内容正文:
猜压05 基本实验
考情分析
常考内容
押题对策
从近年天津中考来看,基本实验以力学和电学实验为主,以知识、基本能力提升为主要考查内容,难度不大
实验器材和实验步骤,数据处理和误差分析,实验电路连接,实验装置和实验电路连接,实验注意事项,实验记录表格,实验结论
此类题目考查的内容绝大多数都是课本中有过的物理实验,是上课或复习时反复复习的内容。在复习时,不能丢开课本,特别是课本的实验应重新进行详细的复习。
实验方法主要有控制变量法和转换法。
控制变量法是指,在研究物理问题时,某一物理量往往受几个不同物理量的影响,为了确定各个不同物理量之间的关系,就需要控制某些量,使其固定不变,改变某一个量,看所研究的物理量与该物理量之间的关系.
转化法是指对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易于测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法
1.(2023天津中考)同学们在观看冰壶比赛时,发现了如下两个现象:
现象一:运动员蹬冰脚的鞋底为橡胶制成,滑行脚的鞋底为塑料制成;
现象二:运动员蹬冰时要用力;
他们认为上述现象与摩擦力的知识有关,于是提出了“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的问题,并进行了如下探究。
【猜想与假设】根据同学们的发现,猜想滑动摩擦力的大小可能与 和 有关;
【设计并进行实验】
用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,测出木块受到的滑动摩擦力;进行了三次实验,如图所示:
【分析与论证】
(1)甲图中,木块受到的滑动摩擦力为 N;
(2)对比乙、丙两图,可得结论: ;
(3)许多情况下摩擦是有用的,人们常常设法增大它;请列举在冰壶运动中增大摩擦的措施,并利用实验结论进行解释。(至少写出一例) 。
2.(2023天津中考)为了测量一个金属零件的密度,小明进行了以下实验:
(1)实验步骤:
①把天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端零刻线处,发现指针在分度盘上的位置如图甲所示,为使横梁平衡应将平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”);
②用天平测出零件的质量,如图乙所示;
③用量筒测出零件的体积,如图丙所示;
(2)实验数据处理:
请将实验数据及计算结果填入下表。
零件质量
量筒中水的体积
量筒中水和零件总体积
零件体积
零件密度
3.(2024天津中考)某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水,实验时将压强计的探头放在水中,U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小,如图所示。
该小组同学利用上述器材进行实验,并在下表中记录了实验获得的数据。
实验序号
探头浸入水中深度h/cm
探头朝向
U形管两侧液面高度差/cm
①
10
向上
9
②
15
向上
13
③
20
向上
17
④
15
向下
13
⑤
15
向左
13
请你解答如下问题:
(1)分析表中 (填实验序号)三组数据可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,可初步得出结论:在同种液体中, ;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与 是否有关。
4.(2022天津中考)热爱劳动的津津,在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时,一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上,在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动,利用玉米面团和装有水的饮料瓶,依次做了如图所示的实验,对如下两个问题进行了探究。
问题一:压力作用效果跟哪些因素有关
问题二:重力势能大小跟哪些因素有关
(1)做实验①②③是为了探究 (选填“问题一”或“问题二”);
(2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关;
(3)《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”,生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为,“高空抛物”危害性大的原因,可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释,请你写出该结论 。
5.(2021天津中考)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟 有关;
由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟 有关。
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。
物块被撞得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越 ;
【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是: ;
【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
6.(2021天津中考)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前,若使如图所示的杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;
(2)实验时,在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,三次实验获得的数据如下表所示。分析可得杠杆的平衡条件是 ;
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
15.0
1.5
10.0
2
1.0
20.0
2.0
10.0
3
2.0
15.0
3.0
10.0
(3)为了进一步验证实验结论,又做了图所示的实验,在杠杆水平平衡时;
①已知每个钩码的质量均为50g,则此次实验中阻力F2大小为 N,阻力臂l2为 cm;(g取10N/kg)
②请你在图中画出动力F1的力臂。
7.(2020天津中考)在探究影响滑轮组机械效率的因素时,小明提出了如下猜想:
猜想一:滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关;
猜想二:滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关;
为了验证猜想,准备的器材如下:两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计;
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如下表所示:
实验次数
钩码所受的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
0.3
请你解答如下问题:
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为 :根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式;
(2)分析表中数据可知:用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率 (选填“越高”“越低”或“不变”);
(3)为了验证猜想二,还需增加的实验器材是 。
8.(2024天津中考)在“探究电阻一定时电流与电压关系”的实验中:
(1)请用笔画线代替导线将图中的电路连接完整;
(2)在某次实验时两电表的示数如图所示,电压表的示数为 V,电流表的示数为 A;
(3)根据两个小组的实验数据,画出了定值电阻与的电流与电压关系图像,如图所示。由图像可知 (选填“大于”“小于”或“等于”)。
9.(2022天津中考)小明同学利用伏安法测电阻。
(1)请你根据小明设计的图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙的电路连接完整 ;
(2)小明进行第二次测量时,电表示数如图丙所示,请你将下表补充完整。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
1.7
0.16
10.6
2
3
2.8
0.28
10.0
10.(2020天津中考)在测量小灯泡电功率的实验中:
(1)请按照图所示的电路图,以笔画线代替导线,完成实物图的电路连接;
(2)下图所示是某次实验中电表的示数,电流表的示数为 A,电压表的示数为 V,此时小灯泡的电功率为 W;
1.小明在沙滩游玩时捡到一块鹅卵石,并对该鹅卵石的密度进行了测量。
(1)将天平放在 工作台上,将 移到标尺左端的零刻度线后,分度盘的指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,使天平横梁平衡。
(2)天平平衡时,所用砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,该鹅卵石的质量是 g。如图丙所示,鹅卵石的体积是 cm3。
(3)由以上数据可知,该鹅卵石的密度为 g/cm3。
2.在测定盐水密度的实验中,小颖同学按照正确的实验方法和步骤进行操作,并设计了如下记录数据的表格。
(1)小颖将天平放在水平台上,把游码归零后,发现指针静止时如图(甲)所示,这时他应将横梁右端的 向 调节(选填“左”或“右”),使天平平衡。
(2)如图(乙)显示的是烧杯中装入适量盐水后,置于调平的天平上,天平重新平衡时的情景;丙显示的是将烧杯中部分盐水倒入量筒后的情景。根据图中情景帮小颖将下表填写完整。
烧杯和盐水的总质量m总/g
烧杯和剩余盐水的质量m1/g
倒出盐水的质量m2/g
倒出盐水的体积V/cm3
盐水的密度ρ/g·cm3
33
(3)另一位同学的实验方法是:先测出空烧杯质量为m1;接着向空烧杯中倒入适量盐水后,测出总质量为m2;再把烧杯中的盐水全部倒入量筒中,测出盐水的体积为V;然后计算出盐水的密度。与小颖测出的盐水密度ρ相比较,会 ρ(选填“<”、“>”或“=”)。
3.探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验过程如图所示,记录的结果如下表所示。
次数
接触面
压力/N
滑动摩擦力/N
①
较光滑木板
2
0.4
②
较光滑木板
4
0.8
③
粗糙木板
2
0.6
(1)实验中用弹簧测力计拉动木块在水平方向做 运动,根据二力平衡的知识可知,木块受到的拉力与滑动摩擦力大小 ;
(2)改变木板受到压力的大小可以通过改变 数量来实现;为探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应选择粗糙程度 (选填“相同”或“不同”)的水平面;
(3)比较①②两次实验得到的结论:当接触面粗糙程度一定时, 越大,滑动摩擦力越大;
(4)比较①③两次实验得到的结论:当压力大小一定时,接触面越 ,滑动摩擦力越大;
(5)综上所述,滑动摩擦力大小与 和 有关;
(6)某同学发现在实验中弹簧测力计的示数经常不稳定。为此,他做了如图所示的改进,这样改进的好处:不需要 拉动长木板,且弹簧测力计处在相对 状态(选填“静止”或“运动”),方便读数。
4.在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,实验过程如图所示。
(1)比较甲、丙两次实验可以得出结论∶在 相同时,接触面越 ,滑动摩擦力越大。
(2)乙图中物体B (填受或不受)摩擦力。
(3)将实验进行了如图丁所示的改进∶水平向左拉木板,木板相对于地面向左运动,物体 A 相对于地面保持静止,此时弹簧测力计的示数为0.8N,则物体A 受到的滑动摩擦力是 N,方向力是 (填向左或向右),此过程中木板 (填必须或不必)匀速运动。
5.如图所示是测量食用色拉油的密度的实验操作过程示意图:
(1)在测量质量过程中,在右盘内加上最小砝码后,指针位置如图甲所示,则接下来应进行的操作是: ;(选填“换一个大的砝码”、“调节平衡螺母”或“移动游码”)
(2)在测量烧杯和色拉油总质量时,砝码和游码所在位置如图乙所示;然后他将色拉油部分倒入量筒中,再次测得烧杯和剩余色拉油的总质量为19.2g,则色拉油的密度为 g/cm3;
(3)在将色拉油倒入量筒时,有部分色拉油粘在量筒内壁上,则测出的密度值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
6.小亮想测量一个小木块(不吸水)的密度,他利用天平、量筒、适量的水、细针等器材,经过思考想出了如下实验方法:
(1)首先把天平放在水平桌面上,然后将 移到称量标尺左端的“0”刻度线上,若发现指针的偏转情况如图甲所示,应将天平的平衡螺母向 (填“右”或“左”)调,直至指针尖对准分度标尺的中央刻度线;
(2)小亮调节好天平后,按照以下步骤继续实验:
①将小木块放在左盘,天平平衡时右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示,则小木块质量为 g;
②将量筒中装适量的水,如图丙,用细针缓慢地将木块压入水中,使之完全浸没时,如图丁所示,则小木块的体积为 cm3;(已知ρ水=1.0×103kg/m3)
③测出小木块的密度是 g/cm3;
④实验中,小亮在将小木块放入量筒中时,由于不小心木块滑落进了水中,并溅出了一些水,则小亮的密度测量值将比实际值 (选填“偏大”或“偏小”)。
7.如图所示,探究影响液体内部压强的因素的实验中:(在图戊中容器里装有盐水,其余图中均是水)
(1)将压强计的探头放入水中,通过观察形管两侧液面的 来判断探头处水的压强大小。
(2)比较图甲和图乙,可以得到:同一种液体里,深度越深压强越 。
(3)比较 三个图,可以得到:在同一深度,液体向各个方向的压强大小相等。
(4)比较图丁和图戊,可以得到:在不同种液体里,深度相同,密度大的其压强 。
8.在“探究影响液体内部压强的因素”实验中,小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯内的液面相平(不考虑实验结论的偶然性)。
(1)压强计是通过U形管 来显示橡皮膜所受压强的大小;
(2)比较图甲和图 ,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部的压强随深度的增加而增大;
(3)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论:在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 ;
(4)比较图乙和图丁,能初步得出液体内部的压强与液体的密度有关吗? ,理由是 。
9.某同学按照如图所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体受到的重力为 N;
(2)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(3)由 三图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(4)物体的体积为 m3;
(5)由A、D、E三图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的 有关。
10.某同学按如图所示的步骤进行“探究影响浮力大小的因素”的实验,每次弹簧测力计的示数如图所示。
(1)由(b)(c)实验步骤得到的数据可以得出物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积 (有关/无关);
(2)由(c)(d)实验步骤得到的数据可以得出,浸没在液体中的物体所受的浮力大小与 无关;
(3)由实验得到的数据可以求出该物体浸没在浓盐水中时所受浮力的大小为 N;
(4)通过以上实验数据计算出物体的密度是 kg/m3,浓盐水的密度 kg/m3;
(5)设计出探究“浮力大小与液体密度的关系”的表格。
11.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离,如图甲所示,请回答下列问题。
(1)该实验研究铁球的动能大小与 (选填“质量”或“速度”)的关系,从同一高度由静止释放的目的是 ;
(2)该实验是通过观察 的大小,来说明铁球对木块做功的多少;
(3)有同学将实验装置改进成图乙所示,利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较,可以研究铁球的动能大小与 (选填“质量”或“速度”)的关系;
(4)该同学还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,探究铁球的动能大小与质量的关系,这个设计方案是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
12.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球和(的质量大于),分别从不同的高度和静止开始滚下,观察木块被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。
(1)小明通过观察木块移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这种研究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)由甲、乙两图可得实验结论:物体的动能大小与 有关。
(3)小丽根据甲、丙两图得出结论:物体的动能大小与质量有关,她的看法是否正确? (选填“正确”或“错误”),理由是: 。
(4)另一位同学用图所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的小球从不同高度()由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是 (选填“正确的”或“错误的”)。
13.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前发现杠杆左端下沉(图甲所示),可将杠杆右端的平衡螺母向 调节,直至杠杆平衡。实验前的调节平衡的目的有两个:①消除杠杆自重对平衡的影响;②便于测量 ;
(2)调节平衡后,按图乙所示,在杠杆两端挂钩码,不断改变动力或动力臂的大小,调节阻力或阻力臂的大小,使杠杆重新在水平位置平衡,记录数据如下表:
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
0.5
8.0
1.0
4.0
2
2.0
6.0
1.5
8.0
3
3.0
4.0
______
6.0
表格中第三次实验的阻力应该为 N;
分析数据可得杠杆平衡条件: 。
14.探究“杠杆的平衡条件”实验如图所示,所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、细线、若干相同的钩码等,杠杆上的指针是为了方便判定杠杆是否水平。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,杠杆静止时如图甲所示。此时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)实验数据如下表所示,请把表格中两处空缺补充完整。
实验次序
①
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
5.0
1.0
5.0
2
1.5
10.0
0.5
30.0
3
2.0
15.0
1.5
②
分析表格数据,可得出的实验结论是 ;
(3)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,如果在杠杆两侧各增加一个相同的钩码,则杠杆 (选填“左”或“右”)端将下沉;
(4)小明继续采用了图丙所示的装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,处理实验数据时发现与实验结论明显不相符,原因可能是 。
15.小金和小明在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关;
猜想二:滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关。
为了验证猜想,准备的器材如下:两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。小金把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如表所示:请你解答如下问题:
实验
次数
钩码所受
的重力G/N
提升高度
h/m
拉力
F/N
绳端移动
的距离s/m
机械效率η
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
0.3
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为 。根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式 ;
(2)分析表中数据可知:用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率 (选填“越高”、“越低”或“不变”);
(3)利用提供的器材, (选填“能”或“不能”)验证猜想二;
(4)小明在实验中发现:一边拉动弹簧测力计一边读数,由于测力计示数不稳定,非常不方便。为了方便读数,他提出可以让弹簧测力计保持静止时读数,他的这种想法显然不合理,因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。如果让弹簧测力计保持静止时读数,则所测出的滑轮组机械效率比真实值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
16.小明做“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验时,提出如下猜想:
猜想一:滑轮组的机械效率与物体提升的高度有关;
猜想二:滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力有关;
猜想三:滑轮组的机械效率与被提升物体所受的重力有关。
为了验证猜想,准备的器材如下:多个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。实验数据如下表所示:
实验次数
钩码所受的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
1
2.0
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
2.0
0.2
1.2
0.6
55.6%
3
4.0
0.1
1.9
0.3
70.2%
4
4.0
0.1
1.3
0.5
88.9%
5
6.0
0.1
2.5
0.3
(1)根据表中第5次实验数据在图中画出滑轮组的绕线方式 ;此次实验时滑轮组的机械效率为 ;
(2)通过比较1、2两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与物体提升的高度 ;(选填“有关”或“无关”)
(3)通过比较1、3两次实验数据可得出:用同一滑轮组提升物体,当物体提升的高度相同时,物体越重,滑轮组的机械效率越 ;(“高”或“低”)
(4)通过比较 、 (填写实验次数序号)两次实验数据可得出:不同滑轮组提升相同重物,当物体提升的高度相同时,动滑轮越重滑轮组的机械效率越低。
17.在探究并联电路电流规律的实验中,图甲是实验的电路图。
A点电流IA
B点电流IB
C点电流IC
0.16A
0.16A
0.32A
(1)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 。
(2)在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A;
(3)如表是小亮同学在实验中用两盏规格相同的小灯泡测得的实验数据;由实验数据小亮得出的实验结论是:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等,请指出小亮的探究过程的两点不妥之处 、 。
18.小薛和小程同学做“探究并联电路中电流规律”的实验。实验电路如图1所示。请你帮他们完成下列内容:
(1)小薛同学在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知连接电路时,他忘了 。
(2)他准备测量A处的电流时,开关闭合后,发现电流表的指针偏转如图2所示,出现该现象的原因是 。
(3)排除故障后,他用电流表分别测出A、B、C处的电流,如表:
测量处
A
B
C
电流I/A
0.28
0.24
0.52
分析表中数据,可以初步得出的结论是: 。 (用公式表示)
(4)他测完一组数据后,接下来应该做的是 (填写字母)。
A.整理器材,结束实验
B.多次断开、闭合开关,再记录几组数据
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组数据
D.换用电流表的另一量程,再测出一组数据
19.“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图所示。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)在连接电路时,开关必须 小明根据电路图连接电路,闭合开关前,发现电压表的指针指在零刻度的左侧,造成这种现象的原因是 ;
(3)正确连接后闭合开关,发现电压表示数为零,则故障可能是L1 或 ;
(4)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。小明用上面的方法能否测出L2两端的电压?为什么?答: 。
20.图甲是小明“探究串联电路的电压规律”的实验电路图。
(1)连接电路时,开关应 。实验时,灯L1和灯L2的规格应 (填“相同”或“不相同”);
(2)闭合开关后,小明发现两灯都不发光,于是分别把电压表接在甲图中A、B两点,B、C两点及A、C两点,测得数据分别是UAB=3V,UBC=0,UAC=3V;小明检查发现只有灯L1和灯L2中的一盏出现故障,则故障可能是 ;
(3)排除故障后,小明把电压表接在A、B之间重新测量,电压表示数如图乙所示,电压表的分度值是 V;为了使实验结果更准确,接下来小明应该:断开开关, ;
(4)分析表中实验数据,可得到串联电路的电压规律是 (用公式表示)。
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
21.在测量小灯泡电阻的实验中:
(1)请按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,完成图乙的电路连接 ;
(2)图丙所示是某次实验中电表的示数,电流表的示数为 A,电压表的示数,为 V,此时小灯泡灯丝的电阻值为 。
22.在“伏安法测量电阻”的实验中,设计了如图甲所示的电路图。
(1)按图乙所示电路连接器材时,开关要处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应该滑到最 (选填“左端”或“右端”);
(2)闭合开关,将滑片P缓慢向右移动,电压表的示数将 (选填“增大”或“减小”);
(3)某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图丙所示,为 安,求出此时这个电阻R的阻值为 欧姆;
(4)以上这种测量电阻的方法叫 。
23.某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻 Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压 3V)。
(1)闭合开关 S 前,应将滑动变阻器滑片移到最 端(选填“左”或“右”);
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近 3V,则电路故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为 1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻 Rx= Ω;
(4)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案,也可测出 Rx阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b 为滑动变阻器左右两个端点, 滑动变阻器最大阻值为 Rmax,请你把以下测量步骤补充完整。
①闭合开关 S,滑片 P 移到 a 端时,读出电压表示数为 U1;
②闭合开关 S, ,读出电压表示数为 U2;
③待测电阻 Rx= 。(用已知和测量出的物理量符号表示)
24.用图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,根据实验数据绘制的小灯泡的I—U图像如图乙所示。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整;
(2)为保证实验顺利进行,应选用 (选填序号)滑动变阻器;
A. “5Ω0.5A” B.“50Ω 0.3A” C. “100Ω 0.2A”
(3)电路连接完整后闭合开关,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,可能是小灯泡 ;
(4)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电流表示数如图丙所示,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动;
(5)由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;额定功率为 W;
(6)由乙图可知,实验中小灯泡的电阻是逐渐 的(选填“变大”“变于”或“不变”),滑动变阻器接入电路的电阻是逐渐变小的,小灯泡电阻的变化是因为受到了 影响。
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猜压05 基本实验
考情分析
常考内容
押题对策
从近年天津中考来看,基本实验以力学和电学实验为主,以知识、基本能力提升为主要考查内容,难度不大
实验器材和实验步骤,数据处理和误差分析,实验电路连接,实验装置和实验电路连接,实验注意事项,实验记录表格,实验结论
此类题目考查的内容绝大多数都是课本中有过的物理实验,是上课或复习时反复复习的内容。在复习时,不能丢开课本,特别是课本的实验应重新进行详细的复习。
实验方法主要有控制变量法和转换法。
控制变量法是指,在研究物理问题时,某一物理量往往受几个不同物理量的影响,为了确定各个不同物理量之间的关系,就需要控制某些量,使其固定不变,改变某一个量,看所研究的物理量与该物理量之间的关系.
转化法是指对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易于测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法
1.(2023天津中考)同学们在观看冰壶比赛时,发现了如下两个现象:
现象一:运动员蹬冰脚的鞋底为橡胶制成,滑行脚的鞋底为塑料制成;
现象二:运动员蹬冰时要用力;
他们认为上述现象与摩擦力的知识有关,于是提出了“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的问题,并进行了如下探究。
【猜想与假设】根据同学们的发现,猜想滑动摩擦力的大小可能与 和 有关;
【设计并进行实验】
用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,测出木块受到的滑动摩擦力;进行了三次实验,如图所示:
【分析与论证】
(1)甲图中,木块受到的滑动摩擦力为 N;
(2)对比乙、丙两图,可得结论: ;
(3)许多情况下摩擦是有用的,人们常常设法增大它;请列举在冰壶运动中增大摩擦的措施,并利用实验结论进行解释。(至少写出一例) 。
【答案】 接触面粗糙程度 压力 0.6 压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 蹬冰脚鞋底用橡胶制成,增大接触面粗糙程度
【解析】[1][2]由于运动员蹬冰脚的鞋底和滑行脚的鞋底的材料不同,所以猜想摩擦力可能与接触面粗糙程度有关;由于运动员蹬冰时要用力,所以猜想摩擦力可能与压力有关,所以猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面粗糙程度和压力有关。
(1)[3]图甲中弹簧测力计的分度值为0.2N,则弹簧测力计示数为0.6N,由于用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,则木块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,木块受到的摩擦力等于拉力,故木块受到的摩擦力等于0.6N。
(2)[4]观察乙、丙两图发现,压力大小相同,毛巾面更粗糙,弹簧测力计示数也更大,所以可得结论:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)[5]由于蹬冰鞋不能打滑,所以需要增大摩擦力,故蹬冰脚鞋底用橡胶制成,通过增大接触面粗糙程度,来增大摩擦力。
2.(2023天津中考)为了测量一个金属零件的密度,小明进行了以下实验:
(1)实验步骤:
①把天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端零刻线处,发现指针在分度盘上的位置如图甲所示,为使横梁平衡应将平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”);
②用天平测出零件的质量,如图乙所示;
③用量筒测出零件的体积,如图丙所示;
(2)实验数据处理:
请将实验数据及计算结果填入下表。
零件质量
量筒中水的体积
量筒中水和零件总体积
零件体积
零件密度
【答案】 右 27 30 40 10 2.7
【解析】(1)[1]指针指在分度盘左侧,由左偏右调可知,应将平衡螺母向右调节,使天平横梁平衡。
(2)[2]观察乙图可知,游码对应刻度为2g,零件质量等于砝码质量与游码对应刻度值之和,所以零件质量
m=20g+5g+2g=27g
[3]观察丙图可知,左边量筒中只有水,量筒的分度值为2mL,量筒中水的体积为30mL,即30cm3。
[4]观察丙图可知,右边量筒中有水和零件,量筒中水和零件的体积为40mL,即40cm3。
[5]零件的体积
V=V2-V1=40cm3-30cm3=10cm3
[6]零件密度
3.(2024天津中考)某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水,实验时将压强计的探头放在水中,U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小,如图所示。
该小组同学利用上述器材进行实验,并在下表中记录了实验获得的数据。
实验序号
探头浸入水中深度h/cm
探头朝向
U形管两侧液面高度差/cm
①
10
向上
9
②
15
向上
13
③
20
向上
17
④
15
向下
13
⑤
15
向左
13
请你解答如下问题:
(1)分析表中 (填实验序号)三组数据可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,可初步得出结论:在同种液体中, ;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与 是否有关。
【答案】 ②④⑤ 深度越深,压强越大 液体的密度
【解析】(1)[1]②④⑤三次实验只有探头方向不同,其他因素相同,故探究的是液体压强与方向的关系,根据实验数据可知,在同一液体的同一深度,向各个方向压强相等。
(2)[2]分析表中①②③三组数据,只有深度不同,故探究的是液体压强与深度的关系,根据实验数据可知,同一液体,深度越深,压强越大。
(3)[3]要探究体压强与液体的密度有关,则只改变液体密度,其他条件均保持不变,故再增加足量的食用盐。利用题中所给实验仪器,可以探究液体压强是否与液体的密度有关。
4.(2022天津中考)热爱劳动的津津,在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时,一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上,在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动,利用玉米面团和装有水的饮料瓶,依次做了如图所示的实验,对如下两个问题进行了探究。
问题一:压力作用效果跟哪些因素有关
问题二:重力势能大小跟哪些因素有关
(1)做实验①②③是为了探究 (选填“问题一”或“问题二”);
(2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关;
(3)《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”,生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为,“高空抛物”危害性大的原因,可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释,请你写出该结论 。
【答案】 问题一 质量 质量相同的物体,位置越高,重力势能越大
【解析】(1)[1]由图中可知,实验①②中,压力不同,而受力面积相同,实验②③中,压力相同,而受力面积不同,故可知做实验①②③是为了探究问题一。
(2)[2]由实验④⑤可知,瓶子下落的高度相同,而瓶子和水的总质量不同,故可探究重力势能大小与质量是否有关。
(3)[3]由实验⑤⑥中可知,瓶子和水的质量相同,而瓶子下落的高度不同,面团的凹陷程度不同,故可知“高空抛物”危害性大的原因是:质量相同的物体,位置越高,重力势能越大。
5.(2021天津中考)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟 有关;
由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟 有关。
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。
物块被撞得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越 ;
【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是: ;
【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
【答案】 速度 质量 大 质量相同时,汽车(物体)的速度越大,动能越大 超载
【解析】[1]“十次车祸九次快”是速度快容易车祸,所以汽车的动能可能跟速度有关。
[2]“安全驾驶莫超载”是超载质量大容易车祸,所以汽车的动能可能跟质量有关。
[3]物块被撞得越远,球对物块做功越多,金属球到达水平面时的动能就越大。
[4]分析甲、丙两图的实验现象,质量一样,球位置越高,到水平面速度越大,物块运动越远,结论是质量相同时,物体的速度越大,动能越大。
[5]甲、乙两图的实验现象,高度一样,球质量大,物块运动远,说明速度一样时,质量越大,物体动能越大,故可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。
6.(2021天津中考)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前,若使如图所示的杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;
(2)实验时,在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,三次实验获得的数据如下表所示。分析可得杠杆的平衡条件是 ;
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
15.0
1.5
10.0
2
1.0
20.0
2.0
10.0
3
2.0
15.0
3.0
10.0
(3)为了进一步验证实验结论,又做了图所示的实验,在杠杆水平平衡时;
①已知每个钩码的质量均为50g,则此次实验中阻力F2大小为 N,阻力臂l2为 cm;(g取10N/kg)
②请你在图中画出动力F1的力臂。
【答案】 右 F1l1=F2l2(动力×动力臂=阻力×阻力臂) 1 10.0
【解析】(1)[1]如图所示,实验前,杠杆静止时,向左偏,应该将右端的平衡螺母向右调节。
(2)[2]由表格内的三组数据可知,杠杆平衡的条件为F1l1=F2l2(动力×动力臂=阻力×阻力臂)。
(3)①[3] 已知每个钩码的质量均为50g,由图可知,杠杆下方挂2个钩码,总质量为100g,则阻力F2大小为
F2=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
[4]由图可知,阻力臂l2为10.0cm。
②[5]首先作力F1的力的作用线,过支点O作力作用线的垂线,标上垂直符号以及力臂l1,如图所示:
7.(2020天津中考)在探究影响滑轮组机械效率的因素时,小明提出了如下猜想:
猜想一:滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关;
猜想二:滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关;
为了验证猜想,准备的器材如下:两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计;
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如下表所示:
实验次数
钩码所受的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
0.3
请你解答如下问题:
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为 :根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式;
(2)分析表中数据可知:用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率 (选填“越高”“越低”或“不变”);
(3)为了验证猜想二,还需增加的实验器材是 。
【答案】 80.0% 越高 自重不同的滑轮
【解析】(1)[1]第3次实验中,有用功
W有=Gh=6.0N×0.1m=0.6J
通过滑轮组所做的总功
W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J
滑轮组的机械效率
[2]因为绳子端移动的距离是物体提升高度的3倍,所心滑轮组承重绳子的根数为3,那么滑轮组的绕线如图:
(2)[3]分析表格数据知,用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率越高。
(3)[4]猜想二,要验证滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关,换用自重不同的动滑轮进行实验。
8.(2024天津中考)在“探究电阻一定时电流与电压关系”的实验中:
(1)请用笔画线代替导线将图中的电路连接完整;
(2)在某次实验时两电表的示数如图所示,电压表的示数为 V,电流表的示数为 A;
(3)根据两个小组的实验数据,画出了定值电阻与的电流与电压关系图像,如图所示。由图像可知 (选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 2.6 0.26 小于
【解析】(1)[1]将定值电阻与滑动变阻器串联,滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱接入电路,如下图所示:
(2)[2][3]电压表的示数如图所示,电压表选用小量程,分度值为0.1 V,电压为2.6V。电流表的示数如图所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.26A。
(3)[4]当电压相同时,R1中电流大于R2中电路,据欧姆定律
得R1小于R2。
9.(2022天津中考)小明同学利用伏安法测电阻。
(1)请你根据小明设计的图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙的电路连接完整 ;
(2)小明进行第二次测量时,电表示数如图丙所示,请你将下表补充完整。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
1.7
0.16
10.6
2
3
2.8
0.28
10.0
【答案】 10.2 2.4 0.24 10
【解析】(1)[1]因电源为两节干电池,故可知电源电压为3V,则电压表选择小量程,由图甲可知,滑动变阻器的滑片向右移动时,接入电路中的阻值变大,故可知滑动变阻器应接入左下接线柱,电路连接如下图所示
(2)[3]由图丙可知,电压表选择小量程,分度值为0.1V,故可知此时定值电阻两端电压为U=2.4V。
[4]电流表选择小量程,分度值为0.02A,故可知此时流过定值电阻的电流为I=0.24A。
[5]由欧姆定律可得,此时测得的定值电阻的阻值为
[2]由表中数据可得,测得的电阻的平均值为
10.(2020天津中考)在测量小灯泡电功率的实验中:
(1)请按照图所示的电路图,以笔画线代替导线,完成实物图的电路连接;
(2)下图所示是某次实验中电表的示数,电流表的示数为 A,电压表的示数为 V,此时小灯泡的电功率为 W;
【答案】 0.3 2.5 0.75
【解析】(1)[1]由电路图知,开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表串联于电路中,电流表测整个电路的电流,电压表测小灯泡两端的电压,滑动变动器的滑片向右移动时接入电路的阻值增加;由(2)中图知,电流表选择的量程为0~0.6A,电压表选择的量程为0~3V,故将电源正极与开关的左接线柱相连,开关的右接线柱与变阻器右上接线柱相连,变阻器的左下接线柱与小灯泡的右接线柱相连,小灯泡的左接线柱与电流表0.6A接线柱相连,电流表的负接线柱与电源负极相连;电压表负接线柱与小灯泡的左接线柱相连,电压表3V接线柱与小灯泡的右接线柱相连,如下图所示。
(2)[2]由图知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.1A,示数为0.3A。
[3]由图知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.5V,示数为2.5V。
[4]由可得小灯泡的功率
1.小明在沙滩游玩时捡到一块鹅卵石,并对该鹅卵石的密度进行了测量。
(1)将天平放在 工作台上,将 移到标尺左端的零刻度线后,分度盘的指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,使天平横梁平衡。
(2)天平平衡时,所用砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,该鹅卵石的质量是 g。如图丙所示,鹅卵石的体积是 cm3。
(3)由以上数据可知,该鹅卵石的密度为 g/cm3。
【答案】 水平 游码 右 54 20 2.7
【解析】(1)[1][2][3]天平放在水平台面上,游码移到标尺左端的零刻度线处,平衡螺母的调节要按照“左偏右调,右偏左调”的原则,甲图中指针向左偏,需要向右调节平衡螺母,才能使天平横梁平衡。
(2)[4][5]根据图可知,此天平标尺的分度值是0.2g,故此时鹅卵石的质量为
鹅卵石的体积是
(3)[6]故该鹅卵石的密度是
2.在测定盐水密度的实验中,小颖同学按照正确的实验方法和步骤进行操作,并设计了如下记录数据的表格。
(1)小颖将天平放在水平台上,把游码归零后,发现指针静止时如图(甲)所示,这时他应将横梁右端的 向 调节(选填“左”或“右”),使天平平衡。
(2)如图(乙)显示的是烧杯中装入适量盐水后,置于调平的天平上,天平重新平衡时的情景;丙显示的是将烧杯中部分盐水倒入量筒后的情景。根据图中情景帮小颖将下表填写完整。
烧杯和盐水的总质量m总/g
烧杯和剩余盐水的质量m1/g
倒出盐水的质量m2/g
倒出盐水的体积V/cm3
盐水的密度ρ/g·cm3
33
(3)另一位同学的实验方法是:先测出空烧杯质量为m1;接着向空烧杯中倒入适量盐水后,测出总质量为m2;再把烧杯中的盐水全部倒入量筒中,测出盐水的体积为V;然后计算出盐水的密度。与小颖测出的盐水密度ρ相比较,会 ρ(选填“<”、“>”或“=”)。
【答案】 平衡螺母 左 157 124 30 1.1 >
【解析】(1)[1][2]图中天平右倾,说明右侧质量偏大,应向左移动平衡螺母,使指针对准分度盘的中央,此时天平平衡。
(2)[3][4][5][6]烧杯液体总质量为
剩余烧杯盐水质量为
由图丙可知,倒出盐水的体积V=30 mL,盐水的密度为
(3)[7]因烧杯壁粘液体,另一同学在将盐水倒入量筒中时,不能全部倒入,致使体积偏小,根据可知,密度偏大。
3.探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验过程如图所示,记录的结果如下表所示。
次数
接触面
压力/N
滑动摩擦力/N
①
较光滑木板
2
0.4
②
较光滑木板
4
0.8
③
粗糙木板
2
0.6
(1)实验中用弹簧测力计拉动木块在水平方向做 运动,根据二力平衡的知识可知,木块受到的拉力与滑动摩擦力大小 ;
(2)改变木板受到压力的大小可以通过改变 数量来实现;为探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应选择粗糙程度 (选填“相同”或“不同”)的水平面;
(3)比较①②两次实验得到的结论:当接触面粗糙程度一定时, 越大,滑动摩擦力越大;
(4)比较①③两次实验得到的结论:当压力大小一定时,接触面越 ,滑动摩擦力越大;
(5)综上所述,滑动摩擦力大小与 和 有关;
(6)某同学发现在实验中弹簧测力计的示数经常不稳定。为此,他做了如图所示的改进,这样改进的好处:不需要 拉动长木板,且弹簧测力计处在相对 状态(选填“静止”或“运动”),方便读数。
【答案】 匀速直线运动 相等 砝码 不同 压力 粗糙 压力大小 接触面的粗糙程度 匀速 静止
【解析】(1)[1][2]实验中,摩擦力的大小运用二力平衡的知识,让木块做匀速直线运动,此时摩擦力与拉力大小相等。
(2)[3]由图可知,压力的大小通过调整钩码的个数来的到的。
[4]要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需要控制压力相同,改变接触面的粗糙程度,即应选用粗糙程度不同的水平面。
(3)[5]①②两次实验中,接触面的粗糙程度相同,当压力越大时,产生的滑动摩擦力越大,因此可得结论:当接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)[6]①③两次实验中,压力相同,接触面的粗糙程度不同,且接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,因此可得结论为:当压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(5)[7][8]通过上述的实验探究发现,滑动摩擦力与压力、接触面的粗糙程度有关。
(6)[9][10]改进实验后,拉动木板时,小木块相对于地面静止,弹簧测力计相对静止,便于读数,且无论长木板是否做匀速直线运动,木块与木板产生的属于滑动摩擦,大小不变。
4.在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,实验过程如图所示。
(1)比较甲、丙两次实验可以得出结论∶在 相同时,接触面越 ,滑动摩擦力越大。
(2)乙图中物体B (填受或不受)摩擦力。
(3)将实验进行了如图丁所示的改进∶水平向左拉木板,木板相对于地面向左运动,物体 A 相对于地面保持静止,此时弹簧测力计的示数为0.8N,则物体A 受到的滑动摩擦力是 N,方向力是 (填向左或向右),此过程中木板 (填必须或不必)匀速运动。
【答案】 压力 粗糙 不受 0.8 向左 不必
【解析】(1)[1]由实验图可知甲丙两个实验选用的是同一个物体A,故两次实验压力是相同的。
[2] 由实验图可知甲丙两个实验与物体A接触的物体材质不一样,在较粗糙的毛巾上面行驶,物体A被弹簧测力计拉着时的示数更大,故接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(2) [3]物体B在A上面被拉着与A物体一起沿着水平面匀速直线运动,根据牛顿一定律:物体A处于平衡状态,在水平方向不受摩擦力作用。
(3) [4]据二力平衡,物体受到弹簧测力计拉力0.8N,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,故摩擦力也是0.8N。
[5] 据二力平衡,物体受到弹簧测力计拉力0.8N,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,故摩擦力方向与拉力方向相反,故摩擦力方向水平向左。
[6]此过程中只要物体A保持静止即可,无需保持下面木板的匀速运动。
5.如图所示是测量食用色拉油的密度的实验操作过程示意图:
(1)在测量质量过程中,在右盘内加上最小砝码后,指针位置如图甲所示,则接下来应进行的操作是: ;(选填“换一个大的砝码”、“调节平衡螺母”或“移动游码”)
(2)在测量烧杯和色拉油总质量时,砝码和游码所在位置如图乙所示;然后他将色拉油部分倒入量筒中,再次测得烧杯和剩余色拉油的总质量为19.2g,则色拉油的密度为 g/cm3;
(3)在将色拉油倒入量筒时,有部分色拉油粘在量筒内壁上,则测出的密度值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 移动游码 0.92 偏大
【解析】(1)[1]在测量质量的过程中,在右盘内加上最小砝码后指针偏向分度盘中央的左侧,说明物体质量大于右盘砝码的质量,这时要用镊子向右移动游码,直到指针指在分度盘的中央。
(2)[2]由图乙可知,标尺分度值为0.2g,烧杯和色拉油的总质量为
量筒中色拉油的质量为
由图知,倒入量筒中色拉油的体积为
V=40mL= 40cm3
所以色拉油的密度为
(3)[3]在将色拉油倒入量筒时,量筒壁上沾上了部分色拉油,这会导致测量的色拉油的体积偏小,根据知,密度偏大。
6.小亮想测量一个小木块(不吸水)的密度,他利用天平、量筒、适量的水、细针等器材,经过思考想出了如下实验方法:
(1)首先把天平放在水平桌面上,然后将 移到称量标尺左端的“0”刻度线上,若发现指针的偏转情况如图甲所示,应将天平的平衡螺母向 (填“右”或“左”)调,直至指针尖对准分度标尺的中央刻度线;
(2)小亮调节好天平后,按照以下步骤继续实验:
①将小木块放在左盘,天平平衡时右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示,则小木块质量为 g;
②将量筒中装适量的水,如图丙,用细针缓慢地将木块压入水中,使之完全浸没时,如图丁所示,则小木块的体积为 cm3;(已知ρ水=1.0×103kg/m3)
③测出小木块的密度是 g/cm3;
④实验中,小亮在将小木块放入量筒中时,由于不小心木块滑落进了水中,并溅出了一些水,则小亮的密度测量值将比实际值 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 游码 左 18.6 30 0.62 偏大
【解析】(1)[1][2]使用天平时,天平放在水平桌面上,游码移至标尺左端的零刻度线,由图甲可知,指针右偏,应向左调节平衡螺母,使天平的横梁水平平衡。
(2)①[3]由图乙可知,小木块质量为
m木=10g+5g+3.6g=18.6g
②[4]由图丙可知水的体积V1=60mL,木块和水的总体积V2=90mL,小木块的体积为
V木=V2-V1=90mL-60mL=30mL=30cm3
③[5]小木块的密度
④[6]量筒中的水溅出,所测水和小木块的总体积变小,可得小木块的体积测量偏小,由可知,密度测量值偏大。
7.如图所示,探究影响液体内部压强的因素的实验中:(在图戊中容器里装有盐水,其余图中均是水)
(1)将压强计的探头放入水中,通过观察形管两侧液面的 来判断探头处水的压强大小。
(2)比较图甲和图乙,可以得到:同一种液体里,深度越深压强越 。
(3)比较 三个图,可以得到:在同一深度,液体向各个方向的压强大小相等。
(4)比较图丁和图戊,可以得到:在不同种液体里,深度相同,密度大的其压强 。
【答案】 高度差 大 乙、丙、丁 大
【解析】(1)[1]在利用压强计探究液体的压强时,应用了转换法,通过观察U形管两侧液面的高度差来判断探头处水的压强大小。
(2)[2]比较图甲和乙图知道,液体相同,深度不同,深度越深,高度差越大,所以,得到的结论是:同一种液体里,深度越深压强越大。
(3)[3]要得出在同一深度,液体向各个方向的压强大小相等,需要控制液体的密度、液体的深度相同,方向不同,故图乙、丙、丁符合题意。
(4)[4]比较图丁和图戊知道,深度相同,液体密度不同,且液体的密度越大,U形管液面的高度差越大,故可得到:在不同种液体里,深度相同,密度大的其压强越大。
8.在“探究影响液体内部压强的因素”实验中,小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯内的液面相平(不考虑实验结论的偶然性)。
(1)压强计是通过U形管 来显示橡皮膜所受压强的大小;
(2)比较图甲和图 ,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部的压强随深度的增加而增大;
(3)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论:在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 ;
(4)比较图乙和图丁,能初步得出液体内部的压强与液体的密度有关吗? ,理由是 。
【答案】 液面高度差 乙 相等 不能 没有控制深度不变
【解析】(1)[1]根据转换法,压强计是通过U形管液面高度差来显示橡皮膜所受压强的大小。
(2)[2]研究液体内部的压强与深度的关系,要控制液体的密度相同,故比较图甲和图乙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部的压强随深度的增加而增大。
(3)[3]保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,因两实验中,液面高度差相等,由转换法可以初步得出结论:在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强都相等。
(4)[4][5]研究液体内部的压强与液体的密度有关,要控制液体的深度相同,比较图乙和图丁不能得出液体内部的压强与液体的密度有关,理由是没有控制深度不变。
9.某同学按照如图所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体受到的重力为 N;
(2)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(3)由 三图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(4)物体的体积为 m3;
(5)由A、D、E三图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的 有关。
【答案】 4 1 ABC或ABD 1×10-4 密度
【解析】(1)[1]由图A可知,弹簧测力计的示数是4N,物体受到的重力为4N。
(2)[2]由AC两图,根据称重法,物体全部浸没在水中时,受到的浮力是
F浮=G-F示=4N-3N=1N
(3)[3]研究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关,要控制排开液体的密度相同,排开液体的体积不同,选择ABC或ABD图。
(4)[4]物体的体积为
(5)[5]由A、D、E三图可知,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,浮力不相同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
10.某同学按如图所示的步骤进行“探究影响浮力大小的因素”的实验,每次弹簧测力计的示数如图所示。
(1)由(b)(c)实验步骤得到的数据可以得出物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积 (有关/无关);
(2)由(c)(d)实验步骤得到的数据可以得出,浸没在液体中的物体所受的浮力大小与 无关;
(3)由实验得到的数据可以求出该物体浸没在浓盐水中时所受浮力的大小为 N;
(4)通过以上实验数据计算出物体的密度是 kg/m3,浓盐水的密度 kg/m3;
(5)设计出探究“浮力大小与液体密度的关系”的表格。
【答案】 有关 浸没在液体中的深度 1.1
实验次数
液体密度
物体重力
测力计示数
浮力
1
2
3
【解析】(1)[1]如图,物体浸在液体中受三个力即竖直向下的重力,竖直向上的浮力和拉力处于平衡状态,故
则图b、c中物体受到的浮力分别为
,
所以,而图b排开的水的体积小于图c,故物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(2)[2]如图,根据题意图d中物体受到的浮力为
所以,图c与图d中物体浸没在水中的深度不相同,故浸没在液体中的物体所受的浮力大小与浸没在液体中的深度无关。
(3)[3]如图,根据题意图e中物体在浓盐水中受到的浮力为
(4)[4]根据题意,物体的质量为
由浸没在水中受到的浮力,根据可得物体的体积为
由密度计算公式可得物体的密度为
[5]根据题意,图e中物体在浓盐水中受到的浮力为,根据可得浓盐水的密度为
(5)[6]根据题意,要探究“浮力大小与液体密度的关系”,需测量和记录的数据有液体密度、物体重力、测力计示数、浮力等,为了提高实验的普遍性,应多次实验。设计表格如下
实验次数
液体密度
物体重力
测力计示数
浮力
1
2
3
11.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离,如图甲所示,请回答下列问题。
(1)该实验研究铁球的动能大小与 (选填“质量”或“速度”)的关系,从同一高度由静止释放的目的是 ;
(2)该实验是通过观察 的大小,来说明铁球对木块做功的多少;
(3)有同学将实验装置改进成图乙所示,利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较,可以研究铁球的动能大小与 (选填“质量”或“速度”)的关系;
(4)该同学还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,探究铁球的动能大小与质量的关系,这个设计方案是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
【答案】 质量 使铁球滑到斜面底端的速度相同 木块被撞距离 速度 错误 木块最终移动距离相同
【解析】(1)[1][2]该实验采用质量不同的球,从同一高度滚下,可以保证到达水平面时的速度相等,所以研究铁球的动能大小与质量的关系,从同一高度由静止释放的目的就是使铁球滑到斜面底端的速度相同。
(2)[3]该实验是通过观察木块被撞距离的大小,来说明铁球对木块做功的多少,是转换法的应用。
(3)[4]因为弹簧的弹性势能不同,则球的速度不同,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较,可以研究铁球的动能大小与速度的关系。
(4)[5][6]这个设计方案是错误的,因为将同一弹簧压缩相同程度,则弹簧的弹性势能是相同的,所以转化为球动能也相同,则撞击木块后,木块移动的距离也是相同的,故实验方案不可行。
12.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球和(的质量大于),分别从不同的高度和静止开始滚下,观察木块被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。
(1)小明通过观察木块移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这种研究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)由甲、乙两图可得实验结论:物体的动能大小与 有关。
(3)小丽根据甲、丙两图得出结论:物体的动能大小与质量有关,她的看法是否正确? (选填“正确”或“错误”),理由是: 。
(4)另一位同学用图所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的小球从不同高度()由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是 (选填“正确的”或“错误的”)。
【答案】 转换法 速度 错误 没有控制速度一定 错误的
【解析】(1)[1]实验中通过观察木块B移动的距离长短来判断小球动能的大小,这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
(2)[2]甲乙两图中小球的质量一定,初始高度不同,到达水平面时的速度不同,对木块做功多少不同,故可以得出结论为物体的动能大小与速度有关。
(3)[3][4]小丽的看法是错误的,因为要探究动能与质量的关系。需要保证小球的速度不变,甲丙两图中小球下落的高度不同,则到达水平面的速度不同,故不能得出动能大小与质量的关系。
(4)[5]图中所示的方法探究动能的大小与速度的关系,应改变小球撞击木块前的速度,控制其它因素相同,而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同,故是错误的。
13.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前发现杠杆左端下沉(图甲所示),可将杠杆右端的平衡螺母向 调节,直至杠杆平衡。实验前的调节平衡的目的有两个:①消除杠杆自重对平衡的影响;②便于测量 ;
(2)调节平衡后,按图乙所示,在杠杆两端挂钩码,不断改变动力或动力臂的大小,调节阻力或阻力臂的大小,使杠杆重新在水平位置平衡,记录数据如下表:
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
0.5
8.0
1.0
4.0
2
2.0
6.0
1.5
8.0
3
3.0
4.0
______
6.0
表格中第三次实验的阻力应该为 N;
分析数据可得杠杆平衡条件: 。
【答案】 右 力臂 2 F1L1=F2L2
【解析】(1)[1]实验前发现杠杆左端下沉,可将杠杆右端的平衡螺母向右调节,直至杠杆平衡。
[2]实验前的调节平衡的目的有两个:①消除杠杆自重对平衡的影响;②便于测量力臂。
(2)[3]由杠杆平衡条件得,第三次实验的阻力为
[4]分析数据可得杠杆平衡条件:。
14.探究“杠杆的平衡条件”实验如图所示,所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、细线、若干相同的钩码等,杠杆上的指针是为了方便判定杠杆是否水平。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,杠杆静止时如图甲所示。此时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)实验数据如下表所示,请把表格中两处空缺补充完整。
实验次序
①
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
5.0
1.0
5.0
2
1.5
10.0
0.5
30.0
3
2.0
15.0
1.5
②
分析表格数据,可得出的实验结论是 ;
(3)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,如果在杠杆两侧各增加一个相同的钩码,则杠杆 (选填“左”或“右”)端将下沉;
(4)小明继续采用了图丙所示的装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,处理实验数据时发现与实验结论明显不相符,原因可能是 。
【答案】 右 动力F1/N 20.0 右 杠杆自身的重力对杠杆平衡有影响
【解析】(1)[1]杠杆偏向左侧,说明左侧偏重,应该向较高的一端调节平衡螺母,即应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置保持平衡。
(2)[2]探究杠杆平衡条件需要测量动力、动力臂、阻力、阻力臂,故表格中①应为动力F1/N。
[3]观察第一组数据可得
观察第二组数据可得
由此可得第三组数据应是
解得
故②为20.0。
[4]根据表格中的实验数据可知,杠杆平衡条件是 。
(3)[5]设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表 l,如果在图乙中杠杆两侧各添加一个相同的钩码时,杠杆的左端
杠杆的右端
.
所以杠杆的左端力和力臂的乘积小于右端的乘积,所以杠杆右端下沉。
(4)[6]利用如图丙所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
15.小金和小明在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关;
猜想二:滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关。
为了验证猜想,准备的器材如下:两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。小金把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如表所示:请你解答如下问题:
实验
次数
钩码所受
的重力G/N
提升高度
h/m
拉力
F/N
绳端移动
的距离s/m
机械效率η
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
0.3
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为 。根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式 ;
(2)分析表中数据可知:用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率 (选填“越高”、“越低”或“不变”);
(3)利用提供的器材, (选填“能”或“不能”)验证猜想二;
(4)小明在实验中发现:一边拉动弹簧测力计一边读数,由于测力计示数不稳定,非常不方便。为了方便读数,他提出可以让弹簧测力计保持静止时读数,他的这种想法显然不合理,因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。如果让弹簧测力计保持静止时读数,则所测出的滑轮组机械效率比真实值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 80% 越高 不能 摩擦力 偏大
【解析】(1)[1]由表中数据可知,第3次实验时滑轮组的机械效率为
[2]由提升高度和绳端移动的距离可得,承担物重绳子的股数为
故绳子从动滑轮开始绕线,如图所示:
(2)[3]由表中数据可知,从第1次实验到第3次实验,钩码所受的重力逐渐增大,滑轮组的机械效率逐渐增大。故用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率越高。
(3)[4]为探究滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关,应该控制提升物体所受重力不变,改变动滑轮的重力,因此还需要的实验器材是自重不同的滑轮,而准备的是两个相同的滑轮,故不能验证猜想二。
(4)[5][6]让弹簧测力计保持静止时读数时,绳子与滑轮之间的摩擦力与拉动时的摩擦力不同,会影响克服摩擦所做功的大小,因此他没有考虑摩擦力对滑轮组机械效率的影响。此时不需要克服摩擦力做功,故做的额外功减少,有用功不变,总功减少,由可知,所测出的滑轮组机械效率比真实值偏大。
16.小明做“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验时,提出如下猜想:
猜想一:滑轮组的机械效率与物体提升的高度有关;
猜想二:滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力有关;
猜想三:滑轮组的机械效率与被提升物体所受的重力有关。
为了验证猜想,准备的器材如下:多个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。实验数据如下表所示:
实验次数
钩码所受的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
1
2.0
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
2.0
0.2
1.2
0.6
55.6%
3
4.0
0.1
1.9
0.3
70.2%
4
4.0
0.1
1.3
0.5
88.9%
5
6.0
0.1
2.5
0.3
(1)根据表中第5次实验数据在图中画出滑轮组的绕线方式 ;此次实验时滑轮组的机械效率为 ;
(2)通过比较1、2两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与物体提升的高度 ;(选填“有关”或“无关”)
(3)通过比较1、3两次实验数据可得出:用同一滑轮组提升物体,当物体提升的高度相同时,物体越重,滑轮组的机械效率越 ;(“高”或“低”)
(4)通过比较 、 (填写实验次数序号)两次实验数据可得出:不同滑轮组提升相同重物,当物体提升的高度相同时,动滑轮越重滑轮组的机械效率越低。
【答案】 80% 无关 高 3 4
【解析】(1)[1][2]表中第5次实验时滑轮组的机械效率为
由s=nh可得动滑轮上绳子的段数
该滑轮组的绕线方式如下图所示:
(2)[3]通过比较实验1、2数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,物体上升的高度不同,滑轮组的机械效率相同,所以滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
(3)[4]1、3两次实验,使用同样的滑轮组,提升的物重不同,通过得出的实验数据可知,提升的物体重力越大,滑轮组的机械效率越高,得出结论:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高。
(4)[5][6]比较3、4两次实验数据,提升的物重相同,拉力越大,则动滑轮的重力越大,滑轮组的机械效率越低,由此可得结论:不同滑轮组提升相同重物,动滑轮的重力不同,机械效率不同,动滑轮越重,机械效率越低。
17.在探究并联电路电流规律的实验中,图甲是实验的电路图。
A点电流IA
B点电流IB
C点电流IC
0.16A
0.16A
0.32A
(1)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 。
(2)在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A;
(3)如表是小亮同学在实验中用两盏规格相同的小灯泡测得的实验数据;由实验数据小亮得出的实验结论是:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等,请指出小亮的探究过程的两点不妥之处 、 。
【答案】(1)电流表的正负接线柱接反了 (2)0.24 (3)实验次数过少 选用了两个规格相同的灯泡
【解析】(1)由图乙可知,电流表使用时指针反偏,说明电流表的正负接线柱接反了。
(2)由丙图可知电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A。
(3)由题意可知,小亮同学使用的灯泡规格相同,只进行了一次实验,导致实验结论不具有普遍性,为了使结论具有普遍性应使用不同规格的灯泡进行多次实验。
18.小薛和小程同学做“探究并联电路中电流规律”的实验。实验电路如图1所示。请你帮他们完成下列内容:
(1)小薛同学在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知连接电路时,他忘了 。
(2)他准备测量A处的电流时,开关闭合后,发现电流表的指针偏转如图2所示,出现该现象的原因是 。
(3)排除故障后,他用电流表分别测出A、B、C处的电流,如表:
测量处
A
B
C
电流I/A
0.28
0.24
0.52
分析表中数据,可以初步得出的结论是: 。 (用公式表示)
(4)他测完一组数据后,接下来应该做的是 (填写字母)。
A.整理器材,结束实验
B.多次断开、闭合开关,再记录几组数据
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组数据
D.换用电流表的另一量程,再测出一组数据
【答案】 断开开关 电流表正负接线柱接反了 C
【解析】(1)[1]小薛同学在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知连接电路时,他忘了断开开关。
(2)[2]电流表的指针偏转如图2所示,出现该现象的原因是,电流表正负接线柱接反了。
(3)[3]由表中数据知
分析表中数据,可以初步得出的结论是
(4)[4]为得出普遍性的结论,他测完一组数据后,接下来应该做的是换用不同规格的小灯泡,再测出几组数据。
故选C。
19.“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图所示。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)在连接电路时,开关必须 小明根据电路图连接电路,闭合开关前,发现电压表的指针指在零刻度的左侧,造成这种现象的原因是 ;
(3)正确连接后闭合开关,发现电压表示数为零,则故障可能是L1 或 ;
(4)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。小明用上面的方法能否测出L2两端的电压?为什么?答: 。
【答案】 不同 断开 电压表没有调零 短路 L2断路 不能,因为电压表的正负接线柱接反了
【解析】(1)[1]为了使探究得出的结论具有普遍意义,应该选择不同规格的小灯泡进行实验。
(2)[2]在连接电路,为保护电路,开关必须断开。
[3]小明根据电路图连接电路,闭合开关前,电压表并未通电时,发现电压表的指针指在零刻度的左侧,说明电压表没有进行调零,应该先调零再使用。
(3)[4][5]图中两灯串联,电压表测L1的电压,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是L1短路(此时电压表也被短路而无示数),也可能是L2断路(造成电压表的正负接线柱没有与电源正负极相连)。
(4)[6]测L1的电压时,与B相连的为电压表的正接线柱,与A相连的为电压表的负接线柱,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,这样电压表的正负接线柱接反,所以不能测出L2两端的电压。
20.图甲是小明“探究串联电路的电压规律”的实验电路图。
(1)连接电路时,开关应 。实验时,灯L1和灯L2的规格应 (填“相同”或“不相同”);
(2)闭合开关后,小明发现两灯都不发光,于是分别把电压表接在甲图中A、B两点,B、C两点及A、C两点,测得数据分别是UAB=3V,UBC=0,UAC=3V;小明检查发现只有灯L1和灯L2中的一盏出现故障,则故障可能是 ;
(3)排除故障后,小明把电压表接在A、B之间重新测量,电压表示数如图乙所示,电压表的分度值是 V;为了使实验结果更准确,接下来小明应该:断开开关, ;
(4)分析表中实验数据,可得到串联电路的电压规律是 (用公式表示)。
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
【答案】 断开 不相同 L1断路 0.5 换接电压表0~3V UAC=UAB+UBC
【解析】(1)[1][2]为了保护电路,连接电路时,开关应断开。实验时,为得出普遍性的结论,灯L1和灯L2的规格应不相同。
(2)[3]闭合开关后,小明发现两灯都不发光,于是分别把电压表接在图甲中A、B两点、B、C两点及A、C两点,测得数据分别是UAB=3V,则说明A、B之外的电路为通路,UAC=3V,说明A、C之外的电路为通路;UBC=0V,说明B、C之外的电路为断路,小明检查发现只有灯L1和灯L2中的一盏出现故障,则故障可能是L1断路。
(3)[4][5]处理好故障后,小明把电压表接在A、B之间重新测量,电压表选用大量程,示数如图乙所示,电压表的分度值是0.5V,电压为2V,为了使实验结果更准确,接下来小明应该:断开开关,换接电压表0~3V。
(4)[6]正确实验后,小明分析多组数据得出结论:串联电路的总电压等于各部分电压之和,即
UAC=UAB+UBC
21.在测量小灯泡电阻的实验中:
(1)请按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,完成图乙的电路连接 ;
(2)图丙所示是某次实验中电表的示数,电流表的示数为 A,电压表的示数,为 V,此时小灯泡灯丝的电阻值为 。
【答案】 0.2 1.6 8Ω
【解析】(1)[1]由图丙可知,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A;将电流表、被测电阻以及滑动变阻器串联连接,电压表并联在被测电阻两端,滑动变阻器按上下各选一个接线柱串联在电路中,且接左下接线柱,如下图所示:
(2)[2][3][4]图丙所示是某次实验中电表的示数,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.2A;电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.6V,小灯泡灯丝的电阻值为
22.在“伏安法测量电阻”的实验中,设计了如图甲所示的电路图。
(1)按图乙所示电路连接器材时,开关要处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应该滑到最 (选填“左端”或“右端”);
(2)闭合开关,将滑片P缓慢向右移动,电压表的示数将 (选填“增大”或“减小”);
(3)某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图丙所示,为 安,求出此时这个电阻R的阻值为 欧姆;
(4)以上这种测量电阻的方法叫 。
【答案】 断开 左端 增大 0.3 5 伏安法
【解析】(1)[1][2]连接器材时,为保护电路,开关要处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应该滑到阻值最大处,即最左端。
(2)[3]由电路图知,实验所用电路是串联连接,电压表测被测电阻两端的电压。闭合开关,将滑片P缓慢向右移动,滑动变阻器的电阻减小,电路的总电阻减小,根据知电路的电流增大,根据U=IR知R两端的电压增大,即电压表的示数增大。
(3)[4]由图知电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A。
[5]根据知,电阻R的阻值为
(4)[6]利用电压表、电流表测量电阻的阻值,称为“伏安法测量电阻”。
23.某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻 Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压 3V)。
(1)闭合开关 S 前,应将滑动变阻器滑片移到最 端(选填“左”或“右”);
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近 3V,则电路故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为 1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻 Rx= Ω;
(4)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案,也可测出 Rx阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b 为滑动变阻器左右两个端点, 滑动变阻器最大阻值为 Rmax,请你把以下测量步骤补充完整。
①闭合开关 S,滑片 P 移到 a 端时,读出电压表示数为 U1;
②闭合开关 S, ,读出电压表示数为 U2;
③待测电阻 Rx= 。(用已知和测量出的物理量符号表示)
【答案】 右 定值电阻Rx断路 0.16 10 滑片P移到b端时
【解析】(1)[1]为保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端。
(2)[2]电流表无示数可能是电路断路,电压表示数接近3V,等于电源电压,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源两端相连,所以故障为定值电阻Rx断路。
(3)[3][4]由图乙可知,电流表的量程为0 ~ 0.6A,分度值为0.02A,电流为0.16A,由欧姆定律得未知电阻
(4)①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为U1;
②[5]闭合开关S,滑片P移到b端时,读出电压表示数为U2;
③[6]在①中,电压表测电源电压U1;在②中,变阻器的最大电阻与定值电阻串联,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为
U滑=U1 - U2
由欧姆定律,电路中的电流
根据串联电路的规律和欧姆定律得待测电阻
24.用图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,根据实验数据绘制的小灯泡的I—U图像如图乙所示。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整;
(2)为保证实验顺利进行,应选用 (选填序号)滑动变阻器;
A. “5Ω0.5A” B.“50Ω 0.3A” C. “100Ω 0.2A”
(3)电路连接完整后闭合开关,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,可能是小灯泡 ;
(4)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电流表示数如图丙所示,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动;
(5)由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;额定功率为 W;
(6)由乙图可知,实验中小灯泡的电阻是逐渐 的(选填“变大”“变于”或“不变”),滑动变阻器接入电路的电阻是逐渐变小的,小灯泡电阻的变化是因为受到了 影响。
【答案】 B 短路 右 10 0.625 变大 温度
【解析】(1)[1] 灯泡的额定电压为2.5V,由图乙可知实验中灯泡两端电压最大为3V,则电压表应选用小量程与灯泡并联,作图如下:
(2)[2] 由图乙可知实验中灯泡正常发光时电流为0.25A,电源电压为4.5V,此时变阻器阻值为
所以应选用规格为“50Ω 0.3A”的滑动变阻器。
故选B。
(3)[3] 电路连接完整后闭合开关,小灯泡不亮,电流表有示数,说明为通路,电压表无示数,则可能是小灯泡短路。
(4)[4] 排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电流表示数如图丙所示,选用小量程,示数为0.16A,小于额定电流,所以为测量小灯泡正常发光时的电阻,则应减小变阻器阻值,应将滑片向右移动。
(5)[5][6] 由图乙可知灯泡正常发光时电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻为
额定功率为
(6)[7][8] 由图乙可知,灯泡的电流随电压增大而增大,但增速减慢,根据可知小灯泡的电阻是逐渐变大,这是因为受到了温度的影响。
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