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题型三　实验专项
类型一　光学实验
[典例1]为完成“探究平面镜成像特点”的实验,小芳选择了如图所示的实验装置。
(1)小芳用玻璃板代替平面镜的目的是　 　。
(2)小芳把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B,小芳应在蜡烛　 　(选填“A”或“B”)一侧观察玻璃板中的像。
(3)当把蜡烛靠近玻璃板时,蜡烛经玻璃板所成像的大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
便于确定像的位置
A
不变
(4)移去蜡烛B,在其原位置放置一块光屏,光屏上不能得到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是
　 　(选填“实像”或“虚像”)。
(5)实验中,发现在水平桌面上无论怎样移动蜡烛B,都与蜡烛A的像无法完全重合,你认为原因可能是　 　。
(6)如图所示,仅将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时,蜡烛A的成像情况是　　(选题字母代号)。
A.蜡烛成像仍在B处
B.蜡烛成像在B处右侧
C.蜡烛无法通过玻璃板成像
虚像
玻璃板与桌面不垂直
A
[典例2] (2022营口)小明用蜡烛、凸透镜(焦距10 cm)、光屏在光具座上进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。
(1)实验在　 　(选填“较亮”或“较暗”)的环境下进行,现象更明显。
(2)蜡烛、透镜和光屏位置如图甲所示,光屏上会出现烛焰清晰　 　(选填“放大”“等大”或“缩小”)的像,此现象和生活中　 　(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的原理相同;保持凸透镜位置不变,增大物距后,将光屏移动到适当位置,光屏上会重新出现烛焰清晰的像,该像与移动前的像相比会　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
甲
较暗
缩小
照相机
变小
(3)保持凸透镜位置不变,移动蜡烛至图乙所示位置,在透镜右侧通过透镜可以观察到烛焰　 　(选填“正立”或“倒立”)的像。
(4)将图甲中的透镜换成焦距f=5 cm的凸透镜,光屏上烛焰的像变模糊。将蜡烛向　 　(选填“左”
或“右”)移动适当距离,光屏上重新出现烛焰清晰的像;若不移动蜡烛,在蜡烛和透镜之间放置一个度数适当的　 　(选填“近视”或“远视”)镜片,光屏上也会重新出现烛焰清晰的像。
乙
正立
右
近视
[强化训练]
1.(2022自贡)在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,水平放置平面镜,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。
(1)实验时,把纸板垂直放在平面镜上,入射光线AO的法线是　 　,光线AO的入射角大小是　 　度。
(2)为了探究反射角与入射角大小的关系,应进行的操作是　 　。
A.改变纸板与平面镜之间的夹角
B.沿ON向后转动纸板E
C.沿ON向后转动纸板F
D.改变入射角的大小
ON
40
D
(3)将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上　 　(选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与法线在　 (选填“同一平面”或“不同平面”)内。
(4)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出,该实验现象说明　 　。
A.反射角等于入射角
B.在光的反射现象中,光路可逆
不能
同一平面
B
2.(2022泰安)李华同学在实验室探究“平面镜成像的特点”。如图所示,保持玻璃板与直尺垂直,取两支外型相同的蜡烛A和B分别竖直置于玻璃板两侧的直尺上,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行观察和调整。
(1)利用直尺是为了便于测量像与物到平面镜的　 　。
(2)选择两支外型相同的蜡烛是为了便于比较像与物的　 　关系。
(3)确定出蜡烛A所成像的位置后,在像的位置上放一光屏,光屏上不能承接到蜡烛A的像,说明平面镜成的像是　 　(选填“实像”或“虚像”)。
(4)在物理实验中,为了减小误差或寻找普遍规律,经常需要多次测量。下列实验中多次测量的目的与本实验多次测量的目的相同的是　 　(选填字母符号)。
A.探究串、并联电路中电流的规律时,换用不同规格的小灯泡,多次测量
B.用刻度尺测长度时,需要多次测量被测物体的长度
距离
大小
虚像
A
3.在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上,点燃蜡烛,调整它们的高度,使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在　 　。
(2)如图甲所示,光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断,保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动透镜到　 　cm刻度处,光屏上可再次成清晰的　 　、倒立的实像。
(3)实验一段时间后,原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方如图乙所示位置,能让像重新回到光屏中心的操作是　 　(选填序号)。
①光屏下调　②蜡烛上调　③透镜上调
同一高度
55
缩小
②
甲 乙
(4)实验中,光屏上成模糊的像,如果蜡烛和透镜位置不变,将光屏往凸透镜方向靠近,光屏上能成清晰的像;如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变,在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜,光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有　 　作用,　 　视眼的矫正与上述成像过程类似。
发散
近
类型二　热学实验
[典例] (2022临沂)用如图甲所示装置探究“水的沸腾特点”。
(1)组装实验装置时,对于盛水的烧杯和测水温的温度计,应先调整　 　(选填“烧杯”或“温度计”)的位置。
(2)实验过程中,某时刻温度计的示数如图乙所示,此时水的温度为　 　℃。
(3)观察到水沸腾后的实验现象:①温度计的示数保持不变;②水中产生大量气泡,气泡不断上升且
　 　(选填“变大”或“变小”),到达水面破裂。
烧杯
94
变大
甲 乙
(4)实验结束后撤去酒精灯,水还能继续沸腾一小会,这说明水沸腾时不需要吸热。这种判断是
　 　(选填“正确”或“错误”)的。
(5)由实验数据作出水的温度随时间变化的图象如图丙所示。根据图象,请给实验提一条合理化建议　 　。
错误
适当减少水的质量
丙
[强化训练]
1.(2022绥化)如图甲所示是用海波和石蜡探究“固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)组装器材时,应先固定图甲中的　 　(选填“A”“B”或“C”)。
(2)开始实验后,某一时刻温度计的示数如图甲所示,温度为　 　℃。
(3)根据实验数据绘制的两种物质熔化时温度随时间变化图象如图乙所示,由图象可知石蜡是
　 　(选填“晶体”或“非晶体”),海波熔化持续了　 　min。
(4)由实验可得到晶体熔化特点:　 　。
(5)由实验可知,晶体的温度为熔点时,可能处于　 　态。
A.固　　B.液　　C.固液共存
C
38
非晶体
6
持续吸热,温度不变
ABC
甲 乙
2.(2021临沂)在“探究水的沸腾特点”的实验中。
(1)组装如图甲所示的实验装置时,应先调节　 　(选填“A”或“B”)固定夹的位置。
(2)水银和酒精是液体温度计常用的测温物质,由表格中的数据可知,本实验应选用　 　制作的温度计。
(3)实验过程中,某时刻温度计的示数如图甲所示,此时水的温度为　 　 ℃。
(4)实验结束后撤去酒精灯,水还会继续沸腾一小会儿,这是因为　 .
　。
A
水银
93
石棉网的余温高于水的沸点,
水会继续吸收热量
甲
测温物质 凝固点/ ℃ 沸点/ ℃
水银 -39 357
酒精 -117 78
注:在标准大气压下 (5)图乙是a、b两个实验小组根据实验数据描绘出的水的沸腾图象,两图线不同的原因可能是
　 　(选填序号)。
A.酒精灯的火焰相同,a组水的质量大
B.水的质量相同,b组酒精灯的火焰小
乙
B
类型三　力学实验
[典例1] (2022营口)酒精消毒液已成为居家必备用品,小强利用天平、量筒等实验器材测量某酒精消毒液的密度。
(1)将天平放在　 　上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,此时指针位置如图甲所示,应向
　 　调节平衡螺母直至天平平衡。
(2)测量步骤如下:
①在烧杯中倒入适量消毒液,用天平测出烧杯和消毒液的总质量为78 g;
②将烧杯中部分消毒液倒入量筒,液面位置如图乙所示,量筒内消毒液的体积为　 　cm3;
③用天平测出烧杯和剩余消毒液的质量如图丙所示,则其质量为　 　g;
④消毒液的密度为　 　g/cm3。
水平台
左
40
44
0.85
甲 乙 丙
(3)小强测量一个木块(ρ木<ρ水)的密度,由于木块体积较大无法放入量筒,于是利用电子秤、一根细钢针、烧杯和水设计如下实验,测出了木块的密度。
①如图丁A所示向烧杯中倒入适量水,电子秤的示数为m1;
②如图丁B所示,将木块放在水中,静止时电子秤的示数为m2;
③　 　,电子秤的示数为m3;
④木块密度ρ木=　 　(用m1、m2、m3和ρ水表示)。
(4)测完密度后,小强发现由于电子秤没调零,每次测量结果都偏大2 g,则测得的木块密度　 　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
用细钢针把木块压入水中,使木块浸没在水中
丁
不变
[典例2] (2021东营)如图所示是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
甲 乙 丙
(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于　 　(选填“平衡”或“非平衡”)状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向　 　(选填“左”或“右”)侧调节。
(2)图乙是一个平衡的杠杆,此时若推动右侧钩码的悬线(如图丙所示),就会发现杠杆　 　(选填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”)。
(3)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是　 　。
平衡
左
左端下沉
避免偶然性,寻找普遍规律
(4)某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立 于是该小组利用如图丁所示的装置进行探究,在杠杆O点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为　 　N。以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子拉力为阻力F2,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,F1l1总是　 　(选填“大于”
“等于”或“小于”)F2l2,其原因可能是　 　。
(5)图丁中,弹簧测力计处在A点位置时,此杠杆属于　 　(选填“省力”或“费力”)杠杆,请举出它在生活生产中的一个应用实例:　 　。
丁
2.3
大于
杠杆自重对杠杆平衡有影响
费力
钓鱼竿
[强化训练]
1.(2022沈阳)同学们发现:李子会沉在水底,而丑橘可以漂浮在水面上。于是他们利用实验室的器材测量了两种水果的密度。
甲 乙
(1)测量李子的密度
①将天平放在水平台上,如图甲所示,将游码放到标尺左端的零刻度线处,向　 　调节平衡螺母,直至指针指在分度盘的中线处,使天平横梁平衡;
②接着配制浓度合适的盐水,使李子恰好　 　在盐水中,测出盐水的密度即为李子的密度,测量步骤如下
步骤一:在小烧杯中加入适量配置好的盐水,用天平测量其质量,当天平平衡后,砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,小烧杯和盐水的总质量为　 　g;
右
悬浮
81.4
步骤二:把小烧杯中的一部分盐水倒入量筒中,测量其体积如图丙所示;
步骤三:测出小烧杯和剩余盐水的总质量为39.8 g;
则李子的密度ρ李子=　 　kg/m3。
(2)测量丑橘的密度
步骤一:如图丁A所示,用台秤测量容器和水的总质量为m1;
步骤二:如图丁B所示,丑橘漂浮在水面上,台秤的示数为m2;
步骤三:如图丁C所示,按压丑橘使其刚好　 　在水中,台秤的示数为m3;
则丑橘的密度ρ丑橘= 　(用字母表示,已知水的密度为ρ水)。
丙
1.04×103
浸没
丁
2.(2022大庆)小明想比较某两种品牌运动鞋的防滑性能,他设计了如图所示的实验,实验步骤如下。
(1)将两种品牌的运动鞋各取一只,用弹簧测力计分别称出它们的重力。小明观察到未悬挂重物时弹簧测力计示数为0.2 N,图乙是测量其中一只鞋子时弹簧测力计示数,其示数为　 　N,鞋子的实际重力为　 　N。
(2)用弹簧测力计挂起较轻的那只鞋子,再向里面缓慢加入细沙,直至弹簧测力计示数与悬挂较重鞋子时的示数相同。
(3)在跑步机的传送带上按图甲摆放实验用品,将弹簧测力计正确调零后,其一端固定在跑步机上,另一端钩住鞋子。
2.4
2.2
(4)启动跑步机,待弹簧测力计示数稳定后记录弹簧测力计示数,该示数　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)鞋子受到的摩擦力。
(5)换另一只鞋子,重复步骤(4),并记录数据。
(6)比较步骤(4)、(5)中两次弹簧测力计示数,对应示数　 　(选填“较大”或“较小”)的鞋子防滑性能好。
(7)如果在步骤(4)中提高传送带速度,那么弹簧测力计示数稳定后,其示数与低速时相比将
　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
等于
较大
不变
3.(2022福建)在“探究影响液体压强的因素”的实验中,用几根一端封有相同橡皮薄膜的玻璃管进行实验,在5号管中装入盐水,其它管中装入水,如图所示。
压强
(1)玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液体　 　的大小。
(2)根据图甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度猜想:液体的压强可能与液体的质量、重力、体积或　 　有关。
(3)图乙中,4号管上段更粗,下段与2号管粗细相同,两管中水的总长度相同,发现两管薄膜鼓起的程度相同,可得:液体压强的大小与液体的质量、重力、体积　 　。
深度
无关
甲 乙
(4)图丙中,5号管和2号管的液柱长度相等,利用5号管和2号管可探究液体压强与液体的　 　是否有关。
(5)为了探究液体长度对液体压强的影响,选用2号管和6号管进行实验,6号管水柱比2号管水柱长,实验时需控制两管水柱的　 　相等。
密度
深度
丙
4.在“探究影响浮力大小的因素”的实验中,同学们根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸入液体中的深度有关;②与物体排开液体的体积有关;③与液体的密度有关。
(1)请你写出能够支持猜想③的一个生活现象:　 　。
(2)进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体P所受浮力大小为
　 　N。
向清水中加盐能使鸡蛋上浮
1.4
(3)分析a、c、d三次实验,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度　 　(选填“有关”或“无关”);分析　 　三次实验,可知浮力大小与物体排开液体的体积有关;分析a、d、e三次实验,可知在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力　 　(选填“越大”或“越小”)。
(4)本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素,从实验数据还可求出物体P的密度为　 　 kg/m3。(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
无关
a、b、c
越大
2.4×103
5.(2022甘肃)如图所示,摆线的长L相同,小球A、B的质量mA(1)图甲、乙中,同时由静止释放A、B两球,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中任一时刻的速度大小与小球的　 　无关。
(2)小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块会在水平面上滑行一定距离后停止,本实验中通过比较　 　反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法叫　 　(选填“控制变量法”或“转换法”)。
质量
木块移动的距离
甲 乙
转换法
(3)根据乙、丙所示的探究过程,他观察到图丙中木块C被撞得更远,可得出结论:小球的动能大小与
　 　(选填“速度”“高度”或“质量”)有关。
(4)若水平面绝对光滑且足够长,木块C被撞击后,它将做　 　(选填“减速”“匀速”或”“加速”)直线运动。
(5)在探究小球动能与质量的关系时,有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度,分别弹出质量不同的小球去撞击木块,撞击木块时小球的动能　 　(选填“相等”或“不相等”),该方案是　 　(选填“正确”或“错误”)。
速度
匀速
相等
丙
错误
类型四　电磁学实验
甲
[典例1] (2022达州)现有下列实验器材:学生电源、定值电阻三个(5 Ω、10 Ω、15 Ω)、小灯泡RL(额定电压为2.5 V)、滑动变阻器“50 Ω　1 A”、电流表、电压表、开关和导线若干。
(1)小聪利用部分实验器材探究电流跟电压的关系。
①请用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物连接完整。(要求:滑片向右移动时电压表示数减小)
②在探究过程中多次移动滑动变阻器滑片,读出电压表和电流表示数并记录如下:
A.其中第6次实验电流表示数如图乙所示,请将读数填入表中。
乙
B.分析数据可以得出的初步结论是:　 　。
C.该实验所用的探究方法是　 　。
③换用另外两个定值电阻重复上面的实验步骤,分析数据得出结论。
实验次数 1 2 3 4 5 6
U/V 0.5 1 1.5 2 2.5 3
I/A 0.05 0.1 0.15 0.2 0.24 　 　
0.3
在电阻一定时,通过导体中的电流跟两端电压成正比
控制变量法
(2)小聪同学把定值电阻换成小灯泡RL,接着进行“研究小灯泡的电阻”的实验。在实验过程中,多次移动滑片,读出电压表和电流表示数并记录,然后描绘出小灯泡的I-U关系图象如图丙所示,请分析论证。
①需要测量多组数据的目的是　 　(选填“A”或“B”)。
A.求小灯泡阻值的平均值,减小误差
B.找出小灯泡阻值的变化规律
②小灯泡的灯丝由暗变亮的过程,即灯丝的温度逐渐升高的过程。由实验数据结合实验现象得出结论:导体的电阻与　 　有关。与其他同学评估交流发现,小灯泡的亮度是由小灯泡的　 　.
(选填“额定功率”或“实际功率”)决定的。
B
温度
实际功率
丙
[典例2]通电螺线管外部的磁场是怎样分布的 我们通过以下实验来进行探究。
甲 乙 丙 丁
(1)在硬纸板上放置一个螺线管,周围均匀地撒满铁屑,给螺线管通电后,铁屑被　 　。轻敲纸板,观察铁屑的排列情况如图甲所示,图乙和图丙分别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况,对比分析可知通电螺线管外部的磁场分布与　 　磁体的相似。
(2)我们要判断通电螺线管外部的磁场方向,需要借助　 　。
(3)根据前面的实验结果,把通电螺线管看成一个磁体,它的两极如图丁所示,为了进一步探究通电螺线管的极性与通过环绕螺线管的电流方向之间有什么关系我们下一步要做的是　 　,观察　 　。
磁化
条形
小磁针
改变电流方向
小磁针指向
[强化训练]
1.(2022安徽)小红测量一个小灯泡(额定电压为2.5 V)正常发光时的电阻,电源电压保持3 V不变,滑动变阻器的规格是“10 Ω　1 A”。
(1)图甲为实验电路图,图中的圆圈分别表示电流表和电压表,请在圆圈内填入相应的符号。
甲
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片移至电阻值最大处,闭合开关。要使小灯泡正常发光,应进行的操作是　 　。
(3)正确完成上述操作后,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为　 　Ω(结果保留一位小数)。
(4)小灯泡正常发光时,因灯丝断路突然熄灭,若其他元件均完好,则此时电压表的示数　 　(选填“小于”“等于”或“大于”)2.5 V。
滑动变阻器的滑片向右移动,使电压表示数为2.5 V
7.8
大于
乙
2.(2022营口)在“探究电流与电阻关系”的实验中,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为3 V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,三个阻值不同的定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω)和导线若干。
甲
(1)用笔画线表示导线,把图甲实物图连接完整。(要求:向左移动滑片时电流表示数变大)
(2)连接电路前,开关应处于　 　状态。
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,用一根导线分别与定值电阻和电流表并联,两表仍无示数,当导线与滑动变阻器并联时,发现两表指针有明显偏转,故障原因是
　 　。
(4)排除故障后,闭合开关,电压表的示数为0.6 V,电流表的示数如图乙所示,为　 　A,使用的定值电阻阻值为　 　Ω。
(5)图丙是根据测量的数据绘制的电流与电阻关系的图象,分析图象可得出结论:导体两端电压一定时,　 　。
断开
滑动变阻器断路
0.12
乙 丙
5
通过导体的电流与导体的电阻成反比
(6)小明利用电源(电压恒定)、电流表、阻值为R0的定值电阻、铭牌磨损的滑动变阻器、开关和单刀双掷开关各一个,设计了如下图所示的电路,测量未知电阻Rx的阻值,请将实验步骤补充完整:
①开关S闭合,开关S1接a时,移动变阻器的滑片到某一位置,此时电流表的示数为I1;
②开关S闭合,开关S1接b时,滑动变阻器的滑片　 　(选填“移到最左端”“移到最右端”或“保持不动”),此时电流表的示数为I2;
③电阻Rx=　 　(用I1、I2和R0表示)。
保持不动
3.如图所示,为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
甲
(2)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将表中①②处的内容填写完整。
(3)某次测量时,电压表示数为2.5 V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为　 　A,本次测得Rx的阻值为　 　 Ω。
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是　 　(填字母代号)。
A.用刻度尺测量铅笔的长度
B.测量小灯泡的电阻
C.测量小灯泡的电功率
实验次数 ①　 ②　 电阻R/Ω
1
2
3
乙
电压U/V
电流I/A
0.5
5
A
(5)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数U1;
②　 　,读出电压表的示数U2;
③待测电阻的阻值Rx=　 　(用已知量和测得量的字母表示)。
丙
闭合开关S1、S2
4.(2022遂宁)小志同学在“测量小灯泡电功率”的实验中,用到的器材有:新干电池两节,小灯泡
(标有0.3 A)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各1个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实验电路连接完整。(要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小)
甲
(2)连接好电路,闭合开关,发现灯不亮,电流表无示数,电压表示数接近3 V,造成这一现象的原因可能是　 　(选填序号)。
①小灯泡短路　②小灯泡断路 ③滑动变阻器短路　④滑动变阻器断路
(3)排除故障,进行实验,当电流表的示数如图乙所示时,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向　 　(选填“A”或“B”)端移动,当电流表示数达到0.3 A时,电压表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为　 　W。
②
A
0.75
乙 丙
(4)小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏,他找来一只阻值为R0的定值电阻,设计了如图丁所示的电路,也可测出小灯泡的额定功率。主要的操作步骤如下:
①把电流表接在a处,闭合开关,调节滑片P,使电流表的示数为I额;
②保持滑片P的位置不变,断开开关,把电流表接在b处,闭合开关,读出电流表的示数为I;
③计算得出小灯泡的额定功率P额=　 　(用R0、I额、I表示)。
I额(I-I额)R0
丁
5.(2022衡阳)如图所示,在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中。
序号 实验操作 电流表指针偏转情况
1 保持导体与磁体静止 不偏转
2 保持磁体静止,导体水平向左切割磁感线 向右偏转
3 保持磁体静止,导体水平向右切割磁感线 向左偏转
………… (1)比较1、2(或1、3)实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做　 　运动时,导体中就产生电流。
(2)要使感应电流方向发生改变,可采取的具体措施是　 　(选填字母)。
A.使用磁性更强的磁体
B.保持磁体静止,只改变导体水平运动的方向
C.上下调换磁极,同时改变导体水平运动的方向
(3)从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是　 　能转化为电能。
(4)如果将电流表换成　 　,可以探究磁场对通电导体的作用。
切割磁感线
B
机械
电源
6.(2022湖州)学习了“电生磁”的知识后,小柯在家里进行实验探究。实验器材主要有:全新干电池若干节、铁钉3枚、大头针若干、长导线1根。
实验过程:
①用细线把3枚铁钉捆绑在一起,再用长导线缠绕铁钉6圈,连接在1节全新干电池两端,如图所示,制成简易的电磁铁。用电磁铁尖端去靠近大头针,观察吸引大头针的数目(通电时间不超过10秒钟,
下同)。
②将电磁铁连接在2节串联的全新干电池两端,重复实验。
③将电磁铁连接在3节串联的全新干电池两端,重复实验。
④增加电磁铁的线圈匝数至9匝,连接在1节全新干电池两端,重复实验。
⑤增加电磁铁的线圈匝数至12匝,连接在1节全新干电池两端,重复实验。
(1)1节全新干电池的电压是　 　V。
(2)小柯的实验想要探究的问题是　 　。
(3)本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱,此科学方法属于　 　(选填“类比法”或“转换法”)。
(4)请帮助小柯设计用于记录实验数据的表格。
1.5
电磁铁磁性的强弱与电磁铁两端的电压和线圈的匝数之间的关系
转换法
答案:如表所示
线圈匝数/圈 6 9 12
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.5 3.0 4.5 1.5 1.5
吸引大头针 的数目/枚
类型五　创新实验
[典例1]将酒敞口放置,酒精度(酒中酒精的体积百分比)会变化吗 小科认为:只要确定酒的密度是否变化就能作出判断。于是利用身边的物品,动手制作“密度秤”来测量酒的密度。
步骤Ⅰ:按图甲制作好秤杆,提起提纽,移动秤砣(小螺母),当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度(单位:g/cm3)。
步骤Ⅱ:按图乙所示,将大螺母浸没在水中(大螺母必须浸没且不碰底),提起提纽,移动秤砣,当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度,再将BC两刻度之间分为10等份。
步骤Ⅲ:测量酒的密度。
甲 乙
(1)应用:小科用该密度秤分别测出瓶盖刚打开和敞口一段时间后酒的密度约为0.92 g/cm3和
0.96 g/cm3,已知酒精密度为0.8 g/cm3,应用密度知识明判断出其酒精度　 　(选填“变大”
“不变”或“变小”)。
(2)反思:在制作和测量过程中,大螺母必须浸没的目的是控制　 　。
(3)拓展:小科若要测量食盐水的密度,他应先在密度秤上增加大于1的刻度,请你写出利用直尺和笔标定刻度的过程:　 .
　。
变小
排开的液体体积相同
先测出BC的长度,以C点为起点向左画出与BC等长的CD,再把CD长度10等分(或先
测每小格的长度,以C点为起点向左画出与前面每小格等距的刻度)
[典例2] (2022广州)某个LED灯发光的颜色与通过的电流方向的关系如图甲所示。
(1)该LED灯在两次实验中发光情况如图乙所示,两次实验线圈均在转动;线圈1顺时针转动,由此可知线圈2　 　(选填“顺时针”或“逆时针”)转动。
(2)如图丙所示,导体棒a与该LED灯相连;在某磁场中,使a垂直于纸面左右往复运动(虚线为运动轨迹),LED交替发出红、黄光,则该过程a中电流方向　 　(选填“不变”或“变化”),该磁场的分布可能为　 　(填图丁中序号)。
甲 乙 丙 丁
顺时针
变化
①③④
[强化训练]
1.某地引进了一款人工智能自动驾驶客车,在行驶的过程中,车上的乘客几乎感受不到颠簸和急刹。同时,该车采用独创的手脉识别技术,如图甲所示,其系统采用红外线采集手脉特征,采用非接触的形式采集手部皮肤以下三毫米的血脉特征,然后进行生物比对。
有人对乘坐该车不颠簸的原因提出了以下几个猜想:①驾驶速度;②车中座椅的高度;③座椅的软硬程度。
某兴趣小组做如下探究实验:用相同的力把2个相同的湿篮球,分别在硬板凳和软沙发垫上轻轻按
压,硬板凳和软沙发上出现了如图乙、丙所示的水渍。
甲 乙 丙
(1)本实验验证了上面的猜想　 　;图乙和丙中水渍较小的是印在　 　(选填“硬板凳”或“软沙发垫”)上,本实验采用的实验方法是　 　。
(2)若采用400 N的压力按压在接触面积为0.04 m2的硬板凳面上,其压强为　 Pa。
(3)手脉识别技术彩用的红外线属于　 　。
A.电磁波 B.超声波
(4)使用红外线的好处是　 　。
③
硬板凳
控制变量法
1×104
A
可以避免无效电源的损耗,也不会有任何辐射,不会对人体造成伤害
2.磁控防盗装置内装有干簧管如图甲所示,干簧管有两个软铁片和玻璃管组成,软铁片的触点在弹力的作用下处于断开状态。当磁体靠近干簧管时,软铁片触点状态会发生变化。把条形磁体分别放置在图乙中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个位置时,触点的开合状态和软铁片的极性情况如表所示。
磁体位置 触点状态 软铁片的极性情况
竖直放置 并靠近 Ⅰ 闭合
Ⅱ 断开
Ⅲ 闭合
水平放置并靠近 Ⅳ
(1)软铁片被磁化后,软铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是　 　。
(2)当条形磁体水平放置并靠近干簧管时(图乙Ⅳ位置),干簧管触点状态为　 　。
(3)如图丙所示,门上磁控防盗装置内有一个竖直放置的干簧管,其内部简化电路如图丁所示,磁控防盗装置的工作原理是夜间关上门,闭合开关S,启动防盗报警器,此时报警电铃不响;当盗贼打开门时,干簧管远离磁体,电铃响起。图丁虚线中四种磁体摆放方式能满足工作要求的有　 　(选填图中的字母)。
互为异名磁极
闭合
ACD
3.学完大气压之后,老师布置了用带挂钩的塑料吸盘估测大气压的大小的实验,如图甲所示,小刚实验小组现有带挂钩的塑料吸盘、量程为5 N的弹簧测力计、玻璃板。
(1)他们设计了如下实验步骤:
A.记录弹簧测力计的示数为F,这就是大气对吸盘的压力;
B.小刚将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘;
C.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直至吸盘刚要离开玻璃板;
D.测量吸盘与玻璃板接触面的直径d,计算吸盘与玻璃板的接触面积S=1×10-4 m2;
甲 乙
你认为合理的实验步骤顺序应该是　 　(选填“①”或“②”)。
①DBACE　②BDCAE
(2)排好序后进行实验,弹簧测力计拉至最大读数,吸盘仍未脱离玻璃板。若大气压按照约为1×
105 Pa计算,弹簧测力计量程至少为　 　N。
(3)因为没有多余的大量程弹簧测力计,小刚运用其他器材结合所学物理知识设计了如图乙所示方案测量,保持轻杆水平,在吸盘刚要离开玻璃板时,弹簧测力计读数是　 　N,可计算出大气压值为　 　Pa。
(4)他们发现实验结果明显比真实气压值小,其中的原因可能是　 .
　(回答一条即可)。
②
10
2.6
7.8×104
吸盘内有空气(或测量吸盘的直径
d有误差)
4.[资料] 1583年,伽利略经测量发现悬挂的吊灯摆动时具有等时性。如图所示,将密度较大的小球作为摆球,用质量不计、不可伸缩的细线悬挂于O点,组装成一个摆,在θ<5°时,让摆球从A点由静止释放后摆动,摆的周期(摆球往返一次的时间)只与摆长l(摆球重心到悬挂点O的距离)有关。
[质疑1]小科认为:摆球质量越大,惯性也越大,所以相同条件下摆动会越慢,周期会越长。
[探究1]选择不同的小球作为摆球进行实验:①测摆球的直径D和质量m,计算出摆球的密度ρ;②组装摆;③调节摆长l,使摆长为800.0 mm;④在 θ<5°时,让摆球从A点由静止释放后摆动,测出摆动30次的时间T30;⑤计算周期T;⑥用不同的摆球重复上述实验。
[数据]摆长l=800.0 mm
物理量 1 2 3 4
铝球 铁球A 铁球B 铜球
D/mm 22.22 22.24 22.20 22.20
m/g 15.5 25.3 44.7 51.0
ρ/(g·cm-3) 2.7 4.4 7.8 8.9
T30/s 53.88 53.94 53.85 53.87
T/s 1.796 1.798 1.795 1.796
[思考1](1)测摆周期是通过测出T30后求出T,而不是直接测T,这是为了　 　。
(2)实验数据说明,摆长一定时,摆的周期与物体的质量　 　(选填“有关”或“无关”)。这一结论,得到了老师的肯定。
[质疑2]为什么资料中要求用密度较大的小球做摆球呢
[探究2]小科用D=39.86 mm,ρ=0.08 g/cm3的乒乓球按上述实验方法测出T=2.023 s。
[思考2]摆长一定时,用乒乓球做实验测得的T明显变大。其实,当摆球密度很小时,空气对摆周期的影响不可以忽略,因为摆球受到的　 　不可忽略。
减小实验误差
无关
空气阻力(或空气浮力)
5.水果含有果酸,在水果中插入两片不同金属制成的极板,就组成了一个水果电池。在探究水果电池电压与哪些因素有关的实验中,小星作出猜想:水果电池电压与两极间的距离、两极插入水果的深度有关。为了验证猜想是否正确,小星他们找来了柠檬、苹果、西红柿、并设计了如图甲所示的电路。
电压表
电流表
(1)该实验中是通过　 　来判断两个电极的正负,你认为还可以使用　 　来判断。(均填实验器材)
甲
(2)①实验得到的数据如表所示,第4次实验时电压表示数如图乙所示,为　 　V。比较第　 .
次实验数据可以得出:在其他条件不变时,金属片插入越深,水果电池两端的电压越大。
0.45
3、4、5
②由实验数据还可以得出:　 　。
乙
在其他条件相同时,金属片电极间的距离越大,水果电池两端的电压越小
实验 次数 水果种类 电极 材料 电极间距离/cm 插入的深度/cm 电压/V
1 柠檬 铜-铁 2 2 0.52
2 3 2 0.46 3 4 2 0.40 4 4 3 5 4 4 0.50 (3)你认为水果电池电压还与　 　(写出一种猜想即可)因素有关,并简单写出你的验证方案:　 .
　。
极板的材料
在水果中插入不同金属制成的极板,保持其他条件不变,用电压表直接测量两块极板之间
的电压

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