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【中考精粹】2022中考物理二轮学案
7.6 实验设计专题
1.通过学习物理知识，提高分析问题与解决问题的能力，逐步养成自学能力，学习物理学家在科学探索中的研究方法，并能在解决问题中尝试应用科学研究方法。
2. 有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识，乐于探究日常用品或新产品中的物理学原理，乐于参与观察、实验、制作、调查等科学实践活动。
3. 设计实验与制订计划
▲明确探究目的和已有条件；
▲尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的意识；
▲经历设计实验与制订计划的过程，尝试选择科学探究方法及所需要的器材、设计探究步骤；
▲了解设计实验与制订计划在科学探究中的意义。
类型一、
1.（2021 黄冈）某超市入口有两个通道，当人走近任何一个通道时，开关自动闭合，在电动机带动下，只有该通道门打开。以下电路符合要求的是（　　）
【分析】根据题意分析电路的连接方式和开关的作用，选出正确的电路图。
【解析】超市入口有两个通道，当人走近任何一个通道时，开关自动闭合，在电动机带动下，只有该通道门打开，这说明两个通道各有一个开关控制，互不影响，是并联的，且每个电动机都有各自的控制开关，故A正确，BCD错误。
【答案】A。
类型二、
2.（2021 北京）小丽在中国科技馆“会发电的衣服”的展台区，进行了如下探究实验：用脚踩动踏步机踏板，带动发电纤维抖动，LED灯被点亮；增大踩动踏板的速度，发现被点亮的LED灯的数目增多。请你根据小丽的实验步骤及现象。写出她所探究的问题： 。
【分析】科学探究的过程：提出问题→建立猜想和假设→设计实验→获取分析证据→得出结论→评价与交流。
【解析】观察到的现象：用脚踩动踏步机踏板，带动发电纤维抖动，LED灯被点亮；获取分析证据：增大踩动踏板的速度，发现被点亮的LED灯的数目增多；建立猜想和假设：LED 灯点亮的数目可能和踩动踏板的速度有关。提出探究问题：LED 灯点亮的数目和踩动踏板的速度有关吗？
【答案】LED 灯点亮的数目和踩动踏板的速度有关吗？
类型三、
3.（2021 安顺）空气对运动物体有阻碍作用，这就是我们常说的空气阻力（f）。空气阻力的大小与哪些因素有关呢？根据生活经验发现：无风的环境中，人散步时几乎感受不到空气阻力，快跑时就明显感受到空气阻力。由此猜想：空气阻力的大小可能与物体运动的速度有关。为了验证这一猜想，准备了如下器材：充气的气球、无弹性细线、钩码、弹簧测力计、刻度尺、铁架台、带连拍照相功能的手机（该手机每隔相同时间对物体拍摄一次）。如图甲所示以气球为研究对象，在气球下方用细线悬挂钩码，保持钩码底部与刻度尺的某一刻度线相平，释放气球并用手机记录钩码竖直下落过程的位置。（气球和钩码的运动情况相同，可将两者视为一个整体）
请回答下列问题：
（1）将刻度尺固定在水平放置的铁架台上时，如何检验刻度尺是否竖直？写出你的办法： ；
（2）用不同质量的钩码进行实验，选取相同时间间隔的多张照片组合对比：第一次记录钩码位置如图乙所示，可判断钩码从位置 （填序号）开始匀速下落；增加钩码质量继续实验，再次记录钩码位置如图丙所示。对比乙、丙两图可知：在图 中，气球匀速下落的速度较大；
（3）若不考虑气球所受的浮力，气球和钩码匀速下落时，其重力和空气阻力是一对平衡力，于是用弹簧测力计测量气球和钩码静止时的总重，便可推导阻力大小。由上述实验可得：气球运动的速度越大，受到的空气阻力 ；
（4）以上实验过程均没有考虑气球所受浮力，那么气球受到的浮力对空气阻力大小的推导结果是否产生影响？ 请在答题卡虚线框中分别画出测量它们重力和匀速下落时的受力情况，并结合受力情况写出理由。 （不考虑空气对钩码的作用力）
【分析】（1）重力的方向是竖直向下的；
（2）钩码做匀速直线运动时，相同时间内通过的距离是相同的；根据乙、丙两图中的相同点和不同点，利用控制变量法得出结论；
（3）空气阻力的大小与气球运动的速度有关，速度越大，空气阻力就越大；
（4）浮力的大小对实验的推导结果无影响；对小球受力分析，画出力的示意图。
【解析】
（1）在气球下方用细线悬挂钩码可视为重垂线，因重力的方向竖直向下，用重垂线观察细线与刻度尺是否平行；
（2）根据图乙可知，前三次实验时间间隔通过的距离越来越大，从序号3开始相同的时间间隔内通过的路程保持不变，即可判断钩码从位置3开始匀速下落；对比乙、丙两图可知，在相同时间间隔内，图丙中物体通过的距离较大，根据v=可知，在图丙中气球匀速下落的速度较大；
（3）若不考虑气球所受的浮力，气球和钩码匀速下落时，其重力和空气阻力是一对平衡力，重力大小等于阻力大小。根据题意知，丙图中物体的质量较大，物体的重力较大，丙图中物体受到的阻力较大，而图丙中气球匀速下落的速度较大，由上述实验可得：气球运动的速度越大，受到的空气阻力越大；
（4）实验过程中均没有考虑气球所受浮力，气球受到的浮力对空气阻力大小的推导结果没有影响；用弹簧测力计测量它们（处于静止状态）重力时，物体受到测力计竖直向上的拉力和竖直向上的浮力作用及竖直向下的重力作用，如下图所示：
匀速下落时受到竖直向上的阻力作用和竖直向上的浮力作用及竖直向下的重力作用，如下图所示：
两次实验受到的浮力大小不变，第1个图中物体处于静止状态，受到平衡力的作用：F浮+F拉=G……①
第2个图中，物体做匀速直线运动，物体受到平衡力的作用：F浮+f=G……②
由①②两式可得：f=F拉；
而F拉即为弹簧测力计所测重力的大小，因此气球受到的浮力对空气阻力大小的推导结果不会产生影响。
【答案】（1）用重垂线，观察细线与刻度尺是否平行；（2）3；丙；（3）越大；（4）没有影响；如图；如图；见解析。
1．（2021 天门）某品牌电动车刹车时，电动机必须断电，否则会引发事故。电动车左右两刹车手柄开关分别为S1、S2，行驶中用任意一只手柄刹车时，该手柄上的开关就断开，电动机停止工作。下列电路设计符合要求的是（　　）
A．B．C．D．
2．（2021 济南）抽油烟机是现代家庭的“好帮手”，它内部装有照明灯和电动机。使用时，有时需要照明灯和电动机各自独立工作，有时需要它们同时工作。下列如图所示的电路中，符合上述要求的是（　　）
A．B．C．D．
3．（2021 常州）青岛某住宅楼，夜间，每当地铁从高架桥上驶过，伴随着地铁行驶噪声，大楼除个别破损的灯泡外，左侧的楼道灯和右侧的走廊灯“自动”亮起，如图所示。白天地铁驶过，不会出现这种情况。已知S1为声控开关（有声闭合、无声断开），S2为光控开关（夜间闭合、白天断开），该大楼每层连接楼道灯L1、走廊灯L2的电路为图中的（　　）
A． B．
C．D．
4．（2021 广州）用带指示灯的开关控制阳台的电灯；闭合开关，两灯都亮；断开开关，两灯都灭。使用过程中发现：指示灯因断路不亮，电灯照常发亮。下列连接方式符合上述现象的是（　　）
A． B．
C． D．
5．（2021 益阳）图文店用于裁纸的裁切机原来只有一个相当于开关的按钮，一只手按住按钮裁切机就工作，而操作中闲着的那只手由于不注意往往容易受伤。后来设计员进行巧妙地改进，设计了两个按钮，只有两只手都按住按钮时，裁切机才能工作。之后再也没有出现过受伤情况。下列原理图符合改进要求的是（　　）
A． B．
C． D．
6．（2021 衢州）如图是小科利用实验室常用仪器，设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路，电源电压恒定且未知，R0是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器R最大阻值未知，实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片，其中能够测量出Rx阻值的电路（　　）
A．只有① B．只有② C．只有②③ D．只有②③④
7．（2021 长春）小致设计了一款电动玩具警车。只闭合开关S1，警示灯L发光；只闭合开关S2，电动机工作，玩具警车运动。以下设计符合要求的是（　　）
A．B． C．D．
8．（2021 深圳）教室有CO2通风机，S1是手动开关，S2是自动控制开关。只有手动闭合S1，CO2达到定值时闭合S2电动机才工作，下列图中，哪个电路图是正确的（　　）
A． B．
C．D．
9．（2021 黔东南州）过交通路口时要遵守“红灯停、绿灯行、黄灯也要等一等”的规则，吉祥同学用小灯泡、电池、开关和导线来模拟路口的交通信号灯。要求红、绿、黄灯可独立发光，他设计了如图所示的电路图，其中符合题意的是（　　）
A． B．
C． D．
10．（2021 通辽）小强把台灯的插头插在插座上，插座上有一个开关S1和一个指示灯L1，台灯开关和灯泡分别用S2、L2表示，当只闭合S2时，台灯不发光，当只闭合S1时，指示灯发光，再闭合S2时，台灯发光。下列设计的电路符合要求的是（　　）
A．B． C．D．
11．（2021 临沂）临沂是“中国物流之都”，仓储管理尤为重要。某仓库管理员设计了一个电路，确保无论前后门来人按下开关，电铃都会响起，但代表前后门的灯会分别被点亮。下列四种设计，最佳的是（　　）
A．B． C．D．
12．（2021 苏州）某输液警报器能在药液流完时，通过电铃发声报警。该报警器内部有一可变电阻R，其阻值随管内液体的减少而减小。通过电铃的电流需要达到一定大小时电铃才能发声。下列几个电路中符合报警要求，且当输液管内液体越少，电表的示数也越小的是（　　）
A．B． C．D．
13．（2021 绍兴）学生发明了一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，下列电路符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
14．（2021 常德）“践行低碳环保，倡导绿色出行”，常德市城区共享单车、共享电动车、电动公共汽车为市民的绿色出行提供了方便。电动公共汽车的动力来源于电动机，前后两门（电路开关）中任意一个门没有关闭好，电动公共汽车都无法行驶。图中符合要求的电路是（　　）
A．B． C．D．
15．（2021 广安）有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机M工作，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（　　）
A．B．C．D．
16．（2021 衡阳）常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的，若其中任一方式解锁失败后，锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能，S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能。若用灯泡L发光模拟手机解锁成功，则图中符合要求的模拟电路是（　　）
A．B．
C．D．
17．（2021 宁波）使用电风扇时，有时候因为忘记断开风扇开关S而浪费能源。小宁在父母指导下对风扇电路进行了改装：加装一个红外感应开关S1和指示灯L。加装后，若S断开，指示灯和风扇都不工作；当S闭合时，L工作，此时当红外感应装置感应到有人时，S1才闭合，风扇工作。小宁设计的电路图可能是（　　）
A．B．C．D．
18．（2021 重庆）“工夫茶”是融精神、礼仪、沏泡技艺为一体的茶道形式，如图是泡“工夫茶”用的电茶炉，在电路中用R1和R2代表消毒锅和煮水壶，当闭合开关S后，R1和R2才能工作，但不能同时加热，选项的电路中符合要求的是（　　）
A．B．
C． D．
19．（2021 金华）电热蚊香器是一种常用的除蚊工具。当蚊香器接上电源，需要闭合开关S，才能使指示灯L发光，发热体工作。现由于某种原因指示灯断路不亮，但发热体依然能正常工作。则下列电路连接方式符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
20．（2021 苏州）阅读材料，回答问题
某研究小组对“塞贝克效应”进行了初步的学习研究，塞贝克效应是指由于两种不同导体或半导体的温度差异而引起两种物质间产生电压差的热电现象。例如将两种不同金属两端连接组成回路，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，金属的塞贝克效应在一定条件下是可观的。
研究小组依据上述理论，制作了一个“蜡烛电厂”。如图甲，蜡烛电厂分为蜡烛、装置和用电器三个部分，其中装置部分有铁丝A（中间接入了灯泡和电流表）、铜丝B、水冷装置C，铁丝、铜丝的两端紧密相连。点燃蜡烛，小量程电流表指针偏转。他们对蜡烛电厂的发电效率进行了研究。蜡烛、装置、用电器三部分的效率分别为η1、η2、η3，并且重点研究了输出功率与两端的温度差、接入电路的用电器的电阻这两个因素的关系，根据实验数据绘制出如图乙所示图象。
问题：
（1）此蜡烛电厂的电能是由蜡烛的 　 　能转化而来的；
（2）根据三部分的效率，可知此蜡烛电厂的发电总效率η＝　 　；
（3）根据图像可以看出：温差一定时，输出功率随电阻的增大而 　 　；温差因素对输出功率的影响规律是 　 　；
（4）根据塞贝克效应，选择合适的两种金属和电流表组成电路，可通过电流的大小来监测 　 　。
21．（2021 鄂尔多斯）如图1是一款升降座椅装置，其简图如图2，请在图2中画出滑轮组的绕线情况，要求绳子的末端绕至按钮处。
22．（2021 黔西南州）用滑轮组将放在水平地面上的重物G提起，在图中画出重物G所受重力的示意图和滑轮组最省力的绳子绕法。
23．（2021 徐州）如图所示，用两个滑轮组成滑轮组提升重物，请画出滑轮组最省力的绕法。
24．（2021 毕节市）用滑轮组将放在水平地面上的重物G提起，在图中画出最省力的绳子绕法。
25．（2021 凉山州）某保密室有三道门，关上一道门相当于闭合一个开关。只要有一道门没有关上，红色和绿色的指示灯都会发光。当三道门都关上时，红灯会熄灭，只有绿灯会发光。请设计出符合要求的电路图画在虚线的方框内，并根据所设计的电路图在如图中用笔画线将实物连接成符合要求的电路。（要求：连线不能交叉，线头接在接线柱上。）
26．（2021 贵港）某科技小组为医院病房设计呼叫电路，在病人需要护理时，闭合床头开关S1或S2，护士值班室的护士就能及时看到对应的灯L1或L2亮，同时听到电铃响起。请用笔画线代替导线在图中连接符合设计要求的电路图。
27．（2021 陕西）楼道里常用一种自动控制的照明灯：楼道光线充足时无论是否有声音，照明灯都不发光；光线很暗并且有一定响度的声音时，照明灯就发光（光线很暗时光控开关闭合；有一定响度的声音时，声控开关闭合）。请根据以上要求在虚线框内将如图中的电路连接完整。
28．（2022 广东）4月体育中考训练结束后，同学们一般会接半杯冷水和半杯热水混合成温水来饮用。一天，小明和小华在同一饮水机上接水饮用时，小明的嘴被烫了。小华很纳闷：为什么同样是半杯冷水和半杯热水混合，我的水不烫嘴，而小明的水却烫嘴呢？为此他们成立了研究小组，展开了相关的探究活动。
（1）小明重复刚才的过程，接满一杯水。针对烫嘴现象，应该用温度计测量杯中 　 　（选填“A”、“B”或“C”）区域水的温度。
（2）研究小组猜想了发生烫嘴现象的可能因素：①不同材料的水杯②同学排队接水的先后次序③接冷、热水的先后顺序，并进行了初步的探究。实验记录如表：
影响因素 不同材料的水杯 同学排队接水的先后次序 接冷、热水先后顺序
温度变化 变化不大 变化不大 变化明显
通过表格分析，“不同材料的水杯”　 　（选填“是”或“不是”）影响水温的主要因素。
（3）研究小组完成实验后对“冷、热水混合产生不同现象的原因”进行了更深入的讨论。他们查阅资料知道：温度高于4℃时，水的密度随温度升高而减小。所以将半杯热水刚倒入半杯冷水中时，相当于 　 　。
A.石块在水中的下沉过程 B.木块漂在水面上的漂浮状态 C.鸡蛋在适度浓盐水中呈现的悬浮状态
（4）通过上面的研究，为了防止烫嘴，应先接 　 　（选填“冷水”或“热水”）。
29．（2021 陕西）学校在科技节活动中举办了“纸桥大赛”，小明和同学们惊讶地发现，一张纸虽然轻薄，却可承受很大的力，于是他们想探究一张纸能承受的压力和结构的关系．同学们把普通的A4打印纸剪成大小相等的四部分（如图1），分别做成单层棱数不同的正多棱柱进行以下探究。
（1）如图2，将纸张分别沿较长的边和较短的边折成正三棱柱、四棱柱、六棱柱和八棱柱。
（2）如图3，将棱柱放在水平桌面上，把圆形小桶轻轻放在棱柱上，静止时小桶对棱柱的压力大小 　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）小桶受到的重力。
（3）为了使棱柱受力均匀，放置时应将小桶的中轴线与棱柱的中轴线 　 　，缓缓向小桶中加水至棱柱变形，用电子秤测量出此时小桶和水的总质量M。
（4）换用不同的棱柱，重复步骤（3）．实验数据记录如表。
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
多棱柱的高度/cm 10.55 14.85
多棱柱的棱数 三 四 六 八 三 四 六 八
小桶和水的总质量M/g 514 924 1090 2174 665 984 1471 2715
（5）实验中通过比较 　 　，来判断棱柱能承受的最大压力。
（6）分析比较实验序号1和5、2和6、3和7、4和8四组数据，可以初步得到：用本实验所用的纸张折成多棱柱，棱数相同时，高度较高的能够承受的压力较 　 　。
（7）分析比较实验序号 　 　的数据，可得出结论：用相同的纸张折成高度相同的多棱柱，棱数越多，能承受的压力越大．进一步推理分析可知 　 　柱体所能承受的压力最大，如南极泰山科考站主楼的外形就是这种形状。
（8）实验中未采用向小桶中加钩码而采用加水的方法改变压力，是因为水具有流动性能使棱柱受力均匀，除此之外，从获取测量数据的角度分析，加水还具有的优点是 　 　。
30．（2021 南通）篮球运动员传球时，篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中，小明觉得好奇：篮球击地面后，反弹方向与哪些因素有关呢？与同学讨论后，他们觉得可以用弹性小球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究，并提出了三种猜想。
猜想1：与小球撞击地面前是否旋转有关；
猜想2：与小球撞击地面时的入射方向有关；
猜想3：与地面的粗糙程度有关。
（1）对于猜想1，联想到旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，由此判断猜想1是 　 　的。
（2）为验证猜想2和3，同学们设计了如图甲所示的装置，每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端，由静止弹出并撞击地面，分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α，测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，记录数据如表。
夹角α 20.0° 30.0° 45.0° 60.0° 70.0°
夹角β 玻璃地面 25.5° 34.7° 49.2° 63.5° 72.8°
木板地面 28.6° 37.3° 51.6° 65.4° 74.1°
水泥地面 30.9° 39.2° 53.9° 67.5° 76.6°
①对猜想2，分析数据可得β与α的定性关系是：　 　，说明该猜想是正确的。
②对猜想3，小虎认为：表中α一定时，各次测得的β不等，这是由测量误差引起的，所以猜想3是错误的。同学们不赞成小虎的观点，理由是 　 　。
（3）用每隔s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片，如图乙所示。
①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为 　 　cm；小球上标有“直径4cm”字样，请估测小球从O运动至D的平均速度为 　 　m/s。
②小球是从图乙中的 　 　（选填“A”、“B”或“C”）位置开始入射的。
（4）同学们分析：当α一定时，地面越光滑，β值与α越接近，由此推理，如果地面没有摩擦，则β与α应相等，请写出一个用此思想方法研究问题的实例 　 　。
31．（2021 广州）如图，小明将质量较小的物体P和质量较大的物体Q通过细绳相连，并挂在定滑轮上，发现Q下落会被P“拖慢”，对此小明猜想：“Q的质量和初始离地高度都一定时，P的质量越大，Q从静止开始下落到地面的平均速度越小。”请设计实验验证其猜想。
（1）除图所示的器材以外，还需要的实验器材有 　 　。
（2）画出记录实验数据的表格。
（3）写出实验步骤（可用画图或文字表述）和判断小明猜想是否正确的依据。
32．（2021 襄阳）几个同学在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动的时间是有规律的。于是对“哪些因素影响秋千往返摆动的时间”提出下列猜想：（1）可能与秋千的摆长l有关；（2）可能与人和秋千坐垫的总质量有关；（3）可能与秋千摆幅（摆动时人离开中心点B的最大距离）有关。于是进行了如图实验，将细绳一端固定在O点，另一端拴一小球制成一个摆，让小球自由往返摆动，记录数据如表。
实验序号 摆长l/m 摆球质量/g 摆幅/m 摆球往返摆动一次的时间/s
1 0.7 20 0.05 1.7
2 1.0 20 0.08 2.0
3 1.0 30 0.05 2.0
4 1.0 30 0.08 2.0
5 1.3 20 0.05 2.3
请回答下列问题：
（1）实验序号3、4探究的是摆往返摆动一次的时间跟 　 　（选填“摆长”“摆球质量”或“摆幅”）的关系；
（2）从本次实验可以得到的结论是：摆往返摆动一次的时间由 　 　决定；
（3）本实验用到的科学研究方法是 　 　；
（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”）。
33．（2021 北京）小梦在初三总复习时认识到，水吸收的热量可以定量测量了，于是她想重新设计一个实验证明，水吸收热量的多少与水升高的温度有关。如图是小梦已经设计好的电路，其中保温杯中装有质量一定的水、阻值为5Ω的电阻丝R和数字温度计的测温探头，请利用该电路及秒表，帮助小梦完成实验设计。请你写出主要实验步骤，画出实验数据记录表。
34．（2021 扬州）学校开展“我为节能献一计”活动，小明想探究影响电热水壶电热转化效率的因素。他提出两点猜想，猜想1：与电热水壶的功率有关；猜想2：与被加热的水的质量有关。于是在家中进行实验探究。
（1）关于电热水壶消耗电能的测量，小明提出用电能表直接测量；因为家中只有一只电能表，小亮提出用秒表测出烧水时间，再用额定功率与时间的乘积求得。正确的测量方法是 　 　的方法。
（2）为了探究猜想1，应该保持①　 　一定，选用功率不同的电热水壶，进行实验。为了探究猜想2，小明设计了2个方案：
A方案：用一个电热水壶先后三次加热不同质量的水，直至烧开。
B方案：找三个相同的电热水壶同时加热不同质量的水，直至烧开。
小亮认为A方案可行，但实验时要注意②　 　。
你认为B方案是否可行？并说明理由③　 　。
（3）按照正确的方案进行实验，数据如下表：
实验 次数 电热水壶的功率/W 水的质量/kg 水的初温/℃ 水的末温/℃ 消耗的电能 /×105J 水吸收的热量/×105J 电热转化效率η/%
1 800 1 25 99 3.731 3.108 83.3
2 800 0.6 25.5 99.5 2.285 1.865 81.6
3 800 0.3 25 99 1.171 0.932 79.6
4 1000 1 24 99 3.604 3.150 87.4
5 1200 1 24.5 99 3.354 3.129 93.3
第1、2、3组数据表明：电热水壶的功率相同，水的质量越大，电热转化效率越 　 　。第1、4、5组数据表明：　 　。
（4）结合以上结论，请你对电热水壶的使用提出一点建议：　 　。
35．（2021 山西）生活中常用的合金是一种复合材料，复合材料通常是由起搭建作用的基体材料和分散于其中的增强材料两部分组成。由于两种材料的共同作用，使合金具有不同特性。下表提供了黄铜和青铜两种合金的部分信息。
合金 基体材料 增强材料 特性 应用
黄铜 铜 锌 易加工 仪表
青铜 铜 锡 耐磨 齿轮
现有两卷粗细相同的黄铜线和青铜线，请你添加合适的器材，设计一个实验方案，比较黄铜和青铜的导电性哪个强？
（1）实验器材：　 　。
（2）实验步骤：　 　。
（3）实验结论：　 　。
36．（2021 宁波）水对容器侧壁有压强，水从小孔水平射出的速度与哪些因素有关？
【提出猜想】
水从小孔水平射出的速度可能与小孔在水中的深度有关。
【查阅资料和思考】
如图甲所示，h表示小孔在水中的深度，v表示水流从小孔水平射出的速度，H表示小孔到桌面的高度，s表示水流射程（小孔到落点的水平距离）。查阅资料可知，当H一定时，s随v的增大而增大。
要研究v和h的关系，由于v无法直接测量，转为研究s、H、h的关系。
【实验步骤】
①将容器置于木块上，如图乙所示。
②堵住三个小孔，往容器中加入适量的水记录h和H。
③打开小孔，同时测量并记录从三个小孔水平射出的水流射程s。
④换高度不同的木块，重复步骤①～③。
【实验数据及分析】
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
小孔 a b c a b c a b c
h/cm 10 20 30 10 20 30 10 20 30
H/cm 30 20 10 40 30 20 50 40 30
s/cm 35 41 35 40 49 50 45 58 59
（1）分析表中数据可知，当小孔在水中的深度h一定时，水流射程s随小孔距桌面的高度H增大而 　 　（填“增大”或“减小”）。
（2）采用控制变量的方法，通过比较实验序号为 　 　的三组数据，可以得出：水从小孔水平射出的速度v与小孔在水中的深度h有关。
（3）小宁再分别用食盐水和酒精替换水进行实验，目的是为了探究液体从小孔水平射出的速度v是否与 　 　有关。
37．（2021 温州）离瘪塑料袋的袋口一定距离向袋内吹气，塑料袋会鼓起（如图甲），小明认为塑料袋中的气体都由口中吹出。为了验证猜想，他用瘪塑料袋做了如下实验：
①取口径相同、长度分别为30厘米、60厘米、90厘米的瘪塑料袋各两个，分别标为A1、A2，B1、B2和C1、C2。
②微微张开塑料袋A1的袋口，将袋口紧贴嘴（如图乙），将口中的气体一次性吹入袋中，直至人不能吹气时迅速扎紧袋口，塑料袋呈筒状（如图丙），过程中保证不漏气。用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比。
③微微张开塑料袋A2的袋口，将袋口距嘴10厘米，向袋内快速吹一口气，然后迅速扎紧袋口，用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比。
④换用塑料袋B1、B2和C1、C2，重复步骤②和③。获得结果如表所示。
吹气方式 实验组别
第1组 第2组 第3组
嘴贴袋口吹气 A1中充满气体 B1中气体体积约占容积的 C1中气体体积约占容积的
嘴距袋口10厘米吹气 A2中充满气体 B2中充满气体 C2中充满气体
（1）根据实验结果，可以否定小明猜想的实验组别是 　 　。
（2）实验中，塑料袋C1中的气体并未充满，如何用刻度尺粗略测量并估算袋中气体体积在C1容积中的占比？　 　。
（3）说明“嘴距袋口10厘米吹气，能使塑料袋充满气体”的原因：　 　。
38．（2021 连云港）在学习“流体压强与流速关系”后，同学们知道了当气流吹向机翼时，飞机会获得升力，并且在相同条件下，气体的流速越大，飞机获得的升力也越大。为了探究飞机获得的升力与其他因素的关系，研究人员利用3D打印机制作出大小不同的纸机翼模型进行风洞模拟实验，如图甲所示。用传感器测量相关数据，进行分析研究。
（1）研究人员利用控制变量法探究飞机获得的升力与机翼投影面积的关系时，实验数据如表所示。
①分析数据，你得出的初步结论是 　 　。
②此实验选用三组不同的风速分别进行是为了 　 　。
机翼投影面积S/m2 风速为v1时飞机获得的升力F1/N 风速为v2时飞机获得的升力F2/N 风速为v3时飞机获得的升力F3/N
0.01331 0.032 0.027 0.023
0.00998 0.023 0.021 0.017
0.00665 0.015 0.013 0.011
（2）通过上述信息分析可知：v1　 　v2（选填“大于”或“小于”）。
（3）研究人员又探究了飞机获得的升力F与迎角α的关系，根据实验数据绘制的图像如图乙所示。分析图像，你得出的结论是 　 　。
39．（2021 成都）在医院住院部，病人需要护理时，闭合床头开关，就能及时通知值班室里的护士。这个呼叫电路应该怎么设计呢？实验小组进行了模拟设计。
（1）设计呼叫电路时，下列因素中，不需要考虑的是 　 　.
A.护士工作很忙，要用多种信号提醒 B.能够确定呼叫发出的位置
C.呼叫信号强弱合适 D.值班室是否有护士值班
（2）小李同学以一个病房只有一张病床为例，设计了如图1所示的电路。该电路能不能达到呼叫目的？答：　 　。
（3）当一个病房有三张病床时，小杨同学设计的电路如图2所示，小张同学设计的电路如图3所示。对比这两个电路，图3电路的优点是 　 　.
（4）关于图3所示呼叫电路的器材选择，下列说法中，不合理的是 　 　。
A.电源能长时间稳定供电 B.指示灯选用15W的节能灯
C.电铃额定功率不宜太大 D.病房开关必须安全且使用方便
（5）进一步讨论发现，图3所示的呼叫电路还不够完善，应该继续改进。
40．（2021 青岛）小明要制作一个电热坐垫作为生日礼物送给妈妈。现有器材：两个开关S1、S2，两段完全相同的电热丝R1、R2，用表示。要求：S1为总开关，通过S2的通断实现高温挡和低温挡的转换。
（1）如图是小明设计的部分电路，请你帮他完成其余部分的电路设计，并在方框内将电路图补充完整。
（2）按照你的设计，当S1、S2都闭合时，电热坐垫处于 　 　挡。
41．（2021 宁夏）如图是某兴趣小组设计的自动干手器电路图，其中光敏装置相当于开关，用表示。当环境光线暗时，开关闭合。
（1）请说明干手的工作过程。
（2）请你对此设计提出一条改进措施。
参考答案与试题解析
1．【解答】由题知，任一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作，说明两开关相互影响、不能独立工作，所以两开关应串联接在电路中，比较可知A符合题意。
故选：A。
2．【解答】
A．当两开关同时闭合时电灯和电动机同时工作，只闭合S1时电灯单独工作，只闭合S2时电动机单独工作，故A符合题意；
B．当两开关同时闭合，电动机被短路，电灯单独工作；只闭合S1，电灯和电动机同时工作，但不能让电动机单独工作，故B不符合题意；
C．当两开关同时闭合，电灯和电动机同时工作；只闭合S1，灯泡单独工作，但不能让电动机单独工作，故C不符合题意；
D．闭合S，电灯和电动机同时工作，但不能让电灯或电动机单独工作，故D不符合题意。
故选：A。
3．【解答】根据题意可得，当光控开关和声控开关都闭合后，灯泡都会亮起，只闭合一个开关，灯泡都不亮，这说明两个开关是串联的；大楼除个别破损的灯泡外，左侧的楼道灯和右侧的走廊灯“自动”亮起，这说明走廊灯能独立工作，是并联的，故C正确。
故选：C。
4．【解答】闭合开关，两灯都亮；断开开关，两灯都灭，这说明开关能同时控制两盏灯；指示灯因断路不亮，电灯照常发亮，这说明电灯与指示灯是并联的，为了用电的安全，开关应接在用电器和火线之间，根据选项的电路图可知，C正确。
故选：C。
5．【解答】经分析可知，两开关串联共同控制裁切机。
A、由电路图可知，两开关并联控制裁切机，只要闭合任意开关，裁切机均可以工作，故A不符合题意；
B、由电路图可知，两开关串联共同控制裁切机，只有两开关均闭合，裁切机才能工作，故B符合题意；
C、由电路图可知，两开关均闭合时会造成电源短路，故C不符合题意；
D、由电路图可知，闭合下面的开关时会造成电源短路，故D不符合题意。
故选：B。
6．【解答】
①根据图可知，S接1和2时，通过电压表的电流的方向会发生变化，电压表的指针会反向偏转，无法读取电压表的示数，故①不可行；
②根据图可知，闭合S1、S2，电压表测量电源的电压U；只闭合开关S1，两只电阻串联，电压表测量Rx两端电压为Ux；根据串联电路的电压关系可知，定值电阻两端的电压为：U0＝U﹣Ux；此时电路中的电流为：I＝，根据串联电路的电流关系可知，通过Rx的电流为I＝，则根据Rx两端的电压和电流可以求出Rx阻值，故②可行；
③闭合S1、S2时，电路是只有Rx的基本电路，电流表测量通过Rx的电流Ix；闭合S1、断开S2，两电阻串联，电流表测电路中电流I；根据电源电压不变列式I（R0+Rx）＝IxRx可求出Rx的阻值，故③可行；
④闭合S1，S接2时，R0和R串联接入电路中，把R的阻值调到0，根据电流表的示数和定值电阻的阻值可以求出电源电压U；闭合S1，S接1时，Rx和R串联接入电路中，把R的阻值调到0，读出电流表的示数，根据电流表示数和电源电压，利用R＝可以求出Rx的阻值，故④可行。
故选：D。
7．【解答】根据题意可知，只闭合开关S1，警示灯L发光；只闭合开关S2，电动机工作，玩具警车运动，这说明警示灯和电动机可以独立工作，互不影响，所以该电路为并联电路，故A正确。
故选：A。
8．【解答】由题意，只有手动闭合S1，CO2达到定值时闭合S2电动机才工作，即两开关同时闭合时电动机才工作，只闭合其中一个开关电动机都不能工作，所以两开关串联后再控制灯泡，由各选项图知，D正确，ABC错误。
故选：D。
9．【解答】由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，要使红、绿、黄灯可独立发光，应采用三灯泡并联的连接方式，其三灯泡各有一个开关控制，故D正确。
故选：D。
10．【解答】
A．由电路图可知，当闭合S1时，电路断路，指示灯不发光，故A不符合题意；
B．由电路图可知，当只闭合S2时，电路为台灯L2的简单电路，台灯能发光，故B不符合题意；
C．由电路图可知，当只闭合S2时，指示灯L1和台灯L2串联，两者均发光，故C不符合题意；
D．由电路图可知，只闭合S2时，电路断路，指示灯和台灯均不发光，只闭合开关S1时指示灯L1发光，再闭合S2时台灯发光，S1和S2都闭合时，指示灯损坏，台灯也能发光，故D符合题意。
故选：D。
11．【解答】由题知，无论前后门来人按下开关，电铃都会响起，代表前后门的灯会分别被点亮，说明两灯互不影响、能独立工作，即两个电灯应并联，然后与电铃串联，故C正确。
故选：C。
12．【解答】
（1）当输液管内液体越少，R的阻值越小，能使通过电铃的电流增大，所以R与电铃应串联在电路，而C图中电铃与R并联，故C图不符合题意；
（2）R与电铃串联，R的阻值越小，电路总电阻变小，电源电压一定，由I＝知电路中电流变大，故A图不符合题意；
由U＝IR知，此时电铃两端电压变大，由串联电路的电压特点知，R两端电压变小，故B错误，D正确。
故选：D。
13．【解答】根据题意可知，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，这说明两个开关相互影响，是串联在一起的，一起控制电动机，故A正确，BCD错误。
故选：A。
14．【解答】由题知，电动机要由前、后两门（电路开关）关闭同时控制，任意一个门没有关闭好电动机都不能工作，则电动公交车无法行驶，所以前、后两门中的电路开关应串联连接同时控制电动机，符合要求的电路只有C图。
故选：C。
15．【解答】
根据题意知，S1闭合，灯L发光；灯光照亮人脸完成人脸识别时S2闭合，即S1、S2同时闭合，电动机M才工作。
A、由图知，只闭合S1时，灯被短路而不发光，同时闭合S1和S2时，电源会被短路，不符合题意；
B、由图知，只闭合S1时，电路断路，灯不亮，再闭合S2时，电动机就工作，不符合题意；
C、由图知，只闭合S1时，灯L发光，再闭合S2时，电动机工作，符合题意；
D、由图知，只闭合S1时，灯L不发光，不符合题意。
故选：C。
16．【解答】由题意可知，指纹开关S1或密码开关S2均可以解锁，锁定开关S3断开时暂停手机解锁功能，则指纹开关S1和密码开关S2可以独立工作、互不影响即为并联，且锁定开关S3位于干路，然后与灯泡、电源组成电路，结合选项电路图可知，选项B符合题意，ACD不符合题意。
故选：B。
17．【解答】加装一个红外感应开关S1和指示灯L，当S闭合时，L工作，此时当红外感应装置感应到有人时，S1才闭合，风扇工作，这说明L与电动机是并联的，开关S1控制电动机，若S断开，指示灯和风扇都不工作，则开关S控制整个电路；故该电路中S接在干路中，灯泡与电动机并联，开关S1与电动机在一条支路中，故D正确。
故选：D。
18．【解答】A.由图可知，当S、S1、S2同时闭合时，R1和R2同时加热，故A不符合题意；
B.由图可知，当S、S1同时闭合时，R1和R2同时加热，故B不符合题意；
C.由图可知，当S闭合，S1接上面的接线柱时，只有R1加热，当S闭合，S1接下面的接线柱时，只有R2加热，故C符合题意；
D.由图可知，当S闭合时，R1和R2同时加热，故D不符合题意。
故选：C。
19．【解答】根据题意可知，当蚊香器接上电源，闭合开关S，指示灯L发光，发热体工作，说明开关同时控制指示灯和发热体；指示灯断路不亮，但发热体依然能正常工作，这说明发热体和指示灯互不影响，是并联的，开关在干路上，故D正确。
故选：D。
20．【解答】（1）电厂能量转化方向：蜡烛燃烧把化学能转化为内能，电厂装置把内能转化为电能，用电器把电能转化为其它形式能；
（2）发电总效率是指用电器最终转化得到的能量与输入能量的比，故总效率大小等于蜡烛、装置、用电器三部分的效率之积为：η＝η1η2η3；
（3）根据图像可知，温差一定时，输出功率随电阻的增大而先增大后减小；温差因素对输出功率的影响规律是：电阻一定时，温差越大，输出功率越大；
（4）塞贝克效应是一种热电现象，故选择合适的两种金属和电流表组成电路，可通过电流的大小来监测环境温度变化。
故答案为：化学；η1η2η3；先增大后减小；电阻一定时，温差越大，输出功率越大；环境温度变化。
21．【解答】由题意可知，要求绳子的末端绕至按钮处，则可从按钮开始，引出一条绳子，依次绕过最上面的定滑轮、下面的动滑轮、上面的第二个定滑轮，最后回到动滑轮的挂钩上，如
图所示：
故答案为：见上图。
22．【解答】从重物G的重心开始，沿竖直向下的方向画一条有向线段，并用G表示，即为其所受重力示意图；
图中滑轮组有两种绕线方法，一种是由两根绳子承担重物，一种是由三根绳子承担重物，要想最省力，应选用三根绳子承担的绕法，即从动滑轮开始缠绕，如图所示：
23．【解答】图中有一个动滑轮和一个定滑轮，要求最省力，则由3段绳子承担物重时，是最省力的绕绳方法；绳子先系在动滑轮的上挂钩，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示：
24．【解答】n为奇数时，承担物重的有3段绳子，此时最省力，根据奇动偶定，绳子的固定端在动滑轮上，如图所示：
25．【解答】根据题意可知，指示灯与电源组成通路时指示灯亮，电路是断路或灯被短路时灯熄灭，当三道门都关上即三个开关都闭合时，红灯会熄灭，绿灯会发光，此时红灯短路、绿灯通路，三个开关相互影响，三个开关应该是串联再与红灯并联，电路图如图所示：
；
根据电路图连接实物图，如图所示：
。
26．【解答】经分析可知，灯L1和L2并联，且开关S1和S2分别位于两支路上，电铃位于干路，干路上的开关S控制整个电路，电路图的连接如下图所示：
27．【解答】根据题意可得，声控开关和光控开关共同控制灯泡，且相互影响，所以声控开关和光控开关、灯泡串联在电源的两端，如图所示：
28．【解答】（1）在喝水时总是先喝上层的水，因此针对烫嘴现象，用温度计应先测量A区域水的温度；
（2）根据表中信息分析，“接冷、热水先后顺序”是影响水温的主要因素，“不同材料的水杯”和“同学排队接水的先后次序”不是影响水温的主要因素；
（3）因为温度高于4℃时，水的密度随温度升高而减小，所以将半杯热水刚倒入半杯冷水中时，由于热水的密度小于冷水的密度，热水漂浮在冷水的上方，
石块在水中的下沉过程是因为石块的密度大于水的密度，木块漂在水面上的漂浮状态是因为木块的密度小于水的密度，鸡蛋在适度浓盐水中呈现的悬浮状态是因为鸡蛋的密度等于盐水的密度，故选B；
（4）由于热水的密度小于冷水的密度，为了防止烫嘴，应先接热水，再接冷水。
故答案为：（1）A；（2）不是；（3）B；（4）热水。
29．【解答】（2）将棱柱放在水平桌面上，把圆形小桶轻轻放在棱柱上，静止时小桶受力平衡，小桶对棱柱的压力等于小桶受到的重力；
（3）实验中，为了使棱柱受力均匀，两者的重心都在一条竖直线上，即放置时应将小桶的中轴线与棱柱的中轴线重合；
（5）实验中缓缓向小桶中加水至棱柱变形，用电子秤测量出此时小桶和水的总质量M，M越大，表明棱柱承受的最大压力越大，所以实验中是通过小桶和水的总质量来判断棱柱能承受的最大压力，采用的是转换法；
（6）分析比较实验序号1和5、2和6、3和7、4和8四组数据可知，棱柱的棱数相同，棱柱的高度不同，高度越高，小桶和水的总质量越大，棱柱承受的最大压力越大，故可以初步得到：用本实验所用的纸张折成多棱柱，棱数相同时，高度较高的能够承受的压力较大；
（7）探究最大压力与棱柱数的关系时，需要控制棱柱的高度相同，所以需要对比1、2、3、4（或5、6、7、8）的实验数据；根据实验数据可知，用相同的纸张折成高度相同的多棱柱，棱数越多，能承受的压力越大；棱柱数越多，承受的最大压力越大，棱体越接近圆形，据此推理可知，圆柱体所能承受的压力最大；
（8）实验中采用加水的方法改变压力，由于水具有流动性，可以使使压力大小连续变化，这样测量的结果更准确。
故答案为：（2）等于；（3）重合；（5）小桶和水的总质量；（6）大；（7）1、2、3、4（或5、6、7、8）；圆；（8）使压力大小连续变化或使测量更准确。
30．【解答】（1）旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，说明小球撞击水平地面后的反弹方向与小球撞击地面前是否旋转有关，由此判断猜想1是正确的；
（2）①由表中数据可知，当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大，由此验证猜想2是正确的；
②如果是由误差引起的，则不管地面的粗糙程度如何变化，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小，但分析表中数据发现，当小球的入射方向与地面的夹角a一定时，接触面越粗糙，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大，说明β是受接触面粗程度的影响，而不是误差造成的；
（3）①因为用毫米刻度尺测量，估读到分度值的下一位，故数据记录为3.20cm；
用刻度尺测出图中小球的直径为4mm＝0.4cm，则
图中O、D两位置球心间距离大约是＝8个小球的直径，已知小球的实际直径4cm，
所以O、D两位置球心间距离为：s＝8×4cm＝32cm＝0.32m，
小球从O运动到D位置过程被记录的4次，这个过程所用时间为：t＝3×s＝0.1s，
从O运动至D的平均速度v＝＝＝3.2m/s；
②分忻表中数据可知，小球的入射方向与地面的夹角α始终小于小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，由此判断小球是从图乙中C位置开始入射的；
（4）探究阻力对物体运动的影响时发现，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，小车在水平面上运动的距离越远，由此推理如果水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车将做匀速直线运动，这个实例也用到了科学推理的方法。
故答案为：
（1）正确；
（2）①当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大；
②如果是由误差引起的，则不管地面的粗糙程度如何变化，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小，但分析表中数据发现，当小球的入射方向与地面的夹角a一定时，接触面越粗糙，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大，说明β是受接触面粗程度的影响，而不是误差造成的；
（3）①3.20；3.2；②C；
（4）探究阻力对物体运动的影响。
31．【解答】（1）实验中要比较P与Q的质量，需要用天平测量它们的质量；
因为要比较下落的快慢，高度一定，根据v＝知，只要比较下落的时间即可，所以需要秒表计时；
（2）控制物体Q的质量和下落的高度相同，需要多次改变物体P的质量，多次测量，记录数据，比较时间验证小明的猜想，表格设计如下：
物体p的质量 m1＝ m2＝ m3＝
物体 P下落的时间 t1＝ t2＝ t3＝
（3）保持物体Q的质量和初始离地的高度一定，使用质量为m1的物体悬挂在绳子的一端，将物体Q由静止释放，记录落地时间t1，改变物体P的质量分别为m2、m3，再次重复上述步骤，分别记录时间t2、t3（m1＜m2＜m3）；
小明猜想物体Q的质量和下落高度相同时，物体P质量越大，下落的平均速度越小，即下落时间越长，所以若t1＜t2＜t3，则可验证小明的猜想正确，反之小明的猜想错误。
故答案为：（1）秒表、天平；（2）见上表；（3）保持物体Q的质量和初始离地的高度一定，使用质量为m1的物体悬挂在绳子的一端，将物体Q由静止释放，记录落地时间t1，改变物体P的质量分别为m2、m3，再次重复上述步骤，分别记录时间t2、t3（m1＜m2＜m3）；
小明猜想物体Q的质量和下落高度相同时，物体P质量越大，下落的平均速度越小，即下落时间越长，所以若t1＜t2＜t3，则可验证小明的猜想正确，反之小明的猜想错误。
32．【解答】（1）由实验数据知，在实验序号3、4中绳长和质量都相同，摆动幅度不同，所以研究的是摆往返摆动一次的时间跟摆幅的关系；
（2）往返摆动的时间在摆动幅度、质量变化时，摆长不变，摆动的时间不变；只有在摆长改变了，往返摆动的时间才改变；所以可得结论：往返摆动的时间与摆长有关，与小球质量和摆动幅度无关；
（3）本次实验用到的科学方法是保证其它两个因素不变，只改变所研究的因素，这种科学方法是控制变量法；
（4）某一摆钟变慢了，因往返摆动的时间受摆长的影响，钟摆越长，摆动越慢，所以要调准它即把摆长调短一些。
故答案为：（1）摆幅；（2）摆长；（3）控制变量法；（4）短。
33．【解答】实验步骤：
①调整学生电源的电压至合适的值；
②将秒表调零，观察并记录水的初温T初；闭合开关，同时按下秒表开始计时，观察并记录电流表的示数I，一段时间后，断开开关，同时按下秒表停止计时，观察并记录水的末温T末；
③重复第②步的实验，再做2次，使每次水升高的温度不同，把对应的数据记录在表格中；
④根据△T＝T末﹣T初计算每次水升高的温度，根据Q＝I2Rt计算每次电流通过电阻产生的热量，即为水吸收的热量，并记录在表格中；
⑤分析水吸收热量的多少与水升高温度的关系。
记录表如下：
34．【解答】
（1）断开了家中其它用电器，仅让电热水壶工作，利用电能表可以直接测出电热水壶消耗的电能；
而电热水壶工作时的功率和额定功率不一定相等，不能用额定功率与时间的乘积求出消耗的电能，所以正确的测量方法是小明的方法；
（2）探究电热水壶电热转化效率与电热水壶的功率有关时，应该保持水的质量和初温一定，选用功率不同的电热水壶，进行实验；
探究电热水壶电热转化效率与被加热的水的质量有关时，应该改变水的质量，且控制电热水壶的功率相同，同时要注意水壶和水的初温应该相同，利用一只电能表可以分别测出电热水壶先后三次加热水时消耗的电能，则A方案可行；
仅有一只电能表，无法测出同时工作的三个电水壶分别消耗的电能，所以B方案不可行；
（3）由第1、2、3组数据可知，电热水壶的功率相同时，水的质量越大，电热转化效率越高；
由第1、4、5组数据可知，水的质量相同时，电热水壶的功率越大，电热转化效率越高；
（4）由（4）的结论可知，使用功率较大的电热水壶或单次使用时加热质量较大的水可以提高电热转化效率。
故答案为：（1）小明；（2）①水的质量和初温；②水壶和水的初温相同；③不可行，仅有一只电能表无法测出同时工作的三个电水壶分别消耗的电能；（3）高；水的质量相同时，电热水壶的功率越大，电热转化效率越高；（4）使用功率较大的电热水壶或单次使用时加热质量较大的水可以提高电热转化效率。
35．【解答】长短粗细等相同的不同导体，导电能力强的导体对电流的阻碍作用小，导电能力弱的导体对电流的阻碍作用大。所以我们可以利用电流表来体现导体的导电能力。为此，我们需要将青铜线、黄铜线分别与电流表等串联起来组成闭合电路。
因材料的横截面积、长度等都会影响其导电能力，所以已知两卷线粗细相同的情况下，我们还要保证青铜线、黄铜线的长度相同，且青铜线、黄铜线的长度要足够长，否则通过青铜线、黄铜线的电流大小差别较小，不易比较。
由以上分析可知，我们需要：电源、导线、开关、电流表。此外，为保护电路，我们还应添加一定值电阻。
故答案为：（1）两节干电池、开关、定值电阻、电流表、导线。
（2）①截取长度相同的黄铜线与青铜线（长度要较长）；②利用导线将两节干电池、开关、定值电阻、电流表、黄铜线串联起来，闭合开关，记录电流表的示数I1；③断开开关，用青铜线取代黄铜线接入电路中，闭合开关，记录电流表的示数I2。④比较I1、I2的大小。
（3）若I1＞I2，则说明黄铜线的导电能力强；若I1＜I2，则说明青铜线的导电能力强。
36．【解答】（1）分析1、4、7或2、5、8或3、6、9三次实验，当小孔在水中的深度h一定时，水流射程s随小孔距桌面的高度H增大而增大；
（2）分析1、5、9三实验，当小孔距桌面的高度H相同时，水流射程s随小孔在水中的深度h的增大而增大，说明水从小孔水平射出的速度v与小孔在水中的深度h有关；
（3）再分别用食盐水和酒精替换水进行实验，可以探究液体从小孔水平射出的速度v与液体种类是否有关。
故答案为：（1）增大；（2）1、5、9；（3）液体种类。
37．【解答】（1）小明的猜想是：塑料袋中的气体都由口中吹出；由实验中的第2、3两组数据可知，嘴距塑料袋口10厘米吹气可将袋中充满气体，而直接嘴贴袋口吹气，袋中气体没有充满，由此否定了小明的猜想；
（2）袋内气体体积近似看作柱体体积，横截面积相同，由V＝Sh可知，柱体体积的比等于柱体高度的比：＝＝；所以将袋内气体挤压到底端，用刻度尺测出鼓起部分的长度，计算出与袋子长度的比值就可知道袋内气体的体积的占比。
（3）流体流速大的地方压强小，流速小的地方压强大；口中吹出气体进入袋内，袋口内气体流速大于周围气体的流速，袋内气压小于外部气压，周围空气在大气压的作用下进入袋内。
故答案为：（1）第2、3组；（2）将袋内气体挤压到底端，用刻度尺测出鼓起部分的长度，计算出与袋子长度的比值；（3）口中吹出气体进入袋内，袋口内气体流速大于周围气体的流速，袋内气压小于外部气压，周围空气在大气压的作用下进入袋内。
38．【解答】（1）①探究飞机获得的升力与机翼投影面积的关系时应控制风速不变，观察表格的第一、二列数据，由表格可知其它因素相同时，机翼投影面积越大，机获得的升力就越大；
②此实验选用三组不同的风速分别进行是为了寻找普遍规律，避免偶然性；
（2）流体在流速大的地方压强小，机翼投影面积相同时，飞机获得的升力越大，则风速越大，观察表格的第一、二、三行数据，由表格可知风速为v1时飞机获得的升力F1大于风速为v2时飞机获得的升力F2，所以风速v1大于风速v2；
（3）分析根据实验数据绘制的图像图乙可知飞机获得的升力随迎角α的增大先变大后变小。
故答案为：（1）①其它因素相同时，机翼投影面积越大，机获得的升力就越大；②寻找普遍规律，避免偶然性；（2）大于；（3）飞机获得的升力随迎角α的增大先变大后变小。
39．【解答】（1）ABC、设计呼叫电路时，需要护士确定呼叫发出的位置，由于护士的工作较多，所以设计电路时，需要用多种信号提醒，提醒的信号的强弱要合适，不能影响到他人，故ABC不符合题意；
D、设计呼叫电路时，不需要考虑值班室是否有护士值班，因为护士站都会有护士值班，故D符合题意；
故选D；
（2）一个病房只有一张病床，所以只要闭合开关，铃响灯亮，能达到呼叫目的；
（3）由图2可知，三个开关闭合其中的任意一个开关，铃响灯亮，但无法确定是哪个床位呼叫；由图3可知，每个床位都有对应的一个灯，闭合一个开关，铃响灯亮，根据亮的灯可以确定是哪个床位呼叫；
（4）A.为了能随时了解病人的情况，该电路要随时能工作，故电源要能长时间稳定供电，故A合理；
B.指示灯功率较小的节能灯，这样能节省电能，15W的灯泡的功率太大了，故B不合理；
C.电铃额定功率不宜太大，否则会影响到病人的休息，故C合理；
D.病房开关必须安全且使用方便，这样不容易发生触电事故，故D合理；
故选B。
故答案为：（1）D；（2）能达到；（3）能够确定发出呼叫的床位；（4）B。
40．【解答】（1）方法一：根据题意可知，S1为总开关，通过S2的通断实现高温挡和低温挡的转换，根据并联电路的特点可知，在并联电路中，总功率等于各用电器的功率之和，所以可以将S2与电热丝R2串联接入电路中，然后与电阻R1并联；
方法二：在串联电路中，电路的总电阻越小，根据P＝可知，总功率越大；可以将S2与电热丝R2并联接入电路中，然后与电阻R1串联；如图所示：
（2）方法一中，当S1、S2都闭合时，总功率等于两个电阻功率之和，为高温挡；方法一中，当S1、S2都闭合时，R2被短路，总电阻最小，根据P＝可知，总功率最大，为高温挡。
故答案为：（1）如上图；（2）高温。
41．【解答】（1）根据图可知，当手遮住光线时，光敏开关闭合，通过电磁铁有电流，电磁铁具有磁性，电磁铁吸引衔铁，使得b与c接通，电动机工作，电动机吹出风；
（2）液体蒸发的快慢与液体的温度、表面积、液面上空气流动的快慢有关，为了使手快速变干，可以在电动机的电路中并联接入一个发热电阻，提高风的温度。
故答案为：（1）当手遮住光线时，环境变暗，光敏开关自动闭合，此时通过电磁铁有电流，电磁铁具有磁性，能吸引衔铁，使得b与c接通，电动机工作，电动机吹出风；（2）在电动机的电路中并联接入一个发热电阻，提高风的温度。。
一．选择题（共2小题，满分4分，每小题2分）
1．（2分）市场上某一防晒霜宣称可以防晒。暑假期间，几个学生邀约徒步旅行，准备利用此机会做一个关于防晒霜的实验，看它是否有效。设计实验方案如表：你认为4人中谁的实验方案最为合理（　　）
学生 实验方案
甲 脸上涂上防晒霜，两手背上都不涂。一天后，比较脸与手背被灼伤的程度
乙 第一天，两只手背都涂上防晒霜；第二天都不涂。比较第一天与第二天被灼伤的程度。
丙 一只手背上涂上防晒霜，另一只不涂。一天后，比较两只手背灼伤的程度
丁 在另一同学戊的两只手背上都涂上防晒霜，自己不涂。一天后，比较自己与同学戊的手背被灼伤的程度
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
2．（2分）在平整地面上有一层厚度均匀的积雪，小明用力向下踩，形成了一个下凹的脚印，如图所示。脚印下的雪由于受外力挤压可近似看成冰层，利用冰的密度，只要测量下列哪组物理量，就可以估测出积雪的密度？（　　）
A．积雪的厚度和脚印的面积
B．积雪的厚度和脚印的深度
C．冰层的厚度和脚印的面积
D．脚印的深度和脚印的面积
二．填空题（共5小题，满分10分，每小题2分）
3．（2分）如图，钢条下端固定。现分别用不同的力去推它，发生四种形变，F1＝F2＝F3＞F4，则
（1）能说明力的作用效果跟力的大小有关的图是　 　。
（2）能说明力的作用效果跟力的作用点有关的图是　 　。
（3）能说明力的作用效果跟力的方向有关的图是　 　。
（4）在本实验中，小华采用的研究方法叫做　 　法。
4．（2分）为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小华设计了图甲的装置，小明设计了图乙时较置，接着，从图示位置分别沿箭头方向水平移动，改变孔的大小，同时观察光斑形状的变化情况。你认为图 　 　（选填“甲”或“乙”）设计更合理，依据是 　 　。
5．（2分）用细线系上小球做成一个摆，让它摆动15次，记录所需的时间t，则摆球摆动一次的时间为 　 　。某人认为，随着摆球摆动次数越多，就摆动得越慢。为此小明在单摆摆动时，记录其前10次摆动和后10次摆动所需时间t1和t2，则支持此人观点的实验结果是：关系式 　 　成立。
6．（2分）为了探究小球静止在斜面上时，沿斜面向上的拉力F的大小与哪些因素有关，小红用两个所受重力G不同的光滑小球甲、乙和弹簧测力计等器材按图（a）、（b）进行实验，然后改变斜面与水平面的倾角θ继续实验，如图（c）、（d）所示。（G甲＜G乙，θ1＜θ2＜θ3，F1＜F2＜F3＜F4）
①由图（a）、（b）及相关条件可得出的初步结论是：小球静止在斜面上时，　 　，F越大。
②由图（b）、（c）、（d）及相关条件可得出的初步结论是：小球静止在斜面上时，　 　。
7．（2分）小明进入光学实验室进行复习时做了如下实验：
（1）小明在探究光的反射定律时，发现用前后可折的纸板（如图甲）不仅能呈现光路，还能探究反射光线、入射光线和法线是否　 　。
（2）探究平面镜成像规律时：
①他用较　 　（选填“薄”或“厚”）的玻璃板代替平面镜进行探究。
②他在找准像的位置后，画出了A、B、C三点做标记（如图乙），在测量物距和像距时，他应分别测出　 　两点到平面镜的距离作为物距和像距，并加以比较，经多次试验得出：像和物到平面镜的距离是　 　的。
（3）在利用如图丙所示的光具座探究凸透镜成像规律时，可供选择的凸透镜有：A（焦距15cm）和B（焦距50cm），小明应选择　 　（选填“A”或“B”）。该图的光屏上已成清晰的像，此成像规律在生活中的应用是　 　。
三．作图题（共1小题，满分2分，每小题2分）
8．（2分）站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶。请在图中画出滑轮组绳子的绕法。
四．综合能力题（共1小题，满分4分，每小题4分）
9．（4分）如图所示，将一支激光笔放置到A处，将一枚硬币放置在不透明容器底部B处，请你利用一种实验器材或生活中的物品，想办法使A处发出的光能照射到B处。
（1）请说出你所选择的这种实验器材或物品的名称；
（2）大致画出你的设计思路（器材或物品的位置及光路）。
五．实验探究题（共20小题，满分80分，每小题4分）
10．（4分）探究“浮力的大小等于什么”时，实验进行了如图所示的步骤。
回答下列问题：
（1）为了使实验结论更为可信，将石块换成钩码等其它物体再进行几次实验，其主要目的是 　 　（填序号）；
A．多次测量求平均值，以减小偶然误差
B．多次测量找规律，排除偶然性
C．探究浮力的大小与哪些因素有关
（2）小石块受到的浮力为 　 　N；
（3）实验是通过比较物体的重力与 　 　的重力，得出结论。
11．（4分）物理科创小组制作了一个长方体光学元件盒，外观如图乙，上方右侧开有一正方形大口，并贴上一张半透明薄纸片ABCD，左侧开有一圆形小孔，其余部分密封完好。小睿将一个点燃的蜡烛正立竖直放在小孔正前方，如图甲所示，可以在半透明薄纸片上观察到烛焰的像。他对这个“小孔”光学盒的内部结构产生了极大的兴趣，科创小组的同学告诉他，盒中只有1块不透光的平面镜。于是，小睿开始分析：
（1）半透明薄纸片上的像是 　 　（选填“实”或“虚”）像；
（2）请你帮助小睿在图丙中的虚线框中画出平面镜的大致位置和放置方向；
（3）小睿在半透明薄纸片ABCD上看到烛焰的像是怎样的？请在图丁四个图中选出你认为正确的图像：　 　；
（4）要使半透明薄纸片上的像变大，小睿想到了以下一些方案，你认为可行的是 　 　（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。
①将F光源移向小孔 ②将小孔的大小增大 ③将光学元件盒缩短 ④将光学元件盒加高
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
12．（4分）小明和小华发现光斜射入玻璃中会发生偏折。为了反映光偏折程度的差异，他们将“入射角与折射角的比值”定义为“偏折比”。于是他们想探究“光折射时，偏折比与什么因素有关”。经过讨论后，他们提出了以下几种猜想：
猜想1：与光在玻璃中通过的路程有关；
猜想2：与玻璃的种类有关；
猜想3：与玻璃的颜色有关。
（1）根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是 　 　（选填“正确”或“错误”）的，判断的依据是 　 　。
（2）将一束光穿过如图甲的普通无色玻璃砖，若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为1.25，则光在下表面折射时的“偏折比”为 　 　。
（3）为探究猜想2，小明又用一块形状和长度与普通无色玻璃砖相同、但厚度变小的水晶无色玻璃砖进行实验。当两束平行白光以相同入射角斜射入两玻璃砖上表面中点处，光从两玻璃砖下表面射出位置到玻璃砖左端的距离相等。由此可知，在相同条件下，普通无色玻璃对白光的“偏折比”比水晶无色玻璃对白光的“偏折比”　 　（选填“大”或“小”）。
（4）进一步分析，由于不同颜色的光通过三棱镜的折射程度 　 　（选填“相同”或“不同”），他们认为猜想3是正确的。小华只将图甲中的普通无色玻璃砖分别换成形状、大小完全相同的普通红色玻璃砖和普通绿色玻璃砖，使两束平行白光以相同入射角斜射入两玻璃砖上表面中点处（如图甲），光从玻璃砖下表面射出位置如图乙，则在相同条件下，普通 　 　（选填“红色”或“绿色”）玻璃对光的“偏折比”大。
（5）如图丙，分别用太阳光平行于相同形状的凸透镜的主光轴射入，由普通 　 　（选填“红色”或“绿色”）玻璃制成的凸透镜焦距大。
13．（4分）某兴趣小组组装了如图所示的装置，发现让铁质导体cd在磁场中运动，导体ab像是“心灵感应”般跟着运动起来.
（1）要发生上述现象，导体cd要做 　 　（选填“上下”或“左右”）运动.
（2）导体cd运动的原理与 　 　（选填“发电机”或“电动机”）相同.
（3）要使导体ab运动方向相反，可以采用的方法有（写出一种）：　 　。
（4）本实验中铁导线 　 　（选填“可以”或“不可以”）换成铜导线.
14．（4分）在“探究产生感应电流的条件”的实验电路如图。
（1）实验中用 　 　（电流表/电压表/灵敏电流计）显示电路中有无电流，这种研究问题的方法叫 　 　（控制变量法/转换法/推理法）。
（2）如图甲所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，电路中 　 　（选填“无”
或“有”）感应电流；
（3）如图乙所示，保持线圈不动，使蹄形磁体快速向左运动，电路中 　 　（选填“无”或“有”）感应电流；
（4）利用该实验原理工作的装置有 　 　（选填“电铃”、“扬声器”、“电磁起重机”或“动圈式话筒”）。
15．（4分）某物理兴趣小组的同学开展了“通电导体在磁场中受力的大小与导体在磁场中长度的关系”的探究实验。
【提出问题】通电导体在磁场中受力的大小与导体在磁场中长度有什么关系呢？
【实验器材】边长AB不同的矩形线圈a，b、c三个，足够宽的U形磁铁、弹簧测力计，电源、开关各一个，足够的导线。
【设计和进行实验】
（1）如图所示，用弹簧测力计测量矩形线圈α的重力再将α放入磁场中，通电后读出弹簧测力计的示数即线圈受到的拉力大小，比较线圈所受拉力与其重力的大小，发现拉力大于重力，说明通电线圈受到的磁场力的方向是　 　的。
（2）换用不同的矩形线圈重复上述步骤进行实验，每次实验时，控制所研究的线圈边长在磁场中的位置相同，且保持磁场和　 　的方向不变比较线圈所受拉力与其重力的大小。
（3）将一次实验相关数据比较后的结果填入以下表格：
线圈AB边的长L/cm 最短 较长 最长
拉力与重力的差值△F/N 最小 较大 最大
【分析与论证】控制实验中的有关物理量相同时，根据实验数据进行分析，说明通电导体在磁场中受力的大小与导体在磁场中的长度有关，长度越长，所受的磁场力越　 　。
16．（4分）如图是某同学“测量浮力大小”的实验。
（1）如果该实验是按照甲、乙、丙的顺序进行，则物体所受浮力大小为 　 　N。在丙图中，随着物体浸没在水中的深度增大，静止时弹簧测力计的示数 　 　。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）已知酒精密度小于水的密度，如果将量筒内的水换成酒精，则丙图中弹簧测力计的示数应 　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）1.8N。
17．（4分）小明与小华为了探究泡沫塑料和棉絮的保温性能的好坏，两人设计并做了这样的实验：他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶，让它们自然冷却，利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况。
（1）为保证实验的科学性，除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，还应考虑影响水温变化的其他因素，即保持烧瓶相同、环境因素相同、水的 　 　和 　 　相同，这种科学探究方法叫做 　 　。
（2）按实验计划操作，小明与小华把实验测得的时间和温度数据记录在如表中。
时间/min 0 10 20 30 40 … 150 180
泡沫塑料组水温/℃ 90 74 65 60 57 … 21 20
棉絮组水温/℃ 90 70 55 33 … 20 20
分析实验数据可知，他们实验时室内的温度是 　 　℃；从计时开始经过40min，泡沫塑料包的水温度降低了 　 　℃，而棉絮包的水温度降低了 　 　℃，由此你能看出，在这两种材料中，保温效果比较好的是 　 　。
（3）小明与小华是采用了“在相同的时间内，比较水温降低多少”的方法来比较两种材料的保温性能的，你还可以采用“　 　”的方法来比较两种材料的保温性能。
（4）已知水温下降的特点：温度较高时，水温下降得较快。
①根据这一特点，时间为30min时，棉絮组的水温可能是下列选项中的 　 　。
A.46℃B.43℃C.39℃D.36℃
②下列图像中能表示水的温度随时间变化关系的是 　 　。
18．（4分）小刚观点：“被100℃的水蒸气烫伤，要比被100℃的热水烫伤严重得多”。小刚设计了以下实验来验证。 （热损失以及热胀冷缩对实验的影响忽略不计）
①将一定质量温度为t1的冷水装入一个双层玻璃真空保温杯中，液面如图甲所示位置，标记为A；
②向杯中插入导管，将100℃的水蒸气通入保温杯的冷水中（水蒸气全部被吸收），发现杯中水面明显上升；
③一段时间后，停止通入水蒸气，移出导管后，杯中液面位置如图乙所示，标记为B，再测出此时杯中水的温度为t2，比较发现t2高于t1。
（1）杯中水面上升是通入的水蒸气发生 　 　（ 填物态变化名称）的结果。
（2）t2高于t1的原因是 　 　。
（3）小刚的实验因没有对比以至不足以证明他的观点，请你再帮助小刚设计补充实验方案。简要叙述实验过程、测量的物理量及验证依据。
19．（4分）小刚同学在不同的水平路面上以不同的速度骑不同质量的自行车时，发现不踩踏脚板时，自行车向前滑行的距离不同，他提出了“自行车向前滑行的距离与什么因素有关”的问题，并做出猜想：
猜想一：自行车滑行的距离可能与自行车的初速度有光；
猜想二：自行车滑行的距离可能与道路表面的粗糙程度有关；
猜想三：自行车滑行的距离可能与自行车的质量有关；
为验证自己的猜想，他在水平木板上搭成一斜面，并准备了一个小车、一把量程为1m的刻度尺、一条毛巾、一块棉布（毛巾、棉布质量忽略不计）实验器材。请你帮他完成下列内容：
（1）为探究猜想一，他先后将小车从斜面 　 　高度处由静止释放，记录小车在 　 　表面上滑行到静止的距离，三次实验现象如图1所示；（均选填“相同”或“不同”）
（2）为探究猜想二，他先后将小车从斜面 　 　（选填“相同”或“不同”）高度处由静止释放，三次实验中小车最后静止时如图2所示；
（3）综合（1）（2）两次实验，可以得出的结论是：　 　；
（4）利用现有的实验器材，他 　 　（选填“能”或“不能”）完成猜想三的实验探究；（要求：实验具有可操作性）
（5）设计出探究“猜想二”的记录数据表格。
20．（4分）小唯看到弟弟在玩“击瓶”游戏，他们站在距水瓶约为2m的地方，用沙包击打装水的瓶子（瓶子竖直放在水平地面上），把水瓶击倒次数最多者就是赢家小唯认为水瓶被击倒的次数可能和沙包击中瓶身的位置、瓶中水量、沙包的质量等因素有关，为了验证猜想，他进行了以下实验。
为了提高击中率，小唯在距离瓶子1m的地方固定一个橡皮筋发射装置，如图所示，每次将橡皮筋拉至 　 　（选填“相同”或“不同”）位置发射沙包，分别改变沙包击中瓶身的位置、瓶中水量及沙包的质量，击中次数均为10次，记录瓶子被击倒的次数，数据如表所示，
实验序号 击中位置 瓶中水量 沙包质量/g 击倒次数
1 瓶底 少 40 10
2 瓶底 适中 40 8
3 瓶底 多 40 4
4 瓶底 多 60 6
5 瓶底 多 80 9
6 瓶身 多 40 7
7 瓶口 多 40 9
（1）分析表中1.2.3三组数据可得到：当沙包质量击中位置相同时，瓶中水量越 　 　水瓶越容易被击倒；也说明质量越小的物体，其运动状态越 　 　（选填“容易”或“不容易”）改变。
（2）为了探究瓶子被击倒的次数与击中位置的关系，应该选取表中序号为 　 　的三组数据进行比较，进一步比较表中的数据发现，击中水瓶的位置越 　 　、沙包的质量越 　 　水瓶越容易被击倒。
（3）水瓶被击倒的次数还与什么因素有关，请你提出一个合理的猜想：　 　。
21．（4分）小宇参加了学校“研究性学习小组”，探究了“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他做的实验如下：将一条形磁体的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁体加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁体被烧红时，发现铁钉纷纷落下。
（1）从小宇的实验可得出的初步结论是　 　。
（2）根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，磁体的　 　减弱直至消失，无法　 　（选填“排斥”或“吸引”）弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警。
22．（4分）海若同学骑自行车来到一段上坡路，她发现即使不踩踏板，自行车也能冲上斜坡一段距离。几次试验，她发现在坡底时的速度越大，自行车自行冲上斜坡的距离就越远。自行车冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关呢？海若同学提出了下列猜想：
A．与其运动到坡成时速度的大小有关；
B．与其在斜坡上受到摩擦力的大小有关；
C．与其质量的大小有关。
为了验证猜想，海若将一左侧光滑，右侧粗糙的弧形轨道固定在水平桌面上，并用小球模拟自行车，如图所示。将小球从左侧轨道某位置自由释放，小球沿轨道向下运动，继而冲上右侧轨道，测出小球在右侧轨道运动的最大距离s。（不计空气阻力）
请你作答以下问题：
（1）小珠在轨道上释放后会加速向下运动，是由于小球受到　 　力的作用；小球冲上右侧轨道的过程中，它的　 　能转化为重力势能和　 　能。
（2）海若将同一小球从左侧轨道的不同高度释放，分别记下小球冲上右侧轨道的最大距离s，这是为了探究猜想　 　（选填“A”、“B”或“C”）。
（3）在探究猜想C时，海若将质量不同的小球由左侧轨道相同高度自由释放，分别测出它们在右侧轨道运动的最大距离s，数据如表所示：
实验次数 1 2 3 4 5
小球质量m/g 20 30 40 50 60
小球冲上轨道的最大距离s/cm 30.1 30.2 29.8 29.9 30.1
①根据表中的数据可得出的结论是：小球冲上轨道的最大距离与小球的质量　 　。
②小球在右侧轨道上运动的最大距离相同，即表示小球能到达的最大高度相同。某同学由此分析认为：“以上各次小球从左侧轨道滚到底端时速度相同，那么质量大的小球此时动能就大，则它冲上右侧轨道的高度一定越高。
这位同学的观点是否合理？　 　。原因是：　 　。
23．（4分）小明用如下实验测定所处环境的空气密度：
（1）把天平放在　 　台面上，将游码置于标尺左端　 　，调节平衡螺母后，并未待指针静止在分度盘中央，而是　 　，就开始测量了。
（2）他用打气筒将皮球打足气，用调好的天平称出此时皮球的质量为81.6g．将如图甲所示的量杯装满水后，倒放在水槽中，用气针和乳胶管将皮球中的空气引入量杯内，用排水集气的方法慢慢排出皮球中的气体，如图乙所示，同时调整量杯的高度，使量杯内气体达到量杯的最大测量值，且需量杯内、外水面相平。此时，用夹子夹紧乳胶管暂 停放气。再将量杯装满水后重新集气，如此共进行10次。拔出气针，用天平称出此时皮球和剩余气体的质量，如图丙所示。请你根据实验及图中情况，帮助小明完成下面的实验数据表格。
充足空气后皮球的质量/g 皮球和剩余气体的质量/g 排出空气的质量/g 排出空气的总体积/cm3 空气的密度/kg m﹣3
81.6 　 　 　 　 　 　 　 　
24．（4分）阳泉某校“玩吧”社团，开展了用双纸筒做小孔成像实验的社团活动，如图所示，他们将右端开口的粗纸筒和两端开口的细纸筒嵌套在一起，在粗纸筒的左端中央截一个小孔，然后在细纸筒的右端蒙上一层半透明纸片做光屏。探究所成像的大小与什么有关，以下是小明探究的过程。
（1）将装置正对点燃的蜡烛（如图所示），前后移动细筒，在光屏上会看到蜡烛火焰的 　 　（选填“正立”或“倒立”）的像。该实验最好在较 　 　（选填“亮”或“暗”）的环境下进行。
（2）小明猜想所成像的大小可能与烛焰大小、蜡烛到小孔的距离以及小孔到光屏的距离有关。于是他用同一支蜡烛实验，且保持蜡烛到小孔的距离不变，在多次改变小孔到光屏的距离时，他测出了烛焰像的高度（见下表）。
小孔到光屏的距离s/cm 7.5 10.0 12.5 15.0
像的高度h/cm 1.5 2.0 2.5 3.0
从上表中数据可以看出：当蜡烛到小孔的距离保持不变时，小孔离光屏越远，所成的像越 　 　。
（3）小明通过实验得出结论后很高兴。但他又想，像的大小会不会跟蜡烛到小孔的距离有关呢？在设计这个实验时小明应注意控制 　 　、　 　不变。
（4）小明发现小孔会成上下颠倒的像，他想小孔成的像会不会左右也相反呢？为了验证这个说法，他准备制作一个LED灯组作为物体进行研究，下列关于LED灯组制作形状的选择最适合的是 　 　（选填“A”、“B”、“C”、“D”）。
25．（4分）学习了光学知识后，爱动脑筋的小花和小朵想自己探究小孔成像现象。如图所示，她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。
（1）分析比较甲、乙、丙中的 　 　两图，可以得出结论：物体通过小孔所成的像与孔的形状无关。
（2）通过实验，可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 　 　（选填“正立”或“倒立”）的实像。树荫下的 　 　形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上所成的实像。
（3）如丁图所示，眼睛从右向左沿易拉罐的中心线看过去，若将蜡烛向上移动，则塑料薄膜上的像向 　 　（选填“上”或“下”）移动；若蜡烛作顺时针转动，则塑料薄膜上的像作 　 　（选填“顺时针”或“逆时针”）转动；若保持其他条件不变，将蜡烛靠近小孔时，则塑料薄膜上的像的大小 　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（4）为了研究孔的大小对光斑形状的影响，小华在地面上铺一张白纸，将刻有边长为3cm等边三角形的纸板正对着太阳，保持纸板与地面距离1m不变，用另一张卡片覆盖在三角形孔上，遮住孔的一部分，如图所示，让太阳光透过小孔，向左移动覆盖的卡片，改变通光孔的大小。
①刚开始时，白纸上光斑大小将 　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”），光斑亮度 　 　（选填“增强”、“不变”或“减弱”）；
②当小孔足够小时，此时光斑形状是圆形，继续移动覆盖的卡片，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将 　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”），光斑亮度 　 　（选填“增强”、“不变”或“减弱”）。
26．（4分）如图甲所示是用易拉罐制成的简易针孔照相机：
（1）使用针孔照相机时，小孔对着 　 　（选填“明亮的室外”或“较暗的室内”）进行观察，可以看到 　 　（倒立的/正立的）像。
（2）请在图乙中作出物体AB的像A′B′。
（3）正午时，小华在地面上铺一张白纸，将刻有边长为5cm的等边三角形小孔的纸板正对着太阳，保持纸板与白纸的距离为30cm，观察白纸上的光斑；
①接着小华用另一张卡片覆盖在三角形孔上（如图丙所示）向左移动，大约遮住孔的一半时，观察光斑变化情况，与没有遮挡时相比较白纸上光斑大小将 　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”），光斑亮度 　 　（选填“增强”、“不变”或“减弱”）；
②没有遮挡时，渐渐增大纸板与白纸的距离到4m左右时，此时光斑形状是圆形，然后再用卡片遮挡，减小通光孔的大小，白纸上光斑大小将 　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”），光斑亮度 　 　（选填“增强”、“不变”或“减弱”）；
③晴天太阳透过树叶缝隙在地面上形成的圆形光斑与上述原理相同，其圆形光斑大小不一的原因是 　 　。
27．（4分）在探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小明提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下光斑位置（如图甲所示）；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验。
（1）要实现探究目标，他们应选择图乙中的 　 　（选填字母序号）两图示实验，实验中用的研究的方法是 　 　。
（2）某小组同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示，经分析可知：光从空气斜射入水和油时，　 　对光的偏折本领较大。
28．（4分）综合实验活动：小明与同学从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，如图所示，光斑的形状与什么因素有关呢？光斑又如何形成的呢？对此小明决定探究，他们猜想光斑的形状：
a．与树叶形状有关，光斑是树叶的影子；
b．与树叶间空隙形状有关；
c．与树叶间空隙大小有关。
（1）根据所学知识，可确定猜想a 　 　（填“合理”或“不合理”）。
（2）为验证猜想b，小明让带孔卡片，离地面白纸较近，如图甲所示，发现白纸上的光斑都是圆形，说明小孔成像时的形状与小孔形状 　 　（选填“有关”或“无关”）
（3）为验证猜想c，如图乙，让带孔的甲纸板离地面白纸的距离不变。让乙纸板向左运动，使孔径越来越小，你觉得选 　 　图实验最科学，实验时，当孔径小到一定程度时，发现白纸上的光斑由孔的形状变成圆形。这说明小孔形成的光斑与小孔的形状 　 　。（选填“有关”或“无关”）
（4）通过探究，他们初步得到了以下结论，　 　光斑（填光斑的形状）一般是太阳的像，光斑的形状与树叶间空隙形状、树叶间空隙大小、树叶间空隙与地面的距离有关。
29．（4分）现代社会汽车已大量进入寻常百姓家，汽车追尾常发生重大交通事故，其重要原因是遇到意外情况时汽车不能立即停止。司机从看到情况到他肌肉动作操作制动器来刹车需要一段时间，这段时间叫反应时间，汽车需保持元素前进一段距离，这段距离叫制动距离。如图所示。
如表是一位司机驾驶一辆保养的很好的汽车分别在干燥和潮湿的相同水平公路上以不同的速度行驶时，测得的反应距离、制动距离和停车距离。
速度/km h﹣1 反应距离/m 制动距离/m 停车距离/m
干燥 潮湿 干燥 潮湿 干燥 潮湿
40 7 7 8 10 15 17
50 9 9 13 15 22 24
60 11 11 19 23 30 34
80 15 15 33 43 48 58
100 19 19 52 65 71 84
（1）研究上表中的数据可知汽车速度越大，　 　、　 　和　 　就越大；
（2）影响汽车制动距离的两个主要因素是：　 　和　 　；
（3）请你根据以上研究结果，对司机提出两条有利于安全行驶的建议：驾驶汽车时
①　 　；②　 　。
参考答案与试题解析
一．选择题（共2小题，满分4分，每小题2分）
1．【解答】
甲、脸上涂上防晒霜，两手背上不涂，因手和脸本来白皙的程度不同，所以这样比较起不到很好的比较的效果；
乙、虽然说是涂得都是手背，可能在第一天就被晒黑了，所以也无法比较；
丙、同时一只手涂上防晒霜，一只手不涂，形成一个对比，通过两只手并晒黑的程度，能够看出此防晒霜是否有效；
丁、在不同的同学手上涂上防晒霜，可能这两个同学本来皮肤就不同，所以也无法确定防晒霜是否有效；
综上可知，丙的实验方案最为合理。
故选：C。
2．【解答】
设脚印的面积为S，积雪的厚度为h，脚印的深度为h1，冰的密度为ρ冰，
则由ρ＝可得，脚印下积雪的质量：
m雪＝ρ雪V雪＝ρ雪Sh，
被挤压变为冰后的质量：
m冰＝ρ冰V冰＝ρ冰S（h﹣h1），
根据m雪＝m冰得：
ρ雪Sh＝ρ冰S（h﹣h1），
ρ雪＝ρ冰，
可见，需要测量的物理量有：积雪的厚度h、脚印的深度h1。
故选：B。
二．填空题（共5小题，满分10分，每小题2分）
3．【解答】（1）AD在力的方向和作用点相同时，力越大，力的作用效果越大。
（2）AC在力的大小和方向相同时，作用点不同，力的作用效果不同。
（3）AB在力的大小和作用点相同时，方向不同，力的作用效果不同
（4）在本实验中，小华采用的研究方法叫做控制变量法。
故答案为：（1）AD；（2）AC；（3）AB；（4）控制变量。
4．【解答】
图甲中随着卡片乙向左移动，孔的形状始终是三角形，并且逐渐变小，故符合要求；乙中随着卡片乙向左移动，孔的形状发生了变化，不符合要求。
故答案为：甲；实验中应该控制孔的形状不变，改变孔的大小。
5．【解答】用细线系上小球做成一个摆，让它摆动15次，记录所需的时间t，则摆球摆动一次的时间为：；
某人认为，随着摆球摆动次数越多，就摆动得越慢。为此小明在单摆摆动时，记录其前10次摆动和后10次摆动所需时间t1和t2，则支持此人观点的实验结果是：关系式t1＜t2成立。
故答案为：；t1＜t2。
6．【解答】①由图（a）、（b）可知，倾角相同，乙的重力大于甲的重力，即小球静止在斜面上时，θ相同，G越大，F越大。
②由图（b）、（c）、（d）可知，重力相同，但θ1＜θ2＜θ3，F2＜F3＜F4，故可得：小球静止在斜面上时，G相同，θ越大，F越大。
故答案为：①θ相同，G越大。②G相同，θ越大，F越大。
7．【解答】（1）将纸板的右半部分向前后翻折，就不会看到反射光线，只有当整个光屏为一平面时，才能够看到反射光线，说明反射光线、入射光线、法线共面。这说明光屏可以验证反射光线跟入射光线和法线是否在同一平面上。
（2）①因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，影响到实验效果，所以应选用薄玻璃板，
②由图可知，要分别测出物体和想两点到平面镜的距离作为物距和像距，则应分别测出 A、C两点到平面镜的距离作为物距和像距，经多次试验得出：像和物到平面镜的距离是相等的。
（3）因为实验室的光具座的长度约为1m，选择15cm的凸透镜进行实验才能方便观察物距大于2倍焦距，大于1倍焦距小于2倍焦距，小于焦距时的各种成像的规律。
由图可知，u＞2f，该图的光屏上已成清晰的像，那么这个像是倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。
故答案为：（1）在同一平面内；（2）①薄；②A、C；相等；（3）A；照相机。
三．作图题（共1小题，满分2分，每小题2分）
8．【解答】由题意知，站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶。所以绳子的拉力方向应向下，所以绳子应从动滑轮绕起。
故答案为：
四．综合能力题（共1小题，满分4分，每小题4分）
9．【解答】根据光的反射定律反射时反射角等于入射角，利用这一现象放置平面镜，可以使反射光线过B点，
做法如下：从A做一条入射光线，再做一条反射光线过B点，入射光线与反射光线的交点就是入射点，过入射点做入射光线和反射光线夹角的角平分线，即法线，过入射点做法线的垂线，这就是平面镜的位置，如下图所示：
答：（1）平面镜；
（2）见上图。
五．实验探究题（共20小题，满分80分，每小题4分）
10．【解答】（1）为了使实验结论更为可信，应多次实验，从多组数据中寻找普遍规律，避免实验的偶然性，故选B；
（2）由第一步可知，小石块的重力为1.4N，根据物体漂浮在液面上，物体受到的浮力大小等于物体的重力可知，小石块受到的浮力F浮

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