内容正文:
专题二 实验探究题
题型一 测量类实验
第二篇 专题巩固•提能力
“实验探究”包含测量类实验和探究类实验。这两类实验相互关
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。
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测量平均速度
1. [2024·江西]某同学“测量小球运动的速度”的实验报告如表所示,
请你将报告内容补充完整。
实验目的 测量小球运动的速度
实验原理
实验器材 小球、水平桌面、刻度尺、频闪照相机
v=
1
2
3
4
5
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8
9
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实验
步骤 ①一小球在水平桌面上沿直线运动,根据频闪照相
机拍摄的照片记录的小球运动轨迹如图所示,频闪
照相机每两次闪光之间的时间间隔相等。
②分别测出小球通过的路程:sAB= cm,
sBC=31.10cm,sCD=19.70cm;记录这三段路程所
对应的时间:tAB=1.0s,tBC=1.0s,tCD=1.0s。
③分别计算小球通过这三段路程的平均速度
42.40
1
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3
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实验
结论 ①小球在这三段路程的平均速度分别为:vAB=_______cm/s,vBC=31.10cm/s,vCD= cm/s。
②vAB (选填“>”“<”或“=”)vCD,小球在水平桌面上做 (选填“匀速”或“变速”)运动
安全
提示 小球运动时的速度不宜过快,以免小球动能过 ,从桌面掉落时伤人
42.40
19.70
>
变速
大
1
2
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测量液体的密度
2. [2024·宁夏]贺兰山东麓产区是世界公认的种植酿酒葡萄和生产葡萄
酒的黄金地带。某研学小组参观酒庄后,想测红酒的密度,进行了如下
实验。
(1)实验过程:
①把天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,指针指在
如图甲所示的位置,应将平衡螺母向 调节,使天平平衡。
②用天平测出空烧杯的质量为46.4g。
③向烧杯中倒入适量红酒,放在天平的左盘中,在右盘加减砝码并调节
游码,天平平衡时,所用砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示,则烧
杯和倒入红酒的总质量为 g。
④将红酒全部倒入量筒,如图丙所示。
右
83.8
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(2)红酒的密度为 g/cm3(计算结果保留两位小数)。
(3)这种方法测量的红酒密度值比真实值 (选填“偏大”或
“偏小”)。只需将②③④的操作顺序稍作调整即可减小这种误差,调
整后的顺序是 。
0.98
偏大
③④②
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测量固体的密度
3. 小鲁同学利用天平和量筒测量石块的密度,进行了如下实验。
(1)如图1中甲所示,小鲁把天平放在水平桌面上,将游码拨到标尺左
端的 处,此时指针如图1中乙所示,应将平衡螺母
向 (选填“左”或“右”)端移动,使指针指在分度盘中央。
零刻度线
右
1
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4
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(2)调好后,小鲁将石块放在左盘,在右盘加减砝码,当最小为5g的
砝码放入右盘时,分度盘指针略向左偏,接下来的正确操作是
,使天平再次水平平衡,砝码和游码如图1中丙所示,则石
块质量为 g。
(3)小鲁用量筒测得该石块的体积如图1中丁所示,由此可计算出该石
块的密度为 g/cm3;若考虑石块吸水,则所测石块的密度
偏 (选填“大”或“小”)。
将游码
向右移动
78.6
7.86
大
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(4)同组的小能认为不用砝码,使用天平、两个相同的烧杯、量筒等
器材也能测出石块的密度。请将实验步骤补充完整:
①在两个相同的烧杯中装入等量的水,分别放在已经调平的天平左右两
盘中,如图2中甲所示;
②将拴好细线的石块缓慢浸没在左盘烧杯
的水中(不接触烧杯底),用量筒向右盘
的烧杯中加水直到横梁在水平位置恢复平衡,
记录加入水的体积为V1,如图2中乙所示;
③松开细线,让石块缓慢沉入到水底,
直到横梁再次在水平位置恢复平衡,记录再次加入水的体积为V2;
④石块密度的表达式为ρ= (用V1、V2、ρ水表示)。
用量筒继续向右盘的烧杯中加
水
ρ水
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利用浮力测量密度
4. 项目化小组用各种材料制作了5个不同密度的小球,分别标为1~5
号,按顺序用长度相同的细线连接(忽略细线体积)。如图甲所示,将
这串小球放入未知液体中,测出液体的密度。
材料种类 A B C
密度/(g·cm-3) 0.5 1.0 2.7
【项目原理】(1)图甲中液体密度与 号小球的密度相同。
④
1
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【项目制作】(2)也可以称取不同质量的同种材料,制作成5个内部空
心部分体积不同但外部总体积相等的小球,将它们串接,放入待测液
中,进行测量;分析表中材料,最合适制作的材料是 (填序号)。
【项目改进】(3)若被测液体密度介于相邻的两球之间,则两小球间
细线将 (选填“拉直”或“松弛”)。为了更准确地测量,他
们选了表中两种材料做了简易密度计,如图乙所示,测得密度计在不同
液体中露出液面的高度h,描点得到的图像如图丙所示,则图像中横坐
标所表示的量是 (选填“G”“F浮”或“ρ”)。
C
拉直
ρ
1
2
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材料种类 A B C
密度/(g·cm-3) 0.5 1.0 2.7
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测量滑轮组的机械效率
5. 提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经
济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影
响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想:
猜想Ⅰ:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关。
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关。
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关。
根据猜想,运用图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究,测得的实验
数据如表所示。
1
2
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实验
次数 钩码的
重力G/N 钩码上升的高度h/m 绳端拉
力F/N 绳端移动的距
离s/m 机械效
率η/%
1 2 0.1 0.90 0.3 74.1
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9
(1)实验时应沿竖直方向 缓慢向上拉动弹簧测力计。
匀速
(2)分析表中数据可知:第3次实验是利用了图 的装置完成的,
它的机械效率η= 。
丙
80.0%
1
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(3)比较2、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是 (选填“正确”
或“错误”)的。
错误
1
2
3
4
5
6
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9
实验
次数 钩码的
重力G/N 钩码上升的高度h/m 绳端拉
力F/N 绳端移动的距
离s/m 机械效
率η/%
1 2 0.1 0.90 0.3 74.1
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9
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(4)通过比较 (填实验次数)两次实验数据得出结论:同一
滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
1、2
1
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5
6
7
8
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实验
次数 钩码的
重力G/N 钩码上升的高度h/m 绳端拉
力F/N 绳端移动的距
离s/m 机械效
率η/%
1 2 0.1 0.90 0.3 74.1
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9
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(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率 。
越低
1
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实验
次数 钩码的
重力G/N 钩码上升的高度h/m 绳端拉
力F/N 绳端移动的距
离s/m 机械效
率η/%
1 2 0.1 0.90 0.3 74.1
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9
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用电流表测量电流
6. 下面是用电流表测电流的实验。
(1)连接电路时,开关应 ,电流表应先用 量程试触;
电流表选择合适的量程后闭合开关,发现电流表的指针偏向“0”刻度
左边(如图甲所示),出现这种现象的原因是:
。
断开
大
电流表的正负接线柱
接反了
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(2)若某同学连接的电路如图乙所示,则电流表测的是灯 的电
流;闭合开关后,如果电流表的示数如图丙所示,则通过该灯的电流
是 A。
(3)只需改动一根导线就可测得干路总电流,请在图乙中将需拆去的
导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线。
(4)若闭合开关后,两灯均亮,但电流表指针不发生偏转,那么原因
可能是 (填序号)。
A. 电流表内部开路
B. 开关处接触不良
C. 电流表被短路
D. 电源供电不足
L2
0.14
C
【答案】
1
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3
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5
6
7
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测量定值电阻阻值
7. [2024·德阳]在测量未知电阻Rx阻值的实验中,用到的实验器材有:
4.5V的电源、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关、未知电
阻Rx、滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)实验小组的同学连接的电路如图甲所示,闭合开关S后,电流
表 (选填“有”或“没有”)明显示数。
(2)图甲的电路有一条导线连接错误,请你在错误的导线上打
“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线。
没有
【答案】
1
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(4)实验小组用该电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率,用小
灯泡替换电阻Rx后接入正确电路,闭合开关S,电压表示数为2V,要测
量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端滑
动;移动滑片P分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并在图
丙的U-I图像中绘制出图像Ⅱ,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡
的额定功率是 W。
(3)正确连接电路后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P到某一位
置时,电流表示数如图乙所示,读数为 A;继续调节滑动变阻
器,测得多组Rx的电压值和电流值,在图丙的U-I图像中绘制出图像
Ⅰ,由此可知电阻Rx的阻值为 Ω。
0.28
10
B
0.5
1
2
3
4
5
6
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测量小灯泡的电阻
8. [2024·枣庄]图甲为“测量小灯泡电阻”的实验装置,已知小灯泡标
有2.5V字样。
【答案】
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实验电路连接完整(要求:滑
动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮)。
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(2)在检查电路无误后进行实验,当电压表的示数如图乙所示时,为
了测量小灯泡正常发光的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填
“A”或“B”)端移动,同时眼睛注意观察 (选填“电压
表”“电流表”或“灯泡”),直至灯泡正常发光。
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U
-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻是 Ω
(计算结果保留两位小数)。
B
电压表
8.33
1
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3
4
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(4)根据图丙可知,小灯泡的电阻是 (选填“变化”或“不
变”)的,你认为原因是 。
(5)根据小灯泡的U-I图像和观察到的亮度变化,还可以发现
。
变化
灯丝电阻受温度的影响
灯泡
消耗的功率越大,灯泡越亮
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测量小灯泡的电功率
9. [2024·广西]小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电
功率”实验,设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“a”或
“b”)端。闭合开关S后,发现小灯泡不亮,则电路故障可能是滑动变
阻器 (选填“短路”或“断路”)。
b
断路
1
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(2)排除故障后,某次实验电压表的示数如图乙所示,读数
为 V;小明测得多组数据,并画出如图丙所示的图像,由图像可
知,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,小灯泡的额定功率
为 W。
1.2
6.25
1
(3)图丙是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而
(选填“增大”或“减小”)。
增大
1
2
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(4)受到上述实验的启发,为测量高温物体的温度,小明将图甲电路
改装成一个简易的温度传感器。思路如下:将图甲中的小灯泡换成与灯
丝同种材料的电阻丝,选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他
选哪个电表?请说明理由(从电表的示数随待测物体的温度变化关系进
行阐述):
。
温度越高,电阻丝的电阻越大,根据串联电路分压原理可
知,电阻丝两端的电压越大,因此选择电压表改装为温度显示仪
1
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5
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谢谢观看
$$