⑨教材拓展创新实验-【一战成名新中考】2025安徽中考物理中考必考知识点专题特训
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内容正文:
1.如图所示,半圆形滑轨垂直固定在水平底座上,红色激光笔可以保持半径方向沿半圆形滑轨自由滑动;水平底座上装有一可在水平面内自由转动的L形支架,绿色激光笔B安装在支架的水平横梁上并可以沿横梁移动,在半圆形滑轨的圆心处放置一块小平面镜.
小梅和小丽在用该装置探究光的反射规律的实验中:
(1)打开红色激光笔A的开关,让其发出的红色激光入射到小平面镜上的O点,小梅观察发现此时这条红色入射光经平面镜反射后有 条反射光.
(2)小梅沿半圆形滑轨移动红色激光笔A,发现红色入射光向中间位置靠近时红色反射光也向中间位置靠近,反之亦然.她猜想:红色反射光与红色入射光之间是不是有一条对称轴呢?
为了验证她的猜想,她打开绿色激光笔B并调节其位置,让其发出的绿色激光从O点正上方入射到O点,此时没有观察到绿色反射光.重新打开红色激光笔A并不断改变红色入射光的方向,发现这条绿色激光真的好像是红色反射光与红色入射光之间的对称轴!
同组的小丽从周围不同方向观察红色入射光、红色反射光和绿色激光,竟然发现从某个方向看去它们是重合的.这说明红色反射光、红色入射光和绿色激光 .
(3)这条绿色激光的位置是否真的是红色反射光与红色入射光之间的对称轴呢?在没有量角器的情况下,小丽又打开一支蓝色激光笔,让蓝色激光逆着红色反射光的方向入射到O点,如果 ,就说明这条绿色激光的位置的确是红色反射光与红色入射光之间的对称轴.
(4)尽管激光笔发出的激光很亮,但观察效果还是不理想.请写出能够更清楚地看到本实验中入射光和反射光的一种做法: .
2.在“研究充水玻璃管中气泡的运动规律”实验中,如图甲所示.
(1)气泡上升过程中,若以气泡为参照物,玻璃口的塞子是 (选填“运动”或“静止”)的.
(2)若测得气泡从管子的底端运动到顶端的路程为56cm,所用的时间为7s则在这个过程中气泡的平均速度为 m/s.
(3)在实验中测得的数据如下表,请根据所测得的数据在图乙中画出s-t图像 .
(4)分析实验数据或图像可得:气泡通过0cm~10cm、10cm~20cm...各区间的时间都是 s ,运动的路程(s)和时间(t)之间的关系式为 (cm).
3.实心球是中考体育考试项目之一,如何将实心球投掷得更远,物理兴趣小组的同学做了如下猜想:①与投掷出去的角度有关;②与投掷时的速度有关,同学们利用喷水枪来验证以上猜想,实验过程如图所示(忽略空气阻力).
(1)在探究水流落地点距离s与枪管和水平方向夹角的关系时要保持 不变;
(2)实验小组同学完成了相关数据如下表所示:
实验序号
水流射出时的速度
枪管与水平方向的夹角
水流落地点与枪口的水平距离s/m
1
20°
5.3
2
30°
5.8
3
40°
6.0
4
50°
5.6
5
20°
7.7
6
30°
8.8
7
40°
9.3
8
50°
8.9
①分析表格数据,在水流射出速度相同的情况下,枪管与水平方向的夹角为 时,水流落地点与枪口的水平距离最远,为了使实验结论更加准确、更具普遍性,可以进行的操作是 ;
②根据表格中的数据得出结论:在枪管与水平方向的夹角相同的情况下,水流射出时的速度越 ,落地点与枪口的水平距离越远;
(3)为了在中考体育实心球项目中取得好成绩,请你给同学们提出合理建议: .
4.小刚注意到很多公共场所都有类似图甲所示的提示牌.他想:摩擦力的大小与接触面的潮湿程度有什么关系呢?
为了探究这一问题,他找来长条形地板砖、运动鞋、弹簧测力计和喷雾器,设计了图乙所示的实验装置.
(1)为了测出鞋子与地板砖间滑动摩擦力的大小,小刚把长条形地板砖放在水平桌面上,用弹簧测力计水平拉着鞋子在地板砖上做 运动.根据 可知,此时弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小;
(2)小刚用喷雾器向地板砖表面均匀喷雾改变地板砖的潮湿程度,通过实验得到下表中的数据.
喷雾次数
0
2
4
6
8
10
12
摩擦力f/N
3.2
3.6
4.0
3.0
2.8
2.6
2.6
请在答题卡相应位置的坐标纸上描点,并用平滑曲线画出摩擦力f与喷雾次数的关系图像 ;
(3)小刚分析数据得出结论:摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大 ;
(4)小强了解了小刚的实验结论后说:“我知道超市里的收银员清点钞票时为什么手边总放一块湿海绵了.”小刚说:“你上次数作业本的页数时,还往手上沾唾液呢!”在这两个实例中,都是通过改变接触面的潮湿程度来 的;
(5)驾车行驶在高速公路上,雨天因为摩擦减小容易造成交通事故.请针对这一现象为公路旁的警示牌设计一条警示语以提醒驾驶员谨慎驾驶 .
5.学习小组利用液体压强传感器(图甲)和带刻度的烧杯(图乙)探究液体压强与哪些因素有关,他们将液体压强传感器的探头浸入水中不同深度,并换用盐水和煤油进行实验,得到的数据如下表:
实验次序
1
2
3
4
5
液体
水
水
水
盐水
煤油
深度h/cm
2.0
4.0
6.0
6.0
6.0
压强p/kPa
0.2
0.4
0.6
0.64
0.48
(1)分析1、2、3次实验可得,在同种液体中,深度越 ,液体压强越大;进一步分析可得,液体压强p与深度h的关系式是p=kh(p的单位为Pa,h的单位为m),则在水中时k的数值大小为 ;
(2)为了得到液体压强与液体密度的关系,应选用序号为 的三次实验进行分析.根据实验数据可知,煤油的密度为 kg/m3;
(3)将液体压强传感器放入盛有煤油的烧杯中,若要使传感器的示数变大,可进行的操作是 (写出一种即可).
6.同学们在学习了密度知识后想利用案秤和烧杯制作一种简易“密度秤”.
(1)如图1和图2,同学们用案秤和烧杯测出等质量的甲、乙两种不同的液体,两种液体的液面高度分别为h1和h2,则两种液体的密度关系为ρ甲 ρ乙(选填“<”“=”或“>”);
(2)小张发现,当烧杯中液体质量相同时,液面高度满足一定的关系,则h2= (用ρ甲、ρ乙、h1字母表示);
(3)如图3,小程为“密度秤”标定刻度线,步骤如下:
①用案秤和烧杯测出质量为m的水,并在水面处标出“1.0”刻度线(单位:g/cm3,下同);
②用刻度尺测出“1.0”刻度线的高度;
③再利用(2)中关系式进行计算,借助刻度尺在烧杯上标出“0.8”“0.9”“1.1”“1.2”等刻度线.分析可知:烧杯上的刻度线分布 (选填“均匀”或“不均匀”);“1.1”刻度线在“1.0”刻度线的 (选填“上”或“下”)方;
(4)由(3)可知,使用“密度秤”时,倒入待测液体,当案秤示数为 时,读出液面所对刻度值即为液体的密度;
(5)小王发现烧杯上刻度间距太小,测量误差较大,以下改进方案可行的是 和 .
A.换质量更小的容器 B.增大液体的质量m
C.换细长的容器 D.换精度更高的电子秤
7.在“阿基米德原理”一节的学习中,我们经历了阿基米德原理表达式的推导和“验证阿基米德原理”的实验.
(1)如图(a)所示,研究A点受到的液体压强大小,在A点所处位置沿水平方向假想出一个受力面S,如图(b)所示.可用受力面S受到的液体压强大小代替A点受到的液体压强大小,其依据是 ;
然后在受力面S上方假想出一段液柱,如图(c)所示,即可用压强定义式推导出液体压强公式.这种运用假想液柱研究问题的思想方法被称为 (选填“控制变量法”“等效替代法”或“建立理想模型法”).若减小受力面S的大小,该处的液体压强将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)如图所示,设想一个高为b、截面积为S的圆柱体浸没在密度为的液体中,它的侧面受到的各个方向液体的压力相 ;但上、下表面受到液体的压力并不能平衡,它们的差值就是浸没在液体中的物体受到浮力的原因.请根据浮力产生的原因和液体内部压强的规律,推导出它所受的浮力大小与物体排开液体所受重力大小的关系 ;
在“验证阿基米德原理”的实验中,使用如图所示的溢水杯和小烧杯接收被测物块排开的水.为减少误差,要求“在浸入被测物块前,要使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平”,请写出达到该要求的操作要点 ;
(3)如图为小王实验步骤的示意图,其中“步骤C”的目的是:测出 .若图中弹簧测力计的四个示数值、、、满足关系式 时,则可以验证阿基米德原理.
8.小东在学习“阿基米德原理”时,发现老师研究的物体都是在液体里下沉的,于是他想用木块验证“漂浮在液体中的物体所受浮力的大小是否等于物体排开的液体所受重力的大小”.
(1)小东在设计实验时,通过推理得到了一种间接验证的方法.推理过程如下:
因为木块漂浮在水中,所以木块所受浮力的大小等于木块所受重力的大小;
若要验证是否等于,只需验证 ;
又因为,所以只需验证是否等于;
于是,小东找来了电子秤(可直接显示物体质量)、溢水杯和小烧杯进行实验,实验步骤如下:
a、用电子秤测量木块的质量;
b、用电子秤测量小烧杯的质量;
c、把木块轻轻放入装满水的溢水杯中,用小烧杯收集从溢水杯中被木块排开的水;
d、用电子秤测量小烧杯和排开的水的总质量;
(2)实验数据记录如表所示:
研究对象
木块质量
/g
小烧杯质量
/g
杯、水总质量
/g
排开水的质量
/g
木块
80
38
118
分析表格中的实验数据,得出结论:漂浮在液体中的物体所受浮力的大小与物体排开的液体所受重力的大小 ;
(3)在和同学交流分享时,小华认为以上实验过程可以更加简化,如图乙所示,只需将装满水的溢水杯放在电子秤上,将木块轻轻放入溢水杯的同时用手拿着小烧杯收集排开的水,等溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,若观察到 ,即可得到;
(4)小明梳理小东的推理过程时发现,下沉的物体不能通过“是否等于”间接验证“是否等于”,原因是 .
9.同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”,如图甲.一端烛油滴下时,此端就上升,两端交替上下.为了寻找上述现象的原因,同学们用铁架台、杠杆(已在水平位置平衡)、质量相等的钩码等器材进行以下探究.
(1)图乙中杠杆水平平衡,分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置,发现杠杆不再平衡.
小聪认为:影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离;
小明认为:影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离.
为判断谁的观点正确,同学们利用图丙中水平平衡的杠杆(OD>OA=OC)进行实验,保持B处悬挂钩码的个数和位置不变.
①把A处悬挂的钩码改挂在C处,发现杠杆不再平衡.与A处相比,支点到力的作用点的距离 (选填“变小”“不变”或“变大”);
②把A处悬挂的钩码改挂在D处,发现杠杆仍保持平衡,这两种情况下 的距离不变;
③由此初步判断 的观点是正确的;
(2)明确影响因素后,同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件,将实验数据记录在设计的表格中.
实验次数
动力F1/N
a
阻力F2/N
b
1
1.0
10
2.0
5
2
1.5
5
0.5
15
3
2.0
15
1.5
20
①表格中a处应填写的内容是 ;
②分析表中数据,得出杠杆平衡的条件是 ;
③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码,杠杆 端下沉;
(3)交替上下的蜡烛“跷跷板”,一端烛油滴下时,此端上升.原因是 .
10. 足球赛球场草坪所用的自动灌溉工程保证了球场草坪种植的黑麦草,适合在湿度为50%的土壤中生长.
(一)灌溉技术
(1)传统灌溉采用如图(a)所示的喷洒技术,这会导致草叶灼伤,原因是:水喷洒在草叶上,如图(b)所示,透过水珠可见叶面正立、放大的 (选填“虚”或“实”)像,水珠作为 透镜,对阳光有 作用;
(2)技术团队选择如图(c)所示的地下渗透灌溉新技术,该技术既可避免草叶灼伤,又可节水,节水的原因是: .
(二)电阻测量
自动灌溉系统需要湿敏电阻,小明把放入湿度为50%的土壤内,设计如图(d)所示的电路,测量的阻值.
(3)图中有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并以笔画线重新连接该导线;
(4)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到 (A/B)端;
实验序号
①
②
③
电压表示数/V
1.1
2.6
电流表示数/A
0.1
0.26
(5)闭合开关S,移动滑片P,测得多组数据如表格所示.实验②的数据如图(e)所示,电压表示数为 V,电流表示数为 A.根据实验①②③的数据可得:湿度为50%的土壤内的阻值为 .
(三)装置设计
(6)湿敏电阻的阻值随所在土壤湿度变化的图像如图(f)所示.已知:蓄电池电压恒为;电磁继电器线圈电流大于时衔铁被吸下,小于时衔铁被弹回,线圈电阻不计;电动机的额定电压为.请以笔画线代替导线完成图(g)所示的电路连接,要求:闭合开关S,当土壤湿度低于50%时,电动机转动送水;当土壤湿度高于50%时,电动机不转停止送水;
(7)定值电阻的阻值为 ;
(8)生物学家正在培育新品黑麦草,能在湿度低于50%的土壤中生长,一旦成功,电路中的电阻应换用阻值更 的定值电阻.
答案
1.1 在同一平面内 蓝色反射光与红色入射光重合 用喷雾器在实验装置附近形成雾气(或在较暗的环境中进行实验) 【解析】(1)只有1条入射光线入射到平面镜根据反射定律可知反射光线也只有1条.(2)根据题干描述,从周围不同方向观察红色入射光、红色反射光和绿色激光,从某个方向看去它们是重合的,能重合说明这三条光线是在同一平面内.(3)让蓝色激光逆着红色反射光的方向入射到O点,说明蓝色激光的入射角等于红色激光反射角,如果蓝色反射光与红色入射光重合,则说明蓝色激光的反射角等于红色激光入射角,从而得到红色激光的反射角大小等于红色激光的入射角,就说明这条绿色激光的位置的确是红色反射光与红色入射光之间的对称轴.因此填蓝色反射光与红色入射光重合.(4)为了更清楚地观察入射光和反射光,可以在实验装置附近使用喷雾器形成雾气,或在较暗的环境中进行实验.这样可以使光线散射,使得入射光和反射光更加明显.
2.运动 0.08 如答图所示 1 s=10t
【解析】(1)研究充水玻璃管中气泡的运动规律实验,气泡上升过程中,若以气泡为参照物,玻璃管口的塞子与气泡的距离发生改变,故以气泡为参照物玻璃口的塞子是运动的.(2)若测得气泡从管子的底端运动到顶端的路程为56cm,所用的时间为7s则在这个过程中气泡的平均速度v=.(3)利用描点法作出图像如答图;(4)分析实验数据或图像可得:气泡通过0cm~10cm、10cm~20cm……各区间的时间都是1s,运动的路程(s)和时间(t)之间的关系式为s=10t(cm).
3.(1)水流射出时的速度 (2)40° 见解析 大 (3)见解析
【解析】(1)根据控制变量法,水流落地点距离与枪管与水平方向的夹角和水流射出时的速度有关,要探究水流落地点距离s与枪管和水平方向夹角θ的关系时要保持水流射出时的速度不变.(2)①比较1、2、3、4(或5、6、7、8、)四次实验序号的实验数据得出水流落地点与枪口的水平距离s最远时,枪管与水平方向的夹角为40°;多次实验应多次改变水流速度,在0-90°范围内多次改变投掷角度测量,这样使实验结论更加准确、更具普遍性.②对比1、5;2、6;3、7;4、8序号的实验得出水流落地点与枪口的水平距离s与水流射出时的速度的关系:在水流射出时角度相同的情况,水流的射出速度越大,落地点与枪口的水平距离越远.(3)根据以上实验,水流的射出速的越大,落地点与枪口的水平距离越远;枪管与水平方向的夹角为40°时,水流落地点与枪口的水平距离最远;投掷实心球时,应尽量选择40°角,并以最大抛出速度投掷.
4.匀速直线 二力平衡 如答图所示 先增大后减小 增大摩擦力 见解析
【解析】(1)只有鞋子在水平面上进行匀速直线运动,鞋子在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以用弹簧测力计水平拉着鞋子在地板砖上做匀速直线运动.(2)用描点法画出摩擦力f与喷雾次数的关系图象,如答图所示;(3)结合图象,分析数据可以看出喷雾0~4次,摩擦力增大,喷雾4~12次,摩擦力减小,可以得出摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大先增大后减小.(4)小强和小刚的两个实例中,都是通过改变接触面的潮湿程度来增大摩擦力的.(5)公路旁的警示牌警示语:雨天路滑,小心慢行.
5.大 1.0×104Pa/m 3、4、5 0.8×103 将传感器往下移动
【解析】(1)根据控制变量法可知,分析1、2、3次实验,在同种液体中,深度越大,液体压强越大.由题意知,液体压强p与深度h的关系式是p=kh,当h=2.0cm=0.02m时,p=0.2kPa=200Pa,则 ,当h=4.0cm=0.04m时,p=0.4kPa=400Pa,则 ,当h=6.0cm=0.06m时,p=0.6kPa=600Pa,则,综上可知k的数值大小为1.0×104Pa/m.(2)根据控制变量法,为了得到液体压强与液体密度的关系,应控制液体的深度不变,只改变液体的密度,因此应选用序号为3、4、5三次实验进行探究.由实验数据可知,煤油的深度为6.0cm即0.06m时,压强为0.48kPa即480Pa,根据p=ρgh可知,煤油的密度为;(3)在同种液体中,深度越大,液体压强越大.因此将液体压强传感器放入盛有煤油的烧杯中,若要使传感器的示数变大,可将传感器往下移动.
6.(1)> (2) (3)不均匀 下 (4)m (5) B C 【解析】(1)由图2可知,两种液体的液面高度分别为h1<h2,底面积相同,则两种液体的体积V甲<V乙,由于两种液体质量相同,根据公式可知,则两种液体的密度关系为ρ甲>ρ乙.(2)当烧杯中液体质量相同时,即m1=m2,根据公式可知,ρ甲Sh1=ρ乙Sh2,则;(3)根据关系式,用案秤和烧杯测出质量为m的水,并在水面处标出“1.0”刻度线,说明“1.0”刻度线为水的高度h1,是水的密度,这两个量是定值,则h2与待测液体的密度成反比,所以烧杯上的刻度线分布不均匀;待测液体密度越大,其高度h2越小,所以“1.1”刻度线在“1.0”刻度线的下方.
(4)该密度秤由(2)可知,控制的是液体质量相等,均为m,即倒入待测液体,当案秤示数为m时,读出液面所对刻度值即为液体的密度.(5)烧杯上刻度间距太小,测量误差较大,需要增大密度秤的刻度间距,需要使“1.0”刻度线升高.根据公式可知,要使h变大,应减小S,具体做法是:换用底面积较小的容器;或者底面积不变,增大液体的体积,即增大液体质量,故BC符合题意,AD不符合题意.故选BC.
7.(1)见解析 建立理想模型法 不变 (2) 抵消 见解析 见解析 (3) 物体浸没在水中时所受的拉力 【解析】(1)可用受力面S受到的液体压强大小代替A点受到的液体压强大小,这是因为A点在受力面S上,深度相同,根据可知,液体压强相同;然后在受力面S上方假想出一段液柱,如图(c)所示,建立了一个物理模型,即可用压强定义式推导出液体压强公式.这种运用假想液柱研究问题的思想方法被称为“建立理想模型法”;若减小受力面S的大小,深度不变,则该处的液体压强不变.(2)根据同一深度处液体向各个方向的压强相等的特点可知,圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即相互抵消.圆柱体上下表面受到的压力为,则物体受到浮力为,物体排开液体所受重力大小为,因为完全浸没,所以,所以,即所受的浮力大小与物体排开液体所受重力大小相等.为减少误差,要求“在浸入被测物块前,要使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平”,操作要点是:在溢水杯中倒入水时,水面先超过溢水口并溢出水,等到水不再溢出时,即溢水杯中的水面恰好与溢水口相平.(3)由图可知,“步骤C”的目的是:测出物体浸没在水中时所受的拉力.根据称重法,物体受到的浮力为,物体排开液体重力为,所以若,则,则可以验证阿基米德原理.
8.(1)木块的重力等于木块排开的液体的重力 (2)相等 (3)电子秤的示数保持不变 (4)下沉的物体受到的浮力小于物体的重力 【解析】(1)木块漂浮在水中时,处于漂浮状态,由沉浮条件可知,木块的重力等于木块受到的浮力,由等量代换可知,要验证是否等于,只需要验证木块的重力等于木块排开的液体的重力,即;(2)分析表格中的实验数据发现,烧杯和水的总质量为118g,烧杯的质量为38g,则排开水的质量m水=118g-38g=80g,所以木块的质量等于排开水的质量,故木块的重力等于木块排开的液体的重力,由等量代换可知,漂浮在液体中的物体所受的浮力等于物体排开的液体所受重力.(3)由于漂浮在液体中的物体的重力等于物体排开的液体的重力,所以木块轻轻放入溢水杯,木块排开水的重力等于木块的重力,即木块排开水的质量等于木块的质量,所以会观察到溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,电子秤的示数保持不变,故若观察到电子秤的示数保持不变,即可得到.(4)由沉浮条件可知,下沉的物体受到的浮力小于物体的重力,由阿基米德原理可知,下沉的物体受到的浮力等于排开液体的重力,所以下沉的物体的重力大于排开液体的重力,故下沉的物体的质量大于排开液体的质量,故下沉的物体不能通过“等于”间接验证“等于”.
9.(1)不变 支点到力的作用线 小明 (2)动力臂l1/cm 动力×动力臂=阻力×阻力臂 左 (3)此端力和力臂的乘积变小 【解析】(1)由题意知,OD>OA=OC,当把A处悬挂的钩码改挂在C处,支点到力的作用点的距离不变,但杠杆不再平衡;把A处悬挂的钩码改挂在D处,支点到力的作用线的距离相同,发现杠杆仍保持平衡;因此可知影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离,故小明的观点是正确的.(2)由杠杆平衡条件可知,还需要测量力臂,因此a处应填:动力臂l1/cm,b处应填:阻力臂l2/cm.由表中数据可知,每一组实验中动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积,故得出杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂.设一个钩码的重为G,标尺上一格的长度为L,则在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码,此时左侧2G×2L=4GL,右侧3G×L=3GL,故杠杆左端下沉.(3)当一端烛油滴下时,此端蜡烛的重力变小,导致此端的力和力臂的乘积变小,杠杆失去平衡,所以此端上升.
10. (1)虚 凸 会聚 (2)减少了水的蒸发 (3)如答图所示 (4)B (5)1.8 0.2 10 (6)如答图所示 (7)20 (8)小
第 10(3)题答图 第10 (6)题答图
【解析】(1)小水滴接近圆形,相当于一个焦距很小的凸透镜,凸透镜焦距到叶子的距离特别小,在焦距以内,根据凸透镜成像规律可知,透过水珠可见叶面正立、放大的虚像.凸透镜对光线由会聚作用.(2)技术团队选择如图(c)所示的地下渗透灌溉新技术,该技术减小了水的表面积,从而减少水的蒸发,既可避免草叶灼伤,又可节水.(3)测量湿敏电阻,电压表测量湿敏电阻两端电压,应与湿敏电阻并联,如答图所示;(4)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器划片移至阻值最大处,即B端.(5)图e中,电压表使用的是0~3V的量程,分度值为0.1V,示数为1.8V.电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,读数为0.2A.由欧姆定律和表格数据可得,,,则湿度为50%的土壤内的阻值为;(6)由图像可知,湿度越大,湿敏电阻的阻值越小,控制电路的电流越大,电磁铁的磁性越强,衔铁被吸合,电动机不转,停止送水,反之电动机转动送水,湿敏电阻与定值电阻串联,电磁继电器相等于开关,应控制火线,电路图连接如答图所示; (7)衔铁被吸下时的总电阻,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则定值电阻;(8)生物学家正在培育新品黑麦草,能在湿度低于50%的土壤中生长,则湿敏电阻的阻值增大,通过控制电路的电流不变,根据欧姆定律可知电路中总电阻不变,根据串联电路电阻规律可知,需要减小定值电阻的阻值,即应换用阻值更小的定值电阻.
10. (1)虚 凸 会聚 (2)减少了水的蒸发 (3)如答图所示 (4)B (5)1.8 0.2 10 (6)如答图所示 (7)20 (8)小
第 14(3)题答图 第14 (6)题答图
【解析】(1)小水滴接近圆形,相当于一个焦距很小的凸透镜,凸透镜焦距到叶子的距离特别小,在焦距以内,根据凸透镜成像规律可知,透过水珠可见叶面正立、放大的虚像.凸透镜对光线由会聚作用.(2)技术团队选择如图(c)所示的地下渗透灌溉新技术,该技术减小了水的表面积,从而减少水的蒸发,既可避免草叶灼伤,又可节水.(3)测量湿敏电阻,电压表测量湿敏电阻两端电压,应与湿敏电阻并联,如答图所示;(4)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器划片移至阻值最大处,即B端.(5)图e中,电压表使用的是0~3V的量程,分度值为0.1V,示数为1.8V.电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,读数为0.2A.由欧姆定律和表格数据可得,,,则湿度为50%的土壤内的阻值为;(6)由图像可知,湿度越大,湿敏电阻的阻值越小,控制电路的电流越大,电磁铁的磁性越强,衔铁被吸合,电动机不转,停止送水,反之电动机转动送水,湿敏电阻与定值电阻串联,电磁继电器相等于开关,应控制火线,电路图连接如答图所示; (7)衔铁被吸下时的总电阻,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则定值电阻;(8)生物学家正在培育新品黑麦草,能在湿度低于50%的土壤中生长,则湿敏电阻的阻值增大,通过控制电路的电流不变,根据欧姆定律可知电路中总电阻不变,根据串联电路电阻规律可知,需要减小定值电阻的阻值,即应换用阻值更小的定值电阻.
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参考答案
1.1 在同一平面内 蓝色反射光与红色入射光重合 用喷雾器在实验装置附近形成雾气(或在较暗的环境中进行实验) 【解析】(1)只有1条入射光线入射到平面镜根据反射定律可知反射光线也只有1条.(2)根据题干描述,从周围不同方向观察红色入射光、红色反射光和绿色激光,从某个方向看去它们是重合的,能重合说明这三条光线是在同一平面内.(3)让蓝色激光逆着红色反射光的方向入射到O点,说明蓝色激光的入射角等于红色激光反射角,如果蓝色反射光与红色入射光重合,则说明蓝色激光的反射角等于红色激光入射角,从而得到红色激光的反射角大小等于红色激光的入射角,就说明这条绿色激光的位置的确是红色反射光与红色入射光之间的对称轴.因此填蓝色反射光与红色入射光重合.(4)为了更清楚地观察入射光和反射光,可以在实验装置附近使用喷雾器形成雾气,或在较暗的环境中进行实验.这样可以使光线散射,使得入射光和反射光更加明显.
2.运动 0.08 如答图所示 1 s=10t
【解析】(1)研究充水玻璃管中气泡的运动规律实验,气泡上升过程中,若以气泡为参照物,玻璃管口的塞子与气泡的距离发生改变,故以气泡为参照物玻璃口的塞子是运动的.(2)若测得气泡从管子的底端运动到顶端的路程为56cm,所用的时间为7s则在这个过程中气泡的平均速度v=.(3)利用描点法作出图像如答图;(4)分析实验数据或图像可得:气泡通过0cm~10cm、10cm~20cm……各区间的时间都是1s,运动的路程(s)和时间(t)之间的关系式为s=10t(cm).
3.(1)水流射出时的速度 (2)40° 见解析 大 (3)见解析
【解析】(1)根据控制变量法,水流落地点距离与枪管与水平方向的夹角和水流射出时的速度有关,要探究水流落地点距离s与枪管和水平方向夹角θ的关系时要保持水流射出时的速度不变.(2)①比较1、2、3、4(或5、6、7、8、)四次实验序号的实验数据得出水流落地点与枪口的水平距离s最远时,枪管与水平方向的夹角为40°;多次实验应多次改变水流速度,在0-90°范围内多次改变投掷角度测量,这样使实验结论更加准确、更具普遍性.②对比1、5;2、6;3、7;4、8序号的实验得出水流落地点与枪口的水平距离s与水流射出时的速度的关系:在水流射出时角度相同的情况,水流的射出速度越大,落地点与枪口的水平距离越远.(3)根据以上实验,水流的射出速的越大,落地点与枪口的水平距离越远;枪管与水平方向的夹角为40°时,水流落地点与枪口的水平距离最远;投掷实心球时,应尽量选择40°角,并以最大抛出速度投掷.
4.匀速直线 二力平衡 如答图所示 先增大后减小 增大摩擦力 见解析
【解析】(1)只有鞋子在水平面上进行匀速直线运动,鞋子在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以用弹簧测力计水平拉着鞋子在地板砖上做匀速直线运动.(2)用描点法画出摩擦力f与喷雾次数的关系图象,如答图所示;(3)结合图象,分析数据可以看出喷雾0~4次,摩擦力增大,喷雾4~12次,摩擦力减小,可以得出摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大先增大后减小.(4)小强和小刚的两个实例中,都是通过改变接触面的潮湿程度来增大摩擦力的.(5)公路旁的警示牌警示语:雨天路滑,小心慢行.
5.大 1.0×104Pa/m 3、4、5 0.8×103 将传感器往下移动
【解析】(1)根据控制变量法可知,分析1、2、3次实验,在同种液体中,深度越大,液体压强越大.由题意知,液体压强p与深度h的关系式是p=kh,当h=2.0cm=0.02m时,p=0.2kPa=200Pa,则 ,当h=4.0cm=0.04m时,p=0.4kPa=400Pa,则 ,当h=6.0cm=0.06m时,p=0.6kPa=600Pa,则,综上可知k的数值大小为1.0×104Pa/m.(2)根据控制变量法,为了得到液体压强与液体密度的关系,应控制液体的深度不变,只改变液体的密度,因此应选用序号为3、4、5三次实验进行探究.由实验数据可知,煤油的深度为6.0cm即0.06m时,压强为0.48kPa即480Pa,根据p=ρgh可知,煤油的密度为;(3)在同种液体中,深度越大,液体压强越大.因此将液体压强传感器放入盛有煤油的烧杯中,若要使传感器的示数变大,可将传感器往下移动.
6.(1)> (2) (3)不均匀 下 (4)m (5) B C 【解析】(1)由图2可知,两种液体的液面高度分别为h1<h2,底面积相同,则两种液体的体积V甲<V乙,由于两种液体质量相同,根据公式可知,则两种液体的密度关系为ρ甲>ρ乙.(2)当烧杯中液体质量相同时,即m1=m2,根据公式可知,ρ甲Sh1=ρ乙Sh2,则;(3)根据关系式,用案秤和烧杯测出质量为m的水,并在水面处标出“1.0”刻度线,说明“1.0”刻度线为水的高度h1,是水的密度,这两个量是定值,则h2与待测液体的密度成反比,所以烧杯上的刻度线分布不均匀;待测液体密度越大,其高度h2越小,所以“1.1”刻度线在“1.0”刻度线的下方.
(4)该密度秤由(2)可知,控制的是液体质量相等,均为m,即倒入待测液体,当案秤示数为m时,读出液面所对刻度值即为液体的密度.(5)烧杯上刻度间距太小,测量误差较大,需要增大密度秤的刻度间距,需要使“1.0”刻度线升高.根据公式可知,要使h变大,应减小S,具体做法是:换用底面积较小的容器;或者底面积不变,增大液体的体积,即增大液体质量,故BC符合题意,AD不符合题意.故选BC.
7.(1)见解析 建立理想模型法 不变 (2) 抵消 见解析 见解析 (3) 物体浸没在水中时所受的拉力 【解析】(1)可用受力面S受到的液体压强大小代替A点受到的液体压强大小,这是因为A点在受力面S上,深度相同,根据可知,液体压强相同;然后在受力面S上方假想出一段液柱,如图(c)所示,建立了一个物理模型,即可用压强定义式推导出液体压强公式.这种运用假想液柱研究问题的思想方法被称为“建立理想模型法”;若减小受力面S的大小,深度不变,则该处的液体压强不变.(2)根据同一深度处液体向各个方向的压强相等的特点可知,圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即相互抵消.圆柱体上下表面受到的压力为,则物体受到浮力为,物体排开液体所受重力大小为,因为完全浸没,所以,所以,即所受的浮力大小与物体排开液体所受重力大小相等.为减少误差,要求“在浸入被测物块前,要使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平”,操作要点是:在溢水杯中倒入水时,水面先超过溢水口并溢出水,等到水不再溢出时,即溢水杯中的水面恰好与溢水口相平.(3)由图可知,“步骤C”的目的是:测出物体浸没在水中时所受的拉力.根据称重法,物体受到的浮力为,物体排开液体重力为,所以若,则,则可以验证阿基米德原理.
8.(1)木块的重力等于木块排开的液体的重力 (2)相等 (3)电子秤的示数保持不变 (4)下沉的物体受到的浮力小于物体的重力 【解析】(1)木块漂浮在水中时,处于漂浮状态,由沉浮条件可知,木块的重力等于木块受到的浮力,由等量代换可知,要验证是否等于,只需要验证木块的重力等于木块排开的液体的重力,即;(2)分析表格中的实验数据发现,烧杯和水的总质量为118g,烧杯的质量为38g,则排开水的质量m水=118g-38g=80g,所以木块的质量等于排开水的质量,故木块的重力等于木块排开的液体的重力,由等量代换可知,漂浮在液体中的物体所受的浮力等于物体排开的液体所受重力.(3)由于漂浮在液体中的物体的重力等于物体排开的液体的重力,所以木块轻轻放入溢水杯,木块排开水的重力等于木块的重力,即木块排开水的质量等于木块的质量,所以会观察到溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,电子秤的示数保持不变,故若观察到电子秤的示数保持不变,即可得到.(4)由沉浮条件可知,下沉的物体受到的浮力小于物体的重力,由阿基米德原理可知,下沉的物体受到的浮力等于排开液体的重力,所以下沉的物体的重力大于排开液体的重力,故下沉的物体的质量大于排开液体的质量,故下沉的物体不能通过“等于”间接验证“等于”.
9.(1)不变 支点到力的作用线 小明 (2)动力臂l1/cm 动力×动力臂=阻力×阻力臂 左 (3)此端力和力臂的乘积变小 【解析】(1)由题意知,OD>OA=OC,当把A处悬挂的钩码改挂在C处,支点到力的作用点的距离不变,但杠杆不再平衡;把A处悬挂的钩码改挂在D处,支点到力的作用线的距离相同,发现杠杆仍保持平衡;因此可知影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离,故小明的观点是正确的.(2)由杠杆平衡条件可知,还需要测量力臂,因此a处应填:动力臂l1/cm,b处应填:阻力臂l2/cm.由表中数据可知,每一组实验中动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积,故得出杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂.设一个钩码的重为G,标尺上一格的长度为L,则在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码,此时左侧2G×2L=4GL,右侧3G×L=3GL,故杠杆左端下沉.(3)当一端烛油滴下时,此端蜡烛的重力变小,导致此端的力和力臂的乘积变小,杠杆失去平衡,所以此端上升.
10. (1)虚 凸 会聚 (2)减少了水的蒸发 (3)如答图所示 (4)B (5)1.8 0.2 10 (6)如答图所示 (7)20 (8)小
第 10(3)题答图 第10 (6)题答图
【解析】(1)小水滴接近圆形,相当于一个焦距很小的凸透镜,凸透镜焦距到叶子的距离特别小,在焦距以内,根据凸透镜成像规律可知,透过水珠可见叶面正立、放大的虚像.凸透镜对光线由会聚作用.(2)技术团队选择如图(c)所示的地下渗透灌溉新技术,该技术减小了水的表面积,从而减少水的蒸发,既可避免草叶灼伤,又可节水.(3)测量湿敏电阻,电压表测量湿敏电阻两端电压,应与湿敏电阻并联,如答图所示;(4)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器划片移至阻值最大处,即B端.(5)图e中,电压表使用的是0~3V的量程,分度值为0.1V,示数为1.8V.电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,读数为0.2A.由欧姆定律和表格数据可得,,,则湿度为50%的土壤内的阻值为;(6)由图像可知,湿度越大,湿敏电阻的阻值越小,控制电路的电流越大,电磁铁的磁性越强,衔铁被吸合,电动机不转,停止送水,反之电动机转动送水,湿敏电阻与定值电阻串联,电磁继电器相等于开关,应控制火线,电路图连接如答图所示; (7)衔铁被吸下时的总电阻,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则定值电阻;(8)生物学家正在培育新品黑麦草,能在湿度低于50%的土壤中生长,则湿敏电阻的阻值增大,通过控制电路的电流不变,根据欧姆定律可知电路中总电阻不变,根据串联电路电阻规律可知,需要减小定值电阻的阻值,即应换用阻值更小的定值电阻.
10. (1)虚 凸 会聚 (2)减少了水的蒸发 (3)如答图所示 (4)B (5)1.8 0.2 10 (6)如答图所示 (7)20 (8)小
第 14(3)题答图 第14 (6)题答图
【解析】(1)小水滴接近圆形,相当于一个焦距很小的凸透镜,凸透镜焦距到叶子的距离特别小,在焦距以内,根据凸透镜成像规律可知,透过水珠可见叶面正立、放大的虚像.凸透镜对光线由会聚作用.(2)技术团队选择如图(c)所示的地下渗透灌溉新技术,该技术减小了水的表面积,从而减少水的蒸发,既可避免草叶灼伤,又可节水.(3)测量湿敏电阻,电压表测量湿敏电阻两端电压,应与湿敏电阻并联,如答图所示;(4)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器划片移至阻值最大处,即B端.(5)图e中,电压表使用的是0~3V的量程,分度值为0.1V,示数为1.8V.电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,读数为0.2A.由欧姆定律和表格数据可得,,,则湿度为50%的土壤内的阻值为;(6)由图像可知,湿度越大,湿敏电阻的阻值越小,控制电路的电流越大,电磁铁的磁性越强,衔铁被吸合,电动机不转,停止送水,反之电动机转动送水,湿敏电阻与定值电阻串联,电磁继电器相等于开关,应控制火线,电路图连接如答图所示; (7)衔铁被吸下时的总电阻,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则定值电阻;(8)生物学家正在培育新品黑麦草,能在湿度低于50%的土壤中生长,则湿敏电阻的阻值增大,通过控制电路的电流不变,根据欧姆定律可知电路中总电阻不变,根据串联电路电阻规律可知,需要减小定值电阻的阻值,即应换用阻值更小的定值电阻.
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