专题04 科学探究与探究方法 （精选练习）-初中物理核心素养提升

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科学探究是指实验者在不知实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。物理探究性实验的目标在于发展学生的能力，包括发现问题的能力、制定计划的能力和解决问题的能力；培养学生的问题意识和创新精神等。
科学探究的因素：
①提出问题；②猜想与假设；③设计实验；④进行实验与收集证据；⑤分析与论证；⑥评估；⑦交流与合作。
二、物理常用研究方法
科学方法是指在研究物理问题时常采用的一种方法。物理概念和规律是物理现象或过程的本质属性或规律的反映，它本身是无方法可言的。但当引入这些概念并加以定义时，或研究概念之间的定性或定量关系形成规律时，就需要借助一定的科学方法了。
例如，要建立“力”的概念，就要通过抽象、概括，把“推、拉、提、压”等现象的本质归结为物体之间的相互作用，从而引入“力”的概念，此时“概括归纳”就是一种科学方法。
在初中学习阶段，学过的常用物理方法有控制变量法、理想模型法、转换法、等效替代法、类比法、实验推理法、比值定义法、图像法、放大法、归纳法等。
1.控制变量法
控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系，可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来，使其保持不变，再比较、研究该物理量与该因素之间的关系得出结论，然后再综合起来得出规律的方法。
例如在“探究电流和电压的关系”实验中，我们可以先将电阻人为的控制（即不变），改变其两端电压的大小，再测出各个电压值所对应的电流的大小，从而可以得出：电阻一定时（同一导体），通过的电流和电压成正比。
2.建立物理模型法
把复杂的问题简单化，摒弃次要因素，抓住主要因素，对实际问题进行理想化处理，构建理想化的物理模型，这是一种重要的物理思想。有时为了更加形象地描述所要研究的物理现象、物理问题，还需要引入一些模型。
①光线、磁感线都是引入的模型，它们直观、形象地描述了物理情境与事实。通过磁感线可以研究磁场的分布，通过光线可以研究光的传播路径和方向。
②匀速直线运动就是一种理想化的模型。在生活实际中，严格的匀速直线运动并不存在，但有很多运动情形都近似于匀速直线运动模型，按匀速直线运动处理，大大降低了难度。
③在研究连通器的原理时，理想液片是一种理想模型。
④研究原子结构时，将肉眼看不到的原子结构设想为原子核式结构模型（行星模型）。
⑤电路图是实际电路的模型，可以简单明了地反映实际电路的连接情况。
3.转换法
在物理实验中，很多物理量由于其属性关系无法用仪器直接测量，或不易测量，或难以准确测量，因此常将这些物理量转换为其他物理量进行测量，然后再反过来求出待测物理量，这种方法称为转换法。
马德堡半球实验可证明大气压的存在；影子的形成可以证明光沿直线传播；月食现象可证明月亮不是光源；奥斯特实验可证明电流周围存在着磁场；指南针指南北可证明地磁场的存在；铅块实验可证明分子间存在着引力；运动的物体能对外做功可证明它具有能；可以通过电磁铁吸引铁钉的多少来显示电磁铁的磁性强弱；可以通过敲动音叉所引起的乒乓球的弹开来说明一切发声体都在振动等。
4.等效替代法
等效替代法是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法。
等效替代法既是科学家研究问题的方法，也是学生在学习物理中常用的方法。
在探究平面镜成像规律的实验中，有两处用了等效替代法。第一处用玻璃板替代了平面镜。为什么这样替代呢？因为用平面镜不便于确定虚像的位置，我们用玻璃板替代平面镜是为了获得视觉上的等效。因两者在成像特征上有共同之处——都能成像，不同之处是玻璃板是透明的，能通过它观察到玻璃板后面的蜡烛，便于研究像的特点，揭示规律。第二处用一根没有点燃的蜡烛放在成像点，来替代所成的像。
5.类比法
所谓类比法，就是把在某些方面相同或相似的对象或事物进行对比的一种思维方法。类比可以帮助我们从较复杂的事物或想象中，提取出有用的信息或答案，合理类比，还可以降低知识的认知难度，从而对知识透彻理解。通过类比，可以把抽象的、无知的、陌生的事物用直观、熟悉的事物来说明，并且找出类似的规律。
【应用实验举例】
①研究声波、电磁波时，将声波、电磁波与水波进行类比，理解其产生和传播。
②研究电流时，用水流来类比电流。
③研究电压时，用水压来类比电压。
④研究电路时，用水路来类比电路：用抽水机类比电源，用水轮机类比用电器，用阀门类比开关，用水管类比导线等。
6.科学推理法
科学推理法，即理想实验法（实验推理法）。物理学中，常常有难以达到条件的时候，这时，我们常常需要借助将实验想象为理想情况下来达到我们的目的，在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律，这种研究问题的方法就叫科学推理法。斜面实验、推导出声音不能在真空中传播、推导出牛顿第一定律、推导出电荷的种类等。
7.比值定义法
就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义。就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，比如速度、密度、压强、功率、比热容等等。
8.图像法
在物理学中，常采用数学中的函数图像，将物理量之间的关系表示出来。利用图象这种特殊且形象的数学语言工具，来表达各种现象的过程和规律，这种方法称为图象法。
例如对水加热，水的温度与时间的关系；同一导体中的电流与电压的关系等等。
9. 放大法
物理中放大法是把不易观察的微小量转换成其他量加以放大，便于观察。物理中采用放大法的实验主要有：
①桌面的微小形变，可以用平面镜的多次反射来放大；
②玻璃瓶子的微小形变，可用插入细玻璃管，观察管内的水柱高度变化来放大；
③振动的音叉弹起，在音叉旁边放置小球，作用是把微小的振动放大；
④在测量微小量的时候，我们常常将微小的量积累成一个比较大的量。比如在测量一张纸的厚度的时候，我们先测量100张纸的厚度在将结果除以100，这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的累积放大法。
三、精选练习题
1．（2023·湖南湘潭·中考真题）探究压力的作用效果与压力的关系时，保持受力面积不变。采用的方法是（ ）
A．类比法B．理想实验法C．控制变量法D．等效替代法
2．（2023·广西·中考真题）下列实验过程中，用到“控制变量法”的是（ ）
A．用刻度尺测量课本的长度B．比较不同物质吸热的情况
C．用温度计测量温水的温度D．用弹簧测力计测量笔袋的重力
3．（2023·湖北武汉·中考真题）同学们可能做过这样的实验：在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔a、b，注入水，水从两个小圆孔喷出。在某一时刻，从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c、d两处，其中d离塑料瓶远些，如图所示。下列说法正确的是（ ）

A．图中d是从a孔喷出水的落点
B．这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关
C．这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D．在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多
4．（2023·山东济南·中考真题）在学习“液体的压强”时，同学们通过活动体验了“液体内部向各个方向都有压强”后，物理老师把底部有小孔的空透明矿泉水瓶竖直压入水中，瓶中形成了如图所示的“喷泉”。各学习小组根据观察到的现象，提出了以下四个有待深入研究的问题。其中最有探究价值且易于探究的科学问题是（ ）

A．水内部的压强与所处的深度有什么关系
B．液体内部的压强与所处的深度有什么关系
C．液体内部的压强与液体的种类是否有关
D．液体内部的压强与哪些因素有关
5．（2023·江苏宿迁·中考真题）图中两个实验分别是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”和“探究阻力对物体运动的影响”，以下分析正确的是（ ）
A．在图甲实验中，三次木块做匀速直线运动的速度应该相等
B．在图乙实验中，三次小车运动到水平面时的初速度应该相等
C．在图甲实验中，弹簧测力计可以不沿着水平方向拉动木块
D．在图乙实验中，小车所受阻力的改变可以通过在小车上放不同质量的砝码来实现
6．（2023·黑龙江大庆·中考真题）下面几个实验探究， 研究方法相同的是（ ）
①探究“声音的产生条件”时，利用扬声器上泡沫塑料小球的跳动说明声源在振动
②探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时，保持压力相同，改变受力面积
③探究“电流产生热量与哪些因素有关”时，保持电阻和通电时间相同，改变电流大小
④探究“同一直线上二力的合成”时，一个力与两个力分别使橡皮筋产生相同形变量
A．①和④B．②和③C．①和③D．②和④
7．（2023·辽宁本溪·中考真题）如图是探究平面镜成像特点实验的情景，关于探究过程中所涉及的问题分析正确的是（ ）

A．蜡烛A在玻璃板中所成的像是光的漫反射形成的
B．蜡烛A在玻璃板中所成的像是实像
C．蜡烛B在桌面上的影子是光沿直线传播形成的
D．为了使烛焰的像更清晰，应选择明亮的环境进行实验
8．（2023·湖南株洲·中考真题）以一定量的橡皮泥为研究对象，借助其他器材，不能完成的探究实验是（ ）
A．探究质量与物体形状的关系B．探究物体所受的重力与质量的关系
C．探究浮力与物体形状的关系D．探究弹力的大小与形变大小的关系
9．（2023·湖南郴州·中考真题）在探究电磁感应现象时，要改变感应电流的方向，下列方法中正确的是（ ）
A．改变导体切割磁感线的方向
B．改变导体所在处磁场的强弱
C．改变导体切割磁感线的速度大小
D．改变导体的长度
10．（2023·山东泰安·中考真题）在初中物理的学习中，我们常会用到一些科学研究方法，如在“探究压力的作用效果与受力面积的关系”时，保持压力不变，改变受力面积。以下研究中所采用方法与此相同的是（ ）
A．“探究物体动能的大小与速度的关系”时，让同一小车由斜面的不同高度静止滑下
B．“探究杠杆平衡的条件”时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次测量
C．计算高速列车由泰安到北京全程的平均速度时，忽略列车的长度
D．认识磁场时，用磁感线描述磁场
11．（2022·四川广元·中考真题）下面几个实验探究中，采用了相同研究方法的是（ ）
①“探究压力的作用效果与受力面积的关系”时，保持压力不变，改变受力面积
②“比较不同物质吸热的情况”时，用加热时间的长短表示吸收热量的多少
③“探究电流与电压的关系”时，保持电阻的阻值不变，改变电阻两端的电压
④在研究“阻力对物体运动的影响”实验中，运用科学推理得出牛顿第一定律
A．①和④B．②和③C．①和③D．②和④
12．（2021·江苏泰州·中考真题）我们在学习物理知识时，运用了很多研究方法，下列几个实例：①研究电流时，把它比作水流；②研究磁场时，引入磁感线；③在探究动能与速度关系时，控制质量相同；④用光线来描述光的传播路径和方向。其中，运用了相同研究方法的是（ ）
A．①②B．②④C．③④D．②③
13．（2021·内蒙古通辽·中考真题）下列关于科学研究方法的叙述：①研究磁场时引入“磁感线”，采用了模型法；②探究导体电阻大小与导体长度的关系时，控制其它量相同，采用了类比法；③探究动能大小的影响因素时，通过木块被撞后移动的距离来比较动能大小，采用了转换法；④在经验事实的基础上，经过科学推理得出牛顿第一定律，采用了放大法，其中正确的是（ ）
A．①③B．②③C．①②D．②④
14．（2021·山东泰安·中考真题）在初中物理的学习中，我们常会用到一些科学研究方法，如在“探究液体压强与哪些因素有关”实验时，我们通过观察压强计形管左右两侧液面高度差来判断液体内部压强大小的变化。以下研究中所采用方法与此相同的是（ ）
A．探究杠杆的平衡条件时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次测量
B．探究动能大小与哪些因素有关时，通过小车推出物体的远近，判断小车动能大小
C．探究阻力对物体运动的影响时，推理出物体不受阻力时的运动状态
D．探究压力对滑动摩擦力大小的影响时，保持接触面粗糙程度不变，改变压力
15．（2023·宁夏·中考真题）某校组织学生参加观军事博物馆，学生发现潜水艇的形状如图所示，头部粗，尾部细，由此提出疑问。若潜水艇头部细，尾部粗，所受的体阻力是否不同？同学们选取完全相同的模型A和B照图乙组装进行探究所挂物重的质量均为0.5kg（g=10N/kg）。

（1）图乙的两个滑轮为 作用是 模型所受拉力是 N（忽略沉重和摩擦）；
（2）探究过程如图丙所示，t0时刻重物开始下落，t1时刻发现模型B运动较快，说明模型B在运动过程中所受液体阻力较 ；
（3）实验中液体阻力大小是通过模型运动快慢来体现的，这种研究物理问题的方法叫做 。
16．（2023·山东威海·中考真题）如图所示的实验装置是用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系，通过U形管内液面的高度差反映电流通过导体产生热量的多少，下列实验采用同种研究方法的是 （选填“①”或“②”）。①探究光的反射定律②探究阻力对物体运动的影响

17．（2023·辽宁阜新·中考真题）如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。实验时将开关、电流表与导线AB串联起来组成 回路。若磁体保持静止，导线AB做 运动时，电流表指针偏转。若将图中电流表换成 ，还可以探究电动机原理。

18．（2023·河南·中考真题）小亮与小华在课后利用本质黑板擦对滑动摩擦力进行探究。如图所示，先让黑板擦平整的一面轻触竖直黑板面，松手后黑板擦沿着黑板面竖直下落。黑板擦在下落过程中，小亮认为其受到黑板面的摩擦力作用。小华则认为黑板擦不受摩擦力。你认为 的观点正确，请简要说明理由： 。

19．（2023·江苏无锡·中考真题）如图所示，在探究阻力对物体运动的影响时，每次让小车从斜面的 处由静止释放，让小车到达水平面时，获得相同的速度，小车在水平面运动时，所受的 和支持力是一对平衡力，先后在水平面上铺设粗糙程度不同的材料，通过比较小车在水平面上运动的 来比较阻力对物体运动的影响。

21．（2021·山东淄博·中考真题）小雨和小明利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。
（1）如图1所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关；
①实验探究的是 （填“重物”或“小桌”）的重力势能；
②通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越 ，说明它的重力势能越 ；
③要进一步探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，让它们从同一高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度；
（2）把重物按图2所示方式分别放在小桌上，观察小桌陷入沙子的深度，探究压力作用效果与什么因素有关；
①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，小雨选择甲、乙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越明显；小明选择甲、丙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越不明显，你认为 的实验结论是错误的，理由是 ；
②分析 两次实验可发现压力作用效果与力面积有关；
（3）上述探究过程中都通过小桌陷入沙子的深度来示要探究的问题，下列实验中也用到这种研究方法是 （填字母）。
A．测量物体运动的速度
B．探究物质的吸热能力
C．探究电流与电压、电阻的关系
22．（2023·四川广元·中考真题）某实验小组用如图所示的实验装置比较a、b两种液体的吸热情况，甲、乙两装置使用规格相同的电加热器、玻璃杯、温度计，两玻璃杯内的液体质量和初温都相同。实验中记录的数据如下表：

（1）分析表中数据可得：质量相等的液体a和液体b，升高相同的温度，a吸收的热量 b吸收的热量（选填“”“”或“”）；
（2）本实验运用的物理学研究方法主要有 和转换法。
23．（2023·江西·中考真题）【探究名称】探究保温瓶的保温效果与什么因素有关
【问题】有些同学喜欢用保温瓶带热水到校饮用。使用过程中发现瓶内装水较多时，保温效果较好；瓶内装水较少时，保温效果较差。据此，同学们猜想：保温瓶的保温效果可能与 有关。
【证据】针对同学们的猜想，甲、乙两组同学分别设计了一套方案。
甲组方案：利用五个规格相同的保温瓶（容积为）在同一天进行实验
（1）上午8∶00将不同体积初温为的热水，同时装入五个保温瓶内；
（2）下午6∶00打开五个保温瓶，同时测量并记录水温，计算出水降低的温度。
乙组方案：利用同一保温瓶（容积为）分五天进行实验
（1）每天上午8∶00将不同体积初温为98℃的热水装入同一保温瓶内；
（2）每天下午6∶00打开保温瓶，测量并记录水温，计算出水降低的温度。
上述两套方案，都能控制实验时保温瓶的保温性能完全相同，但乙组方案不能保证每天的 完全相同。所以，同学们选择了甲组方案在实验室进行实验。收集的数据如下表：
水的初温：98℃
【解释】
（1）本实验通过相同时间内 来反映保温瓶的保温效果，这种研究方法称为转换法；
（2）分析实验数据可以得出初步结论：在其它条件相同的情况下，水量少于时，水量越多，其保温效果越 ；水量在时，水量越少，其保温效果越好。
【交流】
（3）经过讨论，同学们认为水量在范围内的初步结论不一定可靠，原因是 。
（4）实验过程中，水温下降是通过 的方式改变其内能。
（5）下列实验中也用到转换法的是
A．探究真空不能传声
B．研究光的传播时引入光线
C．探究平面镜成像特点时，用两支相同的蜡烛来比较像与物的大小关系
D．探究物体动能大小时，用木块被撞击后移动的距离来反映物体动能的大小
24．（2023·青海西宁·中考真题）小西和同学们在“探究电流与电压的关系”的实验中，实验电路如图甲所示，电源电压恒为3V，定值电阻R的阻值为5Ω。
（1）连接电路时，开关应 ，闭合开关前应将滑动变阻器滑片P调至 （选填“A”或“B”）端；
（2）连接好电路后，闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，此时电路的故障可能是定值电阻 路；
（3）排除故障后，第2次实验中电流表的示数如图乙所示，为 A；
（4）将多次实验测得的数据记录在表格中，分析数据可得：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 ；
（5）以下实验中，与此实验中进行多次测量的目的相同的是 ；
A．用刻度尺测量长度
B．探究杠杆的平衡条件
（6）完成此实验后，同学们还想探究“电流与电阻的关系”，又添加了10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻，实验中保持定值电阻两端电压为1.5V不变。将5Ω电阻换成10Ω电阻后，为保持电压表的示数仍为1.5V，应将滑动变阻器滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动。为了完成本实验，滑动变阻器的最大阻值不得小于 Ω。
25．（2023·湖北襄阳·中考真题）仿生学是模仿生物的一些特性，为人类发明创新提供思路和借鉴。科学家研究发现，如果把一小块磁铁绑在几只鸽子身上，这几只鸽子会惊慌失措，失去辨识方向的能力。而把差不多大小的铜块绑在另几只鸽子身上，却对它们辨识方向没有什么影响。这样可以初步推断鸽子是靠地磁场来辨识方向的。
阅读上述材料，请你回答下列问题：
（1）上文中“围绕鸽子所做的实验”科学家想探究的问题是： ；
（2）“分别把一小块磁铁和铜块绑在不同鸽子身上，观察其辨识方向的能力”，属于科学探究过程中的 （从下列选项中选填一个序号）；
A．进行实验
B．猜想与假设
C．得出结论
（3）实验中选用磁铁和铜块，主要是利用它们的 这一不同物理属性（从下列选项中选填一个序号）。
A．弹性
B．导电性
C．磁性
26．（2023·辽宁大连·中考真题）某小组同学要探究“凸透镜成像规律”，实验室中可供选择的器材有：由发光二极管组成的“F”和“T”形光源、凸透镜、光具座、光屏等：
（1）他们选择了“F”形光源进行实验，与“T”形光源相比，“F”形光源的好处是： ；
（2）将光源、凸透镜和光屏安装在光具座上，点亮光源，移动光屏，光屏上承接到不完整的像，如图所示：这是因为他们遗漏了一个实验步骤，这一步骤是： ；

（3）在探究物距大于二倍焦距的成像特点时，改变物距做了三次实验，与做一次实验相比较，做三次实验的好处是： ；
（4）完成实验后，同学们发现实验室中还有一个焦距不同的凸透镜，以及凹透镜、硬纸片各一个，他们想利用其中一个器材，采取增加或更换器材的方式对原实验进行拓展。请仿照示例写出两个不同的拓展实验；
示例：将凹透镜放在凸透镜与光源之间，研究近视眼的矫正原理；
① ；② 。
27．（2023·湖北鄂州·中考真题）在学习牛顿第一定律时，同学们分组进行了“探究阻力对物体运动的影响”实验，如图所示。

（1）实验中每次都使同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下，目的是使小车到达水平面时具有相同的 ；
（2）按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的内容见下表：
同学们分析表中内容，得到的实验结论是：在其他条件相同时，小车受到的阻力越小，运动的距离越远；进一步推理得出的结论是：不受阻力作用时，运动的小车将 ；
（3）上述实验除了用到实验推理的方法外，还用到了控制变量法和 法。
28．（2023·湖南益阳·中考真题）用如图所示装置“探究平面镜成像的特点”。

（1）请将下列实验步骤合理排序，合理的实验步骤顺序为A F（填序号）；
A．在桌面上铺一张大纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。
B．用直线把蜡烛和它的像在纸上的位置连起来，并用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离。
C．拿一支外形相同但不点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合。
D．把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。
E.在纸上记下蜡烛和它的像的位置。
F.根据上述实验分析得出平面镜成像的规律：平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。
（2）为了使实验结论更具科学性，应补充的实验步骤是 ；
（3）在上述实验中，如果在玻璃板背面粘贴一张不透光的白纸，将玻璃板背面完全遮挡住，还能看到蜡烛在玻璃板后面的像吗？答： 看到。（选填“能”或“不能”）
29．（2023·广西·中考真题）实验小组在实验时，不慎将灯泡的玻璃外壳碰碎。他们惊奇地发现几乎不发光，与其串联的灯泡不仅没有熄灭，反而更亮。开关断开后的电路如图甲，和都标有“2.5V 0.3A”字样。针对上述现象，探究下列问题：玻璃破碎后，的灯丝电阻发生了什么变化？玻璃外壳究竟起什么作用？

（1）玻璃外壳破碎前的电压和电流分别为1.20V和0.20A；玻璃外壳破碎后，两端的电压变为0.40V，通过的电流变为如图乙所示，则电流为 A。初步分析可知：玻璃破碎后，电阻 （选填“变大”或“变小”）；
（2）为进一步探究玻璃外壳破碎后电阻变化特点，对、的电流和电压进行测量，实验数据记录如下表。分析发现，的电阻 （选填“大于”或“小于”）玻璃外壳破碎后的电阻；
（3）实验中，对着吹气，发现两端电压突然变小、电流突然变大，说明吹气加快灯丝表面空气流速，加快其散热速度，从而使灯丝电阻变小。由此推断，灯丝的电阻大小与 有关，玻璃外壳可能起到 的作用；
（4）细心的同学在实验过程中发现，灯丝呈螺旋状，于是提出新的问题：为什么将灯丝设计成螺旋状？你认为这样设计的目的是① ② 。
30．（2023·山西·中考真题）小伟在“测量定值电阻的阻值”的实验中（电源电压U保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R0）。

（1）如图甲所示是他连接的实验电路，其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的导线 ；
（2）电路连接正确后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则被测电阻的阻值是 Ω；
（3）完成测电阻实验后，小伟想，假如没有电流表，应该也能测出电阻的阻值，于是他设计了如图丙所示的电路，请你帮助他将实验步骤补充完整。
① ；
②未知电阻阻值的表达式 （用已知量和所测物理量的符号表示）；
（4）利用图甲中的器材还可以探究“电流与电压的关系”，请你帮小伟为此探究实验设计一个记录实验数据的表格 。
31．（2023·山东枣庄·中考真题）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。

（1）要探究电热与电阻的关系。应选用 组合，并将它们 接到电源两端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置U型管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下， 。
（3）实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列实例采用研究方法与此相同的是 。
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线”
D．探究平面镜成像的特点
32．（2022·海南·中考真题）小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了小明对斜面的兴趣。他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关，便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。
（1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 、 。
（2）请设计出实验数据记录表。 （把表格画在答题卡的方框里面）
（3）准备动手实验时，有小伙伴提出，斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时，应当保持 不变，这里采用的科学研究方法是 。
33．（2016·甘肃金昌·中考真题）小晶和几个同学想要探究“通电导体在磁场中受力的大小与什么因素有关”，她们按照如图所示安装了电路，并进行了如下操作：
步骤一：她们将滑动变阻器滑片移至最右端，闭合开关，观察到导体棒ab摆开了一定角度；
步骤二：保持其它条件不变，换磁性更强的磁铁后，闭合开关，观察到导体棒ab摆开的角度增大；
步骤三：保持步骤二中磁铁不变，将滑动变阻器滑片向左移至某一位置，闭合开关，观察到导体棒ab摆开角度更大。根据以上实验操作和实验现象，回答下列问题。
(1)从小晶的实验中能得出的结论是 ；
(2)物理研究方法有许多，如等效替代法、转换法类比法、控制变量法等；本实验中运用了两种研究方法是 和 。
(3)由以上实验结论，你觉得要想让电动机运转的更快，可以采用的措施有（写出两点即可） 和 。
34．（2023·山东济南·中考真题）实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源，小明和小亮分别选用铁屑和小磁针来“探究通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后，轻敲玻璃板，小明观察到螺线管周围铁屑的分布情况如图甲所示。

小明的实验说明，通电螺线管外部的磁场和 外部的磁场相似；
（2）小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针，如图乙所示。给螺线管通电后，小亮观察到这32个小磁针的指向更接近于下图中的 。

A． B．
C． D．
（3）小明的实验方案具有明显的不足，其不足之处是 ；
（4）为了弥补小明实验方案的不足，请提出一条改进建议： 。
35．（2023·湖北恩施·中考真题）阅读短文，回答问题。
科学研究的“太空实验室”
中国空间站缩写CSS，又称天宫空间站，是中华人民共和国建造的国家级太空实验室。1992年9月21日，中国载人航天工程正式立项实施；2022年12月31日，国家主席习近平在新年贺词中郑重宣布，“中国空间站全面建成”。经过遴选，空间站上搭载安装有包括生物学、材料科学、基础物理、流体等类别相关的科学研究实验设施。空间站需要大规模的供电能力，需安装几对数十米长的太阳帆板，来维持长期运行。在空间站任务中，航天员必须完成大量的空间科学实验、技术试验等工作。在中国空间站历次“天宫课堂”中，航天员在微重力环境下，曾做了浮力消失的实验、水球光学实验、太空抛物实验、液桥演示实验等许多项目。
请回答下列问题：
（1）如图所示，在太空授课中航天员用小棒将乒乓球缓慢推入水中，撤回小棒后，由于球处于 环境中，所受浮力“消失”，观察到球相对于水的运动状态是 的；
（2）王亚平老师在天宫实验室里，用两片塑科板让水建成了“液桥”，如图所示。水能成桥是因为 ；
A．分子引力 B．分子斥力 C． 磁场力 D．浮力

（3）中国空间站使用的电能，主要来自于 ；
（4）如果在未来，允许中学生去天宫做物理实验。小强采用电热丝加热质量相等、初温相同的煤油，验证影响电功大小的因素，用温度计测量煤油的温度，可通过煤油 来比较电流做功的大小。实验中采用了控制变量法和 （选填“理想实验法”“转换法”或“类比法”）。
记录次数
1
2
3
4
升高的温度（℃）
5
7.5
10
12.5
加热a的时间（min）
2
3
4
5
加热b的时间（min）
1
1.5
2
2.5
保温瓶编号
①
②
③
④
⑤
水的体积（L）
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
水的末温（℃）
79.0
81.5
83.0
85.5
84.5
水降低的温度（℃）
19.0
16.5
15.0
12.5
13.5
实验序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
接触面材料
小车受阻力情况
小车在水平面运动的距离s/cm
毛巾
大
23.2
棉布
较大
45.3
木板
小
97.5
灯泡
实验次序
1
2
3
4
5
6
L1、L2
电流Ⅰ/A
0.16
0.18
0.20
0.22
0.24
0.26
L1
电压U1/V
0.78
1.00
1.20
1.50
1.80
2.10
L2
电压U2/V
0.20
0.23
0.30
0.41
0.52
0.80