题目内容

12．弹簧具有弹力（通常所说的弹性）．针对弹簧弹力的大小同哪些因素有关的问题，小于同学进行了以下的探究实验．他的思路如下：将弹簧压缩后在弹簧前放一物块，然后放手物块被弹出，从物块被弹出距离的多少来判断弹簧弹力的大小．
【提出假设】
A：弹簧弹力的大小与弹簧的材料有关
B：弹簧弹力的大小与弹簧的粗细有关
…
【验证实验】取长度均为20厘米，材料和粗细各不相同，而其他条件均相同的弹簧各几根进行对比实验．例如图所示，将其左端固定在0位置，右端用物块向左压缩至A位置（12厘米）处，即得弹簧被压缩的长度为8厘米，放手后物块沿水平面滑行到B位置停止，则AB之间的距离就是物块被推的距离．
【收集证据】实验记录见下表格（注：粗细只取用两种型号）．
实验组次弹簧材料弹簧粗细弹簧被压缩的长度物块被推距离
①碳素粗8厘米25厘米
②铬钒粗8厘米22厘米
③硅锰粗8厘米27厘米
④碳素细10厘米24厘米
⑤铬钒细10厘米18厘米
请你帮助小于同学对实验数据进行分析：
（1）根据上图示所显示的物块被推距离，该组实验应该是实验组次①的实验结果．（选填“①”、“②”、“③”、“④”或“⑤”）
（2）根据表格中①②③三组实验数据，说明在粗细和压缩长度相同，材料不同的情况下，弹簧的弹力不同．
（3）根据表格中的实验数据，你认为小于能否验证假设B？不能，因为无法控制弹簧被压缩的长度相同．

分析 （1）分析图中物体被推动的距离及弹簧被压缩的长度与表格中数据对照得出结论；
（2）分析①②③三种情况，弹簧的粗细、压缩长度相同，材料不同，可得弹力与材料的关系；
（3）要想验证弹力与弹簧粗细的关系，需使材料及被压缩的长度相同，据此分析即可．

解答 解：（1）由图知，弹簧被压缩的长度为20cm-12cm=8cm；
物体被推动的距离为：39.0cm-14.0cm=25cm；
由表格中数据可知，该组实验应该是实验组次①的实验结果；
（2）表格中①②③三组实验数据，弹簧的粗细、压缩长度相同，材料不同，物块被推距离不同，即弹簧的弹力不同，可得在粗细和压缩长度相同，材料不同的情况下，弹簧的弹力不同；
（3）猜想B的内容是弹簧弹力的大小与弹簧的粗细有关，所以要使材料及被压缩的长度相同，粗细不同，由表格中数据知，①④或②⑤的材料相同，粗细不同，但长度也不同，所以不能验证弹力与弹簧粗细的关系．
故答案为：（1）①；（2）粗细和压缩长度相同，材料不同的；（3）不能，因为无法控制弹簧被压缩的长度相同．

点评 本题为探究弹性势能与哪些因素有关的实验，考查了分析实验能力、考查了学生对控制变量法、转换法的了解与掌握，难度适中．

练习册系列答案
相关题目
14．某物理兴趣小组的同学用如图甲所示的装置来研究水的沸腾．从点燃酒精灯加热开始计时，当液体中有气泡上升时，每隔1min记录水的温度如下表所示：
时间/min…11121314151617181920…
温度/℃…95969798989895989898…
（1）从记录的数据看出，在某一次观察记录中明显错误的是第17分钟时的数据；

（2）从记录数据可得出的结论是：此时水沸腾的温度为98℃，水在沸腾过程中温度不变（选填“升高”、“不变”或“降低”）；
（3）在图乙中以时间为横轴，以温度为纵轴，根据表格中的数据作出水的沸腾图象．
（4）液体沸腾的条件达到沸点，继续吸热．
3．为了探究电流产生的热量跟电阻的关系，小红设计了如图所示的装置．
（1）在这个实验中，将两个阻值不同的电阻串联可以控制电流和通电时间相同；
（2）电流产生热量的多少是通过U型管内液体的高度差体现出来的，像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫转换法，这种方法在物理学的研究中经常用到，请你列举一例探究动能的大小实验中，我们通过小木块被小铁球推动距离的远近判断小铁球具有动能的大小．
（3）通过实验现象我们得到的结论是当电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多．
20．归纳 式探究--研究霍尔电压
叶子姐姐在研究磁场对电流作用的实验中，将直导线换作一块厚度为b、宽度为d的导体板．如图1所示，将电压表连在导体板的两侧，发现电压表的指针发生偏转，说明导体板两端存在电压，这个电压叫霍尔电压．叶子姐姐进一步做了如下实验：
板的材料板的厚度d/m通入板的电流I/A磁场强度B/T霍尔电压UH/V
甲2×10-22×10-61×10-41.0
甲4×10-22×10-61×10-40.5
甲2×10-22×10-62×10-42.0
乙2×10-22×10-61×10-40.7
乙2×10-24×10-61×10-41.4
乙4×10-26×10-62×10-42.1
（1）由上述实验数据可得：霍尔电压UH=K$\frac{IB}{d}$ （K为系数），K称为材料的“霍尔系数”，综合分析表中实验数据，可得：材料不同，霍尔系数K值不同（“相同”或“不同”）；K甲=1×108Vm/AT．
（2）请你将表中的空格填上．
（3）在图2UH-d关系图象中，b能正确反映UH随材料的厚度d变化的规律．
7．某同学观察到汽车紧急刹车后，由于汽车具有惯性，并不能马上停下来，而是继续向前滑行一段距离，从而常常造成车祸现象．他很想知道影响汽车紧急刹车后滑行距离大小的因素（因为紧急刹车后，滑行距离的大小是造成车祸的关键因素），并提出猜想：
A、紧急刹车前的速度   　 B、汽车的总质量
C、汽车刹车系统的性能    D、紧急刹车时的路况
根据自己的猜想，该同学设计了以自行车代替汽车的实验方案进行探究，并把实验结果记录在表格中：
次数车的总质量
m/kg		刹车前速度
v/m•s-1		路    况滑行距离
s/m
    1    100    4  水泥路    0.4
    2    100    4  操场土路    0.6
    3    100    8  操场土路    1.2
    4    150    4  操场土路    0.8
    5    150    4  水泥路    0.5
    6    150    8   水泥路    1.5
（1）为了验证猜想A是否正确，必须选择表格中实验次数中的2和3，（或5和6）．
（2）为了验证猜想B是否正确，必须选择表格中实验次数中的1和5，（或2和4）．
（3）从表中你能得到的结论是：刹车后滑行的距离与刹车前的速度、车的质量和路面的粗糙程度有关．
17．电风扇是夏天必备的乘凉工具，小明想知道风扇产生的空气流动强度大小与风扇的哪些因素有关．他猜想可能与风扇的扇叶宽度和扇叶倾斜角度有关系．为此他制作了几个不同的小风扇，用转速为300转/分的电动机分别带动，去吹动同一位置的同一纸片（如图所示）．下表为实验记录的数据．
序号扇叶宽度扇叶倾斜
角度θ		扇叶长度纸片被吹起的
角度α
13cm30°7cm30°
22cm30°7cm20°
33cm50°7cm40°
（1）实验中纸片被吹起的角度越大，则风扇产生的空气流动强度越大．
（2）表格中的序号1和3的两次实验，小明想研究的问题是风扇产生的空气流动强度与扇叶倾斜角度的关系．
（3）分析表格中的序号1和2的两次实验数据，小明可以得出的被步结论为在扇叶倾斜角度和长度一定的情况下，扇叶越宽，扇叶产生的空气流动强度越大．
（4）为了使实验结论更可靠，除了每组实验重复多做几次外，请你再写出一点改进建议：多次改变扇叶宽度及扇叶倾斜角度进行实验．
4．小强学完电学后惊奇地发现，如图1所示的电路图更换不同的器材就可以进行不同的探究实验．

（1）在器材处若接上未知电阻可以测定未知定值电阻的阻值，若接上灯泡可测定小灯泡的额定电功率．则①前者的实验原理是I=$\frac{U}{R}$；后者的实验原理是P=UI．
②小强同学在器材处接上灯泡并连接好电路，闭合开关，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转，然后移动滑动变阻器的滑片，最终，他发现无论怎样移动滑片，两表指针均几乎不动．原因是小灯泡断路．
③在这两个实验中，都要调整滑动变阻器的滑片．请你说出这一操作的主要目的有什么不同．前者是多次改变电阻电压和电流，得到电流与电压的关系，并可通过多次测量求平均值减小误差，后者是通过移动滑片，使灯泡在额定电压下工作．
（2）将器材处接上电阻可探究“电流大小与哪些因素有关”．
①闭合开关前，滑动变阻器R′的滑片P应位于B（选填“A”或“B”）端，可以起到保护电路作用．
②小强通过实验得到数据如表所示，其中第1次实验的电流表示数如图2所示，为0.1A，所用电阻R的阻值是10Ω．根据表的数据，可得出的结论是在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比．
③小强继续探究电流与电阻的关系，将电阻R先后更换为5Ω和15Ω的电阻进行实验，利用得到数据分析，却得不到“电流与电阻成反比”这一结论：请帮他分析原因没有移动滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压不变．
实验序号123
电阻R/ΩR
电压U/V1.01.52.0
电流I/A0.150.20
1．同学们做“探究凸透镜成像的规律”的实验，请回答以下问题：

（1）要调整凸透镜、光屏和烛焰使它们的中心在同一高度，你认为下面几种调整方法最方便合理的是C．
A．眼睛平视，视线与光具座平行，利用“三点一线”把“三心”调整到同一高度；
B．用刻度尺一个一个的测量，可以很准确地控制“三心”在同一高度；
C．把蜡烛，透镜，光屏在光具座上移到一起，调整“三心”在同一高度，然后再分开．
（2）一位同学点燃蜡烛，并调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，然后移动烛焰和光屏，光屏上却找不到烛焰的像．你认为产生这种现象的可能原因是什么？（写出两种可能的原因）①物距小于焦距，成虚像；②烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度处．
（3）另一位同学用焦距为10cm的凸透镜做实验，测得了多组数据，其中一组数据如下表：
请分析该组的实验数据，总结凸透镜成像的规律：（写出一条规律即可）物体在大于2倍焦距处成倒立、缩小的实像．
 试验次数 物体到凸透镜的距离u/cm 物体到凸透镜的距离v/cm 像的情况
 光屏上的像 放大或缩小 倒立或正立
 1 35 14 成像 缩小 倒立
 2 30 15 成像 缩小 倒立
 3 25 17 成像 缩小 倒立
 4 20 20 成像 等大 倒立
 5 16 27 成像放大 倒立
 6 14 35 成像 放大 倒立
 7 13 43 成像 放大 倒立
 8 10  不成像  
 9 8 不能测量 承接不到，但眼睛能看到像 放大 正立
（4）若光屏适当远离凸透镜，当蜡烛、凸透镜和光屏按如图所示的位置放置时，光屏上得到缩小（选填“放大”、“等大”或“缩小”）像，若光屏适当远离凸透镜，凸透镜和蜡烛不动，要想在光屏上得到清晰的像，可以在凸透镜前加一个凹透镜（选填“凸透镜”或“凹透镜”）．
（5）小明用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板作出光屏（如图乙），同学们对小明使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是D．
A．与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定
B．光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小
C．零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距
D．若凸透镜的焦距未知，则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距．
2．小宏用焦距为10cm的凸透镜做“凸透镜成像”实验．
（1）在实验前，小宏调节蜡烛的焰心，凸透镜的光心和光屏中心在同一高度，目的是为了使像落在光屏的中央．
（2）在如图所示的位置光屏上出现了清晰地像，这个像的特点是缩小（填“放大”“缩小”或“等大”）．倒立（填“倒立”或“正立”）的实像，生活中的照相机就是利用这一原理制成的．
（3）如图蜡烛向右移动（μ＞f），为了使光屏上重新得到清晰地像，光屏必须向右（填“左”或“右”）移动．此时在凸透镜前面放一个凹透镜，为了使光屏上再一次的得到清晰地像，光屏必须向右（填“左”或“右”）移动．
（4）在实验中随着蜡烛的损耗，光屏上的像会向上移动．

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