题目内容
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 | 1 | 2 | 3 |
| 电阻R/Ω | R | ||
| 电压U/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
| 电流I/A | 0.15 | 0.20 | |
分析 （1）①利用I=$\frac{U}{R}$计算未知定值电阻的阻值；利用P=UI计算小灯泡的额定电功率．
②电流表无示数，说明电路故障为断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连．
③测电阻时，移动滑动变阻器滑片，得到多组电压和电流值，计算电阻，多次测量求平均值．测灯泡额定功率时，移动滑动变阻器滑片，改变灯泡两端的电压，使灯泡在额定电压下工作．
（2）①为保护电路，闭合开关前，滑动变阻应滑至阻值最大处．
②根据电流表的量程和分度值读出通过未知电阻的电流，由R=$\frac{U}{I}$计算其电阻的大小．
③探究电流与电阻的关系应控制电阻两端电压不变．
解答 解：（1）①测定未知定值电阻的阻值的原理是I=$\frac{U}{R}$，测定小灯泡的额定电功率的原理是P=UI；
②电流表无示数，说明电路故障为断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；因此电路故障为小灯泡断路；
③测电阻实验时，滑动滑片，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；测灯泡额定功率实验时，移动滑动变阻器滑片，改变灯泡两端的电压，使灯泡在额定电压下工作；
（2）①为保护电路，闭合开关前，滑动变阻应滑至阻值最大处，即B端；
②由图2知，电流表使用的是0-0.6A量程，分度值0.02A，所以第一次实验通过R的电流为0.1A，电阻R的阻值是R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
根据表的数据，可得出的结论：电阻一定时，电流与电压成正比；
③更换电阻，电阻阻值变化，电阻两端电压变化，如果不调节滑动变阻器，不能控制电阻两端电压不变，因此不能得出电流与电阻成反比的结论；故操作错误为：没有移动滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压不变．
故答案为：（1）①R=$\frac{U}{I}$；P=UI；②小灯泡断路；③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）①B；保护电路；②0.1；10Ω；电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；③没有移动滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压不变．
点评 滑动变阻器在伏安法测定值电阻、灯泡电阻、灯泡功率、电流跟电压关系、电流跟电阻关系中，滑动变阻器的作用各不相同，认真区别．
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学校音乐会上，吉他弹奏声美妙极了，小明想探究弦丝发出声音的音调与其长度、直径、材料的关系，他选取了不同规格的弦丝，在松紧程度相同的前提下拨动弦丝发声，测出各自发出声音的频率，数据如下表所示：| 编号 | 材料 | 长度/cm | 直径/mm | 频率/Hz |
| 1 | 钢 | ■ | 2.0 | 2131 |
| 2 | 钢 | 35.00 | 2.0 | 1284 |
| 3 | 钢 | 50.00 | 2.5 | 656 |
| 4 | 尼龙 | 50.00 | ■ | 500 |
（2）四根弦丝中，发声音调最低的是编号为4的弦丝．
（3）分别拨动编号为1、2的弦丝，可探究发声音调与弦丝长度的关系．
（4）分别拨动编号为3、4的弦丝，可探究发声音调与弦丝材料的关系，可见编号为4的弦丝直径是2.5mm．
（5）分别拨动编号为2、3的弦丝，不能（能/不能）探究发声音调与弦丝直径的关系，理由是弦丝的长度不同．
【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 |
（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．
（1）熟悉手枪结构：玩具手枪的内部结构中有一根弹簧，弹簧压缩的长度可调节．压缩的弹簧伸长时，将子弹射出，这一现象说明压缩的弹簧具有弹性势能．
（2）探究过程：
①提出假设：在相同条件下，子弹的射程可能和枪管与水平面的夹角有关．
②设计实验，记录数据：他把手枪固定在某一高度后，保持子弹从枪口射出时的速度相同．改变枪管与水平面夹角，用同一颗子弹做了五次试验，记录数据如下：
| 枪管与水平面夹角θ | 15° | 30° | 45° | 60° | 75° |
| 子弹落点到枪口的水平距离S∕m | 7.5 | 10.1 | 10.9 | 9.2 | 5.3 |
④交流和评价：第二天，小明与同桌交流探究成果，同桌认为小明对子弹射程与水平夹角B的探究还可进一步完善．同桌的话启发小明对实验方案进行改进，获得了更准确的结论．小明所作的改进是在45°附近多测几组数据
（3）完成上述探究后，小明想到影响子弹射程的因素可能还有许多，又提出一个合理的假设．你认为他的假设是：子弹射程可能与子弹出口时的速度有关．小明开始了新的探究…
| 时间（分） | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 |
| 温度（℃） | 60 | 52 | 45 | 39 | 34 | 30 | 27 | 25 | 24 | 24 | 24 |
（2）如果要根据表格中的数据绘制一张水温随时间变化的图．你认为下列哪个图能比较正确反映实验过程D．
（1）小明设计了如图所示实验，用电风扇向小车及挡板吹风，模拟小车运动时受到的空气阻力．根据二力平衡的知识，通过弹簧测力计即可测出小车受到的空气阻力．
（2）小明在探究风速对小车所受空气阻力的影响时，保持迎风面积一定，测得数据如表：
| 风速 | 低 | 中 | 高 |
| 小车受到的空气阻力/N | 0.8 | 2.2 | 3.8 |
（3）小明还想探究迎风面积对小车所受空气阻力的影响，请你帮他设计出主要的实验步骤：保持电风扇风速不变，在小车上放置面积不同的塑料挡板，分别测出小车所受到的空气阻力．
（4）你认为影响物体所受空气阻力大小的因素可能还有物体的形状 （写出一个）．
小雪小组在“探究凸透镜成像大小与焦距的关系”实验中，对课本的实验装置进行了改进．（如图所示）（1）他们不用蜡烛，而用由几个发光二极管做成“F”字样的发光体进行实验，你认为其好处有：
①可以增加物体的亮度，使成像更清晰；
②二极管使用起来更安全、环保．
| 次数 | 物距μ/cm | 焦距f/cm | 像距v/cm |
| 1 | 15 | 5 | 7.5 |
| 2 | 8 | 17.5 | |
| 3 | 10 | 29.0 |
（3）某次实验中，发光二极管、凸透镜，光屏的位置如图所示，光屏上出现了清晰的像，则像的性质是倒立、缩小的实像．此时若把发光二极管和光屏的位置互换，光屏上能（选填“能”或“不能”）出现清晰的像．