考点32：物理学方法 (2)

一、选择题1.（2019江苏省盐城市，题号11，分值2）【答案】D【解析】根据函数图像可知：总体趋势是双层玻璃中间的压强越大，空双层玻璃隔热效果越差。A选项：根据图像可知中间压强为一个大气压时，双层玻璃内外温度差不为0，仍然有隔热效果，A选项错误；B选项：双层玻璃中间压强小于10-1Pa时，双层玻璃隔热效果变好，B选项错误；C选项：根据图像可知双层玻璃中间压强在10-1～102Pa时，双层玻璃隔热效果不是最好，因为双层玻璃中间压强越小隔热效果越好，C选项错误；D选项双层玻璃中间压强为103Pa时的隔热效果比104Pa时的效果好，D选项正确。【知识点】函数图像问题2.（2019江苏省盐城市，题号28，分值2）28.物理学中用光线表示光的传播路径和方向.下列做法应用了同种研究方法A.用磁感线来形象直观的描述磁场B.通过水流来初步认识电流C.探究小车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小车动能的大小D.探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响时，控制接触面的粗糙程度等因素不变【答案】A【解析】A选项用磁感线来形象直观的描述磁场，是运用了模型法，A选项符合题意；B选项通过水流来初步认识电流，是运用了类比法，B选项不符合题意；C选项探究小车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小车动能的大小，是运用了转换法，C选项不符合题意；D选项探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响时，控制接触面的粗糙程度不变，是运用了控制变量法，D选项不符合题意。【知识点】物理方法的运用。光线表示光的传播路径和方向，是运用了模型法。3.（2019湖北省宜昌市，题号18，分值2）物理学中经常看到形如x=yz的公式。一种情形是x的大小与y、z都有关；另一种情形是x虽然可由y、z计算，但与y、z无关。下列四个公式中，属于前一种情形的是 A．电阻R=UIB．密度ρ=mVC．比热容c=Qm(t1-t0)D．电流I=UR【答案】D【解析】导体的电阻、物质的密度和比热容，都是物体本身的一种性质。电阻可以由电压和电流的比值来计算，但是与电压和电流无关；密度与物质的种类、状态和温度有关，与质量和体积无关；比热容与物质的状态、种类有关，与吸收或放出的热量、质量和温度的变化无关。导体中的电流与加在导体两端的电压成正比，与这段导体的电阻成反比，故选D。【知识点】电阻；密度；比热容；电流；比值法定义物理量。4.（2019湖南省娄底市，第9题，3分）在“探究影响电流热效应的因素”实验中，可通过观察U型管中液面高度变化来比较电阻丝产生热量的多少（如图）。以下研究中所采用方法与此相同的是A．通过观察小磁针的偏转判定电流周围是否存在磁场B．用水流类比电流来建立电流的概念C．用温度——时间图像来描述固体熔化过程D．探究导体电阻大小与横截面积的关系时需保持材料和长度不变【答案】A【解析】在“探究影响电流热效应的因素”实验中，可通过观察U型管中液面高度变化来比较电阻丝产生热量的多少用到了转换法。A、通过观察小磁针的偏转判定电流周围是否存在磁场，用到了转换法，符合题意；B、用水流类比电流来建立电流的概念，用的是类比法，不合题意；C、用温度——时间图像来描述固体熔化过程，用的是图像法，不合题意；D、探究导体电阻大小与横截面积的关系时需保持材料和长度不变，用到了控制变量法，不合题意。 【知识点】物理学方法，转换法、类比法、图像法、控制变量法5.（2019江西，17，4）处理物理实验数据时，经常选用坐标纸建立坐标系如图8所示。所建立的坐标系符合物理要求的是（）036915123691215m/gV/cm300.10.20.30.50.412345Gm00.10.20.30.50.40.10.20.30.40.5I/AU/V036915123691215s/mt/sA.质量与体积的关系B.重力与质量的关系C.电流与电压的关系D.路程与时间的关系【答案】AD【解析】利用图象处理物理数据时，要标明横轴和纵轴分别表示什么物理量，并且注明它们使用的单位；数轴上的刻度要均匀。题中所给图象AD符合要求，B图没有注明物理量的单位，C图电流刻度不均匀。【知识点】图象法处理物理数据的方法6.（2019年菏泽，题号8，分值2）【答案】A【解析】在研究光现象时，为了研究问题的方便，而引入“光线”的概念，应用的是“模型法”，故A说法错误；牛顿第一定律不是直接由实验得出的，而是在大量实验的基础上推理得出的，应用了实验+科学推理的方法，故B正确；在研究串联电路的电阻时，引入“总电阻”的概念，是运用了等效替代法，故C正确；在研究磁场时，通过小磁针的偏转指向来判断磁场的方向，运用了转换法，故D正确。【知识点】物理研究方法7.（2019湖南省娄底市，第9题，3分） 在“探究影响电流热效应的因素”实验中，可通过观察U型管中液面高度变化来比较电阻丝产生热量的多少（如图）。以下研究中所采用方法与此相同的是A．通过观察小磁针的偏转判定电流周围是否存在磁场B．用水流类比电流来建立电流的概念C．用温度——时间图像来描述固体熔化过程D．探究导体电阻大小与横截面积的关系时需保持材料和长度不变【答案】A【解析】在“探究影响电流热效应的因素”实验中，可通过观察U型管中液面高度变化来比较电阻丝产生热量的多少用到了转换法。A、通过观察小磁针的偏转判定电流周围是否存在磁场，用到了转换法，符合题意；B、用水流类比电流来建立电流的概念，用的是类比法，不合题意；C、用温度——时间图像来描述固体熔化过程，用的是图像法，不合题意；D、探究导体电阻大小与横截面积的关系时需保持材料和长度不变，用到了控制变量法，不合题意。【知识点】物理学方法，转换法、类比法、图像法、控制变量法8.（2019山东省滨州市，题号（7），分值3分）在“探究影响压力作用效果的因素”实验时，某同学做了如下图所示的实验，下列说法正确的是A.通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果，这种实验方法叫类比法B.探究压力作用效果与压力大小关系时，控制受力面积不变，这是应用了控制变量法C.蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液，利用了甲、乙的实验结论D.交通管理部门通过限载来控制大货车对路面压强的大小，利用了乙、丙的实验结论 【答案】B【解析】通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果，这种实验方法叫转化法，故A错误，不符合题意；探究压力作用效果与压力大小关系时，控制受力面积不变，这是应用了控制变量法，故B正确，符合题意；蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液，这是利用了在压力一定时，减小受力面积可以增大压强，利用了乙、丙的实验结论，故C错误，不符合题意；交通管理部门通过限载来控制大货车对路面压强的大小，是利用在受力面积一定，增大压力可以增大压强，利用了甲乙的实验结论，故D错误，不符合题意。故选B。【知识点】控制变量法；转换法；增大压强的办法。二、填空题1.（2019浙江省衢州市，题号8，分值6）（6分）为研究“通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系”，小科设计了如图1电路。（1）强弱判断：通电螺线管吸引大头针数量越多，表示其磁性越　强　。（2）具体操作：①将无铁芯的螺线管接入电路，把变阻器滑片P移至最下端，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较少。②断开开关S，在螺线管中插入铁芯，将变阻器滑片P稍向上移，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较多。（3）评价交流①上述实验，没有进行多次实验，且存在的错误是　没有控制电流大小相同　。②通电螺线管磁性强弱无法用肉眼直接观察，本实验用吸引大头针数量反映磁性强弱。图2所示实验采用的方法与之相同的有　AB　。【答案】（1）强；（3）①没有控制电流大小相同；②AB。 【思路分析】（1）实验中采用转换法，通过通电线圈吸引大头针数目的多少来反映通电线圈磁性的强弱；（2）利用转换法进行分析。【解题过程】（1）实验中通过通电线圈吸引大头针数目的多少来反映通电线圈磁性的强弱，通电线圈能吸引大头针的数量越多，线圈的磁性越强；（3）①本实验为研究“通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系”，上述实验，没有进行多次实验，实验中，没有插入铁芯时把变阻器滑片P移至最下端，插入铁芯后将变阻器滑片P稍向上移，导致两次的电流不同，即没有控制电流大小相同，这是错误的。②为判断电磁铁的磁性强弱，实验时采用电磁铁吸引大头针多少来确定，这种科学研究方法是转换法，A、用木块移动距离反映钢球的动能大小，也采用了转换法；B、海绵的形变程度越大，表示压力作用效果越明显，也采用了转换法；C、用黄豆和芝麻混合后量筒读数变小反映分子间存在间隙，不是转换法，而是类比法。故选AB。故答案为：（1）强；（3）①没有控制电流大小相同；②AB。【知识点】物理学方法；通电螺线管的磁场．2.（2019浙江省衢州市，题号9，分值6）（6分）如图为小科制作的两个实验装置。（1）图甲为“光路演示仪”，A、B、C为相同的中央有小孔的纸板，D是光屏，E为底座。实验时，打开激光笔，调整纸板A、B、C的位置，光屏D上出现了亮斑，发现此时三块纸板上的小孔在一直线上，则可推知光在均匀空气中是沿　　传播的。接着在激光笔与光屏之间大范围喷烟，能观察到激光笔发出光的传播路线，原因是烟将激光笔发出的光　　到观察者眼中。 （2）图乙为“力学演示仪”，小科将一个去顶可乐罐的上端用细线吊在横杆上（可乐罐可自由转动），在罐壁等高的A、B两处沿水平方向斜扎两个同样大小的小孔，先用手指堵住小孔，再往罐子里加满水，待罐子保持静止后松手，水从两小孔中喷出（俯视时喷水方向如图丙），罐子随即转动。请在相应位置图中的虚线圆圈上用箭头表示出可乐罐转动方向。【答案】（1）直线；反射；（2）如下图。【思路分析】（1）光在均匀介质中沿直线传播。人眼看到物体的条件：物体发光或反射光，物体发的光或反射的光能进入人的眼睛。（2）根据物体间力的作用是相互的进行判断。【解题过程】（1）打开激光笔，调整纸板A、B、C的位置，光屏D上出现了亮斑，发现此时三块纸板上的小孔在一直线上，则可推知光在均匀空气中是沿直线传播的。空气特别干净时，我们看不到光线，当空气中有烟雾或水雾时，烟雾或水雾会发生反射，反射光线进入人的眼睛。（2）如丙图，B点的水受到容器给的向左的力向左运动，物体间力的作用是相互的，水给容器B点一个向右的力，使B向右运动。C点的水受到容器给的向右的力向右运动，物体间力的作用是相互的，水给容器B点一个向左的力，使C向左运动。转动方向如图。 故答案为：（1）直线；反射；（2）如上图。【知识点】光学实验设计与探究。3.(2019湖南省衡阳市，第26题，8分)小明用如图甲所示实验装置探究a、b两种液体的吸热能力，在两个相同的烧瓶内分别接入电阻丝，装人质量相等的a、b两种液体，并分别插入温度计。(1)实验中选用的两根电阻丝的阻值应______(选填“相同”或“不同”)(2)实验中，用_________(选填“A”或“B”)间接反映液体吸收热量的多少;通过比较______(选填“A＂或“B＂)来判断液体吸热能力的强弱;A.通电时间B.温度计示数的变化量(3)下表是某次的实验数据液体a加热后的温度如图乙所示，将温度计示数填入相应表格中。分析可知，________(选填“a”或“b”)液体的吸热能力较强。(4)设质量为m的a液体中电阻丝的阻值为R，测出其电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为∆t，若不计热量损失，则a液体的比热容为______(用所给出的物理量写出比热容的表达式)，用该表达式计算出的比热容会比实际值______(选填偏大”或“偏小”)(5)如果在两烧瓶中分别装入质量相等的煤油，并接入兩根阻值不同的电阻丝，就可用这个装置来探究电流产生的热量与________的关系。【答案】(1)相同(2)AB(3)液体b(4)偏大(5)电阻【解析】(1)装人质量相等的a、b两种液体，控制变量法只有一个变量，液体种类不同，则其它量均应相同。(2)电阻丝阻值相同，时间越长产生热量越多所以选A。温度变化越快说明吸热能力越差。所以选B。(3)由图可知温度是，吸收相同热量b温度变化不大，所以b液体的吸热能力较强。(4)电阻丝放出的热量 液体吸收热量所以，电热丝放出的热量并不能全部被吸收，所以测量值偏大。(5)兩根阻值不同的电阻丝，所以探究电流产生的热量与电阻的关系。【知识点】比热容、焦耳定律、控制变量法、转换法。三、解答题1.（2019江苏省南京市，题号26，分值3分）（3分）在科技节活动中，有一项挑战项目：如图所示，A、B、C、D是装满了某一种材料（细盐铁粉、米粉中的一种）的四个不透明的轻质密闭容器要求在不打开容器的前提下，将其中装有相同材料的两个容器挑选出来提供的器材有：①与密闭容器同样的空容器各一个；②天平和水按下列步骤在空白处填上适当的内容。（1）用天平分别测出图中四个密闭容器的质量mA、mB、mC、mD；（2）　　；（3）若满足关系式：　　（用测量的物理量表示），则A、C两容器中所装材料相同。【思路分析】根据已知条件：A、B、C、D装满了某一种材料，其中两个装有相同材料的两个容器，现有与密闭容器同样的空容器各一个，轻质密闭容器，即质量可不计，可把这四个空容器都装满水，相同的两个容器所成盛物质的体积是相同，因密度是物质的一种特性，同种物质密度相同，根据密度公式的变形公式m＝ρV，故若满足对应的容器质量之比相等，则A、C两容器中所装材料相同。【解题过程】轻质密闭容器，即质量可不计，用天平分别测量出四个装满水后容器的质量m′A、m′B、m′C、m′D即与四个容器容积相同的水的质量，根据密度是物质的一种特性和密度公式的变形公式m＝ρV，若满足mAm'A=mCm'C，则A、C两容器中所装材料相同。 故答案为：（2）用天平分别测量出四个装满水后容器的质量m′A、m′B、m′C、m′D；（3）mAm'A=mCm'C。【知识点】控制变量法与探究性实验方案．2.（2019广东省广州市，题号，分值）质量可忽略的细绳上端固定，下端系一质量为m的金属螺母，做成摆长为l的摆(如图29所示)，让螺母在竖直面内小幅度往返摆动，每完成一次往返摆动的时间均为(g＝9.8N/kg)；（1）请你根据，推测，螺母往返摆动一次的时间T与螺母的质量m是否有关_________(选填“有关”、“无关”)．（2）现有足量的细绳、大小相同的金属螺母，这些螺母有的质量相等，有的质量不等，写出验证你的推测的实验步骤(若有需要，可补充器材)．【答案】（1）无关（2）①取一段长度合适的细绳，用天平从大小相同的螺母中称量出质量不同的螺母；②把螺母系在绳子上，固定好绳子一端，用刻度尺测量绳端到螺母的长度l1；③把螺母拉到一个合适的位置由静止释放，记录螺母往返摆动的次数n，并用秒表记录摆动的总时间t1；④更换不同质量的螺母，重复步骤②③，注意保持绳端到螺母的距离不变，使螺母从同一位置静止释放，往返的次数n不变，并记录总时间t2、t3；判断方法：比较t1、t2、t3，若时间相等则猜想正确；若时间不相等则猜想错误．【解析】（1）由公式可知：螺母往返摆动一次的时间T与摆长有关，与螺母的质量m无关；（2）实验步骤：①取一段长度合适的细绳，用天平从大小相同的螺母中称量出质量不同的螺母；②把螺母系在绳子上，固定好绳子一端，用刻度尺测量绳端到螺母的长度l1； ③把螺母拉到一个合适的位置由静止释放，记录螺母往返摆动的次数n，并用秒表记录摆动的总时间t1；④更换不同质量的螺母，重复步骤②③，注意保持绳端到螺母的距离不变，使螺母从同一位置静止释放，往返的次数n不变，并记录总时间t2、t3；判断方法：比较t1、t2、t3，若时间相等则猜想正确；若时间不相等则猜想错误．【知识点】控制变量法与探究性实验方案3.（2019湖南省郴州市，27，10分）【思路分析】（1）根据题意，结合表格数据，可以知道将电压表连接在小型发电机输出电路两端，电压表示数可反映发电机的发电情况；（2）分析结论：结论是：其他条件都相同时，风速越大，风力发电机的发电功率越大，这结论验证了猜想一，但需要改变风速，控制其他的量保持不变；（3）比较实验②④⑤可以得知，电吹风档位相同，风叶长度不同，故这是验证猜想二，根据电压表的示数可以得出结论. 【解题过程】（1）本实验是通过电压表示数来反映发电机发电功率大小的，示数越大，说明发电机发电功率越大；（2）结论是：其他条件都相同时，风速越大，风力发电机的发电功率越大，所以这是验证猜想一的，此时需要保持其他条件相同，故比较实验序号为①②③；（3）比较实验②④⑤可以得知，风叶的长度不同，其他条件相同，因此这是验证发电功率与风叶长度的关系，故为猜想二，结论是：在其他条件都相同时，风叶长度越长，风力发电机的发电功率越大.【知识点】转换法、控制变量法4.（2019年呼和浩特市，题号13，分值3）【答案】（1）A（2）控制变量法（3）二【解析】本题考查探究落地点与初始点水平距离的影响因素。（1）要实验中，让钢球从斜面的不同高度由静止滚下，目的是使钢球到达桌面的速度不同，故选A；（2）实验中用同一钢球，从相同高度H处滚下，用到的实验方法是控制变量法；（3）分析实验数据，可知小球高度越大，落地点到初始点的水平距离越大，可知猜想二是正确的。【知识点】探究落地点与初始点水平距离的影响因素。 5.（2019湖南湘西，23，9）实验题（9分）为了比较甲乙两种不同液体吸热情况，某同学做了如图所示的探究实验，并在实验过程中记录了下表中的数据。（1）该实验中，在两个相同的烧杯中分别装上质量、初温都相同的液体甲和液体乙，并用两个相同的酒精灯对其加热，这其中运用了常用的物理科学方法，即。（2）在该实验中利用了“转化思想”，即用加热时间的长短来表示液体甲和液体乙。（3）对表中数据进行分析，液体乙的比热容液体甲的比热容（选填“大于”、“小于”或“等于”）。【答案】（1）控制变量法（2）吸热能力的强弱（3）小于【解析】（1）当一个物理量可能与多个因素有关时，往往只改变其中一个因素，而控制其它因素不变，来判断变化的这个因素对该物理量是否有影响。这种探究方法称为控制变量法。（2）把两种液体分别加热到相同的温度，加热时间越长表示该液体吸热能力越强，加热时间越短表示该液体吸热能力越弱。（3）比热容表示物质吸热能力的强弱，比热容越大的物体吸热能力强。都加热到相同的温度，乙液体比甲液体被加热的时间更短，说明乙液体的比热容小于甲液体的比热容。【知识点】控制变量法；转换法；对实验数据进行分析归纳