内容正文:
2026专版
天津物理中考2026专版——题位考题覆盖与突破训练
综合实验题 第21题
——测量型实验题
命题点解读:天津中考物理第21题测量型实验题
测量型实验题是天津市中考物理的核心必考题型,也是考查学生实验素养、操作能力和综合应用能力的关键载体。该考点常年固定分布在试卷填空题、实验题(核心题位),分值占比稳定(约6分),命题严格遵循新课标对初中物理必做实验的要求,以教材基础实验为核心,聚焦基础物理量的测量与实验探究,考法呈现“基础扎实、流程固定、细节突出、梯度清晰”的鲜明特征,既是基础得分题型,也是区分学生实验能力的重要题型,具体考法说明如下:
一、题型与分值特征
测量型实验题题型相对固定,题位分布规律,分值占比稳定,是中考物理试卷的重要组成部分,具体特征如下:
1. 题位固定:主要分布在填空题(基础测量)和实验探究题(核心大题),其中实验探究题中至少有1道为纯测量型实验,或融合测量与探究的综合实验,是实验题的核心考查内容。
2. 分值稳定:实验探究题中的测量型大题约6分,分步给分,评分标准清晰,容错率较高。
3. 题型分类:分为两类——基础测量题(单一测量工具的使用与读数)、综合测量题(完整实验流程,含器材选择、操作、数据处理、误差分析),两类题型相辅相成,覆盖不同层次的实验能力考查。
二、命题核心载体
命题始终坚持“源于教材、贴合课标、注重基础”的原则,核心载体高度固定,均围绕初中物理核心物理量的测量展开,实验情境均来自教材基础实验,无超纲实验、无复杂创新情境,具体分为两大模块:
(一)力学测量实验载体(高频)
聚焦力学核心物理量的测量,是中考测量型实验的重点,占比约60%,核心载体包括:
1. 基础测量:长度(刻度尺)、质量(天平)的直接测量;
2. 综合测量:物质密度的测量(天平+量筒组合)、浮力的测量(弹簧测力计+称重法)、杠杆平衡条件的探究(杠杆+钩码+弹簧测力计)。
(二)电学测量实验载体(高频)
聚焦电学核心物理量的测量,与力学测量相辅相成,占比约40%,核心载体包括:
1. 基础测量:电路中电流(电流表)、电压(电压表)的直接测量;
2. 综合测量:伏安法测定值电阻、测量小灯泡的电功率、探究电流与电压、电阻的关系(控制变量法+伏安法组合)。
所有实验载体均强调“实验流程的完整性”,从器材选择、操作规范,到数据处理、结论推导、误差分析,全面考查学生的实验素养,无脱离教材的陌生实验情境。
三、核心考查范围
该考点考查内容高度固定,核心围绕“测量工具使用、实验操作规范、数据处理、误差分析”四大环节,覆盖力学、电学两大模块的核心测量实验,无超纲内容,具体如下:
(一)基础测量工具的使用与读数(必考)
核心考查初中物理6种常用测量工具的规范使用、分度值判断与示数读数,是所有测量型实验的基础,也是必得分点:
1. 刻度尺:分度值判断、正确放置、读数(估读到分度值下一位);
2. 天平:调平步骤、砝码与游码读数、物体质量计算;
3. 弹簧测力计:量程选择、零刻度线校准、示数读数;
4. 电流表/电压表:量程选择、正负接线柱连接、示数读数;
5. 量筒:液体体积读数(视线与凹液面底部相平)、不规则物体体积测量(排水法)。
(二)实验操作规范(核心考法)
考查实验操作的规范性,是区分学生实验基本功的关键,核心包括:
1. 力学实验:天平调平、量筒读数、杠杆调平、弹簧测力计的使用规范;
2. 电学实验:实验电路连接(电流表串联、电压表并联、滑动变阻器“一上一下”接法)、滑动变阻器滑片初始位置(最大阻值处)、开关的作用(闭合前断开)、实验故障判断(如灯泡不亮、电表无示数)。
(三)实验数据处理与结论推导(核心考法)
考查学生对实验数据的读取、记录、计算与分析能力,是实验题的核心得分点:
1. 数据读取与记录:规范填写实验表格,注意单位统一;
2. 数据计算:结合核心公式(密度、电阻、电功率)进行计算;
3. 图像绘制与分析:根据数据绘制I-U、质量-体积等图像,分析实验规律;
4. 结论推导:归纳实验数据,得出物理规律(如杠杆平衡条件、电流与电压的关系)。
(四)实验误差分析与方案改进(进阶考法)
考查学生的实验反思能力,是实验题的拉分点,核心包括:
1. 误差分析:分析实验测量值与真实值的偏差原因(如残留误差、读数误差、器材精度误差);
2. 方案改进:针对实验误差或缺陷,提出合理的改进措施(如更换精密器材、优化实验步骤);
3. 替代实验设计:少量涉及创新设计(如无电流表测电阻),核心仍是基础测量原理的应用。
四、命题难度与梯度
该考点整体难度为中等,兼顾基础考查与能力区分,题目内部梯度设计清晰,呈现“基础→进阶→拉分”的三级梯度,贴合不同层次学生的实验能力:
1. 基础层(必得分):测量工具的读数、实验器材的选择、基础操作的判断,如刻度尺读数、天平调平步骤,难度低,只要熟记规范即可得分;
2. 进阶层(核心得分):实验数据的计算、实验操作的规范描述、简单实验结论的推导,如密度计算、I-U图像绘制,难度中等,需掌握核心公式与数据处理方法;
3. 拉分层(提升得分):实验误差分析、实验方案改进、替代实验设计,如密度测量中的残留误差分析、无电压表测电功率,难度中等偏上,需具备一定的实验反思与创新能力。
整体无偏题、怪题,所有难点均建立在教材基础实验之上,核心考查学生的实验基本功与综合应用能力。
五、命题趋势与特点
1. 考法高度稳定,核心考点不变:多年来命题载体、考查范围、题型梯度基本保持一致,仅在实验数据、设问形式上略有调整,核心始终围绕“测量工具使用、操作规范、数据处理、误差分析”四大环节,备考针对性极强。
2. 聚焦教材基础,拒绝脱离实际:所有实验均源于教材必做实验,无复杂创新实验,重点考查学生对教材实验的掌握程度,强调“从教材中来,到实验中去”,避免纯理论、抽象化的实验考查。
3. 注重细节规范,区分实验素养:命题核心聚焦实验细节,如测量工具的估读、电路连接的正误、滑动变阻器的初始位置等,通过细节考查学生的实验规范性,区分“会做实验”与“做好实验”的学生。
4. 强调综合应用,融合多模块知识:单一实验题常融合多个模块知识,如伏安法测电阻融合电学操作、电表读数、数学计算;密度测量融合力学工具使用与密度公式计算,体现物理知识的关联性。
5. 分步设问,按步给分:所有实验大题均采用多步设问,每一步对应一个考查要点,评分时按步骤给分,即使最终结果错误,正确的操作描述、公式书写、数据读取也能获得相应分值,容错率较高。
六、考查能力要求
结合该考点的命题特点,对学生的能力要求聚焦“实验素养”,核心体现在4个方面,贴合初中物理实验教学的核心目标:
1. 操作能力:能规范使用常用测量工具,能完成教材基础实验的完整操作,能判断实验操作的正误;
2. 读数能力:能准确判断测量工具的分度值,能规范读取测量数据,能正确记录实验数据(含单位);
3. 计算与分析能力:能结合核心公式进行实验数据计算,能分析实验数据、绘制实验图像,能归纳实验结论;
4. 反思与创新能力:能分析实验误差的原因,能提出合理的实验改进方案,能初步设计简单的替代实验,具备基本的实验反思素养。
七、考法总结
天津市中考物理测量型实验题,核心是“以教材基础实验为载体,全面考查学生的实验素养与综合应用能力”,考法固定、考点明确、梯度清晰,是中考物理的核心得分题型,也是区分学生实验能力的关键。
该题型的备考关键不在于攻克复杂创新实验,而在于“夯实基础、规范操作、精准读数、善用分析”。只要熟记常用测量工具的使用规范,吃透教材基础实验的完整流程,掌握数据处理与误差分析的基本方法,规避常见实验细节错误,即可实现该题型的高分突破,为中考物理整体得分奠定坚实基础。同时,该题型的考法规律也决定了“回归教材、强化规范、反复复盘”是最有效的备考策略。
解题技巧与考前题型复习覆盖要点说明
一、解题技巧总括
天津市中考测量型实验题题型固定、考查流程清晰,解题核心在于“规范操作、精准读取、正确计算、科学分析”,总结4大核心解题技巧,确保快速、准确解题:
技巧1:按“实验流程”解题,梳理逻辑脉络
所有测量型实验均遵循“器材选择→操作规范→数据处理→结论推导→误差分析”的固定流程,解题时先明确实验目的,再按流程梳理各步骤的核心要求,避免思路混乱:
1. 器材选择:根据实验目的确定测量工具(如测质量用天平、测电流用电流表),注意工具的量程与分度值(如测2.5V小灯泡电功率时,电压表选0-3V量程);
2. 操作规范:回忆实验的关键操作步骤(如电路连接时开关断开、滑动变阻器滑片移至最大阻值处),判断操作的正误;
3. 数据处理:按测量工具的分度值读取数据,规范填写表格,计算时注意单位统一(如质量单位kg、体积单位m³、电流单位A);
4. 结论推导:根据数据或图像归纳规律,结论需体现“控制变量”(如“电阻一定时,通过导体的电流与两端电压成正比”);
5. 误差分析:从“测量工具精度、操作步骤缺陷、实验原理局限”三个角度分析误差原因,改进方案需针对性解决误差来源。
技巧2:掌握“工具读数”技巧,确保数据精准
测量工具的读数是实验题的基础,错误读数会导致后续计算全错,总结核心读数技巧:
1. 刻度尺:先确定分度值(相邻两刻度线间的距离),读数时需估读到分度值下一位(如分度值1mm的刻度尺,读数为2.35cm);
2. 天平:物体质量=砝码总质量+游码在标尺上对应的刻度值(注意游码的分度值,需估读到分度值下一位);
3. 弹簧测力计:先确定量程和分度值,读数时视线与指针所指刻度线相平,无需估读(初中阶段);
4. 电流表、电压表:先明确所选量程(如电流表0-0.6A量程分度值0.02A,0-3A量程分度值0.1A),读数时视线与指针相平,无需估读;
5. 量筒:视线与液体凹液面底部相平,读数时无需估读,直接读取凹液面对应的刻度值。
技巧3:规范“电路连接”判断,规避常见错误
电学测量实验的电路连接是高频考点,总结电路连接的“正误判断技巧”:
1. 电流表:必须串联在电路中,正负接线柱不能接反(电流从正接线柱流入、负接线柱流出),不能直接接在电源两端;
2. 电压表:必须并联在被测用电器两端,正负接线柱不能接反,量程选择需大于被测电压;
3. 滑动变阻器:必须“一上一下”接线,滑片初始位置需移至最大阻值处(远离下接线柱的一端),避免短路或保护电路失效;
4. 故障判断:灯泡不亮、电流表无示数→电路断路(如灯丝断路、导线接触不良);灯泡不亮、电流表有示数→灯泡短路;电压表无示数→被测用电器短路或电压表接线柱接触不良。
技巧4:巧用“误差分析”模板,快速定位原因
实验误差分析有固定规律,总结常见实验的误差分析模板,直接套用:
1. 测量物质密度(烧杯+量筒法):
· 误差:密度测量值偏大→原因:烧杯残留液体导致体积测量偏小;
· 误差:密度测量值偏小→原因:量筒中液体倒入烧杯时残留导致质量测量偏小;
· 改进:调整实验步骤为“先测烧杯和液体总质量→倒出部分液体到量筒→测烧杯和剩余液体总质量”,减小残留误差。
2. 伏安法测电阻:
· 误差:电阻测量值偏大→原因:电流表内接(电压表测量的是电阻和电流表的总电压);
· 误差:电阻测量值偏小→原因:电流表外接(电流表测量的是电阻和电压表的总电流);
· 改进:根据电阻大小选择接法(大电阻内接、小电阻外接)。
3. 测量小灯泡电功率:
· 误差:电功率测量值偏大→原因:电压表量程选择过小导致读数偏大;
· 误差:无法测额定功率→原因:滑动变阻器最大阻值过小,无法将灯泡电压调至额定电压;
· 改进:更换最大阻值更大的滑动变阻器。
二、考前题型复习覆盖要点
结合天津中考真题规律和同题位实验题模拟突破的要求,该题型复习核心是“熟实验、会操作、能读数、善分析”,具体覆盖要点如下:
(一)核心实验全覆盖,熟记实验流程
考前需逐一梳理天津中考高频测量实验,熟记每个实验的“实验目的、器材、步骤、核心操作、数据处理、误差分析”,形成实验流程思维导图,核心实验清单如下:
实验类别
核心实验
复习重点
力学测量
1. 长度、质量的测量;2. 物质密度的测量;3. 杠杆平衡条件的探究;4. 浮力的测量(称重法)
天平、量筒、弹簧测力计的使用;实验步骤设计;误差分析
电学测量
1. 伏安法测定值电阻;2. 测量小灯泡的电功率;3. 探究电流与电压、电阻的关系
电路连接;电表读数;滑动变阻器的作用;实验故障判断;控制变量法的应用
(二)基础操作专项练,强化规范意识
针对实验操作的高频考点,进行专项针对性练习,重点强化“规范性”,避免因操作错误导致失分:
1. 测量工具使用练习:熟练工具读数题(刻度尺、天平、弹簧测力计、电流表、电压表、量筒),确保读数精准,无估读错误、量程判断错误;
2. 电路连接练习:练习实物电路连接的正误判断(如找出错误导线并改正)、根据电路图连接实物图,重点关注电流表、电压表、滑动变阻器的接线规范;
3. 实验步骤排序/纠错练习:给出打乱的实验步骤,要求排序;或给出错误的实验步骤,要求指出并改正,强化实验流程的规范性。
(三)数据处理与图像绘制,提升计算能力
数据处理是实验题的核心得分点,需重点训练:
1. 表格填写练习:根据实验数据规范填写表格,注意单位统一(如质量单位g换算为kg,体积单位mL换算为cm³);
2. 公式计算练习:熟练应用密度、电阻、电功率、浮力的核心公式进行计算,确保计算结果准确,科学计数法应用规范;
3. 图像绘制练习:根据实验数据绘制I-U图像、质量-体积图像等,掌握坐标轴标度的选择、数据点的描点、连线的规范(用平滑曲线或直线连接)。
(四)误差分析与方案改进,突破拉分点
针对实验题的拉分点,进行专项突破,总结常见实验的误差原因与改进方案,形成“误差分析清单”:
1. 力学实验误差:重点分析密度测量、浮力测量中的误差来源(如残留误差、读数误差),掌握改进措施;
2. 电学实验误差:重点分析伏安法测电阻、电功率测量中的系统误差(如电表内阻影响)、偶然误差(如读数误差),掌握控制误差的方法;
3. 替代实验方案设计:练习“无电流表测电阻”“无电压表测电功率”等创新实验方案,掌握利用定值电阻、滑动变阻器等器材设计替代实验的思路。
(五)同题位模拟突破注意事项
1. 限时练习,提升速度:设定“10分钟/道实验大题”的限时练习,要求在规定时间内完成读数、计算、分析,确保中考时能快速完成实验题,为后续难题节省时间;
2. 规范书写,按步得分:模拟练习时严格按照“实验操作→数据读取→计算过程→结论推导→误差分析”的步骤书写,即使最终结果错误,正确的步骤和公式也能获得相应分值;
3. 错题复盘,归类错误原因:将错题按“读数错误、操作错误、计算错误、误差分析错误”归类,针对性弥补薄弱点,如“读数错误”需加强测量工具使用练习,“操作错误”需熟记实验规范;
4. 回归教材,夯实基础:模拟突破以教材基础实验和历年中考真题为主,无需做复杂的创新实验题,重点夯实教材实验的操作规范、数据处理、误差分析,确保基础分不丢;
5. 强化实验语言表达:实验结论、误差分析、方案改进需用规范的物理语言表达,避免口语化,如“滑动变阻器接成定值电阻”不能表述为“滑动变阻器接错了”,“测量值偏大”不能表述为“测量结果不对”。
(六)常见易错点梳理,形成避坑清单
考前重点梳理测量型实验的高频易错点,考试时逐一排查,避免失误:
1. 测量工具使用易错点:刻度尺估读错误(未估读到分度值下一位);天平调平未将游码归零;电流表、电压表量程选择错误导致读数错误;
2. 电路连接易错点:电流表并联、电压表串联;滑动变阻器“两下”或“两上”接线;电表正负接线柱接反;
3. 实验步骤易错点:密度测量时先测体积后测质量(导致质量测量偏大);电学实验闭合开关前滑动变阻器滑片未移至最大阻值处;
4. 数据处理易错点:单位未统一(如质量用g、体积用cm³,计算密度时未换算为kg/m³);图像绘制时坐标轴无标度或标度不合理;
5. 误差分析易错点:混淆误差原因(如将密度测量值偏大的原因归结为天平读数错误,而非残留误差);改进方案无针对性。
(七)核心总结
天津市中考物理测量型实验题的命题核心是“以教材基础实验为载体,考查实验操作的规范性、数据处理的精准性、误差分析的科学性”,题型固定、考向明确、梯度清晰,是基础得分与能力拉分兼具的核心题型。
复习时无需追求复杂的创新实验,核心是“熟实验流程、练规范操作、精数据处理、会误差分析”;模拟突破时以限时练习、规范书写、真题复盘为主,强化基础操作与数据处理的准确率,突破误差分析与方案改进的拉分点。只要掌握核心实验的操作规范、数据处理方法与误差分析技巧,规避常见易错点,该题型可实现高分突破,成为中考物理的得分保障。
历年中考真题总览
1.请你运用掌握的实验技能解答下列问题。
(1)刻度尺使用:图中,测量某木块长度时,刻度尺放置正确的是 图;该木块的长度为 cm。
(2)天平使用:把天平放在水平桌面上,游码放在标尺左端零刻度线处,指针静止时如图甲所示,应调节 ,使横梁平衡;在测量物体质量时,砝码放入右盘中,指针静止时如图乙所示,应调节 ,使横梁平衡。(两空均选填“平衡螺母”或“游码”)
(3)弹簧测力计使用:弹簧测力计下悬挂一个重物,示数如图甲所示;把重物浸在水中时,示数如图乙所示。此时重物受到水的浮力为 N。
【答案】(1) 乙;5.30(5.28~5.32cm之间均正确)(2)平衡螺母;游码(3)2
【详解】(1)[1]测量时,刻度尺的零刻度线要对准被测物体的一端,故“乙”正确。
[2]刻度尺的分度值为0.1cm,被测物体的一端在5cm后面第3小格处,故读数为,注意,有时可能存在误差,故读数在5.28~5.32cm之间均为正确结果。
(2)[1]天平测量物体质量之前,需要将游码移到标尺左侧零刻度线处,再调节平衡螺母使天平横梁平衡。
[2]天平测量物体的时候,天平需要通过增减砝码或移动游码使天平横梁再次平衡,然后读出物体的质量。
(3)由题意可知,甲图测量的是重物受到的重力,大小为,乙图测量的是重物浸在水中时受到的拉力,大小为,根据称重法测浮力可知,物体受到的浮力。
2.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
【详解】(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。
3.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
【详解】(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
4.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
【详解】(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
5.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
【详解】(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:
6.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
【详解】(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
7.某物理兴趣小组为检测学校附近某条河的水质,需要测量河水的密度.取样后,他们利用天平和量筒进行了测量,实验过程如下:
【实验步骤】
(1)用已调平衡的天平测出空烧杯的质量为18g;
(2)向烧杯中倒入适量的河水,测出烧杯和河水的总质量,如图所示;
(3)将烧杯中的河水全部倒入量筒中,读出量筒中河水的体积,如图所示.
【实验数据处理】
在下表中填入上述实验数据及计算结果.
烧杯的质量
烧杯与河水的质量
河水的质量
河水的体积
河水的密度
18
【实验评估】
按该实验方案测出的河水密度比实际值 (选填“偏大”或“偏小”).
【答案】 49 31 30 1.03 偏大
【详解】从图中天平读数可知,砝码质量20g+20g+5g=45g,游码质量为:4g,则烧杯和河水的总质量为45g+4g=49g;
河水质量等于总质量减去烧杯质量49g-18g=31g;
从图中量筒读数可知,河水体积为30ml=30cm3;
根据密度公式ρ=得,河水密度ρ==1.03g/cm3;
由于河水从烧杯中向量筒中转移时,会有部分残留在烧杯中,造成测量的体积偏小,故而测量的密度偏大.
8.在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中:
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画出导线完成图乙的电路连接:
(2)实验过程中得到的部分数据如下表所示.第3次测时,电流表的示数如图丙所示,请将该数据填入表格中
实验序号
1
2
3
…
电压U/V
0.8
1.6
2.4
…
电流I/A
0.16
0.32
__________
…
(3)在图丁中的坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线.
【答案】 ; 0.48 ;
【详解】解:(1)电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,由图丙知,电流表选用小量程与R串联,将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中与电阻串联,如下图所示:
(2)第3次测时,电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.48A;
(3)横坐标小格表0.4V,纵坐标每小格表示0.08A,根据表中数据在图中找出对应的点,连线,如下图所示:
同题位题型模拟突破
9.某小组同学用图甲的电路图探究“电流与电压和电阻的关系”,实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω,电源电压为。
(1)在探究“通过电阻的电流跟两端电压的关系”时,选用了某一定值电阻,连接电路闭合开关后,移动变阻器的滑片P,当电流表的示数是时,电压表的示数如图乙所示,这时定值电阻两端的电压是 ;
(2)在探究“通过电阻的电流跟电阻的关系”时,把定值电阻由换成,闭合开关后,电压表示数由时的变成现在的,这时需要将甲图中的滑片向 移动,使电压表的示数仍为 ;
(3)探究结束后,该组同学又利用图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率,他们把定值电阻换成额定电压为的小灯泡。
①请帮该组同学将图丙的实物电路连接完整;
②闭合开关,改变变阻器滑片P的位置,当小灯泡正常发光,电流表示数如图丁所示,则小灯泡的额定功率是 。
【答案】(1)2.8V (2)右 ; 2.5V (3) ; 1.52W
【详解】(1)由图甲知,两个电阻串联在电路中,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,电源电压为4.5V,由图乙,若电压表选用大量程,分度值为0.5A,示数为14V,定值电阻两端电压大于电源电压,所以电压表选用小量程,分度值为0.1A,示数为2.8V。
(2)[1][2]在探究电流跟电阻的关系时,需要保持定值电阻两端的电压不变,接入5欧定值电阻时,电压表示数为2.5V,即定值电阻两端的电压为2.5V。定值电阻换成10欧后,其两端电压变成了3.2V,为了让其两端电压保持为2.5V,需要将图甲中滑片向右移动,让变阻器接入电路的阻值变大,分得的电压变大。
(3)[1]将定值电阻换成小灯泡来测电功率,小灯泡的额定功率为3.8V,则电压表选用大量程,滑片向右移动,变阻器接入电路的阻值变大,其左下接线柱接入电路。作图如下:
[2]实验用小灯泡的电阻约为10欧,则小灯泡正常工作时的电流
由图丁知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.4A,小灯泡的额定功率
10.小明同学利用有关器材测量定值电阻Rx的阻值。
(1)连接的电路如图甲所示,用开关试触时,发现电压表指针偏转角度很大,电流表无示数,经检查发现有一根导线连接错误,请在错误的那根导线上画“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路;
(2)改正导线连接,再次用开关试触后选用合适量程,调节滑动变阻器滑片到适当位置,两表示数如图乙所示,电流表的示数为 ,本次测量的Rx阻值为 。
(3)小明进行了实验创新,利用阻值为R0的定值电阻和电压表等器材,测量Rx的阻值。设计了如图所示的电路,经检查无误后进行实验。
①闭合开关S1、S3,断开开关S2,读出电压表的示数,记为U1;
②保持开关S1处于闭合状态,断开开关S3,闭合开关S2,使电压表测 (选填“R0”或“Rx”)两端电压,记为U2;
③用已知物理量和测量量的符号表示出Rx的电阻,Rx= 。
【答案】(1)(2) 0.3A ;8Ω (3) R0 ;
【详解】(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流,电路更改如下:
(2)[1]由图乙得,电压表的分度值为0.1V,示数为2.4V;电流表的分度值为0.02A,示数为0.3A。
[2]由欧姆定律得,本次测量的Rx阻值为
(3)[1][2]①由图得,闭合开关S1、S3,断开开关S2,R0与Rx串联,电压表测量电源电压,记为U1;
②保持开关S1处于闭合状态,断开开关S3,闭合开关S2,电路连接方式不变,电压表并联在R0两端,测R0两端电压,记为U2。
③由串联电路电压特点得,Rx的电压为
串联电路电流处处相等,此时Rx的电流为
由欧姆定律得
11.小明和小华一起复习伏安法测电阻的实验。
(1)他们选用的器材如图甲所示,请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大;并在空白处画出相应的电路图;
(2)连接电路之前,应该 开关;
(3)闭合开关,小明发现两电表均无示数。为了查找故障,他将电压表拆下,保持电路其他部分连接完好,再将电压表分别接在电源、待测电阻、滑动变阻器两端,然后闭合开关,发现只有接在待测电阻两端时,电压表无示数,则故障可能是 ;
(4)检查电路连接无误后,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P移至某处时,电流表示数(如图乙)为 ,电压表示数如图乙,则待测电阻的阻值为 。
【答案】(1) ;
(2)断开 (3)滑动变阻器断路 (4) 0.2A ;7.5Ω
【详解】(1)[1]要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大,说明接入电阻变小,滑动变阻器接右下接线柱,如图所示:
[2]
(2)为了保护元件,连接电路前,开关应处于断开状态。
(3)两电表均无示数,极有可能是断路,接在电源两端电压表有示数,说明电源和电压表正常,接在待测电阻两端电压表无示数,而滑动变阻器两端电压表有示数,则说明滑动变阻器断路。
(4)[1]电流表选择0~0.6A的量程,分度值为0.02A,故其示数为0.2A。
[2]由图乙知电压表示数为1.5V,故待测电阻的阻值
12.同学们在做伏安法测小灯泡电阻的实验中,用的是额定电压为2.5V的小灯泡。
(1)按照图甲的电路图,连接图乙的实物图;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的阻值调至最 ;(选填“大”或“小”)
(3)闭合开关后,移动滑片,先后测量几组电压表和电流表示数,如表格所示:
电压
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流
0.25
0.23
0.2
0.15
0.1
请根据表格中的数据,在图中做出灯泡的关系图像;
(4)由表格数据及所做图像均可看出,灯丝电阻是变化的,其根本原因是,灯丝电阻随温度升高而 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】 ;大; ;增大
【详解】(1)[1]由表格数据可知,电压表、电流表均选择小量程,滑动变阻器“一上一下”连接,按照图甲的电路图,连接图乙的实物图如下:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的阻值调至最大。
(3)[3]由表格数据,根据描点法描出对应的(U,I)点,然后连线,可得如下图像:
(4)[4]灯丝的电阻受温度的影响,由表格数据及所做图像均可看出,灯丝电阻是变化的,其根本原因是,灯丝电阻随温度升高而增大。
13.在探究并联电路电流规律的实验中:
(1)电流表应 (选填“串联”或“并联”)在被测电路中。若要测量干路电流,则电流表应接在图甲中的 点;
(2)小明同学在测量A处的电流时,闭合开关前,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ;纠正该错误后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 ;
A点的电流IA/A
B点的电流IB/A
C点的电流IC/A
0.2
0.2
0.4
(3)上表是另一组的小亮同学在实验中用两盏规格相同的灯泡测出的数据,由此得出的实验结论是: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。请指出小亮的探究选取器材的不妥之处: ;小亮由上述表格即得出结论,则他的实验还有一处不合理,请指出: 。
【答案】串联; C ;电流表未调零;0.24A;选择规格相同的灯泡;实验次数太少,不具有普遍性
【详解】(1)[1]电流表电阻非常小,可以忽略不计,可以看成导线,若并联,会导致短路,故应串联在被测电路中。
[2]如图A、B在支路,C在干路,故若要测量干路电流,则电流表应接在图甲中的C点。
(2)[3]闭合开关前,电流表指针反偏,原因是电流表未调零。
[4]如图丙,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,根据指针位置,电流表的示数为0.24A。
(3)[5]探究并联电路电流的规律时,应选择规格不同的灯泡进行实验。
[6]上述表格只有一组数据,实验次数太少,不具有普遍性,应更换不同规格的灯泡多次实验。
14.小明同学用伏安法测量未知电阻的阻值。
(1)如图是他做实验时所连电路,其中有一根导线连错了。请在错误的导线上打“×”并画出正确的导线,再在虚线框内画出改正后相应的正确的电路图;
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片P至适当位置,电压表,电流表的示数分别如图所示,则电压表的示数为 ,未知电阻的阻值为 ;
(3)小林的设计方案如图所示,闭合开关S,电流表和的示数分别为和,已知定值电阻的阻值为,则未知电阻 (用、和表示);
(4)如图所示是小成测量未知电阻的实验电路,电源两端电压不变,其中为阻值已知的定值电阻。当S闭合后,电压表的示数表示,电压表的示数用表示。则未知电阻 。(用、和表示)
【答案】 ;2.7V;9 ; ;
【详解】(1)[1]测量未知电阻阻值时,电流表要串联在电路中,电压表测量未知电阻两端的电压,图中电路图电流表与电阻并联,故错误的导线是连接电流表与未知电阻右接线柱的导线,将错误导线去除后,再用导线将未知电阻右接线柱与滑动变阻器左上角接线柱相连,如图所示
(2)[2]图中电压表连接的是小量程,分度值为0.1V,示数为2.7V。
[3]电流表连接的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,电阻的阻值为
(3)[4]由图可知,电路为并联电路,电流表A1测量干路电流,示数为I1,电流表A2测量R0所在支路电流,示数为I2,由并联电路的电压特点可知,电源电压等于支路电压,Rx的阻值为
(4)[5]由图可知,电路为串联电路,串联电路电流处处相等,电压表V1测量R0两端的电压,示数为U1,电压表V2测量Rx两端电压,示数为U2,则Rx的阻值为
15.用如图所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整电路;
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是: ;
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器接的是下端两接线柱
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片 P 移动到某一位置时,电压表的示数如图下所示,此示数为 V。若想继续测量小灯泡的额定功率,应将的滑片 P向 (选填“A”或“B”)端移动,直至电压表的示数为 2.5 V;
(4)移动滑片,记下多组数据,并绘制成下图所示图像,则灯泡正常发光时电功率为 W。
【答案】 ; C ; 1.8 ;B ; 0.75
【详解】(1)[1]根据滑动变阻器使用方法,接线柱应选择一上一下接入,如图所示
(2)[2]连接电路后,闭合开关,电流表和电压表都有较小的示数,表明电路中电阻很大,导致电流过小,灯泡实际功率太小,不能发光,无论怎样移动滑片,两表示数均无变化,表明滑动变阻器不能改变接入电路中电阻的大小,故其原因可能是滑动变阻器接的是下端两接线柱,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[3][4]电压表的示数如图所示,电压表接入量程为0~3V,分度值为0.1V,此示数为1.8V。小灯泡的额定电压为2.5V,若想继续测量小灯泡的额定功率,根据串联电路分压的规律,滑动变阻器接入电阻应变小,故应将的滑片P向B端移动,直至电压表的示数为 2.5 V。
(4)[5]所示图像,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光的电流为0.3A,则灯泡正常发光时电功率为
16.在“测量小灯泡电阻”的实验中,电源电压恒定,小灯泡额定电压为。
(1)请用笔画线代替导线按要求将甲图连接完整(向左移动滑片时电流表示数变大,导线不交叉);
(2)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,发现电流表有示数,电压表无示数,原因可能是小灯泡 (选填“断路”或“短路” );
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P,电压表示数如图乙所示,此时小灯泡两端电压为 ;
(4)改变滑片的位置,获得多组对应的电压值和电流值,根据实验数据绘制了如图丙所示的图像。由图像可知:
①小灯泡正常发光时的电阻为 ;
②小灯泡灯丝电阻随温度升高而 ;
(5)若要测量一个额定电压为的小灯泡的额定功率,电源电压为且保持不变,定值电阻阻值已知。下列电路能够实现的是 (填写字母)。
A.只有①
B.只有②
C.①②
【答案】 ;短路 ;1.9 ;10 ;变大 ; C
【详解】(1)[1]“测量小灯泡电阻”,灯泡与变阻器串联,电压表测量灯泡电压,电流表测量电路电流,向左移动滑片P时电流表示数变大,说明滑动变阻器阻值变小,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱,如下图所示:
(2)[2]正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,发现电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路,即原因可能是小灯泡短路。
(3)[3]由图乙得,电压表选用小量程,分度值,其示数为。
(4)[4]①由图丙可知,当灯泡两端电压为时,通过灯泡的额定电流为,由欧姆定律得,小灯泡正常发光时的电阻为
[5]②由图丙可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据可知,灯泡功率变大,温度升高,小灯泡灯丝电阻随温度升高而变大。
(5)[6]①闭合开关、,断开开关,灯泡、滑动变阻器和串联,电压表测灯泡两端电压;移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为,此时灯泡正常发光;保持滑动变阻器滑片位置不动,闭合开关、,断开开关,灯泡、滑动变阻器和仍串联,电压表测灯泡和滑动变阻器两端电压,其示数为;因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据串联电路电压规律,两端电压为,根据串联电路电流特点和欧姆定律可求出灯泡的额定电流,利用可求出灯泡额定功率,故①电路能够测出小灯泡的额定功率;
②闭合开关、,断开开关,灯泡、滑动变阻器和串联,电压表测滑动变阻器和两端电压,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为,根据串联电路电压规律,此时灯泡两端为,灯泡正常发光;保持滑动变阻器滑片位置不动,闭合开关、,断开开关,灯泡、滑动变阻器和仍串联,电压表测滑动变阻器两端电压,其示数为;因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据串联电路电压规律,两端电压为,根据串联电路电流特点和欧姆定律可求出灯泡的额定电流,利用可求出灯泡额定功率,故②电路能够测出小灯泡的额定功率,故AB不符合题意,C符合题意。故选C。
17.同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”。学生电源(调至6V进行实验)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉);
(2)连接电路时,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)开关闭合后,发现电压表无示数,电流表有示数,故障可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后,闭合开关,改变滑片的位置,记录的实验数据如表格所示。请将表格未填写的数据补充完整;
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.4
(5)之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动;
(6)由图像可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成 (选填“正比”或“反比”);
(7)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 (填序号)。
A.20Ω 0.6A
B.60Ω 0.5A
C.80Ω 0.3 A
【答案】 ; 左 ;短路; 0.3 ; 右 ; 反比 ; B
【详解】(1)[1]变阻器按一下一上连入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联,如下所示:
(2)[2]连接电路时,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最左端。
(3)[3]开关闭合后,电流表有示数,电路为通路;电压表没有示数,说明被测对象两端电压为0,根据欧姆定律可以知道,这部分的电阻为0,故障可能是定值电阻R短路。
(4)[4]根据第1组可知,电阻为
故第2组实验电流为
(5)[5]根据串联分压原理可知,实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时,电阻变小,其分得的电压变小;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动。
(6)由图丙知,电阻的电流与电阻之积为:
UV=I′R′=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V
电流与电阻之积为一定值,得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比。
(7)根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=U′-UV=6V-2V=4V
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=2×20Ω=40Ω
又因实验中电路中最大电流为0.4A。故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
18.某同学用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是3.8V。
(1)图甲中有一根导线接错了,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线;
(2)正确连接电路后,小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电流是 ,小灯泡的额定功率是 ;
(3)测出小灯泡的额定功率后,该同学接着向B端移动滑动变阻器的滑片,小灯泡的亮度
(选填“变亮”、“不变”或“变暗”);
(4)小明连接实验电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是 。
【答案】 ; 0.3A ; 1.14W ; 变暗; 滑动变阻器接的是两个下端接线柱
【详解】(1)[1]由图甲知,灯泡并联在滑动变阻器和电流表两端,电压表串联入电路了,为使电路连接正确,应将灯泡与滑动变阻器连接的导线改接电压表的“15”接线柱即可,如图所示:
(2)[2]由图乙知,电流表使用小量程,分度值为0.02A,灯泡正常发光时的电流为0.3A。灯泡的额定功率
(3)[3]测出小灯泡的额定功率后,该同学接着向B端移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路中的电流减小,小灯泡的亮度变暗。
(4)[4]小明连接实验电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,说明电路为通路,电路中的电阻过大;无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,说明滑动变阻器不能改变电路中的电阻,其原因可能是滑动变阻器接的是两个下端接线柱。
19.“测量未知电阻”的实验中,提供了电源、电流表、电压表、滑动变阻器,一个阻值未知的定值电阻Rx、一个额定电压为2.5V,阻值约为8Ω的小灯泡,开关,导线若干。
(1)请在空白处画出测量待测电阻Rx的电路图,并连接图所示的实物图;
(2)试触后,选择合适的量程,闭合开关,调节滑动变阻器,电流表和电压表的示数如图所示,则待测电阻Rx的阻值为 Ω;
(3)小明测出待测电阻Rx的阻值后,设计了只用一个电表及已有其他器材测量小灯泡正常发光时的电阻,图所示的电路中最合理的是 。
A. B. C. D.
【答案】 ; ; 20.8 ;C
【详解】(1)[1]伏安法测电阻实验中的电路设计,电源、开关、滑动变阻器、电流表、未知电阻要串联成一个大的电路,然后电压表并联在未知电阻两端,如图所示
(2)[2]由图可知,电流表接“0.6A”,电压表接“3V”,均是小量程,读数时读下排刻度,则电流I为0.12A,电压U为2.5V,未知电阻的阻值为
(3)[3]要测量小灯泡正常发光时的电阻,就要能把小灯泡两端的电压调节到额定电压2.5V,并且此时还要能测量出通过小灯泡的电流。
A.电流表与小灯泡串联,不知道额定电流的情况下,无法把小灯泡两端的电压调节到额定电压2.5V,故A不符合题意;
B.闭合S、S2,通过调节滑动变阻器可以把Rx两端的电压调节到2.5V,但是当闭合S、S1,断开S2时电路中的电流可能会改变,故B不符合题意;
C.闭合S、S1,通过调节滑动变阻器可以把小灯泡两端的电压调节到2.5V,再断开S1,闭合S、S2,此时可以求出Rx两端的电压,进而求出串联电路中的电流,即通过小灯泡的电流,最后可以算出小灯泡的额定功率;故C符合题意;
D.闭合S、S1得出电压U1,闭合S、S2得出电压U2,小灯泡两端的电压为U2- U1,理论上可以通过不断的调节滑动变阻器最终使小灯泡两端的电压为2.5V,实际操作时很复杂繁琐,故D不符合题意。
故选C。
20.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,实验室提供如下器材:电源(电压恒为6V)、电压表、电流表、额定电压为V的待测小灯泡L(电阻约为10Ω)、滑动变阻器、开关S各一个、导线若干。
(1)如图是一位同学为测量小灯泡的功率所连的电路。这个电路有什么错误或不妥之处?应该怎样纠正?请你在图上接错的线上打,并改为正确的接线;
(2)请你在虚线框内画出正确的电路图;
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,示数为 ,小灯泡的额定功率为 ,小灯泡正常发光的电阻为 。
【答案】 ; ; 0.3; A ;0.75 W ;8.33 Ω
【详解】(1)[1]灯泡正常发光的电流约为
I==0.25A
电流表选择0~0.6A的量程,图中电流表的量程选择大量程,应该选择小量程,电流表的正负接线柱接反了,应让电流从正接线柱流入,负接线柱流出;滑动变阻器的接法应该是一上一下,而图中都接在了上面的接线柱,故此处错误,应改接为一上一下,如图所示:
(2)[3]电流从正极出发,经电流表、灯泡、滑动变阻器、开关回负极,电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
(3)[3]由图可知,电流表选择的是0~0.6A量程,分度值是0.02A,故读数为0.3A。
[4]小灯泡的额定功率为
P额=UI额=2.5V×0.3A=0.75W
[5]小灯泡正常发光的电阻为
RL=≈8.33Ω
21.小丽在“测量小灯泡电功率”的实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源,小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关及导线。请你完成下列内容。
(1)如图1所示是小丽连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(2)连接电路过程中,开关应该 (选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片应该移动到 (选填“A”或“B”)端;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路的故障可能是_______;(选填符号)
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(4)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表指针如图2所示,则此时通过小灯泡的电流是 A;
(5)正确操作后,小灯泡发光,此时电压表的示数为2.0V,为了测量小灯泡的额定电功率,这时应该向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片。
【答案】(1) (2) 断开; A (3)B (4)0.14 (5)B
【详解】(1)原电路图中,电流表与灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的,在“测量小灯泡的电功率”实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
(2)[1][2]为了保护电路,连接电路过程中,开关应该断开,滑动变阻器的滑片应该移动到阻值最大处,即A端。
(3)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,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,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即电路的故障可能是灯泡断路,故选B。
(4)电流表指针如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.14A。
(5)电路连接正确操作后,小灯泡发光,此时电压表的示数为2.0V,小于灯泡额定电压2.5V,为了测量小灯泡的额定电功率,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,故这时应该向B端移动滑动变阻器的滑片。
22.物理学习小组的同学们做“探究并联电路中电流规律”的实验。请你完成下列内容:
(1)连接电路时,开关应 。
(2)图甲是他们设计的电路图,实验时需要测量三处的电流。图乙是他们某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (选“A”“B”或“C”处的电流)
(3)①小金同学在某次测量时,闭合开关后,发现电流表指针如图丙所示,原因是 。
②在排除故障后,电流表的示数如图丁所示,则电流表的示数为 。
(4)小明同学要测量通过的电流,只需将图乙中导线 (选填“”或“”的一端改接到电流表的负接线柱上)
(5)小薛同学测出一组三处的电流,数据如表所示,由此他得出结论:①干路电流等于各支路电流之和。②各支路电流相等。
0.2
0.2
0.4
小组内交流讨论后,一致认为小薛同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡进行实验。
【答案】(1)断开 (2)C (3)电流表正、负接线柱接反了 ;0.24 (4) a (5) 不同
【详解】(1)连接电路之前,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)由图2可知,电流表测量干路电流,所以测量的是电路图中C处电流。
(3)①[1]闭合开关后,发现电流表反偏,是因为电流表正、负接线柱接反了。
②[2]如图所示,电流表接小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.24A。
(4)要测量通过L2的电流,电流表与L2串联,只需将图2中导线a的一端改接到电流表的负接线柱上。
(5)要得到并联电路中电流的规律,为了让实验结论具有普遍性,应选用不同规格的小灯泡进行实验。
23.实验探究小组为测量某定值电阻Rx的阻值,设计了如图所示的电路图并进行实验,电源电压恒为3V。请你完成下列内容:
(1)请按图所示的电路图,以笔画线代替导线,将图中的电路连接完整;
(2)如图所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑至 (选填“A”或“B”)端;
(3)小林闭合开关后,发现电压表指针如图所示,接下来他应进行的操作是 ;(选填字母)
A.对电压表调零 B.将电压表正、负接线柱交换连接
(4)实验中,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图所示,则通过Rx的电流为 A,它的阻值为 ;
(5)下列实验中,多次测量的目的与本实验多次测量的目的相同的是 。(选填字母)
A.“探究串、并联电路中电流规律”时,换用不同规格的小灯泡,多次测量
B.“用刻度尺测长度”时,需要多次测量被测物体的长度
【答案】 ; B ; B ;0.3 ; 5 ; B
【详解】(1)[1]已知电源电压恒为3V,电压表应该选择小量程,根据电路图可知,滑动变阻器串联接入电路,电压表测量Rx两端的电压,电路连接,如图所示:
(2)[2]为了起到保护电路的效果,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑至最大阻值处的B端。
(3)[3]如图所示,闭合开关后,电压表的指针反向偏转,此时应该将电压表正、负接线柱交换连接,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)[4]当电压表示数为1.5V时,如图所示,电流表选择的是小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A,则通过Rx的电流为0.3A。
[5]根据公式可知, Rx的阻值为
(5)[6]实验探究某定值电阻Rx的阻值,多次测量的目的,是减小实验误差,使结果更准确。
A.探究串、并联电路中电流规律时,换用不同规格的小灯泡,多次测量,得出普遍性规律,使实验结果更具有普遍性,故A不符合题意;
B.用刻度尺测长度时,需要多次测量被测物体的长度,得出较为准确的结果,减小实验误差,使结果更准确,故B符合题意。
故选B。
24.小明做“测量小灯泡电功率”的实验,电路图如图所示。小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝的电阻约为6Ω。请你帮他完成下列内容:
(1)根据图,请用笔划线代替导线完成图电路连接;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑至 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关,移动滑片P至某一位置时,电压表的示数如图所示,要测量小灯泡额定功率,则滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表示数为2.5 V为止;
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率是 W。
【答案】 ; B ; A ; 0.75
【详解】(1)[1] 小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选择0~3V的量程并与小灯泡并联,又因为灯丝的电阻约为6Ω,所以灯泡正常发光时的电流大约为
所以电压表选择0~0.6A量程串联在电路中,如图所示:
(2)[2] 闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处,由实物图可知,滑片P应位于B端。
(3)[3] 如图,电压表的示数为2.3V,小于小灯泡的额定电压,要测量小灯泡额定功率,需要小灯泡正常发光,即增大小灯泡两端电压,减小滑动变阻器两端电压,根据串联分压规律可知,滑动变阻器的阻值越小,其两端电压越小,所以滑片P应向A端移动,直到电压表示数为2.5 V为止。
(4)[4] 当小灯泡正常发光时,读出电流表示数为0.3A,根据可求出小灯泡的额定功率为
25.小程在做“测量小灯泡电功率”的实验时,所用器材有:一个电压为6V的电源,一个额定电压为2.5V的小灯泡(电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,两个规格分别为 “10Ω 1A”和 “30Ω 0.5A”的滑动变阻器R1、R2,导线若干。电路图如图甲所示。请你完成下列内容。
(1)为了顺利完成实验,他应选用的滑动变阻器规格为 。(选填“R1”或 “R2”)
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到 端。(选填“a”或“b”)
(3)他连好电路闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,其故障原因可能是( )(选填字母)
A.小灯泡短路了
B.小灯泡与灯座接触不良
C.滑动变阻器与导线接触不良
(4)他调整电路后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测得小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“a”或“b”)端滑动。
(5)他通过移动滑片P,分别记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成了如图乙所示的U-I图象,小灯泡的额定功率为 W。
(6)进一步分析图象,他发现小灯泡的电阻不断变化,这是因为灯丝的电阻与 有关。
【答案】R2 ; b ;B ; a ; 0.5 ; 温度
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压U额=2.5V,灯丝电阻约为10Ω,由欧姆定律灯的额定电流约为
根据串联电路电压的规律,灯正常发光时变阻器分得的电压为
U滑=U-U额=6V-2.5V=3.5V
变阻器连入电路的电阻为
故应选用规格为R2的滑动变阻器。
(2)[2]开关闭合前为保护电路,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,即b端。
(3)[3]小灯泡始终不亮,电流表无示数,可能断路,电压表有示数,说明电压表串联进电路,故可能灯泡断路,故选B。
(4)[4]电压表的示数为2.2V,小于灯额定电压2.5V,要增大灯泡电压,减小变阻器分压,根据串联分压原理,要减小变阻器电阻,滑片向a移动。
(5)[5]由图,额定电压下电流为0.2A,额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
(6)[6]实验发现灯泡电阻是变化的,主要原因是灯泡的电阻随温度的变化而变化,不同电压下灯丝温度不同。
26.小刚同学在做“测量小灯泡额定功率”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω,1A”字样;
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮);
(2)闭合开关,移动滑片直到电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示 A,小灯泡的额定功率为 W;
(3)同组的小红同学还想探究“在电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻;
①由图像可知小红将定值电阻R两端的电压控制为 V不变。当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,滑动变阻器连入电路的阻值应 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
②实验结论是电压一定时, ;
③实验结束后,小红问老师保持该电压不变的情况下,能否更换50Ω的定值电阻继续进行此实验 。
【答案】 ; 0.3; 0.75 ; 3 ; 变大; 通过导体的电流与导体的电阻成反比 ; 不能更换50Ω的定值电阻继续进行此实验
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮,则说明滑片向右移动时接入电路阻值变小,故滑动变阻器的下端接线柱选择右下端的,如图所示
(2)[2]由图乙可知电流表连接0~0.6A量程,分度值为0.02A,故示数为0.3A。
[3]小灯泡的额定功率为
(3)①[4]由图丙可知,定值电阻R两端的电压控制为
[5]由图甲可知,将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻后,电路为串联电路。当定值电阻由5Ω的电阻换成10Ω的电阻时,根据串联电路特点
如果接入滑动变阻器阻值不变,定值电阻两端的电压变大,为保持定值电阻两端的电压不变,故滑动变阻器连入电路的阻值应变大。
②[6]由图丙可知,当电压一定时,电流与电阻成反比,故实验结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
③ [7]由题意可知,电流电压为6V,定值电阻两端电压保持3V不变,滑动变阻器两端的电压也为3V,根据串联电路分压特点要达到实验要求,滑动变阻器连入电路的电阻与定值电阻的阻值相同,当定值电阻换成50Ω时,滑动变阻器的最大阻值应为50Ω。而滑动变阻器的最大阻值为20Ω小于50Ω,所以不能更换50Ω的定值电阻继续进行此实验。
27.小兰实验小组的同学一起做“测量小灯泡电阻及功率”的实验,实验器材有:电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线若干,待测小灯泡的额定电压为,正常发光时电阻约为。
(1)为使实验数据精确,电流表应选择 (选填“”或“0~3A”)的量程;
(2)甲图中的电路尚未连接完整,请用笔画线代替导线,将电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左移动时其接入电路的电阻逐渐减小;
(3)小兰她们实验无误,根据记录的实验数据,画出了小灯泡的图像,如图乙所示,分析图象可知,小灯泡灯丝电阻的变化情况是 ;
(4)测量小灯泡电阻实验,为了测量精准, 进行多次测量取平均值(选填“能”或“不能”);
(5)由图象可得,当通过小灯泡的电流为时,小灯泡的功率为 W。
【答案】 0~0.6A ; ;随温度的升高而增大 ; 不能; 0.75
【详解】(1)[1]当灯正常发光时通过的电流为
故电流表的量程应选0~0.6A。
(2)[2]伏安法测小灯泡的电阻或电功率的实验,灯与变阻器串联,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测整个电路的电流,因灯的额定电流为0.3A,故电流表的量程应选0~0.6A,即将电流表0.6A接线柱与电压表负接线柱相连;因滑片向左移动时其接入电路的电阻逐渐减小,则应将变阻器的左下接线柱与开关的右接线柱相连,如下图所示。
(3)[3]由图乙知,当灯两端的电压增大时,通过灯的电流增大,其消耗的实际功率增大,灯产生的热量增大,灯丝的温度升高,电阻增大,则小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
(4)[4]由(3)分析知,灯泡的电阻不是定值,其阻值随温度的升高而增大,故不能求平均值。
(5)[5]由图乙知,当通过灯的电流为0.3A时,其两端的电压约为2.5V,故小灯泡的功率为
28.某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验.被测小灯泡的额定电压为,电阻约为.实验室有如下器材:电源(电压为)、电流表( )、电压表()、开关各一个,导线若干,滑动变阻器三只: 、、 同学们设计的电路如图所示:
(1)电压表应选用 挡,滑动变阻器应选用 (选填“”、“”、“”)
(2)请用笔画线代替导线,根据甲图将图乙的实物电路连接完成.
(3)实验电路接好后,合上开关时,部分同学发现电路出现故障,主要有下表所列的两种情况,请根据现象和检测结果指出故障的可能原因:
故障现象
检测
故障原因
灯泡较暗、两表的示数均较小
移动滑动变阻器滑片,现象不变
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数
取下灯泡,两表的示数不变
(4)下表为某小组的实验记录分析表:
实验序号
电压表示数
电流表示数
电功率
额定功率
1
3.0
0.36
1.08
2
3.8
0.4
1.52
3
4.5
0.42
1.89
老师认为该小组数据处理过程有误,你认为错误之处是: ,小灯泡额定功率正确测量结果是 .
【答案】 0~15V ; ; ; 滑动变阻器同时接到下面两个接线柱 ; 灯泡断路 ;额定功率计算错误 ; 1.52
【详解】(1)灯泡额定电压是3.8V,因此电压表应选0~15V量程;
灯泡正常工作时,电路电流约为,
滑动变阻器两端电压为:U′=U﹣UL=6V﹣3.8V=2.2V.
所以滑动变阻器电阻为:,所以滑动变阻器应选 R2(10Ω 0.5A).
(2)由甲图可知,滑动变阻器滑片右侧电阻线连入电路中,所以应将下接线柱B连入电路.电路图如下:
(3)①灯泡较暗、两表的示数均较小,移动滑动变阻器滑片,现象不变,故障原因是:滑动变阻器同时接到下面两个接线柱;
②灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数,取下灯泡,两表的示数不变故障原因是:灯泡断路.
(4)由表格可知,该小组把灯泡在不同电压下的实际功率的平均值作为灯泡额定功率,这是错误的;
由表中数据可知,灯泡在额定电压3.8V下的功率是1.52W,因此灯泡的额定功率是1.52W.
29.制作微型密度计
【项目提出】测量家中各种液体的密度
【项目分析】取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端内部塞入适量金属丝并用石蜡封口。根据阿基米德原理,密度计从上到下的标度依次变 (选填“大”或“小”);
【项目实施】
(1)将吸管放到水中如图甲所示,测得浸入的长度为H,放到另一液体中,如图乙所示,浸入的长度为h。请推导出h的表达式(用、、H表示) ;
(2)该同学将制作好的密度计内部的铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(如图丙),这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
【展示交流】
(3)该同学发现密度计相邻两刻度线之间距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,他想了如下改进方案,其中可行的是 ,并证明你的选择 ;
A.换更大的容器盛放液体做实验 B.换更细的吸管制作密度计
C.换更长的吸管制作密度计 D.适当增大吸管中铁丝的质量
(4)另一同学选用了一根使用一半油墨的旧笔芯自制密度计,将笔芯放入水中,在笔芯上标出液面的位置A,将笔芯放入酒精()中,标出液面的位置B,如图丁所示,将笔芯放入密度为的液体中,则位置C和D中,液面对应的位置可能是 。
【答案】大 ; ;偏大 ; BD ; 见解析 ; D
【详解】【项目分析】密度计的工作原理是漂浮时浮力等于重力,即F浮=G
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,而V排=Sh(S为吸管横截面积,h为浸入深度),因此G=ρ液gSh
当液体密度ρ液越大时,浸入深度h越小;密度ρ液越小,h越大。因此,密度计从上到下的标度依次变大。
【项目实施】(1)密度计在水和液体中均漂浮,浮力等于重力,即F浮水=F浮液=G
在水中F浮水=ρ水gSH
在液体中F浮液=ρ液gSh
两式相等ρ水gSH=ρ液gSh
则
(2)铁丝缠绕在底部外侧时,密度计总重力G不变,吸管横截面积S不变,根据
得到h仅与ρ液有关,密度计排开水的总体积不变,铁丝在外面时,总体积应减铁丝体积,吸管排开水的体积变小,因此,测量结果偏大。
【展示交流】(3)[1][2]密度计相邻刻度线距离
要增大Δh,需减小S或增大G。
A.换更大的容器盛放液体做实验,不影响h,故A不符合题意
B.换更细的吸管制作密度计,减小S,Δh增大,故B符合题意;
C.换更长的吸管制作密度计,S不变,Δh不变,故C不符合题意;
D.适当增大吸管中铁丝的质量,增大G,Δh增大,故D符合题意。
故选BD。
(4)铁丝缠绕在底部外侧时,密度计总重力G不变,吸管横截面积S不变。根据
可知,h和ρ液是反比例关系,所以密度计的刻度分布不是均匀的,液体的密度值越大,相邻刻度线之间距离越小,所以铅笔芯漂浮在密度为0.9g/cm3的液体中,待测液体中液面对应位置可能是D点。
30.端午节是我国传统节日,薛悟理同学想测粽子密度,实验操作步骤如图所示:
(1)将天平放在水平台上,游码归零,发现指针偏向分度盘的右侧,应将平衡螺母向 调,使横梁水平平衡;
(2)选取一个粽子用保鲜膜紧紧包好(忽略保鲜膜的体积),放在已调平的托盘天平称量出质量;因粽子体积较大放不进量筒,因此他借助一只烧杯,如图乙所示,用细线将粽子悬挂水中浸没(水未溢出),在水面处做标记,然后将粽子取出,用装有适量水的量筒给烧杯补水至标记处如图丙所示;量筒补水前后如图丁所示,则所测粽子的密度为 g/cm3;
(3)他又选取了另一个粽子利用烧杯、水、电子秤测粽子的密度,具体操作如下:
①用电子秤称出粽子质量为m;
②称出装满水烧杯的总质量为m1;
③粽子放入烧杯中水溢出,擦干水后,称出烧杯和粽子的总质量为m2;
若操作③步骤中,溢出的水不慎洒在电子秤秤盘上且未擦干,测出的密度值与真实值相比将 (选填“偏大”“偏小”或“一样大”)。
【答案】(1)左 (2)2 =4(3)偏大
【解析】【1】使用天平时,应该先将游码调零,指针指在分度盘的右侧,根据“右低左调”的原则,应该向左调节平衡螺母使天平平衡。
【2】由图甲可知,粽子的质量m=m砝+m游=50g+20g+20g+5g+1g=96g
由图丁可知,量筒的分度值为4cm3,所以粽子的体积为V=80cm3﹣32cm3=48cm3
粽子的密度是=2g/cm3
【3】若溢出的水不慎洒在电子秤秤盘上且未擦干,则称出烧杯和粽子的总质量将偏大,溢出水的质量将偏小,溢出水的体积也偏小,从而使粽子体积偏小,根据可知,测出的密度值将偏大。
31.物理兴趣小组在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)如图甲所示为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端螺母向 (选填“左”或“右”)移一些;
(2)在调节时,使杠杆在水平位置平衡的目的主要是为了方便 ;
(3)如图乙所示,小组同学在杠杆左侧距支点18cm处悬挂2个钩码并保持不变,多次改变支点右侧的钩码个数,并使杠杆始终在水平位置平衡。实验数据如下表所示:
实验次数
阻力/N
阻力臂/cm
动力/N
动力臂/cm
1
1
18
1.5
12
2
1
18
2
9
3
1
18
3
6
分析实验数据,可以得出结论:在阻力和阻力臂不变的情况下,动力与动力臂成 (选填“正比”或“反比”)关系;
(4)若不在C点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计从竖直位置转到图丙所示位置时,其示数会 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(5)实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了 ;
A.求平均值,减小误差
B.避免偶然性,验证普遍规律
(6)如图丁所示,一名工人正在用扳手拧下工件上一个紧固的螺丝,尽管他使出了浑身的力气,却没能成功,结合上面(3)的结论,为了把螺丝拧下来,你给他的建议是 。(写出一种即可)
【答案】右 ; 测量力臂 ;反比 ; 变大 ;B ;在扳手的手柄上加上一个套筒
【详解】(1)[1] 由图甲可知,杠杆的右端上翘,说明右端轻,应将平衡螺母向右端移动,给右端增重,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[2] 在调节时,使杠杆在水平位置平衡时,力臂和杠杆重合,便于直接读取力臂。
(3)[3] 据表中实验数据,发现
即动力与动力臂的乘积一定,所以动力与动力臂成反比。
(4)[4] 弹簧测力计逐渐向右倾斜拉杠杆,拉力的力臂变小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,拉力变大,即弹簧测力计示数变大。
(5)[5] 实验中多次改变力和力臂的大小,目的是为了寻找普遍规律,避免偶然性。故选B。
(6)[6] 用轮轴时,轮半径是轴半径的几倍,作用轮上的力就是轴上力的几分之一,为了把螺母拧下,用了一个较长的套筒套在扳手柄上,相当于加长了轮半径,因此会更省力。
32.在探究“浮力大小等于什么”的实验中:
(一)小青同学的一次操作过程如图所示:
(1)测出铁块所受到的重力 G 铁;
(2)将水倒入溢水杯中;
(3)把铁块浸没在溢水杯中,读出测力计示数 F;
(4)测出小桶和被排开水的总重 G;
(5)记录分析数据,归纳总结实验结论,整理器材。
分析评估小青的实验,指出存在的两个问题: 。
(二)小黄同学把一金属块挂在弹簧测力计上,当金属块在空气中时弹簧测力计的示数为 5 N,再将它分别浸入水和酒精中的不同位置,如图所示:
(1)图乙、丙、丁、戊几种情况中,图 中金属块所受到的浮力最小;
(2)做甲、丁、戊三次实验,是为了探究浮力大小与 是否有关;
(3)做 三次实验(选填“甲~戊”序号),是为了探究金属块浸没在液体中时, 保持 不变,金属块受到的浮力与深度是否有关。
【答案】 (1)没有测空小桶的重力;(2)溢水杯的水量不足 ;乙; 排开液体的密度 ; 甲、丙、丁 ;液体的密度和排开液体体积
【详解】(一)[1]由图及题意可知,空小桶的重力没测量,还有溢水杯中的水没满至溢水口。
(二)(1)[2]结合甲和乙图可知,F浮乙=G物-F示=5N-4.4N=0.6N,同理有F浮丙=1N,F浮丁=1N,F浮戊=0.8N,所以图乙中金属块所受的浮力最小。
(2)[3]图丁、戊中的液体是水和酒精,两者密度不同,而金属块浸没在液体中的深度相同,所以探究的是与液体密度的关系。
(3)[4]要探究浮力与深度是否有关,应让金属块浸没在同种液体中,且所处深度不同,所以应选甲、丙、丁三次实验。
[5]物体所受的浮力还与排开液体的体积有关,所以应让金属块浸没在液体中,这样便可保持液体密度和排开液体的体积不变。
33.(1)小青同学用已经调节好平衡的天平测量物体的质量,操作情况如图甲所示,它的错误有: .(写出一条即可)
(2)有一个形状不规则的小木块,将其放在水中时,漂浮在水面上,用以下两种方案测量该木块的密度.
【方案一】
a.用天平测小木块的质量:把天平放在水平台上,调节平衡螺母,调节横梁平衡,测得小木块的质量为m;
b.在量筒中倒入适量的水,体积为V0;
c.用细针将小木块浸没水中,读出量筒中水面对应的刻度为V1,则木块的密度表达式ρ= .
【方案二】
a.在量筒中倒入适量的水,体积为V2,如图乙所示;
b.用一个体积为10cm3的铁块和小木块拴在一起浸没水中,读出量筒中水面对应的刻度为;
c.从量筒中取出铁块,小木块漂浮水面,读出量筒中水面对应的刻度为,则木块的密度
对比以上两种方案,误差比较小的是方案 .
请画出【方案二】的实验记录数据表格,并填上已测量出的相关数据.
【答案】 物体和砝码的位置放反了(在测量过程中不应该调平衡螺母); ; 0.6 方法一
量筒中水的体积
铁块、木块和水的体积
木块浸在水中的体积
木块的体积
木块的质量
木块的密度体积
50
90
68
【详解】(1)由图甲可知,该同学的错误有:物体和砝码的位置放反了;在测量过程中不应该调平衡螺母;
(2)方案一:
c.木块的体积V=V1-V0,木块的密度;
方案二:
量筒的最小分度值为2mL,水的体积V2=50mL=50cm3;
木块的体积:V′=V3﹣V2﹣V铁=90cm3﹣50cm3﹣10cm3=30cm3;
木块排开水的体积V排=V4﹣V2,木块受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水g(V4﹣V2);
因为木块漂浮,所以木块重力G木=F浮=ρ水g(V4﹣V2);
木块的质量:;
小木块的密度:;
由于铁块取出时带有水,使得量筒中的木块和水的体积偏小,即木块排开水的体积偏小,木块质量偏小,根据知,密度偏小,故方法一误差较小.
实验记录数据表格及测量的相关数据如下:
量筒中水的体积
铁块、木块和水的体积
木块浸在水中的体积
木块的体积
木块的质量
木块的密度体积
50
90
68
34.小金和小明想测“海河”牌牛奶的密度。请你帮他们完成下列内容:
(1)小金把天平放在水平台上,游码应移至 处;若指针位置如图所示,此时应向
(选填“左”或“右”)调节平衡螺母。
(2)下列为小金同学用调好的天平测牛奶密度的实验步骤及他的操作示意图:
A.测出空杯子的质量为;(如图甲)
B.将一袋牛奶倒一部分在空杯中,测得总质量为;(如图乙)
C.将杯中的牛奶再倒入量筒中,测得其体积为V;(如图丙)
D.计算出牛奶的密度ρ。
①请设计记录实验数据的表格并将一组数据和计算结果填入;
②按照小金的实验步骤测出的牛奶密度值将比真实值偏 (选填“大”或“小”);
③聪明的小明发现,只要调整一下A、B、C的操作顺序就可以减小误差,操作顺序应为 。
【答案】(1)零刻度线 ; 左 (2)见解析 ; 大 ; B、C、A
【详解】(1)[1][2]为了减小测量误差,实验前,将天平放在水平台上,把游码放在标尺的零刻度线处,指针指在分度盘的右侧,说明天平的左端上翘,将平衡螺母向上翘的左端移动。
(2)①[1]由图乙可知,标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度为3g,则烧杯和牛奶的总质量
由图甲可知,游码在0刻度线处,则空烧杯的质量为
烧杯中牛奶的质量
由图丙可知,量筒的分度值为4mL,量筒中牛奶的体积
牛奶的密度
故表格设计为:
空杯子的质量为/g
杯子和牛奶的总质量/g
牛奶的体积V/
牛奶的密度ρ/
②[2]烧杯中的牛奶不能全部倒入量筒中,牛奶的体积测量值偏小,根据得,密度测量值偏大。
③[3]用天平和量筒测量牛奶的密度时,要先用天平测量烧杯和牛奶的总质量,然后把部分牛奶倒入量筒测量牛奶的体积,再用天平测量烧杯和剩余牛奶的总质量,知道量筒中牛奶的质量和体积,根据密度公式求出牛奶的密度,所以正确的实验步骤为B、C、A、D。
35.小海和小川同学用如图所示装置做“探究杠杆平衡条件”的实验,其中杠杆的刻度均匀,每个钩码的重力均相等。请你完成下列内容:
(1)他们把杠杆的中点支在支架上,调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;杠杆平衡后,在实验过程中 (选填“能”或“不能”)再调节两侧的平衡螺母。
(2)如图1,杠杆已经平衡,如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动2格,杠杆都将失去平衡。由此可以猜想:杠杆的平衡可能与力的 和力臂有关。
(3)为探究杠杆的平衡条件,小海设计了以下两种收集实验数据的方案,共中合理的是方案 。(选填“一”或“二”)
实验
次数
方案一
方案二
1
3
3
3
5
2
2
2
4
3
3
1
1
2
5
(4)如图2所示,在A处挂2个钩码,则应在B处挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;当杠杆平衡后,将A、B两点下方同时增加一个钩码,则杠杆将 (选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持静止不动”)。
(5)如图3,小川用弹簧测力计替代钩码,先在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图所示位置。在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】不能 ; 大小 ; 二 ; 3 ; 左端下沉; 变大
【详解】(1)[1]杠杆平衡后,在往后的实验过程中不能再调节两侧的平衡螺母,应通过调节钩码的个数和位置使杠杆平衡。
(2)[2]如果在左侧钩码下增加一个钩码,杠杆左侧力和力臂,左侧力臂不变,力变大,根据杠杆平衡条件可知,杠杆将失去平衡,由此可以猜想:杠杆平衡可能与力的大小有关。
(3)[3]为探究杠杆的平衡条件,实验中应多次测量,需要改变动力、阻力的大小,故方案二合理。
(4)[4]在A处挂2个钩码,根据杠杆的平衡条件可知
F1L1=2G×3L=6GL=nG×2L所以则应在B处挂3个钩码。
[5]如果再在A、B两处各加挂一个钩码
3G×3L>4G×2L所以杠杆左端下沉。
(5)[6]在旋转过程中,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力变大,所以弹簧测力计示数会变大。
36.小金想知道鸡蛋的密度,为了使结果更准确,他选择的器材有:烧杯、水、天平和砝码、量筒、盐和玻璃棒。请你完成下列内容:
(1)把天平放在水平台上,将游码放到标尺左端的零刻度线处,发现指针指在分度盘左侧,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母使横梁平衡;
(2)接下来进行了如下步骤:
①将鸡蛋放入装有水的烧杯中,发现鸡蛋沉入水中,这是因为鸡蛋的密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度;
②向烧杯里的水中逐渐加盐,并用玻璃棒轻轻搅拌,直到鸡蛋悬浮在盐水中。此时鸡蛋的密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)盐水的密度;
③将烧杯中的鸡蛋取出,用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量,如图所示,记作 m1= g;
④从烧杯中倒出一部分盐水到空量筒中,液面如图所示,则量筒中盐水的体积为V= cm3;
⑤用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量为m2=44g;
(3)通过以上分析,可得出鸡蛋的密度为 kg/m3。
【答案】右 ;大于 ; 等于 ; 77 ; 30 ;1.1×103
【详解】(1)[1]若发现指针指在分度盘的中央零刻度线的左边,说明左侧质量略大,应旋动横梁上的平衡螺母,使之向右移动。
(2)①[2]鸡蛋沉入水中,说明此时鸡蛋所受的浮力小于重力,即
F浮<G
根据阿基米德原理和重力公式知道
ρ水gV排<ρ鸡蛋gV
鸡蛋沉入水中时
V排=V
所以
ρ鸡蛋>ρ水
②[3]向烧杯里的水中逐渐加盐,直到鸡蛋悬浮在盐水中,由浮沉条件知道,此时鸡蛋的密度等于盐水的密度。
③[4]由左图知道,游码分度值为0.2g,烧杯和盐水的总质量为
m1=50g+20g+5g+2g=77g
④[5]由右图知道,量筒中盐水的体积
V倒=30cm3
(3)[6]根据题意知道,量筒中盐水的质量
由知道,盐水的密度
因为鸡蛋悬浮在盐水中,故
ρ鸡蛋=ρ盐水=1.1×103kg/m3
37.沈青同学在研究“杠杆平衡条件”的实验中,所用的器材有:质地均匀且有刻度的杠杆、支架、细线和若干个质量相同的钩码。请你帮他完成下列内容:
(1)实验前,发现杠杆处于如左图所示的状态,此时杠杆 (选填“已经”或“没有”)达到平衡状态;应将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)边调节,使杠杆在水平位置平衡,这样操作的目的是 ;
(2)如图所示,杠杆上的刻度均匀,沈青同学在杠杆上A点处挂2个钩码,为使杠杆重新在水平位置平衡,应在B点挂 个钩码。此时杠杆在水平位置平衡,这样操作的目的是 ;
(3)在步骤(2)的基础上,若将两边各增加一个钩码,杠杆将 (选填“仍然平衡”、“右端下降”或“左端下降”)。
【答案】已经 ;左 ;便于测量力臂; 3 ;便与测量力臂; 左端下降
【详解】(1)[1]实验前发现杠杆静止时,左端高、右端低,此时处于平衡状态。
[2][3]杠杆右端下沉,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向左调节,这时力臂在杠杆上,便于测量力臂。
(2)[4]设一个钩码的重力为G,杠杆一格长度为l,由杠杆平衡条件得到
2G×3l=nG×2l
n=3
[5]此时杠杆在水平位置平衡,杠杆的力臂在杠杆上,便于读取力臂。
(3)[6]在步骤(2)的基础上,若将两边各增加一个钩码,杠杆左侧
3G×3l=9Gl
杠杆右侧
4G×2l=8Gl
9Gl>8G
所以杠杆左端下降。
38.为了测量盐水的密度,小明和小王两位同学来到实验室。
(1)他们将天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的 处,当横梁静止时,指针位置如图甲所示,下一步操作应是 ;
(2)小明和小王两位同学各自设计了实验的方案:
【小明设计的方案】
a.用调节好的天平测出烧杯和适量盐水的总质量;
b.将烧杯中的部分盐水倒入量筒中(如图乙),测出倒入盐水的体积V;
c.用调节好的天平(如图丙)测出烧杯和剩余盐水的总质量;
d.根据公式求出盐水的密度。
【小王设计的方案】
a.用托盘天平测出空烧杯质量;
b.在量筒中倒入适量盐水,测出盐水的体积V;
c.把量筒中盐水全部倒入烧杯中,用托盘天平测出烧杯和盐水的总质量;
d.根据公式求出盐水的密度。
【分析与评估】
①两位同学设计的实验方案中,测量的盐水密度较精确的方案是 (选填“小明”或“小王”)设计的;
②另一位同学设计的方案会使测得的盐水密度偏 ;
③请在虚线框内帮小明同学设计一个记录本次实验数据的表格,并将测量数据及计算结果填入表中 。
【答案】(1) 零刻度线 ; 向左调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处 (2)小明 ; 小
烧杯和盐水的总质量
烧杯和剩余盐水的总质量
量筒中盐水的质量
量筒中盐水的体积
盐水的密度
110
62
48
40
1.2
【详解】(1)[1]在调节天平平衡时,将游码归零,即应先将游码移到标尺左端的零刻度线处。
[2]横梁静止时,分度盘中的指针向右偏转(如图甲),应向左调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处,才能让横梁在水平位置平衡。
(2)[1][2]小王的方案中,将量筒中的盐水全部倒入烧杯中,量筒有盐水残留,造成测得的盐水的质量偏小,而体积是准确值,据知,测得的盐水的密度偏小,所以小明的方案较精确。
[3]小明在实验中,需要测量烧杯和盐水的总质量m1=110g,部分倒入量筒后,烧杯及盐水的总质量m2,由图丙知,m2=50g+10g+2g=62g
据此求出量身中盐水的质量m=m1-m2=110g-62g=48g
还需要记录量筒中盐水的体积V,由图乙知,量筒的分度值为1mL,示数为40mL,即盐水的体积
根据求出盐水的密度,
表格如下:
烧杯和盐水的总质量
烧杯和剩余盐水的总质量
量筒中盐水的质量
量筒中盐水的体积
盐水的密度
110
62
48
40
1.2
39.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)小华同学先把杠杆的中点支在支架上,杠杆静止在如图甲所示的位置,为了使杠杆在水平位置平衡,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母;
(2)如果利用如图乙所示装置进行实验,每个钩码重0.5N杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为 。如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向拉,为了保证杠杆在水平位置平衡,其示数 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(3)某次实验中,用如图丙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是以下哪种原因 (选填字母)
A.一个人无法独立操作 B.需要使用太多的钩码
C.力臂与杠杆不重合 D.力和力臂数目过多
(4)某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量如图丁所示:
①将刻度尺平放在支座上,左右移动刻度尺,找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置,记下这个位置,它就是刻度尺的重心;
②将重为G的物体挂在刻度尺左边某一位置,向右移动刻度尺,直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。记录物体悬挂点到支座的距离和刻度尺的 到支座的距离;
③根据杠杆的平衡条件、可以计算出刻度尺的质量 (用题目中所给物理量表示)。
【答案】 左; 2.25N ;变大 ; D ;重心 ;
【详解】(1)[1]杠杆的位置如图所示,此时杠杆处于静止状态,处于平衡状态;杠杆左端高,说明此时杠杆的重心在支点右边,所以应将平衡螺母左调,使重心左移,杠杆才能平衡。
(2)[2]设一格的长度为L,杠杆在水平位置平衡,则力F1的方向应竖直向上,由F1L1=F2L2得,
0.5N×3×6L=F1×4L
解得
F1=2.25N
[3]当弹簧测力计沿虚线方向拉时,动力臂变短,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析可知动力变大,即弹簧测力计的示数变大。
(3)[4]由图,杠杆左侧钩码对杠杆的拉力有多个,则对应的力臂也有多个,此时杠杆平衡是多个力共同作用的结果,采用这种方式是不妥的,主要是因为力和力臂数目过多,不易得出结论,故选D。
(4)②[5]将重为G的物体挂在刻度尺左边某一位置,如图所示,移动刻度尺,直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。记录物体悬挂点到支座的距离L1和刻度尺的重心到支座的距离L2。
③[6]根据杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂,可知GL1=mg×L2 ,则刻度尺的质量
试卷第2页,共62页
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2026专版
天津物理中考2026专版——题位考题覆盖与突破训练
综合实验题 第21题
——测量型实验题
命题点解读:天津中考物理第21题测量型实验题
测量型实验题是天津市中考物理的核心必考题型,也是考查学生实验素养、操作能力和综合应用能力的关键载体。该考点常年固定分布在试卷填空题、实验题(核心题位),分值占比稳定(约6分),命题严格遵循新课标对初中物理必做实验的要求,以教材基础实验为核心,聚焦基础物理量的测量与实验探究,考法呈现“基础扎实、流程固定、细节突出、梯度清晰”的鲜明特征,既是基础得分题型,也是区分学生实验能力的重要题型,具体考法说明如下:
一、题型与分值特征
测量型实验题题型相对固定,题位分布规律,分值占比稳定,是中考物理试卷的重要组成部分,具体特征如下:
1. 题位固定:主要分布在填空题(基础测量)和实验探究题(核心大题),其中实验探究题中至少有1道为纯测量型实验,或融合测量与探究的综合实验,是实验题的核心考查内容。
2. 分值稳定:实验探究题中的测量型大题约6分,分步给分,评分标准清晰,容错率较高。
3. 题型分类:分为两类——基础测量题(单一测量工具的使用与读数)、综合测量题(完整实验流程,含器材选择、操作、数据处理、误差分析),两类题型相辅相成,覆盖不同层次的实验能力考查。
二、命题核心载体
命题始终坚持“源于教材、贴合课标、注重基础”的原则,核心载体高度固定,均围绕初中物理核心物理量的测量展开,实验情境均来自教材基础实验,无超纲实验、无复杂创新情境,具体分为两大模块:
(一)力学测量实验载体(高频)
聚焦力学核心物理量的测量,是中考测量型实验的重点,占比约60%,核心载体包括:
1. 基础测量:长度(刻度尺)、质量(天平)的直接测量;
2. 综合测量:物质密度的测量(天平+量筒组合)、浮力的测量(弹簧测力计+称重法)、杠杆平衡条件的探究(杠杆+钩码+弹簧测力计)。
(二)电学测量实验载体(高频)
聚焦电学核心物理量的测量,与力学测量相辅相成,占比约40%,核心载体包括:
1. 基础测量:电路中电流(电流表)、电压(电压表)的直接测量;
2. 综合测量:伏安法测定值电阻、测量小灯泡的电功率、探究电流与电压、电阻的关系(控制变量法+伏安法组合)。
所有实验载体均强调“实验流程的完整性”,从器材选择、操作规范,到数据处理、结论推导、误差分析,全面考查学生的实验素养,无脱离教材的陌生实验情境。
三、核心考查范围
该考点考查内容高度固定,核心围绕“测量工具使用、实验操作规范、数据处理、误差分析”四大环节,覆盖力学、电学两大模块的核心测量实验,无超纲内容,具体如下:
(一)基础测量工具的使用与读数(必考)
核心考查初中物理6种常用测量工具的规范使用、分度值判断与示数读数,是所有测量型实验的基础,也是必得分点:
1. 刻度尺:分度值判断、正确放置、读数(估读到分度值下一位);
2. 天平:调平步骤、砝码与游码读数、物体质量计算;
3. 弹簧测力计:量程选择、零刻度线校准、示数读数;
4. 电流表/电压表:量程选择、正负接线柱连接、示数读数;
5. 量筒:液体体积读数(视线与凹液面底部相平)、不规则物体体积测量(排水法)。
(二)实验操作规范(核心考法)
考查实验操作的规范性,是区分学生实验基本功的关键,核心包括:
1. 力学实验:天平调平、量筒读数、杠杆调平、弹簧测力计的使用规范;
2. 电学实验:实验电路连接(电流表串联、电压表并联、滑动变阻器“一上一下”接法)、滑动变阻器滑片初始位置(最大阻值处)、开关的作用(闭合前断开)、实验故障判断(如灯泡不亮、电表无示数)。
(三)实验数据处理与结论推导(核心考法)
考查学生对实验数据的读取、记录、计算与分析能力,是实验题的核心得分点:
1. 数据读取与记录:规范填写实验表格,注意单位统一;
2. 数据计算:结合核心公式(密度、电阻、电功率)进行计算;
3. 图像绘制与分析:根据数据绘制I-U、质量-体积等图像,分析实验规律;
4. 结论推导:归纳实验数据,得出物理规律(如杠杆平衡条件、电流与电压的关系)。
(四)实验误差分析与方案改进(进阶考法)
考查学生的实验反思能力,是实验题的拉分点,核心包括:
1. 误差分析:分析实验测量值与真实值的偏差原因(如残留误差、读数误差、器材精度误差);
2. 方案改进:针对实验误差或缺陷,提出合理的改进措施(如更换精密器材、优化实验步骤);
3. 替代实验设计:少量涉及创新设计(如无电流表测电阻),核心仍是基础测量原理的应用。
四、命题难度与梯度
该考点整体难度为中等,兼顾基础考查与能力区分,题目内部梯度设计清晰,呈现“基础→进阶→拉分”的三级梯度,贴合不同层次学生的实验能力:
1. 基础层(必得分):测量工具的读数、实验器材的选择、基础操作的判断,如刻度尺读数、天平调平步骤,难度低,只要熟记规范即可得分;
2. 进阶层(核心得分):实验数据的计算、实验操作的规范描述、简单实验结论的推导,如密度计算、I-U图像绘制,难度中等,需掌握核心公式与数据处理方法;
3. 拉分层(提升得分):实验误差分析、实验方案改进、替代实验设计,如密度测量中的残留误差分析、无电压表测电功率,难度中等偏上,需具备一定的实验反思与创新能力。
整体无偏题、怪题,所有难点均建立在教材基础实验之上,核心考查学生的实验基本功与综合应用能力。
五、命题趋势与特点
1. 考法高度稳定,核心考点不变:多年来命题载体、考查范围、题型梯度基本保持一致,仅在实验数据、设问形式上略有调整,核心始终围绕“测量工具使用、操作规范、数据处理、误差分析”四大环节,备考针对性极强。
2. 聚焦教材基础,拒绝脱离实际:所有实验均源于教材必做实验,无复杂创新实验,重点考查学生对教材实验的掌握程度,强调“从教材中来,到实验中去”,避免纯理论、抽象化的实验考查。
3. 注重细节规范,区分实验素养:命题核心聚焦实验细节,如测量工具的估读、电路连接的正误、滑动变阻器的初始位置等,通过细节考查学生的实验规范性,区分“会做实验”与“做好实验”的学生。
4. 强调综合应用,融合多模块知识:单一实验题常融合多个模块知识,如伏安法测电阻融合电学操作、电表读数、数学计算;密度测量融合力学工具使用与密度公式计算,体现物理知识的关联性。
5. 分步设问,按步给分:所有实验大题均采用多步设问,每一步对应一个考查要点,评分时按步骤给分,即使最终结果错误,正确的操作描述、公式书写、数据读取也能获得相应分值,容错率较高。
六、考查能力要求
结合该考点的命题特点,对学生的能力要求聚焦“实验素养”,核心体现在4个方面,贴合初中物理实验教学的核心目标:
1. 操作能力:能规范使用常用测量工具,能完成教材基础实验的完整操作,能判断实验操作的正误;
2. 读数能力:能准确判断测量工具的分度值,能规范读取测量数据,能正确记录实验数据(含单位);
3. 计算与分析能力:能结合核心公式进行实验数据计算,能分析实验数据、绘制实验图像,能归纳实验结论;
4. 反思与创新能力:能分析实验误差的原因,能提出合理的实验改进方案,能初步设计简单的替代实验,具备基本的实验反思素养。
七、考法总结
天津市中考物理测量型实验题,核心是“以教材基础实验为载体,全面考查学生的实验素养与综合应用能力”,考法固定、考点明确、梯度清晰,是中考物理的核心得分题型,也是区分学生实验能力的关键。
该题型的备考关键不在于攻克复杂创新实验,而在于“夯实基础、规范操作、精准读数、善用分析”。只要熟记常用测量工具的使用规范,吃透教材基础实验的完整流程,掌握数据处理与误差分析的基本方法,规避常见实验细节错误,即可实现该题型的高分突破,为中考物理整体得分奠定坚实基础。同时,该题型的考法规律也决定了“回归教材、强化规范、反复复盘”是最有效的备考策略。
解题技巧与考前题型复习覆盖要点说明
一、解题技巧总括
天津市中考测量型实验题题型固定、考查流程清晰,解题核心在于“规范操作、精准读取、正确计算、科学分析”,总结4大核心解题技巧,确保快速、准确解题:
技巧1:按“实验流程”解题,梳理逻辑脉络
所有测量型实验均遵循“器材选择→操作规范→数据处理→结论推导→误差分析”的固定流程,解题时先明确实验目的,再按流程梳理各步骤的核心要求,避免思路混乱:
1. 器材选择:根据实验目的确定测量工具(如测质量用天平、测电流用电流表),注意工具的量程与分度值(如测2.5V小灯泡电功率时,电压表选0-3V量程);
2. 操作规范:回忆实验的关键操作步骤(如电路连接时开关断开、滑动变阻器滑片移至最大阻值处),判断操作的正误;
3. 数据处理:按测量工具的分度值读取数据,规范填写表格,计算时注意单位统一(如质量单位kg、体积单位m³、电流单位A);
4. 结论推导:根据数据或图像归纳规律,结论需体现“控制变量”(如“电阻一定时,通过导体的电流与两端电压成正比”);
5. 误差分析:从“测量工具精度、操作步骤缺陷、实验原理局限”三个角度分析误差原因,改进方案需针对性解决误差来源。
技巧2:掌握“工具读数”技巧,确保数据精准
测量工具的读数是实验题的基础,错误读数会导致后续计算全错,总结核心读数技巧:
1. 刻度尺:先确定分度值(相邻两刻度线间的距离),读数时需估读到分度值下一位(如分度值1mm的刻度尺,读数为2.35cm);
2. 天平:物体质量=砝码总质量+游码在标尺上对应的刻度值(注意游码的分度值,需估读到分度值下一位);
3. 弹簧测力计:先确定量程和分度值,读数时视线与指针所指刻度线相平,无需估读(初中阶段);
4. 电流表、电压表:先明确所选量程(如电流表0-0.6A量程分度值0.02A,0-3A量程分度值0.1A),读数时视线与指针相平,无需估读;
5. 量筒:视线与液体凹液面底部相平,读数时无需估读,直接读取凹液面对应的刻度值。
技巧3:规范“电路连接”判断,规避常见错误
电学测量实验的电路连接是高频考点,总结电路连接的“正误判断技巧”:
1. 电流表:必须串联在电路中,正负接线柱不能接反(电流从正接线柱流入、负接线柱流出),不能直接接在电源两端;
2. 电压表:必须并联在被测用电器两端,正负接线柱不能接反,量程选择需大于被测电压;
3. 滑动变阻器:必须“一上一下”接线,滑片初始位置需移至最大阻值处(远离下接线柱的一端),避免短路或保护电路失效;
4. 故障判断:灯泡不亮、电流表无示数→电路断路(如灯丝断路、导线接触不良);灯泡不亮、电流表有示数→灯泡短路;电压表无示数→被测用电器短路或电压表接线柱接触不良。
技巧4:巧用“误差分析”模板,快速定位原因
实验误差分析有固定规律,总结常见实验的误差分析模板,直接套用:
1. 测量物质密度(烧杯+量筒法):
· 误差:密度测量值偏大→原因:烧杯残留液体导致体积测量偏小;
· 误差:密度测量值偏小→原因:量筒中液体倒入烧杯时残留导致质量测量偏小;
· 改进:调整实验步骤为“先测烧杯和液体总质量→倒出部分液体到量筒→测烧杯和剩余液体总质量”,减小残留误差。
2. 伏安法测电阻:
· 误差:电阻测量值偏大→原因:电流表内接(电压表测量的是电阻和电流表的总电压);
· 误差:电阻测量值偏小→原因:电流表外接(电流表测量的是电阻和电压表的总电流);
· 改进:根据电阻大小选择接法(大电阻内接、小电阻外接)。
3. 测量小灯泡电功率:
· 误差:电功率测量值偏大→原因:电压表量程选择过小导致读数偏大;
· 误差:无法测额定功率→原因:滑动变阻器最大阻值过小,无法将灯泡电压调至额定电压;
· 改进:更换最大阻值更大的滑动变阻器。
二、考前题型复习覆盖要点
结合天津中考真题规律和同题位实验题模拟突破的要求,该题型复习核心是“熟实验、会操作、能读数、善分析”,具体覆盖要点如下:
(一)核心实验全覆盖,熟记实验流程
考前需逐一梳理天津中考高频测量实验,熟记每个实验的“实验目的、器材、步骤、核心操作、数据处理、误差分析”,形成实验流程思维导图,核心实验清单如下:
实验类别
核心实验
复习重点
力学测量
1. 长度、质量的测量;2. 物质密度的测量;3. 杠杆平衡条件的探究;4. 浮力的测量(称重法)
天平、量筒、弹簧测力计的使用;实验步骤设计;误差分析
电学测量
1. 伏安法测定值电阻;2. 测量小灯泡的电功率;3. 探究电流与电压、电阻的关系
电路连接;电表读数;滑动变阻器的作用;实验故障判断;控制变量法的应用
(二)基础操作专项练,强化规范意识
针对实验操作的高频考点,进行专项针对性练习,重点强化“规范性”,避免因操作错误导致失分:
1. 测量工具使用练习:熟练工具读数题(刻度尺、天平、弹簧测力计、电流表、电压表、量筒),确保读数精准,无估读错误、量程判断错误;
2. 电路连接练习:练习实物电路连接的正误判断(如找出错误导线并改正)、根据电路图连接实物图,重点关注电流表、电压表、滑动变阻器的接线规范;
3. 实验步骤排序/纠错练习:给出打乱的实验步骤,要求排序;或给出错误的实验步骤,要求指出并改正,强化实验流程的规范性。
(三)数据处理与图像绘制,提升计算能力
数据处理是实验题的核心得分点,需重点训练:
1. 表格填写练习:根据实验数据规范填写表格,注意单位统一(如质量单位g换算为kg,体积单位mL换算为cm³);
2. 公式计算练习:熟练应用密度、电阻、电功率、浮力的核心公式进行计算,确保计算结果准确,科学计数法应用规范;
3. 图像绘制练习:根据实验数据绘制I-U图像、质量-体积图像等,掌握坐标轴标度的选择、数据点的描点、连线的规范(用平滑曲线或直线连接)。
(四)误差分析与方案改进,突破拉分点
针对实验题的拉分点,进行专项突破,总结常见实验的误差原因与改进方案,形成“误差分析清单”:
1. 力学实验误差:重点分析密度测量、浮力测量中的误差来源(如残留误差、读数误差),掌握改进措施;
2. 电学实验误差:重点分析伏安法测电阻、电功率测量中的系统误差(如电表内阻影响)、偶然误差(如读数误差),掌握控制误差的方法;
3. 替代实验方案设计:练习“无电流表测电阻”“无电压表测电功率”等创新实验方案,掌握利用定值电阻、滑动变阻器等器材设计替代实验的思路。
(五)同题位模拟突破注意事项
1. 限时练习,提升速度:设定“10分钟/道实验大题”的限时练习,要求在规定时间内完成读数、计算、分析,确保中考时能快速完成实验题,为后续难题节省时间;
2. 规范书写,按步得分:模拟练习时严格按照“实验操作→数据读取→计算过程→结论推导→误差分析”的步骤书写,即使最终结果错误,正确的步骤和公式也能获得相应分值;
3. 错题复盘,归类错误原因:将错题按“读数错误、操作错误、计算错误、误差分析错误”归类,针对性弥补薄弱点,如“读数错误”需加强测量工具使用练习,“操作错误”需熟记实验规范;
4. 回归教材,夯实基础:模拟突破以教材基础实验和历年中考真题为主,无需做复杂的创新实验题,重点夯实教材实验的操作规范、数据处理、误差分析,确保基础分不丢;
5. 强化实验语言表达:实验结论、误差分析、方案改进需用规范的物理语言表达,避免口语化,如“滑动变阻器接成定值电阻”不能表述为“滑动变阻器接错了”,“测量值偏大”不能表述为“测量结果不对”。
(六)常见易错点梳理,形成避坑清单
考前重点梳理测量型实验的高频易错点,考试时逐一排查,避免失误:
1. 测量工具使用易错点:刻度尺估读错误(未估读到分度值下一位);天平调平未将游码归零;电流表、电压表量程选择错误导致读数错误;
2. 电路连接易错点:电流表并联、电压表串联;滑动变阻器“两下”或“两上”接线;电表正负接线柱接反;
3. 实验步骤易错点:密度测量时先测体积后测质量(导致质量测量偏大);电学实验闭合开关前滑动变阻器滑片未移至最大阻值处;
4. 数据处理易错点:单位未统一(如质量用g、体积用cm³,计算密度时未换算为kg/m³);图像绘制时坐标轴无标度或标度不合理;
5. 误差分析易错点:混淆误差原因(如将密度测量值偏大的原因归结为天平读数错误,而非残留误差);改进方案无针对性。
(七)核心总结
天津市中考物理测量型实验题的命题核心是“以教材基础实验为载体,考查实验操作的规范性、数据处理的精准性、误差分析的科学性”,题型固定、考向明确、梯度清晰,是基础得分与能力拉分兼具的核心题型。
复习时无需追求复杂的创新实验,核心是“熟实验流程、练规范操作、精数据处理、会误差分析”;模拟突破时以限时练习、规范书写、真题复盘为主,强化基础操作与数据处理的准确率,突破误差分析与方案改进的拉分点。只要掌握核心实验的操作规范、数据处理方法与误差分析技巧,规避常见易错点,该题型可实现高分突破,成为中考物理的得分保障。
历年中考真题总览
1.请你运用掌握的实验技能解答下列问题。
(1)刻度尺使用:图中,测量某木块长度时,刻度尺放置正确的是 图;该木块的长度为 cm。
(2)天平使用:把天平放在水平桌面上,游码放在标尺左端零刻度线处,指针静止时如图甲所示,应调节 ,使横梁平衡;在测量物体质量时,砝码放入右盘中,指针静止时如图乙所示,应调节 ,使横梁平衡。(两空均选填“平衡螺母”或“游码”)
(3)弹簧测力计使用:弹簧测力计下悬挂一个重物,示数如图甲所示;把重物浸在水中时,示数如图乙所示。此时重物受到水的浮力为 N。
2.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”)。
3.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
4.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
5.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。
6.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;
7.某物理兴趣小组为检测学校附近某条河的水质,需要测量河水的密度.取样后,他们利用天平和量筒进行了测量,实验过程如下:
【实验步骤】
(1)用已调平衡的天平测出空烧杯的质量为18g;
(2)向烧杯中倒入适量的河水,测出烧杯和河水的总质量,如图所示;
(3)将烧杯中的河水全部倒入量筒中,读出量筒中河水的体积,如图所示.
【实验数据处理】
在下表中填入上述实验数据及计算结果.
烧杯的质量
烧杯与河水的质量
河水的质量
河水的体积
河水的密度
18
【实验评估】
按该实验方案测出的河水密度比实际值 (选填“偏大”或“偏小”).
8.在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中:
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画出导线完成图乙的电路连接:
(2)实验过程中得到的部分数据如下表所示.第3次测时,电流表的示数如图丙所示,请将该数据填入表格中
实验序号
1
2
3
…
电压U/V
0.8
1.6
2.4
…
电流I/A
0.16
0.32
__________
…
(3)在图丁中的坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线.
同题位题型模拟突破
9.某小组同学用图甲的电路图探究“电流与电压和电阻的关系”,实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω,电源电压为。
(1)在探究“通过电阻的电流跟两端电压的关系”时,选用了某一定值电阻,连接电路闭合开关后,移动变阻器的滑片P,当电流表的示数是时,电压表的示数如图乙所示,这时定值电阻两端的电压是 ;
(2)在探究“通过电阻的电流跟电阻的关系”时,把定值电阻由换成,闭合开关后,电压表示数由时的变成现在的,这时需要将甲图中的滑片向 移动,使电压表的示数仍为 ;
(3)探究结束后,该组同学又利用图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率,他们把定值电阻换成额定电压为的小灯泡。
①请帮该组同学将图丙的实物电路连接完整;
②闭合开关,改变变阻器滑片P的位置,当小灯泡正常发光,电流表示数如图丁所示,则小灯泡的额定功率是 。
10.小明同学利用有关器材测量定值电阻Rx的阻值。
(1)连接的电路如图甲所示,用开关试触时,发现电压表指针偏转角度很大,电流表无示数,经检查发现有一根导线连接错误,请在错误的那根导线上画“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路;
(2)改正导线连接,再次用开关试触后选用合适量程,调节滑动变阻器滑片到适当位置,两表示数如图乙所示,电流表的示数为 ,本次测量的Rx阻值为 。
(3)小明进行了实验创新,利用阻值为R0的定值电阻和电压表等器材,测量Rx的阻值。设计了如图所示的电路,经检查无误后进行实验。
①闭合开关S1、S3,断开开关S2,读出电压表的示数,记为U1;
②保持开关S1处于闭合状态,断开开关S3,闭合开关S2,使电压表测 (选填“R0”或“Rx”)两端电压,记为U2;
③用已知物理量和测量量的符号表示出Rx的电阻,Rx= 。
11.小明和小华一起复习伏安法测电阻的实验。
(1) 他们选用的器材如图甲所示,请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大;并在空白处画出相应的电路图;
(2)连接电路之前,应该 开关;
(3)闭合开关,小明发现两电表均无示数。为了查找故障,他将电压表拆下,保持电路其他部分连接完好,再将电压表分别接在电源、待测电阻、滑动变阻器两端,然后闭合开关,发现只有接在待测电阻两端时,电压表无示数,则故障可能是 ;
(4)检查电路连接无误后,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P移至某处时,电流表示数(如图乙)为 ,电压表示数如图乙,则待测电阻的阻值为 。
12.同学们在做伏安法测小灯泡电阻的实验中,用的是额定电压为2.5V的小灯泡。
(1)按照图甲的电路图,连接图乙的实物图;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的阻值调至最 ;(选填“大”或“小”)
(3)闭合开关后,移动滑片,先后测量几组电压表和电流表示数,如表格所示:
电压
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流
0.25
0.23
0.2
0.15
0.1
请根据表格中的数据,在图中做出灯泡的关系图像;
(4)由表格数据及所做图像均可看出,灯丝电阻是变化的,其根本原因是,灯丝电阻随温度升高而 (选填“增大”或“减小”)。
13.在探究并联电路电流规律的实验中:
(1)电流表应 (选填“串联”或“并联”)在被测电路中。若要测量干路电流,则电流表应接在图甲中的 点;
(2)小明同学在测量A处的电流时,闭合开关前,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ;纠正该错误后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 ;
A点的电流IA/A
B点的电流IB/A
C点的电流IC/A
0.2
0.2
0.4
(3)上表是另一组的小亮同学在实验中用两盏规格相同的灯泡测出的数据,由此得出的实验结论是: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。请指出小亮的探究选取器材的不妥之处: ;小亮由上述表格即得出结论,则他的实验还有一处不合理,请指出: 。
14.小明同学用伏安法测量未知电阻的阻值。
(1)如图是他做实验时所连电路,其中有一根导线连错了。请在错误的导线上打“×”并画出正确的导线,再在空白处画出改正后相应的正确的电路图;
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片P至适当位置,电压表,电流表的示数分别如图所示,则电压表的示数为 ,未知电阻的阻值为 ;
(3)小林的设计方案如图所示,闭合开关S,电流表和的示数分别为和,已知定值电阻的阻值为,则未知电阻 (用、和表示);
(4)如图所示是小成测量未知电阻的实验电路,电源两端电压不变,其中为阻值已知的定值电阻。当S闭合后,电压表的示数表示,电压表的示数用表示。则未知电阻 。(用、和表示)
15.用如图所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整电路;
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是: ;
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器接的是下端两接线柱
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片 P 移动到某一位置时,电压表的示数如图下所示,此示数为 V。若想继续测量小灯泡的额定功率,应将的滑片 P向 (选填“A”或“B”)端移动,直至电压表的示数为 2.5 V;
(4)移动滑片,记下多组数据,并绘制成下图所示图像,则灯泡正常发光时电功率为 W。
16.在“测量小灯泡电阻”的实验中,电源电压恒定,小灯泡额定电压为。
(1)请用笔画线代替导线按要求将甲图连接完整(向左移动滑片时电流表示数变大,导线不交叉);
(2)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,发现电流表有示数,电压表无示数,原因可能是小灯泡 (选填“断路”或“短路” );
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P,电压表示数如图乙所示,此时小灯泡两端电压为 ;
(4)改变滑片的位置,获得多组对应的电压值和电流值,根据实验数据绘制了如图丙所示的图像。由图像可知:
①小灯泡正常发光时的电阻为 ;
②小灯泡灯丝电阻随温度升高而 ;
(5)若要测量一个额定电压为的小灯泡的额定功率,电源电压为且保持不变,定值电阻阻值已知。下列电路能够实现的是 (填写字母)。
A.只有①
B.只有②
C.①②
17.同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”。学生电源(调至6V进行实验)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉);
(2)连接电路时,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)开关闭合后,发现电压表无示数,电流表有示数,故障可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后,闭合开关,改变滑片的位置,记录的实验数据如表格所示。请将表格未填写的数据补充完整;
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.4
(5)之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动;
(6)由图像可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成 (选填“正比”或“反比”);
(7)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 (填序号)。
A.20Ω 0.6A B.60Ω 0.5A C.80Ω 0.3 A
18.某同学用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是3.8V。
(1)图甲中有一根导线接错了,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线;
(2)正确连接电路后,小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电流是 ,小灯泡的额定功率是 ;
(3)测出小灯泡的额定功率后,该同学接着向B端移动滑动变阻器的滑片,小灯泡的亮度
(选填“变亮”、“不变”或“变暗”);
(4)小明连接实验电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是 。
19.“测量未知电阻”的实验中,提供了电源、电流表、电压表、滑动变阻器,一个阻值未知的定值电阻Rx、一个额定电压为2.5V,阻值约为8Ω的小灯泡,开关,导线若干。
(1)请画出测量待测电阻Rx的电路图,并连接图所示的实物图;
(2)试触后,选择合适的量程,闭合开关,调节滑动变阻器,电流表和电压表的示数如图所示,则待测电阻Rx的阻值为 Ω;
(3)小明测出待测电阻Rx的阻值后,设计了只用一个电表及已有其他器材测量小灯泡正常发光时的电阻,图所示的电路中最合理的是 。
A. B. C. D.
20.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,实验室提供如下器材:电源(电压恒为6V)、电压表、电流表、额定电压为V的待测小灯泡L(电阻约为10Ω)、滑动变阻器、开关S各一个、导线若干。
(1)如图是一位同学为测量小灯泡的功率所连的电路。这个电路有什么错误或不妥之处?应该怎样纠正?请你在图上接错的线上打,并改为正确的接线;
(2)请你在虚线框内画出正确的电路图;
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,示数为 ,小灯泡的额定功率为 ,小灯泡正常发光的电阻为 。
21.小丽在“测量小灯泡电功率”的实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源,小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关及导线。请你完成下列内容。
(1)如图1所示是小丽连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(2)连接电路过程中,开关应该 (选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片应该移动到 (选填“A”或“B”)端;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路的故障可能是_______;(选填符号)
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(4)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表指针如图2所示,则此时通过小灯泡的电流是 A;
(5)正确操作后,小灯泡发光,此时电压表的示数为2.0V,为了测量小灯泡的额定电功率,这时应该向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片。
22.物理学习小组的同学们做“探究并联电路中电流规律”的实验。请你完成下列内容:
(1)连接电路时,开关应 。
(2)图甲是他们设计的电路图,实验时需要测量三处的电流。图乙是他们某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (选“A”“B”或“C”处的电流。
(3)①小金同学在某次测量时,闭合开关后,发现电流表指针如图丙所示,原因是 。
②在排除故障后,电流表的示数如图丁所示,则电流表的示数为 。
(4)小明同学要测量通过的电流,只需将图乙中导线 (选填“”或“”的一端改接到电流表的负接线柱上。
(5)小薛同学测出一组三处的电流,数据如表所示,由此他得出结论:①干路电流等于各支路电流之和。②各支路电流相等。
0.2
0.2
0.4
小组内交流讨论后,一致认为小薛同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡进行实验。
23.实验探究小组为测量某定值电阻Rx的阻值,设计了如图所示的电路图并进行实验,电源电压恒为3V。请你完成下列内容:
(1)请按图所示的电路图,以笔画线代替导线,将图中的电路连接完整 ;
(2)如图所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑至 (选填“A”或“B”)端;
(3)小林闭合开关后,发现电压表指针如图所示,接下来他应进行的操作是 ;(选填字母)
A.对电压表调零 B.将电压表正、负接线柱交换连接
(4)实验中,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图所示,则通过Rx的电流为 A,它的阻值为 ;
(5)下列实验中,多次测量的目的与本实验多次测量的目的相同的是 。(选填字母)
A.“探究串、并联电路中电流规律”时,换用不同规格的小灯泡,多次测量
B.“用刻度尺测长度”时,需要多次测量被测物体的长度
24.小明做“测量小灯泡电功率”的实验,电路图如图所示。小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝的电阻约为6Ω。请你帮他完成下列内容:
(1)根据图,请用笔划线代替导线完成图电路连接;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑至 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关,移动滑片P至某一位置时,电压表的示数如图所示,要测量小灯泡额定功率,则滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表示数为2.5 V为止;
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率是 W。
25.小程在做“测量小灯泡电功率”的实验时,所用器材有:一个电压为6V的电源,一个额定电压为2.5V的小灯泡(电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,两个规格分别为 “10Ω 1A”和 “30Ω 0.5A”的滑动变阻器R1、R2,导线若干。电路图如图甲所示。请你完成下列内容。
(1)为了顺利完成实验,他应选用的滑动变阻器规格为 。(选填“R1”或 “R2”)
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到 端。(选填“a”或“b”)
(3)他连好电路闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,其故障原因可能是( )(选填字母)
A.小灯泡短路了
B.小灯泡与灯座接触不良
C.滑动变阻器与导线接触不良
(4)他调整电路后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测得小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“a”或“b”)端滑动。
(5)他通过移动滑片P,分别记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成了如图乙所示的U-I图象,小灯泡的额定功率为 W。
(6)进一步分析图象,他发现小灯泡的电阻不断变化,这是因为灯丝的电阻与 有关。
26.小刚同学在做“测量小灯泡额定功率”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω,1A”字样;
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮);
(2)闭合开关,移动滑片直到电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示 A,小灯泡的额定功率为 W;
(3)同组的小红同学还想探究“在电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻;
①由图像可知小红将定值电阻R两端的电压控制为 V不变。当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,滑动变阻器连入电路的阻值应 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
②实验结论是电压一定时, ;
③实验结束后,小红问老师保持该电压不变的情况下,能否更换50Ω的定值电阻继续进行此实验 。
27.小兰实验小组的同学一起做“测量小灯泡电阻及功率”的实验,实验器材有:电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线若干,待测小灯泡的额定电压为,正常发光时电阻约为。
(1)为使实验数据精确,电流表应选择 (选填“”或“”)的量程;
(2)甲图中的电路尚未连接完整,请用笔画线代替导线,将电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左移动时其接入电路的电阻逐渐减小;
(3)小兰她们实验无误,根据记录的实验数据,画出了小灯泡的图像,如图乙所示,分析图象可知,小灯泡灯丝电阻的变化情况是 ;
(4)测量小灯泡电阻实验,为了测量精准, 进行多次测量取平均值(选填“能”或“不能”);
(5)由图象可得,当通过小灯泡的电流为时,小灯泡的功率为 W。
28.某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验.被测小灯泡的额定电压为,电阻约为.实验室有如下器材:电源(电压为)、电流表( )、电压表()、开关各一个,导线若干,滑动变阻器三只: 、、 同学们设计的电路如图所示:
(1)电压表应选用 挡,滑动变阻器应选用 (选填“”、“”、“”)
(2)请用笔画线代替导线,根据甲图将图乙的实物电路连接完成.
(3)实验电路接好后,合上开关时,部分同学发现电路出现故障,主要有下表所列的两种情况,请根据现象和检测结果指出故障的可能原因:
故障现象
检测
故障原因
灯泡较暗、两表的示数均较小
移动滑动变阻器滑片,现象不变
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数
取下灯泡,两表的示数不变
(4)下表为某小组的实验记录分析表:
实验序号
电压表示数
电流表示数
电功率
额定功率
1
3.0
0.36
1.08
2
3.8
0.4
1.52
3
4.5
0.42
1.89
老师认为该小组数据处理过程有误,你认为错误之处是: ,小灯泡额定功率正确测量结果是 .
29.制作微型密度计
【项目提出】测量家中各种液体的密度
【项目分析】取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端内部塞入适量金属丝并用石蜡封口。根据阿基米德原理,密度计从上到下的标度依次变 (选填“大”或“小”);
【项目实施】
(1)将吸管放到水中如图甲所示,测得浸入的长度为H,放到另一液体中,如图乙所示,浸入的长度为h。请推导出h的表达式(用、、H表示) ;
(2)该同学将制作好的密度计内部的铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(如图丙),这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
【展示交流】
(3)该同学发现密度计相邻两刻度线之间距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,他想了如下改进方案,其中可行的是 ,并证明你的选择 ;
A.换更大的容器盛放液体做实验 B.换更细的吸管制作密度计
C.换更长的吸管制作密度计 D.适当增大吸管中铁丝的质量
(4)另一同学选用了一根使用一半油墨的旧笔芯自制密度计,将笔芯放入水中,在笔芯上标出液面的位置A,将笔芯放入酒精()中,标出液面的位置B,如图丁所示,将笔芯放入密度为的液体中,则位置C和D中,液面对应的位置可能是 。
30.端午节是我国传统节日,薛悟理同学想测粽子密度,实验操作步骤如图所示:
(1) 将天平放在水平台上,游码归零,发现指针偏向分度盘的右侧,应将平衡螺母向
调,使横梁水平平衡;
(2)选取一个粽子用保鲜膜紧紧包好(忽略保鲜膜的体积),放在已调平的托盘天平称量出质量;因粽子体积较大放不进量筒,因此他借助一只烧杯,如图乙所示,用细线将粽子悬挂水中浸没(水未溢出),在水面处做标记,然后将粽子取出,用装有适量水的量筒给烧杯补水至标记处如图丙所示;量筒补水前后如图丁所示,则所测粽子的密度为 g/cm3;
(3)他又选取了另一个粽子利用烧杯、水、电子秤测粽子的密度,具体操作如下:
①用电子秤称出粽子质量为m;
②称出装满水烧杯的总质量为m1;
③粽子放入烧杯中水溢出,擦干水后,称出烧杯和粽子的总质量为m2;
若操作③步骤中,溢出的水不慎洒在电子秤秤盘上且未擦干,测出的密度值与真实值相比将 (选填“偏大”“偏小”或“一样大”)。
31.物理兴趣小组在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)如图甲所示为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端螺母向 (选填“左”或“右”)移一些;
(2)在调节时,使杠杆在水平位置平衡的目的主要是为了方便 ;
(3)如图乙所示,小组同学在杠杆左侧距支点18cm处悬挂2个钩码并保持不变,多次改变支点右侧的钩码个数,并使杠杆始终在水平位置平衡。实验数据如下表所示:
实验次数
阻力/N
阻力臂/cm
动力/N
动力臂/cm
1
1
18
1.5
12
2
1
18
2
9
3
1
18
3
6
分析实验数据,可以得出结论:在阻力和阻力臂不变的情况下,动力与动力臂成 (选填“正比”或“反比”)关系;
(4)若不在C点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计从竖直位置转到图丙所示位置时,其示数会 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(5)实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了 ;
A.求平均值,减小误差 B.避免偶然性,验证普遍规律
(6)如图丁所示,一名工人正在用扳手拧下工件上一个紧固的螺丝,尽管他使出了浑身的力气,却没能成功,结合上面(3)的结论,为了把螺丝拧下来,你给他的建议是 。(写出一种即可)
32.在探究“浮力大小等于什么”的实验中:
(一)小青同学的一次操作过程如图所示:
(1)测出铁块所受到的重力 G 铁;
(2)将水倒入溢水杯中;
(3)把铁块浸没在溢水杯中,读出测力计示数 F;
(4)测出小桶和被排开水的总重 G;
(5)记录分析数据,归纳总结实验结论,整理器材。
分析评估小青的实验,指出存在的两个问题: 。
(二)小黄同学把一金属块挂在弹簧测力计上,当金属块在空气中时弹簧测力计的示数为 5 N,再将它分别浸入水和酒精中的不同位置,如图所示:
(1)图乙、丙、丁、戊几种情况中,图 中金属块所受到的浮力最小;
(2)做甲、丁、戊三次实验,是为了探究浮力大小与 是否有关;
(3)做 三次实验(选填“甲~戊”序号),是为了探究金属块浸没在液体中时, 保持
不变,金属块受到的浮力与深度是否有关。
33.(1)小青同学用已经调节好平衡的天平测量物体的质量,操作情况如图甲所示,它的错误有: .(写出一条即可)
(2)有一个形状不规则的小木块,将其放在水中时,漂浮在水面上,用以下两种方案测量该木块的密度.
【方案一】
a.用天平测小木块的质量:把天平放在水平台上,调节平衡螺母,调节横梁平衡,测得小木块的质量为m;
b.在量筒中倒入适量的水,体积为V0;
c.用细针将小木块浸没水中,读出量筒中水面对应的刻度为V1,则木块的密度表达式ρ= .
【方案二】
a.在量筒中倒入适量的水,体积为V2,如图乙所示;
b.用一个体积为10cm3的铁块和小木块拴在一起浸没水中,读出量筒中水面对应的刻度为;
c.从量筒中取出铁块,小木块漂浮水面,读出量筒中水面对应的刻度为,则木块的密度
对比以上两种方案,误差比较小的是方案 .
请画出【方案二】的实验记录数据表格,并填上已测量出的相关数据.
34.小金和小明想测“海河”牌牛奶的密度。请你帮他们完成下列内容:
(1)小金把天平放在水平台上,游码应移至 处;若指针位置如图所示,此时应向
(选填“左”或“右”)调节平衡螺母。
(2)下列为小金同学用调好的天平测牛奶密度的实验步骤及他的操作示意图:
A.测出空杯子的质量为;(如图甲)
B.将一袋牛奶倒一部分在空杯中,测得总质量为;(如图乙)
C.将杯中的牛奶再倒入量筒中,测得其体积为V;(如图丙)
D.计算出牛奶的密度ρ。
①请设计记录实验数据的表格并将一组数据和计算结果填入;
②按照小金的实验步骤测出的牛奶密度值将比真实值偏 (选填“大”或“小”);
③聪明的小明发现,只要调整一下A、B、C的操作顺序就可以减小误差,操作顺序应为 。
35.小海和小川同学用如图所示装置做“探究杠杆平衡条件”的实验,其中杠杆的刻度均匀,每个钩码的重力均相等。请你完成下列内容:
(1)他们把杠杆的中点支在支架上,调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;杠杆平衡后,在实验过程中 (选填“能”或“不能”)再调节两侧的平衡螺母。
(2)如图1,杠杆已经平衡,如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动2格,杠杆都将失去平衡。由此可以猜想:杠杆的平衡可能与力的 和力臂有关。
(3)为探究杠杆的平衡条件,小海设计了以下两种收集实验数据的方案,共中合理的是方案 。(选填“一”或“二”)
实验
次数
方案一
方案二
1
3
3
3
5
2
2
2
4
3
3
1
1
2
5
(4)如图2所示,在A处挂2个钩码,则应在B处挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;当杠杆平衡后,将A、B两点下方同时增加一个钩码,则杠杆将 (选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持静止不动”)。
(5)如图3,小川用弹簧测力计替代钩码,先在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图所示位置。在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
36.小金想知道鸡蛋的密度,为了使结果更准确,他选择的器材有:烧杯、水、天平和砝码、量筒、盐和玻璃棒。请你完成下列内容:
(1)把天平放在水平台上,将游码放到标尺左端的零刻度线处,发现指针指在分度盘左侧,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母使横梁平衡;
(2)接下来进行了如下步骤:
①将鸡蛋放入装有水的烧杯中,发现鸡蛋沉入水中,这是因为鸡蛋的密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度;
②向烧杯里的水中逐渐加盐,并用玻璃棒轻轻搅拌,直到鸡蛋悬浮在盐水中。此时鸡蛋的密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)盐水的密度;
③将烧杯中的鸡蛋取出,用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量,如图所示,记作 m1= g;
④从烧杯中倒出一部分盐水到空量筒中,液面如图所示,则量筒中盐水的体积为V= cm3;
⑤用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量为m2=44g;
(3)通过以上分析,可得出鸡蛋的密度为 kg/m3。
37.沈青同学在研究“杠杆平衡条件”的实验中,所用的器材有:质地均匀且有刻度的杠杆、支架、细线和若干个质量相同的钩码。请你帮他完成下列内容:
(1)实验前,发现杠杆处于如左图所示的状态,此时杠杆 (选填“已经”或“没有”)达到平衡状态;应将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)边调节,使杠杆在水平位置平衡,这样操作的目的是 ;
(2)如图所示,杠杆上的刻度均匀,沈青同学在杠杆上A点处挂2个钩码,为使杠杆重新在水平位置平衡,应在B点挂 个钩码。此时杠杆在水平位置平衡,这样操作的目的是 ;
(3)在步骤(2)的基础上,若将两边各增加一个钩码,杠杆将 (选填“仍然平衡”、“右端下降”或“左端下降”)。
38.为了测量盐水的密度,小明和小王两位同学来到实验室。
(1)他们将天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的 处,当横梁静止时,指针位置如图甲所示,下一步操作应是 ;
(2)小明和小王两位同学各自设计了实验的方案:
【小明设计的方案】
a.用调节好的天平测出烧杯和适量盐水的总质量;
b.将烧杯中的部分盐水倒入量筒中(如图乙),测出倒入盐水的体积V;
c.用调节好的天平(如图丙)测出烧杯和剩余盐水的总质量;
d.根据公式求出盐水的密度。
【小王设计的方案】
a.用托盘天平测出空烧杯质量;
b.在量筒中倒入适量盐水,测出盐水的体积V;
c.把量筒中盐水全部倒入烧杯中,用托盘天平测出烧杯和盐水的总质量;
d.根据公式求出盐水的密度。
【分析与评估】
①两位同学设计的实验方案中,测量的盐水密度较精确的方案是 (选填“小明”或“小王”)设计的;
②另一位同学设计的方案会使测得的盐水密度偏 ;
③请在虚线框内帮小明同学设计一个记录本次实验数据的表格,并将测量数据及计算结果填入表中。
39.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)小华同学先把杠杆的中点支在支架上,杠杆静止在如图甲所示的位置,为了使杠杆在水平位置平衡,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母;
(2)如果利用如图乙所示装置进行实验,每个钩码重0.5N杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为 。如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向拉,为了保证杠杆在水平位置平衡,其示数 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(3)某次实验中,用如图丙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是以下哪种原因 (选填字母)
A.一个人无法独立操作 B.需要使用太多的钩码
C.力臂与杠杆不重合 D.力和力臂数目过多
(4)某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量如图丁所示:
①将刻度尺平放在支座上,左右移动刻度尺,找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置,记下这个位置,它就是刻度尺的重心;
②将重为G的物体挂在刻度尺左边某一位置,向右移动刻度尺,直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。记录物体悬挂点到支座的距离和刻度尺的 到支座的距离;
③根据杠杆的平衡条件、可以计算出刻度尺的质量 (用题目中所给物理量表示)。
答案第6页,共7页
2
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