题目内容
13．
小明了解到用刻度尺测量物体长度时会有一些因素引起测量误差，其中刻度尺的温度变化也是引起误差的原因之一，他想通过实验研究刻度尺长度随温度变化的情况．（1）小明找来两把完全相同，长为20cm的钢尺子，一把放在冰箱充分冷冻，一把放在阳光下长时间暴晒，再把两把钢尺子进行测量，结果发现两把钢尺子的长度几乎没有差异，请你写出造成这种现象的原因：两把钢尺长度变化太小，简单的测量工具无法测量出微小的变化．
（2）他重新设计了如图所示的装置研究物体长度随温度变化的情况，装置中AB是粗细均匀的铜棒，COD是可以绕O点转动的指针，实验时，A端固定不动，指针C端靠紧在铜棒B端，当用酒精灯给AB加热时，小明可以通过观察指针示数变化分析金属棒受热时的长度的变化．装置中铜棒、指针构成了一个整体，其中指针设计成CD段比CD段短，这使得实验现象的观察更加的明显，在物理学中这种实验方法叫放大法．（填“放大法”、“控制变量法”或“转换法”）
（3）请你根据小明的实验提出一个值得探究的问题：物体在温度变化时，物体的长度变化是否与材料有关．
（温馨提示：影响物体长度变化多少的因素可能有物体的材料、物体自身软硬程度等等）
分析 （1）一般测量工具不能测量微小变化量，必须通过精密仪器或特殊实验进行放大测量；
（2）当物体发生微小变化时，要准确判断其变化关系，必须将其微小变化进行放大，通过放大后的变化反应其变化量的大小；物理实验中常用的实验方法有“控制变量法”、“等效替代法”、“微小放大法”、“类比法”等，根据不同实验选择不同实验方法．
（3）根据提示分析探究的问题．
解答 解：（1）由于两把钢尺长度变化太小，而简单刻度尺的分度值太大，因此简单的测量工具无法测量出微小的变化；
（2）由于物体因热胀冷缩出现的微小变化无法测量，通过本题实验的改进，将微小的变化放大，通过指针示数变化分析金属棒受热时长度的变化，所以小奕的研究方案运用了微小放大法．
（3）物体在温度变化时，物体的长度变化是否与材料（物体的自身长度、温度的变化大小等）有关．
故答案为：（1）两把钢尺长度变化太小，简单的测量工具无法测量出微小的变化；（2）指针示数变化；放大法；（3）物体的长度变化是否与材料有关．
点评 本题的解题关键是了解刻度尺分度值的物理意义以及微小放大法的应用范围．
练习册系列答案
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4．最近，微信朋友圈里流传着“黑心秤“的说法传闻称许多菜市场的商家在电子秤下面放上衬垫物，这样电子秤显示的示数会大于商品的质量导致消费者购买的商品短斤缺两，电子秤下放上衬垫物真会这样吗？
[实验与记录]
科学兴趣小组准备了电子秤、称量物（100克、300克、500克砝码各1个），泡沫板，毛毯、纸板，进行实验，结果记录如表1．
[分析与结论]
通过对表1实验结果的分析，可得出的结论是在电子秤下面放上衬垫物，电子秤显示的示数不会大于商品的质量．
[问题与猜想]
用毛毯作为衬垫物时，电子秤显示的示数有偏差是什么因素引起的？科学兴趣小组通过思考和讨论后认为可能与毛毯太软引起电子秤倾斜有关为此，他们又制定了实验方案并进行实验．
[实验与记录]
把电子秤置于水平木板上，调零后放上砝码测量，改变木板与水平桌面的倾角a的大小，调零后继续实验，如图1，结果记录如表2．
由表中数据可知，科学兴趣小组成员不仅研究了电子秤示数变化与电子秤是否倾斜有关，还研究了电子秤示数与倾角大小的关系．
[分析与推理]
科学兴趣小组为寻找电子秤倾斜后示数减小的原因，查阅了电子秤的电路原理图（如图2）了解到电子秤示数随电流的增大而增大，压力传感器R的阻值随压力的变化而变化．
根据以上信息，解释电子秤示数随倾角增大而减小的原因：电子秤倾角变大，压力传感器所受压力变小，压力传感器电阻变大，电子秤示数变小．
[实验与记录]
科学兴趣小组准备了电子秤、称量物（100克、300克、500克砝码各1个），泡沫板，毛毯、纸板，进行实验，结果记录如表1．
| 衬垫材料 示数/克 称量物 | 无 | 泡沫板 | 毛毯 | 纸板 |
| 500克砝码 | 500 | 500 | 498 | 500 |
| 300克砝码 | 300 | 300 | 299 | 300 |
| 100克砝码 | 100 | 100 | 100 | 100 |
通过对表1实验结果的分析，可得出的结论是在电子秤下面放上衬垫物，电子秤显示的示数不会大于商品的质量．
[问题与猜想]
用毛毯作为衬垫物时，电子秤显示的示数有偏差是什么因素引起的？科学兴趣小组通过思考和讨论后认为可能与毛毯太软引起电子秤倾斜有关为此，他们又制定了实验方案并进行实验．
[实验与记录]
把电子秤置于水平木板上，调零后放上砝码测量，改变木板与水平桌面的倾角a的大小，调零后继续实验，如图1，结果记录如表2．
| 倾角 示数/克 称量物 | 0° | 5° | 10° | 15° |
| 500克砝码 | 500 | 498 | 492 | 483 |
| 300克砝码 | 300 | 299 | 295 | 290 |
| 100克砝码 | 100 | 100 | 98 | 97 |
[分析与推理]
科学兴趣小组为寻找电子秤倾斜后示数减小的原因，查阅了电子秤的电路原理图（如图2）了解到电子秤示数随电流的增大而增大，压力传感器R的阻值随压力的变化而变化．
根据以上信息，解释电子秤示数随倾角增大而减小的原因：电子秤倾角变大，压力传感器所受压力变小，压力传感器电阻变大，电子秤示数变小．
如图所示，小华和小静在用单摆做动能和势能转化的实验中，注意到小球往返摆动的时间很有规律，由此做出猜想：小球往返摆动一次的时间可能与小球质量m、摆长L和小球摆动的幅度S有关．为了验证猜想，她们做了以下实验探究：
18．
炎热的夏天，小吴发现，自行车车胎中的气打得过足容易发生爆胎现象．他为了探究原因，进行了如下的实验：在烧瓶中封入一定质量的某种气体，烧瓶的一端连接在压强计上．将烧瓶放入水中，利用温度计可以测得水的温度，也就是瓶中气体的温度（如图）．给水槽中的水加热，通过不断调整压强计以保持瓶中气体的体积不变，并利用温度计和压强计每隔一段时间记录瓶中气体的温度值及相应的压强值．经过一段时间，实验数据记录如表：
（1）小吴提出的问题是一定质量的气体在体积不变时气压与温度有什么关系．
（2）小吴对上述数据进行了归纳分析，得出了初步结论：
一定质量的气体，在体积保持不变时，温度越高，气压越大．
炎热的夏天，小吴发现，自行车车胎中的气打得过足容易发生爆胎现象．他为了探究原因，进行了如下的实验：在烧瓶中封入一定质量的某种气体，烧瓶的一端连接在压强计上．将烧瓶放入水中，利用温度计可以测得水的温度，也就是瓶中气体的温度（如图）．给水槽中的水加热，通过不断调整压强计以保持瓶中气体的体积不变，并利用温度计和压强计每隔一段时间记录瓶中气体的温度值及相应的压强值．经过一段时间，实验数据记录如表：| 气体的温度/℃ | 20 | 30 | 40 | 50 |
| 气体的压强/帕 | 1.01×105 | 1.03×105 | 1.07×105 | 1.1×105 |
（2）小吴对上述数据进行了归纳分析，得出了初步结论：
一定质量的气体，在体积保持不变时，温度越高，气压越大．
5．为了探究拉动物体时用力大小与用力方向的关系，小王将一个重力为10牛的重物放置在不同的粗糙水平面上，用弹簧测力计沿水平方向向缓慢拉动重物匀速前进，如图（a）所示，然后，他改变测力计的用力方向，使测力计的用力方向与水平方向成一定角度α，如图（b），接着，他继续增大测力计的用力方向与水平方向之间的角度α，并记录下不同角度α下弹簧测力计的示数．
（1）比较序号1和6（或2和7、或3和8、或4和9、或5和10）可知，在不同的水平面上拉动同一个物体时，测力计的用力方向与水平方向之间的角度α相同，水平面越粗糙，拉力越大．
（2）比较序号1-5可知，在同一水平面上拉动同一个物体时，用力方向与水平方向之间的角度α越大，法力先减小后增大．
（3）小王发现，两次实验，拉力可能存在最小值，表一中，拉力的最小值应该在角度α为20度至40度之间寻找才有可能找到．
| 表一 木板 （较光滑） | ||
| 序号 | α（度） | 拉力F（N） |
| 1 | 10 | 3.47 |
| 2 | 20 | 3.42 |
| 3 | 30 | 3.47 |
| 4 | 40 | 3.63 |
| 5 | 50 | 3.95 |
| 表二 砂纸 （较粗糙） | ||
| 序号 | α（度） | 拉力F（N） |
| 6 | 10 | 7.42 |
| 7 | 20 | 6.84 |
| 8 | 30 | 6.52 |
| 9 | 40 | 6.42 |
| 10 | 50 | 6.52 |
（2）比较序号1-5可知，在同一水平面上拉动同一个物体时，用力方向与水平方向之间的角度α越大，法力先减小后增大．
（3）小王发现，两次实验，拉力可能存在最小值，表一中，拉力的最小值应该在角度α为20度至40度之间寻找才有可能找到．
2．
为了研究物质的某种特性，某同学分别用甲、乙两种不同的液体做实验．实验时，他用量筒和天平分别测出甲（或乙）液体在不同体积时的质量．下表记录的是实验测得的数据及求得的质量与体积的比值．
（1）在方格纸中，用图线分别把甲、乙两种不同液体的质量随体积变化的情况表示出来．（在图线上标注出甲、乙的物质名称）
（2）分析下表中实验序号1与2（2与3、l与3）或4与5（5与6、4与6）的体积与质量变化的倍数关系或图象，可归纳得出的结论是：同种物质，质量与体积的比值相同．
（3）分析上表中实验序号：1与4（或2与5，3与6）可归纳得出的结论是：体积相同的甲、乙两种液体，它们的质量不相同．
（4）分析上表中甲、乙两种液体的质量与体积的比值关系，可归纳得出的结论是：不同物质，质量与体积的比值不同．物理学中根据物质的这种性质，从而建立了密度的概念．
（5）本实验中测量多组数据的目的是为了避免偶然性，得到更为普遍的规律．
为了研究物质的某种特性，某同学分别用甲、乙两种不同的液体做实验．实验时，他用量筒和天平分别测出甲（或乙）液体在不同体积时的质量．下表记录的是实验测得的数据及求得的质量与体积的比值．| 物质 | 序号 | 体积（cm3） | 质量（g） | 质量/体积（g/cm3） |
| 甲 | 1 | 5 | 9 | 1.80 |
| 2 | 10 | 18 | 1.80 | |
| 3 | 15 | 27 | 1.80 | |
| 乙 | 4 | 5 | 4 | 0.80 |
| 5 | 10 | 8 | 0.80 | |
| 6 | 15 | 12 | 0.80 |
（2）分析下表中实验序号1与2（2与3、l与3）或4与5（5与6、4与6）的体积与质量变化的倍数关系或图象，可归纳得出的结论是：同种物质，质量与体积的比值相同．
（3）分析上表中实验序号：1与4（或2与5，3与6）可归纳得出的结论是：体积相同的甲、乙两种液体，它们的质量不相同．
（4）分析上表中甲、乙两种液体的质量与体积的比值关系，可归纳得出的结论是：不同物质，质量与体积的比值不同．物理学中根据物质的这种性质，从而建立了密度的概念．
（5）本实验中测量多组数据的目的是为了避免偶然性，得到更为普遍的规律．