题目
如图是小明同学在课外科技创新活动中制作的演示课本焦耳定律的替代实验装置。图中3个空烧瓶的瓶口向下，固定在竖直的木板上，瓶口用橡皮塞塞紧，3根两端开口的L形的玻璃短管穿过橡皮塞与瓶内相通，每根玻璃管中各有一段相同长度的红色水柱，实验前3条红色水柱在同一高度，每个瓶中各有一根电阻丝，每根电阻丝跟通过橡皮塞的引线与外面的电路连接（1、2、3、4、5、6为电路中的金属连接触点），瓶子不漏气。请回答下列问题：
（1）此实验是通过观察什么现象来判断电阻丝产生热量多少的？
（2）小明想研究电流产生的热量跟电阻的关系，应分别将哪些触点连接起来？
（3）小明想研究电流产生的热量跟电流的关系，应分别将哪些触点连接起来？
（4）利用此装置实验时，每次实验只需几秒钟即可，其原因是什么？该装置除了省时外，还有哪些优点？请再说出一点。 |
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题型：探究题难度：中档来源：专项题
所属题型：探究题
试题难度系数：中档
答案
（1）玻璃管中红水柱上升的高度
（2）连接1、2触点和4、5触点
（3）连接2、5触点和5、6触点
（4）气体受热膨胀更明显（比液体）；实验现象更清晰、明了等 |
考点梳理
初中三年级物理试题“如图是小明同学在课外科技创新活动中制作的演示课本焦耳定律的替”旨在考查同学们对
控制变量法和科学探究的过程、
串、并联电路的设计、
物理常识、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初三物理。
- 控制变量法和科学探究的过程
- 串、并联电路的设计
- 物理常识
考点名称：控制变量法和科学探究的过程
控制变量法的定义：
物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，而只改变其中的某一个因素，从而研究这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。
控制变量法的应用：
理想斜面实验、探究力与运动的关系、探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究影响压力的作用效果的因素、探究影响液体压强大小的因素、探究影响浮力大小的因素、探究影响滑轮组的机械效率的因素、探究影响动能大小的因素、探究影响重力势能大小的因素、探究影响导体电阻大小的因素、验证欧姆定律、探究影响电流做功多少的因素、探究影响电流的热效应的因素、探究影响电磁铁磁性强弱的因素
控制变量法：
物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。例如以下的探究实验：
探究影响蒸发快慢的因素；
探究力与运动的关系
探究影响滑动摩擦力大小的因素；
探究影响压力的作用效果的因素；
探究影响液体压强大小的因素；
探究影响浮力大小的因素；
探究影响动能大小的因素；
探究影响重力势能大小的因素；
验证欧姆定律
科学探究过程：
科学探究过程的一些环节：提出问题、猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。
考点名称：串、并联电路的设计
电路设计：是指通过一定规则和方法设计出符合使用要求的电路。主要是设计一些生活上比较新颖的电路：例如：探究抢答器电路、病房呼叫电路的设计、简易交通灯电路的设计等。
串、并联电路设计常见方法：
1、用若干个开关控制同一个用电器：要求不管哪个开关闭合，用电器都能工作，那么这若干个开关一定是并联的，并且用电器在它们的干路上。
2、开关的短路用法：要求当开关闭合时，一灯发光，开关断开时两灯都发光，就要把这两盏灯串联，把开关与其中一灯并联，在开关闭合时造成这盏灯短路，从而达到只有一盏灯发光的目的。
3、单刀双掷开关的应用：
(1)改变电路的连接方式，使用电器由并联变为串联，或由串联变为并联。
(2)方便控制一盏灯。把开关安置在两个不同的位置，随意拨动任何一个开关，都能使灯由亮变灭，由灭变亮。
4、简单的混联：每个支路上的用电器工作时，总有一个特殊的用电器与它们一起工作，这个特殊的用电器就要安装在它们的干路上。
串、并联电路设计基本步骤：
1、 明确设计任务要求：
充分了解设计任务的具体要求如性能指标、内容及要求，明确设计任务。
2、 方案选择：
根据掌握的知识和资料，针对设计提出的任务、要求和条件，设计合理、可靠、经济、可行的设计框架，对其优缺点进行分析，做到心中有数。
3、 根据设计框架进行电路单元设计、参数计算和器件选择：
具体设计时可以模仿成熟的电路进行改进和创新，注意信号之间的关系和限制;接着根据电路工作原理和分析方法，进行参数的估计与计算;器件选择时，元器件的工作、电压、频率和功耗等参数应满足电路指标要求，元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般应大于额定值的1.5倍，电阻和电容的参数应选择计算值附近的标称值。
4、 电路原理图的绘制：
电路原理图是组装、焊接、调试和检修的依据，绘制电路图时布局必须合理、排列均匀、清晰、便于看图、有利于读图;信号的流向一般从输入端或信号源画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出务单元电路，反馈通路的信号流向则与此相反;图形符号和标准，并加适当的标注;连线应为直线，并且交叉和折弯应最少，互相连通的交叉处用圆点表示，地线用接地符号表示。
考点名称：物理常识
物理学常用术语：
空气动力学（Aerodynamics）：研究物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物 理化学变化等。按照相对运动的速度级别，可粗略的分为低速空气动力学和高速空气动力学。F1赛车属于前者，研究课题主要是下压力、空气阻力和扰流。
空气阻力（Aerodynamic drag）：是指物体在同气体作相对运动时，所受到的阻碍力，这是由物体的形状决定的，两个常用的衡量指标是风阻系数和横截面积。
轮胎脱层（Blistering）：专指轮胎由于过热导致橡胶从胎体上脱落。在高温下使用过软的轮胎，或者胎压设置 过高，亦或者赛车调校失误都可能导致这种现象。
离心力（Centrifugal force）：也叫G力，用于描述重力加速度。当赛车在弯道上时，车手和赛车都将承受离心力，另外，赛车在起步和制动的时候，也将承受类似的力。
下压力（Down force）：将F1赛车压在路上的力。它通过车身底部制造的低压区，以及前后翼的来获得，已保证赛车足够的抓地力。特别是在低速弯道上，以获得更高的弯道速度。一般来说，赛车在高速赛道上应采用低下压力调教，而低速多弯的赛道正好相反。
抓地力（Grip Force）：抓地力，抓的力用于描述赛车粘附地面的程度，以及对弯道速度的影响。高抓地力意味着高弯道速度，影响抓地力的主要因素有空气动力学、由车身创造的下压力以及轮胎。缺乏抓地力，车身将发生滑动或者打转。
尾流（Slipstream）：尾流，F1赛车在行进时赛车后方产生的低压区，进入尾流区有利于提高赛车的行进速度，F1车手经常利用这一原来来超车。
转向不足（Understeering）：转向不足，是指车手在过弯时，赛车的转向角度小于车手期望的转向角度，赛车表现为车头指向弯外，车手要通过弯道，必须增加转向角度。
轮胎颗粒化（Graining）：轮胎颗粒化，由于过度使用，轮胎以橡胶气泡的形式呈现出腐蚀的信号便是所谓的轮胎粒化。轮胎出现粒化后抓地力将下降。
转向过度（Oversteering）：转向过度当赛车发生转向过度时，车尾向弯外甩出，赛车有失控的危险。为了通过弯道，车手必须减少转向角度。当出现极端的转向过度时，甚至需要反打方向盘。
车身底盘 (Chassis)：赛车的基本架构包括悬吊系统、钢圈轮胎及其他各类车材的组合。一辆高科技F1赛车的车身底盘是由碳纤维板和其他材料合制成的，底盘非常的轻巧而且强力大耐用。
物理学史常识：
1、胡克：英国物理学家；发现了胡克定律（F弹=kx）
2、伽利略：意大利的著名物理学家；伽利略时代的仪器、设备十分简陋，技术也比较落后，但伽利略巧妙地运用科学的推理，给出了匀变速运动的定义，导出S正比于t2并给以实验检验；推断并检验得出，无论物体轻重如何，其自由下落的快慢是相同的；通过斜面实验，推断出物体如不受外力作用将维持匀速直线运动的结论。后由牛顿归纳成惯性定律。伽利略的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一。
3、牛顿：英国物理学家；动力学的奠基人，他总结和发展了前人的发现，得出牛顿定律及万有引力定律，奠定了以牛顿定律为基础的经典力学。
4、开普勒：丹麦天文学家；发现了行星运动规律的开普勒三定律，奠定了万有引力定律的基础。
5、卡文迪许：英国物理学家；巧妙的利用扭秤装置测出了万有引力常量。
6、布朗：英国植物学家；在用显微镜观察悬浮在水中的花粉时，发现了“布朗运动”。
7、焦耳：英国物理学家；测定了热功当量J=4.2焦/卡，为能的转化守恒定律的建立提供了坚实的基础。研究电流通过导体时的发热，得到了焦耳定律。
8、开尔文：英国科学家；创立了把-273℃作为零度的热力学温标。
9、库仑：法国科学家；巧妙的利用“库仑扭秤”研究电荷之间的作用，发现了“库仑定律”。
10、密立根：美国科学家；利用带电油滴在竖直电场中的平衡，得到了基本电荷e。
11、欧姆：德国物理学家；在实验研究的基础上，欧姆把电流与水流等比较，从而引入了电流强度、电动势、电阻等概念，并确定了它们的关系。
12、奥斯特：丹麦科学家；通过试验发现了电流能产生磁场。
13、安培：法国科学家；提出了著名的分子电流假说。
14、汤姆生：英国科学家；研究阴极射线，发现电子，测得了电子的比荷e/m；汤姆生还提出了“枣糕模型”，在当时能解释一些实验现象。
15、劳伦斯：美国科学家；发明了“回旋加速器”,使人类在获得高能粒子方面迈进了一步。
16、法拉第:英国科学家；发现了电磁感应，亲手制成了世界上第一台发电机，提出了电磁场及磁感线、电场线的概念。
17、楞次：德国科学家；概括试验结果，发表了确定感应电流方向的楞次定律。
18、麦克斯韦：英国科学家；总结前人研究电磁感应现象的基础上，建立了完整的电磁场理论。
19、赫兹：德国科学家；在麦克斯韦预言电磁波存在后二十多年，第一次用实验证实了电磁波的存在，测得电磁波传播速度等于光速，证实了光是一种电磁波。
20、惠更斯：荷兰科学家；在对光的研究中，提出了光的波动说。发明了摆钟。
21、托马斯·杨：英国物理学家；首先巧妙而简单的解决了相干光源问题，成功地观察到光的干涉现象。（双孔或双缝干涉）
22、伦琴：德国物理学家；继英国物理学家赫谢耳发现红外线，德国物理学家里特发现紫外线后，发现了当高速电子打在管壁上，管壁能发射出X射线—伦琴射线。
23、普朗克：德国物理学家；提出量子概念—电磁辐射（含光辐射）的能量是不连续的，E与频率υ成正比。其在热力学方面也有巨大贡献。
24、爱因斯坦：德籍犹太人，后加入美国籍，20世纪最伟大的科学家，他提出了“光子”理论及光电效应方程，建立了狭义相对论及广义相对论。提出了“质能方程”。
25、德布罗意：法国物理学家；提出一切微观粒子都有波粒二象性；提出物质波概念，任何一种运动的物体都有一种波与之对应。
26、卢瑟福：英国物理学家；通过α粒子的散射现象，提出原子的核式结构；首先实现了人工核反应，发现了质子。
27、玻尔：丹麦物理学家；把普朗克的量子理论应用到原子系统上，提出原子的玻尔理论。
28、查德威克：英国物理学家；从原子核的人工转变实验研究中，发现了中子。
29、威尔逊：英国物理学家；发明了威尔逊云室以观察α、β、γ射线的径迹。
30、贝克勒尔：法国物理学家；首次发现了铀的天然放射现象，开始认识原子核结构是复杂的。
31、玛丽·居里夫妇：法国（波兰）物理学家，是原子物理的先驱者，“镭”的发现者。
32、约里奥·居里夫妇：法国物理学家；老居里夫妇的女儿女婿；首先发现了用人工核转变的方法获得放射性同位素
