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实验专题
类型一　光学实验
a.探究光的反射规律
【类题引路】
例题1：（2021·湖北）利用如图所示装置“探究光的反射规律”，下列判断不正确的是（　　）
A.粗糙的硬纸板ENF必须竖直的立在水平镜面上
B.改变入射光线的角度，反射角始终和入射角相等
C.图甲中，如果让光沿着FO方向射到镜面，反射光线将沿着OE方向射出
D.图乙中，将纸板NOF向后折时在纸板上看不到反射光线，原因是反射光线不存在
【思路点拨】A.为了在硬纸板上呈现光路，硬纸板应竖直放置，需要从不同方向观察硬纸板上的光线，硬纸板应该发生漫反射，表面应该是粗糙的，故A不符合题意；B.根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，所以改变入射光线的角度，反射角始终和入射角相等，故B不符合题意；C.因为光路是可逆的，所以让光线沿着FO方向射向镜面，会看到反射光线沿着OE方向射出，故C不符合题意；D.光在反射时，反射光线、入射光线、法线在同一平面内，图乙中，将纸板NOF向后折时在纸板上看不到反射光线，此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面，反射光线依然存在，故D错误，符合题意。故选D。
【答案】D
【对接练习】
1.（2022·梧州）如图所示，是“探究光的反射规律”的实验装置图。
实验次数 1 2 3 4 5 6
入射角 60° 50° 40° 30° 20° 0°
反射角 60° 50° 40° 60° 20° 0°
　　（1）在图甲中，使一束光紧贴纸板射向镜面上的O点，在纸板上画出入射光线AO和反射光线OB。多次改变入射角并测出反射角大小后，分析得出：反射角 　等于　 入射角。
等
于
（2）在图乙中，将纸板F往后折时，纸板F上看不到反射光线，说明反射光线和入射光线 　在　 （选填“在”或“不在”）同一平面内。
（3）图甲实验中，有两位同学的眼睛分别位于A、B处时，均能通过镜子看到对方的眼睛，因为在光的反射现象中，光路是 　可逆　 的；若光沿NO入射，则反射角大小等于 　0　 度。
（4）某同学的实验数据如上表，其中有一组数据测错了，这组数据是第 　4　 次实验的，原因可能是将反射光线与 　镜面　 的夹角当成反射角。
在
可逆
0
4
镜面
b.探究平面镜成像特点
【类题引路】
例题：（2021秋·海陵区期末）探究“平面镜成像特点”的实验中，小丽同学选取薄透明的玻璃板、完全相同的跳棋子A和B、刻度尺、白纸板等器材进行实验：
（1）在实验中用透明的玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于 　　　　　　　　　　 ；
【思路点拨】（1）玻璃板是透明的，可以透过玻璃清楚的看到放在后面B棋子，因此便于利用B确定A的像的位置；
（2）如图甲所示，为探究平面镜所成的像与物的大小关系，小丽应该进行如下操作：将棋子A放在玻璃板前，再拿棋子B放在玻璃板后移动，直到从玻璃板前 　　　　　　　　　　　　 （选填“某一位置看上去”或“任一位置看上去都”）重合，这表明平面镜所成像的大小与物的大小 　　　　　　　　　　　　　 ；
【思路点拨】（2）从玻璃板前任一位置看上去都观察到A的像与B重合，得出像的大小与物的大小相等；
（3）为探平面镜所成的像是实像还是虚像，拿走棋子B，将白纸板移动到棋子A像的位置时，从棋子 　　　　 （选填“A”或“B”）侧观察白板，发现白纸板上不能承接到棋子A的像，这说明平面镜所成的像是 　　　　 （选填“实”或“虚”）像；
【思路点拨】（3）从棋子B侧观察白板，因为眼睛没有接收到A经玻璃板反射后的光，所以在白板上看不到A的像。白板不能承接到棋子A的像，这说明平面镜所成的像是虚像；
（4）实验中，小丽如将玻璃板竖直向上平移，可观察到棋子A的像将 　　　　　　 （选填“向上移动”或“不动”）。
【思路点拨】（4）将玻璃板竖直向上移动一段距离，棋子A到镜面的距离不变，则A的像到镜面的距离不变，故观察到棋子A的像不动；
（5）小丽做实验时发现薄玻璃板中棋子A的像偏高，且无论在白纸上如何移动玻璃板另一侧的棋子B都无法使棋子B与A的像完全重合，产生以上实验现象的原因是 　　　　　　　　　　　　　　 ；
【思路点拨】（5）实验时平面镜不竖直，棋子A的像位置在桌面的上方，则不论在桌面上移动棋子B不可能与A的像重合；
（6）小丽还设计了一个“巧测距离”的木箱，如图乙所示，桌面上有一个密闭的长方体木箱，其中一个侧面MN是透明薄玻璃，箱内有一支蜡烛A，在不打开箱子的情况下，她利用一支完全相同的蜡烛B、刻度尺，火柴测出了箱内蜡烛A到侧面MN的距离，方法如下：
①把蜡烛B放到箱子侧面MN的右侧桌面上并点燃；
②移动蜡烛B，直到 　　　　　　　　　　　　　　　 ；
③用刻度尺测出 　　　　　　　　　　 的距离，就等于蜡烛A到MN的距离。
【思路点拨】（6）像到镜的距离、物到镜的距离相等，用到刻度尺测量出蜡烛B到MN的距离，即蜡烛A到MN的距离。
故答案为：（1）确定像的位置；（2）任一位置看上去都；相等；（3）B；虚；（4）不动；（5）玻璃板未垂直桌面放置；（6）透明薄玻璃；蜡烛B的像与蜡烛A完全重合；蜡烛B到MN的。
【对接练习】
1.（2022·碑林区）小明利用可绕固定轴转动的方格磁性板和茶色玻璃板，以及铁棋子A和B、量角器等器材，自制了如图1所示的实验装置来探究平面镜成像特点。
图1
图2
（1）使用带方格的磁性板的优点是便于确定像和物的 　位置　 。
位置
（2）在玻璃板前放一个棋子A，将棋子B放到玻璃板后，发现它能与棋子A在平面镜中所成的像完全重合。
①如果将A后移，再调整B的位置，则B 　能　 与A的像完全重合（选填“能”或“不能”）。
能
②如果不改变棋子A和B在磁性板上的位置，只将玻璃板转过一定角度，如图2所示，若要让棋子B与棋子A在平面镜中的像重新完全重合，应转动右侧磁性板使其与玻璃板的夹角 　等于　 左侧磁性板与玻璃板的夹角。
等于
（3）通过实验小明认识到汽车前面挡风玻璃倾斜安装的原因，其优点之一就是驾驶员在前挡风玻璃中所成像的位置在驾驶员的 　前方偏上　 （选填“前方偏下”、“正前方”或“前方偏上”），不干扰驾驶员的视线（前挡风玻璃可近似看作平板玻璃）。
前方偏上
2.（2021秋·太仓市）如图甲所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置图。
（1）实验中选用两枚相同的棋子是为了便于比较像与物的 　大小　 关系。
（2）正确组装器材后，在玻璃板所在位置的坐标纸上描一条直线。将棋子A放置在玻璃板前，另一枚棋子B放置在玻璃板后并移动，人在玻璃板 　前　 （选填“前”或“后”）进行观察，直至棋子B与棋子A的像 　完全重合　 ，在坐标纸上标出两枚棋子的位置。撤去棋子B，在其原位置放置一个光屏，发现不能直接在光屏上看到棋子A的像，说明平面镜成的是 　虚　 （选填“实”或“虚”）像。
大小
前
完全重合
虚
（3）移动棋子A，重复进行实验，其目的是： 　寻求普遍性，避免偶然性　 。实验记录如图乙所示，当棋子A从位置1移动到位置2时，成像的大小 　不变　 （选填“变大”、“变小”或“不变”），像到平面镜的距离 　等于　 （选填“大于”、“小于”或“等于”）物体到平面镜的距离。
（4）为了进一步探究像与物的对称关系，你建议选取丙图中序号为 　②　 的字母积木进行探究。
寻求普遍性，避免偶然性
不变
等于
②
c.探究凸透镜成像规律
【类题引路】
例题：（2022·齐齐哈尔）小聪同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时，着重研究了以下几个心中存在困惑的问题：
（1）将平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图甲所示，该凸透镜的焦距为 　　　　　 cm。
【思路点拨】（1）根据焦距的定义和长度精确测量的方法，此时光屏到凸透镜的距离为焦距，f＝30.0 cm－20.0 cm＝10.0 cm；
（2）在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，调节它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上，这样做的目的是使像呈现在 　　　　　　　　　　 。
【思路点拨】（2）根据经过光心的光线传播方向不变和凸透镜成像的原理，可知调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上，可以使像呈现在光屏中央；
（3）在如图乙所示实验情形下，此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像。此像是 　　　　　　　 （选填“正立”或“倒立”）、 　　　　　　 （选填“放大”或“缩小”）的实像。
【思路点拨】（3）由图可知物距u大于像距v时成实像，即u＞2f， f＜v＜2f，在光屏上得到一个清晰缩小的像；
（4）在如图乙所示实验情形下，如果保持蜡烛和光屏的位置不变，把凸透镜移到光具座上35 cm刻线处，可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像。生活中的 　　　　　　 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的。
【思路点拨】（4）保持蜡烛和光屏的位置不变，把凸透镜移到光具座上35 cm刻线处，可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像。此时物距：u＝50.0 cm－35.0 cm＝15.0 cm，此时 f＜u＜2f，成倒立、放大的实像，生活中的投影仪就是利用这一规律制成的；
（5）在如图乙所示实验情形下，如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清。此现象可以体现 　　　　　　 （选填“近视眼”或“远视眼”）的成像情况。
【思路点拨】（5）如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清。根据凸透镜成像规律，物远像近像变小，此现象可以体现近视眼的成像情况。
故答案为：（1）10.0；（2）光屏中央；（3）倒立；缩小；（4）投影仪；（5）近视眼。
【对接练习】
1.（2022·薛城区）小强同学探究凸透镜成像的规律的实验装置如图所示，凸透镜的焦距是10 cm。
（1）将实验器材按图中甲位置放置后，光屏上成清晰的像，应用此规律工作的是 　投影仪　 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。
投影仪
（2）保持甲图中的蜡烛和光屏的位置不动，移动凸透镜到适当的位置，光屏上又呈现一清晰的像，则此时的像一定是 　倒立　 （选填“倒立”或“正立”）的；若在图甲中蜡烛和凸透镜间放一个近视镜，此时应向 　右　 （选填“左”或“右”）移动光屏才能得到清晰的像。
（3）实验一段时间后，光屏上的像“跑”到图乙所示的位置，若要像重新回到光屏中央，应将凸透镜向 　下　 移（选填“上”或“下”）。
倒立
右
下
（5）航天员王亚平为大家直播演示“神奇的太空小水球”实验，图丙是通过水球成 　实　 （选填“实”或“虚”）像的瞬间。王亚平向水球里注射一个气泡，水球里竟然形成了一正一反的两个人像（图丁）。注入气泡的水球简化为图戊，中间部分相当于两个 　凹透镜　 （选填“平面镜”、“凸透镜”或“凹透镜”）组成的。
实
凹透镜
2.（2022·乌兰察布模拟）小渝将水充入一个透明塑料模具，制成“水凸透镜”，并用此装置探究凸透镜成像规律。
（1）如图甲所示将水凸透镜固定到光具座上，用平行光照射透镜，前后移动光屏，直到光屏上呈现一个最小最亮的光斑，测出凸透镜的焦距为 　10.0　 cm；
（2）再将蜡烛置于光具座上，并让烛焰、透镜和光屏三者中心处于 　同一高度　 ，蜡烛如图乙所示位置放置时，光屏上恰好呈现清晰的像，光屏上呈现 　放大　 （选填“放大”或“缩小”）的实像。
（3）保持图乙中各物体位置不变，将装水的注射器连接上水凸透镜，如图丙所示，缓慢向透镜中注水，水凸透镜厚度增加，光屏上的像逐渐模糊，为使像变清晰，适当移动光屏，重新呈现的像与之前的像相比 　更小　 （选填“更大”、“更小”或“不变”）。
10.0
同一高
度
放大
更小
类型二　热学实验
d.探究物质熔化时温度变化规律
【类题引路】
例题：（2022·临沧）小明在探究固体熔化时温度变化规律时，使用的实验装置如图甲所示。
　　
（1）在安装如图甲所示的实验装置时应该先固定 　　　　　 （选填“M”或“N”）的位置。
【思路点拨】解：（1）组装实验仪器时，应根据酒精灯及其火焰的高度先固定图中的下面N部分，使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热，然后再固定图中上面的M部分，这样可以避免重复调整；
（2）某时刻温度计的示数如图乙所示，其值为 　　　　　 ℃。
【思路点拨】解：（2）温度计的分度值时1 ℃，示数在0以下，则温度计的示数是－2 ℃；
（3）如图甲所示，将装有碎冰的试管放入大烧杯中进行加热时试管底部 　　　　　 （选填“能”或“不能”）接触到烧杯底部，且烧杯中的水面应 　　　　　 （选填“高于”或“低于”）试管中冰的上表面。
【思路点拨】解：（3）将装有碎冰的试管放入大烧杯中进行加热时试管底部不能接触到烧杯底部；其中烧杯中的水面应高于试管中固体的上表面，有利于从水中吸收热量；
（4）同学们根据实验记录的数据绘制出了如图丙所示的“温度－时间”图象，由图象可知，冰属于 　　　　　 （选填“晶体”或“非晶体”）；且冰在第3 min时处于 　　　　　　　 （选填“固”、“液”或“固液共存”）态。
【思路点拨】解：（4）由图象可知，冰熔化过程中温度不变，属于晶体；2～5 min是熔化过程，冰在第3 min时处于固液共存状态；
（5）另一个同学把冰放入如图丁所示的烧杯中，并未用酒精灯加热，冰也熔化了，于是他认为冰熔化不需要吸收热量，他的想法是 　　　　　 （选填“正确”或“错误”）的。
【思路点拨】解：（5）该同学的想法是不正确的，虽然此时未用酒精灯加热，但此时空气的温度高于冰的温度，此时冰块可以从空气中吸收热量从而熔化。
故答案为：（1）N　（2）－2　（3）不能　高于　（4）晶体　固液共存　（5）错误
【对接练习】
1.（2022·渝水）小明在探究晶体熔化规律时，他使用的实验装置如图甲所示，将冰块放入一个大试管中，然后将试管浸泡在盛有温水的烧杯中，同时用温度计测量冰块的温度。
（1）实验开始时温度计的示数如图乙所示，此时冰块的温度为 　－14　 ℃；
－14
（2）给冰加热时烧杯中的水面应 　高于　 （选填“高于”或“低于”）试管中冰的上表面，用这种方法给冰块加热的好处是 　使物体受热均匀　 ；
（3）小明将温度计的示数随时记录了下来，并绘制成了“温度－时间图像”（如图丙）。则：在第8 min时，冰处于 　固液共存态　 （选填“固态”“液态”或“固液共存态”）。冰的熔点 　0 ℃　 ，整个熔化过程大约经历了 　10　 min。冰是 　晶体　 （选填“晶体”或“非晶体”）。
高于
使物体受热均匀
固液共存态
0 ℃
10
晶体
2.（2022·营口）在“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验中，实验装置如图甲所示。
　　　
（1）组装器材时应先固定 　C　 （选填“A”、“B”或“C”）的位置。为使冰块均匀受热，应选用 　碎冰　 （选填“大冰块”或“碎冰”）进行实验。
（2）实验过程中某一时刻温度计的示数如图乙所示，此时冰的温度为 　－3　 ℃。
（3）图丙是根据实验数据绘制的冰熔化时温度随时间变化的图象，分析图象可知：第6 min，处于 　固液共存　 （选填“固”、“液”或“固液共存”）态；冰熔化时需要吸收热量，温度 　保持不变　 ；冰是 　晶体　 （选填“晶体”或“非晶体”）；0～4 min升温比8～12 min升温快的原因是 　水的比热容大　 。
C
碎冰
－
3
固液共存
保持不变
晶体
水的比热容大
e.探究水沸腾时温度变化规律
【类题引路】
例题：（2022·梧州）物理课上，李老师和学生一起进行了关于“水沸腾”的实验探究。
（1）小佳组装好器材，如图甲所示，用酒精灯给水加热，在水温升高到90 ℃后，每隔1 min观察1次温度计的示数，记录在表中：
时间/ min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度/℃ 90 92 94 97 98 98 98 98
　　如图乙所示是第3 min时温度计的示数，此时水的温度是 　　　　　 ℃；
【思路点拨】（1）温度计的分度值为1 ℃，示数为96 ℃；
（2）由表中数据可知，实验中水的沸点为 　　　 ℃，水沸腾后继续加热，温度 　　　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
【思路点拨】（2）由表格中数据水的沸点为98 ℃；水沸腾后继续加热，温度不变；
（3）李老师在课堂上给学生进行了图丙的实验演示：水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开，迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水，结果发现已停止沸腾的水又重新沸腾。这是因为浇冷水时烧瓶内的水蒸气 　　　 （填物态变化名称）导致水面上方的气压减小，沸点 　　　 （选填“升高”或“降低”）造成的。
【思路点拨】（3）烧瓶内的水蒸气遇冷的烧瓶壁液化变成小水珠，瓶内的气压减小，水的沸点降低，烧瓶内的水再次沸腾。
故答案为：（1）96；（2）98；不变；（3）液化；降低。
【对接练习】
1.（2022·鲤城区）在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中，Ⅰ、Ⅱ两组同学采用完全相同的实验装置分别同时开始加热等质量的水，实验装置如图甲所示，并同时开始记录加热时间和水的温度。
在标准大气压下
物质 凝固点/℃ 沸点/℃
水银 －39 357
酒精 －117 78
　　（1）根据所学知识，结合表中的数据，可知本次实验应选用 　水银　 （填“水银”或“酒精”）制作的温度计。
水银
（2）除温度计外，还需要的测量工具是 　秒表　 。如图甲所示，在组装实验装置时，应按 　自下而上　 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装。
（3）在读数时，乙图中的 　B　 方法是正确的（填“A”、“B”或“C”）；实验中，观察到水中气泡上升情形如图丙所示，可判断该情形是水沸腾 　前　 （填“前”或“时”）的现象。
秒表
自下而上
B
前
f.比较不同物质的吸热能力
【类题引路】
例题：（2022·深圳）如图甲所示是“探究不同物质的吸热能力”的实验装置，小华用两个相同的容器分别装入初温相同的A、B两种液体，用相同的酒精灯加热，根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示。
（1）容器内A、B两种液体的 　　　　　　 （选填“质量”或“体积”）应当相等；
【思路点拨】解：（1）小华用两个相同的容器分别装入初温相同的A、B两种液体，相同时间内吸收热量也相同，根据c＝可知，为了判断物体的吸热能力，还应该控制液体质量相同，通过比较温度的变化量来判断物体的吸热能力。
（2）随着温度上升，煤油温度计内的煤油的密度 　　　　　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
【思路点拨】解：（2）随着温度上升，煤油温度计内的煤油的体积增大，质量不变，根据ρ＝可得，此时煤油的密度变小。
（3）实验中加热相同时间后，A、B两种液体吸收的热量 　　　　　 （选填“A更多”、“B更多”或“相等”）；
【思路点拨】解：（3）本实验加热两个相同的容器，根据转换法，将两种液体吸收热量的多少，通过加热时间的长短来比较，故加热时间相同时，两液体吸收热量的多少相同。
（4）分析图乙可知，A、B两种液体中吸热能力较强的是 　　　　　 液体。小华想为自家汽车装入发动机冷却液，若只能从A、B中选一种液体装入，则应选择 　　　　　　 液体；
【思路点拨】解：（4）根据c＝可知，加热相同时间，吸收热量相同，两种液体质量相同，故温度变化小的，吸热能力较强，故A种液体吸热能力较强；发动机冷却液应该选用在相同质量下，吸收相同的热量，温度变化较小的。故选用吸热能力强的A液体。
（5）上网查得A液体的比热容为4.2×103J/（kg·℃），则B液体的比热容约为 　　　　　 J/（kg·℃）。
【思路点拨】解：（5）由c＝可得，A液体与B液体的比热容关系：＝＝×
由乙图可知，当吸收相同多的热量时，B液体升高的温度是A液体升高温度的2倍，则B液体的比热容：
cB＝cA××＝4.2×103J/（kg·℃）×＝2.1×103J/（kg·℃）。
故答案为：（1）质量；（2）变小；（3）相等；（4）A；A；（5）2.1×103。
【对接练习】
1.（2022·常州）小组同学通过实验比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示。
（1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、 　质量　 相同的沙子和水。
质量
（2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌，搅拌的目的是： 　使沙子和水受热均匀　 ，测得实验数据如表格所示。
加热时间/ min 0 1 2 3 4 5
温度/℃ 沙子 18 22 29 37 45 —
水 18 19 21 23 25 27
　　（3）5 min时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为 　52　 ℃。
使沙子和水受热均匀
52
（4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点 　错误　 （选填“正确”或“错误”）。
（5）分析数据可得沙子的比热容 　小于　 （选填“小于”、“等于”或“大于”）水的比热容。
错误
小于
2.（2022·长春）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量和初温也相同。
　　　
（1）比较不同燃料的热值，应选择 　甲、乙　 两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过 　温度计上升示数　 来反映的（选填“温度计上升示数”或“加热时间”）；
（2）比较不同物质吸热特点：
①应选择 　甲、丙　 两图进行实验；
甲、乙
温度计上升示数
甲、丙
②不同物质吸热的多少是通过 　加热时间　 来反映的（选填“温度计上升示数”或“加热时间”）；
加热时间
（3）若图甲烧杯中为50 mL的水，若200 mg酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时，温度计示数升高了20 ℃，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），则酒精的热值 　2.1×107　 J/kg。
2.1×107
类型三　力学实验
g.测量平均速度
【类题引路】
例题：（2022·百色）如图所示是“测量小车的平均速度”的实验装置。实验时让小车从斜面的A点由静止滑下，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可求出不同路段的平均速度。
（1）实验原理是 　　　　　 。
【思路点拨】解：（1）实验原理是v＝；
（2）实验时，为了使小车在斜面上运动的时间长些，便于测量时间，应 　　　　　 （选填“增大”或“减小”）斜面的倾斜角度。
【思路点拨】解：（2）斜面的坡度小一些，使小车在斜面上通过的时间更长，便于测量时间，以减小测量时间的误差；
【思路点拨】解：（3）由图可知，小车从A点运动到C点时的路程sAC＝80.0 cm＝0.800 m；
从A点运动到C点时的时间tAC＝5 s，则小车从A点运动到C点时的平均速度：vAC＝＝＝0.16 m/s。
故答案为：（1）v＝；（2）减小；（3）3；80.0；0.16。
（3）小车从A点运动到B点所用时间tAB＝ 　　　 s；从A点到C点的路程sAC＝ 　　　 cm；小车在AC段的平均速度vAC＝ 　　　 m/s。
【对接练习】
1.（2022春·庐江县期中）在“测量物体运动的平均速度”实验中。
（1）小球从A处沿斜面由静止开始滚下，频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程，如图甲所示，小球在做 　加速；非平衡　 （选填“加速”“减速”或“匀速”）运动。
（2）实验数据如表所示，小球在BC段的平均速度为 　1.8　 m/s。CD段的路程为 　1.5　 m，比较AB与BC段的平均速度得vAB 　＜　 vBC（填“＞”“＜”或“＝”）。
加速；非平衡
1.8
1.5
＜
路程（m） 运动时间（s） 平均速度（m/s） 经过某点时的速度（m/s）
sAB＝0.3 m tAB＝0.5 s vAB＝0.6 m/s vB＝1.2 m/s
sBC＝0.9 m tBC＝0.5 s vBC＝ 　1.8　 vC＝2.4 m/s
sCD＝ 　1.5　 tCD＝0.5 s vCD＝3 m/s vD＝3.6 m/s
　　（3）为进一步探究小球在斜面上运动的速度与时间的关系，根据表中数据做出了v－t图像，如图乙所示，假设斜面足够长，小球从A处滚下，经过2 s到达E点时的速度为 　4.8　 m/s。
1.8
1.5
4.8
（4）小球在运动过程中，经过路程sAB中点时的速度为v1，经过时间tAB中点时的速度为v2，则v1 　＞　 v2（填“＞”、“＜”或“＝”）。
＞
h.测量物质的密度
【类题引路】
例题：（2022·商水）小红在外出游玩的时候捡了一些漂亮的石块，为了测量它们的密度，她进行了以下实验：
图1
（1）首先小红将天平放置于水平桌面上，游码放到标尺左端的零刻度线处，天平上指针的位置如图1甲所示，此时应向 　　　 调节横梁上的平衡螺母，使横梁平衡。
【思路点拨】（1）由甲图可知，指针偏向分度盘左侧，平衡螺母向右调节；
（2）天平平衡时，右盘中砝码的质量和游码在标尺上的位置如图1乙所示，则该石块质量为 　　　 g。
【思路点拨】（2）小石块的质量m＝60 g＋2 g＝62 g；
（3）小红往量筒中倒入适量的水，石块放入量筒前后的液面高度如图1丙所示（细线体积忽略不计），该矿石的体积是 　　　 cm3，则该石块的密度ρ石＝ 　　　　　 kg/m3。
【思路点拨】（3）V小石块＋水＝80 mL，V＝V小石块＋水－V水＝80 mL－60 mL＝20 mL＝20 cm3；
ρ＝＝＝3.1 g/cm3＝3.1×103 kg/m3；
①用调平的天平测量出该石块的质量为m1。
②向烧杯中加入适量的水，用天平测出烧杯和水的总质量m2。
③将石块浸没在水中（水没溢出），在水面的位置做标记。
（4）小红所捡的另一个石块比较大，不能放入量筒中，小红想了另外一种方法测量密度，已知水的密度为ρ，如图2所示，方法如下：
④取出石块，向烧杯里加水，直到 　　　　　　　　　　　　　 ，测得此时的烧杯和水总质量为m3。
请写出石块密度的表达式：ρ石＝ 　　　　　　　　　　 。
图2
【思路点拨】（4）为了使最初水和大石块的体积等于最后全部水的体积，取出石块后，应向烧杯里加水，直到水面再次到达标记处；
加水的质量Δm＝m3－m2，由ρ＝可知，加水的体积V水＝；
所以大石块的体积V大石块＝V水＝；
由①可知大石块的质量m1，利用密度公式可得大石块的密度ρ石＝＝＝ρ。
故答案为：（1）右；（2）62；（3）20；3.1×103；（4）水面到达标记处；ρ。
【对接练习】
1.（2022·南召）为了测定某种液体的密度，同学们分成两组分别进行实验：
（1）第一小组同学用到的实验器材有天平、量筒、烧杯等，她们的操作步骤如下：
①首先将天平放置于水平桌面上，观察到天平是 　等臂　 （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。
②将游码移到标尺左端的零刻度线处，发现天平分度盘的指针如图甲所示，此时向 　右　 （选填“右”或“左”）调节平衡螺母，直至天平横梁平衡；
等臂
右
③将待测液体倒入空烧杯中，用天平测量出烧杯和待测液体的总质量m1＝96.6 g。然后将烧杯中适量的待测液体倒入空量筒中，如图乙所示，则量筒中待测液体的体积为V＝ 　40　 mL。再次用天平测量出烧杯和剩余待测液体的总质量m2＝60.6 g。则量筒中待测液体的质量为 　36　 g。
④通过以上步骤，测得这种待测液体的密度为 　0.9×103　 kg/m3。
（2）若将待测液体倒入量筒中时，有液体沾到量筒内壁上，则所测待测液体的密度比真实值 　偏大　 （选填“偏大”或“偏小”）。
40
36
0.9×103
偏大
2.（2022·天元）小亮验明家里一瓶未知液体的“身份”，利用天平和量筒对其进行了密度测量。操作如下：
　　
（1）在测出了空烧杯的质量后，接着测烧杯和液体的总质量。当天平平衡时，放在右盘中的砝码大小和游码的位置如图甲所示，则称得烧杯和液体的总质量m为 　49　 g。
（2）将烧杯中的液体全部倒入量筒中，液面达到的位置如图乙所示，则该液体的体积V为 　30　 mL；这种测量液体的体积方法比它的实际体积要 　偏小　 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
49
30
偏小
（3）他对测量方法进行修正后，测出了几组实验数据，并根据测量结果作出了“m－V”图象，如图丙所示。由图象可知烧杯质量为 　25　 g，该液体的密度为 　0.8×103　 kg/m3；通过查表对照判断该液体是 　酒精　 。
物质 硫酸 盐水 酒精
密度kg/m3 1.8×103 1.1×103 0.8×103
25
0.8×103
酒精
i.探究阻力对运动的影响
【类题引路】
例题1：（2019·桂林）小蓉和同学们用如图所示实验装置来探究阻力对运动小车的影响。
（1）实验开始前，小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑，大家发现，小车在斜面上的高度越高，小车到达水平木板时的 　　　　　 越大，小车在水平木板上运动距离越远.从而让大家更加明确了，本实验要使用 　　　　　 法。
（2）实验中，大家将可调节倾斜角度的斜面与木板平面组合，然后依次将毛巾、棉布铺在木板上，开始探究小车在三种平面上的运动情况，结果发现小车直接冲出棉布末端，在仅有目前已搭建好的实验器材基础上，他们采取 　　　　　 的方法完成了整个实验探究过程。
（3）通过实验分析可知，水平面越光滑，同一运动小车受到的阻力 　　　　　 ，速度减小得越 　　　　　 。推理可知，同一运动小车如果不受阻力作用，它将 　　　　　　　　　　　　　 。
【思路点拨】（1）小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑，小车在斜面上的高度越高，重力势能越大，滑下时，转化成的动能越大，小车到达水平木板时的初速度越大，小车在水平木板上运动距离越远；（2）实验中控制小车的质量不变，改变小车到达水平面的速度，用到了控制变量法；（3）小车到达水平面的速度与高度有关，小车直接冲出棉布末端说明速度过大，因此（4）（5）水平面越光滑，同一运动小车受到的阻力越小，运动距离越远，速度减小的越慢；（6）同一运动小车如果不受阻力作用，它将以恒定不变的速度运动，一直做匀速直线运动。故答案为：初速度　控制变量　减小斜面倾斜角度　越小　慢　做匀速直线运动
【对接练习】
1.如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下，让小车分别从斜面顶端由静止下滑，研究小车在水平面上滑行的距离。
（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是：使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小 　相等　 （填“相等”或“不相等”）。
（2）实验中改变小车所受阻力大小，是通过改变 　水平面的粗糙程度　 来实现的。
相等
水平面的粗糙程度
（3）实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近；在棉布表面滑行的距离较远；在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越 　慢　 （填“快”或“慢”）。
（4）推理：如果小车在水平面上滑行，受到的阻力越来越小，直到变为零，它将做 　匀速直线运动　 。
（5）在大量经验事实的基础上，牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出了牛顿第一定律，所以牛顿第一定律虽然不是直接由实验得出的，但是通过符合逻辑的 　推理　 得出的正确结论。
慢
匀速直线运动
推理
（6）牛顿第一定律告诉了我们物体的运动 　不需要　 （填“需要”或“不需要”）力来维持，一切物体都有保持原来 　运动状态　 不变的性质。
不需要
运动状态
j.探究影响滑动摩擦力大小的因素
【类题引路】
例题：（2022·鞍山）小明在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验时，使用的器材有弹簧测力计、两个相同的铁块、长木板。
（1）将铁块放在长木板上，用弹簧测力计拉着铁块沿水平方向做匀速直线运动，弹簧测力计示数如图甲所示，则铁块受到滑动摩擦力的大小等于 　　　　 N；
【思路点拨】解：（1）由图甲可知，弹簧测力计分度值为0.2 A，示数为1.2 N；弹簧测力计水平拉动A进行匀速直线运动时，根据二力平衡条件，滑动摩擦力大小等于拉力大小，等于1.2 N；
（2）如图乙所示，将两个铁块叠放在一起，重复上面的操作。比较甲、乙两次实验，可以得出：在接触面的粗糙程度相同时， 　 　　 越大，滑动摩擦力越 　 　　 ；
【思路点拨】解：（2）比较甲、乙两次实验知接触面的粗糙程度相同，压力的大小不同，且压力越大，弹簧测力计的示数越大，滑动摩擦力越大，故可以得出在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）小明又将两个铁块按照图丙所示的方式放在长木板上进行实验。比较乙、丙两次实验，可探究滑动摩擦力的大小与 　　　　　　 的关系；
【思路点拨】解：（3）比较乙、丙两次实验压力大小相同、接触面的粗糙程度相同，接触面的大小不同，故可探究滑动摩擦力的大小与接触面大小的关系；
【思路点拨】解：（4）图丁拉动长木板的过程中，铁块、木板之间是滑动摩擦力，而滑动摩擦力的大小与相对速度无关，所以不需要匀速抽动长木板，铁块所受的滑动摩擦力不变。
故答案为：（1）1.2；（2）压力；大；（3）接触面积大小；（4）不需要；不变。
（4）实验后小明和同学交流讨论时发现：在实验中很难使铁块做匀速直线运动。于是小明设计了丁图所示的实验装置，该装置 　　　 　 （选填“需要”或“不需要”）长木板做匀速直线运动。当长木板的运动速度增大时，弹簧测力计的示数 　　　　　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【对接练习】
1.（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。
图1
图2
（1）根据 　二力平衡　 知识，用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 　匀速直线　 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 　甲、乙　 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。
（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 　粗糙　 ，滑动摩擦力越大。
（4）本实验主要采用的科学探究方法是 　控制变量　 法。
甲、乙
粗糙
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 　错误　 的（选填“正确”或“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 　不需要　 匀速拉动长木板，更易操作（选填“需要”或“不需要”）。
错误
不需要
2.（2021·镇江）小华使用图甲装置来探究影响滑动摩擦力大小的因素。
　　
（1）实验中，应沿 　水平　 方向拉动弹簧测力计，使木块在水平木板上做 　匀速直线　 运动。
（2）某次正确实验中，弹簧测力计的指针位置如图乙所示，木块受到的滑动摩擦力大小为 　3.4　 N，方向为 　水平向左　 。
（3）小华利用图丙中场景①和②来探究滑动摩擦力与压力的关系，请指出她在实验中明显的不当之处： 　没有控制接触面粗糙程度相同　 。
（4）在某次实验中，小华拉动木块在木板上运动，木块运动的路程－时间图像如图丁所示。若用F1和F2分别表示0～t1和t1～t2时间内弹簧测力计的示数，则可判断F1 　＝　 F2（填“＞”、“＜”或“＝”）。
水平
匀
速直线
3.4
水平向左
没有控制接触面粗糙程度相同
＝
k.探究杠杆的平衡条件
【类题引路】
例题：（2022·徐州）在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
　　　
（1）如图甲所示，安装杠杆时，为了使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向 　　　 移动；
【思路点拨】解：（1）由甲图可知，杠杆左端向下倾斜，说明左端沉，为使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向右移动；
（2）如图乙所示，杠杆上每一格的长度为5 cm，在杠杆左边挂钩码，弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力，则动力臂为 　　　 cm；
【思路点拨】解：（2）乙图中，杠杆水平位置平衡，弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力，则动力臂此时落在杠杆上，测力计悬挂点到支点的距离就等于动力臂的长度，由于每一格的长度为5 cm，共5个格，所以动力臂的长度为：l1＝5 cm×5＝25 cm；
（3）如果要用弹簧测力计向上拉，需要对图乙所示的实验设计进行的调整是 　　　　　　　　　　 ；
【思路点拨】解：（3）要使弹簧测力计向上拉，拉力的作用效果需使杠杆顺时针转动，所以要使杠杆在水平位置平衡，需将测力计移到左端第5个格处向上拉。
【思路点拨】解：（4）作用在A点的三个力虽然大小相等，但F1、F3其对应的力臂比较小，所以力与其力臂的乘积相对较小，而F2的力臂最大，F2与其力臂的乘积最大，所以对杠杆转动的作用最大。
故答案为：（1）右；（2）25；（3）将测力计移到左端第5个格处；（4）F2与速度方向相同。
（4）如图丙所示，当杠杆绕支点转动时，杠杆上A点的速度方向总是和杠杆垂直。作用在A点的三个大小相等、方向不同的力F1、F2、F3，请指出为什么力臂最大的F2对杠杆转动的作用最大？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
【对接练习】
1.（2021·东营）图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
　　
（1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 　平衡　 （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 　左　 （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 　左端下沉　 （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 　避免偶然性，寻找普遍规律　 。
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 　2.3　 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 　大于　 （选填“大于”、“等于”或“小于”）F2L2，其原因可能是 　杠杆自重对杠杆平衡有影响　 。
（5）图丁中，弹簧测力计处在A点位置时，此杠杆属于 　费力　 （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： 　钓鱼竿　 。
2.3
大于
杠杆自重对杠杆平衡有影响
费力
钓鱼竿
2.（2022春·江城区期中）利用轻质杠杆探究杠杆平衡条件的实验中：
　　
（1）杠杆静止时如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向 　左　 （选填“左”或“右”）调节。这样调节的目的是消除杠杆自身重力对实验的影响，并便于实验时测量 　力臂的大小　 。
（2）如图乙，在A点挂4个钩码，在B点挂 　6　 个钩码，仍可使其在水平位置平衡。
（3）如图丙所示，不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小，使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F与其力臂L1的图像如图丁所示。图象中每个点与两坐标轴围成的长方形面积 　相等　 （选填“相等”或“不等”），其原因是 　阻力和阻力臂保持不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力与动力臂的乘积保持不变　 。
左
力臂的大小
6
相等
阻力和阻力
臂保持不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力与动力臂的乘积保持不变
l.浮力与密度
【类题引路】
例题：（2022·重庆）国庆节期间，小华和妈妈一起回老家去体验秋季土豆的采摘过程，他还和妈妈一起制作了狼牙土豆美食，在制作过程中爱研究的小华还借助于带回家的实验器材箱测出了土豆的密度，以下是他的实验步骤：
（1）将天平放在桌面上，并将游码移动至标尺零刻度线处， 　　　　　 ；
【思路点拨】（1）将天平放在桌面上，并将游码移动至标尺零刻度线处，再通过调节平衡螺母使天平在水平位置平衡，若指针指在分度盘左边，平衡螺母向右调节；若指针指在分度盘右边，平衡螺母向左调节。
（2）称量前，若指针静止时位置如图甲所示，则应将平衡螺母向 　　　　　 （选填“左”或“右”）端调节；
【思路点拨】（2）由图甲得，指针指向分度盘的左边，则应将平衡螺母向右端调节。
（3）用调节平衡后的天平测量一块切成了条状的土豆条A的质量，当天平再次平衡时，右盘中的砝码和游码位置如图乙所示，其质量为 　　　　　 g；
【思路点拨】（3）由图得，标尺的分度值为0.2 g，游码在2 g位置，土豆条A的质量m＝10 g＋2 g＝12 g。
（4）将量筒中倒人适量清水并记下此时读数为30 mL，将该土豆条放入量筒中浸没，量筒读数如图丙所示，则该土豆的体积为 　　　　 mL，密度是 　　　　 kg/m3；
【思路点拨】（4）由图丙得，量筒的分度值为1 mL，水和量筒的体积为40 mL，该土豆的体积为V＝40 mL－30 mL＝10 mL。土豆的密度是ρ＝＝＝＝1.2 g/cm3＝1.2×103 g/cm3。
（5）研无止境的小华，还想用同一个土豆切成的另一块土豆条B去测量制作狼牙土豆的食用油密度，他找来电子秤，用图所示的方法测出食用油的密度；
①将一碗装有适量的食用油的碗，放在厨房里的家用电子秤上，这时的读数为m1＝250 g；
②用细线将土豆条B浸没在食用油中（未触底），电子秤上读数为m2＝255.4 g；
③将土豆条沉在碗底，电子秤上的读数为m3＝257.2 g；
④则土豆条B的质量为 　　　　　 g，食用油的密度为 　　　　　 g/cm3；
⑤实验结束后，小华取下电子秤上的碗，却发现电子秤示数并没有显示为“0.00 g”，而是显示为“0.20 g”，电子秤在使用前没有校零，则他所测得的食用油的密度与实际密度相比 　　　　　 （填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。
【思路点拨】（5）依题意得，土豆条B的质量为m'＝m3－m1＝257.2 g－250 g＝7.2 g。土豆条B浸没在食用油中排开食用油的质量m排＝m2－m1＝255.4 g－250 g＝5.4 g。由ρ＝得，土豆条B的体积为V'＝＝＝6 cm3。土豆条B排开食用油的体积为V排＝V'＝6 cm。食用油的密度为ρ油＝＝＝0.9 g/cm3。电子秤在使用前没有校零，则他所测得的食用油的质量和体积都不受影响，因此食用油的密度与实际密度相比不受影响。
【答案】 通过调节平衡螺母，使天平在水平位置平衡　右　12　10　1.2×103　7.2　0.9　不受影响
【对接练习】
1.（2022·鞍山）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。
　　
（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 　右　 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。
右
②接着配制浓度合适的盐水，使李子恰好 　悬浮　 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 　81.4　 g；
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＝ 　1.04×103　 kg/m3。
悬浮
81.4
1.04×103
（2）测量丑橘的密度：
步骤一：如图丁－1所示，用台秤测量容器和水的总质量为m1；
步骤二：如图丁－2所示，丑橘漂浮在水面上，台秤的示数为m2；
步骤三：如图丁－3所示，按压丑橘使其刚好 　浸没　 在水中，台秤的示数为m3；
则丑橘的密度ρ丑橘＝ 　 ρ水　 。（用字母表示，已知水的密度为ρ水）
浸没
ρ水
2.（2021·山东）某同学测量一个实心小物体的密度时，采用了如下的实验操作：首先用天平测出物体的质量m0，然后在小烧杯中装入一定量的水，用天平测出烧杯和水的总质量m1，再用细线将物体系好后，用手提着细线使物体浸没在此烧杯的水中（水无溢出且物体不接触烧杯），此时天平平衡时测量值为m2，如图所示。下列说法正确的是（　C　）
①物体在水中受到的浮力是m0g
②物体在水中受到的浮力是（m2－m1）g
③物体的密度是ρ水
C
④物体的密度是ρ水
A.只有①③正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
类型四　电学实验
m.探究影响电流与电压和电阻的关系
【类题引路】
例题：（2022·梧州）小玲做“探究电流与电阻的关系”实验。实验中电源电压为4.5 V恒定不变，电流表选用“0～0.6 A”量程，电压表选用“0～3 V”量程，滑动变阻器规格为“50 Ω　1 A”。
（1）连接电路时，开关应 　　　　 。
【思路点拨】解：（1）连接电路时，开关应断开；
（2）在如图甲所示的电路中，闭合开关，移动滑片，发现电流表示数几乎为零，电压表有示数，原因是 　　　　　　　　 ；经分析有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“×”，并补画出一根导线连接成正确的电路；
【思路点拨】解：（2）由图甲知，电压表串联在电路中，由于电压表自身电阻非常大，所以用电器AB不工作，电流表无示数；如图所示：
（3）小玲连接好正确电路后，在AB间分别接入阻值不同的电阻R，测量了五组实验数据，其中第2组实验的电流表示数如图乙所示为 　　　　 A；测得的其他四组数据如表所示，小玲检查后发现有一组数据存在错误，导致出错的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　 。
实验组次 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 25 30
电流I/A 0.6 1 0.12 0.1
【思路点拨】解：（3）在探究电流与电阻的关系的实验中应控制定值电阻两端的电压一定；
　　（4）小玲根据正确的实验数据得出实验结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　　　　 ；
【思路点拨】解：（4）当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
【思路点拨】解：（5）由（3）知，实验控制AB间的电压为3 V；因电流表的量程为0～0.6 A，电路中的最大电流为0.6 A，此时电路中的定值电阻最小为：R小＝＝＝5 Ω；当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，定值电阻的最大阻值R大＝2R滑＝2×50 Ω＝100 Ω。
故答案为：（1）断开；（2）电压表串联在电路中了；如图所示；（3）0.3；看错电流表量程，读数错误；（4）反比；（5）3；5～100。
（5）以上实验控制AB间的电压为 　　　　 V不变，为了使实验结论更可靠，小玲想继续保持此电压不变再多测几组数据，请计算AB间允许接入电阻R的阻值范围是 　　　　 Ω。
【对接练习】
1.（2022·昭平）如图1所示，在探究“电流与电压关系”的实验中。学生电源电压恒为4.5 V。
图1
图2
（1）连接电路时，开关必须 　断开　 。在电路连接完整后，闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到 　A　 （选填“A”或“B”）端；
（2）闭合开关S后，移动滑片P时发现电压表无示数，电流表有示数且不断变化，则电路故障可能是定值电阻R发生了 　短路　 （选填“断路”或“短路”）；
断开
A
短路
（3）排除故障后闭合开关S，移动滑片P，当电流表的示数为0.28 A时，电压表指针位置如图2所示，则定值电阻R的阻值为 　10　 Ω。多次改变滑动变阻器滑片P的位置，记录的实验数据如下：
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 1.0 1.4 2.0 2.4
电流I/A 0.10 0.14 0.20 0.24
10
　　（4）此实验中多次测量寻找普遍规律的目的与 　探究电流与电阻的关系　 （选填“探究电流与电阻的关系”或“测量未知电阻的阻值”）实验中多次测量的目的相同。
（5）在实验过程中，滑动变阻器R接入电路的阻值不得小于 　5　 Ω。
探究电流与电阻的关系
5
2.（2022·四川）小赵探究“电压一定时，电流与电阻的关系”的实验，有如下器材：恒为4.5 V电源，电流表，电压表，定值电阻（5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω），开关，导线若干，滑动变阻器规格分别为甲“10 Ω，2 A”、乙“50 Ω，1 A”。
（1）在闭合开关前应将滑动变阻器滑片移到 　B　 端（选填“A”或“B”）；
B
（2）小赵通过测出的多组数据，得到如图丙所示的电流与电阻的关系图像，由此可得结论：当电压一定时， 　电流与电阻正反比　 ；
（3）如图甲当小赵测5 Ω的电阻后，换10 Ω的电阻进行测量时，滑动变阻器滑片应适当向 　右　 （选填“左”或“右”）滑动。
电流与电阻正反比
右
n.测电阻或测电功率
【类题引路】
例题1：（2022·全国）小明用图甲所示的“伏安法”测未知电阻的阻值，电源电压保持不变。
　　
（1）该实验原理为 　　　　　 ；
【思路点拨】（1）实验原理为R＝。
（2）小明连接好电路的最后一根导线时，电流表指针立即发生偏转，造成这一现象的原因是 　　　　　 。如图甲，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该调到最 　　　　 （“左”或“右”）端；
【思路点拨】（2）电流表偏转说明电路是通路，这是由于连接电路时没有断开开关。为了保护电路，滑片应置于滑动变阻器阻值最大处。
（3）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到某处时，电压表的示数为3 V，电流表的示数如图乙所示，读数为 　　　　　 A，被测电阻R的阻值为 　　　　　 Ω；
【思路点拨】（3）电流表量程为0～0.6 A，示数为0.3 A；被测电阻的阻值为R＝＝＝10 Ω。
（4）另一组的小刚用相同的器材连接电路并进行实验，并根据自己所记录的实验数据绘制了如图丙所示的U－I图像。小明发现小刚绘制的U－I图像和自己绘制的U－I图像不同，你认为小刚在实验操作中出现的问题是 　　　　　 ；
【思路点拨】（4）丙图所示的U－I图像中电流增大时电压减小，这说明小刚在实验操作中出现的问题是将电压表并联在滑动变阻器两端。
②闭合开关S， 　　　　　 ，读出电流表的示数为I2；
③未知电阻的阻值：Rx＝ 　　　　　 。（用字母表示）
【思路点拨】（5）如图丁可知，当滑片在最左端时，U＝I1Rx……①
然后闭合开关S，调节滑片位于最右端，当滑片在最右端时，U＝I2（R0＋Rx）……②，由①②式可得Rx＝
（5）小红在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏，老师从实验室拿来一只最大阻值为R0的滑动变阻器，并设计了如图丁所示的实验电路，分别按如下步骤进行实验：
①闭合开关S，调节滑片位于最左端时，读出电流表的示数为I1；
【答案】R＝　连接电路前开关没有断开　右　0.3　10　将电压表接在滑动变阻器两
端，调节滑片至最右端时　
例题2：（2022·阜新）做“测量小灯泡额定功率”的实验（灯泡的额定电压U额＝2.5 V，灯丝电阻阻值不变）。
　　
（1）连接电路后，闭合开关，若小灯泡较暗，电流表有示数，电压表有示数，调节滑动变阻器的滑片，两表的示数都不变，原因是滑动变阻器接了 　　　　 两个接线柱。
【思路点拨】解：（1）连接好电路，闭合开关，电流表有示数，则电路为通路；若小灯泡较暗，说明电路的电流较小，电路的电阻较大，且无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变，说明变阻器没有了“变阻”的作用，造成这一现象的原因可能是：滑动变阻器接了下面的两个接线柱；
（2）排除故障后如图甲，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5 V时为止，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡的额定电功率为 　　　　 W。
【思路点拨】解：（2）排除故障后如图甲，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5 V时为止，此时电流表的示数如图乙，电流表选用小量程，分度值0.02 A，其示数为0.3 A，小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
①只闭合开关S和 　　　　 ，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为I1＝ 　　　　 A；
②闭合开关S和 　　　　 ，断开开关 　　　　 ，保持滑动变阻器滑片位置不动，读出电流表示数为I2；
③小灯泡的额定电功率表达式为P额＝ 　　　　　　　 。（用物理量符号表示）
（3）同组的小月同学设计了一个电路，如图丙，也测出了该小灯泡正常发光时的功率，其中定值电阻的阻值R＝25 Ω，正确操作步骤如下：
【思路点拨】解：（3）实验步骤：
①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1＝0.1 A；
②闭合开关S和S1，断开开关S2，保持滑动变阻器滑片位置不动，读出电流表示数为I2；
③在步骤①中，电流表测定值电阻的电流，由欧姆定律可得，定值电阻的电压为：
U＝I1R＝0.1 A×25 Ω＝2.5 V，
根据并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，灯正常发光；
在步骤②中，电流表测R与灯并联的总电流，由于电路连接关系没有改变，各电阻的电压和电阻大小不变，故通过灯的电流不变，由并联电路电流的规律，灯的额定电流为：IL＝I2－I1，
小灯泡额定功率表达式为：P额＝U额IL＝U额（I2－I1）。
故答案为：（1）下面；（2）0.75；（3）①S2；0.1；②S1；S2；③U额（I2－I1）。
【对接练习】
1.（2022·柳州）小辉学习了电学的有关知识后，做如下实验。
　　
①连接实物电路时，滑动变阻器的滑片P应置于 　b　 （选填“a”或“b”）端，开关应 　断开　 。
②实验中，移动滑片P至某位置，若电流表和电压表示数为分别0.2 A、2 V，则R的阻值为 　10　 Ω。
b
断开
10
（1）小辉利用如图甲的电路测量某定值电阻R的阻值。
③为减小误差，改变R两端电压，多次测量电压及电流值，算出对应的电阻，最后求出电阻的 　平均　 值，作为R的阻值。
平均
（2）小辉得知某热敏电阻的阻值随温度变化图像如图乙，就利用该热敏电阻制作温控报警器，报警器电路的一部分如图丙所示，电源电压为12 V。当环境温度达到或超过50 ℃时，电压U2达到或超过9 V并触发报警器（图中未画出）报警。则图中 　R1　 （选填“R1”或“R2”）应使用热敏电阻，另一定值电阻的阻值为 　300　 Ω。
R1
300
2.（2022·揭东区一模）如图甲，在测定“小灯泡电功率”实验中，选用的小灯泡额定电压为2.5 V、电阻约为10 Ω。
　　
（1）实验过程中，开关闭合后，发现电流表、电压表有示数，但灯泡不亮，可能原因是 　滑动变阻器接入电路的电阻过大　 ；当电压表示数为1.8 V时，为了测量小灯泡的额定功率，需将滑片向C端移动，眼睛注意观察 　电压表　 （选填“电压表”、“电流表”或“小灯泡”）。
（2）根据测量的数据绘制成I－U图像（如图乙），得出小灯泡的额定功率为 　0.625　 W。
滑动变阻器接入电路的电阻过大
电压表
0.625
①在虚框内分别接入电流表、开关S1、灯泡，则虚线框1为 　开关S1　 ；2为 　灯泡　 ；3为 　电流表　 。
②闭合S和S1，断开S2，调节R1的滑片P，使电流表示数为 　　 ；
③闭合S和S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片P的位置不变，读出电流表示数I1；
④小灯泡的额定功率P额＝ 　U额（I1－）　 （用U额、R0、I1表示）。
开关S1
灯
泡
电流表
U额（I1－）
（3）另一组同学小红在只有一个电流表的情况下，设计如图丙所示电路，也测出了额定电压为U额的另一个小灯泡的额定功率，R0为定值电阻（阻值R0），R1为滑动变阻器（最大阻值未知）。
3.（2022·河南模拟）在测量小灯泡的电功率实验中，小明设计了如图甲所示的电路图。连接了如图乙所示的实物电路。已知电源电压恒为6 V，灯泡的额定电压为3.8 V，滑动变阻器标有“20 Ω，1 A”字样。
　　
（1）小明连接好实物电路之后，闭合开关，灯泡不亮，经检查，发现有一根导线连接错误。请你在连接错误的导线上打“×”，并补画出正确的连线。
（2）排除故障后，小明想测量小灯泡的额定功率。他闭合开关，发现电压表的示数只有1.5 V，此时他应向 　左　 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为3.8 V；当电压表示数为3.8 V时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 　1.672　 W，此时滑动变阻器连入电路中的阻值约为 　5　 Ω（结果保留一位小数）。
左
1.672
5
（3）小明测量了小灯泡不同电压下的电功率之后 　不需要　 （选填“需要”或“不需要”）求电功率的平均值。小明又计算了小灯泡不同电压下的电阻，发现不同电压下灯泡的阻值不同，原因是 　灯丝电阻受温度的影响　 。
（4）完成上述实验后，小明又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路。已知电源电压恒为U（U＞U额），请你完成下面的实验步骤。
①闭合开关S，S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 　U－U额　 ；
不需要
灯丝电阻受温度的影响
U－
U额
②闭合开关S、S2，断开开关S1，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；
③小灯泡额定功率的表达式为P额＝ 　U额×　 （用测量量和已知址的符号表示）。
U额×　
o.焦耳定律
【类题引路】
例题：（2022·全国）在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图所示的实验装置。下列说法正确的是（　　）
①该装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
②U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
③实验过程中要保持两根电阻丝两端电压相等
④5 Ω电阻丝中的电流比10 Ω电阻丝中的电流大
A.只有①② B.只有③④
C.只有①③ D.只有②④
【思路点拨】①电阻丝串联，通过电流相同，探究的电流通过导体产生热量跟导体的电阻是否有关，故①符合题意；②虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故②符合题意；③由焦耳定律可知，需要控制电流相同，不需要控制电压相同，故③不符合题意；④电阻丝串联，通过电阻丝的电流与通电时间相同，故④不符合题意。
【答案】A
【对接练习】
1.小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。
　　　　
（1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 　B　 （A/B）端。
（a）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为0.5 A，通电5分钟、温度计的示数升高了5 ℃。
（b）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9 ℃。
B
（a）、（b）对比可得结论： 　在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多　 。
（c）向 　A端　 移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1 A，通电10分钟、温度计的示数升高了33 ℃，（b）、（c）对比可得结论： 　在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多　 。
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是 　实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量　 。
在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，
电流通过电阻产生的热量越多
A端
在通电时间和电阻
大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多
实验中只能通过温度计示数的变化
量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量

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