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专题四　实验与科学探究题
一、仪器使用及读数
1．(2022·十堰)甲图中铅笔的长度是______cm，乙图中停表秒针盘的分度值是_____s，停表读数是_______s。
2.50
0.1
338.5
2．(1)如图甲所示，将物体挂在弹簧测力计下静止，该弹簧测力计的分度值为_____N，弹簧测力计的示数为_____N。
(2)(2022·北京)如图乙所示，温度计的示数为____℃。
(3)(2022·广西)用电器消耗的电能可用电能表计量。如图丙所示的电能表应接在_____V的电路中使用，示数是_________kW·h。
0.2
3.6
34
220
2 022.6
3．(1)如图甲所示，汽车运动的速度为___________。
(2)在安全教育活动中，消防干警给同学们介绍干粉灭火器(图乙)的使用。图丙中气压表的示数是___________。
100 km/h
1.2 MPa
4．如图甲所示，量筒中液体体积是____mL；图乙是用调好的天平测物体质量的示意图，则物体的质量是____g；受疫情影响，中考要求入场前对考生进行体温测量，某考生的体温测量结果如图丙所示，体温计的示数为
______℃。
37
74
36.5
5．某次实验时，闭合开关后，发现电流表指针的偏转情况如图甲所示。发生这一现象的原因是______________________；纠正后电流表指针位置如图乙所示，电流表的示数为_____A。
选用电流表的量程太小
1.3
6．如图甲所示，电压表的分度值为_____V，读数为______V；若使用前出现如图乙所示的情况，则原因是__________。
0.5
11.5
没有调零
二、光学重点实验
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)入射光线AO的法线是______，光线AO的入射角是____度。
ON
40
(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
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，反射光束将沿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．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)利用直尺的好处是____________________________________。
(2)为了便于比较像与物体的大小关系，应选择两支__________的蜡烛。
便于测量像与物体到平面镜的距离
完全相同
(3)确定蜡烛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
虚像
A
3．(2022·荆州)在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
(1)如图甲所示，该凸透镜的焦距为______cm。
(2)蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图乙所示，此时光屏上承接到清晰的像，________(选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”)运用了该成像规律。
15.0
照相机
(3)实验后发现，在物距相同的情况下，多个小组测出的像距不同，原因可能是______________________________________(写出一种即可)。
(4)小王同学在实验过程中，发现光屏上已经承接到清晰放大的像，这时他保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动凸透镜，______(选填“能”或“不能”)在光屏上再次得到另一个清晰放大的像。
光屏上还没有出现清晰的像时就测量像距
不能
三、力学重点实验
1．(2022·锦州)小明和小红使用不同的器材分别对石块的密度进行了测量。
(1)小明将托盘天平放在水平桌面上，把游码拨至标尺左侧零刻度线处，发现指针所处位置如图甲所示，应将平衡螺母向____移动，使天平横梁在水平位置平衡。
左
【解析】(1)题图甲中分度盘指针右偏，则平衡螺母应向左调，使横梁在水平位置平衡；
(2)把石块放在天平的____盘中，用镊子向另一个盘中加减砝码，再移动游码。当天平平衡时，砝码质量以及游码在标尺上的位置如图乙所示，则石块的质量是____g。
左
46
【解析】(2)测量时，需将石块置于左盘中；石块的质量m＝20 g＋20 g＋
5 g＋1 g＝46 g；
(3)小明又测出石块的体积是20 cm3，则石块的密度是__________kg/m3。
2.3×103
(4)实验后，小明发现所用的砝码生锈了，则所测石块密度比真实值______ (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【解析】(4)砝码生锈后质量会增大，这样用较小质量的砝码或少移动游码就可以使横梁平衡，因此所测石块的质量会偏小，而体积的测量值准确，由密度公式ρ＝ 知所测石块的密度与真实值相比偏小；
偏小
(5)小红用圆柱形容器、刻度尺和一个不吸水的小木块等器材测量石块密度：
①如图丙所示，容器内装入适量的水，小木块放入容器内静止时，测出容器内水深为h1；
②如图丁所示，用细线把石块与木块系住放入容器内静止时，测出容器内水深为h2；
③如图戊所示，将石块直接放入容器内水中，测出容器内水深为h3；
④石块密度的表达式ρ石＝______________。
(用字母表示，水的密度为ρ水)
2．(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。
水平台
左
【解析】(1)将天平放在水平台上，发现指针指在分度盘的右侧，说明天平的右端下沉，左端上翘，平衡螺母应向上翘的左端调节，使天平平衡；
(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。
40
44
0.85
(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)。
用细钢针把木块压入水中，使木块浸没在水中
(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”)。
【解析】(4)由于电子秤没调零，每次测量结果都偏大2 g，则m2－m1的差值不变，m3－m1的差值也不变，可知测得木块的密度不变。
不变
3．(2022·百色)在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，某实验小组选择如下器材：长木板、棉布、木块、砝码、弹簧测力计等进行实验。
(1)根据__________知识，用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做__________运动时，木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
二力平衡
匀速直线
(2)比较图1中________两次实验可知，当接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
甲、乙
(3)实验中发现图1丙弹簧测力计的示数比图1甲的大，由此得出结论：当压力相同时，接触面越______，滑动摩擦力越大。
粗糙
(4)本实验主要采用的科学探究方法是__________法。
控制变量
(5)该小组将木块沿竖直方向切掉一半后重新进行实验，如图1丁所示，测得木块所受摩擦力与图1甲测得的摩擦力进行比较，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积有关。此结论是______(选填“正确”或“错误”)的。
错误
(6)该小组在实验中发现较难保持木块匀速运动，导致弹簧测力计示数不稳定。于是他们改进实验，如图2所示，固定弹簧测力计，拉动长木板进行实验。实验过程________(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板，更易操作。
不需要
4．小杨同学探究液体内部压强与哪些因素有关，实验装置如图所示。
(1)图甲是U形管压强计，金属盒上的橡皮膜应该选用____(选填“薄”或“厚”)一些的。从结构来看，压强计______(选填“是”或“不是”)连通器。
薄
不是
(2)比较乙、丙两次实验可知，同种液体内部压强随深度的增加而______；比较乙、丁两次实验可初步判断，液体内部压强与液体密度______(选填“有关”或“无关”)。
增大
有关
(3)若图丁的实验中U形管左右两侧水面的高度差为5 cm，则橡皮管内气体的压强与管外大气压之差为_____Pa；在图乙的实验中，保持金属盒位置不变，在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出)，橡皮膜受到的液体压强将______(选填“变大”“变小”或“无法判断”)(g取10 N/kg)。
500
变大
5．如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
(1)物块未浸入水中时，弹簧测力计示数如图甲所示，物块的重力为___N。
1.8
(2)小明将物块从图甲位置下降至图乙位置的过程中，发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时，还观察到__________________，由此初步分析得出：物体所受浮力的大小与它排开液体的体积有关。
容器内的水面上升
(3)继续增大物块所处的深度，当它与容器底部接触后，弹簧测力计示数如图丙所示，物块对容器底部的压力是_____N。
0.4
(4)为探究浮力与液体密度的关系，小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中，这样操作是为了控制________________相同；他发现液体密度改变，而物块受到的浮力变化却不明显。小明想出下列四种实验改进方案，其中不可行的是____。
A．换用体积更大的同种物块
B．换用密度比水小得多的液体
C．换用精确程度更高的测力计
D．利用现有器材进行多次实验
排开液体的体积
D
6．(2022·绥化改编)如图是小王同学“探究杠杆的平衡条件”的实验，使用的钩码规格相同。
(1)挂钩码前杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆处于______(选填“平衡”或“不平衡”)状态。
平衡
(2)为了使图甲中的杠杆在水平位置平衡，可以类比学过的哪一测量工具进行调节：__________。
托盘天平
(3)实验时，在已调平的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使其在水平位置重新平衡。收集实验数据如表所示，得到结论：动力×动力到支点的距离＝阻力×阻力到支点的距离。
次序 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 15.0 1.5 10.0
2 1.0 20.0 4.0 5.0
3 2.0 15.0 3.0 10.0
为了进一步验证实验结论的可靠性，小王同学保持左侧钩码及钩码悬挂位置不变，再将原本右侧挂的钩码取下在原位置换成弹簧测力计，接下来的操作是________________________，同时让杠杆始终在水平位置平衡，发现弹簧测力计示数变大。由此证明了上述结论是______(选填“正确”或“错误”)的，最终经分析可得出杠杆的平衡条件：____________________
____________________________。
倾斜着拉弹簧测力计
错误
动力×动力臂＝
阻力×阻力臂(F1l1＝F2l2)　
(5)图乙中，将弹簧测力计从a位置逆时针转动到b位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则拉力F将变大，原因是_____________________
____________________________________________________________________________。
当拉力由竖直变成倾斜
时，阻力、阻力臂不变，拉力F力臂变小，相应的拉力会变大，这样才能
保持平衡
(4)根据上述实验过程，使杠杆在水平位置平衡的目的是______________。
便于测量力臂
7．(2022·潍坊)许多实验器材在物理实验中能被重复利用，斜面就是其中之一。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容。
(1)图甲所示实验中，为便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持______(选填“很大”或“很小”)的坡度。
很小
(2)图乙所示实验中，对于同一个球A，要改变A撞击木块前的动能大小，可进行的操作是________________________________。
改变A在斜面上静止时释放的高度
(3)图丙所示实验中，斜面倾斜角为30°，物体B重为4 N。用弹簧测力计沿斜面拉动B时，应使B做__________运动，实验中弹簧测力计示数如图所示，则所测斜面的机械效率为______。
匀速直线
80%
四、热学重点实验
1．(2022·聊城)图甲是某小组“探究海波熔化时温度变化规律”的实验装置，每隔1 min记录一次温度值。实验数据记录如表。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
海波的 温度/℃ 40 44 46 48 48 48 48 48 48 50 53
(1)实验中需要的测量工具是温度计和______。
(2)在1 min时，温度计的示数如图乙所示，此时的温度为____℃。
(3)由记录的实验数据可知海波是______(选填“晶体”或“非晶体”)。
(4)由实验知，海波熔化需要的条件是①______________；②继续吸收热量。
停表
42
晶体
温度达到熔点
(5)另一小组在利用相同的器材进行这一实验时，观察到海波熔化过程中温度计示数缓慢上升。产生这一现象的原因可能是____(填字母)。
A．烧杯中的水少
B．对试管内的海波不断搅拌
C．温度计的玻璃泡碰到了试管壁
D．海波熔化过程中吸热，温度升高
C
2．(2022·鞍山)小希和实验小组的同学们按照图甲所示的装置做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验。
(1)她们在组装实验器材时，其合理的顺序是__________(填写序号)。
①温度计　②石棉网　③装水的烧杯 ④酒精灯
(2)实验进行一段时间后，温度计的示数如图甲所示，为____℃。
④②③①
94
(3)水在沸腾前，温度升高，这是通过________方式增加水内能的。
(4)小希观察到水沸腾时形成的大量气泡不断上升、变大，到水面破裂开来，里面的________散发到空气中。此过程中，水不断吸收热量，温度__________。
(5)小组同学实验过程中绘制了如图乙所示的温度随时间变化的图像，分析图像可知，此时气压______(选填“高于”“等于”或“低于”)1个标准大气压。
热传递
水蒸气
保持不变
低于
3．(2022·河池)小红想探究水和砂石的吸热性能，取初温相同的水和砂石，分别盛放在规格相同的烧杯中，用同一盏酒精灯对它们分别加热，同时搅拌水和砂石，使之受热均匀。在相同加热时间内，比较它们温度升高的情况。
(1)除以上条件外，还要求水和砂石的质量______(选填“相等”或“不相等”)。
(2)某一时刻，温度计的示数如图所示，此时温度为____℃。
相等
62
(3)通过实验发现，在相同加热时间内，水升高的温度比砂石的小，说明____的吸热性能更好。
(4)由此可以解释沿海地区比沙漠地区昼夜温差____的现象。
水
小
五、电(磁)学重点实验
1．小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(1)实验中，为了防止损坏电流表，在不能事先估计电流大小的情况下，应先进行______，以正确选择电流表的量程。
试触
(2)小海同学测量时，在连接电路中，发现刚接好最后一根导线，电流表的指针就发生了偏转，且指针向“0”刻度线的左侧偏转，连接电路时存在的错误有：①____________，②______________________________。
开关未断开
电流表的正负接线柱接反了
(3)图甲是他们设计的电路，图乙是他们测量电流时连接的实验电路，此时电流表测量的是____(选填“A”“B”或“C”)处的电流。
C
(4)请在图乙中移动一根导线，测量另外一处的电流。在移动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线连接正确的电路。移动后电流表测量的是__________(选填“A”“B”或“C”)处的电流。
如答图所示。
或
B(或A)
(5)测出A、B、C三处电流如表所示，由此得出初步结论____________(只写表达式)。小梅指出：为了得出更普遍的规律，应当进行多次实验。操作方法是____________________________________。
位置 A B C
电流I/A 0.30 0.24 0.54
IC＝IA＋IB
换用不同规格的灯泡进行多次实验
2. 如图甲是小明“探究串联电路的电压规律”的实验电路。
(1)连接电路时，开关应______。实验时，灯L1和灯L2的规格应________(选填“相同”或“不相同”)。
断开
不相同
(2)闭合开关后，小明发现两灯都不发光，于是分别把电压表接在图甲中AB两点、BC两点及AC两点，测得数据分别是UAB′＝3 V、UBC′＝0、UAC′＝3 V；小明检查发现只有灯L1和灯L2中的一盏出现故障，则故障可能是_________。
L1开路
(3)故障排除后，小明把电压表接在AB之间重新测量，电压表示数如图乙所示，电压表的分度值是________；为了使实验结果更准确，接下来小明应该断开开关，_______________________(填实验操作)。
0.5 V
换接电压表0～3 V量程
(4)实验正确操作后，小明用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC。更换灯泡多次实验，得到的数据记录在表中。请你分析表中实验数据，得出串联电路的电压特点_____________________
_________________________________。
实验次序 UAB/V UBC/V UAC/V
1 0.8 2.2 3.0
2 1.0 2.0 3.0
3 1.2 1.8 3.0
串联电路中电源两端
电压等于各用电器两端的电压之和　
(5)小明进行多次实验的主要目的是________________________。
避免偶然性寻找普遍规律
3．(2022·临沂)用5 Ω、10 Ω、20 Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系，实验所用电源电压为6 V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大)。
如答图所示。
【解析】(1)滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大，说明滑动变阻器接入电路中的阻值变小，则滑动变阻器右下接线柱接入电路，如答图所示；
(2)先将5 Ω的定值电阻接入电路，闭合开关后，电流表有示数，电压表无示数，可能是定值电阻____路。
【解析】(2)闭合开关，发现电流表有示数，电路为通路，电压表无示数，可能是定值电阻发生了短路；
短
(3)排除故障后进行实验，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数如图乙所示时记录数据，则本实验中控制的定值电阻两端的电压为___V。
2
【解析】(3)由题图甲、乙可知，电流表量程为0～0.6 A，分度值为0.02 A，示数为0.4 A，所以此时此定值电阻两端的电压U＝IR＝0.4 A×5 Ω＝
2 V，则本实验中控制的定值电阻两端的电压为2 V；
(4)断开开关，将5 Ω的定值电阻换成10 Ω的定值电阻，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向____(选填“左”或“右”)端移动；移动滑片的过程中，眼睛应观察______表的示数。
左
电压
【解析】(4)探究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端的电压不变，每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，同时眼睛应注意观察电压表示数；实验中控制定值电阻两端的电压为2 V，根据串联分压原理可知，将定值电阻由5 Ω换成10 Ω的电阻，定值电阻阻值增大，其分得的电压增大，要控制定值电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理知，应增大滑动变阻器连入电路中的阻值，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数仍为2 V；
(5)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图像如图丙所示，由图像可知，电压一定时，电流与电阻成____比。
反
(6)分析实验数据可知，本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于___Ω。
【解析】(6)滑动变阻器分得的电压U滑＝6 V－2 V＝4 V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理得，当接入20 Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻R滑＝2×20 Ω＝40 Ω，故为了完成整个实验，所用的滑动变阻器的最大阻值应不小于40 Ω。
40
4．(2022·吉林)图甲是“探究电流和电压的关系”的实验装置，电源电压为3 V。
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最____端。
右
【解析】(1)为了保护电路元件安全，连接电路时滑动变阻器的滑片应调至最大阻值处，即滑片应处于最右端；
(2)闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片时，两块电表示数均没有变化，则电路故障可能是定值电阻______。
【解析】(2)电流表无示数，说明电路是开路，电压表有示数，说明与电压表并联部分以外的电路是通路，则电路故障可能是定值电阻开路；
开路
(3)排除故障后，正确连接电路。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，将测得的数据绘制成I－U图像，如图乙所示。分析图像可以得出：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成______；滑动变阻器的最大阻值至少为____Ω。
正比
20
【解析】(3)因电流随电压的变化关系为一过原点的直线，由题图乙可知，在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；当电路中电流为0.1 A时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时滑动变阻器两端的电压U滑＝U－UR＝3 V－1 V＝2 V，滑动变阻器接入电路的阻值R最大＝
5．(2022·重庆)小亮和同学们分组探究“电流与电压、电阻的关系”，提供的实验器材有：稳压电源(电压恒为4.5 V)、开关、电流表2只、电压表2只、规格为“20 Ω　2 A”的滑动变阻器、电阻箱(阻值可调节)、导线若干。
(1)小亮他们用图甲的器材先探究“电流与电压的关系”，请你用笔画线代替导线，帮助小亮将图甲中的电路连接完整(要求：滑片P向左端移动时，电路中的电流变大，且导线不能交叉)。
如答图所示。
【解析】(1)滑片向左滑动时，电路中的电流变大，说明滑动变阻器连入电路的阻值变小，故滑动变阻器左下接线柱连入电路中，如答图所示；
(2)在连接电路的过程中，开关应处于______状态。连接好电路后，小亮他们进行了五次实验测得了下表中的数据。其中第4次实验时，电流表指针位置如图乙所示，其示数为______A。由表可知实验中电阻箱接入电路的阻值为____Ω。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.6 1.8 2.0 2.4 2.8
电流I/A 0.16 0.18 0.20 0.28
断开
0.24
10
完成第4次实验后，需要移动滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻值适当______(选填“增大”或“减小”)才能得到第5次实验数据。根据实验数据分析，可初步得出结论：当电阻一定的情况下，通过导体的电流与这段导体两端的电压成____比。
减小
正
(3)小亮他们继续用该电路探究“电流与电阻的关系”。他们多次改变电阻箱接入电路的电阻值，移动变阻器的滑片P，保持电压表示数为2.5 V，记录下每次电流表的示数。为完成该实验，电阻箱接入电路的阻值不能超过____Ω。
【解析】(3)根据串联电路电压的规律知，滑动变阻器分得的电压U滑＝U总－UV＝4.5 V－2.5 V＝2 V，电压表示数为滑动变阻器分得的电压的1.25倍，根据分压原理知，当滑动变阻器接入电路的阻值最大为20 Ω时，电阻箱连入电路中的电阻R箱＝1.25×20 Ω＝25 Ω，即为完成该实验，电阻箱接入电路的阻值不能超过25 Ω；
25
(4)另一组的同学也按图甲连好完整的电路后，闭合开关，发现电流表、电压表均无示数。请你写出一种用所给器材检测故障位置的方法_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
电流表无示数，说明电路中存在开路，可以另取一根导线，用导线一端接在电源的正极，另一端依次试触各接线柱，当电流表有示数时，则故障在电源正极到电流表有示数时的接线柱之间；若电流表一直无示数，再将导线一端接到电源的负极，另一端依次试触各接线柱，当电流表有示数时，则故障在电源负极到电流表有示数时的接线柱之间，从而具体确定故障所
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
在的位置(或取一只电压表，先将电压表并联在电源两端，以判断电源是否损坏，然后将电压表的正接线柱接到电源的正极，用负接线柱依次试触各接线柱，当电压表示数接近电源电压时，则故障在电压表的正负接线柱之间，然后再将电压表的负接线柱接到电源负极，用正接线柱依次试触各接线柱，当电压表示数接近电源电压时，则故障在电压表的正负接线柱之间，从而具体确定故障所在的位置)
【解析】(4)略。
6．如图所示，在“测未知电阻Rx阻值”的实验中：
(1)请用笔画线代替导线，根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大)。
如答图所示。
【解析】(1)滑动变阻器应上下各选一个接线柱连接，滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大，故滑动变阻器应选左下接线柱与未知电阻串联在电路中，如答图所示；
(2)闭合开关前首先要进行试触，试触的目的是________________________
_________；闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，发现电流表指针几乎不动，电压表示数约为电源电压，故障原因可能是_________________。
电流表和电压表选择合适
的量程
未知电阻Rx开路
【解析】(2)不能确定电流表和电压表接入的量程时，应该先用大量程进行试触，然后根据试触结果选择合适的量程，故试触的目的是电流表和电压表选择合适的量程；闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，发现电流表指针几乎不动，说明电路可能发生开路；电压表示数约为电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的部分电路以外的电路是完好的，与电压表并联的部分电路开路了，即故障原因可能是未知电阻Rx开路；
(3)排除故障后，通过实验得到数据如表所示，其中第1次实验的电压表示数如图丙所示，则第1次所测电阻Rx的阻值是________Ω。分析测量数据，从读数这个方面来看，你认为造成三次测量的电阻值不相等的原因是__________________________________。
实验序号 1 2 3
电压U/V 1.5 2.0
电流I/A 0.10 0.12 0.18
12
读取电压表和电流表示数时存在误差
(4)拓展：若实验中，电源电压未知，没有电压表只有一个电流表，已知滑动变阻器最大阻值为R0，电路仍然是图甲(没有电压表)，利用这些器材测量Rx的阻值，请你完成测量。(写出必要的操作，需要测量的量用字母表示)
①_______________________________________________________________
_____________；
②____________________________________________________________；
③未知电阻的表达式Rx＝___________。
闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到其最小阻值处，读出电流表示
数为I1
将滑动变阻器的滑片移到其最大阻值处，读出电流表示数为I2
【解析】(4)实验步骤：①闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到其最小阻值处，读出电流表示数为I1；②将滑动变阻器的滑片移到其最大阻值处，读出电流表示数为I2；③在①中，电路为Rx的简单电路，电源电压U＝I1Rx；在②中，电路中R与Rx串联，电源电压U＝I2(Rx＋R0)；由于电源电压不变，即I1Rx＝I2(Rx＋R0)，解得Rx＝ 。
7．(2022·福建)小华用如图1甲所示电路，测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电阻，现有器材：电源(3 V)、电流表、电压表、滑动变阻器(20 Ω　2 A)、开关、导线若干。
(1)根据图1甲，用笔画线表示导线，将图1乙中的实物图连接完整。
如答图甲所示。
【解析】(1)由题图1甲可知，电压表与小灯泡并联，因小灯泡的额定电压为2.5 V，所以电压表用0～3 V量程；滑动变阻器选择“一上一下”接线柱与小灯泡串联，如答图甲所示；
(2)闭合开关前，滑动变阻器滑片P应调至____端。
【解析】(2)为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最大阻值处，因为连接了左下接线柱，所以滑片应滑至右端；
右
(3)闭合开关，移动滑片P，发现灯泡始终不亮，电流表示数为零，电压表示数等于电源电压，可判断故障是____________。
【解析】(3)移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表示数无示数，说明电路是开路，电压表示数等于电源电压，说明电压表与电源两极之间是通路，因此故障可能是小灯泡开路；
小灯泡开路
(4)排除故障后进行实验。移动滑片P，当电压表示数为2.2 V时，电流表示数如图2甲，为______A，此时小灯泡的电阻为_____Ω(结果保留一位小数)。
0.24
9.2
(5)根据实验数据，分别画出小灯泡和滑动变阻器的I－U图像，如图2乙。根据图像可知：小灯泡两端电压越大，电阻越____；当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时，小灯泡消耗的功率是_____W。
大
0.3
【解析】(5)当滑动变阻器的滑片移动，使滑动变阻器接入电路的电阻变小时，电路总电阻变小，电路中的电流变大，小灯泡两端的电压变大，滑动变阻器两端的电压变小(可以为零)，因此题图2乙的I－U图像中经过点(0.5 V，0.25 A)的图像是滑动变阻器的I－U图像，经过点(2.5 V，0.25 A)的是小灯泡的I－U图像；分析题图2乙可知，小灯泡两端的电压U1＝1.5 V时，灯丝中的电流I1＝0.2 A，此时灯丝电阻 小灯泡两端
(6)小华发现无论如何移动滑片，小灯泡两端的电压都无法调到0.5 V。现增加一个阻值为20 Ω的定值电阻R和一个开关，对原电路进行改进，使小灯泡两端电压能在0.5～3.0 V之间变化，测出小灯泡在不同电压下的电阻。请在图3虚线框中画出电路图，要求电路连接后不再拆接。
如答图乙所示。
【解析】(6)因为滑动变阻器的最大阻值20 Ω较小，在接入电路的阻值最大时分压偏小，使得小灯泡两端电压无法调低至0.5 V，根据题目要求，可以在电路中串联一个20 Ω的定值电阻再移动滑片就可以使得小灯泡两端的电压调到0.5 V；为使小灯泡两端的电压能达到电源电压，则需要在串联的定值电阻两端并联一个开关，这样在需要小灯泡两端有较高电压时，开关闭合将定值电阻短接；当需要小灯泡两端有较低的电压时，断开与定值电阻并联的开关，定值电阻串联起到分压作用，改进电路如答图乙所示。
8．(2022·齐齐哈尔)小琪同学在做“测量小灯泡的电功率”的实验时，实验器材有：电源(三节新的干电池)，额定电压为2.5 V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。
(1)请用笔画线代替导线按要求将电路(图甲)连接完整(要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉)。
如答图所示。
【解析】(1)向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，即滑动变阻器接入电路的阻值变小，所以应接左下接线柱，如答图所示；
(2)正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是
____________。
【解析】(2)电流表无示数，说明电路可能开路，电压表有示数，故障可能为小灯泡开路；
小灯泡开路
(3)排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置，电压表示数如图乙所示，此时电压为_____V。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向____(选填“A”或“B”)端移动，直到电压表的示数为2.5 V。
2.2
A
【解析】(3)电压表量程为0～3 V，分度值为0.1 V，示数为2.2 V；还未达到2.5 V，滑动变阻器滑片应向A端移动，减小滑动变阻器分得的电压，直到小灯泡两端电压达到2.5 V；
(4)小琪在进行实验数据处理时，计算出了小灯泡的平均电功率(如表)，你认为她这样处理数据是________(选填“合理”或“不合理”)的，理由是___________________________________________________________。
不合理
小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没有意义
【解析】(4)计算小灯泡的平均电功率是不合理的，因为小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没有意义；
(5)实验提供的滑动变阻器规格为R1“5 Ω　2 A”、R2“20 Ω　1 A”、R3“100 Ω　0.1 A”，小琪选择的是_____(选填“R1”“R2”或“R3”)完成了上述实验。
R2
(6)上述实验完成后，小琪又用阻值已知为R0的定值电阻来测量未知电阻Rx的阻值，实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求，又换用另一电源，电压未知且恒定。电路正确连接后：
①当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I1；
②当开关_________闭合，_____断开时，电流表示数为I2；
③未知电阻的阻值Rx＝__________(用已知量和测量量的符号表示)。
S、S1
S2
【解析】(6)①如题图丙所示，当开关S、S2闭合，S1断开时，R0、Rx并联，电流表测干路电流，电流表示数为I1；②开关S、S1闭合，S2断开时，电流表测的是R0支路的电流，电流表示数为I2；③并联电路中，各支路两端电压相等，所以Rx两端的电压Ux＝U0＝I2R0；通过Rx的电流Ix＝I1－I2；根据欧姆定律可得Rx＝ 。
9．(2022·贵阳模拟)“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验装置如图所示，团团同学操作如下：
(1)闭合开关，从右向左水平快速移动导体棒ab，观察到灵敏电流计的指针_____；从上到下竖直快速移动导体棒ab，观察到灵敏电流计的指针______；从左下向右上倾斜快速移动导体棒ab，观察到灵敏电流计的指针______；当导体棒ab不动，从左向右水平快速移动蹄形磁体时，观察到灵敏电流计的指针______。(均选填“偏转”或“不偏转”)
偏转
不偏转
偏转
偏转
(2)当导体棒ab运动产生感应电流时，如果沿与原来相反的方向移动导体棒ab(其他条件不变)，发现灵敏电流计的指针偏转方向发生改变；如果将蹄形磁体的两极对调(其他条件不变)，灵敏电流计的指针偏转方向也发生改变。由此说明感应电流的方向与________________________有关。
导体运动方向、磁场方向
六、课外拓展实验
1．(2022·贵阳25题10分)近视程度不同的同学需要戴焦距不同的眼镜。为了探究近视眼的矫正过程，组装如图甲所示的实验装置，其中“F”字样的光源代替可视物体，光屏模拟视网膜。选用如图乙所示的2号凸透镜模拟晶状体，打开“F”光源，调节各个元件的位置，直到光屏上呈现倒立、缩小的清晰像，正常眼睛的视物模型便组装完成。
请回答下列问题：
(1)模拟近视眼视物情况，选择图乙中的___(填序号)号透镜替代2号透镜安装在光具座上后，光屏上的像变模糊；
(2)用如图丙所示的水透镜模拟近视眼镜矫正视力，应将水透镜置于光具座上的____(选填“A”“B”或“C”)点，缓慢调节水透镜中的水量，当水透镜形成焦距合适的____透镜时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像情况得到改善；
3
B
凹
(3)更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重的眼睛晶状体，为了改善视网膜上的成像情况，实验时需要用注射器______(选填“抽取”或“注入”)适量水；
(4)根据上述实验，近视程度更严重的同学应选择焦距更大还是更小的透镜来矫正呢？______，请结合透镜对光的作用来分析选择的理由：______________________________________________________________________________________________________________。
抽取
更小
近视程度更严重的同学，其晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正
2．(2022·遵义)遵义是我国重要的茶产地，水温对茶叶的冲泡效果有很大影响。某物理兴趣小组对紫砂壶、瓷质盖碗、玻璃杯三种常用茶具的保温性能进行实验研究。
(1)在进行实验时，同学们用到紫砂壶、瓷质盖碗、玻璃杯、电热水壶、铁架台、量筒、硬纸板、细线、停表。为完成实验，他们还需要的测量仪器是________。
温度计
(2)表1是同学们通过实验采集到的数据，通过分析表1中的数据得到表2。请帮他们将表2中空缺的数据补充完整。
表1
时间(分钟) 水温(℃) 紫砂壶 瓷质盖碗 玻璃杯
0 98.0 98.0 98.0
2 82.5 82.0 85.4
4 79.2 78.8 81.2
6 76.2 75.5 77.7
8 73.4 72.5 74.4
10 70.9 69.8 71.5
表2
时间段 温度变化快慢(℃/分钟) 紫砂壶 瓷质盖碗 玻璃杯
0～2分钟 7.75 8.00 6.30
2～4分钟 ______ 1.60 2.10
4～6分钟 1.50 1.65 1.75
6～8分钟 1.40 1.50 1.65
8～10分钟 1.25 1.35 1.45
1.65
(3)请分析表格中的数据，帮同学们总结实验结论(至少写出两条)。
答：①由题表1可知，三种茶具中瓷质盖碗的保温性能最差。②由题表2可知，水温下降的速度逐渐变慢。
3．(2021·贵阳)空气对运动的物体有阻碍作用，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，快跑时就明显地感受到空气阻力。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：__________________________________。
用重垂线，观察细线与刻度尺是否平行
(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
丙
(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力，便可推导出阻力大小。由上述实验可得：气球运动的速度越大，受到的空气阻力______。
越大
(4)以上实验过程均没有考虑气球所受的浮力，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)
没有影响　
受到的浮力大小不变，题图甲中气球和钩码处于静止状态，受到平衡力的作用，即F浮＋F拉＝G　①；题图乙中，气球和钩码做匀速直线运动，气球和钩码受到平衡力的作用，即F浮＋f＝G　②；由①②两式可得f＝F拉，气球受到的浮力对推导结果无影响
两次实验
如答图所示。
4．(2020·贵阳)小明在实验室看到一科学玩具——牛顿摆，如图1甲所示，它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成，每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平直线上。拉起最左侧的钢球，释放后，它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球，仅把最右侧的钢球撞出，其他球几乎静止不动。
这引发了小明的思考：为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止？于是他提出问题：被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关？接着他提出以下猜想：
Ⅰ.可能与撞击球撞击时的速度大小有关。
Ⅱ.可能与撞击球的数量多少有关。
将牛顿摆等效为单摆模型，如图1乙所示是一个钢球撞击其他钢球的情形，五个钢球自左向右标为A～E球。若不考虑能量损失，请回答下列问题：
(1)将A球作为撞击球拉至一定的高度(保持细线绷直)，释放后，A球向右摆动过程中，将________能转化为动能。
(2)探究猜想Ⅰ时，为了改变撞击球撞击时的速度，你的操作办法是：____
_______________________________。释放后，当钢球发生碰撞时，仅有E球被撞出，由此可判断：被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度______(选填“有关”或“无关”)。
重力势
将A
球拉至不同的高度由静止释放　
无关
(3)通过上述实验，小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出，于是他向老师请教，老师说：牛顿摆的钢球间发生碰撞时，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，所以最终只有一个钢球被撞出。根据老师的讲解，小明继续探究猜想Ⅱ，将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放，A、B球向右摆动并与C球相撞，则此时可观察到的现象是如图2中的____(选填“甲”“乙”或“丙”)；请阐述你选择的理由：______
_______________________________________________。
乙
撞击球
的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球
5．(2022·大庆)小明想探究光敏电阻的特性，他身边有以下器材：电压为6 V的电源、滑动变阻器、电流表、小灯泡、阻值为20 Ω的定值电阻R0、光敏电阻、开关及导线若干。但他发现这块电流表的刻度线是清晰的，所标数值是模糊的。
(1)为了测量电流表的量程他设计了如图甲所示的电路图，实验步骤如下：
①用笔画线替代导线补上实物图乙中所缺的四根导线。
如答图所示。
②闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最____(选填“左”或“右”)端。
③开关S接a，调节滑动变阻器的滑片，使电流表指针指向最大刻度值处，然后保持滑动变阻器滑片位置不变，开关S接b，发现电流表指针指向最大刻度值的 处。
④由以上信息可知，滑动变阻器接入电路的阻值为____Ω，该电流表的最大刻度值为_____A。
左
10
0.6
(2)小明利用上述部分元件来探究光敏电阻的特性，他设计的实验电路如图丙所示，并进行如下操作：
①实验中保持小灯泡正对光敏电阻(不考虑其他光源对光敏电阻阻值的影响，忽略小灯泡阻值变化)，由左向右缓慢调节滑动变阻器的滑片，会发现小灯泡发光______(选填“变亮”或“变暗”)。
变亮
②同时观察到电流表的示数变大，由以上实验现象可知：光敏电阻的阻值随着光照强度的增大而______(选填“增大”或“减小”)。
减小
【解析】(2)①由题图丙可知，小灯泡与滑动变阻器串联形成一个支路，当滑片由左向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则该支路的电流增大，小灯泡变亮；②光敏电阻和电流表串联形成一个支路，电流表的示数变大，说明该支路的电阻减小，即光敏电阻的阻值随着小灯泡亮度的增加而减小。

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