题的表述要准确,一般表述为“×××与×××具有怎样的关系?”
2.提出问题质量要高一些,不能太浅。
3.所提问题要有一定的科学依据,不能无凭据。
要素二：猜想与假设
【考查方式】
1.针对问题按日常经验或事实提出猜想与假设。
2.针对问题运用经验与直觉提出猜想。
3.针对问题根据物理科学本身的思维过程建立猜想与假设:搜寻事实——归纳分析——形成猜想。
4.运用“类比法”或“逆反原理”等方法进行猜想。
【技巧点拨】
猜想与假设是根据生活经验或在观察与实验的基础上,应用科学原理,围绕探究的问题设想出的可能出现的结果。猜想既有科学性又有推测性,是可以检测的,不是盲目猜测。
【答题规则】
1.猜想不是毫无根据的胡思乱想,猜想是应用现有的经验和知识对问题中的事实寻求可能解释的过程。
2.猜想的结果是后面制定计划的前提,不要将猜想与假设同制定计划割裂开来。
3.猜想和假设只要合乎情理即可,它可能是正确的,也可能是不正确的,有待用实验来检验。
要素三：设计实验与制订计划
【考查方式】
1.给定一组器材,要求设计完成实验步骤。
2.给定一个实验命题,要求设计一个或几个实验方案。
【技法点拨】
1.首先要弄清探究目的(即探究要解决的问题)。
2.由探究目的确定探究的基本原理及在探究过程中应采用的方法(如控制变量法、转换法、类比法、等效替代法等)。
3.由基本原理和方法确定实验器材、设计实验步骤。
4.设计记录实验数据及现象的表格。
【答题规则】
1.要沿着猜想(假设)的方向来设计探究计划。
2.设计的步骤要具有可操作性。
3.要选取最佳方案,使实验误差最小。
4.设计表格时要注意:先明确直接测量的量和需要计算的量,确定有几列,再根据要测量几组数据确定有几行,物理量要有单位。
要素四：进行实验与收集证据
【考查方式】
1.按照制定的计划连接实验仪器。2.读取实验数据的示数。3.把测量的实验数据填入表格。
【识记知识】
1.进行实验就是具体去实施所制订的实验计划和实验方案,是收集证据的必要过程。
2.进行实验时要按照实验的方法与步骤、实验仪器的使用方法进行规范操作。
3.实验仪器的使用要做到会连接、会读数。
4.实验数据的记录要根据实验步骤中所要测的物理量去记。
要素五：分析与论证
【考查方式】
1.已知实验现象,寻找实验原因。
2.已知实验表格或图象,寻找物理规律。
3.已知实验数据,算出需要的物理量。
【识记知识】
1.认真分析实验现象或实验数据,找出原因和结果两个因素。
2.判断原因和结果是相同还是不同,如果不同,其不同点是什么。
3.关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系,寻求数据之间的相互关系的特征。
4.用自己的语言力求客观、准确和简洁地对探究结果进行表述。
【答题规则】
1.如果实验过程中用到了控制变量法,要写明这个探究结论的前提条件。
2.若是归纳定性结论,应“由表及里,由具体到抽象,由特殊到一般,由个性到共性”进行抽象概括得出结论。
3.若是归纳定量结论,应注意从“和、差、积(反比)、商(正比)、平方”等方向寻找规律。
要素六：评估
【考查方式】
1.对实验方案的评估。
2.对进行实验、收集数据的评估。
3.对分析论证、得出结论的评估。
【识记知识】
对探究活动中的行为和收集信息的科学性、可靠性进行评价,注意假设与探究结果之间的差异,能对这种差异及引起这种差异的规律进行分析,发现和提出新的问题,能对探究过程和结果进行评估,提出改进方案的具体方法。
【答题规则】
1.根据对结论可信度的分析,改进实验方案,使操作过程更科学合理。
2.分析误差产生的原因,并找到减小误差的办法,改进探究方案以进一步减小误差。
要素七：合作交流
【考查方式】
1.对实验方案设计合理性进行交流。
2.进行实验、收集数据是合作融洽程度的交流。
3.对分析论证、得出结论的科学性的交流。
【识记知识】
对探究活动中的合作分工行为和收集信息,以及分析论证得出结论要积极表达交流。对结果进行评估,提出改进方案的具体方法要交流。
【答题规则】
1.对结论是否具有普遍意义提出自己的观点；
2.分析误差产生的原因,并找到减小误差的办法,改进探究方案以进一步减小误差要提出小组或者个人的建议。
中考典型例题解析
【例题1】如图,把装有水的酒杯放在桌上,用湿润的手指摩擦杯口边缘使其发声,改变水量发现发出的声音不同。对此同学们提出四个问题,其中较有价值且可探究的问题是 ( )
A.手指摩擦为什么能使杯发出不同声音
B.声音是由水振动产生的吗
C.音调为什么会随水量变化而变化
D.音调和水量多少有什么关系
【答案】D
【解析】此题考查声学知识。此题改变水量,然后发现发出的声音不同,因此较有价值的问题是探究音调与水量多少有什么关系,故D正确。
【例题2】科学探究活动通常包括以下要素：提出问题，猜想与假设，设计实验与制订计划，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作．某班物理课外学习小组在进行《探究--摩擦力的大小与什么有关》的课题研究时，同学们提出“滑动摩擦力大小可能与接触面间的压力有关”
(1)这属于科学探究活动的______要素．
(2)他们用如图1所示的实验装置来探究木块A受到的滑动摩擦力与压力的关系，已测得木块A的质量为100g，测定木板B在拉力作用下发生相对于木块A运动时弹簧测力计的示数F，得到一组F与相应的放在木块A上的砝码重力G的数据(如表)．请在表格中的空格内填上合理的数据，并根据表中的数据在如图2所示的方格坐标纸中作出滑动摩擦力Ff与压力FN的关系图象． ( g取10N/Kg)
(3)根据你作出的图象所得出的结论判断：当放在木块A上的砝码重力G为3.00N，木板B在拉力作用下发生相对于木块A运动时，木块A所受滑动摩擦力应为______N．
【答案】(1)猜想与假设．
(1)如下表：
(2)图象如图：
(3)1.2．
【解析】(1)科学探究的七个环节依次是：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与搜集数据、分析与论证、评估、交流与合作．同学们提出“滑动摩擦力大小可能与接触面间的压力有关”属于七个环节中的猜想与假设环节．
(2)木块A的质量为100g，则木块A的重力GA=mg=0.1kg×10N/kg=1N．木块A对木块B的压力等于钩码重力和物体A的重力之和，即FN=GA+G，就可以分别计算出表中压力的大小．本题中摩擦力的大小是通过弹簧测力计拉力的大小体现的，无论木块B是否做匀速直线运动，弹簧测力计的示数都等于摩擦力的大小．
(3)由记录的数据和图象可以看出，摩擦力与压力大小成正比，并且满足Ff=0.3FN；当放在木块A上的砝码重力G为3.00N，木块A对B的压力为FN=1N+3.00N=4N，因此木块A所受滑动摩擦力Ff=0.3FN=0.3×4N=1.2N．
【例题3】小林做“碘的升华”实验时,用酒精灯直接对放有少量固态碘的碘升华管加热,如图所示。发现碘升华管内出现紫色的碘蒸气,小林认为碘从固态变成了气态,是升华现象。小红查阅资料发现:常压下,碘的熔点为113.60℃,碘的沸点为184.25℃,酒精灯火焰的温度约400℃。根据这些资料,小红认为小林所做的实验中,碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程,小林的实验并不能得出碘升华的结论。请针对小红的质疑,设计一个实验,证明碘能从固态直接变为气态。可以选用上述器材或补充必要的辅助器材。写出实验方案并简要说明。
【答案】补充器材:大烧杯、水、石棉网、铁架台。向大烧杯中注入适量的水并固定在铁架台上,利用酒精灯隔石棉网加热至烧杯中的水沸腾,对固态碘进行水浴加热,发现碘升华管内出现紫色碘蒸气,而并未出现液态碘。
常温常压下,水沸腾时温度为100摄氏度,低于固态碘熔点,证明紫色碘蒸气是从固态直接变化而来。说明小红观点错误。
【解析】为了避免固态碘发生熔化现象,必须控制碘在升华时的温度低于熔点。由于水沸腾时持续吸热但温度保持100摄氏度不变,故水浴加热法是非常理想的一种控制温度的方法。
【例题4】探究“影响浮力大小的因素”时,小红做了如图所示的实验。请你根据她的实验探究,回答下列问题:
(1)比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的________有关。
(2)比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的________有关。
(3)比较图C和________可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)图E中物体受到浮力大小为________N。
(5)比较图C和E可知,水对杯底部的压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)酒精对杯底部的压强。
【答案】(1)体积 (2)密度 (3)图D (4)0.8 (5)大于
【解析】(1)图B中物体排开液体的体积较小,浮力为4.0N-3.5N=0.5N;
图C排开液体的体积较大,受到的浮力为4.0N-3.0N=1.0N;
可知物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
(2)图C中物体完全浸没在水中,受到浮力为4.0N-3.0N=1.0N;
图E完全浸没在酒精中,受到的浮力为4.0N-3.2N=0.8N,可知物体受到的浮力大小与液体
的密度有关。
(3)利用控制变量的方法分析,图C和图D中,物体都是完全浸没在水中,液体的密度相同,深度不同,但受到的浮力不变,可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)利用称重法求出图E中物体受到浮力大小为4.0N-3.2N=0.8N。
(5)比较图C和图E可知,液体到容器底部的高度相同,水的密度大于酒精的密度,根据
p=ρgh,可知水对杯底部的压强大于酒精对杯底部的压强。
【例题5】一天，小熊在实验室里进行了探究“影响蒸发快慢的因素”的活动。
(1)如下是部分操作过程，
①在两块相同的玻璃板A、B上，同时滴上 (选填“等量”或“不等量”)的酒精；
②使玻璃板A上的酒精表面积变大，玻璃板B不作处理，并保持其它条件不变：
③观察两块玻璃板上酒精蒸发的快慢。
(2)上述活动是为了探究蒸发快慢与 (选填“液体温度”或“液体表面积”)的关系。会观察到玻璃板 (选填“A”或“B“)上的酒精蒸发得快些。
(3)小熊在进行实验时不小心将温度计的玻璃泡浸入了酒精中，将其拿出后，温度计的示数会暂时 (选填“变大”成“变小“)，这是因为酒精蒸发 (选填“吸热”成“放热”)造成的。
【答案】(1)等量；(2)液体表面积；A；(3)变小；吸热。
【解析】本题考查了探究“影响蒸发快慢的因素”的实验中控制变量法的运用，以及对蒸发吸热现象的了解，难度不大。(1)根据控制变量法的要求，应在两块相同的玻璃板A、B上，同时滴上等量的酒精；
(2)由实验操作可知，这是为了探究蒸发快慢与液体表面积的关系。由于其它条件相同，A的表面积大，所以会观察到玻璃板A上的酒精蒸发得快些。
(3)实验时不小心将温度计的玻璃泡浸入了酒精中，将其拿出后，温度计的示数会暂时变小，这是因为酒精蒸发吸热造成的。
【例题6】在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示，连接电路时，至少需要 根导线；实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(2)在测L1两端电压时，闭合开关，发现电压表示数为零，原因可能是 (填一种即可)。
(3)小芳保持电压表的B连接点不动，只断开A连接点，并改接到C连接点上，测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压？ ，理由是： 。
(4)小明分别出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中，分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价： ，改进方法是 。
【答案】(1)6；不同；(2)电压表断路或短路；(3)电压表的正负接线柱接反了；(4)根据一次实验得出的结论具有偶然性；应更换规格不同的灯泡进行多次实验。
【解析】本题探究串联电路电压的特点，考查归纳法运用，电压表的作用及注意事项等知识。
根据电路图判定导线的条数；为使探究得出的结论具有普遍意义，应选取不同的小灯泡进行实验；电压表断路或电压表短路电压表都没有示数；电压表连接时电流从正接线柱流入；只进行了一次实验就得出结论，不具有普遍性；为了使实验结论具有普遍性，应进行多次测量。
(1)由电路图可知，至少需要6根导线；为了避免实验的偶然性，使探究得出的结论具有普遍意义，实验中应选择规格不同的小灯泡；
(2)测L1两端电压时，闭合开关，发现电压表示数为零，原因可能是：电压表断路或短路；
(3)测L1两端的电压时，A与电压表的正接线柱相连。小芳将与A点相连的导线改接到C点，则会造成电流从电压表的负接线柱流入了，即电压表的正负接线柱接反了，故她不能测出L2两端电压；
(4)本实验只做了一次实验，而没有进行多次测量，只凭一组实验数据得出结论带有偶然性，不能得出普遍规律，故应更换规格不同的灯泡进行多次实验。
【例题7】小华同学在学习阿基米德原理后，发现用弹簧测力计也能测量金属块的密度。于是和同学一起按以下操作进行实验：
甲 乙
先用弹簧测力计挂着金属块静止在空中如图甲所示，弹簧测力计的示数为 N。
然后将金属块缓慢地完全浸没在水中，示数如图乙所示，则金属块所受的浮力为 N，可求出金属块的体积为 m3。
通过计算，金属块的密度为 kg/m3。
实验中让金属块在水中的深度继续下降，不接触杯底，金属块受到的浮力将如何变化？ 。
在交流讨论中，小李同学认为一次测量就得出实验结论不科学，你认同他的观点吗？ 。你认为怎样才能减小实验误差？ 。
【答案】(1)3.6 (2)0.8 8×10-5 (3)4.5×103 (4)不变 (5)认同 多次测量取平均值
【解析】本题考查阿基米德原理的应用。(1)图甲弹簧测力计的示数为即为金属的重力，为3.6N；
(2)图乙弹簧测力计的示数为2.8N，所以物体所受浮力为F=3.6N－2.8N＝0.8N，
V＝F/ρg＝0.8N/1.0×103kg/m3×10N·kg－1＝8×10－5m3；
(3)金属的质量m=G/g=3.6N/10N·kg－1=0.36kg，密度ρ=m/V＝0.36kg/8×10-5m3＝4.5×103kg/m3
(4)金属浸入水中后，排开水的体积不变，所受浮力也不变；
(5)小李的观点正确，实验只进行了一次，需要多测量几次取平均值，才能减小实验误差。
临门一脚预测练
1.人的指甲是不断长长的，但到底是由指甲的哪一部位长长的呢？某同学对此提出假设：“指甲长长可能是由指甲的根部不断长长而形成的”。由此他设计了如下实验方案：①在指甲的中轴线上，按图1所示涂上指甲油(指甲油比较难以擦去，可以在指甲上保持较长时间)。②半个月后，观察、测量并分析。
请回答相关问题：
如果该学生的假设是正确的，则应观察到AB间的距离______(选填“增大”、“不变”或“缩短”)。
对于指甲的生长，你还想研究的问题是_____________。
【答案】增大。指甲的生长状况与身体健康有关吗？
【解析】(1)若“指甲长长可能是由指甲的根部不断长长而形成的”假设正确，那么一段时间后，由于指甲根部不断长长，AB间的距离增大。(2)有关指甲生长的问题有许多，只要有探究意义均可以。如指甲为什么有时很软？灰指甲产生的原因是什么？指甲会不会横向生长？指甲的生长状况与身体健康有关吗？指甲前部为什么会分层？等等。
2.小兰在做早餐时发现，同样情况下，煮沸一锅牛奶比煮沸同样多的水快。这是为什么呢？请你运用所学的物理知识，针对其中的原因，提出一个猜想，并简述验证这个猜想的办法。
(1)你的猜想是____________________。(2)验证猜想的办法是________________。
【答案】猜想1：牛奶的比热容比水小。
验证方法：用同一个锅，分别装质量和初温都相同的水和牛奶，放到同样的火上加热相同时间，测出各自的温度并进行比较，温度较高者，比热容小。
猜想2：牛奶的沸点比水低。
验证方法：将牛奶和都加热到沸腾，用温度计测出牛奶和水沸腾时的温度，并进行比较【解析】本题以学生熟悉的生活情景为背景，要求运用所学的相关物理知识，结合已有的生活经验，分析、比较水和牛奶之间的不同特性。在同样的条件下，煮沸一锅牛奶比煮沸同样多的水快得多。这应该是水和牛奶的某种特性(如比热容、沸点等)不同引起的。根据所学的相关物理知识，结合已有的生活经验，可以提出以下猜想及其验证思路。
3.小敏、小颖和小青在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动时间有规律。于是对“哪些因素决定秋千往返摆动的时间”提出下列猜想，小敏猜想：可能由秋千的绳长决定；小颖猜想：可能由人与秋千坐垫的总质量决定；小青猜想：可能由秋千摆动幅度(摆动中人离开中心的最大距离)决定。于是进行了如图实验，一细绳一端拴一小球，一端固定，让小球自由往返摆动，并记录数据如表。
请回答下列问题：
(1)要完成上述实验，除如图器材外，还必需的实验器材是：天平、 ；
(2)从本次实验可以得到的结论是：小球往返摆动一次的时间由 决定；
(3)实验发现，小球只能摆动一段时间。你认为造成小球停下来的原因可能是 ；
(4)摆钟是利用本实验的原理制成的。某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长
调 (选填“长”或“短”)。
【答案】(1)秒表、刻度尺；(2)摆长；(3)受空气的阻力；(4)短。
【解析】由表中数据知，要测量时间和长度，据此分析；由表中数据分析；小球在摆动过程中，受空气阻力，结合能量守恒定律进行分析解答。由表中数据，摆长越长(短)，小球往返摆动1次的时间越长(短)。
(1)由表中数据知，要测量时间和长度，故用到秒表和刻度尺；
(2)由表格数据可知，只要摆长不变，无认摆长和摆动幅度如何变化，小球往返摆动1次的时间都不变；
只有摆长变化时，小球往返摆动一次的时间才会变化，因此小球往返摆动一次的时间由摆长决定；
(3)小球在摆动过程中，受空气阻力，小球克服摩擦做功，将它的机械能转化为内能散失，造成小球停下来；
(4)由表中数据，摆长越短，小球往返摆动1次的时间越短，故一摆钟变慢了，如果要变快，那么就得让摆动时间变短，由实验可知，需要把摆长调短。
4.为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω，电源电压6V，可供选用的滑动变阻器有“10Ω 1A”的R1和“20Ω 1A”的R2。
(1)为了完成实验，你认为应该选用的滑动变阻器是 。(选填“R1”或“R2”)
(2)请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求：滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮)
(3)电路正确连按后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针明显偏转，你认为造成这一﹣现象的原因可能是 。(选填字母)
A．电流表断路 B．小灯泡短路 C．小灯泡灯丝断了 D．滑动变阻器短路
(4)排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学从“0﹣15V”量程的刻度线看出指针停在10V处，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 移(选填“左”或“右”)直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
(5)根据收集到的实验数据，同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中，勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，你认为其主要原因是 。
【答案】(1)R2；(2)图在解析上；(3)C；(4)右；0.65；(5)灯的电阻随温度的升高而变大。
【解析】(1)灯的额定电压为2.5V，小灯泡电阻约为10Ω，由欧姆定律求灯的额定电流，当灯正常发光时，由串联电路的规律和欧姆定律求变阻器连入电路中的电阻确定选用的滑动变阻器；
(2)根据滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮，确定变阻器的连接与灯串联；
(3)逐一分析每个选项，找出符合题意的答案；
(4)根据电压表大小量程之比为5：1读数，灯在额定电压下正常发光，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P=UI求灯的功率；
(5)灯的电阻随温度的升高而变大，由欧姆定律分析。
灯的额定电压为2.5V，小灯泡电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I===0.25A，电源电压6V，当灯正常发光时，由串联电路的规律和欧姆定律，变阻器连入电路中的电阻：
R滑===14Ω，选用的滑动变阻器“20Ω 1A”的R2。
(2)滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，故滑片以右电阻丝连入电路中与灯串联，如下所示：
(3)A．若电流表断路，整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；
B．若小灯泡短路，则电压表示数为0，电流表有示数，不符合题意；
C．若小灯泡灯丝断了，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表与电源连通测电源电压，电压表指针明显偏转，符合题意；
D．若滑动变阻器短路，电流表有示数，电压表有示数，不符合题意，故选C；
(4)灯在额定电压下正常发光，排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学从“0﹣15V”量程的刻度线看出指针停在10V处，则对应小量程的2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压；此时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，电流大小为0.26A，则小灯泡的额定功率是：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
(5)灯的实际功率越大，灯越亮，灯的温度越高，因灯的电阻随温度的升高而变大，故灯丝的电阻越大，由欧姆定律，灯两端的电压与电流的比值即为灯的电阻，故不一样。
5.在串联电路中,流入第一个灯泡的电流用IA表示,流出第二个灯泡的电流用IB表示。请自选实验器材证明:在串联电路中,IB等于IA。
(1)画出实验电路图。(2)写出实验步骤。(3)画出实验数据记录表格。
【答案】(1)电路图如图所示
【解析】本题考查了电路、实验步骤、数据表格的设计,电流表和滑动变阻器的使用。
本题要求分别测两个灯泡的电流,可选用两只电流表同时分别测量。又因为要多次测量寻找普遍规律,可在电路中串联一个滑动变阻器来改变电路中的电流,每移动一次滑片,则得出一组电流值。
(2)实验步骤:
①按照电路图连接电路。
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片P到适当位置,观察电流表A1、A2的示数,分别用IA和IB表示,并将IA和IB的数据记录在表格中。
③改变滑动变阻器滑片P的位置,读出电流表A1、A2的示数IA和IB,并记录在表格中。
④仿照步骤③,再改变四次滑动变阻器滑片P的位置,并将对应的电流表A1、A2的示数IA和IB记在表格中。
实验数据记录表:
6.在探究“产生感应电流的条件”实验中。
(1)实验中，观察 判断电路中是否有感应电流。
(2)闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，电路中 (选填“有”或“无”)感应电流。
(3)该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做 运动时，导体中就会产生感应电流。
(4)如果将小量程电流表换成 ，可以探究磁场对通电导体的作用。
【答案】(1)电流表的指针是否偏转；(2)有；(3)切割磁感线；(4)电源。
【解析】此题是探究电磁感应现象的实验，考查了学生对产生感应电流条件的掌握及影响感应电流大小和电流方向的因素。
(1)实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流；
(2)闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，导体做切割磁感线运动，电路中有感应电流；
(3)该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流；
(4)如果将小量程电流表换成电源，闭合开关后电流流过导体棒，导体棒受安培力作用，可以观察磁场对通电导体的作用。
7.小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有，刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个。
(1)如图A所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向 (选填“左”或”右”)调节，直到杠杆在 位置平衡，目的是便于测量 ，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆 对平衡的影响。
(2)小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验象如图B所示，他们记录的数据为动力F1=1.5N，动力臂L1=0.1m，阻力F2=1N，则阻力臂L2= m。
(3)甲同学测出了一组数据后就得出了”动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是 。
(4)丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，此实验 (选填“能”或”不能”)说明该结论是错误的，图C实验中，已知杠杆上每个小格长度为5cm，每个钩码重0.5N，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂 (选填“等于”或“不等于”)阻力×阻力臂”。
【答案】(1)右；水平；力臂；自重；(2)0.15；(3)一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律；(4)能；等于。
【解析】(1)调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
(2)杠杆平衡条件为：F1L1=F2L2。由杠杆平衡条件得：1.5N×0.1m=1N×L2，得：L2=0.15m；
(3)只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂。这种结论很具有偶然性，不合理。要进行多次实验，总结杠杆平衡条件。
(4)丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，此实验能得到“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，这个结论是不正确的；当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立，所以利用图C进行验证；杠杆平衡条件为：F1L1=F2L2。由杠杆平衡条件得：4×0.5N×3×5cm=3N××4×5cm，左右相等，杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂 等于阻力×阻力臂”。
8.在做测量盐水密度的实验中,小芳第一个完成了实验。请完成下列问题:
(1)她的主要实验步骤如下:
A.用调好的天平称量出空烧杯的质量为10g;
B.将烧杯中倒入适量的盐水,用天平称出盐水和烧杯的总质量,天平平衡时,右盘中砝码的质量及游码的位置如图甲所示,则盐水和烧杯的总质量为________g;
C.将烧杯中的盐水倒入量筒中,当量筒内液面静止时,液面位置如图乙所示,则盐水的体积为________cm3。
(2)小芳根据实验中的测量数据得出盐水的密度ρ=______g/cm3。
(3)小芳同学的实验会带来很大误差,你认为测量结果______(选填“偏大”或“偏小”)。另一个同学很快想到:不需要增加器材,也不需要增加额外的步骤,只要将小芳同学主要实验步骤的顺序稍加调整,就会大大减小上述误差。这位同学调整后的主要实验步骤是______(只填写实验步骤前的代号即可)。
【答案】(1)26.4 15 (2)1.1 (3)偏大 BCA
【解析】本题考查液体密度的测量。
(1)图甲中天平的分度值为0.2g,则盐水和烧杯的质量为20g+5g+1.4g=26.4g;图乙中量筒的分度值为1cm3,量筒中液体的体积为V=15cm3 。
(2)量筒中盐水的质量m=26.4g-10g=16.4g,盐水的密度ρ=m/v=16.4g/15cm3 =1.1g/cm3。
(3)在步骤C中,由于有盐水附着在烧杯上,使盐水减少,从而使盐水体积偏小,而盐水的质量m不变,由ρ=m/v知,测得的盐水密度偏大。适当调整实验步骤,使量筒所测盐水的体积V1就是天平所测质量为m1的盐水的体积,由题意知正确步骤为BCA。
9.在测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率(正常发光时电阻约为8Ω)的实验中,电源为两节新干电池。
(1)连接电路时,开关应________。请用笔画线将图乙电路连接完整,要求滑片P向左滑动时,接入电阻变小。
(2)电路连接后,闭合开关,移动滑片(未达到最小阻值),发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是____________。
(3)排除故障后,为了测量小灯泡的额定功率,调节滑片使电压表的示数为________V,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡额定功率是________W。
(4)若实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小明选用一个R0=5Ω的电阻,设计了如图丁的电路及实验方案:
①调节滑片使电压表的示数为额定电压;
②保持滑片位置不变,只将电压表的a点接线改接到c点,测出R0两端的电压U0,通过计算得到小灯泡的额定功率。
指出他的设计方案中存在的两个问题:
问题一:________________________________;
问题二:________________________________。
【答案】(1)断开。如图所示。
(2)小灯泡短路 (3)2.5 0.75 (4)电压表的正负接线柱接反了R0阻值偏大,电压表示数无法调到2.5V
【解析】本题考查测量小灯泡的电功率。
(1)为保护电路,连接电路时,开关应断开;将变阻器串联在电路中,滑片P向左滑动时,接入电阻变小,则应选用变阻器的左下接线柱。
(2)灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,故障原因可能是与电压表并联的灯泡短路,造成无电流通过灯泡和电压表。
(3)要测量灯泡的额定功率,应使灯泡两端的电压等于其额定电压,则应调节滑片使电压表的示数为2.5V;由图丙知,电流表选择0～0.6A的量程,示数为0.3A;灯泡的额定电功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
(4)由题意知,电源电压为3V,灯泡正常发光时电阻约为8Ω,灯泡正常发光时的电流约为0.31 A;电路中串联接入R0,当变阻器电阻为零时,电路中电流此时无论怎样调节滑动变阻器,通过灯泡的电流都不能达到其正常工作电流(灯泡两端的电压达不到其额定电压),无法测量灯泡的额定功率;并且只将电压表的a点接线改接到c点,电压表的正负接线柱接反,无法测出R0两端的电压。
10.在探究热电偶电路中电流的大小与哪些因素有关的实验中，老师先给出阅读信息学习材料，再按照要求完成探究任务。
把两种不同材料的导线(如铁丝和铜丝)组成图所示的闭合电路，当AB两端存在温度差时(B端加热、A端放在冰水混合物中)，电路中就会有电流通过，这就是塞贝克效应，这种电路叫热电偶。实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点A和B间的温度差的大小有关，温度差越大，电路中的电流越大。
(1)请您猜想：若其他条件不变，将图中的铁丝换成铜丝，则电路中电流将_________；猜想的依据是_________。
(2)请您继续猜想：若其他条件不变，将图杯中的冰水混合物换为沸水，则电路中电流将_________；猜想的依据是_________。
(3)推理：图中的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由_________转化而来的。推理的依据是_________。
(4)实际应用：热电偶信号可以把温度信号转换成电信号，利用这种性质可以把热电偶做成___________。(写出它的一种应用)
【答案】(1)变为零；热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关。
(2)变小；跟接点A和B间的温度差的大小有关，温度差越大，电路中的电流越大。
(3)内能；(4)温度计。
【解析】(1)热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关，材料不相同，闭合电路有电流。材料相同，闭合电路没有电流。
(2)跟接点A和B间的温度差的大小有关，温度差越大，电路中的电流越大。当温度差减小时，电路中的电流减小。
(3)电源是提供电能的装置，这个电能是由于接点A和B间的温度差不同而得到的，温度变化内能改变，所以电能是由内能转化的。
(4)接点A和B间的温度差不同，电流表读数不同，通过观察电流表读数就可以知道接点A和B间的温度差变化情况，所以利用这个装置原理可以制作温度计。UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.6
1.8
4.4
实验
序号
小球到固定点
距离l(摆长)/米
小球质
量/克
摆动幅
度/米
小球往返摆
动20次的时间/秒
小球往返摆动
一次的时间/秒
1
0.7
20
0.05
33.2
1.7
2
1.0
20
0.08
39.7
2.0
3
1.0
30
0.05
39.8
2.0
4
1.0
30
0.08
39.7
2.0
5
1.3
20
0.05
45，3
2.3
IA/A
IB/B
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