2025年初中物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、請(qǐng)簡(jiǎn)述控制變量法在物理實(shí)驗(yàn)中的意義，并以“探究影響動(dòng)能大小的因素”實(shí)驗(yàn)為例，說明如何運(yùn)用控制變量法。二、在“測(cè)量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額定電壓為3.8V。(1)請(qǐng)?jiān)谙路娇騼?nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。(2)實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)量幾組電壓和電流的數(shù)據(jù)？請(qǐng)說明理由。(3)若某同學(xué)記錄的一組數(shù)據(jù)為：電壓表讀數(shù)為3.0V時(shí)，電流表讀數(shù)為0.25A；電壓表讀數(shù)為3.8V時(shí)，電流表讀數(shù)為0.30A。請(qǐng)根據(jù)這兩組數(shù)據(jù)，計(jì)算該小燈泡在3.0V和3.8V電壓下的電阻，并說明這兩次測(cè)量結(jié)果不同的可能原因。三、為了探究“物體吸水能力與材料特性的關(guān)系”，小明選擇了幾種常見的材料（棉布、鐵絲網(wǎng)、塑料薄膜）和一個(gè)量筒、水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他將三種材料分別浸入水中，觀察并記錄它們?cè)谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)吸收水分的情況（例如，用重量變化、顏色變化深淺等描述）。(1)小明在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，研究的物理性質(zhì)是________。(2)請(qǐng)指出該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的一個(gè)不足之處，并提出改進(jìn)建議。(3)如果要更定量地比較不同材料的吸水能力，除了觀察現(xiàn)象，還可以設(shè)計(jì)什么方法？請(qǐng)簡(jiǎn)述你的思路。四、物理興趣小組的同學(xué)用焦距為10cm的凸透鏡進(jìn)行“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。(1)當(dāng)燭焰距離凸透鏡25cm時(shí)，能在光屏上得到一個(gè)倒立、________的實(shí)像。該成像規(guī)律應(yīng)用在________（填一種光學(xué)儀器）中。(2)若將燭焰向遠(yuǎn)離透鏡的方向移動(dòng)5cm，為了使光屏上再次得到清晰的像，應(yīng)如何移動(dòng)光屏？____________________。(3)在實(shí)驗(yàn)過程中，如果發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)光屏都無法得到清晰的像，可能的原因有哪些？（至少寫出兩點(diǎn)）五、在測(cè)量金屬塊密度的實(shí)驗(yàn)中，使用天平測(cè)量金屬塊質(zhì)量，使用量筒測(cè)量金屬塊體積。(1)用天平測(cè)量金屬塊質(zhì)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏向標(biāo)尺左側(cè)，此時(shí)應(yīng)該________（填“增加”或“減少”）右盤中的砝碼。(2)將金屬塊放入盛有適量水的量筒中，水面從20mL上升到30mL，則金屬塊的體積是多少？________(3)若已知所用砝碼的總質(zhì)量為50g，金屬塊的質(zhì)量測(cè)量值可能為49.8g、50.2g或50.6g。請(qǐng)根據(jù)這些可能的質(zhì)量值和測(cè)得的體積（V=10cm3），計(jì)算金屬塊密度的可能范圍。六、小明同學(xué)想設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證“電流通過導(dǎo)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量”。他手邊有電池組（電壓恒定）、兩個(gè)完全相同的電阻R?、R?、開關(guān)、導(dǎo)線以及若干電流表和電壓表。(1)請(qǐng)你幫助小明設(shè)計(jì)一個(gè)能夠驗(yàn)證該結(jié)論的電路圖，并說明選擇電流表或電壓表測(cè)量的理由。(2)在設(shè)計(jì)電路時(shí)，除了所選器材，還需要考慮控制哪些物理量的相同？(3)簡(jiǎn)述該實(shí)驗(yàn)的主要步驟，并說明如何通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或數(shù)據(jù)來得出結(jié)論。試卷答案一、控制變量法是在研究多個(gè)因素影響同一個(gè)物理量時(shí)，控制其他因素不變，只改變其中一個(gè)因素，從而研究該因素對(duì)物理量影響的方法。其意義在于使復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，找出各個(gè)因素之間的確定關(guān)系。在“探究影響動(dòng)能大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)。研究質(zhì)量對(duì)動(dòng)能的影響時(shí)，需要控制速度不變；研究速度對(duì)動(dòng)能的影響時(shí)，需要控制質(zhì)量不變。二、(1)（此處應(yīng)畫出一個(gè)電路圖，包含電源、開關(guān)、電流表、電壓表、小燈泡、滑動(dòng)變阻器，電流表與燈泡串聯(lián)，電壓表與小燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)）(2)需要測(cè)量至少三組電壓和電流的數(shù)據(jù)。理由是：只測(cè)量一組數(shù)據(jù)無法得出普遍規(guī)律，需要多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，觀察電壓變化時(shí)電流的變化趨勢(shì)，從而總結(jié)出小燈泡電阻隨電壓變化的規(guī)律。(3)R?=U?/I?=3.0V/0.25A=12ΩR?=U?/I?=3.8V/0.30A≈12.7Ω兩次測(cè)量結(jié)果不同，可能原因是燈絲的電阻隨溫度升高而增大。當(dāng)電壓升高時(shí)，燈絲溫度升高，導(dǎo)致電阻變大。三、(1)材料吸水能力（或水的滲透能力/吸濕性）(2)不足之處：實(shí)驗(yàn)方法不夠直觀和量化，難以準(zhǔn)確比較不同材料的吸水能力。改進(jìn)建議：使用量筒精確測(cè)量一定時(shí)間內(nèi)吸收的水的體積，或者測(cè)量單位面積在單位時(shí)間內(nèi)吸收的水的質(zhì)量。(3)可以設(shè)計(jì)測(cè)量吸收相同體積水所需時(shí)間的方法。將等量（體積或質(zhì)量）的水分別倒在三種材料上，用秒表計(jì)時(shí)，看哪種材料吸收相同量的水所需時(shí)間最短，吸水能力越強(qiáng)。四、(1)縮小；照相機(jī)（或投影儀、攝像機(jī)等）(2)將光屏向靠近透鏡的方向移動(dòng)。(3)可能原因：燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度上；燭焰距離凸透鏡太近，物距小于焦距，無法成實(shí)像；燭焰距離凸透鏡太遠(yuǎn)，物距大于二倍焦距，光屏需要移動(dòng)到非常遠(yuǎn)處才能接收到模糊的像。五、(1)減少(2)30mL-20mL=10mL(3)密度ρ=質(zhì)量m/體積V當(dāng)m=49.8g時(shí)，ρ=49.8g/10cm3=4.98g/cm3當(dāng)m=50.6g時(shí)，ρ=50.6g/10cm3=5.06g/cm3金屬塊密度的可能范圍為4.98g/cm3至5.06g/cm3。六、(1)電路圖應(yīng)包含電池組、開關(guān)、兩個(gè)電阻R?和R?串聯(lián)，以及一個(gè)電流表。電流表應(yīng)串聯(lián)在整個(gè)電路中（例如，測(cè)量干路電流），或者分別串聯(lián)在R?和R?支路中（如果選擇測(cè)量支路電流）。選擇電流表的理由是：電流通過電阻時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與電流大小有關(guān)，通過測(cè)量電流可以比較不同情況下電阻產(chǎn)生熱量的差異。選擇電壓表的理由是：雖然焦耳定律涉及電壓，但在恒定電壓的電池組下，電壓相對(duì)不變，用它來直接驗(yàn)證電流產(chǎn)生熱量更不方便，測(cè)量電流更直接。(2)需要控制電池組提供的電壓相同，兩個(gè)電阻的阻值相同，通過兩個(gè)電阻的電流相同（或通過兩個(gè)電阻的通電時(shí)間相同）。(3)主要步驟：1.按照設(shè)計(jì)的電路圖連接電路，確保電路元件完好，開關(guān)斷開。2.閉合開關(guān)，讓電流通過兩個(gè)電阻，經(jīng)過一段時(shí)間（如相同的時(shí)間）后斷開開關(guān)。3.觀察并記錄兩個(gè)電阻產(chǎn)生的熱效應(yīng)現(xiàn)象（例如，使用溫度計(jì)測(cè)量升高的溫度，或者觀察哪個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量更多導(dǎo)致其變化更明顯）。結(jié)