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2025中考物理【抢分秘籍】压轴题解密与题型强化(通用版)
综合训练4 :实验题专项训练(8大类80题)(教师版)
目录:
实验题专项分类
01力学实验基础类··················02
02压强类······················10
03密度浮力测量类··················19
04功能相关类····················33
05简单机械、效率类·················42
06电学实验基础类··················51
07小灯泡电阻、功率测量类··············61
08电磁类······················72
01力学实验基础类
1.小刚用弹簧测力计、钩码、表面粗糙程度均相同的木块A等器材做探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)在实验过程中,用弹簧测力计拉着物块沿水平方向做匀速直线运动,根据 原理,可间接测量滑动摩擦力的大小;
(2)比较 和 两次实验,可探究滑动摩擦力大小与压力有关;
(3)在如图甲实验过程中,当木板的运动速度变大时滑动摩擦力的大小 ;
(4)如果要研究滑动摩擦力与接触面积大小是否有关,接下来的操作是 ;
(5)小刚对实验装置进行改进,如图丁所示,他用水平拉力F4=4.0N拉动长木板,待弹簧测力计示数稳定后,弹簧测力计的示数为2.5N,此时木块A受到的滑动摩擦力大小为2.5N;若增大拉力F4,弹簧测力计的示数将 。小刚对装置改进后的好处是 。
【答案】二力平衡;甲;丙;不变;将甲图中A的侧面与毛巾接触,测出A所受摩擦力;不变;不需要匀速拉动长木板,操作简单,示数稳定
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
2.如图中甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡;
(3)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是______。
A.减少摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
【答案】(1)相反;钩码个数
(2)不能
(3)A
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大,所以通过调整钩码个数可改变拉力的大小。
(2)小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,卡片就不能平衡,会发生转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡。
(3)小华的实验优于小明的实验,其主要原因是:在小明的实验中,木块与桌面间的摩擦力会对实验结果产生较大的影响;而小华的实验中,纸片被悬挂在空中,减小了摩擦力对实验结果的影响,BCD不符合题意,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】(1)两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,通过调整钩码个数可改变拉力的大小;
(2)不在同一直线上的两个力不能平衡;
(3)纸片被悬挂在空中,减小了摩擦力对实验结果的影响。
3.用如图所示的实验装置研究“运动和力”的关系。
(1)让小车从斜面上滑下后沿水平面运动,是为了使小车在竖直方向上受到的 力和重力相平衡,其作用效果相互抵消,相当于小车只受水平方向上的摩擦力作用;
(2)每次都让小车从同一个斜面的同一高度位置由静止开始滑下,是为了使小车滑到斜面底端时具有相同的 ;
(3)实验结果能证明____(选填序号)。
A.物体运动需要力
B.力可以改变物体的运动状态
C.牛顿第一定律
【答案】(1)支持
(2)速度
(3)B
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1)小车沿水平面运动时,在竖直方向上受力平衡,小车受到的重力和水平面对小车的支持力是一对平衡力。
(2) 根据控制变量法可知,每次都让小车从同一个斜面的同一高度位置由静止开始滑下,是为了使小车滑到斜面底端时具有相同的速度,在小车速度相同的情况下,比较阻力对小车运动的影响才有意义。
(3)实验表明小车最终会停下来是受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持,同时,此实验的探究过程也表明,通过实验无法直接得出牛顿第一定律,必须要在实验的基础上再进行科学推理,AC不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)相互平衡的两个力,大小相等,方向相反;
(2)每次都让小车从同一个斜面的同一高度位置由静止开始滑下,是为了使小车滑到斜面底端时具有相同的速度;
(3)力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持。
4.在学习牛顿第一定律时,同学们分组进行了“探究阻力对物体运动的影响”实验,如图所示。
(1)实验中每次都使同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的 ;
(2)若实验中发现小车直接冲出了棉布的末端,在不改变实验器材的基础上,他们应该采取 (选填“增大”或“减小”)斜面的倾斜程度的方法来完成整个实验探究过程;
(3)根据实验可推理得出:若水平面绝对光滑,小车将保持
(4)该实验说明物体的运动 (选填“需要”或“不需要")力来维持。
【答案】(1)速度
(2)减小
(3)匀速直线运动
(4)不需要
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
5.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,装置如图所示。
(1)实验中,弹簧测力计必须沿 方向拉动木块做 运动,此时根据二力平衡知识可知:滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)在甲、乙、丙三次实验中,分析 两次实验可知,滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
(3)甲图中,若拉着物块A匀速前进的速度由0.03m/s变为0.04m/s,在其它情况不变时A受到的滑动摩擦力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);
(4)在丙图中,匀速拉动物块A时,测力计的示数为F3,在丙图的物块A上叠放一块与A相同的物块B,如丁图所示,匀速拉动物块A时,测力计的示数为F4,则F4 F3(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】水平;匀速直线;甲、乙;不变;>
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
6. 小明利用如图所示的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响,进行如下操作:
A.如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
B.如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
C.如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题:
(1)以上操作中错误的一次是 (选填“A”、“B”或“C”);
(2)进行正确实验操作后,本实验可得到:小车受到的阻力越小,速度减小的越 ;由此推理:如果水平面光滑,小车运动时不受阻力作用,它将在水平面上 ;
(3)为了得出科学结论,三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是使小车到达水平面的 相同;
【答案】(1)B
(2)慢;做匀速直线运动
(3)速度
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】探究阻力对物体运动的影响,
(1)探究阻力对物体运动的影响时,改变水平面的粗糙程度,斜面的粗糙程度相同,使物体下落时,加速相同,B在斜面上铺上棉布,操作错误;
(2)通过实验,小车在毛巾上运行短,在棉布和木板上运行距离加长,可得:小车受到的阻力越小,速度减小的越慢;推理可得:如果水平面光滑,小车运动时不受阻力作用,在水平面上做匀速直线运动;
(3)实验中,小车每次都从斜面上同一位置由静止下滑,目的是使小车到达水平面的速度相同;
【分析】(1)探究阻力对运动的影响时,斜面粗糙程度相同,水平面粗糙程度不同;
(2)运动的物体受到阻力越小, 速度减小越慢,运动的物体不受力,做匀速直线运动;
(3)斜面上下滑的小车,下滑高度相同,到达水平面的速度相同。
7.探究影响滑动摩擦力大小的因素。
如图1中甲、乙、丙图所示,甲图将木块平放在长木板上,乙图长木板上铺毛巾,丙图木块上加砝码,缓缓地匀速拉动木块,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。
(1)由图1中 两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)通过甲、乙两图实验得到的结论 一定时, 越大,滑动摩擦力越大。
(3)若小明利用图乙装置,用不同的力拉动木块时,拉力随时间变化的图像和木块的速度随时间变化的图像如图2所示,则木块在0~2s时的摩擦力为 N,4~8s时的摩擦力为 N,木块在2~4s、4~8s和8~10s这三个时间段内所受摩擦力大小 。
(4)在丙图中,弹簧测力计匀速拉动木块前进时,砝码的受到的摩擦力为 N。
【答案】甲丙;压力;接触面粗糙程度;2;4;相同;0
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)图1中甲、丙两图压力大小不同,其余因素相同,根据弹簧测力计示数可得:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)甲、乙两图的实验只有接触面的粗糙程度不同,且接触面越粗糙,弹簧测力计示数越大,所以在压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
(3)据图2可知,物体在0~2秒时处于静止状态,物体在0~2s时受到的摩擦力等于拉力等于2N;由图2知,4~8s时物体做匀速直线运动,受力平衡,此时摩擦力大小等于拉力,均为4N; 在2~4s物体做加速运动,在8~10s物体做减速运动,压力和接触面的粗糙程度都不变,滑动摩擦力不变,仍为4N,在2~4s、4~8s和8~10s这三个时间段内所受摩擦力大小相同。
(4)在丙图中,弹簧测力计匀速拉动木块前进时,砝码相对于木块也做匀速直线运动,与木块没有相对运动的趋势,所以砝码不受摩擦力,即摩擦力为0N。
综上 第1空、 甲丙;第2空、压力; 第3空、接触面粗糙程度; 第4空、2; 第5空、4 ; 第6空、相同; 第7空、0;
【分析】1、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
2、从实验操作方面考虑,丁图中用力水平拉动木块下面的长木板 不需要做匀速直线运动,原因为 滑动摩擦力大小与运动快慢 无关,且可以稳定读数。
3、控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如影响摩擦力的因素有压力和接触面粗糙程度,在研究单一变量对试验结果的影响时,要保持非研究因素的相同。
8.小雨在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时,结合生活中的现象,猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
猜想一:接触面所受的压力大小
猜想二:接触面的粗糙程度
(1)如图甲所示,将一个木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向 拉动,根据 可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)如图乙所示,在木块上放一个重物,重复上面的操作。比较甲、乙两图中弹簧测力计的示数,可探究滑动摩擦力大小与 的关系。
(3)如图丙所示,将木块放在毛巾上,重复上面的操作。比较甲、丙两图可得出:压力大小相同时, 滑动摩擦力越大。
(4)小雨猜想滑动摩擦力大小还与速度大小有关。她设计了如图甲所示的实验装置,传送带速度可以自由调节,物块始终相对地面静止,拉力传感器可以显示拉力大小。改变传送带速度,根据实验数据分别绘制出传送带的速度与时间和拉力与时间(F-t)的关系图象。分析图乙、丙两图可知,滑动摩擦力的大小与物体相对传送带运动速度的大小 (选填“有关”或“无关”),理由是:
【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)接触面所受的压力大小
(3)接触面粗糙程度越大
(4)无关;物体相对传送带的运动速度发生了变化而物体与传送带间的摩擦力保持不变
【知识点】探究二力平衡的条件;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)根据“二力平衡”的知识可知,物体在水平木板上做”匀速直线“运动时,在水平方向上所受的拉力与摩擦力是一对平衡力,根据弹簧测力计的示数可得到摩擦力的大小;
(2)比较甲、乙两图可知,在接触面的粗糙程度相同时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大,可探究滑动摩擦力与“接触面所受压力大小”有关;
(3)比较甲、丙两图可知,在压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,可探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,“接触面的粗糙程度越大” 滑动摩擦力越大 ;
(4)由图甲知,物体相对于传送带的速度可改变;由图乙知,物体运动的速度是:先变大再匀速运动最后速度由大变小;由图丙知物体在整个运动过程中,所受拉力的大小始终不变,即:物体在水平面内运动时,其摩擦力的大小与运动速度大小“无关”;其原因是:“物体相对传送带的运动速度发生了变化而物体与传送带间的摩擦力保持不变”;
综上可知,本题正确答案为:第(1)小题的第1 空应填:“匀速直线”,第2 空应填:“二力平衡”;第(2)小题的第1 空应填:“接触面所受的压力大小”;第(3)小题的第1 空应填:“接触面的粗糙程度越大”;第(4)小题的第1 空应填:“无关”,第2 空应填:“物体相对传送带的运动速度发生了变化而物体与传送带间的摩擦力保持不变” 。
【分析】(1)木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,根据二力平衡可知,此时拉力等于摩擦力;
(2)(3)滑动摩擦力的大小受压力的大小和接触面的粗糙程度的影响,运用控制变量法进行探究和分析;
(4)根据图像分析,当压力不变时,传送带的速度改变,摩擦力的大小不变。
9.在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,同学们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力;②接触面的粗糙程度。根据猜想,同学们设计了如图甲、乙、丙所示的实验:
(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据 的知识可知,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。如图甲所示,木块受到的摩擦力大小为 N;
(2)通过比较 两图,可验证猜想①;通过比较 两图,可验证猜想②。进一步归纳得出结论:接触面所受的压力越 (选填“大”或“小”),接触面越 (选填“光滑”或“粗糙”),滑动摩擦力越大;
(3)有同学提出滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关,于是设计了以下两种实验方案:
A.将木块竖直切去一半,如图丁,重复(1)的操作过程,比较图甲和图丁
B.将木块侧放,如图戊,重复(1)的操作过程,比较图甲和图戊
你认为合理的实验方案是 (选填“A”或“B”)。
【答案】二力平衡;;甲、乙;甲、丙;大;粗糙;B
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,根据二力平衡,拉力大小才等于摩擦力的大小,滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数,即1.8N。
(2)研究滑动摩擦力的大小与压力的关系,变量为压力,故应比较甲、乙两图;研究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,变量为接触面的粗糙程度,应比较甲、丙,比较图中弹簧测力计示数的大小,可知接触面所受的压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)探究摩擦力跟接触面积的关系时,变量为接触面积,在实际操作中将木块切去一半,木块对桌面的压力也变为一半,变量不唯一,实验结论是不可靠的,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
【分析】1、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
2、控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如影响摩擦力的因素有压力和接触面粗糙程度,在研究单一变量对试验结果的影响时,要保持非研究因素的相同。
10.在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中,实验小组的同学利用长方体木块、木板、砝码、弹簧测力计按图所示装置实验:
(1)实验中要求必须 拉动木块。
(2)在图甲实验中,将长方体木块侧放,再次拉动木块,发现弹簧测力计示数与相同,说明滑动摩擦力大小与 无关。
(3)小组想探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应选择 两幅图来进行实验,得到的实验结论:在 相同时,接触面越粗糙,摩擦力 。
(4)甲、乙、丙三次实验的弹簧测力计的示数分别为、、,由小到大的关系是 。
(5)实验小组同学对实验装置进行了改进,图丁所示实验后发现效果更好,实验中,当木板的运动速度增大时,弹簧测力计的示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】匀速;受力面积(接触面积);乙、丙;压力;越大;;不变
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
02压强类
1.如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 ________(选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得到:液体的压强与 有关。
(4)比较 两图,可以得到液体的压强与液体密度有关。
(5)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ盐水=1.1×103kg/m3,g=10N/kg)
(6)本实验用到的物理方法有 和 。
【答案】(1)不属于
(2)B
(3)液体的深度
(4)丙、丁
(5)1000
(6)控制变量法;转换法
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)上端开口,下端连通的容器叫连通器。压强计上端不都是开口的,故不属于连通器。
(2)进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,B符合题意,A不符合题意。
故答案为:B。
(3) 液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,采用了控制变量法;液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法。比较图乙和图丙两图知,液体的密度相同,深度不同,U形管液面的高度差不同,压强不同,故可以得到:液体的压强与液体的深度有关。
(4)要探究液体的压强与液体密度的关系,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度,比较丙、丁两图,可以得到液体的压强与液体密度有关。
(5)图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm=0.1m
则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
(6)根据(3),本实验用到的物理方法有控制变量法和转换法。
【分析】(1)上端开口,下端连通的容器叫连通器;
(2) 在使用压强计前,U形管左右两侧的水面应是相平的,若不相平,应将软管取下,再重新安装;
(3)液体的压强与液体的深度有关;
(4)要探究液体的压强与液体密度的关系,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度;
(5)根据公式p=ρ水gh,可求出大气压值;
(6)本实验用到的物理方法有控制变量法和转换法。
2.在探究影响液体压强的因素实验中,用几根一端封有相同橡皮膜的玻璃管进行实验,在5号管中装入盐水,其它管中装入水,如图所示。
(1)玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液体的 大小;
(2)根据图甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度,猜想:液体的压强可能与液体的质量、液体受到的重力、液体的体积或液体的 有关;
(3)图乙中,4号管上段更粗,下段与2号管粗细相同,两管中水柱的高度相同,根据现象:说明液体压强与液体的质量、液体受到的重力、液体的体积 ;
(4)图丙中,5号管和2号管的液柱高度相等,利用5号管和2号管可探究液体压强与液体的 是否有关。
【答案】(1)压强
(2)深度
(3)无关
(4)密度
【知识点】探究液体压强的特点实验
3. 如图所示,某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。
(1)本实验中用到了控制变量法和 法,其中用 显示了压力的作用效果;
(2)为了探究压力作用效果与压力大小的关系,比较图甲和图乙的实验,可得出结论: 相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,应比较乙、丙两图的实验,得出结论。下列实例中,没有应用该结论的是____(填字母代号);
A.图钉钉尖面积很小,钉帽面积很大
B.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
C.某型号载重汽车有 18个轮子
(4)若小桌的质量为600g, 砝码质量为50g, 桌面面积为 100cm2, 砝码的底面积为5cm2,则丙图中海绵受到的压强为
【答案】(1)转换;海绵的凹陷程度
(2)受力面积
(3)B
(4)650Pa
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果,海绵凹陷程度大,压力作用效果越明显,这里用到了转换法。
(2)由图可知,甲、乙两次实验受力面积相同而压力不同,乙的压力更大,海绵的凹陷程度更深,所以得出的结论是当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)由乙、丙可知压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
A、图钉的一端做得很尖是在压力一定时减小受力面积,增大压强,应用了此原理,故A不符合题意;
B、交通管理部门规定,严禁货车超载是在受力面积一定时,减小压力,减小压强,没有用到此原理,故B不符合题意;
C、书包带做得较宽是在压力一定时增大受力面积,减小压强,应用了此原理,故C不符合题意;
D、刀口很锋利,是在压力一定时,减小受力面积来增加压力作用效果的,应用了此原理,故D不符合题意;
故选:B。
(4)图丙中,砝码和小桌的质量分别为50g=0.05kg和600g=0.6kg,小桌桌面的面积为S=100cm2=10-2m2,
小桌对海绵的压强:。
故答案为:(1)转换法;海绵的凹陷程度; (2)受力面积;(3)B;(4)650。
【分析】 (1)压力作用效果用物体形变大小来反映 。
(2)比较甲、乙两图的相同量和不同量,根据控制变量法分析解答得出结论。
(3)分析各选项,选出符合题意的选项即可。
(4)物体对支持面的压力等于物体的重力大小,根据F=G=mg求出压力大小,受力面积即两物体实际接触面积,根据压强的定义求出压强。
4.小明利用图甲所示的装置探究液体压强与哪些因素有关:
(1)实验前,小明利用U形管、软管、扎紧橡皮膜的探头等组装成压强计后,发现U形管两侧液面不相平,则接下来他应该: ;
(2)实验中液体内部压强的大小变化是通过 反映出来的;下列实验中与这种研究问题的方法相同的是: (单选);
A.学习光现象时,用光线来描述传播路径
B.探究声音的产生时,用发声的音叉靠近悬挂的乒乓球,乒乓球被弹开说明音叉在振动
C.探究压强与压力的关系时,控制受力面积不变
(3)用如图乙所示的容器也可以探究液体内部的压强特点:容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用此容器进行的两次实验,情形如图丙、丁所示。由此可推断:a、b、c三种液体密度ρa、ρb、ρc的大小关系是 (从大到小依次排序)。
【答案】取下软管,重新安装;U形管两端液面高度差;B;ρb、ρa、ρc
【知识点】探究液体压强的特点实验
5.利用容积为的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值。
(1)实验的原理是p= ;
(2)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是 ,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
(3)如图所示,水平向左缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞刚 时,记下弹簧测力计的示数为22N;
(4)用刻度尺测出注射器带刻度部分长度为5cm,这样就不用测活塞的直径也能算出活塞横截面积为 m2;则大气压的值为 Pa;
(5)测量的大气压值比当地实际大气压偏大,你认为可能的原因是: 。
【答案】;排尽筒内空气;刚被拉动;;;注射器内外筒壁存在摩擦
【知识点】大气压强的测量方法
6.在探究影响压力作用效果因素的实验中,小刘进行了如下操作。
(1)实验是通过观察 来比较压力的作用效果的,这种方法称为: ;
(2)甲、乙两图能够得到的结论是: ;还可根据 两图研究压力作用效果与受力面积的关系;
(3)将丙图中带有砝码的小桌放在木板上,如图丁,为了便于比较丙、丁两图中小桌对木板和海绵的压力作用效果是否相同,在物理学中引入了 这一物理量。
【答案】(1)海绵的凹陷程度;转化法
(2)当受力面积一定,压力越大,压力的作用效果越明显;乙丙
(3)压强
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)本实验通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显,这是转换法的应用。
(2)通过比较甲、乙两图可知,海绵的受力面积相同,乙中海绵受到的压力大,海绵的凹陷程度大,这说明受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
比较乙、丙两图可知,海绵受到的压力相同,受力面积不同,压力的作用效果不同,可以得出:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)图丁中,木板不易发生形变,无法通过观察受压面的形变程度来反映压力的作用效果,为此,在物理学中引入了压强这一物理量,用来表示压力的作用效果,即 。
【分析】(1)本实验通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果;
(2)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)压强是表示压力的作用效果的物理量。
7.在“研究影响液体内部压强”的实验中,小焦同学做了如图所示的实验,
(1)压强计是通过观察 U 形管的两端液面的 来显示橡皮膜所受压强大小.
(2)比较图甲和图乙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体 的增加而增大.
(3)如果我们要讨论液体内部压强是否与液体密度有关,应选择 进行比较.
(4)完成上述实验后,取一容器中间用隔板分成两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,在容器两侧分别注入水和盐水直到橡皮膜的形状不变。如图戊所示,此时橡皮膜左侧的液体是 (选填“水”或“盐水”),已知水的密度为 ρ 水 ,为了测量盐水密度,还需要用刻度尺分别测出左右两侧 为 h 左和 h 右,盐水的密度ρ 盐水= 。(用 h 左、h 右和ρ 水表示)
【答案】(1)高度差
(2)深度
(3)乙、丙
(4)盐水;橡皮膜中心所在的深度;
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)压强计是通过观察 U 形管的两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小。
(2)根据图片可知,甲和乙中金属盒所在的深度不同,且乙中深度大,U形管两侧液面的高度差更大,那么得到结论:液体内部压强随液体深的增加而增大 。
(3)探究液体压强与液体密度的关系时,需要控制深度相同,只改变液体密度,故选实验乙和丙;
(4)①橡皮膜形状不变,说明左右液体压强相等。左侧液面深度小于右侧液面深度,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,左侧的液体密度大于右侧液体密度,即左侧为盐水;
②左右两侧液体压强相等,即p盐水=p水;
ρ盐水gh左=ρ水gh右;
ρ盐水h左=ρ水h右;
解得:。
因此为了测量盐水密度,还需要用刻度尺分别测出左右两侧橡皮膜中心所在的深度h左和h右。
【分析】(1)当橡皮膜上受到压强时,U形管两侧液面肯定会出现高度差;
(2)根据图片分析甲和乙中哪个因素不同即可;
(3)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(4)当橡皮膜形状不变时,左右两侧液体的压强相等,根据液体压强公式p=ρ液gh比较液体密度的大小,并计算液体的密度。
8.水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺和装有适量水的A、B 两个烧杯。小亮学习了液体内部压强跟哪些因素有关的知识后,他猜想液体内部压强跟该点到容器底部的距离有关,为此他利用提供的实验器材进行了如下实验探究
①将微小压强计的探头放入A 烧杯的水中,探头到烧杯底的距离L 为 6cm,如图甲所示,记录微小压强计U 形管两侧的液面高度差 h1;
②将微小压强计的探头放入B烧杯的水 中,探头到烧杯底的距离L为10cm,乙所记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h2;
小亮发现h1大于h2,于是小亮得出的结论“液体内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离L有关”。
(1)小亮实验中存在的问题是 ;
(2)针对小亮实验中存在的问题,改正的措施是 。
【答案】没有控制探头在液面下的深度相同;步骤中②,烧杯 B 中倒入适量的水,使探头道液面的距离与步骤①中相同
【知识点】探究液体压强的特点实验
9.某物理兴趣小组的同学利用图甲来估测大气压的值,实验器材有一只弹簧测力计、三种规格的注射器和一把刻度尺。
(1)本实验的原理是二力平衡和压强的定义式,实验中研究的是大气对 (选填“活塞”或“注射器筒”)的压力;
(2)若选用图乙中注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该换用注射器 (选填“A”、“B”或“C”)来进行实验;
(3)如图甲方案,①首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,读出注射器的容积V,再用刻度尺测出注射器 的长度为L(选填“有刻度”或“筒身”);
②水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F;
③则测出的大气压值 (用所给的字母表示);
(4)小花发现此时测得的大气压值误差较大,对此小花与同学找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余空气 ②刻度尺的读数没读准
③活塞与注射器筒壁不完全密封 ④活塞与注射器筒壁间有摩擦
上述原因一定会使测量值小于真实值的是 ;
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】活塞;C;有刻度;;A
【知识点】大气压强的测量方法
10.小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。
(1)图1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 ,U形管左右两侧液面就会产生 ;
(2)根据图2、图3所示现象可以研究:液体内部压强大小与 的关系;
(3)如图3、图4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5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 ;
③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;
④可推导出该盐水密度的表达式为ρ盐水 (用h1、h2、ρ水表示)。
【答案】发生形变;高度差;液体深度;同种液体、同一深度,液体向各个方向的压强相等;变平;
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)如果液体内部存在压强,则金属盒上的薄膜受力后就会发生形变,那么U形管左右两侧液面就会产生高度差,
(2)根据图片可知,两次实验中液体的种类相同而探头所处的深度不同,图3中U形管左右两侧液面高度差较大,这就说明图3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。
(3)如图3、4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)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p=ρgh可知ρ水gh1=ρ盐水gh2;
则盐水的密度的表达式。
【分析】(1)橡皮膜受到压强就会发生形变,而软管内气压增大时,U形管两侧出现高度差;
(2)根据图片分析1、3中哪个因素相同,哪个因素不同即可;
(3)注意分析同一深度各个方向液体压强大小;
(4)当橡皮膜变平,则说明左右两侧受到的液体压强相等,据此结合p=ρ液gh列式计算即可。
03密度浮力测量类
1.探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,请你根据如图所示实验操作,从中选出一些图,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果。
(1)探究的因素是:浮力大小与液体密度的关系。选用的图是: (填图中的序号);探究的结果是:浸在液体中的物体, 一定时,液体密度越大,浮力就 ;
(2)上述所设计的方案,采用的方法是 ;
A.控制变量法 B.转换法 C.模型法 D.等效法
(3)由图①②③可知,物体浸没在水中受到的浮力大小是 N,且浮力的大小与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”)。
【答案】④⑤;物体排开液体的体积;越大;A;1;无关
【知识点】探究浮力大小的实验
2.实验小组利用水和酒精探究浮力大小与哪些因素有关,实验装置如图,通过多次实验,得出如下表所示实验数据:(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
实验序号 液体种类 物体重力G/N 测力计示数F/N 物体所受浮力F浮/N 排开液体体积V/cm3 (b)____
① 水 4 3 (a)____ 100
② 水 2.5 1.5 150
③ 水 2 2 200
④ 酒精 4 3.2 0.8 100
⑤ 酒精 2.8 1.2 150
⑥ 酒精 2.4 1.6 200
(1)表格(a)处物体所受浮力为 N.
(2)比较 三次实验可以得出结论:同种液体,物体排开液体体积越大,所受浮力越大.分析比较①、④两次实验可以得出结论:排开液体体积相同时,液体 ,物体受到的浮力越大.
(3)表格(b)处的内容为 ,比较每次实验它和物体所受的浮力,可验证阿基米德原理.
(4)小组进一步思考:10N的水能否产生12N的浮力?请在横线上说明能否,并写出判断理由. .
【答案】(1)1
(2)①②③或④⑤⑥;密度越大
(3)排开液体所受的重力G/N
(4)能, G水=m水g=ρ水V水g F浮=G排水=ρ水V排水g,V水与V排水之间可以大于,可以等于,也可以小于,比如右图,V水<V排水
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】探究浮力大小与哪些因素有关,
(1)物体的重力为4N,测力计的拉力为3N,表格中(a)处是物体所受浮力,为F浮=G-F拉=4N-3N=1N;
(2)探究浮力和排开液体体积的关系时,需要保持液体密度相同,选择①②③或④⑤⑥三次实验,液体密度相同,排开液体的体积越大,测力计拉力越小,是受到的浮力变大,可得结论:同种液体,物体排开液体体积越大,所受浮力越大;比较①、④两次实验,排开液体的体积相同,液体密度不同,测力计拉力不同,是浮力不同,可得结论:排开液体体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越大;
(3)探究阿基米德原理时,需要测量排开液体的重力,并和物体受到的浮力进行比较,表格(b)处填写:排开液体所受的重力G/N ,可验证阿基米德原理;
(4)探究10N的水能产生12N的浮力, G水=m水g=ρ水V水g,F浮=G排水=ρ水V排水g,V水与V排水之间可以大于,可以等于,也可以小于。
【分析】(1)根据F浮=G-F拉,可以计算浮力大小;
(2)探究浮力和排开液体体积的关系时,需要保持液体密度相同;排开液体体积相同时,液体密度越大,受到的浮力越大;
(3)探究阿基米德原理时,需要测量排开液体的重力;
(4)物体受到的浮力大小和排开液体重力有关,和液体总重力无关。
3. 在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,提出了与浮力大小有关的猜想:与物体浸入液体中的深度有关;与物体排开液体的体积有关;与液体的密度有关;与物体的形状有关。
(1)请你写出能够支持猜想的一个生活现象: 。
(2)实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示,其中图乙中物体所受浮力大小为 。
(3)比较图丁、戊两步骤的数据,可得出结论:在 一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力越 。
(4)由图中实验数据可得,物体的密度为 取。
(5)实验中由于手臂晃动导致测力计示数不稳定,不方便读数,请写出一种改进措施: 。
(6)在探究物体的形状是否影响浮力的大小时,同学们添加了一块橡皮泥进行实验,实验步骤如下:
将橡皮泥捏成方形挂在弹簧测力计下浸没在水中,记录此时弹簧测力计的示数;
,记录此时弹簧测力计的示数;
若 选填“大于”“小于”或“等于”,可以得出实验结论:固体浸在液体中时所受的浮力与固体的形状无关。
【答案】(1)向清水中加盐能使鸡蛋上浮
(2)1.4
(3)物体排开液体的体积;大
(4)
(5)将弹簧测力计固定在铁架台上,使物体悬在空容器中,向容器内缓慢加液体,待弹簧测力计示数稳定后读数
(6)将橡皮泥捏成圆形或其他形状重复上述实验操作;等于
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)鸡蛋在清水中下沉,却能在盐水中上浮,说明浮力的大小与液体的密度有关,因此在日常生活中可以"向清水中加盐能使鸡蛋上浮";
(2)由图甲知,物体P所受重力:G=4.8N,由图乙知,物体P所受向上的拉力:F拉=3.4N,由对P受力分析知:F浮=G-F拉=4.8N-3.4N=“1.4”N;
(3) 比较图丁、戊两步骤的数据,根据控制变量法,可知:在“物体排开液体体积”一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力越“大”;
(4)由甲、丁数据可知:当物体P全部浸入水中时,有:F浮=G-F拉=4.8N-2.8=2N,而由F浮=水gV排,可得物体的体积: ;由 ;
(5)实验中由于手臂晃动,会导致测力计示数不稳定,不方便读数,可以采用先”将弹簧测力计固定在铁架台上,使物体P悬在空容器中,向容器内缓慢加液体,待弹簧测力计示数稳定后读数 “的措施;
(6) 在探究物体的形状是否影响浮力的大小时,同学们添加了一块橡皮泥进行实验,实验步骤如下:
①将橡皮泥捏成方形挂在弹簧测力计下浸没在水中,记录此时弹簧测力计的示数F1;
②“将橡皮泥捏成圆形或其他形状重复上述实验操作”,记录此时弹簧测力计的示数F2;
③若F1“等于”F2,就可得出实验结论:固体浸在液体中时所受浮力的大小与固体的形状无关;
综上可知,本题的第(1)小题的第①空应填:"向清水中加盐能使鸡蛋上浮";
第(2)小题的第①空应填:“1.4”;
第(3)小题的第①空应填:“物体排开液体体积”;第②空应填:“大”;
第(4)小题的第①空应填:;
第(5)小题的第①空应填:“将弹簧测力计固定在铁架台上,使物体P悬在空容器中,向容器内缓慢加液体,待弹簧测力计示数稳定后读数 ”;
第(6)小题的第①空应填:“将橡皮泥捏成圆形或其他形状重复上述实验操作”;第②空应填:“等于”。
【分析】(1)根据猜想③,浮力与液体密度有关,在日常生活中找出:不改变物体的体积,只改变液体密度的小实验;
(2)根据用弹簧测力计测物体在液体中所受的浮力的方法:F浮=G-F拉(可简记这:两次读数差,浮力就是它);
(3)物体所受浮力的大小与物体排开液体的密度和体积有关,探究浮力的大小与它们的关系时需要用控制变量法进行探究;
(4)先利用:F浮=G-F拉,计算出物体浸没在水中所受浮力的大小,再利用浮力计算公式F浮=水gV排计算出物体的体积,最后利用计算出物体的密度;
(5)将弹簧测力计固定在铁架台上,使物体P悬在空容器中,向容器内缓慢加液体,待弹簧测力计示数稳定后读数 ,可避免手臂晃动导致测力计示数不稳定;
(6)探究物体所受浮力与物体形状是否有关,应控制物体排开液体的体积和液体的密度相同。
4.小雨在完成“探究浮力的大小”的实验中.他的实验操作步骤如图所示,实验过程如下.
(1)A.用细线将橡皮挂在弹簧测力计下,测出橡皮的 ;
B.将水倒入溢水杯中;
C.将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时 ;
D.将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;
E.记录、分析实验数据,得出实验结论;
F.整理实验器材.
(2)请根据小雨的实验过程回答下面问题:指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤: .
(3)指出上面实验操作中的一处错误: .
(4)如果用能够漂浮在水面的木块代替橡皮做此实验,那么与上述操作不同的一个步骤是 (填字母).
(5)小雨又用以下器材测出小石子的密度:装有适量水的量筒一个、果冻盒(直径小于量筒直径)一个、小石子.请你写出实验操作步骤和小石子密度表达式(用已知及测出的物理量符号表示,水的密度为ρ水).
①操作步骤:
A、把果冻盒开口向上放入量筒内,漂浮在水面上,记下水面的示数V1;
B、
C、将果冻盒内的小石子沉入量筒水中,记下水面的示数V3.
②小石子密度:ρ石= .
【答案】(1)重力;读出弹簧测力计的示数
(2)用弹簧测力计测出空小桶的重力
(3)B中的溢水杯没装满
(4)C
(5)小石子放入量筒中果冻盒中漂浮,记下水面示数V2;
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)A. 弹簧测力计是测力的工具,由图A可知,为重力;
C. 根据称重法测出物体即橡皮浸没水中的示数,应为读出弹簧测力计的示数;
回答问题按照验证阿基米德原理的实验过程:
A. 用弹簧测力计测出小桶的重力;
B. 用弹簧测力计测出固体的重力;
C. 在溢水杯中盛满水,将固体慢慢浸入水中,记下拉力;同时使溢出的水流入小桶;
D. 用弹簧测力计测出小桶和溢出的水的总重力,求出排出的水重力.
故由验证阿基米德原理的实验过程的以上分析可得(2)测量空桶的重力
结合图B可得(3)在B步骤中,由图可知水面没有达到溢水口(或水没有注满)(3)C,此时弹簧测力计示数为零,不需要弹簧测力计
把石子放在果冻盒中,果冻盒还是漂浮在水面上,记下水面对应的刻度值V2;
取出果冻盒,把石子浸没在水中,记下水面对应的刻度值V3.
石子放在烧杯里,小烧杯还是漂浮在水面上: G石=F浮=ρ水gV排=ρ水g(V2-V1),
石子的重力:G石=ρ水g(V2-V1),
石子的质量:m石= =ρ水(V2-V1),
由AC得,石子的体积:V=V3-V1,
石子的密度:ρ= = .
【分析】(1)结合阿基米德原理可以看出,需要利用称重法测量物体受到的浮力,再测量排开水的重力,进而比较其大小;
(2)测量装有水的总重和空桶的重力做差即为排开水的重力;
(3)当溢水杯装满水时,排开的水才等于溢出的水;
(4)结合第一问的实验步骤排序即可;
(5)结合题目给出的条件,利用密度公式求解物体密度的表达式即可。
5.小红同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验。请你根据小红的实验探究回答下列问题。
(1)由A与D图可知,物体浸没在水中所受的浮力为 N;在B与D两图中,保持了液体的密度不变,研究浮力与 的关系;根据 与 两图所标的实验数据,当排开液体体积相同时,液体密度越 ,物体所受浮力越大;
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是浮力的大小与排开液体的体积有关,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度 ;
(3)物体A的密度是 kg/m3。
【答案】(1)2;排开液体的体积;D;E;大
(2)无关
(3)4×103
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由称重法可得,由A、D图可知,物体浸没在水中所受的浮力为F浮=G﹣F=8N﹣6N=2N
由A、E图可知,物体浸没在盐水中所受的浮力为F浮′=G﹣F′=8N﹣5.6N=2.4N
由B、D图所示实验可知,物体排开水的密度相同而排开水的体积不同,物体受到的浮力不同,排开水的体积越大,物体受到的浮力越大,由此可知,浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大。
由D、E图所示实验可知,液体的密度不同,当物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
(2)由F浮=ρ液gV排得,浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度无关。
(3)由F浮=ρ液gV排可知,物体A的体积为
根据G=mg可知,物体A的质量为
所以物体的密度为
【分析】(1)根据公式 F浮=G-F示 ,可求出浮力;浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大;
(2)浮力的大小与深度无关;
(3)根据公式、G=mg及,可求出密度大小。
6.在学习了浮力知识后,小明进一步探究浮力的有关问题:
实验一:探究漂浮物体受到的浮力大小与物体排开液体重力的关系;
(1)实验步骤如下:(ρ水= 1.0 ×103 kg / m3,g取10N / kg )
步骤 1:如图甲所示,用弹簧测力计测量物体的重力为 0.96N;
步骤 2:如图乙所示,在量筒中倒入适量的水;
步骤 3:如图丙所示,将物体轻轻放入量筒中,发现物体漂浮在水面上,由此可知物体所受浮力大小为 N;
步骤 4:观察量筒中水面的变化情况,通过计算可知物体排开水的重力为 N; 综合分析实验数据可得到的结论是 ;
实验二:探究浮力大小与密度的关系;
(2)小明又将该物体分别放入两种不同的液体中,得到的实验数据如表1所示,他分析数据得出结论:液体密度越大,物体受到的浮力也越大。小红认为小明的实验不合理,她 判断的理由是 ;
表 1
液体 液体的密度( g / cm3) 物体排开液体的体积( cm3) 物体状态 物体受到的浮力( N )
液体 1 0.85 100 沉底 0.85
液体 2 1.2 80 漂浮 0.96
(3)该物体在液体 1 中处于沉底状态,说明物体的密度 (选填“大于”、“小于” 或“等于”)液体 1 的密度;物体的密度为 g / cm3 。
【答案】0.96;0.96;漂浮物体受到浮力大小等于物体排开液体的重力;没有控制物体排开液体的体积相同;大于;0.96
【知识点】探究浮力大小的实验;物体的浮沉条件及其应用
7.小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的圆柱形容器等,对浸在液体中的物体所受浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。(g取10N/kg)
(1)分析甲、乙、丙图的实验,说明浮力的大小与 有关;比较甲、丁、戊图的实验,说明浮力的大小与 有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,可比较甲、 和丁三图的实验,并得出当物体完全浸没于液体中,浮力大小与物体浸入液体的深度 ;当物块浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(3)根据实验可知,物块的密度是 kg/m3.
【答案】(1)物体排开液体的体积;液体的密度
(2)丙;无关;4
(3)1.25X103
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)①根据图可知,甲、乙、丙中物体排开水的体积改变,说明浮力大小与物体排开液体的体积有关;
②根据图片甲、丁、戊可知,实验中液体的密度不同,说明浮力大小与液体密度有关;
(2)①探究浮力大小与物体浸没在水中深度的关系时,必须控制液体密度和排开液体体积相同,只改变深度,故选实验甲、丙、丁;
②虽然深度不断增大,但是弹簧测力计的示数不变,即物体受到的浮力不变,因此浮力大小与物体浸入深度无关;
③根据甲丙两图可知,物体受到的浮力F浮=G-F拉=5N-1N=4N。
(3)物体的体积;
那么物体的密度为:.
【分析】(1)根据图片,分析实验中哪个因素不同即可;
(2)①根据控制变量法的要求选择对照实验;
②当深度改变时,如果浮力同时改变,那么二者有关;否则,浮力与深度无关;
③根据F浮=G-F拉计算物体浸没时受到的浮力。
(3)首先根据计算物体的体积,再根据计算物体的密度。
8.小明用电子秤、水、柱状烧杯、紫砂壶盖、轻质细线等器材探究密度和浮力相关内容。其中柱状烧杯的质量为100g,其底面积为,实验操作如图所示。
A.用电子天平称出紫砂壶盖的质量,如图A所示:
B.在烧杯中加入适量的水,称出烧杯和水的质量,如图B所示:
C.将用轻质细线系住壶盖,部分浸入烧杯的水中,电子秤示数,如图C所示:
D.将壶盖全部浸入烧杯的水中,电子秤示数,如图D所示。
(1)比较 两图可以探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系;
(2)根据实验数据可知:壶盖浸没在水中时所受到的浮力大小为 N,所测壶盖的密度为 ;
(3)如图D所示,此时烧杯中的水对烧杯底部的压强为 Pa。
【答案】(1)图C和图D
(2)0.2;3
(3)440
【知识点】设计实验测密度;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】探究密度和浮力相关内容时,
(1)探究浮力与物体排开液体体积的关系时,要保持液体密度相同,排开的体积不同,选图C和D,液体密度相同,壶盖排开水的体积不同,浮力不同;
(2)壶盖放入水中,水对壶盖产生向上的浮力,壶盖对水产生向下的压力,这两个力大小相等,根据图B和D,壶盖受到的浮力为
壶盖完全浸没,则壶盖的体积与排开水的体积相同,体积为:
壶盖的密度:;
(3)根据图B,则烧杯中水的质量
,
计算烧杯中水的体积:
烧杯中水的深度:
图D中水增加的深度:
烧杯中水的深度:
计算烧杯中水对烧杯底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.4×10-2m=440Pa
【分析】(1)探究浮力和排开液体体积的关系时,需要保持液体密度相同;
(2)根据物体排开液体的质量,利用G=mg计算重力,利用F浮=G排,计算浮力;利用,计算排开液体的体积,根据,计算密度;
(3)根据,计算体积,利用,计算深度,根据p=ρgh,计算液体压强。
(1)杯中装的都是水,由图C和图D可知,液体密度相同,壶盖排开水的体积不同,浮力不同,故由CD两图可探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系。
(2)[1]把壶盖放入水中,水对壶盖产生向上的浮力,根据力的作用是相互的,壶盖对水产生向下的压力,这两个力大小相等,壶盖浸没在水中时,由图B和D可知水对容器底的压力增加了
浮力
[2]壶盖完全浸没,则壶盖的体积与排开水的体积相同
壶盖的密度
(3)由图B可得烧杯中水的质量
烧杯中水的体积
烧杯中水的深度
图D中水增加的深度
图D烧杯中水的深度
图D烧杯中水对烧杯底的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.4×10-2m=440Pa
9.学过有关浮力知识后,小强想通过实验,证明“物体所受浮力的大小跟物体浸没在水中的深度无关”。实验器材有:盛有适量水的大烧杯、符合要求的弹簧测力计、拴好细线的实心铁块等。
(1)下面是小强设计的部分实验步骤,请你把实验步骤补充完整。
①将拴好细线的实心铁块挂在弹簧测力计下静止,测出铁块的重力G并记录;
②用弹簧测力计吊着铁块,使其浸没在大烧杯内的水中深度h1处,且不接触容器,读取弹簧测力计的示数F拉1,并记录h1、F拉1;
③ ;
④ 。
(2)请你帮助小强设计实验数据记录表格。
【答案】(1)用弹簧测力计吊着铁块,使其浸没在大烧杯内的水中深度h2处,且不接触容器,读取弹簧测力计的示数F拉2,并记录h2、F拉2。;利用公式F浮=G-F拉和所测数据计算出每次铁块受到的浮力F浮并记录
(2)
G/N
h
F拉/N
F浮/N
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)③用弹簧测力计吊着铁块,使其浸没在大烧杯内的水中深度h2处,且不接触容器,读取弹簧测力计的示数F拉2,并记录h2、F拉2。
④利用公式F浮=G-F拉和所测数据计算出每次铁块受到的浮力F浮并记录。
(2)实验数据中要有物体的重力G,水中的深度h,弹簧测力计的示数F拉,物体受到的浮力F浮,如下表所示
G/N
h
F拉/N
F浮/N
【分析】(1)探究浮力和深度的关系时,保持液体密度相同,改变物体浸入液体 中的深度,测量拉力大小,根据物体的重力和拉力差, 计算浮力;
(2)探究浮力和深度的关系,就实验中测量的数据,设计实验记录表。
10.小开要探究“影响浮力大小的因素”,图是他的实验过程。
(1)图B中,物体受到的浮力为 N:由A、B、C三图可知,浮力大小与 有关;由A、 三图可知,浮力大小与浸没深度无关;
(2)由A、D、E三图可知,浮力大小与 有关;还可以算出盐水的密度为 g/cm3;
(3)小开受上面实验的启发,制作了一个测质量的装置,如图甲。刻度标在底面积为100cm2透明薄壁柱形容器外壁,先加水至“0g”刻线处,再将被测物体放入水中漂浮时,水位处对应的刻度值即为被测物体的质量。则“0g”刻线上方1cm处对应的刻度值为 g;
(4)利用该装置还可测量物体密度:将物体A放入水中,如图乙所示,静止时示数为m1;然后将物体B放在A上方,如图丙所示,静止时示数为m2;最后将物体B放入水中,如图丁所示,静止时示数为m3,则物体B的密度ρB= (用m1、m2、m3、ρ水表示);
(5)小南发现该装置测量质量误差较大,为提高准确度,请你提出一条可行的改进方案: 。
【答案】(1)1.4;排开液体的体积;C、D
(2)液体的密度;1.1
(3)100
(4)
(5)减小容器的底面积
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)①根据A和B图可知,物体受到的浮力:F浮=G-F拉=4N-2.6N=1.4N;
②根据图片可知,A、B、C中物体排开液体的体积不断增大,则说明浮力大小与排开液体的体积有关;
③探究浮力大小与浸没深度的关系时,需要控制液体密度和物体排开液体的体积相同,只改变深度,故选ACD。
(2)①根据图片A、D、E可知,液体的密度不同,那么说明浮力大小与液体的密度有关;
②根据AD两图可知,物体浸没在水中受到的浮力:F浮=G-F拉=4N-2N=2N;
根据AE两图可知,物体浸没在盐水中受到的浮力:F浮'=G-F拉'=4N-1.8N=2.2N;
根据“浮力大小与液体密度成正比”得到:;
;
解得:ρ盐=1.1g/cm3。
(3)物体受到的浮力F浮力=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×(100×1)×10-6m3=1N;
物体漂浮,则重力G=F浮力=1N;
那么此时物体的质量为:。
(4)根据乙和丙图可知,物体B的质量等于这个装置的示数之差,即m=m2-m1;
根据乙和丁图可知,物体B的体积等于排开水的体积,即;
则物体B的密度为:。
(5)小南发现该装置测量质量误差较大,为提高准确度,可行的改进方案:减小容器的底面积。
【分析】(1)①根据A、B两图,利用F浮=G-F拉计算物体受到的浮力。
②根据图片分析A、B、C中哪个因素不同即可;
③根据控制变量法的要求选择对照实验。
(2)①根据图片分析A、D、E分析哪个因素不同即可;
②根据F浮=G-F拉分别计算出物体浸没在水中和盐水中受到的浮力,再根据“浮力大小与液体密度成正比”计算盐水的密度。
(3)首先根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排计算物体受到的浮力,再根据平衡力的知识计算物体的重力,并计算出物体的质量即可。
(4)根据乙和丙计算出物体B的质量,根据乙和丁计算物体B的体积,最后根据计算B的密度;
(5)当放入相同质量的物体时,刻度值变化越大,则测量越精确。根据V=Sh可知,当放入相同的物体时,水面增加的体积相等,容器的底面积越小,则水面增加越多,此时越精确,据此分析解答。
04功能相关类
1.为了研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明同学设计了如图所示的探究实验:
将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA=mB hB),推动小木块运动一段距离后停止。请你根据生活经验和所学的物理探究方法,回答:
(1)在图甲和图丙实验中,A球、C球刚滚到水平面时的速度 (选填“相等”或“不相等”);
(2)小球推动小木块运动的距离越大,表示安全隐患 (选填“越大”、“不变”或“越小”);小木块被碰撞后滑行过程中,木块的动能转化为 能;
(3)用来研究超速安全隐患时,我们应选择 两个图所示实验进行比较;
(4)实验中,小球碰撞木块后继续向前运动,木块在水平木板上滑动一段距离后停下,设碰撞前一瞬间小球的动能为E0,木块克服摩擦力所做的功为W,则E0 W(选填“>”、“<”或“=”)。理由是 。
【答案】(1)相等
(2)越大;内
(3)甲、乙
(4)>;碰撞时,有能量损失
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
2.如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下,在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平向右运动直至停止。
(1)实验中是通过观察 来判断钢球的动能大小;
(2)让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下,目的是探究钢球的动能大小与 的关系:
(3)换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下,目的是探究钢球的动能大小与 的关系;
(4)木块最终会停下来的主要原因是 ,在此过程中木块通过 的方式把动能转化为内能。
【答案】(1)木块被推动距离的大小
(2)速度
(3)质量
(4)受到摩擦力的作用;做功
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)在研究动能大小与什么因素有关时,我们是通过观察钢球推动木块移动的距离来反映小球动能大小的,采用的是转换法的思想;(2)图中实验中让同一钢球从同一个斜面上不同的高度由静止开始运动,即钢球滚动到斜面底端的速度是不同的,即探究动能大小与物体运动速度的关系;(3)不同质量的钢球从相同的高度释放,运动到斜面底端的速度也就相同,即该实验探究的是钢球动能与质量的关系;(4)由于木块受到摩擦力的作用,所以木块最终会停下来;改变内能的方式有两种,即做功和热传递,做功的实质是能量的转化,在此过程中木块通过做功方式把动能转化为内能。
【分析】(1)通过纸盒移动的距离长短表示物体动能大小,这用到了转换法;
(2)(3)运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大,要探究每一个因素对动能的影响,需要用到控制变量法;
(4)木块停下来是因为胡擦力改变物体运动状态;克服摩擦力做功,把机械能转化为内能。
3.为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景;图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。
(1)此实验是研究 (选填“碰撞前小球”、“碰撞后小球”或“碰撞后木块”)的动能,通过 来反映动能的大小。
(2)若要探究动能大小与速度的关系,应选择图 (选填“甲”、“乙”)进行实验。
(3)木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”),克服摩擦力做功的功率 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)本实验装置的水平面如果绝对光滑,还能得出结论吗? ,原因是 。
【答案】碰撞前小球;移动的距离;乙;不变;变小;不能;光滑水平面上,木块将不会停下来(或木块在光滑水平面上将永远匀速直线运动下去)
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
4.为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明同学设计了如下图所示的探究实验:将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA=mB<mc,hA=hC>hB),推动小木块运动一段距离后停止。请你根据生活经验和所学的物理探究方法,回答:
(1)在图甲和图丙实验中,球A、C从同一高度静止释放的目的是: 。
(2)小球推动小木块运动的距离越大,表示安全隐患 ;
(3)用来研究超载安全隐患时,我们应选择 两个图所示实验进行比较;
(4)用来研究超速安全隐患时,我们应选择 两个图所示实验进行比较;
(5)实验中,小球碰撞木块后继续向前运动,木块在水平木板上滑动一段距离后停下,设碰撞前一瞬间小球的动能为E0,木块克服摩擦力所做的功为W,则E0 W。
【答案】使小球到达水平面的速度相同;越大;甲、丙;甲、乙;>
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
5.近年来,全国高空坠物造成的伤害事件频发,高空坠物的破坏程度与什么因素有关?某物理创新小组提出猜想:高空坠物的破坏程度可能与物体的质量、下落的高度有关。他们利用细沙、刻度尺、大小相同质量不同的小球进行模拟实验,小球均由静止下落,
实验数据记录如下表:
实验序号 质量 下落高度 沙坑的深度
1 20 50
2 20 60
3 20 70
4 60 70
5 85 70
(1)本实验中,小球从高处落到地面的破坏程度可以通过 反映出来,本实验主要的物理研究方法是 法与 法。
(2)请从表格中选三组实验数据 (填实验序号),分析得出对应的实验结论:当 相同时, ,高空坠物的破坏程度越大(写出一种即可)。
(3)继续分析可知:高空中的物体具有很大的 能,下落过程中转化为 能,砸向行人时,会造成较大的伤害。
(4)深圳争创全国文明典范城市,防止高空坠物,你我共同参与,请为此设计一条宣传标语 。
【答案】沙坑的深度;转换;控制变量;3、4、5;下落高度;质量越大;重力势;动;拒绝高空抛物,从你我做起
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
6.体育课上,小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力做功的平均功率(不计绳重)。
(1)用体重计测量自己的质量m;
(2)用刻度尺测出自己每次跳起的平均高度h(人的重心上升的高度);
(3)用 (填测量器材)记录跳n次所用的 (填物理量与其对应字母);
(4)计算出跳绳时克服重力的平均功率 (用字母表示);
(5)两人想比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同),则
A.频率相同,体重大的功率大
B.频率相同,跳的时间长的功率大
C.体重相同,频率高的功率小
D.体重相同,跳的时间长的功率大
(6)若跳绳者的质量m=50kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示,根据图中所给条件,可估算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率为 W。(g取10N/kg)
【答案】秒表;时间t;;A;135
【知识点】功率计算公式的应用;功率的测量实验
7.如图是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中,小球质量mA=mB(1)动能是指钢球碰撞 (选填“前”或“后”)动能;三次实验中,图中 钢球上述动能最大;
(2)通过比甲、乙两次实验,可以得到: (选填序号:①动能与速度的关系,②动能与高度的关系,③重力势能与高度的关系);
(3)做丙图实验时,硬纸盒被撞后滑出木板掉落,为防止因此造成硬纸盒损坏需改进丙图实验,再与乙图实验对比。在不改变木板长度的情况下,应采用以下方法 (填写正确选项前的字母);
A、换用质量比B小的钢球
B、给水平木板铺上毛巾
C、适当降低钢球的初始高度
D、换用一个较结实的木块
(4)做乙图实验时,钢球撞硬纸盒后继续向前运动,硬纸盒在水平木板上滑动0.4m后停下,硬纸盒在滑动过程中受到0.5N的摩擦力,则硬纸盒克服摩擦力所做的功W= J,设钢球与硬纸盒碰撞前的动能为E1,则E1 W(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】前;丙;①③;A;0.2;大于
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
8.为了探究物体的动能大小与哪些因素有关,小明设计了如下实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下,在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平方向向右运动直至停止,其中,不考虑空气阻力。
(1)实验中通过观察 来判断 (选填“钢球”或“木块”)的动能大小;用来研究超速安全隐患时,我们应选择 两图所示实验来进行比较;若将甲、乙两图中的木块均移走,并适当调节斜面倾角和钢球释放高度, (选填“能”或“不能”)研究物体的动能大小与速度的关系;
(2)实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离,则开始时钢球的重力势能 (选填“>”、“<”或“=”)木块克服摩擦力所做的功。若完成了图乙操作后,在做图丙所示的实验时,木块滑出了水平木板,如果仅对图丙所示的实验进行改进,下列措施中可行的是 (填写序号);
A.换质量更大的木块 B.降低钢球开始的高度
C.换质量大于的钢球 D.换质量小于的钢球
(3)小华还利用图丁来研究动能和势能相互转化,图中两个相同的光滑弧形槽,一个为凸形,一个为凹形,A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v,运动到槽的末端速度也都为v,A小球通过凸形槽的时间为,B小球通过凹形槽的时间为,则通过时间较长的是小球 (选填“A”或“B”)。
【答案】(1)木块移动的距离;钢球;甲和乙;能
(2)>;D
(3)A
【知识点】探究影响物体动能大小的因素;机械能及其转化
9.物理小组利用如图甲的实验电路测量小灯泡的额定功率,已知待测小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡额定功率约为1W,电源电压恒为6V。
(1)本实验的实验原理是 。
(2)用笔画线代替导线将图甲的实物电路图补充完整(要求滑片右移灯泡变暗,导线不交叉)。
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,接下来合理的操作是____(选填序号)。
A.断开开关,更换小灯泡
B.移动滑动变阻器观察小灯泡是否发光
(4)解决问题后,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,其读数是 V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。
小超测量三组实验数据,粗心的小超把三组数据随手写在草稿纸上(如图丙所示)而没有填写在对应的表格中,请你帮助小超计算:小灯泡的额定功率为 W。
(5)同组的小明认为,无需测量小灯泡电压为2.5V时的相关数据,也能计算出灯泡的额定功率。他利用已经测量的数据,计算2V电压下灯泡的电阻R,再根据,计算小灯泡在2.5V下的额定功率,此方法计算出的额定功率与实际的额定功率相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等)。
(6)仅利用图甲中实验器材 (选填“能”或“不能”)完成“探究电流与电压关系“的实验。
(7)小组同学讨论后,认为只用一只电表、增加一个已知阻值的定值电阻R,也可测量仅标有额定电压U额的小灯泡的额定功率(若电源电压未知)。如下四种方案,最可行的是 。
【答案】(1)P=UI
(2)
(3)B
(4)2;B;0.75
(5)偏大
(6)不能
(7)C
【知识点】功率的测量实验
【解析】【解答】(1)根据题意可知,测量小灯泡的功率实验原理为P=UI;
(2)滑片右移灯泡变暗,电流变小,则变阻器接入电阻变大,那么应该将左下角的A接线柱与定值电阻左端相连即可,如下图所示:
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片调到最大阻值,也就是B端。闭合开关后,发现小灯泡不亮,不一定是电路连接错误,移动滑动变阻器,观察小灯泡是否发光,若灯泡变亮说明电路连接正确,若灯泡没变化则说明电路连接错误,故选B。
(4)①由图乙可知,电压表量程为0-3V,分度值为0.1V,所以读数为2.2V;
②灯泡额定电压为2.5V,因此灯泡电压要增大,而变阻器的电压要减小。根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器阻值需变小,应向B端移动滑动变阻器;
③灯泡的电压越大,则电流越大,则2.5V时对应的电流应该为0.3A,那么灯泡的额定功率P=IU=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)灯丝的温度升高,灯丝的电阻变大,因此2V时灯泡电阻小于2.5V时灯泡电阻,故根据
可知,计算出的额定功率偏大;
(6)探究电流与电压关系时,需控制电压不变,灯泡电阻随温度变化而变化,不能充当定值电阻,因此不能完成“探究电流与电压关系”的实验。
(7)A、无论将S2接1(电压表测定值电阻R0的电压),还是将接2,(电压表测灯与定值R0的电压),不能确定是否正常发光,故A不合题意;
B.只S接2时,电压表测小灯泡电压,移动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,则灯正常发光。当S接1时,电压表的下端原来与负极相连,现在与正极相连,肯定接线柱弄反,故B不合题意;
C.S接1时,灯泡与R0并联,二者电压相等。调节变阻器,直到电流表的示数为,则此时灯泡正常发光。开关S接2时,灯泡与R0并联,此时电流表测二者的总电流,根据并联电路的电流规律计算出灯泡的额定电流,最后根据P=UI计算灯泡的额定功率,故C符合题意;
D.图中只有电流表,通过开关的转换,定值电阻与灯分别与变阻器串联,无法确定灯是否正常发光,故D不合题意。
故选C。
【分析】(1)根据P=UI可知,只要测出灯泡两端的电压和通过它的电流,就能计算出灯泡的电功率;
(2)滑动变阻器一上一下接入电路,根据灯泡变暗确定电流大小变化,确定变阻器的阻值变化,弄清接线方法;
(3)闭合开关后,灯泡不亮,可能是小灯泡的实际功率太小,根据闭合开关前变阻器的阻值最大分析;
(4)①根据电压表的量程和分度值读数;
②由图乙可知,电压表的示数为2.2V,小于灯泡额定电压,据此确定灯泡两端的电压变化和变阻器的电压变化,根据串联分压原理确定变阻器的阻值变化,弄清滑片移动的方向;
③首先根据电流与电压的对应关系确定灯泡的额定电流,然后根据功率公式计算额定功率;
(5)根据灯丝的温度升高,灯丝的电阻变大的规律分析2V时电阻的变化,再根据分析计算出的额定功率的变化;
(6)探究电流与电压关系时,需控制电压不变;
(7) 只有电压表时,关键是通过开关的切换,得到灯泡正常发光时的电流;只有电流表时,关键是想办法确定灯泡正常发光并测出额定电流,据此分析判断即可。
10.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,如图所示,让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放,撞击同一木块请回答下列问题:
(1)该实验的目的是研究 。
(2)若水平面绝对光滑,该实验还能得出结论吗?并说明理由。
【答案】(1)动能大小与物体速度的关系
(2)不能,水平面绝对光滑,木块将做匀速直线运动,不能得到木块被铁球推动的距离的长短不同。
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)由题意知,同一铁球的质量相同,从不同的高度滚下时,到达水平面的速度不同,可以探究动能大小与物体速度的关系,故该空答案“动能大小与物体速度的关系”;
(2)实验中通过木块被铁球推动的距离的长短来比较动能的大小;若水平面绝对光滑,木块根据牛顿第一定律将做匀速直线运动,不能得到木块被铁球推动的距离的长短不同,故本实验将不能达到探究目的。该空答案“不能,水平面绝对光滑,木块将做匀速直线运动,不能得到木块被铁球推动的距离的长短不同”。
【分析】
(1)物体的动能与物体的质量和速度有关,在探究过程中需用控制变量法,根据已知条件判断出控制的变量,便可得出探究的因素;
(2)根据牛顿第一定律,若水平面绝对光滑,则木块不受摩擦力作用,运动后将保持匀速直线运动。实验将不能达到探究目的。
05简单机械、效率类
1.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向 (选填“左”或“右”)侧调节;
(2)如图乙所示,在A点挂2个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为 N;
(3)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示,此过程中,弹簧测力计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)若要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小,可将弹簧测力计绕B点 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动一个小角度;
(5)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是 。
【答案】(1)平衡;左
(2)1.5
(3)不变
(4)顺时针
(5)避免偶然性,得出普遍结论
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于平衡状态。根据图片可知,杠杆左端上翘,即左端轻,那么平衡螺母应该向左调节。
(2)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:(2×0.5N)×3L=F×2L,解得:F=1.5N;
(3)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示,此过程中,动力臂和阻力臂都变小了,但是二者的比值大小不变。根据可知,弹簧测力计的示数不变;
(4)若要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小,可可以增大动力臂。根据丙图可知,当测力计绕B点顺时针方向转动时,动力臂变长。
(5)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是避免偶然性,得出普遍结论。
【分析】(1)当杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,则杠杆处于平衡状态。平衡螺母总是向轻的那端调节。
(2)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析计算;
(3)当杠杆转过一定角度时,注意分析动力臂和阻力臂的比值是否发生改变即可;
(4)根据杠杆的平衡条件可知,要减小动力就必须增大动力臂,据此分析解答;
(5)多次测量的目的主要有:①求平均值减小误差;②避免偶然性,得出普遍结论。
2.某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率,相关数据记录在下表中。
实验次数 钩码重/N 钩码上升的高度/m 绳端的拉力/N 绳端移动的距离/m 机械效率 机械效率的平均值
1 1 0.10 0.5 0.3 66.7%
2 1.5 0.10 0.6 0.3 83.3%
3 1.5 0.15 0.6
(1)组装滑轮组时,为了绕线比较平稳,应该 (选填“A”或“B”);
A .先把钩码挂在动滑轮下方,然后再进行绕线
B.先将滑轮组绕线组装完成后,再把钩码挂在动滑轮下方
(2)该同学设计的记录数据的表格中,有一处不当之处,你认为是 ;
(3)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上 拉动弹簧测力计;通过比较 两次实验发现影响滑轮组机械效率的因素是提升物体的重;
(4)第3次实验中,绳端移动的距离为 m,此时滑轮组的机械效率约为 ;
(5)你认为测量误差来自于哪些方面 请写出一条 。
【答案】A;设计了求机械效率的平均值;匀速;1和2;0.45;83.3%;弹簧测力计的读数(测量绳子移动的距离以及物体升高的距离)
【知识点】滑轮(组)机械效率的测量实验
3.如图所示小明利用杠杆做“探究杠杆的平衡条件”实验:
(1)实验前,杠杆处于静止状态如图甲所示,此时杠杆 平衡状态(选填“是”或“不是”),为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调,其目的是方便直接在杠杆上测量力臂;
(2)杠杆调平衡后,在左侧A位置挂上钩码,且保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变(如乙图),调节右侧悬挂钩码的数量和位置,使杠杆始终在水平位置平衡,记录对应的力F和力臂I1;大小,绘制成图像如图丙所示,图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积 (选填“相等”或“不相等”);
(3)将右侧改为竖直向下拉弹簧测力计,每个钩码的重力为0.5N,丁图中弹簧测力计示数为 N;保持测力计在B点不动,改为斜向右下方拉动,则弹簧测力计示数将 (选填“变大”或“变小”或“不变”);
(4)使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,弹簧测力计始终保持竖直(不考虑杠杆重心位置的变化),如图戊所示,此过程中,弹簧测力计的示数 (选填“变大”或“变小”或“不变”)。
【答案】是;左;相等;1.5;变大;不变
【知识点】杠杆的平衡条件;探究杠杆的平衡条件实验
4.小明利用斜面搬运物体的过程中,提出了一个问题:“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题,他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示),测得的实验数据如表中所示:
试验次数 倾斜程度 物重G/N 上升高度h/m 拉力F/N 移动距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
1 较缓 5 0.1 1.6 0.5 0.5 0.8 63%
2 较陡 5 0.15 2.2 0.5 0.75 1.1 68%
3 最陡 5 0.25 3.1 0.5
1.55
(1)沿斜面拉动物体时,应使其做 运动。通过对实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越缓,越 ;
(2)根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为 J,机械效率是 ;(保留整数)
(3)通过对实验可知,斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡,斜面的机械效率越 。
【答案】匀速直线;省力;1.25;81%;高
【知识点】斜面的机械效率;斜面机械效率的测量实验
5.在探究“影响滑轮组机械效率因素”的实验中,用到的装置如图所示,实验数据记录如表所示。
实验次数 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
1 2 0.1 1.2 0.3
2 2 0.2 1.2 0.6
3 4 0.1 1.9 0.3
4 4 0.1 1.3 0.5
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计;
(2)分析表中数据可知,第4次实验是用图 所示装置来完成的;
(3)通过比较1、2两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度 (选填“有关”或“无关”);
(4)通过比较 两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高;
(5)通过比较3、4两次实验数据可得出:不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重,机械效率 (选填“越高”、“越低”或“不变”)。
【答案】匀速;丙;无关;1、3;越低
【知识点】滑轮(组)机械效率的测量实验
6.某兴趣小组利用如图所示的装置探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前,如图甲所示,杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直至杠杆在水平位置平衡;
(2)杠杆调平后,在杠杆两边悬挂同种规格的钩码,调节钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,读出实验数据并记录在如下表格中。分析表中实验数据,可得出杠杆的平衡条件为 (用F1、F2、l1、l2表示);
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 15.0 1.0 15.0
3 2.0 15.0 1.5 20.0
(3)实验过程中,某次杠杆在水平位置平衡时如图乙所示,动力臂l1为 cm;
(4)杆秤是中国最古老的、也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具,由秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丙所示,此杆秤有两个提纽,使用它称较重的物体时,应选择 (选填“A”或“B”)提纽。
【答案】右;F1l1=F2l2;16;A
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
7.在“探究杠杆平衡条件”的实验中。
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向 调节。
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂四个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应该在B点挂 个相同的钩码。
(3)某同学用图丙装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与杠杆平衡条件不相符,其可能的原因是 。
【答案】(1)右
(2)6
(3)杠杆的自重对杠杆平衡有影响
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,左端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,同时消除杠杆自中小学教育资源及组卷应用平
2025中考物理【抢分秘籍】压轴题解密与题型强化(通用版)
综合训练4 :实验题专项训练(8大类80题)(学生版)
目录:
实验题专项分类
01力学实验基础类··················02
02压强类······················07
03密度浮力测量类··················11
04功能相关类····················19
05简单机械、效率类·················25
06电学实验基础类··················31
07小灯泡电阻、功率测量类··············37
08电磁类······················42
01力学实验基础类
1.小刚用弹簧测力计、钩码、表面粗糙程度均相同的木块A等器材做探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)在实验过程中,用弹簧测力计拉着物块沿水平方向做匀速直线运动,根据 原理,可间接测量滑动摩擦力的大小;
(2)比较 和 两次实验,可探究滑动摩擦力大小与压力有关;
(3)在如图甲实验过程中,当木板的运动速度变大时滑动摩擦力的大小 ;
(4)如果要研究滑动摩擦力与接触面积大小是否有关,接下来的操作是 ;
(5)小刚对实验装置进行改进,如图丁所示,他用水平拉力F4=4.0N拉动长木板,待弹簧测力计示数稳定后,弹簧测力计的示数为2.5N,此时木块A受到的滑动摩擦力大小为2.5N;若增大拉力F4,弹簧测力计的示数将 。小刚对装置改进后的好处是 。
2.如图中甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡;
(3)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是______。
A.减少摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
3.用如图所示的实验装置研究“运动和力”的关系。
(1)让小车从斜面上滑下后沿水平面运动,是为了使小车在竖直方向上受到的 力和重力相平衡,其作用效果相互抵消,相当于小车只受水平方向上的摩擦力作用;
(2)每次都让小车从同一个斜面的同一高度位置由静止开始滑下,是为了使小车滑到斜面底端时具有相同的 ;
(3)实验结果能证明____(选填序号)。
A.物体运动需要力
B.力可以改变物体的运动状态
C.牛顿第一定律
4.在学习牛顿第一定律时,同学们分组进行了“探究阻力对物体运动的影响”实验,如图所示。
(1)实验中每次都使同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的 ;
(2)若实验中发现小车直接冲出了棉布的末端,在不改变实验器材的基础上,他们应该采取 (选填“增大”或“减小”)斜面的倾斜程度的方法来完成整个实验探究过程;
(3)根据实验可推理得出:若水平面绝对光滑,小车将保持
(4)该实验说明物体的运动 (选填“需要”或“不需要")力来维持。
5.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,装置如图所示。
(1)实验中,弹簧测力计必须沿 方向拉动木块做 运动,此时根据二力平衡知识可知:滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)在甲、乙、丙三次实验中,分析 两次实验可知,滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
(3)甲图中,若拉着物块A匀速前进的速度由0.03m/s变为0.04m/s,在其它情况不变时A受到的滑动摩擦力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);
(4)在丙图中,匀速拉动物块A时,测力计的示数为F3,在丙图的物块A上叠放一块与A相同的物块B,如丁图所示,匀速拉动物块A时,测力计的示数为F4,则F4 F3(选填“>”、“=”或“<”)。
6. 小明利用如图所示的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响,进行如下操作:
A.如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
B.如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
C.如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题:
(1)以上操作中错误的一次是 (选填“A”、“B”或“C”);
(2)进行正确实验操作后,本实验可得到:小车受到的阻力越小,速度减小的越 ;由此推理:如果水平面光滑,小车运动时不受阻力作用,它将在水平面上 ;
(3)为了得出科学结论,三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是使小车到达水平面的 相同;
7.探究影响滑动摩擦力大小的因素。
如图1中甲、乙、丙图所示,甲图将木块平放在长木板上,乙图长木板上铺毛巾,丙图木块上加砝码,缓缓地匀速拉动木块,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。
(1)由图1中 两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)通过甲、乙两图实验得到的结论 一定时, 越大,滑动摩擦力越大。
(3)若小明利用图乙装置,用不同的力拉动木块时,拉力随时间变化的图像和木块的速度随时间变化的图像如图2所示,则木块在0~2s时的摩擦力为 N,4~8s时的摩擦力为 N,木块在2~4s、4~8s和8~10s这三个时间段内所受摩擦力大小 。
(4)在丙图中,弹簧测力计匀速拉动木块前进时,砝码的受到的摩擦力为 N。
8.小雨在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时,结合生活中的现象,猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
猜想一:接触面所受的压力大小
猜想二:接触面的粗糙程度
(1)如图甲所示,将一个木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向 拉动,根据 可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)如图乙所示,在木块上放一个重物,重复上面的操作。比较甲、乙两图中弹簧测力计的示数,可探究滑动摩擦力大小与 的关系。
(3)如图丙所示,将木块放在毛巾上,重复上面的操作。比较甲、丙两图可得出:压力大小相同时, 滑动摩擦力越大。
(4)小雨猜想滑动摩擦力大小还与速度大小有关。她设计了如图甲所示的实验装置,传送带速度可以自由调节,物块始终相对地面静止,拉力传感器可以显示拉力大小。改变传送带速度,根据实验数据分别绘制出传送带的速度与时间和拉力与时间(F-t)的关系图象。分析图乙、丙两图可知,滑动摩擦力的大小与物体相对传送带运动速度的大小 (选填“有关”或“无关”),理由是:
9.在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,同学们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力;②接触面的粗糙程度。根据猜想,同学们设计了如图甲、乙、丙所示的实验:
(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据 的知识可知,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。如图甲所示,木块受到的摩擦力大小为 N;
(2)通过比较 两图,可验证猜想①;通过比较 两图,可验证猜想②。进一步归纳得出结论:接触面所受的压力越 (选填“大”或“小”),接触面越 (选填“光滑”或“粗糙”),滑动摩擦力越大;
(3)有同学提出滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关,于是设计了以下两种实验方案:
A.将木块竖直切去一半,如图丁,重复(1)的操作过程,比较图甲和图丁
B.将木块侧放,如图戊,重复(1)的操作过程,比较图甲和图戊
你认为合理的实验方案是 (选填“A”或“B”)。
10.在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中,实验小组的同学利用长方体木块、木板、砝码、弹簧测力计按图所示装置实验:
(1)实验中要求必须 拉动木块。
(2)在图甲实验中,将长方体木块侧放,再次拉动木块,发现弹簧测力计示数与相同,说明滑动摩擦力大小与 无关。
(3)小组想探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应选择 两幅图来进行实验,得到的实验结论:在 相同时,接触面越粗糙,摩擦力 。
(4)甲、乙、丙三次实验的弹簧测力计的示数分别为、、,由小到大的关系是 。
(5)实验小组同学对实验装置进行了改进,图丁所示实验后发现效果更好,实验中,当木板的运动速度增大时,弹簧测力计的示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
02压强类
1.如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 ________(选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得到:液体的压强与 有关。
(4)比较 两图,可以得到液体的压强与液体密度有关。
(5)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ盐水=1.1×103kg/m3,g=10N/kg)
(6)本实验用到的物理方法有 和 。
2.在探究影响液体压强的因素实验中,用几根一端封有相同橡皮膜的玻璃管进行实验,在5号管中装入盐水,其它管中装入水,如图所示。
(1)玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液体的 大小;
(2)根据图甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度,猜想:液体的压强可能与液体的质量、液体受到的重力、液体的体积或液体的 有关;
(3)图乙中,4号管上段更粗,下段与2号管粗细相同,两管中水柱的高度相同,根据现象:说明液体压强与液体的质量、液体受到的重力、液体的体积 ;
(4)图丙中,5号管和2号管的液柱高度相等,利用5号管和2号管可探究液体压强与液体的 是否有关。
3. 如图所示,某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。
(1)本实验中用到了控制变量法和 法,其中用 显示了压力的作用效果;
(2)为了探究压力作用效果与压力大小的关系,比较图甲和图乙的实验,可得出结论: 相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,应比较乙、丙两图的实验,得出结论。下列实例中,没有应用该结论的是____(填字母代号);
A.图钉钉尖面积很小,钉帽面积很大
B.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
C.某型号载重汽车有 18个轮子
(4)若小桌的质量为600g, 砝码质量为50g, 桌面面积为 100cm2, 砝码的底面积为5cm2,则丙图中海绵受到的压强为
4.小明利用图甲所示的装置探究液体压强与哪些因素有关:
(1)实验前,小明利用U形管、软管、扎紧橡皮膜的探头等组装成压强计后,发现U形管两侧液面不相平,则接下来他应该: ;
(2)实验中液体内部压强的大小变化是通过 反映出来的;下列实验中与这种研究问题的方法相同的是: (单选);
A.学习光现象时,用光线来描述传播路径
B.探究声音的产生时,用发声的音叉靠近悬挂的乒乓球,乒乓球被弹开说明音叉在振动
C.探究压强与压力的关系时,控制受力面积不变
(3)用如图乙所示的容器也可以探究液体内部的压强特点:容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用此容器进行的两次实验,情形如图丙、丁所示。由此可推断:a、b、c三种液体密度ρa、ρb、ρc的大小关系是 (从大到小依次排序)。
5.利用容积为的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值。
(1)实验的原理是p= ;
(2)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是 ,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
(3)如图所示,水平向左缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞刚 时,记下弹簧测力计的示数为22N;
(4)用刻度尺测出注射器带刻度部分长度为5cm,这样就不用测活塞的直径也能算出活塞横截面积为 m2;则大气压的值为 Pa;
(5)测量的大气压值比当地实际大气压偏大,你认为可能的原因是: 。
6.在探究影响压力作用效果因素的实验中,小刘进行了如下操作。
(1)实验是通过观察 来比较压力的作用效果的,这种方法称为: ;
(2)甲、乙两图能够得到的结论是: ;还可根据 两图研究压力作用效果与受力面积的关系;
(3)将丙图中带有砝码的小桌放在木板上,如图丁,为了便于比较丙、丁两图中小桌对木板和海绵的压力作用效果是否相同,在物理学中引入了 这一物理量。
7.在“研究影响液体内部压强”的实验中,小焦同学做了如图所示的实验,
(1)压强计是通过观察 U 形管的两端液面的 来显示橡皮膜所受压强大小.
(2)比较图甲和图乙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体 的增加而增大.
(3)如果我们要讨论液体内部压强是否与液体密度有关,应选择 进行比较.
(4)完成上述实验后,取一容器中间用隔板分成两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,在容器两侧分别注入水和盐水直到橡皮膜的形状不变。如图戊所示,此时橡皮膜左侧的液体是 (选填“水”或“盐水”),已知水的密度为 ρ 水 ,为了测量盐水密度,还需要用刻度尺分别测出左右两侧 为 h 左和 h 右,盐水的密度ρ 盐水= 。(用 h 左、h 右和ρ 水表示)
8.水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺和装有适量水的A、B 两个烧杯。小亮学习了液体内部压强跟哪些因素有关的知识后,他猜想液体内部压强跟该点到容器底部的距离有关,为此他利用提供的实验器材进行了如下实验探究
①将微小压强计的探头放入A 烧杯的水中,探头到烧杯底的距离L 为 6cm,如图甲所示,记录微小压强计U 形管两侧的液面高度差 h1;
②将微小压强计的探头放入B烧杯的水 中,探头到烧杯底的距离L为10cm,乙所记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h2;
小亮发现h1大于h2,于是小亮得出的结论“液体内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离L有关”。
(1)小亮实验中存在的问题是 ;
(2)针对小亮实验中存在的问题,改正的措施是 。
9.某物理兴趣小组的同学利用图甲来估测大气压的值,实验器材有一只弹簧测力计、三种规格的注射器和一把刻度尺。
(1)本实验的原理是二力平衡和压强的定义式,实验中研究的是大气对 (选填“活塞”或“注射器筒”)的压力;
(2)若选用图乙中注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该换用注射器 (选填“A”、“B”或“C”)来进行实验;
(3)如图甲方案,①首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,读出注射器的容积V,再用刻度尺测出注射器 的长度为L(选填“有刻度”或“筒身”);
②水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F;
③则测出的大气压值 (用所给的字母表示);
(4)小花发现此时测得的大气压值误差较大,对此小花与同学找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余空气 ②刻度尺的读数没读准
③活塞与注射器筒壁不完全密封 ④活塞与注射器筒壁间有摩擦
上述原因一定会使测量值小于真实值的是 ;
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
10.小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。
(1)图1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 ,U形管左右两侧液面就会产生 ;
(2)根据图2、图3所示现象可以研究:液体内部压强大小与 的关系;
(3)如图3、图4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5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 ;
③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;
④可推导出该盐水密度的表达式为ρ盐水 (用h1、h2、ρ水表示)。
03密度浮力测量类
1.探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,请你根据如图所示实验操作,从中选出一些图,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果。
(1)探究的因素是:浮力大小与液体密度的关系。选用的图是: (填图中的序号);探究的结果是:浸在液体中的物体, 一定时,液体密度越大,浮力就 ;
(2)上述所设计的方案,采用的方法是 ;
A.控制变量法 B.转换法 C.模型法 D.等效法
(3)由图①②③可知,物体浸没在水中受到的浮力大小是 N,且浮力的大小与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”)。
2.实验小组利用水和酒精探究浮力大小与哪些因素有关,实验装置如图,通过多次实验,得出如下表所示实验数据:(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
实验 序号 液体 种类 物体重 力G/N 测力计 示数F/N 物体所受 浮力F浮/N 排开液体 体积V/cm3 (b)____
① 水 4 3 (a)____ 100
② 水 2.5 1.5 150
③ 水 2 2 200
④ 酒精 4 3.2 0.8 100
⑤ 酒精 2.8 1.2 150
⑥ 酒精 2.4 1.6 200
(1)表格(a)处物体所受浮力为 N.
(2)比较 三次实验可以得出结论:同种液体,物体排开液体体积越大,所受浮力越大.分析比较①、④两次实验可以得出结论:排开液体体积相同时,液体 ,物体受到的浮力越大.
(3)表格(b)处的内容为 ,比较每次实验它和物体所受的浮力,可验证阿基米德原理.
(4)小组进一步思考:10N的水能否产生12N的浮力?请在横线上说明能否,并写出判断理由. .
3. 在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,提出了与浮力大小有关的猜想:与物体浸入液体中的深度有关;与物体排开液体的体积有关;与液体的密度有关;与物体的形状有关。
(1)请你写出能够支持猜想的一个生活现象: 。
(2)实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示,其中图乙中物体所受浮力大小为 。
(3)比较图丁、戊两步骤的数据,可得出结论:在 一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力越 。
(4)由图中实验数据可得,物体的密度为 取。
(5)实验中由于手臂晃动导致测力计示数不稳定,不方便读数,请写出一种改进措施: 。
(6)在探究物体的形状是否影响浮力的大小时,同学们添加了一块橡皮泥进行实验,实验步骤如下:
将橡皮泥捏成方形挂在弹簧测力计下浸没在水中,记录此时弹簧测力计的示数;
,记录此时弹簧测力计的示数;
若 选填“大于”“小于”或“等于”,可以得出实验结论:固体浸在液体中时所受的浮力与固体的形状无关。
4.小雨在完成“探究浮力的大小”的实验中.他的实验操作步骤如图所示,实验过程如下.
(1)A.用细线将橡皮挂在弹簧测力计下,测出橡皮的 ;
B.将水倒入溢水杯中;
C.将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时 ;
D.将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;
E.记录、分析实验数据,得出实验结论;
F.整理实验器材.
(2)请根据小雨的实验过程回答下面问题:指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤: .
(3)指出上面实验操作中的一处错误: .
(4)如果用能够漂浮在水面的木块代替橡皮做此实验,那么与上述操作不同的一个步骤是 (填字母).
(5)小雨又用以下器材测出小石子的密度:装有适量水的量筒一个、果冻盒(直径小于量筒直径)一个、小石子.请你写出实验操作步骤和小石子密度表达式(用已知及测出的物理量符号表示,水的密度为ρ水).
①操作步骤:
A、把果冻盒开口向上放入量筒内,漂浮在水面上,记下水面的示数V1;
B、
C、将果冻盒内的小石子沉入量筒水中,记下水面的示数V3.
②小石子密度:ρ石= .
5.小红同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验。请你根据小红的实验探究回答下列问题。
(1)由A与D图可知,物体浸没在水中所受的浮力为 N;在B与D两图中,保持了液体的密度不变,研究浮力与 的关系;根据 与 两图所标的实验数据,当排开液体体积相同时,液体密度越 ,物体所受浮力越大;
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是浮力的大小与排开液体的体积有关,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度 ;
(3)物体A的密度是 kg/m3。
6.在学习了浮力知识后,小明进一步探究浮力的有关问题:
实验一:探究漂浮物体受到的浮力大小与物体排开液体重力的关系;
(1)实验步骤如下:(ρ水= 1.0 ×103 kg / m3,g取10N / kg )
步骤 1:如图甲所示,用弹簧测力计测量物体的重力为 0.96N;
步骤 2:如图乙所示,在量筒中倒入适量的水;
步骤 3:如图丙所示,将物体轻轻放入量筒中,发现物体漂浮在水面上,由此可知物体所受浮力大小为
N;
步骤 4:观察量筒中水面的变化情况,通过计算可知物体排开水的重力为 N; 综合分析实验数据可得到的结论是 ;
实验二:探究浮力大小与密度的关系;
(2)小明又将该物体分别放入两种不同的液体中,得到的实验数据如表1所示,他分析数据得出结论:液体密度越大,物体受到的浮力也越大。小红认为小明的实验不合理,她 判断的理由是 ;
表 1
液体 液体的密度( g / cm3) 物体排开液体的体积( cm3) 物体状态 物体受到的浮力( N )
液体 1 0.85 100 沉底 0.85
液体 2 1.2 80 漂浮 0.96
(3)该物体在液体 1 中处于沉底状态,说明物体的密度 (选填“大于”、“小于” 或“等于”)液体 1 的密度;物体的密度为 g / cm3 。
7.小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的圆柱形容器等,对浸在液体中的物体所受浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。(g取10N/kg)
(1)分析甲、乙、丙图的实验,说明浮力的大小与 有关;比较甲、丁、戊图的实验,说明浮力的大小与 有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,可比较甲、 和丁三图的实验,并得出当物体完全浸没于液体中,浮力大小与物体浸入液体的深度 ;当物块浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(3)根据实验可知,物块的密度是 kg/m3.
8.小明用电子秤、水、柱状烧杯、紫砂壶盖、轻质细线等器材探究密度和浮力相关内容。其中柱状烧杯的质量为100g,其底面积为,实验操作如图所示。
A.用电子天平称出紫砂壶盖的质量,如图A所示:
B.在烧杯中加入适量的水,称出烧杯和水的质量,如图B所示:
C.将用轻质细线系住壶盖,部分浸入烧杯的水中,电子秤示数,如图C所示:
D.将壶盖全部浸入烧杯的水中,电子秤示数,如图D所示。
(1)比较 两图可以探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系;
(2)根据实验数据可知:壶盖浸没在水中时所受到的浮力大小为 N,所测壶盖的密度为 ;
(3)如图D所示,此时烧杯中的水对烧杯底部的压强为 Pa。
9.学过有关浮力知识后,小强想通过实验,证明“物体所受浮力的大小跟物体浸没在水中的深度无关”。实验器材有:盛有适量水的大烧杯、符合要求的弹簧测力计、拴好细线的实心铁块等。
(1)下面是小强设计的部分实验步骤,请你把实验步骤补充完整。
①将拴好细线的实心铁块挂在弹簧测力计下静止,测出铁块的重力G并记录;
②用弹簧测力计吊着铁块,使其浸没在大烧杯内的水中深度h1处,且不接触容器,读取弹簧测力计的示数F拉1,并记录h1、F拉1;
③ ;
④ 。
(2)请你帮助小强设计实验数据记录表格。
10.小开要探究“影响浮力大小的因素”,图是他的实验过程。
(1)图B中,物体受到的浮力为 N:由A、B、C三图可知,浮力大小与 有关;由A、 三图可知,浮力大小与浸没深度无关;
(2)由A、D、E三图可知,浮力大小与 有关;还可以算出盐水的密度为 g/cm3;
(3)小开受上面实验的启发,制作了一个测质量的装置,如图甲。刻度标在底面积为100cm2透明薄壁柱形容器外壁,先加水至“0g”刻线处,再将被测物体放入水中漂浮时,水位处对应的刻度值即为被测物体的质量。则“0g”刻线上方1cm处对应的刻度值为 g;
(4)利用该装置还可测量物体密度:将物体A放入水中,如图乙所示,静止时示数为m1;然后将物体B放在A上方,如图丙所示,静止时示数为m2;最后将物体B放入水中,如图丁所示,静止时示数为m3,则物体B的密度ρB= (用m1、m2、m3、ρ水表示);
(5)小南发现该装置测量质量误差较大,为提高准确度,请你提出一条可行的改进方案: 。
04功能相关类
1.为了研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明同学设计了如图所示的探究实验:
将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA=mB hB),推动小木块运动一段距离后停止。请你根据生活经验和所学的物理探究方法,回答:
(1)在图甲和图丙实验中,A球、C球刚滚到水平面时的速度 (选填“相等”或“不相等”);
(2)小球推动小木块运动的距离越大,表示安全隐患 (选填“越大”、“不变”或“越小”);小木块被碰撞后滑行过程中,木块的动能转化为 能;
(3)用来研究超速安全隐患时,我们应选择 两个图所示实验进行比较;
(4)实验中,小球碰撞木块后继续向前运动,木块在水平木板上滑动一段距离后停下,设碰撞前一瞬间小球的动能为E0,木块克服摩擦力所做的功为W,则E0 W(选填“>”、“<”或“=”)。理由是 。
2.如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下,在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平向右运动直至停止。
(1)实验中是通过观察 来判断钢球的动能大小;
(2)让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下,目的是探究钢球的动能大小与 的关系:
(3)换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下,目的是探究钢球的动能大小与 的关系;
(4)木块最终会停下来的主要原因是 ,在此过程中木块通过 的方式把动能转化为内能。
3.为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景;图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。
(1)此实验是研究 (选填“碰撞前小球”、“碰撞后小球”或“碰撞后木块”)的动能,通过 来反映动能的大小。
(2)若要探究动能大小与速度的关系,应选择图 (选填“甲”、“乙”)进行实验。
(3)木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”),克服摩擦力做功的功率 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)本实验装置的水平面如果绝对光滑,还能得出结论吗? ,原因是 。
4.为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明同学设计了如下图所示的探究实验:将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA=mB<mc,hA=hC>hB),推动小木块运动一段距离后停止。请你根据生活经验和所学的物理探究方法,回答:
(1)在图甲和图丙实验中,球A、C从同一高度静止释放的目的是: 。
(2)小球推动小木块运动的距离越大,表示安全隐患 ;
(3)用来研究超载安全隐患时,我们应选择 两个图所示实验进行比较;
(4)用来研究超速安全隐患时,我们应选择 两个图所示实验进行比较;
(5)实验中,小球碰撞木块后继续向前运动,木块在水平木板上滑动一段距离后停下,设碰撞前一瞬间小球的动能为E0,木块克服摩擦力所做的功为W,则E0 W。
5.近年来,全国高空坠物造成的伤害事件频发,高空坠物的破坏程度与什么因素有关?某物理创新小组提出猜想:高空坠物的破坏程度可能与物体的质量、下落的高度有关。他们利用细沙、刻度尺、大小相同质量不同的小球进行模拟实验,小球均由静止下落,
实验数据记录如下表:
实验序号 质量 下落高度 沙坑的深度
1 20 50
2 20 60
3 20 70
4 60 70
5 85 70
(1)本实验中,小球从高处落到地面的破坏程度可以通过 反映出来,本实验主要的物理研究方法是 法与 法。
(2)请从表格中选三组实验数据 (填实验序号),分析得出对应的实验结论:当 相同时, ,高空坠物的破坏程度越大(写出一种即可)。
(3)继续分析可知:高空中的物体具有很大的 能,下落过程中转化为 能,砸向行人时,会造成较大的伤害。
(4)深圳争创全国文明典范城市,防止高空坠物,你我共同参与,请为此设计一条宣传标语 。
6.体育课上,小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力做功的平均功率(不计绳重)。
(1)用体重计测量自己的质量m;
(2)用刻度尺测出自己每次跳起的平均高度h(人的重心上升的高度);
(3)用 (填测量器材)记录跳n次所用的 (填物理量与其对应字母);
(4)计算出跳绳时克服重力的平均功率 (用字母表示);
(5)两人想比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同),则
A.频率相同,体重大的功率大 B.频率相同,跳的时间长的功率大
C.体重相同,频率高的功率小
D.体重相同,跳的时间长的功率大
(6)若跳绳者的质量m=50kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示,根据图中所给条件,可估算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率为 W。(g取10N/kg)
7.如图是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中,小球质量mA=mB(1)动能是指钢球碰撞 (选填“前”或“后”)动能;三次实验中,图中 钢球上述动能最大;
(2)通过比甲、乙两次实验,可以得到: (选填序号:①动能与速度的关系,②动能与高度的关系,③重力势能与高度的关系);
(3)做丙图实验时,硬纸盒被撞后滑出木板掉落,为防止因此造成硬纸盒损坏需改进丙图实验,再与乙图实验对比。在不改变木板长度的情况下,应采用以下方法 (填写正确选项前的字母);
A、换用质量比B小的钢球
B、给水平木板铺上毛巾
C、适当降低钢球的初始高度
D、换用一个较结实的木块
(4)做乙图实验时,钢球撞硬纸盒后继续向前运动,硬纸盒在水平木板上滑动0.4m后停下,硬纸盒在滑动过程中受到0.5N的摩擦力,则硬纸盒克服摩擦力所做的功W= J,设钢球与硬纸盒碰撞前的动能为E1,则E1 W(选填“大于”“等于”或“小于”)。
8.为了探究物体的动能大小与哪些因素有关,小明设计了如下实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下,在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平方向向右运动直至停止,其中,不考虑空气阻力。
(1)实验中通过观察 来判断 (选填“钢球”或“木块”)的动能大小;用来研究超速安全隐患时,我们应选择 两图所示实验来进行比较;若将甲、乙两图中的木块均移走,并适当调节斜面倾角和钢球释放高度, (选填“能”或“不能”)研究物体的动能大小与速度的关系;
(2)实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离,则开始时钢球的重力势能 (选填“>”、“<”或“=”)木块克服摩擦力所做的功。若完成了图乙操作后,在做图丙所示的实验时,木块滑出了水平木板,如果仅对图丙所示的实验进行改进,下列措施中可行的是 (填写序号);
A.换质量更大的木块 B.降低钢球开始的高度
C.换质量大于的钢球 D.换质量小于的钢球
(3)小华还利用图丁来研究动能和势能相互转化,图中两个相同的光滑弧形槽,一个为凸形,一个为凹形,A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v,运动到槽的末端速度也都为v,A小球通过凸形槽的时间为,B小球通过凹形槽的时间为,则通过时间较长的是小球 (选填“A”或“B”)。
9.物理小组利用如图甲的实验电路测量小灯泡的额定功率,已知待测小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡额定功率约为1W,电源电压恒为6V。
(1)本实验的实验原理是 。
(2)用笔画线代替导线将图甲的实物电路图补充完整(要求滑片右移灯泡变暗,导线不交叉)。
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,接下来合理的操作是____(选填序号)。
A.断开开关,更换小灯泡
B.移动滑动变阻器观察小灯泡是否发光
(4)解决问题后,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,其读数是 V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。
小超测量三组实验数据,粗心的小超把三组数据随手写在草稿纸上(如图丙所示)而没有填写在对应的表格中,请你帮助小超计算:小灯泡的额定功率为 W。
(5)同组的小明认为,无需测量小灯泡电压为2.5V时的相关数据,也能计算出灯泡的额定功率。他利用已经测量的数据,计算2V电压下灯泡的电阻R,再根据,计算小灯泡在2.5V下的额定功率,此方法计算出的额定功率与实际的额定功率相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等)。
(6)仅利用图甲中实验器材 (选填“能”或“不能”)完成“探究电流与电压关系“的实验。
(7)小组同学讨论后,认为只用一只电表、增加一个已知阻值的定值电阻R,也可测量仅标有额定电压U额的小灯泡的额定功率(若电源电压未知)。如下四种方案,最可行的是 。
10.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,如图所示,让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放,撞击同一木块请回答下列问题:
(1)该实验的目的是研究 。
(2)若水平面绝对光滑,该实验还能得出结论吗?并说明理由。
05简单机械、效率类
1.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向 (选填“左”或“右”)侧调节;
(2)如图乙所示,在A点挂2个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为 N;
(3)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示,此过程中,弹簧测力计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)若要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小,可将弹簧测力计绕B点 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动一个小角度;
(5)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是 。
2.某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率,相关数据记录在下表中。
实验 次数 钩码 重/N 钩码上升的 高度/m 绳端的 拉力/N 绳端移动的 距离/m 机械效率 机械效率 的平均值
1 1 0.10 0.5 0.3 66.7%
2 1.5 0.10 0.6 0.3 83.3%
3 1.5 0.15 0.6
(1)组装滑轮组时,为了绕线比较平稳,应该 (选填“A”或“B”);
A .先把钩码挂在动滑轮下方,然后再进行绕线
B.先将滑轮组绕线组装完成后,再把钩码挂在动滑轮下方
(2)该同学设计的记录数据的表格中,有一处不当之处,你认为是 ;
(3)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上 拉动弹簧测力计;通过比较 两次实验发现影响滑轮组机械效率的因素是提升物体的重;
(4)第3次实验中,绳端移动的距离为 m,此时滑轮组的机械效率约为 ;
(5)你认为测量误差来自于哪些方面 请写出一条 。
3.如图所示小明利用杠杆做“探究杠杆的平衡条件”实验:
(1)实验前,杠杆处于静止状态如图甲所示,此时杠杆 平衡状态(选填“是”或“不是”),为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调,其目的是方便直接在杠杆上测量力臂;
(2)杠杆调平衡后,在左侧A位置挂上钩码,且保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变(如乙图),调节右侧悬挂钩码的数量和位置,使杠杆始终在水平位置平衡,记录对应的力F和力臂I1;大小,绘制成图像如图丙所示,图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积 (选填“相等”或“不相等”);
(3)将右侧改为竖直向下拉弹簧测力计,每个钩码的重力为0.5N,丁图中弹簧测力计示数为 N;保持测力计在B点不动,改为斜向右下方拉动,则弹簧测力计示数将 (选填“变大”或“变小”或“不变”);
(4)使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,弹簧测力计始终保持竖直(不考虑杠杆重心位置的变化),如图戊所示,此过程中,弹簧测力计的示数 (选填“变大”或“变小”或“不变”)。
4.小明利用斜面搬运物体的过程中,提出了一个问题:“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题,他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示),测得的实验数据如表中所示:
试验次数 倾斜程度 物重G/N 上升高度h/m 拉力F/N 移动距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
1 较缓 5 0.1 1.6 0.5 0.5 0.8 63%
2 较陡 5 0.15 2.2 0.5 0.75 1.1 68%
3 最陡 5 0.25 3.1 0.5
1.55
(1)沿斜面拉动物体时,应使其做 运动。通过对实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越缓,越 ;
(2)根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为 J,机械效率是 ;(保留整数)
(3)通过对实验可知,斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡,斜面的机械效率越 。
5.在探究“影响滑轮组机械效率因素”的实验中,用到的装置如图所示,实验数据记录如表所示。
实验 次数 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
1 2 0.1 1.2 0.3
2 2 0.2 1.2 0.6
3 4 0.1 1.9 0.3
4 4 0.1 1.3 0.5
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计;
(2)分析表中数据可知,第4次实验是用图 所示装置来完成的;
(3)通过比较1、2两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度 (选填“有关”或“无关”);
(4)通过比较 两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高;
(5)通过比较3、4两次实验数据可得出:不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重,机械效率 (选填“越高”、“越低”或“不变”)。
6.某兴趣小组利用如图所示的装置探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前,如图甲所示,杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直至杠杆在水平位置平衡;
(2)杠杆调平后,在杠杆两边悬挂同种规格的钩码,调节钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,读出实验数据并记录在如下表格中。分析表中实验数据,可得出杠杆的平衡条件为 (用F1、F2、l1、l2表示);
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 15.0 1.0 15.0
3 2.0 15.0 1.5 20.0
(3)实验过程中,某次杠杆在水平位置平衡时如图乙所示,动力臂l1为 cm;
(4)杆秤是中国最古老的、也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具,由秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丙所示,此杆秤有两个提纽,使用它称较重的物体时,应选择 (选填“A”或“B”)提纽。
7.在“探究杠杆平衡条件”的实验中。
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向 调节。
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂四个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应该在B点挂 个相同的钩码。
(3)某同学用图丙装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与杠杆平衡条件不相符,其可能的原因是 。
8.根据“探究杠杆平衡的条件”实验要求,完成下列问题:
(1)某同学将杠杆的 支在铁架台上,发现杠杆静止时的位置如图所示,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态。接着,该同学应进行的操作是:向 调节平衡螺母,使杠杆在水平位置保持平衡,这样做的目的是为了直接在杠杆上读出 的数值;
(2)在杠杆上挂钩码后,应调节钩码的 或在杠杆上的 ,使杠杆恢复水平平衡,并进行多次实验;此外,还应用弹簧测力计探究动力和阻力在支点 侧(选填“同”或“异”)时的杠杆平衡条件,以此得到 ;
(3)实验数据如下表所示,通过对表中数据的分析归纳可得到的结论是: 。
实验 序号 动力F1(牛) 动力臂l1(厘米) 阻力F1(牛) 阻力臂l2(厘米)
1 2 15 3 10
2 4 10 8 5
3 3 5 1 15
9.同学们做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)调节杠杆水平平衡后,第一组同学按图甲进行实验,第二组同学按图乙进行实验,老师认为一组实验更方便,理由是 ;
(2)如图丙所示,杠杆在水平位置平衡。此时,在点下方加挂一个钩码,若仍要保持杠杆在水平位置平衡,可以将A点的两个钩码向右移动 格;
(3)将图丙中A点的钩码取下,得到如图丁所示的装置。若仍要保持杠杆在水平位置平衡,可以用弹簧测力计在图丁中的 (选填“”或“”或“O”)点施加一个竖直向上的力;
(4)调节杠杆平衡后,在不同的位置挂不同数量的钩码,使杠杆重新平衡,得到下表中的实验数据,分析发现表格设计存在缺陷,请指出 ;
次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 6 5 5 6
2 5 10 10 5
3 4 15 6 10
4 2 20 8 5
根据实验数据可得出杠杆的平衡条件: ;
(5)以上实验结束后,小明用弹簧测力计代替钩码,如图戊所示,保持所挂钩码位置不变,不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小,使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力与其力臂的图像如图戊所示,由图像得每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积(如图戊中阴影部分) (选填“相等”或“不等”);
(6)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图己所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是: 。
10.在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有:杠杆(杠杆上每小格长为2cm)支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验时,使杠杆在水平位置平衡,应将如图甲所示杠杆左端的平衡螺母适当往 调,或将杠杆右端的平衡螺母适当往 (均选填“左”或“右”)调;
(2)如图乙所示,调节好杠杆后在杠杆左边距离支点4格的A处挂了2个钩码,为使杠杆平衡,应在杠杆右边距离支点8格的处挂 个钩码;
(3)完成探究后小明又提出新的问题:“若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小明利用如图丙所示装置进行探究,在杠杆点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力示数为 N,以弹簧测力计的拉力为动力,钩码处绳子拉力为阻力,多次调整力和力臂的大小进行测量,当杠杆水平平衡时发现:总是 ,其原因是 ;
(4)小明将图丙中弹簧测力计拉力的作用点从点移到点,使杠杆仍在水平位置平衡,如图丁所示,此时弹簧测力计的拉力是 N。
06电学实验基础类
1.某同学用如图甲所示的电路来探究串联电路的电压规律。(不考虑小灯泡灯丝电阻随温度变化的情况)
(1)实验中应选用 (填“相同”或“不同”)规格的小灯泡L1、L2连接电路;
(2)该同学更换小灯泡进行3次实验,将电压表的两端分别连到A与B、B与C、A与C,测量电压UAB、UBC、UAC,并将测得的数据记录在表中,其中第3次A与B两点间的电压如图乙所示。
实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V
1 4.5 0 4.5
2 2.4 2.1 4.5
3 3.0 4.5
①第1次实验出现的电路故障是 (故障只出现在小灯泡L1或L2上);
②第3次实验A与B两点间的电压是 V;
(3)如果在电路安全的情况下,在第2次实验时,将电源电压增加到6V,则小灯泡L2两端的电压是 V。
2.小明用如图所示电路“探究串联电路的电压特点”。
实验 次数 U/V /V /V
1 0.8 2.2 3.0
2 1.0 2.0 3.0
3 1.2 1.8 3.0
(1)小明在连接电路前,发现电压表指针指向零刻度线左侧,这是因为: ;
(2)测出灯两端的电压后,准备测量两端电压时,小明直接将电压表与A点相连的导线改接到C点。小明的办法是 (选填“正确”或“错误”)的;
(3)经过多次实验,将得到的数据记录在上表中。根据实验数据,可得到串联电路的电压规律是 。(用字母符号表示)
3.实验小组用如图所示电路来探究串联电路的电压规律。
实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V
1 0.9 2.2 3.1
2 1.0 2.0 3.0
3 1.2 1.8 3.0
(1)实验中最好选择规格 (填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC,经过多次实验,得到的数据记录在表中,分析实验数据,你可得到串联电路的电压特点是 ;(用公式表示)
(3)测出L1两端的电压后,小希断开开关,准备拆下电压表,改接在B、C之间,小聪认为这样操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可,小希认为小聪的办法是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 ;
(4)小明进行多次实验的主要目的是 ;
(5)实验反思时,小明认为第一次实验数据是错误的,应该修改。你认为小明的说法是 (选填“正确”或“错误”)的。
4.探究串联电路中电压的规律。
实验次序 电压 电压 电压
1
1.7 2.9
2 1.3 1.6 2.9
3 1.1 1.8 2.9
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整;
(2)正确连接电路后,闭合开关,若灯断路,则两端 (选填“有”或“无”)电压;
(3)用电压表分别测出电压,和。其中测时,电压表的示数如图丙所示,示数为 V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表。
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 ;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以 。
5.小刘和小罗一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(1)连接电路时,开关应该 ;由于不知电流大小,电流表量程应先用 (选填“大”或“小”)量程进行试触;
(2)按照图甲电路图连好电路后,闭合开关,发现电流表指针位置如图乙所示,原因可能是 ;
(3)改正后的实验电路如图丙所示.测完C点电流后,小刘准备测B点电流大小,小罗提出,只需要修改一根导线,即可以完成实验。请在丙图中将要修改的导线画“×”,然后画出改正后的导线;
(4)进行实验的过程中,忽然熄灭,仍发光,那么可能的原因是;
A.短路 B.短路
C.断路 D.开关处接触不良
(5)测出A、B、C三处电流如下表,由此得出初步结论: (只写表达式)。小华指出:为了得出更普遍的规律,接下来的操作是 。
电流I
大小/A 0.32 0.24 0.56
6.小明所在的实验小组用如图所示的电路来研究串联电路中电压的规律,其实验过程如下:用电压表分别测量 L1两端的电压UAB 、L2两端的电压UBC和L1、L2两端的电压UAC
(1)小明根据第一次的实验数据断定“ 串联电路中各用电器两端的电压相等 ”,这一结论是 (选填“正确 ”或“错误 ”)的,他得出这样的结论是因为实验所用的小灯泡规格 (选填“相同 ”或“不同 ”)。
(2)为了防止个别偶然因素的影响,他们采用了更换其中一个灯泡(规格须不同)方法来重复实验
L1两端的电压 UAB L2 两端的电压 UBC L1 L2两端的总电压 UAC
第一次测量 1.5 1.5 3
第二次测量 1.6 1.4 3
第三次测量 1.2 1.8 3
请你根据他们的实验过程和有关数据回答下列问题:
①在连接电路时,开关必须是 的,电压表应该 (填“ 串联 ”或“并联 ”)在被测电路中。
②上面设计的表格中存在的不足之处是物理量没有 。
③表格补充完整后,通过对上面数据的分析可得实验结论:串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压 。
7.为了验证并联电路的电流特点,小露设计了如图的电路进行实验.
(1)①在连接电路时,开关应处于 状态.
②小露先将电流表接在L1所在的支路,闭合开关后,闭合开关后,电流表的指针反向偏转,出现这种现象的原因是: .
③重新连好电路后,她测出了L1、L2支路和干路上的电流分别为I1、I2和I,电流表示数如图甲、乙、丙所示,可读出:I1=0.5A,I2= A,I=1A.根据测量结果,在误差允许范围内你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是: (写出关系式即可).
(2)小郭和小莉同学分别用如图的电路探究“探究串联电路电压特点”的实验:
①小郭在测量L1两端的电压时,两灯突然熄灭,但电压表示数变大且接近电源电压,由此判断出L1处的故障是 .
②他排除故障后继续实验,完成了第一次实验测量,数据记录在下面表格中
序号 L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V L1:和L2两端总电压U/V
第一次测量 1.5 1.5 3
小郭在第一次的实验数据收集完后就断定“串联电路中各用电器两端的电压相等”,这一结论是 (填“正确”或“错误”)的,他得出这样的结论是因为 .
③小莉同学在测量L1、L2总电压时,按照图方式连接了电路,实验中她惊奇的发现,开关闭合前后电压表的示数不同,这是什么原因呢 爱探究的小莉通过查阅相关资料发现,这是由于电源内部也有电阻的原因,这个电阻我们称为电源的内阻,现实中的电源可以看成一个理想电源(不考虑电源内阻)和内阻串联而成(如图).请结合实验情境和所学物理知识分析,开关闭合前的电压表示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)开关闭合后的电压表示数.
8.小明等4人实验小组用如图所示的电路来探究串联电路中电压的关系,其实验过程如下:用电压表分别测量L1两端的电压UAB、L2两端的电压UBC和L1、L2两端的总电压UAC,将第一次测出的电压值填入表格:
实验次数 L1两端的电压UAB L2两端的电压UBC L1L2两端的总电压UAC
第一次测量 1.5 1.5 3
第二次测量 1.6 1.4 3
第三次测量 1.2 1.8 3
(1)小明根据第一次的实验数据断定“串联电路中各用电器两端的电压相等”,这一结论是 (选填“正确”或“错误”)的,他得出这样的结论是因为 。
(2)为了防止个别偶然因素的影响,他们采用了以下两种方法之一来重复实验,完成了第二次和第三次测量。
方法一:改变电源电压(电池个数)。
方法二:更换其中一个灯泡(规格不同)。
请你根据他们的实验过程和有关数据回答下列问题。
①在拆接电路时,开关必须是 的。
②上述实验设计的表格中存在的不足之处是 。
③表格补充完整后,通过对表格中数据的分析可知:后面两次实验是采用方法 (填“一”或“二”)来进行的,实验的结论是: (写表达式)。
9.探究“电阻大小与长度关系”时,不同小组采用了不同的方案,电阻丝使用的都是横截面积0.5mm2、长分别为50cm和100cm的镍铬合金丝1和2.请将方案一补充完整,并仿照方案一,再设计一个探究方案二(其余器材自选,填写表格空白内容) 。
方案一 方案二
项 目 内 容 项 目 内 容
电路图 电路图
比较电阻 大小的方法 通过电流表示数比较,电流表示数大的电阻 。 比较电阻大小的方法
现象 I1>I2 现象
结论 结论
10.小阳设计了如图所示的电路,其中通过 R1的电流用I1表示,通过 R2的电流用 I2表示,干路电流用I表示。验证:R1与 R2并联时,干路电流等于各支路电流之和,即
(1)实验中的自变量是 ;
(2)开关闭合前,两个滑动变阻器的滑片应移至 端;
(3)画出实验数据记录表格 。
07小灯泡电阻、功率测量类
1.某同学想利用图1甲电路测量RX的阻值。
(1)该实验的原理是 (用公式表示);
(2)根据图1甲电路,连接图1乙的实物图时,需将导线a接到滑动变阻器的 (选填“A”或“C”)接线柱。滑动变阻器的正确连接方式为 (选填“一上一下”、“两上”、“两下”);
(3)正确连接电路后,开关S闭合前应将滑片移至滑动变阻器的 (选填“A”或“B”)端;闭合开关后,该同学发现,电压表示数接近电源电压,电流表无示数,该电路故障应是Rx (填“断路”或“短路”);
(4)在实验过程中,滑动变阻器除了保护电路外,还有一个重要的作用是 ;如果用两个定值电阻R1和R2(R1实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻RX/Ω
1 0.85 0.14 6.07
2 1.21 0.20 6.05
3 2.11 0.35 6.03
(5)根据实验数据可知,Rx的阻值是 Ω。
2.在“测小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)在甲图中用笔画线代替导线连接电路,使滑片向右移时,电压表示数变小;
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针明显偏转,造成这一现象的原因可能是____;
A.电流表断路 B.小灯泡短路
C.小灯泡断路 D.滑动变阻器短路
(3)移动滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定电流为 A,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,小灯泡的额定功率为 W;
(4)实验时,小明组的电流表坏了,他找来了一个已知阻值的定值电阻R0,设计了如图丙的电路来测额定电压为U额的小灯泡L的额定功率,操作步骤下:闭合S0,开关S接1,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为 ;
②保持滑片位置不变,开关S接2,记下电压表示数U,则小灯泡额定动率的表达式为 (用U额、U、R0表示)。
3.小李同学想测量小灯泡额定功率,老师提供了如下器材:蓄电池(6V),小灯泡(额定电压为2.5V,电阻约为10Ω),滑动变阻器A(10Ω 2A),滑动变阻器B(20Ω 2A),滑动变阻器C(200Ω 1.25A),电流表,电压表,开关,导线若干。小李同学设计了实验方案,连接了部分电路,如图甲所示。请完成如下问题:
(1)小丽连接的实验电路如图甲所示,请你添加导线将实验电路补充完整;
(2)为了能精确测量小灯泡的额定功率,实验中应选择电压表的 (选填“0-3V”或“0-15V”)量程;
(3)为了保证小灯泡两端电压能达到额定电压,又便于精确调节,应选用滑动变阻器 (选填“A”“B”或“C”)进行实验;
(4)闭合开关S后,电压表示数如图乙所示,要使小灯泡正常发光,则滑动变阻器的滑片P应向 端移动(选填“左”或“右”);
(5)移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
4.小明从废旧电器中拆下一个定值电阻,其阻值标识模糊,他设计实验进行测量。
(1)图甲是小明连接的实物图,其中有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”并改正;
(2)请你为小明设计记录实验数据的表格;
(3)正确连接电路后闭合开关,电流表示数为零,电压表有示数,原因可能是 。排除故障后,移动滑片P使电压表示数为2.6V,此时电流表的示数如图乙所示为 A,则电阻阻值为 。
5.小丽在做测量额定电压为2.5V ,小灯泡的电功率实验,小灯泡的电阻约为12Ω,
(1)图甲所示是小丽连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整 ;
(2)小丽连接好电路后,闭合开关,看到小灯泡发出明亮的光,则她在操作中存在的不当之处是 ;
(3)改正问题后,在实验过程中发现电压表的示数为2V,为测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)调节;
(4)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示为 ,则小灯泡正常发光时的电功率为 W;
(5)实验记录的数据如下表所示,测量完成后,小丽将计算的灯泡实际功率与观察的亮度相比,发现实际功率 ,小灯泡越亮。根据表中的数据分析,实验中所选取的滑动变阻器的规格为 (选填序号)。
A.30Ω.2A B.20Ω1A C.10Ω 1A D.5Ω 0.5A
序号 1 2 3 4 5 6
电压 0.7 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流 0.14 0.16 0.22 0.28
0.34
亮度 逐渐变亮
6.在“测定小灯泡的功率”的实验中,小明同学设计的电路如图所示,他选用的小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为8Ω,电源为两节干电池。
(1)本实验的实验原理是 ;
(2)电流表的量程应选 A;
(3)若滑动变阻器的滑片向左移动,小灯泡的亮度将 (填“变亮”、“变暗”);
(4)小明同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,则故障可能是 (写出一种即可);
(5)小明同学排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,同时,眼睛应注视 (选填序号);
A.小灯泡亮度 B.电压表示数 C.电流表示数 D.滑动变阻器滑片
(6)小明移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率是,应将滑片P向 端移动(选填左或右 )。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率是 W,该实验中滑动变阻器除了保护电路外,还有 的作用。
7.小华和小东通过实验测量阻值约为10Ω的定值电阻Rx的阻值,电源电压有4V和6V两挡可选,滑动变阻器有(a:“20Ω 2A ”和 b:“50Ω 1A ”)两种规格。
序号 1 2 3
电流 I/A 0.10 0.24 0.28
电压 U/V 1.0 2.5 2.8
(1)小华断开开关,按照图甲连接好电路,在闭合开关S前,应该将滑动变阻器滑片移到最 (选填“左 ”或“右 ”)端,闭合开关后,他发现电压表和电流表的示数都较大,移动滑动变阻器的滑片,两个表的示数均不变化,其原因可能是 ;
(2)小华排除故障后,正确使用滑动变阻器, 闭合开关,电压表示数为1V,电流表示数如图乙所示。由此判断他选择的电源电压是 (选填“4V ”或“6V ”),滑动变阻器选择的是 (选填“a ”或“b ”)规格;
(3)小华将测得的多组数记录在的表格中, 由表中数据可得 Rx= Ω(结果保留 一位小数);
(4)小东同学在电源电压未知,缺少电流表的情况下,设计了图丙所示的电路图(R0 阻值已知), 测量未知电阻Rx的阻值。
①闭合S、S1,断开S2,适当调节滑片的位置,记录电压表示数为U1;
②闭合S、S2,断开S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,记录电压表示数为U2;
③未知电阻的阻值Rx= (用题中所给字母表示)。
9.小亮用如图所示的电路测量定值电阻的阻值。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整 。
(2)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移动到变阻器的 (选填“最左端”或“最右端”);实验中滑动变阻器除了保护电路,还有 作用。
(3)闭合开关后,发现无论怎样移动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,产生这种现象的原因可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,改变变阻器滑片的位置进行多次测量,并根据所测数据绘制的U-I关系的图像(如图乙所示),则被测电阻的阻值为 Ω,多次测量的目的是 。
(5)小亮利用已知阻值的定值电阻R0和电流表设计了如图丙所示的电路,测量出了小灯泡L(额定电压为U额)的额定功率。
①闭合开关S和S1,断开S2,移动变阻器的滑片,使电流表示数为;
②闭合开关S和S2,断开S1,保持变阻器滑片的位置不动,读出电流表的示数I;
③小灯泡的额定功率P额= 。(均用物理量符号表示)
10.小滨在实验室进行“测量小灯泡正常发光时的功率”电学实验探究,选用的器材如图甲所示,其中电源电压为6V,小灯泡上标有“”的字样,灯丝正常发光时的电阻约为。
(1)用笔画线代替导线将图甲所示的电路连接完整,测量小灯泡电功率;
(2)为了能够顺利完成该实验,滑动变阻器应选用 ;
A. 10Ω 2A
B. 50Ω 1A
(3)正确连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数。若只有一处故障,出现这一故障的原因可能是 ;
(4)排除故障后继续实验,记录电压表和电流表的数据,绘制小灯泡的I-U图像如图乙中的图线a,由图像可知:小灯泡正常发光时的功率为 ;
(5)小滨用定值电阻R替换甲图中的小灯泡,移动滑动变阻器的滑片P,记录电压表和电流表的多组数据,绘制I-U图像如图乙中的图线b,这过程可探究电流与 的关系;
(6)比较图乙中A、B、C三点对应的阻值RA、RB、RC的大小关系 (用“>”、“<”或“=”列式表示)。
08电磁类
1.学习了电流的磁场和磁场对电流有力的作用的知识之后,某学校兴趣小组的同学猜想:“既然电流周围存在着磁场,那么两根互相靠近的通电导体之间将会发生相互作用”.他们将两根导线(可伸长)平衡放置后固定(如图甲所示),然后通上如图(乙、丙、丁)所示的电流,通过反复实验证实了他们的猜想.请你根据下面的实验现象回答问题:
(1)平行放置的两根通电导线之间作用力的特点是:
①当两根导线通同向电流时,两根导线相互 ;
②当两根导线通反向电流时,两根导线相互 .
(2)两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与导线之间的距离、导线的长度有关外,还与哪个因素有关 ?你猜想的依据是什么 ?
2.如图,在探究什么情况下磁可以生电的实验中,将导体ab向左、向右、向上、向下四个方向移动.
(1)若导体ab向 或向 移动时,电流计指针发生会偏转,因为此时导体做 磁感线运动,导体产生了 ,这种现象称之为 .
(2)在能使电流计偏转的移动方向上,导体ab移动的速度不同,电流计指针偏转的角度不同,这说明 的大小与导体的 有关.
3.小华用图甲中实验装置探究“怎样产生感应电流”,用到了铁架台、蹄形磁体、灵敏电流计、开关、直导体和若干根导线等器材。根据表格信息完成下列问题:
实验次数 导体运动情况 灵敏电流计指针偏转情况 灵敏电流计电流方向
1 竖直向上 不偏转 —
2 竖直向下 不偏转 —
3 水平向左 向右偏转 电流从右侧接线柱流入
4 水平向右 向左偏转 电流从左侧接线柱流入
(1)由实验次数1、2可知,闭合开关,导体运动 (选填“会”或“不会”)产生感应电流;
(2)由实验次数3、4可知,导体中感应电流的方向与 有关。如果固定导体,水平向右移动磁体,灵敏电流计的指针向 偏转;
(3)小华将电流表换成完好的小灯泡,闭合开关再做实验3、4时小灯泡不亮,经检查电路无故障,则灯不亮的原因是 ;
(4)图乙中的“○”表示导体的横截面(观察的视线沿导体由A往B看),甲、乙、丙、丁表示运动中的不同位置,箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则导体会产生感应电流的位置有 ;
A.甲位置 B.乙位置 C.丙位置 D.丁位置
(5)图丙为发电机的示意图,其原理与图甲所示原理相同。图中时刻线框水平,箭头为线框旋转方向,此时ab边中的电流情况是 。
A.无电流 B.电流方向由a向b C.电流方向由b向a
4.小明在做“探究什么情况下磁可以生电”的实验:
(1)如图甲所示,将闭合电路中的导线ab放在蹄形磁体的磁场中,导线左右运动时,电流表指针 这一过程中,该装置将 能转化为 能。
(2)学习了电与磁的知识后,小明将干电池、小磁体、线圈组合放置,如图乙,观察到线圈旋转,根据此原理可以制成 (选填“电动机”或“发电机”)。这一过程中,该装置将 能转化为 能。
5.如图所示,A、B两个相同的铁钉上绕有不同匝数的线圈,把它们接入电路中。
(1)闭合开关,铁钉下端都吸引了大头针,这是因为线圈通电时,铁钉具有 ;
(2)不改变线圈匝数,要想使铁钉能吸引更多的大头针,可以将滑片P向 (选填“左”或“右”)移;
(3)绕在两铁钉上的线圈通过的电流 (选填“相等”、“不相等”),B铁钉能吸引更多的大头针,说明 。
6.如图所示的是探究产生感应电流条件的实验装置,实验时闭合开关,将导体棒沿着不同方向运动,记录下灵敏电流计指针偏转的情况,观察到的实验现象如表所示。
实验序号 1 2 3 4
磁场方向 竖直向下
导体棒ab运动方向 竖直 水平 斜向上 斜向下
灵敏电流计指针偏转情况 不偏转 偏转 偏转 偏转
(1)由实验可知,闭合回路中的部分导体在磁场中做 运动时,就会产生感应电流;
(2)第2次实验,导体棒在水平方向来回运动时,发现灵敏电流计指针在中央零刻度线左右来回偏转,说明导体棒运动方向不同时,产生的感应电流 不同;
(3)实验中要想实验现象更明显,灵敏电流计指针偏转的角度更大,下列改进措施中可行的有 (填序号)。
①换用磁性更强的磁体
②加快导体棒运动的速度
③将磁体的南北极位置互换
④用多匝线圈代替导体棒进行实验
7.如图所示,水平放置的两光滑金属导轨与电路连接并置于垂直于导轨向里的匀强磁场(磁场强弱和方向处处相同)中,两根相同的金属棒AB、CD与导轨紧密接触且可自由滑动,导轨足够长,AB、CD电阻均为R。
(1)固定金属棒AB,把双向开关接到接线柱2,使金属棒CD水平向右运动,此时金属棒AB中有从A流向B的电流;若使金属棒CD水平向左运动,则此时金属棒AB中 (选填“有”或“没有”)电流;若有请判断电流的方向 (选填“从A流向B”或“从B流向A”);若没有请分析原因;
(2)固定金属棒AB,把双向开关接到接线柱3,金属棒CD受到水平向左的磁场力作用,此时金属棒AB (选填“有”或“没有”)受到磁场力;若有请判断磁场力的方向 (选填“水平向左”或“水平向右”);若没有请分析原因。
8.研究电动机的工作过程。
(1)电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。甲图中,线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反,其原因是 。
(2)乙图中的线圈可以持续转动,是因为它加装了 ,该装置能在线圈 (选填“刚转到”、“即 将转到”或“刚转过”)平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向。
(3)丙图中用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场,闭合开关,可观察到线圈在磁场中 (选填“能”或“不能”)沿某一方向持续转动,图中线圈
(选填“处于”或“不处于”)平衡位置。
9.老师在课堂上演示了“手摇发电机发电”(图甲),小军发现线圈在磁场中转动时,小灯泡一闪一闪的发光。他思考感应电流的大小与哪些因素有关呢?小军提出了自己的疑问以后,学习小组的同学们都很感兴趣,迅速展开讨论,并提出了以下猜想:
猜想一:感应电流大小与磁场的强弱有关
猜想二:感应电流大小与导体切割磁感线运动的速度有关
猜想三:感应电流大小与导体运动方向和磁感线的夹角有关
为了能够完成全部探究任务,他们设计了如图乙所示的实验装置进行实验,并将实验现象和数据记入如下表格中:
次数 滑片P 的位置 导体ab移动的方向与 水平方向的夹角/度 导体ab移动的 速度v/cm s﹣1 灵敏电流计指针 偏转的最大幅度
1 左 0 5 1格
2 左 0 10 2格
3 左 0 20 4格
4 左 30 10 1.7格
5 左 30 20 3.4格
6 左 60 10 1格
7 中 0 10 2.5格
8 中 0 20 5格
9 右 0 20 6格
(1)为了验证猜想一,他们用电磁铁代替了蹄形磁铁,这样设计的好处是 。
实验步骤如下:
步骤一:闭合开关S1和S2,将滑动变阻器的滑片P移至左端,并将导体ab以某一速度水平向右移动,观察并记录灵敏电流计指针偏转的最大幅度;
步骤二:将滑片P向右移动,电磁铁的磁场变 ,导体ab以同一速度水平向右移动,观察并记录灵敏电流计指针偏转的最大幅度;
步骤三:将滑片P移动至右端,重复步骤二。
①实验中,通过观察 反映感应电流的大小。
②通过分析表格中的数据,得出的结论是: 。
(2)分析 三组数据,可以验证猜想二的结论是正确的。
(3)根据2、4、6三组数据,可得出结论是:在其他条件一定时,导体切割磁感线运动的方向与磁感线的夹角越 ,感应电流越大。
(4)结合实验分析,老师在匀速转动手柄时,通过灯泡的电流忽大忽小的原因是 。
10.宁宁从科普书上得知:将两种不同的导体互相焊接成闭合回路,当两个接点温度不同时,回路中就会产生电流。宁宁想验证这个说法,于是设计了如图所示的装置进行探究。
【实验】
(1)把一根铁丝的两端分别与两根相同的铜丝两端相连,再与一只灵敏电流计(指针向电流流入一侧偏转)串联成闭合电路;
(2)把接点A放在盛有冰水混合物的烧杯中,用酒精灯对接点B加热时,发现电流计的指针向右偏转。
【分析】
(1)电流计的指针向右偏转,表明闭合电路中产生了电流且铁丝中电流的方向是从 (选填“A到B”或“B到A”)。此时虚线框中的装置相当于电路中的 ,将 能转化电能;
(2)对换烧杯和火焰的位置,重复上述实验,他们发现电流计指针向左发生了偏转,这说明电路中电流的方向与两接点的 高低有关;
【拓展】宁宁想进一步探究该装置提供的电压与两接点间的温度差是否有关,于是将灵敏电流计换成电压表,改变接点B的温度进行多次实验,如表是记录的实验数据。
接点AB的温度差t/℃ 50 100 150 200 240 280 300 400
接点AB间的电压U/V 2.5 5.0 7.5 10.0 12.0 14.0 15.0 20.0
(3)根据上表数据可以发现,装置提供的电压与两接点的温度差有关,且两接点的温度差越 ,电压越高;
(4)当其他条件不变、若只将A处杯中的冰水混合物换为室温(25℃)下的水,电压表示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)知道了电压与温度的对应关系,将A处杯中的冰水混合物换为室温(25℃)下的水,且B处温度高于A处温度,电压表的示数为5.0V,则B处的温度为 ℃。