内容正文:
中考冲刺(实验题30道)
1.如图所示是小明同学验证阿基米德原理的实验过程图,弹簧测力计在①②③④四个步骤中的读数分别为、、、。
(1)为了减小实验误差,最合理的操作步骤顺序为 ;
(2)按照最合理的顺序操作,当实验中的测量结果满足 (用、、、表示)的关系式时,说明阿基米德原理成立;
(3)按照最合理的顺序操作,以下影响验证结果的是 ;
A.图①中溢水杯内未装满水
B.图②中合金块A未浸没在水中
C.图④中小桶内有少量水
(4)实验后,小明又利用上面实验中的器材和木块,正确地探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理。实验过程中有一个步骤与图中不同,这个步骤是 。
2.小明用焦距为15cm的凸透镜探究凸透镜的成像规律。
(1)实验前,应调整烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心在 ,这样做的目的是成像在光屏中间;
(2)把凸透镜固定在50cm刻度线处,当蜡烛在15cm刻度线处时,光屏应在 (选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内才能在光屏上得到清晰的像;这与常用的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)成像特点相同;
(3)把蜡烛向右移至20cm刻度线处,为了使光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,若不移动光屏,将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,光屏上的像也变清晰了,则该镜片是 透镜,可用来矫正 (选填“近视”或“远视”)眼。
3.如图甲所示是小明探究“水沸腾时温度变化特点”的实验装置。请完成下列问题:
(1)安装好实验器材后,小明在烧杯中倒入热水,热水中温度计的示数如图乙所示,示数为 ℃。
(2)如表是某次实验过程中记录的实验数据。根据表中数据可知水在沸腾过程中,温度 (选填“逐渐升高”或“保持不变”)
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
……
温度/℃
83
86
89
92
95
98
98
98
98
……
(3)沸腾时水中气泡的情形应为图丙中的 (选填“A”或“B”)图所示。
(4)小红利用相同装置对质量相同的另一种液体进行实验。小红和小明根据自己的实验数据分别绘制了如图丁所示的图像。由图像可知,两种液体的不同的是:①水的沸点比另一种液体高。② 。
4.课本中做“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验的装置如图所示:
(1)甲、乙实验中以下四个方面:①烧杯内液体种类:②烧杯内液体质量;③加热时间;④烧杯内液体温度的变化量。其中要求相等的有 (填序号);
(2)燃料燃烧过程中,其热值 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
5.如图甲是小明和同学做测定小灯泡电功率实验的电路。已知电源电压为6V,小灯泡额定电压为,正常发光时灯丝的电阻在之间。
(1)请你用笔画线代替导线,帮小明把图甲中的器材连接成实验电路,要求滑片P向左移灯泡变亮(所画的导线不能交叉);
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端(填“A”或“B”);
(3)当滑动变阻器滑片P在某一位置时,电压表的示数如图乙所示,为了使小灯泡正常发光,应将滑片向 (填“A”或“B”)移动;
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的U-I图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;通过这个实验,小明发现,灯泡的亮度是由它的 决定的。
6.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示,光屏上呈倒立、等大的像,该凸透镜焦距为 cm,固定凸透镜位置不变,将蜡烛移到25cm刻度线处,要在光屏上再次看到清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一规律制成的。将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次呈现清晰的像,该眼镜片是 (选填“近视”或“远视”)眼镜的镜片。
7.王明明同学为了测量食盐水的密度,进行以下实验:
(1)把天平放在水平桌面上,游码未移至标尺的零刻度线,发现分度盘上指针处于中央刻度线,则王明明需要先将游码归零,再 (选填“向左”或“向右”)调节平衡螺母,使天平横梁平衡。
(2)接下来进行以下三项操作:
A.用天平测量烧杯和剩余食盐水的总质量m1,如图甲所示;
B.将待测食盐水倒入烧杯中,用天平测出烧杯和食盐水的总质量m2,如图乙所示;
C.将烧杯中的一部分食盐水倒入量筒,测出这部分食盐水的体积为V,如图丙所示。
以上操作的正确顺序为 (填字母序号)。
(3)由图可得食盐水的密度为 kg/m3。
8.在“探究物质质量与体积的关系”实验中,若某次测量时,天平上的砝码和游码的示数如图(a)所示,则物块的质量为 克;若将该物块放入盛有20厘米3水的量筒中后,水面位置如图(b)所示,则该物块的体积为 厘米3;实验中,对于某种物质的质量和体积的测量,应该测量 数据(选填“一组”或“多组”),为了得到可靠的结论,应该选择 物质的物块进行实验(选填“一种”或“多种”).
9.爱动手的小明拆开一个玩具太阳能电动车,发现太阳能电池板背面只有连接导线的两个电极(如图所示),但是不能确定哪个是正极,请你选用合适的实验器材帮他设计实验并进行判断
(1)实验器材: ;
(2)实验步骤: ;
(3)实验结论: 。
10.在做“研究平面镜成像特点”的实验时
(1)李明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,对蜡烛A和B的要求是 ,这是为了 .
(2)在寻找蜡烛像的位置时,眼睛应该在蜡烛 (填“A”或“B”)这一侧观察.小明无论怎样调节后面的蜡烛,都不能与蜡烛的像重合,请你推测可能的原因是 .
(3)张红用跳棋代替点燃的蜡烛进行实验,但看不清跳棋的像.请你帮她想个办法看清跳棋的像: .
11.小乐观看完“天宫课堂”第一课后,印象最深刻的要数“水球实验”了。王亚平在水膜里注入水后,变成了一个水球,又在水球内充进一个气泡。结果透过水球,看到了两个缩小的像,但是一正一反,如图甲所示。小乐认为“水球”相当于凸透镜,于是用一个焦距为f的凸透镜、蜡烛和光屏来“探究凸透镜成像规律”。
(1)小乐将蜡烛、凸透镜和光屏依次放到光具座上,点燃蜡烛,调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在 ,如图乙所示;
(2)将蜡烛沿光具座从左向右移动,并调节光屏,得到如表的实验数据:
实验次数
物距
像距
成像特点
1
倒立、缩小的实像
2
倒立、缩小的实像
3
倒立、缩小的实像
4
倒立、等大的实像
5
倒立、放大的实像
6
光屏上没有像
7
光屏上没有像
正立、放大的虚像
分析如表数据可知:凸透镜成倒立、缩小的实像的条件是 。由此可以证明,“水球”成倒立、缩小的实像是由凸透镜成像得来的;
(3)小乐多次实验后,始终没有出现正立、缩小的像。他百思不得其解,正立、缩小的像是怎么出现的?于是去请教王老师,王老师画了水球和气泡的截面示意图,如图丙所示。聪明的小乐明白了,原来水球中央加气泡之后,按虚线部分隔离出来,这部分水,可以看作构成了 透镜。小乐马上找来同学的 (填“近视镜”或“远视镜”),透过它兴致勃勃地观察起来……
12.小芳同学用温度计测出一部分冰的温度如图甲所示,图乙是“探究冰熔化特点”的实验装置,图丙是根据实验数据绘制的温度随时间变化的图象.
(1)图甲中温度计的示数为 ℃.
(2)图丙中,该物质在BC阶段中C点处具有的内能 (选填“大于”“小于”或“等于")B点处具有的内能,理由是
(3)由图丙可以看出AB、CD段升高的温度相同,但CD段加热的时间长,其原因是
13.小红同学和小华同学在做“测定小灯泡的电功率”的实验中,小红同学选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡上标有2.5V字样,估测额定电流约为0.3A,滑动变阻器共两款,分别标有“10Ω 1A”和“40Ω 0.5A”字样
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整;(要求:向右移动滑片时,电路中的电流变小且导线不能交叉)
(2)为顺利完成实验,请判断实验前小红应选择的滑动变阻器的规格并说明理由
小红按照实物电路图甲展开实验
(3)小红部分实验数据如下表所示:
电压U/V
0.5
1.3
2
2.5
3
电流I/A
0.16
0.22
0.26
0.28
0.3
电功率P/W
0.08
0.286
0.52
0.7
0.9
发光情况
不发光
很暗
较亮
正常发光
较亮
平均电功率P/W
2.486
分析表中数据可知:小灯泡的额定功率为 W。聪明的小华同学发现小红设计的表格两处有问题,分别是: , 。
(4)小华找来5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个,把小灯泡换成定值电阻,换用一个规格为“XΩ 1A”的滑动变阻器,在不改变其他电路连接的情况下,探究“电流与电压、电阻的关系”。从这四个定值电阻中选择一个来研究电流与电压的关系,按照正确操作,闭合开关,记录电流表、电压表示数,再调节滑动变阻器并记录多组数据,如下表所示:
U/V
1.2
1.4
1.8
2.2
2.6
I/A
0.24
0.28
0.36
0.44
0.52
得出的结论为:
(5)小华接着探究电流与电阻的关系,控制定值电阻两端电压为3V,但发现无法完成4次实验,在电表量程可更换的情况下,为完成4次实验,提出了下列解决方系,其中可行的是 。
A.将定值电阻两端的电压调为3.6~6V之间
B.在电路中再串联一个阻值为5Ω的定值电阻
C.选用3~5V之间的电源电压
D.将30Ω的定值电阻更换为20Ω的定值电阻
14.小红做测量标有“2.5V”字样小灯泡电功率的实验。
(1) 如图所示电路连接后,闭合开关,小灯泡不亮,电压表有示数,任意移动滑动变阻器的滑片,电压表示数都不变;经检查,电路连接无误;且导线无接触不良之处,产生这种故障的原因是: 。
(2)小红移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I-U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(3)小红还发现通过灯丝的电流和它两端电压不成正比,这是因为 。
15.如图所示,是小红在“探究平面镜成像的特点”的实验装置图。
(1)实验时要把玻璃板 放置在水平桌面上;为了便于观察,该实验最好在 (选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。
(2)实验中用透明的玻璃板代替平面镜,目的是 。
(3)在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,小红拿另一支大小相同未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,眼睛要在蜡烛 (选填“A”或“B”)一侧观察,直到看到它跟蜡烛A的像 ,改变蜡烛位置,每次都能得到同样的现象,由此可以得到结论 。
(4)在探究平面镜所成的是实像还是虚像时,小红移去后面的蜡烛B,在其所在位置放一光屏,然后 (选填“透过玻璃板”或“直接”)观察光屏,她 (选填“能”或“不能”)在光屏上看到像。
16.小明在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用额定电压为2.5V的小灯泡,电源电压为4.5V。
(1)用笔画线代替导线,将电路连接完整 ;
(2)当电压表示数为2.3V时,为了让灯泡正常发光,此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动;
(3)当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡额定功率为 W;
(4)表格是小明实验中测量的几组数据,要完成下列表中的数据测量,实验中滑动变阻器的阻值至少为 Ω;
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.2
0.24
0.28
0.38
(5)小明打算只利用两电表中的电流表来测量另一只额定电压为2.5V,额定电流未知的小灯泡的额定功率,他增加了一个阻值为10Ω的定值电阻,和两个开关,设计了如图丙所示电路,请将电阻、电流表和灯泡的符号填入虚线框中使其能完成实验 。
17.图甲是小明研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h关系的实验装置。其中A是实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图像如图乙所示。(g取)
(1)物体A重为 N;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水中的过程中,水对容器底部的压强将 (填“变大”“变小”或“不变”);
(3)完全浸没时,A受到水的浮力为 N;
(4)从物体A的下表面刚接触到水面,到物体A刚好完全浸没的过程中,物体A下降的高度 (填“大于”“等于”或“小于”)图乙中。
18.在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中,某小组的同学进行了如图所示的操作:
(1)实验的最佳顺序是 ;通过实验可得到的结论是:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它 ;
(2)以下情况会影响结论的是 ;
A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口
B.图乙中物体未全部浸没在水中
(3)由实验测得的数据可以求出物体A的密度为 ;若将图乙中的水换成盐水(ρ盐水>ρ水),物体受到的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)利用上述实验中的器材和木块,探究甲、乙、丙、丁“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,实验过程中 (选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)步骤不需要弹簧测力计。
19.在教材安排的“用天平测量物体质量”的实验中:
(1)实验方案要求:先估测物体质量,再进行实测,这样安排的好处是 ;
(2)测量时,要用镊子而不能用手加减砝码和调节游码,原因是 ;
(3)对同一物体的质量要进行三次测量,然后取平均值,目的是 ;
(4)如果你和小周同学共用一套实验器材,合作完成该实验,当小周同学在进行实验操作时,你应该 。
20.用天平和量筒测酱油的密度,于是做了如下实验:
(1)某同学按照甲、乙、丙的顺序且把烧杯中的酱油全部倒入量筒进行测量,则酱油的质量 g,密度为 kg/m3;
(2)实验完成后,老师让同学们讨论,用这样测出酱油的密度会 (选填“偏大”或“偏小”)。若要减少测量的误差,可以按照 这样的顺序进行测量(填序号)。
21.如图所示,让同一小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑,比较小车在不同水平面上通过的距离,进一步推理可以得出:如果水平面绝对光滑,小车将做 运动;下列用到类似科学推理方法的实验还有 (选填序号)。①用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质②用细铁屑探究通电螺线管外部的磁场分布③用弹簧测力计测量物体在水平方向滑动摩擦力的大小。若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做本实验以获取可靠的证据?答: (需要/不需要)
22.在我们初中物理课本中,多次利用斜面进行探究实验,如图所示。
(1)图甲利用斜面测量小车的平均速度,该实验的原理是 ;
(2)乙、丙实验都有让物体从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤,这样操作的目的是:使物体滑到斜面底端时,保持 相同;
(3)图丙中,在水平木板上,被撞出的木块在A点的动能 B点的动能(选填“大于”“等于”或“小于”)。
23.实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验,小灯泡的额定电压为2.5V(阻值约为10Ω),滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉);
(2)电路连接好后,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P,小明发现小灯泡不发光,电流表示数有变化,电压表始终无示数,则可能原因是 ;
(3)排除故障后,接通电路,移动滑动变阻器的滑片P,观察到 ,表明小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的阻值约为 Ω;
(4)实验中,根据测得数据绘制成如图丙所示的U﹣I图像,分析图像可知:小灯泡的电阻不是定值,其原因是 。
24.某学习小组计划探究电流与电阻的关系。可供使用的实验器材有:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,阻值分别为5Ω、15Ω、25Ω的定值电阻各一个、导线若干。
(1)连接电路时开关应该 (选填“断开”或“闭合”)。
(2)如图甲所示的实物电路中存在错误,小兰发现只需要改接一根导线就可以了,请在那一根错误的导线上画“×”,再画线把它改到正确的位置上 。(导线不允许交叉)
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为 V,为保证分别使用三个定值电阻均能顺利完成实验,滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
25.小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。探究过程及有关数据如图所示。
(1)分析图中的A、B(或A、C),说明浸在液体中的物体受到 (填方向)的浮力;金属块浸没在水中所受的浮力是 N;
(2)观察 四个图(填图的序号)可得出结论:金属块在同种液体中受到浮力的大小随物体排开液体体积的增大而增大;
(3)小明还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”。他找来薄铁片、烧杯和水进行实验。实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第二次铁片受到的浮力。
(4)根据图中的相关数据计算得出:煤油的密度是: kg/m3;
(5)小红同学也设计了一个实验,用排水法测某实心金属块的密度。实验器材有小空筒、溢水杯、烧杯、量筒和水。实验步骤如下:
①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中,如图甲;
②将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为20毫升,如图乙;
③将烧杯中20毫升水倒掉,从水中取出金属块,如图丙;
④将金属块放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为44毫升,如图丁。
则:被测金属块的密度是 g/cm3;在实验步骤③和④中,将沾有水的金属块放入小空筒,测出的金属块密度将 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
26.为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个完全相同的装置对质量相等的水和食用油做了如图所示的实验。用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值,并用钟表记录加热时间。实验数据记录如下表:
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
2
45
食用油
60
20
2
68
(1)在实验过程中一般用控制 相同的方法保证水和食用油吸收的热量相同;
(2)通过实验发现:若要使水和食用油的最终温度相同,就要给 加热更长时间;
(3)通过实验可知水的吸热能力 (选填“大于”、 “小于”)食用油吸热能力。
27.如图甲所示,VR眼镜是一种可以虚拟现实的头戴式显示设备,它利用计算机生成模拟系统,给用户产生一种身在虚拟环境中的感觉。因为电子屏距离眼睛很近,为了让用户可以看清图像,需在眼睛和电子屏之间配置一块透镜。
为了弄清VR眼镜内置透镜的作用,小珩同学做了以下实验:
(1)用“F”形LED灯模拟VR眼镜的电子屏,用透镜模拟晶状体,用光屏模拟视网膜(如图乙)。在实验前,需要调节LED灯中心、透镜光心、光屏中心在 。
(2)经过实验小珩发现,若保持光屏和凸透镜位置不变,LED灯向右移动时,要重新在光屏上得到清晰的像,需换用焦距更小的凸透镜,这说明:物体靠近眼睛时,为看清物体,晶状体要变 (选填“厚”或“薄”),以 (选填“增强”或“减弱”)它的折光能力。
(3)如图丙所示,如果物体离眼睛太近,超出晶状体的调节范围,人眼将无法看清,这和 眼相似(选填“近视”或“远视”)。在原有凸透镜和LED灯之间放一块合适的透镜,便能在光屏上得到清晰的像,从而推断出VR眼镜内置的是 透镜。
28.小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路.
连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是 .
小明根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有或中的一处发生故障,则故障可能是 写出一种即可.
排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在下表中.
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
分析实验数据得出两个实验结论:
串联电路两端的电压 各部分电路两端电压之和:
串联电路中,各部分电路两端电压相等.
实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论是错误的,造成结论错误的原因是 ,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是 .
小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路图,在测两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这个方法 选填“能”或“不能”测出两端的电压,理由是 .
29.小明用如图a所示的电路探究电流与电阻的关系.
(1)用笔画线代替导线将图a中的电路连接完整.
(2)实验时每次更换电阻,闭合开关后,观察电流表示数之前必须进行的操作是: .
(3)根据下表中记录的实验数据判断,测量时电流表应该选择的量程是 A.
(4)根据下表中的数据,在图b中画出I与R关系的图象.
序号
①
②
③
④
⑤
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.60
0.30
0.20
0.15
0.12
30.一只小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电流约为0.3A。小明想测量这个小灯泡的额定功率,实验室中有如下器材:一个电压表、一个电流表、一个开关、电源、滑动变阻器、导线若干。
电压 U/V
1
2.5
2.8
电流 I/A
0.18
0.28
(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整 ;
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,出现这一故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,进行了三次测量,测量数据如表。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的额定功率为 W;
(4)完成上面实验后,小明想测量额定电压为3V的小灯泡的额定功率,设计了如图丙所示的电路,已知电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为5Ω,请帮小明将实验步骤补充完整;
①只闭合开关S、S1,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 A,小灯泡正常发光;
②只闭合开关S、S2,使滑动变阻器的滑片 (填“向左移”、“保持不动”或“向右移”),读出电流表的示数为0.2A;
③小灯泡的额定电功率为P额= W;
(5)小明设计了如图丁的电路,测出了小灯泡L2的额定功率。实验方案如下:(电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R1,滑动变阻器R2的最大阻值为R2)
①只闭合开关S和S2,移动R1滑片,使电流表的示数为I额;
②只闭合开关S和S1,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额。保持变阻器 的滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。则小灯泡额定功率的表达式P额= 。(用I额、I1、I2、R1、R2中的字母表示)
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$$
中考冲刺(实验题30道)
1.如图所示是小明同学验证阿基米德原理的实验过程图,弹簧测力计在①②③④四个步骤中的读数分别为、、、。
(1)为了减小实验误差,最合理的操作步骤顺序为 ;
(2)按照最合理的顺序操作,当实验中的测量结果满足 (用、、、表示)的关系式时,说明阿基米德原理成立;
(3)按照最合理的顺序操作,以下影响验证结果的是 ;
A.图①中溢水杯内未装满水
B.图②中合金块A未浸没在水中
C.图④中小桶内有少量水
(4)实验后,小明又利用上面实验中的器材和木块,正确地探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理。实验过程中有一个步骤与图中不同,这个步骤是 。
【答案】 ④①②③ A ②
【详解】(1)[1]为了减小误差,在小桶接水前,应先测出其重力,所以,合理的实验顺序为④①②③。
(2)[2]图①测出了物体的重力,图②测量的是物体浸在水中弹簧测力计的拉力,物体受到的浮力等于重力减去弹簧测力计的拉力,所以,图中①②两个步骤是为了测量浮力的大小;由实验过程可知,物体浸没液体中受到的浮力
物体排开液体的重力
如果满足
可以证明,浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
(3)[3]A.图①中溢杯内未盛满水,则测得排开水的重力会偏小,会影响验证结果,故A符合题意;
B.图②中合金块未浸没水中,此时浮力小,排开的水的体积也小,不影响实验结果,故B不符合题意;
C.图④中小桶内有少量水,物体排开水后,小桶重力的两次示数之差仍为排开水的重力,不影响实验结果,故C不符合题意。
故选A。
(4)[4]木块在水中漂浮,浮力等于重力,所以,不用弹簧测力计拉着木块,使其漂浮在水面上即可,所以,实验过程中与上图不同的步骤是②。
2.小明用焦距为15cm的凸透镜探究凸透镜的成像规律。
(1)实验前,应调整烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心在 ,这样做的目的是成像在光屏中间;
(2)把凸透镜固定在50cm刻度线处,当蜡烛在15cm刻度线处时,光屏应在 (选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内才能在光屏上得到清晰的像;这与常用的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)成像特点相同;
(3)把蜡烛向右移至20cm刻度线处,为了使光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,若不移动光屏,将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,光屏上的像也变清晰了,则该镜片是 透镜,可用来矫正 (选填“近视”或“远视”)眼。
【答案】 同一高度上 Ⅱ 照相机 右 凸 远视
【详解】(1)[1]为了使像成在光屏的中央,实验开始前,应将发光体、凸透镜和光屏中心调节在同一高度上。
(2)[2][3]凸透镜焦距是,当把凸透镜固定在刻度线位置,蜡烛固定在刻度线位置时,物距为
大于倍焦距,所以此时成倒立缩小的实像,像在倍和倍焦距之间,光屏应在Ⅱ区域内,才能在光屏上得到清晰的像;这与常用的照相机的成像特点相同。
(3)[4][5][6]把蜡烛向右移至刻度线处,物距减小,像距应增大,为了使光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向右移动;若不移动光屏,将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,光屏上的像也变清晰了,说明透镜对光有会聚作用,则该镜片是凸透镜,可用来矫正远视眼。
3.如图甲所示是小明探究“水沸腾时温度变化特点”的实验装置。请完成下列问题:
(1)安装好实验器材后,小明在烧杯中倒入热水,热水中温度计的示数如图乙所示,示数为 ℃。
(2)如表是某次实验过程中记录的实验数据。根据表中数据可知水在沸腾过程中,温度 (选填“逐渐升高”或“保持不变”)
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
……
温度/℃
83
86
89
92
95
98
98
98
98
……
(3)沸腾时水中气泡的情形应为图丙中的 (选填“A”或“B”)图所示。
(4)小红利用相同装置对质量相同的另一种液体进行实验。小红和小明根据自己的实验数据分别绘制了如图丁所示的图像。由图像可知,两种液体的不同的是:①水的沸点比另一种液体高。② 。
【答案】 83 保持不变 A 水的比热容比另一种液体大
【详解】(1)[1]如图乙所示,温度计的分度值是1,此时温度计的示数为83。
(2)[2]水沸腾时吸热但温度保持不变,不变的温度即为沸点,由表中数据可知,水的沸点为98。
(3)[3]水在沸腾时,由于此时整个容器内的水温相同,气泡在上升过程中,深度不断减小,所受水压减小,气泡逐渐变大,故沸腾时水中气泡的情形应为图中的A。
(4)[4]用相同装置对质量相同的另一种液体进行实验,两种液体在相同时间吸收相同的热量,二者在沸腾前水的温度变化小,另一种液体的温度变化大,根据Q=cmt可知,水的比热容比另一种液体要大。
4.课本中做“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验的装置如图所示:
(1)甲、乙实验中以下四个方面:①烧杯内液体种类:②烧杯内液体质量;③加热时间;④烧杯内液体温度的变化量。其中要求相等的有 (填序号);
(2)燃料燃烧过程中,其热值 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①② 不变
【详解】(1)[1]在比较不同燃料热值的实验中,应控制燃料燃烧的质量相同,因为燃料的热值指的是单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量;通过升高温度显示热量,必须控制烧杯内液体种类和烧杯内液体质量相同,故选①②。
(2)[2]热值是燃料的一种特性,与燃料质量无关,因此燃烧时质量减小,热值不变。
5.如图甲是小明和同学做测定小灯泡电功率实验的电路。已知电源电压为6V,小灯泡额定电压为,正常发光时灯丝的电阻在之间。
(1)请你用笔画线代替导线,帮小明把图甲中的器材连接成实验电路,要求滑片P向左移灯泡变亮(所画的导线不能交叉);
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端(填“A”或“B”);
(3)当滑动变阻器滑片P在某一位置时,电压表的示数如图乙所示,为了使小灯泡正常发光,应将滑片向 (填“A”或“B”)移动;
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的U-I图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;通过这个实验,小明发现,灯泡的亮度是由它的 决定的。
【答案】 B A 实际功率
【详解】(1)[1]滑片P向左移灯泡变亮即滑片左移时接入电路的电阻变小,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即B端。
(3)[3]当滑动变阻器滑片P在某一位置时,电压表的量程为,分度值为,由乙可知电压表的示数为,此时灯泡两端的电压小于灯泡的额定电压,根据串联电路电压规律可知需减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理可知需减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以为了使小灯泡正常发光,应将滑片向A移动。
(4)[4]由图丙可知灯泡两端电压为时,通过灯泡的电流为,则灯泡的额定功率是
[5]根据实际功率和额定功率的知识可知:灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。
6.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示,光屏上呈倒立、等大的像,该凸透镜焦距为 cm,固定凸透镜位置不变,将蜡烛移到25cm刻度线处,要在光屏上再次看到清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一规律制成的。将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次呈现清晰的像,该眼镜片是 (选填“近视”或“远视”)眼镜的镜片。
【答案】 10 左 照相机 远视
【详解】[1]当物距等于像距等于二倍焦距时,成倒立等大的实像,此时物距和像距等于20cm,故焦距是10cm。
[2]将蜡烛移到25cm刻度线处,物距变大,要在光屏上再次看到清晰的像,像距应该变小,故光屏应该向左移动。
[3]将蜡烛移到25cm刻度线处,此时物距大于二倍焦距,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,照相机应用的就是这一成像原理。
[4]将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次呈现清晰的像,说明眼镜片对光线有会聚作用,所以该眼镜片是凸透镜,故该眼镜片是远视眼睛的镜片。
7.王明明同学为了测量食盐水的密度,进行以下实验:
(1)把天平放在水平桌面上,游码未移至标尺的零刻度线,发现分度盘上指针处于中央刻度线,则王明明需要先将游码归零,再 (选填“向左”或“向右”)调节平衡螺母,使天平横梁平衡。
(2)接下来进行以下三项操作:
A.用天平测量烧杯和剩余食盐水的总质量m1,如图甲所示;
B.将待测食盐水倒入烧杯中,用天平测出烧杯和食盐水的总质量m2,如图乙所示;
C.将烧杯中的一部分食盐水倒入量筒,测出这部分食盐水的体积为V,如图丙所示。
以上操作的正确顺序为 (填字母序号)。
(3)由图可得食盐水的密度为 kg/m3。
【答案】(1)向右
(2)BCA
(3)1.125×103
【详解】(1)游码未移至标尺的零刻度线,分度盘上指针处于中央刻度线,把游码归零,指针会往左偏,则应向右调节平衡螺母,使天平横梁平衡。
(2)测量液体密度的实验步骤:用天平测出烧杯和盐水的总质量m2;将烧杯中盐水的一部分倒入量筒,测出这部分陈醋的体积V;再用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量m1;故正确的顺序是:BCA。
(3)由甲可得烧杯和剩余食盐水的质量
由乙可得烧杯和食盐水的总质量
则倒出盐水的质量为
食盐水的密度为
8.在“探究物质质量与体积的关系”实验中,若某次测量时,天平上的砝码和游码的示数如图(a)所示,则物块的质量为 克;若将该物块放入盛有20厘米3水的量筒中后,水面位置如图(b)所示,则该物块的体积为 厘米3;实验中,对于某种物质的质量和体积的测量,应该测量 数据(选填“一组”或“多组”),为了得到可靠的结论,应该选择 物质的物块进行实验(选填“一种”或“多种”).
【答案】 21.4 10 多组 多种
【详解】在“探究物质质量与体积的关系”实验中,物体的质量等于砝码的质量加游码的质量,则物块的质量为20g+1.4g=21.4克;利用排水法测量物体的体积,则该物块的体积为30cm3-20cm3=10cm3;实验中应该多次测量,探究实验的规律性,还应该选中多种物质的物块进行实验,避免实验的偶然性.
9.爱动手的小明拆开一个玩具太阳能电动车,发现太阳能电池板背面只有连接导线的两个电极(如图所示),但是不能确定哪个是正极,请你选用合适的实验器材帮他设计实验并进行判断
(1)实验器材: ;
(2)实验步骤: ;
(3)实验结论: 。
【答案】 见解析 见解析 见解析
【详解】(1)[1]实验器材:电池板、电流表、定值电阻、开关、导线。
(2)[2]实验步骤:将电池板、电流表、定值电阻、开关用导线串联。闭合开关,采用“试触”法观察电流表指针的偏转情况。
(3)[3]实验结论:若向右偏转,则与正接线柱相连的为电源正极;反之,为负极。
10.在做“研究平面镜成像特点”的实验时
(1)李明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,对蜡烛A和B的要求是 ,这是为了 .
(2)在寻找蜡烛像的位置时,眼睛应该在蜡烛 (填“A”或“B”)这一侧观察.小明无论怎样调节后面的蜡烛,都不能与蜡烛的像重合,请你推测可能的原因是 .
(3)张红用跳棋代替点燃的蜡烛进行实验,但看不清跳棋的像.请你帮她想个办法看清跳棋的像: .
【答案】(1)完全相同便于比较像和物的大小关系;(2)A 玻璃板没与桌面垂直;(3)让实验空间亮一些或用手电筒照A跳棋
【详解】(1)做“探究平面镜成像特点”的实验时,为了比较像与物体的大小,对蜡烛A和B的要求是二者等大,完全相同.
(2)观察蜡烛A的像,眼睛应在蜡烛A这一侧观察.如果玻璃板与桌面不垂直,无论怎样调节后面的蜡烛,都不能与蜡烛A的像重合.
(3)平面镜成像时,成像物体越亮,环境越暗,物体成像越清晰.所以用灯光照亮跳棋,跳棋反射出的光线增多,棋子成像更清晰.
11.小乐观看完“天宫课堂”第一课后,印象最深刻的要数“水球实验”了。王亚平在水膜里注入水后,变成了一个水球,又在水球内充进一个气泡。结果透过水球,看到了两个缩小的像,但是一正一反,如图甲所示。小乐认为“水球”相当于凸透镜,于是用一个焦距为f的凸透镜、蜡烛和光屏来“探究凸透镜成像规律”。
(1)小乐将蜡烛、凸透镜和光屏依次放到光具座上,点燃蜡烛,调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在 ,如图乙所示;
(2)将蜡烛沿光具座从左向右移动,并调节光屏,得到如表的实验数据:
实验次数
物距
像距
成像特点
1
倒立、缩小的实像
2
倒立、缩小的实像
3
倒立、缩小的实像
4
倒立、等大的实像
5
倒立、放大的实像
6
光屏上没有像
7
光屏上没有像
正立、放大的虚像
分析如表数据可知:凸透镜成倒立、缩小的实像的条件是 。由此可以证明,“水球”成倒立、缩小的实像是由凸透镜成像得来的;
(3)小乐多次实验后,始终没有出现正立、缩小的像。他百思不得其解,正立、缩小的像是怎么出现的?于是去请教王老师,王老师画了水球和气泡的截面示意图,如图丙所示。聪明的小乐明白了,原来水球中央加气泡之后,按虚线部分隔离出来,这部分水,可以看作构成了 透镜。小乐马上找来同学的 (填“近视镜”或“远视镜”),透过它兴致勃勃地观察起来……
【答案】 同一高度 物距大于2倍焦距 凹 近视镜
【详解】(1)[1]为了使像成在光屏中央,应调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度。
(2)[2]分析表格数据可知,物距等于20.0cm时,成等大的实像,则凸透镜的焦距是10cm,由此分析,凸透镜成倒立、缩小的实像,物距都大于2倍焦距。
(3)[3][4]由图分析可知,中间部分相当于两个凹透镜,凹透镜成正立、缩小的虚像,故接下来应该选择近视镜。
12.小芳同学用温度计测出一部分冰的温度如图甲所示,图乙是“探究冰熔化特点”的实验装置,图丙是根据实验数据绘制的温度随时间变化的图象.
(1)图甲中温度计的示数为 ℃.
(2)图丙中,该物质在BC阶段中C点处具有的内能 (选填“大于”“小于”或“等于")B点处具有的内能,理由是
(3)由图丙可以看出AB、CD段升高的温度相同,但CD段加热的时间长,其原因是
【答案】 −14℃ 大于 晶体熔化过程吸热 水的比热容比冰的大
【分析】明确一个小格表示的分度值为1℃,可根据这点读出此温度计的示数;掌握晶体在熔化过程中的特点:吸热但温度保持不变;晶体吸收的热量Q=cm(t-t0);AB段和CD段的温度变化,从而可比较二者比热容关系.
【详解】(1)温度计的最小刻度值是1℃,温度计示数往上越来越小,是0℃以下,示数是−14℃;(2)由图象知,BC段为熔化过程,熔化过程中要不断吸热,内能增加,温度不变,故在BC阶段中C点处物质的内能大于B点处物质的内能;(3)AB阶段5min物质吸收的热量Q=cm(t−t0)=2.1×103J/(kg⋅℃)×0.1kg×10℃=2.1×103J,因为相同时间内物质吸收的热量相同,则BC阶段物质共吸收了2×2.1×103J=4.2×103J的热量;(4)因为Q=cm△t,所以c=Qm△t,
因为AB段和CD段物质的质量m相同,由图象知,升高的温度相同,都是10℃,加热时间之比为,所以吸收的热量之比为,从而计算得比热容之比为,所以该物质在AB段的比热容小于CD段的比热容.
13.小红同学和小华同学在做“测定小灯泡的电功率”的实验中,小红同学选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡上标有2.5V字样,估测额定电流约为0.3A,滑动变阻器共两款,分别标有“10Ω 1A”和“40Ω 0.5A”字样
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整;(要求:向右移动滑片时,电路中的电流变小且导线不能交叉)
(2)为顺利完成实验,请判断实验前小红应选择的滑动变阻器的规格并说明理由
小红按照实物电路图甲展开实验
(3)小红部分实验数据如下表所示:
电压U/V
0.5
1.3
2
2.5
3
电流I/A
0.16
0.22
0.26
0.28
0.3
电功率P/W
0.08
0.286
0.52
0.7
0.9
发光情况
不发光
很暗
较亮
正常发光
较亮
平均电功率P/W
2.486
分析表中数据可知:小灯泡的额定功率为 W。聪明的小华同学发现小红设计的表格两处有问题,分别是: , 。
(4)小华找来5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个,把小灯泡换成定值电阻,换用一个规格为“XΩ 1A”的滑动变阻器,在不改变其他电路连接的情况下,探究“电流与电压、电阻的关系”。从这四个定值电阻中选择一个来研究电流与电压的关系,按照正确操作,闭合开关,记录电流表、电压表示数,再调节滑动变阻器并记录多组数据,如下表所示:
U/V
1.2
1.4
1.8
2.2
2.6
I/A
0.24
0.28
0.36
0.44
0.52
得出的结论为:
(5)小华接着探究电流与电阻的关系,控制定值电阻两端电压为3V,但发现无法完成4次实验,在电表量程可更换的情况下,为完成4次实验,提出了下列解决方系,其中可行的是 。
A.将定值电阻两端的电压调为3.6~6V之间
B.在电路中再串联一个阻值为5Ω的定值电阻
C.选用3~5V之间的电源电压
D.将30Ω的定值电阻更换为20Ω的定值电阻
【答案】 见解析 0.7 没有实验序号一行 有平均电功率一行 见解析 C
【详解】(1)[1]测定小灯泡的电功率时,电压表并联在小灯泡两端,电流表和小灯泡串联,如图所示:
(2)[2]电源电压为6V,小灯泡正常工作时电压为2.5V,根据串联电路电压规律,滑动变阻器所分电压
U滑=6V-2.5V=3.5V
根据串联分压原理
则滑动变阻器此时的电阻
所以应该选择的滑动变阻器规格是标有“40Ω 0.5A”字样的滑动变阻器。
(3)[3]分析表中数据可知,当灯泡电压为额定电压2.5V时,小灯泡的额定功率为0.7W。
[4][5]表格中有记录灯泡的平均电功率一栏,不合理。因为在不同电压下灯泡的电功率是不一样的,且差别较大,求灯泡电功率的平均值没有意义,表格中没有实验序号一栏。
(4)[6]由表中数据可知,电压和电流的比值
电压和电流的比值是定值,所以得出的结论为电阻一定时,电压与电流成正比。
(5)[7]A.如果将定值电阻两端的电压调为3.6~6V之间,如果为6V,当定值电阻为5Ω时,电流为1.2A,超过了电流表量程,故A不符合题意;
B.在电路中再串联一个阻值为5Ω的定值电阻,滑动变阻器的最大值最小需要
R0=30Ω-5Ω=25Ω
超过了滑动变阻器的最大值,故B不符合题意;
C.定值电阻为30Ω、滑动变阻器最大为20Ω时,电源最大电压
U=I(R+R滑)=0.1A×(30Ω+20Ω)=5V
滑动变阻器最值最小为0时,电源最小电压为3V,故C符合题意;
D.将30Ω的定值电阻更换为25Ω的定值电阻,根据题意,滑动变阻器的最大值至少也需要25Ω,超过了滑动变阻器的最大阻值,故D不符合题意。
故选C。
14.小红做测量标有“2.5V”字样小灯泡电功率的实验。
(1) 如图所示电路连接后,闭合开关,小灯泡不亮,电压表有示数,任意移动滑动变阻器的滑片,电压表示数都不变;经检查,电路连接无误;且导线无接触不良之处,产生这种故障的原因是: 。
(2)小红移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I-U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(3)小红还发现通过灯丝的电流和它两端电压不成正比,这是因为 。
【答案】 小灯泡断路(开路) 0.5 灯丝电阻随温度升高而增大
【详解】(1)[1]电压表有示数,小灯泡不亮,说明问题出在电压表两接线柱之间的电路,短路不对(这样电压表示数为0,电流表有示数),导线无接触不良之处,则只能是小灯泡断路。
(2)[2]由图乙可知,当小灯泡两端的电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.2A,小灯泡的额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
(3)[3]因为灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以灯丝的电流和它两端电压不成正比。
15.如图所示,是小红在“探究平面镜成像的特点”的实验装置图。
(1)实验时要把玻璃板 放置在水平桌面上;为了便于观察,该实验最好在 (选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。
(2)实验中用透明的玻璃板代替平面镜,目的是 。
(3)在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,小红拿另一支大小相同未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,眼睛要在蜡烛 (选填“A”或“B”)一侧观察,直到看到它跟蜡烛A的像 ,改变蜡烛位置,每次都能得到同样的现象,由此可以得到结论 。
(4)在探究平面镜所成的是实像还是虚像时,小红移去后面的蜡烛B,在其所在位置放一光屏,然后 (选填“透过玻璃板”或“直接”)观察光屏,她 (选填“能”或“不能”)在光屏上看到像。
【答案】 垂直/竖直 较暗 便于确定像的位置 A 完全重合 像与物大小相等 直接 不能
【详解】(1)[1]玻璃板垂直于水平桌面放置,可以使成像在桌面位置,便于使物和像重合。
[2]该实验最好在较暗的环境中进行,这样可以使成像更清晰。
(2)[3]透明的玻璃板既可以成像,又可以观察到另一侧,便于确定像的位置。
(3)[4]眼睛要在蜡烛A一侧观察,这样才能看见蜡烛的像。
[5][6]物体和像完全重合,说明平面镜成像,像和物体大小相等。
(4)[7]直接观察光屏上是否有像,可以确定像的虚实。
[8]由于平面镜所成的像是虚像,所以不能在光屏上呈现。
16.小明在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用额定电压为2.5V的小灯泡,电源电压为4.5V。
(1)用笔画线代替导线,将电路连接完整 ;
(2)当电压表示数为2.3V时,为了让灯泡正常发光,此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动;
(3)当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡额定功率为 W;
(4)表格是小明实验中测量的几组数据,要完成下列表中的数据测量,实验中滑动变阻器的阻值至少为 Ω;
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.2
0.24
0.28
0.38
(5)小明打算只利用两电表中的电流表来测量另一只额定电压为2.5V,额定电流未知的小灯泡的额定功率,他增加了一个阻值为10Ω的定值电阻,和两个开关,设计了如图丙所示电路,请将电阻、电流表和灯泡的符号填入虚线框中使其能完成实验 。
【答案】 右 0.75 17.5
【详解】(1)[1]滑动变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中,电压表并联在灯泡两端。
(2)[2]当电压表示数为2.3V,小于灯泡额定电压2.5V,为了让灯泡正常发光,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故此时应将滑动变阻器的滑片向右移动。
(3)[3]当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则小灯泡额定功率为
小灯泡额定功率为0.75W。
(4)[4]由表中数据可知,灯泡两端电压最小为1.0V,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,电压为
此时电路中的电流为0.2A,则滑动变阻器的阻值为
滑动变阻器的阻值至少为17.5Ω。
(5)[5]若不用电压表,根据并联电路各支路两端电压相等的特点,应让小灯泡和定值电阻并联,调节滑动变阻器,使通过定值电阻的电流I满足IR0=2.5V,则此时小灯泡两端电压就是2.5V,所以题图中最上边框内是小灯泡,左下框内是定值电阻R0,右下框内是电流表。
17.图甲是小明研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h关系的实验装置。其中A是实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图像如图乙所示。(g取)
(1)物体A重为 N;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水中的过程中,水对容器底部的压强将 (填“变大”“变小”或“不变”);
(3)完全浸没时,A受到水的浮力为 N;
(4)从物体A的下表面刚接触到水面,到物体A刚好完全浸没的过程中,物体A下降的高度 (填“大于”“等于”或“小于”)图乙中。
【答案】 3 变大 2 小于
【详解】(1)[1]在物体下表面与水面的距离为0时,即物体未浸入水中没有受到浮力时,测力计的示数为3N,故物体A重为3N。
(2)[2]物体未浸没前,随着物体A浸入水中的体积越来越大,水面会越来越高,根据可以知道,水对容器底的压强会变大。
(3)[3]物体A浸没在水中后,随着其下表面距离水面的高度增大,测力计的示数保持1N不变。受到的浮力不再发生变化。此时,物体A受到的浮力为
(4)[4]当物体A下降时,水面也在上升,故当物体A刚浸没时,其下表面距离水面的高度等于其自身高度,故它下降的高度是小于自身高度的,即小于 。
18.在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中,某小组的同学进行了如图所示的操作:
(1)实验的最佳顺序是 ;通过实验可得到的结论是:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它 ;
(2)以下情况会影响结论的是 ;
A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口
B.图乙中物体未全部浸没在水中
(3)由实验测得的数据可以求出物体A的密度为 ;若将图乙中的水换成盐水(ρ盐水>ρ水),物体受到的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)利用上述实验中的器材和木块,探究甲、乙、丙、丁“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,实验过程中 (选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)步骤不需要弹簧测力计。
【答案】 丁甲乙丙 排开液体所受的重力 A 2×103kg/m3 变大 乙
【详解】(1)[1]最合理的实验顺序是:
丁、测出空桶的重力;
甲、测出物体所受到的重力;
乙、把物体浸在装满水的溢水杯中,测出测力计的示数;
丙、测出桶和排开的水受到的重力;
故正确顺序为丁甲乙丙。
[2]空气中物体的重力为2N;水中弹簧测力计的示数为1N,物体在水中受到的浮力
F浮=G-F′=2N-1N=1N
由图丁可知,空桶的重力0.5N,由图丙可知,水和桶的重力1.5N,所以溢出水的重力
G排=G总-G桶=1.5N-0.5N=1N
根据计算结果,可见F浮=G排,说明浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开的液体受到的重力。
(2)[3]A.图乙中水面未到达溢水杯的溢水口,物体放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,故在此过程中,物体受到的浮力大于溢出的水的重力,故A符合题意;
B.图乙中物体未全部浸没在水中,物体排开液体的体积小,排开液体的重力小,浮力也小,仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力,对实验没有影响,故B不符合题意。
故选A。
(3)[4]在水中受到的浮力
F浮=G-F拉=2N-1N=1N
由F浮=ρ水gV排公式变形可得,物体A排开水的体积
物体A的体积等于排开水的体积
V=V排=1×10-4m3
物体A的质量
物体A的密度
[5]将图乙中的水换成盐水,由于ρ盐水>ρ水,液体的密度变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,浮力变大。
(4)[6]物体漂浮在水面上,受到的浮力等于它的重力,测量漂浮的物体受到的浮力时,不需要用弹簧测力计提着物体,即乙步骤不需要弹簧测力计。
19.在教材安排的“用天平测量物体质量”的实验中:
(1)实验方案要求:先估测物体质量,再进行实测,这样安排的好处是 ;
(2)测量时,要用镊子而不能用手加减砝码和调节游码,原因是 ;
(3)对同一物体的质量要进行三次测量,然后取平均值,目的是 ;
(4)如果你和小周同学共用一套实验器材,合作完成该实验,当小周同学在进行实验操作时,你应该 。
【答案】 减少试加砝码的次数 为了保护砝码和游码 减小误差 观察现象,记录数据
【详解】(1)[1]在测量物体质量时,要先估测物体的质量,再进行实测,这样可以减少试加砝码的次数,提高测量效率。
(2)[2]测量时,要用镊子而不能用手加减砝码和调节游码,原因是用手加减砝码和调节游码时,会污染砝码和游码,影响测量结果,故为了保护砝码和游码,要用镊子而不能用手加减砝码和调节游码。
(3)[3]测量过程中存在误差,对同一物体的质量要进行三次测量,然后取平均值,可以通过求平均值,减小误差。
(4)[4]当小周同学在进行实验操作时,应该配合小周,观察现象,记录数据等。
20.用天平和量筒测酱油的密度,于是做了如下实验:
(1)某同学按照甲、乙、丙的顺序且把烧杯中的酱油全部倒入量筒进行测量,则酱油的质量 g,密度为 kg/m3;
(2)实验完成后,老师让同学们讨论,用这样测出酱油的密度会 (选填“偏大”或“偏小”)。若要减少测量的误差,可以按照 这样的顺序进行测量(填序号)。
【答案】 44 1.1×103 偏大 乙、丙、甲
【详解】(1)[1]在天平的标尺上,1g之间有个小格,一个小格代表的质量是0.2g,即天平的分度值为0.2g;由图知烧杯的质量为
烧杯和酱油的总质量为
量筒中酱油的质量为
[2]量筒的分度值为2mL,量筒中酱油的体积为
酱油的密度为
(2)[3]实验中不可能把烧杯内的酱油全部倒入量筒内,导致测量的酱油的体积偏小,由公式知测量密度值偏大。
[4]为减小误差,可先测烧杯和酱油的质量,将酱油倒入量筒,读出体积,再测出烧杯的质量,步骤为乙、丙、甲。
21.如图所示,让同一小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑,比较小车在不同水平面上通过的距离,进一步推理可以得出:如果水平面绝对光滑,小车将做 运动;下列用到类似科学推理方法的实验还有 (选填序号)。①用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质②用细铁屑探究通电螺线管外部的磁场分布③用弹簧测力计测量物体在水平方向滑动摩擦力的大小。若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做本实验以获取可靠的证据?答: (需要/不需要)
【答案】 匀速直线 ① 不需要
【详解】[1]如果水平面绝对光滑,小车在水平面上将不受阻力,保持原有的速度做匀速直线运动。
[2] ①用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质用到了科学推理法;②用细铁屑探究通电螺线管外部的磁场分布是转换法;③用弹簧测力计测量物体在水平方向滑动摩擦力的大小是转化法。故①符合题意,②③不符合题意。
故选①。
[3]实验中小车仅在木板上滑行时,当木板越光滑,小车滑行的距离会越远,由此可得出结论:如果水平面绝对光滑,小车将做匀速直线运动,故就算小车在木板上滑行时滑出了右端也能得出正确结论,不需要重做本实验以获取可靠的证据。
22.在我们初中物理课本中,多次利用斜面进行探究实验,如图所示。
(1)图甲利用斜面测量小车的平均速度,该实验的原理是 ;
(2)乙、丙实验都有让物体从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤,这样操作的目的是:使物体滑到斜面底端时,保持 相同;
(3)图丙中,在水平木板上,被撞出的木块在A点的动能 B点的动能(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】 速度 大于
【详解】(1)[1]图甲利用斜面测量小车的平均速度,先测量小车的速度与时间,再通过得到小车的平均速度,则实验原理是。
(2)[2]物体下滑到水平面的速度取决于物体由斜面自由下滑的高度。根据控制变量法要求,实验中要保持小车到达斜面底端的速度相同,因此这样操作的目的是:使物体滑到斜面底端时,保持速度相同。
(3)[3]小球从斜面下滑至水平面,将木块推动一定的距离,因在水平木板上要克服摩擦做功,因此速度逐渐减小,则木块在B点的速度小于在A点的速度,而木块的质量不变,因此被撞出的木块在A点的动能大于B点的动能。
23.实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验,小灯泡的额定电压为2.5V(阻值约为10Ω),滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉);
(2)电路连接好后,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P,小明发现小灯泡不发光,电流表示数有变化,电压表始终无示数,则可能原因是 ;
(3)排除故障后,接通电路,移动滑动变阻器的滑片P,观察到 ,表明小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的阻值约为 Ω;
(4)实验中,根据测得数据绘制成如图丙所示的U﹣I图像,分析图像可知:小灯泡的电阻不是定值,其原因是 。
【答案】 小灯泡短路 电压表示数为2.5V 8.3 灯丝的电阻随温度的变化而变化
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端;灯泡阻值约为10Ω,根据欧姆定律可知,灯泡正常发光时的电流约为
故电流表应选用小量程串联在电路中;滑动变阻器上下各选一个接线柱与电流表串联,如下图所示:
(2)[2]电路连接好后,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P,小明发现小灯泡不发光,电流表示数有变化,说明电路是通路;电压表始终无示数,说明电压表并联的电路短路,即可能原因是小灯泡短路。
(3)[3][4]排除故障后,接通电路,移动滑动变阻器的滑片P,观察到电压表示数为2.5V,表明小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则小灯泡正常发光时的阻值约为
(4)[5]由U﹣I图像可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据欧姆定律可知,电压变化量要大于电流变化量。根据P=UI可知,灯泡功率变大,温度升高,且该图像不是直线,说明灯的电阻是变化的,主要原因灯的电阻随温度的变化而变化。
24.某学习小组计划探究电流与电阻的关系。可供使用的实验器材有:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,阻值分别为5Ω、15Ω、25Ω的定值电阻各一个、导线若干。
(1)连接电路时开关应该 (选填“断开”或“闭合”)。
(2)如图甲所示的实物电路中存在错误,小兰发现只需要改接一根导线就可以了,请在那一根错误的导线上画“×”,再画线把它改到正确的位置上 。(导线不允许交叉)
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为 V,为保证分别使用三个定值电阻均能顺利完成实验,滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
【答案】 断开 2.5 35
【详解】(1)[1]连接电路时为保护电路,防止电路中的电流过大,开关应该断开。
(2)[2]原来的电路中,定值电阻与电流表并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,如图所示:
(3)[3]由图乙可知,电阻两端的电压始终不变,为
U=IR=0.1A×25Ω=2.5V
[4]根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
U滑=6V-2.5V=3.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器接入电路中的电阻为
所以为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器。
25.小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。探究过程及有关数据如图所示。
(1)分析图中的A、B(或A、C),说明浸在液体中的物体受到 (填方向)的浮力;金属块浸没在水中所受的浮力是 N;
(2)观察 四个图(填图的序号)可得出结论:金属块在同种液体中受到浮力的大小随物体排开液体体积的增大而增大;
(3)小明还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”。他找来薄铁片、烧杯和水进行实验。实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第二次铁片受到的浮力。
(4)根据图中的相关数据计算得出:煤油的密度是: kg/m3;
(5)小红同学也设计了一个实验,用排水法测某实心金属块的密度。实验器材有小空筒、溢水杯、烧杯、量筒和水。实验步骤如下:
①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中,如图甲;
②将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为20毫升,如图乙;
③将烧杯中20毫升水倒掉,从水中取出金属块,如图丙;
④将金属块放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为44毫升,如图丁。
则:被测金属块的密度是 g/cm3;在实验步骤③和④中,将沾有水的金属块放入小空筒,测出的金属块密度将 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
【答案】 竖直向上 4 A、B、C、D 小于 0.8×103 3.2 不变
【详解】(1)[1]分析图中的A、B(或A、C)可知,B(或C)示数减小,说明受到浮力的方向与重力的方向相反,即浮力的方向竖直向上。
[2]物体在空气中的重力G=10N,浸没在水中时弹簧测力计的示数F拉=6N,根据称重法得金属块受到的浮力
F浮=G﹣F拉=10N﹣6N=4N
(2)[3]物体所受浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关,要探究浮力与金属块排开液体体积的关系时应控制液体密度不变,改变金属块浸入液体的体积。由此可知,ABCD四个图符合要求,由这四个图可以发现,金属块浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计示数越来越小,即浮力在增大。
(3)[4]由物体的浮沉条件可知,铁片下沉时F浮1<G,铁片漂浮时F浮2=G,则F浮1<F浮2,则第一次铁片受到的浮力小于第二次铁片受到的浮力。
(4)[5]根据(1)已知金属块浸没在水中所受浮力为4N,根据阿基米德原理可知金属块的体积
由图A、E所示实验可知,金属块浸没在煤油中受到的浮力
F浮油=10N﹣6.8N=3.2N
金属块浸没在煤油中排开煤油的体积等于自身体积,为4×10-4m3,根据阿基米德原理可知煤油的密度
(5)[6]由图甲和图乙可知,金属块的体积
V=V排水=20mL=20cm3
因为将金属块放入小空筒,小空筒漂浮在水面时受到的浮力等于小空桶的重力与金属块的重力之和,而小空桶浮在水面上时水未溢出,所以,金属块漂浮时排开水的体积
V'排水=44mL+20mL=64mL=64cm3=64×10-6m3
根据物体漂浮条件可知,金属块的重力
G=F'浮=ρ水gV'排水=1×103kg/m3×10N/kg×64×10-6m3=0.64N
金属块的质量
则被测金属块的密度
[7]在实验步骤①和②中测得的金属块的体积一定。在实验步骤③和④中,将沾有水的金属块放入小空筒,相当于减少了溢水杯排出水的重力,增加了小空桶和金属块排开水的重力,由漂浮条件和阿基米德原理可知,其减少量等于增加量,故沾水的金属块排开水的体积不变,所受浮力不变,则其重力、质量不变,根据可知,测出的金属块密度不变。
26.为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个完全相同的装置对质量相等的水和食用油做了如图所示的实验。用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值,并用钟表记录加热时间。实验数据记录如下表:
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
2
45
食用油
60
20
2
68
(1)在实验过程中一般用控制 相同的方法保证水和食用油吸收的热量相同;
(2)通过实验发现:若要使水和食用油的最终温度相同,就要给 加热更长时间;
(3)通过实验可知水的吸热能力 (选填“大于”、 “小于”)食用油吸热能力。
【答案】 加热时间 水 大于
【详解】(1)[1]由题意可知,两加热装置相同,则在相同时间内水和食用油吸收的热量相同,所以,在实验过程中一般用控制加热时间相同的方法保证水和食用油吸收的热量相同。
(2)[2]由表中数据可知,加热相同的时间,食用油升温高,所以,若要使水和食用油的最终温度相同,就要给水加热更长的时间,则水吸收的热量更多。
(3)[3]由(2)可知,水和食用油的最终温度相同,水吸收的热量更多,说明水的吸热能力大于食用油吸热能力。
27.如图甲所示,VR眼镜是一种可以虚拟现实的头戴式显示设备,它利用计算机生成模拟系统,给用户产生一种身在虚拟环境中的感觉。因为电子屏距离眼睛很近,为了让用户可以看清图像,需在眼睛和电子屏之间配置一块透镜。
为了弄清VR眼镜内置透镜的作用,小珩同学做了以下实验:
(1)用“F”形LED灯模拟VR眼镜的电子屏,用透镜模拟晶状体,用光屏模拟视网膜(如图乙)。在实验前,需要调节LED灯中心、透镜光心、光屏中心在 。
(2)经过实验小珩发现,若保持光屏和凸透镜位置不变,LED灯向右移动时,要重新在光屏上得到清晰的像,需换用焦距更小的凸透镜,这说明:物体靠近眼睛时,为看清物体,晶状体要变 (选填“厚”或“薄”),以 (选填“增强”或“减弱”)它的折光能力。
(3)如图丙所示,如果物体离眼睛太近,超出晶状体的调节范围,人眼将无法看清,这和 眼相似(选填“近视”或“远视”)。在原有凸透镜和LED灯之间放一块合适的透镜,便能在光屏上得到清晰的像,从而推断出VR眼镜内置的是 透镜。
【答案】 同一高度 厚 增强 远视 凸
【详解】(1)[1]实验前,为了使像成在光屏的中央,需要调节LED灯中心、透镜光心、光屏中心在同一高度。
(2)[2][3]实验中,若保持光屏和凸透镜位置不变,LED灯向右移动时,物距减小,则像距变大,要重新在光屏上得到清晰的像,则需换用焦距更小的凸透镜,说明物体靠近眼睛时,为看清物体,晶状体要变厚,以增强它的折光能力。
(3)[4][5]由题意可知,如果物体离眼睛太近,就会超出晶状体的调节范围,使人眼无法看清,这与远视眼的成像情况相同,所以应该用凸透镜来矫正。在原有凸透镜和LED灯之间放一块合适的透镜,便可以进一步缩小物距,让光屏上重新出现清晰的像,因此VR眼镜内置的是凸透镜。
28.小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路.
连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是 .
小明根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有或中的一处发生故障,则故障可能是 写出一种即可.
排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在下表中.
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
分析实验数据得出两个实验结论:
串联电路两端的电压 各部分电路两端电压之和:
串联电路中,各部分电路两端电压相等.
实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论是错误的,造成结论错误的原因是 ,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是 .
小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路图,在测两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这个方法 选填“能”或“不能”测出两端的电压,理由是 .
【答案】 对电压表进行调零 断路或短路 等于 选用相同规格的灯泡做实验 只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性 不能 电压表的正负接线柱接反了
【详解】(1)[1]连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,指针没有指零刻度,应对电压表进行调零;
(2)[2]由电路图可知,两灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压.闭合开关后,发现电压表示数为零,且只有或中的一处发生故障;若灯、均不亮,说明电路发生断路,而电压表没有示数,说明电压表的两端不能与电源连通,则是断路;若亮、不亮,而电压表没有示数,则可能是灯短路;
(3)[3]由表中实验数据可知,UAC=UAB+UBC,即串联电路的总电压等于各部分电路电压之和.
(4)[4][5]由实验数据可知,各部分电路两端电压相等,该结论是错误的,造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验;
由实验数据可知,只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性,为得出普遍结论,应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验;
(5) [6][7]为了节省时间,利用原来的电路图,在测两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这样做不能测出两端的电压,因为根据电路图分析可以看出,直接改接一端连线,会造成电压表的正负接线柱接反了;
【点睛】本题为探究串联电路中的电压规律实验,考查电压表的正确使用以及串联电路的电压特点,还考查了学生对实验数据的处理能力和分析、归纳、总结能力,是一道不错的实验题.
29.小明用如图a所示的电路探究电流与电阻的关系.
(1)用笔画线代替导线将图a中的电路连接完整.
(2)实验时每次更换电阻,闭合开关后,观察电流表示数之前必须进行的操作是: .
(3)根据下表中记录的实验数据判断,测量时电流表应该选择的量程是 A.
(4)根据下表中的数据,在图b中画出I与R关系的图象.
序号
①
②
③
④
⑤
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.60
0.30
0.20
0.15
0.12
【答案】(1)如图a所示;(2)调节滑动变阻器,使电阻两端的电压保持不变;(3)0~0.6;
(4)如图b所示.
【详解】试题分析:(1)电压表应与电阻并联,如图所示:
(2)探究电流和电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变,所以每次更换电阻,闭合开关后,需调节滑动变阻器,使电阻两端的电压保持不变.
(3)由表格中数据知,最大电流为0.6A,所以电流表可选择0~0.6A的量程;
(4)根据表格中数据描点并连线,如图所示:
考点:探究电流与电阻的关系
30.一只小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电流约为0.3A。小明想测量这个小灯泡的额定功率,实验室中有如下器材:一个电压表、一个电流表、一个开关、电源、滑动变阻器、导线若干。
电压 U/V
1
2.5
2.8
电流 I/A
0.18
0.28
(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整 ;
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,出现这一故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,进行了三次测量,测量数据如表。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的额定功率为 W;
(4)完成上面实验后,小明想测量额定电压为3V的小灯泡的额定功率,设计了如图丙所示的电路,已知电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为5Ω,请帮小明将实验步骤补充完整;
①只闭合开关S、S1,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 A,小灯泡正常发光;
②只闭合开关S、S2,使滑动变阻器的滑片 (填“向左移”、“保持不动”或“向右移”),读出电流表的示数为0.2A;
③小灯泡的额定电功率为P额= W;
(5)小明设计了如图丁的电路,测出了小灯泡L2的额定功率。实验方案如下:(电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R1,滑动变阻器R2的最大阻值为R2)
①只闭合开关S和S2,移动R1滑片,使电流表的示数为I额;
②只闭合开关S和S1,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额。保持变阻器 的滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。则小灯泡额定功率的表达式P额= 。(用I额、I1、I2、R1、R2中的字母表示)
【答案】 小灯泡断路 0.65 0.6 保持不动 1.2 R2
【详解】(1)[1]结合题意及图乙可知,电流表应选用小量程与灯串联,注意两个电表的左接线柱为负接线柱,电路连接如图所示:
(2)[2]电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则出现这一故障的原因可能是小灯泡断路。
(3)[3]当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.26A,
灯泡的额定电压为2.5V,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W
(4)[4]如图丙所示的电路,已知电源电压恒为U,定值电阻的阻值为R0,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,灯泡和变阻器并联后再与电阻R0串联,电流表测干路电流;当灯泡正常发光时,并联部分的电压为U额,由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,此时电流表的示数应为
所以,需移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为0.6A,此时小灯泡正常发光。
②[5]只闭合开关S、S2,使滑动变阻器的滑片保持不动,读出电流表的示数为0.2A。
③[6]在步骤①中,变阻器与灯并联,电流表测干路电流;在步骤②中,变阻器与灯仍然并联,电流表测通过变阻器的电流,由于此时各电阻的大小和电压不变,通过变阻器的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律可得,灯的额定电流为
IL=0.6A-0.2A=0.4A
小灯泡的额定功率为
P额=U额IL=3V×0.4A=1.2W
(5)[7]①闭合开关S和S2,移动R1滑片,使电流表的示数为I额。
②只闭合开关S和S1,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额。保持变阻器R2的滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。
[8]在①中,R1与灯串联,灯正常发光,
在②中,R1与R2串联,因为电路中电流仍为I额,所以此时变阻器R2接入电路的阻值为
R2'=RL
保持R2滑片位置不动,将另一个滑动变阻器(R1)滑片移到最左端,即此变阻器接入电路的阻值为0,电流表的示数为I1,再将滑动变阻器(R1)的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。
由串联电路特点和欧姆定律可得
U=I1R2'=I1RL=I2(R1+RL)
解得
小灯泡额定功率的表达式为
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