“节能减排，开关未来”的活动于日--世界水日的当天在沈阳正式启动；它倡导合理开关家用电器来节约能源．由此，小明想到父母经常为夜间是否要关闭饮水机而发生的争执：母亲认为应该关机，理由是饮水机在夜间无人饮水时仍在对热水包里的水间歇性加热，白白消耗电能．父亲则认为不该关机，因为第二天重新开机为凉水加热会消耗更多的电能．为了解决父母的争执，小明设计了如下实验：（实验过程中只启用饮水机的加热功能）第二天晚上十点钟，他关掉家中的其他用电器，仅留下饮水机单独工作，记下电能表的示数为．第二天早晨，热水包里的水温达到预定温度89℃，他又读出电能表的示数为，此时是六点钟．由此他计算出饮水机整夜消耗的电能W开．第二天晚上十点钟，他将饮水机关闭，次日早晨六点钟启动饮水机将热水包中30℃的水加热到预定温度89℃，用时12min．他查看了饮水机上的铭牌，计算出了此过程中饮水机消耗的电能W关．请你依据小明的实测数据和下表中饮水机铭牌上的信息求解：
额定电压220V
热水包容积1.2L
额定频率50Hz
冷水包容积0.5L
制热功率500W
保鲜柜容积16L
制冷功率98W
防触电类型Ⅰ类（1）饮水机夜间开机、关机两种情况下消耗的电能W开和W关各是多少？哪种情况更省电？省了多少度电？（2）热水包内的水从30℃加热到89℃时吸收的热量是多少？此过程中饮水机的加热效率是多少？[c水=4.2×103J/（kg℃），ρ水=1.0×103kg/m3]．
（1）已知电能表晚上和第二天的示数，两次示数之差就是当晚消耗的电能，还只饮水机的功率和工作时间，根据公式W=Pt可求消耗的电能，进行比较即可得出结论，二者之差就是节省的电能．（2）已知热水包内水的体积，根据公式m=ρV可求水的质量，还知水的初温和末温，根据公式Q=cm△t可求热水包内的水从30℃加热到89℃时吸收的热量，吸收的热量与消耗的电能的比值就是此过程中饮水机的加热效率．
（1）W开=376.4kw?h-376.1kw?h=0.3kw?h，W关=Pt=0.5kw×$\frac{12}{60}$h=0.1kw?h=3.6×105J，由于W开＞W关，所以关机状态省电，节省的电能：W开-W关=0.3kw?h-0.1kw?h=0.2kw?h．答：饮水机夜间开机、关机两种情况下消耗的电能W开和W关各是0.3kw?h和0.1kw?h，关机状态省电，节省的电能0.2kw?h．（2）水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg，热水包内的水从30℃加热到89℃时吸收的热量Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg℃）×1.2kg×（89℃-30℃）=297360J，此过程中饮水机的加热效率η=$\frac{Q}{{W}_{关}}$=$\frac{297360J}{3.6×{10}^{5}J}$=82.6%．答：热水包内的水从30℃加热到89℃时吸收的热量是297360J，此过程中饮水机的加热效率是82.6%．小强以木条为基本原料，进行了如下一系列探究实验：（1）对木条组成的探究：
点燃干燥的木条，在火焰上方罩一干燥的冷烧杯
一会儿烧杯内壁有水雾产生．
木条中一定含有氢元素
根据实验现象可以推测出实验结论．
继续把火焰靠近烧杯底部
一会儿烧杯底部出现一层黑色物质
木条中一定含有碳元素（2）小强根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理，认为木炭燃烧也需要消耗氧气，所以可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，并按右图装置进行实验．①木炭燃烧的化学方程式是C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2，．小强检查装置气密性后，将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入集气瓶中，把塞子塞紧，待红热的木炭熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，并未发现倒吸现象．他认真分析后，得知实验失败的原因之一是木炭燃烧生成二氧化碳气体，瓶内气压没有改变．②小强将集气瓶中的细沙改为水，并按右下图装置重复上述①实验，出现了倒吸现象，写出有关的化学方程式CO2+H2O═H2CO3．小强还发现倒吸的水量未达到集气瓶内原剩余容积的$\frac{1}{5}$，（倒吸后，液面与A处还有一小段距离），原因可能是生成的二氧化碳没有完全被水吸收或装置漏气等（答一条）．③小强继续将集气瓶中的水换成一种溶液，也按右下图装置重复上述①实验，不仅有倒吸现象，液面还可以达到A处，写出能体现该溶液作用的化学方程式是CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O．④由上述实验现象可知：氧气约占空气总体积的1/5，氮气约为4/5．我们能够得到以上结论主要是运用了氮气的相关性质，其中两点是：不燃烧，不支持燃烧、不溶于水．
（1）根据化学反应前后元素的种类不变分析；根据实验现象可以得出实验结论；（2）从木炭燃烧生成二氧化碳及二氧化碳的溶解性和化学性质分析；根据实验现象推断氮气的性质．（1）对木条组成的探究：因为化学反应前后元素的种类不变，木条燃烧生成水说明木条中含有氢元素，生成碳说明含有碳元素；根据现象得出结论是学习化学很重要的方法；（2）用木碳代替红磷测得空气中氧气的含量时，由于木炭燃烧生成的二氧化碳是气体，虽然消耗了氧气，但瓶内的气压没有发生改变，可以根据二氧化碳能溶于水或用碱溶液来吸收生成的二氧化碳，二氧化碳溶于水后生成碳酸，化学方程式为：CO2+H2O═H2CO3，氢氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为：CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；在测定空气中氧气含量的实验中，通过进入集气瓶内水的体积不再变化可推断氮气不燃烧、不支持燃烧也不溶于水的性质．故答案为：（1）
碳元素（2）①C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2，木炭燃烧生成二氧化碳气体，瓶内气压没有改变．②CO2+H2O═H2CO3． 生成的二氧化碳没有完全被水吸收或装置漏气等．③CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O．④不燃烧、不支持燃烧，不溶于水．在做“测滑轮组的机械效率”的实验中，小明和同学们测得图中（a），（b）两个滑轮组的机械效率不同．
（1）实验后小明想：对于同一个滑轮组，它的机械效率是否不变呢？经过思考后他认为：即使像图（a）那样已绕好的滑轮组，机械效率也不是固定的，还应该与被提升的物重有关，并用实验证明了自己的猜想是正确的．你认为小明的实验方法是：分别测出同一滑轮组提升不同物重时的机械效率．
（2）小明将自己所做的上述实验告诉他的同学，大家探究的欲望更加强烈，大家认为：用滑轮组提升重物时，提升动滑轮所做的功是没有用的，但又不得不做，所以，叫 额外功（选填“无用功”“有用功”或“额外功”）．因此，动滑轮的重也应该是影响滑轮组机械效率高低的因素．小明说，其实大家已测得的（a），（b）两个滑轮组的机械效率不同，就可以证明了这点．小明及同学们的探究精神值得学习，同时，我们应该知道，滑轮组机械效率除了与上述因素有关外，还与 阻力等有关．
（3）在“测滑轮组机械效率”的实验中，如果没有刻度尺，对于图（b）所示滑轮组，只要测出钩码重为G，然后拉动弹簧测力计，使钩码 匀速（选填“匀速”或“变速”）上升，从弹簧测力计读出拉力值F，就可算出η=$\frac{G}{4F}$．
（1）验证猜想是否正确，必须采用控制变量法，控制其他量不变只改变被提升的物重，然后利用机械效率公式计算即可得出结论；
（2）所做的功无用但又不得不做的功是额外功，影响滑轮组的机械效率的因素由提升的物体重、动滑轮的个数、阻力等因素有关；
（3）利用力的平衡，只有匀速拉动弹簧测力计，拉力的大小才等于拉力的大小；利用机械效率公式计算即可．
（1）影响滑轮组机械效率高低的因素由提升的物体重、动滑轮的个数、阻力等因素，故变形采用控制变量法，所以，只改变被提升的物重；
（2）根据功的定义可知，所做的功无用但又不得不做的功是额外功；
（3）根据力的平衡，只有匀速拉动弹簧测力计，拉力的大小才等于拉力的大小；
由图B知滑轮组机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总功}}=\frac{Gh}{FS}\;=\frac{G×h}{F×4h}=\frac{G}{4F}$
故答案为：（1）分别测出同一滑轮组提升不同物重时的机械效率，（2）额外功，阻力；（3）匀速，$\frac{G}{4F}$．（2006o南京）小明和小华做“探究导体电阻大小与长度关系”的实验他们准备在图中的A、B两点间接入待研究的电阻丝，电源电压恒定，忽略灯丝电阻随温度变化的影响，待用电阻丝的规格如下：（1）他们应选择序号为2和4的两根电阻丝来探究；（2）正确选择后，他们将所选电阻丝分别接入A、B两点间，闭合开关，通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小．实验中，两次电流表指针均有偏转，但第二次的示数小于第一次的示数，说明第二次接人电路的电阻丝的阻值较大（选填“较大”或“较小”），同时小华发现第二次实验中灯泡不亮，你认为原因是灯泡的实际功率太小（3）以上（2）中判断电阻大小关系的方法在初中物理中经常用到，以下描述中能体现这种方法的是（C）A、水压使水管中形成水流，类似地，电压使电路中形成电流B、根据物质在常态下的形状和体积是否固定，可将物质分为三态C．通过观察木块被运动物体撞后移动距离的大小，可比较运动物体动能的大小D、研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，应控制接触面粗糙程度相同（4）科学研究表明：在导体的材料、横截面积和温度相同的条件下，导体电阻的大小与长度成正比．你认为他们用上述（2）中的方案能否得到这个结论？请用欧姆定律加以解释．（5）若电流表损坏，换用一只电压表，仍然利用上述器材来探究导体电阻的大小与长度是否成正比，请画出一个能反映该实验原理的电路图．（电阻丝用电阻符号表示，导线根数不限．）
答：（1）“探究导体电阻大小与长度关系”时，应控制导体的横截面积和材料不变，所以选择2和4；（2）第二次的示数小于第一次的示数，说明第二次接人电路的电阻丝的阻值较大；小华发现第二次实验中灯泡不亮，可能的原因是灯泡的实际功率太小；（3）该实验判断电阻大小关系的方法是转化法，其中选项C也是这种研究方法；（4）不能；根据欧姆定律，在电压一定的条件下，通过导体的电流与导体的电阻成反比；此方案不能控制电阻丝两端的电压一定，故不能．（5）如图所示：导体的电阻跟导体的长度、横截面积和材料有关，当研究电阻与导体长度的关系时，应控制其它的因素不变；在实验时可以通过观察电流表的示数判断电阻的大小，是利用科学研究方法中的转化法；该实验不能控制电阻两端的电压不变，所以不能得出“在导体的材料、横截面积和温度相同的条件下，导体电阻的大小与长度成正比”的结论．小明学习了压强后，为了进一步认识“压力的作用效果与哪些因素有关”，他设计了实验并进行探究，并将实验数据及观察到的现象记录在下表中．（1）小明进行此次探究学习，所用的科学研究方法是（3）A．控制变量法B．类比法o．理想模型法D．等效法（2）小明的实验是根据橡皮泥的形变程度来比较压力的作用效果的；（3）通过对小明记录的实验数据和现象的分析，你可以得到的结论是：①受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越大②压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越大
解：（1）压力的作用效果与压力大小、受力面积的大小有关．研究一个物理量与其他多个物理量的关系时，要用控制变量法．故选A．（2）力作用在橡皮泥上，改变了橡皮泥的形状，可以用橡皮泥形变的大小来体现其作用效果的大小．（3）在5、2、3这几次实验中，其中，5、2两次实验的相同点是受力面积，不同点是压力大小．所以研究的是压力作用效果与压力大小的关系．故结论为：受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越大；2与3比较，相同点是压力大小，不同点是受力面积．所以研究的是压力作用效果与受力面积的关系．故结论为：压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越大；故答案为：（1）9；（2）橡皮泥的形变程度；（3）受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越大；压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越大．压力的作用效果与压力大小、受力面积的大小有关．在研究压力的作用效果与哪些因素有关时，要用到控制变量法．研究与压力的关系时，要控制受力面积相同，压力不同；研究与受力面积的关系时，要控制压力相同，受力面积不同．压力的作用效果是改变物体的形状，比较物体形状改变的大小即可知道其作用效果的大小．