强化训练(七)
一、实验设计题：根据探究目的和已有条件，选择所需的器材设计实验，制订计划，描述现象和结论。
1．2017·北京在探究“物体动能的大小与物体质量是否有关”的实验中，需要控制物体的速度大小相等。为了控制物体的速度大小相等，小华选用了体积相等、质量不等的金属球A和B，利用如图S7－3所示的带滑槽的轨道进行实验。小华认为：如果A、B两球先后从轨道上同一高度处由静止开始释放，则A、B两球到达轨道零刻度线处的速度大小相等。小刚对小华的观点提出了质疑。请你根据实验需要，添加适当的器材，设计实验检验小华的观点是否正确。请你写出检验的实验步骤。
图S7－3
2．2016· 西城一模物理课上，同学们学习了测量固体和液体质量后，小华提出一个问题：空气是否有质量呢？现有一只新的气球，请你添加必要的实验器材，设计一个实验，证明：空气有质量。要求：写出添加的实验器材，简述实验步骤、实验现象及说明。
3．2016· 房山一模某同学在电视上看到 “嫦娥”拍摄的月球表面照片，如图S7－4所示，发现月球表面有很多大小不同，凹凸不平的深坑，他通过查阅资料了解到这是流星在太空中运行到靠近月球时，在月球的引力作用下坠落到月面，与月面发生碰撞而形成的坑洞，叫作月坑。这个同学猜想月坑的深度可能与流星的质量有关。于是，他想进行模拟实验验证自己的猜想，他所能找到的器材有：一只铺满厚厚细沙的盘子、两个质量不同但体积相同的小球及刻度尺。
(1)请你帮他设计实验，验证猜想。(写出主要的实验步骤) (2)说明该实验中你判断的方法。
图S7－4
二、实验探究题：根据探究目的和已有条件及所需要的器材，选择所需的科学探究方法、器材，设计实验探究步骤，制订实验记录表格，有控制变量意识。
4．2017·北京实验桌上有电源一个、开关一个、导线若干以及如图S7－5所示的两个完全相同的保温烧瓶。烧瓶内装有完全相同的温度计和阻值相等且不变的电阻丝R，甲烧瓶内装有水，乙烧瓶内装有煤油，水和煤油的质量相等，初温相同。水和煤油的比热容如下表所示。以上器材均能满足实验要求，请利用上述实验器材，设计一个实验证明：液体温度的变化与液体的比热容有关。请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表格。
－1
水和煤油的比热容/[J·(kg· ℃)]
水 4.2×10 33煤油 2.1×10
图S7－5
5．2017. 海淀二模现有如下实验器材：学生电源(电压可调，但不能精确显示输出电压的数值)、开关、电动机(用字母M表示)、已调零的电压表和电流表、铁架台、细线、重物、停表、刻度尺和若干导线。为了证明“在相同的时间内，利用电动机提升同一重物时，通过电动机的电流做功越多，重物被提升的高度越高”，小勇组装了如图S7－6所示的装置。请帮助小勇完成证明。
图S7－6
(1)写出实验步骤。
(2)画出实验数据记录表格。
6．2016· 通州一模小明在探究“电流通过电阻产生的热量是否跟电阻阻值有关”时，设计了如图S7－7所示的实验装置，将电阻丝R1、R2分别密封在两个装有相等质量煤油的相同烧瓶中，每个烧瓶中装有一支温度计，已知R1＞R2，电源电压保持不变。则：
图S7－7
(1)实验中控制的变量是________________________________________________________________________。 (2)实验中电流通过导体产生热量的多少是通过____________________来比较的。
7．2017·海淀一模传统的足球由32块皮块缝制而成，随着制造足球技术的变革，慢慢发展到由14块、8块和6块皮块组成。热爱足球运动的小明为了比较不同足球的反弹性能，选择了尺寸、质量及皮块材质都相同的甲、乙、丙三个足球，在室内水泥地面的同一位置进行了实验，得到如下表所示的实验数据。请你根据所提供的数据信息回答下列问题：
足球的皮块数量/块 足球内部的压强/Pa 足球由静止释放的高度/m 足球落地反弹的最大高度/m 甲 32 1.2×10 1.8 1.18 5乙 14 1.2×10 1.8 1.22 5丙 6 1.2×10 1.8 1.25 5(1)小明所探究问题的自变量是________。(选填选项前的字母) A．足球的皮块数量 B．足球内部的压强
C．足球由静止释放的高度 D．足球落地反弹的最大高度
(2)通过实验可知，反弹性能最好的是________(选填“甲”“乙”或“丙”)足球。
8．2016· 通州一模实验桌上有如下实验器材：装有适量水的烧杯一个，装有适量盐水的烧杯一个，符合实验要求的弹簧测力计一个，铝块一个，细线若干。水及盐水密度已知。请用上述实验器材设计实验证明：铝块所受浮力大小与液体密度有关。
(1)写出实验步骤。
(2)画出实验数据记录表格。
9．2016· 门头沟一模实验桌上有如下实验器材：电压不变的电源、阻值已知的定值电阻各一个，电阻箱(电路图符号“”)一个，已调零的电压表、电流表各一块，开关一个，导线若干。请你用上述实验器材，设计一个实验证明“两个电阻R1与R2串联时，如果R1的阻值保持不变，则电阻R1与R2 串联的等效电阻R跟电阻R2的关系为：R＝ R2＋ b(b为常量)。”
(1)画出实验电路图。 (2)写出实验步骤。
(3)画出实验数据记录表格。
参考答案
实验设计题
1．添加器材：完全相同的滑槽轨道一个。 实验步骤：
①将完全相同的两个带有滑槽的轨道并排放在水平桌面上，使两端对齐。
②将A、B两个金属球分别放置在两个轨道的最高点，从静止开始同时释放，观察两球是否并排滚动，直到轨道零刻度线处。
实验分析：若两个小球并排滚动到零刻度线处，说明小球下滑的速度与小球的质量无关，小华的观点正确；若两个小球先后滚动到零刻度线处，说明小球下滑的速度与小球的质量有关，小华的观点错误。
2．补充器材： 天平。 实验步骤：
①用嘴向气球中吹适量的空气，系紧气球的气口，将其放在已调平的天平左盘中，移动游码，使天平平衡。 ②将气球中的空气放出后，仍放到天平左盘中。
实验现象及说明：天平失去平衡，横梁右侧下沉。 说明：空气有质量。
3．(1)实验步骤：将两个体积相同但质量不同的小球从沙盘上方相同高度由静止释放，记录沙坑的深度。
(2)判断方法：从相同高度由静止释放质量不同但体积相同的小球，如果砸出的沙坑深度相同，可推断出月坑深度与流星质量无关；如果沙坑深度不同，则推断出月坑深度与流星质量有关。 实验探究题
4．实验电路图
实验步骤：
①如图所示连接电路，读出甲、乙烧瓶中温度计的示数t0，记录在表格内；将水和煤油的比热容数据记录在表格内。
②闭合开关，通电一段时间后，同时读出甲、乙烧瓶中温度计的示数t，并记录在表格中，然后断开开关。
③利用Δt＝t－t0计算温度的变化，并将Δt的值记录在表格内。 实验数据记录表格如下
－ c/[J·(kg·℃)1] t0/℃ t/℃ Δt/℃ 5．(1)实验步骤：
①将学生电源旋至某一挡位，重物下拉至刻度尺零刻度线处，闭合开关S，同时开始用停表计时，读出电压表的示数U，电流表的示数I，一段时间后，断开开关，同时停止计时，读出停表示数t，用刻度尺测量出重物上升的高度h。将U、I、t和h记录至数据表格中。
②改变电源输出电压，仿照步骤①再做两次实验，每次均使电动机通电时间为t，记录相应数据。 ③用公式W＝UIt计算每次实验的电功W，将结果记录至数据表格中。 (2)实验数据记录表格
实验次数 t/s U/V I/A W/J h/m 1 2 3 6．(1)电流和通电时间 (2)温度计示数升高的多少 7．(1)A (2)丙 8．(1)实验步骤：
①将弹簧测力计调零，用弹簧测力计称出铝块在空气中的重力G，并记录在表格中。
②将弹簧测力计下悬挂的铝块完全没入水中且不接触容器的底和壁，称出铝块在水中时弹簧测力计的示数F1，并记录在表格中。
③将水换成盐水，仿照步骤②再做一次实验，记录数据F2。
④利用F浮＝G－F，计算出两次的F浮并记录在表格中，得出结论。
(2)实验数据记录表 铝块重 浸入水中的示数在水中受到的浮浸入盐水 在盐水中受到的
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