小明做测滑轮组机械效率实验时，用图中所示的滑轮，组装成滑轮组-优题课

某同学猜想重力势能的大小与物体的质量和高度有关，在探究“重力势能的大小与高度是否有关”时，所用的实验器材有：金属球、尖桌腿的小桌、细沙和塑料盆。实验装置如图甲所示。

（1）该实验可以通过判断　　来判断出金属球重力势能的大小。依据是：金属球对小桌　　越多，金属球具有的重力势能就越大。

（2）请设计出记录实验数据的表格，表中要有必要的信息。

（3）实验时，该同学发现：由于金属球的撞击点偏离桌面中央较大，使小桌倾斜较大，甚至被撞翻。于是他改进了实验装置，如图乙所示，较好地解决了这个问题。他的主要操作是：每次实验时，先拉起金属球，将沙面抹平；　　；由静止开始释放金属球，观察实验现象。

在探究“电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压的关系”的实验中，所用的实验器材有：电流表、电压表、 $10 Ω$ 的定值电阻、滑动变阻器、开关各一个， $1.5 V$ 的干电池两节，导线若干。

（1）用笔画线，将图1所示的电路补充完整。

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到　　端（选填“ $a$ ”或“ $b$ ” $)$ 。

（3）用开关“试触”时，电压表和电流表均无示数，这说明电路中存在故障。若故障是某一个元件发生了断路，则发生断路的元件可能是　　（只有一个选项正确，请将正确选项的字母填在横线上）。

$A$ ．开关或定值电阻

$B$ ．定值电阻或电流表

$C$ ．开关、滑动变阻器或电流表

（4）排除故障后，继续进行实验，并将实验数据记录在下表。请在图2画出电流 $I$ 与电压 $U$ 的关系图像。

（5）根据图像，可得出的探究结论是：　　。

实验课上，同学们分组探究“物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，凸透镜成像的虚实、正倒和大小”。某小组选用的实验器材有：光具座。“ $F$ ”形 $LED$ 发光体。凸透镜（焦距为 $10 cm)$ 。光屏和刻度尺（量程为 $0 ~ 30 cm)$ 。

（1）第一次实验时，该小组调整好 $LED$ 发光体、凸透镜和光屏的高度。如图甲所示。将发光体固定在光具座的零刻度线上，通过移动　　来达到预设的物距。

（2）调整物距后。移动光屏承接到倒立的实像。该小组发现这个像的高度与发光体很接近，依靠视觉很难比较该像与发光体的大小关系。为了能确定两者的大小关系。则接下来的实验操作是：　　。在本次实验中。光屏上的像和凸透镜的位置如图乙所示。则像距 $v_{1} =$ 　　 $cm$ 。

（3）该小组继续进行实验。记录的实验数据如下表。

凸透镜的焦距 $f = 10 cm$

分析表中信息，可以得出的探究结论是：　　。

（4）得出结论后。该小组与其他小组进行交流。他们发现其他小组选取了不同焦距的凸透镜进行实验，也得到了与自己相同的结论。这样使该探究的结论更　　。

某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为 $2.5 V$ 。

（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整（导线不得交叉）；

（2）连接电路后，闭合开关，灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，但是数值较小，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不发光，两电表示数均无变化，产生这一故障的原因可能是：　　；

（3）该同学排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压为　　 $V$ ．要测量小灯泡的额定电功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片向　　（填“ $A$ ”或“ $B$ ” $)$ 端移动，使电压表的示数为 $2.5 V$ ；

（4）移动滑动变阻器的滑片，记下多组电压和电流值，并绘制成图丙所示的 $U - I$ 图象，根据图象的信息可以计算出小灯泡的额定电功率为　　 $W$ ；

（5）为了用电流表、电阻箱 $R$ 和滑动变阻器，测量额定电流为 $I_{额}$ 的小灯泡的额定电功率，该同学设计了如图丁所示的电路。操作步骤为：

①闭合开关 $S$ 、 $S_{1}$ ，断开 $S_{2}$ ，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 $I_{额}$ ，此时小灯泡正常发光；

②保持滑动变阻器滑片的位置不动，闭合开关 $S$ 、 $S_{2}$ ，断开 $S_{1}$ ，调节电阻箱 $R$ ，使电流表的示数为 $I_{额}$ ，读出此时电阻箱的电阻值为 $R_{0}$ ，则小灯泡的额定电功率的表达式为 $P_{额} =$ 　　。

在“研究液体内部的压强”的实验中，小红选用液体压强计和两个透明圆柱状的容器，分别盛适量的水和盐水进行实验，操作过程如图甲所示。

（1）小红将压强计的探头插入水中后，发现探头看上去变大了，这是因为容器和水的共同作用相当于　　，起到了放大的作用。

（2）通过比较 $B$ 、 $C$ 三个图可以得出的结论是：在同种液体的内部，　　。

（3）小红比较 $C$ 、 $D$ 两个图得出液体压强和液体密度有关的结论，小明认为这样比较得出结论是不正确的，他的理由是：　　。

（4）小明利用量筒和一个带胶塞的小瓶，测量出矿石的密度，如图乙，实验过程如下：

①用量筒量取适量的水，读出体积为 $V_{0}$ ；

②将小瓶放入量筒内，小瓶漂浮在水面上，读出体积为 $V_{1}$ ；

③将适量的矿石放入小瓶中，再将小瓶放入量筒内，小瓶仍漂浮在水面上，读出体积为 $V_{2}$ ；

④将瓶内的矿石全部倒入水中，再将小瓶放入量筒内，读出体积为 $V_{3}$ 。

根据以上信息计算（水的密度用 $ρ_{水}$ 表示）：在图乙③中，小瓶和矿石受到的浮力 $F_{浮} =$ 　　；矿石的密度表达式为 $ρ_{石} =$ 　　。