抢分专练05 实验探究题(光、热、力、电磁、创新实验)(全国通用)2026年中考物理终极冲刺讲练测
2026-04-30
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摘要:
**基本信息**
聚焦光热电力及创新实验,以问题链驱动科学探究,构建"原理-操作-应用"三阶训练体系,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|光学|5题|基础操作(反射/折射)、器材改进(HUD系统)|从光的传播规律到生活应用,渗透模型建构|
|热学|5题|图像分析(熔化/沸腾曲线)、转换法(比热容比较)|基于温度变化研究内能转化,培养数据处理能力|
|力学|7题|多方法测量(密度/浮力)、误差分析(滑轮组效率)|围绕力与运动关系,整合实验设计与推理|
|电磁学|10题|电路故障判断、控制变量法(电流电阻关系)|从电路连接到规律探究,强化科学论证|
|创新实验|9题|跨学科实践(冻土导电/杆秤制作)|结合真实情境,发展质疑创新与社会责任|
内容正文:
抢分专练05 实验探究题(全国通用)
(光、热、力、电磁、创新实验)
抢分专练
题型一 光学
1.李同学利用图甲所示的实验装置,探究光的反射定律。装置中,平面镜放置在水平桌面上,垂直放置在平面镜上的纸板可以沿ON向前、向后折转。
(1)实验中,为了更好地从纸板前的不同方向观察到光的径迹,应选用较______(选填“粗糙”或“光滑”)的纸板。
(2)使一束光贴着纸板沿AO方向入射,观察到反射光沿OB方向射出。若将入射光AO向ON靠近,则反射光______(选填“靠近”或“远离”)ON。
(3)李同学将一束光沿BO方向射到O点,观察到光沿OA方向射出。这是因为在反射现象中,光路______。
(4)若将纸板F沿ON向后折转,如图乙所示,发现折转后的纸板F上看不到反射光。此现象说明反射光线、入射光线和法线______。
【答案】(1)粗糙
(2)靠近
(3)可逆
(4)在同一平面内
【详解】(1)粗糙的纸板会让光发生漫反射,光可以向各个方向反射,因此能从纸板前不同方向都观察到光的径迹。
(2)根据光的反射定律,反射角等于入射角。当入射光向法线靠近时,入射角减小,反射角也随之减小,因此反射光也会靠近。
(3)光沿原来的反射路径逆着入射,最终沿原来的入射路径射出,这一现象说明:在反射现象中,光路可逆。
(4)将纸板沿向后折转后,和承载入射光的纸板不在同一平面,此时纸板上看不到反射光,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
2.某小组利用如图所示的装置探究凸透镜成像规律。
(1)将各元件调整到如图甲位置时,小组成员在光屏上能观察到清晰的像,这个像是___________(填“放大”“等大”或“缩小”)的,并可确定凸透镜的焦距为___________cm;
(2)保持图甲所示的凸透镜位置不变,若将发光物体向凸透镜方向移动,为在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向___________(填“左”或“右”)移动,像的大小将___________(填“变大”“不变”或“变小”);
(3)常用体温计的刻度部分为三棱体,横截面积如图乙所示。我们在测量体温时,如分别沿A、B、C、D方向观察读数。其中沿___________方向观察易于读数,这是因为体温计在设计时应用了___________(填“显微镜”“望远镜”或“放大镜”)的原理。
【答案】(1) 等大 10.0
(2) 右 变大
(3) B 放大镜
【详解】(1)根据图甲可得,物距
像距
此时物距等于像距,根据凸透镜成像规律,当时,成倒立、等大的实像。因此,焦距
(2)物体向凸透镜移动5cm,新的物距
此时,根据凸透镜成像规律,物距减小,像距增大,像变大。因此,为在光屏上再次得到清晰的像,光屏应向右移动,像的大小将变大。
(3)常用体温计的刻度部分为三棱体,当沿B方向观察时,刻度部分圆弧面相当于一个凸透镜,刻度线位于该“透镜”的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像,便于读数。此设计应用了放大镜的成像原理。
3.某实验小组探究凸透镜成像的实验装置如图,当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上出现一个清晰的烛焰的像。
(1)则该像的特点是___________;
(2)这个凸透镜的焦距可能是___________(填选项字母):
A.5cm B.10cm C.20cm D.30cm
(3)若图中将凸透镜向右移动10cm,发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像,保持蜡烛位置不变,可以将光屏向___________(左/右)移动,且移动的距离___________(>/</<=)10cm;
(4)若图中在凸透镜前紧贴放置一个远视眼镜的镜片,镜片的口径和凸透镜基本相同,则只需将光屏向___________(左/右)移动,光屏上就能得到烛焰清晰的像,但像比原来___________(大/小)。
【答案】(1)倒立、缩小的实像
(2)B
(3) 右 <
(4) 左 小
【详解】(1)由图可知:蜡烛在刻度处,凸透镜在刻度处,光屏在刻度处,因此物距
像距
根据凸透镜成像规律,当时,成倒立、缩小的实像。
(2)由成像规律得,即,则,即,故选B。
(3)凸透镜右移后,位于刻度处,物距变为
物距增大,根据,计算得新像距,光屏需要移动到
原光屏在,因此光屏向右移动,移动距离约。
(4)远视眼镜的镜片是凸透镜,对光线有会聚作用,会使像提前会聚,因此需要将光屏向左移动才能承接清晰的像;物距不变时,像距变小,像的大小比原来更小。
4.如图甲是汽车抬头显示系统。显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,司机平视可以看到数据竖直的像,如图乙。
(1)请在乙图中画出眼睛看到a点像的光路图;
(2)小明利用如图丙所示的装置探究显示系统的成像原理。他在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿______(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B在玻璃板后面移动,从玻璃板A侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合;
(3)当小明靠近玻璃板观察时,像的大小将_______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)保持玻璃板与白纸接触,将玻璃板向A侧倾斜______度可以模拟汽车抬头显示系统;
(5)若显示器通过玻璃板所成的像过低,不便于观察,这时需要将显示器沿水平方向________(选填“远离”或“靠近”)挡风玻璃。
【答案】(1)
(2)未点燃
(3)不变
(4)45
(5)远离
【详解】(1)连接与眼睛交于挡风玻璃于一点,即为入射点,连接a与入射点为入射光线,连接入射点与眼睛为反射光线。据此作图。
(2)实验中,蜡烛B不需要点燃,这样可以避免玻璃板后方光线过强,干扰对蜡烛A像的观察,便于通过蜡烛B与A的像重合来确定像的位置和大小。
(3)平面镜成像的特点是像与物体大小相等,因此小明靠近玻璃板时,蜡烛A的像大小不变。
(4)汽车抬头显示系统要求,显示器水平放置,通过挡风玻璃(相当于平面镜)成竖直的像。根据平面镜成像特点,像与物关于镜面对称,当镜面与水平面成45°角时,水平物体的像会呈竖直状态,因此玻璃板应向A侧倾斜45度。
(5)平面镜成像中,物体到镜面的距离与像到镜面的距离相等。像过低,说明像到镜面的水平距离过小,应将显示器远离挡风玻璃时,物体到镜面的距离增大,像到镜面的距离也同步增大,像的位置会随之升高,便于观察。
5.在初中物理项目化复习中,某兴趣小组搜集了生活中常见的光学现象。结合实验,请完成下列题目。
(1)小明同学在照镜子的时候在镜中看到了同桌,此时同桌也恰好在镜中看到小明。于是小明选用了平面镜、纸板、激光器和刻度尺、量角器等器材,设计了如图所示的实验:如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明在反射现象中,______。
(2)“烽火连三月,家书抵万金”,秦代木牍是我国最早的家信实物。小杰寒假期间参观博物馆,发现“秦代木牍”的展示柜中放置着凸透镜,如图甲所示,他通过凸透镜观察到正立放大的像,为了弄清其原理,他设计了如下实验:
①实验过程中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图丙所示时,光屏上呈现了一个清晰的像,生活中的______(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)就是利用了这样的成像原理;
②小杰清理凸透镜后通过询问老师知道:当蜡烛放在透镜左侧1倍焦距以内时,能看到正立放大的像。为了观察到像,此时小杰的眼睛应该在透镜的______侧(选填“左”或“右”)观察。
(3)汽车抬头显示(如图丁所示)简称HUD,HUD是为了高速行驶的车辆而研发,HUD是利用平面镜成像原理(如图戊所示),将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候,能够轻易的将车外的景象与车辆信息通过挡风玻璃所成的像融合在一起。
①在HUD系统中,挡风玻璃成像时像与物大小______(选填“相等”或“不相等”);
②挡风玻璃所成的显示器的像是光的______现象形成的______(选填“虚”或“实”)像。
【答案】(1)光路是可逆的
(2) 投影仪 右
(3) 相等 反射 虚
【详解】(1)当光线的传播方向逆转时,即从反射光线方向入射,它会沿着原来的入射光线方向反射出去。这表明在反射现象中,光路是可逆的。
(2)[1]如图丙所示,物距小于像距,符合物距像距 ,此时凸透镜成倒立放大的实像,生活中的投影仪是利用这一成像原理工作的。
[2]当蜡烛放在透镜左侧1倍焦距以内时(u<f),凸透镜成正立、放大的虚像,虚像与物体在凸透镜的同侧。蜡烛在透镜左侧,虚像也在透镜左侧,折射光线在右侧,因此为了观察到虚像,小杰的眼睛应该在透镜的右侧向左侧观察。
(3)[1]挡风玻璃相当于平面镜,根据平面镜成像特点,像与物大小相等。
[2][3]挡风玻璃成像利用的是光的反射现象,平面镜所成的像是虚像,因为它不是实际光线会聚而成的。
题型二 热学
6.在进行“探究冰熔化时温度随时间变化规律”的实验中,实验装置如图甲所示,图丙是根据冰熔化实验数据绘制的温度随时间变化的图像。
(1)试管中装有适量的碎冰,按图甲组装器材时应将温度计的玻璃泡与碎冰充分接触,但不要碰到试管底部,考虑到碎冰之间有空隙且冰的密度小于水的密度,温度计的玻璃泡要处在碎冰内中间___________(填“偏上”或“偏下”)的位置;
(2)某时刻温度计的示数如图乙所示,则温度为___________℃;实验中判断碎冰熔化的依据是___________;
(3)结合实验过程并分析图像可知:
①冰熔化时随着时间的增加,温度___________;
②这个过程中,试管内物质在A点处于___________态,物质在A点的内能___________(选填“>”“<”或“=”)在B点的内能。
【答案】(1)偏下
(2) -4 是否出现液态水
(3) 保持不变 固液共存 <
【详解】(1)将温度计的玻璃泡与碎冰充分接触,但不要碰到试管底部,考虑到碎冰之间有空隙且冰的密度小于水的密度,温度计的玻璃泡要处在碎冰内偏下位置。
(2)观察图乙,温度计的分度值是1℃,液柱在0℃以下,此时温度计的示数为-4℃。
碎冰熔化会变成水,所以判断的依据是是否出现液态水。
(3)由图丙可知,冰熔化时温度保持0℃不变,所以冰熔化时温度不变。
由图丙可知,该物质在1min~3min不断吸热,温度保持不变,为熔化阶段,为固液共存态,晶体在熔化过程中,不断吸热,温度保持不变,所以A点的内能小于B点的内能。
7.小明利用如图甲所示的实验装置探究水的沸腾。
(1)组装器材时,应先固定图甲中的B,后固定A目的是__________。
(2)调整好器材,用酒精灯加热,在水温升高到90℃时开始计时,小明每隔1min观察一次温度计的示数,同时注意观察水中发生的现象,直至水沸腾并持续4min后停止读数,将所得的数据记录在表格中。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
90
92
94
98
98
98
98
98
①小明观察到,第6min时,水中气泡的情形应为图乙中的______(选填“C”或“D”)图。
②水沸腾后又持续加热了4min,你认为这样做的目的是__________。
(3)根据实验数据,得出水沸腾后的温度特点是__________。
【答案】(1)用酒精灯的外焰加热
(2) C 观察水沸腾后温度变化特点
(3)温度不变
【详解】(1)组装器材时,应按照自下而上的顺序,所以应先固定图甲中的B,这样便于调整铁圈的高度,保证用酒精灯外焰加热。
(2)水沸腾时,整个容器内水温相同,气泡上升过程中,不断有水汽化,气泡体积逐渐变大。第6min时,水已经沸腾,水中气泡的情形应为图乙中的C。
水沸腾后又持续加热了4min,你认为这样做的目的是观察水沸腾后温度变化特点。
(3)根据实验数据,得出水沸腾后的温度特点是:水沸腾后继续加热,但温度保持不变。
8.如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小华用两个相同的容器(图中用虚线框表示)分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
(1)实验中两种液体吸收热量的多少可通过________(选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。
(2)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,________(选填“A”或“B”)吸收的热量较多。
(3)冬天,小华想自制一个暖手袋,若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择________(选填“A”或“B”)。
(4)小华使用两套完全相同的装置的目的是使两种液体用酒精灯加热,这是通过________(选填“做功”或“热传递”)的方式增加液体的内能。
(5)分析图像可知,________液体的吸热能力弱:液体A、B的比热容之比为________。
【答案】(1)加热时间
(2)A
(3)A
(4)热传递
(5) B
【详解】(1)实验使用相同的加热装置,相同时间内两种液体吸收的热量相等,因此吸收热量的多少可通过加热时间来比较,这是转换法的应用。
(2)由图乙可知:升高相同温度时,A的加热时间更长,说明A吸收的热量更多, A的吸热能力更强。
(3)暖手袋需要选择比热容更大的物质,相同质量的物质降温时,比热容大的放出热量更多;A的吸热能力更强、比热容更大,因此选择A。
(4)加热过程中,热量通过能量转移的方式改变液体内能,属于热传递改变内能。
(5)加热相同时间,即吸收相同热量时,B升温更快,说明B的吸热能力更弱。
根据公式可知,物质质量与吸收的热量相同时,物质的比热容与温度变化量成反比。加热时间时,A、B吸收热量相同、质量相同,初温均为,可得A升温
B升温
则液体A、B的比热容之比为
9.如图甲,小明用传感器比较不同物质的比热容:他用铁夹将温度传感器及分别盛有甲、乙两种液体的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头部分要与试管内的液体良好接触,两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连。打开红外加热器开关对盛有液体的试管进行加热,在计算机上可以得到相应的温度一时间实验图线。
(1)实验前,除让两个试管内的液体初温相同外,还必须控制它们的________(质量/体积)相同;
(2)实验时,液体吸收热量的多少可以通过________(选填“加热时间”或“升高的温度”)来反映;
(3)某次实验中,在计算机上得到的温度一时间实验图线如图乙所示。分析图像可知,________(填“甲”或“乙”)液体的吸热本领强;加热10min,甲吸收的热量________(选填“大于”、“小于”或“等于”)乙吸收的热量。
(4)若乙液体是水,则甲液体的比热容是________ [];
(5)下列现象中不能用比热容知识来解释的是 。
A.春天的夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
B.炎热的夏天常常在教室的地面上洒水
C.城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温
D.汽车发动机的冷却循环系统用水做冷却
【答案】(1)质量
(2)加热时间
(3) 乙 等于
(4)
(5)B
【详解】(1)由于物质质量会影响物质吸收热量的多少,因此比较不同物质的比热容实验中需要控制不同物质的质量相同。
(2)实验中使用同一加热器,根据转换法,液体吸收热量的多少可以通过加热时间来反映,加热时间越长,吸收热量越多。
(3)[1]从温度-时间实验图线可知,升高相同温度时,乙的加热时间更长,根据比较吸热能力的方法,加热时间长的吸热本领强,所以乙液体的吸热本领强。
[2]因为使用同一加热器加热,加热时间相同则吸收热量相同,所以加热10min,甲吸收的热量等于乙吸收的热量。
(4)由乙图可知,升高相同温度时甲、乙加热时间之比为1:2,即吸热之比为1:2 = 0.5
若乙液体是水,根据,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,所以甲液体的比热容是
(5)A.春天的夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏,是因为水的比热容较大,在放出相同热量时,温度降低得少,能保护秧苗,能用比热容知识解释。故A不符合题意;
B.炎热的夏天常在教室的地面上洒水,是利用水蒸发吸热来降温,不是利用水的比热容大的特性,不能用比热容知识解释。故B符合题意;
C.城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温,是因为水的比热容大,吸收相同热量时温度升高得少,能用比热容知识解释。故C不符合题意;
D.汽车发动机的冷却循环系统用水做冷却剂,是因为水的比热容大,在升高相同温度时能吸收更多热量,能用比热容知识解释。故D不符合题意。
故选B。
10.科技小组学习完比热容相关知识后,想利用自制教具探究海陆风的成因。
任务一:探究沙子和水的吸热能力
(1)利用如图甲所示装置探究沙子和水的吸热能力。取相同______和初温的水和沙子,用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热,实验时通过比较______来间接反映水和沙子吸收热量的多少;
(2)依据实验数据描绘如图乙的水和沙子的温度随时间变化的图像,由图像可知在时间相同时水的升温比沙子的升温慢,若升高相同温度,______的加热时间要更长,说明______的吸热能力强,根据图像可知沙子的比热容是______;
任务二:实验模拟海陆风的形成
(3)取下两箱子的封口盖,在两个箱子的侧面分别开一个小孔,连上一个两端开口的透明细管AB,点燃一支香放在细管中(如图丙),请利用所学知识分析判断:相同条件下,加热一段时间后,白烟将会从管的______(选填“A”或“B”)管口冒出。依据实验和理论分析,可推断夜间风是______(选填写字母)。
A.从大海吹向陆地 B.从陆地吹向大海
【答案】(1) 质量 加热时间
(2) 水 水
(3) B B
【详解】(1)根据控制变量法,实验中应取相同质量和初温的水和沙子。
用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热,则单位时间内水和沙子吸热相同,根据转换法,可通过加热时间来间接反映水和沙子吸收热量的多少。
(2)时间相同时水的升温比沙子的升温慢,所以若升高相同温度,水的加热时间要更长,吸收热量更多,说明水的吸热能力强。
由图乙可知,加热相同时间(8min),吸收相同热量,水和沙子升高的温度之比为,根据可知,质量相同时,比热容和温度变化量成反比,所以水和沙子比热容之比为,则沙子的比热容
(3)如图丙,相同条件下加热时,沙子的比热容比水小,升温更快,会使沙子上方的空气受热膨胀、密度变小而上升,沙子所在的B侧容器内形成低压区;水的升温慢,水上方空气温度较低、密度较大,会从A侧流向B侧补充,因此白烟会从B管口冒出。
夜间时,陆地(沙子)的散热速度比海洋(水)快,陆地温度更低,空气遇冷收缩、密度变大,海洋上方空气温度相对较高,会向上流动,空气从陆地流向海洋,所以夜间风是从陆地吹向大海,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
题型三 力学
11.小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)根据A与C、D实验可得:浮力大小与___________有关;
(2)可以计算出盐水的密度为___________kg/m3;
(3)为验证浮力和物体的密度是否有关,小明将瓶子中的沙子倒掉一些相当于减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验,发现此时弹簧测力计示数小于1.7N,便认为浮力和物体的密度有关,小明在该实验环节中存在的问题是___________。
【答案】(1)液体密度
(2)
(3)没有重新测量瓶和沙子的总重力
【详解】(1)A、C、D实验中,物体完全浸没时排开液体的体积相同,只有液体密度不同,浮力大小不同,因此可得:浮力大小与液体密度有关。
(2)根据称重法计算浮力,物体重力,浸没在水中时浮力
根据阿基米德原理,得物体体积
浸没在盐水中时浮力
由于排开体积不变,可得盐水的密度
(3)验证浮力和物体的密度是否有关,将瓶子中的沙子倒掉一些后瓶和沙子的总重力减小,应该重新测量瓶和沙子的总重力,这个重新测量的总重力与测力计示数之差等于塑料瓶受到的浮力。
12.我国古代劳动人民很早就掌握了盐水选种的技术。北魏贾思勰在《齐民要术·收种》中记载:“以盐水和,投谷种于中,浮者去之,沉者留之”。实验小组测量用于选种的盐水的密度,判断其是否符合选种要求(合格盐水密度约为
(1)实验操作如下:
①把天平放在水平台上,并将游码移至标尺零刻度线处,指针位置如图甲所示,此时应向________(填“左”或“右”)调节平衡螺母,直至横梁在水平位置平衡。
②在烧杯中倒入适量的盐水,用调节好的天平测出烧杯和盐水的质量为117.4g。
③将烧杯中的部分盐水倒入量筒,液面位置如图乙所示,则量筒中盐水的体积为________cm³。
④用天平测出烧杯和剩余盐水的质量,砝码质量和游码在标尺上的位置如图丙所示,则烧杯和剩余盐水的质量为________g。
(2)计算得出盐水的密度为________kg/m³。
(3)小组还有成员用另一种方法测量该浓度盐水密度,用弹簧测力计、烧杯、水、薄塑料袋(体积和质量可忽略不计)进行测量。实验步骤如下:
①把适量的盐水装入塑料袋,尽量排出空气后扎紧口,用弹簧测力计测其重为5.6N;
②然后用弹簧测力计提着塑料袋浸没在水中,弹簧测力计示数如图丁所示,为________ N;
③则根据测量数据计算出盐水的密度为________kg/m³;
【答案】(1) 左 40 71.4
(2)
(3) 0.6
【详解】(1)由图甲得,指针指向分度盘的右边,说明天平的右端质量较大,则此时应向左调节平衡螺母,直至横梁在水平位置平衡;由图乙得,量筒的分度值为2mL, 量筒中盐水的体积为
由图丙得,标尺的分度值为0.2g,游码所在位置为1.4g,烧杯和剩余盐水的质量为
(2)盐水的密度为
(3)如图丁所示,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为0.6N;塑料袋受到的浮力
塑料袋体积可忽略,则
盐水的质量
盐水的密度
13.根据如图所示的实验回答下列问题:
(1)如图甲所示是“测量小车运动的速度”的实验装置,让小车从斜面的A点由静止释放开始下滑,分别测出小车从A点到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。由图可知:小车做的是______(选填“匀速”或“变速”)直线运动;实验时,发现小车的速度很快,不便于测量时间,应采取的措施是_____(写出一条即可)。
(2)如图乙所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的装置,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线,导线的两端跟电流表连接,导线跟电流表组成闭合电路。实验时通过观察_____来判断电路中是否产生感应电流;让蹄形磁体静止,当导线AB在磁场中_____(选填“左右”或“上下”)运动时电路中会产生感应电流,利用这一原理,人们制成了_____。
【答案】(1) 变速 适当减小斜面的倾斜程度
(2) 电流表的指针是否偏转 左右 发电机
【详解】(1)由图可知,小车在AB段和BC段通过的路程相等,BC段所用时间更短,说明小车下滑时速度越来越大,因此做变速直线运动。 若小车速度过快不便于测量时间,可通过减小斜面的倾斜程度,减小小车下滑速度,延长下滑时间,便于时间测量。
(2)该实验中通过观察电流表指针是否偏转判断电路中是否产生感应电流。 蹄形磁体的磁场方向为上下方向,导线AB左右运动时会切割磁感线,闭合回路产生感应电流;上下运动时不切割磁感线,不会产生感应电流。电磁感应现象是发电机的工作原理,据此人们制成了发电机。
14.在“制作简易密度计”的跨学科实践活动中,同学们用一根长约20 cm的圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作了一个如图甲所示的简易密度计,其总重力为0.1 N。()
(1)制作时,先把吸管两端剪平,用石蜡把端口密封,将一些铜丝密绕在吸管的下端是为了降低_______,使其在液体中处于竖直漂浮状态,该自制密度计漂浮时受到的浮力为_______N;
(2)将自制密度计分别放入水中和密度分别为、的食盐水中,待漂浮稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C(如图甲),刻度A处应标示的密度值为_______。在标记刻度过程中,发现相邻两刻度线之间的距离较小,为提高测量精度,在保证密度计总重力不变的前提下,同学们想了如下改进方案,其中可行的是_______(填字母);
A.换更大的容器盛放液体
B.换横截面更细的吸管制作密度计
C.换横截面相等、长度更长的吸管制作密度计
(3)将制作好的简易密度计置于水中(如图乙),量出水面至封口端的距离为,此时密度计受到的浮力为;再将同一密度计置于盐水中(如图丙),量出盐水液面至封口端的距离为,忽略细铜丝的体积,盐水的密度_______(用、、表示);
(4)小明和小华组制作了、两个简易密度计(如图丁):分别放入水中时,水面恰好与密度计最上面刻度线齐平,与密度计最下面刻度线齐平,如果要用它们测量密度稍小于水的另一种液体的密度,则应选用_______(选填“”或“”)密度计;
(5)对密度计标注刻度时,同学们发现密度计的刻度不均匀,为了使制作的密度计刻度均匀,应将密度计做成_______(选填“上宽下窄”或“上窄下宽”)的形状。
【答案】(1) 重心 0.1
(2) 1.0 B
(3)
(4)b
(5)上宽下窄
【详解】(1)密度计需要竖直漂浮在液体中,为了增加其稳定性,防止倾倒,需要将重心尽量降低。将较重的铜丝绕在吸管下端,正是为了降低密度计的重心。
密度计在液体中处于漂浮状态,其受到的浮力等于自身的重力。已知密度计总重力为,因此受到的浮力也为。
(2)设密度计总重力为,横截面积为,液体密度为。漂浮时 ,故密度计浸入深度 ,故液体密度越小,密度计浸入液体中的深度越深,液面对应的刻度位置越高。图中刻度位置最高,说明对应的液体密度最小。在密度为的水、 、 的食盐水中,水的密度最小,因此刻度对应的是水的密度。
由前分析可知,密度计浸入深度 ,对于两个不同密度的液体和,刻度间距 。在不变的前提下,要增大(提高精度),需要减小吸管的横截面积。换更大的容器或换更长的吸管(横截面不变)都不能改变刻度间距。故选B。
(3)密度计在水中和盐水中均处于漂浮状态,受到的浮力都等于其重力。设吸管的横截面积为。在水中时,浸入深度为,排开水的体积,浮力;在盐水中时,浸入深度为,排开盐水的体积,浮力。因为(都等于密度计重力),所以
化简可得盐水的密度表达式
(4)由小问(2)分析已知密度计浸入深度 ,密度计的液面恰好与最上面刻度线齐平,如果放入密度更小的液体中,液面将高出最上面刻度线,无法读数。密度计的液面恰好与最下面刻度线齐平,放入密度稍小的液体中,液面会上升,但仍处于刻度线范围内,可以测量。故选b。
(5)由小问(2)分析可知密度计浸入液体深度,故与成反比。当液体密度均匀变化时(例如每次增加相同的密度值),深度的变化量并不是均匀的,密度越大的地方,深度的变化量越小,刻度线越密集;由小问(2)第二空分析可知要增大,使刻度均匀,需要减小吸管的横截面积。故应将密度计做成上宽下窄形状。
15.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,利用长木板、毛巾、木块、砝码及弹簧测力计进行实验,如图所示。
(1)实验前要把弹簧测力计在_________(水平/竖直)方向上调零;
(2)实验中,为了测量滑动摩擦力的大小,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,应使其在木板表面或毛巾表面做_________运动,根据________的条件,可知此时摩擦力和拉力大小相等;
(3)比较_______两图中测力计的示数,可知滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
(4)利用如图甲的实验装置重复操作,下列哪几个选项的木块所受摩擦力大小仍为1.6N:_______(多选题,填字母);
A.将水平拉力增大到3N
B.让木块以更大的速度运动
C.将木块从中间竖直切开后叠放
D.将木块水平切去一半
(5)有同学利用拉力传感器和木板改进实验,如图丁所示。写出该实验的优点:________(写出一条即可)
【答案】(1)水平
(2) 匀速直线 二力平衡
(3)乙、丙
(4)ABC
(5)不需要控制木板做匀速直线运动,便于操作
【详解】(1)本实验中弹簧测力计是水平方向使用,因此需要在水平方向调零,消除弹簧自身重力对测量的影响。
(2)实验中,只有拉木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,根据二力平衡原理,滑动摩擦力大小与拉力大小相等。
(3)探究滑动摩擦力大小与压力的关系时,需要控制接触面粗糙程度相同、改变压力:乙、丙两图接触面都是毛巾(粗糙程度相同),压力不同,符合实验要求。
(4)滑动摩擦力只与接触面粗糙程度、压力大小有关,与拉力大小、运动速度、接触面积无关。
A.拉力增大,接触面粗糙程度和压力都不变,滑动摩擦力不变,符合要求;
B.改变运动速度,接触面粗糙程度和压力都不变,滑动摩擦力不变,符合要求;
C.木块竖直切开后叠放,压力大小、接触面粗糙程度都不变,滑动摩擦力不变,符合要求;
D.木块水平切去一半,压力减小,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力减小,不符合要求。
故ABC。
(5) 改进后的实验中,木块始终静止,受力始终平衡,不需要控制木板做匀速直线运动,操作更方便。
16.探究阻力对物体运动的影响:
(1)实验中使小车从斜面的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的___________,运用的科学方法是___________法。
(2)由实验现象可知,小车在毛巾表面受到阻力最大,速度减小得最___________(选填“快”或“慢”)。
(3)进一步推理得出结论:运动的小车不受阻力时,将一直___________,这说明物体的运动___________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(4)在图甲中画出小车在毛巾表面静止时的受力示意图。
【答案】(1) 速度 控制变量
(2)快
(3) 做匀速直线运动 不需要
(4)
【详解】(1)根据控制变量法知,让小车从同一斜面、同一高度由静止开始滑下,这样小车到达水平面时具有相同的速度。
(2)由实验现象可知,小车在毛巾表面受到阻力最大,运动的距离最短,速度减小得最快。
(3)由此实验可以推知如果水平面足够光滑,运动的小车不受阻力,小车的运动速度不变,小车一直将做匀速直线运动,由上述实验现象可得力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
(4)小车在毛巾表面静止,小车受到竖直向上的支持力F、竖直向下的重力G,支持力和重力是一对平衡力,大小相等二力的作用点都画在小车的重心,从作用点分别沿力的方向画一带箭头线段,在箭头附近标上F、G。
17.小渝用图甲所示仪器探究液体压强与哪些因素有关,他作出以下猜想:
A.液体压强大小可能与液体深度有关
B.液体压强大小可能与液体密度有关
(1)你通过生活中_________的现象说明小渝猜想A是合理的。
(2)实验中液体压强大小的变化是通过比较U形管两侧液面的_____________来判断,下面列举的实验与此研究方法相同的是_____________(选填“A”、“B”或“C”);
A.在研究力时,引入“力的示意图”
B.用木块在水平面上移动的距离来反映阻力对物体运动的影响
C.在探究平面镜成像特点时,用未点燃的蜡烛乙替代点燃的蜡烛甲的像
(3)图乙U形管左侧、右侧水深分别是7cm、10cm,则U形管底部受到水的压强为_____________;若考虑橡皮膜形变的作用,金属盒探头浸入水中的深度_____________3cm(选填“”、“”或“”);
(4)小渝通过乙、丙两次实验可以证明猜想_____________(选填“A”或“B”);在探究液体压强与液体密度关系时,两烧杯中液面必须相平,你_____________(选填“赞同”或“不赞同”)此观点;
(5)小渝同学在进行图丙、丁实验时,发现U形管中两侧液面的高度差大小对比不明显,为使U形管中两液面的高度差大小对比明显,可以_____________。(多选)
A.向丙丁图的烧杯中继续添加等深度的水和盐水
B.将压强计向后倾斜放置
C.将U形管中水换为酒精
D.换用U形管更细的压强计
【答案】(1)水坝的形状是上窄下宽
(2) 高度差 B
(3) 1000 <
(4) A 不赞同
(5)AC
【详解】(1)液体压强大小可能与液体的深度有关生活中的实例:水坝的形状是上窄下宽。
(2)[1]实验中把金属盒放入液体中,压强计显示的是液体中橡皮膜或金属盒所在位置的压强通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处液体的压强的大小,这里用到了转换法。
[2]A.在研究力时,引入“力的示意图”, 用到的是模型法,故A不符合题意;
B.实验中通过小车在水平面滑行的距离来反映小车所受的阻力对运动的影响大小,应用了转换法,故B符合题意;
C.探究“平面镜成像特点”时,用未点燃的蜡烛替代点燃蜡烛的像,这是等效替代法,故C不符合题意。
故选B。
(3)[1]图乙中U形管的右侧与大气相通,则U形管底部受到的液体的压强为右侧液柱产生的压强
[2]若考虑橡皮膜形变的作用,U形管中两侧液面上方的气压差小于3cm处水的压强,即金属盒探头浸入水中的深度小于3cm。
(4)[1]通过乙、丙两次实验可知,液体密度相同,金属盒所处深度不同,U形管液面高度差不同,所以压强不同;说明液体内部压强与液体的深度有关。
[2]在探究液体内部压强与液体密度关系时,只需要控制金属盒所处深度相同即可,不一定要使两烧杯中液面相平。
(5)A.向丁图的烧杯中继续添加等深度的水和盐水,由可知,液体的密度变大,液体的压强越大,U形管两侧液面高度差越大,故A符合题意;
B.将压强计向右倾斜放置,由可知,液体深度不变,液体的密度不变,液体的压强不变,U形管两侧液面高度差变化仍不明显,故B不符合题意;
C.“U形管中换用密度更小的酒精”,由可知, U形管左右两侧液面的高度差较大,故C符合题意;
D.“将U形管换成更细的” 没有改变压强差,所以不能使两侧液面高度差对比更加明显,故D不符合题意。
故选AC。
18.(1)利用如图所示实验装置探究“滑动摩擦力与哪些因素有关”,实验中用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动。对比乙、丙所示的实验,可以发现滑动摩擦力的大小与_______有关;若用更大的速度水平拉动图甲的木块做匀速直线运动,则木块所受滑动摩擦力的大小_______(选填“大于”“小于”或“等于”)1.2N;
(2)用橡皮筋、定滑轮、钩码、绳子“探究同一直线上二力的合成”,实验装置如图所示;
橡皮筋原长,甲、乙、丙三次实验均将橡皮筋伸长到,目的是为了使三次实验中力的作用效果_______(选填“相同”或“不同”);通过比较图_______两种情况,可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和;通过比较图乙、丙两种情况,可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,方向跟_______(选填“较大”或“较小”)的那个力的方向相同。
【答案】(1) 压力大小 等于
(2) 相同 甲、丙 较大
【详解】(1)[1]乙:木块放在粗糙木板上,无砝码,弹簧测力计示数1.6N。丙:木块放在粗糙木板上,有砝码,弹簧测力计示数2.0N。 两次实验的接触面粗糙程度相同,压力大小不同,滑动摩擦力不同(根据二力平衡,滑动摩擦力大小与拉力大小相等)。 所以滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
[2]滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,与运动速度无关。 甲图中木块以某一速度匀速直线运动时,滑动摩擦力等于弹簧测力计示数 1.2N; 即使增大速度,压力和接触面粗糙程度不变,所以滑动摩擦力大小等于1.2N。
(2)[1]橡皮筋原长AE,甲、乙、丙三次实验均将橡皮筋拉伸到AE',目的是为了使三次实验中力的作用效果相同(这样才能保证合力与分力的作用效果一致)。
[2]甲图中同一直线上方向相同的两个力的合力作用效果与丙图中力的作用效果相同,说明同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和,方向跟这两个力的方向相同。
[3]乙图中同一直线上方向相反的两个力的合力作用效果与丙图中力的作用效果相同,说明同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,方向与较大力方向相同。
19.小明用如图所示装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验开始时,杠杆在图甲所示的位置静止,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)移动。
(2)杠杆水平平衡后,小明完成了初步探究。为进一步探究杠杆的平衡条件,如图乙所示,将弹簧测力计从a位置旋转至b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”)。
(3)物理老师自制了一个“杠杆力臂演示仪”,如图a所示,O点为螺母位置,悬挂重物、并调节位置,使杠杆AB在水平位置平衡(杠杆自身重力和摩擦力不计)。保持杆OA不动、重物G,位置不变,松开螺母将杆OB向下折一个角度后拧紧螺母,如图b所示,若重物的悬挂位置保持不变,杠杆将沿_____________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动,要使杠杆在图示位置平衡,则重物的悬挂位置应移动到图中________(选填“①”“②”或“③”)处。
(4)回到家后,小明想用探究所得的“杠杆的平衡条件”解决问题:
①为估算金属块的质量m和密度,小明利用家中物品设计了如图所示装置。一把刻度均匀的均质刻度尺,用细线系于30cm刻度线处,恰能在水平位置平衡。在左侧20cm刻度线处挂上金属块,右侧挂一个质量可忽略不计的保鲜袋,袋内装有250g的矿泉水,移动保鲜袋到38cm刻度线处,刻度尺再次在水平位置平衡。则金属块的质量为______g。
②将金属块浸没在装有水的杯中且不触底,只移动保鲜袋至37cm刻度线处,刻度尺仍在水平位置平衡,则金属块的密度____________。(g取,)
【答案】(1)右
(2)变大
(3) 逆时针 ②
(4) 200 8
【详解】(1)实验前杠杆左低右高,平衡螺母向偏高的一侧调节,因此应将平衡螺母向右移动。
(2)弹簧测力计从竖直a位置转到b位置,动力臂逐渐变小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,动力变大,因此弹簧测力计示数变大。
(3)原来杠杆平衡时有;OB向下折后,的力臂(支点到重力作用线的垂直距离)变小,左侧大于右侧,杠杆左端下沉,因此沿逆时针转动;
要重新平衡,需要增大右侧力臂,②位置的力臂和原来水平时的力臂相等,满足平衡条件,因此应移到②处。
(4)支点在30cm刻度处,金属块力臂
矿泉水力臂
根据杠杆平衡有 ,代入得
金属块浸没在水中后,拉力
此时保鲜袋力臂,根据杠杆平衡有 ,约去g代入数据得,因此金属块密度
20.小明和小组同学进行了“测量滑轮组的机械效率”的实验。
(1)利用如图所示的装置分别进行实验,将测得的实验数据记录在表中。
实验
序号
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
4
0.2
1.8
0.6
74%
4
8
0.1
3.2
0.3
83%
5
8
0.1
2.5
0.4
(2)根据表格数据可知,第5次实验是用__________图装置进行实验的,该装置的机械效率为__________%;通过分析第1、2两次实验,可得出结论:使用相同滑轮组提升同一物体时,滑轮组的机械效率与绕绳方式__________;通过比较第2、4两次实验数据可得出结论:使用相同滑轮组提升物体时,物体越重,滑轮组的机械效率越__________(选填“大”或“小”);
(3)为提高滑轮组机械效率,根据以上结论和生活经验,不可采取的措施有__________(填字母)
A.减轻动滑轮重 B.增加所提物体 C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度
【答案】 丁 80 无关 大 D
【详解】(2)[1]第5次实验中,根据滑轮组的绳子承重股数公式可得,承担物重的绳子段数
四个图中只有丁图的绳子段数为4段,因此第5次实验用丁图装置。
[2]第5次实验的机械效率为
[3]分析1、2两次实验结论可知,1、2两次实验提升物重、动滑轮重力都相同,仅绕绳方式不同,最终机械效率相同,因此可得:滑轮组的机械效率与绕绳方式无关。
[4]分析2、4两次实验结论可知,2、4两次实验使用相同滑轮组,提升物体重力越大,机械效率越高,因此可得:使用相同滑轮组提升物体时,物体越重,机械效率越大。
(3)[5]A.减轻动滑轮重力,可减少额外功,提高机械效率,故A不符合题意;
B.增加提升物体重力,有用功占总功的比例增大,机械效率提高,故B不符合题意;
C.加润滑油减小摩擦,减少额外功,可提高机械效率,故C不符合题意;
D.根据可知,滑轮组机械效率和重物上升高度无关,增加重物上升高度不能提高机械效率,不可行。故D符合题意。
故选D。
题型四 电磁学
21.物理兴趣小组的同学想探究电流与电阻的关系,已知电源电压恒为5V,电流表测量范围为0~0.6A,电压表测量范围为0~3V。实验中用到的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个。连接的实验电路如图甲所示。
(1)请在图甲中添加一根导线完成电路连接,使滑片左移时,两电表示数均变大。
(2)将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,移动滑片,电压表仍无示数,则电路故障可能是______断路。
(3)探究过程中需要更换不同阻值的定值电阻进行多次实验,目的是_____。
(4)A、B两个实验小组的同学换用不同电阻进行实验(电压表量程可能不同),根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像,其中_____(选填“A”或“B”)小组的图像是错误的,原因是______。
(5)根据正确的I-R图像,可以得出结论:_____。
(6)小欣受到实验的启发,设计了拓展电路如图丙所示,电源电压恒为9V,R0为滑动变阻器。R1、R2为定值电阻。闭合开关S,当开关S1分别接a、b点时,调节滑片至不同位置,使电压表示数均为4V,若,则两次滑动变阻器连入电路中的阻值之差为______ Ω。
【答案】(1)
(2)电压表
(3)避免偶然性,寻找普遍规律
(4) B 没有控制定值电阻两端的电压不变
(5)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(6)5
【详解】(1)根据题目要求,滑片左移时,两电表示数均变大,所以滑动变阻器连入的阻值是变小,故应将滑动变阻器左下接线柱与电阻左侧接线柱用导线连接补全,形成符合题意的串联电路,据此作图。
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路;而电压表无示数,移动滑动变阻器的滑片P,电压表仍无示数,故障可能是电压表断路。
(3)实验过程中更换不同阻值的定值电阻重复操作,是寻找电压一定时,通过导体的电流与电阻的关系的普遍规律,避免偶然性。
(4)[1][2]在探究电流与电阻的关系的实验中,应控制不同定值电阻两端的电压相同,将图像数据用进行计算,可得出A组同学在使用5Ω、10Ω、15Ω、30Ω电阻进行实验时,两端电压都控制在3V,符合实验要求;而B组同学在使用5Ω、10Ω、15Ω、30Ω电阻进行实验时,它们两端的电压分别为3V、4V、4.5V、6V,他们没有控制电阻两端电压相同,而且电源电压仅5V,不存在定值电阻两端电压为6V的情况,故B组同学的图像一定是错误的。
(5)A组同学图像数据用进行计算得到为定值,故I与R成反比,能够得出结论导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)当S1接a点时,R1与滑动变阻器串联,R1两端电压为4V,所以滑动变阻器两端电压为
由串联分压可得,R1与滑动变阻器此时阻值R0的关系为
所以
当S1接b点时,R2与R0串联,R2两端电压为4V,所以R0两端电压为
由串联分压可得,R2与滑动变阻器此时阻值R′0的关系为
所以
因此滑动变阻器两次阻值之差
22.为了探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”,某小组在图甲所示的电路中A、B、C三处各接入一个电流表,连接的实物电路如图乙所示。
(1)连接电路时,开关应该处于_______状态。
(2)如图乙的实物电路中有一根导线连接有误,请你在接错的导线上画“×”,再把它改到正确位置上。
(3)改正错误后,该小组进行实验,测出A、B、C三处的电流并记录在表格中:
A处电流IA/A
B处电流IB/A
C处电流IC/A
0.16
0.16
0.32
根据以上实验数据可得出:并联电路中各支路的电流相等,你认为这一结论是_______(选填“正确”或“错误”)的,得到这组实验数据的原因可能是_______。
(4)该小组继续进行实验,第2次实验中B处电流表的示数如图丙所示,其示数为_______A。
实验次数
A处电流IA/A
B处电流IB/A
C处电流IC/A
1
0.16
0.16
0.32
2
0.46
_______
0.8
3
0.20
0.32
0.52
分析实验数据,得到的实验结论是:并联电路中,_______(用文字表述)。
(5)另一小组在进行该实验时,连接好电路闭合开关后,两个小灯泡都发光,但由于连接的导线较乱,一时无法确定两灯是串联还是并联,请你写出一种判断两灯连接方式的方法:_______
【答案】(1)断开
(2)
(3) 错误 使用了规格相同的灯泡
(4) 0.34 干路电流等于各支路电流之和
(5)拧下其中一个灯泡,若另一个灯泡不发光,则两灯泡是串联的,若另一个灯泡发光,则两灯泡是并联的
【详解】(1)为了保护电路,在连接电路时,开关应该处于断开状态。
(2)C处电流表测干路电流,A处电流表测通过L1的电流,B处电流表测通过L2的电流,而乙图中,电流从L2的左端回到电源负极,造成L2的电流无法测量,所以L2的左端与电源负极相连的导线是错误的,正确的连接方法是从L2左边电流表的负接线柱连接到电源负极,据此作图。
(3)[1]“并联电路各支路电流相等”不是普遍结论,因此该结论错误的。
[2]本次实验得到两支路电流相等,是因为实验选用了规格相同的灯泡,且仅进行一次实验,结论具有偶然性,不具有普遍性。
(4)[1]丙图电流表选0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.34A。
[2]分析实验数据,可得,,,即,故得到正确实验结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
(5)由于并联电路中用电器互不影响,所以可以拧下其中一个灯泡,若另一个灯泡不发光,则两灯泡是串联的,若另一个灯泡发光,则两灯泡是并联的。
23.探究磁场对电流的作用:
(1)如图所示组装器材,闭合开关,导体ab___________,说明磁场对电流有力的作用。利用这一原理可制成___________(选填“电动机”或“发电机”);
(2)将磁体两极对调,接通电源,观察到导体ab反向运动,说明通电导体在磁场中的受力方向与___________方向有关;
(3)若将图中的电源换成___________,可探究电磁感应现象。闭合开关,当导体ab在磁场中___________(选填“上下”“前后”或“左右”)运动时,电路中会产生电流,此过程中___________能转化为___________能。
【答案】(1) 运动 电动机
(2)磁场
(3) 灵敏电流计 左右 机械 电
【详解】(1)闭合开关后,导体ab受力运动,这说明磁场对电流有力的作用。
在这个过程中,电能转化为机械能,利用这一原理可制成电动机。
(2)将磁场两极对调,磁场方向改变了,导体ab反向运动,说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
(3)电磁感应现象是指闭合回路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流。由转换法,有无感应电流产生是通过灵敏电流计指针是否偏转来显示的。
根据感应电流产生条件,当导体ab在磁场中左右运动时(切割磁感线),闭合回路中会产生感应电流。
此过程中消耗机械能获得电能,因此是机械能转化为电能。
24.小明在“探究电流与电压、电阻的关系”时,选用的实验器材有电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、不同阻值的定值电阻、导线若干。
(1)请你帮小明在虚线框内画出实验电路图;
(2)若小明选用的定值电阻开路,闭合开关后,电流表、电压表示数情况将会是_________;
(3)实验过程中,小明发现记录数据的纸被不慎弄污,只剩图中所示的表格及部分数据,基于图中信息可以判断,小明正在探究的是电流与________的关系;
5
10
15
20
0.6
0.3
0.2
(4)为收集图中右下角的数据,在正确连接电路的基础上,小明闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为_____V时,可收集到该数据。
【答案】(1)
(2)电流表示数(几乎)为零,电压表示数(约)等于电源电压
(3)电阻
(4)3
【详解】(1)在“探究电流与电压、电阻的关系”时,要用到控制变量法,“探究电流与电压的关系”时,要控制电阻阻值一定,改变定值电阻两端的电压;在“探究电流与电阻的关系”时,要控制控制电压不变,改变定值电阻的阻值,电压表要并联在定值电阻两端,电流表要串联在电路中,滑动变阻器要串联连入电路中,据此画电路图。
(2)定值电阻开路,电路中没有电流,电流表示数为0,电压表串联在电路中,测的是电源电压。
(3)根据表格中数据,每组数据都在变化,且
每组数据的乘积不变,根据实验探究过程中,用到控制变量法,所以,正在探究的是电流与电阻的关系。
(4)由(3)知,探究的是电流与电阻的关系,所以,电源电压应保持不变,电源电压为3V,所以,使电压表的示数为3V时,可收集到该数据。
25.探究欧姆定律:
实验序号
1
2
3
电压U/V
1.0
2.0
电流I/A
0.20
0.40
0.50
(1)请根据图甲电路,在图乙中用笔画线代替导线将实物电路连接完整。
(2)探究电流与电压的关系时,闭合开关前,滑动变阻器的滑片需移到___________(选填“A”或“B”)端。将实验数据记入表中,第3次实验中电压表的指针如图丙所示,其示数为___________V,分析数据可知:在___________一定时,导体中的电流与导体两端的电压成___________比。
(3)连接电路过程中,误将电流表和电压表的位置互换了,闭合开关,则电流表___________(选填“有”或“无”)示数,电压表___________(选填“有”或“无”)示数。
(4)利用该实验装置探究电流与电阻的关系时,更换定值电阻的阻值后,需调节滑动变阻器的滑片,使___________保持不变。
【答案】(1)
(2) B 2.5 电阻 正
(3) 无 有
(4)定值电阻两端的电压
【详解】(1)由电路图可知,该电路为串联电路,电流表串联在电路中,电压表并联在定值电阻R两端,新的干电池2节,电源电压为3V,所以电压表接入小量程;由表中数据可知电流表的示数没有超过0.6A,电流表的量程选择0~0.6A,滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大,则滑动变阻器的下接线柱接A上,据此作图。
(2)为保护电路,闭合开关前滑动变阻器滑片要移到接入电路阻值最大处,本实验滑动变阻器接入左半段电阻丝,滑片移到B端时接入电阻最大,因此填B;
电压表选0~3V量程,分度值0.1V,读数为2.5V;由实验数据可得结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比。
(3)两表位置互换后,电压表串联在电路中,由于电压表内阻极大,电路中电流几乎为零,因此电流表无示数;此时电压表相当于直接连接在电源两端,测量电源电压,因此电压表有示数。
(4)探究电流与电阻的关系用到控制变量法,更换定值电阻后,需要调节滑动变阻器,保持定值电阻两端的电压不变。
26.在测量定值电阻阻值的实验中:
(1)小红同学根据如图甲所示的电路图,将实验器材连接成实验电路(如图乙所示)。有一根导线未连接请画出正确连接方式。
(2)将电路改接正确之后,小红同学闭合开关,调节滑片,当电流表的示数为0.2A时,电压表的示数如图丙所示,则电压表的示数是________V,被测电阻的阻值是________Ω。
(3)小红和小花两位同学都为自己在全班首先获得测量结果而高兴。准备整理实验器材,结束实验。针对这种情况,你对她们提出的建议是________。
【答案】(1)
(2) 1.8 9
(3)调节滑动变阻器滑片,多次测量不同电压下的电阻,取平均值减小误差
【详解】(1)由图可知,应将开关和滑动变阻器连接,根据图甲,应将开关与滑动变阻器的左下接线柱连接。据此作图。
(2)图丙中电压表选用0∼3V量程,分度值为0.1V,示数为1.8V; 被测电阻阻值为
(3)只进行一次测量,实验误差较大,应调节滑动变阻器滑片,多次测量不同电压下的电阻,取平均值减小误差。
27.小涵同学想用“伏安法”来测量定值电阻的阻值,于是他在学校实验室借了一些器材,连接了如图甲所示的电路,电源电压恒定不变:
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最端。
(2)然后闭合开关,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,计算的阻值为____。
(3)以下实验与本实验进行多次测量的目的相同的是____(选填字母);
A.探究影响滑动摩擦力大小的因素
B.探究杠杆的平衡条件
C.刻度尺测物体的长度
(4)按照上面的操作步骤,小涵又测量了一个小灯泡的电阻,并描绘了其电流随电压变化的图像,小涵发现他所描绘的定值电阻的图像是一条直线,而小灯泡的图像如图丙所示,利用该实验电路还可以算出小灯泡的功率,根据以上步骤的实验数据,当小灯泡的电压时,可知小灯泡此时功率____。
【答案】 10 C 1.5
【详解】(2)[1]由乙图可知电流表接入电路的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A,的阻值
(3)[2]“伏安法”来测量定值电阻的阻值,多次测量求平均值可以减小误差。
A.探究影响滑动摩擦力大小的因素,多次测量为了寻找普遍规律,故A不符合题意;
B.探究杠杆的平衡条件,多次测量为了寻找普遍规律,故B不符合题意;
C.刻度尺测物体的长度,多次测量求平均值为了减小误差,故C符合题意。
(4)[3]当小灯泡的电压为3V时,小灯泡正常发光,由丙图可知此时通过灯泡的电流为0.5A,则小灯泡正常发光时的功率
28.“探究电热与时间的关系”实验。
(1)在图a中用笔画线表示导线,把滑动变阻器串联接入电路,要求连线不要交叉,滑片P向B移动,电路的电流增大;
(2)安装____测量水温,通过水温变化比较电热丝产生的热量;
(3)闭合开关,观察到水温不断升高。该现象表明电热丝阻值和电流不变时,通电时间越长,电流产生的热量越____(选填“多”“少”);
(4)继续加热一段时间后,发现水未沸腾,但水温保持不变。拓展探究如下:
①从能量转化与守恒的角度分析,这一现象产生的原因是水每秒吸收的热量____(选填“大于”“小于”或“等于”)水每秒向外界散失的热量;
②用图b中电压表和电流表的示数计算,若电热丝产生的热量全部被水吸收,则为____J;
③为升高水温,可通过____(选填“增大”“减小”)电热丝的功率实现;
④移动滑片P,观测到水温上升后,仍会稳定在另一温度;
⑤重复步骤④,得到下表数据;
实验序号
1
2
3
4
5.0
10.0
15.0
20.0
0.5
1.0
1.5
2.0
____
10.0
22.5
40.0
28.5
36.0
48.5
66.0
⑥据表中数据画出图像,由图像推测实验时的室温约为____℃。
【答案】(1)
(2)温度计
(3)多
(4) 等于 2.5 增大 26
【详解】(1)要求滑片P向B移动时,电流增大,说明电阻要减小,滑动变阻器应接D接线柱,保证连线不交叉。
(2)实验中需要测量水的温度变化,因此应安装温度计。
(3)电热丝阻值和电流不变时,通电时间越长,根据焦耳定律,电流产生的热量越 多,水温也越高。
(4)水温保持不变时,说明水吸收的热量和散失的热量达到平衡,即水每秒吸收的热量等于向外界散失的热量;由图b可知,电压U=5.0V,电流I=0.5A,每秒产生的热量:
为升高水温,需要让水每秒吸收的热量大于散失的热量,因此可增大电热丝的功率(即增大电压或电流);由图可知, 的变化量与的变化量是定值,即,k不为0,即,则
29.小敏在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡和额定电流为的小灯泡进行实验。
(1)图甲是小敏同学在测量小灯泡的额定功率时连接的实物电路。
①图甲中有一根导线连接错误,请在这根线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法___________。
②改正电路连接后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至___________端以保护电路(选填“A”或“B”);
③闭合开关后发现灯泡不亮,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,故障原因可能是___________;
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实验中,观察到小灯泡的电压为2.0V时,为了测量其额定功率,滑动变阻器的滑片应向___________(选填“A”或“B”)端移动。若通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图乙所示,可知小灯泡的额定功率为___________W。
⑤实验中滑动变阻器有三种规格,分别为“ 1A”、“ 0.2A”、“ 0.5A”应选用___________(选填“”、“”或“”)。
(2)小宇同学还设计了如图丙所示的电路,测出了灯泡的额定功率。已知:滑动变阻器的最大阻值均为。
①只闭合开关S、,移动的滑片,使电流表示数为。
②断开开关,并保持滑片的位置不变,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为。
③保持滑片的位置不变,再将的滑片调至最左端,记下电流表的示数;最后将的滑片调至最右端,记下电流表的示数。
④写出灯泡额定功率的表达式:___________。(用、、、表示)
【答案】(1) B 小灯泡断路 A 0.625 RC
(2)
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测灯泡两端电压,原电路电压表未并联在灯泡两端,由实物图可知,应将灯泡左接线柱与电流表正极相连的线改接到与开关右接线柱相连。
闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即B端。
电流表示数为0说明电路断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表能连通电源两极,因此故障是小灯泡断路,故选B。
灯泡实际电压2V小于额定电压2.5V,要增大灯泡电压,由串联电压规律,减小滑动变阻器两端电压,根据串联分压原理,需要减小滑动变阻器接入电路中的阻值,因此滑片向A端移动。
由图乙可知,额定电压2.5V对应的电流是0.25A,因此额定功率
灯泡正常发光时,滑动变阻器分压为
电路电流为0.25A,滑动变阻器需要的电阻
电阻不足14Ω,额定电流0.2A小于工作电流0.25A,因此选。
(2)利用等效替代法:两次电流都为时,滑动变阻器接入的电阻等于L2正常发光的电阻。滑片调至最左端,接入电阻为0,得电源电压①
滑片调至最右端,接入最大电阻,得电源电压②
联立①②解得,因此L2额定功率
30.小明利用如图甲所示电路进行 “探究电流与电阻关系” 的实验,已知电源电压为6V,实验用到的定值电阻值分别为5、10、15、20、25,根据所得数据画出乙图所示图像。
(1)根据电路图甲,连接实物图。
(2)开关闭合前滑片调到____端(“A”或“B”),当用10电阻替换5电阻时,滑片P要向____(选填“左”或“右”)端移动。
(3)由图像可以得到的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成____。
(4)若滑动变阻器的最大电阻为30,则实验所用的定值电阻允许的最大值为____。
【答案】(1)
(2) A 左
(3)反比
(4)20
【分析】先按一上一下原则连接好滑动变阻器,滑片靠近下接线柱电阻变小,结合串联电路的电流电压规律解题。
【详解】(1)滑动变阻器按一上一下串联接入电路,已接滑动变阻器上方C接线柱,将开关的右接线柱连接到滑动变阻器的下方B接线柱即可。
(2)开关闭合前,滑动变阻器需调到最大阻值处,滑动变阻器接下接线柱B时,滑片在A端接入电阻丝最长,电阻最大,因此调到A端;
当用10Ω电阻替换5Ω电阻后,由串联分压原理可知,定值电阻分压变大,探究实验需要保持定值电阻两端电压不变,因此需要增大滑动变阻器的分压,增大滑动变阻器接入电路中的阻值,滑片向左端移动。
(3)由乙图可知,电流与电阻的乘积是定值,且电阻变大时,电流会变小,因此可得结论为:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)由乙图可知,实验中控制定值电阻两端电压
电源电压6V,则滑动变阻器分压
串联电路电流相等,因此 ,当滑动变阻器最大电阻为30Ω时,代入得定值电阻最大允许值 为
结合题目给出的定值电阻规格,可得允许的最大定值电阻为。
题型五 创新实验
31.弓箭(如图甲所示)是古代的一种远射兵器。创新小组的同学模拟弓箭的结构,将四支铅笔用橡皮筋两两扎在一起,把扎好的两组铅笔按十字形捆在一起,并将摘掉笔芯的中性笔筒固定在铅笔上(如图乙所示);然后用胶带将铅笔两端的橡皮筋连在一起作为弦,并用中性笔芯作为箭(如图丙所示),制成简易的弓箭模型。
他们猜想中性笔芯的飞行距离可能与橡皮筋形变程度和中性笔芯质量等有关,于是利用自制模型在学校操场进行了实验。
(1)在橡皮筋弹性限度内,小梦多次用力把橡皮筋拉伸到不同长度后将中性笔芯射出,记录中性笔芯的水平飞行距离并进行比较,这一操作是为了探究中性笔芯的飞行距离与________的关系。
(2)若他们想探究中性笔芯水平飞行距离与其质量的关系,请你为小组同学设计一个记录实验数据的表格。
(3)请你根据生活经验,针对中性笔芯的飞行距离提出一个可探究的科学问题:_________?
【答案】(1)橡皮筋形变程度
(2)
实验次数
中性笔芯质量
中性笔芯的水平飞行距离
1
2
3
(3)中性笔芯的飞行距离与橡皮筋的粗细有关吗
【详解】(1)在橡皮筋弹性限度内,多次用力把橡皮筋拉伸到不同长度后将中性笔芯射出,橡皮筋形变程度不同,记录中性笔芯的水平飞行距离,探究中性笔芯的飞行距离与橡皮筋形变程度的关系。
(2)探究中性笔芯水平飞行距离与其质量的关系,保持橡皮筋形变程度一定,改变中性笔芯质量,表格中需要有中性笔芯质量,中性笔芯的水平飞行距离,为了使实验结论具有普遍性,至少测量三次数据,如下表
实验次数
中性笔芯质量
中性笔芯的水平飞行距离
1
2
3
(3)中性笔芯的飞行距离可能与橡皮筋的粗细有关,提出问题:中性笔芯的飞行距离与橡皮筋的粗细有关吗?
32.随着“一带一路”倡议的深入推进,青藏高原等地区已成为关键的交通节点,这些地区广泛分布着冻土区。图甲是冻结状态下冻土的结构示意图,冻土的导电能力可以反映冻土内水分的冻结情况。创新小组将若干份仅温度不同的冻土样品分别连入图乙所示的电路中,探究不同温度下冻土的导电能力。(图乙中电源电压恒定)
(1)实验时,冻土的导电能力是通过______来反映的;
(2)请你为本实验设计一个记录数据的表格;
(3)在冻土上修建交通基础设施后,冻土中的含水量会发生变化,造成不同路段上存在冻胀差异,容易引发路基开裂,所以在进行冻土工程时,常会用粗砂、砾石等材料替换一定厚度的冻土层。根据以上信息,请你提出一个可探究的科学问题:______。
【答案】(1)电流表示数大小
(2)
温度/℃
电流/A
(3)路基冻胀差异与替换冻土层的材料种类是否有关
【详解】(1)在图乙电路中,电源电压恒定,根据欧姆定律,当电阻变化时,电流会发生变化。而冻土导电能力不同会导致其电阻不同,所以冻土的导电能力是通过电流表示数大小来反映的,因为导电能力越强,电阻越小,电流越大;反之,电流越小。
(2)实验要探究不同温度下冻土的导电能力,所以表格应包含温度和电流两个项目。设计如下表格:
温度/℃
电流/A
(3)已知在冻土上修建交通基础设施后,冻土含水量变化会造成不同路段冻胀差异,引发路基开裂,且工程中常用粗砂、砾石等材料替换一定厚度的冻土层。基于此可提出可探究的科学问题:路基冻胀差异与替换冻土层的材料种类是否有关。
33.小明和小华需要参加一项“创新小制作”活动,备选器材有:学生电源、数字电流表、数字电压表、开关、导线、恒温箱和两种热敏电阻、。小明和小华想利用热敏电阻和完成创新小制作。
【项目一】测量电阻大小
(1)为测量的阻值,他们连接了如图甲所示的电路,请你用笔画线,将电路补充完整,要求:滑片P向左移动时,电流表示数增大。
(2)连接电路时,开关应处于______状态。
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,若两电表完好,则可能原因是______。
(4)排除故障后,他们将置于恒温箱内,改变恒温箱的温度,通过收集到的实验数据计算出不同温度下的阻值,其阻值随温度的变化情况如下表所示。由表格数据可知,的阻值随温度的升高而______(选填“增大”或“减小”)。测量完的电阻后,他们又利用图甲电路测得在不同温度下的阻值,其阻值随温度的变化情况如下表所示。
温度t/℃
0
20
40
60
80
100
电阻/Ω
0.1
0.12
0.19
电阻/Ω
【项目二】制作简易电子温度计
(5)小明要制作一个量程为0~100℃的简易电子温度计,要求:只能使用一个热敏电阻,且被测温度越高,电表示数越大。如图乙所示是小明设计的简易电子温度计电路图,所选的热敏电阻是______(选填“”或“”),并选择______表作为测量电表。
【项目三】制作过热保护装置
(6)小华为用电器加装过热保护装置,如图丙所示,阻值为10Ω。要求:当温度达到60℃时,通过的电流自动下降到10mA,停止工作;当温度回降,自动恢复工作。小华所选的热敏电阻是______(选填“”或“”),电源电压应调至______V。
【答案】(1)
(2)断开
(3)短路
(4)增大
(5) 电流
(6) 10.1
【详解】(1)伏安法测电阻中,滑动变阻器串联接入电路,要求滑片左移电流表示数增大,说明接入电阻需要减小,因此接左下接线柱,符合电阻变化要求,据此作图。
(2)连接电路时,为了防止短路损坏器材,开关必须处于断开状态,这是电学实验的基本操作要求。
(3)电流表有示数说明电路是通路,电压表无示数且电表本身完好,说明与电压表并联的发生短路,电压表相当于测导线电压,因此无示数,符合故障现象。
(4)由表格数据可知,的温度从升高到,阻值从增大到,因此的阻值随温度升高而增大。
(5)[1][2]的阻值随温度升高而减小,乙图中只有一个热敏电阻接入电路,电源电压不变,根据,温度越高,阻值越小,电路电流越大,电流表示数越大,符合要求;电压表测热敏电阻电压,示数始终等于电源电压,不会随温度变化,因此选电流表作为测量电表。
(6)[1]要求温度达到时,电流自动下降,根据欧姆定律可知,需要热敏电阻阻值随温度升高而增大,符合特性的是。
[2]根据表格,时,则串联总电阻
电源电压
34.小李在“悟理创新实验”社团活动中,看见如图甲的双探头压强计,该装置一次测量可采集多个数据,激起了她探究液体压强的浓厚兴趣。
(1)U形管A、B中装入同种液体,小李用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液面都出现了明显高度差且保持稳定,说明压强计__________(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)如图甲,小李先在装水的容器中进行实验;然后换用密度大于水的硫酸铜溶液进行实验,记录实验数据如下表:
序号
液体种类
探头C深hC/cm
高度差△hA/格
探头D深度hD/cm
高度差△hB/格
1
水
3
6
5
10
2
水
4
8
6
12
3
硫酸铜溶液
3
9
5
15
4
硫酸铜溶液
4
12
6
18
①分析表中1、2(或3、4)两组数据可知:____________;
②分析表中________或_______(填写实验序号)数据可知:深度相同时,液体密度越大,压强越大;
③根据表中数据,小李估算出硫酸铜溶液的密度为_______g/cm3。
【答案】(1)不漏气
(2) 同种液体中,深度越深,压强越大 1、3 2、4 1.5
【详解】(1)当用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液面出现明显高度差且保持稳定,说明装置内部气体与外界隔绝,能形成稳定的压强差,所以压强计不漏气。
(2)[1]①分析表中1、2或3、4两次数据可知液体密度相同,深度越深,U形管液面高度差越大,液体压强越大,可得出结论:同种液体中,深度越深,U形管两边液面高度差越大,压强越大。
[2][3]分析表中1、3数据,探头C深度都是3cm,探头D深度都是5cm,1组液体是水,3组液体是硫酸铜溶液,硫酸铜溶液密度大于水,且3组对应的U形管液面高度差更大,压强更大;2、4数据同理,所以分析表中1、3或2、4数据可知:深度相同时,液体密度越大,压强越大。
[4]由表中数据,当探头D在水中深度为6cm,探头C在硫酸铜溶液深度为4cm时,U形管中的高度差相同,说明此时两探头受到的压强相等。根据液体压强公式可得,则
35.小明和兴趣小组的同学一起探究“二力平衡的条件”,每个钩码的质量均为50g。
(1)如图甲所示,小明同学在左边和右边各挂一个钩码,这时木块保持静止,说明相互平衡的两个力方向______。
(2)细心的小峰在实验时发现,若左边挂一个钩码,右边挂两个钩码时,木块仍然保持静止状态。经过讨论,同学们发现这一现象的原因是木块受到了_________的作用,此时木块在水平方向上受到的力______(选填“平衡”或“不平衡”)。
(3)实验小组决定改进实验设计,设计了如图乙实验装置,这个装置比图甲实验装置的优点是:______。经过讨论,又设计出了如图丙所示装置,要求卡片_________(选填“硬度要大”“弹性要好”或“质量要小”)。
(4)为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,如果利用如图丙所示装置进行实验,下一步的操作是______(选填字母)。
A.左右各加一个钩码
B.把卡片剪成两半
C.把卡片扭转一个角度
(5)随后,小明利用实验装置的器材进行了创新实验。如图丁,他将重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上,在水平向右风力的作用下,滑块P向右做匀速直线运动。再将方管Q按图戊竖直放置后,滑块P竖直向下运动,实验中控制滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变,其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.7倍,忽略空气阻力。小明通过分析计算出图戊中滑块P受到的摩擦力F=______G。
【答案】(1)相反
(2) 摩擦力 平衡
(3) 减小了摩擦力对实验的影响 质量要小
(4)B
(5)0.49
【详解】(1)甲图中两个拉力分别向左、向右,木块保持静止,说明相互平衡的两个力方向相反。
(2)[1]两边拉力不相等时木块仍保持静止,是因为木块与桌面间有摩擦力。
[2]木块保持静止,说明木块在水平方向上受力平衡。
(3)[1]装置将木块的滑动摩擦改为小车的滚动摩擦,大大减小了摩擦力对实验的影响。
[2]丙装置用卡片实验,要求卡片质量很小,这样卡片自身重力可以忽略,减小重力对实验的干扰。
(4)要探究“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,需要让两个力分别作用在两个物体上,将卡片剪成两半即可实现,故选B。
(5) 丁图中滑块匀速直线运动,水平方向风力等于摩擦力,水平放置时滑块对方管的压力等于滑块重力,可得摩擦力
因此风力
戊图竖直放置时,滑块对方管的压力等于水平风力,即
因此摩擦力
36.杆秤是前些年我们家中常用的测量质量的工具,小刚所在的实践创新小组对家中的杆秤进行观察,并准备动手制作一个杆秤。
(1)图甲所示的杆秤利用了________原理。这个杆秤有两个提纽,当小刚使用提纽1时杆秤最大能称量20kg的物体,当他使用提纽2时杆秤能称量物体的最大质量会________(选填“大于”“小于”或“等于”)20kg。使用这两个提纽时,零刻度线的位置________(选填“相同”或“不相同”)。
(2)若某次称量时小刚只使用了提纽1,称量了同一物体两次,当他第二次换用质量更大的秤砣时,第二次秤砣在秤杆上悬挂的位置会更________(选填“靠近”或“远离”)提纽的位置。
(3)小刚用一根测量范围为1m、分度值为1cm、质量不计的粗细均匀的直尺来制作杆秤,制作过程如下:
①他分别在直尺上5cm和10cm刻度处钻了一个小孔,各穿了一根细绳作为秤钩和提纽(秤钩和提纽的质量均忽略不计)。
②接着他又找来一个质量为2kg的钩码挂在细绳上作为秤砣,秤砣可以在秤杆上移动。当小刚用这个自制的杆秤称量物体时,这个杠杆的支点是________(选填“提纽”或“秤钩”)所在的位置。当在秤钩上挂一个重物时,秤砣的位置如图乙所示,则秤钩上挂的重物的质量为________kg。
【答案】(1) 杠杆 小于 不相同
(2)靠近
(3) 提纽 16
【详解】(1)[1]杆秤利用了杠杆原理(杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂)。
[2]由杠杆的平衡条件,可知
由图可知,将秤砣置于最远处,由使用提纽1改为使用提纽2时,增大而减小,不变,不变,对应 的力臂变小,由于秤杆自身重力和力臂的乘积变化很小,则此时变小,即使用提纽2时杆秤能称量物体的最大重量会小于20kg。
[3]零刻度线的位置可理解为秤砣平衡杆秤自身重力的悬挂点,使用不同提纽时秤杆自身重力的力臂大小发生变化,而和杆秤自身重力不变,因此秤砣的力臂也会变化,可知使用不同提纽时零刻度线位置不相同。
(2)根据杠杆平衡条件,物体质量不变(阻力×阻力臂不变),秤砣质量增大时,动力臂需减小,故秤砣位置更靠近提纽。
(3)[1]杆秤工作时,绕提纽转动,故支点是提纽所在位置。
[2]因为提纽在10cm刻度处,秤钩在5cm刻度处,秤砣在50cm刻度处,所以物体力臂为
秤砣力臂为
又因为由杠杆平衡条件,可得
37.如图甲所示,创新小组的同学们在“探究平面镜成像的特点”时,将点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,能看到玻璃板后面有它的像。
(1)用透明玻璃板代替平面镜的目的是_______。实验中,蜡烛B在玻璃板后的纸面上无论怎样移动,都无法让它与蜡烛A的像完全重合,其原因可能是_______。
(2)解决上述问题后,图乙是同学们经过三次实验,在白纸上记录的像与物对应点的位置。通过处理和分析这张“白纸”上的信息,可得出的结论是_______(写出一条即可)。
(3)移开蜡烛B,把光屏放在像的位置处,光屏上_______(填“能”或“不能”)承接到蜡烛的像。
(4)比较蜡烛在A、B、C三点所成像的大小,发现大小相同,说明平面镜所成的像大小_______。
(5)将蜡烛A靠近玻璃板,所成像的大小将_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) 便于确定像的位置 玻璃板未竖直放置
(2)像和物到平面镜的距离相等/像和物的连线与镜面垂直
(3)不能
(4)与物体大小相等
(5)不变
【详解】(1)[1]透明玻璃板可以成像,同时可借助未点燃的蜡烛B与像重合,便于确定像的位置。
[2]玻璃板未竖直放置(即与水平桌面不垂直),导致蜡烛A的像偏离水平面,使蜡烛B在纸面上无论如何移动都无法与其重合。
(2)图乙中A与A'、B与B'、C与C'为三次实验中物点与对应像点。分析可得:像与物到镜面的距离相等。连接AA'、BB'、CC',均与镜面垂直,可得结论:像和物的连线与镜面垂直。
(3)平面镜所成的像是虚像,由反射光线的反向延长线相交形成,并非实际光线会聚点,因此:光屏上不能承接到蜡烛的像。
(4)无论蜡烛置于A、B、C哪一点,其像的大小始终与蜡烛本身一致,说明:平面镜所成的像大小与物体大小相等。
(5)根据平面镜成像规律,像的大小与物体本身的大小相等,与物体到镜面的距离无关。将蜡烛A靠近玻璃板,所成像的大小不变。
38.在探究液体压强影响因素的实验中,某实验小组采用改进型U形管压强计进行实验研究。该装置在传统U形管基础上进行了创新设计,增加了一个带有阀门K的三通接头结构如图甲所示。实验过程中忽略橡皮膜形变及橡胶软管内气体被压缩带来的影响。
(1)实验前连接装置时,阀门K应处于__________(选填“打开”或“关闭”)状态,使U形管两侧液面相平;轻压探头橡皮膜,若U形管中的液面能灵活升降,说明装置___________(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)如表所示为实验数据,分析A、C两次实验数据可知:深度相同时,___________越大,液体压强越大。
实验
液体
深度
U形管液面高度差
A
水
5
4.0
B
水
10
8.0
C
盐水
5
4.8
(3)根据表中的数据,小李估算出盐水溶液的密度为___________。()
(4)用图戊装置测量未知液体密度:
①两探头分别放入水和待测液体,深度均为h时,U形管液面高度差为;
②从___________(选填“水”或“待测液体”)中缓慢抽出部分液体,直至消失,测得此时探头深度为;
③液体密度表达式___________(用h、表示)。
【答案】(1) 打开 不漏气
(2)液体密度
(3)
(4) 待测液体
【详解】(1)[1]为了保持内外气压平衡,U形管与探头连接时,阀门K应处于打开状态,以确保U形管内的水面相平。
[2]按压探头的橡皮膜,若U形管中的液面能灵活升降,则探头所受的压强传递到U形管上,说明实验装置密封良好不漏气。
(2)比较A、C两次实验数据可知,在探头在水中的深度相同时,液体密度越大,U形管内液柱的高度差越大,则液体压强越大,因此可初步得出液体深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
(3)分析表中A、C数据可知,相同深度,探头在水中时,U形管两侧液面高度差为4cm,探头在盐水中时,U形管两侧液面高度差为,由此可得,即
可得
(4)[1][2]由戊图可知,压强计的探头在两种液体中的深度相同,均为h,而U形管中液面的高度左边大于右边,说明左边探头受到液体压强小于右边探头受到液体压强,要使管中液面相平需将待测液体慢慢抽出一部分,直至消失,此时探头在待测液体中的深度为,此时两侧压强,则有,故待测液体密度
39.某创新实验小组利用弹簧测力计、石块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)实验中所用石块的重力为______N;
(2)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力______(填“偏大”或“偏小”);
(3)溢水杯装满水后,将石块浸没在水中,如图乙所示,石块受到的浮力为______N,石块受到的浮力大小______它排开水所受的重力。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)为了得到更普遍的实验结论,下列继续进行的操作中不合理的是:( )(填字母符号);
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成密度不同的酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)实验结束后发现弹簧测力计的指针没有在零刻度线处,这对实验______(选填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)4
(2)偏小
(3) 1 等于
(4)A
(5)无
【详解】(1)甲图中弹簧测力计直接测石块的力,所以石块重力为。
(2)溢水杯未装满时,石块浸入后,先填满杯中的空隙再溢出,因此溢出的水的重力会偏小。
(3)[1]石块浸没时,浮力
[2]排开水的重力,所以浮力等于排开水的重力。
(4)为了得到更普遍的结论,应换用不同液体和不同物体进行多次实验,而不是用原来的方案和器材多次测量取平均值,A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(5)弹簧测力计指针未调零,但实验中测量的是重力与浸没时的拉力差、空桶与装水后的拉力差,零点偏移会被抵消,故对实验无影响。
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抢分专练05 实验探究题(全国通用)
(光、热、力、电磁、创新实验)
抢分专练
题型一 光学
1.李同学利用图甲所示的实验装置,探究光的反射定律。装置中,平面镜放置在水平桌面上,垂直放置在平面镜上的纸板可以沿ON向前、向后折转。
(1)实验中,为了更好地从纸板前的不同方向观察到光的径迹,应选用较______(选填“粗糙”或“光滑”)的纸板。
(2)使一束光贴着纸板沿AO方向入射,观察到反射光沿OB方向射出。若将入射光AO向ON靠近,则反射光______(选填“靠近”或“远离”)ON。
(3)李同学将一束光沿BO方向射到O点,观察到光沿OA方向射出。这是因为在反射现象中,光路______。
(4)若将纸板F沿ON向后折转,如图乙所示,发现折转后的纸板F上看不到反射光。此现象说明反射光线、入射光线和法线______。
2.某小组利用如图所示的装置探究凸透镜成像规律。
(1)将各元件调整到如图甲位置时,小组成员在光屏上能观察到清晰的像,这个像是___________(填“放大”“等大”或“缩小”)的,并可确定凸透镜的焦距为___________cm;
(2)保持图甲所示的凸透镜位置不变,若将发光物体向凸透镜方向移动,为在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向___________(填“左”或“右”)移动,像的大小将___________(填“变大”“不变”或“变小”);
(3)常用体温计的刻度部分为三棱体,横截面积如图乙所示。我们在测量体温时,如分别沿A、B、C、D方向观察读数。其中沿___________方向观察易于读数,这是因为体温计在设计时应用了___________(填“显微镜”“望远镜”或“放大镜”)的原理。
3.某实验小组探究凸透镜成像的实验装置如图,当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上出现一个清晰的烛焰的像。
(1)则该像的特点是___________;
(2)这个凸透镜的焦距可能是___________(填选项字母):
A.5cm B.10cm C.20cm D.30cm
(3)若图中将凸透镜向右移动10cm,发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像,保持蜡烛位置不变,可以将光屏向___________(左/右)移动,且移动的距离___________(>/</<=)10cm;
(4)若图中在凸透镜前紧贴放置一个远视眼镜的镜片,镜片的口径和凸透镜基本相同,则只需将光屏向___________(左/右)移动,光屏上就能得到烛焰清晰的像,但像比原来___________(大/小)。
4.如图甲是汽车抬头显示系统。显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,司机平视可以看到数据竖直的像,如图乙。
(1)请在乙图中画出眼睛看到a点像的光路图;
(2)小明利用如图丙所示的装置探究显示系统的成像原理。他在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿______(选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B在玻璃板后面移动,从玻璃板A侧观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合;
(3)当小明靠近玻璃板观察时,像的大小将_______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)保持玻璃板与白纸接触,将玻璃板向A侧倾斜______度可以模拟汽车抬头显示系统;
(5)若显示器通过玻璃板所成的像过低,不便于观察,这时需要将显示器沿水平方向________(选填“远离”或“靠近”)挡风玻璃。
5.在初中物理项目化复习中,某兴趣小组搜集了生活中常见的光学现象。结合实验,请完成下列题目。
(1)小明同学在照镜子的时候在镜中看到了同桌,此时同桌也恰好在镜中看到小明。于是小明选用了平面镜、纸板、激光器和刻度尺、量角器等器材,设计了如图所示的实验:如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明在反射现象中,______。
(2)“烽火连三月,家书抵万金”,秦代木牍是我国最早的家信实物。小杰寒假期间参观博物馆,发现“秦代木牍”的展示柜中放置着凸透镜,如图甲所示,他通过凸透镜观察到正立放大的像,为了弄清其原理,他设计了如下实验:
①实验过程中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图丙所示时,光屏上呈现了一个清晰的像,生活中的______(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)就是利用了这样的成像原理;
②小杰清理凸透镜后通过询问老师知道:当蜡烛放在透镜左侧1倍焦距以内时,能看到正立放大的像。为了观察到像,此时小杰的眼睛应该在透镜的______侧(选填“左”或“右”)观察。
(3)汽车抬头显示(如图丁所示)简称HUD,HUD是为了高速行驶的车辆而研发,HUD是利用平面镜成像原理(如图戊所示),将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候,能够轻易的将车外的景象与车辆信息通过挡风玻璃所成的像融合在一起。
①在HUD系统中,挡风玻璃成像时像与物大小______(选填“相等”或“不相等”);
②挡风玻璃所成的显示器的像是光的______现象形成的______(选填“虚”或“实”)像。
题型二 热学
6.在进行“探究冰熔化时温度随时间变化规律”的实验中,实验装置如图甲所示,图丙是根据冰熔化实验数据绘制的温度随时间变化的图像。
(1)试管中装有适量的碎冰,按图甲组装器材时应将温度计的玻璃泡与碎冰充分接触,但不要碰到试管底部,考虑到碎冰之间有空隙且冰的密度小于水的密度,温度计的玻璃泡要处在碎冰内中间___________(填“偏上”或“偏下”)的位置;
(2)某时刻温度计的示数如图乙所示,则温度为___________℃;实验中判断碎冰熔化的依据是___________;
(3)结合实验过程并分析图像可知:
①冰熔化时随着时间的增加,温度___________;
②这个过程中,试管内物质在A点处于___________态,物质在A点的内能___________(选填“>”“<”或“=”)在B点的内能。
7.小明利用如图甲所示的实验装置探究水的沸腾。
(1)组装器材时,应先固定图甲中的B,后固定A目的是__________。
(2)调整好器材,用酒精灯加热,在水温升高到90℃时开始计时,小明每隔1min观察一次温度计的示数,同时注意观察水中发生的现象,直至水沸腾并持续4min后停止读数,将所得的数据记录在表格中。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
90
92
94
98
98
98
98
98
①小明观察到,第6min时,水中气泡的情形应为图乙中的______(选填“C”或“D”)图。
②水沸腾后又持续加热了4min,你认为这样做的目的是__________。
(3)根据实验数据,得出水沸腾后的温度特点是__________。
8.如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小华用两个相同的容器(图中用虚线框表示)分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
(1)实验中两种液体吸收热量的多少可通过________(选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。
(2)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,________(选填“A”或“B”)吸收的热量较多。
(3)冬天,小华想自制一个暖手袋,若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择________(选填“A”或“B”)。
(4)小华使用两套完全相同的装置的目的是使两种液体用酒精灯加热,这是通过________(选填“做功”或“热传递”)的方式增加液体的内能。
(5)分析图像可知,________液体的吸热能力弱:液体A、B的比热容之比为________。
9.如图甲,小明用传感器比较不同物质的比热容:他用铁夹将温度传感器及分别盛有甲、乙两种液体的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头部分要与试管内的液体良好接触,两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连。打开红外加热器开关对盛有液体的试管进行加热,在计算机上可以得到相应的温度一时间实验图线。
(1)实验前,除让两个试管内的液体初温相同外,还必须控制它们的________(质量/体积)相同;
(2)实验时,液体吸收热量的多少可以通过________(选填“加热时间”或“升高的温度”)来反映;
(3)某次实验中,在计算机上得到的温度一时间实验图线如图乙所示。分析图像可知,________(填“甲”或“乙”)液体的吸热本领强;加热10min,甲吸收的热量________(选填“大于”、“小于”或“等于”)乙吸收的热量。
(4)若乙液体是水,则甲液体的比热容是________ [];
(5)下列现象中不能用比热容知识来解释的是 。
A.春天的夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
B.炎热的夏天常常在教室的地面上洒水
C.城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温
D.汽车发动机的冷却循环系统用水做冷却
10.科技小组学习完比热容相关知识后,想利用自制教具探究海陆风的成因。
任务一:探究沙子和水的吸热能力
(1)利用如图甲所示装置探究沙子和水的吸热能力。取相同______和初温的水和沙子,用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热,实验时通过比较______来间接反映水和沙子吸收热量的多少;
(2)依据实验数据描绘如图乙的水和沙子的温度随时间变化的图像,由图像可知在时间相同时水的升温比沙子的升温慢,若升高相同温度,______的加热时间要更长,说明______的吸热能力强,根据图像可知沙子的比热容是______;
任务二:实验模拟海陆风的形成
(3)取下两箱子的封口盖,在两个箱子的侧面分别开一个小孔,连上一个两端开口的透明细管AB,点燃一支香放在细管中(如图丙),请利用所学知识分析判断:相同条件下,加热一段时间后,白烟将会从管的______(选填“A”或“B”)管口冒出。依据实验和理论分析,可推断夜间风是______(选填写字母)。
A.从大海吹向陆地 B.从陆地吹向大海
题型三 力学
11.小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)根据A与C、D实验可得:浮力大小与___________有关;
(2)可以计算出盐水的密度为___________kg/m3;
(3)为验证浮力和物体的密度是否有关,小明将瓶子中的沙子倒掉一些相当于减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验,发现此时弹簧测力计示数小于1.7N,便认为浮力和物体的密度有关,小明在该实验环节中存在的问题是___________。
12.我国古代劳动人民很早就掌握了盐水选种的技术。北魏贾思勰在《齐民要术·收种》中记载:“以盐水和,投谷种于中,浮者去之,沉者留之”。实验小组测量用于选种的盐水的密度,判断其是否符合选种要求(合格盐水密度约为
(1)实验操作如下:
①把天平放在水平台上,并将游码移至标尺零刻度线处,指针位置如图甲所示,此时应向________(填“左”或“右”)调节平衡螺母,直至横梁在水平位置平衡。
②在烧杯中倒入适量的盐水,用调节好的天平测出烧杯和盐水的质量为117.4g。
③将烧杯中的部分盐水倒入量筒,液面位置如图乙所示,则量筒中盐水的体积为________cm³。
④用天平测出烧杯和剩余盐水的质量,砝码质量和游码在标尺上的位置如图丙所示,则烧杯和剩余盐水的质量为________g。
(2)计算得出盐水的密度为________kg/m³。
(3)小组还有成员用另一种方法测量该浓度盐水密度,用弹簧测力计、烧杯、水、薄塑料袋(体积和质量可忽略不计)进行测量。实验步骤如下:
①把适量的盐水装入塑料袋,尽量排出空气后扎紧口,用弹簧测力计测其重为5.6N;
②然后用弹簧测力计提着塑料袋浸没在水中,弹簧测力计示数如图丁所示,为________ N;
③则根据测量数据计算出盐水的密度为________kg/m³;
13.根据如图所示的实验回答下列问题:
(1)如图甲所示是“测量小车运动的速度”的实验装置,让小车从斜面的A点由静止释放开始下滑,分别测出小车从A点到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。由图可知:小车做的是______(选填“匀速”或“变速”)直线运动;实验时,发现小车的速度很快,不便于测量时间,应采取的措施是_____(写出一条即可)。
(2)如图乙所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的装置,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线,导线的两端跟电流表连接,导线跟电流表组成闭合电路。实验时通过观察_____来判断电路中是否产生感应电流;让蹄形磁体静止,当导线AB在磁场中_____(选填“左右”或“上下”)运动时电路中会产生感应电流,利用这一原理,人们制成了_____。
14.在“制作简易密度计”的跨学科实践活动中,同学们用一根长约20 cm的圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作了一个如图甲所示的简易密度计,其总重力为0.1 N。()
(1)制作时,先把吸管两端剪平,用石蜡把端口密封,将一些铜丝密绕在吸管的下端是为了降低_______,使其在液体中处于竖直漂浮状态,该自制密度计漂浮时受到的浮力为_______N;
(2)将自制密度计分别放入水中和密度分别为、的食盐水中,待漂浮稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C(如图甲),刻度A处应标示的密度值为_______。在标记刻度过程中,发现相邻两刻度线之间的距离较小,为提高测量精度,在保证密度计总重力不变的前提下,同学们想了如下改进方案,其中可行的是_______(填字母);
A.换更大的容器盛放液体
B.换横截面更细的吸管制作密度计
C.换横截面相等、长度更长的吸管制作密度计
(3)将制作好的简易密度计置于水中(如图乙),量出水面至封口端的距离为,此时密度计受到的浮力为;再将同一密度计置于盐水中(如图丙),量出盐水液面至封口端的距离为,忽略细铜丝的体积,盐水的密度_______(用、、表示);
(4)小明和小华组制作了、两个简易密度计(如图丁):分别放入水中时,水面恰好与密度计最上面刻度线齐平,与密度计最下面刻度线齐平,如果要用它们测量密度稍小于水的另一种液体的密度,则应选用_______(选填“”或“”)密度计;
(5)对密度计标注刻度时,同学们发现密度计的刻度不均匀,为了使制作的密度计刻度均匀,应将密度计做成_______(选填“上宽下窄”或“上窄下宽”)的形状。
15.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,利用长木板、毛巾、木块、砝码及弹簧测力计进行实验,如图所示。
(1)实验前要把弹簧测力计在_________(水平/竖直)方向上调零;
(2)实验中,为了测量滑动摩擦力的大小,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,应使其在木板表面或毛巾表面做_________运动,根据________的条件,可知此时摩擦力和拉力大小相等;
(3)比较_______两图中测力计的示数,可知滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
(4)利用如图甲的实验装置重复操作,下列哪几个选项的木块所受摩擦力大小仍为1.6N:_______(多选题,填字母);
A.将水平拉力增大到3N
B.让木块以更大的速度运动
C.将木块从中间竖直切开后叠放
D.将木块水平切去一半
(5)有同学利用拉力传感器和木板改进实验,如图丁所示。写出该实验的优点:________(写出一条即可)
16.探究阻力对物体运动的影响:
(1)实验中使小车从斜面的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的___________,运用的科学方法是___________法。
(2)由实验现象可知,小车在毛巾表面受到阻力最大,速度减小得最___________(选填“快”或“慢”)。
(3)进一步推理得出结论:运动的小车不受阻力时,将一直___________,这说明物体的运动___________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(4)在图甲中画出小车在毛巾表面静止时的受力示意图。
17.小渝用图甲所示仪器探究液体压强与哪些因素有关,他作出以下猜想:
A.液体压强大小可能与液体深度有关
B.液体压强大小可能与液体密度有关
(1)你通过生活中_________的现象说明小渝猜想A是合理的。
(2)实验中液体压强大小的变化是通过比较U形管两侧液面的_____________来判断,下面列举的实验与此研究方法相同的是_____________(选填“A”、“B”或“C”);
A.在研究力时,引入“力的示意图”
B.用木块在水平面上移动的距离来反映阻力对物体运动的影响
C.在探究平面镜成像特点时,用未点燃的蜡烛乙替代点燃的蜡烛甲的像
(3)图乙U形管左侧、右侧水深分别是7cm、10cm,则U形管底部受到水的压强为_____________;若考虑橡皮膜形变的作用,金属盒探头浸入水中的深度_____________3cm(选填“”、“”或“”);
(4)小渝通过乙、丙两次实验可以证明猜想_____________(选填“A”或“B”);在探究液体压强与液体密度关系时,两烧杯中液面必须相平,你_____________(选填“赞同”或“不赞同”)此观点;
(5)小渝同学在进行图丙、丁实验时,发现U形管中两侧液面的高度差大小对比不明显,为使U形管中两液面的高度差大小对比明显,可以_____________。(多选)
A.向丙丁图的烧杯中继续添加等深度的水和盐水
B.将压强计向后倾斜放置
C.将U形管中水换为酒精
D.换用U形管更细的压强计
18.(1)利用如图所示实验装置探究“滑动摩擦力与哪些因素有关”,实验中用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动。对比乙、丙所示的实验,可以发现滑动摩擦力的大小与_______有关;若用更大的速度水平拉动图甲的木块做匀速直线运动,则木块所受滑动摩擦力的大小_______(选填“大于”“小于”或“等于”)1.2N;
(2)用橡皮筋、定滑轮、钩码、绳子“探究同一直线上二力的合成”,实验装置如图所示;
橡皮筋原长,甲、乙、丙三次实验均将橡皮筋伸长到,目的是为了使三次实验中力的作用效果_______(选填“相同”或“不同”);通过比较图_______两种情况,可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和;通过比较图乙、丙两种情况,可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,方向跟_______(选填“较大”或“较小”)的那个力的方向相同。
19.小明用如图所示装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验开始时,杠杆在图甲所示的位置静止,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)移动。
(2)杠杆水平平衡后,小明完成了初步探究。为进一步探究杠杆的平衡条件,如图乙所示,将弹簧测力计从a位置旋转至b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”)。
(3)物理老师自制了一个“杠杆力臂演示仪”,如图a所示,O点为螺母位置,悬挂重物、并调节位置,使杠杆AB在水平位置平衡(杠杆自身重力和摩擦力不计)。保持杆OA不动、重物G,位置不变,松开螺母将杆OB向下折一个角度后拧紧螺母,如图b所示,若重物的悬挂位置保持不变,杠杆将沿_____________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动,要使杠杆在图示位置平衡,则重物的悬挂位置应移动到图中________(选填“①”“②”或“③”)处。
(4)回到家后,小明想用探究所得的“杠杆的平衡条件”解决问题:
①为估算金属块的质量m和密度,小明利用家中物品设计了如图所示装置。一把刻度均匀的均质刻度尺,用细线系于30cm刻度线处,恰能在水平位置平衡。在左侧20cm刻度线处挂上金属块,右侧挂一个质量可忽略不计的保鲜袋,袋内装有250g的矿泉水,移动保鲜袋到38cm刻度线处,刻度尺再次在水平位置平衡。则金属块的质量为______g。
②将金属块浸没在装有水的杯中且不触底,只移动保鲜袋至37cm刻度线处,刻度尺仍在水平位置平衡,则金属块的密度____________。(g取,)
20.小明和小组同学进行了“测量滑轮组的机械效率”的实验。
(1)利用如图所示的装置分别进行实验,将测得的实验数据记录在表中。
实验
序号
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
4
0.2
1.8
0.6
74%
4
8
0.1
3.2
0.3
83%
5
8
0.1
2.5
0.4
(2)根据表格数据可知,第5次实验是用__________图装置进行实验的,该装置的机械效率为__________%;通过分析第1、2两次实验,可得出结论:使用相同滑轮组提升同一物体时,滑轮组的机械效率与绕绳方式__________;通过比较第2、4两次实验数据可得出结论:使用相同滑轮组提升物体时,物体越重,滑轮组的机械效率越__________(选填“大”或“小”);
(3)为提高滑轮组机械效率,根据以上结论和生活经验,不可采取的措施有__________(填字母)
A.减轻动滑轮重 B.增加所提物体 C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度
题型四 电磁学
21.物理兴趣小组的同学想探究电流与电阻的关系,已知电源电压恒为5V,电流表测量范围为0~0.6A,电压表测量范围为0~3V。实验中用到的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个。连接的实验电路如图甲所示。
(1)请在图甲中添加一根导线完成电路连接,使滑片左移时,两电表示数均变大。
(2)将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,移动滑片,电压表仍无示数,则电路故障可能是______断路。
(3)探究过程中需要更换不同阻值的定值电阻进行多次实验,目的是_____。
(4)A、B两个实验小组的同学换用不同电阻进行实验(电压表量程可能不同),根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像,其中_____(选填“A”或“B”)小组的图像是错误的,原因是______。
(5)根据正确的I-R图像,可以得出结论:_____。
(6)小欣受到实验的启发,设计了拓展电路如图丙所示,电源电压恒为9V,R0为滑动变阻器。R1、R2为定值电阻。闭合开关S,当开关S1分别接a、b点时,调节滑片至不同位置,使电压表示数均为4V,若,则两次滑动变阻器连入电路中的阻值之差为______ Ω。
22.为了探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”,某小组在图甲所示的电路中A、B、C三处各接入一个电流表,连接的实物电路如图乙所示。
(1)连接电路时,开关应该处于_______状态。
(2)如图乙的实物电路中有一根导线连接有误,请你在接错的导线上画“×”,再把它改到正确位置上。
(3)改正错误后,该小组进行实验,测出A、B、C三处的电流并记录在表格中:
A处电流IA/A
B处电流IB/A
C处电流IC/A
0.16
0.16
0.32
根据以上实验数据可得出:并联电路中各支路的电流相等,你认为这一结论是_______(选填“正确”或“错误”)的,得到这组实验数据的原因可能是_______。
(4)该小组继续进行实验,第2次实验中B处电流表的示数如图丙所示,其示数为_______A。
实验次数
A处电流IA/A
B处电流IB/A
C处电流IC/A
1
0.16
0.16
0.32
2
0.46
_______
0.8
3
0.20
0.32
0.52
分析实验数据,得到的实验结论是:并联电路中,_______(用文字表述)。
(5)另一小组在进行该实验时,连接好电路闭合开关后,两个小灯泡都发光,但由于连接的导线较乱,一时无法确定两灯是串联还是并联,请你写出一种判断两灯连接方式的方法:_______
23.探究磁场对电流的作用:
(1)如图所示组装器材,闭合开关,导体ab___________,说明磁场对电流有力的作用。利用这一原理可制成___________(选填“电动机”或“发电机”);
(2)将磁体两极对调,接通电源,观察到导体ab反向运动,说明通电导体在磁场中的受力方向与___________方向有关;
(3)若将图中的电源换成___________,可探究电磁感应现象。闭合开关,当导体ab在磁场中___________(选填“上下”“前后”或“左右”)运动时,电路中会产生电流,此过程中___________能转化为___________能。
24.小明在“探究电流与电压、电阻的关系”时,选用的实验器材有电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、不同阻值的定值电阻、导线若干。
(1)请你帮小明在虚线框内画出实验电路图;
(2)若小明选用的定值电阻开路,闭合开关后,电流表、电压表示数情况将会是_________;
(3)实验过程中,小明发现记录数据的纸被不慎弄污,只剩图中所示的表格及部分数据,基于图中信息可以判断,小明正在探究的是电流与________的关系;
5
10
15
20
0.6
0.3
0.2
(4)为收集图中右下角的数据,在正确连接电路的基础上,小明闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为_____V时,可收集到该数据。
25.探究欧姆定律:
实验序号
1
2
3
电压U/V
1.0
2.0
电流I/A
0.20
0.40
0.50
(1)请根据图甲电路,在图乙中用笔画线代替导线将实物电路连接完整。
(2)探究电流与电压的关系时,闭合开关前,滑动变阻器的滑片需移到___________(选填“A”或“B”)端。将实验数据记入表中,第3次实验中电压表的指针如图丙所示,其示数为___________V,分析数据可知:在___________一定时,导体中的电流与导体两端的电压成___________比。
(3)连接电路过程中,误将电流表和电压表的位置互换了,闭合开关,则电流表___________(选填“有”或“无”)示数,电压表___________(选填“有”或“无”)示数。
(4)利用该实验装置探究电流与电阻的关系时,更换定值电阻的阻值后,需调节滑动变阻器的滑片,使___________保持不变。
26.在测量定值电阻阻值的实验中:
(1)小红同学根据如图甲所示的电路图,将实验器材连接成实验电路(如图乙所示)。有一根导线未连接请画出正确连接方式。
(2)将电路改接正确之后,小红同学闭合开关,调节滑片,当电流表的示数为0.2A时,电压表的示数如图丙所示,则电压表的示数是________V,被测电阻的阻值是________Ω。
(3)小红和小花两位同学都为自己在全班首先获得测量结果而高兴。准备整理实验器材,结束实验。针对这种情况,你对她们提出的建议是________。
27.小涵同学想用“伏安法”来测量定值电阻的阻值,于是他在学校实验室借了一些器材,连接了如图甲所示的电路,电源电压恒定不变:
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最端。
(2)然后闭合开关,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,计算的阻值为____。
(3)以下实验与本实验进行多次测量的目的相同的是____(选填字母);
A.探究影响滑动摩擦力大小的因素
B.探究杠杆的平衡条件
C.刻度尺测物体的长度
(4)按照上面的操作步骤,小涵又测量了一个小灯泡的电阻,并描绘了其电流随电压变化的图像,小涵发现他所描绘的定值电阻的图像是一条直线,而小灯泡的图像如图丙所示,利用该实验电路还可以算出小灯泡的功率,根据以上步骤的实验数据,当小灯泡的电压时,可知小灯泡此时功率____。
28.“探究电热与时间的关系”实验。
(1)在图a中用笔画线表示导线,把滑动变阻器串联接入电路,要求连线不要交叉,滑片P向B移动,电路的电流增大;
(2)安装____测量水温,通过水温变化比较电热丝产生的热量;
(3)闭合开关,观察到水温不断升高。该现象表明电热丝阻值和电流不变时,通电时间越长,电流产生的热量越____(选填“多”“少”);
(4)继续加热一段时间后,发现水未沸腾,但水温保持不变。拓展探究如下:
①从能量转化与守恒的角度分析,这一现象产生的原因是水每秒吸收的热量____(选填“大于”“小于”或“等于”)水每秒向外界散失的热量;
②用图b中电压表和电流表的示数计算,若电热丝产生的热量全部被水吸收,则为____J;
③为升高水温,可通过____(选填“增大”“减小”)电热丝的功率实现;
④移动滑片P,观测到水温上升后,仍会稳定在另一温度;
⑤重复步骤④,得到下表数据;
实验序号
1
2
3
4
5.0
10.0
15.0
20.0
0.5
1.0
1.5
2.0
____
10.0
22.5
40.0
28.5
36.0
48.5
66.0
⑥据表中数据画出图像,由图像推测实验时的室温约为____℃。
29.小敏在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡和额定电流为的小灯泡进行实验。
(1)图甲是小敏同学在测量小灯泡的额定功率时连接的实物电路。
①图甲中有一根导线连接错误,请在这根线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法___________。
②改正电路连接后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至___________端以保护电路(选填“A”或“B”);
③闭合开关后发现灯泡不亮,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,故障原因可能是___________;
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实验中,观察到小灯泡的电压为2.0V时,为了测量其额定功率,滑动变阻器的滑片应向___________(选填“A”或“B”)端移动。若通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图乙所示,可知小灯泡的额定功率为___________W。
⑤实验中滑动变阻器有三种规格,分别为“ 1A”、“ 0.2A”、“ 0.5A”应选用___________(选填“”、“”或“”)。
(2)小宇同学还设计了如图丙所示的电路,测出了灯泡的额定功率。已知:滑动变阻器的最大阻值均为。
①只闭合开关S、,移动的滑片,使电流表示数为。
②断开开关,并保持滑片的位置不变,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为。
③保持滑片的位置不变,再将的滑片调至最左端,记下电流表的示数;最后将的滑片调至最右端,记下电流表的示数。
④写出灯泡额定功率的表达式:___________。(用、、、表示)
30.小明利用如图甲所示电路进行 “探究电流与电阻关系” 的实验,已知电源电压为6V,实验用到的定值电阻值分别为5、10、15、20、25,根据所得数据画出乙图所示图像。
(1)根据电路图甲,连接实物图。
(2)开关闭合前滑片调到____端(“A”或“B”),当用10电阻替换5电阻时,滑片P要向____(选填“左”或“右”)端移动。
(3)由图像可以得到的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成____。
(4)若滑动变阻器的最大电阻为30,则实验所用的定值电阻允许的最大值为____。
题型五 创新实验
31.弓箭(如图甲所示)是古代的一种远射兵器。创新小组的同学模拟弓箭的结构,将四支铅笔用橡皮筋两两扎在一起,把扎好的两组铅笔按十字形捆在一起,并将摘掉笔芯的中性笔筒固定在铅笔上(如图乙所示);然后用胶带将铅笔两端的橡皮筋连在一起作为弦,并用中性笔芯作为箭(如图丙所示),制成简易的弓箭模型。
他们猜想中性笔芯的飞行距离可能与橡皮筋形变程度和中性笔芯质量等有关,于是利用自制模型在学校操场进行了实验。
(1)在橡皮筋弹性限度内,小梦多次用力把橡皮筋拉伸到不同长度后将中性笔芯射出,记录中性笔芯的水平飞行距离并进行比较,这一操作是为了探究中性笔芯的飞行距离与________的关系。
(2)若他们想探究中性笔芯水平飞行距离与其质量的关系,请你为小组同学设计一个记录实验数据的表格。
(3)请你根据生活经验,针对中性笔芯的飞行距离提出一个可探究的科学问题:_________?
实验次数
中性笔芯质量
中性笔芯的水平飞行距离
1
2
3
实验次数
中性笔芯质量
中性笔芯的水平飞行距离
1
2
3
32.随着“一带一路”倡议的深入推进,青藏高原等地区已成为关键的交通节点,这些地区广泛分布着冻土区。图甲是冻结状态下冻土的结构示意图,冻土的导电能力可以反映冻土内水分的冻结情况。创新小组将若干份仅温度不同的冻土样品分别连入图乙所示的电路中,探究不同温度下冻土的导电能力。(图乙中电源电压恒定)
(1)实验时,冻土的导电能力是通过______来反映的;
(2)请你为本实验设计一个记录数据的表格;
(3)在冻土上修建交通基础设施后,冻土中的含水量会发生变化,造成不同路段上存在冻胀差异,容易引发路基开裂,所以在进行冻土工程时,常会用粗砂、砾石等材料替换一定厚度的冻土层。根据以上信息,请你提出一个可探究的科学问题:______。
温度/℃
电流/A
温度/℃
电流/A
33.小明和小华需要参加一项“创新小制作”活动,备选器材有:学生电源、数字电流表、数字电压表、开关、导线、恒温箱和两种热敏电阻、。小明和小华想利用热敏电阻和完成创新小制作。
【项目一】测量电阻大小
(1)为测量的阻值,他们连接了如图甲所示的电路,请你用笔画线,将电路补充完整,要求:滑片P向左移动时,电流表示数增大。
(2)连接电路时,开关应处于______状态。
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,若两电表完好,则可能原因是______。
(4)排除故障后,他们将置于恒温箱内,改变恒温箱的温度,通过收集到的实验数据计算出不同温度下的阻值,其阻值随温度的变化情况如下表所示。由表格数据可知,的阻值随温度的升高而______(选填“增大”或“减小”)。测量完的电阻后,他们又利用图甲电路测得在不同温度下的阻值,其阻值随温度的变化情况如下表所示。
温度t/℃
0
20
40
60
80
100
电阻/Ω
0.1
0.12
0.19
电阻/Ω
【项目二】制作简易电子温度计
(5)小明要制作一个量程为0~100℃的简易电子温度计,要求:只能使用一个热敏电阻,且被测温度越高,电表示数越大。如图乙所示是小明设计的简易电子温度计电路图,所选的热敏电阻是______(选填“”或“”),并选择______表作为测量电表。
【项目三】制作过热保护装置
(6)小华为用电器加装过热保护装置,如图丙所示,阻值为10Ω。要求:当温度达到60℃时,通过的电流自动下降到10mA,停止工作;当温度回降,自动恢复工作。小华所选的热敏电阻是______(选填“”或“”),电源电压应调至______V。
34.小李在“悟理创新实验”社团活动中,看见如图甲的双探头压强计,该装置一次测量可采集多个数据,激起了她探究液体压强的浓厚兴趣。
(1)U形管A、B中装入同种液体,小李用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液面都出现了明显高度差且保持稳定,说明压强计__________(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)如图甲,小李先在装水的容器中进行实验;然后换用密度大于水的硫酸铜溶液进行实验,记录实验数据如下表:
序号
液体种类
探头C深hC/cm
高度差△hA/格
探头D深度hD/cm
高度差△hB/格
1
水
3
6
5
10
2
水
4
8
6
12
3
硫酸铜溶液
3
9
5
15
4
硫酸铜溶液
4
12
6
18
①分析表中1、2(或3、4)两组数据可知:____________;
②分析表中________或_______(填写实验序号)数据可知:深度相同时,液体密度越大,压强越大;
③根据表中数据,小李估算出硫酸铜溶液的密度为_______g/cm3。
35.小明和兴趣小组的同学一起探究“二力平衡的条件”,每个钩码的质量均为50g。
(1)如图甲所示,小明同学在左边和右边各挂一个钩码,这时木块保持静止,说明相互平衡的两个力方向______。
(2)细心的小峰在实验时发现,若左边挂一个钩码,右边挂两个钩码时,木块仍然保持静止状态。经过讨论,同学们发现这一现象的原因是木块受到了_________的作用,此时木块在水平方向上受到的力______(选填“平衡”或“不平衡”)。
(3)实验小组决定改进实验设计,设计了如图乙实验装置,这个装置比图甲实验装置的优点是:______。经过讨论,又设计出了如图丙所示装置,要求卡片_________(选填“硬度要大”“弹性要好”或“质量要小”)。
(4)为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,如果利用如图丙所示装置进行实验,下一步的操作是______(选填字母)。
A.左右各加一个钩码
B.把卡片剪成两半
C.把卡片扭转一个角度
(5)随后,小明利用实验装置的器材进行了创新实验。如图丁,他将重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上,在水平向右风力的作用下,滑块P向右做匀速直线运动。再将方管Q按图戊竖直放置后,滑块P竖直向下运动,实验中控制滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变,其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.7倍,忽略空气阻力。小明通过分析计算出图戊中滑块P受到的摩擦力F=______G。
36.杆秤是前些年我们家中常用的测量质量的工具,小刚所在的实践创新小组对家中的杆秤进行观察,并准备动手制作一个杆秤。
(1)图甲所示的杆秤利用了________原理。这个杆秤有两个提纽,当小刚使用提纽1时杆秤最大能称量20kg的物体,当他使用提纽2时杆秤能称量物体的最大质量会________(选填“大于”“小于”或“等于”)20kg。使用这两个提纽时,零刻度线的位置________(选填“相同”或“不相同”)。
(2)若某次称量时小刚只使用了提纽1,称量了同一物体两次,当他第二次换用质量更大的秤砣时,第二次秤砣在秤杆上悬挂的位置会更________(选填“靠近”或“远离”)提纽的位置。
(3)小刚用一根测量范围为1m、分度值为1cm、质量不计的粗细均匀的直尺来制作杆秤,制作过程如下:
①他分别在直尺上5cm和10cm刻度处钻了一个小孔,各穿了一根细绳作为秤钩和提纽(秤钩和提纽的质量均忽略不计)。
②接着他又找来一个质量为2kg的钩码挂在细绳上作为秤砣,秤砣可以在秤杆上移动。当小刚用这个自制的杆秤称量物体时,这个杠杆的支点是________(选填“提纽”或“秤钩”)所在的位置。当在秤钩上挂一个重物时,秤砣的位置如图乙所示,则秤钩上挂的重物的质量为________kg。
37.如图甲所示,创新小组的同学们在“探究平面镜成像的特点”时,将点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,能看到玻璃板后面有它的像。
(1)用透明玻璃板代替平面镜的目的是_______。实验中,蜡烛B在玻璃板后的纸面上无论怎样移动,都无法让它与蜡烛A的像完全重合,其原因可能是_______。
(2)解决上述问题后,图乙是同学们经过三次实验,在白纸上记录的像与物对应点的位置。通过处理和分析这张“白纸”上的信息,可得出的结论是_______(写出一条即可)。
(3)移开蜡烛B,把光屏放在像的位置处,光屏上_______(填“能”或“不能”)承接到蜡烛的像。
(4)比较蜡烛在A、B、C三点所成像的大小,发现大小相同,说明平面镜所成的像大小_______。
(5)将蜡烛A靠近玻璃板,所成像的大小将_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
38.在探究液体压强影响因素的实验中,某实验小组采用改进型U形管压强计进行实验研究。该装置在传统U形管基础上进行了创新设计,增加了一个带有阀门K的三通接头结构如图甲所示。实验过程中忽略橡皮膜形变及橡胶软管内气体被压缩带来的影响。
(1)实验前连接装置时,阀门K应处于__________(选填“打开”或“关闭”)状态,使U形管两侧液面相平;轻压探头橡皮膜,若U形管中的液面能灵活升降,说明装置___________(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)如表所示为实验数据,分析A、C两次实验数据可知:深度相同时,___________越大,液体压强越大。
实验
液体
深度
U形管液面高度差
A
水
5
4.0
B
水
10
8.0
C
盐水
5
4.8
(3)根据表中的数据,小李估算出盐水溶液的密度为___________。()
(4)用图戊装置测量未知液体密度:
①两探头分别放入水和待测液体,深度均为h时,U形管液面高度差为;
②从___________(选填“水”或“待测液体”)中缓慢抽出部分液体,直至消失,测得此时探头深度为;
③液体密度表达式___________(用h、表示)。
39.某创新实验小组利用弹簧测力计、石块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)实验中所用石块的重力为______N;
(2)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力______(填“偏大”或“偏小”);
(3)溢水杯装满水后,将石块浸没在水中,如图乙所示,石块受到的浮力为______N,石块受到的浮力大小______它排开水所受的重力。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)为了得到更普遍的实验结论,下列继续进行的操作中不合理的是:( )(填字母符号);
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成密度不同的酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)实验结束后发现弹簧测力计的指针没有在零刻度线处,这对实验______(选填“有”或“无”)影响。
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