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第52讲 自制教具中的物理问题-2022年中考物理二轮复习核心素养专题讲义
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这是一份第52讲 自制教具中的物理问题-2022年中考物理二轮复习核心素养专题讲义，文件包含第52讲自制教具中的物理问题原卷版docx、第52讲自制教具中的物理问题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共40页， 欢迎下载使用。
专题知识概述
1.用来演示物理现象的自制教具.初中自制教具的常见内容：惯性、流体流速与压强的关系、电流的效应、超重失重现象、静电感应现象、电磁感应现象、光的反射、折射现象，压缩气体温度升高、气体急速膨胀时温度下降现象等。如：《探究声音的产生》、《测平均速度》、《研究摩擦力》、《研究流体的压强与流速的关系》、《研究杠杆的平衡条件》、《研究平面镜成像》、《测量斜面的机械效率》，还有课本上设置的许多有趣实验、演示实验都可以用自制的教具来完成。
2.用来模拟物理现象的自制教具.在物理实验室现成配置的仪器中有许多现成的物理模型，如“磁感线模型”、“眼球模型”，“布朗运动模拟演示器”等。在自制教具中，也出现了很多模拟物理现象的实验作品，诸如：汽轮机等。
3.用来探究和揭示各种物理规律的自制教具.在中学物理教学中，涉及到的物理规律很多，诸如：阿基米德原理、欧姆定律、焦耳定律等， 物理规律来之于实验，而实验方法和手段不断推陈出新，为自制教具提供了广阔的天地。如：利用数码照相机制作“频闪照片”，就是近年来新技术出现后引入的新实验器材和方法。
4.生活中的简易模型.常见的制作或发明如：简易电动机、简易发电机、自制照相机、自制收音机、门铃、延时开关、日光灯电路、简易热机、静电除尘装置、自制简易金属探测器、太阳能路灯原理演示装置，自制门电路、温度传感器、简易动圈式扬声器、静电风车、电子秤测量原理演示装置、电饭锅控温原理装置、传感器应用——闯红灯照相、火力发电演示实验、磁流体发电机等。
中考典型例题解析
【例题1】（2022江西模拟）“圆梦”实践活动小组正在自制测量仪器，下列是他们制成的未标注刻度的半成品，请你任选一项，借助必要的器材为其粗略标注刻度．
A．用小瓶、细管和煤油制成的液体温度计（要求：量程0﹣100℃，分度值2℃）．
B．用弹簧或橡皮筋制作的简易测力计（要求：量程5N，分度值0.5N）．
C．用纸条制作的卷尺（要求：量程2m，分度值1cm）．
（1）你的选项是 （A或B或C）；
（2）你标注刻度的过程是：①_______________；
② _________________________________；
③ _________________________________；
④ __________________________________．
【答案】（1）A；
（2）①把自制温度计的玻璃泡放人冰水混合物中，待液柱稳定后在液面处的位置标出0刻线和数字0；
②把自制温度计的玻璃泡放在一标准大气压下的沸水中，待液柱稳定后在液面处的位置标出100刻线和数字100；
③在0刻线和100刻线之间分成50等份，标出各刻线和对应的部分数字；
④在自制温度计的适当的位置标出单位℃．
【解析】（1）选A，用小瓶、细管和煤油制成的液体温度计（要求：量程0﹣100℃，分度值2℃）．
标注刻度的过程：
①把自制温度计的玻璃泡放人冰水混合物中，待液柱稳定后在液面处的位置标出0刻线和数字0；
②把自制温度计的玻璃泡放在一标准大气压下的沸水中，待液柱稳定后在液面处的位置标出100刻线和数字100；
③在0刻线和100刻线之间分成50等份，标出各刻线和对应的部分数字；
④在自制温度计的适当的位置标出单位℃．
其他答案如下：
（2）选B，用弹簧或橡皮筋制作的简易测力计（要求：量程5N，分度值0.5N）．
标注刻度如下：
①悬挂弹簧（或橡皮筋）让其自由下垂，在刻度板上指针所指的位置标出0刻线和数字0；
②用标准的弹簧测力计拉自制的弹簧测力计的挂钩，当标准弹簧测力计的示数为5N时，在自制弹簧测力计刻度板指针所指位置标出5刻线和数字5；
③在0刻线与5刻线之间分成10等份，标出各刻线和对应的部分数字；
④在自制弹簧测力计刻度板上适当的位置标出单位N．
（3）选C，用纸条制作的卷尺（要求：量程2m，分度值1cm）．
①用标准刻度尺紧靠纸条，并与纸条一侧保持平行，在纸条对应标准刻度尺零刻度线位置标出0刻线和数字0；
②在纸条对应标准刻度尺2m刻度线位置，标出200刻线和数字200；
③在0刻线和200刻线之间分成200等份，标出各刻线和对应的数字；
④在自制刻度尺适当的位置标出单位cm．
【例题2】（2021江苏南京）用硬塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等，制作如图所示的潜水艇模型，不计进排气管体积，要让原本悬浮在a位置的潜水艇下潜至b位置悬浮，采取的措施是使瓶内气体（ ）
A. 增加B. 减少
C. 先增加后减少D. 先减少后增加
【答案】D
【解析】要让原本悬浮在a位置的潜水艇下潜至b位置悬浮，首先应该让潜水艇下沉，即排出气体使瓶内气体减少水进入。然后再减小重力，让潜水艇模型悬浮，即让气体进入排出水，实现悬浮，所以瓶内气体应该先减小后增加。
【例题3】（2021江苏扬州）利用笔芯自制密度计，同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用______将所选笔芯放入水中，它能______漂浮在水中，在笔芯上标出水面的位置A，将笔芯放入酒精中，仍可漂浮，标出液面的位置B，如图所示，该笔芯漂浮在水中和酒精中时受到的浮力大小______，已知水的密度=1.0g/cm3，酒精的密度=0.8g/cm3，若笔芯漂浮在密度为=0.9g/cm3的液体中，则液面对应的位置可能是______（填“C”或“D”）。
【答案】 ①. 用了一半油墨的旧 ②. 竖直 ③. 相等 ④. D
【解析】[1][2]利用笔芯自制密度计，同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用将所选用了一半油墨的旧笔芯放入水中，这样的旧笔芯重心低，稳度大，它能竖直漂浮在水中。
[3]笔芯漂浮在水中和酒精中时都漂浮，受到的浮力都等于笔芯自身的重力，故该笔芯漂浮在水中和酒精中时受到的浮力大小相等。
[4]笔芯漂浮在水中标出水面的位置A，将笔芯放人酒精中，仍可漂浮，标出液面的位置B，水的密度=1.0g/cm3，酒精的密度=0.8g/cm3，若笔芯漂浮在密度为=0.9g/cm3的液体中时，设笔的质量为m，重力为G，笔头的体积为V0，笔管的横截面积为S，根据
化简
可知密度与笔管所在的深度成反比，当密度由0.8g/cm3变成0.9 g/cm3，和由0.9g/cm3变成1 g/cm3相比变化量相同时，深度的变化量
故如图应取D点。
【例题4】（2021陕西）同学们在学完弹簧测力计的相关知识后，自制了一个“橡皮筋测力计”，将橡皮筋不挂重物时下端对应位置标为零刻度线：挂1N重物时，下端对应位置标为1N；将这段距离等分为20格，每格表示0.05N。用此测力计测量物体重力时，发现测量值不准确。为了弄清其中的原因，同学们探究了橡皮筋的伸长与受到外力的关系。
他们利用规格为0.05N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋白板等进行了实验探究。不挂重物时，使橡皮筋下端与刻度尺的零刻度线对齐；挂不同重物时，橡皮筋下端对应不同的刻度值，作出标记，如图所示。
（1）螺母挂在橡皮筋下静止时，受到橡皮筋的拉力______（选填“大于”“等于”或“小于”）它受到的重力；
（2）同学们在橡皮筋下依次挂上个数不等的螺母，实验数据记录如下表。
①分析实验数据可初步得出：橡皮筋下所挂重物越重，橡皮筋的伸长越______；
②进一步分析数据发现：每增加1个螺母时，刻度尺读数的变化量总体上是不同的，但中间有部分读数的变化量是相同的。若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0mm处，推测橡皮筋下所挂的物体重约为______N（结果保留两位小数）；若挂另一重物，静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0mm处。此时______（选填“能”或“不能”）确定此物体的重；
（3）同学们根据实验数据，用此橡皮筋重新制作一个刻度均匀的测力计，橡皮筋上端和刻度尺的位置保持不变。若使测力计的量程最大，零刻度线应标在刻度尺的______mm刻度处，此测力计的最大量程为______；
（4）同学们更换不同的橡皮筋进行探究，发现其它橡皮筋的特点均与此相似，他们由此总结出，若要用橡皮筋制作测力计，受橡皮筋材料影响，刻度均匀部分可测量范围______，整体上测量不准确，所以橡皮筋不适合做测力计。
【答案】 ①等于 ②越长 ③0.33 ④不能 ⑤30 ⑥ 0.2N ⑦较小
【解析】（1）由平衡条件得，受到橡皮筋的拉力等于它受到的重力。
（2）分析实验数据可初步得出：橡皮筋下所挂重物越重，橡皮筋的伸长越长。
由表格可知，螺母个数从4~8之间，刻度尺读数是均匀变化的，若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0mm处，推测橡皮筋下所挂的物体重约为
由表格可知，螺母个数从0~4之间，刻度尺读数不是均匀变化的，所以静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0mm处。此时不能确定此物体的重。
（3）由表格可知，螺母个数从4~8之间，刻度尺读数是均匀变化的，所以零刻度线应该标在刻度尺的30mm刻度处。此测力计的最大量程为90mm刻度处的示数，应该标为
（4）若要用橡皮筋制作测力计，受橡皮筋材料影响，刻度均匀部分可测量范围较小，整体上测量不准确，所以橡皮筋不适合做测力计。
专题问题综合训练
一、选择题
1.（2021江苏扬州）有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（ ）
A. 选用越粗的蜡烛效果越好
B. 转轴位置离蜡烛重心越远越好
C. 为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方
D. 为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些
【答案】C
【解析】A．蜡烛越粗，燃烧越慢，蜡烛摆动效果越不明显。故A错误；
B．转轴位置离蜡烛重心不是越远越好，太远蜡烛可能不摆动。故B错误；
CD．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方或者可将蜡烛两端的上侧面削去一些。故C正确，D错误。
2．（2021北京）测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利，而成功制作测量工其需要科技人员的创造性劳动，小慧通过自制密度计。体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细铜丝制成简易密度计（未标刻度）。该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮，露出液面的长度用L表示（如图所示），已知酒精的密度为0.8g/cm3，水的密度为1.0g/cm3。为了给简易密度计标刻度，小慧将该密度计放入酒精中，密度计静止时L为6cm，她在密度计上距顶端6cm处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3。小慧将该密度计放入水中，密度计静止时L为8cm，她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为1.0g/cm3。利用上述数据，可计算出该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为（忽略铜丝的体积）（ ）
A．9.2cmB．9.6cmC．10cmD．10.4cm
【答案】B
【解析】设木棒长度为h，底面积为S，密度计重力为G，根据密度计漂浮在液面上时，F浮＝G，分别列出在酒精和水中的等式，求得木棒的长度，然后将其带入密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线时的等式即可求得答案。
解：设木棒长度为h，底面积为S，密度计重力为G，小慧将该密度计放入酒精中，密度计静止时L为6cm，ρ酒精＝0.8g/cm3＝0.8×103kg/m3，
由F浮酒精＝G，可得：ρ酒精gV排酒精＝G，
即[（h﹣0.06m）S]×0.8×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣①，
小慧将该密度计放入水中，密度计静止时L为8cm，ρ水＝1.0g/cm3＝1.0×103kg/m3，
由F浮水＝G，可得：
[（h﹣0.08m）S]×1.0×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②可得，h＝0.16m；
设该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为L′，
则[（h﹣L′）S]×1.25×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
将h＝0.16m分别代入②和③，并将②③联立，
解得L＝0.096m＝9.6cm。
【点评】此题考查物体浮沉条件的应用和阿基米德原理的应用，主要是漂浮时F浮＝G的应用，同时考查学生的数学计算能力。
3. （2021浙江嘉兴）如图是“静电章鱼”实验，用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管，然后把塑料丝往空中抛出后将塑料管放在下面，此时塑料丝静止在空中形状像章鱼。下列分析正确的是（ ）
A. 塑料丝与塑料管带异种电荷后吸附在一起
B. 塑料丝间带同种电荷相互排斥而呈章鱼状
C. 塑料管经毛皮摩擦得到电子后带正电
D. 塑料管得到的电子数等于毛皮两次失去的电子总数
【答案】B
【解析】A、塑料丝和塑料管带同种电荷，同种电荷相互排斥，故A错误；
B、因为塑料丝之间相互排斥，所以塑料丝间带了同种电荷，故B正确；
C、因为毛皮易失去电子，所以在与塑料管摩擦后得到电子带负电，故C错误；
D、由电荷守恒定律可知塑料管得到的电子等于毛皮和它摩擦一次所失去的电子，故D错误。
4.（2021深圳）某创客小组自制肺活量比较装置，吸气时，气球胀大，隔板向上运动，下列说法正确的
是（ ）
A. 总电阻变大B. V示数变大
C. A示数变大D. 电路总功率变大
【答案】CD
【解析】由图可知，R1、R0串联，电压表测R0两端电压，电流表测电流；
A．隔板向上运动时，R0阻值减小，总电阻增大，故A错误；
B．隔板向上运动时，R0阻值减小，根据串联分压，R0两端电压减小，即V示数变小，故B错误；
C．隔板向上运动时，R0阻值减小，电流增大，即A示数变大，故C正确；
D．电路中电流增大，电路总功率为
可知电路总功率变大，故D正确。
5.（2021浙江宁波）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（ ）
A.吸气冲程
B. 压缩冲程
C. 做功冲程
D. 排气冲程
【答案】C
【解析】当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，而汽油机的做功冲程对外做功，因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。
二、填空题
1．（2022河南模拟）小明同学用硬纸板和大头针制作底座，把两根缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，就制成了一个如图所示的指南针．指南针能指南北说明地球周围存在着 ．该指南针静止后，针尖指南方，则针尖是指南针的 （选填“N”或“S”）极．
【答案】磁场；S．
【解析】指南针是根据地磁场的作用工作的，地磁的南极在地理的北极附近，而地磁的北极在地理的南极附近，再根据磁极间的作用规律，可判断指南针的指向．
地球是一个大磁体，指南针指南北的原因是由于受到了地磁场的作用；指南针静止时，指向南的一端是磁体的南（S）极；指向北的一端是磁体的北（N）极，针尖指南，所以针尖是S极．
2．通过学习小李知道温度计的工作原理是：___________，于是他制作了一个简易温度计，如图所示，当他将玻璃瓶浸没在冰水混合中时液面高度为5cm，当将玻璃瓶浸没在沸水中时液面高度为55cm，若某时刻液面高45cm，此时温度是________。
【答案】液体的热胀冷缩； 80℃。
【解析】①液体温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的；
②冰水混合物的温度为0℃，液柱的长度为5cm，1个标准大气压下的沸水的温度是100℃，液柱的长度为55cm，
则1cm液柱表示的温度2℃/cm；
液柱长度为45cm时所测液体的温度：（45cm﹣5cm）×2℃/cm＝80℃。
3. （2021浙江湖州）如图是小勇用自制空气炮吹灭烛焰的实验。拉伸弹性薄膜然后放手，空气会从一端喷出，这是因为气体具有______ 。烛焰被吹灭是由于______ 。利用烛焰被吹灭确定空气流动与下列哪项采取的科学方法相同？______ 。
eq \\ac(○,1)用带箭头的直线表示光的传播路线和方向
QUOTE eq \\ac(○,2)利用被吸引的大头针数目来比较电磁铁的磁性强弱
QUOTE eq \\ac(○,3)控制电压相等，研究电流与电阻的关系
【答案】惯性 可燃物的温度降低到着火点以下 ②
【解析】(1)由图示装置可知，拉伸弹性薄膜然后放手，弹性薄膜和空气一起向左运动，
当弹性薄膜和装置内空气速度不相等时，由于具有惯性，装置内空气将继续向右运动，空气会从右端喷出；
(2)向燃烧的蜡烛吹气时，由于空气的流动加快了石蜡的蒸发，蒸发吸热导致烛焰的温度降低，当温度降低到着火点以下时蜡烛会熄灭；
(3)利用烛焰被吹灭确定空气流动利用了转换法。
①用带箭头的直线表示光的传播路线和方向是利用了模型法，不符合题意；
②利用被吸引的大头针数目来比较电磁铁的磁性强弱利用了转换法，符合题意；
③控制电压相等，研究电流与电阻的关系利用了控制变量法，不符合题意。
4.如图是小明制作的简易“蒸汽船”型。将盛有一定量水的铜容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。
（1）蜡烛对铜制容器加热导致容器内水温升高这是通过_______的方式改变水的内能。
（2）当铜管向右喷蒸汽时“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明了________。
【答案】（1）热传递 （2）力的作用是相互的
【解析】（1）改变物体的内能有两种方式，做功和热传递，结合题意，蜡烛对铜制容器加热导致容器内水温升高这是通过热传递的方式改变水的内能。（2）当铜管向右喷蒸汽时“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明力的作用是相互的。
三、实验题
1．某学习小组的同学自制了一个简易温度计，A为一塑料瓶，B为吸管，通过软木塞与A相连，管下端插入水槽中，使管内外水面有一高度差h，在不同温度下分别测出对应水柱高度h，记录数据如表：
（1）此温度计的测温原理是_________。
（2）这个温度计的塑料瓶部分（图中的A）相当于常用温度计的_________。
（3）用此温度计_____（能/不能）测29℃及其以上的温度。
（4）若将此装置放在室内，液柱向上移动，说明温度_______（选填“升高”或“降低”）
（5）利用此温度计存在的不足之处是_____________________。
【答案】（1）气体的热胀冷缩的性质；（2）玻璃泡；（3）不能；（4）降低；（5）测温范围小，测得温度受外界气压的影响。
【解析】观察实验装置和所给的表格中的数据，分析随着温度的升高，液柱是变长还是变短即可得出该温度计的制作原理；同时仔细观察图表中的数据，分析出每升高2℃时，液柱降低的大体高度，进而推断出该 温度计能否测出29℃的温度；同时，考虑实际情况分析即可得出该温度计的不足之处。
（1）分析表中的数据，发现随着温度的升高，液柱逐渐变短，即仔细观察实验装置图，不难看出该温度计是利用其上面 瓶A中气体热胀冷缩的性质制成的；
（2）据实验用温度计的构造可知，这个温度计的塑料瓶部分（图中的A）相当于常用温度计的玻璃泡；
（3）分析表中数据能看出，温度每升高2℃，其液柱大体会下降5cm之多，所以在27℃时的液柱总长只有4.2cm，即小于5cm，所以该温度计是不能测出29℃及其以上的温度来；
（4）若将此装置放在室内，液柱向上移动，即说明空气的膨胀程度变小，即说明此时温度降低；
（5）据上面的第二部不难看出，该温度计的测量范围很小，且测量结果受外界气压的影响。
所以答案为：（1）气体的热胀冷缩的性质；（2）玻璃泡；（3）不能；（4）降低；（5）测温范围小，测得温度受外界气压的影响。
2.为制作弹簧测力计，某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究．下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据．
(1)分析数据可知：
①在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成_______；
②甲弹簧受4N拉力时的长度跟乙弹簧受_____ N拉力的长度相同．
(2)如图所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧，它们的外壳相同，刻度线分布情况相同．若甲弹簧的刻度如图A．
①由图知A弹簧的量程是4N，B 弹簧的量程应是 N，
② B 弹簧的分度值是 N 。
(3)经实验探究发现：在拉力相同的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长(弹簧不受外力时的长度)等均有关系，现为探究在拉力相同的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系，设计实验如下
①将一根弹簧剪成长度 （选填“相同”或“不同”）的两段．
②分别用大小 （选填“相同”或“不同”）的力拉两弹簧，然后比较弹簧伸长的长度．
【答案】（1）①正比；②2（2）①2，②0.1（3）①不同 ②相同.
【解析】（1）①根据表格数据可以得出，不论是甲弹簧还是乙弹簧，弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的长度越长，弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力之比是定值，即在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成正比；②计算出甲乙弹簧在拉力相同时伸长的长度，发现甲弹簧伸长的长度总小于乙弹簧伸长的长度。甲弹簧受4N拉力时的长度跟乙弹簧受2 N拉力的长度相同．
（2）①由于甲弹簧受4N拉力时的长度跟乙弹簧受2 N拉力的长度相同．所以当A弹簧测力计量程为4N时，B弹簧测力计的量程为2N.②B测力计中两个大格之间10等分，每等分为0.1N,所以B测力计分度值为0.1N.
（3）利用控制变量法研究。在拉力相同的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长(弹簧不受外力时的长度)等均有关系，要探究在拉力相同的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系时，就得选用材料相同、粗细相同，在相同力拉两端不同长度的弹簧，然后比较弹簧伸长的长度．
3.如图所示，小阳同学制作了一支密度计，密度计的上部是一个用来标刻度的圆柱形玻璃管，长为10cm，横截面积为0.5cm2，管下部分还有一个玻璃泡．整个玻璃管、玻璃泡的质量共2.4g．小阳同学在玻璃泡中装进1cm3的水银后，请实验室老师用酒精喷灯封闭玻璃管，当把它插进水中时，水面距上端4cm．请你帮助小阳同学推算出：
（1）整个密度计的体积；
（2）密度计上部玻璃管所能标出的最大密度值．（水银的密度为13.6×103kg/m3）（结果保留三位有效数字）
【答案】（1）18cm3 （2）1.23×103kg/m3
【解析】（1）求出密度计受到的重力，把密度计放在水里漂浮，利用物体的漂浮条件求受到水的浮力；再利用阿基米德原理求排开水的体积，进而求密度计的体积．（2）当密度计上部的圆柱形玻璃管全部露出液面时，所测液体密度值为最大，再利用物体的漂浮条件和阿基米德原理求解．
（1）管内水银的质量：m=ρ水银v水银=13.6g/cm3×1cm3=13.6g，
密度计的总质量：M=2.4g+13.6g=16g．
设整个密度计的体积为v，当置于水中时，
∵密度计漂浮， ∴F浮=G物，
即：ρ水gv排=Mg 1g/cm3×（v-4cm×0.5cm2）=16g ∴v=18cm3．
（2）当密度计上部的圆柱形玻璃管全部露出液面时，所测液体密度值为最大，密度值为ρ最大，∵F浮=G物，即：ρ最大gv排′=Mg
ρ最大×（18cm3-10cm×0.5cm2）=16g
∴ρ最大≈1.23g/cm3=1.23×103kg/m3．
4.制作简易气压计，观察大气压随高度的变化。
(1)如图所示，在玻璃瓶中倒入适量红色的水，将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口，红水升到玻璃管一定的高度，但高度不够，你应________，使水上升到瓶口以上适当位置，制成了简易气压计。
(2)将简易气压计从四楼移到一楼过程中，发现玻璃管内水柱________，说明__________。
(3)小明将简易气压计放在阳光下，过一会儿，他发现玻璃管内水柱发生了变化，这一现象说明，简易气压计的测量结果会受到______________影响。
（4）如图自制的简易气压计，瓶中水面上方是空气，在图示的状态下，瓶内的气压___瓶外的大气压．小明同学将气压计从山下拿到山上后，细玻璃管内的水柱高度会____，原因是大气压随高度的增加而____．
【答案】（1）向瓶内吹适量的气；（2）下降；高度越高，大气压越低；（3）外界温度
（4）大于。升高，减小．
【解析】（1）向瓶内吹适量的气，增大瓶内上方空气压强，瓶内液体就会被挤压到玻璃管里，沿着玻璃管上升。
（2）将简易气压计从四楼移到一楼过程中，发现玻璃管内水柱下降，高度越高，大气压越低；气压计高度越低，大气压越高。
（3）气压计放在阳光下，其周围环境温度升高，玻璃管内水柱发生了变化。说明气压与温度有关系。
（4）瓶中水面上方是空气，如果此处的气压等于瓶外的大气压，管内和瓶内的水面应该相平．现在是管内的水面高，说明瓶内的气压高于瓶外大气压；将气压计从山下拿到山上后，大气压减小，管内水柱高度会增加，说明大气压随高度的增加而减小。
5.（2022山西模拟）小明和小亮同学利用橡皮筋、硬纸板、带指针的挂钩、弹簧测力计等器材，制作一个简易测力计。标注刻度方案一：让橡皮筋在竖直方向自由下垂，当指针稳定时，在指针所指位置标注“0”刻度。再用弹簧测力计拉动挂钩，拉力分别显示为1N、2N、3N、4N时，在指针所指位置分别标注对应的刻度。实验相关数据记录如下表。
(1)请你根据表中的数据，在图中绘制出ΔL-F图象___________。
(2)完成上述实验后，小亮提出了标注刻度的方案二：标注“0”刻度的方法与方案一相同，然后再用弹簧测力计拉动挂钩，使拉力示数为4N，在指针所指位置标注4N的刻度，在0刻度线与4N刻度线之间分成4等份，标出各刻度线和对应的刻度。如果让你利用橡皮筋制作简易测力计，标注刻度时，你会选择方案一还是方案二，并说明理由。___________
【答案】 (1)
(2)方案一，理由为拉力越大，橡皮筋伸长越长，但伸长量跟所受拉力不成正比
【解析】根据表格中数据进行描点，并用平滑的曲线连接起来；从图像入手，判断橡皮筋伸长量跟所受拉力的关系，进而再选择方案；
（1）根据表格中数据进行描点，并用平滑的曲线连接起来，如图所示：
（2）根据图像可以看出，橡皮筋伸长量跟所受拉力不成正比，所以选择方案一更合理些。
6. 如图所示为刘辉同学制作的“振动放大器”，用鼓槌击鼓，左侧的小球会被弹起，且用力大小不同，小球摆动幅度不同．关于该制作下列说法正确的是( )
A. 小球被弹开证明声音是由小球振动产生的
B. 小球摆动的幅度越大说明声音的音调越高
C. 刘辉能听到鼓声证明声音可以通过空气传播
D. 敲一侧鼓面，另一侧的鼓面把小球弹开说明声音可以传递信息
【答案】C
【解析】声音是由于鼓面的振动产生的，小球的摆动是由于鼓面的振动引起的，这里利用转换法的物理思想，将不便于观察的振动放大，A说法错误；小球摆动幅度大小反映出鼓面振动的幅度大小，说明的是响度的变化，与音调高低无关，B说法错误；声音的传播需要介质，刘辉能听到鼓声依靠的是空气对声音的传播，C说法正确；发声体可以使不与其接触的物体摆动，说明声音可以传递能量，D说法错误.
7. 如图所示，是小文同学利用凸透镜的成像规律，自制的手电筒投影仪．在这个小制作中，平面镜的作用是__________，灯泡和聚光镜组合后可以提供更强的光源，这样做是为了_________________，在某次使用时，小文不小心用课本把凸透镜挡住了一部分，会发现会聚成的像_____(选填“变亮”或“变暗”)，若屏幕上的像不清晰，可以_____________________．
【答案】改变光的传播方向(或使像成在屏幕上)， 增加投影片的亮度(或使投影更加清晰)，变暗，调节物距、像距。
【解析】平面镜可以成像，还可以改变光路。灯泡是光源，经过聚光镜作用增加亮度，使投影片更亮。凸透镜被遮挡，成像变暗。调节物距、像距都可以使屏幕上的像清晰。
8．小雪在学习了阿基米德原理之后，在家里自己动手制作了如图所示的装置，他想通过这个装置来验证阿基米德原理的正确性，以下是他的实验过程：
①在弹簧下方挂着一个空小桶，并在小筒的下方挂上重物G；
②将一水杯放在升降机上，像溢水杯中装满水，调节升降机高度至水面，刚好到达重物G下表面；
③记录弹簧下端指针所指的刻度尺的位置L1；
④缓慢升高升降机，让重物G完全浸没入水中后，继续升高溢水杯到某一高度，用小烧杯A承接溢出的水，同时记录指针所指位置L2；
⑤保持升降机的位置不动，将烧杯A中的水倒入空桶中，同时记录此时指针所在位置L3，（整个过程重物G始终没有碰到溢水杯底部）。
（1）在实验④的过程中，弹簧的拉力变化曲线如下图所示，正确的是 。
（2）小雪将烧杯A中的水倒入空桶中，通过 现象，证明阿基米德原理成立。
（3）实验④⑤过程中，重物G的高度变化情况是如下图，正确的是 。
（4）你认为这样设计实验的好处是 。
【答案】（1）B；（2）L3＝L1；（3）C；（4）减小误差。
【解析】（1）根据称重法可知，弹簧拉力F＝G﹣F浮；
根据F浮＝ρ液gV排可知，随着升降机升高，重物G浸入水中的体积越来越大，其受到的浮力变大，则拉力F变小，当重物G浸没后，浮力保持不变，则拉力也保持不变，故B图象符合。
（2）在步骤③中，弹簧受到的拉力F＝G，指针所指的刻度尺位置L1；
由于将烧杯A中的水倒入空桶中，则弹簧受到的拉力F′＝G﹣F浮+G排，若指针所在位置L3与位置L1相同，则拉力F′＝F，则说明F浮＝G排，这样即可证明阿基米德原理成立。
（3）实验④过程中，随升降机的升高，重物G受到的浮力变大，拉力减小，重物G的高度也升高，当重物G浸没后，浮力保持不变，重物G的高度不再变化；
实验⑤过程中，将烧杯A中的水倒入空桶中，由于弹簧受到的拉力变大，重物G随着弹簧的伸长物G的高度下降，当烧杯A中的水全部倒入空桶中，重物G的高度又回到原来的高度；故图象C符合；
（4）改进后的优点减小误差。
日期：2019/5/22 9:12:19；用户：初中物理；邮箱：yls9196@xyh.cm；学号：27894342
试验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
螺母个数n/个
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
螺母总重G/N
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
刻度尺读数L/mm
0
5
11
20
30
45
60
75
90
110
135
158
温度/℃
17
19
21
23
25
27
h/cm
30.0
24.9
19.7
14.6
9.4
4.2
、
专题知识概述
1.用来演示物理现象的自制教具.初中自制教具的常见内容：惯性、流体流速与压强的关系、电流的效应、超重失重现象、静电感应现象、电磁感应现象、光的反射、折射现象，压缩气体温度升高、气体急速膨胀时温度下降现象等。如：《探究声音的产生》、《测平均速度》、《研究摩擦力》、《研究流体的压强与流速的关系》、《研究杠杆的平衡条件》、《研究平面镜成像》、《测量斜面的机械效率》，还有课本上设置的许多有趣实验、演示实验都可以用自制的教具来完成。
2.用来模拟物理现象的自制教具.在物理实验室现成配置的仪器中有许多现成的物理模型，如“磁感线模型”、“眼球模型”，“布朗运动模拟演示器”等。在自制教具中，也出现了很多模拟物理现象的实验作品，诸如：汽轮机等。
3.用来探究和揭示各种物理规律的自制教具.在中学物理教学中，涉及到的物理规律很多，诸如：阿基米德原理、欧姆定律、焦耳定律等， 物理规律来之于实验，而实验方法和手段不断推陈出新，为自制教具提供了广阔的天地。如：利用数码照相机制作“频闪照片”，就是近年来新技术出现后引入的新实验器材和方法。
4.生活中的简易模型.常见的制作或发明如：简易电动机、简易发电机、自制照相机、自制收音机、门铃、延时开关、日光灯电路、简易热机、静电除尘装置、自制简易金属探测器、太阳能路灯原理演示装置，自制门电路、温度传感器、简易动圈式扬声器、静电风车、电子秤测量原理演示装置、电饭锅控温原理装置、传感器应用——闯红灯照相、火力发电演示实验、磁流体发电机等。
中考典型例题解析
【例题1】（2022江西模拟）“圆梦”实践活动小组正在自制测量仪器，下列是他们制成的未标注刻度的半成品，请你任选一项，借助必要的器材为其粗略标注刻度．
A．用小瓶、细管和煤油制成的液体温度计（要求：量程0﹣100℃，分度值2℃）．
B．用弹簧或橡皮筋制作的简易测力计（要求：量程5N，分度值0.5N）．
C．用纸条制作的卷尺（要求：量程2m，分度值1cm）．
（1）你的选项是 （A或B或C）；
（2）你标注刻度的过程是：①_______________；
② _________________________________；
③ _________________________________；
④ __________________________________．
【答案】（1）A；
（2）①把自制温度计的玻璃泡放人冰水混合物中，待液柱稳定后在液面处的位置标出0刻线和数字0；
②把自制温度计的玻璃泡放在一标准大气压下的沸水中，待液柱稳定后在液面处的位置标出100刻线和数字100；
③在0刻线和100刻线之间分成50等份，标出各刻线和对应的部分数字；
④在自制温度计的适当的位置标出单位℃．
【解析】（1）选A，用小瓶、细管和煤油制成的液体温度计（要求：量程0﹣100℃，分度值2℃）．
标注刻度的过程：
①把自制温度计的玻璃泡放人冰水混合物中，待液柱稳定后在液面处的位置标出0刻线和数字0；
②把自制温度计的玻璃泡放在一标准大气压下的沸水中，待液柱稳定后在液面处的位置标出100刻线和数字100；
③在0刻线和100刻线之间分成50等份，标出各刻线和对应的部分数字；
④在自制温度计的适当的位置标出单位℃．
其他答案如下：
（2）选B，用弹簧或橡皮筋制作的简易测力计（要求：量程5N，分度值0.5N）．
标注刻度如下：
①悬挂弹簧（或橡皮筋）让其自由下垂，在刻度板上指针所指的位置标出0刻线和数字0；
②用标准的弹簧测力计拉自制的弹簧测力计的挂钩，当标准弹簧测力计的示数为5N时，在自制弹簧测力计刻度板指针所指位置标出5刻线和数字5；
③在0刻线与5刻线之间分成10等份，标出各刻线和对应的部分数字；
④在自制弹簧测力计刻度板上适当的位置标出单位N．
（3）选C，用纸条制作的卷尺（要求：量程2m，分度值1cm）．
①用标准刻度尺紧靠纸条，并与纸条一侧保持平行，在纸条对应标准刻度尺零刻度线位置标出0刻线和数字0；
②在纸条对应标准刻度尺2m刻度线位置，标出200刻线和数字200；
③在0刻线和200刻线之间分成200等份，标出各刻线和对应的数字；
④在自制刻度尺适当的位置标出单位cm．
【例题2】（2021江苏南京）用硬塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等，制作如图所示的潜水艇模型，不计进排气管体积，要让原本悬浮在a位置的潜水艇下潜至b位置悬浮，采取的措施是使瓶内气体（ ）
A. 增加B. 减少
C. 先增加后减少D. 先减少后增加
【答案】D
【解析】要让原本悬浮在a位置的潜水艇下潜至b位置悬浮，首先应该让潜水艇下沉，即排出气体使瓶内气体减少水进入。然后再减小重力，让潜水艇模型悬浮，即让气体进入排出水，实现悬浮，所以瓶内气体应该先减小后增加。
【例题3】（2021江苏扬州）利用笔芯自制密度计，同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用______将所选笔芯放入水中，它能______漂浮在水中，在笔芯上标出水面的位置A，将笔芯放入酒精中，仍可漂浮，标出液面的位置B，如图所示，该笔芯漂浮在水中和酒精中时受到的浮力大小______，已知水的密度=1.0g/cm3，酒精的密度=0.8g/cm3，若笔芯漂浮在密度为=0.9g/cm3的液体中，则液面对应的位置可能是______（填“C”或“D”）。
【答案】 ①. 用了一半油墨的旧 ②. 竖直 ③. 相等 ④. D
【解析】[1][2]利用笔芯自制密度计，同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用将所选用了一半油墨的旧笔芯放入水中，这样的旧笔芯重心低，稳度大，它能竖直漂浮在水中。
[3]笔芯漂浮在水中和酒精中时都漂浮，受到的浮力都等于笔芯自身的重力，故该笔芯漂浮在水中和酒精中时受到的浮力大小相等。
[4]笔芯漂浮在水中标出水面的位置A，将笔芯放人酒精中，仍可漂浮，标出液面的位置B，水的密度=1.0g/cm3，酒精的密度=0.8g/cm3，若笔芯漂浮在密度为=0.9g/cm3的液体中时，设笔的质量为m，重力为G，笔头的体积为V0，笔管的横截面积为S，根据
化简
可知密度与笔管所在的深度成反比，当密度由0.8g/cm3变成0.9 g/cm3，和由0.9g/cm3变成1 g/cm3相比变化量相同时，深度的变化量
故如图应取D点。
【例题4】（2021陕西）同学们在学完弹簧测力计的相关知识后，自制了一个“橡皮筋测力计”，将橡皮筋不挂重物时下端对应位置标为零刻度线：挂1N重物时，下端对应位置标为1N；将这段距离等分为20格，每格表示0.05N。用此测力计测量物体重力时，发现测量值不准确。为了弄清其中的原因，同学们探究了橡皮筋的伸长与受到外力的关系。
他们利用规格为0.05N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋白板等进行了实验探究。不挂重物时，使橡皮筋下端与刻度尺的零刻度线对齐；挂不同重物时，橡皮筋下端对应不同的刻度值，作出标记，如图所示。
（1）螺母挂在橡皮筋下静止时，受到橡皮筋的拉力______（选填“大于”“等于”或“小于”）它受到的重力；
（2）同学们在橡皮筋下依次挂上个数不等的螺母，实验数据记录如下表。
①分析实验数据可初步得出：橡皮筋下所挂重物越重，橡皮筋的伸长越______；
②进一步分析数据发现：每增加1个螺母时，刻度尺读数的变化量总体上是不同的，但中间有部分读数的变化量是相同的。若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0mm处，推测橡皮筋下所挂的物体重约为______N（结果保留两位小数）；若挂另一重物，静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0mm处。此时______（选填“能”或“不能”）确定此物体的重；
（3）同学们根据实验数据，用此橡皮筋重新制作一个刻度均匀的测力计，橡皮筋上端和刻度尺的位置保持不变。若使测力计的量程最大，零刻度线应标在刻度尺的______mm刻度处，此测力计的最大量程为______；
（4）同学们更换不同的橡皮筋进行探究，发现其它橡皮筋的特点均与此相似，他们由此总结出，若要用橡皮筋制作测力计，受橡皮筋材料影响，刻度均匀部分可测量范围______，整体上测量不准确，所以橡皮筋不适合做测力计。
【答案】 ①等于 ②越长 ③0.33 ④不能 ⑤30 ⑥ 0.2N ⑦较小
【解析】（1）由平衡条件得，受到橡皮筋的拉力等于它受到的重力。
（2）分析实验数据可初步得出：橡皮筋下所挂重物越重，橡皮筋的伸长越长。
由表格可知，螺母个数从4~8之间，刻度尺读数是均匀变化的，若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0mm处，推测橡皮筋下所挂的物体重约为
由表格可知，螺母个数从0~4之间，刻度尺读数不是均匀变化的，所以静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0mm处。此时不能确定此物体的重。
（3）由表格可知，螺母个数从4~8之间，刻度尺读数是均匀变化的，所以零刻度线应该标在刻度尺的30mm刻度处。此测力计的最大量程为90mm刻度处的示数，应该标为
（4）若要用橡皮筋制作测力计，受橡皮筋材料影响，刻度均匀部分可测量范围较小，整体上测量不准确，所以橡皮筋不适合做测力计。
专题问题综合训练
一、选择题
1.（2021江苏扬州）有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（ ）
A. 选用越粗的蜡烛效果越好
B. 转轴位置离蜡烛重心越远越好
C. 为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方
D. 为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些
【答案】C
【解析】A．蜡烛越粗，燃烧越慢，蜡烛摆动效果越不明显。故A错误；
B．转轴位置离蜡烛重心不是越远越好，太远蜡烛可能不摆动。故B错误；
CD．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方或者可将蜡烛两端的上侧面削去一些。故C正确，D错误。
2．（2021北京）测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利，而成功制作测量工其需要科技人员的创造性劳动，小慧通过自制密度计。体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细铜丝制成简易密度计（未标刻度）。该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮，露出液面的长度用L表示（如图所示），已知酒精的密度为0.8g/cm3，水的密度为1.0g/cm3。为了给简易密度计标刻度，小慧将该密度计放入酒精中，密度计静止时L为6cm，她在密度计上距顶端6cm处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3。小慧将该密度计放入水中，密度计静止时L为8cm，她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为1.0g/cm3。利用上述数据，可计算出该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为（忽略铜丝的体积）（ ）
A．9.2cmB．9.6cmC．10cmD．10.4cm
【答案】B
【解析】设木棒长度为h，底面积为S，密度计重力为G，根据密度计漂浮在液面上时，F浮＝G，分别列出在酒精和水中的等式，求得木棒的长度，然后将其带入密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线时的等式即可求得答案。
解：设木棒长度为h，底面积为S，密度计重力为G，小慧将该密度计放入酒精中，密度计静止时L为6cm，ρ酒精＝0.8g/cm3＝0.8×103kg/m3，
由F浮酒精＝G，可得：ρ酒精gV排酒精＝G，
即[（h﹣0.06m）S]×0.8×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣①，
小慧将该密度计放入水中，密度计静止时L为8cm，ρ水＝1.0g/cm3＝1.0×103kg/m3，
由F浮水＝G，可得：
[（h﹣0.08m）S]×1.0×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②可得，h＝0.16m；
设该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为L′，
则[（h﹣L′）S]×1.25×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
将h＝0.16m分别代入②和③，并将②③联立，
解得L＝0.096m＝9.6cm。
【点评】此题考查物体浮沉条件的应用和阿基米德原理的应用，主要是漂浮时F浮＝G的应用，同时考查学生的数学计算能力。
3. （2021浙江嘉兴）如图是“静电章鱼”实验，用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管，然后把塑料丝往空中抛出后将塑料管放在下面，此时塑料丝静止在空中形状像章鱼。下列分析正确的是（ ）
A. 塑料丝与塑料管带异种电荷后吸附在一起
B. 塑料丝间带同种电荷相互排斥而呈章鱼状
C. 塑料管经毛皮摩擦得到电子后带正电
D. 塑料管得到的电子数等于毛皮两次失去的电子总数
【答案】B
【解析】A、塑料丝和塑料管带同种电荷，同种电荷相互排斥，故A错误；
B、因为塑料丝之间相互排斥，所以塑料丝间带了同种电荷，故B正确；
C、因为毛皮易失去电子，所以在与塑料管摩擦后得到电子带负电，故C错误；
D、由电荷守恒定律可知塑料管得到的电子等于毛皮和它摩擦一次所失去的电子，故D错误。
4.（2021深圳）某创客小组自制肺活量比较装置，吸气时，气球胀大，隔板向上运动，下列说法正确的
是（ ）
A. 总电阻变大B. V示数变大
C. A示数变大D. 电路总功率变大
【答案】CD
【解析】由图可知，R1、R0串联，电压表测R0两端电压，电流表测电流；
A．隔板向上运动时，R0阻值减小，总电阻增大，故A错误；
B．隔板向上运动时，R0阻值减小，根据串联分压，R0两端电压减小，即V示数变小，故B错误；
C．隔板向上运动时，R0阻值减小，电流增大，即A示数变大，故C正确；
D．电路中电流增大，电路总功率为
可知电路总功率变大，故D正确。
5.（2021浙江宁波）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（ ）
A.吸气冲程
B. 压缩冲程
C. 做功冲程
D. 排气冲程
【答案】C
【解析】当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，而汽油机的做功冲程对外做功，因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。
二、填空题
1．（2022河南模拟）小明同学用硬纸板和大头针制作底座，把两根缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，就制成了一个如图所示的指南针．指南针能指南北说明地球周围存在着 ．该指南针静止后，针尖指南方，则针尖是指南针的 （选填“N”或“S”）极．
【答案】磁场；S．
【解析】指南针是根据地磁场的作用工作的，地磁的南极在地理的北极附近，而地磁的北极在地理的南极附近，再根据磁极间的作用规律，可判断指南针的指向．
地球是一个大磁体，指南针指南北的原因是由于受到了地磁场的作用；指南针静止时，指向南的一端是磁体的南（S）极；指向北的一端是磁体的北（N）极，针尖指南，所以针尖是S极．
2．通过学习小李知道温度计的工作原理是：___________，于是他制作了一个简易温度计，如图所示，当他将玻璃瓶浸没在冰水混合中时液面高度为5cm，当将玻璃瓶浸没在沸水中时液面高度为55cm，若某时刻液面高45cm，此时温度是________。
【答案】液体的热胀冷缩； 80℃。
【解析】①液体温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的；
②冰水混合物的温度为0℃，液柱的长度为5cm，1个标准大气压下的沸水的温度是100℃，液柱的长度为55cm，
则1cm液柱表示的温度2℃/cm；
液柱长度为45cm时所测液体的温度：（45cm﹣5cm）×2℃/cm＝80℃。
3. （2021浙江湖州）如图是小勇用自制空气炮吹灭烛焰的实验。拉伸弹性薄膜然后放手，空气会从一端喷出，这是因为气体具有______ 。烛焰被吹灭是由于______ 。利用烛焰被吹灭确定空气流动与下列哪项采取的科学方法相同？______ 。
eq \\ac(○,1)用带箭头的直线表示光的传播路线和方向
QUOTE eq \\ac(○,2)利用被吸引的大头针数目来比较电磁铁的磁性强弱
QUOTE eq \\ac(○,3)控制电压相等，研究电流与电阻的关系
【答案】惯性 可燃物的温度降低到着火点以下 ②
【解析】(1)由图示装置可知，拉伸弹性薄膜然后放手，弹性薄膜和空气一起向左运动，
当弹性薄膜和装置内空气速度不相等时，由于具有惯性，装置内空气将继续向右运动，空气会从右端喷出；
(2)向燃烧的蜡烛吹气时，由于空气的流动加快了石蜡的蒸发，蒸发吸热导致烛焰的温度降低，当温度降低到着火点以下时蜡烛会熄灭；
(3)利用烛焰被吹灭确定空气流动利用了转换法。
①用带箭头的直线表示光的传播路线和方向是利用了模型法，不符合题意；
②利用被吸引的大头针数目来比较电磁铁的磁性强弱利用了转换法，符合题意；
③控制电压相等，研究电流与电阻的关系利用了控制变量法，不符合题意。
4.如图是小明制作的简易“蒸汽船”型。将盛有一定量水的铜容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。
（1）蜡烛对铜制容器加热导致容器内水温升高这是通过_______的方式改变水的内能。
（2）当铜管向右喷蒸汽时“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明了________。
【答案】（1）热传递 （2）力的作用是相互的
【解析】（1）改变物体的内能有两种方式，做功和热传递，结合题意，蜡烛对铜制容器加热导致容器内水温升高这是通过热传递的方式改变水的内能。（2）当铜管向右喷蒸汽时“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明力的作用是相互的。
三、实验题
1．某学习小组的同学自制了一个简易温度计，A为一塑料瓶，B为吸管，通过软木塞与A相连，管下端插入水槽中，使管内外水面有一高度差h，在不同温度下分别测出对应水柱高度h，记录数据如表：
（1）此温度计的测温原理是_________。
（2）这个温度计的塑料瓶部分（图中的A）相当于常用温度计的_________。
（3）用此温度计_____（能/不能）测29℃及其以上的温度。
（4）若将此装置放在室内，液柱向上移动，说明温度_______（选填“升高”或“降低”）
（5）利用此温度计存在的不足之处是_____________________。
【答案】（1）气体的热胀冷缩的性质；（2）玻璃泡；（3）不能；（4）降低；（5）测温范围小，测得温度受外界气压的影响。
【解析】观察实验装置和所给的表格中的数据，分析随着温度的升高，液柱是变长还是变短即可得出该温度计的制作原理；同时仔细观察图表中的数据，分析出每升高2℃时，液柱降低的大体高度，进而推断出该 温度计能否测出29℃的温度；同时，考虑实际情况分析即可得出该温度计的不足之处。
（1）分析表中的数据，发现随着温度的升高，液柱逐渐变短，即仔细观察实验装置图，不难看出该温度计是利用其上面 瓶A中气体热胀冷缩的性质制成的；
（2）据实验用温度计的构造可知，这个温度计的塑料瓶部分（图中的A）相当于常用温度计的玻璃泡；
（3）分析表中数据能看出，温度每升高2℃，其液柱大体会下降5cm之多，所以在27℃时的液柱总长只有4.2cm，即小于5cm，所以该温度计是不能测出29℃及其以上的温度来；
（4）若将此装置放在室内，液柱向上移动，即说明空气的膨胀程度变小，即说明此时温度降低；
（5）据上面的第二部不难看出，该温度计的测量范围很小，且测量结果受外界气压的影响。
所以答案为：（1）气体的热胀冷缩的性质；（2）玻璃泡；（3）不能；（4）降低；（5）测温范围小，测得温度受外界气压的影响。
2.为制作弹簧测力计，某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究．下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据．
(1)分析数据可知：
①在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成_______；
②甲弹簧受4N拉力时的长度跟乙弹簧受_____ N拉力的长度相同．
(2)如图所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧，它们的外壳相同，刻度线分布情况相同．若甲弹簧的刻度如图A．
①由图知A弹簧的量程是4N，B 弹簧的量程应是 N，
② B 弹簧的分度值是 N 。
(3)经实验探究发现：在拉力相同的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长(弹簧不受外力时的长度)等均有关系，现为探究在拉力相同的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系，设计实验如下
①将一根弹簧剪成长度 （选填“相同”或“不同”）的两段．
②分别用大小 （选填“相同”或“不同”）的力拉两弹簧，然后比较弹簧伸长的长度．
【答案】（1）①正比；②2（2）①2，②0.1（3）①不同 ②相同.
【解析】（1）①根据表格数据可以得出，不论是甲弹簧还是乙弹簧，弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的长度越长，弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力之比是定值，即在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成正比；②计算出甲乙弹簧在拉力相同时伸长的长度，发现甲弹簧伸长的长度总小于乙弹簧伸长的长度。甲弹簧受4N拉力时的长度跟乙弹簧受2 N拉力的长度相同．
（2）①由于甲弹簧受4N拉力时的长度跟乙弹簧受2 N拉力的长度相同．所以当A弹簧测力计量程为4N时，B弹簧测力计的量程为2N.②B测力计中两个大格之间10等分，每等分为0.1N,所以B测力计分度值为0.1N.
（3）利用控制变量法研究。在拉力相同的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长(弹簧不受外力时的长度)等均有关系，要探究在拉力相同的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系时，就得选用材料相同、粗细相同，在相同力拉两端不同长度的弹簧，然后比较弹簧伸长的长度．
3.如图所示，小阳同学制作了一支密度计，密度计的上部是一个用来标刻度的圆柱形玻璃管，长为10cm，横截面积为0.5cm2，管下部分还有一个玻璃泡．整个玻璃管、玻璃泡的质量共2.4g．小阳同学在玻璃泡中装进1cm3的水银后，请实验室老师用酒精喷灯封闭玻璃管，当把它插进水中时，水面距上端4cm．请你帮助小阳同学推算出：
（1）整个密度计的体积；
（2）密度计上部玻璃管所能标出的最大密度值．（水银的密度为13.6×103kg/m3）（结果保留三位有效数字）
【答案】（1）18cm3 （2）1.23×103kg/m3
【解析】（1）求出密度计受到的重力，把密度计放在水里漂浮，利用物体的漂浮条件求受到水的浮力；再利用阿基米德原理求排开水的体积，进而求密度计的体积．（2）当密度计上部的圆柱形玻璃管全部露出液面时，所测液体密度值为最大，再利用物体的漂浮条件和阿基米德原理求解．
（1）管内水银的质量：m=ρ水银v水银=13.6g/cm3×1cm3=13.6g，
密度计的总质量：M=2.4g+13.6g=16g．
设整个密度计的体积为v，当置于水中时，
∵密度计漂浮， ∴F浮=G物，
即：ρ水gv排=Mg 1g/cm3×（v-4cm×0.5cm2）=16g ∴v=18cm3．
（2）当密度计上部的圆柱形玻璃管全部露出液面时，所测液体密度值为最大，密度值为ρ最大，∵F浮=G物，即：ρ最大gv排′=Mg
ρ最大×（18cm3-10cm×0.5cm2）=16g
∴ρ最大≈1.23g/cm3=1.23×103kg/m3．
4.制作简易气压计，观察大气压随高度的变化。
(1)如图所示，在玻璃瓶中倒入适量红色的水，将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口，红水升到玻璃管一定的高度，但高度不够，你应________，使水上升到瓶口以上适当位置，制成了简易气压计。
(2)将简易气压计从四楼移到一楼过程中，发现玻璃管内水柱________，说明__________。
(3)小明将简易气压计放在阳光下，过一会儿，他发现玻璃管内水柱发生了变化，这一现象说明，简易气压计的测量结果会受到______________影响。
（4）如图自制的简易气压计，瓶中水面上方是空气，在图示的状态下，瓶内的气压___瓶外的大气压．小明同学将气压计从山下拿到山上后，细玻璃管内的水柱高度会____，原因是大气压随高度的增加而____．
【答案】（1）向瓶内吹适量的气；（2）下降；高度越高，大气压越低；（3）外界温度
（4）大于。升高，减小．
【解析】（1）向瓶内吹适量的气，增大瓶内上方空气压强，瓶内液体就会被挤压到玻璃管里，沿着玻璃管上升。
（2）将简易气压计从四楼移到一楼过程中，发现玻璃管内水柱下降，高度越高，大气压越低；气压计高度越低，大气压越高。
（3）气压计放在阳光下，其周围环境温度升高，玻璃管内水柱发生了变化。说明气压与温度有关系。
（4）瓶中水面上方是空气，如果此处的气压等于瓶外的大气压，管内和瓶内的水面应该相平．现在是管内的水面高，说明瓶内的气压高于瓶外大气压；将气压计从山下拿到山上后，大气压减小，管内水柱高度会增加，说明大气压随高度的增加而减小。
5.（2022山西模拟）小明和小亮同学利用橡皮筋、硬纸板、带指针的挂钩、弹簧测力计等器材，制作一个简易测力计。标注刻度方案一：让橡皮筋在竖直方向自由下垂，当指针稳定时，在指针所指位置标注“0”刻度。再用弹簧测力计拉动挂钩，拉力分别显示为1N、2N、3N、4N时，在指针所指位置分别标注对应的刻度。实验相关数据记录如下表。
(1)请你根据表中的数据，在图中绘制出ΔL-F图象___________。
(2)完成上述实验后，小亮提出了标注刻度的方案二：标注“0”刻度的方法与方案一相同，然后再用弹簧测力计拉动挂钩，使拉力示数为4N，在指针所指位置标注4N的刻度，在0刻度线与4N刻度线之间分成4等份，标出各刻度线和对应的刻度。如果让你利用橡皮筋制作简易测力计，标注刻度时，你会选择方案一还是方案二，并说明理由。___________
【答案】 (1)
(2)方案一，理由为拉力越大，橡皮筋伸长越长，但伸长量跟所受拉力不成正比
【解析】根据表格中数据进行描点，并用平滑的曲线连接起来；从图像入手，判断橡皮筋伸长量跟所受拉力的关系，进而再选择方案；
（1）根据表格中数据进行描点，并用平滑的曲线连接起来，如图所示：
（2）根据图像可以看出，橡皮筋伸长量跟所受拉力不成正比，所以选择方案一更合理些。
6. 如图所示为刘辉同学制作的“振动放大器”，用鼓槌击鼓，左侧的小球会被弹起，且用力大小不同，小球摆动幅度不同．关于该制作下列说法正确的是( )
A. 小球被弹开证明声音是由小球振动产生的
B. 小球摆动的幅度越大说明声音的音调越高
C. 刘辉能听到鼓声证明声音可以通过空气传播
D. 敲一侧鼓面，另一侧的鼓面把小球弹开说明声音可以传递信息
【答案】C
【解析】声音是由于鼓面的振动产生的，小球的摆动是由于鼓面的振动引起的，这里利用转换法的物理思想，将不便于观察的振动放大，A说法错误；小球摆动幅度大小反映出鼓面振动的幅度大小，说明的是响度的变化，与音调高低无关，B说法错误；声音的传播需要介质，刘辉能听到鼓声依靠的是空气对声音的传播，C说法正确；发声体可以使不与其接触的物体摆动，说明声音可以传递能量，D说法错误.
7. 如图所示，是小文同学利用凸透镜的成像规律，自制的手电筒投影仪．在这个小制作中，平面镜的作用是__________，灯泡和聚光镜组合后可以提供更强的光源，这样做是为了_________________，在某次使用时，小文不小心用课本把凸透镜挡住了一部分，会发现会聚成的像_____(选填“变亮”或“变暗”)，若屏幕上的像不清晰，可以_____________________．
【答案】改变光的传播方向(或使像成在屏幕上)， 增加投影片的亮度(或使投影更加清晰)，变暗，调节物距、像距。
【解析】平面镜可以成像，还可以改变光路。灯泡是光源，经过聚光镜作用增加亮度，使投影片更亮。凸透镜被遮挡，成像变暗。调节物距、像距都可以使屏幕上的像清晰。
8．小雪在学习了阿基米德原理之后，在家里自己动手制作了如图所示的装置，他想通过这个装置来验证阿基米德原理的正确性，以下是他的实验过程：
①在弹簧下方挂着一个空小桶，并在小筒的下方挂上重物G；
②将一水杯放在升降机上，像溢水杯中装满水，调节升降机高度至水面，刚好到达重物G下表面；
③记录弹簧下端指针所指的刻度尺的位置L1；
④缓慢升高升降机，让重物G完全浸没入水中后，继续升高溢水杯到某一高度，用小烧杯A承接溢出的水，同时记录指针所指位置L2；
⑤保持升降机的位置不动，将烧杯A中的水倒入空桶中，同时记录此时指针所在位置L3，（整个过程重物G始终没有碰到溢水杯底部）。
（1）在实验④的过程中，弹簧的拉力变化曲线如下图所示，正确的是 。
（2）小雪将烧杯A中的水倒入空桶中，通过 现象，证明阿基米德原理成立。
（3）实验④⑤过程中，重物G的高度变化情况是如下图，正确的是 。
（4）你认为这样设计实验的好处是 。
【答案】（1）B；（2）L3＝L1；（3）C；（4）减小误差。
【解析】（1）根据称重法可知，弹簧拉力F＝G﹣F浮；
根据F浮＝ρ液gV排可知，随着升降机升高，重物G浸入水中的体积越来越大，其受到的浮力变大，则拉力F变小，当重物G浸没后，浮力保持不变，则拉力也保持不变，故B图象符合。
（2）在步骤③中，弹簧受到的拉力F＝G，指针所指的刻度尺位置L1；
由于将烧杯A中的水倒入空桶中，则弹簧受到的拉力F′＝G﹣F浮+G排，若指针所在位置L3与位置L1相同，则拉力F′＝F，则说明F浮＝G排，这样即可证明阿基米德原理成立。
（3）实验④过程中，随升降机的升高，重物G受到的浮力变大，拉力减小，重物G的高度也升高，当重物G浸没后，浮力保持不变，重物G的高度不再变化；
实验⑤过程中，将烧杯A中的水倒入空桶中，由于弹簧受到的拉力变大，重物G随着弹簧的伸长物G的高度下降，当烧杯A中的水全部倒入空桶中，重物G的高度又回到原来的高度；故图象C符合；
（4）改进后的优点减小误差。
日期：2019/5/22 9:12:19；用户：初中物理；邮箱：yls9196@xyh.cm；学号：27894342
试验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
螺母个数n/个
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
螺母总重G/N
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
刻度尺读数L/mm
0
5
11
20
30
45
60
75
90
110
135
158
温度/℃
17
19
21
23
25
27
h/cm
30.0
24.9
19.7
14.6
9.4
4.2
、
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