《北京市中考物理 復(fù)習(xí)方法指導(dǎo) 專題二 實(shí)驗(yàn)探究題典例點(diǎn)撥.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《北京市中考物理 復(fù)習(xí)方法指導(dǎo) 專題二 實(shí)驗(yàn)探究題典例點(diǎn)撥.doc（42頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

專題二 實(shí)驗(yàn)探究題典例點(diǎn)撥 專題1 特殊方法測密度 方法指導(dǎo) 特殊方法測密度，常見的方法有以下幾種： 1.以“天平、量筒測密度”為基礎(chǔ)，但質(zhì)量或體積其中之一不能直接測量，需采用“等體積代換”或“等質(zhì)量代換”的方法解決未知物理量的測量，最后用公式：ρ =計(jì)算出物質(zhì)的密度。 2.用彈簧測力計(jì)，根據(jù)“彈簧測力計(jì)測浮力的方法”測固體或液體的密度。 3.結(jié)合浮力知識，利用“一漂一沉”的方法測密度。一般利用“漂浮”測質(zhì)量，利用“沉底”測體積。 4.結(jié)合浮力知識，利用“兩次漂浮”的方法測密度。這種方法一般要通過“=G”的兩個(gè)平衡方程來求解。 5.利用“杠桿平衡條件”測密度。這種方法一般要通過杠桿多次平衡，解方程組來求解。 典例點(diǎn)撥 【例1】 給你一架調(diào)好的天平(有配套砝碼)、一只小燒杯、適量的水、如何測出牛奶的密度？ 要求：(1)簡要寫出實(shí)驗(yàn)步驟； (2)根據(jù)你測量的物理量，寫出計(jì)算牛奶密度的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 【思路分析】利用“等體積代換”的方法測量密度，即通過在燒杯上做標(biāo)記，使牛奶的體積與水的體積相等。 【自主解答】1.用調(diào)好的天平測量小燒杯的質(zhì)量并記錄； 2.向小燒杯中裝入適量的水(未滿)，并在液面做標(biāo)記，用天平測量小燒杯和水的總質(zhì)量并記錄； 3.倒出水，向小燒杯中裝入相同體積的牛奶至所做標(biāo)記處，用天平測量小燒杯和牛奶的總質(zhì)量并記錄； 4.寫出牛奶密度的數(shù)學(xué)表達(dá)式為ρ =。 【例2】 (xx東城二模)小秋想利用一架已調(diào)好的天平、燒杯、溢水杯和水測出一塊雨花石的密度，請把小秋的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。 (1)用天平測出雨花石的質(zhì)量； (2)用天平測出空燒杯的質(zhì)量； (3)在溢水杯中________，將雨花石輕輕放入溢水杯中浸沒，并同時(shí)用燒杯收集從溢水杯中溢出的水，用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量； (4)設(shè)水的密度為ρ，則此雨花石的密度表達(dá)式為=________。(用、、、ρ表示) 【思路分析】此題與例1相似，都屬于利用“等體積代換”測量體積，將雨花石的體積轉(zhuǎn)化為溢出水的體積。 【答案】(3)裝滿水 (4) 【例3】 做物理實(shí)驗(yàn)測物體密度，老師拿出一架天平，一個(gè)量筒，兩個(gè)完全相同的燒杯，一些水和一個(gè)玻璃球，讓同學(xué)利用這些東西測玻璃球的密度。細(xì)心的小紅發(fā)現(xiàn)老師沒給砝碼，一問才知道是老師故意不給的，小紅想了一會兒，又向老師要了一支滴管，就動手做起實(shí)驗(yàn)，并很快得出了結(jié)果，請說出小紅是怎樣測出玻璃球的密度的。 【思路分析】此題屬于利用“等質(zhì)量代換”的方法，將玻璃球的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為水的質(zhì)量。 【自主解答】1.在調(diào)平的天平左盤、右盤分別放上相同的燒杯，在左盤燒杯中放玻璃球，向右盤燒杯中倒水，用滴管調(diào)節(jié)水量，直至天平水平平衡； 2.將右盤燒杯中的水倒入量筒，讀出示數(shù)并記錄； 3.將左盤燒杯中的玻璃球放入量筒的水中，使其浸沒，讀出此時(shí)示數(shù)并記錄； 4.根據(jù)ρ =計(jì)算出玻璃球的密度 【例4】 (xx西城一模)小芳想測量一只小瓷杯陶瓷的密度。已準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)器材有：量筒一只，足量的水，待測小瓷杯(小瓷杯直徑小于量筒的直徑)，如圖專2.1-1所示。 圖專2.1-1 小芳利用上述器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，請你幫她補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)方案、并寫出小瓷杯陶瓷密度的表達(dá)式。 (1)在量筒中倒入適量的水，讀出水面所對刻度，并記錄。 (2)將小瓷杯________，讀出水面所對刻度，并記錄。 (3)將小瓷杯________，讀出水面所對刻度，并記錄。 (4)請你利用測量量和寫出小瓷杯陶瓷密度的表達(dá)式：ρ=________。 【思路分析】本題屬于結(jié)合浮力知識，利用“一漂一沉”的方法測密度。利用“漂浮”測質(zhì)量，利用“沉底”測體積。 【答案】(2)放在量筒水面使其漂浮 (3)口向上按入水中使其沉底 (4) 【例5】 (xx北京中考)小曼利用符合實(shí)驗(yàn)要求的圓柱體物塊、石子、細(xì)線、量筒和適量的水測量某未知液體的密度。圖專2.1-2是小曼正確測量過程的示意圖。已知水的密度為 ,g取10 N/kg。 甲 乙 丙 丁 圖專2.1-2 實(shí)驗(yàn)過程如下： ①將適量的水倒入量筒中，如圖專2.1-2甲所示，記錄量筒中水的體積。 ②將拴有石子的物塊置于量筒內(nèi)的水中，如圖乙所示，量筒中水面所對應(yīng)的示數(shù)為66 。 ③將待測液體倒入另一量筒中，如圖丙所示，記錄量筒中待測液體的體積。 ④將上述石子和物塊擦干后，置于量筒內(nèi)的待測液體中，如圖丁所示，量筒中液面所對應(yīng)的示數(shù)為70 。 由以上實(shí)驗(yàn)可知： (1)石子和物塊在水中所受的總浮力為________N; (2)待測液體的密度為________。 【思路分析】本題屬于結(jié)合浮力知識，利用“兩次漂浮”的方法測密度。石子和物塊漂浮，所以在水和液體中均有=G，所以浮力相等，然后根據(jù)阿基米德原理展開式求解。 【答案】 【例6】 (xx海淀一模)小莉利用輕質(zhì)杠桿、刻度尺、金屬塊甲、小石塊乙、圓柱形塑料容器、細(xì)線和適量的水測量未知液體的密度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖專2.1-3所示。以下是小莉設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟，請你按照她的實(shí)驗(yàn)思路，將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。 圖專2.1-3 (1)將金屬塊甲和小石塊乙用細(xì)繩分別懸掛在杠桿A和D端，用細(xì)線做好的繩套套在杠桿某處后，移動繩套到O點(diǎn)時(shí)，杠桿恰好在水平位置平衡。 (2)將小石塊乙浸沒在水中，且不與塑料容器接觸，金屬塊甲移至B點(diǎn)，杠桿再次在水平位置平衡。用刻度尺測出AB間的距離為。 (3)將小石塊乙完全浸沒在待測液體中，且不與塑料容器接觸，金屬塊甲移至C點(diǎn)，杠桿再次在水平位置平衡。________。 (4)用水的密度及測量出的物理量寫出待測液體的密度的表達(dá)式：=________。 【思路分析】本題思路比較簡單，利用“杠桿平衡條件”，通過杠桿三次平衡，列出三個(gè)平衡方程即可，但解方程組比較困難，要先根據(jù)第一個(gè)平衡方程化簡第二個(gè)和第三個(gè)平衡方程，化簡后用求比的方法來解就簡單了，不能在化簡前求比，那樣會有一些未知量不能消元，從而增加解方程的難度。 【答案】(3)用刻度尺測出AC間的距離為 (4) 同步訓(xùn)練 1.小剛同學(xué)想測醬油的密度，但家里只有天平、小空瓶，而沒有量筒。他思考后按照自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行了測量，測量內(nèi)容及結(jié)果如圖專2.1-4所示。 圖專2.1-4 (1)請將下面實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整： 第一步：______________________________ ； 第二步：用天平測出空瓶的質(zhì)量； 第三步：用天平測出小瓶裝滿水后的總質(zhì)量； 第四步：______________________________ ； (2)水的密度用表示，請你根據(jù)小剛測量的數(shù)據(jù)幫他計(jì)算出醬油的密度的表達(dá)式 ρ＝________。 答案：(1)天平調(diào)平用天平測出小瓶裝滿醬油后的總質(zhì)量 (2) 2.(xx東城二模)小明在實(shí)驗(yàn)室里測量一塊形狀不規(guī)則、體積較大的礦石的密度。 (1)用調(diào)節(jié)好的天平測量礦石的質(zhì)量。當(dāng)天平平衡時(shí)，右盤中砝碼和游碼的位置如圖專2.1-5所示，礦石的質(zhì)量是________g。 圖專2.1-5 (2)因礦石體積較大，放不進(jìn)量筒，因此他利用一只燒杯，按圖專2.1-6所示方法進(jìn)行測量。礦石的密度是________，從圖A到圖B的操作引起的密度測量值比真實(shí)值 ________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。 圖專2.1-6 答案：(1)176.4 (2) 偏小 3.(xx海淀二模)小京利用天平、細(xì)線、燒杯和適量的水測量一個(gè)小石塊的密度。小京在測出小石塊的質(zhì)量后，又繼續(xù)進(jìn)行了圖專2.1-7甲、乙的測量，其測量值分別為和。已知水的密度為，利用上述測量出的物理量和已知量寫出小石塊密度的表達(dá)式為：=________。 甲 乙 圖專2.1-7 答案： 4.(xx西城一模)在課外物理小組的活動中，老師讓同學(xué)們利用如圖專2.1-8所示的“密度瓶”和天平來測量某種金屬顆粒的密度?！懊芏绕俊笔且粋€(gè)玻璃瓶，配有瓶塞，瓶塞中央有一根細(xì)管，在密度瓶中注滿水后用瓶塞塞住瓶子時(shí)，多余的水經(jīng)過細(xì)管從上部溢出。 圖專2.1-8 請回答下列問題： 請你將同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整： ①用天平稱出待測金屬顆粒的質(zhì)量，并記錄； ②在“密度瓶”中注滿水，塞好瓶塞，擦干瓶壁，用天平稱出“密度瓶”和水的總質(zhì)量，并記錄； ③將________，塞好瓶塞，擦干瓶壁，用天平稱出“密度瓶”、水和金屬顆粒的總質(zhì)量，并記錄； ④根據(jù)已知量和測量量，推導(dǎo)出計(jì)算金屬顆粒密度的公式ρ＝________。 答案：③金屬顆粒放入“密度瓶” ④ 5.如圖專2.1-9甲所示，彈簧測力計(jì)下掛著一個(gè)實(shí)心圓柱體，將它逐漸浸入裝有水的燒杯中，彈簧測力計(jì)的示數(shù)隨圓柱體下表面浸入的深度h的變化如圖專2.1-10所示，下列結(jié)論錯(cuò)誤的是( )(g=10 N/kg) 甲 乙 圖專2.1-9 A.圓柱體的質(zhì)量為200 g B.圓柱體剛好浸沒時(shí)其下表面受到水的壓強(qiáng)為1 200 Pa C.圓柱體的密度為 D.圓柱體的體積為 答案：C 6.用如圖專2.1-10所示的方法測一個(gè)木塊的密度，其密度值為________。 甲 乙 丙 圖專2.1-10 答案： 7.(xx朝陽一模)小剛想利用量筒、小筒和水，測量一小塊鐵礦石的密度。 甲 乙 圖專2.1-11 請你將小剛的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整： (1)在量筒中倒入適量的水，將小筒放入量筒中，使其漂浮在水面上，如圖專2.1-11甲所示，讀出量筒中水面的刻度值，并記錄； (2)將待測礦石放入小筒中，使小筒仍漂浮在水面上，如圖乙所示，讀出量筒中水面的刻度值，并記錄； (3)________，讀出量筒中水面的刻度值，并記錄； (4)根據(jù)已知量和測量量，導(dǎo)出計(jì)算鐵礦石密度的公式ρ＝________。 答案：(3)將礦石從小筒中取出放入量筒的水中 (4) 思路分析：本題考查用特殊方法測密度，原理是ρ=，用到用排水法測物體體積、利用浮力和漂浮條件測量物體質(zhì)量等方法。最后結(jié)果用字母表示，也是物理上常見的表示結(jié)果的形式，更有助于大家關(guān)注物理量之間關(guān)系的建立，減少數(shù)值對物理本質(zhì)的干擾，同學(xué)平時(shí)養(yǎng)成先寫字母表達(dá)式，再代入數(shù)據(jù)計(jì)算的習(xí)慣。 通過對比步驟(1)(2)，增加的，發(fā)現(xiàn)小筒前后均漂浮在水中，兩次所受浮力之差等于重力之差，根據(jù)阿基米德原理計(jì)算小筒浮力之差就可以得到礦石重， ， 通過對比步驟(1)(3)，可知，所以ρ==。 8.(xx北京中考)小京利用鋁塊、細(xì)線、量筒和適量的水測量一個(gè)形狀不規(guī)則的小蠟塊的密度。圖專2.1-12所示的四個(gè)圖是小京正確測量過程的示意圖，圖中、、、分別是量筒中水面所對應(yīng)的示數(shù)。已知水的密度為，利用圖中測量出的物理量和計(jì)算小蠟塊的密度，寫出小蠟塊密度的表達(dá)式：=________。 圖專2.1-12 答案： 9.(xx豐臺一模)小明同學(xué)利用如圖專2.1-13所示的小燒杯、大水槽、量筒、水、滴管、記號筆、細(xì)線等器材測量一塊金屬塊的密度，他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟。 圖專2.1-13 (1)將金屬塊放入燒杯中，使燒杯直立漂浮在大水槽中，用記號筆在燒杯上標(biāo)出水面的位置； (2)用量筒測出________的體積為； (3)將燒杯直立漂浮在大水槽中，向燒杯中倒入適量的水，使________； (4)用量筒測出燒杯中水的體積； (5)金屬塊密度的表達(dá)式為=________。 答案：(2)金屬塊(3)大水槽水面和燒杯記號位置相平(5) 10.(xx北京中考)杠桿AB可繞支點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動，將金屬塊用細(xì)繩懸掛在杠桿A端，把石塊用細(xì)繩懸掛在杠桿B端時(shí)，杠桿恰好在水平位置平衡，如圖專2.1-14所示。若將石塊浸沒在水中，為使杠桿在水平位置平衡，需在杠桿A端施加一個(gè)豎直向上的拉力F，其大小為石塊所受重力的。已知＝，則石塊的密度為________ 。 圖專2.1-14 答案： 11.(xx朝陽二模)小陽為了測量某金屬塊的密度，他找來一根均勻的直硬棒，用細(xì)線系在O點(diǎn)吊起，硬棒在水平位置平衡，然后將金屬塊B掛在硬棒左端C處，另外找一個(gè)重物A掛在硬棒右端，調(diào)節(jié)重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此時(shí)重物A掛在硬棒上的位置為E，如圖專2.1-15所示。下面是小陽測出金屬塊B密度的部分實(shí)驗(yàn)步驟，請你按小陽的思路，將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。 圖專2.1-15 (1)用刻度尺測出OE的長度。 (2)把金屬塊B浸沒在水中，把重物A從E處移動到D處時(shí)，硬棒再次在水平位置平衡。 (3)____________________________。 (4)利用上述測量出的物理量和題中的已知量，計(jì)算金屬塊B的密度的表達(dá)式是：＝________。 答案：(3)用刻度尺測量出OD的長度 專題2 特殊方法測電阻 方法指導(dǎo) 特殊方法測電阻、電功率，常見的方法有以下幾種： 1.雙伏法 這種方法的基本思路是用兩塊電壓表測出兩個(gè)電壓，用其中一個(gè)電壓和已知電阻求出所需電流，然后應(yīng)用R=求出未知電阻或根據(jù)P=UI求出電功率。因?yàn)橐獪y兩個(gè)電壓值，所以電阻一般串聯(lián)連接。 2.雙安法 這種方法的基本思路是用兩塊電流表測出兩個(gè)電流值，用其中一個(gè)電流值和已知電阻求出所需電壓，然后應(yīng)用R=求出未知電阻或根據(jù)P=UI求出電功率。因?yàn)橐獪y兩個(gè)電流值，所以電阻一般并聯(lián)連接，電流表分別放在支路上或?qū)⑵渲幸粋€(gè)放在干路上，另一個(gè)放支路上。 3.單伏法 如果允許拆電路，單伏法與雙伏法類似，只不過需要通過拆電路先后測兩次電壓。如果不允許拆電路，則需要通過電路變化使電壓表測出兩次有意義的電壓值，一般可用滑動變阻器、開關(guān)實(shí)現(xiàn)電路變化；可通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片位于最大最小端實(shí)現(xiàn)用電壓表測兩次電壓；也可以用開關(guān)使電壓表改變接法從而測不同電阻的電壓；或利用開關(guān)實(shí)現(xiàn)局部短路使電壓表測不同電阻的電壓。 4.單安法 如果允許拆電路，單安法與雙安法類似，只不過需要通過拆電路先后測兩次電流。如果不允許拆電路，則需要通過電路變化使電流表測出兩次有意義的電流值，一般可用開關(guān)、滑動變阻器實(shí)現(xiàn)電路變化；設(shè)計(jì)成并聯(lián)電路，電流表在干路，兩個(gè)開關(guān)，一總一分或分別在支路上均可，這樣可以通過通斷開關(guān)實(shí)現(xiàn)兩次電流值的測量；也可以設(shè)計(jì)成串聯(lián)電路，利用開關(guān)實(shí)現(xiàn)局部短路使電流表測不同電路狀態(tài)下的兩次電流值，然后根據(jù)電源電壓相等來求解；或設(shè)計(jì)與滑動變阻器串聯(lián)的電路，通過調(diào)節(jié)滑片位于最大最小端實(shí)現(xiàn)用電流表測兩次電流值。 5.等效替代法 這種方法就是通過已知電阻替代未知電阻，關(guān)鍵是什么時(shí)候替代——只有“等效”才能替代。是否等效可以通過“電流表”觀察，也可以通過“電壓表”觀察，是一種不需繁雜計(jì)算的巧妙方法。 近幾年的考題，特殊方法測電阻多以實(shí)物圖方式考查，難度比較大，為了快速解決這類問題，建議在思考時(shí)先通過所給的器材，判斷是哪種方法，再設(shè)計(jì)出可能的電路圖，最后根據(jù)題目要求確定連接方式，求解就容易多了。 典例點(diǎn)撥 【例1】 小新同學(xué)想利用兩塊電壓表和阻值已知的電阻測量電阻的阻值。小新選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、電壓表和。 圖專2.2-1 (1)請你用筆畫線表示導(dǎo)線，完成如圖專2.2-1所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接。(導(dǎo)線不得交叉) (2)電壓表的示數(shù)用表示，電壓表的示數(shù)用表示，請用、和表示。 ＝________。 【思路分析】通過觀察所給器材，確定本題屬于雙伏法，按照雙伏法的基本思路，分別用電壓表測量兩個(gè)電阻兩端的電壓即可。 【答案】(1)如圖專2.2-2所示。 圖專2.2-2 【例2】 (xx西城一模)小龍想利用一塊電壓表和阻值已知的電阻測量電阻的阻值。小龍選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的器材，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖專2.2-3所示。小龍?jiān)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路的要求是：只閉合開關(guān)S和時(shí)，電壓表測量的是電阻兩端的電壓；只閉合開關(guān)S和時(shí)，電壓表測量的是電源兩端的電壓。 圖專2.2-3 (1)請你根據(jù)小龍的設(shè)計(jì)要求只添加一根導(dǎo)線完成圖專2.2-3所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接。 (2)請你用、和表示出，＝________。 【思路分析】通過觀察，本題屬于單伏法，可以通過開關(guān)使電壓表改變接法從而測不同電阻的電壓，實(shí)現(xiàn)兩次有意義的電壓測量。 【答案】(1)如圖專2.2-4所示。 圖專2.2-4 (2) 【例3】 小樂想利用兩塊電流表和阻值已知的電阻測量電阻的阻值。小樂選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、電流表和，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖專2.2-5所示。 (1)請你幫助小樂完成圖專2.2-5所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接。 (2)電流表的示數(shù)用表示，電流表的示數(shù)用表示，請用、和表示。 =________。 圖專2.2-5 【思路分析】通過觀察，本題屬于雙安法，電阻并聯(lián)連接，電流表有兩種接法①如圖專2.2-6所示，電流表連在支路、電流表連在支路上；②將連在支路，電流表連在干路上。(將連接電流表“3”接線柱與電流表“3”接線柱的導(dǎo)線改為連接電流表“3”接線柱與電流表“-”接線柱) 圖專2.2-6 【答案】(1)如圖專2.2-7所示。 (2) 圖專2.2-7 【例4】 (xx北京中考)曉亮利用阻值為的定值電阻和一塊電流表測量未知電阻的阻值。他選擇了滿足這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求的器材，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖專2.2-8所示。 圖專2.2-8 (1)為了測出電阻的阻值，請?zhí)砑右桓鶎?dǎo)線完成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接。 (2)開關(guān)、都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為；只閉合開關(guān)時(shí)，電流表的示數(shù)為。請用、和表示。=________。 【思路分析】通過觀察，本題屬于單安法，需要設(shè)計(jì)成并聯(lián)電路，電流表在干路，兩個(gè)開關(guān)，一總一分，這樣可以通過通斷開關(guān)實(shí)現(xiàn)兩次電流值的測量。 【答案】(1)如圖專2.2-9所示。 (2) 圖專2.2-9 【例5】 (xx豐臺二模)小明想利用一塊電流表和阻值已知的電阻測量電阻的阻值。小明選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、電流表A，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖專2.2-10所示。 圖專2.2-10 (1)只增加一根導(dǎo)線，請你幫助小明完成圖專2.2-10中所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接。 (2)只閉合開關(guān)，電流表A的示數(shù)用表示，開關(guān)、都閉合時(shí)，電流表A的示數(shù)用表示，請用、和表示。 ＝________。 【思路分析】通過觀察，本題屬于單安法，只增加一根導(dǎo)線，可以設(shè)計(jì)成串聯(lián)電路，利用開關(guān)實(shí)現(xiàn)局部短路使電流表測不同電路狀態(tài)下的兩次電流值，然后根據(jù)電源電壓相等來求解。 【答案】(1)如圖專2.2-11所示。(2) 圖專2.2-11 【例6】 用如圖專2.2-12甲所示的電路測量的阻值，圖中R為電阻箱，為滑動變阻器，電源兩端的電壓不變。 甲 乙 圖專2.2-12 實(shí)驗(yàn)步驟 (1)根據(jù)電路圖連接電路，電阻箱阻值調(diào)到最大； (2)斷開開關(guān)，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)到合適位置，讀出電流表的示數(shù)為I； (3)斷開開關(guān)，閉合開關(guān)，________。 (4)讀出電阻箱的示數(shù)R，就是未知電阻的阻值。電阻箱調(diào)節(jié)好后的示數(shù)如圖專2.2-12乙所示，可知待測電阻的阻值＝________Ω。 【思路分析】本題屬于等效替代法，這種方法就是通過已知電阻替代未知電阻，調(diào)節(jié)到合適位置，讀出電流表的示數(shù)為I，接著，一定要保持阻值不變，調(diào)節(jié)R，使電流表的示數(shù)仍為I，才能等效替代。此題中滑動變阻器可以起到保護(hù)電路、方便調(diào)節(jié)電流表讀數(shù)的作用。 【答案】(3)保持阻值不變，調(diào)節(jié)R，使電流表的示數(shù)仍為I (4)36 【例7】 用如圖專2.2-13所示的電路測量未知電阻的實(shí)驗(yàn)中，其中是待測電阻，R是滑動變阻器，是電阻箱(電阻箱的最大阻值大于 )，請根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖完成下面實(shí)驗(yàn)步驟： (1)按圖連電路，并將電阻箱和滑動變阻器的阻值調(diào)至最大； (2)閉合開關(guān)和，調(diào)節(jié)滑片P，使電壓表指針指在適當(dāng)位置，記錄此時(shí)電壓表的示數(shù)U； 圖專2.2-13 (3)閉合開關(guān)和________，斷開，保持________的電阻不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表示數(shù)為________，則此時(shí)電阻箱的阻值________(選填“大于”“小于”或“等于”)待測電阻的阻值。 【思路分析】與例6相似，區(qū)別是通過觀察電壓表確定是否等效。 【答案】 滑動變阻器R U 等于 同步訓(xùn)練 1.(xx西城一模)小軍利用一塊電壓表和阻值已知的電阻測量電阻的阻值。他選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、已調(diào)零的電壓表，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖專2.2-14所示。小軍設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路要求是：只閉合開關(guān)S和時(shí)，電壓表測量的是電阻兩端的電壓；只閉合開關(guān)S和時(shí)，電壓表測量的是電源兩端的電壓。 圖專2.2-14 (1)請你根據(jù)小軍的設(shè)計(jì)要求只添加兩根導(dǎo)線完成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接。 (2)請你用、和表示，=________。 答案：(1)電路連接如圖專2.2-15所示。 圖專2.2-15 (2) 2.(xx東城一模)小美和小麗做測定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)桌上備有下列器材：額定電壓為3.8 V的小燈泡、電壓未知的電源(兩端電壓不變)、阻值為R的定值電阻、滑動變阻器、電壓表各一個(gè)，三個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干。 (1)小美和小麗設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案測量小燈泡的額定功率，小麗連接了一部分實(shí)驗(yàn)電路(如圖專2.2-16所示)，請你按添加一根導(dǎo)線完成剩余部分實(shí)驗(yàn)電路的連接。 圖專2.2-16 (2)請寫出本實(shí)驗(yàn)主要測量步驟及所測物理量： ①如圖所示連接電路，閉合開關(guān)、，斷開，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為=________V； ②保持滑片P位置不變，斷開，閉合開關(guān)、________，記錄電壓表的示數(shù)。 (3)本實(shí)驗(yàn)中計(jì)算小燈泡額定功率的表達(dá)式＝________。(用R、、表示) 答案：(1)如圖專2.2-17所示。(2)①3.8 ② (3) 圖專2.2-17 3.(xx朝陽二模)小陽想利用一塊電流表和阻值已知的電阻測量電阻的阻值。小陽選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、電流表，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖專2.2-18所示。 圖專2.2-18 (1)請你添加一根導(dǎo)線幫助小陽完成實(shí)驗(yàn)電路的連接。 (2)當(dāng)開關(guān)閉合、斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為，當(dāng)開關(guān)、都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為，請用、和表示，＝________。 答案：(1)如圖專2.2-19所示。(2) 圖專2.2-19 4.小明想利用一塊電流表和阻值已知的電阻測量電阻的阻值。他選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、電流表，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖專2.2-20所示。請你把電路和實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整，并寫出電阻的表達(dá)式。 圖專2.2-20 (1)閉合開關(guān)，斷開，讀出電流表的示數(shù)為； (2)________，讀出電流表的示數(shù)為；請用測量量、和已知量表示，=________。 答案：如圖專2.2-21甲所示(或如圖乙所示)。(2)閉合開關(guān)、 甲 乙 圖專2.2-21 5.小童利用電壓表和電阻箱，測定額定電壓為2.5 V的小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的額定電功率。他選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)器材，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖專2.2-22所示。 圖專2.2-22 (1)請只添加兩條導(dǎo)線完成圖專2.2-22所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接。 (2)請把小童的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整： ①斷開開關(guān)，閉合開關(guān)、，移動滑動變阻器的滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5 V； ②斷開開關(guān)，閉合開關(guān)、，________，調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的阻值，使電壓表的示數(shù)仍然為2.5 V，讀出并記錄電阻箱阻值。 (3)小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電功率=________。 答案：(1)如圖專2.2-23所示 (2)保持滑動變阻器阻值不變 (3) 圖專2.2-23 專題3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 方法指導(dǎo) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路和方法：初中學(xué)段需要掌握的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法主要是“控制變量法”。 1.什么是控制變量法 科學(xué)探究的類型，按能否控制變量可分為：可以控制變量的實(shí)驗(yàn)探究，不能控制變量的實(shí)驗(yàn)探究。 可以控制變量的實(shí)驗(yàn)探究的基本程序是：控制變量，觀察因變量怎樣隨自變量的改變而改變。 什么是自變量、因變量、控制變量呢？自變量(原因變量)：實(shí)驗(yàn)中有目的地改變的變量。 因變量(結(jié)果變量、函數(shù))：隨自變量的改變而變化的變量。 控制變量： 除自變量外還有其他變量影響因變量，為了研究因變量如何隨自變量的改變而變化，自變量改變時(shí)需要控制其他變量不變或不影響因變量，這些需要控制的變量叫控制變量。 2.如何操作各種變量，重點(diǎn)要思考以下四個(gè)問題： A.自變量是怎樣改變的； B.自變量是怎樣測量的； C.因變量是怎樣測量的； D.控制變量是怎樣控制的。 結(jié)構(gòu)圖如下 3.確定實(shí)驗(yàn)所需的材料和設(shè)備，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟， 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄表 關(guān)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格的設(shè)計(jì)： 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表由表頭和空格組成。表頭中的物理量一般包括自變量和因變量，有時(shí)自變量或因變量不能直接測量，此時(shí)表頭中的物理量還要包括為求自變量或因變量而需要測量的中間變量。表頭中的每個(gè)物理量后都要標(biāo)注國際單位，格式為：物理量(符號)/單位符號。表格中物理量排列的先后順序?yàn)椋鹤宰兞康闹虚g變量，自變量，因變量的中間變量，因變量?？崭竦膫€(gè)數(shù)取決于自變量的取值個(gè)數(shù)。 4.根據(jù)題目要求選擇實(shí)驗(yàn)的次數(shù) 一般來說，要探究“因變量與自變量有關(guān)”，需要至少兩次實(shí)驗(yàn)；要探究自變量變化，因變量是否也隨之變化，在語言描述上是“……越……，……越……”的關(guān)系，需要至少三次實(shí)驗(yàn)；若要探究因變量與自變量具體的定量關(guān)系，需要至少六次實(shí)驗(yàn)。從統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)來看，實(shí)驗(yàn)的次數(shù)越多，實(shí)驗(yàn)結(jié)論越具有說服力。 典例點(diǎn)撥 【例1】 (xx石景山二模)影響水蒸發(fā)快慢的因素有：①水的溫度；②水的表面積；③水上方空氣流動速度。利用裝有水的燒杯、滴管、兩塊小玻璃片，請選用一個(gè)常見的物品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：水蒸發(fā)的快慢與上方空氣流動速度有關(guān)，寫出實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 【思路分析】本題是一道基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，利用身邊物品做實(shí)驗(yàn)。本題中，三個(gè)變量非常直觀，“水上方空氣流動速度”是自變量，“水蒸發(fā)的快慢”是因變量，“水的溫度、水的表面積”是控制變量，改變空氣流速，觀察哪部分水先蒸發(fā)完。 【自主解答】實(shí)驗(yàn)步驟：用滴管在兩個(gè)玻璃片上分別滴上等量的水，并使每塊玻璃片上的水?dāng)傞_的面積一樣，用扇子對一個(gè)玻璃片上的水滴扇風(fēng)。 結(jié)論：發(fā)現(xiàn)被扇風(fēng)的玻璃片上的水蒸發(fā)得快，得出結(jié)論。 【例2】 (xx豐臺二模)有兩個(gè)容積相同的保溫杯，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較哪個(gè)杯的保溫效果好。 (1)需要的實(shí)驗(yàn)器材：________。 (2)寫出實(shí)驗(yàn)步驟和判斷哪個(gè)杯保溫效果好的根據(jù)。 【思路分析】本題的開放程度較大，首先要將“保溫杯的保溫效果”轉(zhuǎn)化為一個(gè)可觀測的物理量：即保溫杯里水的末溫，應(yīng)該控制的變量是“質(zhì)量和初溫相同的水、相同的環(huán)境條件、放置相同的時(shí)間”，需要測量的是保溫杯里水的末溫。 【自主解答】(1)溫度計(jì)，秒表，熱水 (2)實(shí)驗(yàn)步驟： ①在保溫杯中裝滿相同溫度的熱水，并把兩個(gè)保溫杯放在同一個(gè)室內(nèi)； ②經(jīng)過相同時(shí)間后，同時(shí)用兩支溫度計(jì)測量兩個(gè)保溫杯中水的溫度； ③所裝水的溫度較高的保溫杯保溫效果較好。 根據(jù)：向相同容積的保溫杯中加滿相同溫度的水，水的質(zhì)量相同，初溫相同，根據(jù)Q=cmΔt可知：在質(zhì)量、初溫和比熱容都相同的情況下，經(jīng)過相同的時(shí)間，末溫越高的保溫杯向外散失的熱量越少，所以末溫越高的保溫杯的保溫效果越好。 【例3】 (xx東城一模)當(dāng)前我國的標(biāo)準(zhǔn)化考試中，計(jì)算機(jī)只能識讀2B鉛筆筆跡，筆跡過濃或過淡都會造成計(jì)算機(jī)識讀的失敗或錯(cuò)誤。鉛筆芯是由石墨和黏土按一定比例混合制成的，不同類型的鉛筆的筆芯軟硬程度不同，其中6H的鉛筆芯最硬，6B的鉛筆芯最軟，HB的鉛筆芯軟硬居中。實(shí)驗(yàn)室可以提供多種類型的鉛筆芯、電流表、一節(jié)干電池、導(dǎo)線和開關(guān)。請利用這些實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)“鉛筆芯的電阻與其軟硬度是否有關(guān)？”的實(shí)驗(yàn)。畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，寫出實(shí)驗(yàn)步驟，畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。 【思路分析】“鉛筆芯的軟硬程度”是自變量，“鉛筆芯的電阻”是因變量，“電源電壓”是控制變量，雖然電壓不影響電阻，但影響電流表的示數(shù)，本題是通過電流表的示數(shù)來判斷電阻大小的。所以，在電壓不變的情況下，改變鉛筆芯的軟硬程度，通過觀察電流表判斷鉛筆芯的電阻。 【自主解答】 (1)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖專2.3-1所示。 圖專2.3-1 (2)選取長度和橫截面積都相同的兩種類型的鉛筆芯(例如： 2B和2H)各一個(gè)。 (3)先將2B鉛筆芯接入電路中，檢查電路連接正確后，根據(jù)試觸時(shí)電流表指針偏轉(zhuǎn)情況選取合適的量程，閉合開關(guān)S，在表格中記錄電流表的示數(shù)。(4)斷開開關(guān)S，取下2B鉛筆芯，換上2H鉛筆芯，仿照步驟(3)重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 (5)根據(jù)兩次實(shí)驗(yàn)中電流表的大小判斷鉛筆芯電阻大小，并記錄在表格中。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表如下所示： 鉛筆芯軟硬度 2B 2H 電流表示數(shù)I/A 鉛筆芯電阻 【例4】 (xx北京中考)實(shí)驗(yàn)桌上有三個(gè)完全相同的燒瓶，燒瓶內(nèi)裝有質(zhì)量相等的煤油、型號相同的溫度計(jì)和阻值相等且不變的電阻絲R，如圖專2.3-2所示。另外，還有滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、滑動變阻器和開關(guān)各一個(gè)，電流表和停表各一塊，導(dǎo)線若干。請利用上述實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：“保持電阻阻值不變，在相同時(shí)間內(nèi)通過電阻的電流越大，電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多”。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中可用煤油升高的溫度Δt的大小表示電流通過電阻絲R產(chǎn)生熱量的多少。請畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，寫出實(shí)驗(yàn)步驟，畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。 圖專2.3-2 【思路分析】本題中“電阻阻值”“通電時(shí)間”是控制變量，“電流”是自變量，“電熱”是因變量。需要用滑動變阻器改變通過電阻的電流，將電熱轉(zhuǎn)化為“溫度計(jì)示數(shù)的變化量”來描述。 【自主解答】實(shí)驗(yàn)電路圖如圖專2.3-3所示。 圖專2.3-3 實(shí)驗(yàn)步驟： (1)按電路圖將裝置甲、滑動變阻器、電流表等串聯(lián)接入電路中，將滑動變阻器的滑片調(diào)到阻值最大的位置，觀察并記錄裝置甲中溫度計(jì)的示數(shù)。 (2)閉合開關(guān)S的同時(shí)按下停表開始計(jì)時(shí)，觀察并記錄電流表的示數(shù)I，通電3 min，停止計(jì)時(shí)的同時(shí)觀察并記錄溫度計(jì)的示數(shù)t，斷開開關(guān)S。 (3)用裝置乙替換電路中的裝置甲，改變滑動變阻器滑片的位置，觀察并記錄裝置乙中溫度計(jì)的示數(shù)。仿照步驟(2)，做一次實(shí)驗(yàn)。 (4)用裝置丙替換電路中的裝置乙，再次改變滑動變阻器滑片的位置，觀察并記錄裝置丙中溫度計(jì)的示數(shù)。仿照步驟(2)，再做一次實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表： 實(shí)驗(yàn)序號 1 2 3 I/A /℃ t/℃ Δt/℃ 【例5】 (xx石景山二模)實(shí)驗(yàn)桌上有滿足實(shí)驗(yàn)需要的如下器材：彈簧測力計(jì)、體積不同的鋁塊若干、細(xì)線、大燒杯、量筒、水。小英利用上述器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：浸在水中的物體所受的浮力大小跟物體排開水的體積成正比。請你完成下列部分實(shí)驗(yàn)步驟： (1)用細(xì)線將一個(gè)鋁塊系掛在調(diào)節(jié)好的彈簧測力計(jì)下端，測出________并記在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中。 (2)在量筒中注入適量的水，讀出________，將系掛在彈簧測力計(jì)下端的鋁塊浸沒在量筒內(nèi)的水中，此時(shí)量筒中水面對應(yīng)的刻度值用表示，并讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為，將、、的數(shù)據(jù)記在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中。 (3)用細(xì)線將另一鋁塊系掛在調(diào)節(jié)好的彈簧測力計(jì)下，測出重力為，并記在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中；將鋁塊浸沒在量筒內(nèi)的水中，此時(shí)量筒中水面對應(yīng)的刻度值用表示，并讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為，將、的數(shù)據(jù)記在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中。 (4)仿照步驟(3)再做4次實(shí)驗(yàn)，依次讀出~ ，~ ，~ ，并將數(shù)據(jù)記在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中。 (5)根據(jù)＝________，＝________分別計(jì)算出6次的和的數(shù)據(jù)，并分別記在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中。 (6)畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表： 【思路分析】本題是比較簡單的定量實(shí)驗(yàn)探究題，三個(gè)變量容易識別，“液體密度”是控制變量，“排開液體的體積”是自變量，“浮力”是因變量，選擇體積不同的鋁塊浸沒水中改變排開液體的體積，用測力計(jì)法測量浮力，需要至少測量六組，題目形式采取填空的方式，引導(dǎo)規(guī)范表達(dá)。 【答案】實(shí)驗(yàn)步驟： (1)其重力 (2)此時(shí)水的體積， -F (6)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 實(shí)驗(yàn)序號 1 G/N F/N /N 【例6】 (xx北京中考)在串聯(lián)電路中，流入第一個(gè)燈泡的電流用表示，流出第二個(gè)燈泡的電流用表示。請自選實(shí)驗(yàn)器材證明：在串聯(lián)電路中，等于。 (1)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖； (2)寫出實(shí)驗(yàn)步驟； (3)畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。 【思路分析】本題電路連接方式已知，要注意電流表的位置，一個(gè)測流入第一個(gè)燈泡的電流，一個(gè)測流出第二個(gè)燈泡的電流。自變量是，因變量是，可以通過串聯(lián)滑動變阻器、改變電源電壓、更換燈泡等方式改變，至少六組。 【自主解答】 (1)電路圖如圖專2.3-4所示 圖專2.3-4 (2)實(shí)驗(yàn)步驟： ①按照電路圖連接電路。 ②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P到適當(dāng)位置，觀察電流表、的示數(shù)，分別用和表示，并將和的數(shù)據(jù)記錄在表格中。 ③改變滑動變阻器滑片P的位置，讀出電流表、的示數(shù)和，并記錄在表格中。 ④仿照步驟③，再改變四次滑動變阻器滑片P的位置，并將對應(yīng)的電流表、的示數(shù)和記在表格中。 (3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表： 實(shí)驗(yàn)序號 1 2 3 4 5 6 /A /A 【例7】 (xx朝陽一模)實(shí)驗(yàn)臺上有如下實(shí)驗(yàn)器材：一個(gè)帶支架且有刻度的杠桿如圖專2.3-5所示，一個(gè)量程為0～5 N的彈簧測力計(jì)、十個(gè)質(zhì)量均為100 g的鉤碼和兩段細(xì)繩。請利用上述實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明“當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，如果阻力和阻力臂保持不變，則動力與動力臂成反比”。 圖專2.3-5 (1)本實(shí)驗(yàn)需要控制的不變量是________； (2)本實(shí)驗(yàn)中的自變量是________，改變自變量的方法是________； (3)畫出記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。 【自主解答】(1)阻力和阻力臂 (2)動力臂改變動力作用線到支點(diǎn)的距離 實(shí)驗(yàn)序號 1 2 3 4 5 6 L/m F/N 【例8】 (xx順義二模)小明發(fā)現(xiàn)，在一個(gè)盛水的容器中放入一個(gè)木塊，木塊會受到浮力，放入木塊后容器底部受到的水的壓力也增大了，他想探究物體受到的浮力大小與容器底部增加的液體壓力的關(guān)系。為此他選擇了如下器材：符合實(shí)驗(yàn)要求的彈簧測力計(jì)一個(gè)、底面積已知的大燒杯一個(gè)(盛有適量的水)、完全相同的鉤碼6個(gè)、刻度尺一個(gè)、記號筆一支、鐵架臺一個(gè)。 (1)小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟： ①將彈簧測力計(jì)掛在鐵架臺上，測出一個(gè)鉤碼的重力為G，并記錄在表格中； ②______________________________ ； ③彈簧測力計(jì)下掛一個(gè)鉤碼，將鉤碼沒入大燒杯里的水中，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F，并記錄在表格中； ④______________________________ ； ⑤彈簧測力計(jì)下掛不同數(shù)量的鉤碼，仿照步驟③、④再測五組數(shù)據(jù)，并記錄在表格中； ⑥根據(jù)公式________分別計(jì)算出六次實(shí)驗(yàn)鉤碼所受到的浮力和容器底部所增加的液體壓力，并記錄在表格中。 (2)畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。 【思路分析】本題是定量探究題，“容器底部增加的液體壓力”是自變量，考慮如何改變，如何測量，可以通過改變浸入水中鉤碼的個(gè)數(shù)來改變液體的深度，從而改變液體對容器底的壓力，求出增加的壓力；“物體受到的浮力大小”是因變量，用測力計(jì)法測量即可。 【自主解答】(1)②用記號筆在燒杯上標(biāo)記水面位置④再次用記號筆在燒杯上標(biāo)記水面位置，用刻度尺測出此時(shí)的水面變化h，并記錄在表格中⑥=G-F和 (2) 實(shí)驗(yàn)序號 1 2 3 4 5 6 G/N F/N h/m /N /N 【例9】 (xx豐臺一模)學(xué)習(xí)了彈力知識后，小萱發(fā)現(xiàn)：對彈簧施加拉力，當(dāng)拉力越大時(shí)，彈簧的伸長量就越大。于是小萱提出猜想：彈簧的伸長量跟所受拉力成正比。實(shí)驗(yàn)桌上已經(jīng)備有如下器材：一個(gè)滿足實(shí)驗(yàn)要求的彈簧，一個(gè)鐵架臺，一個(gè)刻度尺，六個(gè)質(zhì)量均為50 g的鉤碼。請你利用上述實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究：“在彈性范圍內(nèi)，彈簧的伸長量(ΔL)跟所受拉力(F)是否成正比”。請寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟(可畫示意圖輔助說明)。 【思路分析】“彈簧所受拉力(F)”是自變量，可以通過掛不同個(gè)數(shù)的鉤碼來改變，“彈簧的伸長量(ΔL)”是因變量，可以通過刻度尺測量原長和伸長后的長度，最后計(jì)算出伸長量。 【自主解答】實(shí)驗(yàn)步驟： (1)將彈簧懸掛在鐵架臺的支架上，用刻度尺測量彈簧的長度，將數(shù)據(jù)記錄在表格中。 (2)將一個(gè)鉤碼掛在彈簧下面的掛鉤上，用刻度尺測量彈簧此時(shí)的長度L，將鉤碼的質(zhì)量m和彈簧的長度L記錄在表格中。 (3)仿照步驟(2)，依次在彈簧下面掛2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)鉤碼，每次用刻度尺測量彈簧的長度L，并將每次鉤碼的總質(zhì)量m和相應(yīng)的彈簧長度L記錄在表格中。 (4)利用公式F＝G＝mg，分別計(jì)算出6次彈簧所受拉力F，分別記錄在表格中。 利用公式ΔL＝，分別計(jì)算出6次彈簧的伸長量ΔL，分別記錄在表格中。 【例10】 (xx石景山二模)實(shí)驗(yàn)桌上有以下實(shí)驗(yàn)器材：6個(gè)形狀相同、但質(zhì)量和表面粗糙程度都不同的長方體(兩端有掛鉤)，彈簧測力計(jì)，固定在水平桌面上的長木板(一端裝有定滑輪)，細(xì)線。請使用上述器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：接觸面的粗糙程度相同時(shí)，滑動摩擦力的大小與接觸面受到的壓力大小成正比。要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟，并設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)表格。 【思路分析】本題要注意控制“接觸面的粗糙程度”相同，與長木板接觸的長方體木塊不能變化，改變放在其上面的木塊，測量兩個(gè)木塊總的重力，才是自變量“壓力”。 【自主解答】實(shí)驗(yàn)步驟 (1)用已調(diào)節(jié)好的彈簧測力計(jì)測出1個(gè)長方體(記為長方體A)受到的重力G，將其記錄到表格中。 (2)將長方體A放在長木板上，用細(xì)線將長方體A經(jīng)過定滑輪與彈簧測力計(jì)相連，彈簧測力計(jì)豎直向上勻速拉動，長方體A沿水平方向勻速運(yùn)動，將彈簧測力計(jì)的示數(shù)F記錄到表格中。 (3)用彈簧測力計(jì)測出A和另一個(gè)長方體受到的總重力G，將其記錄到表格中。 (4)保持長方體A與長木板的接觸面不變，將另一長方體放在長方體A上，用彈簧測力計(jì)繼續(xù)豎直勻速拉動，使長方體A沿水平方向勻速運(yùn)動，并保持兩個(gè)長方體相對靜止，將彈簧測力計(jì)的示數(shù)F記錄到表格中。 (5)分別將不同質(zhì)量的長方體放在長方體A上，仿照步驟(3)(4)再做4次實(shí)驗(yàn)，將各次測得的長方體A和放在A上的長方體受到的總重力G以及勻速拉動長方體A時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F分別記錄到表格中。 (6)根據(jù)接觸面受到的壓力N=G、摩擦力f=F，分別計(jì)算出每次接觸面受到的壓力N和摩擦力f，并記錄到表格中。 實(shí)驗(yàn)序號 1 2 3 4 5 6 G/N F/N N/N f/N 同步訓(xùn)練 1.在認(rèn)識汽化現(xiàn)象時(shí)，老師在小試管內(nèi)滴入幾滴兒酒精，在試管口緊套一個(gè)氣球，如圖專2.3-6甲所示；將其壓入熱水中，發(fā)現(xiàn)氣球很快鼓了起來，如圖乙所示。將其取出并放在陰涼處或涼水中，發(fā)現(xiàn)氣球又慢慢地癟了。 對于此現(xiàn)象，大部分同學(xué)認(rèn)同：壓在熱水中，氣球鼓了起來，是因?yàn)橐簯B(tài)酒精汽化為氣態(tài)的酒精；將其取出并放在陰涼處或涼水中，氣球又癟了，是因?yàn)闅鈶B(tài)的酒精又液化成了液態(tài)的酒精。但是，小東認(rèn)為“氣球鼓了起來”也可能只是因?yàn)榭諝獾臒崦浝淇s。請你利用上述器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明酒精的汽化是氣球鼓起來的主要原因。請你簡述實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 甲 乙 圖專2.3-6 答案：(1)小試管中不放酒精，壓癟氣球并將其套在小試管口，壓入熱水中，觀察氣球的膨脹程度； (2)小試管中放幾滴酒精，壓癟氣球并將其套在小試管口，放入熱水中，靜置相同時(shí)間，觀察氣球的膨脹程度。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是第二次氣球膨脹程度明顯大，說明酒精的汽化是氣球鼓起來的主要原因。 2.(xx懷柔二模)請你利用已調(diào)零的彈簧測力計(jì)、兩個(gè)分別裝有適量鹽水和酒精的燒杯、細(xì)線和小石塊，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：浮力的大小與液體的密度有關(guān)。請你寫出實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 答案：(1)用彈簧測力計(jì)測出小石塊的重力G，將G記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格中； (2)將掛在彈簧測力計(jì)下的小石塊浸沒在裝有適量鹽水的燒杯中，讀出彈簧測力計(jì)對小石塊的拉力，將記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格中； (3)將掛在彈簧測力計(jì)下的小石塊浸沒在裝有適量酒精的燒杯中，讀出彈簧測力計(jì)對小石塊的拉力，將記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格中； (4)發(fā)現(xiàn)，所以浮力的大小與液體的密度有關(guān)。 3.(xx豐臺一模)人們把冰箱、洗衣機(jī)等這一類家電叫“白色家電”，這是因?yàn)檫@類家電表面一般都是淺顏色的。小明卻發(fā)現(xiàn)家里的冰箱外表面是白色的，但冰箱后面卻有一大片黑色的細(xì)管，為什么冰箱后面的細(xì)管是黑色的呢？爸爸告訴他：冰箱白色的外表面是為了減少對外界輻射熱的吸收，后面黑色的細(xì)管(冷凝器)是有利于將內(nèi)部的熱量以熱輻射的形式散發(fā)出去。小明猜想：物體吸熱、放熱的本領(lǐng)可能與物體顏色的深淺有關(guān)。 圖專2.3-7 小明找來兩個(gè)可密封的相同燒瓶、兩支完全相同溫度計(jì)、一臺家用電暖器等器材，將燒瓶外表面分別涂成黑、白兩種顏色(如圖專2.3-7所示)，將溫度計(jì)插入密封燒瓶的瓶內(nèi)。 (1)請你幫小明設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)表格； (2)在現(xiàn)有器材的基礎(chǔ)上，你可以增加一種器材進(jìn)一步探究：物體放熱本領(lǐng)與顏色深淺的關(guān)系，簡述你的實(shí)驗(yàn)過程。 答案：(1)實(shí)驗(yàn)步驟 ①記錄2個(gè)密閉瓶口溫度計(jì)的示數(shù)到數(shù)據(jù)表格中； ②將2個(gè)密閉燒瓶等距離放到正常工作的電暖器旁邊，5分鐘(其他時(shí)間也可，但不要太長)后記錄2支溫度計(jì)的示數(shù)到數(shù)據(jù)表格中； ③利用Δt= - 計(jì)算2個(gè)燒瓶的溫度變化量。 數(shù)據(jù)表格 燒瓶顏色 /℃ /℃ Δt/℃ (2)將燒瓶中裝滿等溫度的熱水，置于同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，冷卻30分鐘(其他時(shí)間也可，但不要太長)，記錄燒瓶口的溫度計(jì)的示數(shù)，比較它們的溫度變化情況。 4.(xx石景山一模)實(shí)驗(yàn)桌上有如下實(shí)驗(yàn)器材：滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、阻值已知的定值電阻各一個(gè)，電阻箱(符號)一個(gè)，已調(diào)零的電流表兩塊，開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。請選用上述實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明“兩個(gè)電阻與并聯(lián)時(shí)，保持電阻不變，干路電流I與支路電流的關(guān)系為：+b(b為常量)”。請畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，寫出實(shí)驗(yàn)步驟，畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。 答案：電路圖如圖專2.3-8所示。 圖專2.3-8 實(shí)驗(yàn)步驟： (1)按電路圖將已調(diào)好的各電路元件連入電路。 (2)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，用電流表測量通過干路的電流I，用電流表測量通過電阻箱的電流,并記錄I和。 (3)仿照步驟(2)，分別改變5次電阻箱的阻值，用電流表測量通過干路的電流I，用電流表測量通過電阻箱的電流，并分別將測量數(shù)據(jù)記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表： 實(shí)驗(yàn)序號 1 2 3 4 5 6 /A I/A 5.(xx朝陽二模)實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材：符合實(shí)驗(yàn)要求的電源一個(gè)、已調(diào)好的電流表和電壓表各一只、開關(guān)一個(gè)、各種阻值已知的定值電阻和導(dǎo)線若干。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：“在串聯(lián)電路中，電阻消耗的電功率與該電阻的阻值成正比”。 (1)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。 (2)寫出實(shí)驗(yàn)步驟并畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。 答案：(1)電路圖如圖專2.3-9所示。 圖專2.3-9 (2)實(shí)驗(yàn)步驟： ①按照電路圖連接電路，將六個(gè)電阻的阻值R記錄在表格中。 ②閉合開關(guān)，讀出電流表示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U，記錄在表格中。 ③斷開開關(guān)，將電壓表并聯(lián)在兩端，閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U，記錄在表格中。 ④仿照步驟③，再做四組實(shí)驗(yàn)。 ⑤根據(jù)公式P＝UI計(jì)算出各電阻的功率值并記錄在表格中。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格 實(shí)驗(yàn)序號 1 2 3 4 5 6 R/Ω I/A U/V P/W 6.物理課上老師講到導(dǎo)體電阻的大小與橫截面積有關(guān)，小鄒同學(xué)想導(dǎo)體的電阻大小與橫截面積究竟有什么關(guān)系呢？小鄒用自己家8弦古箏(古箏弦為鐵鉻鋁合金絲，長都為1 m，古箏弦的橫截面積近似圓形，直徑分別為0.25 mm、0.30 mm、0.40 mm、0.45 mm、0.50 mm、0.55 mm、0.70 mm、0.90 mm)自制了一個(gè)實(shí)驗(yàn)板，在實(shí)驗(yàn)板兩端分別有接線柱與合金絲導(dǎo)通。物理實(shí)驗(yàn)室還為小鄒提供了：符合實(shí)驗(yàn)要求的電源、導(dǎo)線、開關(guān)、電流表、電壓表。請你選用上述器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明“當(dāng)導(dǎo)體的材料、長度和溫度一定時(shí)，導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體橫截面積成反比”。 請你：(1)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；(2)寫出實(shí)驗(yàn)步驟；(3)畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格。 答案： (1)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖專2.3-10所示。 圖專2.3-10 (2)實(shí)驗(yàn)步驟： ①按電路圖把古箏的一根琴弦當(dāng)作電阻R連入電路； ②閉合開關(guān)，滑動滑動變阻器的滑片到合適位置，記錄電壓表、電流表的示數(shù)和琴弦直徑到數(shù)據(jù)表格； ③換根琴弦接入電路，滑動滑片到合適位置，記錄電壓表、電流表的示數(shù)和琴弦直徑到數(shù)據(jù)表格； ④仿照步驟③重復(fù)4次； ⑤利用S=π計(jì)算6根不同琴弦的橫截面積S，利用R=計(jì)算6根不同琴弦的電阻值。 (3)數(shù)據(jù)表格 實(shí)驗(yàn)序號 1 2 3 4 5 6 U/V I/A D/m R/Ω 7. (xx通州一模)實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材：符合實(shí)驗(yàn)要求的電源，滑動變阻器、電流表各一個(gè)，裝有適量煤油的保溫容器一個(gè)(容器內(nèi)部封裝有電阻不變的加熱電阻絲 )，通過導(dǎo)線與接線柱相連，容器蓋上安裝有溫度計(jì)(如圖專2.3-11所示)，開關(guān)一個(gè)，秒表一個(gè)，導(dǎo)線若干。使用上述器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：“在煤油沸騰之前，當(dāng)煤油的質(zhì)量和加熱電阻絲的電阻一定時(shí)，在相同時(shí)間內(nèi)，煤油升高的溫度Δt與通過加熱電阻絲電流的二次方成正比”。 圖專2.3-11 (1)在虛框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(在電路圖中，整個(gè)保溫容器只需畫出其中的加熱電阻絲，用電阻符號代替)。 (2)寫出實(shí)驗(yàn)步驟。 (3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。 答案：(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖專2.3-12所示。 圖專2.3-12 (2)實(shí)驗(yàn)步驟： ①將電流表調(diào)零，按圖連接電路，移動滑動變阻器滑片使變阻器接入電路的阻值最大。 ②閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)I。用溫度計(jì)測量容器內(nèi)煤油溫度，同時(shí)用秒表開始計(jì)時(shí)；經(jīng)過1 min停止計(jì)時(shí)，同時(shí)讀出溫度計(jì)的示數(shù)t。斷開開關(guān)，將I、和t的值分別記錄到表格中。 ③改變滑片的位置，閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)I。用溫度計(jì)測量容器內(nèi)煤油溫度，同時(shí)用秒表開始計(jì)時(shí)；經(jīng)過1 min停止計(jì)時(shí)，同時(shí)讀出溫度計(jì)的示數(shù)t。斷開開關(guān)，將I、和t的值分別記錄到表格中。 ④仿照步驟③再進(jìn)行四次實(shí)驗(yàn)。 ⑤計(jì)算電流的二次方，用計(jì)算煤油升高的溫度，將