题目内容
2．为了研究弹簧受到拉力作用时，其伸长量与弹簧自身因素的关系，郑能同学选择了如下器材：弹簧测力计，弹簧A、B、C、D，其中A、C由同种金属丝绕制而成，B、D由另一种金属丝绕制而成，A、B原来的长度均为L0，C、D原来的长度均为L0′，且A、B、C、D的横截面积均相同．实验操作如下：他将弹簧A、B、C、D的左端固定，并分别用水平向右的力通过测力计拉伸弹簧，它们的长度各自增加了△L1、△L2、△L3 和△L4，如图甲中a、b、c、d所示．
（1）请仔细观察实验现象，对a、b实验做比较，再对c、d做比较，可以得到在弹簧自身因素原长、横截面积相同的条件下，再使它们拉力相同，弹簧的伸长量与弹簧材料有关．
（2）如图乙所示，是弹簧的长度与受到的拉力的关系图象，由图象可知弹簧测力计的原理是弹性限度内，弹簧的伸长量与拉力成正比，它的量程是0-6N，当拉力是6N时，弹簧的伸长量是6cm．
分析 （1）本题考查利用控制变量的思想设计、分析实验，被研究问题是弹簧受的拉力，影响因素是弹簧的材料、原来长度、横截面积、拉力；
（2）弹簧测力计的原理是：在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比．分析图象可知弹簧测力计的量程和原长；由图可知当拉力为6N，根据伸长和拉力的关系求出伸长的量，加上弹簧的原始长度（注意是弹簧在竖直方向上不受外力时的长度）就是弹簧现在的长度．
解答 解：（1）（a）和（b）它们的原长都是L0，即原长相同，它们的横截面积也相同，测力计读数都是6N，即两弹簧受的拉力相同，两次实验用的弹簧A、B是用不种金属丝制成的，即材料不同，这样控制了弹簧原长、材料横截面积、所受拉力这三个因素相同，材料这一因素不同，我们看到△L2大于△L1，即弹簧伸长的长度不同；（a）和（c）两次实验用的弹簧A、C用同种金属丝制成，即所用的材料是相同的，它们的横截面积也相同，测力计读数都是6N，即两弹簧受的拉力相同，两根弹簧的原长是分别是L0和L0′，即原长不同，这样控制不变的因素是材料、横截面积、拉力，变化的因素是原长，我们看到△L3大于△L1，即弹簧伸长的长度不同．
（2）根据图象中弹簧伸长的长度随所受拉力的变化规律可知，图象是一条正比例函数，说明弹簧测力计的原理是：在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比．
由图可知，该弹簧受力为零时，弹簧的长度是2cm，即弹簧的原长是2cm；当弹簧受的拉力大于6N时，弹簧的伸长与受的拉力不成正比，即超出了弹簧的弹性限度，故它的量程是0-6N；受到拉力为6N时，伸长△L1=L1-L0=8cm-2cm=6cm．
故答案为：（1）原长；横截面积；拉力；弹簧材料；（2）弹性限度内，弹簧的伸长量与拉力成正比； 0-6； 6．
点评 此题考查的弹簧测力计的原理．需要注意是：弹簧受到拉力时，弹簧的长度等于弹簧的原长加上弹簧的伸长量．
如图是伏安法测额定电压为2.5V的小灯泡的电功率的实物图，电源为两节干电池，灯泡的电阻值为10Ω左右．（1）用笔画代替导线将实物图补充完整；
（2）此实验电压表应选用小量程，选择的理由是灯的额定电压为2.5V小于3V；
（3）闭合开关，接通电路后，电流表、电压表均有示数，移动滑动变阻器滑片P，发现电流表和电压表指针不随着发生变化，则可能的原因是连接电路时把两根导线分别接在了滑动变阻器上端两个接线柱上（或连接电路时把两根导线分别接在了滑动变阻器下端两个接线柱上；或滑动变阻器被短路）．
（4）重新改正电路后，按实验要求他测出了一组实验数据，并记录了小灯泡亮度的变化情况，结果如表所示：根据表中的数据回答：
| 电压（伏） | 2.00 | 2.50 | 2.80 |
| 电流（安） | 0.27 | 0.30 | 0.32 |
| 小灯泡电阻（欧） | |||
| 亮度变化 | 越来越亮 | ||
②根据实验数据，你还能发现什么规律？
（1）用笔画线代替导线在甲图中完成实物电路连接，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小．
（2）连好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是定值电阻Rx断路．
（3）改正错误后，小明改变Rx两端的电压和电流，两次测得的电阻值分别为R1=10.1Ω，R2=10.2Ω，第三次测量时，电流表的示数为0.26A，电压表的示数如图乙所示．根据以上三次实验数据，最后得出Rx=10.1Ω．
（4）而另一组的小刚和小强同学测量的是标有“2.5V”的小灯泡的阻值，小刚设计的表格及记录如表所示．小强认为如表设计中平均电阻一栏有错误，原因是三次实验不是因为误差造成的电阻不同改正错误后他们得出了灯泡电阻变化的规律，这个规律是小灯泡的电阻随温度的升高而增大．
| 实验次数 | U/V | I/A | R/Ω | 亮度 | 平均电阻R/Ω |
| 1 | 1 | 0.2 | 5 | 暗 | 11.15 |
| 2 | 2 | 0.25 | 8 | 微亮 | |
| 3 | 2.5 | 0.27 | 9.3 | 正常 |
（6）从上表数据我们还可以看出小灯泡的亮度与实际功率有关（填：实际/额定）．
（7）他们还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图丙所示．R0=10Ω，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表A1的示数为0.25A时，再读出电流表A2的示数，才能计算出小灯泡的额定功率．
小明自制一只弹簧测力计，他找来弹簧、钩码、直尺、指针等器材，首先测出弹簧的长度L0=2.1cm，然后在弹簧下挂上不同钩码，测出弹簧的长度l，算出伸长量△l（△l=l-l0），测量的数据如下表：| 拉力F/N | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 长度l/cm | 2.50 | 2.90 | 3.30 | 3.70 | 4.10 | 4.50 | 4.90 |
| 伸长量△l/cm | 0.40 | 0.80 | 1.20 | 1.60 | 2.00 | 2.40 | 2.80 |
（2）小明继续做实验，得到的数据如下：
| 拉力F/N | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 长度l/cm | 5.30 | 5.70 | 6.10 | 6.60 | 7.30 |
| 伸长量△l/cm | 3.20 | 3.60 | 4.00 | 4.50 | 5.20 |
（3）小华也制作了一弹簧测力计，如图所示，他直接用它测一重2N的物体的重力，则当弹簧测力计静止时，它的示数为3.4N．
如图为研究电流产生的热量与电阻的关系实验装置．两个相同的烧瓶中装有初温相同的煤油，煤油中插有温度计，电阻丝的阻值关系为R1＞R2．| 拉力大小/N | 0 | 4 | 5 | 6 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 弹簧全长/cm | 3.5 | 5.5 | 6 | 6.5 | 8 | 9 | 10.5 | 14 |
（2）在满足（1）的条件下，每增加1N的力弹簧应伸长0.5cm．
（3）如果用这根弹簧做成弹簧测力计，那么弹簧测力计的测量范围是0～9N．
如图所示，质量和底面积相同且厚度忽略不计的甲、乙、丙三个容器，分别装有深度相等的同种液体，放在水平桌面上，下列说法正确的是（ ）| A． | 三容器对桌面的压强大小相等 | |
| B． | 三容器对桌面的压力大小相等 | |
| C． | 液体对甲容器底部的压强最大 | |
| D． | 三容器底部受到液体的压力大小相等 |