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    10．学习了电学知识后，小明、小亮和小慧所在的兴趣小组发现：电学量的变化往往能够用来反映力学、热学、光学等物理量的变化．在老师的点拨下，他们在探究过程中不断完善和优化方案，共同设计了一种用电学量的变化来反映力学量--距离变化的装置．
    如图所示是他们最初设计的装置原理图．图中R0是定值电阻，ab是沿竖直方向固定放置的金属杆，其总电阻为9Ω，长60cm，粗细均匀，电阻随长度均匀变化．M是上下均有挂环、可沿竖直导轨上下移动的小物块，M上连有一根左端有滑片P、电阻不计的水平金属细杆，细杆、导线及P与ab均接触良好，P在ab的中点时，对应于肘既不上移也不下移的位置．
    除金属杆ab、小物块M、金属细杆和导轨外，他们还准备了以下器材：
    A．电源（提供4V的稳定电压）
    B．电流表A（量程0-0.6A）
    C．电压表V1（量程0～3V）
    D．电压表V2（量程0～15V）
    E．定值电阻R0（1Ω、3Ω、5Ω和6Ω的电阻各一个）
    F．开关S一个，导线（足够长）若干
    （1）认真研究该原理图后，小慧认为图中只需一个电表即可，于是她将电流表去掉，则电流表所在处应该用一根导线代替 （填“让其断路”或“用一根导线替代”）．
    （2）小明和小亮认为：该装置应该尽量大地反映M移动的距离范围，同时还希望电压表上的每根刻度线都能够表示出肘移动的距离值．要达到此目的，电压表应该选C （填器材序号字母）；定值电阻R0应该选阻值为3Ω的．
    （3）在他们改进并初步完善的设计方案中，P在ab的中点，M既不上移也不下移时，电压表的示数是1.5．

    分析 （1）电流表的内阻很小，对电流的阻碍作用可忽略；
    （2）根据电源电源值和ab的阻值可判断电压表的量程以及定值定值的阻值；
    （3）利用欧姆定律计算电路的电流，再求得$\frac{1}{2}$ab上的电压，即为电压表的示数．

    解答 解：（1）电路中如果把电流表去掉，可以用一根导线替代；
    （2）电源只有4V，还希望电压表上的每根刻度线都能够表示出所移动的距离值，如果用0--15V量程时，指针偏转较小，达不到要求，所以须选用0--3V量程的电压表；选用较大定值电阻时，由串联电路的分压作用，ab上分得的电压较少，电压表变化不明显，选用较小定值定值时，电压表有可能超量程，所以选用3Ω的定值电阻；
    （3）当滑片位于滑动变阻器中点时，电路的电流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{4V}{3Ω+9Ω}$，电压表的示数为：U′=I×Rap=$\frac{1}{3}$=1.5V；
    故答案为：（1）用一根导线代替；（2）C；3；（3）1.5．

    点评 此题是一道电学的综合题，考查了多个知识点，体现了物理学的具体运用，有一定的难度．

    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    16．某导体接在电路中，如果把加在该导体两端电压减小到原来的一半，保持温度不变，则下列关于导体的电阻和通过它的电流的说法正确的是（　　）
    A．都减小到原来的一半B．都保持不变
    C．电阻不变，电流减小到原来的一半D．电阻不变，电流是原来的2倍

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    1．小明通过学习得知：一般情况下，水的质量一定时，加入食盐的质量越多，溶液的浓度就越高．他想探究食盐水溶液的导电性能与什么因素有关，小明的猜想是：a．食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关．b．食盐水溶液的导电性能与金属片之间的距离有关．c．食盐水溶液的导电性能与溶液的温度有关．
    小明利用水、食盐、烧杯、小勺子、电源、刻度尺、小灯泡、金属片、酒精灯等器材，设计了如图的装置，进行了探究实验．他记录的实验表格如下：
    实验次数加入食盐量两金属片AB间距离/厘米灯泡亮度
    1$\frac{1}{4}$勺2微亮
    2$\frac{1}{2}$勺2较亮
    3$\frac{1}{4}$勺1较亮
    4$\frac{1}{2}$勺1很亮
    （1）比较实验次数1和2可验证猜想a（选填“a”、“b”或“c”）．
    （2）在实验过程中，小明发现有时候小灯泡的亮度变化不明显，请你对此做出改进：将灯泡换成电流表．
    （3）利用现有的装置和器材，请你对猜想c进行探究验证．
    ①实验步骤：用酒精灯加热食盐水溶液，观察小灯泡的亮度变化．
    ②你怎样对该实验结果进行分析判断？答：如果小灯泡亮度发生变化，说明溶液的导电性与溶液的温度有关，否则无关．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    18．物理兴趣小组在“探究水果电池电压”的实验中：
    小明用铜片和锌片作为电极插入较小的柠檬制成了一个水果电池，如图所示．小华用铜片和铝片插入较大的柠檬也制成了一个水果电池．他们分别连通相同的音乐芯片，小华比小明的芯片声音要响一些．由此他们作出如下猜想：
    猜想一：水果电池电压可能与水果的大小有关．
    猜想二：水果电池电压可能与电极的材料有关．
    猜想三：水果电池电压可能与电极插入的深度有关．
    猜想四：水果电池电压可能与电极间的距离有关．
    （1）为了验证猜想一，小明用同一个柠檬制成水果电池，沿着电极插入的方向不断慢慢地切去外侧的部分柠檬，分别测出电压，如表一所示：
    表一
    柠檬大小一个大半个半个小半个
    电压U/V0.800.800.800.80
    分析表中数据，说明猜想一是错误（正确/错误）的．
    （2）为了验证猜想二，小华用铜片作为电池的正极，分别用外形相同的锌、铝、铁等金属片作为电池的负极，将金属片电极插入柠檬，并保持两电极插入的深度和电极间的距离均相同，分别测出电压，如表二所示：
    表二
    电极材料铜和锌铜和铝铜和铁
    电压U/V0.8800.600.46
    分析表中数据，得到的结论是水果电池电压与电极的材料有关．
    （3）小明先将柠檬压在桌面上滚了几下，使柠檬变软，再将铜片和锌片插入做成水果电池，测出电压达到1.0V，据此请你提出一个有价值、可探究的问题：水果电池的电压可能与水果的软硬度有关．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    5．（1）请你设计一个小实验，说明“蹄形磁铁的磁场形状”．
    （2）小雨要验证“不同物质的吸热能力不同”，请完成实验设计方案．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    15．炎热的夏天来啦!小明家买了一台电风扇．站在电风扇旁，小明感觉凉爽．于是他大胆猜想：是电风扇降低了室内温度．
    为了验证猜想，他关闭了门窗，选取两支相同的温度计，进行了如下的探究实验．
    下列步骤中有未完成的部分，请将其补充完整．
    【实验步骤】
    （1）温度计放置：将两支相同的温度计
    分别放在靠近电风扇和远离电风扇的位置
    （2）温度计读取：闭合电风扇开关，稍后读取温度计示数．
    【分析论证】
    两支温度计示数相同，表明吹电风扇不能降低室内温度
    这一现象引发了小明的思考，为什么室温没有降低，而吹电风扇却觉得凉爽呢？小明联想到液体蒸发的知识．人体是通过汗液蒸发来调节体温的，人在吹电风扇时，汗液比平时蒸发得更快，所以感到凉爽．
    为了证明吹电风扇能加快蒸发吸热的速度，小明又进行了实验，他只增加一种物质，并且首先补充了一个步骤，然后重复前面实验的操作．请你将下表的内容补充完整．
    增加物质水（酒精）
    补充步骤将两支温度计的玻璃泡同时蘸取适量的水（酒精）
    分析论证如果观察到靠近电风扇的温度计的示数降低较快，说明吹电风扇能加快蒸发吸热的速度．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    2．在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他对此进行了研究．经过和同学们讨论，他提出了以下猜想：
    猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横载面积有关；
    猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关；
    猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关．
    为了验证上述猜想是否正确，他找到了下表所列9种规格的琴弦，因为音调高低取决于  声源振动的频率，于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验．
    编号材料长度/cm横截面积/mm2编号材料长度/cm横截面积/mm2
    A铜600.76F铜1000.76
    B铜600.89G钢801.02
    C铜601.02H尼龙801.02
    D铜800.76I尼龙1001.02
    E铜1001.02J
    （1）为了验证猜想一，应选用编号为A、B、C的琴弦进行实验．
    为了验证猜想二，应选用编号为A、D、F的琴弦进行实验．
    （2）为了验证猜想三，请在表中填上所缺数据．
    （3）随着实验的进行，小华又觉得琴弦音调的高低，可能还与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是：用同一根琴弦做两次实验，一次较松、一次较紧，分别拨动听声音的音调．
    （4）如图所示，小明与小刚选用以上琴弦和盛可乐饮料的两个纸杯，制成了一个“土电话”

    ①他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明：固体能够传声．
    ②相距同样远，讲话者以同样的响度说话，如果用细铜金属丝连接，则比尼龙琴弦连接时听到的声音要大些，这一实验现象表明：细铜金属丝比尼龙琴弦更容易传声．
    ③如果在用“土电话”时，另外一个同学用手捏住琴弦上的某一部分，则听的另一方就不能听到了，这是由于用手捏住琴弦时，阻碍了振动在琴弦上的传播．
    ④如果在用“土电话”时，琴弦没有拉直而处于很松弛状态，则另一方不能（选填“能”或“不能”）听到对方的讲话声音．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    19．小明做“探究凸透镜成像规律”的实验，所用凸透镜焦距为10cm．实验过程中，如图2所示，光屏上可得一个清晰的像，这个像是倒立（选填“倒立”或“正立”），放大（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像．生活中投影仪就是利用这个原理制成的．图中若固定凸透镜，将蜡烛移到30cm刻线处，再向左（选填“左”或“右”）移动光屏到适当位置，又可在屏上得到一个清晰的像．

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    科目：初中物理 来源： 题型：作图题

    20．根据电路图，连接图中的实物图．

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