【专项押题预测】实验题核心考点练习-2025年中考物理二轮复习
2025-06-15
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内容正文:
【专项押题预测】实验题核心考点练习-2025年中考物理
1.在探究“影响浮力大小的因素”时,小明设计了如图所示的实验步骤:
(1)请在 b 步骤中作出此时物体所受浮力示意图 ,物体的体积为 m3。
(2)分析 a、c、d 三次实验,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”); 分析 两次实验可得:物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)小明发现物体浸没在不同液体中,测力计的示数会不同。可以把测力计的刻度改成相应的液体密度值,该“密度计”的刻度分布是 (选填“均匀”或“不均匀”)的。
(4)小明探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他用薄铁片,烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤—: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。
①分析可知,第一次铁片受到的浮力 第二次铁片受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)。
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关,他得出错误结论的原因是:只关注了铁片形状的改变,忽视了 对浮力大小的影响。
2.某小组用同一套实验器材探究“电流与电压、电阻关系”,实验电路如图甲所示,为电阻箱,R为滑动变阻器,电源电压恒为4.5V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求开关闭合前滑动变阻器的滑片不需要移动;
(2)正确连接电路,闭合开关后发现电流表有示数,电压表示数几乎为零,其原因可能是 ;
(3)排除故障后,测得的9组数据如下表,综合分析 三次数据,可初步得出电流与电压的关系。
一
二
三
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
电阻R/Ω
5
10
20
10
18
20
5
10
15
电流I/A
0.40
0.20
0.10
0.18
0.10
0.09
0.54
0.27
0.18
(4)老师根据他们所用的滑动变阻器规格分析指出有一次实验数据无法通过实验获得,为序号 ;分析可知他们所用的滑动变阻器的最大阻值R的取值范围为 ;
(5)完成上述实验后同学们利用图乙所示电路,测出标有“0.3A”字样的小灯泡正常发光的电阻。电源电压恒定未知,请将电压表、电阻箱(符号中)、开关和灯泡分别填在图中虚线框内,完成电路连接 。完成实验的过程中读取的两次电压表示数分别为1.5V和4.5V,则小灯泡正常发光的电阻为 Ω。
3.如图所示,可从中选择合适的器材,完成课本的三个实验;实验甲“探究阻力对物体运动的影响”,实验乙“探究滑动摩擦力大小与压力的关系”,实验丙“探究动能大小与质量、速度的关系”。
(1)为完成实验甲,还需添加的器材有 。
(2)可以选用木块为研究对象的是实验 (选填“甲”、“乙”、“丙”,下同)。用弹簧替代斜面可完成的实验有 。
(3)图中器材,三个实验都用到的是 (选填序号,下同),仅有一个实验用到的是 。
4.小明利用如图装置,完成以下两个课本实验:
实验一:探究不同物质吸热升温的现象;
实验二:比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量。
(1)在探究实验一时:除了图示的器材外,还需要的测量工具有 ;实验中通过 来反映物质吸收的热量;
(2)在探究实验二时:应选用 (选填“甲”、“乙”或“丙”)两组器材。实验中液体温度随时间的变化如图丁所示,设实验中燃料完全燃烧、且放出的热量全部被液体吸收,则燃料1和2的热值之比是 ;
(3)关于这两个实验,下列说法正确的是______(填序号)
A.燃料的质量都要相等
B.被加热液体的质量都要相等
C.都可以根据温度计上升示数得出正确结论
5.测量物质的密度,进行了如下实验:
(1)测盐水的密度
①水平桌面上的天平,指针静止时如图甲所示,为使天平横梁平衡,应向 调节平衡螺母;
②用天平测得烧杯和盐水的质量为165.2g;将部分盐水注入量筒,示数如图乙所示;
③烧杯及剩余盐水如图丙,用天平测其质量,砝码及游码在标尺上的位置如图丁所示,该质量m为 g。测出该盐水的密度为 。
(2)在测石块密度的实验中,小明忘记了测石块的质量,直接将石块浸没在图丙烧杯中,也完成了实验,以下为他接下来的操作:
①在图丙液面处作标记,用天平测出此时的总质量为;
②将石块从盐水中取出,用天平称出剩余盐水和烧杯的总质量为;
③向烧杯中加盐水到标记处,再用天平称出此时盐水和烧杯的总质量为。
为使所测密度更准确,以上物理量中不需测量的是 (用符号表示,下同),石块密度的表达式为 。
6.小明在测量额定电流为0.3A,正常发光的电阻约10~20的小灯泡灯丝电阻。所提供的器材有:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关,滑动变阻器(40;1A)各一个,导线若干。
(1)如图甲是小明连接的部分实物图,请你用笔画线代替导线将实物图补充完整。要求:滑片向左滑动时小灯泡变暗 ;
(2)闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 ;
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电压表的示数如图乙,小灯泡正常发光的电阻为 ;
(4)小明测出小灯泡正常发光的电阻后,多次改变小灯泡两端的电压,想多次测量求电阻的平均值来减小误差,你认为是否可行?并说明理由: ;
(5)小明想利用该电路“探究电流与电阻的关系”,他将小灯泡换成多个定值电阻,电路其他连接不变,保持电压表示数始终为3V,并记录各次电流表的示数,为了能够完成实验,更换的电阻阻值范围是 Ω;
(6)小红没用电压表,但多用了一个开关,其他器材与小明的相同,也测出了另一个额定电流为0.3A的小灯泡正常发光的电阻。她设计了如图丙所示的电路图,请你帮她完成实验:
①按电路图连接电路,然后只闭合开关S1,移动滑片P,使小灯泡正常发光;
②再闭合开关S2,滑片P保持不动,读出电流表的示数为0.5A;
③小灯泡正常发光的电阻: 。
7.小张同学用下列器材测量定值电阻的阻值,如图甲所示。
(1)如图甲所示的电路,其中有一条导线连接错误,请在该导线上打“×”并用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)电路改正后,进行了三次实验,数据如下表,其中第3次实验时电流表的示数如图乙所示,分析数据可知被测电阻R的阻值为 Ω;(结果保留1位小数)
序号
电压/V
电流/A
电阻/Ω
1
1.2
0.12
2
2.0
0.20
3
2.7
(3)为了实验数据更准确,她又设计了如图丙所示的电路图。电源电压不变,另一定值电阻的阻值R0已知。
①闭合S1,断开S2时,电压表的示数为U1;
②闭合S1、S2时,电压表的示数为U2;
③电阻Rx= (用U1、U2、R0表示)。
8.小明在社会实践中观察到修理汽车的叔叔使用扳手时,还在扳手手柄上加了一个套筒,如图甲所示,于是小明设计了如图乙所示的装置,探究轻质杠杆的动力大小与动力臂的关系:
(1)实验前杠杆在图乙所示的位置不动,此时杠杆 (填(“是”或“否”)平衡的;
(2)改变动力臂,多次测量,根据记录的数据画出如图丁所示的动力随动力臂变化的图像,则杠杆左端所挂重物的重力大小是 N(杠杆上每一小格长度为1cm);
(3)小明发现图像中每次描出的点与两坐标轴围成的矩形面积(如图丁中阴影部分)总相等,这说明:当阻力和阻力臂一定时, 。
9.某实验小组准备做“测量小灯泡电功率”实验,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω,电流表、电压表、开关各一个,规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“50Ω 0.8A”的滑动变阻器各一个,导线若干,设计的电路图如图甲所示。
(1)请你将图乙所示的实物电路连接完整 (导线不允许交叉);
(2)连接图乙的实物电路时,应 开关,将滑动变阻器的滑片移至最 (选填“左端”或“右端”)。连接完实物电路,闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有明显偏转,经检查,导线连接完好,电流表完好,则电路故障可能是小灯泡处 (选填“短路”或“断路”);
(3)故障排除后,为了能完成实验,应选择滑动变阻器 (选填“R1”或“R2”);
(4)移动滑片改变灯泡的电压和电流,根据记录的实验数据描绘出小灯泡U-I图象(如图丙所示),则根据图象可知小灯泡的额定功率为 W;
(5)本实验电路除了能测出小灯泡的功率,甲同学认为还能测出小灯泡正常发光时灯丝的电阻值,乙同学认为还能探究“欧姆定律”的一层关系,即电流与电压的关系,你认为 同学的观点是不合理的,理由是: ;
(6)在测量小灯泡电功率的实验过程中,电流表坏了,同学们找来一只阻值合适的定值电阻R0,设计了如图丁电路图,也测量出了小灯泡L的额定功率,请补充完整他们的操作过程:
①断开S1,闭合S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数等于U额;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,断开S2,闭合S1,记下此时电压表示数为U;
③测得小灯泡额定功率表达式为:P额= 。(用U额、U和R0表示)
10.某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时,用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)甲、乙、丙三次实验中应以相同速度沿水平方向匀速拉动木块,根据 知识,弹簧测力计对木块的拉力大小等于木块所受滑动摩擦力的大小;
(2)通过对比 两次实验可知:当压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)小组交流后认为实验中因木板表面粗糙程度不均匀,很难使木块做匀速直线运动,于是设计了如图丁所示的实验装置,其优点是拉动长木板时 (选填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动。
(4)小明同学在探究滑动摩擦力与接触面积大小的关系时,将木块切去一半,重复图甲的操作过程,得出了滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小的结论。你认为这一结论 (选填“正确”或“错误”),理由: 。
11.小明用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为4.5V不变,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”,有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值电阻各一个。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求:滑片P向右移动时,电流表示数变小;
(2)小明将R1=4Ω接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表示数达到2.4V,记下电流表示数,再断开开关,将R2=8Ω代替R1接入电路,请详细叙述接下来的具体实验操作: ;
(3)小明闭合开关,进行上述实验,并将数据在图像中描点得到图丙中曲线A,分析得出实验结论结论: ;
(4)小芳同学将自己的实验数据也绘制在乙图的图像中(图中未画出),发现绘制的图像也是一条曲线并且满足实验结论,但是跟曲线A不重合,请分析原因是: 。
12.在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中。实验器材如下:带有合页的长木板、带圆形凹槽的木块、小球、弹簧测力计。
(1)如图甲所示,将木块放在水平放置的长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做 运动,读出弹簧测力计的示数,则滑动摩擦力为 N。
(2)将小球放在木块的凹槽内,重复(1)的操作,弹簧测力计的示数比(1)中的大,说明滑动摩擦力的大小与 有关。
(3)利用上述实验器材还可以探究物体的动能跟运动速度的关系,如图乙所示。
①进行实验时,为改变小球在水平面上开始运动的速度,应使小球从同一斜面上的 高度由静止滚下。(选填“相同”或“不同”)
②小球在同一斜面上的位置越高,滚下时木块被撞得越远,实验表明,质量相同的小球,运动的速度越大,动能 。
③请根据上述结论,对驾驶员提出一条关于交通安全方面的建议: 。
13.如图是“磁场对通电导线的作用”实验:
(1)为了使实验顺利进行,装置中的导体ab应选用轻质的 (选填“铁棒”或“铝棒”);
(2)接通电源后,导体ab向左运动,这说明磁场对电流有力的作用,也说明力可以改变物体的 , (选填“电动机”或“发电机”)是利用这一原理工作的;
(3)若只将蹄形磁体的两极对调一下,接通电源,会观察到导体ab向右运动,说明通电导线在磁场中的受力方向与 方向有关;
(4)若将图中的电源换成电流表,闭合开关,让导体ab做 运动,发现电流表指针偏转,这说明该闭合电路中有感应电流通过,则此过程中能量的转化是 能转化为 能。
14.利用如图甲的装置探究“平面镜成像的特点”:
(1)为了便于观察实验现象,应在 (填“较亮”或“较暗”)的环境中进行实验;
(2)该实验用玻璃板代替平面镜,是为了
(3)实验时,将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,把另一支大小相同的没有点燃的蜡烛B放到玻璃板的另一侧,使它与A的像重合,则人眼在如图乙 (填“a”、“b”、“c”或“d”)处所示的样子可以观察到像。为确定像的虚、实,可以在 (填“蜡烛A”或“蜡烛B”)的位置放一个光屏,并观察光屏上是否有像;
(4)如图丙所示,若将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上,当玻璃板绕轴MN转动至竖直位置的过程中,蜡烛A在平面镜中的像A'会沿 (填“顺”或“逆”)时针方向转动。
15.在课后延时社团活动中,小红同学进行“测量定值电阻的阻值”实验,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为4.5V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,一个待测电阻,一个标有“20Ω;1A”字样的滑动变阻器,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。 (要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中电流变大,导线不能交叉)
(2)连接好电路,闭合开关前小红发现电流表指针如图乙所示,于是她将电流表指针调至 。闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,若故障只出在用电器上,则故障为 。
(3)在正确完成上述操作后,闭合开关,移动滑片P,当电流表示数为0.2A时,电压表示数如图丙所示,则电阻两端的电压为 V。多次实验所测量的结果如表所示,则R的阻值为 Ω。
实验序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
电阻R/Ω
1
0.2
2
0.6
0.3
3
0.88
0.4
(4)测量R阻值的过程中,老师提醒她要尽量缩短通电时间,并用较小的电流来测量,这样做的理由是 。
(5)实验结束后,小红用如图丁所示电路,测量额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻(U额小于电源电压),电阻R0已知,将下列实验步骤补充完整。
①只闭合开关S、S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为U额;
②只闭合开关 ,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出电压表示数为U1;
③小灯泡的电阻 (用U额、U1、R0表示)。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1) 1×10-4
(2) 无关 b、c
(3)均匀
(4) 小于 排开液体体积
【详解】(1) [1]由于物体浸在液体中,受到液体施加的向上的浮力,所以b步骤中物体所受浮力方向向上,作用点在重心上,如下图所示:
[2]由a步骤中,弹簧测力计示数为4N可知,物体的重力为4N,由c步骤中,弹簧测力计示数为3N可知,物体浸没时,受到的拉力为3N,则物体浸没时,受到的浮力为
由于物体浸没时,排开水的体积等于物体的体积,所以物体的体积
(2)[1]分析 a、c、d 三次实验发现,物体浸在水中的深度不同,弹簧测力计示数相同,由称重法可知,物体受到的浮力相同,所以可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
[2]要探究物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积的关系,由控制变量法可知,应控制液体的密度相同,改变物体排开液体的体积,所以可以分析 b、c两次实验。
(3)把物体浸没在不同液体中,物体排开液体的体积不变,物体受到的浮力
物体的重力不变,则弹簧测力计示数
所以把测力计的刻度改成相应的液体密度值,该“密度计”的刻度分布是均匀的。
(4)[1]将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底,由沉浮条件可知,铁片受到的浮力小于铁片的重力;将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上,由沉浮条件可知,铁片受到的浮力等于铁片的重力,所以第—次铁片受到的浮力小于第二次铁片受到的浮力。
[2]铁片下沉至杯底和铁片弯成“碗状”漂浮在水面上,铁片排开水的体积不同,所以只关注了铁片形状的改变,忽视了排开液体体积对浮力大小的影响,所以得出错误结论。
2.(1)
(2)电阻箱短路
(3)②④⑧
(4) ⑥
(5) 10
【详解】(1)要探究“电流与电压、电阻关系”,滑动变阻器要与电阻箱R0串联。因为开关闭合前滑动变阻器的滑片不需要移动,说明滑动变阻器已经处于阻值最大处(最右端),我们将滑动变阻器左下接线柱与电阻箱右接线柱相连即可,如图所示:
(2)电流表有示数,说明电路故障可能是短路,电压表示数几乎为零,可能是电阻箱R0短路。因为当R0短路时,电压表相当于测量一段导线两端的电压,所以电压表示数几乎为零。
(3)要探究电流与电压的关系,需要控制电阻不变,观察表格数据,②④⑧中电阻R0不变,综合分析这三次数据,可初步得出电流与电压的关系。
(4)[1][2]在探究电流与电阻关系时,要控制电阻两端电压不变。由表格数据可知,第一组实验数据中控制的电阻两端电压
电源电压恒为4.5V,则滑动变阻器两端电压
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
第二组实验数据中控制的电阻两端电压
电源电压恒为4.5V,则滑动变阻器两端电压
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
第三组实验数据中控制的电阻两端电压
电源电压恒为4.5V,则滑动变阻器两端电压
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
根据题目条件,只有一组数据是无法通过实验获得,本实验定值电阻增大,滑动变阻器阻值也要增大,分析9次滑动变阻器的阻值,若要保证只有一组实验是无法通过实验获得,只有可能是需要最大即那次实验数据,即序号⑥那次实验数据,故滑动变阻器的范围也要保证只有一次无法完成,阻值比要小,但是比滑动变阻器阻值为那次要大,保证滑动变阻器阻值为那次实验顺利完成,所以滑动变阻器的最大阻值的范围在之间。
(5)[1]根据题目信息,要测量小灯泡正常发光的电阻,只需要测量当流过小灯泡的电流为0.3A时的电压即可计算出灯泡的阻值大小,题目没有给电流表,需要用电阻箱和电压表并联达到测电流的作用,且没有告知电源电压,需要能够将小灯泡短路,电路中只接入电阻箱,电压表测量电源电压,即开关与小灯泡并联,电路图如图所示:
[2]测量步骤如下,先闭合开关S,小灯泡与电阻箱构成串联,调节电阻箱阻值,读出电压表示数U1,当时,判断小灯泡正常发光,之后闭合两个开关,小灯泡短路,读出电压表示数U2,即为电源电压,则小灯泡的阻值
3.(1)毛巾、棉布
(2) 乙 甲
(3) ⑥ ③
【详解】(1)探究“阻力对物体运动的影响”实验,让小车从同一斜面相同高度由静止滑下,使小车到达水平面时的速度相同,改变水平面的粗糙程度,所以还需要添加的器材有毛巾、棉布。
(2)[1][2]实验甲“探究阻力对物体运动的影响”小车从同一斜面相同高度由静止滑下,通过小车在水平面上移动的距离反映阻力对运动物体的影响,研究对象是小车;本实验用压缩的弹簧代替斜面,用小车把弹簧压缩到相同长度,脱离弹簧时小车的速度相同;
实验乙“探究滑动摩擦力大小与压力的关系”用弹簧测力计水平拉动木块,使木块在木板上做匀速直线运动,研究对象是木块,本实验不需要斜面;
实验丙“探究动能大小与质量、速度的关系”小车从斜面由静止滑下撞击木块,通过木块移动的距离反映小车动能的大小,研究对象是小车;本实验用压缩的弹簧代替斜面,用同一小车将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧的弹性势能不相同,小车与弹簧分开后获得的初速度不同,而小车的质量相同,故可以研究小车的动能大小与速度的关系;若小车上放钩码,改变小车的质量,将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧弹性势能相同,转化出的动能相同,如果按此方案操作,可以观察到的现象是木块最终移动的距离相同,不能探究动能与质量的关系。
所以选用木块为研究对象的是实验乙;用弹簧替代斜面可完成的实验有甲。
(3)[1][2]探究阻力对物体运动的影响,小车在长木板上运动;探究滑动摩擦力大小与压力的关系,木块在长木板上运动;探究动能大小与质量、速度的关系,小车撞击木块在长木板上运动,三个实验都用到长木板;“探究滑动摩擦力大小与压力的关系”用弹簧测力计水平拉动木块,使木块在木板上做匀速直线运动,此实验用到弹簧测力计,其它两个实验没有用到弹簧测力计。
4.(1) 天平和停表 加热时间
(2) 甲、乙 5∶3
(3)B
【详解】(1)[1][2]探究不同物质吸热升温的现象,方法一是质量相等的不同物质加热相同时间比较升高的温度;方法二是质量相等的不同物质升高相同的温度比较加热的时间。所以除了图示的器材外,还需要的测量工具有天平、停表;测量加热时间的目的是:通过加热时间来反映物质吸收的热量,这种方法叫转换法。
(2)[1][2]在探究实验二时:需燃烧相同质量的不同燃料,给质量相同的同种液体加热,比较液体升高的温度,所以应选用甲、乙两组器材;由图丁可知,燃料1所加热液体a温度升高50℃,燃料1所加热液体a温度升高30℃,且液体质量相同,比热容相同,根据公式可知,两次实验液体a吸热的热量之比为
燃料放出的热量全部被液体吸收,则燃料1与燃料2完全燃烧放出的热量之比为
燃料质量相同,则燃料1和2的热值之比是
(3)A.探究不同物质吸热升温的现象,需要燃烧的燃料质量相同,但所加燃料的质量不一定相等;比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量,燃料的质量要相等,故A错误;
B. 不论是探究不同物质吸热升温的现象还是比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量,都要控制被加热液体的质量相等,故B正确;
C. 探究不同物质吸热升温的现象,是通过加热时间的多少反映出物质吸收热量的多少;比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量是通过温度计示数的变化来反映燃料放出热量的多少,故C错误。
故选B。
5.(1) 左 121.2 1.1
(2) ②
【详解】(1)[1]水平桌面上的天平,指针静止时如图甲所示,指针偏向右边,为使天平横梁平衡,应向左调节平衡螺母。
[2]如图丁所示,示数为
[3]量筒中盐水质量
如图乙,量筒中盐水体积为
盐水密度
(2)[1]操作②中取石块时,石块上会有盐水被带出,为使所测密度更准确,以上物理量中不需测量的是②。
[2]石块质量为
石块体积等于加入盐水的体积
石块密度为
6.(1)
(2)小灯泡断路
(3)15
(4)不可行,灯丝电阻随温度变化而变化
(5)5~40
(6)8
【详解】(1)要测量小灯泡灯丝的电阻,变阻器与小灯泡应串联接入电路,电流表测电路中的电流,电压表测小灯泡两端的电压。滑片向左滑动时,小灯泡变暗,说明变阻器接入电路了阻值变大,其右下接线柱接入电路,小灯泡额定电流为0.3A,正常发光时,两端的电压最大约为
所以电压表选用大量程,如下图所示:
(2)闭合开关,滑动滑片,小灯泡始终不亮,电流表无示数,可能是电路断路了,电压表有示数,说明电压表与电源接通,可能是电压表并联部分电路断路了,则原因可能是小灯泡断路了。
(3)电压表在实验中选用大量程,对应的分度值为0.5V,由图丙知,电压表示数为4.5V。小灯泡正常发光时的电阻
(4)多次改变小灯泡两端的电压,多次测量求电阻的平均值来减小误差,这种做法不可行,因为小灯泡的电阻随着灯丝温度的变化而变化,不是保持不变的。
(5)实验中,电压表示数保持为3V,则变阻器两端的电压为U变=U-U0=6V-3V=3V
变阻器的最大阻值为40欧,据串联电路的分压特点知,定值电阻的最大阻值为40欧。由图甲知,电流表选用小量程,则电路中允许通过的最大电流为0.6A。电路中的电流最大时,定值电阻接入电路的阻值最小为
所以更换的电阻阻值范围是5~40Ω。
(6)由图丁知,只闭合S1,小灯泡及变阻器串联接入电路,电流表测电路中的电流。移动滑片,当电流表的示数为0.3A时,小灯泡正常发光。再闭合开关S2,小灯泡被短路,电路中只有变阻器工作,滑片保持不动,此时电流表示数为0.5A。则变阻器接入电路的阻值
小灯泡及变阻器串联时,电路的总电阻
小灯泡正常发光时的电阻
7.(1)
(2)9.7
(3)
【详解】(1)根据实验要求,电压表应并联在待测电阻两端,电流表测电路中电流,如图所示
(2)如图乙所示,第三次实验中,电流表接入量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.3A,结合表格数据,三次实验测量待测电阻的值分别为,,
电阻R阻值的平均值
(3)①闭合S1,断开S2时,电压表与R0串联,相当于测量电源电压,电压表的示数即电源电压为U1;
②闭合S1、S2时,两电阻串联,电压表测量Rx电压,电压表的示数即Rx电压为U2,则R0两端电压为U1-U2;
③根据串联电路电流的规律及欧姆定律可知
Rx的阻值为
8.(1)是
(2)1.5
(3)阻力与阻力臂的乘积保持不变
【详解】(1)杠杆平衡状态:静止或匀速转动;实验前把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在图乙所示位置,此时杠杆处于平衡状态。
(2)由题意可知,只改变动力臂,多次测量,则阻力与阻力臂的乘积保持不变,根据杠杆平衡条件可知,利用图象中一组数据能得出动力与动力臂之积为F1l1=2N×0.03m=0.06N·m
由图丙可知,阻力臂l2=4cm=0.04m
由F1l1=F2l2可知,杠杆左端所挂重物的重力
(3)图像中每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积是动力与动力臂的乘积,根据杠杆平衡条件可知F1l1=F2l2,而阻力与阻力臂的乘积保持不变,故图像中每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积总相等。
9.(1)
(2) 断开 左端 断路
(3)R2
(4)0.625
(5) 乙 见解析
(6)
【详解】(1)电源(电压恒为6V)、小灯泡额定电压为2.5V,故电压表用小量程与灯并联,灯丝电阻约为10Ω,由欧姆定律可知灯的额定电流约为
电流表选用小量程与灯串联,如下所示
(2)[1][2]为保护电路,连接图乙的实物电路时,应断开开关,将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即最左端。
[3]连接完实物电路,闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示数,电路可能断路,电压表有明显偏转,电压表与电源连通,经检查,导线连接完好,电流表完好,则电路故障可能是小灯泡处断路。
(3)灯正常发光时变阻器的电压为U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V
由欧姆定律变阻器连入电路的电阻为
故障排除后,为了能完成实验,应选择滑动变阻器。
(4)根据记录的实验数据描绘出小灯泡U-I图象知,灯在额定电压下的电流为0.25A,可知小灯泡的额定功率为P=ULI=2.5V×0.25A=0.625W
(5)[1][2]甲同学认为还能测出小灯泡正常发光时灯丝的电阻值,测量小灯泡的电压和通过小灯泡的电流,根据可行;研究电流与电压的关系,要控制电阻一定,乙同学的观点是不合理的,因为灯的电阻与温度有关,随着温度的变化而变化。
(6)在①中,断开S1,闭合S2,电阻R0、灯泡和变阻器串联,电压表测灯的电压,移动滑动变阻器滑片,灯正常发光,在②中,保持滑动变阻器滑片位置不变,断开S2,闭合S1,电压表测灯与R0的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压U0=U-U额
由欧姆定律通过定值电阻的电流
即灯的额定电流,小灯泡的额定功率表达式
10.(1)二力平衡
(2)甲、丙
(3)不需要
(4) 错误 没有控制压力大小相等
【详解】(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,物块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块的拉力大小。
(2)探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,要控制压力大小相同,比较甲、丙两次实验,压力相同,丙中接触面更粗糙,弹簧测力计示数更大,即弹簧测力计拉力更大,滑动摩擦力也更大,故能得出:压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)木块相对于地面静止,木块受到的滑动摩擦力与木块对木板的压力、接触面的粗糙程度有关,与木板运动的速度无关,因此无论怎样拉动木板,木块受到的滑动摩擦力大小不变,木块受到的滑动滑动摩擦力和弹簧测力计的拉力为一对平衡力,弹簧测力计的示数不变;则该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动。
(4)要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系,需使压力大小和接触面的粗糙程度相同,改变接触面积的大小,而小芳将木块切去一半,则在接触面积变化的同时,压力也发生了变化,所以得出错误结论。
11.(1)
(2)闭合开关,向右移动滑片,使电压表示数为2.4V
(3)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)小芳所控制定值电阻两端的电压与小明的不同
【详解】(1)电源电压不变,滑片向右移动时电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R串联,如下图
(2)实验中,当把4Ω的电阻换成8Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,下一步应该闭合开关,向右移动滑片,使电压表示数为。
(3)由图丙知道,电流与电阻的乘积为
即电压表示数为一定值,故由此可得,当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)“探究电流与电阻的关系”时,需控制定值电阻两端的电压不变,对同一定值电阻,不同的电压,则电流不同,所以所控制的定值电阻两端的电压不同,则绘制的图像不同。所以,小芳同学将自己的实验数据也绘制在乙图的图像中,会发现绘制的图像也是一条曲线并且满足实验结论,但是跟曲线A不重合,即说明小芳所控制的定值电阻两端的电压与小明的不同。
12.(1) 匀速直线 0.8
(2)压力大小
(3) 不同 越大 不要超速行驶
【详解】(1)[1][2]实验过程中,应使弹簧测力沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,根据二力平衡知识可知,此时弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等,由图所示弹簧测力计可知,其分度值为0.2N,它的示数是0.8N,则滑动摩擦力为0.8N。
(2)将小球放在木块的凹槽内,重复(1)的操作,接触面的粗糙程度不变,接触面受到的压力变大,弹簧测力计的示数比(1)中的大,摩擦力变大;说明当接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)①[1]进行实验时,为改变小球在水平面上开始运动的速度,应使小球从同一斜面上的不同高度由静止滚下,小球在斜面上的位置越高,运动到水平面时的速度越大。
②[2]让小球从斜面的高度越高,小球到达水平面时的速度越大,小球推动木块做的功越多,木块运动的越远,实验表明,质量相同的小球,运动的速度越大,动能越大。
③[3]由实验可知,在质量一定时,物体的速度越大,动能越大,发生事故时造成的危害性越大,故作为一名汽车驾驶员,不要超速行驶。
13.(1)铝棒
(2) 运动状态 电动机
(3)磁场
(4) 切割磁感线 机械 电
【详解】(1)在实验中,应选择铝棒进行实验,因为铁是磁性物质,铁棒在磁场中受到磁力作用,磁体会吸引铁棒,铁棒不能运动,所以需要选择不是磁性材料的铝棒。
(2)[1]原来静止的导体,接通电源后,导体中有电流通过,导体在磁场中受到力的作用,导体运动,所以这个力改变了导体的运动状态。
[2]通电导体在磁场中受到力的作用,从而开始运动,电动机是利用这一原理工作的,而发电机是利用电磁感应现象工作的。
(3)若只将磁体的两极对调,闭合开关,磁场方向改变了,磁力方向也会发生改变,观察到导体ab将向右运动,即导体ab的运动方向改变了,说明通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关。
(4)[1][2][3]产生感应电流的条件是闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,所以将图中的电源换成电流表,闭合开关,导体做切割磁感线运动,此时电路中有感应电流产生,获得了电能,所以是将机械能转化为电能。
14.(1)较暗
(2)便于确定像的位置
(3) a 蜡烛B
(4)顺
【详解】(1)实验环境应在较暗的地方,这样增加烛焰、像与环境的对比度,使观察效果更明显。
(2)玻璃板能够透光,同时能够成像,在物体的一侧,既能看到物体的像,也能看到玻璃板后面的物体,便于确定像的位置。
(3)[1][2]实验时,将蜡烛A放在玻璃板前,把另一个相同的蜡烛B放到玻璃板的另一侧,边移动、边观察,使它与A的像重合,由于平面镜成像是光的反射形成的,观察时,眼睛应该在如图乙中a处观察;为确定像的虚实,需在蜡烛B位置放一个光屏,观察光屏上是否有像,如果光屏上没有成像,说明平面镜成的像是虚像。
(4)平面镜成的像与物关于镜面对称,蜡烛A的像在1位置处,如图所示:
当平面镜绕轴MN转至竖直放置,蜡烛A在平面镜中的像在2位置处,平面镜中的像会沿顺时针方向转动。
15.(1)
(2) 零刻度线处 定值电阻断路
(3) 0.4 2.1
(4)根据可知,在电阻一定时,电流越小,通电时间越短,电流产生的热量越少
(5) S、S1
【详解】(1)滑动变阻器的滑片P向右移动,电路中电流变大,即电阻变小,所以,滑动变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联,如图所示:
(2)[1][2]连接好电路,闭合开关前电流表的指针偏右,应先将指针调至零刻度线处。闭合开关,电流表几乎无示数,说明电路可能断路,而电压表示数接近于电源电压,则电压表、滑动变阻器、电流表、开关与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,所以与电压表并联的定值电阻断路了。
(3)[1][2]当电流表示数为0.2A时,电压表示数如图丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为0.4V,则电阻两端的电压为0.4V,由欧姆定律得
同理,第2、3次测量的电阻分别为2Ω和2.2Ω,为减小误差,取平均值作为测量结果,
(4)测量R阻值的过程中,要尽量缩短通电时间,并用较小的电流来测量,这样做的理由是:根据Q=I2Rt可知,在电阻一定时,电流越小,通电时间越短,电流产生的热量越少。
(5)[1]由于电路中没有电流表,所以电压表和定值电阻应起到测量电流的作用,故将小灯泡与定值电阻串联后再与滑动变阻器串联;要测小灯泡正常发光时的电阻,应首先使小灯泡正常发光,先将电压表与小灯泡并联,通过移动滑片的位置,使小灯泡两端的电压为额定电压;保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电压表测小灯泡与定值电阻两端的总电压,因此时各电阻的大小和电压不变,小灯泡仍正常工作,根据串联电路电压的规律,可求出此时定值电阻两端的电压,由欧姆定律可求出小灯泡的额定电流,由可求出小灯泡的电阻,故实验步骤如下:①闭合开关S、S2,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为U额,此时小灯泡正常发光;②保持滑片位置不变,闭合开关S、S1,读出此时电压表示数为U1。
③[2]在②中,电压表测小灯泡与定值电阻两端的总电压,因此时各电阻的大小和电压不变,小灯泡仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻两端的电压
由欧姆定律可知,小灯泡的额定电流
则小灯泡的电阻
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