2026年浙江省中考科学复习专题-物理实验探究
2026-04-24
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摘要:
**基本信息**
以“审题-分析-作答”三阶解题法为核心,系统整合力学、电学、热学、光学及能量转化实验,通过典型例题强化科学探究与模型建构能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|力学实验探究|含压强、摩擦力等4个子模块,多道模拟题|控制变量法、转换法;实验步骤优化与误差分析|从力的作用效果到杠杆平衡条件,构建“现象-原理-应用”逻辑链|
|电学实验探究|含欧姆定律、功率测定等4个子模块|电路故障分析、多次测量减小误差|围绕电流、电压、电阻关系,形成“规律探究-仪器使用-数据处理”体系|
|热学/光学/能量转化|各含2-3道典型题|热量计算、光路作图、能量转化判断|结合热传递、光现象及机械能转化,体现科学观念在实际问题中的应用|
内容正文:
物理实验探究
►考法01 力学实验探究题
►考法02 电学实验探究题
►考法03 热学实验探究题
►考法04 光学实验探究题
►考法05能量转化实验探究
解题思路
1、审题:仔细阅读题目,明确实验目的,即搞清楚是要探究什么物理现象、规律或测量什么物理量。同时,找出题目中给出的已知条件,包括实验器材、实验步骤、测量数据、相关现象等,还要关注题目中的限制条件,如实验环境、器材规格等。
2、分析:思考实验所依据的物理原理,将所学的物理知识与实验内容建立联系。确定实验中涉及的变量,根据控制变量法的要求,明确哪些是自变量、因变量和控制变量。分析实验步骤的合理性和逻辑性,判断是否存在遗漏、错误或可优化的地方。若给出实验数据或现象,要思考如何对其进行处理和分析,以得出结论。
3、作答:回答问题时,语言要简洁明了、科学准确,符合物理学科的规范。如果是填空,要确保填写的内容与题目要求一致,单位正确;如果是简答题,要条理清晰,分点阐述观点;如果是计算题,要写出详细的计算过程和公式,代入数据准确,计算结果正确。
1. 力学实验探究
压强
1. (2026.温州一模)为了探究“液体对容器底部的压强与液体深度的关系”,小明进行了如图1所示的实验一。但小白对此提出质疑:实验一中当玻璃管内液体的深度发生改变时,会引起其他无关变量的变化。为了排除该无关变量对液体压强的干扰,小白改进后进行了实验二,步骤如下:
①用玻璃管、软木塞、橡皮导管、漏斗、橡皮馍和清水等器材制作了如图2所示的装置,调整漏斗边缘与橡皮膜刚好齐平。
②保持玻璃管位置不变,缓慢向上移动漏斗,使漏斗内液面升高,观察并记录玻璃管上端橡皮膜的形变情况。
(1)实验一是通过观察 说明液体对容器底部产生压强的大小。
(2)小明根据实验一的现象,得出初步结论: 。
(3)小白在实验二中改变液体深度时,可有效避免哪一无关变量对实验的干扰? 。
(4)小白在实验二中发现:当改变漏斗位置后,玻璃管上端的橡皮膜变化差异不明显,请提出一种增加橡皮膜变化差异的改进措施: 。
2. (2026.绍兴一模)在探究液体压强与哪些因素有关时,小科提出如下猜想:
①与深度有关; ②与液体密度有关;(已知:ρ盐水>ρ水>ρ酒精) ③与容器大小有关。
(1) 在使用压强计前,发现U形管中两侧液面有高度差(如图1所示),接下来的操作
是 (选填字母)。
A.用注射器从U形管右侧抽取适量液体
B.拆除胶管重新安装
C.转动压强计的探头
(2)调好器材后,探究猜想①和②。比较图2中的甲和乙得出了液体压强与深度的关系;比较图2乙和图丙,可得出结论: 。
(3)将探头放入图3的盐水中,U形管两侧液面高度差与图丙一致。根据实验结论推测,探头的位置可能在 (选填"a”、“b”或“c")处。
(4)为探究猜想③,在大小不同的容器中装入深度相同的水,将探头分别放入容器底,如图4,观察U形管两侧液面,得出结论,此实验设计不合理的地方是 。
3. 小明利用最大刻度值标有 的一次性注射器等器材,测量大气压的值。其实验步骤如下:
a.将活塞推至注射器底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。
b.用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器简,如图所示。当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为 。
c.测出注射器全部刻度的长度为 。
d.根据测量数据,算出大气压的值。
(1)实验所用的器材为:注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽和________;
(2)注射器活塞的横截面积是________ ,根据数据计算大气压强是________ ;
(3)小红对小明所做的实验进行改进,在完成 、 步骤、活塞回到注射器底端后,添加了“取下封住注射器小孔的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数为 ”这一实验步骤,这样做的目的是减小摩擦力对实验结果的影响,小红计算出的大气压强是 。
摩擦力
4. (2026.余杭一模)金属刹车片和树脂刹车片是常见的两种自行车刹车片。兴趣小组对使用金属刹车片与树脂刹车片的摩擦力大小和实际制动效果分别进行了对比实验。
实验一:比较摩擦力大小。将木块B底面分别牢固粘贴树脂刹车片和金属刹车片,按如图1所示进行实验,拉动木块A,当弹测力计示数稳定后,记录测力计示数。
(1) 拉动木块A,当弹测力计示数稳定后,刹车片所受的摩擦力类型是 (选填“静摩擦力”或“滑动摩擦力”)
(2) 图1中测量刹车片摩擦力大小所运用的科学原理是 (填字母)。
A.二力平 B.惯性 C.力能改变物体的运动状态D.物体间力的作用是相互的
(3)实验中需控制 (选填“木块B质量"或"木块A上表面所受压力”)相同。
实验二:实际制动效果测试。专业试车手用同一自行车分别安装两种刹车片,用大小相同的力按压刹车把,使初速度为50km/h的自行车从运动到静止,记录速度变化的数据,如图2所示。
(4)通勤代步自行车速度一般在12~20km/h。根据图2所提供的信息,为达到更好的制动效果,代步自行车应选用 (填“金”或“树脂”)刹车片。
5. 小科同学为验证压力大小对摩擦力大小的影响,选用了长木板、木块、弹簧测力计、细线和若干个相同的铁块,设计并开展了如图实验。请回答:
(1)实验中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做_________运动。
(2)在图1所示实验中,木块受到的摩擦力为_________牛。
(3)小科完成了图1和图2所示的实验,又进行了图3实验,请用作图的方式把图3对应的实验补充完整:_________。
(4)小科查阅资料获知滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关。于是他将同一木块放置在同一木板上,进行了如图4中的a、b、c所示的实验。拉动木块匀速直线运动所用的力为、和,推测、和的大小关系为_________。
浮力
6. (2026.台州一模)某科学小组在学习了浮力知识后,对外形为圆柱形的密度计进行了探索。实验步骤如下:
①取一硬质塑料吸管,用适量胶水封住底部,在管内加入一定数量的配重,使其能在水中竖直漂浮在合适的位置,如图1。
②取密度分别为0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3的液体。
③把密度计依次放入上述液体中,待稳定后在吸管上标上液面位置。
(1)密度计的工作原理是 。
(2)记录三次实验的液面位置如图2所示,发现相邻刻度间距Δh1和Δh2的长度比较接近,难以判断刻度是否均匀。于是换不同圆柱形密度计进行了深入探究,实验数据如下表所示。
2 分析表格数据,判断圆柱形密度计的刻度是否均匀? 。
②影响Δh1和Δh2的差异大小的因素有 。
③有同学认为为了更好地完成实验,只需要把第4组实验的吸管剪去相应的长度就能获得第6组和第7组的实验材料。你是否同意他的做法?并说明理由: 。
7. (2025·浙江金华·二模)兴趣小组用家里的物品和刻度尺测量院子里某种实心石块的密度。
【材料准备】水桶、薄壁塑料瓶(已剪去瓶底)、大小不同的石块、刻度尺。
【实验步骤】
①在水桶中倒入适量的水,置于水平桌面上,如图甲;
②将塑料瓶拧紧瓶盖后倒置,然后在瓶内放入小石块若干并注入适量的水;
③把装有小石块和水的塑料瓶放入水桶中,使其漂浮;待塑料瓶稳定后,用刻度尺分别测出瓶内外水面到塑料瓶底的距离分别为h1和h2,如图乙;
④再把一颗大石块放进塑料瓶的水中,待塑料瓶稳定后,用刻度尺分别测出瓶内外水面到塑料瓶底的距离分别为h3和h4,如图丙;
【过程分析】
(1)以上三幅图中,水桶底所受到的压强最大的是_______图;
(2)向塑料瓶内加入适量水的目的除了调整重量使其漂浮外,还有的功能是_______________________;
(3)如图乙,若要增大塑料瓶内外液面差,可以采取的措施是____;
A.往塑料瓶内加水 B.往塑料瓶内加小石块
C.往水桶内加水 D.往水桶内加小石块
(4)【实验结果】用实验测得的数据和ρ水表示大石块的密度值是 。
8. (2024•东阳市二模)某项目化学习小组设计并制作了1.0版潜水艇,如图甲所示。
【产品1测试】测试过程中发现了以下问题:
①潜水艇在水中能实现上浮和下沉,但无法前进和后退。
②潜水艇外部连接软管,上下运动范围受到软管长度限制。
【产品2制作】为解决上述问题,设计并制作了2.0版潜水艇,实现迭代升级,如图乙所示。
【原理研究】
①通过改变电动机1的转动方向,实现推、拉注射器的活塞,完成注射器的进水和排水。
②通过改变电动机2的转动方向,带动螺旋桨顺、逆时针转动,实现潜水艇前进和后退。
(1)启动电动机2,调节螺旋桨转动方向,使潜水艇向前或向后运动。使潜水艇前进或后退,涉及到哪些力学原理? (写出一点即可)。
(2)1.0版潜水艇和2.0版潜水艇都能通过推拉注射器活塞实现上浮和下沉,若要使漂浮在水面的潜水艇下沉,应 (填“向左推”或“向右拉”)注射器活塞。
【产品2测试与改进】
(3)启动电动机1使活塞运动,潜水艇却始终无法完全下沉.检查模型各零件均完好无损,请利用所学知识为2.0版潜水艇提出改进措施: 。
【产品应用】
(4)改进后,成功模拟了潜水艇的各种运动.前30秒,潜水艇从漂浮状态缓缓下降,直至恰好完全浸没;30秒~60秒,潜水艇下沉至某一深度;60秒~150秒,潜水艇缓缓上升直至浮出水面到某一位置;150秒后,潜水艇漂浮在水面静置不动。请在图中画出潜水艇运动时的浮力变化情况。
杠杆
9. (2026.金华一模)科学兴趣小组开展“制作新型液体密度测量工具”项目式学习,各小组结合所学知识设计并制作测量工具。请回答:
(1)启航小组设计如图1所示装置,选用水、酒精等液体进行“定标”操作。他们先将空桶挂在弹簧测力计上静止时,指针位置处标上 ;装入一定量水时指针示数所对应的刻度值标(填上1.0g/cm3,然后换成相同 (“质量”或“体积”)的酒精,此时对应的指针示数处标上0.8g/cm3,然后进行均匀划分,并标上相应刻度。
(2)拓展小组设计如图2所示装置,将实心金属块浸没在不同液体中,利用弹簧测力计示数变化测量液体密度。已知金属块重力为G,浸没在水中时弹簧测力计示数为F,浸没在待测液体中时示数为F2,推导待测液体密度的表达式:ρ液= _(用G、F1、F2、ρ水表示)。
(3)创新小组结合杠杆平衡条件设计如图3所示的密度测量工具,杠杆支点为O,左端挂盛有液体的小桶,右端挂钩码,当杠杆水平平衡时,根据杠杆平衡条件可计算液体密度。若要增大该工具的量程,可 (“增大”或“减小”)右端钩码的质量。
10. (2024·浙江台州·模拟预测)我国古代著作《墨经》中最早记述了杆秤的杠杆原理。
(1)如图甲所示,当秤盘上放置质量更大的被测物体称量时,秤砣应向______侧移动;如果秤砣生锈,称量结果将_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(2)小宁想自制一个杆秤,设计图为图乙。
器材:总长的轻质木条,轻质纸盘,细绳,,,的钩码各一个。
要求:①测量范围为;②分度值为;③在木条上做刻度、相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些。小宁通过计算得出,若纸盘上放的物体,当杆秤水平静止时,钩码质量m与图中的关系如下表所示。请你帮小宁选一个最合适的钩码作为秤砣。 ;
50
80
400
18.00
11.25
2.25
(3)为了提高自制杆秤的测量范围,下列改进措施可行的是_______。(可多选)
A.增加纸盘的质量 B.换用更长的木条作为秤杆 C.减小秤砣的质量
D.在原提纽左侧增加新提纽 E.换用更细的秤杆 F.增加相邻两刻度的距离
11. (2025·浙江温州·三模)项目化小组经过讨论与实践,制作出可直接测量液体密度的“液体密度仪”。
项目一:利用杆秤制作液体密度秤
杆秤是质量称量工具(如图甲所示),用杆秤制作一个液体密度秤的步骤如下:
①用塑料桶代替秤钩,用细圆木条制作轻质秤杆(自身质量不计),如图乙所示。
②提起秤纽,移动秤砣,当秤杆平衡时,用笔将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度。
③桶中加水至标记线a处,提起秤纽移动秤砣,当秤杆在水平平衡时,将此时秤砣的悬挂点C标记为“1.0”刻度(单位:g/cm3)。
④在BC两点间____(选填“均匀”或“不均匀”)地标上刻度。
项目二:制作力电转换的液体密度仪
项目组设计了如图丙所示的装置。已知轻杆上OA、OB分别为50cm、5cm,A点悬挂的圆柱体质量为0.7kg,体积为3.5×10-4m3。电路中电源电压U为6V,电流表选用0~0.6A量程,定值电阻R0的阻值为10Ω,R是力敏电阻,其阻值与所受压力FB的关系如图丁所示。
回答下列问题:
(1)完成项目一步骤④的填空,在BC两点间________(选填“均匀”或“不均匀”)地标上刻度。
(2)下列措施中,能提高项目一中液体密度秤测量精确度的有( )
A.升高标记线a的位置 B.减小秤砣的质量 C.增加塑料桶的质量 D.缩短AO的距离
(3)项目二中应在电流表上数值为________安培的位置标记“0”刻度(单位:g/cm3)?
(4)计算项目二中当电流表示数为0.2A时的液体密度________。
2. 电学实验探究
欧姆定律
12. (2026.金华一模)为了完成“探究电流与导体两端电压的关系”的实验,小科准备了以下器材:电压恒定的电源(6V)、定值电阻(100Ω)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)、滑动变阻器(50Ω 1A)等,并设计了如图甲的电路。
(1)请用笔画线代替导线完成图乙的电路连接(要求:闭合开关后,向右移动滑动变阻器的滑片时,电流表的示数变小)。
(2)小科正确连接好电路后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,电路故障可能为 (填字母)。
A.电流表处存在断路 B.滑动变阻器短路
C.定值电阻R断路 D.定值电阻R短路
(3)小科根据实验数据绘制的I-U图像,如图丙所示,分析图像初步得到结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 (填“正”或“反”)比。
(4)做完该实验后,小科又找来阻值分别为5Ω、15Ω、20Ω、25Ω的四个定值电阻,用来做“探究电流与电阻的关系”的实验,该实验需要控制定值电阻两端的电压不变。在不改变原电路连接的前提下,为了保证完成该实验,小科能选取的定值电阻两端的电压最大不超过 V。
13. (2025·浙江温州·三模)小阳用如图所示的实验电路探究电流与电阻的关系。选用的器材有:稳压学生电源(调至4.5V不变),电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、定值电阻R(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干。
电压U/V
2
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.4
0.2
0.13
(1)请在电路图的圆圈中画上相应的电表符号完成电路图_______;
(2)连接电路,闭合开关后,移动滑片,发现两电表均无示数。为判断原因,将电压表与滑动变阻器并联,闭合开关后电压表有示数,电流表无示数。若电路中只有一处故障,故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,小阳将阻值为5Ω的电阻接入电路,记录电流表示数为0.4A。若要将电阻更换为10欧重复实验,则图中滑动变阻器的滑片应向________(填“左”或“右”)移动,直至电压表示数为2V;
(4)进行第4次实验时,将接入电阻R的阻值换为20Ω,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到2V。为达实验目的,若重新选择器材进行实验,使以上四个定值电阻都能为实验所用,下列调整可行的是( )(填序号,可多选)。
A.换用最大阻值更大的滑动变阻器
B.增大电源电压
C.适当增大定值电阻R两端的电压
14. (2025·浙江·三模)为了研究通过导体的电流与导体两端电压的关系,某同学设计了如图1甲所示的电路。电源电压恒为6 V,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器(图乙)。
I/A
0.2
0.4
0.6
1
U/V
1
2
3
5
请回答:
(1)在此实验中,滑动变阻器的作用是 ;
(2)闭合开关后,移动滑片P,发现两电表示数始终如图2所示,原因可能是 ;
(3)R1的阻值为_______Ω;
(4)改正错误后,该同学继续实验,将有关实验数据记录在表格中。分析表格可知,他所选择的滑动变阻器的规格是( )(填字母)。
A.10Ω 2A B.25 Ω 2A C.50Ω 0.5A
未知电阻的测定
15.
(2026·浙江·一模)某兴趣小组用如图(一)所示电路测量若干规格不同的未知电阻的阻值,实验过程如下:
(1)请用笔画线代替导线完成图(二)的电路连接。(要求:闭合开关后,向右移动滑动变阻器的滑片时,电流表的示数变小。
(2)正确连接后,甲、乙两名同学选用不同规格的电阻分别完成了3次实验,记录实验数据如下表。其中,乙同学测得的某次电流表示数如图(三)所示,则示数为___________。
组别
实验学习
电压
电流I/A
电阻
未知电阻的阻值
甲同学
1
1.20
0.08
15.00
15.20
2
1.50
0.10
15.00
3
2.50
0.16
15.60
乙同学
4
2.40
7
_____?______
5
1.20
0.12
10.00
6
0.90
0.09
10.00
(3)老师通过分析两名同学记录的数据,认为乙同学的实验操作不够规范,老师这样判断的依据是
。
(4)本实验用到了“多次测量取平均值以减小误差”的科学方法,下列实验中没有用到这个方法的是___________(填序号,可多选)。
①用刻度尺测量教材的宽度
②研究电流与电压、电阻的关系
③测量小灯泡在不同电压下的电功率
额定功率的测定
16. (2026.余杭一模)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡L1额定电压为2.5V,电源电压为4.5V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样
请回答:
(1)如图所示电路,有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)纠正错误后,继续进行实验,移动滑动变阻器滑片,将数据记入表格,如表所示:
①该实验的数据记录表格中不够规范的地方是 。
②小灯泡L1,的额定功率P1= W
③小科想比较另一个额定电压同为2.5V的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系,他先断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,再用小灯泡L2换小灯泡L1,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V。依据上述现象,可推断出P1 P2(选填">”、"="或"<")
17. (2026.温州一模)为了测定一个额定电压为4.5伏的小灯泡的额定功率,小明利用电压恒定的电源、小灯泡L、电压表、电阻箱R(如图1)、开关及导线等器材进行实验。具体步骤如下:①断开开关S1并连接电路如图2所示。
②闭合开关S1,将开关S2与接线柱“1”接触,调节电阻箱直至电压表的示数达到4.5伏,并记录此时电阻箱接入电路的有效阻值为25欧。
③再将开关S2与接线柱“2”接触,观察电压表的示数如图3所示,根据实验测得的相关数据计算小灯泡L的额定功率。
(1) 闭合开关S1之前,应将电阻箱的阻值调节到 值。(填“最大”或“最小”)
(2) 步骤3中电压表的示数如图3所示,则电源电压为 伏。
(3) 步骤②和步骤③中通过小灯泡的电流分别为IL、IL′,则IL、IL′的大小关系为: 。
(4) 通过本实验可知,该小灯泡的额定功率为 瓦。
18. (2025·浙江舟山·一模)小科在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______(填“A”或“B”)端。
(2)小科连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙,若要测量小灯泡的额定功率,接下来的操作是 。
(3)记录实验数据并在图像中描点,得到通过小灯泡的电流与它两端的电压关系图像如图丙。图中阴影部分面积表示小灯泡两端电压为1V时,小灯泡的实际功率。结合图像回答:小灯泡的额定功率为______W;实验过程中电源电压恒为3V,当小灯泡正常发光时,阴影部分面积表示的含义是 。
19.
(2025·浙江舟山·一模)小敏在“测小灯泡电功率”的实验中,用到的实验器材有:电源电压(3伏)、电流表、电压表、“2.5伏”字样的小灯泡、滑动变阻器(10欧姆1安)、开关、导线若干。
序号
1
2
3
4
电压U/V
1.2
2.00
2.50
2.80
电流I/A
0.20
0.25
0.35
(1)如图甲是连接的实验电路,在闭合开关前应先将滑动变阻器滑片P移至______(选填“A”或“B”)端。
(2)如图乙是测量第3组数据时电路中电流表示数,则小灯泡的额定功率为______瓦。
(3)分析表格中的数据,其中第______组(填写表格中序号的数字)数据有明显错误。
(4)在实验过程中,小灯泡突然熄灭,经分析电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时,在不拆开电路的情况下。把一根导线接在电流表两端接线柱,小灯泡又亮了。可推断电路故障是 。
电与磁
20. (2025·浙江宁波·模拟预测)某同学利用如图装置研究电磁铁的磁性强弱与铁芯粗细是否有关。实验操作如下:
①将电磁铁甲、乙串联,并组装一个如图所示的电路。
②闭合开关,用电磁铁的一端去吸大头针,记录大头针的数量。
③增减电池的个数,重复以上步骤。
④分析比较实验数据,整理实验器材。
根据实验操作,回答下列问题。
(1)电磁铁甲、乙串联可以保持 相同。
(2)实验中,选择的电磁铁乙应满足哪些要求?
(3)要达成步骤③的实验目的,也可以通过在电路中串联一个_________(填用电器名称)来实现。
(4)该同学组装的如图电路,电磁铁的导线较短,开关闭合后,电池有发热现象,导致电流强度越来越弱,会不会使实验结果不准确?请判断并说明理由: 。
21. (2023·浙江·一模)法拉第是如何发现电磁感应现象的呢?他知道,一个磁体放在没有磁化的铁块附近可以使铁块产生磁性,从而两者相互吸引。既然磁可以引起磁,那么电流是否引起电流呢?1831年,他将一根长铜线(外包绝缘物质)绕成圆环A,其两端与电源相连;将另外一根铜线缠在圆环A上,其两端与电流表相连。这样就可以得到两组闭合回路,一组制造电流,一组观察电流。他观察到以下现象:
实验序号
操作
圆环A
电流表
1
刚接通电源时
电流产生时
指针偏转
2
接通电源后
电流稳定时
指针不偏转
3
刚断开电源时
电流停止时
指针反向偏转
(1)分析实验现象,可以得出的初步结论是: ;
(2)根据奥斯特的实验,他想到圆环A中的电流能否用磁替代呢?接下来,他又进行了实验改进(如下图),将 (填写操作过程),发现电流表的指针也发生了偏转;
(3)根据上述实验,导体在下列哪些情景中可能产生感应电流___________。
A.在磁场中运动 B.在运动的磁场周围 C.在运动的通电导体周围
3. 热学实验探究
22. (2026.台州一模)为研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关,某同学设计了如图1实验:在甲、乙两个试管内装入相同质量和温度的热变色溶液,其变色原理如图2所示;再将两个阻值分别为5欧和10欧的电阻串联后分别放入两个试管,电阻的表面涂有绝缘层。
(1)将图1中的电路连接完成。
(2)根据图2,结构1中肯定含有的元素是 。
(3)若电流通过导体产生的热量与电阻大小有关,则观察到的实验现象应为 。
(4)某同学对电热的影响因素开展定量研究,在甲、乙两个试管内分别插入温度计,并在试管外面包上隔热材料。保持滑片位置不变,每隔20秒记录溶液的温度,数据如图3所示。由此可得出的结论为 。
23. (2025·浙江宁波·二模)如图甲所示,大雪后路面结冰,环卫工人会在公路上撒盐,加快路面冰的熔化,确保行人和车辆的出行安全。为了探究其科学原理,某同学做了一组关于冰熔化的实验,实验装置如图乙所示。
(1)实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,则示数是_________℃。
(2)该同学取适量碎冰进行加热,记录数据并绘制得到图丁所示的A 曲线。由此可知,冰在熔化过程中内能_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)完成上述实验后,他另取两份用不同浓度的盐水制成的碎“盐冰”,用相同的热源再次加热,记录数据并绘制得到图丁所示的B、C曲线。由此可知,加入盐后,冰的熔点将会_________(填“升高”“降低”或“不变”)。
24. (2024·浙江·二模)为了探究“不同物质的吸热能力”,在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B,并且用相同的装置加热,如图甲所示。
(1)实验中,可以通过比较__________(选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少;
(2)加热到4min时,液体B的温度如图乙所示,此时温度计示数是__________℃。
(3)冬天,如果你想自制暖手袋,应选液体__________(选填“A”或“B”)作为供暖物质,其效果更佳;
25. (2025·浙江台州·一模)某同学用如图所示装置探究电流通过导体产生的热量与导体电阻、电流大小的关系。甲、乙两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油,瓶内电阻的阻值分别为5欧和10欧,A、B是相同的玻璃管,管内初始液面位置相同。
实验一:闭合开关,通电1分钟记录液面上升的高度,分别记作和.
实验二:断开开关,当两根玻璃管中的液面降回到原来的高度后,减小滑动变阻器连入电路的阻值。再闭合开关,通电1分钟记录液面上升的高度,分别记作和.
(1)除电流表和秒表外,本实验中还需要用到的测量工具为______。
(2)实验中,将电阻丝串联连接的目的是为了保证实验时______相同。
(3)多次重复实验均发现,则可以得出的结论为______。
(4)该同学将玻璃管换成温度计,重新实验,测得数据如表所示,得出“在通电时间不变时,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比”的结论,则表中的值为______。
实验序号
电流表读数
4分钟后甲瓶升高的温度/℃
4分钟后乙瓶升高的温度/℃
1
1
5.0
10.0
2
1.5
3
2
20.0
40.0
……
……
……
……
4. 光学实验探究
透镜
26. (2026.湖州一模)小湖用放大镜观察报纸上的字是正立、放大的,观察远处的居民楼是倒立、缩小的,他好奇,物体经过凸透镜所成像的正倒、大小跟物体与凸透镜的距离有什么关系,设计了实验进行探究。
步骤一:选择一块凸透镜,测出其焦距为10.50厘米。
步骤二:把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,调节它们的高低使三者的中心大致处于同一高度。
步骤三:点燃蜡烛,把蜡烛放在距离凸透镜30.00厘米的位置上,调整光屏到凸透镜的距离,使蜡烛在屏上成一个清晰的像,观察像的正倒、大小特点,测量光屏到凸透镜的距离,记录在表格中。
步骤四:将蜡烛逐次移近凸透镜,重复实验,将数据记录在表格中。
(1)该实验的自变量是 。
(2)步骤一测量凸透镜焦距的方法是 。
(3)第3次实验小湖没有记录像距的原因是 。
(4)分析实验数据,小湖得出结论“当物距大于两倍焦距时,物体经凸透镜成倒立缩(4)小实像;当物距在一倍两倍焦距之间时......”。同学们质疑,物体经凸透镜成倒立缩小实像时,物距为什么是大于两倍焦距,而不是大于2.2倍焦距、2.5倍焦距。为了回应同学们的质疑,你认为需要进行进一步的实验是 。
27. (2024·浙江宁波·二模)小科在项目化“制作凸透镜”的实践中,更加深刻地理解了凸透镜的相关知识。
(1)制作凸透镜:用剪刀在塑料矿泉水瓶的凸起部位剪取一样大小的两块塑料片,凸起部位朝外,中间装满水,用热熔胶封闭连接处。然后测焦距,方法为___________;
(2)评估检测:“制作凸透镜”的评价量规表如下所示,其中“?”可填: ;
评价指标
作品等级
优秀
合格
待改进
结构完整与美观效果
不漏水,有手柄且美观
不漏水,无手柄,美观
?
(3)小文测出此凸透镜的焦距为,在研究凸透镜成像的规律时,有一组实验是将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在如图甲所示的位置,此时成像特点: ___________;
(4)将蜡烛换成“F”形的LED。灯x光屏贴上方格纸,如图乙所示,请写出改进后的一个优点:___________。
28. (2024•义乌市校级三模)在学习“凸透镜成像的规律”后,某校科学兴趣小组的同学针对“手机视频app投屏需要收费”开展“自制手机投影仪”的项目化学习活动。
【投影原理】凸透镜成像规律
【实验材料】凸透镜、内部涂黑的硬纸盒(规格:28cm×20cm×12cm)、纸板、胶水、剪刀等。
【透镜选择】
(1)实验需要选择焦距合适的凸透镜,如图所示是利用太阳光测量凸透镜焦距的方法,其中最合理的是 。
根据合理的方法,小组同学测出了实验材料所提供的凸透镜的焦距为30cm。
【产品制作】将凸透镜固定在硬纸盒的一侧,并在纸盒中卡入纸板便于放置手机,纸板可在纸盒内前后移动。产品实物图及原理图如图所示。
【产品调试】
(2)调试①:为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果,手机应该选择 (填“甲”或“乙”)的放置方式。
(3)调试②:小东同学建议选择光滑的白板作为屏幕,而小阳同学建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议?并说明理由 。
【产品评价】以下表格为该小组同学制定的部分评价量表。
“自制手机投影仪设计”评价量表
评价指标
优秀
合将
待改进
指标一
设计合理,结构完整
结构较完整
结构不完整,有缺失
指标二
能模拟投影仪成像,成像清晰
能模拟投影仪成像,但成像效果一般
无法模拟投影仪成像
(4)兴趣小组的同学根据评价量表对某同学自制的投影仪进行评价,“指标一”评为优秀,“指标二”评为待改进。请结合凸透镜成像规律的相关知识,你认为该同学自制的投影仪还需要进行的改进是: 。
光的反射
29. (2024·浙江·一模)在探究“平面镜成像规律”的实验中,实验装置如图甲所示。A、B是两支相同的蜡烛,C是薄玻璃板。
(1)做这个实验时,教室里的光线应该________(选填“明亮”或“较暗”)更好;
(2)若实验中把薄玻璃板向右平移一段距离A蜡烛的像________(选填“会”或“不会”)向右平移;若实验中B蜡烛在白纸上移动,始终不能与A蜡烛的像重合,则可能的原因是 ;
(3)如图乙,在平面镜前有一个点光源S,它发出的某一条光线经平面镜反射后恰好通过P点,根据平面镜成像规律在答题纸上画出此过程的光路图。_____。
30. (2024·浙江衢州·一模)“探究光的反射规律”装置如图所示,白纸板放在水平桌面上,再将一块平面镜竖直放在纸板上,在纸板上安装一支可自由移动的激光笔,使其发出的光紧贴纸板入射。
(1)小科按如图所示方式开始实验,纸板上显示出了两条光束,他把这两条光束的传播路径用铅笔画在纸板上以便研究;小科多次改变入射角,继续画出光的传播径迹,最后纸板上留下了很多条径迹;
①当激光笔如图示位置照射时,入射角大小为______;
②小科多次改变入射角进行实验的目的是 ;
(2)小科认为不用量角器测量入射角和反射角的度数,也能得出“反射角等于入射角”这一结论,他的具体操作是 。
31. (2025·嘉兴模拟)甲图是“探究平面镜成像特点”和乙图是用蜡烛和烧瓶来“探究凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)实验甲中,使用玻璃板代替平面镜的好处是 ,在确定蜡烛B和蜡烛A的像是否完全重合时,人眼的观察位置应该是 (填字母)。
A.从玻璃板后观察蜡烛
B.在玻璃板前蜡烛A这一侧
C.A与B都需要
(2)实验乙调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置,在墙壁上得到清晰的 实像(填像的性质)。
(3)实验中,不改变蜡烛的位置,把甲中M玻璃板和乙中烧瓶分别都竖直向上移,则甲和乙所成的像的位置如何变化?答: 。
5. 能量转化实验探究
32. (2025·浙江丽水·一模)小科在参观科技馆时看到一种有趣的科学玩具——牛顿摆,如图甲所示,它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成,每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上,并紧挨着排列在同一水平线上。拉起最左侧的钢球,释放后,它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球,仅把最右侧的钢球撞出,其他球几乎静止不动。为什么碰撞后仅有一个球摆动,而其余球仍然保持静止?小科进行了如下探究:
【提出问题】被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关?
【建立假设】被撞而摆动的钢球数量与撞击球撞击时的速度大小有关。
【实验验证】将牛顿摆等效为单摆模型,如图乙所示是一个钢球撞击其它钢球的情形,五个钢球自左向右标为A~E球。若不考虑能量损失,请回答下列问题:
(1)将A球作为撞击球拉至一定的高度(保持细线绷直),静止释放后,A球向右摆动过程中,将________能转化为动能。
(2)为了改变撞击球撞击时的速度,进行的操作是: 。释放后,当钢球发生碰撞时,仅有E球被撞出。
(3)重复上述步骤,当钢球发生碰撞时,都仅有E球被撞出。由此可判断:被撞而摆动的钢球数量与撞击球撞击时的速度________填“有关”或“无关”)。
(4)针对小科提出的问题,利用此实验装置还可验证的假设是 。
33. (2024·滨江模拟)小滨同学在一次安全知识进校园的活动中了解到,骑车时速度太快、载重太多时,易发生事故。为什么速度太快、载重太多易引发安全事故呢?小滨查阅资料得知:物体速度大、质量大时,动能大。速度和质量哪个因素对动能影响更大呢?小滨请教老师获得了测量速度的方法后,找来了质量不同的小车、两块长木板、小木块、秒表和刻度尺,设计了如图甲所示的实验,请你和他一起探究。
(1)本实验的研究对象是 (选填“小车”或“木块”)
(2)通过实验探究,小滨记录的实验数据如下表所示:
实验次数
小车质量/g
小车到达木板底端速度/(m/s)
小木块滑行距离/cm
1
100
0.25
15
2
200
0.25
28
3
100
0.5
57
此实验通过 来判断物体动能的大小。
分析数据可知:物体动能的大小与物体质量和速度有关,且 对动能的影响更大。
(3)小江又设计了如图乙所示的方案:用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度,放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的小木块,此时速度也不同,从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度,放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的小木块,小滨认为这样做不能验证动能与质量的关系,你同意小滨的看法吗?请分析说明。 。
34. (2025·浙江绍兴·模拟预测)小科在探究“影响物体的动能大小的因素”时,设计了如图甲的实验,用一条无弹性的细绳和实心铁球制成单摆,将滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方。单摆自由下垂时,实心铁球刚好接触滑块左侧的中心位置。然后进行以下三步实验操作:
①将实心铁球移至a点处静止释放,撞击滑块后,记录滑块在滑槽上移动的距离为s1。
② ,将实心铁球移至b点处静止释放,撞击滑块后,记录滑块在滑槽上移动的距离为s2。
③换一等体积的实心铝球(ρ铁>ρ铝),将实心铝球移至a点处静止释放,撞击放回原处的滑块后,记录滑块在滑槽上移动的距离为s3。
(1)补全②中操作。 。
(2)对比①和③,可探究物体动能的大小与 ___________ 的关系。
(3)若测得s1>s2,由此可得到的结论是 。
(4)实验后,小科进一步思考,若AB、AC、AD均为光滑斜面,其中AD为曲面,如图乙。让同一铁球从A点分别沿三个斜面静止滑下,撞击放在B、C、D位置的相同物块(不计碰撞时的能量损耗),判断物块被撞击后在相同粗糙水平面上移动的距离sB、sC、sD的大小关系 ______。
2
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物理实验探究
►考法01 力学实验探究题
►考法02 电学实验探究题
►考法03 热学实验探究题
►考法04 光学实验探究题
►考法05能量转化实验探究
解题思路
1、审题:仔细阅读题目,明确实验目的,即搞清楚是要探究什么物理现象、规律或测量什么物理量。同时,找出题目中给出的已知条件,包括实验器材、实验步骤、测量数据、相关现象等,还要关注题目中的限制条件,如实验环境、器材规格等。
2、分析:思考实验所依据的物理原理,将所学的物理知识与实验内容建立联系。确定实验中涉及的变量,根据控制变量法的要求,明确哪些是自变量、因变量和控制变量。分析实验步骤的合理性和逻辑性,判断是否存在遗漏、错误或可优化的地方。若给出实验数据或现象,要思考如何对其进行处理和分析,以得出结论。
3、作答:回答问题时,语言要简洁明了、科学准确,符合物理学科的规范。如果是填空,要确保填写的内容与题目要求一致,单位正确;如果是简答题,要条理清晰,分点阐述观点;如果是计算题,要写出详细的计算过程和公式,代入数据准确,计算结果正确。
1. 力学实验探究
压强
1. (2026.温州一模)为了探究“液体对容器底部的压强与液体深度的关系”,小明进行了如图1所示的实验一。但小白对此提出质疑:实验一中当玻璃管内液体的深度发生改变时,会引起其他无关变量的变化。为了排除该无关变量对液体压强的干扰,小白改进后进行了实验二,步骤如下:
①用玻璃管、软木塞、橡皮导管、漏斗、橡皮馍和清水等器材制作了如图2所示的装置,调整漏斗边缘与橡皮膜刚好齐平。
②保持玻璃管位置不变,缓慢向上移动漏斗,使漏斗内液面升高,观察并记录玻璃管上端橡皮膜的形变情况。
(1)实验一是通过观察 说明液体对容器底部产生压强的大小。
(2)小明根据实验一的现象,得出初步结论: 。
(3)小白在实验二中改变液体深度时,可有效避免哪一无关变量对实验的干扰? 。
(4)小白在实验二中发现:当改变漏斗位置后,玻璃管上端的橡皮膜变化差异不明显,请提出一种增加橡皮膜变化差异的改进措施: 。
2. (2026.绍兴一模)在探究液体压强与哪些因素有关时,小科提出如下猜想:
①与深度有关; ②与液体密度有关;(已知:ρ盐水>ρ水>ρ酒精) ③与容器大小有关。
(1) 在使用压强计前,发现U形管中两侧液面有高度差(如图1所示),接下来的操作
是 (选填字母)。
A.用注射器从U形管右侧抽取适量液体
B.拆除胶管重新安装
C.转动压强计的探头
(2)调好器材后,探究猜想①和②。比较图2中的甲和乙得出了液体压强与深度的关系;比较图2乙和图丙,可得出结论: 。
(3)将探头放入图3的盐水中,U形管两侧液面高度差与图丙一致。根据实验结论推测,探头的位置可能在 (选填"a”、“b”或“c")处.
(4)为探究猜想③,在大小不同的容器中装入深度相同的水,将探头分别放入容器底,如图4,观察U形管两侧液面,得出结论,此实验设计不合理的地方是 。
3. 小明利用最大刻度值标有 的一次性注射器等器材,测量大气压的值。其实验步骤如下:
a.将活塞推至注射器底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。
b.用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器简,如图所示。当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为 。
c.测出注射器全部刻度的长度为 。
d.根据测量数据,算出大气压的值。
(1)实验所用的器材为:注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽和________;
(2)注射器活塞的横截面积是________ ,根据数据计算大气压强是________ ;
(3)小红对小明所做的实验进行改进,在完成 、 步骤、活塞回到注射器底端后,添加了“取下封住注射器小孔的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数为 ”这一实验步骤,这样做的目的是减小摩擦力对实验结果的影响,小红计算出的大气压强是________ 。
(1)刻度尺
(2) 0.625 1.2×105
(3)1×105
【详解】(1)实验中需要测量注射器全部刻度的长度,因此需要刻度尺这一测量工具。
(2)[1]注射器活塞的横截面积为
[2]计算大气压强为
(3)根据小红的实验,可得活塞与筒壁之间的摩擦力为
则大气压强施加的压力为
小红计算出的大气压强为
摩擦力
4. (2026.余杭一模)金属刹车片和树脂刹车片是常见的两种自行车刹车片。兴趣小组对使用金属刹车片与树脂刹车片的摩擦力大小和实际制动效果分别进行了对比实验。
实验一:比较摩擦力大小。将木块B底面分别牢固粘贴树脂刹车片和金属刹车片,按如图1所示进行实验,拉动木块A,当弹测力计示数稳定后,记录测力计示数。
(1) 拉动木块A,当弹测力计示数稳定后,刹车片所受的摩擦力类型是 (选填“静摩擦力”或“滑动摩擦力”)
(2) 图1中测量刹车片摩擦力大小所运用的科学原理是 (填字母)。
A.二力平 B.惯性 C.力能改变物体的运动状态D.物体间力的作用是相互的
(3)实验中需控制 (选填“木块B质量"或"木块A上表面所受压力”)相同。
实验二:实际制动效果测试。专业试车手用同一自行车分别安装两种刹车片,用大小相同的力按压刹车把,使初速度为50km/h的自行车从运动到静止,记录速度变化的数据,如图2所示。
(4)通勤代步自行车速度一般在12~20km/h。根据图2所提供的信息,为达到更好的制动效果,代步自行车应选用 (填“金”或“树脂”)刹车片。
(1) 滑动摩擦力(2) A (3) 木块 A 上表面所受压力(4)树脂
5. 小科同学为验证压力大小对摩擦力大小的影响,选用了长木板、木块、弹簧测力计、细线和若干个相同的铁块,设计并开展了如图实验。请回答:
(1)实验中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做_________运动。
(2)在图1所示实验中,木块受到的摩擦力为_________牛。
(3)小科完成了图1和图2所示的实验,又进行了图3实验,请用作图的方式把图3对应的实验补充完整:_________。
(4)小科查阅资料获知滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关。于是他将同一木块放置在同一木板上,进行了如图4中的a、b、c所示的实验。拉动木块匀速直线运动所用的力为、和,推测、和的大小关系为_________。
【答案】(1)匀速直线
(2)2.2
(3)
(4)
【详解】(1)根据二力平衡原理,当弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动时,木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,这样才能通过弹簧测力计的示数得到摩擦力的大小。
(2)由图1可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数为2.2N。因为木块做匀速直线运动,拉力等于摩擦力,所以木块受到的摩擦力为2.2牛。
(3)图3实验是为了探究在压力大于图2的情况下摩擦力的大小,所以应在木块上放置多于图2中铁块数量的铁块,然后用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,作图时需体现出这一操作(在木块上放置两块铁块,用弹簧测力计水平拉木块匀速运动)。
(4)根据滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关,与运动速度无关。a、b实验中,压力大小和接触面粗糙程度相同,所以;c实验中,在木块上增加了铁块,压力增大,接触面粗糙程度不变,所以摩擦力增大,故、和的大小关系为。
浮力
6. (2026.台州一模)某科学小组在学习了浮力知识后,对外形为圆柱形的密度计进行了探索。实验步骤如下:
①取一硬质塑料吸管,用适量胶水封住底部,在管内加入一定数量的配重,使其能在水中竖直漂浮在合适的位置,如图1。
②取密度分别为0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3的液体。
③把密度计依次放入上述液体中,待稳定后在吸管上标上液面位置。
(1)密度计的工作原理是 。
(2)记录三次实验的液面位置如图2所示,发现相邻刻度间距Δh1和Δh2的长度比较接近,难以判断刻度是否均匀。于是换不同圆柱形密度计进行了深入探究,实验数据如下表所示。
2 分析表格数据,判断圆柱形密度计的刻度是否均匀? 。
②影响Δh1和Δh2的差异大小的因素有 。
③有同学认为为了更好地完成实验,只需要把第4组实验的吸管剪去相应的长度就能获得第6组和第7组的实验材料。你是否同意他的做法?并说明理由: 。
7. (2025·浙江金华·二模)兴趣小组用家里的物品和刻度尺测量院子里某种实心石块的密度。
【材料准备】水桶、薄壁塑料瓶(已剪去瓶底)、大小不同的石块、刻度尺。
【实验步骤】
①在水桶中倒入适量的水,置于水平桌面上,如图甲;
②将塑料瓶拧紧瓶盖后倒置,然后在瓶内放入小石块若干并注入适量的水;
③把装有小石块和水的塑料瓶放入水桶中,使其漂浮;待塑料瓶稳定后,用刻度尺分别测出瓶内外水面到塑料瓶底的距离分别为h1和h2,如图乙;
④再把一颗大石块放进塑料瓶的水中,待塑料瓶稳定后,用刻度尺分别测出瓶内外水面到塑料瓶底的距离分别为h3和h4,如图丙;
【过程分析】
(1)以上三幅图中,水桶底所受到的压强最大的是_______图;
(2)向塑料瓶内加入适量水的目的除了调整重量使其漂浮外,还有的功能是_______________________;
(3)如图乙,若要增大塑料瓶内外液面差,可以采取的措施是____;
A.往塑料瓶内加水 B.往塑料瓶内加小石块
C.往水桶内加水 D.往水桶内加小石块
(4)【实验结果】
用实验测得的数据和ρ水表示大石块的密度值是______。
【答案】(1)丙
(2)便于测出大石块的体积
(3)B
(4)
【详解】(1)由可知,液体密度一定时,深度越深,液体压强越大,由图可知,丙中液体深度最深,可知底部受到的液体压强最大。
(2)实验通过测量瓶内液面高度变化计算体积变化值,从而求得大石块的体积。
(3)要增大塑料瓶内外液面差,即要增大排开液体的体积,则应增加装置的总重力,故应向瓶内继续添加小石块。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)设圆柱形瓶身的横截面积为S,大石块的体积为
装置始终漂浮,增大的浮力等于大石块的重力,即
大石块的质量为
大石块密度为
8. (2024•东阳市二模)某项目化学习小组设计并制作了1.0版潜水艇,如图甲所示。
【产品1测试】测试过程中发现了以下问题:
①潜水艇在水中能实现上浮和下沉,但无法前进和后退。
②潜水艇外部连接软管,上下运动范围受到软管长度限制。
【产品2制作】为解决上述问题,设计并制作了2.0版潜水艇,实现迭代升级,如图乙所示。
【原理研究】
①通过改变电动机1的转动方向,实现推、拉注射器的活塞,完成注射器的进水和排水。
②通过改变电动机2的转动方向,带动螺旋桨顺、逆时针转动,实现潜水艇前进和后退。
(1)启动电动机2,调节螺旋桨转动方向,使潜水艇向前或向后运动。使潜水艇前进或后退,涉及到哪些力学原理? (写出一点即可)。
(2)1.0版潜水艇和2.0版潜水艇都能通过推拉注射器活塞实现上浮和下沉,若要使漂浮在水面的潜水艇下沉,应 (填“向左推”或“向右拉”)注射器活塞。
【产品2测试与改进】
(3)启动电动机1使活塞运动,潜水艇却始终无法完全下沉.检查模型各零件均完好无损,请利用所学知识为2.0版潜水艇提出改进措施: 。
【产品应用】
(4)改进后,成功模拟了潜水艇的各种运动.前30秒,潜水艇从漂浮状态缓缓下降,直至恰好完全浸没;30秒~60秒,潜水艇下沉至某一深度;60秒~150秒,潜水艇缓缓上升直至浮出水面到某一位置;150秒后,潜水艇漂浮在水面静置不动。请在图中画出潜水艇运动时的浮力变化情况。
【解答】解:(1)螺旋桨向后转动,螺旋桨会给水一个向后的力,由于物体间力的作用是相互的,因此水会给螺旋桨向前的力;潜水艇向前运动或潜水艇受力运动,说明力可以改变物体的运动状态。
(2)若要使漂浮在水面的潜水艇下沉,1.0版潜水艇和2.0版潜水艇应增加自身重力,因此向右拉注射器活塞使水进入潜水艇内,增大自身的重力。
(3)潜水艇却始终无法下沉说明潜水艇的总重力小于浮力,可能是潜水艇内的空气不足无法装入更多的水,增加潜水艇的重力使潜水艇下沉,因此可以换用更大的注射器可以装入更多的水或增加金属配重增加自重。
(4)前30秒,潜水艇从漂浮状态缓缓下降,排开液体的体积增加,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力逐渐变大;30秒~90秒,潜水艇下沉,此过程中排开液体的体积不变,密度不变,则浮力不变;90秒~150秒,潜水艇缓缓上升直至浮出水面,排开液体的体积变小,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力逐渐变小在150秒后,浮力保持不变,则潜水艇运动时的浮力变化情况如下图所示:
。
杠杆
9. (2026.金华一模)科学兴趣小组开展“制作新型液体密度测量工具”项目式学习,各小组结合所学知识设计并制作测量工具。请回答:
(1)启航小组设计如图1所示装置,选用水、酒精等液体进行“定标”操作。他们先将空桶挂在弹簧测力计上静止时,指针位置处标上 ;装入一定量水时指针示数所对应的刻度值标(填上1.0g/cm3,然后换成相同 (“质量”或“体积”)的酒精,此时对应的指针示数处标上0.8g/cm3,然后进行均匀划分,并标上相应刻度。
(2)拓展小组设计如图2所示装置,将实心金属块浸没在不同液体中,利用弹簧测力计示数变化测量液体密度。已知金属块重力为G,浸没在水中时弹簧测力计示数为F,浸没在待测液体中时示数为F2,推导待测液体密度的表达式:ρ液= _(用G、F1、F2、ρ水表示)。
(3)创新小组结合杠杆平衡条件设计如图3所示的密度测量工具,杠杆支点为O,左端挂盛有液体的小桶,右端挂钩码,当杠杆水平平衡时,根据杠杆平衡条件可计算液体密度。若要增大该工具的量程,可 (“增大”或“减小”)右端钩码的质量。
10. (2024·浙江台州·模拟预测)我国古代著作《墨经》中最早记述了杆秤的杠杆原理。
(1)如图甲所示,当秤盘上放置质量更大的被测物体称量时,秤砣应向______侧移动;如果秤砣生锈,称量结果将_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(2)小宁想自制一个杆秤,设计图为图乙。
器材:总长的轻质木条,轻质纸盘,细绳,,,的钩码各一个。
要求:①测量范围为;②分度值为;③在木条上做刻度、相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些。小宁通过计算得出,若纸盘上放的物体,当杆秤水平静止时,钩码质量m与图中的关系如下表所示。请你帮小宁选一个最合适的钩码作为秤砣。 ;
50
80
400
18.00
11.25
2.25
(3)为了提高自制杆秤的测量范围,下列改进措施可行的是_______。(可多选)
A.增加纸盘的质量 B.换用更长的木条作为秤杆 C.减小秤砣的质量
D.在原提纽左侧增加新提纽 E.换用更细的秤杆 F.增加相邻两刻度的距离
【答案】 右 偏小 选择质量为80g的钩码作为秤砣最合适,理由见解析 BD
【详解】(1)[1]杆秤相当于一个杠杆,由图知,提纽处为杠杆的支点,挂秤盘处到提纽处距离为,挂秤砣处到提纽处距离为,根据杠杆的平衡条件有
则,和一定,当秤盘上放置质量更大的被测物体称量时,为使杠杆平衡,应增大的值,即秤砣应向右侧移动。
[2]如果秤砣生锈,秤砣质量增大,根据杠杆的平衡条件知,测量同一物体的质量时,为使杠杆平衡,应减小的值,所以称量结果将偏小。
(2)[3]由图乙知,相邻两刻度之间的距离相等,即刻度均匀。若选50g的钩码作为秤砣时,由表中数据知,故不能满足300g的最大测量值;若选80g的钩码作为秤砣时,由表中数据知
能满足300g的最大测量值,且相邻两刻度之间的距离为
若选400g的钩码作为秤砣时,由表中数据知
能满足300g的最大测量值,且相邻两刻度之间的距离为
所以要满足制作杆秤的要求,应选择质量为80g的钩码作为秤砣最合适。
(3)[4]由图乙知,
秤砣的质量一定;
A.增加纸盘的质量时,由杠杆的平衡条件知,减小,不能增大杆秤最大测量值,不可行,故A不符合题意;
B.换用更长的木条作为秤杆,可增大力臂,由知,增大,能增大杆秤最大测量值,可行,故B符合题意;
C.减小秤砣的质量,由知,减小,不能增大杆秤最大测量值,不可行,故C不符合题意;
D.在原提纽左侧增加新提纽,减小,最大增大,由知,增大,能增大杆秤最大测量值,可行,故D符合题意;
E.换用更细的秤杆,由知,不变,不能增大杆秤最大测量值,不可行,故E不符合题意;
F.由知,增加相邻两刻度的距离,不变,只是增大了分度值,不可行,故F不符合题意。
故选BD。
11. (2025·浙江温州·三模)项目化小组经过讨论与实践,制作出可直接测量液体密度的“液体密度仪”。
项目一:利用杆秤制作液体密度秤
杆秤是质量称量工具(如图甲所示),用杆秤制作一个液体密度秤的步骤如下:
①用塑料桶代替秤钩,用细圆木条制作轻质秤杆(自身质量不计),如图乙所示。
②提起秤纽,移动秤砣,当秤杆平衡时,用笔将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度。
③桶中加水至标记线a处,提起秤纽移动秤砣,当秤杆在水平平衡时,将此时秤砣的悬挂点C标记为“1.0”刻度(单位:g/cm3)。
④在BC两点间____(选填“均匀”或“不均匀”)地标上刻度。
项目二:制作力电转换的液体密度仪
项目组设计了如图丙所示的装置。已知轻杆上OA、OB分别为50cm、5cm,A点悬挂的圆柱体质量为0.7kg,体积为3.5×10-4m3。电路中电源电压U为6V,电流表选用0~0.6A量程,定值电阻R0的阻值为10Ω,R是力敏电阻,其阻值与所受压力FB的关系如图丁所示。
回答下列问题:
(1)完成项目一步骤④的填空,在BC两点间________(选填“均匀”或“不均匀”)地标上刻度。
(2)下列措施中,能提高项目一中液体密度秤测量精确度的有( )
A.升高标记线a的位置 B.减小秤砣的质量 C.增加塑料桶的质量 D.缩短AO的距离
(3)项目二中应在电流表上数值为________安培的位置标记“0”刻度(单位:g/cm3)?
(4)计算项目二中当电流表示数为0.2A时的液体密度________。
【答案】(1)均匀
(2)AB
(3)0.4
(4)
【详解】(1)液体体积相同时,根据G=mg、m=ρV、杠杆平衡条件可得ρ液gV×OA=G砣×L
则
分析函数关系可知ρ液与L成正比,所以BC两点间可均匀地标刻度。
(2)提高项目一中液体密度秤测量精确度,即液体密度一定时对应的L变大,分析函数关系可知可适当增大液体的体积或减小秤砣的重(即减小秤砣的质量)。
故选AB。
(3)由图丙可知,定值电阻R0与力敏电阻R串联接入电路,电流表测量电路中的电流,A的重力GA=mAg=0.7kg×10N/kg=7N
且OA︰OB=50cm︰5cm=10︰1
当没有液体时,根据杠杆的平衡条件可得GA×OA=F×OB,所以力敏电阻受到的力
由图丁可知,当力敏电阻受到的力为70N时,力敏电阻的阻值为5Ω,此时电路中的总电阻R总=R+R0=5Ω+10Ω=15Ω
根据欧姆定律可得电路中的电流
即电流表上0.4A位置标记“0”刻度。
(4)当电流表示数为0.2A时,电路中的总电阻
力敏电阻的阻值R'=R总'-R0=30Ω-10Ω=20Ω
由图丁可知力敏电阻受到的力F'=28N,根据杠杆的平衡条件可知FA拉×OA=F'×OB
此时A端细线的拉力
A受到的浮力F浮=G-FA拉=7N-2.8N=4.2N
液体的密度
2. 电学实验探究
欧姆定律
12. (2026.金华一模)为了完成“探究电流与导体两端电压的关系”的实验,小科准备了以下器材:电压恒定的电源(6V)、定值电阻(100Ω)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)、滑动变阻器(50Ω 1A)等,并设计了如图甲的电路。
(1)请用笔画线代替导线完成图乙的电路连接(要求:闭合开关后,向右移动滑动变阻器的滑片时,电流表的示数变小)。
(2)小科正确连接好电路后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,电路故障可能为 (填字母)。
A.电流表处存在断路 B.滑动变阻器短路
C.定值电阻R断路 D.定值电阻R短路
(3)小科根据实验数据绘制的I-U图像,如图丙所示,分析图像初步得到结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 (填“正”或“反”)比。
(4)做完该实验后,小科又找来阻值分别为5Ω、15Ω、20Ω、25Ω的四个定值电阻,用来做“探究电流与电阻的关系”的实验,该实验需要控制定值电阻两端的电压不变。在不改变原电路连接的前提下,为了保证完成该实验,小科能选取的定值电阻两端的电压最大不超过 V。
13. (2025·浙江温州·三模)小阳用如图所示的实验电路探究电流与电阻的关系。选用的器材有:稳压学生电源(调至4.5V不变),电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、定值电阻R(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干。
电压U/V
2
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.4
0.2
0.13
(1)请在电路图的圆圈中画上相应的电表符号完成电路图_______;
(2)连接电路,闭合开关后,移动滑片,发现两电表均无示数。为判断原因,将电压表与滑动变阻器并联,闭合开关后电压表有示数,电流表无示数。若电路中只有一处故障,故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,小阳将阻值为5Ω的电阻接入电路,记录电流表示数为0.4A。若要将电阻更换为10欧重复实验,则图中滑动变阻器的滑片应向________(填“左”或“右”)移动,直至电压表示数为2V;
(4)进行第4次实验时,将接入电阻R的阻值换为20Ω,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到2V。为达实验目的,若重新选择器材进行实验,使以上四个定值电阻都能为实验所用,下列调整可行的是( )(填序号,可多选)。
A.换用最大阻值更大的滑动变阻器
B.增大电源电压
C.适当增大定值电阻R两端的电压
【答案】(1)
(2)滑动变阻器断路
(3)左
(4)AC
【详解】(1)在探究电流与电阻关系的电路中,电压表应与定值电阻并联,测量定值电阻两端的电压;电流表应与定值电阻串联,测量通过定值电阻的电流。如图所示:
(2)连接电路后,两电表均无示数,将电压表与滑动变阻器并联后,电压表有示数,电流表无示数。因为电压表有示数,说明电压表与电源之间是通路,而电流表无示数,可能是电路断路;电路中只有一处故障,所以故障原因可能是滑动变阻器断路。当滑动变阻器断路时,整个电路断开,电流表无示数,而电压表并联在滑动变阻器两端时,相当于测电源电压,所以有示数。
(3)排除故障后,小阳将阻值为5Ω的电阻接入电路,记录电流表示数为0.4A,则该定值电阻的两端电压为
在电流与电阻的关系的探究实验中,需控制定值电阻的两端电压不变;当定值电阻R由5Ω 更换为10Ω 时,电阻增大,其两端电压会增大。要使定值电阻两端电压保持2V不变,应减小定值电阻的两端电压,根据串联电路的电压规律可知,应增大变阻器的两端电压,根据串联分压原理,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,即滑片应向左移动,直至电压表示数为2V。
(4)接入电阻R的阻值换为20Ω时,根据串联电路特点和欧姆定律可得
即,解得,大于滑动变阻器的最大阻值,所以无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到2V。
A.根据以上分析可知,换用最大阻值更大的滑动变阻器,比如最大阻值为等,可使以上四个定值电阻都能为实验所用,故A符合题意;
B.若改变电源电压,同理则有,即,解得,可知,减小电源电压,可使以上四个定值电阻都能为实验所用,故B不符合题意;
C.适当增大定值电阻R两端的电压,根据串联分压原理,滑动变阻器分得的电压相对减小,在滑动变阻器现有最大阻值下,有可能使电路满足要求,故C符合题意。
故选AC。
14. (2025·浙江·三模)为了研究通过导体的电流与导体两端电压的关系,某同学设计了如图1甲所示的电路。电源电压恒为6 V,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器(图乙)。
I/A
0.2
0.4
0.6
1
U/V
1
2
3
5
请回答:
(1)在此实验中,滑动变阻器的作用是 ;
(2)闭合开关后,移动滑片P,发现两电表示数始终如图2所示,原因可能是 ;
(3)R1的阻值为_______Ω;
(4)改正错误后,该同学继续实验,将有关实验数据记录在表格中。分析表格可知,他所选择的滑动变阻器的规格是( )(填字母)。
A.10Ω 2A B.25 Ω 2A C.50Ω 0.5A
【答案】(1)改变定值电阻R1两端的电压和保护电路
(2)见解析
(3)5
(4)B
【详解】(1)探究电流与电压关系的实验中需要调节滑动变阻器改变定值电阻两端电压,因此在实验中变阻器的作用是改变定值电阻两端电压,而在实验前,将变阻器移至阻值最大处,可以保护电路,即在此实验中,滑动变阻器的作用是改变定值电阻R1两端的电压和保护电路。
(2)据图2可知,电路中有电流,说明电路是通路,移动滑片P,发现两电表示数始终如图2所示,即电流表和电压表的示数不变,则可能是滑动变阻器短路或将滑动变阻器的C、D两个接线柱接入了电路,无法改变变阻器接入电路中的阻值导致的。
(3)图2中,电压表选择的是大量程,分度值是0.5V,读数为6V;电流表选择的是大量程,分度值是0.1A,读数为1.2A,可得R1的阻值为
(4)据表格数据可知,当定值电阻两端电压为1V时,变阻器两端电压最大,根据串联分压原理可知,变阻器接入电路中的阻值最大,此时变阻器两端电压为
变阻器的阻值为
根据表格中的最大电流可知,故B符合题意。
未知电阻的测定
15.
(2026·浙江·一模)某兴趣小组用如图(一)所示电路测量若干规格不同的未知电阻的阻值,实验过程如下:
(1)请用笔画线代替导线完成图(二)的电路连接。(要求:闭合开关后,向右移动滑动变阻器的滑片时,电流表的示数变小。
(2)正确连接后,甲、乙两名同学选用不同规格的电阻分别完成了3次实验,记录实验数据如下表。其中,乙同学测得的某次电流表示数如图(三)所示,则示数为___________。
组别
实验学习
电压
电流I/A
电阻
未知电阻的阻值
甲同学
1
1.20
0.08
15.00
15.20
2
1.50
0.10
15.00
3
2.50
0.16
15.60
乙同学
4
2.40
7
_____?______
5
1.20
0.12
10.00
6
0.90
0.09
10.00
(3)老师通过分析两名同学记录的数据,认为乙同学的实验操作不够规范,老师这样判断的依据是
。
(4)本实验用到了“多次测量取平均值以减小误差”的科学方法,下列实验中没有用到这个方法的是___________(填序号,可多选)。
①用刻度尺测量教材的宽度
②研究电流与电压、电阻的关系
③测量小灯泡在不同电压下的电功率
【答案】(1)
(2)0.24
(3)乙同学操作时滑动变阻器的滑片未从最大阻值处开始移动
(4)②③
【详解】(1)闭合开关后向右移动滑片电流变小,说明滑动变阻器接入电阻变大,因此滑动变阻器左下接线柱接入电路,即将滑动变阻器左下接线柱与开关右接线柱连接。
(2)由图(三)可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针对应读数为0.24A。
(3)正确操作要求:连接电路、闭合开关前,需将滑动变阻器调到接入最大阻值处,初始电压、电流最小,再逐步调节滑片改变电压测量。乙同学的测量数据电压从大到小,初始电压接近电源电压,说明初始滑片未调到最大阻值处,操作不规范。
(4)①测量教材宽度,多次测量取平均值减小误差,用到该方法;
②研究电流与电压、电阻的关系,多次测量是为了探究普遍规律,不是为了取平均值减小误差,没有用到该方法;
③测量小灯泡不同电压下的电功率,多次测量是为了观察不同电压下灯泡功率的变化,电功率随电压改变,不需要取平均值,没有用到该方法。故选②③。
额定功率的测定
16. (2026.余杭一模)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡L1额定电压为2.5V,电源电压为4.5V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样
请回答:
(1)如图所示电路,有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)纠正错误后,继续进行实验,移动滑动变阻器滑片,将数据记入表格,如表所示:
①该实验的数据记录表格中不够规范的地方是 。
②小灯泡L1,的额定功率P1= W
③小科想比较另一个额定电压同为2.5V的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系,他先断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,再用小灯泡L2换小灯泡L1,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V。依据上述现象,可推断出P1 P2(选填">”、"="或"<")
(1) 改正:电流表串联,电压表并联在灯泡两端
(2) ① 物理量未标单位 ② 0.75W ③ <
17. (2026.温州一模)为了测定一个额定电压为4.5伏的小灯泡的额定功率,小明利用电压恒定的电源、小灯泡L、电压表、电阻箱R(如图1)、开关及导线等器材进行实验。具体步骤如下:①断开开关S1并连接电路如图2所示。
②闭合开关S1,将开关S2与接线柱“1”接触,调节电阻箱直至电压表的示数达到4.5伏,并记录此时电阻箱接入电路的有效阻值为25欧。
③再将开关S2与接线柱“2”接触,观察电压表的示数如图3所示,根据实验测得的相关数据计算小灯泡L的额定功率。
(1) 闭合开关S1之前,应将电阻箱的阻值调节到 值。(填“最大”或“最小”)
(2) 步骤3中电压表的示数如图3所示,则电源电压为 伏。
(3) 步骤②和步骤③中通过小灯泡的电流分别为IL、IL′,则IL、IL′的大小关系为: 。
(4) 通过本实验可知,该小灯泡的额定功率为 瓦。
18. (2025·浙江舟山·一模)小科在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______(填“A”或“B”)端。
(2)小科连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙,若要测量小灯泡的额定功率,接下来的操作是 。
(3)记录实验数据并在图像中描点,得到通过小灯泡的电流与它两端的电压关系图像如图丙。图中阴影部分面积表示小灯泡两端电压为1V时,小灯泡的实际功率。结合图像回答:小灯泡的额定功率为______W;实验过程中电源电压恒为3V,当小灯泡正常发光时,阴影部分面积表示的含义是 。
【答案】(1)B
(2)向左移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数为额定电压2.5V
(3) 0.75 滑动变阻器的功率
【详解】(1)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处,即B端。
(2)由图甲可知电压表选择小量程,分度值为0.1V,由图乙可知,电压表的示数为1.2V,于灯的额定电压2.5V,需要应增大灯两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压2.5V。
(3)[1]由图丙可知,小灯泡额定电压2.5V时,通过小灯泡的电流是0.3A,小灯泡的额定功率为
[2]由图丙可知,当小灯泡的电压是2.5V时,阴影部分面积的横坐标电压是0.5V,电源电压恒为3V,由串联电路电压的规律可知,阴影部分面积的横坐标表示变阻器两端的电压,与电流的乘积是变阻器的电功率,阴影部分面积表示滑动变阻器的电功率。
19.
(2025·浙江舟山·一模)小敏在“测小灯泡电功率”的实验中,用到的实验器材有:电源电压(3伏)、电流表、电压表、“2.5伏”字样的小灯泡、滑动变阻器(10欧姆1安)、开关、导线若干。
序号
1
2
3
4
电压U/V
1.2
2.00
2.50
2.80
电流I/A
0.20
0.25
0.35
(1)如图甲是连接的实验电路,在闭合开关前应先将滑动变阻器滑片P移至______(选填“A”或“B”)端。
(2)如图乙是测量第3组数据时电路中电流表示数,则小灯泡的额定功率为______瓦。
(3)分析表格中的数据,其中第______组(填写表格中序号的数字)数据有明显错误。
(4)在实验过程中,小灯泡突然熄灭,经分析电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时,在不拆开电路的情况下。把一根导线接在电流表两端接线柱,小灯泡又亮了。可推断电路故障是 。
【答案】(1)A
(2)0.75
(3)4
(4)电流表被烧坏
【详解】(1)在闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器应处于最大阻值处。观察图甲,滑动变阻器滑片P移至A端时,接入电路的电阻最大,所以应将滑片P移至A端。
(2)由图乙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.3A。根据公式,小灯泡的额定电压,额定电流,则小灯泡的额定功率
(3)根据欧姆定律,计算第1组数据的电阻
第2组数据的电阻
第3组数据的电阻
第4组数据的电阻
由于灯的电阻随温度升高而变大,随着小灯泡电压的升高,电功率也升高,小灯泡的电阻也应变大,而第4组数据的电阻比第三组的小,所以第4组数据有明显错误。
(4)在实验过程中,小灯泡突然熄灭,故障为小灯泡或电流表被烧坏。当把一根导线接在电流表两端接线柱,小灯泡又亮了,这表明电流表被烧坏(断路),因为导线将断路的电流表短接后电路恢复通路,小灯泡能发光。
电与磁
20. (2025·浙江宁波·模拟预测)某同学利用如图装置研究电磁铁的磁性强弱与铁芯粗细是否有关。实验操作如下:
①将电磁铁甲、乙串联,并组装一个如图所示的电路。
②闭合开关,用电磁铁的一端去吸大头针,记录大头针的数量。
③增减电池的个数,重复以上步骤。
④分析比较实验数据,整理实验器材。
根据实验操作,回答下列问题。
(1)电磁铁甲、乙串联可以保持 相同。
(2)实验中,选择的电磁铁乙应满足哪些要求?
(3)要达成步骤③的实验目的,也可以通过在电路中串联一个_________(填用电器名称)来实现。
(4)该同学组装的如图电路,电磁铁的导线较短,开关闭合后,电池有发热现象,导致电流强度越来越弱,会不会使实验结果不准确?请判断并说明理由。
【答案】(1)通过甲乙的电流
(2)见解析
(3)滑动变阻器
(4)见解析
【详解】(1)由图可知,甲、乙两电磁铁串联,把甲、乙两个电磁铁串联,目的是使通过它们的电流相等。
(2)电磁铁乙和电磁铁甲的线圈匝数相同,电磁铁乙中铁芯的粗细和电磁铁甲不同。
(3)步骤③中增减电池的个数改变电路中的电流,也可以在电路中串联一个滑动变阻器,移动变阻器的滑片改变电路中的电阻的大小,从而改变电路中电流的大小。
(4)电磁铁的导线较短,开关闭合后,电池有发热现象,导致电流强度越来越弱,同一实验中,电流不稳定,导致电磁铁的磁性强弱不同,吸引大头针的个数会不同,影响数据的可靠性,使实验结果不准确。
21. (2023·浙江·一模)法拉第是如何发现电磁感应现象的呢?他知道,一个磁体放在没有磁化的铁块附近可以使铁块产生磁性,从而两者相互吸引。既然磁可以引起磁,那么电流是否引起电流呢?1831年,他将一根长铜线(外包绝缘物质)绕成圆环A,其两端与电源相连;将另外一根铜线缠在圆环A上,其两端与电流表相连。这样就可以得到两组闭合回路,一组制造电流,一组观察电流。他观察到以下现象:
实验序号
操作
圆环A
电流表
1
刚接通电源时
电流产生时
指针偏转
2
接通电源后
电流稳定时
指针不偏转
3
刚断开电源时
电流停止时
指针反向偏转
(1)分析实验现象,可以得出的初步结论是: ;
(2)根据奥斯特的实验,他想到圆环A中的电流能否用磁替代呢?接下来,他又进行了实验改进(如下图),将 (填写操作过程),发现电流表的指针也发生了偏转;
(3)根据上述实验,导体在下列哪些情景中可能产生感应电流___________。
A.在磁场中运动 B.在运动的磁场周围 C.在运动的通电导体周围
【答案】 见解析 见解析 ABC
【详解】(1)[1]由实验现象可知,闭合回路中出现变化电流时,回路中会产生电流,产生的电流方向与周围电流的增大和减小有关。
(2)[2]根据奥斯特的实验,他想到圆环A中的电流能否用磁替代呢?将条形磁铁插入螺线管或拔出螺线管,发现电流表的指针也发生了偏转。
(3)[3]A.导体在磁场中运动,导体相对于磁场发生相对运动,回路可能产生感应电流,故A符合题意;
B.导体在运动的磁场周围,导体相对于磁场发生相对运动,回路可能产生感应电流,故B符合题意;
C.通电导体周围存在磁场,导体在运动的通电导体周围相当于在运动的磁场周围,回路中可能产生感应电流,故C符合题意。
故选ABC。
3. 热学实验探究
22. (2026.台州一模)为研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关,某同学设计了如图1实验:在甲、乙两个试管内装入相同质量和温度的热变色溶液,其变色原理如图2所示;再将两个阻值分别为5欧和10欧的电阻串联后分别放入两个试管,电阻的表面涂有绝缘层。
(1)将图1中的电路连接完成。
(2)根据图2,结构1中肯定含有的元素是 。
(3)若电流通过导体产生的热量与电阻大小有关,则观察到的实验现象应为 。
(4)某同学对电热的影响因素开展定量研究,在甲、乙两个试管内分别插入温度计,并在试管外面包上隔热材料。保持滑片位置不变,每隔20秒记录溶液的温度,数据如图3所示。由此可得出的结论为 。
23. (2025·浙江宁波·二模)如图甲所示,大雪后路面结冰,环卫工人会在公路上撒盐,加快路面冰的熔化,确保行人和车辆的出行安全。为了探究其科学原理,某同学做了一组关于冰熔化的实验,实验装置如图乙所示。
(1)实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,则示数是_________℃。
(2)该同学取适量碎冰进行加热,记录数据并绘制得到图丁所示的A 曲线。由此可知,冰在熔化过程中内能_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)完成上述实验后,他另取两份用不同浓度的盐水制成的碎“盐冰”,用相同的热源再次加热,记录数据并绘制得到图丁所示的B、C曲线。由此可知,加入盐后,冰的熔点将会_________(填“升高”“降低”或“不变”)。
【答案】(1)-3
(2)增大
(3)降低
【详解】(1)图丙中温度计的分度值为1℃,液柱在0刻度线下方3小格处,则温度计的示数为-3℃。
(2)由图象可知,冰有固定的熔化温度,故冰为晶体;熔化过程中持续吸收热量,温度保持不变,内能增大。
(3)分析图丁可知,B盐水制成的碎冰的熔点为-2℃,C盐水制成的碎冰的熔点为-4℃,所以加入盐后冰的熔点将会降低。
24. (2024·浙江·二模)为了探究“不同物质的吸热能力”,在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B,并且用相同的装置加热,如图甲所示。
(1)实验中,可以通过比较__________(选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少;
(2)加热到4min时,液体B的温度如图乙所示,此时温度计示数是__________℃。
(3)冬天,如果你想自制暖手袋,应选液体__________(选填“A”或“B”)作为供暖物质,其效果更佳;
【答案】 加热时间 42 A
【详解】(1)[1]实验中选用相同的加热装置,相同的时间内放出的热量相同,液体吸收的热量相同,故可以通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少。
(2)[2]由图可知,温度计分度值为1℃,读数为42℃。
(3)[3]由丙图可知吸收相同的热量,A的温度变化慢,说明A的比热容大;冬天要选比热容大的液体A作为供暖物质,其效果更佳,所以选择A。
25. (2025·浙江台州·一模)某同学用如图所示装置探究电流通过导体产生的热量与导体电阻、电流大小的关系。甲、乙两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油,瓶内电阻的阻值分别为5欧和10欧,A、B是相同的玻璃管,管内初始液面位置相同。
实验一:闭合开关,通电1分钟记录液面上升的高度,分别记作和.
实验二:断开开关,当两根玻璃管中的液面降回到原来的高度后,减小滑动变阻器连入电路的阻值。再闭合开关,通电1分钟记录液面上升的高度,分别记作和.
(1)除电流表和秒表外,本实验中还需要用到的测量工具为______。
(2)实验中,将电阻丝串联连接的目的是为了保证实验时______相同。
(3)多次重复实验均发现,则可以得出的结论为______。
(4)该同学将玻璃管换成温度计,重新实验,测得数据如表所示,得出“在通电时间不变时,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比”的结论,则表中的值为______。
实验序号
电流表读数
4分钟后甲瓶升高的温度/℃
4分钟后乙瓶升高的温度/℃
1
1
5.0
10.0
2
1.5
3
2
20.0
40.0
……
……
……
……
【答案】(1)刻度尺
(2)电流大小和时间(没写时间不扣分)
(3)在通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大、导体电阻越大,则电流通过导体产生的热量越多
(4)22.5
【详解】(1)实验要记录液面上升的高度,除电流表和秒表外,本实验中还需要用到的测量工具为刻度尺。
(2)探究电流通过导体产生的热量与导体电阻、电流大小的关系,实验运用控制变量法。串联电路,电流处处相等,由焦耳定律可知,实验中,将电阻丝串联连接的目的是为了保证实验时电流大小和时间相同。
(3)多次重复实验均发现,由可知,减小滑动变阻器连入电路的阻值,电路中电流变大,液面上升的高度,产生热量变多。由可知,电阻越大,液面上升的高度,产生热量变多。综上所述,可以得出的结论为在通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大、导体电阻越大,则电流通过导体产生的热量越多。
(4)由“在通电时间不变时,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比”的结论可得,产生的热量为,由得,已知R,t,c,m均不变,当电流表读数为1时,4分钟后乙瓶升高的温度为10℃,故电流表读数为1.5时,4分钟后乙瓶升高的温度为22.5℃。
4. 光学实验探究
透镜
26. (2026.湖州一模)小湖用放大镜观察报纸上的字是正立、放大的,观察远处的居民楼是倒立、缩小的,他好奇,物体经过凸透镜所成像的正倒、大小跟物体与凸透镜的距离有什么关系,设计了实验进行探究。
步骤一:选择一块凸透镜,测出其焦距为10.50厘米。
步骤二:把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,调节它们的高低使三者的中心大致处于同一高度。
步骤三:点燃蜡烛,把蜡烛放在距离凸透镜30.00厘米的位置上,调整光屏到凸透镜的距离,使蜡烛在屏上成一个清晰的像,观察像的正倒、大小特点,测量光屏到凸透镜的距离,记录在表格中。
步骤四:将蜡烛逐次移近凸透镜,重复实验,将数据记录在表格中。
(1)该实验的自变量是 。
(2)步骤一测量凸透镜焦距的方法是 。
(3)第3次实验小湖没有记录像距的原因是 。
(4)分析实验数据,小湖得出结论“当物距大于两倍焦距时,物体经凸透镜成倒立缩(4)小实像;当物距在一倍两倍焦距之间时......”。同学们质疑,物体经凸透镜成倒立缩小实像时,物距为什么是大于两倍焦距,而不是大于2.2倍焦距、2.5倍焦距。为了回应同学们的质疑,你认为需要进行进一步的实验是 。
27. (2024·浙江宁波·二模)小科在项目化“制作凸透镜”的实践中,更加深刻地理解了凸透镜的相关知识。
(1)制作凸透镜:用剪刀在塑料矿泉水瓶的凸起部位剪取一样大小的两块塑料片,凸起部位朝外,中间装满水,用热熔胶封闭连接处。然后测焦距,方法为___________;
(2)评估检测:“制作凸透镜”的评价量规表如下所示,其中“?”可填: ;
评价指标
作品等级
优秀
合格
待改进
结构完整与美观效果
不漏水,有手柄且美观
不漏水,无手柄,美观
?
(3)小文测出此凸透镜的焦距为,在研究凸透镜成像的规律时,有一组实验是将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在如图甲所示的位置,此时成像特点: ___________;
(4)将蜡烛换成“F”形的LED。灯x光屏贴上方格纸,如图乙所示,请写出改进后的一个优点:___________。
【答案】(1)见解析
(2)漏水、无手柄、不美观
(3)倒立缩小的实像
(4)判断物像的方向
【详解】(1)一般测量凸透镜焦距的方法是:将凸透镜正对太阳光,用白纸在另一侧接收光线。调整透镜与纸的距离,使纸上的光斑最小、最亮。用刻度尺测量光斑到凸透镜中心的距离,即为焦距。
(2)作品等级分三个等级,最差的等级应该是三个指标都未完成,即漏水、无手柄、不美观。
(3)由图知物距在二倍焦距之外,类似于照相机,因此为倒立缩小的实像。
(4)用“F”形的LED灯可以非常清楚地判断物像的方向。
28. (2024•义乌市校级三模)在学习“凸透镜成像的规律”后,某校科学兴趣小组的同学针对“手机视频app投屏需要收费”开展“自制手机投影仪”的项目化学习活动。
【投影原理】凸透镜成像规律
【实验材料】凸透镜、内部涂黑的硬纸盒(规格:28cm×20cm×12cm)、纸板、胶水、剪刀等。
【透镜选择】
(1)实验需要选择焦距合适的凸透镜,如图所示是利用太阳光测量凸透镜焦距的方法,其中最合理的是 。
根据合理的方法,小组同学测出了实验材料所提供的凸透镜的焦距为30cm。
【产品制作】将凸透镜固定在硬纸盒的一侧,并在纸盒中卡入纸板便于放置手机,纸板可在纸盒内前后移动。产品实物图及原理图如图所示。
【产品调试】
(2)调试①:为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果,手机应该选择 (填“甲”或“乙”)的放置方式。
(3)调试②:小东同学建议选择光滑的白板作为屏幕,而小阳同学建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议?并说明理由 。
【产品评价】以下表格为该小组同学制定的部分评价量表。
“自制手机投影仪设计”评价量表
评价指标
优秀
合将
待改进
指标一
设计合理,结构完整
结构较完整
结构不完整,有缺失
指标二
能模拟投影仪成像,成像清晰
能模拟投影仪成像,但成像效果一般
无法模拟投影仪成像
(4)兴趣小组的同学根据评价量表对某同学自制的投影仪进行评价,“指标一”评为优秀,“指标二”评为待改进。请结合凸透镜成像规律的相关知识,你认为该同学自制的投影仪还需要进行的改进是: 。
【解答】解:(1)利用太阳光测量凸透镜焦距,应让凸透镜正对太阳光,白纸应与凸透镜平行,来回移动透镜,找到最小最亮的光斑,光斑到透镜中心的距离即为焦距,应选择B;
(2)凸透镜成实像时,像与物上下颠倒;为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果,手机应该应该倒着放,故应选择乙的放置方式;
(3)若用光滑的白板作为屏幕,反射光线将射向同一方向,其它方向的人无法清晰观影,而选择白墙作为屏幕,白墙表面粗糙,发生的是漫反射,各个方向的人都能清晰观影,故成小阳的观点;
(4)由于无法模拟投影仪成像,说明u≤f,造成此现象的原因可能是纸盒的长度太短或提供的凸透镜焦距太大,故还需要进行的改进是:增大纸盒的长度或换用焦距较短的凸透镜。
光的反射
29. (2024·浙江·一模)在探究“平面镜成像规律”的实验中,实验装置如图甲所示。A、B是两支相同的蜡烛,C是薄玻璃板。
(1)做这个实验时,教室里的光线应该________(选填“明亮”或“较暗”)更好;
(2)若实验中把薄玻璃板向右平移一段距离A蜡烛的像________(选填“会”或“不会”)向右平移;若实验中B蜡烛在白纸上移动,始终不能与A蜡烛的像重合,则可能的原因是 ;
(3)如图乙,在平面镜前有一个点光源S,它发出的某一条光线经平面镜反射后恰好通过P点,根据平面镜成像规律在答题纸上画出此过程的光路图。_____。
【答案】 较暗 不会 玻璃板没有竖直放置
【详解】(1)[1]因蜡烛是点燃的,所以适合在较黑暗的环境下才可看清蜡烛的像,能保证实验效果。
(2)[2][3]在实验过程中,把玻璃板向右移动了一段距离,根据平面镜成像特点中的像距等于物距可知,A蜡烛和平面镜之间的距离不变,根据物像到平面镜的距离相等,A的像和平面镜之间的距离也不变,所以镜中的A蜡烛的像不移动;玻璃板竖直放在水平桌面上,像在水平桌面上,若玻璃板没有竖直放置时,像会偏上或偏下,所以如果无论怎样移动蜡烛都无法与像重合,则原因可能是玻璃板没有竖直放置。
(3)[4]作出发光点S关于平面镜的对称点,即为像点S′,连接S′P交平面镜于点O,则O入射点,沿OP画出反射光线,连接SO画出入射光线,如下图
30. (2024·浙江衢州·一模)“探究光的反射规律”装置如图所示,白纸板放在水平桌面上,再将一块平面镜竖直放在纸板上,在纸板上安装一支可自由移动的激光笔,使其发出的光紧贴纸板入射。
(1)小科按如图所示方式开始实验,纸板上显示出了两条光束,他把这两条光束的传播路径用铅笔画在纸板上以便研究;小科多次改变入射角,继续画出光的传播径迹,最后纸板上留下了很多条径迹;
①当激光笔如图示位置照射时,入射角大小为______;
②小科多次改变入射角进行实验的目的是 ;
(2)小科认为不用量角器测量入射角和反射角的度数,也能得出“反射角等于入射角”这一结论,他的具体操作是 。
【答案】(1) 50° 避免偶然性,使实验结论更普遍
(2)把白纸沿ON虚线对折,观察所画的反射光线对应入射光线是否重合
【详解】(1)[1]由于入射角为入射光线与法线的夹角,图中入射光线与界面的夹角为40°,所以入射角大小为
90°-40°=50°
[2]由于探究光的反射规律实验中,为了获得普遍规律,避免实验的偶然性,所以应多次改变入射角进行实验。
(2)不用量角器测量入射角和反射角的度数,要比较反射角和入射角的大小,得出“反射角等于入射角”这一结论,可以通过折叠的方法,所以把白纸沿ON虚线对折,观察所画的反射光线对应入射光线是否重合。
31. (2025·嘉兴模拟)甲图是“探究平面镜成像特点”和乙图是用蜡烛和烧瓶来“探究凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)实验甲中,使用玻璃板代替平面镜的好处是 ,在确定蜡烛B和蜡烛A的像是否完全重合时,人眼的观察位置应该是 (填字母)。
A.从玻璃板后观察蜡烛
B.在玻璃板前蜡烛A这一侧
C.A与B都需要
(2)实验乙调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置,在墙壁上得到清晰的 实像(填像的性质)。
(3)实验中,不改变蜡烛的位置,把甲中M玻璃板和乙中烧瓶分别都竖直向上移,则甲和乙所成的像的位置如何变化?答: 。
【答案】(1)便于确定像的位置;B(2)放大(3)甲成像位置不变,乙成像位置向上移
【解析】(1)平面镜不能透光,只能反射光,不能确定出像的位置,玻璃板不但反射光成像,还能透过关系,既能看到蜡烛A的像,也能看到蜡烛B,便于确定像的位置。
因为平面镜所成的像是虚像,在玻璃板前蜡烛A这一侧不同的位置观察才能看到蜡烛的像,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(2)由图乙图知道,u<v,根据凸透镜成实像的规律知道,此时光屏上成倒立、放大、实像。
(3)像与物关于镜面对称,若实验中竖直向上移动玻璃板,则像的位置不改变;根据过光心的位置光的传播方向不变知道,凸透镜竖直向上移光屏上的像会上移。
(1)[1]平面镜不能透光,只能反射光,不能确定出像的位置,玻璃板不但反射光成像,还能透过关系,既能看到蜡烛A的像,也能看到蜡烛B,便于确定像的位置。
[2]因为平面镜所成的像是虚像,在玻璃板前蜡烛A这一侧不同的位置观察才能看到蜡烛的像,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(2)由图乙图知道,u<v,根据凸透镜成实像的规律知道,此时光屏上成倒立、放大、实像。
(3)像与物关于镜面对称,若实验中竖直向上移动玻璃板,则像的位置不改变;根据过光心的位置光的传播方向不变知道,凸透镜竖直向上移光屏上的像会上移。
5. 能量转化实验探究
32. (2025·浙江丽水·一模)小科在参观科技馆时看到一种有趣的科学玩具——牛顿摆,如图甲所示,它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成,每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上,并紧挨着排列在同一水平线上。拉起最左侧的钢球,释放后,它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球,仅把最右侧的钢球撞出,其他球几乎静止不动。为什么碰撞后仅有一个球摆动,而其余球仍然保持静止?小科进行了如下探究:
【提出问题】被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关?
【建立假设】被撞而摆动的钢球数量与撞击球撞击时的速度大小有关。
【实验验证】将牛顿摆等效为单摆模型,如图乙所示是一个钢球撞击其它钢球的情形,五个钢球自左向右标为A~E球。若不考虑能量损失,请回答下列问题:
(1)将A球作为撞击球拉至一定的高度(保持细线绷直),静止释放后,A球向右摆动过程中,将________能转化为动能。
(2)为了改变撞击球撞击时的速度,进行的操作是: 。释放后,当钢球发生碰撞时,仅有E球被撞出。
(3)重复上述步骤,当钢球发生碰撞时,都仅有E球被撞出。由此可判断:被撞而摆动的钢球数量与撞击球撞击时的速度________填“有关”或“无关”)。
(4)针对小科提出的问题,利用此实验装置还可验证的假设是 。
【答案】(1)重力势
(2)将A球拉至不同的高度由静止释放
(3)无关
(4)被撞而摆动的钢球数量可能与撞击球的数量有关
【详解】(1)释放后,A球向右摆动过程中,高度减小,速度变大,其重力势能转化为动能。
(2)探究被撞而摆动的钢球数量与撞击球撞击时的速度大小有关时,需要改变撞击球的速度的大小,即将A球拉至不同的高度由静止释放。
(3)改变钢球的速度后,当钢球发生碰撞时,仅有E球被撞出,这表明被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度无关。
(4)针对小科提出的问题,利用此实验装置还可验证的假设是被撞而摆动的钢球数量可能与撞击球的数量有关,可以采取将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放,观察被撞而摆动的钢球数量,从而验证假设是否正确。
33. (2024·滨江模拟)小滨同学在一次安全知识进校园的活动中了解到,骑车时速度太快、载重太多时,易发生事故。为什么速度太快、载重太多易引发安全事故呢?小滨查阅资料得知:物体速度大、质量大时,动能大。速度和质量哪个因素对动能影响更大呢?小滨请教老师获得了测量速度的方法后,找来了质量不同的小车、两块长木板、小木块、秒表和刻度尺,设计了如图甲所示的实验,请你和他一起探究。
(1)本实验的研究对象是 (选填“小车”或“木块”)
(2)通过实验探究,小滨记录的实验数据如下表所示:
实验次数
小车质量/g
小车到达木板底端速度/(m/s)
小木块滑行距离/cm
1
100
0.25
15
2
200
0.25
28
3
100
0.5
57
此实验通过 来判断物体动能的大小。
分析数据可知:物体动能的大小与物体质量和速度有关,且 对动能的影响更大。
(3)小江又设计了如图乙所示的方案:用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度,放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的小木块,此时速度也不同,从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度,放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的小木块,小滨认为这样做不能验证动能与质量的关系,你同意小滨的看法吗?请分析说明。 。
【答案】(1)小车
(2)被撞小木块滑行的距离;速度
(3)同意,理由:因为用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度,两次实验弹簧具有的弹性势能不同;若用质量不同的铁球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,故弹簧势能相同,转化出的动能相同。
【解析】(1)该实验研究的主体是小车,研究的是小车动能的大小与速度和质量的关系;
(2)①该实验中小车动能的大小是通过被撞小木块滑行的距离远近体现的,被撞的越远,说明小车的动能越大这里采用了转换法的思想;
②根据实验①②可知,当质量增大到原来的2倍时,木块滑行的距离也增大到原来的2倍。根据实验①③可知,当速度增大到原来的2倍时,木块移动的距离增大到原来的4倍,那么可以看出速度对动能的影响更大;
(3)用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度,两次实验弹簧具有的弹性势能不同;若用质量不同的铁球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,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因此木块最终移动的距离相同,这样是不能完成实验的。
34. (2025·浙江绍兴·模拟预测)小科在探究“影响物体的动能大小的因素”时,设计了如图甲的实验,用一条无弹性的细绳和实心铁球制成单摆,将滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方。单摆自由下垂时,实心铁球刚好接触滑块左侧的中心位置。然后进行以下三步实验操作:
①将实心铁球移至a点处静止释放,撞击滑块后,记录滑块在滑槽上移动的距离为s1。
② ,将实心铁球移至b点处静止释放,撞击滑块后,记录滑块在滑槽上移动的距离为s2。
③换一等体积的实心铝球(ρ铁>ρ铝),将实心铝球移至a点处静止释放,撞击放回原处的滑块后,记录滑块在滑槽上移动的距离为s3。
(1)补全②中操作。 。
(2)对比①和③,可探究物体动能的大小与 ___________ 的关系。
(3)若测得s1>s2,由此可得到的结论是 。
(4)实验后,小科进一步思考,若AB、AC、AD均为光滑斜面,其中AD为曲面,如图乙。让同一铁球从A点分别沿三个斜面静止滑下,撞击放在B、C、D位置的相同物块(不计碰撞时的能量损耗),判断物块被撞击后在相同粗糙水平面上移动的距离sB、sC、sD的大小关系 ______。
【答案】(1)将滑块摆到原处
(2)质量
(3)质量一定时,物体的速度越大,动能越大
(4)
【详解】(1)由①②可知:采用了同一物体,质量是不变的,从不同高度静止释放,速度是不同的,是想探究动能大小与速度的关系,根据转换法,两次实验时,滑块的位置相同,所以补全②中操作应是将滑块摆到原处。
(2)由①③可知,体积相同的实心铁球和铝球,铁球的质量大,从斜面上的相同高度滑下,到达底部的速度相同,因此可探究物体动能的大小与质量的关系。
(3)根据①②可知,铁球的质量不变,从不同高度静止释放,到达底部的速度不同,速度大,滑块在滑槽上移动的距离远,即,因此可得到的结论是质量一定时,物体的速度越大,动能越大。
(4)铁球在斜面上的高度相同时,铁球所具有的重力势能相同,故到达底部时,铁球的动能大小相同,所以物块被撞击后移动的距离相同,即
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