内容正文:
专题一 测量类学生必做实验
“实验探究”包含测量类学生必做实验和探究类学生必做实验。这
两类学生必做实验相互关联,各有侧重,旨在体现物理课程实践性的特
点,培养学生发现问题和提出问题的能力、动手操作和收集数据的能
力、分析和处理数据的能力、解释数据的能力、表达和交流的能力,引
导学生学会学习与合作,培养学生严谨认真、实事求是的科学态度。
实验1 测量平均速度
1. 小明在“测量小车的平均速度”实验中,使小车从带刻度尺的斜面
上由静止下滑,如图所示。
(1)该实验的原理是 (用公式表达)。
v=
(2)AB段距离sAB= cm,小车在AC段平均速度vAC
= m/s。
40.0
0.3
1
2
3
4
5
6
7
8
(3)如果不小心让小车过了点A才开始计时,则所测AC段的平均速度
会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)下列图像中能正确反映小车在斜面上运动情况的是 (填序
号)。
A B
偏大
B
1
2
3
4
5
6
7
8
C D
(5)小明进一步实验测得小车在斜面上运动时,前半程平均速度为
v1,后半程平均速度为v2,则小车全程平均速度v= (用v1、v2
表示)。
1
2
3
4
5
6
7
8
(1)把天平放在水平台上,将游码放在标尺的零刻度线处。若天平的
指针指在分度盘中线的左侧,应向 (选填“左”或“右”)调节
平衡螺母,使天平平衡。
(2)测量金属块质量时,天平恢复平衡,砝码和游码在标尺上的位置
如图甲所示,金属块的质量为 g。
右
52.0
2. 小宁利用天平和量筒测量一个圆柱体金属块密度。
1
2
3
4
5
6
7
8
实验2 测量固体密度
(3)测量金属块体积时,小宁用粗铁丝系紧金属块并将其浸没在装有
30mL水的量筒中,量筒中水面上升至如图乙所示的位置,则金属块密
度为 kg/m3。以上实验操作会导致金属块密度的测量值
(选填“偏大”或“偏小”)。
2.6×103
偏
小
1
2
3
4
5
6
7
8
(4)小宁又利用弹簧测力计、细线、刻度尺、圆柱体金属块和分别装
有足量水和盐水的烧杯等器材,设计了如下实验,测量盐水的密度。请
将实验步骤补充完整:
①用刻度尺测量圆柱体金属块的高度为h;
②把弹簧测力计下悬挂的圆柱体金属块浸没在水中,如图丙所示,读出
弹簧测力计的示数为F;
1
2
3
4
5
6
7
8
③把弹簧测力计下悬挂的圆柱体金属块逐渐浸入盐水中,直至弹簧测力
计的示数再次为F,用刻度尺测出圆柱体金属块 的高度为
h1;
④盐水密度的表达式为ρ盐水= (用所测物理量字母和ρ水表
示)。
浸入盐水
ρ水
1
2
3
4
5
6
7
8
(1)将天平放在水平桌面上,游码放到标尺左端零刻度线处,发现指
针静止时如图甲所示,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)
调,使横梁平衡。
右
3. 为了测量盐水密度,小方同学进行了如下实验。
1
2
3
4
5
6
7
8
实验3 测量液体密度
(2)先测出烧杯和盐水的总质量为123.2g,然后将烧杯中的盐水倒入
量筒中一部分,如图乙所示,量筒读数时做法正确的是 (选填
“a”“b”或“c”)。
(3)把烧杯和剩余盐水放在天平左盘中称量,当横梁平衡时,所用砝
码和游码在标尺上的位置如图丙所示,则烧杯和剩余盐水的总质量
为 g。
b
54.2
1
2
3
4
5
6
7
8
(4)盐水的密度为 kg/m3。
(5)小方利用一把刻度尺、装有适量水的水槽和两个相同的薄壁圆柱
形平底玻璃容器(容器厚度忽略不计)也测量出了另一种液体的密度:
1.15×103
①向容器中倒入适量的液体,将容器缓慢的放入水槽中,处于竖直漂浮
状态,如图丁所示,测出容器下表面到水面的距离为h1;
②将容器中的部分液体倒入放置于水平桌面上的另一相同平底玻璃容器
中,如图戊所示,测量出桌面上容器内液体深度为h0;
1
2
3
4
5
6
7
8
③将原容器放入水中再次处于竖直漂浮状态,如图己所示,测出容器下
表面到水面的距离为h2;
④液体密度ρ液= (用h1、h2、h0、ρ水表示)。
1
2
3
4
5
6
7
8
实验4 测量滑轮组的机械效率
4. 在“测量滑轮组机械效率”的实验中,利用图②甲、乙、丙三个实
验装置进行实验,测得的实验数据如表。(钩码规格相同、动滑轮个数
越多重力越大)
1
2
3
4
5
6
7
8
实验
次数 钩码重
力G/N 提升高
度h/m 绳端拉
力F/N 绳端移动
距离s/m 机械效
率η/%
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0
(1)在实验中,应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
(2)第一次实验中,绳端拉力大小如图①所示,弹簧测力计的示数
是 N,机械效率是 (计算结果精确到0.1%)。
匀速
1.8
74.1%
1
2
3
4
5
6
7
8
(3)由1、2两次实验数据可得出结论:
。
(4)由 两次实验数据可得出结论:使用不同滑轮组提升相同
重物,动滑轮越重,机械效率越低。
使用同一滑轮组,物重越
大,机械效率越高
2、3
1
2
3
4
5
6
7
8
实验
次数 钩码重
力G/N 提升高
度h/m 绳端拉
力F/N 绳端移动
距离s/m 机械效
率η/%
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0
(5)在第三次实验操作的基础上,如图②丁所示改变绳端拉力方向,
测得的滑轮组机械效率将 (选填“偏高”“偏低”或“不
变”)。
偏低
1
2
3
4
5
6
7
8
实验
次数 钩码重
力G/N 提升高
度h/m 绳端拉
力F/N 绳端移动
距离s/m 机械效
率η/%
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。要求滑片P向右移动
时,电路中的电流变大。
5. [2024·眉山]小龙同学用伏安法测量一个定值电阻Rx的阻值,进行了如
下实验。
【答案】
1
2
3
4
5
6
7
8
实验5 测量定值电阻
(2)连接电路过程中,开关应处于 状态。
(3)闭合开关后,发现电压表的示数约为电源电压,无论如何移动滑
片P,电压表示数无明显变化,电流表示数为零。造成该故障的原因
是 。
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑片P,电压表示数为2.4V时,电
流表示数如图乙所示,待测电阻的阻值为 Ω。
断开
Rx断路
10
1
2
3
4
5
6
7
8
①闭合S和S1,电压表的示数为U1;
②再闭合S2,电压表的示数为U2;
③Rx= (用字母U1、U2和R0表示)。
R0
(5)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据,多次测量求Rx的平
均值是为了 。
(6)在缺少电流表时,小龙选用阻值为R0的定值电阻设计了如图丙所
示的电路,并完成实验。过程如下:
减小误差
1
2
3
4
5
6
7
8
6. [2024·泸州]某校物理兴趣小组在课后拓展活动中对一未知电阻进
行探究:选用了3V的电源、待测电阻Rx、电阻箱、电压表、开关和
导线若干。
(1)连接好如图甲所示的电路后,闭合开关S,电压表示数约为3V,
无论怎样调节电阻箱,电压表示数几乎不变,其原因可能是
。
电阻Rx断
路
1
2
3
4
5
6
7
8
(2)排除故障后,调节电阻箱,电压表示数如图乙所示,则电阻箱两
端的电压为 V;此时,电阻箱示数如图丙所示,则电阻箱接入电
路的阻值为 Ω,Rx的阻值为 Ω。
(3)同学们在交流中发现,电阻箱接入电路的阻值不同,电压表示数
不同。当电阻箱接入电路的阻值增大时,电压表示数将 (选填
“变大”“变小”或“不变”)。
0.5
5
25
变小
1
2
3
4
5
6
7
8
(4)同学们进行了深入探究,闭合开关S,多次调节电阻箱,记录电阻
箱接入电路的阻值R和与之对应的电压表示数U,分别算出待测电阻Rx的
阻值,求其平均值是为了 。利用测得的多组数据,描绘出
电压U随电阻R的变化关系图像如图丁,其中正确的是 (填序
号)。
减小误差
B
1
2
3
4
5
6
7
8
实验6 测量小灯泡的电阻
7. 图①中甲是“测量小灯泡的电阻”的实验电路图。
1
2
3
4
5
6
7
8
(1)请根据图①中甲所示的电路图,用笔画线代替导线完成图乙未连
接好的实物电路(要求滑片P向右移动时小灯泡变亮)。
(2)电路连接好后,闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数,
小灯泡不亮,如果电路只有一个元件有故障,该故障可能是小灯泡
。
短
路
【答案】
1
2
3
4
5
6
7
8
(3)排除故障后,继续进行实验,小灯泡正常发光时电压表示数如图
①中丙所示,其读数为 V。
(4)根据实验数据,作出小灯泡工作时I-U的关系图像如图②所示,
则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
2.5
10
1
2
3
4
5
6
7
8
(5)若实验过程中发现电压表损坏,现增加一个已知阻值为R0的定值
电阻和一个开关,设计如图③所示的电路,也能测出小灯泡正常发光时
的电阻(电源电压保持不变,小灯泡正常发光时的电流为I额),其实验
步骤如下:
①闭合开关S,断开开关S1,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数
为I额;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动,闭合开关S和S1,记下此时电流表
的示数为I1;
1
2
3
4
5
6
7
8
④小灯泡正常发光时电阻的表达式为:RL= (用I额、
I1、I2和R0表示)。
③保持开关S和S1闭合,移动滑动变阻器的滑片P至最右端,记下此时电
流表的示数为I2;
1
2
3
4
5
6
7
8
实验7 测量小灯泡的功率
8. [2024·绵阳]用图甲所示的实验电路来测量小灯泡的额定功率,已知
电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是阻值为1Ω的定值电阻,通过小灯
泡的电流为0.3A时小灯泡正常发光。
(1)连接电路,在闭合开关S1前,应将R1的滑片移到最 (选填
“左”或“右”)端。
右
1
2
3
4
5
6
7
8
(2)闭合开关S1,开关S2接b端,小灯泡不发光,电压表有示数,移动
R1的滑片,电压表示数有变化,则电路中的故障是 (填序号)。
A. 小灯泡短路 B. 小灯泡断路
C. 定值电阻R1短路 D. 定值电阻R2断路
(3)排除故障后,闭合开关S1,将开关S2接b端,移动R1的滑片,使电
压表示数达到0.3V;保持R1的滑片位置不变,仅将S2接a端,电压表示
数如图乙所示,则电压表的读数为 V。
(4)根据题中所给信息及(3)中的实验数据,可计算出小灯泡的额定
功率P= W。
A
2.8
0.75
$$