抢分05 基本实验题(抢分专练)(天津专用)2026年中考物理终极冲刺讲练测
2026-05-06
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2份
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74页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 39.38 MB |
| 发布时间 | 2026-05-06 |
| 更新时间 | 2026-05-06 |
| 作者 | xhxxhxzxxk |
| 品牌系列 | 上好课·冲刺讲练测 |
| 审核时间 | 2026-05-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57705754.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
抢分05 基本实验题(天津专用)
抢分预测 抢分秘籍 抢分特训
3年考情
抢分依据
命题预测
2025T21
小实验组合:刻度尺、天平的使用,弹簧测力计测量浮力
力:力学的基本探究实验仍是考查重点,控制变量法是必考的实验方法,实验整体难度中等
2024T23
探究“液体压强与哪些因素有关”
2023T21
测量固体的密度
2023T23
探究“探究滑动摩擦力的影响因素”
2025T23
探究“电流与电压和电阻的关系”
电:电学基本实验仍是考查重点,控制变量法是必考的实验方法,实验整体难度中等
2024T21
探究“电阻一定时电流与电压关系”
【考向一】力学实验
测量实验
测量物质的密度
(1)测固体密度
①用天平测出固体的质量m;
②在量筒中倒入适量的水,测出水的体积V1;
③将固体放入量筒的水中使其浸没,读出量筒的示数V2;
固体密度的表达式:。
(2)测液体密度
①用天平测出烧杯和液体的总质量m1;
②把烧杯中适量液体倒入量筒中,读出量筒中液体的体积V;
③用天平测出烧杯和剩余液体的总质量m2;
液体密度的表达式:。
探究实验
探究影响滑动摩擦力大小的因素
(1)控制变量法的应用:
①探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系:保持接触面的粗糙程度不变,只改变压力的大小,观察弹簧测力计的示数变化。
②探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系:保持压力不变,只改变接触面的粗糙程度,观察弹簧测力计的示数变化。
(2)结论:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力就越大;接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大
探究液体内部的压强特点
(1)转换法:通过U形管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小。
(2)控制变量法:
①探究液体压强与方向的关系:保持探头在水中的深度不变,改变探头在水中的方向,观察U形管两侧液面的高度差。
②探究液体压强与深度的关系:保持探头在水中的方向不变,改变探头在水中的深度,观察U形管两侧液面的高度差。
③探究液体压强与液体密度的关系:保持探头的方向不变,将探头浸没在不同液体的同一深度处,观察U形管两侧液面的高度差。
(3)结论:在同种液体内部,深度越深,液体压强越大;在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;液体内部向各个方向都有压强,在同种液体同一深度处向不同方向的压强相等;液体内部的压强只与液体的密度和液体的深度有关,与容器的形状无关。
探究杠杆的平衡条件
(1)实验前调节杠杆水平平衡的目的:消除杠杆自重对实验的影响。
(2)实验中让杠杆在水平位置平衡的目的: 便于测量力臂。
多
(3)杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,或F1L1=F2L2。
探究物体的动能跟哪些因素有关
(1)转换法的应用:通过木块被推动距离的多少来反映钢球动能的大小。
(2)控制变量法的应用:
①使同一小车从斜面的不同高度由静止滚下,如图甲、乙所示,目的是保持质量相同,探究动能大小与速度的关系。
②使质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止滚下,如图甲、乙所示,目的是保持速度相同,探究动能大小与质量的关系。
(3) 实验结论:动能大小与速度有关,质量一定时,速度越大,动能越大;动能大小与质量有关,速度一定时,质量越大,动能越大。
【考向二】电学实验
测量实验
伏安法测定值电阻
(1)原理:
(2)多次测量目的:取平均值减小误差;
(3)滑动变阻器作用:①改变电阻两端电压和通过电阻的电流;②保护电路
伏安法测灯丝电阻
(1)原理:
(2)滑动变阻器作用:①改变灯泡两端电压和通过灯泡的电流;②保护电路。
(3)多次测量目的:寻找规律——灯丝电阻随温度升高而变大
探究实验
探究“影响导体电阻大小的因素”
(1)转换法的应用:电阻的大小是通过灯泡的亮暗程度或电流表示数来反映的
(2) 控制变量法
①探究电阻的大小跟导线的长度是否有关(选用同种材料制成的粗细相同、长度不同的导线进行实验)
②探究电阻的大小跟导线的粗细是否有关(选用同种材料制成的长度相同、横截面积不同的导线进行实验
③探究电阻的大小跟材料是否有关(选用不同材料制成的长度、横截面积都相同的导线进行实验)
(3) 实验结论:导体电阻的大小跟导体的材料、长度、横截面积等因素有关。在一定温度下,同种材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大;同种材料、长度相同的导体,横截面积越小,电阻越大。
探究电流与电压关系
(1)控制变量法:保持电阻不变,改变定值电阻两端的电压,记录对应的电流。
(2) 滑动变阻器作用:①成整数倍改变电阻两端电压;②保护电路
(3)结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比
探究电流与电阻的关系
(1)控制变量法::保持电压不变,换用不同阻值的电阻,调节滑动变阻器的滑片,使电阻两端电压不变,记录电路中对应的电流。
(2)滑动变阻器作用:①保持电阻两端电压不变;换用阻值不同的电阻多次实验,每次实验时,通过移动滑片,使电阻两端的电压不变;②保护电路
(3)结论:电压不变时,通过导体的电流与导体电阻成反比
题型一 力学基本实验
1.(2025河西二模)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_______。
2.(2025滨海新区二模)下面是小明同学“测量一块不规则矿石的密度”的实验报告单,请你将空缺处补充完整。
【实验】测量不规则小石块密度
【实验目的】用天平和量筒测量小石块的密度
【实验器材】天平(砝码)、量筒、水、细线和小石块
【实验原理】__________
【实验步骤】
(1)将天平放在水平桌面上,游码置于标尺的零刻度处,发现天平的指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向________(填“左”或“右”)调节,使天平横梁平衡;
(2)用天平测量石块质量时,示数如图乙所示;
(3)向量筒中倒入适量的水,水面所到达的刻度如图丙所示;
(4)将小石块完全浸没在量筒的水中,水面所到达的刻度如图丁所示。
【数据处理】用天平测出石块的质量为_______g,石块的体积为________cm3,石块的密度为_______kg/m3。
【实验评估】另一同学的实验方法是先用水和量筒测出石块体积,再取出石块放在天平上测石块质量,这种实验方法测出的石块密度值比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)。
3.(2025西青一模)小明用天平和量筒测量小石块的密度,实验步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,游码放到标尺左端的零刻度线处,若发现指针指在如图甲所示的位置,小明应将天平右端的平衡螺母向______(填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
(2)用调节好的天平测量石块质量时,小明将小石块放在天平的左盘,向右盘加入最小砝码后,天平的指针仍如图甲所示,此时小明应______;
(3)天平再次平衡时,盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,则小石块的质量为______;
(4)将小石块用细线系好慢慢放入量筒,浸没于水中,水面到达的位置如图丁所示。由此可以算出小石块的体积为______,小石块的密度为______;
(5)若小明先测量小石块的体积,将小石块从量筒中取出后再测量小石块的质量,则测量的小石块密度______(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
4.(2025和平三模)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_______。
5.(2025蓟州三模)在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,小奎同学采用了如图1所示的装置。让小车自斜面上某一个固定位置由静止开始自由滑下,用小旗子标记每次小车在相应平面上停止后所处的位置。
(1)让小车从斜面上同一位置下滑,比较小车在不同水平面上运动的距离,得出结论:初速度相同时,小车所受阻力越小,速度减小得越慢,运动的距离越远;如果水平面是光滑的,那么从斜面上滑下来的小车将会在水平面上______。
(2)在此实验的基础上还可以探究“滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验。
①如图2甲所示,把一个木块放在木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平木板做匀速直线运动,由此可以得到木块受到的滑动摩擦力大小,这样操作的实验原理是______。
②甲、乙两次实验可以得出的结论是:______。
6.(2025河西二模)沈仔细同学在研究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”时,提出了如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面所受压力的大小有关:
猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面积大小有关。
为了验证猜想,准备了如下实验器材:一个带挂钩的长方体木块、砝码、两块粗糙程度不同的长木板A、B,一个弹簧测力计。他参照如图所示实验装置进行实验,沿水平方向拉动木块,记下弹簧测力计的示数,记录的实验数据如下表;请你帮他完成下列任务。
次数
长木板
放置方式
压力/N
测力计示数/N
1
A
平放
5
1
2
A
平放
10
2
3
A
侧放
5
1.5
4
B
平放
5
2.5
(1)向右拉动弹簧测力计,每次都使木块在木板上做_______运动;
(2)比较第_______次实验数据,可以验证猜想一;
(3)比较第_______次实验数据,可以验证猜想二,并由此得出的结论是:_______;
(4)沈仔细同学通过查阅资料获知“滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关”的结论,那么第3次实验最可能出现的问题是_______。
7.(2025河东一模)同学们在研究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关:
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
为了验证猜想,准备了弹簧测力计、一个长方体木块、砝码、材料相同但粗糙程度不同的长木板。
实验装置如图所示,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板匀速运动,读出弹簧测力计示数,即可知滑动摩擦力的大小。通过改变放在木块上的砝码和换用粗糙程度不同的长木板进行了多次实验,实验记录的数据如下表:
序号
接触面
压力/N
弹簧测力计示数/N
①
木板1
4
1.2
②
木板1
6
1.8
③
木板1
8
2.4
④
木板2(较粗糙)
6
2.6
⑤
木板3(更粗糙)
6
3.2
⑥
木板3(更粗糙)
10
5.3
请你完成下列任务:
(1)在图中画出木块被匀速拉动时在水平方向上的受力示意图;
(2)为了便于验证猜想二,请重新设计一个实验表格,并将上表中的相关数据全部筛选整理后填入你所设计的表中;
(3)分析重新设计的表中数据,可以得到的实验结论是__________。
8.(2024南开三模)学校物理兴趣小组做探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验,实验装置如图。
(1)小于同学用弹簧测力计拉着木块A在水平桌面上做__________运动,如图甲,弹簧测力计的示数是0.6N,根据__________条件可知,则木块A与水平桌面之间的滑动摩擦力是__________N;若木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力将__________(选填“不变”、“变大”或“变小”);
(2)小芳同学把两个完全相同的木块A和B叠放在一起,再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动,如图乙,可以得出滑动摩擦力的大小与__________有关;
(3)实验过程中,小金同学突发奇想,将两个完全相同的木块A和B固定在一起,如图丙。比较图丙和图乙,发现它们的弹簧测力计示数相等,说明滑动摩擦力的大小与受力面积的大小无关。则图丙的弹簧测力计示数是__________N。
9.(2025和平一模)按要求填空;
(1)小白和小华同学设计了如图所示的两种实验方案来“探究影响压力作用效果的因素”
①在小白设计的图1甲、乙、丙实验中,通过观察海绵的__________来反映压力的作用效果,这里采用的研究方法也用于以下( )(选填序号)实验中;
A.探究重力的大小跟质量的关系
B.研究阻力对物体运动的影响
C.研究影响浮力大小的因素
D.探究二力平衡的条件
②比较图1甲、乙,可以得到的结论是:____________。
③如图1丁所示,小华将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,发现大块和小块肥皂对海绵压力的作用效果相同,于是得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。他在探究的过程中存在的问题是____________。
(2)在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小白用弹簧测力计拉同一木块进行了三次正确的操作,如图2甲、乙、丙所示:
①在图2乙中,木块受到的滑动摩擦力大小等于__________;
②分析图2甲、丙两次实验数据可以得出结论:___________。
10.(2024红桥三模)小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。
(1)图甲中的装置是测量液体内部压强的仪器,它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会发生形变,U形管左右两侧液面就会产生__________;
(2)根据图乙、图丙所示现象可以研究:液体内部压强大小与__________的关系。根据研究得出的结论,拦河坝应设计成__________(选填“下宽上窄”或“下窄上宽”)的形状;
(3)如图丙、图丁所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察U形管左右两侧液面的变化,得出结论:______________;
(4)通过学习,小彬利用掌握的液体压强知识测量实验所用盐水的密度,过程如下:
①向如图戊所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮膜向右凸起;
②再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮膜恢复原状;
③测得水面到橡皮膜中心的深度为;测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为;
④可推导出该盐水密度的表达式为__________(用、、表示)。
11.(2024南开一模)某小组用如图甲所示的U形管压强计探究液体内部压强的特点。
(1)如图乙和丙所示,将探头浸没于水中时,随着探头没入水中的深度增大,可以观察到U形管两边液面的___________越大,由此可知液体内部的压强与___________有关;
(2)保持如图丙探头的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀,通过观察现象,小组一同学得出了“在同一深度液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。你认为通过他这样的操作得到的结论是___________(选填“正确”或“不正确”)的,原因是___________;
(3)如图丁所示,容器中间用隔板分成左、右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,当容器左、右两侧分别加入两种不同的液体A和B,观察到橡皮膜发生了形变,以下判断中正确的是___________(填字母)。
A.液体A的密度大于液体B的密度 B.液体A的密度等于液体B的密度
C.液体A的密度小于液体B的密度 D.以上选项均有可能
12.(2024和平一模)小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于______(选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,轻压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置______(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图乙与______两图,可得出同一种液体内部压强随深度的增加而增大;比较图丙与丁两图,还可初步得出结论:______;
(3)若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向______移动适当的距离;移动探头后,观察到U形管水面高度差为,此时探头受到盐水的压强为,小婷取出探头放回水中,当U形管水面高度差再次为时,测出探头在水中的深度为,则______Pa。
13.(2025蓟州二模)沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:重力势能的大小可能与物体的质量有关;
猜想二:重力势能的大小可能与物体所在的高度有关;
猜想三:重力势能的大小可能与物体的体积有关。
他为了验证猜想,准备了如下实验器材:花泥(易产生塑性形变)若干块,体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m、3m的小球各一个;体积不同的小球3个,将它们分别从不同位置由静止释放,小球陷入花泥里的深度情况如图所示;请你完成下列内容。
(1)本实验中,小球的重力势能大小是通过观察______来反映的;
(2)分析A、B、C球的实验现象,可得出结论:______;
(3)为了验证猜想三,G、H球的质量分别为______。
14.(2024武清三模)天津市道路交通安全规定:骑乘电动自行车应佩戴安全头盔,限载一名12岁以下儿童,禁止超速行驶。实验小组联想到骑乘造成的危险伤害可能与电动自行车的动能有关,于是用钢球模拟电动自行车,探究电动自行车的动能跟哪些因素有关。实验小组提出了以下猜想:
猜想1:由“限载”猜想电动自行车的动能大小与质量有关
猜想2:由“禁止超速”猜想电动自行车的动能大小与速度有关
为了验证上述猜想,老师提供了如下器材:斜槽、刻度尺、两个钢球A、B()、木块和长木板。
(1)实验小组做了如图所示的三次实验:让钢球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的木块,实验中通过比较木块被撞击后滑行的距离来反映___________;(选填序号)
①钢球撞击木块后的动能 ②钢球撞击木块前的动能 ③木块被撞击后的动能
(2)请你在方框内设计一个记录实验数据的表格;
(3)实验结束后,为了使甲、乙得出的实验结论更具有普遍性,实验小组多次更换不同质量的钢球重复实验,其中一次钢球将木块撞出了木板,可能的原因是:___________;(选填序号)
①钢球与木板之间的摩擦变大了②更换的钢球质量太大了
(4)若利用如图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验,需要增加的器材是___________。(选填序号)
①倾斜程度不同的斜面 ②粗糙程度不同的长木板 ③质量不同的钢球
15.(2024南开三模)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)
16.(2024河西二模)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”)。
17.(2024河东二模)天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”,《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。小明利用实验室的器材进行了“探究杠杆的平衡条件”的实验。
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l 2/cm
1
1.0
10
0.5
20
2
1.5
10
1.0
15
3
2.0
15
1.5
20
(1)实验前杠杆静止在如图所示的位置,须将平衡螺母向______调节,使杠杆在______位置平衡;
(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,改变钩码的位置,使杠杆重新平衡,三次实验获得的数据如上表所示。分析可得杠杆的平衡条件是______;
(3)为了进一步验证实验结论,又做了下图所示的实验,此时杠杆水平平衡。请你在图中画出动力 F1和阻力 F2的力臂______;
(4)如图是杆秤的示意图,使用时,将待称量的物体挂在秤钩上,用手提起B或C处的秤纽,移动秤砣在秤杆上的位置D,使秤杆达到水平平衡时即可读出待称物体的质量。此杆秤秤砣质量为400g,秤砣最远可移至 E点(秤杆和秤钩质量忽略不计),AB、BC、BE的长度如图所示。则该杆秤的最大称量是______kg。
18.(2025河东一模)如图所示,在测量滑轮组机械效率的实验时,部分实验数据如下表。
实验次数
钩码重力
钩码上升高度
拉力
绳端移动距离
机械效率
1
1.0
5
15
2
1.5
5
0.8
15
3
2.0
5
1.0
15
4
2.0
10
1.0
30
请根据要求完成下列任务:
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码向上做________运动;第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为___________N;第2次实验时该滑轮组的机械效率为________:
(2)分析1、2、3次实验数据可知,用同一滑轮组提升重物时,重物越重,_________;分析3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升高度__________(选填“有关”或“无关”):
(3)结合生活实际,用滑轮组提升重物时,可提高机械效率的措施有________(写出一例不同于上述实验的措施)
19.(2024河北二模)用图所示装置测量滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表:
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳子自由端移动距离s/cm
机械效率η
1
2.0
5
1.0
15
66.7%
2
4.0
5
1.8
15
74.1%
3
4.0
10
1.8
30
74.1%
4
6.0
5
2.5
15
(1)实验过程中,缓慢竖直拉动弹簧测力计,使钩码向上做__________运动;
(2)第4次实验时所做的有用功为__________J,滑轮组的机械效率是__________%;
(3)分析1、2、4次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越__________(选填“重”或“轻”),滑轮组的机械效率越高;分析2、3次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度__________(选填“有关”或“无关”);
(4)用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是__________。
A.换用更轻的动滑轮 B.加快提升物体的速度
题型二 电学基本实验
20.(2024河西二模)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。
21.(2024和平三模)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:___________。
22.(2023东丽二模)如图甲所示是“探究串联电路的电压规律”的实验电路图。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲的电路图完成图乙中实物图的连接;
(2)实验中,选择的两个小灯泡的规格应该是______(选填“相同”或“不相同”)的;
(3)进行实验测得A、B两点间,A、C两点间的电压分别如图所示,电源电压为______V,小灯泡两端的电压为______V。
23.(2022东丽一模)在“探究串联电路的电压规律”的实验中,小涵同学设计了如图所示的电路。
(1)在连接电路时,开关应该处于___________(填“闭合”或“断开”)状态;
(2)按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,完成图乙的电路连接;
(3)连好电路闭合开关后,她发现两只灯泡都不亮,且电压表的示数为0,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障是___________(填“L1断路”“L1短路”“L2断路”或“L2短路”);
(4)排除故障后,小涵选用_______(选填“相同”或“不同”)规格的灯泡,完成了三次实验,并记录了数据。分析下表中的数据,可得出的结论为:串联电路中电源两端电压______各用电器两端电压之和。
实验次数
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
L1、L2两端的总电压U/V
1
1.3
1.5
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
24.(2024滨海新区一模)在“探究影响电阻大小的因素”实验中,某实验小组中甲、乙、丙三位同学分别做出如下猜想:
甲同学:导体的电阻与导体的长度有关;
乙同学:导体的电阻与导体的材料有关;
丙同学:导体的电阻与导体的横截面积有关。
请利用如图所示的电路分别对三位同学的猜想进行实验验证,实验中使用4根合金电阻丝、其规格、材料如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
锰铜合金
0.5
0.4
B
锰铜合金
1.0
0.4
C
锰铜合金
1.0
0.6
D
镍铬合金
1.0
0.6
(1)实验中应通过比较电路中______的大小,来判断导体电阻的大小;
(2)若验证乙同学的猜想,应选用______(填编号)两根合金丝进行对比实验;
(3)选用A、B两根导体分别接入图中M、N两点间,闭合开关电流表的示数不同,可知在导体的横截面积和材料相同时,导体的电阻大小跟导体的______有关。
25.(2023河西二模)同学们在做“探究影响导体电阻大小因素”的实验时,提出如下猜想:
猜想一:导体的电阻与导体的材料有关;
猜想二:导体的电阻与导体的长度有关;
猜想三:导体的电阻与导体的横截面积有关;
同学们利用如图所示的电路进行验证,实验中使用的4根合金丝的规格、材料及实验数据如下表所示;
编号
材料
长度
横截面积
电流
A
锰铜合金丝
0.5
0.8
0.4
B
镍铬合金丝
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金丝
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金丝
1.0
0.4
0.08
(1)该实验是通过观察__________________间接比较导体电阻的大小;
(2)为了验证猜想一,应选用合金丝___________和____________进行实验;(填写字母)
(3)选用编号为B、C的合金丝分别接入电路,是为了验证猜想____________(选填“一”、“二”或“三”)。分析实验数据,可得出的结论是:___________,____________,电阻越大;
(4)分别将编号为C、D的合金丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了__________的工作原理中。(选填字母)
A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器
26.(2025滨海新区一模)小明用如图所示的电路探究电流与电压的关系;
(1)根据设计的电路图连接的实物电路,请在虚线框中画出该电路图;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最______端;
(3)闭合开关,移动滑片,记录了如下数据。第4次实验的电压表和电流表的示数如图所示,请将示数填入表中;
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
2.0
2.2
2.4
_______
电流I/A
0.20
0.22
0.24
_______
(4)分析表中数据,可得出的结论是:_________
27.(2025西青一模)小亮在“探究电流与电压的关系”实验中,电源电压为3V,定值电阻的阻值为5Ω,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
(1)他在实验桌上连接了如图甲所示的实验电路,请你检查小亮连接的实验电路,先在错接的那根导线上打上“×”,之后只修改这根错接的导线,用笔画线代替导线连接出正确的实验电路;
(2)纠正错误后开始实验,小亮通过实验得到了3组数据如表所示。在获得第2组数据后,要得到第3组数据,应将滑片P向_________(选填“A”或“B”)端移动;由数据分析可得,电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成___________比;
(3)实验中滑动变阻器的作用除了可以保护电路,还有___________;
(4)实验中,多次测量的目的是 ;
A.求平均值减小实验误差 B.归纳得出普遍规律
(5)如图乙所示是小亮和另一位同学根据各自所测的数据绘制出I—U的图像,对比发现两图线的倾斜程度不同,请根据所学知识分析原因:____________。
28.(2024南开二模)同学们为“探究电流与电阻的关系”准备了电压为3V的电源,规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。实验中控制定值电阻两端电压为2V不变,请帮同学们完成以下问题:
(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙的电路连接完整______;
(2)先将5Ω的电阻接入电路中,滑动变阻器移到阻值最大处,闭合开关,移动滑片,电压表示数如图丙所示,则需向______(选填“左”或“右”)端移动滑片,使定值电阻两端电压为2V;
(3)接下来,将5Ω的电阻更换成10Ω的电阻接入电路,移动滑片使电压表示数______(选填“变大”“变小”或“不变”)从而与之前的保持一致,并记录电流表示数填入表格:
电阻/Ω
5
10
20
电流/A
0.4
0.2
0.1
分析记录的数据,可初步得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______比;
(4)将定值电阻换成小灯泡,还可做测量小灯泡电阻实验,按电路图重新接好电路,闭合开关时发现灯不亮,电流表、电压表的示数均为0,以下故障判断正确的是______。
A.可能是灯泡断路
B.可能是灯泡短路
C.可能是滑动变阻器接线柱接触不良
29.(2023南开一模)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
30.(2025红桥三模)小明同学想测量一个定值电阻的阻值。
(1)如图甲是小明设计的实验电路,请你依图甲用笔画线代替导线在图乙中将没有连接完的实物电路补充完整;
(2)在某次测量中,电压表、电流表的示数如图所示,计算出的电阻值为 ___________Ω;
(3)请你在虚线框内为他设计记录数据的表格(要求记录三次数据)。
31.(2025和平一模)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=______。
32.(2024和平二模)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;并在虚线框内画出相应的电路图;
(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_______。
33.(2024南开三模)在测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至______(选填“A”或“B”)端;
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表几乎没有示数。根据上述现象可判断出电路的故障可能是______;
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路 C.滑动变阻器短路
(4)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,为______A,则小灯泡正常发光时的电阻约是______;
(5)测量发现,小灯泡两端电压增大,小灯泡的电阻也增大了,其本质原因是:______。
34.(2025南开二模)在探究“通电螺线管外部磁场的方向”实验中,同学进行了如下操作。
(1)将多个小磁针摆放在螺线管周围。闭合开关,小磁针发生偏转,静止时的指向如图甲所示,分析可知,通电螺线管周围的磁场和______(选填“条形”或“U形”)磁体的磁场相似;
(2)如图乙所示,在螺线管的两端各放一个小磁针,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。实验时发现现象不明显,为了增强磁场的强度,在不改变线圈匝数的情况下,可以采取______的办法;
(3)闭合开关后,为了更好地通过铁屑客观地描述磁场分布情况,可轻敲硬纸板,这样做的目的是减小铁屑与玻璃板之间的______力,使铁屑在磁场力的作用下动起来。实验中可以用______(填序号)代替铁屑,显示磁场分布;
A.铜 B.铝屑 C.镍粉
(4)改变电流方向,发现铁屑的分布形状______(选填“没有改变”或“发生改变”);
(5)在图甲中,通电后发现螺线管上下两侧中间部位的小磁针没有发生偏转,而其他位置的小磁针均发生了偏转,这两处小磁针不偏转的原因可能是______。
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抢分05 基本实验题(天津专用)
抢分预测 抢分秘籍 抢分特训
3年考情
抢分依据
命题预测
2025T21
小实验组合:刻度尺、天平的使用,弹簧测力计测量浮力
力:力学的基本探究实验仍是考查重点,控制变量法是必考的实验方法,实验整体难度中等
2024T23
探究“液体压强与哪些因素有关”
2023T21
测量固体的密度
2023T23
探究“探究滑动摩擦力的影响因素”
2025T23
探究“电流与电压和电阻的关系”
电:电学基本实验仍是考查重点,控制变量法是必考的实验方法,实验整体难度中等
2024T21
探究“电阻一定时电流与电压关系”
【考向一】力学实验
测量实验
测量物质的密度
(1)测固体密度
①用天平测出固体的质量m;
②在量筒中倒入适量的水,测出水的体积V1;
③将固体放入量筒的水中使其浸没,读出量筒的示数V2;
固体密度的表达式:。
(2)测液体密度
①用天平测出烧杯和液体的总质量m1;
②把烧杯中适量液体倒入量筒中,读出量筒中液体的体积V;
③用天平测出烧杯和剩余液体的总质量m2;
液体密度的表达式:。
探究实验
探究影响滑动摩擦力大小的因素
(1)控制变量法的应用:
①探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系:保持接触面的粗糙程度不变,只改变压力的大小,观察弹簧测力计的示数变化。
②探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系:保持压力不变,只改变接触面的粗糙程度,观察弹簧测力计的示数变化。
(2)结论:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力就越大;接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大
探究液体内部的压强特点
(1)转换法:通过U形管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小。
(2)控制变量法:
①探究液体压强与方向的关系:保持探头在水中的深度不变,改变探头在水中的方向,观察U形管两侧液面的高度差。
②探究液体压强与深度的关系:保持探头在水中的方向不变,改变探头在水中的深度,观察U形管两侧液面的高度差。
③探究液体压强与液体密度的关系:保持探头的方向不变,将探头浸没在不同液体的同一深度处,观察U形管两侧液面的高度差。
(3)结论:在同种液体内部,深度越深,液体压强越大;在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;液体内部向各个方向都有压强,在同种液体同一深度处向不同方向的压强相等;液体内部的压强只与液体的密度和液体的深度有关,与容器的形状无关。
探究杠杆的平衡条件
(1)实验前调节杠杆水平平衡的目的:消除杠杆自重对实验的影响。
(2)实验中让杠杆在水平位置平衡的目的: 便于测量力臂。
多
(3)杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,或F1L1=F2L2。
探究物体的动能跟哪些因素有关
(1)转换法的应用:通过木块被推动距离的多少来反映钢球动能的大小。
(2)控制变量法的应用:
①使同一小车从斜面的不同高度由静止滚下,如图甲、乙所示,目的是保持质量相同,探究动能大小与速度的关系。
②使质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止滚下,如图甲、乙所示,目的是保持速度相同,探究动能大小与质量的关系。
(3) 实验结论:动能大小与速度有关,质量一定时,速度越大,动能越大;动能大小与质量有关,速度一定时,质量越大,动能越大。
【考向二】电学实验
测量实验
伏安法测定值电阻
(1)原理:
(2)多次测量目的:取平均值减小误差;
(3)滑动变阻器作用:①改变电阻两端电压和通过电阻的电流;②保护电路
伏安法测灯丝电阻
(1)原理:
(2)滑动变阻器作用:①改变灯泡两端电压和通过灯泡的电流;②保护电路。
(3)多次测量目的:寻找规律——灯丝电阻随温度升高而变大
探究实验
探究“影响导体电阻大小的因素”
(1)转换法的应用:电阻的大小是通过灯泡的亮暗程度或电流表示数来反映的
(2) 控制变量法
①探究电阻的大小跟导线的长度是否有关(选用同种材料制成的粗细相同、长度不同的导线进行实验)
②探究电阻的大小跟导线的粗细是否有关(选用同种材料制成的长度相同、横截面积不同的导线进行实验
③探究电阻的大小跟材料是否有关(选用不同材料制成的长度、横截面积都相同的导线进行实验)
(3) 实验结论:导体电阻的大小跟导体的材料、长度、横截面积等因素有关。在一定温度下,同种材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大;同种材料、长度相同的导体,横截面积越小,电阻越大。
探究电流与电压关系
(1)控制变量法:保持电阻不变,改变定值电阻两端的电压,记录对应的电流。
(2) 滑动变阻器作用:①成整数倍改变电阻两端电压;②保护电路
(3)结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比
探究电流与电阻的关系
(1)控制变量法::保持电压不变,换用不同阻值的电阻,调节滑动变阻器的滑片,使电阻两端电压不变,记录电路中对应的电流。
(2)滑动变阻器作用:①保持电阻两端电压不变;换用阻值不同的电阻多次实验,每次实验时,通过移动滑片,使电阻两端的电压不变;②保护电路
(3)结论:电压不变时,通过导体的电流与导体电阻成反比
题型一 力学基本实验
1.(2025河西二模)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
【解析】(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。
2.(2025滨海新区二模)下面是小明同学“测量一块不规则矿石的密度”的实验报告单,请你将空缺处补充完整。
【实验】测量不规则小石块密度
【实验目的】用天平和量筒测量小石块的密度
【实验器材】天平(砝码)、量筒、水、细线和小石块
【实验原理】__________
【实验步骤】
(1)将天平放在水平桌面上,游码置于标尺的零刻度处,发现天平的指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向________(填“左”或“右”)调节,使天平横梁平衡;
(2)用天平测量石块质量时,示数如图乙所示;
(3)向量筒中倒入适量的水,水面所到达的刻度如图丙所示;
(4)将小石块完全浸没在量筒的水中,水面所到达的刻度如图丁所示。
【数据处理】用天平测出石块的质量为_______g,石块的体积为________cm3,石块的密度为_______kg/m3。
【实验评估】另一同学的实验方法是先用水和量筒测出石块体积,再取出石块放在天平上测石块质量,这种实验方法测出的石块密度值比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 右 22.4 10 偏大
【解析】[1]要测量形状不规则的石块的密度,需要测量石块的质量和体积,所以利用公式得到密度。
(1)[2]由图可知,托盘天平的指针偏左,此时应该将平衡螺母向右调节,使天平横梁平衡。
(4)[3]由图乙可知,标尺的分度值为0.2g,游码对齐的刻度为2.4g,则金属块的质量m=20g+2.4g=22.4g
[4]图丙中量筒的分度值为2mL,水的体积为30mL,水和金属块的总体积为40mL,则石块的体积V=40mL-30mL=10mL=10cm3
[5]石块的密度为
[6]根据以上步骤,石块从量筒中取出会沾有水,造成石块的质量测量偏大,由得,测出的石块密度值比真实值偏大。
3.(2025西青一模)小明用天平和量筒测量小石块的密度,实验步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,游码放到标尺左端的零刻度线处,若发现指针指在如图甲所示的位置,小明应将天平右端的平衡螺母向______(填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
(2)用调节好的天平测量石块质量时,小明将小石块放在天平的左盘,向右盘加入最小砝码后,天平的指针仍如图甲所示,此时小明应______;
(3)天平再次平衡时,盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,则小石块的质量为______;
(4)将小石块用细线系好慢慢放入量筒,浸没于水中,水面到达的位置如图丁所示。由此可以算出小石块的体积为______,小石块的密度为______;
(5)若小明先测量小石块的体积,将小石块从量筒中取出后再测量小石块的质量,则测量的小石块密度______(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
【答案】(1)左 (2)取下最小的砝码,移动游码,直至天平平衡 (3) (4)10 (5)偏大
【解析】(1)在调节天平平衡时,指针指向分度盘的右侧,说明右侧比较重,平衡螺母应该向左侧移动。
(2)在测量时,当指针指向右侧时,说明右侧砝码质量较大,需要拿出最小的砝码,移动游码使指针指向分度盘的中央,直至天平平衡。
(3)石块的质量等于砝码的质量加上游码的读数,即
(4)[1][2]量筒的一大格表示10mL,每一大格分为10小格,即每一小格为1mL,此时液面在20mL与30mL之间的第3格,即读数为23mL;因为,故。放入小石块后量筒的读数为33mL,则小石块的体积为
小石块的密度为
(5)先测量体积,体积是准确值,再测量质量,因为小石块上带有一部分水,导致质量偏大,根据公式推断,测量的小石块的密度偏大。
4.(2025和平三模)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
【解析】(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
5.(2025蓟州三模)在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,小奎同学采用了如图1所示的装置。让小车自斜面上某一个固定位置由静止开始自由滑下,用小旗子标记每次小车在相应平面上停止后所处的位置。
(1)让小车从斜面上同一位置下滑,比较小车在不同水平面上运动的距离,得出结论:初速度相同时,小车所受阻力越小,速度减小得越慢,运动的距离越远;如果水平面是光滑的,那么从斜面上滑下来的小车将会在水平面上______。
(2)在此实验的基础上还可以探究“滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验。
①如图2甲所示,把一个木块放在木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平木板做匀速直线运动,由此可以得到木块受到的滑动摩擦力大小,这样操作的实验原理是______。
②甲、乙两次实验可以得出的结论是:______。
【答案】(1)做匀速直线运动 (2)二力平衡 当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
【解析】(1)平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,运动的距离越远,由此可以推测:如果水平面是光滑的,则小车不受阻力,小车速度将不会改变,那么从斜面上滑下来的小车将会在水平面上做匀速直线运动。
(2)[1]用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,它受到的拉力和摩擦力是一对大小相等、方向相反的平衡力,由此可以得到木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数大小,所以这样操作的实验原理是二力平衡。
[2]分析甲、乙两次实验,接触面的粗糙程度相同时,乙图中物体对木板的压力较大,弹簧测力计的示数也较大,即物体受到的滑动摩擦力也较大,所以可以得出的结论是:当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
6.(2025河西二模)沈仔细同学在研究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”时,提出了如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面所受压力的大小有关:
猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面积大小有关。
为了验证猜想,准备了如下实验器材:一个带挂钩的长方体木块、砝码、两块粗糙程度不同的长木板A、B,一个弹簧测力计。他参照如图所示实验装置进行实验,沿水平方向拉动木块,记下弹簧测力计的示数,记录的实验数据如下表;请你帮他完成下列任务。
次数
长木板
放置方式
压力/N
测力计示数/N
1
A
平放
5
1
2
A
平放
10
2
3
A
侧放
5
1.5
4
B
平放
5
2.5
(1)向右拉动弹簧测力计,每次都使木块在木板上做_______运动;
(2)比较第_______次实验数据,可以验证猜想一;
(3)比较第_______次实验数据,可以验证猜想二,并由此得出的结论是:_______;
(4)沈仔细同学通过查阅资料获知“滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关”的结论,那么第3次实验最可能出现的问题是_______。
【答案】(1)匀速直线 (2)1、4 (3)1、2 在接触面粗糙程度、接触面积大小相同时,接触面所受压力越大,滑动摩擦力越大 (4)没有控制压力大小相等
【解析】(1)实验中使木块水平方向做匀速直线运动,木块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力等于弹簧测力计的拉力。
(2)要验证猜想一,即滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,需要保持接触面所受压力的大小、接触面积大小不变,只改变接触面粗糙程度,故比较第1、4次实验数据。
(3)要验证猜想二,即滑动摩擦力的大小与接触面所受压力的大小有关,需要保持接触面粗糙程度、接触面积大小不变,只改变接触面所受压力的大小,故比较第1、2次实验数据,并由此得出的结论是在接触面粗糙程度、接触面积大小相同时,接触面所受压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)研究滑动摩擦力大小可能与接触面积大小有关,要控制压力和接触面粗糙程度相同,探究过程中容易存在的问题是木块切去一半,没有控制压力大小相等,为控制压力相同,正确方法是将切除的一半叠放在剩余的一半之上。
7.(2025河东一模)同学们在研究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关:
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
为了验证猜想,准备了弹簧测力计、一个长方体木块、砝码、材料相同但粗糙程度不同的长木板。
实验装置如图所示,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板匀速运动,读出弹簧测力计示数,即可知滑动摩擦力的大小。通过改变放在木块上的砝码和换用粗糙程度不同的长木板进行了多次实验,实验记录的数据如下表:
序号
接触面
压力/N
弹簧测力计示数/N
①
木板1
4
1.2
②
木板1
6
1.8
③
木板1
8
2.4
④
木板2(较粗糙)
6
2.6
⑤
木板3(更粗糙)
6
3.2
⑥
木板3(更粗糙)
10
5.3
请你完成下列任务:
(1)在图中画出木块被匀速拉动时在水平方向上的受力示意图;
(2)为了便于验证猜想二,请重新设计一个实验表格,并将上表中的相关数据全部筛选整理后填入你所设计的表中;
(3)分析重新设计的表中数据,可以得到的实验结论是__________。
【答案】(1)
(2)
序号
压力/N
接触面
弹簧测力计示数/N
①
6
木板1
1.8
②
6
木板2
2.6
③
6
木板3
3.2
(3)压力一定,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大
【解析】(1)木块在水面匀速直线运动,此时水平方向拉力和摩擦力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,木块在水平方向上的受力示意图,如下图所示:
(2)探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,应控制压力大小不变,只改变接触面粗糙程度,据此选择数据
(3)分析表格数据知道,压力大小相同,接触面不同,弹簧测力计示数不同,即摩擦力大小不同,所以可以得到的实验结论是压力一定,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
8.(2024南开三模)学校物理兴趣小组做探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验,实验装置如图。
(1)小于同学用弹簧测力计拉着木块A在水平桌面上做__________运动,如图甲,弹簧测力计的示数是0.6N,根据__________条件可知,则木块A与水平桌面之间的滑动摩擦力是__________N;若木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力将__________(选填“不变”、“变大”或“变小”);
(2)小芳同学把两个完全相同的木块A和B叠放在一起,再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动,如图乙,可以得出滑动摩擦力的大小与__________有关;
(3)实验过程中,小金同学突发奇想,将两个完全相同的木块A和B固定在一起,如图丙。比较图丙和图乙,发现它们的弹簧测力计示数相等,说明滑动摩擦力的大小与受力面积的大小无关。则图丙的弹簧测力计示数是__________N。
【答案】(1)匀速直线 二力平衡 0.6 不变 (2)压力大小 (3)1.2
【解析】(1)[1][2][3]用弹簧测力计拉着木块A在水平桌面上做匀速直线运动,木块A处于平衡状态,根据二力平衡条件可知,木块A与水平桌面之间的滑动摩擦力等于拉力,即f=F=0.6N。
[4]滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与拉力大小无关,若木块在运动过程中拉力突然变大,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力将不变。
(2)[5]把两个完全相同的木块A和B叠放在一起,再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,可以得出滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)[6]将两个完全相同的木块A和B固定在一起,比较图丙和图乙,发现它们的弹簧测力计示数相等,说明滑动摩擦力的大小与受力面积的大小无关。甲图中弹簧测力计的示数为0.6N,则木块受到的滑动摩擦力为0.6N。丙图中将A、B紧靠着放在水平桌面上,接触面的粗糙程度不变,压力变为甲图中的2倍,故摩擦力变为甲图中的2倍,所以图丙的弹簧测力计示数是1.2N。
9.(2025和平一模)按要求填空;
(1)小白和小华同学设计了如图所示的两种实验方案来“探究影响压力作用效果的因素”
①在小白设计的图1甲、乙、丙实验中,通过观察海绵的__________来反映压力的作用效果,这里采用的研究方法也用于以下( )(选填序号)实验中;
A.探究重力的大小跟质量的关系
B.研究阻力对物体运动的影响
C.研究影响浮力大小的因素
D.探究二力平衡的条件
②比较图1甲、乙,可以得到的结论是:____________。
③如图1丁所示,小华将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,发现大块和小块肥皂对海绵压力的作用效果相同,于是得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。他在探究的过程中存在的问题是____________。
(2)在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小白用弹簧测力计拉同一木块进行了三次正确的操作,如图2甲、乙、丙所示:
①在图2乙中,木块受到的滑动摩擦力大小等于__________;
②分析图2甲、丙两次实验数据可以得出结论:___________。
【答案】(1)凹陷程度 B 受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显 没有控制压力相同 (2)2.8N 压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
【解析】(1)[1]实验中压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来反映,使用了转换法。
[2]A.探究重力的大小跟质量的关系,多次测量采用了归纳法;
B.研究阻力对物体运动的影响,通过小车在水平面上通过的距离反映阻力对运动的影响,采用了转换法;
C.研究影响浮力大小的因素,采用了控制变量法;
D.探究二力平衡的条件,采用了控制变量法;
故选B。
[3]比较图1甲、乙,受力面积相同,压力越大,海绵的凹陷程度越大,可以得到的结论是:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
[4]研究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力相同,如图1丁所示,小华将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,发现大块和小块肥皂对海绵压力的作用效果相同,于是得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。他在探究的过程中存在的问题是没有控制压力相同。
(2)[1]在图2乙中,分度值为0.2N,测力计示数为2.8N,根据二力平衡条件,木块受到的滑动摩擦力大小等于 2.8N。
[2]分析图2甲、丙两次实验数据可以得出结论:压力相同丙中测力计示数大,故得出压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
10.(2024红桥三模)小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。
(1)图甲中的装置是测量液体内部压强的仪器,它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会发生形变,U形管左右两侧液面就会产生__________;
(2)根据图乙、图丙所示现象可以研究:液体内部压强大小与__________的关系。根据研究得出的结论,拦河坝应设计成__________(选填“下宽上窄”或“下窄上宽”)的形状;
(3)如图丙、图丁所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察U形管左右两侧液面的变化,得出结论:______________;
(4)通过学习,小彬利用掌握的液体压强知识测量实验所用盐水的密度,过程如下:
①向如图戊所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮膜向右凸起;
②再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮膜恢复原状;
③测得水面到橡皮膜中心的深度为;测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为;
④可推导出该盐水密度的表达式为__________(用、、表示)。
【答案】(1)高度差 (2)液体深度 下宽上窄 (3)同种液体、同一深度,液体向各个方向的压强相等 (4)
【解析】(1)[1]当将探头放在液体里时,由于液体内部存在压强,金属盒上的薄膜就会发生形变,U形管左右两侧液面就会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小,U形管液面的高度差越大,液体内部的压强越大。
(2)[2][3]分析图乙、图丙的实验现象知道,两次实验中液体的种类相同而探头所处的深度不同,图丙中U形管左右两侧液面高度差较大,这就说明图丙中探头所受的压强较大,由此我们可以得出初步结论:在同种液体中,液体压强随着液体深度的增加而增大。因为液体内部的压强的大小随深度的增加而增大,为了使拦河坝能承受更大的水压,因此拦河大坝应该做成上窄下宽的。
(3)[4]如图丙、图丁所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察U形管两侧液面的高度差,发现高度差不变;这表明:同种液体、同一深度,液体向各个方向的压强相等。
(4)④[5]在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入盐水液体,直到观察到橡皮膜变平,则左右液体产生的压强相同,测得水面到橡皮膜中心的深度为h1,测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为h2,根据可知
则盐水的密度的表达式
11.(2024南开一模)某小组用如图甲所示的U形管压强计探究液体内部压强的特点。
(1)如图乙和丙所示,将探头浸没于水中时,随着探头没入水中的深度增大,可以观察到U形管两边液面的___________越大,由此可知液体内部的压强与___________有关;
(2)保持如图丙探头的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀,通过观察现象,小组一同学得出了“在同一深度液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。你认为通过他这样的操作得到的结论是___________(选填“正确”或“不正确”)的,原因是___________;
(3)如图丁所示,容器中间用隔板分成左、右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,当容器左、右两侧分别加入两种不同的液体A和B,观察到橡皮膜发生了形变,以下判断中正确的是___________(填字母)。
A.液体A的密度大于液体B的密度 B.液体A的密度等于液体B的密度
C.液体A的密度小于液体B的密度 D.以上选项均有可能
【答案】(1)高度差 深度 (2)不正确 没有控制液体的深度相同 (3)D
【解析】(1)[1][2]如图乙和丙所示,探头没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差变大,所以在液体密度一定时,液体越深,液体压强越大,所以液体压强与液体深度有关。
(2)[3][4]如图丙所示,保持探头的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀,液体的深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,没有控制液体深度不变,不能探究液体压强跟液体密度的关系。
(3)[5]如图丁所示,橡皮膜向左边凸起,说明右边液体压强大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以无法根据判断左右两侧液体密度大小关系,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
12.(2024和平一模)小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于______(选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,轻压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置______(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图乙与______两图,可得出同一种液体内部压强随深度的增加而增大;比较图丙与丁两图,还可初步得出结论:______;
(3)若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向______移动适当的距离;移动探头后,观察到U形管水面高度差为,此时探头受到盐水的压强为,小婷取出探头放回水中,当U形管水面高度差再次为时,测出探头在水中的深度为,则______Pa。
【答案】(1)打开 不漏气 (2)丙 见解析 (3)上 2000
【解析】(1)[1]U形管与探头连接时,需要保持U形管两侧液面上方的气压相同,因此需要把阀门K打开。
[2]轻压探头的橡皮膜时,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置的气密性较好,装置不漏气。
(2)[3]探究液体压强与深度的关系,需要控制液体的密度相同,改变探头所处的深度,故乙、丙两图符合题意。
[4]丙与丁两图中,同种液体,探头所处的深度相同,只改变探头的朝向,U形管液面的高度差几乎相同,说明:同种液体、同一深度各个方向的压强大小相等。
(3)[5]若要通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,需要控制探头所处的深度相同,因此图戊中的探头需要向上移动。
[6]当U形管液面的高度差相同时,则探头受到的压强大小相等,所以探头受到盐水的压强为
13.(2025蓟州二模)沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:重力势能的大小可能与物体的质量有关;
猜想二:重力势能的大小可能与物体所在的高度有关;
猜想三:重力势能的大小可能与物体的体积有关。
他为了验证猜想,准备了如下实验器材:花泥(易产生塑性形变)若干块,体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m、3m的小球各一个;体积不同的小球3个,将它们分别从不同位置由静止释放,小球陷入花泥里的深度情况如图所示;请你完成下列内容。
(1)本实验中,小球的重力势能大小是通过观察______来反映的;
(2)分析A、B、C球的实验现象,可得出结论:______;
(3)为了验证猜想三,G、H球的质量分别为______。
【答案】(1)小球陷入花泥的深度 (2)见解析 (3)2m,2m
【解析】(1)本实验中,小球的重力势能大小是通过小球陷入花泥的深度来反映的,这是转换法的应用。
(2)比较A、B、C三球,下落高度和运动路径相同,小球的质量越大,小球陷入花泥的深度越大,由此可得出结论:当下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大。
(3)研究物体重力势能与物体体积的关系时,需要保持物体质量和下落高度不变,所以F球、G球和H球的质量相同都应该为2m。
14.(2024武清三模)天津市道路交通安全规定:骑乘电动自行车应佩戴安全头盔,限载一名12岁以下儿童,禁止超速行驶。实验小组联想到骑乘造成的危险伤害可能与电动自行车的动能有关,于是用钢球模拟电动自行车,探究电动自行车的动能跟哪些因素有关。实验小组提出了以下猜想:
猜想1:由“限载”猜想电动自行车的动能大小与质量有关
猜想2:由“禁止超速”猜想电动自行车的动能大小与速度有关
为了验证上述猜想,老师提供了如下器材:斜槽、刻度尺、两个钢球A、B()、木块和长木板。
(1)实验小组做了如图所示的三次实验:让钢球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的木块,实验中通过比较木块被撞击后滑行的距离来反映___________;(选填序号)
①钢球撞击木块后的动能 ②钢球撞击木块前的动能 ③木块被撞击后的动能
(2)请你在方框内设计一个记录实验数据的表格;
(3)实验结束后,为了使甲、乙得出的实验结论更具有普遍性,实验小组多次更换不同质量的钢球重复实验,其中一次钢球将木块撞出了木板,可能的原因是:___________;(选填序号)
①钢球与木板之间的摩擦变大了②更换的钢球质量太大了
(4)若利用如图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验,需要增加的器材是___________。(选填序号)
①倾斜程度不同的斜面 ②粗糙程度不同的长木板 ③质量不同的钢球
【答案】(1)② (2)见解析 (3)② (4)②
【解析】(1)[1]由于动能的大小不易观察到,所以本实验中使用了转化法,即钢球撞击木块前具有动能的大小可通过木块移动的距离来反映。故①③不符合题意,②符合题意。
故选②。
(2)[2]根据题意,动能大小与物体质量和速度有关,则实验记录表格如下表所示:
实验次数
钢球质量m/kg
下滑高度h/m
木块被撞击后滑行的距离s/m
1
2
(3)[3]由题意可得,钢球将木块撞出了木板说明碰撞前钢球的动能比较大,而动能的大小与钢球质量和速度有关,所以可能的原因是更换的钢球质量太大了。故选②。
(4)[4]探究阻力对物体运动的影响时,需要改变接触面的粗糙程度,故①③不符合题意,②符合题意。
故选②。
15.(2024南开三模)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】(1)右 (2)测量力臂 (3)反比 (4)变大 (5)B (6)在扳手的手柄上加上一个套筒
【解析】(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。
16.(2024河西二模)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】(1)不能 (2)大小 (3)二 (4)3 左端下沉 (5)变大
【解析】(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。
17.(2024河东二模)天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”,《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。小明利用实验室的器材进行了“探究杠杆的平衡条件”的实验。
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l 2/cm
1
1.0
10
0.5
20
2
1.5
10
1.0
15
3
2.0
15
1.5
20
(1)实验前杠杆静止在如图所示的位置,须将平衡螺母向______调节,使杠杆在______位置平衡;
(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,改变钩码的位置,使杠杆重新平衡,三次实验获得的数据如上表所示。分析可得杠杆的平衡条件是______;
(3)为了进一步验证实验结论,又做了下图所示的实验,此时杠杆水平平衡。请你在图中画出动力 F1和阻力 F2的力臂______;
(4)如图是杆秤的示意图,使用时,将待称量的物体挂在秤钩上,用手提起B或C处的秤纽,移动秤砣在秤杆上的位置D,使秤杆达到水平平衡时即可读出待称物体的质量。此杆秤秤砣质量为400g,秤砣最远可移至 E点(秤杆和秤钩质量忽略不计),AB、BC、BE的长度如图所示。则该杆秤的最大称量是______kg。
【答案】(1)左 水平 (2) (3) (4)10
【解析】(1)[1][2]如图中,杠杆右端下沉,说明右端杠杆的重心向右偏,应向左调节平衡螺母,才能让杠杆在水平位置平衡。
(2)[3]由表格数据知,每组对应的动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,所以有
(3)[4]过支点O作动力 F1作用线的垂线,即动力臂l1;过支点O作动力 F2作用线的垂线,即动力臂l2;
(4)[5]秤砣的重力为
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N
图中,用手提起B处的秤纽,则动力臂较大,动力一定,阻力臂一定,据杠杆平衡条件知,阻力较大,则有
4N×0.5m=G1×0.02m
解得,G1=100N,最大称量质量为
18.(2025河东一模)如图所示,在测量滑轮组机械效率的实验时,部分实验数据如下表。
实验次数
钩码重力
钩码上升高度
拉力
绳端移动距离
机械效率
1
1.0
5
15
2
1.5
5
0.8
15
3
2.0
5
1.0
15
4
2.0
10
1.0
30
请根据要求完成下列任务:
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码向上做________运动;第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为___________N;第2次实验时该滑轮组的机械效率为________:
(2)分析1、2、3次实验数据可知,用同一滑轮组提升重物时,重物越重,_________;分析3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升高度__________(选填“有关”或“无关”):
(3)结合生活实际,用滑轮组提升重物时,可提高机械效率的措施有________(写出一例不同于上述实验的措施)
【答案】(1)匀速直线 0.6 62.5% (2)机械效率越大 无关 (3)见解析
【解析】(1)[1]实验中应使钩码匀速直线上升,此时系统处于平衡状态,弹簧测力计示数稳定,便于准确读数。
[2]弹簧测力计分度值为0.1N,示数为0.6N。
[3]第2次实验的机械效率
(2)[1]比较1、2、3次实验数据,当钩码重力从1N增加到2N时,机械效率从55.6%提高到66.7%,说明同一滑轮组提升重物越重,机械效率越高。
[2]比较3、4次实验数据,虽然钩码上升高度从5cm增加到10cm,但机械效率保持66.7%不变,说明机械效率与钩码上升高度无关。
(3)实际应用中可以通过减轻动滑轮重量来减小额外功,或给滑轮轴加润滑油来减小摩擦,这些措施都能提高机械效率。
19.(2024河北二模)用图所示装置测量滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表:
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳子自由端移动距离s/cm
机械效率η
1
2.0
5
1.0
15
66.7%
2
4.0
5
1.8
15
74.1%
3
4.0
10
1.8
30
74.1%
4
6.0
5
2.5
15
(1)实验过程中,缓慢竖直拉动弹簧测力计,使钩码向上做__________运动;
(2)第4次实验时所做的有用功为__________J,滑轮组的机械效率是__________%;
(3)分析1、2、4次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越__________(选填“重”或“轻”),滑轮组的机械效率越高;分析2、3次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度__________(选填“有关”或“无关”);
(4)用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是__________。
A.换用更轻的动滑轮 B.加快提升物体的速度
【答案】(1)匀速直线 (2)30 80% (3)重 无关 (4)A
【解析】(1)[1]为了使弹簧测力计的示数稳定,且便于读数,应缓慢竖直拉动弹簧测力计,使钩码向上做匀速直线运动。
(2)[2]第4次实验时所做的有用功为
W有=Gh=6N×5m=30J
[3]第4次实验时所做的总功为
W总=Fs=2.5N×15m=37.5J
滑轮组的机械效率为
(3)[4]分析1、2、4次实验的数据可知,其他因素相同时,钩码越重,滑轮组的效率越高;说明使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越高,滑轮组的机械效率越高。
[5]分析2、3次实验的数据可知,其他因素相同时,物体上升的高度和自由端移动的距离不同,结果滑轮组的机械效率相同;说明滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
(4)[6]A.换用更轻的动滑轮,可以减小额外功,由知,有用功一定时,额外功越小,机械效率越高,所以换用更轻的动滑轮可以提高滑轮组的机械效率,故A符合题意;
B.加快提升的速度时,等时间内,自由端和重物移动的距离比不变,由可知,提升物体的速度不会影响滑轮组的机械效率,故B不符合题意。
故选A。
题型二 电学基本实验
20.(2024河西二模)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
【解析】(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。
21.(2024和平三模)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】(1)串联 C (2)电流表未调零 0.24A (3)选择规格相同的灯泡 实验次数太少,不具有普遍性
【解析】(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,根据指针位置可知,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。
22.(2023东丽二模)如图甲所示是“探究串联电路的电压规律”的实验电路图。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲的电路图完成图乙中实物图的连接;
(2)实验中,选择的两个小灯泡的规格应该是______(选填“相同”或“不相同”)的;
(3)进行实验测得A、B两点间,A、C两点间的电压分别如图所示,电源电压为______V,小灯泡两端的电压为______V。
【答案】(1) (2)不相同 (3)2.8 1.2
【解析】(1)[1]由图甲可知,灯泡L1与L2串联,电压表与L1并联,电压为两节干电池,故电压表选择0~3V的量程,如下图所示:
(2)[2]为了使实验结论具有普遍性,应该选择不同规格的小灯泡。
(3)[3]电压表使用的是0~3V的量程,由图中可知,A、B两点间电压为1.6V,A、C两点间电压为2.8V,故电源电压为2.8V,L2两端的电压为
2.8V-1.6V=1.2V
23.(2022东丽一模)在“探究串联电路的电压规律”的实验中,小涵同学设计了如图所示的电路。
(1)在连接电路时,开关应该处于___________(填“闭合”或“断开”)状态;
(2)按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,完成图乙的电路连接;
(3)连好电路闭合开关后,她发现两只灯泡都不亮,且电压表的示数为0,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障是___________(填“L1断路”“L1短路”“L2断路”或“L2短路”);
(4)排除故障后,小涵选用_______(选填“相同”或“不同”)规格的灯泡,完成了三次实验,并记录了数据。分析下表中的数据,可得出的结论为:串联电路中电源两端电压______各用电器两端电压之和。
实验次数
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
L1、L2两端的总电压U/V
1
1.3
1.5
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
【答案】(1)断开 (2) (3)L2断路 (4)不同 等于
【解析】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关应断开。
(2)[2]电路连接成为一个闭合回路,电压表测灯L1的电压,如图所示:
(3)[3]闭合开关后,发现两只灯泡都不亮,说明电路故障为断路;电压表的示数为0,说明断路的位置不是L1,根据选填内容可知,L2发生断路。
(4)[4]为了使探究得出的结论具有普遍意义,应该选取不同规格的小灯泡进行实验。
[5]由表中数据可知:第一次实验电压之间的关系为
1.4V+1.4V=2.8V
第二次实验电压之间的关系为
1.2V+1.6V=2.8V
第三次实验电压之间的关系为
1.1V+1.7V=2.8V
因此可以得出:串联电路总电压等于各部分用电器两端的电压之和。
24.(2024滨海新区一模)在“探究影响电阻大小的因素”实验中,某实验小组中甲、乙、丙三位同学分别做出如下猜想:
甲同学:导体的电阻与导体的长度有关;
乙同学:导体的电阻与导体的材料有关;
丙同学:导体的电阻与导体的横截面积有关。
请利用如图所示的电路分别对三位同学的猜想进行实验验证,实验中使用4根合金电阻丝、其规格、材料如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
锰铜合金
0.5
0.4
B
锰铜合金
1.0
0.4
C
锰铜合金
1.0
0.6
D
镍铬合金
1.0
0.6
(1)实验中应通过比较电路中______的大小,来判断导体电阻的大小;
(2)若验证乙同学的猜想,应选用______(填编号)两根合金丝进行对比实验;
(3)选用A、B两根导体分别接入图中M、N两点间,闭合开关电流表的示数不同,可知在导体的横截面积和材料相同时,导体的电阻大小跟导体的______有关。
【答案】(1)电流表示数 (2)CD (3)长度
【解析】(1)实验中采用了转换法通过比较电流表示数来比较导体电阻的大小。
(2)若要验证乙同学的猜想,即验证导体的电阻与导体的材料有关时,应控制导体的长度和横截面积都相同,而材料不同,则编号为CD的两根电阻丝符合要求。
(3)比较AB电阻丝,发现其横截面积和材料相同,但长度不同,闭合开关电流表的示数不同,所以选择AB电阻丝可以验证导体的电阻与导体的长度是否有关。
25.(2023河西二模)同学们在做“探究影响导体电阻大小因素”的实验时,提出如下猜想:
猜想一:导体的电阻与导体的材料有关;
猜想二:导体的电阻与导体的长度有关;
猜想三:导体的电阻与导体的横截面积有关;
同学们利用如图所示的电路进行验证,实验中使用的4根合金丝的规格、材料及实验数据如下表所示;
编号
材料
长度
横截面积
电流
A
锰铜合金丝
0.5
0.8
0.4
B
镍铬合金丝
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金丝
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金丝
1.0
0.4
0.08
(1)该实验是通过观察__________________间接比较导体电阻的大小;
(2)为了验证猜想一,应选用合金丝___________和____________进行实验;(填写字母)
(3)选用编号为B、C的合金丝分别接入电路,是为了验证猜想____________(选填“一”、“二”或“三”)。分析实验数据,可得出的结论是:___________,____________,电阻越大;
(4)分别将编号为C、D的合金丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了__________的工作原理中。(选填字母)
A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器
【答案】(1)电流表的示数 (2)A B (3)三 材料、长度相同的导体 横截面积越小 (4)C
【解析】(1)[1]实验中利用了转换法,通过观察电流表的示数大小间接比较导体电阻的大小。
(2)[2][3]为了验证导体的电阻与导体的材料有关,需要保持电阻的长度和横截面积相同,改变电阻的材料,通过观察通过电阻的电流大小来比较电阻大小,故应该选择合金丝A、B来进行实验。
(3)[4]选用编号为B、C的合金丝分别接入电路,B、C合金丝的材料相同,长度相同,横截面积不同,故可探究导体的电阻与导体的横截面积的关系,故为了验证猜想三。
[5][6]通过B、C实验数据,可知电阻材料和长度相同时,横截面积越小,电流越小,电阻越大,故可得材料、长度相同的导体,横截面积越小,电阻越大。
(4)[7]选用C、D两根导体分别接入电路进行实验,根据题意可知,C、D两根导体材料、横截面积相同,而长度不同,所以是验证电阻与导体长度的关系;滑动变阻器是依靠改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的;而电流表、电压表的工作原理与电阻大小无关,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
26.(2025滨海新区一模)小明用如图所示的电路探究电流与电压的关系;
(1)根据设计的电路图连接的实物电路,请在虚线框中画出该电路图;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最______端;
(3)闭合开关,移动滑片,记录了如下数据。第4次实验的电压表和电流表的示数如图所示,请将示数填入表中;
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
2.0
2.2
2.4
_______
电流I/A
0.20
0.22
0.24
_______
(4)分析表中数据,可得出的结论是:_________
【答案】(1) (2)右 (3)2.8 0.28 (4)电阻一定时,电流与电压成正比
【解析】(1)如图所示,电流从电池的正极出发,经过开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表回到负极,电压表需要并联在定值电阻两端,故如图所示:
(2)闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P需要位于阻值最大处,应将滑动变阻器的滑片移到最右端。
(3)[1]如图所示,电压表选择小量程,分度值为0.1V,读数为2.8V。
[2]如图所示,电流表选择小量程,分度值为0.02A,读数为0.28A。
(4)分析表格中的数据,可以发现电压与电流的比值是一个定值,故结论为当电阻一定时,电流与电压成正比。
27.(2025西青一模)小亮在“探究电流与电压的关系”实验中,电源电压为3V,定值电阻的阻值为5Ω,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
(1)他在实验桌上连接了如图甲所示的实验电路,请你检查小亮连接的实验电路,先在错接的那根导线上打上“×”,之后只修改这根错接的导线,用笔画线代替导线连接出正确的实验电路;
(2)纠正错误后开始实验,小亮通过实验得到了3组数据如表所示。在获得第2组数据后,要得到第3组数据,应将滑片P向_________(选填“A”或“B”)端移动;由数据分析可得,电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成___________比;
(3)实验中滑动变阻器的作用除了可以保护电路,还有___________;
(4)实验中,多次测量的目的是 ;
A.求平均值减小实验误差 B.归纳得出普遍规律
(5)如图乙所示是小亮和另一位同学根据各自所测的数据绘制出I—U的图像,对比发现两图线的倾斜程度不同,请根据所学知识分析原因:____________。
【答案】(1) (2)B 正 (3)改变定值电阻两端的电压 (4)B (5)两次实验所选的定值电阻阻值不同
【解析】(1)在“探究电流与电压的关系”实验中,电流表应串联在电路中,电压表应与定值电阻并联,正确电路图如图所示:
(2)[1]获得第2组实验数据后,要想得到第3组数据,由表格数据可知,电流表的示数由0.3A增大为0.4A,电流变大,电路中电阻变小,故滑片P应向B端调节。
[2]由表中数据可知,电压增大为原来的几倍,通过的电阻的电流也增大为原来的几倍,即:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
(3)滑动变阻器的基本作用是保护电路,在研究电流与电压关系时,要控制定值电阻两端的电压一定,滑动变阻器通过改变接入电路的电阻丝长度,调整总电阻值,从而控制电路中的电流大小,并调节与其串联的定值电阻两端的电压滑,因此滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压。
(4)探究电流与电压、电阻的关系时,为了得出普遍性的规律,需要多次测量,故A错误,B正确。
故选B。
(5)直线的倾斜程度反映电阻的大小,因为两次实验所选的定值电阻阻值不同,所以两条直线的倾斜程度不同。
28.(2024南开二模)同学们为“探究电流与电阻的关系”准备了电压为3V的电源,规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。实验中控制定值电阻两端电压为2V不变,请帮同学们完成以下问题:
(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙的电路连接完整______;
(2)先将5Ω的电阻接入电路中,滑动变阻器移到阻值最大处,闭合开关,移动滑片,电压表示数如图丙所示,则需向______(选填“左”或“右”)端移动滑片,使定值电阻两端电压为2V;
(3)接下来,将5Ω的电阻更换成10Ω的电阻接入电路,移动滑片使电压表示数______(选填“变大”“变小”或“不变”)从而与之前的保持一致,并记录电流表示数填入表格:
电阻/Ω
5
10
20
电流/A
0.4
0.2
0.1
分析记录的数据,可初步得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______比;
(4)将定值电阻换成小灯泡,还可做测量小灯泡电阻实验,按电路图重新接好电路,闭合开关时发现灯不亮,电流表、电压表的示数均为0,以下故障判断正确的是______。
A.可能是灯泡断路
B.可能是灯泡短路
C.可能是滑动变阻器接线柱接触不良
【答案】(1) (2)左 (3)变小 反比 (4)C
【解析】(1)[1]探究电流与电阻的关系时,开关、电源、电阻、电流表、滑动变阻器串联在电路中,电压表并联在电阻两端,由图丙以及滑动变阻器的规格可知,电流表、电压表均选择小量程,滑动变阻器“一上一下”接入电路,如图所示:
(2)[2]电压表选用小量程,分度值是0.1V,此时电压表的示数是2.2V,根据串联电路分压原理可知,要减小定值电阻两端的电压,应该增大滑动变阻器两端的电压,即增大滑动变阻器接入电路中的阻值,将滑动变阻器的滑片向左移动。
(3)[3]将5Ω的电阻更换成10Ω的电阻接入电路,则定值电阻两端的电压增大,应该减小定值电阻两端的电压,增大滑动变阻器两端的电压,即使电压表的示数变小,从而保持与之前一样。
[4]由表中数据可知,当电压一定时,电流与电阻的乘积
0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2
电流与电阻的乘积是定值,所以可以得出结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(4)[5]将定值电阻换成小灯泡,还可做测量小灯泡电阻实验,按电路图重新接好电路,闭合开关时发现灯不亮,电流表、电压表的示数均为0,说明电路发生了断路故障,且电压表不能连通电源的两极,所以故障可能是滑动变阻器发生了断路故障,故AB错误,C正确。
故选C。
29.(2023南开一模)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】(1) (2)左 (3)短路 (4)0.3 (5)右 (6)反比 (7)B
【解析】(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。
30.(2025红桥三模)小明同学想测量一个定值电阻的阻值。
(1)如图甲是小明设计的实验电路,请你依图甲用笔画线代替导线在图乙中将没有连接完的实物电路补充完整;
(2)在某次测量中,电压表、电流表的示数如图所示,计算出的电阻值为 ___________Ω;
(3)请你在虚线框内为他设计记录数据的表格(要求记录三次数据)。
【答案】(1) (2)10 (3)见解析
【解析】(1)滑动变阻器一上一下串联接入电路中,由图甲可知,变阻器的滑片向右移动,变阻器连入电路的电阻变大,连接变阻器的AD接线柱,如图所示:
(2)由图可知,电压表量程0~3V,分度值0.1V,电压表的示数是2.4V,电流表量程0~0.6A,分度值0.02A,电流表的示数是0.24A,电阻的阻值
(3)根据需要记录电压、电流、电阻和电阻的平均值,设计表格如下
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
R平均值/Ω
1
2
3
31.(2025和平一模)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
【解析】(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
32.(2024和平二模)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;并在虚线框内画出相应的电路图;
(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
【解析】(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
33.(2024南开三模)在测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至______(选填“A”或“B”)端;
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表几乎没有示数。根据上述现象可判断出电路的故障可能是______;
A.小灯泡断路 B.小灯泡短路 C.滑动变阻器短路
(4)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,为______A,则小灯泡正常发光时的电阻约是______;
(5)测量发现,小灯泡两端电压增大,小灯泡的电阻也增大了,其本质原因是:______。
【答案】(1) (2)A (3)A (4)0.5 5 (5)见解析
【解析】(1)[1] 电源电压为3V,则电压表应选用小量程与灯泡并联,作图如下:
(2)[2] 为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处,即A端。
(3)[3] 正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表几乎没有示数,说明发生断路,电压表有示数,则电压表两端与电源相通,所以电路的故障可能是小灯泡断路,故选A。
(4)[4][5] 排除故障后,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.5A,则小灯泡正常发光时的电阻约为
(5)[6] 当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,灯泡的亮度增加,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故小灯泡的电阻随电压的增大而增大。
34.(2025南开二模)在探究“通电螺线管外部磁场的方向”实验中,同学进行了如下操作。
(1)将多个小磁针摆放在螺线管周围。闭合开关,小磁针发生偏转,静止时的指向如图甲所示,分析可知,通电螺线管周围的磁场和______(选填“条形”或“U形”)磁体的磁场相似;
(2)如图乙所示,在螺线管的两端各放一个小磁针,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。实验时发现现象不明显,为了增强磁场的强度,在不改变线圈匝数的情况下,可以采取______的办法;
(3)闭合开关后,为了更好地通过铁屑客观地描述磁场分布情况,可轻敲硬纸板,这样做的目的是减小铁屑与玻璃板之间的______力,使铁屑在磁场力的作用下动起来。实验中可以用______(填序号)代替铁屑,显示磁场分布;
A.铜 B.铝屑 C.镍粉
(4)改变电流方向,发现铁屑的分布形状______(选填“没有改变”或“发生改变”);
(5)在图甲中,通电后发现螺线管上下两侧中间部位的小磁针没有发生偏转,而其他位置的小磁针均发生了偏转,这两处小磁针不偏转的原因可能是______。
【答案】(1)条形 (2)增大电流 (3)摩擦 C (4)没有改变 (5)通电螺线管磁场方向与地磁场方向相同
【解析】(1)小磁针静止时的指向如图甲所示,与条形磁铁周围分布的小磁针指向相同,所以通电螺线管周围的磁场和条形磁铁的磁场相似。
(2)在不改变线圈匝数的情况下,电流越大,通电螺线管磁场越强,因此为了增强磁场的强度,可以采取增大电流的办法。
(3)[1]轻敲玻璃板使铁屑轻微飞起,减小铁屑与玻璃板之间的摩擦力,在磁场的作用下,铁屑会被有规律地“安置”在玻璃板上,因此这样做的目的是减小铁屑与玻璃板之间的摩擦力。
[2]因为镍是磁性材料,而铜屑、铝屑不是磁性材料,所以不能用铜、铝屑代替铁屑,因此应选镍粉,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)改变电流方向,由安培定则知磁场只是方向发生改变,与原来相反,磁场强弱不变,因此铁屑的分布形状没有改变。
(5)未通电时,小磁针N极指向地磁S极。通电后小磁针N极指向是该处磁场方向,在图甲中,通电后发现螺线管上下两侧中间部位的小磁针没有发生偏转,地磁场方向与螺线管通电后的磁场方向相同。
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