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专题八 方案设计类实验题解答技巧
设计型实验是学生自行设计实验方案。此类考题可以考查学生的综合运用能力、创新能力和独立解决问题的能力。常见设计型实验题多数考察密度和电学部分，并有以下特点：基础性、拓展性和补充纠错性。【来源：21·世纪·教育·网】
基础性方案设计类实验题：大部分题目以课本知识为依托，不脱离教材，考查我们对知识的灵活运用能力。
拓展性方案设计类实验题：设计题大部分可以有惟一答案，也可以根据自己的理解选择，只要符号答案要求就是正确的。作为实验仪器来验证物理规律，考查知识的迁移能力与运用能力。【来源：21cnj*y.co*m】
补充纠错性方案设计类实验题：贴近生产、生活，把日用品作为实验仪器来验证物理规律，考查知识的迁移能力与运用能力。21教育名师原创作品
技巧一：基础设计法
基础设计法适用于基础性方案设计类实验题。学生依托所学物理知识，紧扣教材，灵活应用所学知识，体现考生的灵活运用能力。
解答此类考题时，依托教材版本，利用自己平时所学，按照步骤要求即可解答。如设计固定密度测量实验，步骤一、准备器材；步骤二、实验方法；步骤三、实验步骤；四、实验评价等顺序进行。
【例题展示】
例题1（2018?河南）小明利用图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”
（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿________（选填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转。
（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针________（选填“会”或“不会”）发生偏转。
（3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转。由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时，电路中就产生感应电流。
（4）小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作是：________。
【解析】（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，导体切割磁感线，会产生感应电流，电流表指针会发生偏转。（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动时，导体不切割磁感线，不会产生感应电流，电流表指针不会发生偏转。（3）断开开关，不是闭合电路，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，都不会产生感应电流，电流表指针都不发生偏转，由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流。（4）为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，根据控制变量法应该保持导体运动快慢相同，改变磁场强弱，观察电流表指针的偏转角度。
【答案】（1）左右；（2）不会；（3）切割磁感线；（4）保持导体运动快慢相同，改变磁场强弱，观察电流表指针的偏转角度。
【跟踪训练】
1．（2018?江西）2018年，江西省将全面实现义务教育均衡发展，其中有一项督导工作就是检查实验报告。以下是小璟同学做“测量小车的平均速度”时的实验报告（摘要）。请你将其报告中的问题补充完整。
【实验目的】测量小车的平均速度
【实验原理】________
【实验器材】小车、________、________、斜面、金属挡板、长方体木块
【实验装置】如图所示
【实验数据】如表所示
测量的物理量
AB段
BC段
AC段
路程s/cm
45
56
101
时间t/s
3.0
2.8
5.8
平均速度v/（cm?s﹣2）
17.4
【实验分析】
（1）小车全程是做________运动。（选填“匀速”或“变速”）
（2）实验时，为了使小车在斜面上运动的时间长些，应________斜面的坡度。（选填“增大”或“减小”）
2．（2018?青岛）实验探究
探究声音的产生与特性
过程
结论
如图，用音叉和乒乓球进行如下实验：
①轻敲256Hz的音叉，用悬吊着的乒乓球接触发声的叉股，发现丘乓球也弹开，说明声音是由物体________产生的；
②重敲同一音叉，听到更大的声音，同时发现乒乓球被弹开得更远，说明声音的响度与发声体的________有关；
③换用512Hz的音叉重复实验，听到声音的音调更高，说明音调与发声体的________有关。
3．（2018?百色）如图甲所示是“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置。
（1）如图乙所示是冰在加热过程中温度随时间变化的图象。根据图象特征可判断冰是________（选填“晶体”或“非晶体”）；当冰熔化一段时间后，试管中冰的质量________（选填“增加”、“减少”或“不变”）。
（2）冰在熔化过程中________（选填“吸收”或“放出”）热量，温度保持不变，大约持续了________min。
（3）加热到第3min时，物质的状态为________（选填“液态”、“固态”或“固液共存”）。
（4）再加热过程中，杯口上方出现“白气”，“白气”是水蒸气________（填一物态变化）而成的。
（5）在实验过程中，不是用酒精灯直接对试管加热，而是把装有冰的试管放在水中加热，这样做不但使试管受热均匀，而且冰的温度上升速度较________（选填“快”或“慢”），便于记录各个时刻的温度。
4．（2018?柳州）某实验小组用如图甲所示的装置探究水沸腾时温度变化的特点，实验数据如表：
时间t/min
0
1
2
3
4
5
6
温度t/℃
90
94
97
99
99
99
99
（1）水温可用________（填一种测量工具）测量；
（2）图________（选填“乙”或“甲”）能反映水沸腾时气泡的情形；
（3）根据实验数据可知水的沸点为________℃，产生这一现象的原因可能是当地的大气压________（选填“高于”、“低于”或“等于”）1个标准大气压；
（4）实验显示：水沸腾时，继续加热，水的温度________。
5．（2018?锦州）在探究“平面镜成像特点”的实验中：
（1）实验时，选择玻璃板代替平面镜进行实验的原因是________。
（2）在竖直的玻璃板前点燃蜡烛A，蜡烛B在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板________（选填“前”或“后”）观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。在比较物与像的大小关系时，蜡烛B替代的是________（选填“蜡烛A”或“蜡烛A的像”）。
（3）实验时，将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，它的像的大小________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上________（选填“能”或“不能”）呈现蜡烛的像。
6．（2018?镇江）如图1所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。
（1）图1水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，这是由于光在水面处发生了光的________现象，此时入射角________角θ（选填“大于”“等于”或“小于”）；
（2）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量________，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量△h________2cm（选填“＞”“＝”或“＜”）；
（3）如图2所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是________，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区________（选填“①”②”或“③”）内。
7．（2018?湘潭）用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等器材来“探究凸透镜成像的规律”。
（1）把凸透镜、蜡烛、光屏放置在如图的光具座上，凸透镜应放在________（选填“A”、”B”或“C”）滑块上。点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
实验次数
物体到凸透镜的距离（物距）cm
光屏到凸透镜的距离（像距）cm
像的情况
倒立或正立
放大或缩小
1
40
13
倒立
缩小
2
30
15
倒立
缩小
3
20
20
倒立
等大
4
15
30
倒立
放大
5
13
40
倒立
放大
（2）把蜡烛放在离凸透镜较远的地方，逐渐向凸透镜移动。在移动过程中，选取若干个位置，调整光屏位置，寻找烛焰清晰的像。记录实验数据，如表所示。由数据可知：
①该凸透镜的焦距f＝________cm。
②当物距逐渐变小时，像距逐渐变　小　，光屏上的像逐渐变________（均选填“大”或“小”）。
（3）蜡烛燃烧一段时间后变短，烛焰的像会向________（选填“上”或“下”）偏离光屏中心。
（4）摄像师用照相机给九年级同学拍摄毕业照时，想让被拍的同学成的像大一些，摄像师应________（选填“靠近”或“远离”）同学。该摄像师是近视眼患者，他戴的眼镜是________（选填“凸”或“凹”）透镜。
8．（2018?资阳）农忙时节，小明根据学过的物理知识配制盐水帮妈妈筛选农作物种子。要筛选出品质优良的种子，盐水的密度应该略小于饱满种子的密度。为了知道所配制出的盐水密度是否合适，小明通过如下的实验进行测量。
（1）调节天平平衡：把天平放在水平台上，将游码拨到标尺左端的零刻度线处后，发现天平横梁左高右低，应将平衡螺母向________（填“左”或“右”）调节。
（2）用调节好的天平测得空烧杯的质量m1。
（3）如图甲所示，把适量的盐水倒入量筒中，测得盐水体积V。
（4）如图乙所示，把量筒中的盐水倒入烧杯中，测得烧杯和盐水的总质量m2。
请把下面记录测量数据的表格填写完整。
空烧杯质量m1/g
盐水体积V/mL
烧杯和盐水总
质量m2/g
盐水密度ρ/（g?cm﹣3）
30
________
________
________
（5）按照以上方法，小明测出的盐水密度值可能________（填“大于”或“小于”）盐水密度真实值，原因是________________。
9．（2018?贺州）小华用在爱莲湖边拾到的一块约90g的黄蜡石进行如下实验：
（1）将天平放在水平桌面上，用________拨动游码，归零后指针位于如图甲所示的位置，接着调节平衡螺母使指针指在________的________（选填“左侧”“中央”或“右侧”）刻度线上使横梁水平平衡。
（2）往右盘放50g和20g的砝码各一个后，接下来应放________g（选填“20”或“10”）的砝码才是正确的操作；天平平衡时，右盘砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，则黄蜡石的质量为________g。
（3）用100mL量筒测量黄蜡石体积时，发现黄蜡石无法放入量筒，换用图丙中100mL的________来测量，测得黄蜡石的体积为34mL。
（4）根据测量结果算出黄蜡石的密度为________kg/m3。
10．（2018?湘潭）小明在观看冰壶比赛时猜想：如果水平冰面足够光滑，冰壶会永远运动下去吗？他用图所示装置来探究他的猜想：
（1）在实验过程中，小明让同一小车从斜面同一位置由静止开始下滑，这样做的目的是：使小车到达水平面的速度大小________。
（2）小车到达水平面后会继续向前运动是因为小车具有________。小车在毛巾上运动时受到了________个力。
（3）小车在不同水平面上最后静止的位置，如图中虚线所示。从实验中可以看到：在
同样条件下，水平面对小车的阻力越小，它的速度减小得越________（选填”快”或“慢”），前进得越________（选填“远”或“近”）。进一步推理可得：如果水平冰面绝对光滑，冰壶将做________。冰壶受到的重力和水平冰面对它的支持力是一对________（选填“A”或“B”）。
A．平衡力 B．相互作用力
（4）本实验中主要用到的科学研究方法有________（写出一种即可）。
11．（2018?河池）为了探究二力平衡的条件，张三同学设计了如图甲的实验。
（1）实验中发现两边的钩码质量不相等时，木块运动，质量相等时，木块静止，说明二力平衡的一个条件是力的________。
（2）接着张三将木块扭转一个角度，松手后观察到小木块不能平衡，说明二力平衡时，两个力必须作用在________。
（3）在另一小组实验中，李四用小车代替木块，如图乙所示，同学们认为李四的实验装置优于张三的实验装置，其主要原因是________。
12．（2018?青海）小敏在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验时，分别进行了如图所示的操作。
（1）实验时，不管在何种表面上，弹簧测力计拉木块要做________运动，根据平衡力的知识，此时，滑动摩擦力的大小就等于弹簧测力计的示数。
（2）比较甲、乙两图可知，在压力一定时，________，滑动摩擦力越大。
（3）小敏比较甲、丙两图得出结论：压力越大，滑动摩擦力越大。你认为小敏的结论是否正确？________，理由：________。
13．（2018?百色）如图所示，某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。
（1）本实验的科学探究方法是________和转换法。
（2）小桌对海绵的压力改变了海绵的________（选填“形状”或“运动状态”）。
（3）为了探究压力作用效果与压力大小的关系，因比较图甲和图乙的实验，可知受力面积相同时，压力________（选填“越大”“越小”），压力的作用效果越明显。
（4）为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系，应比较________两图的实验，可知压力大小相同时，受力面积________（选填“越大”或“越小”），压力的作用效果越明显。
14．（2018?宁夏）2017年11月30日，中国4500米载人潜水器一一“深海勇士”号正式验收交付，4500米深度已经覆盖整个南海的探测，下潜、开发等方面需求。这个消息激发了小芳对“探究液体内部的压强”的兴趣，她进行的实验操作如图1所示。请依据所学知识解决下面几个问题：
（1）实验前，应调整压强计（甲图），使U型管左右两边的液面________。
（2）比较丙、丁两图是探究液体压强与________的关系
（3）比较乙丙两图可以得出的结论是________________。
（4）请举出生活中应用该实验结论的一个事例：________。
（5）小芳完成上述实验后，用一“T“形玻璃管对着形管左边管口吹气，如图2所示，可以看到________（填“左”或“右”）管中的液面较高，该实验说明了________。
15．（2018?盘锦）如图所示，是探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验操作，请你回答下列问题：（g取10N/kg）
（1）分析图①②③，说明浮力的大小与________有关。
（2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系，可选用________图进行操作。
（3）物体A浸没在水中时，受到的浮力是________N，物体A的体积是________m3。
（4）用图中实验数据计算盐水的密度是________kg/m3。
（5）该实验主要运用的科学探究方法是________。
16．（2018?曲靖）某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m1＜m2＝m3，实验的情景如图所示。
（1）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是________（选填“转换法“或“类比法”）。
（2）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的________有关。
（3）小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为________能。
（4）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为________。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/米
2.45
4.9
7.35
9.8
12.25
14.7
t2/秒2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
17．（2018?阜新）在“探究影响动能大小因素”的实验中，如图所示，让小球从同一光滑斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平面上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后静止的位置。（已知h1＜h2＜h3）
（1）球从斜面上滚下的过程中，小球的________能转化为小球的________能。
（2）本实验是通过________比较小球动能的大小。
（3）分析图中的三次实验可以得出的结论是：物体的________一定时，________越大，它的动能越大；通过实验结论可知，开车时要注意不能________（“超载”或“超速”）。
18．（2018?西宁）小马和小李设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小马认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”；小李却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”。两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确。
物理量滑轮组
装置甲
装置乙
钩码重G/N
4
4
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.6
1.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
71.4%
（所用每个滑轮的重相同，绳重和摩擦忽略不计），他们在实验中得到的数据如下表所示：
（1）根据所测数据，请计算一个动滑轮的重力是________N，甲滑轮组的机械效率是________；
（2）由计结果可以确定　小马　的说法是正确的，这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素是________，由此可知，可采用________的方法来提高滑轮组的机械效率。
（3）随后小马又设计了一个方案，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率________（选填“大于”“等于”或“小于”）装置的机械效率。
19．（2018?济宁）用如图所示的电路探究并联电路中的电流关系。
（1）闭合开关，发现L1亮，而L2不亮。小易认为L2不亮的原因是L2短路，你认为他的判断是________（填“正确”或“错误”）的。
（2）小易将电路中右侧的导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“﹣”接线柱上。其它都不动。这样连接的目的是测________的电流
（填“干路”或“L2”），请评价其可行性并说明理由：________；
（3）小易将实验数据记录在下表中。分析表中数据。可得出的结论是：________；
电流表的测量对象
电流表的示数I/A
L1所在的支路
0.30
L2所在的支路
0.20
干路
0.50
（4）根据上表信息，若灯泡L1的电阻大小为10Ω，则电路的总电阻为________Ω
20．（2018?巴彦淖尔）某兴趣小组要探究电阻的大小与哪些因素有关。他们设计了如图甲所示的实验电路，电源电压不变，保持滑动变阻器滑片位置不变，分别将a、b、c、d四根电阻丝接入电路，得到表格所示的数据。
导体编号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流大小/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
（1）在MN间分别接入a、b电阻丝，探究的是电阻跟导体的________的关系。a电阻丝的阻值________b电阻丝的阻值（填“大于”、“等于”或“小于”）。
（2）要探究电阻与横截面积的关系，可选择________（填编号）进行实验。其结论是：其它因素相同时，导体横截面积越大，导体的电阻越________。
（3）某同学在MN间接入d电阻丝后，又在其两端并联一块电压表，这样测出了d电阻丝的电阻大小，其测量原理是________。画出实验电路图（电阻丝可看成定值电阻）。
（4）另一位同学不用电压表，在已知滑动变阻器最大阻值为R0的情况下，利用甲图电路测出d电阻丝的电阻大小，操作如下：
①在MN之间接入d电阻丝，闭合开关，将滑片P滑到最左端，读出电流表示数为I1；
②将滑片P滑到最右端，读出电流表示数为I2；
③d电阻丝的阻值表达式为Rd＝________（用I1、I2、R0表示）。
21．（2018?梧州）小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中，都设计了如图甲所示的电路。
（1）连接电路前，小明发现电压表指针如图乙所示，接下来他要对电压表进行的操作是________。
（2）小明根据图甲连接好电路，闭合开关后，发现电压表示数为零，若只有L1或L2中的一处发生故障，则故障可能是________（写出一种即可）。
（3）排除故障后，小明完成了实验，并把数据记录在下表中。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
分析实验数据得出两个实验结论：①串联电路两端的电压________各部分电路两端电压之和：
②串联电路中，各部分电路两端电压相等。
（4）实验结束后小明和小华互相交流，小华指出结论②是错误的，造成结论错误的原因是________，另外，小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是________。
（5）小明和小华还进行了深入交流，为了节省时间，利用原来的电路图，在测L2两端的电压时，电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并把接线改接到C接点上，这个方法________（选填“能”或“不能”）测出L2两端的电压，理由是________。
22．（2018?湘潭）用图1所示的电路来“探究电流与电压的关系”。
（1）根据图1，将图中的器材连接成完整电路。（电源电压为3V，R1的规格为“20Ω1A”，R的阻值约为10Ω。）
次数
U/V
I/A
1
1.0
0.1
2
1.2
0.12
3
1.8
0.18
4
2.0
5
2.4
0.24
（2）连接好电路后，开关闭合前，应将滑片移至滑动变阻器的________（选填“a”或“b”）
端。闭合开关，缓慢移动滑片的位置，发现电压表有示数且始终为3V，电流表示数始终为零。可能是定值电阻R处发生了________（选填“断路”或“短路”）故障。
（3）排除故障后，改变滑片位置，记录数据，如表一所示。第4次实验时，电流表示数如图2所示，为________A。
（4）分析数据可得：当电阻不变时，电阻中的电流与它两端的电压成________。该电阻的阻值为________Ω。
（5）继续用图1电路来“探究电流与电阻的关系”。先用10Ω的定值电阻进行实验，移
动滑片，使电压表示数为2.0V，记录电流表的示数；保持滑片的位置不变，断开开关，用20Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻；闭合开关，发现电压表的示数________（选填“大于”或“小于”）2.0V，应将滑片向________（选填“a”或“b”）端移动，直至电压表示数为2.0V。
23．（2018?资阳）在“测量小灯泡的电阻”实验中，小明所用的实验原理图如图甲所示。已知小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请你按照图甲电路图，用笔画线代替导线完成图乙中实验电路的连接。
（2）小明将电路连接正确后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡刚好正常发光，此时电流表示数如图丙所示，则通过小灯泡的电流I＝________A，小灯泡的额定功率P＝________W。
（3）小明测得小灯泡正常发光时的阻值R＝________Ω（保留两位小数）。
24．（2018?鞍山）王同学想测量额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率，他使用了三节新干电池、“20Ω1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线，连接了如图甲所示的电路。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该滑动到最________（选填“左”或“右”）端，这样做的目的是________。
（2）他闭合开关后，又立即断开了开关，否则会损坏________（选填“灯泡”、“电流表”或“电压表”）
（3）他检查电路，发现一处连接错误，只改变了一根导线的连接就将电路修改正确，请你在错误的导线上打“×”，并补画上正确的连线。
（4）实验中，他调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数从1.5V变化到3V，画出了如图乙所示的图象，由于灯丝的电阻随温度的升高而可以判断图象的横坐标为________（选填“电压”或“电流”）。
（5）当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是________。
（6）取下小灯泡，将阻值为5Ω、10Ω、15Ω的三个定值电阻分别接入电路中原小灯泡位置，可利用该电路探究“电压一定时，电流与电阻的关系”。控制电压一定时，不可以选取的电压值是________
A.1.5V B.2V C.2.5V D.3V
25．（2018?怀化）探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验
如图甲和乙所示，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。
（1）在图甲中，通过两电热丝的电流________；该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的________关系。
（2）在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与通过导体的________关系。
（3）在该实验中，我们是通过观察U型管中液面的________来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。
（4）英国物用学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的________成正比，跟________成正比这个规律叫做焦耳定律，其表达式为________。
26．（2018?绥化）在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，电源电压恒定，大、小铁钉各自完全相同，进行如图所示的甲、乙、丙三次实验。甲图中大铁钉的N极是________（选填“钉尖”或“钉帽”）。通过观察甲、乙两次实验现象，得出的结论是________；通过观察丙图实验现象得出的结论是________。将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验，断开开关后，发现的有趣的实验现象是________。
27．（2018?泰州）如图所示，导体AB棒放在处于蹄形磁体磁场中的水平金属轨道上。
（1）接通电源，这时会看到导体AB运动起来，这表明________有力的作用。
（2）保持磁场方向不变，改变导体AB中的电流方向，导体AB的运动方向________（不变/改变）。
（3）通电后导体AB运动的过程中，是把________能转化为________能的过程。
技巧二：拓展法
拓展法就是从给出的实验题干中，找出完成实验所合适的实验器材，使实验探究活动按照设定的要求顺利进行下去。此类考题可以很好的考查学生运用所学知识和实验设计能力，对学生答题提出了更高的要求。答题时，认真审题，剔除不需要的条件，达到实验要求即可。
【例题展示】
例题2（2018?兰州）探究“通电导体产生的热量Q与电阻R的关系”，他们选用了以下实验器材：两个完全相同的烧瓶，烧瓶内分别装有质量和初温相同的水和煤油，相同的温度计A和B、阻值分别为R1、R2的电阻丝（R1＜R2）还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、电流表、开关和导线，他们设计了如图所示的实验电路，进行如下实验：闭合开
关，通电一段时间后，记下温度计A的示数为t1，温度计B的示数为t2，发现t1＜t2，请根据以上叙述回答下列问题：
①实验中是通过观察________来反映电流产生热量的多少。
②请指出实验过程中存在的问题：________。
③实验改进后得出的结论是：________。
【解析】（1）实验中通过观察温度计示数的变化来比较电流产生的热量的多少；（2）实验中采用的是控制变量法，应控制烧瓶中的液体的种类是相同的；（3）实验改进后得出的结论是：电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关；电阻越大，产生热量越多。
【答案】（1）温度计示数的变化；（2）没有控制烧瓶中的液体的种类是相同的；（3）电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关；电阻越大，产生热量越多。
【跟踪训练】
1．（2018?益阳）如图1，测平均速度时，测得小车从斜面的顶端A处由静止开始滑到B处所用时间为t，小车长为S1，斜面长为S2。
（1）小车从A到B的平均速度的数学表达式为v＝________（用题中字母来表示）；
（2）若小车还没放开之前就已开始计时，则测得的平均速度跟真实值相比偏________；
（3）图2中能够准确反应小车运动情况的是________。
2．（2018?绥化）小梦同学发现用黑板擦擦黑板时会出现较多的灰尘，于是改成用湿抹布擦黑板，擦完后发现黑板很快变干了。她思考：液体蒸发快慢与哪些因素有关呢？接下来她利用湿巾做了如下几个小实验。
（1）取出两张相同的湿巾，一张展开、另一张折叠后平放在桌子上，过一段时间比较两张湿巾的干湿程度。她这样做的目的是为了探究液体蒸发快慢与________的关系。
（2）她再取出两张相同的湿巾，一张平放在窗口通风处，一张平放在窗口风吹不到的地方，过一段时间比较两张湿巾的干湿程度。她这样做的目的是为了探究液体蒸发快慢与________的关系。
（3）她又取出两张相同的湿巾，将其中一张湿巾展开放在阴凉处，另一张湿巾展开放在阳光下，过一段时间比较两张湿巾的干湿程度。她这样做的目的是为了探究液体蒸发快慢与________的关系。
（4）小梦在取出湿巾时闻到了湿巾发出的淡淡清香，说明了________。
3．（2018?莱芜）利用如图所示装置，用酒精灯对盖有纸板（带有小孔）的烧杯加热，每隔一段时间记录一次温度，进行“观察水的沸腾”实验。
（1）本实验装置的安装过程中，调整放置石棉网的铁圈位置和调整悬挂温度计的铁杆位置都很重要，在组装该实验装置时，应先调整固定________（选填“铁圈”或“铁杆”）的位置；
（2）为了顺利完成实验，除图中所示的器材之外，还需要补充的测量工具是________；
（3）实验时，老师要求向烧杯中倒入热水而不是冷水，这样做的好处是________；
（4）水沸腾时，大量气泡不断上升到水面破裂，其中气泡中的“气”指的是________（选填“水蒸气”或“空气”），气泡在不断上升的过程中，气泡中的气体压强________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
4．（2018?莱芜）小华同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时，将玻璃板竖直放在水平桌面上，再取两段完全相同的蜡烛A和B，在玻璃板前放置点燃的蜡烛A，然后在玻璃板后放置未点燃的蜡烛B，并移动蜡烛B直到和蜡烛A的像完全重合，如图所示。在此实验中：
（1）在移动蜡烛B时，眼睛应在玻璃板放有蜡烛A的一侧，观察到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这说明了________；
（2）在实验的过程中，小华仔细观察，发现蜡烛A的像有重影，产生这一现象的原因是________；
（3）若蜡烛A远离玻璃板，则它的像的大小________（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）实验中当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合后，移去蜡烛B，取一个光屏放在蜡烛B所在的位置，发现光屏上没有蜡烛A的像，这说明了平面镜所成的像是________（选填“实”或“虚”）像。此时，小华将玻璃板移去，在玻璃板位置放置一个焦距为10cm的凸透镜，发现光屏上恰好呈现清晰的倒立、等大的蜡烛像，则蜡烛A到凸透镜位置的距离是________cm。
5．（2018?绥化）如图所示为小斌同学“探究光的反射规律”的实验装置。把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。
（1）如果纸板没有与平面镜垂直放置，当光贴着纸板E入射时，在纸板F上________（选填“能”或“不能”）看到反射光线；
（2）小斌想要探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，接下来的操作是________；
（3）他让一束光线沿着BO方向入射，发现反射光线沿着OA方向射出，说明光在反射时光路是________的。
（4）对于每一条确定的入射光线而言，________光线是唯一的。
6．（2018?鞍山）在“探究凸透镜成像规律”的实验中
（1）实验用光具座的长度为1m，如果有焦距为10cm、25cm的两块凸透镜，应该选择焦距为________cm的凸透镜完成实验。
（2）实验前应点燃蜡烛，观察烛焰、凸透镜和光屏的中心是否在同一高度上，这样做的目的是________。
（3）当蜡烛、凸透镜和光屏的相对位置如图甲所示时，光屏上出现清晰的像，则像是倒立、________的实像。
（4）实验中，不但虚像可以用肉眼直接看到，实像也可以用肉眼直接看到。如图乙所示
在（3）的基础上，拿掉光屏，用肉眼在________（选填“A“、“B”或“C”）位置沿图示方向能看到这个实像。
（5）在（3）的基础上，当光屏略微向右移动时，光屏上的像将会模糊，如果蜡烛与凸透镜不动，那么，在凸透镜前放置________（选填“凸”或“凹”）透镜，才可能在光屏上得到清晰的像，这其实就是________（选填“近视眼”或“远视眼”）的矫正原理。
7．（2018?恩施州）在实验课上，老师要求小明用一只量筒、一枚大头针和水，测量一个小木块的密度。下面是小明的有关实验步骤，请你帮他补充完整。
（1）在量筒内倒入适量的水，量筒的示数为V1。
（2）将小木块放入量筒中（木块漂浮），此时量筒的示数为V2。
（3）________。（补充步骤）
（4）计算得出木块的密度ρ木＝________（写出最简表达式）。
8．（2018?天津）某校同学参加社会实践活动时，在山上发现一块很大的岩石，他们想测出这块岩石的密度。几位同学随身携带的工具和器材有：电子天平（附说明书）、购物用的弹簧秤、卷尺、喝水用的茶缸、铁锤、细线和一瓶饮用水（已知水的密度为ρ0）请你从中选用部分工具和器材，帮他们设计一种精确测量岩石密度的实验方案要求
（1）写出主要的实验步骤
（2）写出岩石密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）
9．（2018?宁波）在“观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动”活动中，小车在相同斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑到达底端在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离，分别停在如图所示位置。
（1）小车在相同斜面顶端由静止释放，是为了使小车到达水平面时的________相同。
（2）小车所受阻力越小，运动距离越远。如果运动的物体在________的理想情况下，它将保持原
来的速度一直运动下去。300多年前，伽利略曾采用类似的方法得出相同的推论。
（3）实验中，小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1________P2．（填“＞”、“＝”或“＜“）
10．（2018?宿迁）如图所示，在“探究二力平衡的条件”实验中，
（1）实验中定滑轮的作用是________；
（2）选择轻质卡片的目的是________；
（3）用手将卡片转过一个角度，使卡片受到的大小相等、方向相反的两个拉力不在同一条直线上，然后由静止释放卡片，根据________（选填字母）状态，能够说明这两个拉力不是一对平衡力。
A．松手前卡片静止 B．松手瞬间卡片旋转 C．松手后卡片达到静止
11．（2018?湘西州）如图，一个长方体小木块平放在水平桌面上，要测出它对桌面的压强，老师提供的器材有：直尺、天平、量筒。请你选择实验器材，完成下列实验步骤。
（l）测出小木块与桌面的接触面积：用________测量小木块的长和宽，再计算出它的底面积S；
（2）用________测量小木块的质量m；
（3）根据上面的测量结果，写出计算小木块对桌面压强的表达式：________。
12．（2018?沈阳）为研究液体内部压强恃点，如图甲所示，小华将透明塑料瓶底部剪去，蒙上橡皮膜并扎紧。
（1）将瓶压入水中，橡皮膜向内凹，如乙图所示，说明水对橡皮膜有压强：将瓶向下压，橡皮膜内凹的程度变大，说明液体内部压强与液体的________有关；
（2）接着将某液体缓慢倒入瓶中，当内外液面相平时，橡皮膜仍向内凹，如丙图所示，说明倒入液体的密度________（选填“大于“、“等于”或“小于”）水的密度。
（3）将甲图中装置倒置，然后在瓶口紧密连接一根无色通明胶管，并灌注红墨水，如丁图所示。使胶管内液面高于橡皮膜，将塑料瓶橡皮膜的一端朝各个方向放置，橡皮膜都向外凸，说明液体内部向各个方向都有________。
（4）使装置保持丁图所示位置不变，在橡皮膜上戳个洞，会有部分液体从洞口流出，最后稳定时，塑料瓶和胶管里的液面相平，此时塑料瓶与胶管构成一个________。
13．（2018?大连）小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时，他猜想浮力的大小可能与液体的密度、物体的体积、物体排开液体的体积有关。所用的实验器材有：底面积相同而体积不同的圆柱状铝块（带有挂钩）若干、烧杯、盐水、水、酒精、量程足够大的弹簧测力计和细线。已知ρ盐水＞ρ水＞ρ酒精。
（1）在探究“浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关”时，他选择了一个铝块做实验，铝块的体积大一些好还是小一些好？________。
（2）设计出探究“浮力的大小与液体的密度是否有关”的记录实验数据的表格，表中要有必要的信息。表中涉及到的物理量只用字母表示即可。
（3）在探究“浮力的大小与物体的体积是否有关”时，小明选用三个体积不同的铝块、烧杯、水和弹簧测力计，用如图的方式进行实验。先用弹簧测力计测出一个铝块的重力，然后把这个铝块浸没在水中，读出弹簧测力计的示数。再用其他两个铝块重复上述实验。分析数据得出了结论。
①该实验方案的不合理之处是：________。
②在原有实验器材的基础上，增加一个记号笔，写出改正不合理之处的做法：________________________。
14．（2018?广元）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过________来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用________（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和________两种物理思想方法。
15．（2018?娄底）某学习小组在探讨影响导体电阻大小因素时，找资料发现在导体材料和粗细相同时，其电阻与长度成正比，即可以用下述表达式表示：R′＝Kx，其中K为比例常数，x为导体的长度，于是他们用下面的器材：电压恒定的电源、开关、粗细均匀镍铬合金丝、电压表等及图示电路来探究此问题，图中AB为镍铬合金丝，P为活动端，图2为实物连线图。
（1）他们的实验方法是控制了________不变。
（2）调节镍铬合金丝上的滑动片，电压表的示数________（填“能”或“不能”）反映导体AP间电阻的变化，理由________。
（3）要完成此实验，除了记录电压表示数外，还需要的测量器材是________。
16．（2018?广元）如图甲，是张勇实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压恒为6V．电压表、电流表无损坏，有阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω定值电阻5个。
（1）根据图甲，用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图。
（2）实验过程中，需要改变定值电阻，观察电流的变化，为了科学地得出实验结论，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察________（选填序号）。
A．变阻器滑片 B．电压表 C．电流表 D．电源
（3）某次实验，更换电阻R，合上开关后，电压表示数为0，电流表示数正常，其原因可能是________。
（4）在老师的引导下，他们将5次实验数据描绘在图丙中。图中阴影部分“面积”表示的物理量是________（选填序号）。
A．电流B．电压C．电阻D．电功率
（5）实验中，他们选择下列哪个滑动变阻器最合适________（选填序号）。
A．10Ω 0.5A B．50Ω 0.5A C．50Ω 1A D．200Ω 1A
（6）请你用平滑曲线将图丙中5个点连接起来，观察图象你可以得出实验结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻________。
17．（2018?荆门）现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻R1阻值的实验中：
（1）请你按图甲所示的电路图，以笔画划线代替导线，将图乙中的电路连接完整。
（2）实验前为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于________端（选填“A”或“B“）；
（3）闭合开关，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是________（填符号）
A．滑动变阻器断路 B．R1断路 C．R1短路
（4）排除故障后，当电压表示数为2.7V时，电流表示数如图丙所示，则通过R1的电流大小为________。它的阻值是________Ω。
（5）本实验要多次测量取平均值，是为了________。
18．（2018?莱芜）小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡L（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω1A”的滑动变阻器R1和“50Ω0.5A”的滑动变阻器R2各一个，导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整；
（2）为了顺利完成实验，小华应选用规格为________（选填“R1”或“R2”）的滑动变阻器；
（3）连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是________；
（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U﹣I图象如图乙所示，小灯泡的额定功率为________W．分析乙中图象发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是________；
（5）小华打算增加一个阻值为15Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是________。
A．两种方案都能 B．两种方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能 D．丙方案不能，丁方案能
技巧三：补充纠错法
部分考题在要求考生设计实验内容时，补充一些不完整的内容或步骤，有的还要找出题干中错误或者多余部分。此类题要求考生具有较高实验设计能力，只要对在平时学习时，注重基础知识的积累，一般都可以解答。
【例题展示】
例题3（2018?河池）小珍在“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源（电压不变）、滑动变阻器、开关、单刀双掷开关、电压表、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后，设计了如图甲所示的实验电路。
（1）该实验的原理是________。
（2）小珍连接电路时，开关处于________状态：闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的最________（选填“左”或“右”）端。
（3）闭合开关S，将S1拨到触点________（选填“a”或“b”），移动滑片P，使电压表的示数为________V。
（4）在确保整个电路安全情况下，保持滑片P位置不变，将开关S1拨到另一触点，此时电压表的示数如图乙所示，其数值为________V；通过计算可知小灯泡的额定功率是________W。
【解析】（1）测量小灯泡额定功率的实验原理是P＝UI。（2）为了保护电路，小珍连接电路时，开关应处于断开状态；由图甲知，闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的最大阻值处即右端。（3）为测量小灯泡额定功率，闭合开关S，应将S1拨到触点a，此时电压表测灯泡两端电压，移动滑片P，使电压表的示数为2.5V，此时灯泡正常发光；（4）在确保整个电路安全情况下，保持滑片P位置不变，将开关S1拨到另一触点，即触点b，此时电压表测灯泡与定值电阻R0的总电压，电压表示数应大于2.5V，所以，由图乙知，电压表应使用0﹣15V量程，分度值0.5V，其示数为6.5V，由串联电路特点和欧姆定律可得灯泡正常发光的电流：IL＝I0＝＝＝＝0.4A，则小灯泡的额定功率：PL＝ULIL＝2.5V×0.4A＝1W。
【答案】（1）P＝UI；（2）断开；右；（3）a；2.5；（4）6.5；1。
【跟踪训练】
1．（2018?十堰）小天在“探究水沸腾时温度变化的特点“实验过程中，实验的实验装置如图甲所示。
（1）在图甲实验装置中，存在的错误是________；
（2）图乙是小天三次观察温度计读数时眼睛的位置，其中正确的是________（选填填“1”、“2”或“3”）
（3）改正错误后，继续进行实验，小天发现水在沸腾过程中，产生的气泡体积在上升过程中________（选填“变大”、“变小”或“不变”），温度计示数保持不变，但需要酒精灯持续加热，这说明液体在沸腾过程中要________；
（4）实验过程中，小天将实验数据填入下表中，得出结论：水的沸点为________，由数据可知，烧杯内大气压________（选填“大于”、“小于”或“等于”）一个标准大气压。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
2．（2018?江西）智能手机进入平常百姓家，很多人对它爱不释手。瑞瑞同学学习了物理知识后，对手机的一些功能进行了科学探究。
（一）拍照功能
【提出问题】如图1所示，同一位置，拍同一地点，为什么会变大呢？
【猜想与假设】手机的镜头可能是一个焦距可以改变的凸透镜。
【设计实验】瑞瑞同学设计制作了一个焦距可以改变的凸透镜。
【设计实验】瑞瑞同学设计制作了一个水透镜，探究实验装置如图2所示。
【进行实验与收集证据】
（1）保证蜡烛和水透镜的位置不动，利用注射器注入或吸出水的多少，改变水透镜的厚薄，从而改变水透镜焦距；
（2）测出水透镜焦距的大小，并移动光屏，得到清晰的像后，将观察到的现象与数据记录在下表：
凸透镜
焦距f＝14cm
焦距f＝16cm
实验序号
1
2
3
4
5
6
物距u/cm
30
40
60
30
40
60
像距v/cm
26
22
18
34
27
22
像的正倒
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
像的大小
缩小
缩小
缩小
缩小
缩小
实像的大小
由大变小
由大变小
【分析与论证】
通过对实验序号2与5、3与6的数据分析，得出初步结论：在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像的像距________，像距与物距的比值越大，所成实像的大小________（选填“越大”、“越小”或“不变”）
【评估】
（1）请你补充实验序号4中漏填的实验记录：________；
（2）在成实像的情况下，焦距不同的凸透镜，成像的共同特点都是________（选填“倒立”或“缩小”或“不变”）
（二）无线充电
如图3所示，是一个手机无线充电装置。该装置是利用了________的原理对手机进行充电的。
（三）微信运动
利用微信运动软件，可以记录每天行走的步数。假如瑞瑞同学每天行走1万步，其平均步长为50cm，由此可知瑞瑞同学每天大约行走________km。
（四）振动模式
振动可以发声，某些手机的振动模式，是因为其内部有个微型电动机会带动转轴上的叶片振动，如图4所示，能实现振动功能的叶片可能是哪一种：________。
3．（2018?锦州）小亮在实验室用天平和量筒测量一石块的密度。
（1）把石块放在调节好的天平的左盘里。当天平再次平衡时，右盘中的砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示，小石块的质量为________g，用细线拴好小石块，把它浸没在盛有20mL水的量筒中，水面到达的位置如图乙所示，小石块的体积为________cm3，由此可以计算出小石块的密度为________kg/m3。
（2）小亮到海边去玩，拾到一个漂亮的贝壳。回家之后，他想知道贝壳的密度，于是找来一个柱形玻璃杯、一把刻度尺、一个小果冻盒。小亮进行了以下操作，测出了贝壳的密度（贝壳的密度大于水的密度）。请补全实验步骤并写出表达式。
①在杯中装上适量的水，把空的果冻盒放在水中，使其漂浮，用刻度尺测出杯底到水面的高度h1；
②再把贝壳放在果冻盒内________________；
③________________；
④贝壳密度的表达式为ρ＝________（水的密度用ρ水表示）。
4．（2018?盘锦）在探究“滑动摩擦力大小和哪些因素有关”的实验中：
（1）此实验是根据________原理测出摩擦力大小的。
（2）小明刚开始拉木块时，他的水平拉力逐渐增大，但木块仍静止，木块所受的摩擦力________（选填“变大”“变小”或“不变”）；木块被拉动，且越来越快，小明读出某一时刻弹簧测力计的示数为2N，他认为这时摩擦力的大小为2N，他操作中的错误是________。
（3）改正错误后，小明完成了探究过程，比较甲、丙两次实验可得出的结论是：________。
（4）小明把木块沿竖直方向截掉一部分后，继续图甲的操作，测得摩擦力减小，由此得出结论：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他探究过程中存在的问题是________________。（木块各表面粗糙程度相同）
5．（2018?云南）一般情况下，人在水中会下沉，在死海中却能漂浮在水面上。为此，小李同学猜想：浮力的大小可能跟液体的密度有关。为了检验这个猜想，他设计了如图所示的实验进行探究：
（1）铝块在水中受到的浮力F浮＝________N。
（2）比较图乙、丙两图中铝块所受浮力的大小，小李同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论，你认为这个结论是________（选填“正确“或“错误”）的，原因是________。
（3）小赵同学认为用以下方法检验更为简便：将同一个新鲜鸡蛋依次轻放入盛有水和浓盐水的烧杯中，看到鸡蛋在水中下沉，在浓盐水中悬浮如图丁所示。分析鸡蛋受力可知，在水中下沉是因为它受到的浮力________（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力；在浓盐水中悬浮时，根据________的知识可得，鸡蛋受到的浮力________（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力，从而可以得出结论：浮力的大小与液体的密度________（选填“有关”或“无关”）。
6．（2018?辽阳）小玉在探究“电流与电阻的关系”的实验中，利用电压恒为6V的电源设计如图甲所示的电路。
（1）小玉将滑动变阻器的滑片移到最右端后，闭合开关S，电压表的指针________（选填“几乎不动”或“偏转很大”）。电流表的示数如图乙所示为________A，则滑动变阻器最大电阻为________Ω．请你在连接错误的一条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。
（2）小玉分别把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻接入电路进行实验，为了完成这四次实验，应控制定值电阻两端电压至少为________V。
（3）小玉用额定电压为2.5V的小灯泡替换定值电阻R，利用原有电路，测量小灯泡的电阻。实验时，她调节滑动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为2V，为使小灯泡正常发光，她应该向________（选填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片。依据测量的数据，小玉绘制出如图丙所示的图象，她发现电流与电压不成正比，说明小灯泡灯丝的电阻随________的变化而改变。根据丙图还可以求出小灯泡的额定功率________W。
（4）完成上面实验后，小玉又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，利用一个电压未知的电源和阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路。请完成下列实验步骤。
①闭合开关S1，开关S2接a接线柱，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为________；
②闭合开关S1，开关S2接b接线柱，滑动变阻器的滑片________（选填“向左移动”、“向右移动或“保持不动”），读出电压表示数为U1；再将开关S2接c接线柱，读出电压表的示数为U2；
③小灯泡额定功率的表达式P额＝________。
7．（2018?天门）小明和小红两位同学在一次探究“导体中的电流与什么因素有关”的活动中发生了争执。
小明说“导体中的电流可能与它两端的电压有关，因为电压是产生电流的原因”。
小红说“导体中的电流可能与导体的电阻有关，因为电阻表示导体对电流的阻碍作用，电阻越大，电流越小”。
为了验证猜想，小明和小红同学找来了如下器材，电压恒为4.5V的电源、电流表、电压表、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器各一个，阻值分别为5Ω，10Ω，15Ω的额定值电阻各一个，开关及导线若干
（1）小明同学为了探究“电流与电压的关系“连接了如图甲所示的电路，正准备闭合开关时，旁边的小红同学急忙拦住他，说接线有错误，请你在图甲中只改动一根导线的连线、电路正常工作，（用“×”标出改动的导线，用笔画线代替导线，把它接到正确的位置上，导线不得交叉）
（2）纠正错误后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到________（选填“A”或“B”）端
（3）小明通过调节滑动变阻器改变定值电阻R两端电压得到了3组实验数据，如表一，分析表格中的数据，可以得出结论：________________
（4）①小红在小明实验的基础上，继续探究“电流与电阻的关系”，她将表一中的第3次数据填入到表二中作为第1次实验数据，然后将定值电阻R由5Ω更换成10Ω接入电路，调节滑片P，直到________为止，记下此时电流表的示数，电流表示数如图乙所示，请把电压数及测得的电流数据填入表二中a、b处。
②小红同学根据表二中的实验数据得到如下结论：“电流与电阻成反比”
（5）请你对第（4）步中的探究过程作出评价，并写出两点评价意见
Ⅰ：________Ⅱ：________
表一：
实验次数
定值电阻/Ω
电压/N
电流/A
1
5
1
0.2
2
5
2
0.4
3
5
3
0.6
表二：
实验次数
电压/N
定值电阻/Ω
电流/A
1
3
5
0.6
2
a
10
b
8．（2018?阜新）小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，准备了如下实验器材：干电池，标有“15Ω 1A”字样的滑动变阻器，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻。
（1）小明连接了下面的电路，其中有一条导线连接有误，请将连接错误的导线打“×”并画出正确连线。
（2）排除故障后，小明将5Ω定值电阻连入电路，将滑动变阻器的滑片移动到________（选填a”或“b”）端，再闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值，此时电流表的示数如图乙，示数为________A。
（3）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器，控制________（选填“电流表”或“电压表”）示数不变，分别读取相应的电流表示数，记录在表中：
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.2
0.1
（4）由数据可知：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________。
（5）小明想用一块电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值，于是他和同组同学设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：
①闭合S、S1，此时电流表的示数为I；
②闭合S、断开S1，此时电流表的示数为I1；
③求未知电阻Rx的表达式为：Rx＝________。（用R0、I、I1表示）
9．（2018?柳州）小梅测量额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下工作时的电阻，所用电源电压恒为4.5V，她设计的电路如图甲所示。
（1）小梅记录了小灯泡在不同电压下工作时的电流，当小灯泡两端电压为________V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，读出电流为________A，此时小灯泡电阻为________Ω（结果保留一位小数）。
（2）实验中小梅发现，不管怎么样移动滑动变阻器的滑片，都无法使小灯泡两端电压足够小。于是她向老师请教，老师告诉她在原来的电路图上增加一条导线即可，如图丙中a所示。请你用笔在图丁中将增加的导线a补画上去。
（3）小梅发现用图丙的电路可以使小灯泡两端电压的变化范围为________V到4.5V，为保证电路安全，闭合开关前要将滑动变阻器的滑片置于________端（选填“左”或“右”）。
（4）小梅用丙的电路测出了不同电压下小灯泡的工作电流，并作出小灯泡的U﹣I图线如图戊所示，由图可知小灯泡的电阻是________（选填“变化”或“不变化”）。小刚注意到电压在0.5V﹣2.5V变化时，U﹣I图线几乎是一条直线，他认为在这个电压范围内小灯泡的电阻是不变的。你赞同谁的观点？（请回答并说明理由）________________。
10．（2018?盘锦）在“测定小灯泡电功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并在图中改正（导线不许交叉）。
（2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮。两电表无示数。为判断故障、将电压表与滑动变阻器并联，电压表有示数，则电路发生故障的原因是________。
（3）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数如图乙所示为________V。
（4）根据实验记录绘制Ⅰ﹣U图象如图丙所示，根据图象信息，计算小灯泡的额定功率是________W。
（5）完成上述实验后，小敏设计了如图丁所示的电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。实验方案如下：（电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R1）
①按电路图连接电路。
②闭合开关________，移动R1滑片，使电流表的示数为I额灯泡正常发光。
③闭合开关________，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额。
④保持________滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额＝________。（用I额、I1、I2、R1表示）
专题八 方案设计类实验题解答技巧
设计型实验是学生自行设计实验方案。此类考题可以考查学生的综合运用能力、创新能力和独立解决问题的能力。常见设计型实验题多数考察密度和电学部分，并有以下特点：基础性、拓展性和补充纠错性。【来源：21·世纪·教育·网】
基础性方案设计类实验题：大部分题目以课本知识为依托，不脱离教材，考查我们对知识的灵活运用能力。
拓展性方案设计类实验题：设计题大部分可以有惟一答案，也可以根据自己的理解选择，只要符号答案要求就是正确的。作为实验仪器来验证物理规律，考查知识的迁移能力与运用能力。【来源：21cnj*y.co*m】
补充纠错性方案设计类实验题：贴近生产、生活，把日用品作为实验仪器来验证物理规律，考查知识的迁移能力与运用能力。21教育名师原创作品
技巧一：基础设计法
基础设计法适用于基础性方案设计类实验题。学生依托所学物理知识，紧扣教材，灵活应用所学知识，体现考生的灵活运用能力。
解答此类考题时，依托教材版本，利用自己平时所学，按照步骤要求即可解答。如设计固定密度测量实验，步骤一、准备器材；步骤二、实验方法；步骤三、实验步骤；四、实验评价等顺序进行。
【例题展示】
例题1（2018?河南）小明利用图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”
（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿________（选填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转。
（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针________（选填“会”或“不会”）发生偏转。
（3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转。由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时，电路中就产生感应电流。
（4）小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作是：________。
【解析】（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，导体切割磁感线，会产生感应电流，电流表指针会发生偏转。（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动时，导体不切割磁感线，不会产生感应电流，电流表指针不会发生偏转。（3）断开开关，不是闭合电路，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，都不会产生感应电流，电流表指针都不发生偏转，由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流。（4）为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，根据控制变量法应该保持导体运动快慢相同，改变磁场强弱，观察电流表指针的偏转角度。
【答案】（1）左右；（2）不会；（3）切割磁感线；（4）保持导体运动快慢相同，改变磁场强弱，观察电流表指针的偏转角度。
【跟踪训练】
1．（2018?江西）2018年，江西省将全面实现义务教育均衡发展，其中有一项督导工作就是检查实验报告。以下是小璟同学做“测量小车的平均速度”时的实验报告（摘要）。请你将其报告中的问题补充完整。
【实验目的】测量小车的平均速度
【实验原理】________
【实验器材】小车、________、________、斜面、金属挡板、长方体木块
【实验装置】如图所示
【实验数据】如表所示
测量的物理量
AB段
BC段
AC段
路程s/cm
45
56
101
时间t/s
3.0
2.8
5.8
平均速度v/（cm?s﹣2）
17.4
【实验分析】
（1）小车全程是做________运动。（选填“匀速”或“变速”）
（2）实验时，为了使小车在斜面上运动的时间长些，应________斜面的坡度。（选填“增大”或“减小”）
【解析】实验原理：v＝；实验器材：测量路程要用刻度尺，测量小车运动时间要用停表。
实验数据：小车在AB段的速度为：vAB＝＝＝15cm/s；
小车在BC段的路程为：sBC＝56cm，tBC＝2.8s，
则BC段的平均速度为：vBC＝＝＝20cm/s；
（1）由上面实验知AB段的速度小于BC段的速度，故小车做变速运动；
（2）斜面的倾角越小（坡度越小），小车运动时间越长，便于测量小车的运动时间；所以，实验时，为了使小车在斜面上运动的时间长些，应减小斜面的坡度。
【答案】实验原理：v＝；实验器材：刻度尺；停表；
实验数据：
测量的物理量
AB段
BC段
AC段
路程s/cm
45
56
101
时间t/s
3.0
2.8
5.8
平均速度v/（cm?s﹣2）
15
20
17.4
【实验分析】：（1）变速；（2）减小。
2．（2018?青岛）实验探究
探究声音的产生与特性
过程
结论
如图，用音叉和乒乓球进行如下实验：
①轻敲256Hz的音叉，用悬吊着的乒乓球接触发声的叉股，发现丘乓球也弹开，说明声音是由物体________产生的；
②重敲同一音叉，听到更大的声音，同时发现乒乓球被弹开得更远，说明声音的响度与发声体的________有关；
③换用512Hz的音叉重复实验，听到声音的音调更高，说明音调与发声体的________有关。
【解析】（1）发声的音叉在振动，当与乒乓球接触时，会把乒乓球弹起；
（2）当敲击音叉的力增大时，音叉发出响度更大的声音，重做上面的实验时，观察到乒乓球弹起的幅度越大；通过实验可以判断物体振幅是不同的，说明了响度与声源的振幅有关，而且是振幅越大，响度越大；
（3）振动越快，音调就越高；故换用512Hz的音叉重复实验，音叉振动的更快，故听到声音的音调更高，这说明声音的音调与发声体振动的频率有关。
【答案】①振动；②振幅；③频率。
3．（2018?百色）如图甲所示是“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置。
（1）如图乙所示是冰在加热过程中温度随时间变化的图象。根据图象特征可判断冰是________（选填“晶体”或“非晶体”）；当冰熔化一段时间后，试管中冰的质量________（选填“增加”、“减少”或“不变”）。
（2）冰在熔化过程中________（选填“吸收”或“放出”）热量，温度保持不变，大约持续了________min。
（3）加热到第3min时，物质的状态为________（选填“液态”、“固态”或“固液共存”）。
（4）再加热过程中，杯口上方出现“白气”，“白气”是水蒸气________（填一物态变化）而成的。
（5）在实验过程中，不是用酒精灯直接对试管加热，而是把装有冰的试管放在水中加热，这样做不但使试管受热均匀，而且冰的温度上升速度较________（选填“快”或“慢”），便于记录各个时刻的温度。
【解析】（1）晶体和非晶体的最大区别在于：晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，根据冰的图象特征可知冰有固定的熔点，冰是晶体；
当冰熔化一段时间后，试管中的冰熔化一部分，冰的质量减少；
（2）冰在加热后2min到第5min这段时间虽然不断的吸热，温度却保持不变，这是冰的熔化过程，持续了3min，冰在熔化过程中吸收热量，但温度不变。
（3）冰在熔化之前为固态；熔化过程中为固液混合态；完全熔化后为液态；由图象知加热到第3min时，是冰的熔化过程，熔化过程冰处于固液共存状态；
（4）杯口上方出现“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠；
（5）实验中将装有冰的试管放入水中加热，这样做目的是能使试管受热均匀，由于水的温度上升缓慢，所以冰的温度上升速度较慢，便于记录各个时刻的温度。
【答案】（1）晶体；减少；（2）吸热；3；（3）固液共存；（4）液化；（5）慢。
4．（2018?柳州）某实验小组用如图甲所示的装置探究水沸腾时温度变化的特点，实验数据如表：
时间t/min
0
1
2
3
4
5
6
温度t/℃
90
94
97
99
99
99
99
（1）水温可用________（填一种测量工具）测量；
（2）图________（选填“乙”或“甲”）能反映水沸腾时气泡的情形；
（3）根据实验数据可知水的沸点为________℃，产生这一现象的原因可能是当地的大气压________（选填“高于”、“低于”或“等于”）1个标准大气压；
（4）实验显示：水沸腾时，继续加热，水的温度________。
【解析】（1）实验室中用温度计，测量水温；（2）图乙中，气泡越向上越大，这是水沸腾时的现象；（3）由图象可知：水沸腾时的特点是 吸收热量，温度不变，水的沸点为99℃；水的沸点随气体压强的增大而增大，随压强的减小而减小，水在一标准大气压下沸点是100℃；当地水的沸点99℃低于100℃的原因可能是该处大气压小于标准大气压；（4）水沸腾时继续吸热，但温度不变。
【答案】（1）温度计；（2）乙；（3）99；小于；（4）不变。
5．（2018?锦州）在探究“平面镜成像特点”的实验中：
（1）实验时，选择玻璃板代替平面镜进行实验的原因是________。
（2）在竖直的玻璃板前点燃蜡烛A，蜡烛B在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板________（选填“前”或“后”）观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。在比较物与像的大小关系时，蜡烛B替代的是________（选填“蜡烛A”或“蜡烛A的像”）。
（3）实验时，将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，它的像的大小________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上________（选填“能”或“不能”）呈现蜡烛的像。
【解析】（1）为了确定像的位置，让蜡烛A的像和蜡烛B重合，既能观察到A蜡烛像的同时，也能观察到B蜡烛，实验中要使用透明的玻璃板。（2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖直在玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的前侧观察，直至它与蜡烛A的像完全重合；在比较物与像的大小关系时，蜡烛B替代的是蜡烛A；（3）平面镜成像时，像的大小与物体大小相等，与位置无关，故像的大小不变。（4）因为平面镜所成的像是虚像，不会出现在光屏上，所以，移去蜡烛B，在其原来位置上放置一块光屏，光屏上无法呈现蜡烛的像。
【答案】（1）便于确定像的位置；（2）前；蜡烛A；（3）不变；（4）不能。
6．（2018?镇江）如图1所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。
（1）图1水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，这是由于光在水面处发生了光的________现象，此时入射角________角θ（选填“大于”“等于”或“小于”）；
（2）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量________，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量△h________2cm（选填“＞”“＝”或“＜”）；
（3）如图2所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是________，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区________（选填“①”②”或“③”）内。
【解析】（1）水槽中未加水水时，由于光的直线传播，激光射到侧壁上的A点，当水槽中加水时，光点下移到B点位置，这是由于光的折射现象引起的，当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，此时入射角小于角θ；（2）要使B处的光点移到C处，则应使水槽中的水量增加；若BC间距离为2cm，根据几何关系可知，水面高度的变化量大于2cm；（3）因为光在水中与空气中发生折射时，在空气中的角度较大，则为了使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，激光笔应该与DE平行入射到区域②的位置，才能实现。
【答案】（1）折射；小于；（2）增加；＞；（3）平行于DE；②。
7．（2018?湘潭）用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等器材来“探究凸透镜成像的规律”。
（1）把凸透镜、蜡烛、光屏放置在如图的光具座上，凸透镜应放在________（选填“A”、”B”或“C”）滑块上。点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
实验次数
物体到凸透镜的距离（物距）cm
光屏到凸透镜的距离（像距）cm
像的情况
倒立或正立
放大或缩小
1
40
13
倒立
缩小
2
30
15
倒立
缩小
3
20
20
倒立
等大
4
15
30
倒立
放大
5
13
40
倒立
放大
（2）把蜡烛放在离凸透镜较远的地方，逐渐向凸透镜移动。在移动过程中，选取若干个位置，调整光屏位置，寻找烛焰清晰的像。记录实验数据，如表所示。由数据可知：
①该凸透镜的焦距f＝________cm。
②当物距逐渐变小时，像距逐渐变　小　，光屏上的像逐渐变________（均选填“大”或“小”）。
（3）蜡烛燃烧一段时间后变短，烛焰的像会向________（选填“上”或“下”）偏离光屏中心。
（4）摄像师用照相机给九年级同学拍摄毕业照时，想让被拍的同学成的像大一些，摄像师应________（选填“靠近”或“远离”）同学。该摄像师是近视眼患者，他戴的眼镜是________（选填“凸”或“凹”）透镜。
【解析】（1）光具座上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，所以中间B位置一定放置凸透镜；为使像呈现在光屏上，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上；
（2）①分析表格可知，u＝2f，成倒立、等大的实像，故凸透镜的焦距为20cm的一半，为10cm。
②当烛焰向透镜靠近时，物距变小，根据物近（物距变小）像远（像距变大）像变大，像距逐渐变大，光屏上的像逐渐变大。
（3）蜡烛燃烧一段时间后变短，蜡烛的焰心下降，则光屏上的像会向上移动。
（4）想让被拍的同学成的像大一些，根据物近（物距变小）像远（像距变大）像变大可知：应减小物距，即摄影者要使照相机同学。近视眼佩戴凹透镜进行矫正。
【答案】（1）B； （2）10；大；大；（3）上；（4）靠近；凹。
8．（2018?资阳）农忙时节，小明根据学过的物理知识配制盐水帮妈妈筛选农作物种子。要筛选出品质优良的种子，盐水的密度应该略小于饱满种子的密度。为了知道所配制出的盐水密度是否合适，小明通过如下的实验进行测量。
（1）调节天平平衡：把天平放在水平台上，将游码拨到标尺左端的零刻度线处后，发现天平横梁左高右低，应将平衡螺母向________（填“左”或“右”）调节。
（2）用调节好的天平测得空烧杯的质量m1。
（3）如图甲所示，把适量的盐水倒入量筒中，测得盐水体积V。
（4）如图乙所示，把量筒中的盐水倒入烧杯中，测得烧杯和盐水的总质量m2。
请把下面记录测量数据的表格填写完整。
空烧杯质量m1/g
盐水体积V/mL
烧杯和盐水总
质量m2/g
盐水密度ρ/（g?cm﹣3）
30
________
________
________
（5）按照以上方法，小明测出的盐水密度值可能________（填“大于”或“小于”）盐水密度真实值，原因是________________。
【解析】（1）把天平放在水平台上，将游码拨到标尺左端的零刻度处后，左高右低则指针右偏说明右端重，应该将螺母向左调节；（4）由图甲可读出，量筒中盐水的体积V＝40cm3，由图乙可读出，烧杯和盐水的总质量m2＝76g，则盐水的质量m＝m2﹣m1＝76g﹣30g＝46g，由ρ＝可得，盐水的密度：ρ＝＝＝1.15g/cm3；（5）此方法中先测盐水的体积，再将盐水倒入烧杯中测质量，盐水不能全部倒入烧杯中，会有部分盐水残留在量筒壁上，导致盐水质量的测量值偏小，根据密度公式ρ＝可知，m偏小，V不变，则密度测量值偏小。
【答案】（1）左；（4）40；76；1.15；（5）小于； 盐水倒入烧杯中后，会有部分盐水残留在量筒壁上，导致盐水质量的测量值偏小。
9．（2018?贺州）小华用在爱莲湖边拾到的一块约90g的黄蜡石进行如下实验：
（1）将天平放在水平桌面上，用________拨动游码，归零后指针位于如图甲所示的位置，接着调节平衡螺母使指针指在________的________（选填“左侧”“中央”或“右侧”）刻度线上使横梁水平平衡。
（2）往右盘放50g和20g的砝码各一个后，接下来应放________g（选填“20”或“10”）的砝码才是正确的操作；天平平衡时，右盘砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，则黄蜡石的质量为________g。
（3）用100mL量筒测量黄蜡石体积时，发现黄蜡石无法放入量筒，换用图丙中100mL的________来测量，测得黄蜡石的体积为34mL。
（4）根据测量结果算出黄蜡石的密度为________kg/m3。
【解析】（1）将天平放在水平桌面上，用镊子拨动游码，归零后，调节平衡螺母使指针指在分度盘的中央或左右摆动的格数相等；（2）按从大到小的顺序，往右盘放50g和20g的砝码各一个后，接下来应放20g后看指针的偏转情况；黄蜡石的质量为：m＝50g+20g+10g+5g+3.4g＝88.4g；（3）体积较大的物体用口径较大的量杯测量体积，测得黄蜡石的体积为34mL＝34cm3；（4）黄蜡石的密度：ρ＝＝＝2.6g/cm3＝2.6×103kg/m3。
【答案】（1）镊子；分度盘；中央；（2）20；88.4；（3）量杯；（4）2.6×103。
10．（2018?湘潭）小明在观看冰壶比赛时猜想：如果水平冰面足够光滑，冰壶会永远运动下去吗？他用图所示装置来探究他的猜想：
（1）在实验过程中，小明让同一小车从斜面同一位置由静止开始下滑，这样做的目的是：使小车到达水平面的速度大小________。
（2）小车到达水平面后会继续向前运动是因为小车具有________。小车在毛巾上运动时受到了________个力。
（3）小车在不同水平面上最后静止的位置，如图中虚线所示。从实验中可以看到：在
同样条件下，水平面对小车的阻力越小，它的速度减小得越________（选填”快”或“慢”），前进得越________（选填“远”或“近”）。进一步推理可得：如果水平冰面绝对光滑，冰壶将做________。冰壶受到的重力和水平冰面对它的支持力是一对________（选填“A”或“B”）。
A．平衡力 B．相互作用力
（4）本实验中主要用到的科学研究方法有________（写出一种即可）。
【解析】（1）实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下，是为了使小车到达水平面时具有相同的速度；（2）小车到达水平面后还能继续向前运动，是由于小车具有惯性。小车在毛巾上运动时受到了竖直向下当额重力、竖直向上的支持力、水平向左的摩擦力，共三个力；（3）（4）分析三次实验可知：水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，小车运动的越远；推理可知：如果水平冰面绝对光滑，冰壶不受阻力作用，将以恒定不变的速度永远运动下去，这种研究方法是科学推理法；当冰壶静止在水平面上时，受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、都作用在冰壶上，是一对平衡力，不是相互作用力，故A正确。
【答案】（1）相等；（2）惯性；3；（3）慢；远；匀速直线运动；A；（4）科学推理法。
11．（2018?河池）为了探究二力平衡的条件，张三同学设计了如图甲的实验。
（1）实验中发现两边的钩码质量不相等时，木块运动，质量相等时，木块静止，说明二力平衡的一个条件是力的________。
（2）接着张三将木块扭转一个角度，松手后观察到小木块不能平衡，说明二力平衡时，两个力必须作用在________。
（3）在另一小组实验中，李四用小车代替木块，如图乙所示，同学们认为李四的实验装置优于张三的实验装置，其主要原因是________。
【解析】（1）当实验中发现两边的钩码质量不相等时，木块运动，质量相等时，木块处于静止状态，说明二力平衡时，两个力的大小必须相等；（2）把木块扭转一个角度，放手后观察，木块将发生转动，说明二力平衡时两个力必须作用在同一直线上；（3）如图甲所示的实验，木块在桌面上受摩擦力作用，摩擦力对实验影响较大，而乙实验小车的滚动摩擦力远远小于滑动摩擦力，因此乙实验优于甲实验。
【答案】（1）大小相等；（2）同一直线上；（3）滚动摩擦力小于滑动摩擦力。
12．（2018?青海）小敏在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验时，分别进行了如图所示的操作。
（1）实验时，不管在何种表面上，弹簧测力计拉木块要做________运动，根据平衡力的知识，此时，滑动摩擦力的大小就等于弹簧测力计的示数。
（2）比较甲、乙两图可知，在压力一定时，________，滑动摩擦力越大。
（3）小敏比较甲、丙两图得出结论：压力越大，滑动摩擦力越大。你认为小敏的结论是否正确？________，理由：________。
【解析】（1）摩擦力和弹簧测力计的拉力是水平方向上一对方向相反的力，若木块匀速直线运动，匀速直线运动状态就是一对平衡状态，此时摩擦力和弹簧测力计的拉力就是水平方向的一对平衡力，读出弹簧测力计的示数，就等于摩擦力；（2）比较甲和乙两组数据可知，压力一定时，甲的摩擦力f甲＝F甲＝3.6N，乙的摩擦力f乙＝F乙＝5.6N，说明压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；（3）甲和丙两幅图中的压力不同，接触面的粗糙程度不同，而得出压力越大，滑动摩擦力就越大的结论是不正确的，原因是在研究摩擦力大小和压力大小的关系时，没有控制接触面的粗糙程度不变。
【答案】（1）匀速直线；（2）接触面越粗糙；（3）不正确；没有控制接触面的粗糙程度不变。
13．（2018?百色）如图所示，某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。
（1）本实验的科学探究方法是________和转换法。
（2）小桌对海绵的压力改变了海绵的________（选填“形状”或“运动状态”）。
（3）为了探究压力作用效果与压力大小的关系，因比较图甲和图乙的实验，可知受力面积相同时，压力________（选填“越大”“越小”），压力的作用效果越明显。
（4）为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系，应比较________两图的实验，可知压力大小相同时，受力面积________（选填“越大”或“越小”），压力的作用效果越明显。
【解析】（1）本实验的科学探究方法是控制变量法和转换法。（2）根据转换法，小桌对海绵的压力改变了海绵的形状。（3）为了探究压力作用效果与压力大小的关系，因比较图甲和图乙的实验，可知受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。（4）为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系，要控制压力相同，故应比较乙丙两图的实验，可知压力大小相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
【答案】（1）控制变量法；（2）形状；（3）越大；（4）乙丙；越小。
14．（2018?宁夏）2017年11月30日，中国4500米载人潜水器一一“深海勇士”号正式验收交付，4500米深度已经覆盖整个南海的探测，下潜、开发等方面需求。这个消息激发了小芳对“探究液体内部的压强”的兴趣，她进行的实验操作如图1所示。请依据所学知识解决下面几个问题：
（1）实验前，应调整压强计（甲图），使U型管左右两边的液面________。
（2）比较丙、丁两图是探究液体压强与________的关系
（3）比较乙丙两图可以得出的结论是________________。
（4）请举出生活中应用该实验结论的一个事例：________。
（5）小芳完成上述实验后，用一“T“形玻璃管对着形管左边管口吹气，如图2所示，可以看到________（填“左”或“右”）管中的液面较高，该实验说明了________。
【解析】（1）实验前，应调整压强计（甲图），使U型管左右两边的液面相平；（2）选用丙、丁两图进行比较，控制深度相同、容器的形状相同，液体的密度不同，要探究液体压强与密度的关系；（3）比较乙丙两图可知，在液体密度相同时，深度不同，液体内部的深度越深产生的压强越大，可以得出的结论是在液体密度相同时，液体内部的深度越深产生的压强越大，或液体压强与液体的深度有关；（4）在液体密度相同时，液体内部的深度越深产生的压强越大，举例：水塔建得高，人吊液体时药瓶要举得高些，水箱要放置在高处，拦河坝上窄下宽等；（5）小芳完成上述实验后，用一“T“形玻璃管对着形管左边管口吹气，如图2所示，可以看到左管中的液面较高，该实验说明气体流速越大的位置，压强越小。
【答案】（1）相平； （2）液体密度；（3）在液体密度相同时，液体内部的深度越深产生的压强越大，或液体压强与液体的深度有关；（4）水塔建得高；（5）左；说明气体流速越大的位置，压强越小。
15．（2018?盘锦）如图所示，是探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验操作，请你回答下列问题：（g取10N/kg）
（1）分析图①②③，说明浮力的大小与________有关。
（2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系，可选用________图进行操作。
（3）物体A浸没在水中时，受到的浮力是________N，物体A的体积是________m3。
（4）用图中实验数据计算盐水的密度是________kg/m3。
（5）该实验主要运用的科学探究方法是________。
【解析】（1）由图②③所示实验可知，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计所示不同，由图①②③所示实验可知，物体排开液体的体积不同，物体受到的浮力不同，由此可知，物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。（2）根据控制变量法知要探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系，需要控制物体排开液体的体积相同、液体密度相同，深度不同，图③④符合题意；这种研究问题的方法叫做控制变量法。（3）由图①知，物体的重力G＝4.0N，物体完全浸没在水中时拉力F＝2.0N，物体浸没在水中时受到的浮力F浮＝G﹣F＝4.0N﹣2.0N＝2.0N，由F浮＝ρ液gV排得，物体的体积V＝V排＝＝＝2×10﹣4m3；（4）物体浸没在盐水中时受到的浮力F浮′＝G﹣F′＝4.0N﹣1.8N＝2.2N，因物体在水和盐水中排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F浮＝ρgV排可得：V＝V排＝,整理可得，盐水的密度：ρ盐水＝?ρ水＝×1.0×103kg/m3＝1.1×103kg/m3。（5）由（2）知本实验用到了控制变量法。
【答案】（1）排开液体的体积；（2）③④；（3）2；2×10﹣4；（4）1.1×103；（5）控制变量法。
16．（2018?曲靖）某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m1＜m2＝m3，实验的情景如图所示。
（1）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是________（选填“转换法“或“类比法”）。
（2）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的________有关。
（3）小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为________能。
（4）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为________。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/米
2.45
4.9
7.35
9.8
12.25
14.7
t2/秒2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
【解析】（1）由题意知，实验中通过观察小球陷入细沙的深度来间接判断物体重力势能大小的，运用了转换法；（2）由题知m1＜m2，即图甲和图乙中物体的质量不同，但从同一高度落下，且乙图中小球进入细砂中的深度更深，因此可知重力势能与物体的质量有关；（3）当小球陷入沙中，与沙子摩擦，最终静止，将机械能转化为内能；（4）根据表中实验数据可知，小球下落高度与所需时间之间的关系为：h＝4.9t2。
【答案】（1）转换法；（2）质量；（3）内；（4）h＝4.9t2。
17．（2018?阜新）在“探究影响动能大小因素”的实验中，如图所示，让小球从同一光滑斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平面上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后静止的位置。（已知h1＜h2＜h3）
（1）球从斜面上滚下的过程中，小球的________能转化为小球的________能。
（2）本实验是通过________比较小球动能的大小。
（3）分析图中的三次实验可以得出的结论是：物体的________一定时，________越大，它的动能越大；通过实验结论可知，开车时要注意不能________（“超载”或“超速”）。
【解析】（1）实验中，小球从高处滑下，小球的重力势能转化为动能；（2）实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小；（3）由图中的三次实验可知，物体质量一定时，速度越大，小球推动木块移动的距离越远，说明小球的动能越大，由此得出的结论是：当质量一定时，速度越大，动能越大；通过实验结论可知，开车时要注意不能超速。
【答案】（1）重力势；动；（2）木块滑动的距离；（3）质量；速度；超速。
18．（2018?西宁）小马和小李设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小马认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”；小李却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”。两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确。
物理量滑轮组
装置甲
装置乙
钩码重G/N
4
4
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.6
1.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
71.4%
（所用每个滑轮的重相同，绳重和摩擦忽略不计），他们在实验中得到的数据如下表所示：
（1）根据所测数据，请计算一个动滑轮的重力是________N，甲滑轮组的机械效率是________；
（2）由计结果可以确定　小马　的说法是正确的，这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素是________，由此可知，可采用________的方法来提高滑轮组的机械效率。
（3）随后小马又设计了一个方案，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率________（选填“大于”“等于”或“小于”）装置的机械效率。
【解析】（1）甲装置的有用功：W有用＝Gh＝4N×0.1m＝0.4J；
总功：W总＝Fs＝1.6N×0.3m＝0.48J；
额外功：W额＝W总﹣W有用＝0.48J﹣0.4J＝0.08J；
根据W额＝G动h知，动滑轮的重力：G动＝＝＝0.8N；
装置甲的机械效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%；
（2）由表格数据可知，甲乙装置中，甲的拉力较大，动滑轮的个数较少，动滑轮重力小，额外功少，滑轮组的机械效率较高，故小马的说法正确；这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素有动滑轮的个数，尽可能的减小动滑轮的个数可以提高滑轮组的机械效率；
（3）由甲装置和丙装置可知，绳子的有效股数相同、动滑轮的个数相同、物体的重力相等，绳子的缠绕方式不同，两装置中，提升相同的物体上升相同的高度时所做的有用功相同，动滑轮的个数和摩擦力的大小相同所做的额外功相等，由η＝×100%可知两者的机械效率相同。
【答案】（1）0.8；83.3%；（2）小马；动滑轮的个数；尽可能的减小动滑轮的个数；（3）等于。
19．（2018?济宁）用如图所示的电路探究并联电路中的电流关系。
（1）闭合开关，发现L1亮，而L2不亮。小易认为L2不亮的原因是L2短路，你认为他的判断是________（填“正确”或“错误”）的。
（2）小易将电路中右侧的导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“﹣”接线柱上。其它都不动。这样连接的目的是测________的电流
（填“干路”或“L2”），请评价其可行性并说明理由：________；
（3）小易将实验数据记录在下表中。分析表中数据。可得出的结论是：________；
电流表的测量对象
电流表的示数I/A
L1所在的支路
0.30
L2所在的支路
0.20
干路
0.50
（4）根据上表信息，若灯泡L1的电阻大小为10Ω，则电路的总电阻为________Ω
【解析】（1）并联电路灯泡一个亮一个不亮，不亮的灯泡一定不是短路，若短路，两个灯泡会同时短路，都不发光，故障为灯泡L2断路，故他的判断错误；（2）当将电路中右侧的导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“﹣”接线柱上。其它都不动，这时电流表与灯泡L2串联，测量灯泡L2的电流，但这样做电流表的正负接线柱接反了，故不可行；（3）由表中数据知：I＝I1+I2，故可以得出：并联电路中干路电流等于各支路电流的和；（4）根据表格数据I1＝0.30A，R1＝10Ω，灯泡L1两端的电压：U1＝I1R1＝0.30A×10Ω＝3V，根据并联电路各支路电压相同，且等于电源电压知U＝U1＝3V，则电路的总电阻：R＝＝＝6Ω。
【答案】（1）错误；（2）L2；不可行，因为电流表的正负接线柱接反了；（3）并联电路中干路电流等于各支路电流的和；（4）6。
20．（2018?巴彦淖尔）某兴趣小组要探究电阻的大小与哪些因素有关。他们设计了如图甲所示的实验电路，电源电压不变，保持滑动变阻器滑片位置不变，分别将a、b、c、d四根电阻丝接入电路，得到表格所示的数据。
导体编号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流大小/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
（1）在MN间分别接入a、b电阻丝，探究的是电阻跟导体的________的关系。a电阻丝的阻值________b电阻丝的阻值（填“大于”、“等于”或“小于”）。
（2）要探究电阻与横截面积的关系，可选择________（填编号）进行实验。其结论是：其它因素相同时，导体横截面积越大，导体的电阻越________。
（3）某同学在MN间接入d电阻丝后，又在其两端并联一块电压表，这样测出了d电阻丝的电阻大小，其测量原理是________。画出实验电路图（电阻丝可看成定值电阻）。
（4）另一位同学不用电压表，在已知滑动变阻器最大阻值为R0的情况下，利用甲图电路测出d电阻丝的电阻大小，操作如下：
①在MN之间接入d电阻丝，闭合开关，将滑片P滑到最左端，读出电流表示数为I1；
②将滑片P滑到最右端，读出电流表示数为I2；
③d电阻丝的阻值表达式为Rd＝________（用I1、I2、R0表示）。
【解析】（1）a、b电阻丝的长度、横截面积相同，材料不同，故研究电阻与材料的关系；闭合开关，通过观察电流表的示数和灯泡的亮度来比较电阻丝电阻的大小；a中电流较大，说明电阻较小。即a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值；（2）要探究电阻与横截面积的关系，需要控制材料、长度相同，改变横截面积，bc两次实验符合要求；由图知b的横截面积大，电流大，说明电阻小，故其结论是：其它因素相同时，导体横截面积越大，导体的电阻越小。（3）根据R＝用伏安法测量出电阻，电路图如图所示：
（4）步骤如下；①将在MN之间接入d电阻丝，闭合开关，将滑片P滑到最左端，移动滑动变阻器使接入电阻为零，读出电流表示数为I1；②②将滑片P滑到最右端，滑动变阻器到最大阻值处，读出电流表示数为I2；计算方法：当滑动变阻器的电阻为零时，只有被测电阻Rd接入电路，测得电流为I1，电源电压为I1Rd，当滑动变阻器的电阻最大为R0时，R0与Rd串联，测得电路电流为I2，电源电压为I2（R0+Rd），所以根据电源电压不变：I1Rd＝I2（R0+Rd），解得：Rd＝。
【答案】（1）材料；小于；（2）bc；小；（3）R＝；见上图；（4）。
21．（2018?梧州）小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中，都设计了如图甲所示的电路。
（1）连接电路前，小明发现电压表指针如图乙所示，接下来他要对电压表进行的操作是________。
（2）小明根据图甲连接好电路，闭合开关后，发现电压表示数为零，若只有L1或L2中的一处发生故障，则故障可能是________（写出一种即可）。
（3）排除故障后，小明完成了实验，并把数据记录在下表中。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
分析实验数据得出两个实验结论：①串联电路两端的电压________各部分电路两端电压之和：
②串联电路中，各部分电路两端电压相等。
（4）实验结束后小明和小华互相交流，小华指出结论②是错误的，造成结论错误的原因是________，另外，小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是________。
（5）小明和小华还进行了深入交流，为了节省时间，利用原来的电路图，在测L2两端的电压时，电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并把接线改接到C接点上，这个方法________（选填“能”或“不能”）测出L2两端的电压，理由是________。
【解析】（1）由图知，连接电路前，在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上，则应对电压表进行调零，使指针指在零刻度线上；（2）由电路图知，两灯泡串联，电压表测灯泡L1两端的电压；闭合开关S后，电压表示数为零，且只有L1或L2中的一处发生故障；若灯L1、L2均不亮，说明电路发生断路，而电压表没有示数，说明电压表的两端不能与电源连通，则是L2断路；若L2亮、L1不亮，而电压表没有示数，则可能是灯L1短路；（3）由表中实验数据可知，串联电路的总电压等于各部分电路电压之和。（4）由实验数据可知，各部分电路两端电压相等，该结论是错误的，造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验；由实验数据可知，只测出了一组实验数据，实验次数太少，得出的实验结论具有偶然性和片面性，为得出普遍结论，应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验；（5）为了节省时间，利用原来的电路图，在测L2两端的电压时，电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并把接线改接到C接点上，这样做不能测出L2两端的电压，因为根据电路图分析可以看出，直接改接一端连线，会造成电压表的正负接线柱接反了；
【答案】（1）对电压表进行调零；（2）L2断路（或L1短路）；（3）等于；（4）选用相同规格的灯泡做实验；只测出了一组实验数据，实验次数太少，得出的实验结论具有偶然性和片面性；（5）不能；电压表的正负接线柱接反了。
22．（2018?湘潭）用图1所示的电路来“探究电流与电压的关系”。
（1）根据图1，将图中的器材连接成完整电路。（电源电压为3V，R1的规格为“20Ω1A”，R的阻值约为10Ω。）
次数
U/V
I/A
1
1.0
0.1
2
1.2
0.12
3
1.8
0.18
4
2.0
5
2.4
0.24
（2）连接好电路后，开关闭合前，应将滑片移至滑动变阻器的________（选填“a”或“b”）
端。闭合开关，缓慢移动滑片的位置，发现电压表有示数且始终为3V，电流表示数始终为零。可能是定值电阻R处发生了________（选填“断路”或“短路”）故障。
（3）排除故障后，改变滑片位置，记录数据，如表一所示。第4次实验时，电流表示数如图2所示，为________A。
（4）分析数据可得：当电阻不变时，电阻中的电流与它两端的电压成________。该电阻的阻值为________Ω。
（5）继续用图1电路来“探究电流与电阻的关系”。先用10Ω的定值电阻进行实验，移
动滑片，使电压表示数为2.0V，记录电流表的示数；保持滑片的位置不变，断开开关，用20Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻；闭合开关，发现电压表的示数________（选填“大于”或“小于”）2.0V，应将滑片向________（选填“a”或“b”）端移动，直至电压表示数为2.0V。
【解析】（1）变阻器按一上一下接入电路中与电阻串联，电源电压为3V，电压表选用小量程与灯并联，如下所示：
（2）连接好电路后，开关闭合前，应将滑片移至滑动变阻器的阻值最大处的b端；若电阻R短路，电压表示数为0，电路为通路，电流表有示数，不符合题意；若R断路，电流表没有示数，电压表串联在电路中测电源电压有示数，符合题意，故闭合开关，缓慢移动滑片的位置，发现电压表有示数且始终为3V，电流表示数始终为零。可能是定值电阻R处发生了断路故障。（3）排除故障后，改变滑片位置，记录数据，如表一所示。第4次实验时，电流表示数如图2所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.2A。
（4）由表中数据知，电压与电流之比为：＝＝＝10Ω，为一定值，故得出，当电阻不变时，电阻中的电流与它两端的电压成正比。该电阻的阻值为10Ω。（5）根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大，发现电压表的示数大于2.0V；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持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，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向b端移动，使电压表的示数为2V。
【答案】（1）如上；（2）b；断路；（3）0.2；（4）正比；10；（5）大于；b。
23．（2018?资阳）在“测量小灯泡的电阻”实验中，小明所用的实验原理图如图甲所示。已知小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请你按照图甲电路图，用笔画线代替导线完成图乙中实验电路的连接。
（2）小明将电路连接正确后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡刚好正常发光，此时电流表示数如图丙所示，则通过小灯泡的电流I＝________A，小灯泡的额定功率P＝________W。
（3）小明测得小灯泡正常发光时的阻值R＝________Ω（保留两位小数）。
【解析】（1）在“测量小灯泡的电阻”实验中电压表应并联在灯泡两端，小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选择0﹣3V量程，变阻器应与灯泡串联，实物连接如图所示：
（2）根据图丙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以灯泡正常发光时的电流为0.3A，则灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；（3）由欧姆定律可得灯泡正常发光的电阻：R＝＝≈8.33Ω。
【答案】（1）见上图；（2）0.3；0.75；（3）8.33。
24．（2018?鞍山）王同学想测量额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率，他使用了三节新干电池、“20Ω1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线，连接了如图甲所示的电路。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该滑动到最________（选填“左”或“右”）端，这样做的目的是________。
（2）他闭合开关后，又立即断开了开关，否则会损坏________（选填“灯泡”、“电流表”或“电压表”）
（3）他检查电路，发现一处连接错误，只改变了一根导线的连接就将电路修改正确，请你在错误的导线上打“×”，并补画上正确的连线。
（4）实验中，他调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数从1.5V变化到3V，画出了如图乙所示的图象，由于灯丝的电阻随温度的升高而可以判断图象的横坐标为________（选填“电压”或“电流”）。
（5）当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是________。
（6）取下小灯泡，将阻值为5Ω、10Ω、15Ω的三个定值电阻分别接入电路中原小灯泡位置，可利用该电路探究“电压一定时，电流与电阻的关系”。控制电压一定时，不可以选取的电压值是________
A.1.5V B.2V C.2.5V D.3V
【解析】（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该滑动到阻值最大处的最右端，这样做的目的是保护电路；（2）电源为三节新干电池串联，电源电压为4.5V；原电路中，电压表串联在电路中，电流表将灯短路，电路中几乎没有电流，电压表（量程为0﹣3V）测电源电压，故他闭合开关后，又立即断开了开关，否则会损坏电压表；（3）电流表应串联在电路中，电压表应与灯并联，改正后如下左图所示：
（4）实验中，他调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数从1.5V变化到3V，画出了如图乙所示的图象，由于灯丝的电阻随温度的升高，由U＝IR可知，灯泡电压的变化量大于电流的变化量，如上右图所示，所以可以判断图象的横坐标为电流；（5）当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，电流选用小量程，大小为0.28A，则小灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；（6）探究电流与电阻的关系，应控制电阻两端的电压一定（即电压表示数不变），设电压表示数为U′，根据串联电路电压的规律可知，变阻器的电压为一定值，由串联分压原理有：＝﹣①，①式中左边为一定值，当定值电阻最大时，变阻器的最大电阻连入电路中，即＝，解得最小电压为：U′≈1.93V，则不可以选取的电压值是1.5V，故选A。
【答案】（1）右；保护电路；（2）电压表；（3）如上图所示；（4）电流；（5）0.7W；（6）A。
25．（2018?怀化）探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验
如图甲和乙所示，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。
（1）在图甲中，通过两电热丝的电流________；该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的________关系。
（2）在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与通过导体的________关系。
（3）在该实验中，我们是通过观察U型管中液面的________来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。
（4）英国物用学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的________成正比，跟________成正比这个规律叫做焦耳定律，其表达式为________。
【解析】（1）在图甲中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同；故该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻的关系。（2）在图乙中，电阻和通电时间是相同的，而通过它们的电流不同，故探究导体产生的热量与通过导体的电流的关系。（3）电流通过电热丝产生热量的多少不能直接观察，电热丝产生的热量被容器内空气吸收，各个容器内空气的温度变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；（4）英国物用学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比这个规律叫做焦耳定律，其表达式为Q＝I2Rt。
【答案】（1）相等；电阻；（2）电流；（3）高度差；（4）电阻；通电时间；Q＝I2Rt。
26．（2018?绥化）在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，电源电压恒定，大、小铁钉各自完全相同，进行如图所示的甲、乙、丙三次实验。甲图中大铁钉的N极是________（选填“钉尖”或“钉帽”）。通过观察甲、乙两次实验现象，得出的结论是________；通过观察丙图实验现象得出的结论是________。将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验，断开开关后，发现的有趣的实验现象是________。
【解析】由图可知，甲图中铁钉的电流的方向是从左向右的，根据安培定则可知，钉帽端为N极；通过观察甲、乙两次实验可知，线圈的匝数相同，滑动变阻器接入电路的电阻不同，乙的电阻小，通过的电流大，乙中铁钉吸引的小铁钉个数多，故结论为：在线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强；由丙图可知，该电路为串联电路，电流相同，线圈匝数不同，匝数越多的吸引的小铁钉多，故结论为：在电流一定时，线圈的匝数越多，磁性越强；将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验，由于钢是永磁材料，被铁钉磁化后，断开开关，仍具有磁性，故小钢钉不会掉下来。
【答案】钉帽；在线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强；在电流一定时，线圈的匝数越多，磁性越强；小钢钉不会掉下来。
27．（2018?泰州）如图所示，导体AB棒放在处于蹄形磁体磁场中的水平金属轨道上。
（1）接通电源，这时会看到导体AB运动起来，这表明________有力的作用。
（2）保持磁场方向不变，改变导体AB中的电流方向，导体AB的运动方向________（不变/改变）。
（3）通电后导体AB运动的过程中，是把________能转化为________能的过程。
【解析】（1）接通电源，这时会看到导体AB运动起来，说明磁场对通电导体有力的作用；（2）通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，只要有一个因素改变，导体的受力方向就会改变；所以保持磁场方向不变，改变导体AB中的电流方向，导体AB的运动方向改变；（3）通电后导体AB运动的过程中，消耗了电能，得到了导体运动的机械能，即把电能转化为机械能。
【答案】（1）磁场对通电导体；（2）改变；（3）电；机械。
技巧二：拓展法
拓展法就是从给出的实验题干中，找出完成实验所合适的实验器材，使实验探究活动按照设定的要求顺利进行下去。此类考题可以很好的考查学生运用所学知识和实验设计能力，对学生答题提出了更高的要求。答题时，认真审题，剔除不需要的条件，达到实验要求即可。
【例题展示】
例题2（2018?兰州）探究“通电导体产生的热量Q与电阻R的关系”，他们选用了以下实验器材：两个完全相同的烧瓶，烧瓶内分别装有质量和初温相同的水和煤油，相同的温度计A和B、阻值分别为R1、R2的电阻丝（R1＜R2）还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、电流表、开关和导线，他们设计了如图所示的实验电路，进行如下实验：闭合开
关，通电一段时间后，记下温度计A的示数为t1，温度计B的示数为t2，发现t1＜t2，请根据以上叙述回答下列问题：
①实验中是通过观察________来反映电流产生热量的多少。
②请指出实验过程中存在的问题：________。
③实验改进后得出的结论是：________。
【解析】（1）实验中通过观察温度计示数的变化来比较电流产生的热量的多少；（2）实验中采用的是控制变量法，应控制烧瓶中的液体的种类是相同的；（3）实验改进后得出的结论是：电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关；电阻越大，产生热量越多。
【答案】（1）温度计示数的变化；（2）没有控制烧瓶中的液体的种类是相同的；（3）电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关；电阻越大，产生热量越多。
【跟踪训练】
1．（2018?益阳）如图1，测平均速度时，测得小车从斜面的顶端A处由静止开始滑到B处所用时间为t，小车长为S1，斜面长为S2。
（1）小车从A到B的平均速度的数学表达式为v＝________（用题中字母来表示）；
（2）若小车还没放开之前就已开始计时，则测得的平均速度跟真实值相比偏________；
（3）图2中能够准确反应小车运动情况的是________。
【解析】（1）由图知，小车从A到B的路程为s＝s2﹣s1，小车从A到B的平均速度：v＝＝；（2）若小车还没放开之前就已开始计时，计时早了，测得的时间偏大，根据v＝知，测得的平均速度偏小；（3）小车下滑过程做加速运动；A、由图知，在s﹣t图象上，s不随时间t的变化而变化，则物体处于静止状态，故A不符合题意；B、由图知，路程s与时间t成正比，则物体做匀速直线运动，故B不符合题意；C、由图知，相同时间内通过的路程逐渐增加，即变大，说明物体做加速运动，故C符合题意；D、由图知，在v﹣t图象上，速度v不发生变化，则物体做匀速直线运动，故D不符合题意。故选C。
【答案】（1）；（2）小；（3）C。
2．（2018?绥化）小梦同学发现用黑板擦擦黑板时会出现较多的灰尘，于是改成用湿抹布擦黑板，擦完后发现黑板很快变干了。她思考：液体蒸发快慢与哪些因素有关呢？接下来她利用湿巾做了如下几个小实验。
（1）取出两张相同的湿巾，一张展开、另一张折叠后平放在桌子上，过一段时间比较两张湿巾的干湿程度。她这样做的目的是为了探究液体蒸发快慢与________的关系。
（2）她再取出两张相同的湿巾，一张平放在窗口通风处，一张平放在窗口风吹不到的地方，过一段时间比较两张湿巾的干湿程度。她这样做的目的是为了探究液体蒸发快慢与________的关系。
（3）她又取出两张相同的湿巾，将其中一张湿巾展开放在阴凉处，另一张湿巾展开放在阳光下，过一段时间比较两张湿巾的干湿程度。她这样做的目的是为了探究液体蒸发快慢与________的关系。
（4）小梦在取出湿巾时闻到了湿巾发出的淡淡清香，说明了________。
【解析】（1）由题意可知，取出两张相同的湿巾，一张展开、另一张折叠后平放在桌子上，过一段时间比较两张湿巾的干湿程度，展开和折叠后的湿巾液体的表面积不同，所以这是为了探究液体蒸发快慢与液体的表面积的关系。（2）影响蒸发快慢的因素有液体温度、表面积和液体表面上方的空气流动速度，取出两张相同的湿巾，一张平放在窗口通风处，一张平放在窗口风吹不到的地方，液体表面的空气流动速度不同，过一段时间比较两张湿巾的干湿程度，所以她这样做的目的是为了探究液体蒸发快慢与液体表面的空气流动的关系。（3）两张相同的湿巾，将其中一张湿巾展开放在阴凉处，另一张湿巾展开放在阳光下，湿巾展开放在阴凉处和放在阳光下液体的温度不同，因此。她这样做的目的是为了探究液体蒸发快慢与液体温度的关系。（4）小梦在取出湿巾时闻到了湿巾发出的淡淡清香，说明了分子在不停的作无规则运动。
【答案】（1）液体的表面积；（2）液体表面的空气流动；（3）液体温度；（4）分子在不停的作无规则运动。
3．（2018?莱芜）利用如图所示装置，用酒精灯对盖有纸板（带有小孔）的烧杯加热，每隔一段时间记录一次温度，进行“观察水的沸腾”实验。
（1）本实验装置的安装过程中，调整放置石棉网的铁圈位置和调整悬挂温度计的铁杆位置都很重要，在组装该实验装置时，应先调整固定________（选填“铁圈”或“铁杆”）的位置；
（2）为了顺利完成实验，除图中所示的器材之外，还需要补充的测量工具是________；
（3）实验时，老师要求向烧杯中倒入热水而不是冷水，这样做的好处是________；
（4）水沸腾时，大量气泡不断上升到水面破裂，其中气泡中的“气”指的是________（选填“水蒸气”或“空气”），气泡在不断上升的过程中，气泡中的气体压强________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【解析】（1）实验中需要用酒精灯的外焰加热，应从下向上固定实验器材的位置，所以应先确定铁圆的高度；
（2）在实验中需要测量记录时间，因此还需要补充秒表（或钟表）；
（3）水沸腾实验中，向烧杯中倒入热水而不用冷水，这种做法的好处是缩短加热时间；
（4）水沸腾时，产生大量的气泡，里面有大量的水蒸气，因此气泡中的“气”是指水蒸气；沸腾时，气泡上升时，所处的位置变浅，故气泡内部的压强减小。
【答案】（1）铁圈；（2）秒表（或钟表）；（3）缩短加热时间；（4）水蒸气；变小。
4．（2018?莱芜）小华同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时，将玻璃板竖直放在水平桌面上，再取两段完全相同的蜡烛A和B，在玻璃板前放置点燃的蜡烛A，然后在玻璃板后放置未点燃的蜡烛B，并移动蜡烛B直到和蜡烛A的像完全重合，如图所示。在此实验中：
（1）在移动蜡烛B时，眼睛应在玻璃板放有蜡烛A的一侧，观察到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这说明了________；
（2）在实验的过程中，小华仔细观察，发现蜡烛A的像有重影，产生这一现象的原因是________；
（3）若蜡烛A远离玻璃板，则它的像的大小________（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）实验中当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合后，移去蜡烛B，取一个光屏放在蜡烛B所在的位置，发现光屏上没有蜡烛A的像，这说明了平面镜所成的像是________（选填“实”或“虚”）像。此时，小华将玻璃板移去，在玻璃板位置放置一个焦距为10cm的凸透镜，发现光屏上恰好呈现清晰的倒立、等大的蜡烛像，则蜡烛A到凸透镜位置的距离是________cm。
【解析】（1）完全相同的未点燃的蜡烛B与点燃的蜡烛A的像完全重合，这说明平面镜所成的像与物体的大小相等；（2）玻璃板有一定的厚度，且有两个反射面，因为玻璃板的两个表面同时发生反射，两个反射面各成一个像，所以成两个像，即重影；（3）平面镜成像的特点是物像等大，将蜡烛远离玻璃板，像的大小不变；（4）因为光屏只能接收实像，不能接收虚像，所以移去蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，光屏不能接收到蜡烛A的像，从而说明平面镜成的像是虚像；将玻璃板移去，在玻璃板位置放一焦距为10cm的凸透镜，此时物体成一个等大的实像，根据凸透镜成像的规律可知，此时的物距等于二倍焦距，即蜡烛A到凸透镜的距离u＝2f＝20cm。
【答案】（1）像与物体大小相等； （2）玻璃板两个表面都成像；（3）不变； （4）虚； 20。
5．（2018?绥化）如图所示为小斌同学“探究光的反射规律”的实验装置。把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。
（1）如果纸板没有与平面镜垂直放置，当光贴着纸板E入射时，在纸板F上________（选填“能”或“不能”）看到反射光线；
（2）小斌想要探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，接下来的操作是________；
（3）他让一束光线沿着BO方向入射，发现反射光线沿着OA方向射出，说明光在反射时光路是________的。
（4）对于每一条确定的入射光线而言，________光线是唯一的。
【解析】（1）法线在纸板上，法线与镜面垂直，入射光线、法线、反射光线在同一平面内，如果纸板与平面镜不垂直，则镜面的法线不在纸板上，入射光沿纸板照射后，反射光线不在纸板上，则我们在纸板上看不到反射光线；（2）以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转，在F纸板上不能观察到反射光线，此时反射光线存在，只有在E，F板在同一平面上时，才能观察到反射光线。则证明了反射光线、法线、入射光线在同一平面内；（3）将一束光贴着纸板F沿BO射到O点，反射光线将沿图中的OA方向射出，这说明光路是可逆的；（4）每一条确定的入射光线，有唯一的反射光线。
【答案】（1）不能；（2）以法线ON为轴线，把纸板F向后缓慢旋转；（3）可逆；（4）反射。
6．（2018?鞍山）在“探究凸透镜成像规律”的实验中
（1）实验用光具座的长度为1m，如果有焦距为10cm、25cm的两块凸透镜，应该选择焦距为________cm的凸透镜完成实验。
（2）实验前应点燃蜡烛，观察烛焰、凸透镜和光屏的中心是否在同一高度上，这样做的目的是________。
（3）当蜡烛、凸透镜和光屏的相对位置如图甲所示时，光屏上出现清晰的像，则像是倒立、________的实像。
（4）实验中，不但虚像可以用肉眼直接看到，实像也可以用肉眼直接看到。如图乙所示
在（3）的基础上，拿掉光屏，用肉眼在________（选填“A“、“B”或“C”）位置沿图示方向能看到这个实像。
（5）在（3）的基础上，当光屏略微向右移动时，光屏上的像将会模糊，如果蜡烛与凸透镜不动，那么，在凸透镜前放置________（选填“凸”或“凹”）透镜，才可能在光屏上得到清晰的像，这其实就是________（选填“近视眼”或“远视眼”）的矫正原理。
【解析】（1）光具座的长度是1m，根据凸透镜实验的光具座至少为凸透镜焦距的4倍，所以凸透镜选择10cm；（2）把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在桌面上，点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上，这样做的目的是使像能成在光屏的中央；（3）由图可知，此时的物距大于像距，成倒立、缩小的实像；（4）凸透镜成实像时，像与物体在蜡烛的两侧，此时应在蜡烛的异侧透过凸透镜观察实像，故应在C处；（5）当光屏略微向右移动时，要在光屏上得到清晰的像，此时像距变大，那么应在凸透镜前放置对光线起发散作用的凹透镜；凹透镜可以矫正近视眼。
【答案】（1）10；（2）使像能够成在光屏的中央；（3）缩小；（4）C；（5）凹；近视眼。
7．（2018?恩施州）在实验课上，老师要求小明用一只量筒、一枚大头针和水，测量一个小木块的密度。下面是小明的有关实验步骤，请你帮他补充完整。
（1）在量筒内倒入适量的水，量筒的示数为V1。
（2）将小木块放入量筒中（木块漂浮），此时量筒的示数为V2。
（3）________。（补充步骤）
（4）计算得出木块的密度ρ木＝________（写出最简表达式）。
【解析】补充完整。（1）在量筒内倒入适量的水，量筒的示数为V1。（2）将小木块放入量筒中（木块漂浮），此时量筒的示数为V2。（3）用大头针将木块压入水中，读出体积V3。（4）表达式：木块受到的浮力F浮＝ρ水g（V2﹣V1），木块的重力G木＝ρ木块（V3﹣V1）g，由于木块漂浮，它受到的浮力等于重力，即：F浮＝ρ水g（V2﹣V1）＝G木＝ρ木块（V3﹣V1）g，所以木块的密度ρ木块＝×ρ水。
【答案】（3）用大头针将木块压入水中，读出体积V3；（4）×ρ水。
8．（2018?天津）某校同学参加社会实践活动时，在山上发现一块很大的岩石，他们想测出这块岩石的密度。几位同学随身携带的工具和器材有：电子天平（附说明书）、购物用的弹簧秤、卷尺、喝水用的茶缸、铁锤、细线和一瓶饮用水（已知水的密度为ρ0）请你从中选用部分工具和器材，帮他们设计一种精确测量岩石密度的实验方案要求
（1）写出主要的实验步骤
（2）写出岩石密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）
【解析】（1）测物体密度所依据的实验原理是ρ＝，所以要测出岩石的密度，就需要知道岩石的质量和岩石的体积，故设计实验步骤如下：①用铁锤敲击岩石，取下适当体积的小岩石块；②用电子天平称出小岩石块的质量，记为m0；③在茶缸中倒入适量水，称出茶缸和水的总质量，记为m1；④用细线系好小岩石块，提着细线的一端，将小岩石块浸没在水中保持静止（小岩石块不与茶缸接触），读出此时天平的示数，记为m2；（2）小岩石块浸没在水中，V＝V排，排开水的质量m排＝m2﹣m1，则其排开水的重力为G排＝（m2﹣m1）g，根据阿基米德原理可知，F浮＝G排＝（m2﹣m1）g，又因为F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV，故V＝＝，所以岩石的密度表达式ρ＝＝＝?ρ0。
【答案】（1）主要的实验步骤见解答；（2）岩石密度的数学表达式为ρ＝?ρ0。
9．（2018?宁波）在“观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动”活动中，小车在相同斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑到达底端在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离，分别停在如图所示位置。
（1）小车在相同斜面顶端由静止释放，是为了使小车到达水平面时的________相同。
（2）小车所受阻力越小，运动距离越远。如果运动的物体在________的理想情况下，它将保持原
来的速度一直运动下去。300多年前，伽利略曾采用类似的方法得出相同的推论。
（3）实验中，小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1________P2．（填“＞”、“＝”或“＜“）
【解析】（1）实验中，每次都让小车从同一个斜面的相同位置由静止开始滑下，是为了使小车到达斜面底端时具有相同的速度，这是控制变量法的要求。（2）由实验现象可知，图中小车在不同材料表面滑行时，水平面粗糙程度越小，小车受到的阻力越小，小车运动的越远。在此实验的基础上进行合理的推理，可以得到：运动物体不受任何阻力的理想情况下，它将保持匀速直线运动。（3）因小车达到水平面时初速度相同，小车的动能相同，最终速度为0，小车的动能全部转化为内能，大小等于克服阻力做的功，故小车在棉布、木板表面上克服阻力做功相等，即W1＝W2；但在木板表面滑行时间长，根据P＝知木板表面功率小，木板表面功率大，即则P1＞P2。
【答案】（1）速度；（2）不受任何阻力；（3）＞。
10．（2018?宿迁）如图所示，在“探究二力平衡的条件”实验中，
（1）实验中定滑轮的作用是________；
（2）选择轻质卡片的目的是________；
（3）用手将卡片转过一个角度，使卡片受到的大小相等、方向相反的两个拉力不在同一条直线上，然后由静止释放卡片，根据________（选填字母）状态，能够说明这两个拉力不是一对平衡力。
A．松手前卡片静止 B．松手瞬间卡片旋转 C．松手后卡片达到静止
【解析】（1）实验中定滑轮的作用是改变力的方向；（2）卡片的重力相对于钩码大不大，因为卡片的重力远小于钩码的拉力，所以卡片的重力可忽略不计，影响不大。故选择轻质卡片的目的是消除或忽略卡片重力对实验的影响。（3）该同学把卡片转过一个角度，则小卡片受到的两个力就不在同一直线上，因为小卡片此时不能保持平衡，然后由静止释放卡片，松手瞬间卡片旋转所以说明了不在同一直线上的两个力不能平衡，故选B；
【答案】（1）改变力的方向；（2）消除或忽略卡片重力对实验的影响；（3）B
11．（2018?湘西州）如图，一个长方体小木块平放在水平桌面上，要测出它对桌面的压强，老师提供的器材有：直尺、天平、量筒。请你选择实验器材，完成下列实验步骤。
（l）测出小木块与桌面的接触面积：用________测量小木块的长和宽，再计算出它的底面积S；
（2）用________测量小木块的质量m；
（3）根据上面的测量结果，写出计算小木块对桌面压强的表达式：________。
【解析】（1）用直尺测出小木块的长和宽，再计算出它的底面积S；（2）小木块的质量m应该用天平测量；（3）小木块对桌面压力：F＝G＝mg，故小木块对桌面压强：p＝＝＝。
【答案】（1）直尺；（2）天平；（3）p＝。
12．（2018?沈阳）为研究液体内部压强恃点，如图甲所示，小华将透明塑料瓶底部剪去，蒙上橡皮膜并扎紧。
（1）将瓶压入水中，橡皮膜向内凹，如乙图所示，说明水对橡皮膜有压强：将瓶向下压，橡皮膜内凹的程度变大，说明液体内部压强与液体的________有关；
（2）接着将某液体缓慢倒入瓶中，当内外液面相平时，橡皮膜仍向内凹，如丙图所示，说明倒入液体的密度________（选填“大于“、“等于”或“小于”）水的密度。
（3）将甲图中装置倒置，然后在瓶口紧密连接一根无色通明胶管，并灌注红墨水，如丁图所示。使胶管内液面高于橡皮膜，将塑料瓶橡皮膜的一端朝各个方向放置，橡皮膜都向外凸，说明液体内部向各个方向都有________。
（4）使装置保持丁图所示位置不变，在橡皮膜上戳个洞，会有部分液体从洞口流出，最后稳定时，塑料瓶和胶管里的液面相平，此时塑料瓶与胶管构成一个________。
【解析】（1）将瓶向下压，深度越深，压强越大，橡皮膜内凹的程度越大说明液体的压强随深度的增加而增加；（2）根据p＝ρgh知，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大；液体压强的大小通过橡皮膜的凹陷程度表现出来，当塑料瓶内外液面相平时，橡皮膜向内凹，说明向上的水的压强大，故倒入液体的密度小于水的密度；（3）液体压强的大小通过橡皮膜的凹陷程度表现出来的，所以将塑料瓶橡皮膜的一端朝各个方向放置，橡皮膜都向外凸，说明液体内部向各个方向都有压强；（4）使装置保持丁图所示位置不变，在橡皮膜上戳个洞，这样塑料瓶与胶管构成上端开口、下端连通的一个连通器，连通器里装同种液体在不流动时液面相平。
【答案】（1）深度；（2）小于；（3）压强；（4）连通器。
13．（2018?大连）小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时，他猜想浮力的大小可能与液体的密度、物体的体积、物体排开液体的体积有关。所用的实验器材有：底面积相同而体积不同的圆柱状铝块（带有挂钩）若干、烧杯、盐水、水、酒精、量程足够大的弹簧测力计和细线。已知ρ盐水＞ρ水＞ρ酒精。
（1）在探究“浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关”时，他选择了一个铝块做实验，铝块的体积大一些好还是小一些好？________。
（2）设计出探究“浮力的大小与液体的密度是否有关”的记录实验数据的表格，表中要有必要的信息。表中涉及到的物理量只用字母表示即可。
（3）在探究“浮力的大小与物体的体积是否有关”时，小明选用三个体积不同的铝块、烧杯、水和弹簧测力计，用如图的方式进行实验。先用弹簧测力计测出一个铝块的重力，然后把这个铝块浸没在水中，读出弹簧测力计的示数。再用其他两个铝块重复上述实验。分析数据得出了结论。
①该实验方案的不合理之处是：________。
②在原有实验器材的基础上，增加一个记号笔，写出改正不合理之处的做法：________________________。
【解析】（1）在探究“浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关”时，应选择体积较大的铝块，因为体积越大，能变化的体积越大浮力变化越大，使用效果越明显；（2）因为浮力与液体密度、排开液体的体积有关，所以要探究浮力大小与液体的密度是否有关，应控制排开液体的体积相同，改变液体的密度，利用弹簧测力计分别测出铝块在空气中和浸没在液体中弹簧测力计示数，根据称量法分别计算铁块受到的浮力，即F浮＝G物﹣F示．由此设计表格如下：
实验次数
V总
V排
液体种类
ρ液
G物/N
F示/N
F浮/N
1
相同
相同
酒精
小
2
水
中
3
盐水
大
（3）①浮力与液体密度、排开液体的体积有关，要探究浮力与物体的体积的关系，根据控制变量法，需要控制液体密度、排开液体的体积相同，改变物体的体积，测量浮力，故小明实验中只控制了液体密度相同，没有控制物体排开液体的体积相同；②将三个铝块放在水平桌面上，用记号笔在铝块相同高度处做标记；每次将铝块浸入水中时，都使铝块的标记处与水面相平。
【答案】（1）大一些好；（2）见上表；（3）①没有控制物体排开液体的体积相同；②将三个铝块放在水平桌面上，用记号笔在铝块相同高度处做标记；每次将铝块浸入水中时，都使铝块的标记处与水面相平。
14．（2018?广元）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过________来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用________（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和________两种物理思想方法。
【解析】（1）实验中弹性势能的大小时通过物体M被弹出的距离来间接的反应，这用到了转换法；
（2）探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同（即相同的弹簧），改变弹簧长度变化量，即AP间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据；
（3）通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法。
【答案】（1）物体M被弹出的距离；（2）相同；AP；（3）控制变量法。
15．（2018?娄底）某学习小组在探讨影响导体电阻大小因素时，找资料发现在导体材料和粗细相同时，其电阻与长度成正比，即可以用下述表达式表示：R′＝Kx，其中K为比例常数，x为导体的长度，于是他们用下面的器材：电压恒定的电源、开关、粗细均匀镍铬合金丝、电压表等及图示电路来探究此问题，图中AB为镍铬合金丝，P为活动端，图2为实物连线图。
（1）他们的实验方法是控制了________不变。
（2）调节镍铬合金丝上的滑动片，电压表的示数________（填“能”或“不能”）反映导体AP间电阻的变化，理由________。
（3）要完成此实验，除了记录电压表示数外，还需要的测量器材是________。
【解析】（1）由图可知，在实验中，导体的材料和横截面积是不变的，改变的是导体的长度；（2）由图可知，电压表并联在了电阻AP的两端，测量的是电阻AP两端的电压，调节镍铬合金丝上的滑动片，电路的总电阻不变，电流不变，电阻改变，根据U＝IR可知，电压表的示数也会改变，电阻越大，电压表示数越大；（3）实验中为了精确测量电阻的大小与长度的关系，应需要测量电阻丝的长度，故还需要的器材是刻度尺。
【答案】（1）材料和横截面积；（2）能；电阻越大，分担的电压越大；（3）刻度尺。
16．（2018?广元）如图甲，是张勇实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压恒为6V．电压表、电流表无损坏，有阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω定值电阻5个。
（1）根据图甲，用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图。
（2）实验过程中，需要改变定值电阻，观察电流的变化，为了科学地得出实验结论，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察________（选填序号）。
A．变阻器滑片 B．电压表 C．电流表 D．电源
（3）某次实验，更换电阻R，合上开关后，电压表示数为0，电流表示数正常，其原因可能是________。
（4）在老师的引导下，他们将5次实验数据描绘在图丙中。图中阴影部分“面积”表示的物理量是________（选填序号）。
A．电流B．电压C．电阻D．电功率
（5）实验中，他们选择下列哪个滑动变阻器最合适________（选填序号）。
A．10Ω 0.5A B．50Ω 0.5A C．50Ω 1A D．200Ω 1A
（6）请你用平滑曲线将图丙中5个点连接起来，观察图象你可以得出实验结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻________。
【解析】（1）将滑动变阻器一上一下串联接入电路，根据甲图知，滑动变阻器接右下接线柱，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表与定值电阻并联如下图所示：
（2）探究电压一定时，电流与电阻的关系时，在不断的改变定值电阻的同时，必须不断的移动滑动变阻器，使得电压表的示数是一个定值，故在移动滑片的同时，眼睛观察电压表的示数，故B正确；故选B；（3）更换电阻R，合上开关后，电流表示数正常，说明电路是通路，不是断路，电压表示数为零，说明电阻短路；（4）阴影部分为横、纵坐标的乘积，即阴影部分的面积为：S＝U＝IR＝0.4A×10Ω＝4V，故B正确；故选B；
（5）由图丙可知，实验中的最小电流I＝0.1A，电压表的示数UR＝4V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压：U滑＝U﹣UR＝6V﹣4V＝2V，由I＝可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：R滑＝＝＝20Ω，由图丙知，电流的最大为0.8A，所以，滑动变阻器的规格为C；（6）将图丙中5个点连接起来，如图所示：
根据图象得出的结论是：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
【答案】（1）见上图；（2）B；（3）电阻短路；（4）B；（5）C；（6）见上图；成反比。
17．（2018?荆门）现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻R1阻值的实验中：
（1）请你按图甲所示的电路图，以笔画划线代替导线，将图乙中的电路连接完整。
（2）实验前为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于________端（选填“A”或“B“）；
（3）闭合开关，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是________（填符号）
A．滑动变阻器断路 B．R1断路 C．R1短路
（4）排除故障后，当电压表示数为2.7V时，电流表示数如图丙所示，则通过R1的电流大小为________。它的阻值是________Ω。
（5）本实验要多次测量取平均值，是为了________。
【解析】（1）滑动变阻器下面的接线柱已经选择，上面选择哪一个都行，如下图；
；
（2）实验前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，结合实物图可知，滑片应滑到B端；（3）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电流表无示数，说明电路有地方发生断路；电压表有示数，说明电阻R1断路；故B 正确。（4）电流表量程为0～0.6A，指针指在0.3A，故电流为0.3A，则定值电阻的阻值：R1＝＝＝9Ω；（5）本实验要多次测量取平均值，是为了减小误差。
【答案】（1）如上图所示；（2）B；（3）B；（4）0.3A；9；（5）减小误差。
18．（2018?莱芜）小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡L（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω1A”的滑动变阻器R1和“50Ω0.5A”的滑动变阻器R2各一个，导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整；
（2）为了顺利完成实验，小华应选用规格为________（选填“R1”或“R2”）的滑动变阻器；
（3）连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是________；
（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U﹣I图象如图乙所示，小灯泡的额定功率为________W．分析乙中图象发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是________；
（5）小华打算增加一个阻值为15Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是________。
A．两种方案都能 B．两种方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能 D．丙方案不能，丁方案能
【解析】（1）灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，灯丝电阻约为10Ω
由欧姆定律，灯泡正常发光时电路中电流约为：I═＝＝0.25A，所以电流表要选用小量程与灯串联，如下所示：
（2）灯泡正常发光时电路中电流的为0.25A，根据串联电路电流的特点，电路中电流处处相等，变阻器应分去的电压：U变＝6V﹣2.5V＝3.5V，由欧姆定律，变阻器的阻值至少为：R变═＝＝14Ω＞10Ω，所以应选择滑动变阻器的规格为“50Ω 0.5A”；（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，说明电路为通路，发现小灯泡始终不发光，电压表无示数，若电路只有一处故障，故障原因是灯泡（或电压表）短路了；（4）由图象可知，灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；灯泡电阻是变化的，原因是受温度的影响；（5）图丙中，无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率；图丁中，R0、小灯泡、变阻器三者串联，S接a时，电压表测定值电阻的电压，当开关接b时测量灯和定值电阻的总电压，不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V，所以此方案不能测出小灯的额定电功率，故选B。
【答案】（1）如上图所示；（2）R2；（3）灯泡（或电压表）短路 （4）0.625； 小灯泡的电阻受温度的影响；（5）B。
技巧三：补充纠错法
部分考题在要求考生设计实验内容时，补充一些不完整的内容或步骤，有的还要找出题干中错误或者多余部分。此类题要求考生具有较高实验设计能力，只要对在平时学习时，注重基础知识的积累，一般都可以解答。
【例题展示】
例题3（2018?河池）小珍在“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源（电压不变）、滑动变阻器、开关、单刀双掷开关、电压表、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后，设计了如图甲所示的实验电路。
（1）该实验的原理是________。
（2）小珍连接电路时，开关处于________状态：闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的最________（选填“左”或“右”）端。
（3）闭合开关S，将S1拨到触点________（选填“a”或“b”），移动滑片P，使电压表的示数为________V。
（4）在确保整个电路安全情况下，保持滑片P位置不变，将开关S1拨到另一触点，此时电压表的示数如图乙所示，其数值为________V；通过计算可知小灯泡的额定功率是________W。
【解析】（1）测量小灯泡额定功率的实验原理是P＝UI。（2）为了保护电路，小珍连接电路时，开关应处于断开状态；由图甲知，闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的最大阻值处即右端。（3）为测量小灯泡额定功率，闭合开关S，应将S1拨到触点a，此时电压表测灯泡两端电压，移动滑片P，使电压表的示数为2.5V，此时灯泡正常发光；（4）在确保整个电路安全情况下，保持滑片P位置不变，将开关S1拨到另一触点，即触点b，此时电压表测灯泡与定值电阻R0的总电压，电压表示数应大于2.5V，所以，由图乙知，电压表应使用0﹣15V量程，分度值0.5V，其示数为6.5V，由串联电路特点和欧姆定律可得灯泡正常发光的电流：IL＝I0＝＝＝＝0.4A，则小灯泡的额定功率：PL＝ULIL＝2.5V×0.4A＝1W。
【答案】（1）P＝UI；（2）断开；右；（3）a；2.5；（4）6.5；1。
【跟踪训练】
1．（2018?十堰）小天在“探究水沸腾时温度变化的特点“实验过程中，实验的实验装置如图甲所示。
（1）在图甲实验装置中，存在的错误是________；
（2）图乙是小天三次观察温度计读数时眼睛的位置，其中正确的是________（选填填“1”、“2”或“3”）
（3）改正错误后，继续进行实验，小天发现水在沸腾过程中，产生的气泡体积在上升过程中________（选填“变大”、“变小”或“不变”），温度计示数保持不变，但需要酒精灯持续加热，这说明液体在沸腾过程中要________；
（4）实验过程中，小天将实验数据填入下表中，得出结论：水的沸点为________，由数据可知，烧杯内大气压________（选填“大于”、“小于”或“等于”）一个标准大气压。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
【解析】（1）观察甲图可知，图中有的错误是温度计玻璃泡碰到了烧杯壁；
（2）图乙是小天三次观察温度计读数时眼睛的位置，其中正确的是视线与刻度相平的2；
（3）水沸腾时，整个容器内水温相同，气泡上升过程中，不断有水变为水蒸气进入气泡，产生的气泡体积在上升过程中变大；实验时，沸腾后温度计示数不再变化，但需要酒精灯持续加热，这说明液体在沸腾过程中要吸热；
（4）根据水沸腾的特点：继续吸热，温度不变，可知水的沸点为98℃，液体的沸点随气压的降低而降低，由此可知此时实验室内的气压小于一个标准大气压。
【答案】（1）温度计玻璃泡碰到了烧杯壁；（2）2；（3）变大；吸热；（4）98℃；小于。
2．（2018?江西）智能手机进入平常百姓家，很多人对它爱不释手。瑞瑞同学学习了物理知识后，对手机的一些功能进行了科学探究。
（一）拍照功能
【提出问题】如图1所示，同一位置，拍同一地点，为什么会变大呢？
【猜想与假设】手机的镜头可能是一个焦距可以改变的凸透镜。
【设计实验】瑞瑞同学设计制作了一个焦距可以改变的凸透镜。
【设计实验】瑞瑞同学设计制作了一个水透镜，探究实验装置如图2所示。
【进行实验与收集证据】
（1）保证蜡烛和水透镜的位置不动，利用注射器注入或吸出水的多少，改变水透镜的厚薄，从而改变水透镜焦距；
（2）测出水透镜焦距的大小，并移动光屏，得到清晰的像后，将观察到的现象与数据记录在下表：
凸透镜
焦距f＝14cm
焦距f＝16cm
实验序号
1
2
3
4
5
6
物距u/cm
30
40
60
30
40
60
像距v/cm
26
22
18
34
27
22
像的正倒
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
像的大小
缩小
缩小
缩小
缩小
缩小
实像的大小
由大变小
由大变小
【分析与论证】
通过对实验序号2与5、3与6的数据分析，得出初步结论：在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像的像距________，像距与物距的比值越大，所成实像的大小________（选填“越大”、“越小”或“不变”）
【评估】
（1）请你补充实验序号4中漏填的实验记录：________；
（2）在成实像的情况下，焦距不同的凸透镜，成像的共同特点都是________（选填“倒立”或“缩小”或“不变”）
（二）无线充电
如图3所示，是一个手机无线充电装置。该装置是利用了________的原理对手机进行充电的。
（三）微信运动
利用微信运动软件，可以记录每天行走的步数。假如瑞瑞同学每天行走1万步，其平均步长为50cm，由此可知瑞瑞同学每天大约行走________km。
（四）振动模式
振动可以发声，某些手机的振动模式，是因为其内部有个微型电动机会带动转轴上的叶片振动，如图4所示，能实现振动功能的叶片可能是哪一种：________。
【解析】（一）拍照功能
【分析与论证】由2与5、3与6的数据分析，得出初步结论：在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像的像距越大，像距与物距的比值越大，所成实像的大小越大；
【评估】（1）第4次实验中，凸透镜焦距f＝16cm，物距u＝30cm，此时f＜u＜2f，成倒立、放大的实像；
（2）由表中记录数据和现象可知，物距大于一倍焦距都成实像，有放大也有缩小的，但都是倒立的；
（二）无线充电
送电线圈中通电产生磁场，受电线圈通过磁场获得传送的能量，充电过程利用的电磁感应原理；
（三）微信运动
瑞瑞同学每天行走1万步，其平均步长为50m，由此可知瑞瑞同学每天大约行走路程s＝0.5m/步×10000步＝5000m＝5km；
（四）振动模式
叶片对称分布时，转动后转轴是不会振动的。而当其非对称分布时，叶片转动起来后，由于惯性总要向其运动的切线方向飞出，使转轴不断改变位置从而发生振动，并带动手机整体振动。
四个答案中，只有B是不平衡的，电机带动它高速转动时，才会产生振动。
【答案】（一）越大；越大；（1）放大；（2）倒立；（二）电磁感应；（三）5；（四）B。
3．（2018?锦州）小亮在实验室用天平和量筒测量一石块的密度。
（

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