【题型分类特训】实验探究题核心考点练习卷(三)-2025年中考物理复习
2025-06-12
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内容正文:
【题型分类特训】实验探究题核心考点练习卷(三)-2025年中考物理复习
一、实验探究题
1.小柳用两个相同的酒精灯分别给水和煤油加热,如图甲所示,比较水和煤油的吸热能力的强弱。
(1)实验前,两烧杯分别装入 (选填“质量”或“体积”)和初温相等的水和煤油;在图甲中组装器材时先调整 (选填“A”或“B”),便于使用酒精灯外焰加热。
(2)实验中,通过比较 来间接反映水和煤油吸收热量的多少,小柳根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像,如图乙,水和煤油都升高到98℃,两者吸收的热量 (选填“相等”或“不相等”);
(3)为了比较甲、乙液体的吸热本领,小柳提出两种比较方案:①让两者加热相同时间比较升高的温度;②让两者升高相同的温度比较加热时间。在两种液体都不沸腾的前提下,你认为可行的方案是 (选填“①”、“②”或“①和②”)。
(4)由图像可知,煤油吸热能力比水 。
2.实验小组在进行"测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验。
(1)连接了如图甲所示的电路,闭合开关,将观察到小灯泡 (选填“亮”或“不亮”),电压表 (选填“有”或“无”)示数。
(2)正确连接电路后,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则电路故障可能是小灯泡 。
(3)记录实验数据如表,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(结果保留一位小数)
实验次数
1
2
3
4
发光情况
较暗
较亮
正常
很亮
电压U/V
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.24
0.28
0.30
0.32
电阻R/Ω
(4)实验后同学们不用电流表,设计了如图乙所示的电路,测出了额定电压为U额的小灯泡的额定功率。已知电源电压为U不变,R0为定值电阻,请完成下列实验步骤:
①连接好电路,闭合开关S1、S2,断开开关S3,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U一U额;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关S1、S3 ,断开开关S2,记下此时电压表示数为U1;
③小灯泡额定功率的表达式:P额= (用U、U1、U额和R0表示)。
3.小东猜想物体的隔音效果可能跟物体的厚度和材料有关。小东挑选了市面上常见的隔音材料有聚酯纤维、鸡蛋棉、隔音海绵。为了比较这几种材料的隔音效果,小东还准备了机械闹钟、手机(自带 APP分贝测量仪)、三个完全相同的塑料密封盒作为隔音房间模型。
(1)实验思路:
①小东设计将这三种材料裁剪后贴在房间模型的内部,以下做法能达到最好隔音效果的是 。
A.贴在“房间”的四面墙壁上
B.贴在“房间”的四面墙壁和地面上
C.贴在“房间”的四面墙壁、地面和顶面上
②为测试不同材料的隔音效果,还应使三种材料具有相同的 。
③在比较不同材料的隔音效果时,声源的响度应 (选填“随材料而变化”“保持不变”或“根据实验情形而改变”)。
(2)实验过程:
首先利用手机分贝测量仪检测出声源处的声音强度为80dB,然后在三个塑料盒内分别装好待测隔音材料,并将声源依次放入塑料盒并密封。最后在每个塑料盒外距离声源0.5m处,用手机检测声音的强度,结果记录于下表。
材料种类
聚酯纤维
鸡蛋棉
隔音海绵
声音强度/dB
30
65
44
(3)实验结论:隔音效果最好的材料是 。
4.在探究并联电路的电流特点时,某班各组同学从甲、乙、丙、丁四种规格的灯中,选取两个并联起来接在相同电源上,组成如图1所示的电路;
组别
L1规格
L2规格
IA
IC
IB
1
甲
甲
0.12
0.12
0.22
2
乙
丙
0.16
0.20
0.34
3
甲
丁
0.14
0.14
0.26
4
甲
丁
0.16
0.18
0.32
(1)用电流表测出电路中三个位置的电流来寻找规律,以下取点不合适的是 ;
A.E、A、D B.E、B、C C.F、C、D D.F、A、D
(2)小王组在连接电路时,刚接好最后一根导线,小灯泡就发光了,原因是 ;
(3)小明组连接了如图2的实物连接图,此时,电流表测的是通过 (选填“L1”、“L2”、“干路”)的电流。若要测灯 L2 的电流,请你在图上只改动一根导线,完成电路的连接(在需改动的导线上打“×”,再画出重新连接后的导线);
(4)测量的数据如表:对于测量数据的相关分析,以下说法正确的是 ;
A.第 1 组数据没有测量误差
B.IA+IC总是略大于IB可能是电流表未调零引起的
C.选用多组实验数据,是为了减小误差
D.若测量E处电流,由于E处更接近电源负极,故会发现IE<IF
5.小婕同学发现储水容器在单位时间内的出水量不同。她认为水管中单位时间的出水量可能跟水管两端液体的压强差Δp、横截面积S和长度L有关。为此,她设计了如图所示的装置进行研究,容器底部的水平管AB可以方便更换,B处的开关用于控制出水时间,并把相关实验数据记录在下表中。
序号
水管的截面积S
水管的长度L/厘米
容器内水的深度h/厘米
单位时间出水量Q/毫升
1
20
20
60
2
30
20
40
3
40
20
30
4
20
30
90
5
20
40
120
6
20
20
240
7
20
20
540
(1)打开开关后,容器中水的深度h大小可以反映水管AB两端 的大小;为了使水管AB两端水的压强差尽量保持恒定,盛水容器的面积应该 (选填“大”或“小”);
(2)分析比较实验序号1与6与7数据中Q与S变化的关系及相关条件,可初步得出的结论是 ;
(3)根据实验序号 数据中Q与h变化的关系及相关条件,可初步得出的结论是:在L和S相同的情况下,Δp越大,Q越大;
(4)若h=20厘米、L=25厘米、S=S0,则Q= 毫升;若h=10厘米、L=60厘米、S=4S0,则Q= 毫升。
6.在“测量定值电阻Rx的阻值”实验中,所使用的电源电压恒为3V。
(1)找出图甲电路中存在导线连接错误,请在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的实物电路连接图,接好后能满足闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于左端 ;
(2)电路正确连接后,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,记录电压表的示数如图乙所示,电流表的读数为0.3A,并算出Rx的阻值约为 Ω(保留一位小数);
(3)图丙是小明绘制的小灯泡的I﹣U图象,其中表示小灯泡的是图象 (选填“a”或“b”),分析图象中A、B、C三点电阻RA、RB、RC,其中电阻最大的点是 。
7.五代时期的《化书》中,记载了照镜子时“影与形无异”的现象。小明利用方格纸、玻璃板、相同的棋子A和B等器材,设计了图甲所示的实验来探究平面镜成像特点。
(1)小明用玻璃板代替平面镜,是为了便于确定 ,
(2)在玻璃板前放一个棋子A,把与棋子A相同的棋子B放到玻璃板后并移动,直至棋子B与A的像完全重合,为了使成的像更清晰,应用手电筒对着棋子 (选填“A”或“B”)照射。
(3)移去棋子B,在其原来的位置上放一个光屏,按照图甲中 (选填“①”“②”或“③”)的方式观察光屏,若光屏上看不到棋子A的像,则说明平面镜成的是虚像。
(4)改变棋子A的位置,分别进行三次实验得到了三组物、像的位置,如图乙所示。由此可知,像与物到平面镜的距离 (选填“相等”或“不相等”)。
(5)若将玻璃板向前倾斜(如图丙),则棋子A的像会向 (选填“上”或“下”)移。
(6) 小华与其他同学交流评估时,小明提出用发光的字母灯来进行实验会更好,理由是 。若字母灯有“F”“O”“T”三种形状,则选择“ ”形状的字母灯进行实验最好。
8.在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,平面镜M放在水平桌面上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,垂直于镜面且可绕ON转动。
实验次数
1
2
3
4
∠AON
20°
30°
40°
50°
∠BON
20°
30°
40°
50°
(1)让激光紧贴纸板射向O点,多次改变入射光的方向,测得了几组数据,如上表所示,由此可得出结论:在反射现象中, 。
(2)若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图中的 方向射出,因为在光的反射现象中光路是 的。
(3)如图(b),以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在F上 (选填“能”或“不能”)看到反射光线OB,这样做的目的是为了探究反射光线、入射光线、法线三者是否在 。
(4)实验中能从多个方向看到纸板上的光路,是因为光线在纸板上发生 (选填“漫反射”或“镜面反射”)。
(5)实验中改变入射角大小并测量对应的反射角,测量多组数据的目的是 。
9.“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其中A是锰铜合金丝,B、C和D是镍铬合金丝,A、B电阻丝横截面积一样且比C粗。
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小;
(2)实验中采用的研究方法是 和转换法;
(3)将编号为A、B的电阻丝分别接入电路进行实验,发现接B电阻丝时,灯泡明显变暗,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关;
(4)将编号为 的电阻丝分别接入电路进行实验,可探究导体的电阻大小与横截面积的关系:由此小华想到自己的家乡进行输电线改造时,将原来的细导线换成了较粗的导线,这样就 (选填“增大”或“减小”)输电线的电阻;
(5)实验过程中某小组同学发现更换电阻丝后,小灯泡亮度变化不明显。A同学说将电流表替换灯泡,B同学说将电流表与灯泡串联,哪位同学的方案更好,为什么 ?
10.为了探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”,小明同学设计了如图所示的实验。
(1)实验中应沿水平方向匀速直线拉动水平桌面上的木块,此时拉力和摩擦力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)
(2)甲、乙两次实验是为了探究滑动摩擦力的大小与 有关;
(3)图丙中,水平匀速拉动毛巾上的木块,弹簧测力计示数如图。若拉力增大到4N,木块受到的滑动摩擦力的大小为 N。
(4)改进实验如丁图,当木块在木板上滑动时,下面说法正确的有 。(可多选)
A.木块相对地面静止 B.摩擦力的大小为3.4N
C.测力计的示数比甲更稳定 D.一定要水平匀速拉动木板
(5)比较甲、丙两次实验,发现丙实验中弹簧测力计的示数较大,可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。你认为该结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
11.小明在学校利用天平和量筒测量小石块的密度。
(1)小明将天平放在水平桌面上并将游码归零后,指针如图甲所示,则平衡螺母应向 调节,使天平平衡;
(2)测量小石块的质量时,天平平衡时砝码质量及游码的位置如图乙所示,则小石块的质量为 g;测量小石块的体积的操作过程如图丙所示,则小石块的体积为 ,密度为 ;
(3)回家后,小明自主创新实验,利用家里的电子秤、水、水杯和记号笔来测量另外一个小石块的密度,实验步骤如图所示。()
石块的体积为 ,石块的密度为 (结果保留两位小数)。
12.如图甲所示是小明利用伏安法测量标有“2.5V”字样的小灯泡电阻的电路图。
(1)正确连接电路,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路中的故障可能是 ;
(2)在实验过程中,调节滑动变阻器滑片,使小灯泡正常工作,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡此时的电阻是 Ω;(结果保留一位小数)
(3)小明还想测量某未知电阻的阻值,于是他设计了如图丙所示的电路(定值电阻阻值已知,为),并进行了如下实验操作,请你帮他把步骤补充完整,并写出的表达式。实验步骤如下:
①按照如图丙所示电路连接实物;
②闭合开关S、,记录此时电流表的示数为;
③ (写出开关的闭合、断开情况),记录此时电流表的示数为;
④写出待测电阻的表达式: (用已知量和测量量表示)。
13.在“探究电流与电阻的关系”实验中,提供的器材:电压恒为4.5V的电源,5个定值电阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω)、R5(25Ω),标有“50Ω 1A”的滑动变阻器R电压表(可用量程有0~3V和0~15V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干。
(1)小赵同学设计了如图甲所示的实验电路,电路连接完毕,闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数。若电路故障只出现在R1和R上,则电路故障是 ;
(2)排除电路故障后,将滑动变阻器的滑片P移到最 端,闭合开关,电流表示数如图乙所示,为 A;移动滑片,电压表示数如图丙,则需移动滑片,使定值电阻两端电压表示数为 V;
(3)分别用定值电阻R2、R3、R4、R5依次替换R1,重复(2)中的实验步骤。根据实验所得的五组数据绘制出I-R图像,如图丙所示,由图像可得出的结论是:当 ;
(4)完成步骤(2)后,若保持滑片P位置不变,断开开关,用R2替换R1,闭合开关,应向 (选填“左”或“右”)移动滑片P才能达到实验要求;
(5)为完成该实验探究,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为 Ω。
14.小虎用如图所示装置探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,甲、乙是完全相同的密闭容器,里面密封着等量的空气。
(1)闭合开关前,应保持A、B两U形管内液面相平;
(2)通电后U形管中液面高度的变化反映密闭空气的 的变化,下面应用了相同研究方法的实验是 ;
A.探究“杠杆的平衡条件”
B.探究“光反射时的规律”
C.探究“影响压力作用效果的因素”
D.利用“伏安法”测量小灯泡的额定功率
(3)实验中,乙容器外部电阻丝的作用是为了使两个容器内电阻丝中的 ;
(4)甲、乙两容器中的电阻丝在相同时间内产生的热量之比是 ;
(5)实验过程中乙容器外部的5Ω电阻损坏了,可以用 (选填“10Ω”或“100Ω”)的电阻完成实验。
15.小明利用如图甲所示的实验装置探究沙子和水的温度变化与吸热的关系,操作如下:
(1)在两烧杯中分别装入初始温度相同且 (选填“质量”或“体积”)相等的沙子和水;
(2)用相同的酒精灯加热,每隔相同的时间记录一次温度,其中某时刻的温度如图乙所示,其示数为 ℃;
(3)实验中,是通过比较 来间接反映沙子和水吸收热量的多少(选填“液体升高的温度”或“加热时间”),这是初中物理实验常用的方法: ;
(4)根据实验数据,小明作出了水和沙子的温度随时间变化的图像,由图丙可知,水的温度随时间变化的图像是 (选填“a”或“b”)
16.利用如图甲所示的装置做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验.
(1)如图甲所示,实验装置的组装顺序应为 (选填“自下而上”或“自上而下”),在烧杯上放置一个纸板,其目的是 ·.
(2)实验前,向烧杯中倒入热水而不是冷水,这样做是为了 .
(3)某小组用相同的装置先后做了两次实验,绘制出如图乙所示的a、b两条图线.由图可知:实验中水的沸点为 ℃;水在沸腾时温度 ;若两次实验所用水的质量分别为ma、mb,则ma (选填“>”“<”或“=”) mb.
(4)撤去酒精灯后,水很快停止沸腾,说明水在沸腾过程中需要持续 .
17.小丽选择蜂蜡和海波探究“不同固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”,设计的实验装置如图甲所示。
(1)将装有蜂蜡、海波的试管分别放在盛水的烧杯内加热,而不是直接用酒精灯加热,目的是为了使试管内的物质 .
(2)将温度计正确插入蜂蜡和海波中,观察温度计示数时如图乙所示,其中正确的是 ,此时温度计的示数是 ℃.
(3)图丙是小丽绘制的海波的熔化图像,图中 BC段表示海波的熔化过程,此过程中海波 (选填“吸收”或“放出”)热量,温度 (选填“升高”“降低”或“不变”).第10 min海波处于 (选填“固”“液”或“固液共存”)态.
(4)图丁是小丽绘制的蜂蜡的熔化图像,蜂蜡在熔化过程中温度 (选填“升高”“降低”或“不变”).
18.小丽利用小桌、海绵、砝码等器材“探究压力作用效果”的实验如图的甲、乙、丙所示。
(1)甲、乙、丙实验中,根据 来显示压力的作用效果,所运用的物理方法是 。
(2)通过甲、乙实验能够得到的结论是 。
(3)比较乙、丙可知:压力的作用效果与 的关系。请举出生活中应用此知识的一个实例 。
(4)如图丁实验将质量分布均匀的物体沿竖直方向切成大小不同的两块,将左边部分移开后,发现海绵的凹陷程度不变,由此得出压力的作用效果与受力面积无关,你认为此探究过程中存在的问题是 。
19.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 。
(2)AB段距离sAB= cm,小车在AC段平均速度vAC= m/s。
(3)如果不小心让小车过了A点才开始计时,则所测AC段的平均速度会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(4)下列图象中能正确反映小车在斜面上运动情况的是 。
(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= (用字母v1和v2表示)。
20.在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)为了粗测凸透镜的焦距,小红上午上课前,将凸透镜与水平地面平行放置,让太阳光照射到凸透镜上,调节凸透镜到地面的距离,直至地面上出现一个最小的亮点,小红认为此点到光心的距离,就是凸透镜的焦距,小强却说,这个距离不是凸透镜的焦距,其理由是 。
(2)小红改变方案将凸透镜安装在光具座上,用平行光作光源,移动光屏,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为 cm。
(3)如图乙,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是倒立、 的实像。若将蜡烛和光屏的位置对调,光屏上 (有/没有)烛焰清晰的像,原因是 。
(4)小明做实验时将自己的远视眼镜放在凸透镜前模拟远视眼的矫正,移动光屏直至光屏上出现了蜡烛清晰的像,此时取下眼镜,小明应将蜡烛向 (远离/靠近)凸透镜方向移动,才能再次在光屏上找到蜡烛清晰的像,所成像会 (变大/不变/变小)。
(5)小光将点燃的蜡烛放在某处,发现无论怎样移动光屏,在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑,你认为可能出现的原因应该是 。
(6)如图丙所示,保持蜡烛的位置不变,移动透镜至图丙所示刻度线处,则人眼应该在图中 (A/B/C)处且朝着相应方向,才能观察到烛焰的像。
(7)小华更换相关器材后顺利完成实验,根据记录的实验数据得到了如图所示的图像,线段MN为凸透镜成像的像距倒数(1/v)和物距倒数(1/u)的对应关系。根据图像信息可得该小组所用凸透镜的焦距为 cm。实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向 (上/下)方移动。
21.小明猜想,水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响,为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程,每隔一定的时间,小明就观察盐水状态,测出温度,并将凝固过程中记录的温度数据画成了凝固图像,如图1所示:
(1)从图像可知该物质在第15分钟处于 态。(选填“固”、“夜”或“固液共存”)
(2)从图像可得到晶体的液体物质在凝固时温度 ,(填“变大”或“变小”或“不变”)但要放出热量。
(3)该物质的凝固点为 ℃,验证了小明的猜想,因为与水的凝固点相比凝固点变 了。(填“高”或“低”)
(4)如果将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐水混合物中,如图2,试管中的冰水混合物的冰会 。(填“变多”、“变少”或“不变”)
(5)2008年1月的那场大雪灾曾导致我国大部分地方气温降至零下5摄氏度以下,很多车辆因为水箱中的水凝固成冰而不能正常运转。在有关技术部门的建议下,司机们在水中加入一定量的酒精,问题便得到解决。这说明:与水比较,酒精和水的混合物的 。
22.利用图(题图)器材对“使用动滑轮是否省功”进行探究。实验步骤如下:
①如图甲所示,用弹簧测力计将钩码缓慢、匀速向上提升一定高度,并同时用刻度尺测量提升高度,记录拉力F1与高度h,计算拉力所做的功W1;
②如图乙所示,用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢、匀速向上提升相同高度h,记录拉力F2及绳端移动距离s,计算拉力所做的功W2;
③比较W1和W2的大小关系,得出结论。
回答下述问题:
(1)提升钩码所做有用功为 ,额外功为 ,机械效率为 (均用测量量符号表示);
(2)实验中W1和W2的大小关系是W1 W2(选填“>”、“=”或“<”);
(3)请结合实际提出一种提高本机械效率的方法或措施: 。
23.题图所示是某小组研究浮力问题的装置图,请根据图示回答问题:
(1)AB两图中,B图中测力计的示数变小,说明物体受到浮力的方向 ,其大小为 N;
(2)比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与 有关;
(3)C、D两图中,弹簧测力计的示数不同,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟 有关;
(4)比较 图和 图可说明物体浸在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的深度无关。
24.在探究“二力平衡的条件”的实验中,小刚采用的实验装置如图甲所示,小华采用的实验装置如图乙所示。
(1)这两个实验装置中,你认为装置 (选填“甲”或“乙”)更科学,原因是该设计较好地排除了 对实验的影响;
(2)在装置乙中,将小车旋转一定角度,松手后,发现小车旋转后又恢复原状,这说明要使物体平衡,两个力必须大小 、方向 。
25.某同学在“探究杠杆的平衡条件”实验中,所用杠杆刻度均匀,各钩码规格相同。
(1)杠杆在如图甲所示的位置静止时,杠杆 处于平衡状态(选填“是”或“不是”),为方便测量力臂的长度,应将平衡螺母向 调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)在杠杆两端加挂并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,多次实验并把数据记录在表格中。
次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
2
10
1
20
2
2
5
1
10
3
3
10
2
15
分析表中的数据,归纳出杠杆的平衡条件是 (用表格中的字母表示);多次实验的目的是 (选填“A”或“B”);
A.寻找普遍规律 B.减小实验误差
(3)要使如图乙中的杠杆水平平衡,应在B点挂 个钩码;改用弹簧测力计替换B点的钩码,始终竖直向下拉杠杆,使杠杆从水平位置缓慢转过一个小角度(如图丙),转动过程中弹簧测力计拉力的力臂 ,拉力的大小 (后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”);
答案解析部分
1.【答案】(1)质量;B
(2)加热时间;不相等
(3)①和②
(4)弱
【解析】【解答】比较水和煤油的吸热能力时,
(1)实验时,水和煤油液体种类不同,其它条件相同,需要保证初温相同,质量相同。
实验要用酒精灯的外焰加热,应点燃酒精灯,再调整B的高度,组装器材由下而上。
(2)实验时,加热装置相同,加热相同的时间,放出热量相同,水和煤油吸收的热量相同,根据加热时间来判断吸收热量的多少。如图乙,水和煤油升高到98℃,温度差相同,水加热时间比煤油长,吸收的热量不相等。
(3)比较不同物质吸热能力时,可加热相同的时间,比较升高的温度,升高的温度越高,吸热能力越弱;或升高相同的温度,比较加热时间,加热时间越长,吸收热量越多,吸热能力越强,方案①和②可行。
(4)分析乙图,质量相等的水和煤油,升高的温度相同,水加热时间更长,吸收的热量多,可判断水的吸热能力比煤油更强,煤油的吸热能力弱。
【分析】(1)比较不同物质的吸热能力时,保持质量和初温相同;组装器材从下到上;
(2)加热装置相同,通过加热时间,表示吸收的热量;温度差相同时,加热时间越长,吸收热量越多;
(3)物体质量相同时,加热相同时间比较温度差,或温度差相同比较加热时间,可以判断物体吸热能力大小;
(4)当质量和温度差相同时,加热时间越长,吸热能力越强。
(1)[1]探究不同物质的吸热能力时,使用水和煤油两种液体种类不同,其它的量需要相同,需要保证初温相同,还要控制质量相同。
[2]实验中要用酒精灯的外焰加热,所以应点燃酒精灯,再安装B在合适的位置,按由下而上的顺序组装器材。
(2)[1][2]由于采用相同的加热装置,相同的时间内,放出的热量相同,那么相同的时间内,水和煤油吸收的热量相同,则加热时间越长,吸收的热量越多,故可以根据加热时间来判断吸收热量的多少。如图乙,水和煤油都升高到98℃,水所用加热时间比煤油多,所以两者吸收的热量不相等。
(3)探究“比较不同物质吸热能力强弱”,可以采取两种方法,加热相同的时间,吸收相同的热量,比较升高的温度,升高的温度越高,吸热能力越弱;还可以采用升高相同的温度比较加热时间,加热时间越长,吸收的热量越多,吸热能力越强,故可行的方案是①和②。
(4)结合前面分析和乙图,质量相等的水和煤油,初温相同,当它们温度都升高到98℃时,它们升高的温度相同,水需要的加热时间更长,水吸收的热量多,可判断水的吸热比煤油更强。
2.【答案】(1)不亮;有
(2)断路
(3)8.3Ω
(4)
【解析】【解答】(1)由图甲可知,闭合开关,电压表串联在电路中,电压表内阻很大,电路中几乎没有电流,所以电流表无示数,小灯泡不亮,电压表连接在电源两端,相当于测电源电压,所以电压表有示数。
(2)闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡不发光,电流表无示数,说明电路出现断路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表与电源之间是通路,电路故障可能是与电压表并联的小灯泡断路。
(3)由数据表可知,小灯泡正常发光时的电压为2.5V,电流为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻为:
(4)① 闭合开关S1、S2,断开开关S3,滑动变阻器、R0、L串联, 调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U一U额,即滑动变阻器和定值电阻的电压为U一U额,此时小灯泡正常发光,额定电压为U额;
② 保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关S1、S3 ,断开开关S2, 此时电压表测滑动变阻器两端电压,为 U1 ;
③ 定值电阻R0两端的电压为:
U0=U - U额 - U1
电路中的电流为:
小灯泡额定功率为:
【分析】(1)电压表串联在电路中,由于电压表内阻很大,电路相当于断路;
(2)串联电路中,移动滑动变阻器滑片,电流表无示数,说明电路出现断路,电压表有示数且接近电源电压,说明故障可能是与电压表并联的部分电路发生断路;
(3)根据求小灯泡正常发光时的电阻;
(4)先调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压等于额定电压,再测出定值电阻两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,根据P=UI表示出小灯泡的额定电功率。
3.【答案】C;厚度;保持不变;聚酯纤维
【解析】【解答】(1)①在所有方向都放置隔音材料,才能达到最好的隔音效果,故C符合题意。
故选C;
②物体的隔音效果可能跟物体的厚度和材料有关,根据控制变量法,为测试不同材料的隔音效果,应使三种材料具有相同的厚度。
③根据控制变量法,在比较不同材料的隔音效果时,声源的响度应保持不变。
(2)若材料的隔音效果越好,手机检测的声音响度越小,由表格数据可知,隔音材料为聚酯纤维时,手机检测的声音响度最小,所以隔音效果最好的材料是聚酯纤维。
【分析】(1)根据控制变量法进行分析;
(2)若材料的隔音效果越好,手机检测的声音响度越小。
4.【答案】C;电路连接时开关未断开;干路;;B
【解析】【解答】 解:(1)电流表与待测电路串联,探究并联电路中电流的特点,要用电流表分别测量各支路的电流和干路的电流,A、B、D选项均符合要求;
C选项中,取点F、C、D,即用电流表测干路的电流和通过L2的支路电流,没有测量通过L1的支路电流,故取点组合不合适的是C;
(2)刚接好最后一根导线,小灯泡就发光了,原因是连接电路时,开关没有断开;
(3)此时,两灯泡并联,电流表测的是通过干路的电流;若要测灯L2的电流,电流表与L2串联,如图所示:
(4)分析数据发现,IA+IC总是略大于IE,
B、若电流表使用前指针在零刻线偏右的位置,则每次测量值比真实值偏大,由并联电路电流的规律,
IA+IB总是略大于IC,A正确;
AC、选用多组实验数据,可避免实验的偶然性,使结论更具普遍性,也不可取平均值,BC错误;
D、串联部分的电路各处的电流相等,D错误;
故选:B;
故答案为:(1)C;(2)连接电路时,开关没有断开;
(3)干路;;(4)B。
【分析】 (1)电流表与待测电路串联,探究并联电路中电流的特点,要用电流表分别测量各支路的电流和干路的电流,据此分析;
(2)为保护电路,连接电路时开关应断开;
(3)此时,两灯泡并联,电流表测的是通过干路的电流;根据电流表与待测电路串联改图;
(4)根据串联电流的特点和电流表的使用以及误差产生和探究目的逐项分析。
5.【答案】(1)压强差;大
(2)在L与Δp相同的情况下,S越大,Q越大
(3)1与4与5
(4)48;160
【解析】【解答】(1)液体压强和深度有关,容器中水的深度h可以反映水管AB压强差的大小,利用了转换法;容器的面积越大,水量相同时,水的高度变化越慢,压强差变化小,水管AB两端水的压强差保持恒定。
(2)根据实验1、6、7的数据Q与S,水管的长度L与容器内水的深度h相同,水管的截面积S越大,单位时间出水量Q也变大,可得:在L与Δp相同时,S越大,Q越大。
(3)探究Q随h变化的关系,控制水管的长度L与水管的截面积S相同,改变容器内水的深度h,选择实验序号1与4与5进行分析;
(4)根据表中数据,可知Q与h、S2成正比、与L成反比,整理关系式。若h=20cm、L=25cm、S=S0,代入关系式,得Q=48;若h=10cm、L=60cm、S=4S0时,代入关系式得160。
【分析】(1)液体压强受深度影响,深度不同,反应压强不同;当水量一定时,受力面积越大, 深度变化小,压强变化小;
(2)根据实验数据分析,长度和压强相同时,出水管面积越大, 流量越大;
(3)探究流量和深度的关系,保持压强和长度相同;
(4)根据流量和长度、面积、压强的数据,分析数量关系,结合不同数值,判断流量大小。
(1)[1][2]容器中水的深度h大小可以反映水管AB两端压强差的大小,这用到了转换法;盛水容器的面积越大,盛的水越多,水的高度变化越慢,水管AB两端的压强差变化越小,水管AB两端水的压强差保持恒定。
(2)分析比较实验序号1与6与7数据中Q与S变化,可发现水管的长度L与容器内水的深度h相同,随着水管的截面积S越来越大,单位时间出水量Q也变大,可得出初步结论是:在L与Δp相同的情况下,S越大,Q越大。
(3)要探究Q随h变化的关系并得到结论,我们需要控制水管的长度L与水管的截面积S相同,改变容器内水的深度h,可根据实验序号1与4与5分析得到。
(4)[1][2]根据表中数据可知Q与h、S2成正比、与L成反比,可以得到关系式。若h=20厘米、L=25厘米、S=S0,代入关系式得48;若h=10厘米、L=60厘米、S=4S0,代入关系式得160。
6.【答案】(1)
(2)7.3
(3)a;B
【解析】【解答】测量定值电阻Rx的阻值时,
(1)连接滑动变阻器时,接线柱要一上一下接入电路,根据要求,闭合开关前,滑片应在电阻最大处,置于左端,应将变阻器右上接线柱改为右下方的接线柱,如图:
(2)根据图乙,电压表选用0~3V量程,分度值0.1V,根据指针位置,示数为2.2V,计算Rx的阻值约为:;
(3)灯泡的电阻随温度改变而变化,I-U图像是曲线,a符合实际;灯丝的电阻随温度的升高而增大,C点比A点电阻大,B、C两点电压相同,B点电流小,根据,B点电阻最大。
【分析】(1)连接滑动变阻器时,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱, 电阻变大;
(2)根据电压表量程和指针位置,测量电压;根据,计算电阻;
(3)灯丝电阻随温度升高而变大;根据电压相等,电流越小,电阻越大, 判断电阻的大小。
(1)原电路图中,滑动变阻器接的是上方2个接线柱,滑动变阻器需要“一上一下”接入电路中,根据要求闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于左端,即滑片在最左端,变阻器接入电路中的阻值最大,因此应该将变阻器右上接线柱改为右下方的接线柱接入电路,如下图所示:
(2)电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.2V,则Rx的阻值约为
(3)[1]灯泡的电阻随温度改变,故I﹣U图像是曲线a。
[2]因为灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以A点的电阻值小于C点的电阻值,B、C两点电压相同,B点电流最小,根据可知,B点电阻最大。
7.【答案】(1)像的位置
(2)A
(3)②
(4)相等
(5)上
(6)成像更清晰;F
【解析】【解答】(1) 小明用玻璃板代替平面镜,是为了便于确定像的位置。
综上 第1空、 像的位置;
(2) 为了使成的像更清晰, 需要将物体反射光更多,所以应该将手电筒对着A照射;
综上 第1空、 A;
(3) 移去棋子B,在其原来的位置上放一个光屏,为了观察像和物的相对关系,所以需要按照图甲中②看像;
综上 第1空、 A;
(4)据图可知,像和物到平面镜的距离相等;
综上 第1空、 相等;
(5) 将玻璃板向前倾斜(如图丙) ,物像关于平面镜对称,所以A的像向上移;
综上 第1空、 上;
(6) 用发光的字母灯来进行实验会更好 ,原因为成像稳定,更加清晰;选择不对称的物体进行发光得到的规律更具有普遍性。
综上 第1空、成像更清晰; 第2空、F.
【分析】1、平面镜成像试验:实验仪器有白纸、薄玻璃板(便于确定像的位置),两根大小相同的蜡烛,A蜡烛点燃,B蜡烛熄灭(使用B和蜡烛A的像进行比较,判断像物大小关系),光线最好在较暗的环境中观察,方便观察像的位置;
2、实验步骤:将玻璃垂直于白纸,点燃蜡烛A, 在玻璃板的另一侧慢慢移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像完全重合为止;在蜡烛B一侧放置光屏,光屏上无法成像;
3、试验结论:平面镜成像特点为物像等大、物像等距、物像关于平面镜对称、成虚像。
8.【答案】(1)反射角等于入射角
(2)OA;可逆
(3)不能;同一平面
(4)漫反射
(5)得到普遍规律
【解析】【解答】(1)据表格数据可知, ∠AON = ∠BON ,所以在反射现象中反射角等于入射角;
综上 第1空、反射角等于入射角;
(2) 若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,光将沿图中的 AO方向射出,所以 在光的反射现象中光路是 可逆的;
综上 第1空、OA, 第2空、可逆;
(3) 以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,在F上 不能看到反射光线,目的为探究 反射光线、入射光线、法线三者是否在 同一平面;
综上 第1空、 不能; 第2空、同一平面;
(4) 实验中能从多个方向看到纸板上的光路,是因为光线在纸板上发生 漫反射;
综上 第1空、 漫反射;
(5) 验中改变入射角大小并测量对应的反射角,测量多组数据的目的 为得到普遍规律。
综上 第1空、 得到普遍规律。
【分析】1、探究反射定律试验:实验仪器由纸板(探究反射光线、入射光线、法线是否在同一平面),平面镜,量角器(探究入射角和反射角的大小关系)
2、实验步骤: 1)将一块平面镜放在水平桌面上,再把两张在同一平面内的硬纸板 E 和 F 竖直放在平面 镜上 ;2) 让一束光贴着纸板 E 沿 AO 方向入射,可观察到反射光线出现在 纸板 ;3、改变入射角的大小,使用量角器测量入射角和反射角的大小。
3、反射定律:反射角等于入射角,反射光线、入射光线、法线处于同一平面、在反射中光路是可逆的。
9.【答案】(1)灯泡亮度
(2)控制变量法
(3)材料
(4)B、C;减小
(5)实验时,更换电阻丝后,小灯泡亮度变化不明显,是电阻的变化小。A同学用电流表替换灯泡,若电阻过小,电流过大,会烧坏电流表。B同学将电流表与灯泡串联,通过电流表示数变化,判断电阻大小关系,灯泡可以防止电路中电流过大,保护电流表,B同学的方案更好。
【解析】【解答】探究影响导体电阻大小的因素时,
(1)实验中,电阻和灯泡串联,电阻越大,灯泡变暗,灯泡的亮度可以反映出电阻丝电阻的大小。
(2)实验时,利用灯泡亮度反应电阻大小,是转换法;电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,实验时,探究电阻的影响因素时,需要改变被研究的量,其他不变,运用了控制变量法。
(3)利用A、B电阻丝进行实验,且接B电阻丝时,灯泡明显变暗,则B的电阻更大。导体A、B的长度和横截面积相同,材料不同,电阻不同。可得结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(4)探究导体的电阻大小与横截面积的关系,要保持材料和长度相同,横截面积不同,选择导体B、C进行实验;
输电线改造时,将细导线换成较粗的导线,横截面积越大,能减小输电线的电阻;
(5)实验时,更换电阻丝后,小灯泡亮度变化不明显,是电阻的变化小。A同学用电流表替换灯泡,若电阻过小,电流过大,会烧坏电流表。B同学将电流表与灯泡串联,通过电流表示数变化,判断电阻大小关系,灯泡可以防止电路中电流过大,保护电流表,B同学的方案更好。
【分析】(1)探究电阻影响因素时,通过灯泡的亮度来比较电阻的大小关系;
(2)探究物理量的某一影响因素时,保持其他影响因素不变,只改变这个因素,是控制变量法;
实验时,将不易观察或测量的物理量转换为易观察或测量的物理量,运用了转化法;
(3)导体的长度和横截面积相同时,材料不同,可以探究电阻和材料的关系;
(4)探究电阻和导体横截面积的关系,需要保持材料和长度相同;横截面积越大, 电阻减小;
(5)探究电阻的影响因素时,利用电流表示数反应电阻的大小,串联灯泡可以保护电路。
(1)在实验中,通过观察灯泡的亮度来比较电阻丝电阻的大小。在电路中,电阻越大,电流越小,灯泡的亮度就越暗。所以,灯泡的亮度可以反映出电阻丝电阻的大小。
(2)实验中采用的研究方法是控制变量法和转换法。控制变量法是指在探究某一影响因素时,保持其他影响因素不变,只改变这个因素,观察结果的变化。转换法是指将不易观察或测量的物理量转换为易观察或测量的物理量。实验中将电阻的大小转换为灯泡的亮度来观察,运用了转化法。电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,当研究电阻的影响因素时运用了控制变量法。
(3)将编号为A、B的电阻丝分别接入电路进行实验,发现接B电阻丝时,灯泡明显变暗。这说明,在长度和横截面积相同的情况下,材料不同,电阻不同。所以可以得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(4)[1]为了探究导体的电阻大小与横截面积的关系,需要保持材料和长度相同,只改变横截面积。所以,应该选择编号为B、C的电阻丝进行实验。因为B、C都是镍铬合金丝,长度相同,横截面积不同。
[2]进行输电线改造时,将原来的细导线换成了较粗的导线。这样做可以减小输电线的电阻,因为横截面积越大,电阻越小。
(5)实验过程中,某小组同学发现更换电阻丝后,小灯泡亮度变化不明显。这时,需要考虑如何更准确地观察电阻的变化。A同学用电流表替换灯泡,这样做容易导致电路中电阻过小电流过大而烧坏电流表。B同学将电流表与灯泡串联,这样可以同时观察电流表和灯泡的变化。还可以防止电路中电流过大,起到保护电路的作用。所以B同学的方案更好。
10.【答案】平衡力;压力大小;3.2;AC;错误;未控制压力大小一定
【解析】【解答】(1)木块在水平面上作匀速直线运动时,处于平衡状态,根据二力平衡,拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,即弹簧测力计示数等于滑动摩擦力大小;
(2)根据甲、乙两图,接触面粗粗相同,乙图压力更大,匀速拉动需要拉力更大,所以甲乙两次实验是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
(3)图丙中,当水平匀速拉动毛巾上的木块时,弹簧测力计示数为3.2N,根据二力平衡,此时摩擦力等于拉力f=f=3.2N,若拉力增大到4N,由于木板受到的压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为3.2N;
(4)如图丁所示的实验装置,拉动木板,木块在弹簧测力计和滑动摩擦力的作用下保持静止状态,弹簧测力计示数大小等于滑动摩擦力,此改进的好处是不用控制木板作匀速运动,因为木块对木板的压力不变,接触面的粗糙程度也不变,所以木板对木块的摩擦力不变,且弹簧测力计处于静止状态,便于读数,故AC正确,BD错误。
故选AC;
(5)比较甲、丙两次实验,发现压力的大小和接触面的粗糙程度都不同,直接得出结论是错误的,理由是未控制压力大小相同。
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)(5)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答;
(3)根据图中示数结合二力平衡及影响滑动摩擦力大小的因素分析;
(4)木块相对于地面处于静止状态,根据二力平衡和力的作用的相互性分析。
11.【答案】左;27.4;10;2.74×103;30.0;2.68
【解析】【解答】测量小石块的密度时,
(1)使用天平前,将天平放平,游码归零,图甲中,指针偏右,将平衡螺母向左移动,使天平平衡。
(2)图乙中,根据砝码和游码位置,测量石块的质量为:m=20g+5g+2.4g=27.4g,
图丙,石块的体积为:V=30mL-20mL=10mL=10cm3
计算石块的密度:;
(3)根据电子秤示数,石块的质量m石=80.5g;
乙、丁的总体积相等,排开水的质量为:m水=m丁+m甲-m乙=202.0g+80.5g-252.5g=30.0g,
排开水的体积即石块的体积:,
计算石块密度:
【分析】(1)调节天平平衡时,平衡螺母右偏左调;
(2)根据天平上砝码和游码位置,测量质量;根据量筒液面位置,测量体积;根据,计算密度;
(3)根据容器中有石块和没有石块的体积相等,则加入水的体积等于石块的体积;根据,计算体积,根据,计算密度。
12.【答案】(1)小灯泡短路
(2)8.3
(3)闭合开关S,断开开关;
【解析】【解答】(1)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路已形成通路,不可能是断路,电压表无示数,则电路中的故障可能是小灯泡短路。
(2)小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡正常工作,则电压表的示数为2.5V;此时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则小灯泡的电流为0.3A,小灯泡此时的电阻为
(3)用图丙所示的电路测某未知电阻Rx的阻值,实验步骤:
①按照丙图连接电路;②闭合S、S1,记录电流表示数为I1;③闭合开关S,断开S1,读出此时电流表的示数为I2;④在步骤②中,电阻R0被短路,只有Rx的简单电路,电流表示数为I1,则电源电压:U=I1Rx;在步骤③中,Rx与R0串联,记录电流表示数I2,则电源电压为U=I2(R0+Rx)
根据电源电压不变可知I1Rx=I2(R0+Rx),解得
故答案为:(1)小灯泡短路;(2)8.3;(3)闭合开关S,断开开关;。
【分析】根据伏安法测量标有“2.5V”字样的小灯泡电阻实验填空。
(1)考查电路故障,当开关闭合时,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明与电压表并联的部分短路或者电压表没有接入电路中。
(2)伏安法测量电阻原理:.
(3)安阻法测电阻,根据已知电阻和电流表示数得出未知电阻两端电压,再利用找到未知电阻。
(1)正确连接电路,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路已形成通路,电压表无示数,则电路中的故障可能是小灯泡短路。
(2)小灯泡的额定电压为2.5V,要使小灯泡正常工作,应调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5V;此时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则小灯泡此时的电阻为
(3)[1][2]用图丙所示的电路(R0为已知阻值的定值电阻)测某未知电阻Rx的阻值,实验步骤:
①按照丙图连接电路;②闭合S、S1,记录电流表示数为I1;③闭合开关S,断开S1,读出此时电流表的示数为I2;④在步骤②中,电阻R0被短路,只有Rx的简单电路,电流表示数为I1,则电源电压U=I1Rx;
在步骤③中,Rx与R0串联,记录电流表示数I2,则电源电压为
U=I2(R0+Rx)
根据电源电压不变可知
I1Rx=I2(R0+Rx)
解得
13.【答案】定值电阻短路;右;0.06;2;电压不变时,电流与电阻成反比;右;6.25
【解析】【解答】(1) 小赵同学设计了如图甲所示的实验电路,发现电流表有示数,可能电路中出现短路,电压表无示数,可能是与电压表并联的定值电阻短路。
(2)为保护电路,将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端。
由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,则示数为0.06A。
由图丙可知,当电阻的阻值为10Ω时,电流为0.22A,根据欧姆定律可知,
则两端电压为U=IR=0.22A×10Ω=2.2V;
探究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端电压一定,只改变电阻的阻值,
因此应需移动滑片,使定值电阻两端电压表示数为2V。
(3)根据图像可知,电流与电阻之积为一定值,故由图象可得出的结论是:电压不变时,电流与电阻成反比。
(4)完成步骤(2)后,若保持滑片P位置不变,断开开关,用R2替换R1,根据串联分压原理可知,电阻增大,其分得的电压增大,要使电压表示数保持不变,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以应将滑动变阻器的滑片P向右端移动。
(5)根据串联电路的分压规律得到:;
根据题意可知,等式左右两边的比值都是定值,
当最小的定值电阻接入电路时,则;
解得:R滑小=6.25Ω。
【分析】 (1)电流表有示数,说明整个电路是通路,电压表无示数,说明定值电阻相对于整个电路的电阻来说很小,所以定值电阻能够分得的电压很小,其原因是定值电阻短路;
(2)连接电路时,滑动变阻器滑片置于最大阻值处。根据图片确定电表的分度值,根据指针位置读出二者的示数;
(3)根据实验所得的五组数据绘制出I-R图像求出电流与电阻之积分析;
(4)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
(5)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入5Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻。
14.【答案】温度;C;电流不相等;4:1;10Ω
【解析】【解答】(2)根据题意可知, 通电后U形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化,使用了转换法。
A.探究“杠杆的平衡条件”,采用归纳法寻找普遍规律,故A不合题意;
B.探究“光反射时的规律”,采用归纳法寻找普遍规律,故B不合题意;
C.探究“影响压力作用效果的因素”时,通过海绵或沙子的形变程度来反映压力的作用效果,采用转换法,故C符合题意;
D.利用“伏安法”测量小灯泡的额定功率,采用了间接测量法,故D不合题意。
故选C。
(3)根据图片可知,乙容器外部的电阻与乙容器内部的电阻并联,甲容器内部的电阻在干路中,因此通过它的电流大于通过乙容器内部电阻的电流,所以乙容器外部的电阻的作用是为了使甲、乙容器内导体的电流不相等。
(4)图中三个电阻的阻值相等,根据并联电路电流规律结合欧姆定律可知I甲=2I乙,根据焦耳定律可知,甲、乙两容器中的电阻丝在相同时间内产生的热量之比;
(5)根据并联电路电流规律结合欧姆定律可知,若选的电阻与乙容器内部的电阻并联,通过的电阻的电流与通过电阻的电流相差较大,且通过的电阻的电流很小,也就是说通过甲、乙容器内两个的电阻的电流相差不大,会造成实验现象不明显,所以选的电阻并联接入电路,才能起到明显分流的作用,才可以完成实验。
【分析】 (2)电流产生的热量不能用眼睛直接观察,通过液面高度差的变化来反映,用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法;
(3)乙中两电阻并联后与甲中电阻串联接入电路,串联电路各处电流相等,并联电路干路电流等于各支路电流之和,根据串联电路和并联电路的电流的特点分析;
(4)图中三个电阻的阻值相等,根据并联电路电流规律结合欧姆定律可知I甲=2I乙,根据焦耳定律Q=I2Rt可知甲、乙两容器中的电阻丝在相同时间内产生的热量之比;
(5)乙容器外部电阻丝起分流作用,根据欧姆定律、并联电路电流规律分析即可 。
15.【答案】(1)质量
(2)37
(3)加热时间;转换法
(4)a
【解析】【解答】(1)探究沙子和水吸热的原理为Q=cmΔt,变量是沙子和水,其它影响吸收热量的关键性物理量必须相同,所以选择相同的质量的沙子和水。
综上 第1空、 质量;
(2)如图乙所示,温度计读数为37℃。
综上 第1空、 37;
(3)用相同的酒精灯加热,所以相同的时间内,水和油吸收的热量相同,使用加热时间来表示吸收的热量。该方法为转换法。
综上 第1空、加热时间; 第2空、转换法。
(4)水的比热容比沙子大,所以相同时间下,水升温比较慢,故b是沙子的图像,a是水的图像。故选a。
综上 第1空 、a。
【分析】探究不同物质吸热:原理为Q=cmΔt,在控制材料不同的前提下,保证质量、吸收热量相同,根据加热时间代表物体吸收热量的多少(加热时间越长表明吸收热量越大),当加热时间相同时,温度变化少,物质的比热容大(吸热能力强);加热时间过长,表明吸收热量较大,所以水的质量较多或者初温较低,或者没有加盖三种原因。
(1)探究沙子和水的温度变化与吸热的关系,变量是沙子和水,物质不同,其它影响吸收热量的关键性物理量必须相同,故选择相同的质量的沙子和水。
(2)如图乙所示,分度值为1℃,刻度从下往上依次变大,说明是0℃以上,从零刻度线往上读,读数为37℃。
(3)[1]用相同的酒精灯加热,说明相同的时间内,水和油吸收的热量相同,故可以用加热时间来表示吸收的热量。
[2]用看得见的加热时间来描述看不见的吸收热量的多少,称为转换法。
(4)加热相同的时间,吸收相同的热量,水的比热容比沙子大,水升温比较慢,沙子升温比较快,故b是沙子的图像,a是水的图像。故选a。
16.【答案】(1)自下而上;减少热量散失,缩短加热时间
(2)减少加热至沸腾的时间
(3)96;不变;<
(4)吸热
【解析】【解答】 (1)由于要用酒精灯的外焰加热,所以需先根据酒精灯固定石棉网的高度,所以实验装置的组装顺序应为自下而上;
在烧杯上放置一个纸板,可以减少热量损失,使水尽快沸腾,缩短加热时间;
(2)在实验中,向烧杯内倒入热水,这种做法的优点是热水温度较高,可以减少实验时间;
(3)液体沸腾时不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是液体的沸点,图中所示水的沸点是96℃,水沸腾的特点是吸收热量,但温度保持不变;
由图乙知a的初温与b的初温相同,a先沸腾,说明a的质量小,即:ma<mb;
(4)撤去酒精灯后,水很快停止沸腾,说明水在沸腾过程中需要持续吸热。
【分析】 (1)在此实验中,酒精灯及温度计的使用都有特殊的规定:使用酒精灯的外焰加热,温度计的玻璃泡要完全浸没在液体中,但不能碰到容器底;所以要从下向上进行调节;
在烧杯上放置一个纸板,一方面可以减少热量损失,使水尽快沸腾;另一方面也为了方便固定温度计;
(2)掌握影响加热时间的因素:水的多少、水的初温及是否加盖等;
(3)液体沸腾时不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是液体的沸点;通过ab初温相同,但到达沸腾的时间不相同,根据质量少的先沸腾判断ab的质量大小关系;
(4)水的沸腾条件是达到沸点,继续吸热。
17.【答案】(1)受热均匀
(2)B;42
(3)吸收;不变;固液共存
(4)升高
【解析】【解答】 (1)将试管分别放在盛水的烧杯内加热,是水浴加热法,其优点是可以使物质受热均匀。
(2)温度计读数时,视线应与液柱的上表面相平,故B视线正确。温度计的分度值为2℃,则示数为42℃;
(3) 图中 BC段表示海波的熔化过程,此过程中海波吸收热量,但是温度不变。
由图丙可知,第10min时海波正在熔化,处于固液共存态。
(4)由图丁可知,蜂蜡在熔化过程中没有固定的熔点,温度在不断升高。
【分析】(1)根据水浴法的优点解答;
(2)根据温度计的使用方法分析。根据图片确定温度计的分度值,根据液面位置读出示数;
(3)根据图像确定BC段海波的温度变化规律。低于熔点时,晶体为固态;高于熔点时,晶体为液态;当正在熔化时,为固液共存态。
(4)根据丁图确定蜂蜡的温度变化特点。
18.【答案】(1)海绵的凹陷程度;转换法
(2)在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
(3)受力面积;书包带做得很宽大
(4)没有控制压力大小相同。
【解析】【解答】(1)甲、乙、丙实验中,根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种科学研究的方法是转换法;
(2)根据图片可知,甲和乙中受力面积相同,只有压力大小不同,且乙中压力大,海绵的凹陷程度大小,则通过甲、乙实验能够得到的结论是:在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)由实验乙、丙可知,压力的大小相同,受力面积不同,压力的作用效果不同,所以可以探究“压力的作用效果与受力面积大小”的关系,举出生活中应用此知识的一个实例:书包带做得很宽大、坦克有较宽的履带等;
(4)研究压力的作用效果与受力面积的关系中,要控制压力大小相同,实验中将质量分布均匀的物体沿竖直方向切成大小不同的两块,将左边部分移开后,压力大小发生了改变,故不能得出压力的作用效果与受力面积无关。
【分析】 (1)根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,用到的科学实验方法是转换法;
(2)(3)根据图片确定对比实验中哪个因素不同,根据控制变量法的要求描述结论;
(4)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,研究与其中一个因素的关系时,应采用控制变量法,据此分析回答。
19.【答案】(1)v=
(2)40.0;0.3
(3)偏大
(4)B
(5)
【解析】【解答】(1)测量小车运动的平均速度的原理:v=;
综上 第1空、 v=;
(2)根据图示可知,AB间的长度:sAB=40cm;小车3s通过AC间的长度:sAC=90cm;,根据速度公式可计算AC段的平均速度:;
综上 第1空、 40.0; 第2空、 0.3 ;
(3)如果让小车过了A点后才开始计时,测量时间偏短,路程不变,所测AC段的平均速度偏大;
综上 第1空、 偏大;
(4)小车在斜面上在重力的作用下,运动速度越来越快,所以在vt为一条向上的线条,在st曲线上为一条曲线,B正确,ACD错误;
综上选B.
(5)由速度公式可知,前半程所用时间:,后前半程所用时间:,全程的路程为2s,所以小车全程平均速度。
综上 第1空、。
【分析】1、小车平均速度的实验原理是v=s/t计算求解,所用的工具为刻度尺和停表,为了使测量的数据更加准确,应该测量小车运动时间,所以选择较缓的斜坡;
2、速度的计算:v=s/t,相同时间下物体的路程大,则速度大,相同路程下,物体的时间小速度大,当速度一定时,时间越长通过的路程越长。
3、刻度尺的使用:使用刻度尺要注意量程和分度值,中学设计的刻度尺,分度值为0.1cm,读书时要估计到分度值后一位;
4、长度的测量:测量物体长度时,要将物体紧贴刻度尺,视线与刻度尺刻度平行。
20.【答案】(1)太阳光没有正对凸透镜
(2)10.0
(3)放大;有;光路是可逆的
(4)远离;变小
(5)蜡烛放在焦点处
(6)B
(7)12.5;上
【解析】【解答】(1)凸透镜与水平地面平行,太阳光斜射到凸透镜上,光线会聚 最小的亮点不在主光轴上,不是焦点,测量的距离不是凸透镜的焦距,是太阳光没有正对凸透镜;
(2)根据图甲,光线平行于凸透镜主光轴,会聚于焦点,测量凸透镜与光屏间的距离为焦距,该凸透镜的焦距为20.0cm-10.0cm=10.0cm;
(3)根据图乙,物距为u=25.0cm-10.0cm=15.0cm,则f<u<2f,像距v=55.0cm-25.0cm=30.0cm>2f,所成的像为倒立、放大的实像;将蜡烛和光屏的位置对调,根据折射时光路可逆,物距为原来的像距,像距为原来的物距,光屏上有清晰的缩小的实像;
(4)远视眼镜是凸透镜,对光有会聚的作用,取下眼镜后,成像延迟会聚,将光屏远离凸透镜,光屏上看到蜡烛清晰的像,或增加物距,将蜡烛远离凸透镜方向移动,在光屏上找到蜡烛清晰的像,所成像会变小;
(5)当蜡烛放在凸透镜的焦点上,光线经过折射,折射光线和主光轴平行,移动光屏,光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑;
(6)在图丙中,物距小于1倍焦距,成正立、放大的虚像,且与蜡烛在同侧,人眼应该在图中B处,透过凸透镜,才能观察到烛焰的像;
(7)发现如图所示规律,像距倒数和物距倒数相等时,物距和像距相等,根据图像,物距的倒数为4m时,则,物距u=0.25m=25cm,由于物距等于像距,是2倍焦距,焦距f=12.5cm;实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,经过凸透镜中心的光沿直线传播,则光屏上的像向上移动;
故答案为:(1)太阳光没有正对凸透镜;(2)10.0;(3)放大;有;光路是可逆的;(4)远离;变小;(5)蜡烛放在焦点处;(6)B;(7)12.5;上。
【分析】(1)利用平行光线测量凸透镜的焦距时,光线和凸透镜垂直;
(2)根据平行光会聚的点判断焦点,焦点到凸透镜的距离是焦距;
(3)当物体在一倍焦距和二倍焦距间,成倒立放大的实像,物距像距互换时,可以再次成像;
(4)远视眼镜是凸透镜,对光有会聚作用,使成像靠近凸透镜;
(5)当光线经过凸透镜的焦点时,折射光线和主光轴平行,
(6)物体在凸透镜的焦点内时,需要通过凸透镜观察像;
(7)当物距等于像距时,物体在二倍焦距,可以计算凸透镜焦距大小;凸透镜成实像时,是倒立的。
21.【答案】(1)固液共存
(2)不变
(3)﹣2;低
(4)变多
(5)凝固点较低
【解析】【解答】(1)由图可知,10-20min物体处于凝固状态,所以15min时是盐水处于固液共存态;
综上 第1空、 固液共存 ;
(2) 从图像可得到晶体的液体物质在凝固时温度 不变;
综上 第1空、 不变;
(3)从图像可知, 该物质的凝固点为﹣2℃;与水相比,盐水的凝固点变低;
综上 第1空、-2; 第2空、低;
(4)冰水混合物的温度为0℃, 正在熔化的盐水混合物是﹣2℃,冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件,故冰水混合物中的冰会变多;
综上 第1空、 变多;
(5)在水中加入一定量的酒精,使水和酒精混合液体的凝固点降低,
综上 第1空、 凝固点较低。
【分析】1、凝固、熔化温度时间曲线识别:物体熔化时,温度不变(熔点),但是需要不断吸热,此阶段处于固液共存态;物体凝固时,温度不变(凝固点),但是需要不断放热,此阶段处于固液共存态;
2、在水中加入一定量的杂志,会使得水的凝固点降低。
22.【答案】(1);;
(2)<
(3)换用质量更小的滑轮或换用摩擦更小的滑轮,可以提高机械效率
【解析】【解答】(1)图甲中,测力计的拉力为F1,测量了物体的重力,则提升钩码所做有用功为:W有= F1h,根据图乙拉力F2,计算总功W总=F2s,额外功W额=W总-W额=F2s-F1h,
机械效率:;
(2)图乙中,使用动滑轮提升物体时,要对动滑轮做功,克服摩擦做功,则总功要大于只提升物体所做的功。则两次所做的功可知:W1<W2
(3)有用功一定,减小额外功,可以提高机械效率,则换用质量更小的滑轮或换用摩擦更小的滑轮,可以提高机械效率。
【分析】(1)根据物体的重力和高度变化,利用W=Gh,计算对物体做的有用功;根据绳子的拉力和拉长的距离,利用W=Fs,计算总功,有用功和总功的差,计算额外功;利用,计算机械效率;
(2)使用滑轮组时,对动滑轮做了额外功,则总功比有用功大;
(3)在有用功一定时,减小动滑轮的重力、减小摩擦力,可以减小额外功,可提高机械效率。
(1)[1][2][3]提升钩码所做有用功为
W有= F1h
总功
W总=F2s
额外功
W额=W总-W额=F2s-F1h
机械效率
(2)在使用动滑轮提升物体时,要对动滑轮做功,克服摩擦做功,所做的总功要大于只提升物体所做的功。对比两次所做的功可知
W1<W2
(3)有用功一定,减小额外功,可以提高机械效率,所以换用质量更小的滑轮或换用摩擦更小的滑轮,可以提高机械效率。
23.【答案】(1)竖直向上;1.4
(2)排开液体的体积
(3)液体的密度
(4)D;E
【解析】【解答】探究浮力的影响因素时,
(1)根据AB两图,B图中测力计的示数变小,是物体受到向上托的力,则物体受到向上的浮力,A、B两图中测力计示数之差等于物体受到的浮力,浮力大小:F浮=G-FB=4.8N-3.4N=1.4N;
(2)根据B、C两图,浸在同种液体中的物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,则浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关。
(3)根据C、D两图,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,则浮力大小与液体密度有关。
(4)根据D、E两图,物体浸没在同种液体中,所处深度不同,弹簧测力计的示数相同,即浮力相同,可知:物体浸没在同种液体中,浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
【分析】(1)物体在液体中,受到的浮力竖直向上;根据物体的重力和进入液体中时,测力计的拉力差,计算浮力;
(2)液体密度相同时,物体受到的浮力和排开液体的体积有关;
(3)当排开液体的体积相同时,液面密度不同,物体受到的浮力不同,浮力和液体密度有关;
(4)液体密度和排开液体的体积相同时,浮力和进入液体中的深度无关。
(1)[1][2]AB两图中,B图中测力计的示数变小,物体受到向上托的力,说明了物体受到向上的浮力,A、B两图中测力计示数之差等于物体受到的浮力,浮力大小
F浮=G-FB=4.8N-3.4N=1.4N
(2)比较B、C两图,浸在同种液体中的物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,因此能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关。
(3)比较C、D两图,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,从而说明所受浮力大小与液体密度有关。
(4)[1][2]比较D、E两图,物体浸没在同种液体中,所处深度不同,弹簧测力计的示数相同,即浮力相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
24.【答案】(1)乙;摩擦力
(2)相等;相反
【解析】【解答】探究二力平衡条件时,
(1)根据甲、乙装置,乙中小车与桌面间属于滚动摩擦,比滑动摩擦小得多,可减小摩擦力对该实验的影响,乙图更合理;
(2)当小车旋转一定角度后松手,小车旋转后又恢复原状。这个现象说明在旋转过程中,小车受到的两个力并没有达到平衡状态。当小车恢复原状时,两个力重新达到了平衡。这个过程表明,要使物体平衡,两个力不仅必须作用在同一物体上,而且必须大小相等、方向相反。
【分析】(1)探究二力平衡条件时,滚动摩擦力代替滑动摩擦力,可以减小摩擦力对实验的影响;
(2)当物体受到的两个拉力不在同一直线上,物体受到非平衡力,则二力平衡时,两个力在同一直线上。
(1)[1][2]为了减小摩擦力对该实验的影响,故乙装置更合理,小车与桌面间属于滚动摩擦,比滑动摩擦小得多。
(2)[1][2]当将小车旋转一定角度后松手,发现小车旋转后又恢复原状。这个现象说明在旋转过程中,小车受到的两个力并没有达到平衡状态。然而,当小车恢复原状时,说明这两个力重新达到了平衡。这个过程表明,要使物体平衡,两个力不仅必须作用在同一物体上,而且必须大小相等、方向相反。
25.【答案】(1)是;右
(2);A
(3)4;变小;不变
【解析】【解答】探究杠杆的平衡条件时,
(1)图甲中,杠杆静止时,杠杆处于平衡状态。
杠杆左边下沉,重心偏左,应该将平衡螺母向右调,直到杠杆水平平衡。
(2)根据表中数据,每一组的动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,归纳杠杆的平衡条件是:。
实验中,多次实验,为了寻找普遍规律,避免偶然性,故A符合题意,故选A。
(3)图乙中,要使杠杆水平平衡,根据杠杆平衡条件,B点的钩码重力为,要使杠杆水平平衡,应在B点挂4个钩码。
图丙中,弹簧测力计拉着杠杆旋转一定角度,动力臂和阻力臂同时减小,但比值不变,则动力大小和阻力大小的比例也不变,已知阻力不变,则弹簧测力计对杠杆的拉力也不变。
【分析】(1)杠杆处于静止状态,是平衡状态;杠杆水平平衡,便于测量力臂大小;
(2)根据实验数据,总结平衡规律;探究杠杆的平衡规律时,多次实验可以避免偶然性,以获得一般规律;
(3)根据杠杆上的拉力和力臂,计算钩码个数;当拉力和重力竖直向下,杠杆不水平,拉力不变。
(1)[1]杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态,杠杆在如图甲所示的位置静止时,杠杆是处于平衡状态。
[2]如图,为方便测量力臂的长度,应将杠杆调到水平平衡,此时杠杆左边下沉说明重心偏左,应该将平衡螺母向右调,直到杠杆水平平衡。
(2)[1][2]分析表中的数据,我们可以发现每一组的动力与动力臂的乘积都等于对应的阻力与阻力臂的乘积,所以归纳出杠杆的平衡条件是。物理实验一般需要做三次或三次以上,目的有两个,一是多测几次求平均值以减小误差;二是多次实验可以避免偶然性以获得一般规律;本实验中多次实验的目的是为了寻找普遍规律,故A符合题意,故选A。
(3)[1]实验中所用杠杆刻度均匀,各钩码规格相同。如图乙所示,设每个小格的长度为L,每个钩码的重力为G;根据杠杆平衡条件,要使杠杆水平平衡,应在B点挂的钩码重力为
所以要使杠杆水平平衡,应在B点挂4个钩码。
[2][3]如图丙所示,弹簧测力计拉着杠杆旋转一定角度的过程中,动力臂和阻力臂同时同比例减小;根据杠杆平衡条件可知,因为动力臂和阻力臂的比例不变,动力大小和阻力大小的比例也不变,已知动力不变,所以弹簧测力计对杠杆的拉力也不变
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