2024年新中考科学二轮复习 专题 03 物理实验探究(含解析)

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名称 2024年新中考科学二轮复习 专题 03 物理实验探究(含解析)
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科目 科学
更新时间 2024-03-12 20:26:30

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2024 新中考二轮复习 03 物理实验探究
模块一 力学实验
1. 探究阻力对物体运动的影响
(1)实验器材:小车、斜面、毛巾、棉布、木板、刻度尺等
(2)实验示意图
(3)探究结论:水平面粗糙程度越小,小车运动时受到的阻力越小,通过的距离越远,速度减小的越慢
(4)科学推理:如果小车不受阻力,小车将以恒定不变的速度永远运动下去
(5)实验说明:本实验用到了控制变量法、转换法和科学推理法
2. 探究二力平衡的条件
(1)实验器材:钩码、塑料板、细绳、定滑轮等
(2)实验示意图
(3)实验结论:作用在同一个物体上的两个力,若果大小相等,方向相反,并作用在同一直线上,则这两个力就相互平衡
(4)实验说明
① 选择小塑料板或小卡片作为实验对象的原因可以忽略其自身重力的影响
② 实验中选择静止作为平衡状态,原因在于匀速直线运动状态不易控制
③ 本实验用到了控制变量法
3. 探究影响滑动摩擦力的大小的因素
(1)实验器材:弹簧测力计、长木板、棉布、毛巾、带钩的长方体木块、钩码等
(2)实验示意图
(3)实验结论:滑动摩擦力的大小既跟压力的大小有关,又跟接触面的粗糙程度有关
① 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
② 压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(4)实验说明
① 实验中应使用弹簧测力计水平匀速拉动物体,但实际操作中很难保持木块做匀速直线运动且运动过程中弹簧测力计的读数不方便
② 本实验用到了控制变量法和转换法
4. 探究影响压力作用效果的因素
(1)实验器材:小凳子、海绵、砝码等
(2)实验示意图
(3)实验结论:压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关
① 受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越显著
② 压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越显著
(4)实验说明
① 实验中的海绵可用细沙代替
② 本实验用到了控制变量法和转换法
5. 探究液体内部的压强特点
(1)实验器材:压强计、水杯、刻度尺等
(2)实验示意图
(3)实验结论:一切液体的内部均存在压强
① 同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强相等
② 同种液体的内部,深度越深,液体压强越大
③ 不同液体中,深度相同时,液体的密度越大,压强越大
(4)实验说明
① 实验前要检查压强计的气密性,用手轻轻挤压橡皮膜,如果发现U形管两边液面高度差有明显的变化,则说明压强计气密性良好
② 本实验用到了控制变量法和转换法
6. 探究影响浮力大小的因素
(1)实验器材:弹簧测力计、烧杯等
(2)实验示意图
(3)实验结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的体积、液体的密度有关
① 液体的密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力就越大
② 物体排开的液体体积一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力就越大
(4)实验说明
① 实验中应先称量物体的重力,然后再将物体浸在液体中
② 本实验用到了控制变量法
7. 探究浮力与物体排开液体的关系
(1)实验器材:弹簧测力计、溢水杯、细线、小桶等
(2)实验示意图
(3)实验结论:浸在液体中的物体所受的浮力等于物体排开液体的重力
(4)实验说明
① 实验中应先称量物体和小桶的重力
② 本实验需要进行多次测量,以便得到具有普遍性的规律
8. 探究影响动能大小的影响因素
(1)实验器材:质量不同的钢球、木块、斜面、刻度尺等
(2)实验示意图
(3)实验结论:物体的动能大小与物体的质量和速度大小有关
① 质量相同时,物体的运动速度越大,它的动能越大
② 运动速度相同时,物体的质量越大,它的动能越大
(4)实验说明
① 木块最终在水平面上停下来是由于受到了摩擦力的作用,其在水平面上运动的过程中将动能转化为内能
② 本实验用到了控制变量法和转换法
9. 探究影响重力势能大小因素
(1)实验器材:质量不同的金属球、铝盘、细沙等
(2)实验示意图
(3)实验结论:物体的重力势能大小与物体的质量和高度有关
① 质量相同时,物体被举得越高,它的重力势能越大
② 运动速度相同时,物体的质量越大,它的重力势能越大
(4)实验说明
① 实验过程中为探究重力势能与质量的关系时尽可能采用不同密度相同体积的小球
② 本实验用到了控制变量法和转换法
10. 探究杠杆的平衡条件
(1)实验器材:杠杆(带刻度)、支架、钩码、细线等
(2)实验示意图
(3)实验结论:只有当“动力×动力臂=阻力×阻力臂”时,杠杆才处于平衡状态
(4)实验说明
① 杠杆的两端有两只可以调节的平衡螺母,通过“左低右旋”、“右低左旋”的方法可以在实验开始前起调节杠杆自身平衡的作用,但实验过程中不能再调节
② 做实验时要求杠杆在水平位置静止,其目的是方便直接读出力臂
③ 多次实验的目的是为了避免实验的偶然性,以便得到具有普遍性的规律
在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,实验过程如图所示。
(1)在实验中应水平匀速直线拉动物体A,根据   原理测出滑动摩擦力的大小。
(2)比较甲、丙两次实验可以得出结论:在  相同时,接触面越  ,滑动摩擦力
越大。
(3)在甲、乙两次匀速直线拉动物体的过程中,如果速度相同,甲、乙两次的拉力功率
关系P甲  P乙(填“>”、“=”或“<”),乙图中物体B   (填“受”或“不受”)摩
擦力。
(4)将实验进行了如图丁所示的改进:水平向左拉木板,木板相对于地面向左运动,物
体A相对于地面保持静止,此时弹簧测力计的示数为0.8N,则物体A受到的滑动摩
擦力是   N,方向   (填“水平向左”或“水平向右”),此过程中木板   (填“必须”或“不必”)匀速运动。
在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小刚利用了两个相同的木块和一块海绵,进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种科学研究方法也运用
于以下   (选填“A”、“B”或“C”)实验中。
A.用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点
B.当电压一定时,探究电流与电阻的关系
C.用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱
(2)对比甲、乙两图,可以得出:当压力一定时,  越小,压力的作用效
果越明显。
(3)对比甲、丁两图,小刚认为压力的作用效果与压力大小无关。你认为他的观点   
(选填“正确”或“错误”),并说明理由   。
为研究液体内部压强特点,如图甲所示,小华将透明塑料瓶底部剪去,蒙上橡皮膜并扎紧。
(1)将瓶压入水中,橡皮膜向内凹,如乙图所示,说明水对橡皮膜有压强:将瓶向下
压,橡皮膜内凹的程度变大,说明液体内部压强与液体的   有关。
(2)接着将某液体缓慢倒入瓶中,当内外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,如丙图所示,
说明倒入液体的密度   (选填“大于”、“等于”或“小于”)水的密度。
(3)将甲图中装置倒置,然后在瓶口紧密连接一根无色透明胶管,并灌注红墨水,如丁
图所示。使胶管内液面高于橡皮膜,将塑料瓶橡皮膜的一端朝各个方向放置,橡皮
膜都向外凸,说明液体内部向各个方向都有   。
如图是探究浮力大小影响因素的实验。
(1)丁图中圆柱体所受浮力为   牛。
(2)换用饱和食盐水或酒精重复上述实验,可以探究浮力大小跟  的关系。
(3)要探究浮力大小和排开液体的重力的关系,还应进行的实验操作是   。
图甲是探究“影响动能大小因素”的实验装置。
(1)本实验中小球A的动能大小通过木块B在水平桌面上   来体现。若不用木块
B,在桌面上铺一条毛巾,   (填“可以”或“不可以”)用小球A在毛巾表面滚
动的距离来体现。
(2)将小球A放在同一斜面上   (填“相同”或“不同”)高度处由静止释放,目
的是使小球在撞击木块B时速度不同,通过实验现象可以得出结论:质量相同的物
体,   ,动能越大。
(3)善于动脑的小明设计了如图乙所示的方案:用同一个钢球两次将同一弹簧压到不同
程度,两次实验弹簧具有的弹性势能   (填“相同”或“不同”),放手后将小球
弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同,从而验证了动能与速度的关系。
接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度,放手后将小球弹出去
撞击放在同一位置的木块,这样做 (填“能”或“不能”)验证动能与质量的关系。
小华在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
(1)杠杆在如图甲的位置静止时   (选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态的。
(2)为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向   (选填“左”或“右”)端调节。
(3)如图乙,杠杆在水平位置平衡后,在A点挂两个钩码,每个钩码重0.5N,在B点竖
直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数应为   
N,当弹簧测力计改为斜拉时,再次使杠杆水平位置平衡,则弹簧测力计的示数
将   。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验,其目的是   。
模块二 电学实验
1. 探究串并联电路的电流特点
(1)实验仪器:干电池2节、开关1个、电流表1只、小灯泡2个、导线若干
(2)实验电路图:需测出所标点处的电流大小
(3)实验结论:串联电路中电流处处相等,并联电路中干路电流等于各支路电流之和
(4)实验说明
① 要注意电流表量程的选择,若不能估计被测电流的大小,要采用试触的方法来选择合适的量程
② 为使结论更具普遍性,可更换电源或不同规格的灯泡重新进行实验
2. 探究串并联电路的电压特点
(1)实验仪器:干电池2节、开关1个、电压表1只、小灯泡2个、导线若干
(2)实验电路图:需测出两盏灯两端的电压,串联电路还需测出两灯串联后的总电压,并联电流与还需测出电源两端的电压
(3)实验结论:串联电路两端的总电压等于各串联导体两端的电压之和,并联电路中各支路两端的电压相等
(4)实验说明
① 实验中应选取两个不同规格的小灯泡进行实验
② 为使结论更具普遍性,可更换电源或不同规格的灯泡重新进行实验
3. 探究影响导体电阻大小的因素
(1)实验仪器:电源、电流表1只、鳄鱼夹、不同规格的金属丝、小灯泡1个、开关1个、导线若干
(2)实验实物图
(3)实验结论
① 导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积等因素有关
② 同种材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大
③ 同种材料、长度相同的导体,横截面积越大,电阻越小
(4)实验说明
① 实验中可以通过观察小灯泡的亮度来判断电阻的大小,同时小灯泡还能起到保护电路的作用
② 在电阻变化较小时,通过电流表的示数来判断电阻大小更加明显和方便
③ 本实验用到了控制变量法和转换法
4. 探究电流与电压的关系
(1)实验仪器:学生电源或电池组、滑动变阻器1个、电流表1只、电压表1只、定值电阻1个、开关1个、导线若干
(2)实验电路图与实验数据的图像表示
(3)实验结论:导体的电阻不变时,通过导体的电流与它两端的电压成正比
(4)实验说明
① 实验中滑动变阻器起到了保护电路和改变定值电阻两端电压的作用
② 本实验用到了控制变量法,即控制了电阻不变,改变电阻两端的电压,多次进行实验的目的是使实验结论更具有普遍性
5. 探究电流与电阻的关系
(1)实验仪器:学生电源或电池组、滑动变阻器1个、电流表1只、电压表1只、阻值不同的定值电阻4个、开关1个、导线若干
(2)实验电路图与实验数据的图像表示
(3)实验结论:导体两端的电压不变时,通过导体的电流和它的电阻成反比
(4)实验说明
① 实验中滑动变阻器起到了保护电路和改变电阻后控制电阻两端电压不变的作用
② 本实验用到了控制变量法,即改变电阻阻值,但控制电阻两端的电压不变,多次进行实验的目的是使实验结论更具有普遍性
6. 伏安法测电阻
(1)实验原理:I =
(2)实验仪器:学生电源或电池组、滑动变阻器1个、电流表1只、电压表1只、待测
电阻1个、开关1个、导线若干
(3)实验电路图与实物图
(4)实验说明
① 实验中滑动变阻器起到了保护电路和改变电路中电流的作用
② 本实验需要进行多次测量,目的是为了求平均值以减小实验误差
7. 测量小灯泡的电功率
(1)实验原理:P=UI
(2)实验仪器:电池组或学生电源、常用小灯泡1只(标明额定电压)、电流表1只、
电压表1只、滑动变阻器1个、开关1个、导线若干
(3)实验电路图与实物图
(4)实验说明
① 在移动滑动变阻器滑片时,眼睛要看着电压表指针,使电压表达到所规定的数值
② 本实验中三次测量是为了测不同电压下的实际功率并比较小灯泡的亮度,因此所得电功率数据不能求平均值
③ 实际电压超过小灯泡的额定电压时,通电时间不宜过长,否则易烧坏小灯泡
④ 小灯泡的电阻随温度的升高而增大,因此也不能求小灯泡电阻的平均值
8. 探究影响电热的因素
(1)实验仪器:电池组或学生电源、电阻丝2根、烧瓶2只、玻璃管2个、电流表1只、滑动变阻器1个、开关1个、导线若干、煤油
(2)实验实物图
(3)实验结论
① 当时间、电流相等时,电阻越大,电流产生的热量就越多
② 当时间、电阻相等时,电流越大,电流产生的热量就越多
③ 当电流和电阻相等时,通电时间越长,电流产生的热量越多
(4)实验说明
① 实验中选用煤油而不用水的原因之一是因为煤油的比热容较小,吸热相同时,温度升的高,实验现象明显
② 本实验运用了控制变量法和转换法
9. 探究影响电磁铁磁性强弱的因素
(1)实验原理:电流的磁效应
(2)实验仪器:电池组或学生电源、电流表1只、滑动变阻器1个、开关1个、大头针若干、导线若干、漆包线、铁芯等
(3)实验示意图
(4)实验结论
① 在线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁的磁性越强
② 在电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强
(5)实验说明
① 实验中电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是大头针被磁化,同名磁极相互排斥
② 本实验运用了控制变量法和转换法
10. 探究产生感应电流的条件和规律
(1)实验仪器:线圈、灵敏电流表1只、开关1个、磁体、导线若干
(2)实验示意图
(3)实验结论:不论是导线运动还是磁体运动,只要闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生电流
(4)实验说明
① 要使灵敏电流计指针偏转明显可以加快导体的切割速度,或更换磁性更强的蹄形磁铁
② 本实验运用了控制变量法和转换法
某学习小组在探讨影响导体电阻大小因素时,找资料发现在导体材料和粗细相同时,其电阻与长度成正比,即可以用下述表达式表示:R′=Kx,其中K为比例常数,x为导体的长度,于是他们用下面的器材:电压恒定的电源、开关、粗细均匀镍铬合金丝、电压表等及图示电路来探究此问题,图中AB为镍铬合金丝,P为活动端,图2为实物连线图。
(1)他们的实验方法是控制了   不变。
(2)调节镍铬合金丝上的滑动片,电压表的示数   (填“能”或“不能”)反映导体AP
间电阻的变化,理由   。
要完成此实验,除了记录电压表示数外,还需要的测量器材是   。
在探究电流与电压和电阻的关系实验中,电路图如图所示,电源电压为4.5V保持不变,三个定值电阻分别为Rx、10Ω、20Ω(忽略温度对电阻的影响)。
(1)在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应放在   端。
(2)将电阻Rx连入电路,调节滑片位置进行三次实验,数据如表所示,分析数据可得出
结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成   。
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.0 2.0 3.0
电流I/A 0.2 0.4 0.6
(3)做完第三次实验后,保持滑片位置不变,断开开关,将电阻Rx换成10Ω的电阻,
再闭合开关,此时电压表的示数   3V(填“大于”或“小于”),调节滑片位置,使电压表的示数仍为3V,读出电流表的示数,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R1。
(4)再断开开关,将10Ω的电阻换成20Ω的电阻,闭合开关,调节滑片位置,使电压
表的示数仍为3V,读出电流表的示数,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R2,则
R1   R2(填“大于”或“小于”)。
利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω。
(1)请你根据电路图用笔画线代导线,将图乙的实验电路连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于   端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,小芳利用另一只完好的电压表进行检
测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,
电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是   。
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据。画出了待测电阻Rx的I﹣U图象,
如图丙所示,由图象可得Rx=   Ω。
(5)如图丁所示的实验电路图,不能够得出定值电阻Rx阻值的电路是   。
在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V的小灯泡,滑动变阻器、开关、导线若干,实物电路如图甲所示。
(1)连接好电路,闭合开关,发现小灯泡很亮,电压表示数为3V,断开开关,经检查,
各元件完好,电路连接正确则实验中操作错误之处是   。
(2)改正错误后进行实验,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所
示;若要测量小灯泡的额定功率,滑动变阻器的滑片P应向   端移动(选填“A”
或“B”)。
(3)图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图象,则小灯泡额定功率是   W。
(4)根据小灯泡的I﹣U图象计算出不同电压下灯丝电阻值不同,原因是灯丝电阻随   
的变化而变化。
(5)若用第(2)小问中所测得数据算出灯泡的电阻RL,再根据P = 计算灯泡的额定
功率。按此方案算出灯泡的额定功率比真实值   (选填“偏大”或“偏小”)。
某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图,2只烧瓶内装满煤油,瓶塞上各插1根玻璃管,瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。
猜想一:电热跟电流的大小有关,电流越大电热越多;
猜想二:电热跟导体的电阻大小有关,电阻越大电热越多。
为验证猜想一,设计以下方案:
①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中,标出2根玻璃管内液面的位置,闭合开关记下电流表的读数I1,经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置;
②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后,减小滑动变阻器的阻值,闭合开关记下电流表的读数I2,经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。
请回答下列问题:
(1)为使实验现象明显,经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多
少,实验中体现这些思想的设计有    。(写出一条即可)
(2)为验证猜想一,必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度,原
因是   。
(3)科学研究倡导有依据的猜想,请说出生活中支持猜想二的一个实例   。
例1. (1)二力平衡;(2)压力;粗糙;(3)<;不受;(4)0.8;水平向左;不必
解:
(1)在实验中应水平匀速直线拉动物体A,根据二力平衡条件可知,拉力大小才等于摩擦力的大小;
(2)比较甲、丙两次实验可知,压力大小相同,接触面越粗糙,测力计的示数越大,可以得出结论:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)在甲、乙两次匀速直线拉动物体的过程中,因乙中压力大,故物体受到的滑动摩擦力大,拉力也大,根据P=Fv可知,如果速度相同,甲、乙两次的拉力功率P甲<P乙;乙图中物体B相对于A没有发生相对运动、也没有相对运动的趋势,故物体B不受摩擦力。
(4)将实验进行了如图丁所示的改进:水平向左拉木板,木板相对于地面向左运动,物体A相对于地面保持静止,A受到平衡力的作用(测力计对A的拉力和A受到的摩擦力大小相等、方向相反),此时弹簧测力计的示数为0.8N,则物体A受到的滑动摩擦力是0.8N,方向向左;此过程中物体A相对于地面始终静止,所以木板不必匀速运动。
故答案为:(1)二力平衡;(2)压力;粗糙;(3)<;不受;(4)0.8;向左;不必。
例2. (1)C;(2)受力面积;(3)错误;没有控制受力面积相同
解:(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种物理学研究方法叫转换法:
A.用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点,采用了等效替代法;
B.当电压一定时,探究电流与电阻的关系,采用了控制变量法;
C.用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱,采用了转换法,选C;
(2)对比甲、乙两图,可以得出:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)研究压力的作用效果与压力大小的关系要控制受力面积相同,因甲、丁两图中受力面积不同,即没有控制受力面积相同,故他的观点错误。
故答案为:(1)C;(2)受力面积;(3)错误;没有控制受力面积相同。
例3(1)深度;(2)小于;(3)压强
例4. (1)5;(2)液体的密度;(3)测出空桶的重力、小桶和溢出液体的总重力
解:
(1)由甲知,圆柱体的重力G=6N;由图甲、丙知,圆柱体浸没在水中后所受浮力F浮=G﹣F=6N﹣1N=5N;丁图中圆柱体排开水的体积不变,则所受浮力仍然为5N;
(2)换用饱和食盐水或酒精重复上述实验,保持排开液体的体积相同,液体的密度不同,可以探究浮力大小跟液体的密度的关系;
(3)要探究浮力大小和排开液体的重力的关系,需要测量的量有四个:物体重力、物体浸在液体中时弹簧测力计的示数、空桶的重力、小桶和溢出液体的总重力;所以还应进行的实验操作是测出空桶的重力、小桶和溢出液体的总重力;
故答案为:(1)5;(2)液体的密度;(3)测出空桶的重力、小桶和溢出液体的总重力。
例5. (1)移动的距离;可以;(2)不同;速度越大;(3)不同;不能
解:
(1)实验中,通过比较木块B在同一水平面上被撞击后移动的距离来比较小球A到达水平面时动能的大小,运用了转换法;若不用木块B,在桌面上铺一条毛巾,接触面的粗糙程度相同,小球A克服摩擦力做功,可以用小球A在毛巾表面滚动的距离来体现动能的大小;
(2)让小球A从不同的高度由静止开始滚下,小球到达水平面时的速度不同,是为了研究小球动能的大小是否与速度有关;可以得出的结论是:当质量一定时,速度越大,动能越大;
(3)用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度,则两次实验弹簧具有的弹性势能不同;
若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击放在同一位置的木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因此,木块最终移动的距离相同,这样是不能完成实验的。
故答案为:(1)移动的距离;可以;(2)不同;速度越大;(3)不同;不能。
例6. (1)是;(2)右;(3)1.5;变大;(4)使实验结论更具有普遍性,避免实验结论偶然性
解:
(1)杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态,图甲中杠杆处于静止状态,因而杠杆处于平衡状态;
(2)图甲可知,杠杆不在水平位置,左端向下倾斜,说明杠杆的重心在左端,平衡螺母应向较高的右端调节;
(3)每个钩码重0.5N,由图可知OB:OA=2:3,
根据杠杆的平衡条件可得,F×OB=2G×OA,
测力计的示数:F===1.5N;
斜向下拉时,阻力和阻力臂一定,动力臂变小,动力变大,所以,测力计的示数将大于1.5N;
(4)本实验中进行多次测量的目的是:使实验结论更具有普遍性,避免实验结论的偶然性;
故答案为:(1)是;(2)右; (3)1.5;变大;(4)使实验结论更具有普遍性,避免实验结论的偶然性。
例7. (1)材料和横截面积;(2)能;电路中电流大小不变,AP间电阻越大,电压表示数越大;(3)刻度尺
解:(1)由图可知,在实验中,导体的材料和横截面积是不变的,改变的是导体的长度;
(2)由图可知,电压表并联在了电阻AP的两端,测量的是电阻AP两端的电压,调节镍铬合金丝上的滑动片,电路的总电阻不变,电流不变,电阻改变,根据U=IR可知,电压表的示数也会改变,电阻越大,电压表示数越大;
(3)实验中为了精确测量电阻的大小与长度的关系,应需要测量电阻丝的长度,故还需要的器材是刻度尺。
故答案为:(1)材料和横截面积;(2)能;电阻越大,分担的电压越大;(3)刻度尺。
例8. (1)A;(2)正比;(3)大于;(4)小于
解:(1)在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应放在阻值最大处,即最左端;
(2)将电阻Rx连入电路,调节滑片位置进行三次实验,数据如表所示,横向分析表中数据,电压为原来的几倍,通过的电流为原来的几倍,即在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(3)由表中数据,电阻:
R===5Ω,做完第三次实验后,保持滑片位置不变,断开开关,将电阻Rx换成10Ω的电阻,根据分压原理,此时电压表的示数大于3V;
调节滑片位置,使电压表的示数仍为3V,读出电流表的示数,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R1;
(4)因电压表示数不变,由串联电路电压的规律,变阻器的电压也不变,由分压原理,定值电阻与变阻器连入的电阻比值也不变,故再断开开关,将10Ω的电阻换成20Ω的电阻,闭合开关,调节滑片位置,使电压表的示数仍为3V,读出电流表的示数,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R1小于R2。
故答案为:(1)最左;(2)正比;(3)大于;(4)小于。
例9. (1)
(2)B;(3)滑动变阻器断路;(4)4.0;(5)B
解:(1)由图丙知,电流表选用小量程串联在电路中,如下所示:
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处的B端;
(3)把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数,说明a、电源、b之间是通路;
a、电流表、待测电阻、c也是通路,根据接在a、c之间,电压表无示数,如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是滑动变阻器断路;
(4)待测电阻Rx的I﹣U图象为过原点的直线,电压为2V时电流为0.5A,由欧姆定律,
Rx===4Ω;
(5)A、电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,由欧姆定律R=可得出电路的总电阻,由电阻的串联可求出待测电阻,得出定值电阻Rx阻值;
B、电压表测电源电压,电流表测支路电流,因不知通过待测电阻的电流,不能得出定值电阻Rx阻值;
C、根据下面电流表的示数,由欧姆定律求出电源电压,根据并联电路电流的规律可得出通过待测电阻的电流,由欧姆定律可得出待测电阻大小;
D、任意取滑动变阻器上的两个点,假设变阻器连入的电阻分别为R1、R2,设此时的电压表、电流表的示数为I1、U1和I2、U2,由欧姆定律可以计算出这两个阻值;
根据串联电路的规律和欧姆定律,根据电源电压不变列方程有:
(Rx+R1)I1=(Rx+R2)I2,Rx可求。
选B。
故答案为:(1)如上所示;
(2)B;(3)滑动变阻器断路;(4)4;(5)B。
例10. (1)滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处;(2)B;(3)0.625;(4)温度;(5)偏大
例11. (1)利用玻璃管中液柱的高度变化反映电流产生热量的多少;
(2)保持电阻一定;
(3)电炉丝热得发红,与它串联的导线却不怎么热
解:
(1)电流产生的热量不能直接观察,但煤油受热温度升高,同时体积膨胀,所以通过细玻璃管中液柱的高度变化,可以间接判断电流产生热量的多少,运用的是转换法;
(2)猜想一是电流产生热量与电流大小有关,要验证这一猜想是否正确,需要保持电阻不变,改变电流大小,所以必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度;
(3)猜想二是电流产生热量与电阻有关,并且电阻越大,电流产生热量越多;生活中我们注意到:电炉丝热得发红,与它串联的导线不是特别热;原因是电炉丝的电阻远远大于与它串联的导线的电阻,而通过的电流和通电时间相同,电炉丝热得发红,说明电流通过电炉丝产生的热量非常多;导线却不怎么热,说明电流通过导线产生的热量非常少。
故答案为:(1)利用玻璃管中液柱的高度变化反映电流产生热量的多少;
(2)保持电阻一定;
(3)电炉丝热得发红,与它串联的导线却不怎么热。
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