专项二 间接测量类实验
初中新课标要求的间接测量类实验
力学 4.1.5 测量物体运动的速度 4.1.2 测量固体和液体的密度
电学 4.1.9 用电流表和电压表测量电阻
间接测量类实验的目的是通过测量与待测物理量相关的其他直接可测的量,再利用物理公式进行计算,间接得到待测物理量。这是中考的重点,核心考点有:
1.实验原理
知道是哪个物理公式作为实验原理。测密度;测电阻;测速度。
2.器材的选择与作用
①能根据实验原理选择合适器材。
②知道每个器材在实验中的具体作用。
3.实验步骤的设计与排序
①步骤要科学、合理,能有效减小误差。
②能对打乱的实验步骤进行正确排序。
4.数据的记录与处理
①会设计合理的记录表格并正确读数记录数据。②能进行正确的计算。
常用数据处理方法:求平均值(如测电阻)、绘制图像(如图,图)并从中获取信息(如斜率、截距的物理意义)。
5.误差分析(深度考查点)
①能分析实验误差的主要来源。
②能判断测量值比真实值偏大还是偏小,并解释原因。
实验1 测量物体运动的速度
1 【实验原理】实验原理是。
(1)实验器材:小车、小木块、长木板、挡板、_ _ _ _ 、_ _ _ _ _ _ 。
(2)组装器材时,将带有刻度的长木板一端用木块垫起来,使它保持_ _ _ _ (选填"较大"或"较小")的坡度,这是为了准确测量_ _ _ _ (选填"路程"或"时间")。
(3)斜面底端的挡板的作用是让小车在同一位置停下,便于测量_ _ _ _ 。
【实验步骤】
图中段的路程为_ _ _ _ ,小车通过段的平均速度为_ _ _ _ 。
图中段的路程为_ _ _ _ ,小车通过段的平均速度为_ _ _ _ 。
图中段的路程为_ _ _ _ ,小车通过段的平均速度为_ _ _ _ 。
【实验结论】
通过分析数据可以看出小车在斜面上滑下做的是_ _ _ _ 直线运动。
多次测量的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【实验分析】
(1)为了测量小车运动过程中下半程段的平均速度,小唐让小车从点静止释放,测出小车到达点的时间,从而计算出小车在下半程段的平均速度。他的做法_ _ _ _ _ _ (选填"正确"或"不正确"),理由是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2)实验前必须学会熟练使用秒表,若让小车过了点才开始计时,则会使所测段的平均速度_ _ _ _ 。如果小车过了点才停止计时,则测得段的平均速度会_ _ _ _ 。
【实验拓展】
小车在时间中点的速度_ _ _ _ (选填" """或" ")在路程中点的速度。
实验2 密度的测量
类型① 直接测量固体的密度
2 小华在游玩时捡到一块漂亮的小石头,他想知道该小石头的密度,于是将它带回学校进行测量。
(1) 实验前,应将天平放在_ _ _ _ 桌面上,并将游码移至横梁标尺左端_ _ _ _ _ _ _ _ 处,若发现指针静止时如图甲所示,则应将平衡螺母向_ _ _ _ (选填“左”或“右”)调节,使横梁水平平衡。
(2) 调节好天平后,小华将小石头放入天平的左盘,用镊子往天平的右盘从大到小试加砝码,当他加上质量最小的砝码后,横梁的指针又出现图甲所示情景,接下来他应_ _ _ _ _ _ (填字母)。
A.向左调平衡螺母
B.向右移动游码
C.取出最小砝码,再向右移动游码
(3) 当右盘中所加砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示时,天平横梁平衡,则小石头的质量_ _ _ _ 。
(4) 测得小石头质量后,用细线系着小石头投入装有适量水的量筒中,如图丙所示,可计算出小石头的密度为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(5) 完成实验后,小华发现该小石头微微吸水,则测得的密度_ _ _ _ (选填“大于”或“小于”)小石头的真实密度。
3 粮库中一个长、宽的库房内平铺有厚的小麦,小明想要估算这些小麦的质量,于是他将小麦样品带到学校,进行了下面的实验。
(1)小明把天平放到_ _ _ _ _ _ _ _ 上,把游码拨到标尺左端零刻度线处。
(2)小明调节天平平衡后,在左右两盘中分别放一张大小相同的纸,将小麦倒入左盘中,在右盘中加减砝码并移动游码,天平平衡时如图所示,则小麦的质量为_ _ _ _ 。
(3)将小麦全部倒入量筒中,测得小麦的体积为,计算出小麦的密度为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,则库房中小麦的总质量为_ _ _ _ 。
【拓展】用该方法测得的小麦的密度与真实值相比_ _ _ _ (选填“偏大”“偏小”或“相等”),原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
类型② 直接测量液体的密度
4 实验小组利用天平、量筒和烧杯等器材测量牛奶的密度。
(1) 天平调节平衡后,将适量的牛奶倒入烧杯中,并用天平测量烧杯和牛奶的总质量,通过加减砝码的一番操作,当小明将砝码盒中最小的砝码放入右盘后,横梁指针如图甲所示,接下来他应该_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 测出烧杯和牛奶的总质量为后,将烧杯中的一部分牛奶倒入量筒,液面位置如图乙所示,则量筒中牛奶的体积为_ _ _ _ 。
(3) 测量烧杯和剩余牛奶的总质量,天平横梁平衡时如图丙所示,则量筒中牛奶的质量为_ _ _ _ 。
(4) 测量的牛奶密度为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(5) 在向量筒倒入牛奶时,如果不慎有牛奶溅出,则测出的牛奶密度会_ _ _ _ (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
5 如图所示,小红在“测量盐水的密度”实验中,操作步骤如下:
(1) 把天平放在_ _ _ _ 桌面上,游码归零后,发现指针位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向_ _ _ _ (选填“左”或“右”)调节,直到横梁水平平衡。
(2) 经小红称量,空烧杯的质量是。取下烧杯往烧杯中倒入适量的盐水,用调节好的天平测量其总质量,当天平横梁平衡时,右盘砝码和游码位置如图乙所示,则烧杯和盐水总质量是_ _ _ _ 。
(3) 小红将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,如图丙所示,则盐水的密度为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;你认为小红测出的盐水密度比真实值_ _ _ _ (选填“偏大”或“偏小”)。
类型③ 测量气体的密度
6 实验课上完成了固体、液体密度的测量后,某物理学习小组想挑战下空气密度的测量,经小组合作,实验如下:
【设计实验方案】
①用气筒将皮球打足气,用天平称出此时皮球的质量为。
②将如图甲所示的量杯装满水后,倒扣在水槽中,用气针和乳胶管将皮球内的空气引入量杯内。
③如图乙所示,_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 时,用夹子夹紧乳胶管暂停放气。再将量杯装满水后重新集气,如此反复共收集了10次。
④如图丙所示,用天平称出放气后皮球的质量。
(1) 在实验步骤③中重复集气多次的目的是降低_ _ _ _ (选填“质量”或“体积”)的测量误差;
(2) 本实验中测量的是_ _ _ _ _ _ (选填“皮球内”“瓶内”或“周围大气”)的气体密度;
(3) 【得出结论】通过分析数据,计算得到所测气体的密度是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
(4) 【评价与交流】该小组查阅资料后发现空气的密度是,而测得的结果与此有一定的差距,请你帮助分析可能的原因是(多选)( )
A.排开量杯内的水时有气体泄漏
B.排开量杯内的水时超过量杯最大刻度值
C.图丙中测量皮球质量时皮球沾有少量水
类型④ 特殊方法测密度
【利用电子秤】
7 小明利用电子秤、烧杯、细线、实心铝块对洗手液的密度进行测量,实验步骤如下:
.将适量的洗手液倒入烧杯中,并放置在电子秤上,如图甲所示;
.将系好细线的铝块缓缓浸没在洗手液中保持静止,洗手液未溢出,如图乙所示;
.将铝块缓慢沉底后松开细线,如图丙所示。(不计细线质量,细线和铝块均不吸收洗手液)
(1) 铝块的质量为_ _ _ _ 。
(2) 铝块的体积为_ _ _ _ 。(已知)
(3) 图乙中铝块受到的浮力为_ _ _ _ 。
(4) 洗手液的密度为_ _ _ _ 。
【利用浮力】
8 小华用弹簧测力计、烧杯、水、薄塑料袋测量酱油的密度。
(1) 把适量的酱油装入塑料袋,排出空气后扎紧口,用弹簧测力计测出重力为;然后用弹簧测力计提着塑料袋浸没在水中,如图所示,则酱油受到的浮力为_ _ _ _ ,塑料袋中酱油的密度为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 如果塑料袋中的空气未完全排出,则最终算得的酱油密度会_ _ _ _ (选填“偏大”或“偏小”)。
(3) 小华想用上述器材继续测量白酒的密度,但白酒的密度比水小。请帮他想出一个可行的办法并简要说明:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 若在塑料袋中装入与酱油等体积的未知液体,并用弹簧测力计提着塑料袋浸没在水中,该液体受到的浮力为_ _ _ _ ,若弹簧测力计的示数为,则未知液体的密度为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【利用杠杆】
9 在综合实践活动中,小明利用杠杆、刻度尺、金属块、杯子、细线和适量的水制成一个液体密度秤,请你将小明设计的实验步骤补充完整。
(1) 如图,将烧杯用细绳悬挂在杠杆端,移动绳套到点时,杠杆恰好_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 在杯中装入一定量的水,将质量为的金属块挂在处,杠杆恰好水平平衡,测得的距离是,的距离为,则烧杯中水的质量为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (用表示)。
(3) 将水倒出,在杯中装入相同_ _ _ _ (选填"质量"或"体积")的待测液体,金属块移至B处杠杆再次平衡,测出间的距离为,该液体的密度_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 用该方案制成的密度秤,其秤的刻度_ _ _ _ (选填"均匀"或"不均匀")。该方案中要增加密度秤的测量范围,其方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
实验3 用电流表和电压表测量电阻
类型① 伏安法测电阻
10 在测量标有额定电压为的某小灯泡电阻的实验中,电源电压恒为,滑动变阻器的规格分别为""和""。
(1) 设计电路如图甲所示,图乙是根据电路图连接的实物图,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,经检查是由于一根导线的一端连接错误,请在图乙中连接错误的导线上打"×"并将改动后的导线画出,导线不许交叉。
(2) 正确连线后,开始实验。调节滑片,使电压表的示数为,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示为_ _ _ _ A,则小灯泡的电阻为_ _ _ _ 。
(3) 让小灯泡两端电压逐次下调,使灯丝的温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,计算每次的电阻,发现无法取平均值,这是因为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 为了完成实验,应选用规格为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的滑动变阻器。
类型② 特殊方法测电阻
特殊方法测电阻
缺电压表 已知定值电阻阻值为 闭合开关,如果电流表、的读数分别和,则电阻的阻值表达式 ____
已知滑动变阻器最大阻值为 ①闭合开关,将滑动变阻器滑片滑至A端,读出电流表示数为; ② __________________________________________ ; ③待测电阻 ____
已知定值电阻阻值为 ①闭合开关、,读出电流表的示数为; ② ________ ,读出电流表的示数为; ③待测电阻 ____
缺电流表 已知定值电阻阻值为: ①闭合开关,如果电压表、的读数分别为、; ②电阻的阻值表达式 ____
已知滑动变阻器最大阻值为 ①闭合开关,将滑动变阻器滑片移到B端,读出电压表的读数,记为; ② ________________________________________________ 。 ③待测电阻 ____
等效替代法 图中为电阻箱: ①闭合、,断开,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为; ②闭合、,断开, ________________________ ,调节电阻箱阻值使电流表示数为,此时电阻箱读数为; ③电阻 ____ (用测得量的符号表示)
图中为电阻箱: ①开关接,调节电阻箱和滑动变阻器滑片至适当位置,使电流表示数为,记下电阻箱示数; ②开关接,保持滑动变阻器滑片位置不变, __________________________ ,记下电阻箱示数;则 ____ (用所测物理量符号表示); ③若开关接时,滑动变阻器滑片不小心向左移动了少许,测出的待测电阻值将 ____ (选填“偏大”或“偏小”)
小灯泡正常发光时的电压为额,滑动变阻器最大阻值未知,定值电阻阻值为 ①闭合、,断开,移动滑片使电压表示数为 ____ 。 ②闭合、,断开,保持滑片位置不变,读出电压表的示数为; ③闭合、,断开, ________________ ,读出电压表的示数为。 ④小灯泡正常发光时的电阻 ____ (用、、、表示)
专项二 间接测量类实验
实验1 测量物体运动的速度
1.秒表; 刻度尺; 较小; 时间; 时间; 40.0; 0.13; 40.0; 0.2; 80.0; 0.16; 加速; 减小实验误差; 不正确; 所测时间不是运动过程中下半程的时间,小车从到的过程中通过点时的速度不为0,小车通过段的时间与段的时间之差才是下半程段的时间; 偏大; 偏小;
实验2 密度的测量
类型① 直接测量固体的密度
2.(1) 水平; 零刻度线; 左
(2) C
(3) 26
(4)
(5) 大于
3.水平桌面; 72; ; 57600; 偏小; 小麦之间有空隙,量筒测量出的小麦的体积偏大,根据密度公式知,用该方法测得的小麦的密度与真实值相比偏小
类型② 直接测量液体的密度
4.(1) 取下最小的砝码后移动游码
(2) 40
(3) 44
(4)
(5) 偏大
5.(1) 水平; 左
(2) 82
(3) ; 偏大
类型③ 测量气体的密度
6.当量杯内空气达到量杯的最大测量值
6.(1) 质量
(2) 皮球内
(3)
(4) AB
类型④ 特殊方法测密度
7.(1) 81
(2) 30
(3) 0.27
(4) 0.9
8.(1) 3;
(2) 偏小
(3) 用弹簧测力计提着装适量水的塑料袋浸没在装白酒的烧杯中
(4) 3;
9.(1) 在水平位置平衡
(2)
(3) 体积;
(4) 均匀; 减少烧杯内液体的体积(或增大金属块的质量)
实验3 用电流表和电压表测量电阻
类型① 伏安法测电阻
10.(1)
答图
(2) 0.3; 10
(3) 灯泡电阻受温度影响,一直在变化,不是定值
(4)
类型② 特殊方法测电阻