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专题2 实验专题
专题一、光现象
名称 装置图 实验简要过程及结论 实验解读及方法
探究光反射时的规律 (1)按如图装置把平面镜放在水平桌面上，纸板竖直地立在平面镜上，使一束光贴着纸板沿某一个角度射到0点，经平面镜反射，在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹，改变光束入射角度，多做几次实验。取下纸板用量角器测量ON两侧角度进行比较，得出反射角等于入射角。(2)如图所示，把F板向后转动，在F板上看不到反射光，说明在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内 实验中纸板的作用有三个：(1)显示光的传播路径；(2)验证反射,入射光线,法线在同一平面(3)显示反射角随入射角的变化情况。多次改变光束入射的角度，目的是进行多次实验，得出普遍性的结论。这个实验还可以探究光路可逆，让光逆着反射光的方向射到镜面，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出，这表明，在反射现象中，光路是可逆的
平面镜成像 将一张白纸铺在水平桌面上，将一块玻璃板竖立在白纸上，在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛，透过玻璃板会看到点燃蜡烛所成的虚像，拿另一支完全相同的未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到与前面蜡烛成的像完全重合，用笔在纸上记下两支蜡烛的位置，测量像、物到玻璃板的距离，它们的连线与玻璃板垂直。结论：物体在平面镜里所成的像是和物体大小相等的虚像，像和物到镜面的距离相等，它们的连线与镜面垂直，像与物关于镜面对称 (1)用玻璃板代替平面镜的目的是便于找到并确定像的位置；(2)用两支相同的蜡烛是为了便于比较像与物的大小是否相等；(3)若玻璃板不竖立于桌面，则无法使后面的蜡烛与像完全重合；(4)玻璃板应越薄越好，否则会看到两个像，这是因为光在玻璃板的两个表面发生两次反射而成两个像；(5)可以选用坐标纸代替白纸，以便准确总结“物像等距”的特点
光的折射 一束光从空气斜射入水中，发现：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，折射角小于入射角。光的折射现象中，光路是可逆的 (1)光由空气斜射入水中时，折射角小于入射角，而光由水斜射入空气中时，折射角大于入射角。若光垂直射入水中，光的传播方向不变，即折射角和入射角均为零度。(2)为便于观察光传播径迹和方向，在水中滴几滴牛奶
凸透镜成像 将凸透镜放在蜡烛与光屏之间，调节烛焰、透镜、光屏的中心，使它们大致处于同一高度。通过实验发现，当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，像距大于1倍焦距而小于2倍焦距；当物距大于1倍焦距而小于2倍焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像，像距大于2倍焦距；当物距小于1倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像 焦点处是凸透镜成实像与虚像的分界点，2倍焦距处是凸透镜成放大像与缩小像的分界点，当凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小；当凸透镜成虚像时，物距变大，像距变大，像变大
典例1：小宁用如图所示装置探究光的反射定律；
（1）实验中选用表面粗糙的白色硬纸板，使光发生　 　，便于观察光的传播路线；
（2）让入射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点，观察反射光的方向；多次改变入射光的方向，观察并描绘光的径迹，量出入射角和反射角，记录如表；
实验次数 1 2 3 4 5 6
入射角 15° 30° 45° 60° 70° 80°
反射角 15° 30° 45° 60° 70° 80°
①多次改变入射光的方向是为了　 　；
②分析实验数据，可以得出结论：在光的反射现象中，　 　；
（3）将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿着OA方向射出，说明光路是　 　。
变式1：如图所示，小红选择一根直尺、两段大小相同的蜡烛、平板玻璃、白纸进行实验，探究平面镜成像的特点。将玻璃板竖直放在水平桌面上，再取两段相同的蜡烛A和B竖直地放于玻璃板前后，点燃玻璃板前的蜡烛A，移动蜡烛B，直到看上去蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。在此实验中：
（1）用木板紧贴玻璃板背面，人眼在玻璃板前　 　（填“能”或“不能”）看见蜡烛A的像。实验中若移开蜡烛B，将光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是　 　（填“虚像”或“实像”）；
（2）为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为应采取______（填字母）项措施；
A．保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行实验
B．保持玻璃板位置不变，多次改变蜡烛A的位置进行实验
C．保持玻璃板位置不变，只减小A蜡烛的高度进行实验
（3）小红想探究家用小轿车前面的挡风玻璃为什么要倾斜安放，实验中她把玻璃板倾斜放置（如图乙所示），实验过程中来回移动蜡烛B，发现蜡烛A的像与蜡烛B无法完全重合且偏向蜡烛B上方，请你根据实验现象从安全角度考虑，说出汽车挡风玻璃斜放的目的是　 　。
变式2：如图甲所示，小敏同学将一根筷子斜放在装有水的杯子里。从上面往下看，筷子水中的部分比实际位置浅一些，向上弯折了。从杯子外面往里看，筷子水中部分变粗了。
（1）小敏看到的水中筷子是　 　(选填“实”或“虚”)像。
（2）小敏在科学老师指导下查阅资料，发现光从水中射向空气中时折射角与入射角变化规律如下表。
入射角 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60°
折射角 0° 13.4° 27.1° 41.7° 58.7° 无 无
分析表中数据，折射角与入射角大小　 　(选填“成正比”或“不成正比”)．
（3）当光从空气斜射向水中时，折射光线是图乙中的　 　(选填字母)。
变式3：如图所示，为小明在探究凸透镜成像规律实验中的部分图示，请回答下列问题；
（1）如图甲所示，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则小明所用凸透镜的焦距为　 　厘米；
（2）实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，为使像仍能成在光屏的中央，以下操作可达到目的的是　 　（选填字母）；
A．将凸透镜往上移　　B．将光屏往下移 C．将蜡烛往上移　　D．将蜡烛往下移
（3）图乙光屏上已经得到一个清晰的像，若此时保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离后，要想在光屏上再次成清晰的像，则光屏必须　 　（选填“向左移”、“向右移”或“不移动”）。
专题二、二力平衡的条件
进行实验并收集证据 (1)实验装置如图所示，将小车放在光滑的水平桌面上，安装好实验装置。在两边的托盘里分别放上质量不相等日的砝码，观察小车的运动情况。(2)在两边的托盘里放上质量相等的砝码，观察小车的运动情况。(3)保持两边托盘里的砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度日，然后释放，观察小车的运动情况。(4)将连接小车右侧托盘的细线挂于小车左侧挂钩处，使F 、F 同时向左，观察小车的运动情况
实验记录 小车在水平方向的受力情况 小车运动状态是否改变
大小 方向 是否在同一直线上
不相等 相反 是 是
相等 相反 是 否
相等 相反 否 是
相等 相同 是 是
分析与论证 (1)比较表中实验1、2可知，要使小车运动状态不变，保持静止，必须使两托盘中砝码的质量相等，说明二力平衡的条件之一是两个力的大小相等。(2)比较表中实验2、3可知，当把小车扭转一个角度，使拉力F1和F2不在同一条直线上时，小车运动状态发生了改变。而小车重新恢复到原来的静止状态时，F1、F2在同一条直线上，说明二力平衡的条件之一是两个力作用在同一条直线上。(3)比较表中实验2、4可知，当F1、F2方向相反时，小车静止，运动状态不改变；当F1、F2均向左拉，即方向相同时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件之一是两个力方向相反。
结论 作用在同一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且力的作用线在同一条直线上，这两个力就相互平衡。可简记为：同体、等大、反向、共线
实验改进 为消除小车与桌面之间的阻力给实验带来的影响，也可以设计如图所示的实验，将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的细线分别跨过左、右支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，进行实验探究二力平衡的条件。实验中的研究对象是小卡片，小卡片受到两边细线的拉力作用，拉力的大小等于钩码的重力
典例1：同学们正在做“探究二力平衡的条件”的实验。
（1）小金的实验装置如图甲所示，他采用轻质小车，并选用表面光滑的桌面，其目的是　 ；
（2）另一个同学小东用图乙中所示的轻质硬纸片B替换轻质小车A进行实验。为了验证不在同一直线上的两个力是否平衡，则要进行的操作是　 　 (选填“改变两侧砝码的质量”“用剪刀将卡片剪开”或“将卡片扭转一定角度后释放”) ；
（3）小义将小金的轻质小车换成一重木块C，如图丙所示。实验时，他发现向左右两盘同时放入不等重的砝码时，木块仍然保持静止状态。则该实验不能得出的二力平衡条件有 。
A．两力大小相等 B．两力作用在同一物体上 C．两力在同一直线上
变式1：如图是小义和小乌同学探究二力平衡条件时的实验情景。卡片和细线质量、滑轮的摩擦不计。
（1）如图（甲），当卡片平衡时，小义同学将卡片旋转一个角度，松手时卡片会转动。此实验用于证明的二力平衡条件是　 　；
（2）如图（乙），小乌同学将左侧滑轮的高度调低，并在轻质卡片两端的细绳上左右各挂一个等质量的钩码，可观察到卡片将 。
A．向左下方运动 B．向右上方运动 C．仍静止不动 D．转过一定角度
变式2：如图所示为“探究二力平衡的条件”的实验。
（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于　 　状态，那么说明这两个力是相互平衡的。由此，小科提出能利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡中力的大小相等的这一条件。小妍则认为，此方案不能探究该条件，理由是　 　。
（2）两人设计了另一个实验方案，如图乙所示，可通过调整　 　来改变卡片两端受到的拉力的大小。
（3）在如图乙所示的装置中，要继续验证二力平衡的另一条件是两个力作用在同一条直线上，具体的操作是　 　。
变式3：在探究“二力平衡的条件”的实验中，某同学采用的实验装置如图甲所示：
（1）当物体处于静止状态或　 　状态时，我们认为它受到的力是相互平衡的。
（2）实验时，小宇发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时，木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用，这两个力是平衡的。小宇再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是　 　，这时木块在水平方向受到的力　 　(填“平衡”或“不平衡”)。要避免这种现象的产生，请你对该实验装置提出改进意见：　 　。
（3）如图乙所示，小慧用小车来做该实验，装置处于静止，细绳和弹簧测力计的质量忽略不计，不考虑细绳与滑轮之间的摩擦，两端挂的重物各为10N，则弹簧测力计的示数为　 　N。
专题三、探究影响滑动摩擦力大小的因素
猜想与假设 根据生活经验作出合理的猜想，不同的同学可能猜想不同：可能与接触面的粗糙程度有关，可能与接触面之间的压力有关，可能与接触面积的大小有关，可能与运动的快慢有关等
实验设计 用弹簧测力计水平拉动同一个木块在水平面上做匀速直线运动，每次只改变压力的大小或水平面的粗糙程度，控制其他条件不变，观察并记录弹簧测力计的示数
实验过程 按如图甲、乙、丙三种情况进行实验，并将实验的条件和弹簧测力计的示数记录在下表中
把木块放在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块 把木块放在木板上，上放一个砝码，用弹簧测力计水平匀速拉动木块 在木板上铺上棉布，用弹簧测力计水平匀速拉动木块
甲 乙 丙实验序号实验条件滑动摩擦力/N接触面受到的压力/N接触面粗糙程度甲木块的重力较光滑4.0乙木块和砝码的总重力较光滑5.0丙木块的重力较粗糙4.5
实验分析 比较甲、乙两次实验可知，两种情况下接触面的粗糙程度相同，压力的大小不同，压力越大，滑动摩擦力越大；比较甲、丙两次实验可知，两种情况下压力的大小相同，接触面的粗糙程度不同，接触面越粗糙滑动摩擦力越大
实验结论 滑动摩擦力的大小既跟压力的大小有关，又跟接触面的粗糙程度有关。接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
实验拓展 (1)滑动摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关呢 探究方案：控制木块对水平面的压力、接触面粗糙程度不变，分别将木块平放、侧放、立放，水平匀速拉动木块，测出摩擦力的大小并进行比较。结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。(2)滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小是否有关呢 探究方案：控制木块对水平面的压力、接触面的粗糙程度不变，分别以不同速度水平拉动木块做匀速直线运动，测出摩擦力的大小并进行比较。结论：滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关
典例1：（2023七下·上虞期末）小明用同一个木块进行了“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验，木板、棉布均放置在水平桌面上，如图所示。
（1）实验中测量滑动摩擦力的原理是　 　。
（2）分析实验甲、乙知F甲＜F乙，则可得在接触面粗糙程度相同时，　 越大，滑动摩擦力越大。
（3）拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛，这是应用了　 　两次实验得出的结论。
变式1：（2023七下·义乌期中）如图所示是“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验．
（1）实验过程中，必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做　 　运动，这样做便于测量滑动摩擦力的大小。上述实验得到的结论是：滑动摩擦力的大小跟压力的大小和接触面的粗糙程度有关。人们通过大量实验进一步证明：接触面粗糙程度一定时，滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比。
（2）如图丁所示，在图丙中物块A上叠放一块与之相同的物块B，用弹簧测力计拉着物块A，使物块B随A一起做匀速直线运动．弹簧测力计示数为F4，则F4：F3=　 　；此运动过程中，物块B受到的摩擦力fB=　 　N．
变式2：为了研究影响滑动摩擦力大小的因素，设计了如下实验，请回答：
（1）该实验测定滑动摩擦力大小的原理是　 　。
（2）实验中适合用图乙所示的方法测定木块A与水平放置的木板间的滑动摩擦力的大小，其优点是　 　。
（3）按图乙，只改变砝码，做了4次实验，实验数据如表，分析实验数据可得出结论：　 　。
实验次数 1 2 3 4
砝码重G1(N) 3 5 7 9
木块G2(N) 1 1 1 1
弹簧秤示数(N) 0.8 1.2 1.6 2.0
变式3：如图所示是探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置，铝块和木块的外形相同，表面粗糙程度不同，一端带有定滑轮的长木板固定不动，铝块通过细线与弹簧测力计相连。(滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计)
（1）比较甲、乙两次实验可探究　 　。
（2）比较乙、丙两次实验来探究“滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”，该方案中存在的主要缺陷是　 　。
（3）某同学用如图丁装置来测量铝块受到的摩擦力，实验时拉着长木板沿水平地面向左运动，读出弹簧测力计示数即可测出铝块受到的摩擦力。在长木板运动过程中，以下说法正确的是____(填字母)。
A．铝块受力平衡
B．铝块所受摩擦力的方向水平向右
C．长木板做加速、减速、匀速运动均可
D．拉动长木板的力F变大时，弹簧测力计的示数也变大
专题四、力与压强
名称 装置图 实验简要过程及结论 实验解读及方法
探究压力的作用效果与哪些因素有关 将小凳子放在海绵上，观察海绵的凹陷程度，在小凳子上放上砝码，观察海绵的凹陷程度；将小凳子反转放置，在上边放上砝码，观察海绵的凹陷程度。结论：压力越大，受力面积越小，压力作用效果越明显 (1)实验运用控制变量法，探究压力的作用效果与压力大小的关系时，保持受力面积相同；探究压力的作用效果与受力面积的关系时，保持压力相同。(2)通过观察海绵凹陷程度判断压力的作用效果，运用了转换法
探究液体内部压强的特点 将橡皮膜朝下，增加橡皮膜在水中的深度，观察U形管左、右两管内液面的高度差，发现深度越深，液面高度差越大，说明液体压强越大；保持橡皮膜的深度不变，改变橡皮膜的朝向，发现U形管的液面高度差不变，说明在液体内部的同一深度处，压强大小相等；保持橡皮膜的朝向和深度不变，把水换成酒精，发现在酒精中，U形管左、右两侧液面高度差变小，说明液体内部压强与液体密度有关，密度越小，压强越小 实验中运用了控制变量法，如探究液体内部压强与深度的关系时，控制橡皮膜的朝向不变，液体的密度不变，只改变橡皮膜的深度。实验中运用了转换法，通过U形管左、右两侧液面的高度差判断液体内部压强大小
典例1：在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，小明和小华利用所提供的器材（小桌子、海棉、砝码、木板）设计了如图甲、乙两个实验，通过观察图甲、乙后得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显”的结论。此后小华把小桌子挪放到一块木板上，发现小桌子对木板的压力效果不够明显，如图丙所示.通过对图甲、丙的比较又得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越不明显”的结论。请你根据已学过的压强知识分析：
（1）小明和小华是通过　 　来比较压力的作用效果的
（2）造成小华前后两次得出的结论不一致的原因是　 　。
（3）若图乙中小桌子对海棉的压强是 p乙，图丙中小桌子对木板的压强是 p丙 ，则 p乙　 p丙 （选填“大于”、等于”、或“小于”）
变式1：为了探究影响压力作用效果的因素，小明用如图所示的实验装置进行了如下实验：
①称取200g细沙置于烧杯中；
②将气球置于装置内，将烧杯中的细沙缓缓倒在木板B上，直至气球刚好破裂，称量烧杯中剩余细沙的质量，重复实验3次，并记录平均值；
③改变木板A上塑料钉的数量，用完全相同的气球重复步骤②，记录数据如下：
实验组别 塑料钉数量/枚 细沙的总质量/g 烧杯中剩余细沙的质量/g
1 4 200 152
2 6 200 136
3 8 200 117
4 10 200 95
（1）为完成本实验，小明需要的测量工具为　 　。
（2）小明选择细沙而不选择砝码来完成实验的原因是　 　。
（3）请结合所学知识，分析本实验能否得出“受力面积越大，压力的作用效果越不明显”的结论，并说明理由：　 　。
变式2：（2024七下·椒江期末）小科利用图甲所示压强计探究液体内部压强大小的影响因素。
（1）该实验是通过观察U形管两侧液面的　 　来判断金属盒中的橡皮膜所受压强的大小；
（2）小科发现当金属盒还未放入液体中时，U形管两侧液面并不相平，此时正确的做法是　 　；
（3）调节好压强计后，小科进行了图乙所示的两次实验，可得到的结论是　 　；
（4）小科继续用图丙装置比较了两种未知液体的密度：在左侧加入适量液体A，再向右侧加入液体B，直到橡皮膜刚好相平，隔板两侧液面高度如图丙所示，由此可知液体A的密度　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）液体B。
变式3：在探究“影响液体压强因素”的实验时，某研究小组提出了下述猜想：液体压强与液体的重力、体积、质量、深度、液体种类等因素有关。
（1）该研究小组设计了如图甲装置进行实验。他们发现将一定量的水加入玻璃管后，橡皮膜向下凸出，说明了　 　。继续加水，发现橡皮膜凸出更明显。于是，有同学得出了“同种液体对容器底部的压强随着深度的增加而增大”的结论。
（2）这时同组的另一名同学提出反对意见。通过讨论他们重新设计了图乙装置。向漏斗中加入一定量的水，调节漏斗内液面高度，发现橡皮膜的凸出程度随着液面的升高而增大。你觉得这样设计的优点是　 　。
（3）进一步探究：研究小组把试管口如图丙放置，橡皮膜会　 　（选填“向上凸”、“向下凹”或“保持水平”）。
1.如图是探究二力平衡条件的实验，其中每个钩码的质量相等，小卡片自重不计。
（1）如图甲，可以通过改变　 　来改变小卡片左右两边拉力的大小；
（2）如图乙，若将小卡片扭转一个角度，两边的拉力没有作用在　 　，松手后小卡片将不能保持静止。
2.在探究平面镜成像特点的实验中，小明选取一块平板玻璃、两根完全相同的蜡烛 A 和B、刻度尺、白纸、火柴、记号笔等器材进行实验。他先点燃蜡烛A放在玻璃板前方。请回答：
（1）他再取一段未点燃的同样的蜡烛B放在像处，发现该蜡烛与蜡烛A的像完全重合，这说明　 　；
（2）找到它在玻璃板后面的像后，用直线把蜡烛A和它的像的位置连接起来，用刻度尺测量它们到平面镜的距离相等，于是通过本次实验得出实验结论之一：像距与物距相等。有些同学这个过程认为不合理，理由是　 　；
（3）实验中将玻璃板的上端向蜡烛A的方向倾斜，像的位置将会　 　（填“升高”或“降低”）；
（4）在找准像的位置后，小明在白纸上标记出 a、b、c 三点，如图乙。他应分别测出　 　（填“a 、b”、“b、c”或“a、c”）两点到平板玻璃的距离进行比较；
3.探究平而镜成像特点的实验如图甲所示
（1）现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择　 　mm厚的玻璃板做实验，目的是　 　。
（2）用玻璃板代替平面镜的原因是　 　，便于研究平面镜的成像特点。
（3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的　 　(填“前侧”或“后侧”)观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是　 　(填“控制变量法”或“等效替代法”)。
（4）用光屏在玻璃板后面无论怎样移动，在光屏上都　 　(填“能”或“不能”)成像，说明平面镜所成的是　 　像。
（5）如图乙所示是从平面镜中看到墙上的时钟的像，请在图丙中画出时钟的实际时间。
4．（2024七下·嵊州期末）如图甲所示为“探究平面镜成像特点”的实验装置。
（1）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像：另取一支外形相同但不点燃的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直到跟蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是　 　（选填“控制变量法”或“等效替代法”）；
（2）在B蜡烛的位置上放置一块光屏，光屏上　 　（选填“能”或“不能”）呈现蜡烛A的像；
（3）若甲图实验中把玻璃板向右平移一段距离，A蜡烛的像　 　（选填“向右平移”、“仍在原来位置”或“向左移动”）；
（4）若玻璃板是按图乙所示的方式倾斜放置，那么蜡烛A的像会在图中的　 　处（选填“A”、“A2”或“A3”）。
5．（2024七下·武义期末）某兴趣小组为了验证平面镜成像特点，利用蜡烛和玻璃板进行实验，回答以下问题：
（1）实验时应选择较　 　的玻璃板做实验，其目的是方便确定像与物的距离；
（2）当玻璃板后面的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，便可确定像的位置。若要证明平面镜所成的像是虚像，小科可进行的操作是　 　；
（3）做完实验后，小金同学联想到商场里的试衣镜高度比人的身高要低一些，身高的小金站在竖直放置的高的平面镜前处，则
①人　 　（选填“能”或“不能”）成完整的像；
②如果他向镜面移近，他的像高　 　（填“大于”“等于”或“小于”）1.75m。
6．为了寻找光的色散现象产生的原因，某同学进行了如下探究：选用不同颜色的光（红光、黄光和紫光），分别以不同的入射角从空气射入玻璃砖中（如图所示），测出折射光线对应的折射角r，结果如下表。（已知：红光在玻璃中传播速度最快，黄光次之，紫光最慢）
红光光源 黄光光源 紫光光源
序号 入射角i(度) 折射角r(度) 入射角i(度) 折射角r(度) 入射角i(度) 折射角r(度)
1 25 16.4 25 15.7 25 15.1
2 50 30.7 50 29.4 50 28.2
3 75 40.1 75 38.3 75 36.6
（1）为了顺利完成本实验探究，入射角的角度不能等于　 　。
（2）比较实验数据，得出规律：
①同种颜色的光从空气斜射入玻璃砖时，折射角小于入射角且随着入射角的增大，折射角　 。
②不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入玻璃砖时，　 　。
7．小玉的书桌放在面朝南方的窗边，冬日的暖阳斜射在摆在书桌上的玻璃圆镜上，在房间竖直的白墙上留下一块规则的光斑。有一次他将一支铅笔放在玻璃圆镜正上方约10 cm处，墙上光斑中出现了两个黑色的阴影，小玉在思考：
（1）光斑的形成是因为　 　。
（2）若将桌面上的玻璃圆镜沿着水平方向远离 墙 面，则光 斑 位 置 将 如 何移动 　 　。
（3）为什么墙上有两个黑影呢 小明进行了探究，如图甲和乙所示，当笔放在玻璃圆镜上时，两个黑影变为紧挨着。改变铅笔和玻璃圆镜的距离。发现两个黑影对称着变化移动。于是他认为两个黑影中一个是铅笔的影子，另一个是铅笔通过玻璃圆镜所成的像，请帮助分析他的猜想是否有道理 并说明理由：　 　。
（4）为什么一支笔出现了两个影子呢 小玉再次移动铅笔偏离镜面的正上方，结果发现影子只剩下一个，如图丙所示。小玉为了搞清楚背后的原理，请教了老师。老师告诉小玉：一个影子是由镜子反射的光照射到铅笔上被铅笔挡住形成的，一个影子是射向镜子的太阳光被铅笔挡住形成的。图丁是老师用来说明一个影子形成原因的光学作图，请用相同的方法在该图解释另一个影子的形成。
（5）小玉将平面镜换成了三棱镜，将会观察到　 　现象。
8．（2024七下·玉环期末）小玉在“探究凸透镜成像规律”的实验中，不断地进行深入思考，通过实验重构自己的认知。以下是小玉实际的操作和思考：
（1）小玉在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图甲中①至⑥的六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序，正确顺序为　 　；
（2）小玉还想利用发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，用如图乙中的4个字母进行实验，发现适合做光源的有　 　个；
（3）小玉还发现，若固定蜡烛与光屏间的距离为L0不变，只移动凸透镜。设蜡烛与凸透镜第一次成清晰像所在位置A间的距离为L，如图丙所示，再次移动凸透镜，设第二次成清晰像的位置为B（图中未画出），则前后两次成清晰的像所在位置A、B之间的距离为　 　（用L0、L表示）。
9．（2024七下·金东期末）下表是项目学习小组为制作针孔照相机所制定的产品评价量表；项目学习小组研究发现，像会随针孔照相机小孔孔径增大而增亮，但像的清晰度随孔径减小而增加，即无论如何，类似如图1的针孔照相机在两个评价指标上无法同时达到优秀；为此，研究小组用凸透镜制作了如图2的自制照相机，获得让两个指标均达到优秀的结果；
评价指标 评价等级
优秀 合格 待改进
指标一：像的清晰程度 清晰，能分辨出形象 模糊，能分辨出形象 很模糊，基本看不清形象
指标二：像的亮暗 亮 中 暗
请回答下列问题：
（1）针孔照相机成像的原理是　 　；
（2）为能更好的判断指标一，即较好判断出像的清晰程度，实验所用材料应选用　 　；（选填“发光字”或“蜡烛烛焰”）
（3）一张照片要求成像清晰、亮度合适，根据所学知识说明光学照相机都采用凸透镜成像而不采用小孔成像的原因是　 　。
10．（2024七下·武义期末）在学习“凸透镜成像的规律”后，某校项目化小组的同学开展“自制校标logo投影灯”的项目化学习活动，活动包括投影灯设计、制作和评价三个环节。
【投影原理】凸透镜成像规律。投影灯结构包括光源、透明图标、镜头。通过凸透镜将透明图标上的图案呈现在屏幕上。
【实验材料】开关、电池、电池盒、电线若干、小灯泡、透明校标logo、凸透镜（焦距）、固定材料、热熔胶（用于粘合）、鞋盒、剪刀等。（每一组材料都相同）
【评价量表】
投影灯评价量表（部分）
评价指标 达标 待改进
指标一 结构 结构完整 结构不完整
指标二 像的大小 像的大小可调 像的大小无法调节
指标三 像的清晰度 像的清晰度可调 像的清晰度无法调节
【设计制作】
（1）投影灯的原理是凸透镜成像，为了能在光屏上得到清晰、放大的像，应将透明校标logo放在距离凸透镜大于10厘米至小于　 　厘米处；
（2）为了在地面上观察到正立的校标logo，投影灯内校标应　 　（填“正立”或“倒立”）放置；
【评价优化】某小组的设计作品如图甲所示。老师观看后说：此作品在指标二评价结果为“待改进”。
（3）请你根据图甲和评价量表，对老师的评价作出解释，并提出相应的解决对策（可结合图甲）。解释：　 　；解决对策：　 　。
11.（2022七下·柯桥期末）2022 年6月6日是第27个全国“爱眼日”，作为青少年要爱眼护眼，科学用眼。为进一步探究“眼睛的成像规律”，小科自制了一个水凸透镜来模拟晶状体，如图甲所示。水凸透镜通过注水或抽水可改变自身厚度大小。当向水凸透镜里注水时，水凸透镜的焦距将变小；当向水凸透镜里抽水时，水凸透镜的焦距将变大。
（1）小科将蜡烛、水凸透镜和光屏安装至如图甲所示位置，恰能在光屏上得到一个清像，此时像的性质是　 　，同时可推断出此时水凸透镜的焦距可能是　 　(选填“8cm”、“18cm"或“28cm”)。
（2）在所示实验场景下，小科把自己的眼镜给水凸透镜“戴上”，当从水凸透镜中注入适量的水后，他发现像再次变清晰了，由此判断小科戴的是　 　眼镜(选填“近视’或“远视”)。若小科想摘掉眼镜，还可通过睡眠时使用角膜塑形镜(俗称“0K锐来改变原本厚度均匀的眼睛的角膜弧度，实现视力的矫正，经过一段时间的治疗，小科的眼角膜应该呈现哪种形态　 　？
（3）小科继续向水透镜中注水直至不能继续注入，将蜡烛换成F光源，站在F光源一侧看向透镜居然发现了两个像(如图乙)，小科对此现象进行了分析，他认为其中一个像是因为光的反射引起的，所以出现了一个正立的像，请你对另外一个像的成因进行简单分析　 　。
12．（2023七下·海宁期中）在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图1，小明利用太阳光测量凸透镜的焦距，下列操作最合理的是　 　；
（2）按图1中正确的操作，让镜面垂直于阳光，测出透镜与白纸间距s（单位cm）与对应的白纸被烤焦的时间t（单位min），绘出如图2所示的图像，可判断该透镜的焦距f为　 　 cm；
（3）如果实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是　 　；
（4）如图3，把一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位的置时，光屏应在　 　（选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内移动，才能在光屏上得到清晰的倒立实像。
13．（2024七下·东阳期末）研习小组将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，研究凸透镜成像规律
（1）点燃蜡烛，移动光屏直至出现清晰的像，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上位置如图1所示，记录此时像的性质是：倒立　 　的实像；
（2）完成图1实验后，小东突发奇想，将蜡烛和光屏互换位置，发现光屏上也能看到清晰的像。此时，光屏上所成的像的性质是：　 　；
（3）实验一段时间后，发现原来成在光屏中央的像，“跑”到图2中甲所示的位置（靠近光屏上沿）。若想让像重新回到光屏中央，可以将蜡烛　 　（填“调高”或“调低”）适当距离；
（4）研究好成像规律后，继续探究近视和远视的矫正。图2中乙所示，给凸透镜A戴上“远视眼镜B”（凸透镜），光屏上刚好出现清晰的像，摘下“远视眼镜B”后，光屏上的像变模糊，如图2中丙所示，若要通过移动蜡烛使像再次清晰，应将蜡烛向　 　（选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动一段距离；
（5）小东同学用自制的水凸透镜来模拟探究眼球晶状体变化规律，在光屏上得到了清晰的像，如图3所示。此时，若将蜡烛靠近水透镜时，为了使光屏上仍能成清晰的像，应该向水透镜中　 　（填“注水”或“抽水”）。
14．（2024七下·吴兴期末）学完凸透镜成像规律后，某兴趣小组用焦距为10cm的凸透镜以及其他素材自制了照相机模型和投影仪模型：
【对投影仪模型的思考】
①投影仪中手电筒的作用：　 　。
②完成模型制作后，小组成员用投影仪展示相关影像，发现成倒立的像。为了看到正立的像，应进行的操作是　 　。
【对照相机模型的思考】
①照相机模型中充当胶片的膜（a位置）应该用哪种素材制作　 　（填字母）；
A．白色不透光卡纸　　B．黑色不透光卡纸
C．全透明的塑料膜　　D．绘画用的薄宣纸
②小组成员要选用合适长度的纸筒来作为照相机模型的外纸筒。现有三种规格的纸筒，其长度分别为5cm、10cm、20cm，你选择的哪种规格的纸筒？你的理由是？　 　
【模型对比】
对比投影仪模型和照相机模型的制作原理上的共同点　 　。
15．在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，如图所示：
（1）甲、乙、丙三次实验中，用弹簧测力计测量滑动摩擦力的大小，操作都要求水平　 　拉动木块，分别读出弹簧测力计的示数为F1、F2和F3，其中示数最大的是　 　。
（2）比较甲、乙两次实验，得出的结论是：　 　。
（3）在丙图中，木块A向右匀速运动时，弹簧测力计示数为2牛，若弹簧测力计示数增大到3牛，此时的木块A所受滑动摩擦力为　 　牛．
（4）实验装置改为丁图后，　 　（“必须”/“不必”）拉着木板做匀速运动。
16．为了探究“滑动摩擦力的大小与运动速度大小的关系”。小科用如图所示的装置进行实验，其中力传感器可以显示对木块拉力的大小，从而得到木块受到的摩擦力大小。实验时使木块保持静止不动，而传送带匀速运动，以实现木块相对于传送带向左运动。实验数据如下。
传送带速度(cm/s) 3 5 8 11 13
力传感器示数(N) 0.25 0.26 0.26 0.25 0.25
（1）实验中木块受到的摩擦力方向水平向　 　。
（2）分析表中数据，可得出的结论是　 　。
（3）小科同学想利用该装置继续探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系，则小科接下来的操作是　 　。
17.（2023七下·丽水期末）小科在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，设计了如图甲、乙、丙所示的三E次实验，三次实验均用弹簧测力计拉着木块作匀速直线运动。请回答：
（1）比较甲、乙两次实验，说明滑动摩擦力的大小与　 　的大小有关；
（2）比较甲、丙两次实验，可以得出的结论是　 　；
（3）在进行甲、乙、丙实验时，小科认为必须控制木块以相同的速度作匀速直线运动，请你评价小科的观点是否正确，并说明理由　 　。
18．（2023七下·平湖期末）如图是探究影响摩擦力大小因素的实验，三次实验情况分别如图甲、乙、丙所示。
（1）用弹簧测力计沿水平方向拉木块，木块没有运动，水平方向受到的摩擦力大小　 　(选填”大于”“小于”或”等于”)拉力大小。
（2）用弹簧测力计拉木块在水平木板(或毛巾)，上做匀速直线运动。
①图甲中木块受到的滑动摩擦力大小为　 　N，若水平拉力逐渐增大到2N，木块受到的摩擦力大小为　 　N．
②比较甲、乙两次实验数据，可初步确定滑动摩擦力的大小与　 　有关。
③比较甲、丙两次实验数据，　 　(选填“能”或”不能”)得到”滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关”的结论，理由是　 　。
19．小科在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
（1）甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块，记录弹簧测力计的示数；为什么一定要匀速拉动木块呢？小科有一点想不明白，于是请教了同学，同学告诉他：　 　；于是小科知道了其中的原理。
（2）通过对比甲、乙、丙三次实验可知：影响滑动摩擦力大小的因素有：压力的大小、　 　。
（3）小科同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系，改变木块的速度，进行实验，记录的实验数据如下表：
实验次数 1 2 3 4
运动速度(m/s) 0.2 0.3 0.4 0.5
测力计的示数(N) 1.2 1.2 1.2 1.2
分析实验数据可知：滑动摩擦力的大小与物体运动的速度　 　(选填“有关”或“无关”)。
20．小金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：
⑴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。小金观察到未悬挂重物时弹簧测力计示数为0.2N，图乙是测量其中一只鞋子时弹簧测力计示数，则鞋子的实际重力为　 　N；
⑵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；
⑶在跑步机的传送带上按甲图摆放实验用品，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；
⑷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；
⑸换另一只鞋子，重复步骤(4)，并记录数据：
⑹比较步骤⑷、⑸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；
⑺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”)
21．小科在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验，三次实验均用弹簧测力计水平匀速拉动木块。请回答：
（1）比较甲、丙两次实验，可以得出结论：　 　。（2）在探究“滑动摩擦力大小与压力大小关系”时，小科选择了甲、乙实验，甲实验中木块的运动速度为v1，乙实验中木块的运动速度为v2，关于v1和v2的大小，下列说法正确的是 （填字母编号）。
A．v1一定大于v2 B．v1一定小于v2
C．v1一定等于v2 D．v1可以大于、等于或小于v2
（3）上述探究结束后，老师拿来一块质量均匀分布、正反面相同的长方形木板，以中线为界，对比观察左右两部分，发现粗糙程度可能不一样，小科在老师的指导下进行了如图丁所示研究：小科将滑块放木板上，通过细线和固定的弹簧测力计相连，水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时弹簧测力计的示数F左和F右，若F左＞F右，则木板的　 　侧更粗糙，实验时　 　（填“需要”或“不需要”）匀速拉动木板。
22．现有一根两端开口的直玻璃管，将其下端蒙上橡皮膜。描述橡皮膜外表面在以下不同情境中的形状变化。
（1）向管内缓缓注水，观察到橡皮膜向外凸。随着加入的水量增多，橡皮膜向外凸的程度会　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
（2）将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中，慢慢向下移动到如图所示的位置，橡皮膜向外凸的程度会　 　(选填 “变大”“变小”或“不变”)。
（3）当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时，橡皮膜的形状是　 　(选填“凸面”“凹面”或“平面”)，试说明理由　 　。
23．（2024七下·浦江期末）小明利用压强计验证液体内部压强的特点。压强计的U形管装有一定量的水，用该压强计做了如图所示的甲、乙、丙三次实验（烧杯中的液体均未溢出）。
（1）组装好压强计，发现金属盒未浸入水中时，U形管内水面就有高度差，这时应该怎么操作：　 　；
（2）调试好压强计后，完成图甲实验过程中，金属盒浸入水中的深度h1逐渐增加时，U形管内水面高度差h2会　 　；
（3）用该压强计继续完成图乙和图丙实验，根据图乙和图丙两金属盒的深度和U形管内液面的高度差可得　 　（选填“<”、“>”或“=”）；
（4）若减小U形管内液体的密度重复做图甲实验，金属盒放置深度与原甲实验相同，则U形管内液面高度差将　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
24．（2023七下·柯桥期末）在使用传统的压强计(如图甲所示)中，由于在实验的过程中需要改变深度、金属盒的方向、液体的密度等原因，要做多次实验，还要准确记录每次U型管两侧的高度差。又由于标注的刻度分度值大，读数误差较大，导致不利于得出正确的实验结论。为了解决这些问题，某项目化学习小组的同学对传统压强计进行了项目化创新设计与改进，把四个用橡皮皮管将金属盒分别连接到四个装有相同的红色液体的U型管a、b、c、d位置上，且U型管的项目成果评价表。
表1项目成果评价表
指标 待改进 良好 优秀
实验次数 2次以上(3分) 2次(5分) 1次(10分)
U型管左右液面高度差 不符合规律(3分) 符合规律但误差明显(10分) 符合规律且误差小(20分)
（1）①设计产品1：项目化学习小组设计的改进模型如图乙(支架、导管已省略)，该装置浸没在水中时，液面高度差大小关系是　 　(填序号)。
②设计产品2：项目化学习小组继续研究液体密度对液体压强的影响，第二项改进如图丙。将两个金属盒分别放入液面相同深处，测得两U型管高度差分别为10厘米和12厘米，请计算此盐水的密度　 　。
③设计产品3：学习小组发现，经过上述的实验改进，并不能使U型管内的液面高度差更明显，于是提出了使用更细的U型管以提高压强计的精度，你觉得这个说法正确吗，请简要说明理由 　。
（2）评价产品：根据评价表，评价本作品的得分并简要说明理由。
25．（2025七下·宁波期末）汽车在通过起伏路段的凸起路面时，经验丰富的司机往往慢速平稳适过。若快速通过会让乘客有“腾飞”的感觉，且安全隐患很大，这一现象是因为凸起路面与车之间竖直方向的相互作用力在变大吗 小明猜想：汽车通过凸起路面时的速度越大，可能路面与车之间的相互作用力越大。为了探究这一问题他选用小球(模拟小车)、轨道、弧面支架(模拟凸起路面)、电子秤等器材进行了如图所示的实验。
释放位置 A B C D
F/N 1.56 1.51 1.47 1.38
（1）先测小球静止时对电子秤的　 　(选填“压力”或“摩擦力”)来反映小球与弧面顶部相互作用力F的大小。他将小球置于水平放置的电子秤上时，示数为0.17kg，则力F约为1.7N。
（2）在秤上安放弧面支架并调零，将小球从轨道的A点由静止释放，沿轨道经弧面运动到右侧轨道，记录小球通过弧面顶部O点时小球与弧面的作用力F，再依次将小球从高于A点的B、C、D点由静止释放，各次实验F的大小记录如表，分析数据可知小明的猜想　 　(选填“成立”或“不成立”)。
（3）根据上述实验现象推理：若小球速度足够大，通过弧面顶部时，电子秤的示数将显示　 　kg。进一步推理：当汽车通过凸起路面顶部的速度足够大，若路面前方突发状况，结合本实验判断是否可以紧急刹车避让并说明理由：　 　。
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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专题2 实验专题
专题一、光现象
名称 装置图 实验简要过程及结论 实验解读及方法
探究光反射时的规律 (1)按如图装置把平面镜放在水平桌面上，纸板竖直地立在平面镜上，使一束光贴着纸板沿某一个角度射到0点，经平面镜反射，在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹，改变光束入射角度，多做几次实验。取下纸板用量角器测量ON两侧角度进行比较，得出反射角等于入射角。(2)如图所示，把F板向后转动，在F板上看不到反射光，说明在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内 实验中纸板的作用有三个：(1)显示光的传播路径；(2)验证反射,入射光线,法线在同一平面(3)显示反射角随入射角的变化情况。多次改变光束入射的角度，目的是进行多次实验，得出普遍性的结论。这个实验还可以探究光路可逆，让光逆着反射光的方向射到镜面，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出，这表明，在反射现象中，光路是可逆的
平面镜成像 将一张白纸铺在水平桌面上，将一块玻璃板竖立在白纸上，在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛，透过玻璃板会看到点燃蜡烛所成的虚像，拿另一支完全相同的未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到与前面蜡烛成的像完全重合，用笔在纸上记下两支蜡烛的位置，测量像、物到玻璃板的距离，它们的连线与玻璃板垂直。结论：物体在平面镜里所成的像是和物体大小相等的虚像，像和物到镜面的距离相等，它们的连线与镜面垂直，像与物关于镜面对称 (1)用玻璃板代替平面镜的目的是便于找到并确定像的位置；(2)用两支相同的蜡烛是为了便于比较像与物的大小是否相等；(3)若玻璃板不竖立于桌面，则无法使后面的蜡烛与像完全重合；(4)玻璃板应越薄越好，否则会看到两个像，这是因为光在玻璃板的两个表面发生两次反射而成两个像；(5)可以选用坐标纸代替白纸，以便准确总结“物像等距”的特点
光的折射 一束光从空气斜射入水中，发现：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，折射角小于入射角。光的折射现象中，光路是可逆的 (1)光由空气斜射入水中时，折射角小于入射角，而光由水斜射入空气中时，折射角大于入射角。若光垂直射入水中，光的传播方向不变，即折射角和入射角均为零度。(2)为便于观察光传播径迹和方向，在水中滴几滴牛奶
凸透镜成像 将凸透镜放在蜡烛与光屏之间，调节烛焰、透镜、光屏的中心，使它们大致处于同一高度。通过实验发现，当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，像距大于1倍焦距而小于2倍焦距；当物距大于1倍焦距而小于2倍焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像，像距大于2倍焦距；当物距小于1倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像 焦点处是凸透镜成实像与虚像的分界点，2倍焦距处是凸透镜成放大像与缩小像的分界点，当凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小；当凸透镜成虚像时，物距变大，像距变大，像变大
典例1：小宁用如图所示装置探究光的反射定律；
（1）实验中选用表面粗糙的白色硬纸板，使光发生　 　，便于观察光的传播路线；
（2）让入射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点，观察反射光的方向；多次改变入射光的方向，观察并描绘光的径迹，量出入射角和反射角，记录如表；
实验次数 1 2 3 4 5 6
入射角 15° 30° 45° 60° 70° 80°
反射角 15° 30° 45° 60° 70° 80°
①多次改变入射光的方向是为了　 　；
②分析实验数据，可以得出结论：在光的反射现象中，　 　；
（3）将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿着OA方向射出，说明光路是　 　。
【答案】漫反射；避免实验偶然性，得出普遍规律；反射角等于入射角；可逆的
【解析】（1）光在粗糙不平的表面上发生漫反射，可以帮助我们看到光的传播路径；
（2）①在科学探究中，往往需要多次完成实验，从而收集多组数据，进而得到普遍规律；②根据表格数据分析反射角和入射角的大小关系。
（3）根据光路的可逆性分析解答。
【解答】（1）实验中选用表面粗糙的白色硬纸板，将光射向粗糙的硬纸板上，发生漫反射，能更清晰的看到光的传播路径，便于观察光的传播路线。
（2）①探究光的反射定律实验中，为了获得光反射时的普遍规律，避免结论的偶然性，应多次改变入射光的方向，多次实验。
②[3]根据表格中的数据可知，光反射时，反射角的度数始终等于入射角的度数，所以可得结论：在光的反射现象中，反射角等于入射角。
（3）由于将一束光贴着纸板EF沿AO射到O点，光沿图中的OB方向射出；将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点，光沿图中的OA方向射出，所以在光的反射现象中，光路是可逆的。
变式1：如图所示，小红选择一根直尺、两段大小相同的蜡烛、平板玻璃、白纸进行实验，探究平面镜成像的特点。将玻璃板竖直放在水平桌面上，再取两段相同的蜡烛A和B竖直地放于玻璃板前后，点燃玻璃板前的蜡烛A，移动蜡烛B，直到看上去蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。在此实验中：
（1）用木板紧贴玻璃板背面，人眼在玻璃板前　 　（填“能”或“不能”）看见蜡烛A的像。实验中若移开蜡烛B，将光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是　 　（填“虚像”或“实像”）；
（2）为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为应采取______（填字母）项措施；
A．保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行实验
B．保持玻璃板位置不变，多次改变蜡烛A的位置进行实验
C．保持玻璃板位置不变，只减小A蜡烛的高度进行实验
（3）小红想探究家用小轿车前面的挡风玻璃为什么要倾斜安放，实验中她把玻璃板倾斜放置（如图乙所示），实验过程中来回移动蜡烛B，发现蜡烛A的像与蜡烛B无法完全重合且偏向蜡烛B上方，请你根据实验现象从安全角度考虑，说出汽车挡风玻璃斜放的目的是　 　。
【答案】（1）能；虚像 （2）B （3）为了防止像在驾驶员前方，影响前方视线
【解析】（1）①根据平面镜成像的原理分析；
②实像可以成在光屏上，虚像不能成在光屏上。
（2）根据科学探究中多次实验的目的分析；
（3）根据平面镜成像的对称性确定挡风玻璃倾斜和竖直时车内物体成像位置的不同即可。
【解答】（1）①平面镜成像是由光的反射形成的，只要反射光线射入眼睛，我们就能看到镜子里的像。用木板紧贴玻璃板背面，对反射光线没有影响，因此人眼在玻璃板前能看见蜡烛A的像。
②平面镜成像中直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是虚像。
（2）实验中为了得到普遍规律，应保持平面镜的位置不变，多次改变蜡烛A的位置，观察得出平面镜成像特点。故选B。
（3）根据题意可知，若挡风玻璃是竖直的，所成的像刚好在正前方，会干扰驾驶员视线，因此为了防止像在驾驶员前方，影响前方视线，汽车挡风玻璃需要斜放，使成像靠上。
（1）[1]平面镜成像是由光的反射形成的，因此用木板紧贴玻璃板背面，人眼在玻璃板前能看见蜡烛A的像。
[2]光屏上能成的像是实像，不能成的是虚像，平面镜成像中直接观察光屏，看不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是虚像。
（2）实验中为了得到普遍规律，应保持平面镜的位置不变，多次改变蜡烛A的位置，观察得出平面镜成像特点，故B符合题意，AC不符合题意。故选B。
（3）汽车内部的物体通过前方挡风玻璃会成像在挡风玻璃的前方，若挡风玻璃是竖直的，所成的像刚好在正前方，会干扰驾驶员视线，因此为了防止像在驾驶员前方，影响前方视线，汽车挡风玻璃需要斜放，使成像靠上。
变式2：如图甲所示，小敏同学将一根筷子斜放在装有水的杯子里。从上面往下看，筷子水中的部分比实际位置浅一些，向上弯折了。从杯子外面往里看，筷子水中部分变粗了。
（1）小敏看到的水中筷子是　 　(选填“实”或“虚”)像。
（2）小敏在科学老师指导下查阅资料，发现光从水中射向空气中时折射角与入射角变化规律如下表。
入射角 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60°
折射角 0° 13.4° 27.1° 41.7° 58.7° 无 无
分析表中数据，折射角与入射角大小　 　(选填“成正比”或“不成正比”)．
（3）当光从空气斜射向水中时，折射光线是图乙中的　 　(选填字母)。
【答案】（1）虚（2）不成正比（3）OC
【解析】（1）根据光的折射知识分析解答；（2）根据表格数据分析折射角和入射角的关系即可；
（3）根据光的折射规律分析解答。
【解答】（1）筷子发出的光线，从水中斜射入空气中发生折射。折射光线进入眼睛后，我们沿反方向看过去，会看到成在实际位置上方的虚像。
（2）根据表格数据可知，与第1组数据比较，入射角成倍增大，但是折射角增大不是成倍的，因此折射角与入射角大小不成正比。
（3）根据光的折射规律可知，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，因此折射光线是图乙中的OC。
变式3：如图所示，为小明在探究凸透镜成像规律实验中的部分图示，请回答下列问题；
（1）如图甲所示，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则小明所用凸透镜的焦距为　 　厘米；
（2）实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，为使像仍能成在光屏的中央，以下操作可达到目的的是　 　（选填字母）；
A．将凸透镜往上移　　B．将光屏往下移 C．将蜡烛往上移　　D．将蜡烛往下移
（3）图乙光屏上已经得到一个清晰的像，若此时保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离后，要想在光屏上再次成清晰的像，则光屏必须　 　（选填“向左移”、“向右移”或“不移动”）。
【答案】10.0；C；向左移
【解析】（1）凸透镜的光心到焦点的距离为焦距；
（2）根据“通过凸透镜光心的光线传播方向不变”分析；
（3）根据凸透镜成像时“物近像远大，物远像近小”的规律分析。
【解答】（1）根据题意可知，光屏到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距f=20.0cm-10.0cm =10.0cm；
（2）蜡烛变短，相当于火焰向下移动，根据过光心的光线传播方向不变可知，烛焰的像在光屏上的位置会向上方移动。为了使像回到光屏的正中央，可以将凸透镜向下调节、光屏向上移，或者将蜡烛向上移动，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
（3）若将蜡烛向左移动，即物距增大，根据“物近像远大”的规律可知，此时像距会减小，则必须将光屏向左移。
专题二、二力平衡的条件
进行实验并收集证据 (1)实验装置如图所示，将小车放在光滑的水平桌面上，安装好实验装置。在两边的托盘里分别放上质量不相等日的砝码，观察小车的运动情况。(2)在两边的托盘里放上质量相等的砝码，观察小车的运动情况。(3)保持两边托盘里的砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度日，然后释放，观察小车的运动情况。(4)将连接小车右侧托盘的细线挂于小车左侧挂钩处，使F 、F 同时向左，观察小车的运动情况
实验记录 小车在水平方向的受力情况 小车运动状态是否改变
大小 方向 是否在同一直线上
不相等 相反 是 是
相等 相反 是 否
相等 相反 否 是
相等 相同 是 是
分析与论证 (1)比较表中实验1、2可知，要使小车运动状态不变，保持静止，必须使两托盘中砝码的质量相等，说明二力平衡的条件之一是两个力的大小相等。(2)比较表中实验2、3可知，当把小车扭转一个角度，使拉力F1和F2不在同一条直线上时，小车运动状态发生了改变。而小车重新恢复到原来的静止状态时，F1、F2在同一条直线上，说明二力平衡的条件之一是两个力作用在同一条直线上。(3)比较表中实验2、4可知，当F1、F2方向相反时，小车静止，运动状态不改变；当F1、F2均向左拉，即方向相同时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件之一是两个力方向相反。
结论 作用在同一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且力的作用线在同一条直线上，这两个力就相互平衡。可简记为：同体、等大、反向、共线
实验改进 为消除小车与桌面之间的阻力给实验带来的影响，也可以设计如图所示的实验，将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的细线分别跨过左、右支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，进行实验探究二力平衡的条件。实验中的研究对象是小卡片，小卡片受到两边细线的拉力作用，拉力的大小等于钩码的重力
典例1：同学们正在做“探究二力平衡的条件”的实验。
（1）小金的实验装置如图甲所示，他采用轻质小车，并选用表面光滑的桌面，其目的是　 ；
（2）另一个同学小东用图乙中所示的轻质硬纸片B替换轻质小车A进行实验。为了验证不在同一直线上的两个力是否平衡，则要进行的操作是　 　 (选填“改变两侧砝码的质量”“用剪刀将卡片剪开”或“将卡片扭转一定角度后释放”) ；
（3）小义将小金的轻质小车换成一重木块C，如图丙所示。实验时，他发现向左右两盘同时放入不等重的砝码时，木块仍然保持静止状态。则该实验不能得出的二力平衡条件有 。
A．两力大小相等 B．两力作用在同一物体上 C．两力在同一直线上
【答案】（1）减小摩擦力对实验的影响 （2）将卡片扭转一定角度后释放 （3）A；C
【解析】（1）轻质小车对桌面的压力更小，而桌面非常光滑，则接触面的粗糙程度小，这两个措施都会使小车受到的摩擦力减小，从而减小对实验的影响。
（2）根据控制变量法的要求可知，探究某个因素对物理量的影响时，必须控制其他因素相同，而只改变这个因素；
（3）根据实验过程的现象分析即可。
【解答】（1）小金的实验装置如图甲所示，他采用轻质小车，并选用表面光滑的桌面，其目的是减小摩擦力对实验的影响；
（2）为了验证不在同一直线上的两个力是否平衡，则要进行的操作是使两个力不在同一直线上，即：将卡片扭转一定角度后释放。
（3）根据题目描述可知，两边砝码的重力不等，则对木块产生拉力的大小不等，因此不能得到“两力大小相等”这个条件，故A符合题意；由于实验中没有展示出两个力不在同一直线上时木块的状态，因此不能探究得到“两力在同一直线上”的条件，故C符合题意。
变式1：如图是小义和小乌同学探究二力平衡条件时的实验情景。卡片和细线质量、滑轮的摩擦不计。
（1）如图（甲），当卡片平衡时，小义同学将卡片旋转一个角度，松手时卡片会转动。此实验用于证明的二力平衡条件是　 　；
（2）如图（乙），小乌同学将左侧滑轮的高度调低，并在轻质卡片两端的细绳上左右各挂一个等质量的钩码，可观察到卡片将 。
A．向左下方运动 B．向右上方运动 C．仍静止不动 D．转过一定角度
【答案】（1）一对平衡力是否作用在同一条直线上（2）C
【解析】（1）根据描述分析影响二力平衡的哪个因素发生改变即可；
（2）根据定滑轮的特点分析卡片受到的拉力是否满足二力平衡的条件即可。
【解答】（1）根据描述可知，将卡片旋转一个角度后，两侧的拉力就不在同一直线上了，那么此实验用于证明的二力平衡条件是：一对平衡力是否作用在同一条直线上。
（2）根据图乙可知，小乌同学将左侧滑轮的高度调低，并在轻质卡片两端的细绳上左右各挂一个等质量的钩码。根据定滑轮的特点可知，定滑轮不省力不费力，且拉力大小与方向无关，因此卡片两侧的拉力大小相等，方向相反，作用在同一物体和同一直线上，那么肯定二力平衡，即卡片保持静止不动。故选C。
变式2：如图所示为“探究二力平衡的条件”的实验。
（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于　 　状态，那么说明这两个力是相互平衡的。由此，小科提出能利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡中力的大小相等的这一条件。小妍则认为，此方案不能探究该条件，理由是　 　。
（2）两人设计了另一个实验方案，如图乙所示，可通过调整　 　来改变卡片两端受到的拉力的大小。
（3）在如图乙所示的装置中，要继续验证二力平衡的另一条件是两个力作用在同一条直线上，具体的操作是　 　。
【答案】（1）静止；由于只能测出物体对弹簧测力计的拉力大小，无法测量物体自身的重力大小，故无法得出
（2）钩码的数量（3）将卡片扭转一个角度再释放，观察卡精是否保持静止
【解析】（1）根据平衡状态的定义解答。注意分析能否测出物体的重力，然后与测力计的示数进行比较即可；
（2）根据乙图可知，绳子上的拉力由钩码的重力产生，即钩码的数量越多，重力越大，产生的拉力越大；
（3）要验证二力平衡时两个力是否在同一直线上，可以想办法改变两个拉力的方向，然后观察物体是否能够保持静止状态即可。
变式3：在探究“二力平衡的条件”的实验中，某同学采用的实验装置如图甲所示：
（1）当物体处于静止状态或　 　状态时，我们认为它受到的力是相互平衡的。
（2）实验时，小宇发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时，木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用，这两个力是平衡的。小宇再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是　 　，这时木块在水平方向受到的力　 　(填“平衡”或“不平衡”)。要避免这种现象的产生，请你对该实验装置提出改进意见：　 　。
（3）如图乙所示，小慧用小车来做该实验，装置处于静止，细绳和弹簧测力计的质量忽略不计，不考虑细绳与滑轮之间的摩擦，两端挂的重物各为10N，则弹簧测力计的示数为　 　N。
【答案】（1）匀速直线运动
（2）木块跟桌面之间有摩擦力；平衡；换用小车做实验(或放在光滑的桌面上做实验)
（3）10
【解析】（1）根据平衡状态的定义解答；
（2）当两边的砝码重力不同时，小车会有向拉力较大的一侧移动的趋势，此时它会受到桌面施加的静摩擦力，即F大=F小+f，因此也会处于平衡状态。如果要避免这种现象发生，就要想办法减小摩擦力，根据减小摩擦力的方法解答。
（3）弹簧测力计的示数等于它受到拉力的大小，据此分析解答。
【解答】（1）当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，我们认为它受到的力是相互平衡的。（2）小宇再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是木块跟桌面之间有摩擦力，这时木块在水平方向受到的力平衡。要避免这种现象的产生，对该实验装置提出意见：换用小车做实验(或放在光滑的桌面上做实验)。
（3）当小车静止时，弹簧测力计上的拉力由物体的重力产生，即等于物体的重力，那么F=G=10N。
专题三、探究影响滑动摩擦力大小的因素
猜想与假设 根据生活经验作出合理的猜想，不同的同学可能猜想不同：可能与接触面的粗糙程度有关，可能与接触面之间的压力有关，可能与接触面积的大小有关，可能与运动的快慢有关等
实验设计 用弹簧测力计水平拉动同一个木块在水平面上做匀速直线运动，每次只改变压力的大小或水平面的粗糙程度，控制其他条件不变，观察并记录弹簧测力计的示数
实验过程 按如图甲、乙、丙三种情况进行实验，并将实验的条件和弹簧测力计的示数记录在下表中
把木块放在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块 把木块放在木板上，上放一个砝码，用弹簧测力计水平匀速拉动木块 在木板上铺上棉布，用弹簧测力计水平匀速拉动木块
甲 乙 丙实验序号实验条件滑动摩擦力/N接触面受到的压力/N接触面粗糙程度甲木块的重力较光滑4.0乙木块和砝码的总重力较光滑5.0丙木块的重力较粗糙4.5
实验分析 比较甲、乙两次实验可知，两种情况下接触面的粗糙程度相同，压力的大小不同，压力越大，滑动摩擦力越大；比较甲、丙两次实验可知，两种情况下压力的大小相同，接触面的粗糙程度不同，接触面越粗糙滑动摩擦力越大
实验结论 滑动摩擦力的大小既跟压力的大小有关，又跟接触面的粗糙程度有关。接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
实验拓展 (1)滑动摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关呢 探究方案：控制木块对水平面的压力、接触面粗糙程度不变，分别将木块平放、侧放、立放，水平匀速拉动木块，测出摩擦力的大小并进行比较。结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。(2)滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小是否有关呢 探究方案：控制木块对水平面的压力、接触面的粗糙程度不变，分别以不同速度水平拉动木块做匀速直线运动，测出摩擦力的大小并进行比较。结论：滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关
典例1：（2023七下·上虞期末）小明用同一个木块进行了“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验，木板、棉布均放置在水平桌面上，如图所示。
（1）实验中测量滑动摩擦力的原理是　 　。
（2）分析实验甲、乙知F甲＜F乙，则可得在接触面粗糙程度相同时，　 越大，滑动摩擦力越大。
（3）拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛，这是应用了　 　两次实验得出的结论。
【答案】（1）二力平衡（2）压力（3）甲、丙
【解析】（1）当物体在水平面上做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力相互平衡。根据二力平衡的原理可知，二者大小相等。
（2）根据二力平衡的知识比较摩擦力大小，再根据图片确定甲和乙中哪个因素不同，最后描述滑动摩擦力与它的关系；
（3）根据实例分析改变摩擦力的方式，根据控制变量法的要求选择对照实验。
【解答】（1）实验中测量滑动摩擦力的原理是二力平衡。
（2）根据二力平衡的知识可知，木块受到的摩擦力等于拉力，根据F甲＜F乙可知，摩擦力f甲（3）拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛，即通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦力。探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时，需要控制压力相同，只改变接触面，故选实验甲和丙。
变式1：（2023七下·义乌期中）如图所示是“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验．
（1）实验过程中，必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做　 　运动，这样做便于测量滑动摩擦力的大小。上述实验得到的结论是：滑动摩擦力的大小跟压力的大小和接触面的粗糙程度有关。人们通过大量实验进一步证明：接触面粗糙程度一定时，滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比。
（2）如图丁所示，在图丙中物块A上叠放一块与之相同的物块B，用弹簧测力计拉着物块A，使物块B随A一起做匀速直线运动．弹簧测力计示数为F4，则F4：F3=　 　；此运动过程中，物块B受到的摩擦力fB=　 　N．
【答案】（1）匀速直线 （2）2：1；0
【解析】（1）当物体在水平面上做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力相互平衡，即二者大小相等，方向相反。
（2）①当接触面粗糙程度相同时，物体受到的摩擦力与压力成正比；
②摩擦力产生的条件：①相互接触；②存在压力；③做相对运动或有相对运动的趋势。
【解答】（1）根据二力平衡的知识可知，实验过程中，必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动，这样做便于测量滑动摩擦力的大小。
（2）①在丙和丁图中，接触面粗糙程度相同，而丁中的压力为丙中压力的2倍，因此丙中受到的滑动摩擦力为丁中摩擦力的一半，即f丙：f丁=1：2。根据二力平衡的知识可知，物体受到的拉力都等于摩擦力，因此F4：F3=f丙：f丁=1：2；
②物体B与物体A保持相对静止状态，即没有相对运动的趋势，因此物体B受到的摩擦力为fB=0。
变式2：为了研究影响滑动摩擦力大小的因素，设计了如下实验，请回答：
（1）该实验测定滑动摩擦力大小的原理是　 　。
（2）实验中适合用图乙所示的方法测定木块A与水平放置的木板间的滑动摩擦力的大小，其优点是　 　。
（3）按图乙，只改变砝码，做了4次实验，实验数据如表，分析实验数据可得出结论：　 　。
实验次数 1 2 3 4
砝码重G1(N) 3 5 7 9
木块G2(N) 1 1 1 1
弹簧秤示数(N) 0.8 1.2 1.6 2.0
【答案】（1）二力平衡（2）不需要匀速拉动木板
（3）在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比(或压力越大，滑动摩擦力越大)。
【解析】（1）当物体在水平面上做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力相互平衡。根据二力平衡的条件可知，此时摩擦力等于拉力，也就是弹簧测力计的示数。
（2）在图乙中，无论下面的木板是否做匀速直线运动，物体A对它的压力和接触面的粗糙程度不变，因此摩擦力不变。
（3）弹簧测力计的示数越大，则说明摩擦力越大，根据表格分析哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论。
【解答】（1）该实验测定滑动摩擦力大小的原理是二力平衡。
（2）实验中适合用图乙所示的方法测定木块A与水平放置的木板间的滑动摩擦力的大小，其优点是不需要匀速拉动木板。
（3）实验中，下面的木块A不变，即接触面的粗糙程度不同，增加砝码的重力，即增大压力，那么得到结论：在接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比(或压力越大，滑动摩擦力越大)。
变式3：如图所示是探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置，铝块和木块的外形相同，表面粗糙程度不同，一端带有定滑轮的长木板固定不动，铝块通过细线与弹簧测力计相连。(滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计)
（1）比较甲、乙两次实验可探究　 　。
（2）比较乙、丙两次实验来探究“滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”，该方案中存在的主要缺陷是　 　。
（3）某同学用如图丁装置来测量铝块受到的摩擦力，实验时拉着长木板沿水平地面向左运动，读出弹簧测力计示数即可测出铝块受到的摩擦力。在长木板运动过程中，以下说法正确的是____(填字母)。
A．铝块受力平衡
B．铝块所受摩擦力的方向水平向右
C．长木板做加速、减速、匀速运动均可
D．拉动长木板的力F变大时，弹簧测力计的示数也变大
【答案】（1）滑动摩擦力大小与压力大小的关系
（2）没有控制接触面的粗糙程度相同
（3）A；C
【解析】（1）（2）影响滑动摩擦力大小的因素有压力的大小和接触面的粗糙程度，根据控制变量法分析；
（3）根据铝块的运动状态分析其受力情况。
【解答】（1）由甲、乙两次实验可知，接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，故可探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
（2）比较乙、丙两次实验，没有控制接触面的粗糙程度相同，不能探究“滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”。
（3）A、铝块处于静止状态，受到平衡力的作用，故A 正确；
B、铝块受到的弹簧测力计的拉力与长木板对铝块施加的摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，故铝块受到的滑动摩擦力方向水平向左，故B错误；
C、长木板做加速、减速、匀速运动时，因铝块对长木板的压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以铝块受到的摩擦力大小不变，故C正确；
D、拉动长木板的力 F 变大时，因铝块对长木板的压力大小和接触面的粗糙程度不变，故铝块受到的滑动摩擦力大小不变，弹簧测力计示数也不变，故D错误。
专题四、力与压强
名称 装置图 实验简要过程及结论 实验解读及方法
探究压力的作用效果与哪些因素有关 将小凳子放在海绵上，观察海绵的凹陷程度，在小凳子上放上砝码，观察海绵的凹陷程度；将小凳子反转放置，在上边放上砝码，观察海绵的凹陷程度。结论：压力越大，受力面积越小，压力作用效果越明显 (1)实验运用控制变量法，探究压力的作用效果与压力大小的关系时，保持受力面积相同；探究压力的作用效果与受力面积的关系时，保持压力相同。(2)通过观察海绵凹陷程度判断压力的作用效果，运用了转换法
探究液体内部压强的特点 将橡皮膜朝下，增加橡皮膜在水中的深度，观察U形管左、右两管内液面的高度差，发现深度越深，液面高度差越大，说明液体压强越大；保持橡皮膜的深度不变，改变橡皮膜的朝向，发现U形管的液面高度差不变，说明在液体内部的同一深度处，压强大小相等；保持橡皮膜的朝向和深度不变，把水换成酒精，发现在酒精中，U形管左、右两侧液面高度差变小，说明液体内部压强与液体密度有关，密度越小，压强越小 实验中运用了控制变量法，如探究液体内部压强与深度的关系时，控制橡皮膜的朝向不变，液体的密度不变，只改变橡皮膜的深度。实验中运用了转换法，通过U形管左、右两侧液面的高度差判断液体内部压强大小
典例1：在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，小明和小华利用所提供的器材（小桌子、海棉、砝码、木板）设计了如图甲、乙两个实验，通过观察图甲、乙后得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显”的结论。此后小华把小桌子挪放到一块木板上，发现小桌子对木板的压力效果不够明显，如图丙所示.通过对图甲、丙的比较又得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越不明显”的结论。请你根据已学过的压强知识分析：
（1）小明和小华是通过　 　来比较压力的作用效果的
（2）造成小华前后两次得出的结论不一致的原因是　 　。
（3）若图乙中小桌子对海棉的压强是 p乙，图丙中小桌子对木板的压强是 p丙 ，则 p乙　 p丙 （选填“大于”、等于”、或“小于”）
【答案】（1）比较凹陷程度（2）没有控制材质相同（3）等于
【解析】（1）小桌子对海绵产生压力，海绵的凹陷程度越大，说明压力的作用效果越明显。
（2）只有当小桌下面的材质相同时，才能通过凹陷程度判断压力作用效果的大小；
（3）根据公式比较压强的大小。
【解答】（1）小明和小华是通过比较凹陷程度来比较压力的作用效果的；
（2）造成小华前后两次得出的结论不一致的原因是：没有控制材质相同；
（3）根据图片可知，图乙和图丙中，桌子对下表面的压力相同，且接触面积相同，根据可知，压强相等，即p乙=p丙。
变式1：为了探究影响压力作用效果的因素，小明用如图所示的实验装置进行了如下实验：
①称取200g细沙置于烧杯中；
②将气球置于装置内，将烧杯中的细沙缓缓倒在木板B上，直至气球刚好破裂，称量烧杯中剩余细沙的质量，重复实验3次，并记录平均值；
③改变木板A上塑料钉的数量，用完全相同的气球重复步骤②，记录数据如下：
实验组别 塑料钉数量/枚 细沙的总质量/g 烧杯中剩余细沙的质量/g
1 4 200 152
2 6 200 136
3 8 200 117
4 10 200 95
（1）为完成本实验，小明需要的测量工具为　 　。
（2）小明选择细沙而不选择砝码来完成实验的原因是　 　。
（3）请结合所学知识，分析本实验能否得出“受力面积越大，压力的作用效果越不明显”的结论，并说明理由：　 　。
【答案】（1）天平
（2）细沙质量更小，对气球产生的压力变化更精细
（3）能，根据题表中的数据可知，塑料钉数量越多，气球与塑料钉的接触面积越大，气球刚好破裂时所需的细沙质量越大，即在更大的压力作用下，才能达到气球刚好破裂这一相同的压力作用效果。所以能说明受力面积越大，压力的作用效果越不明显。
【解析】（1）根据实验过程确定要测量的物理量，从而确定需要的测量工具；
（2）可从对质量的调节的精细程度的角度分析；
（3）根据塑料钉的数量确定受力面积大小，根据细沙的质量大小确定压力大小，据此分析解答。
【解答】（1）为了完成本实验，必须称量细沙的质量，因此需要的测量工具为天平。
（2）相比于砝码，细沙质量更小，对气球产生的压力变化更精细。
（3）本实验能得出“受力面积越大，压力的作用效果越不明显"的结论，理由：根据题表中的数据可知，塑料钉数量越多，气球与塑料钉的接触面积越大，气球刚好破裂时所需的细沙质量越大，即在更大的压力作用下，才能达到气球刚好破裂这一相同的压力作用效果。所以能说明受力面积越大，压力的作用效果越不明显。
变式2：（2024七下·椒江期末）小科利用图甲所示压强计探究液体内部压强大小的影响因素。
（1）该实验是通过观察U形管两侧液面的　 　来判断金属盒中的橡皮膜所受压强的大小；
（2）小科发现当金属盒还未放入液体中时，U形管两侧液面并不相平，此时正确的做法是　 　；
（3）调节好压强计后，小科进行了图乙所示的两次实验，可得到的结论是　 　；
（4）小科继续用图丙装置比较了两种未知液体的密度：在左侧加入适量液体A，再向右侧加入液体B，直到橡皮膜刚好相平，隔板两侧液面高度如图丙所示，由此可知液体A的密度　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）液体B。
【答案】高度差；是取下橡胶管重新新安装；同种液体中，深度越深，液体产生的压强越大；小于
【解析】（1）液体压强计U形管两侧液面高度差越大，则金属盒中的橡皮膜所受压强越大；
（2）当金属盒还未放入液体中时，U形管两侧液面并不相平，说明管内气压与外界大气压不相等， 此时拆卸后重新安装即可；
（3）根据乙图确定哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论；
（4）根据图片确定液体产生压强大小和液体深度大小，根据公式比较液体密度大小。
【解答】（1）根据题意可知，实验中通过液体压强计U形管两侧液面高度差来判断金属盒中的橡皮膜所受压强的大小；
（2）当金属盒还未放入液体中时，U形管两侧液面并不相平，正确的做法是：取下橡胶管重新安装。
（3）根据乙图可知，容器中液体的密度相同，②图中压强计金属盒的深度大，且U形管两侧液面的高度差不同，可得结论：同种液体中，深度越深，液体产生的压强越大。
（4）根据图片可知，观察到橡皮膜相平时，则左右液体产生的压强相同，到橡皮膜的深度，由液体压强公式可知，液体密度，即液体A的密度小于液体B。
变式3：在探究“影响液体压强因素”的实验时，某研究小组提出了下述猜想：液体压强与液体的重力、体积、质量、深度、液体种类等因素有关。
（1）该研究小组设计了如图甲装置进行实验。他们发现将一定量的水加入玻璃管后，橡皮膜向下凸出，说明了　 　。继续加水，发现橡皮膜凸出更明显。于是，有同学得出了“同种液体对容器底部的压强随着深度的增加而增大”的结论。
（2）这时同组的另一名同学提出反对意见。通过讨论他们重新设计了图乙装置。向漏斗中加入一定量的水，调节漏斗内液面高度，发现橡皮膜的凸出程度随着液面的升高而增大。你觉得这样设计的优点是　 　。
（3）进一步探究：研究小组把试管口如图丙放置，橡皮膜会　 　（选填“向上凸”、“向下凹”或“保持水平”）。
【答案】（1）液体对容器底部有压强
（2）保持重力不变
（3）向上凸
【解析】（1）橡皮膜总是向压强作用的方向凸起。
（2）探究液体压强随深度的变化关系时，需要控制其它因素相同，只改变深度；
（3）根据液体内部压强向各个方向解答。
【解答】（1）该研究小组设计了如图甲装置进行实验。他们发现将一定量的水加入玻璃管后，橡皮膜向下凸出，说明了液体对容器底部有压强；
（2）向漏斗中加入一定量的水，调节漏斗内液面高度，发现橡皮膜的凸出程度随着液面的升高而增大。我觉得这样设计的优点是能够保持液体的重力不变，从而控制变量。
（3）在丙图中，橡皮膜仍然会受到水的压强。因为液体压强在此处向上，所以橡皮膜会向上凸起。
1.如图是探究二力平衡条件的实验，其中每个钩码的质量相等，小卡片自重不计。
（1）如图甲，可以通过改变　 　来改变小卡片左右两边拉力的大小；
（2）如图乙，若将小卡片扭转一个角度，两边的拉力没有作用在　 　，松手后小卡片将不能保持静止。
【答案】（1）钩码的个数（2）同一直线
【解析】平衡力的特点是大小相等，方向相反，受力物体是一个，作用于一条直线上。
【解答】（1）改变钩码的个数能改变小卡片左右两边拉力的大小，故填钩码的个数；
（2）平衡力的特点是大小相等，方向相反，受力物体是一个，作用于一条直线上，当将小卡片扭转一个角度，两边的拉力没有作用在同一直线上，小卡片不能平衡，不符合平衡力特点，故填同一直线。
2.在探究平面镜成像特点的实验中，小明选取一块平板玻璃、两根完全相同的蜡烛 A 和B、刻度尺、白纸、火柴、记号笔等器材进行实验。他先点燃蜡烛A放在玻璃板前方。请回答：
（1）他再取一段未点燃的同样的蜡烛B放在像处，发现该蜡烛与蜡烛A的像完全重合，这说明　 　；
（2）找到它在玻璃板后面的像后，用直线把蜡烛A和它的像的位置连接起来，用刻度尺测量它们到平面镜的距离相等，于是通过本次实验得出实验结论之一：像距与物距相等。有些同学这个过程认为不合理，理由是　 　；
（3）实验中将玻璃板的上端向蜡烛A的方向倾斜，像的位置将会　 　（填“升高”或“降低”）；
（4）在找准像的位置后，小明在白纸上标记出 a、b、c 三点，如图乙。他应分别测出　 　（填“a 、b”、“b、c”或“a、c”）两点到平板玻璃的距离进行比较；
【答案】（1）平面镜所成的像与物等大
（2）只进行一次实验，具有实验偶然性（未移动A至不同位置进行多次实验，实验结果具有偶然性）
（3）升高
（4）a、c
【解析】（1）所谓重合，即形状和大小完全相同；
（2）在科学探究中，往往需要多次完成实验，从而收集多组数据，这样得到的结论会更加客观，具有普遍意义；
（3）根据平面镜成像的对称性分析解答；
（4）注意像和物体的位置关系即可。
【解答】（3）蜡烛在平面镜中所成的像与蜡烛关于平面镜对称，如下图所示：
实验中将玻璃板的上端向蜡烛A的方向倾斜，像的位置将会升高。
（4）根据图乙可知，c点在蜡烛像的外侧，则对应的发光点应该在蜡烛的外侧，即a和c对应，那么他应该分别测出a、c两点到平板玻璃的距离进行比较。
3.探究平而镜成像特点的实验如图甲所示
（1）现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择　 　mm厚的玻璃板做实验，目的是　 　。
（2）用玻璃板代替平面镜的原因是　 　，便于研究平面镜的成像特点。
（3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的　 　(填“前侧”或“后侧”)观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是　 　(填“控制变量法”或“等效替代法”)。
（4）用光屏在玻璃板后面无论怎样移动，在光屏上都　 　(填“能”或“不能”)成像，说明平面镜所成的是　 　像。
（5）如图乙所示是从平面镜中看到墙上的时钟的像，请在图丙中画出时钟的实际时间。
【答案】（1）2；防止厚玻璃板前后表面成两个像，影响实验效果
（2）便于观察和确定像的位置
（3）前侧；等效替代法
（4）不能；虚
（5）如图
【解析】（1）玻璃板有前后两个面，光在上面发生两次反射形成两个虚像。且玻璃板越厚，两个虚像的距离越大，从而为寻找像的位置产生影响。
（2）玻璃板是半透明的，虽然成像没有平面镜清晰，但是透过它可以看到后面的物体，便于找到前面物体像的位置；
（3）根据平面镜成像时寻找像的位置的操作解答。等效替代法是在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法。
（4）实像由实际光线会聚而成，可以成在光屏上；否则为虚像。
（5）根据平面镜成像的对称性完成作图。
【解答】（1）现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板，应选择2mm厚的玻璃板做实验，目的是：防止厚玻璃板前后表面成两个像，影响实验效果。
（2）用玻璃板代替平面镜的原因是便于观察和确定像的位置，便于研究平面镜的成像特点。
（3）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。
（4）用光屏在玻璃板后面无论怎样移动，在光屏上都不能成像，说明平面镜所成的是虚像。
（5）连接12点和6点的刻度线作为对称轴，然后根据“物像等距”在右侧找到时针和分针的端点对应的位置，最后与转轴相连，得到对应的分针和时针的位置即可，如下图所示：
4．（2024七下·嵊州期末）如图甲所示为“探究平面镜成像特点”的实验装置。
（1）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像：另取一支外形相同但不点燃的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直到跟蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的方法是　 　（选填“控制变量法”或“等效替代法”）；
（2）在B蜡烛的位置上放置一块光屏，光屏上　 　（选填“能”或“不能”）呈现蜡烛A的像；
（3）若甲图实验中把玻璃板向右平移一段距离，A蜡烛的像　 　（选填“向右平移”、“仍在原来位置”或“向左移动”）；
（4）若玻璃板是按图乙所示的方式倾斜放置，那么蜡烛A的像会在图中的　 　处（选填“A”、“A2”或“A3”）。
【答案】等效替代法；不能；仍在原来位置；A2
【解析】（1）等效替代法是在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法。
（2）实像可以成在光屏上，虚像不能成在光屏上；
（3）像的位置取决于物体的位置和平面镜所在平面的位置；
（4）根据平面镜成像的对称性分析。
【解答】（1）根据题意可知，把蜡烛A点燃放在玻璃板的前面，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动，直到看上去跟蜡烛A的像完全重合，这种确定像与物大小关系的实验方法是等效替代法。
（2）根据题意可知，移去蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，这时，光屏上不能接收到蜡烛的像。
（3）把玻璃板向右平移一段距离，但是平面镜所在平面的位置不变，因此A蜡烛的像位置不变，仍然在原来位置。
（4）如图乙所示倾斜，依据平面镜成像对称性特点可知，蜡烛A的像在桌面上方，应是图中的A2。
5．（2024七下·武义期末）某兴趣小组为了验证平面镜成像特点，利用蜡烛和玻璃板进行实验，回答以下问题：
（1）实验时应选择较　 　的玻璃板做实验，其目的是方便确定像与物的距离；
（2）当玻璃板后面的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，便可确定像的位置。若要证明平面镜所成的像是虚像，小科可进行的操作是　 　；
（3）做完实验后，小金同学联想到商场里的试衣镜高度比人的身高要低一些，身高的小金站在竖直放置的高的平面镜前处，则
①人　 　（选填“能”或“不能”）成完整的像；
②如果他向镜面移近，他的像高　 　（填“大于”“等于”或“小于”）1.75m。
【答案】薄；在像的位置放置光屏，观察是否能成像在光屏上；能；等于
【解析】（1） （1）从厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像的角度去分析此题；
（2）实像能用光屏承接，虚像不能用光屏承接；
（3）①根据平面镜成像的原理解答；
②根据平面镜成像“物像等大”的规律分析。
【解答】（1）根据题意可知，若玻璃板过厚，在玻璃板的前后表面反射形成的虚像距离较大，不利于确定像的准确位置，因此选用较薄的玻璃板。
（2） 当玻璃板后面的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时，便可确定像的位置。若要证明平面镜所成的像是虚像，小科可进行的操作是： 在像的位置上放置光屏，观察光屏上是否会出现像。
（3）①平面镜无论大小，都可以反射光线，因此可以成物体完整的像。
②小金同学向镜面移近0.5m，根据“物像等大”的规律可知，小金同学的身高不变，因此他的像高不变，仍为1.75m。
6．为了寻找光的色散现象产生的原因，某同学进行了如下探究：选用不同颜色的光（红光、黄光和紫光），分别以不同的入射角从空气射入玻璃砖中（如图所示），测出折射光线对应的折射角r，结果如下表。（已知：红光在玻璃中传播速度最快，黄光次之，紫光最慢）
红光光源 黄光光源 紫光光源
序号 入射角i(度) 折射角r(度) 入射角i(度) 折射角r(度) 入射角i(度) 折射角r(度)
1 25 16.4 25 15.7 25 15.1
2 50 30.7 50 29.4 50 28.2
3 75 40.1 75 38.3 75 36.6
（1）为了顺利完成本实验探究，入射角的角度不能等于　 　。
（2）比较实验数据，得出规律：
①同种颜色的光从空气斜射入玻璃砖时，折射角小于入射角且随着入射角的增大，折射角　 。
②不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入玻璃砖时，　 　。
【答案】（1）0°
（2）增大；光的偏折程度不同，红光的折射角最大，其次是黄光，紫光的折射角最小
【解析】光垂直于界面入射时，光的传播方向不变；纵向对比表格中的数据得出结论，注意控制变量法的应用；横向对比表中的数据得出结论。
【解答】（1）当入射角为0°时，入射光线与分界面垂直，此时光的传播方向不变，即不会发生折射现象；因此入射角不能等于0°；
(2)根据红光光源中的1、2、3三组数据可知，同种颜色的光从空气斜射入玻璃砖时，折射角小于入射角；且随着入射角的增大，折射角增大。根据第1组实验中三种光源的折射角数据可知，不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入玻璃砖时， 光的偏折程度不同，红光的折射角最大，其次是黄光， 紫光光源的折射角最小。
7．小玉的书桌放在面朝南方的窗边，冬日的暖阳斜射在摆在书桌上的玻璃圆镜上，在房间竖直的白墙上留下一块规则的光斑。有一次他将一支铅笔放在玻璃圆镜正上方约10 cm处，墙上光斑中出现了两个黑色的阴影，小玉在思考：
（1）光斑的形成是因为　 　。
（2）若将桌面上的玻璃圆镜沿着水平方向远离 墙 面，则光 斑 位 置 将 如 何移动 　 　。
（3）为什么墙上有两个黑影呢 小明进行了探究，如图甲和乙所示，当笔放在玻璃圆镜上时，两个黑影变为紧挨着。改变铅笔和玻璃圆镜的距离。发现两个黑影对称着变化移动。于是他认为两个黑影中一个是铅笔的影子，另一个是铅笔通过玻璃圆镜所成的像，请帮助分析他的猜想是否有道理 并说明理由：　 　。
（4）为什么一支笔出现了两个影子呢 小玉再次移动铅笔偏离镜面的正上方，结果发现影子只剩下一个，如图丙所示。小玉为了搞清楚背后的原理，请教了老师。老师告诉小玉：一个影子是由镜子反射的光照射到铅笔上被铅笔挡住形成的，一个影子是射向镜子的太阳光被铅笔挡住形成的。图丁是老师用来说明一个影子形成原因的光学作图，请用相同的方法在该图解释另一个影子的形成。
（5）小玉将平面镜换成了三棱镜，将会观察到　 　现象。
【答案】（1）光的反射
（2）上移
（3）没有道理；玻璃圆镜成的是虚像，不可能在光屏上呈现
（4）
（5）桌面上出现彩色（七色）光带
【解析】 （1）光照射到镜子上，镜子反射的光照在竖直墙壁上，出现光斑；
（2）在光的反射中，反射角等于入射角，根据光斑的位置变化分析镜子的位置的变化；
（3）平面镜成虚像，物像等大、物像等距、物像连线与镜面垂直，虚像不能在光屏上呈现，实像能够在光屏上成像；
（4）影子是光的直线传播形成的；
（5）太阳光由七种颜色的光组成，经过三棱镜的折射作用后，就可以在白屏上看到这七种颜色的光。
【解答】 （1）冬日的暖阳斜射在书桌玻璃台板上，在房间竖直雪白的墙壁上留下一块规则的光斑，这个光斑是玻璃板反射的光照射在墙壁上形成的，属于光的反射现象；
（2）圆镜沿水平方向移动时，入射光线与镜面之间的夹角不变，入射角不变，反射角等于入射角，反射角大小不变；若将桌面上的镜子沿着水平方向远离墙面，则光斑位置将向上移；
（3）两个黑影都是铅笔的影子，不可能是铅笔通过平面镜所成的像，因为平面镜成的是虚像，虚像是不能在光屏（白墙）上呈现；
（4）一个影子由镜子反射的光照射到铅笔上被铅笔挡住形成的，一个影子是射向镜子的太阳光被铅笔挡住形成的，如下图：
；
（5）小玉将平面镜换成了三棱镜，三棱镜将太阳光分解成七色光带。
8．（2024七下·玉环期末）小玉在“探究凸透镜成像规律”的实验中，不断地进行深入思考，通过实验重构自己的认知。以下是小玉实际的操作和思考：
（1）小玉在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图甲中①至⑥的六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序，正确顺序为　 　；
（2）小玉还想利用发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，用如图乙中的4个字母进行实验，发现适合做光源的有　 　个；
（3）小玉还发现，若固定蜡烛与光屏间的距离为L0不变，只移动凸透镜。设蜡烛与凸透镜第一次成清晰像所在位置A间的距离为L，如图丙所示，再次移动凸透镜，设第二次成清晰像的位置为B（图中未画出），则前后两次成清晰的像所在位置A、B之间的距离为　 　（用L0、L表示）。
【答案】（1）②①③⑤⑥④ （2）1 （3）L0-2L
【解析】（1）凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；相反，物距减小，像距增大，像变大；物距小于焦距时成正立放大的虚像；
（2）探究凸透镜成像上下左右位置关系应该让发光体本身上下左右是不同的，即上下和左右是不对称的；
（3）对比成像条件，结合烛焰和光屏之间距离不变，分析计算。
【解答】（1）凸透镜成实像时，像是倒立的，物距减小，像距增大，像变大；当物距小于焦距时，凸透镜成正立放大的虚像，此时物距减小，像距也减小，像变小；所以，蜡烛到凸透镜距离由远到近时，其成像情况的正确顺序为②①③⑤⑥④。
（2）为了更好地利用发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，应该让发光体本身上下左右是不同的，即上下和左右是不对称的，且上下左右颠倒后，应该与原来有明显的区别，故只有“F”这个发光字母适合做光源。
（3）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，成倒立放大实像条件是f＜u＜2，如图2所示，则该透镜焦距f＜L；当凸透镜移至B位置时，因为在光屏上出现清晰的像，根据光的可逆性原理，可以假设蜡烛在光屏位置时，像应成在原蜡烛位置，因此，光屏到透镜位置B的距离应为L，故透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L0-2L
（1）凸透镜成实像时，像是倒立的，物距减小，像距增大，像变大；当物距小于焦距时，凸透镜成正立放大的虚像，此时物距减小，像距也减小，像变小；所以，蜡烛到凸透镜距离由远到近时，其成像情况的正确顺序为②①③⑤⑥④。
（2）为了更好地利用发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，应该让发光体本身上下左右是不同的，即上下和左右是不对称的，且上下左右颠倒后，应该与原来有明显的区别，故只有“F”这个发光字母适合做光源。
（3）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，成倒立放大实像条件是f＜u＜2，如图2所示，则该透镜焦距f＜L；当凸透镜移至B位置时，因为在光屏上出现清晰的像，根据光的可逆性原理，可以假设蜡烛在光屏位置时，像应成在原蜡烛位置，因此，光屏到透镜位置B的距离应为L，故透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L0-2L
9．（2024七下·金东期末）下表是项目学习小组为制作针孔照相机所制定的产品评价量表；项目学习小组研究发现，像会随针孔照相机小孔孔径增大而增亮，但像的清晰度随孔径减小而增加，即无论如何，类似如图1的针孔照相机在两个评价指标上无法同时达到优秀；为此，研究小组用凸透镜制作了如图2的自制照相机，获得让两个指标均达到优秀的结果；
评价指标 评价等级
优秀 合格 待改进
指标一：像的清晰程度 清晰，能分辨出形象 模糊，能分辨出形象 很模糊，基本看不清形象
指标二：像的亮暗 亮 中 暗
请回答下列问题：
（1）针孔照相机成像的原理是　 　；
（2）为能更好的判断指标一，即较好判断出像的清晰程度，实验所用材料应选用　 　；（选填“发光字”或“蜡烛烛焰”）
（3）一张照片要求成像清晰、亮度合适，根据所学知识说明光学照相机都采用凸透镜成像而不采用小孔成像的原因是　 　。
【答案】小孔成像；发光字；凸透镜成像能兼顾亮度和清晰度
【解析】（1）小孔成像的原理是光原直线传播；
（2）发光字作为光源比蜡烛烛焰更稳定；
（3）根据实验数据分析。
【解答】（1）针孔照相机是光通过小孔沿直线传播成像的，所以是利用小孔成像原理来成像的。
（2）由表中信息可知，指标一是像的清晰程度，由于发光字能更容易判断像的清晰程度，光源亮度更稳定，所以为了较好判断出像的清晰程度，实验所用材料应选用发光字。
（3）凸透镜成像能兼顾亮度和清晰度，而小孔成像则是亮度合适时像模糊，像清晰时亮度暗，所以相机中采用凸透镜成像而不采用小孔成像。
10．（2024七下·武义期末）在学习“凸透镜成像的规律”后，某校项目化小组的同学开展“自制校标logo投影灯”的项目化学习活动，活动包括投影灯设计、制作和评价三个环节。
【投影原理】凸透镜成像规律。投影灯结构包括光源、透明图标、镜头。通过凸透镜将透明图标上的图案呈现在屏幕上。
【实验材料】开关、电池、电池盒、电线若干、小灯泡、透明校标logo、凸透镜（焦距）、固定材料、热熔胶（用于粘合）、鞋盒、剪刀等。（每一组材料都相同）
【评价量表】
投影灯评价量表（部分）
评价指标 达标 待改进
指标一 结构 结构完整 结构不完整
指标二 像的大小 像的大小可调 像的大小无法调节
指标三 像的清晰度 像的清晰度可调 像的清晰度无法调节
【设计制作】
（1）投影灯的原理是凸透镜成像，为了能在光屏上得到清晰、放大的像，应将透明校标logo放在距离凸透镜大于10厘米至小于　 　厘米处；
（2）为了在地面上观察到正立的校标logo，投影灯内校标应　 　（填“正立”或“倒立”）放置；
【评价优化】某小组的设计作品如图甲所示。老师观看后说：此作品在指标二评价结果为“待改进”。
（3）请你根据图甲和评价量表，对老师的评价作出解释，并提出相应的解决对策（可结合图甲）。解释：　 　；解决对策：　 　。
【答案】20；倒立；不能满足像的大小可调；将CD改为可移动装置
【解析】 （1）（2）当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像；
（3）根据图片和说明，分析能否通过调整像距或物距，从而调整成像的大小和清晰度。
【解答】（1）根据凸透镜成像的规律可知，当成倒立放大的实像时，此时2f＞u＞f，所以手机放在距离凸透镜大于10cm至小于20cm之间。
（2）根据凸透镜成实像的倒立性可知，像相对物体上下左右都是颠倒，则为了在地面上观察到正立的校标logo，故投影灯内校标应倒立。
（3）①由图甲知道，透明校标的位置是固定的，即物距固定，则此时像大小确定，不能满足像的大小可调，所以，老师观看后说：此作品在指标二评价结果为“待改进”。
②凸透镜成像时，改变物距才能改变像距，所以，解决对策是将CD改为可移动装置。
11.（2022七下·柯桥期末）2022 年6月6日是第27个全国“爱眼日”，作为青少年要爱眼护眼，科学用眼。为进一步探究“眼睛的成像规律”，小科自制了一个水凸透镜来模拟晶状体，如图甲所示。水凸透镜通过注水或抽水可改变自身厚度大小。当向水凸透镜里注水时，水凸透镜的焦距将变小；当向水凸透镜里抽水时，水凸透镜的焦距将变大。
（1）小科将蜡烛、水凸透镜和光屏安装至如图甲所示位置，恰能在光屏上得到一个清像，此时像的性质是　 　，同时可推断出此时水凸透镜的焦距可能是　 　(选填“8cm”、“18cm"或“28cm”)。
（2）在所示实验场景下，小科把自己的眼镜给水凸透镜“戴上”，当从水凸透镜中注入适量的水后，他发现像再次变清晰了，由此判断小科戴的是　 　眼镜(选填“近视’或“远视”)。若小科想摘掉眼镜，还可通过睡眠时使用角膜塑形镜(俗称“0K锐来改变原本厚度均匀的眼睛的角膜弧度，实现视力的矫正，经过一段时间的治疗，小科的眼角膜应该呈现哪种形态　 　？
（3）小科继续向水透镜中注水直至不能继续注入，将蜡烛换成F光源，站在F光源一侧看向透镜居然发现了两个像(如图乙)，小科对此现象进行了分析，他认为其中一个像是因为光的反射引起的，所以出现了一个正立的像，请你对另外一个像的成因进行简单分析　 　。
【答案】（1）倒立缩小的实像；18cm （2）近视；B
（3）先折射后反射再折射成像(不用具体阐述像得特征，合理即可)
【解析】（1）当凸透镜成实像时，如果像距大于物距，那么成倒立放大的实像；如果像距小于物距，那么成倒立缩小的实像。根据凸透镜成像的特点确定焦距范围。
（2）根据注水后水透镜的凸度变化，确定小科所带眼镜对光线的会聚还是发散作用，进而判断眼镜的种类。中间厚边缘薄的为凸透镜，中间薄边缘厚的为凹透镜。
（3）根据光的传播路径分析解答。
【解答】（1）根据甲图可知，此时像距为v=90cm-70cm=20cm，物距u=70cm-20cm=50cm，由于像距小于物距，因此成倒立缩小的实像。根据凸透镜成像的条件可知，50cm>2f，且f<20cm<2f，解得：20cm（2）当从水凸透镜中注入适量的水后，他发现像再次变清晰了，此时水透镜的凸度变大，对光线的会聚能力变强。据此可知，小科所戴的眼镜肯定对光线有发散作用，即为近视眼镜。近视眼必须用凹透镜矫正，则矫正后的眼角膜应该为凹透镜，故选B。
（3）小科对此现象进行了分析，他认为其中一个像是因为光的反射引起的，所以出现了一个正立的像，另外一个像的成因：先折射后反射再折射成像。
12．（2023七下·海宁期中）在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图1，小明利用太阳光测量凸透镜的焦距，下列操作最合理的是　 　；
（2）按图1中正确的操作，让镜面垂直于阳光，测出透镜与白纸间距s（单位cm）与对应的白纸被烤焦的时间t（单位min），绘出如图2所示的图像，可判断该透镜的焦距f为　 　 cm；
（3）如果实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是　 　；
（4）如图3，把一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位的置时，光屏应在　 　（选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内移动，才能在光屏上得到清晰的倒立实像。
【答案】（1）C （2）12 （3）u=f 或 蜡烛放在了焦点处 （4）Ⅱ
【解析】（1）根据凸透镜测焦距的方法判断。
（2）当凸透镜的焦点在白纸上时，焦点处的温度最高，而被点燃的时间最短；
（3）根据凸透镜的特殊光线解答；
（4）根据凸透镜的成像规律解答。
【解答】（1）将凸透镜放到太阳光下，且与阳光垂直。将一张白纸放到凸透镜下与其平行，调整凸透镜到白纸的距离，直到白纸上出现最小最亮的光点，此时白纸到凸透镜的距离就是焦距，故选C。
（2）根据图片可知，当透镜到白纸的距离为12cm时，白纸被烤焦的时间最短，测该透镜的焦距为12cm。
（3）当光从凸透镜的焦点射出时，经过凸透镜后折射光线与主轴平行。而移动光屏后，光屏上光斑的大小不变，即折射光线平行，那么原因为：u=f 或 蜡烛放在了焦点处。
（4）把一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，即u>2f，此时成像在一倍焦距和二倍焦距之间，故选II。
13．（2024七下·东阳期末）研习小组将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，研究凸透镜成像规律
（1）点燃蜡烛，移动光屏直至出现清晰的像，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上位置如图1所示，记录此时像的性质是：倒立　 　的实像；
（2）完成图1实验后，小东突发奇想，将蜡烛和光屏互换位置，发现光屏上也能看到清晰的像。此时，光屏上所成的像的性质是：　 　；
（3）实验一段时间后，发现原来成在光屏中央的像，“跑”到图2中甲所示的位置（靠近光屏上沿）。若想让像重新回到光屏中央，可以将蜡烛　 　（填“调高”或“调低”）适当距离；
（4）研究好成像规律后，继续探究近视和远视的矫正。图2中乙所示，给凸透镜A戴上“远视眼镜B”（凸透镜），光屏上刚好出现清晰的像，摘下“远视眼镜B”后，光屏上的像变模糊，如图2中丙所示，若要通过移动蜡烛使像再次清晰，应将蜡烛向　 　（选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动一段距离；
（5）小东同学用自制的水凸透镜来模拟探究眼球晶状体变化规律，在光屏上得到了清晰的像，如图3所示。此时，若将蜡烛靠近水透镜时，为了使光屏上仍能成清晰的像，应该向水透镜中　 　（填“注水”或“抽水”）。
【答案】缩小；倒立、放大的实像；调高；远离；注水
【解析】（1）根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像分析回答；
（2）根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像；
（3）根据过光心的光线传播方向不变分析回答；
（4）远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用；根据凸透镜成实像时，物远像近像变小分析回答；
（5）凸透镜凸度变大，对光的会聚能力变强，会将光线提前会聚成像。
【解答】（1）图1所示，此时物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像。
（2）不改变蜡烛和光屏位置，要通过移动透镜， 使光屏上再次成清晰的像，根据光折射时光路的可 逆性可知，移动后物距为原来的像距，能在光屏上再次成清晰的像，即凸透镜距光屏应为30cm，故应移动到15cm刻度处，此时成倒立、放大的实像。
（3）如图甲所示，实验一段时间后，蜡烛变短， 像移动到光屏的上方，要让像重新回到光屏中央， 因通过光心的光线不改变传播方向，所以可将蜡烛向上移动或将光屏向上移动或将凸透镜向下移动。
（4）“远视眼镜B”（凸透镜）对光线具有会聚作用，摘下“远视眼镜B”后，相当于凸透镜对光线的会聚能力减弱，若要通过移动蜡烛使像再次清晰，应将蜡烛向靠近透镜的方向移动。
（5）根据凸透镜成像规律，将蜡烛靠近水透镜时，此时成像会远离凸透镜，而实验中保持光屏的位置不动，则需要将凸透镜的会聚能力增强，因此需要向水透镜中注水。
14．（2024七下·吴兴期末）学完凸透镜成像规律后，某兴趣小组用焦距为10cm的凸透镜以及其他素材自制了照相机模型和投影仪模型：
【对投影仪模型的思考】
①投影仪中手电筒的作用：　 　。
②完成模型制作后，小组成员用投影仪展示相关影像，发现成倒立的像。为了看到正立的像，应进行的操作是　 　。
【对照相机模型的思考】
①照相机模型中充当胶片的膜（a位置）应该用哪种素材制作　 　（填字母）；
A．白色不透光卡纸　　B．黑色不透光卡纸
C．全透明的塑料膜　　D．绘画用的薄宣纸
②小组成员要选用合适长度的纸筒来作为照相机模型的外纸筒。现有三种规格的纸筒，其长度分别为5cm、10cm、20cm，你选择的哪种规格的纸筒？你的理由是？　 　
【模型对比】
对比投影仪模型和照相机模型的制作原理上的共同点　 　。
【答案】提供光源，让投影片成像清晰；将投影片反着插；D；20cm，照相机工作时物体在2倍焦距以外，像在一倍焦距和二倍焦距之间，由于凸透镜的焦距为10cm，所以像距应该在10cm到20cm之间（用符号表达更宜）；都是运用凸透镜成实像的原理
【解析】
【对投影仪模型的思考】
①在实验中，投影片自己不能发光，需要借助外界光线使自己变得明亮；
②根据凸透镜成像的倒立性分析。
【对照相机模型的思考】
①根据胶片a要成像，还要透过适量光线分析；
②根据投影仪的成像特点确定像距即可；
【模型对比】根据凸透镜成像规律和应用的知识解答。
【解答】【对投影仪模型的思考】
①在实验中，投影片必须是明亮的，才能在光屏上成清晰的像，则投影仪中手电筒的作用：提供光源，照亮投影片，让投影片成像清晰。
②根据凸透镜成像的规律可知，投影仪在光屏上的像相对物体是倒立的，可以将投影片倒着插，就会看到正立的像。
【对照相机模型的思考】
①根据题意可知，膜a既能承接像，又能透过少量光线观察到像，那么应用半透明纸做光屏，故选用绘画用的薄宣纸。故选D。
②根据凸透镜的成像原理可知，照相机工作时物体在2倍焦距以外，像在一倍焦距和二倍焦距之间，由于凸透镜的焦距为10cm，所以像距应该在10cm到20cm之间，由于相机模型的胶片相当于光屏，所以照相机模型的外纸筒应该在10cm到20cm之间，所以应当选择20cm的纸筒。
【模型对比】投影仪模型和照相机模型都是运用凸透镜成实像的原理工作的。
15．在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，如图所示：
（1）甲、乙、丙三次实验中，用弹簧测力计测量滑动摩擦力的大小，操作都要求水平　 　拉动木块，分别读出弹簧测力计的示数为F1、F2和F3，其中示数最大的是　 　。
（2）比较甲、乙两次实验，得出的结论是：　 　。
（3）在丙图中，木块A向右匀速运动时，弹簧测力计示数为2牛，若弹簧测力计示数增大到3牛，此时的木块A所受滑动摩擦力为　 　牛．
（4）实验装置改为丁图后，　 　（“必须”/“不必”）拉着木板做匀速运动。
【答案】（1）匀速；F3 （2）压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
（3）2 （4）不必
【解析】（1）当物体在水平面上做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力为一对平衡力，二者大小相等。根据影响滑动摩擦力的因素分析摩擦力的大小，再根据二力平衡判断拉力的大小。
（2）分析甲和乙图中哪个因素相同，哪个因素不同，然后根据控制变量法描述结论；
（3）（4）根据影响滑动摩擦力的因素分析摩擦力的大小是否改变。
【解答】（1）甲、乙、丙三次实验中，用弹簧测力计测量滑动摩擦力的大小，操作都要求水平匀速拉动木块。根据图片可知，丙图中毛巾表面最粗糙，且木块对水平面的压力最大，因此丙图中木块受到的摩擦力最大。根据二力平衡的知识可知，丙中测力计的拉力最大，即示数最大的是F3。
（2）甲和乙图中，木块对水平面的压力相同，而接触面的粗糙程度不同，那么得到结论：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（3）在丙图中，木块A向右匀速运动时，弹簧测力计示数为2牛，根据二力平衡的知识可知，木块受到的滑动摩擦力为2N。当弹簧测力计的示数增大到3N时，由于木块的压力和接触面的粗糙程度不变，因此木块受到的压力不变，还是2N。
（4）在丁图中，无论木板是否匀速运动，木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变，因此木块受到的摩擦力不变，则弹簧测力计的示数保持不变。
16．为了探究“滑动摩擦力的大小与运动速度大小的关系”。小科用如图所示的装置进行实验，其中力传感器可以显示对木块拉力的大小，从而得到木块受到的摩擦力大小。实验时使木块保持静止不动，而传送带匀速运动，以实现木块相对于传送带向左运动。实验数据如下。
传送带速度(cm/s) 3 5 8 11 13
力传感器示数(N) 0.25 0.26 0.26 0.25 0.25
（1）实验中木块受到的摩擦力方向水平向　 　。
（2）分析表中数据，可得出的结论是　 　。
（3）小科同学想利用该装置继续探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系，则小科接下来的操作是　 　。
【答案】（1）右
（2）滑动摩擦力的大小与运动速度大小无关
（3）在木块.上方放上不同质量(重力)的物体，重复以上实验，观察并记录力传感器的示数。(或保持粗糙程度不变， 改变木块压力的大小重复以上实验，观察并记录力传感器的示数)
【解析】（1）根据图片可知，木块保持静止状态，那么它受到的拉力和摩擦力相互平衡，即二者大小相等，方向相反。木块受到水平向左的拉力，根据二力平衡的条件可知，木块受到摩擦力的方向为水平向右。
（2）根据表格数据可，当传送带的速度增大时，拉力传感器的示数保持不变，那么得到结论：滑动摩擦力的大小与运动速度大小无关。
（3）小科同学想利用该装置继续探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系，则小科接下来的操作是：在木块上方放上不同质量(重力)的物体，重复以上实验，观察并记录力传感器的示数。(或保持粗糙程度不变， 改变木块压力的大小重复以上实验，观察并记录力传感器的示数)。
17.（2023七下·丽水期末）小科在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，设计了如图甲、乙、丙所示的三E次实验，三次实验均用弹簧测力计拉着木块作匀速直线运动。请回答：
（1）比较甲、乙两次实验，说明滑动摩擦力的大小与　 　的大小有关；
（2）比较甲、丙两次实验，可以得出的结论是　 　；
（3）在进行甲、乙、丙实验时，小科认为必须控制木块以相同的速度作匀速直线运动，请你评价小科的观点是否正确，并说明理由　 　。
【答案】（1）压力
（2）在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
（3）不正确；根据二力平衡的条件，实验中只需要控制木块作匀速直线运动，摩擦力大小就等于拉力的大小，且滑动摩擦力的大小与速度大小无关。
【解析】滑动摩擦力的影响因素为接触面的粗糙程度和压力大小，在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；滑动摩擦力的影响因素为接触面的粗糙程度和压力大小，与其他因素无关，根据二力平衡的条件，实验中只需要控制木块作匀速直线运动，摩擦力大小就等于拉力的大小。
【解答】（1）滑动摩擦力的影响因素为接触面的粗糙程度和压力大小，甲乙两次实验，接触面粗糙程度相同，压力大小不同，故探究滑动摩擦力的大小与压力的大小有关；
（2）滑动摩擦力的影响因素为接触面的粗糙程度和压力大小，甲丙两次实验，压力大小相同，接触面粗糙程度不同，故可得出的结论是在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）滑动摩擦力的影响因素为接触面的粗糙程度和压力大小，与其他因素无关，故填 不正确；根据二力平衡的条件，实验中只需要控制木块作匀速直线运动，摩擦力大小就等于拉力的大小，且滑动摩擦力的大小与速度大小无关。
18．（2023七下·平湖期末）如图是探究影响摩擦力大小因素的实验，三次实验情况分别如图甲、乙、丙所示。
（1）用弹簧测力计沿水平方向拉木块，木块没有运动，水平方向受到的摩擦力大小　 　(选填”大于”“小于”或”等于”)拉力大小。
（2）用弹簧测力计拉木块在水平木板(或毛巾)，上做匀速直线运动。
①图甲中木块受到的滑动摩擦力大小为　 　N，若水平拉力逐渐增大到2N，木块受到的摩擦力大小为　 　N．
②比较甲、乙两次实验数据，可初步确定滑动摩擦力的大小与　 　有关。
③比较甲、丙两次实验数据，　 　(选填“能”或”不能”)得到”滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关”的结论，理由是　 　。
【答案】（1）等于
（2）1.4；1.4；压力；不能；甲、乙两次实验中压力大小也不相同
【解析】摩擦力的大小与压力大小，接触面粗糙程度有关。压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大。接触面粗糙程度相同时，压力越大，摩擦力越大。摩擦力的大小无法直接测量，所以让物体做匀速直线运动，根据二力平衡条件，可通过测量拉力大小来得到摩擦力大小。
【解答】（1）木块没动说明它处于静止状态，受平衡力的作用，水平方向上的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以大小相等，所以填等于。
（2）①直接从图中弹簧测力计的读数可知拉力是1.4N， 因为做匀速直线运动，所以摩擦力与拉力是一对平衡力，所以摩擦力大小为1.4N。拉力增大2N，物体与桌面的接触面粗糙程度没变，压力大小没变，所以摩擦力大小不变还是1.4N。
② 甲乙两幅图区别在于压力大小不同，所以可以推测滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
③ 甲丙实验接触面除草程度，压力大小都不同，存在两个变量，所以不能得到”滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关”的结论，理由就是 甲、丙两次实验中压力大小也不相同。
19．小科在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
（1）甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块，记录弹簧测力计的示数；为什么一定要匀速拉动木块呢？小科有一点想不明白，于是请教了同学，同学告诉他：　 　；于是小科知道了其中的原理。
（2）通过对比甲、乙、丙三次实验可知：影响滑动摩擦力大小的因素有：压力的大小、　 　。
（3）小科同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系，改变木块的速度，进行实验，记录的实验数据如下表：
实验次数 1 2 3 4
运动速度(m/s) 0.2 0.3 0.4 0.5
测力计的示数(N) 1.2 1.2 1.2 1.2
分析实验数据可知：滑动摩擦力的大小与物体运动的速度　 　(选填“有关”或“无关”)。
【答案】（1）匀速拉动木块，木块水平方向处于二力平衡，拉力大小等于摩擦力(合理均可)
（2）接触面粗糙程度
（3）无关
【解析】根据二力平衡的条件可知：木块做匀速直线运动时，拉力大小等于摩擦力大小；影响滑动摩擦力的因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，实验中采用了控制变量法；根据表格中数据分析可知改变速度大小，滑动摩擦力大小不变。
【解答】（1）根据题目信息我们需要测量的是滑动摩擦力大小，而弹簧测力计测的是拉力大小。用弹簧测力计水平拉动木块，使其在水平桌面上做匀速直线运动，木块处于平衡状态，在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用，根据二力平衡知识，拉力的大小等于滑动滑动摩擦力的大小。
所以填匀速拉动木块，木块水平方向处于二力平衡，拉力大小等于摩擦力 。
（2）对比甲、丙除了接触面粗糙程度不同外，其他条件相同，对比甲、乙除了压力大小不同外，其他条件都相同。所以影响滑动摩擦力的因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度。所以此空填 接触面粗糙程度 。
（3）根据表格中数据分析可知改变速度大小从0.2m/s增大到0.5m/s，滑动摩擦力大小始终是1.2N。所以此空填无关。
20．（2023七下·金东期末）小金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：
⑴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。小金观察到未悬挂重物时弹簧测力计示数为0.2N，图乙是测量其中一只鞋子时弹簧测力计示数，则鞋子的实际重力为　 　N；
⑵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；
⑶在跑步机的传送带上按甲图摆放实验用品，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；
⑷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；
⑸换另一只鞋子，重复步骤(4)，并记录数据：
⑹比较步骤⑷、⑸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；
⑺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”)
【答案】2.2；等于；较大；不变
【解析】（1）弹簧测力计的分度值指的是所能测量的最小值（或者是相邻两刻线之间的距离所表示的值）；读取弹簧测力计的示数首先要认清分度值；使用前必须检查零点是否准确，不准确要调零；物体由于自身的重力会对弹簧测力计的挂钩施加一个竖直向下的拉力，拉力和重力的大小是相等的；
（2）当木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力构成平衡力，这样读出拉力的大小，就可以知道摩擦力的大小了；
（3）滑动摩擦力的大小和压力大小和接触面的粗糙程度有关．压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大；
（4）滑动摩擦力大小的决定因素是接触面间的压力和接触面粗糙程度，与运动速度的大小无关，与是否做匀速直线运动无关。
【解答】（1）由图可知：弹簧测力计1N之间有5个小格，一个小格代表0.2N，即分度值是0.2N；弹簧测力计的指针在2N下两小格处，示数为2.4N；弹簧测力计的示数为2.4N，就说明了弹簧测力计的挂钩受到了2.4N的拉力，但未悬挂重物时弹簧测力计示数为0.2N，鞋子的实际重力。
（4）当物体在同一直线上的摩擦力和拉力作用下处于平衡状态时，此时拉力大小等于摩擦力的大小；
（6）由题中信息知，两只鞋子压力相同，则鞋底越粗糙滑动摩擦力越大，拉力示数较大的鞋子防滑性能更好；
（7）滑动摩擦力大小的决定因素是接触面间的压力和接触面粗糙程度，与运动速度的大小无关，当提高传送带速度，其滑动摩擦力与低速时相比将不变。
故答案为：（1）2.2；（4）等于；（6）较大；（7）不变。
21．小科在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验，三次实验均用弹簧测力计水平匀速拉动木块。请回答：
（1）比较甲、丙两次实验，可以得出结论：　 　。（2）在探究“滑动摩擦力大小与压力大小关系”时，小科选择了甲、乙实验，甲实验中木块的运动速度为v1，乙实验中木块的运动速度为v2，关于v1和v2的大小，下列说法正确的是 （填字母编号）。
A．v1一定大于v2 B．v1一定小于v2
C．v1一定等于v2 D．v1可以大于、等于或小于v2
（3）上述探究结束后，老师拿来一块质量均匀分布、正反面相同的长方形木板，以中线为界，对比观察左右两部分，发现粗糙程度可能不一样，小科在老师的指导下进行了如图丁所示研究：小科将滑块放木板上，通过细线和固定的弹簧测力计相连，水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时弹簧测力计的示数F左和F右，若F左＞F右，则木板的　 　侧更粗糙，实验时　 　（填“需要”或“不需要”）匀速拉动木板。
【答案】（1）当压力大小一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
（2）D （3）左；不需要
【解析】（1）根据弹簧测力计的示数判断摩擦力的大小，根据图片确定哪个因素发生改变，根据控制变量法的要求描述结论。
（2）根据滑动摩擦力的影响因素分析判断；
（3）根据二力平衡和影响滑动摩擦力大小的因素判断。
【解答】（1）比较甲、丙两次实验可知，二者的压力都等于木块自身的重力，但是棉布表面比木板表面更粗糙，且丙图中测力计的示数大于甲的示数，那么可以得出结论：当压力大小一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（2）滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关，与物体运动速度无关，所以甲、乙两图中的速度之间的关系是v1可以大于、等于或小于v2，故选D；
（3）如图丁，木块对木板的压力始终不变，水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F左和F右，若F左＞F右，则说明左侧摩擦力大，即木板的左侧更粗糙。
实验时，无论木板是否匀速，但滑块相对于桌面是静止的，因此受力平衡，不需要匀速拉动木板。
22．现有一根两端开口的直玻璃管，将其下端蒙上橡皮膜。描述橡皮膜外表面在以下不同情境中的形状变化。
（1）向管内缓缓注水，观察到橡皮膜向外凸。随着加入的水量增多，橡皮膜向外凸的程度会　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
（2）将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中，慢慢向下移动到如图所示的位置，橡皮膜向外凸的程度会　 　(选填 “变大”“变小”或“不变”)。
（3）当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时，橡皮膜的形状是　 　(选填“凸面”“凹面”或“平面”)，试说明理由　 　。
【答案】（1）变大（2）变小（3）平面；橡皮膜上下两个表面受到的水的压强相等
【解析】（1）液体压强随深度的增加而增大，而橡皮膜的凸起程度反映它所处位置液体压强的大小；
（2）玻璃管内的水对橡皮膜产生向下的压强，而玻璃管外的水对橡皮膜产生向上的压强。随着橡皮膜的深度逐渐增大，则向上的压强逐渐增大，而上下方向上的压强相互抵消，从而造成橡皮膜受到向下的压强减小，据此判断橡皮膜的凸起程度的改变；
（3）当橡皮膜不受压强时，它应该保持水平状态，据此分析解答。
【解答】（1）向管内缓缓注水，水的密度不变，水的深度增加，根据p=ρgh得到，水对橡皮膜的压强增大，水对橡皮膜的压力增大，橡皮膜向外凸的程度会变大。
（2）将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中，慢慢向下移动，橡皮膜受到水向上压强增大，压力增大，管内水对橡皮膜向下的压力不变，所以橡皮膜向外凸的程度会变小。
（3）当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时，玻璃管内外液体密度相等，且深度也相等，因此橡皮膜受到上下两面儿液体的压强相等，受力面积相同，所以上下受到的压力大小相等，方向相反，使橡皮膜水平。
23．（2024七下·浦江期末）小明利用压强计验证液体内部压强的特点。压强计的U形管装有一定量的水，用该压强计做了如图所示的甲、乙、丙三次实验（烧杯中的液体均未溢出）。
（1）组装好压强计，发现金属盒未浸入水中时，U形管内水面就有高度差，这时应该怎么操作：　 　；
（2）调试好压强计后，完成图甲实验过程中，金属盒浸入水中的深度h1逐渐增加时，U形管内水面高度差h2会　 　；
（3）用该压强计继续完成图乙和图丙实验，根据图乙和图丙两金属盒的深度和U形管内液面的高度差可得　 　（选填“<”、“>”或“=”）；
（4）若减小U形管内液体的密度重复做图甲实验，金属盒放置深度与原甲实验相同，则U形管内液面高度差将　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】拔出橡皮管重新组装；逐渐增加；<；增大
【解析】（1）还未使用压强计时U形管就出现高度差，说明里面封闭了多余的气体，只要拆卸重新组装即可；
（2）（4）根据液体压强公式p=ρ液gh分析解答；
（3）根据图片分析盐水和液体的深度大小，以及产生的压强大小，根据液体压强公式分析即可。
【解答】（1）组装好压强计， U形管内水面就有高度差，说明U形管中两管上方的气体压强不相等，此时的操作为：应拔出橡皮管重新组装。
（2）金属盒浸入水中的深度逐渐增加时，金属盒受到的液体压强会增大。根据p=ρ液gh可知，U形

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