专题十七 综合开放题解答技巧
近年来,中考物理试题中开放性试题越来越多出现在中考试卷中。开放性试题取材于实际生活,侧重考查考生应用物理知识解决生活实际问题的能力。开放性试题为学生提供了广阔的思维空间,更有利于培养和考察学生的创新能力,全面提高综合素质,对学习具有良好的导向性。
开放性试题能全面考查学生的能力,考查学生的发散思维能力、分析能力以及综合运用知识的解题能力,同时又考查了学生实验操作能力和语言表达能力。然而学生往往对开放性试题的感觉是:情景新、题目活,不知从何入手,怎样回答才是比较理想的解答?针对开放性题型所呈现各种不同的形式,如何发挥想像,活跃思维,充分展现自己创造性才能,就必须要掌握一定的解题技巧。
开放性试题可以分为以下几个类型。
技巧一:设定问题法
此类考题要求学生自己提出问题要并解答。研究此类题的关键是:提问要讲究一点技巧。首先提问要切中题意,其次提问质量要高一些,不能太浅。最后,提出的问题须自己能够解答,才是成功的。
这类试题多以生活实际或最新科技成果为背景,或对某现象要求用物理知识解释分析,或对某工具要求用物理原理说明其应用,或对某问题要求提出解决方案。“某现象”涉及的物理知识较多,“某工具”涉及的物理原理较多,解答时要从多方向、多角度、多层面进行思考,并用简明扼要的物理语言进行表述某现象的形成原因、某工具的应用原理或某问题的解决方案。
【例题展示】
例题1(2019?营口)甲、乙两图分别是盲道和鞋底的图片,它们上面都有凹凸不平的花纹,这些花纹的作用一样吗?请你说说这样做的道理。
【答案】见解析
【解析】盲道和鞋底上面都有凹凸不平的花纹,这些花纹的作用是不一样的;盲道上的花纹是在压力一定时,通过减小受力面积,增大对盲人脚底的压强;而鞋底花纹是在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度,从而增大摩擦。
【跟踪训练】
1.(2019?长春)小明和同学到福利院义务劳动时,发现有压杆的桌子脚下装有如图甲所示的轮子。
(1)他将压杆按下,压板就会紧压在轮子上,使轮子无法滚动,桌子不容易被推动,说明用滑动代替滚动可以________摩擦力;杆做得较宽大可以起到________压强的作用。(均选填“增大”或“减小”)
(2)小明发现压杆是省力杠杆,O为支点。请在图乙中画出压力F的力臂l。
2.(2019?本溪)如图所示是一个敲肉锤,它的锤面上有一些小凸起,经过它的敲打肉会变得松散、易于烹饪。
(1)锤面上的小凸起为什么设计得很尖?
(2)被它敲过的肉表面有很多小坑,这是力的哪种作用效果?
(3)为什么敲肉锤的橡胶手柄带有很多花纹?
3.(2016?黔东南州)人类生存和发展离不开各种能源,随着世界人口的急剧增加和经济的不断发展,能源的消耗持续增长,而化石能源开发利用后不能再生,如果长期大规模开采,不久的将来会消耗殆尽,所以开发新能源是可持续发展的趋势。我州某地建立大型风力发电场,如图所示。请你根据风力发电的特点和所学物理知识提出相关问题并回答。
示例:
问题:风叶转动是由什么能转化为什么能?回答:风能转化为风叶的机械能。
(1)问题:________?回答:________。
(2)问题:________?回答:________。
4.(2019春?市南区期中)若给你一个硬的厚玻璃瓶、橡胶塞,玻璃管和水,怎样观察厚玻璃瓶的形变?请画图说明做法、注意事项及现象。
5.(2020?泉州模拟)某报讯:有一母亲突然病危,一家人急急忙忙驱车赶回老家,不料车冲下高速路,酿成两人当场身亡,另有4人受伤的惨剧。
请你结合所学的物理知识,给驾车司机们开车提一条建议。并简要说明理由。
6.(2019春?青岛期中)生活中有各种各样的鞋子,现有三种质量不同的鞋子,他们的鞋底分别为:塑料鞋底橡胶鞋底、布鞋底,哪一种鞋子的防滑性能更好呢?给你弹簧测力计、木板、细沙,尝试找出防滑性能最好的鞋子,写出你的方法。
7.(2019春?袁州区期末)斧头和锄头是常见的农用工具,正常使用时要使工具的头和柄紧套在一起。
(1)小明设计了四种方法将斧头套紧在斧柄上。如图1所示,能更好地利用惯性将斧头套紧的方法是哪种?试说明理由。
(2)如图1所示,安装新买来的锄头,要将一块大小合适的木头楔入铁框中锄头与锄柄的缝隙里,才能使锄头柄和锄头套紧。请说明理由。
8.(2019春?厦门期末)将新打开盖子的饮料盒中的果汁倒入杯中时,经常会出现果汁流出断断续续的现象,为避免这种情况发生,打开盖子后,采用图中甲、乙哪种方式倒果汁会更容易?请运用物理知识简要说明原因。
9.(2019?呼和浩特)有人说,水里的冰山融化后,水面会上升,你认为这种说法是否正确?请你用下面给出的图示,并用学过的知识进行正确解释(忽略热胀冷缩对水和冰的影响,已知冰和水的密度之比为0.9),并得出正确结论。
10.(2019?武威)小刚发现天气较冷的季节,家里的窗户玻璃上有时是一层小水珠,有时是一层冰花。请简要回答水珠和冰花分别是怎样形成的。
11.(2019秋?稷山县期末)雨后初晴的夜晚,为了不踩到地上的积水,迎着月光走,地上发亮处是水还是发暗处是水?背着月光走,地上发亮处是水还是发暗处是水?请你依据所学的光学知识进行解释。
技巧二: 实验设计法
此类题须抓住根据提供的器材,跟所学的哪些知识相互联系,可以用来设计什么样的实验,考虑如何操作及对应所观察的现象所能说明的问题来展开设计。
【例题展示】
例题2 (2019?潍坊)在“探究光反射时的规律”实验中,将一块平面镜平放在水平桌面上,再把一张硬纸板竖直放在平面镜上,用激光笔将一束光贴着纸板射到平面镜上,用直尺和笔描出光线的传播路径。
(1)上述实验中硬纸板的作用是________;
(2)为了探究完整的反射规律,还需要用到的器材是________。
【答案】(1)显示光的传播路径;(2)量角器。
【解析】(1)根据题意可知,上述实验中硬纸板的作用是能够间接的在纸板上看到光的传播途径,即显示光的传播路径;(2)“探究光反射时的规律”实验的目的有:探究反射光线和入射光线是否共面;反射光线与入射光线是否位于法线两侧;反射角与入射角的大小关系。实验中采用可折转的纸板,可以探究反射光线、入射光线是否共面,可以探究反射光线与入射光线是否位于法线两侧;要想探究反射角与入射角的大小关系,则需要使用量角器量出反射角和入射角的大小,然后进行比较,所以还需要用到的器材是量角器。
【跟踪训练】
1.(2019?泰州)小明用如图所示的装置来探究感应电流产生的条件(图中灵敏电流计G的指针偏转方向相反即表示通过的电流方向相反)。
(1)导体ab静止悬挂,闭合开关,灵敏电流计的指针不偏转,说明电路中 无 (有/无)电流产生。
(2)继续探究,记录观察到的现象如表:
序号
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
沿磁场方向运动
(不切割磁感线)
不偏转
2
水平向左
(切割磁感线)
向右偏转
3
水平向右
(切割磁感线)
向左偏转
①比较1、2(或1、3)实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时电路中就会产生感应电流。
②比较2、3实验现象还发现,产生的感应电流的方向跟________有关。
③若在整理器材时未断开开关,先水平向左撤去蹄形磁铁(导体ab不动),则灵敏电流计的指针________(会/不会)偏转。
2.(2019?惠州)小明在用蜡烛作为光源完成“探究凸透镜成像的规律”实验后,发现蜡烛火焰飘忽不定,像与物对比难判定等问题,小明和老师、同学一起对实验装置进行了一系列创新,创新点如图所示:光具座上凸透镜所在位置为零刻度,数值向左、向右依次增大;在标有均匀格子的面板上制作字母“A”状LED灯替代蜡烛;光屏上标有同样的均匀格子。
(1)请分析创新后实验装置的优点:
①可以直接读出物距以及________:
②光屏上成像更清晰、________;
③从光屏上可以准确得出像与物的________关系。
(2)完成“探究凸透镜成像的规律”实验后,还可以更换(或增加)实验器材进行拓展探究。请仿照示例写出两种不同方案。
项目
更换(或增加)实验器材及操作
探究的问题
示例
用黑色纸片遮挡凸透镜的一部分
探究凸透镜没被遮挡部分的成像情况
方案1
________
________
方案2
________
________
3.(2019?铁岭)下面是小光测量密度的实验。
(1)测量可乐的密度。请你将实验过程补充完整:
①小光将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端零刻度线处,发现指针指在如图甲所示位置。此时他应将平衡螺母适当向________(“左”或“右”)调节,使天平平衡。
②将装有可乐的烧杯放在天平的左盘中,在右盘中放入50g、20g、10g三个砝码后,天平指针刚好指在分度盘中线位置。
③将杯中的一部分可乐倒入量筒中,量筒内可乐的体积如图乙所示,为________cm3。
④测出剩余可乐和烧杯的总质量如图丙所示,其总质量为________g,则可乐的密度是________g/cm3。
⑤计算出密度后,小光发现量筒内的可乐中有很多气泡,这样会使小光测量的密度值________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)小光用刚刚测量过密度的可乐(密度用ρ0表示)又测出了一块木块的密度,请你把他的实验步骤补充完整。
①用天平测出木块的质量m1。
②用一个碗装有足够多的可乐,将木块和一个空瓶叠加在一起漂浮,如图丁所示。
③向瓶中倒水,直到木块________,用天平测出瓶和水的总质量m2。
④木块密度表达式ρ木=________。
4.(2019?河北)形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的________上。图所示为质量分布均匀但形状不规则带有小孔的薄木板,请用细棉线、刻度尺、笔和铁架台来确定它的重心。
(1)操作方法:________;
②________。
(2)判断方法:________即为薄木板的重心。
(3)实验中没有利用到的物理知识:________(填写序号)
①二力平衡的条件
②重力的方向是竖直向下的
③重力的大小跟物体质量成正比
5.(2018?百色)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)本实验的科学探究方法是________和转换法。
(2)小桌对海绵的压力改变了海绵的________(选填“形状”或“运动状态”)。
(3)为了探究压力作用效果与压力大小的关系,因比较图甲和图乙的实验,可知受力面积相同时,压力________(选填“越大”“越小”),压力的作用效果越明显。
(4)为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,应比较________两图的实验,可知压力大小相同时,受力面积________(选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显。
6.(2019?常德)在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小明所在的学习小组用到的实验器材有:烧杯、水、细线、长方体金属块,弹簧测力计。小明将金属块沿最长的边先后两次浸在同一烧杯水中的不同深度处,如图A、B所示,他发现A图中弹簧测力计的示数明显大于B图,但是他再按图C、D所示将此金属块两次浸没于此烧杯水中的不同深度处,发现弹簧测力计的示数相同,于是他得出结论:在物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度有关,越深,浮力越大;但物体浸没在液体中后所受浮力大小则与深度无关。
(1)图E为小明某次将金属块(重5N)浸入到水中静止时的情形,则弹簧测力计的示数为________N,此时金属块受到的浮力为________N
(2)同组的小惠认为小明的结论不正确,她做了如下实验:将金属块沿较短的一边浸入水中,当达到与图A中相同的深度时读取弹簧测力计的示数,发现与A图的示数不同,则表明此时金属块受到的浮力与A图中的也不同,因此她认为“物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关”。你认为她的实验能证明她的结论正确吗?________(选填“能”或“不能”)。
(3)请你用上述器材也设计一个实验证明小惠的结论正确【提示:请仿照(2)中小惠的实验方案的表述方式表述】:______________。
7.(2019?德阳)如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景:
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆________(选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,接下来调节杠杆两端的螺母,使杠杆处于________。
(2)如图乙,A点挂有2个质量均为50g的钩码、为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂________个质量均为50g的钩码。
(3)如图丙,现给你一个量程为0~2N的弹簧测力计,若干个50g的钩码,钩码挂在C点处,现使用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡,则在C点处所挂钩码的最多个数为________个。
8.(2019?镇江)在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中,小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验。
(1)小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图1所示,则他应将平衡螺母向________端调节;图2是正确测量所用碎纸片质量时的场景,此时游码所处位置如图3所示,则他还应称量________g的酒精;
(2)小林组装的实验装置如图4所示,他在器材安装中的一处错误是________;
(3)本实验中,燃料完全燃烧放出热量的多少是通过________来反映的。
(4)正确组装实验装置后,小林用(1)中所称量的碎纸片和酒精分别进行实验,正确采集的数据如表所示,根据实验数据,小林却得出了与事实相反的实验结论:质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后,碎纸片放出的热量较多。你认为他在实验中最有可能遗漏的操作是________。
温度
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽时的水温/℃
水温的变化/℃
酒精
20
65
45
碎纸片
20
80
60
9.(2019?淄博)在“探究并联电路中的电流关系”实验中
(1)小明想测量干路电流,连接的电路如图甲所示,检查电路发现只有一根导线接错了,请在这根导线上打上“×”,并改正。
(2)连接正确的电路后,闭合开关,电流表的示数为0.46A,请在图乙中画出指针的位置(O为指针转轴)。
(3)小明换用不同规格的灯泡,多次改变电表位置,将测量数据记录在下表中。
实验次数
支路电流I1/A
支路电流I2/A
干路电流I总/A
1
0.30
0.16
0.46
2
0.20
0.20
0.40
3
0.24
0.34
0.58
分析数据得出结论:在并联电路中,________。
(4)第1次实验发现,灯泡L1比L2亮,则灯泡L1的电阻________灯泡L2的电阻;若两灯泡灯丝长度相同,________的灯丝更细。
10.(2019?内江)某同学为了探究“电阻丝的电阻R与长度L、横截面积S和材料的关系”,进行了如下实验操作:
(1)如图甲所示,是取一段新的电阻丝紧密绕制,用刻度尺测量出它的直径示意图。由此可知,电阻丝的直径为________mm,从而计算出电阻丝的横截面积S。
(2)在实验中,先保持电阻丝的横截面积S和材料不变,探究电阻丝的电阻R与长度L的关系,这种方法叫做________法(选填“等效替代”或“控制变量”)。
(3)为了探究电阻丝的电阻R与L的关系,实验室备有以下实验器材:
A.电源E(电压U=1.5V)
B.电流表A1(量程0~100mA)
C.电流表A2(量程0~0.6A)
D.电阻箱R0(阻值0~999.9Ω)
E.待测电阻丝R(阻值约为10Ω)
F.开关一个,导线若干,则:
(4)为了提高实验的精确程度,在实验中电流表应选的是________(选填器材前的字母代号)。
(5)把电阻丝拉直后,将其两端固定在刻度尺的接线柱a和b上,在电阻丝上夹一个金属夹P,移动金属夹P的位置,就可改变接入电路中金属丝的长度L,把这些实验器材按乙图的电路连接起来。闭合开关S前,电阻箱的阻值应调整到________Ω。
(6)闭合开关S后,将电阻箱调到适当位置不动,多次改变金属夹P的位置,得到多组I、L的数据。根据实验测量数据在坐标平面内,以电流的倒数1/I为纵坐标、电阻丝的长度L为横坐标,得出图象如图丙所示,根据实验图象说明,横截面积S相同的同种材料的电阻丝,接入长度L越长,电流I越小,电阻R________。
(7)该电阻丝1cm长度的阻值为________Ω.
11.(2019?滨州)某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
(1)请将图甲连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 B 端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关后,同学们发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是________。
(4)排除故障后,先将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙所示,为________A。
(5)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应向________(选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为________V时,读出电流表的示数。再更换20Ω定值电阻继续实验,实验数据记录在表格中。由实验数据可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成________。
实验次数
1
2
3
R/Ω
5
10
20
I/A
0.2
0.1
(6)该小组想用一块电流表和一个定值电阻R0,测未知电阻Rx的阻值。于是他们设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S和S1,此时电流表的示数为I1。
②闭合S断开S1,此时电流表的示数为I2。
③请用已知量R0和测出量I1、I2表示出未知电阻Rx的表达式,则Rx=________。
12.(2019?朝阳)东东同学学习了电学知识以后,选用三节新的干电池作为电源,并设计了如下的电学实验。
(1)探究导体中电流与导体电阻的关系。选用的定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
①按照甲图所示的电路图,把乙实物电路补充完整,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大。
②闭合开关后,东东发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是________。
③东东排除故障后,把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丙所示,其示数为________A。
④断开开关S,把5Ω的电阻换成10Ω的电阻,再次闭合开关后,滑片应向________(填“左”或“右”)端移动。
⑤在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是________。
(2)东东同学在电源电压未知,缺少电流表的情况下,设计了如图丁所示的电路图(R0阻值已知),来测量未知电阻Rx的阻值。
①闭合S、S1,断开S2,适当调节滑片的位置,电压表示数为U1。
②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为U2。
③未知电阻的阻值Rx= R0 (用字母表示)。
13.(2019?十堰)小红在测量小灯泡的电功率实验中,选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)在图甲电路中用笔画线代替导线,请你帮忙将电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应处于________状态;
(3)实验过程中电压表示数为2V,为测定小灯泡的额定功率,小红应将变阻器滑片向________(选填“A”或“B”)端移动,同时注意观察电压表的示数变化,直到小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为________W;
(4)小红还设计出了只有电流表没有电压表时测量小灯泡电功率的方法,其电路图(如图丙所示),已知R0=5Ω,此方案最关键的一步是必须调节变阻器滑片,使电流表A2的示数为________A时,再读出电流表A1的示数,才能算出小灯泡的额定功率。
14.(2019?盘锦)小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)请你用笔画线代替导线,帮小明把图甲电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮。
(2)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数约等于电源电压,则故障原因可能是________。
(3)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V.此时电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流是________A,小灯泡的额定功率是________W。
(4)完成实验后,小明又设计了如图丙所示的电路图,只用电压表就测量出额定电压为U额的小灯泡的额定功率。已知电源电压恒为U,定值电阻的阻值为R0.请将实验步骤补充完整。
①________(填三个开关闭合与断开情况),调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为________,小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片位置不动,________(填三个开关闭合与断开情况),记录电压表示数为U滑。
③小灯泡额定功率的表达式P额=________(用已知量和所测物理量符号表示)。
技巧三:情景分析法
是利用题干提供情景,对情景分析,然后利用原理解题的过程。对问题进行全面的、有联系的分析,抓住题中最关键的部分作为思维起点,联系我们在初中阶段学过的定律、原理。主要有:杠杆平衡原理、阿基米德原理、二力平衡原理、液体内部压强规律、惯性定律、欧姆定律、焦耳定律、压力和压强知识等,根据图示情景,灵活选择合适的物理原理、规律,使思维畅通,问题便会迎刃而解。
【例题展示】
例题3(2019秋?和平区期中)小明和小强两位同学进行100m短跑比赛。小明是位短跑健将,他到达终点时,小强才跑了80m。小明得意地说:“我们再跑一次,刚才你比我落后了20m,下次我的起跑线后退20m,我们还按原来的速度跑,我多跑20m,你和我就可以同时到达终点了。小强却说:“你既然要让我20m,那么,你不用后退了,只要把我的起跑线向前移20m,我少跑20m就行了,这样,我们准能同时到达终点。”如果将他们的运动都看作是匀速直线运动,则:
(1)关于他们的说法正确的是:________。
A.小明的正确 B.小强的正确 C.小明和小强的都正确 D.小明和小强的都不正确
(2)请你利用公式和字母推导运算,写出论证过程,分别说明他俩说法的正误。温馨提示:推导过程中需要的物理量请提前设定。
【答案】(1)B;(2)小明的方案:小明先跑到中终点;小强的方案:他们同时到达终点。
【解析】由题意可知,小明短跑100m与小强跑80m所用时间相同设为t,则小明的速度:v1==;小强的速度:v2==;根据题干可知:小明的方案:小明跑的路程为120m,小强跑的路程为100m;小强的方案:小明跑的路程为100m,小强跑的路程为80m;由v=可知:小明的方案:小明用的时间:t1′===1.2t;
小强用的时间:t2′===1.25t;则t1′<t2′,所以小明先跑到中终点。小强的方案:
小明用的时间:t1″===t;小强用的时间:t2″===t;则t1″=t2″,所以,他们同时到达终点。由此可知:小强的说法正确,故选B。
【跟踪训练】
1.(2019秋?榆次区期中)小明同学是一个科学迷,他在看了“嫦娥四号”成功着陆月球背面的新闻后兴奋得不得了,当天晚上他做梦梦到自己乘坐宇宙飞船也登上了月球,看到插在月球上的五星红旗迎风飘扬,远远听到“嫦娥四号”正在播放的“五星红旗迎风飘扬…”歌曲激动不已。请指出小明梦中所见的一处科学性错误:________;判断依据:
________。(开放性试题,答案合理即可)
2.(2019秋?芝罘区期末)精选作物或树木的种子时,通常采用“盐水选种”,小明所在的物理兴趣小组的同学们参加了农科人员利用盐水选种的实践活动。
(1)盐水配制成后,兴趣小组设计了以下步骤测定盐水的密度:
①把适量盐水倒入量筒中,测出盐水的体积V
②用天平称出空烧杯的质量m;
③将量筒中的盐水倒入空烧杯中,称出它们的总质量m;
④计算盐水的密度ρ=
通过这种方法所测得的盐水的密度是偏大还是偏小?为什么?
(2)若兴趣小组在一次抽样中,测定盐水的密度为1.05×103kg/m3.已知盐的密度是2.7×103kg/m3,若以T表示每立方米盐水中含盐的质量(称做含盐量),分别以ρ水、ρ盐、ρ盐水表示水、盐、盐水的密度,请你先推导出T与ρ水、ρ盐、ρ盐水的关系式,再计算出此抽样盐水的含盐量。(不推导表达式,选择其它方法计算也可以,计算正确照样得满分)
(温馨提示:盐加入水中后,总体积的变化忽略不计)
3.(2019春?文水县期末)小明梦见他和小华被困在一个结冰的池塘中间,他们的小船停在非常光滑的冰面上,由于没有摩擦,他们无法推动小船。后来,他们想出了一个奇妙的方法﹣﹣把行李向后抛出去,如图。你认为小船会运动起来吗?________,请说明理由:________。
4.(2019?徐州)阅读短文,回答文后的问题。
热阻
当物体或物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递。传导是热传递的一种方式,物体对热量的传导有阻碍作用,称为热阻,用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度l成正比、与横截面积S成反比,还与物体的材料有关,关系式为R=,式中λ称为材料的导热系数,不同材料的导热系数一般不同。房屋的墙壁为了保温,往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境,温度始终为t1;另一侧是低温环境,温度始终为t2,墙壁中形成稳定的热量流动,则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比,与墙壁的热阻成反比。
(1)热量传导过程和电流相似,温度差相当于电路中________
A.电流 B.电压 C.电阻 D.电功率
(2)铜汤勺放在热汤中,把手很快就会烫手,而塑料把手的汤勺不会烫手。由此可知铜和塑料的导热系数大小:λ铜________λ塑料(填“>”“<”或“=”)。
(3)如图甲所示,热量在墙壁中传导,虚线标出的墙壁正中间处的温度为________。
(4)如图乙所示,热量在墙壁中传导,在传导方向上的长度为L1,横截面积为S,导热系数为λ1;在墙壁一侧紧贴一层保温层,保温层与墙壁面积相同,在热传导方向上的长度为L2,导热系数为λ2,则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q=________。
5.(2019?盐城)阅读短文,回答问题:
白光LED灯
目前,常用的白光LED以蓝光LED为芯片,其上涂有黄色荧光粉,通电后,LED芯片发出蓝光,其中一部分照射到荧光粉上,荧光粉发出波长比蓝光长的黄光,该黄光与另一部分蓝光混合射出,人眼便感觉到白光,生活中常用的白光LED灯是将多个白光LED连接而成的。
实验表明,白光LED的发光强度与其通过电流的占空比成正比。通常通过LED的电流随时间变化的规律如图1所示,电流的占空比D=,在电流周期T小于人眼视觉暂留时间(约0.1s)的情形下,人眼便感觉不到灯的闪烁。
人眼对亮度的感觉(即“视觉亮度”)与LED发光强度变化并不一致,当光强度均匀增大时,视觉亮度并非均匀增加。弱光时,光强增大一倍,视觉亮度的增加多于一倍;强光时,光强增大一倍,视觉亮度的增加不足一倍。
生活中,白光LED调光台灯的电流设置了恰当的占空比变化规律,使视觉亮度均匀变化。
(1)文中所述人眼感觉到的白光是由________混合而成的。
(2)文中所述白光LED发出的两种色光________。
A.均由荧光粉产生
B.均由LED芯片产生
C.波长短的由LED芯片产生,波长长的由荧光粉产生
D.波长短的由荧光粉产生,波长长的由LED芯片产生
(3)白光LED灯通入图中所示电流时,在0﹣2T时间内,不发光的时间段为________和________。
(4)下列是四种电流的t0和T值,它们的I0均相同。分别用它们对同一白光LED灯供电,其中人眼感觉不到闪烁,且发光强度最大的是________。
A.t0=1.8s,T=2s B.t0=0.8s,T=1.0s
C.t0=0.05s,T=0.1s D.t0=0.02s,T=0.03s
(5)某白光LED调光台灯共有5级亮度,要使人眼对1~5级的“视觉亮度”均匀增大,下列图象中电流的占空比设置符合要求的是________。
6.(2019?无锡)小红家有一支电子体温计,查阅说明书得知,电子体温计的探测器是热敏电阻,其阻值随着温度的变化而变化。小红买来一个热敏电阻,准备设计和制作一支模拟电子体温计。她计划先测出此热敏电阻在不同温度时的阻值,按照图甲所示连接了实验电路。RT为热敏电阻,实验时,RT置于温控箱(图中虚线区域)中电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为电阻箱(0~9999Ω),S2单刀双掷开关,开关S1和S2闭合前,小红将电阻箱R2的阻值调到最大。
(1)小红首先调节温控箱的温度,使RT温度为42.0℃,闭合S1,将S2接2,读出电压表的示数为3V。
①为测量此时RT的阻值,接下来的操作是:将S2接________(选填“1”或“2”),调节电阻箱R2的阻值,使电压表示数为________V,读出此时R2的阻值即为42.0℃时RT的阻值。
②逐渐降低温控箱的温度,根据上述方法测量出RT在不同温度时的阻值,若依据小红所测数据画出的RT阻值随温度变化的图象如图乙所示,且当RT的温度降至32.0℃时,闭合S1,将S2接2,电压表示数为2.4V.求电阻R1的阻值。
(2)在获得如图乙所示的RT阻值随温度变化的关系后,为了自制模拟电子体温计,小红将S2始终接2,闭合S1后,通过电压表的示数大小来显示温度高低,如果将RT用绝缘布包好后置于正常人腋窝中央,保持腋窝合拢,闭合S1,当电压表示数稳定后,电压表示数最接近________。
A.2.25V B.2.45V C.2.65V D.2.85V
7.(2019?惠州)如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图,它既能遮阳,还能发电。它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板(以下简称电池板),其工作电路示意图如图乙所示,电池板将太阳能转化为电能(转化效率为10%),为蓄电池充电,蓄电池再向节能灯供电。设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J(即为1.2×103W/m2),电池板对蓄电池充电的功率为60W;蓄电池充满电后,能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时,不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗。则:
(l)电池板对蓄电池充电,是将电能转化为________能的过程。
(2)白天蓄电池处于充电不供电状态,在图乙中应闭合开关________。
(3)10盏“12V 3W”节能灯正常工作时的总电功率为________W。
(4)要将剩余一半电量的蓄电池充满电,电池板需对蓄电池充电________小时。若充电电压为20V,则充电电流为________A。
(5)该百叶窗电池板的面积为________m2。
8.(2019?齐齐哈尔)阅读短文,回答问题:
××系列电饼铛产品说明书
一、产品特点
1、上下铛可同时加热,下铛也可单独加热,加工食品时可根据用户需要双面或单面烙制
2、产品有低钢沿,高钢沿。低锅沿适合烙制大饼:高锅沿适合烙制水煎包。
3、上下铛结构严密,在烙制食品过程中基本不失水分,烙熟的食品松软适度,外黄里嫩,美味可口
二、安装须知
1、额定电压220V,工作电压可在额定电压基础上±10%浮动
2、使用前须将锅体外壳通过导线接地,勿将接地线接在自来水管道上
3、应配备保险装置和漏电保护器,选用相匹配的导线按要求电压接通电源
三、注意事项
1、搬运应轻抬轻放,以免损坏内部电器元件。
2、不使用时,除关掉机上开关外,还需断开总电源,以免意外发生。
3、经常保持铛体和机箱清洁干净,以免降低电器绝缘性能,严禁用水冲刷
四、常见故障和维修方法
故障
现象
可能原因
排除方法
故障现象
可能原因
排除方法
接通电源,保险丝立即烧断
保险丝太细
换适当的保险丝
不热
电源线断路
更换新线
电源引线短路
检查引线更换新线
加热器损坏
更换加热器
线路绝缘破损
检查原因排除故障
调温器触点接触不良
更换或修理调温器
微量
漏电
受潮
接好地线,通电加
热五分钟以上
保险丝烧毁
更换保险丝
(1)在用电高峰时,实际电压为210V,该电饼铛能否使用________。
(2)使用前,须将金属箱体接地是为了防止________时发生触电事故。
(3)上下铛结构严密,烙制的食品松软适度,是因为烙制过程中减少了水分的________(填物态变化的名称),防止水分大量散失到空气中。
(4)电饼铛受潮有微量漏电,可通电加热五分钟以上进行排除,其道理是利用________。
(5)电饼铛通电后不热的原因可能是________(填字母)
A.电路中保险丝太粗,保险丝熔断 B.电路线断路 C.发热体电阻小,产生热量少
9.(2019?山西)山西老陈醋已有3000余年的历史,素有“天下第一醋”的盛誉,以色,香,醇,浓,酸五大特征著称于世。小明周末参观醋厂,远远就闻到了浓郁的醋香,这是________现象,这种现象说明________。
技巧四: 生活实践法
根据物理问题所提供的情景:展开丰富的想象,这些物理现象跟力、热、电、光、声等现象有没有联系。如果有联系的话,则哪些实验现象或生活实际与这些知识相互联系。
【例题展示】
例题4 (2019?葫芦岛)图甲是没有脚蹬子的“奇怪”自行车﹣儿童平衡车。在骑行时,靠双脚蹬地或从斜坡上向下滑行。图乙是彬彬从斜坡上加速向下滑行时(脚离地)的情景
(1)彬彬的动能和重力势能之间是如何转化的?
(2)车座表面做得宽大的目的是什么?
(3)请用流体压强与流速的关系,解释彬彬戴的安全帽的上表面压强特点。
【答案】见解析
【解析】(1)彬彬从斜坡上加速向下滑行时,高度减小,故重力势能减小;速度增大,故动能增大;可见其重力势能转化为动能。(2)车座表面做得宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对人体的压强。(3)彬彬戴的安全帽形状为上凸下平,在水平平直公路上滑行时,上表面的空气流速大,压强小。
【跟踪训练】
1.(2019?大连)如图所示,把装满水的烧杯放在盘子里,用手指提起一个装满饮料的易拉罐,缓慢放入水中(不接触烧杯壁),溢到盘子里的水越多,手指感到易拉罐越“轻”,请分析说明手指感到易拉罐变“轻”的原因。
2.(2019?山西)小亮和哥哥在冰面上玩耍时,脚下有“咔嚓咔嚓”的响声,他大声喊:“我这儿的冰要破了”哥哥高声说:“不要慌,趴下,向岸边爬。”在哥哥的指挥下,他安全爬离了冰面。请你运用所学的物理知识,解释小亮爬离冰面化险为夷的道理。
3.(2019?江西)如图所示,悬挂着两个静止的易拉罐,一个装满湿沙子,另一个是空的。(1)用相同的力分别推这两个处于静止状态的易拉罐,哪个更难被推动?为什么?(2)用一个较大的力推装满湿沙子的易拉罐,使它来回摆动起来,假如易拉罐摆动到最高位置的瞬间,绳子突然断了,此刻,易拉罐具有哪种形式的机械能?
4.(2019?吉林)在干燥的天气里,人们走路时衣服表面容易吸附灰尘。请你解释其中的道理。
5.(2019?铁岭)如图所示是某品牌行李箱,它外形美观,内部装有蓄电池和电动机,可以短时间骑行,并配备USB接口,支持手机和平板电脑充电。请回答下列问题:(1)骑行时,行李箱内电动机工作时主要把电能转化成什么能?(2)给行李箱轮胎充气时,轮胎内气体内能如何变化?(3)用行李箱给手机充电时,行李箱上的发光二极管会闪烁,发光二极管主要是用什么材料制成的?
专题十七 综合开放题解答技巧
近年来,中考物理试题中开放性试题越来越多出现在中考试卷中。开放性试题取材于实际生活,侧重考查考生应用物理知识解决生活实际问题的能力。开放性试题为学生提供了广阔的思维空间,更有利于培养和考察学生的创新能力,全面提高综合素质,对学习具有良好的导向性。
开放性试题能全面考查学生的能力,考查学生的发散思维能力、分析能力以及综合运用知识的解题能力,同时又考查了学生实验操作能力和语言表达能力。然而学生往往对开放性试题的感觉是:情景新、题目活,不知从何入手,怎样回答才是比较理想的解答?针对开放性题型所呈现各种不同的形式,如何发挥想像,活跃思维,充分展现自己创造性才能,就必须要掌握一定的解题技巧。
开放性试题可以分为以下几个类型。
技巧一:设定问题法
此类考题要求学生自己提出问题要并解答。研究此类题的关键是:提问要讲究一点技巧。首先提问要切中题意,其次提问质量要高一些,不能太浅。最后,提出的问题须自己能够解答,才是成功的。
这类试题多以生活实际或最新科技成果为背景,或对某现象要求用物理知识解释分析,或对某工具要求用物理原理说明其应用,或对某问题要求提出解决方案。“某现象”涉及的物理知识较多,“某工具”涉及的物理原理较多,解答时要从多方向、多角度、多层面进行思考,并用简明扼要的物理语言进行表述某现象的形成原因、某工具的应用原理或某问题的解决方案。
【例题展示】
例题1(2019?营口)甲、乙两图分别是盲道和鞋底的图片,它们上面都有凹凸不平的花纹,这些花纹的作用一样吗?请你说说这样做的道理。
【答案】见解析
【解析】盲道和鞋底上面都有凹凸不平的花纹,这些花纹的作用是不一样的;盲道上的花纹是在压力一定时,通过减小受力面积,增大对盲人脚底的压强;而鞋底花纹是在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度,从而增大摩擦。
【跟踪训练】
1.(2019?长春)小明和同学到福利院义务劳动时,发现有压杆的桌子脚下装有如图甲所示的轮子。
(1)他将压杆按下,压板就会紧压在轮子上,使轮子无法滚动,桌子不容易被推动,说明用滑动代替滚动可以________摩擦力;杆做得较宽大可以起到________压强的作用。(均选填“增大”或“减小”)
(2)小明发现压杆是省力杠杆,O为支点。请在图乙中画出压力F的力臂l。
【答案】(1)增大;减小;如图。
【解析】(1)轮子不动时,推桌子属于滑动摩擦,轮子能动时,推桌子属于滚动摩擦;他将压杆按下,压板就会紧压在轮子上,使轮子无法滚动,桌子不容易被推动,说明用滑动代替滚动,可以增大摩擦;杆做得较宽大,在压力一定时,增大了受力面积,可以减小压强; (2)由支点O向F的作用线作垂线,则垂线段的长度即为其力臂l,如图所示:。
2.(2019?本溪)如图所示是一个敲肉锤,它的锤面上有一些小凸起,经过它的敲打肉会变得松散、易于烹饪。
(1)锤面上的小凸起为什么设计得很尖?
(2)被它敲过的肉表面有很多小坑,这是力的哪种作用效果?
(3)为什么敲肉锤的橡胶手柄带有很多花纹?
【答案】见解析
【解析】(1)敲肉锤的锤头很尖,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积来增大压强的,(2)被它敲过的肉表面有很多小坑,说明了力可以改变物体的形状;(3)敲肉锤的橡胶手柄带有很多花纹,这是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
3.(2016?黔东南州)人类生存和发展离不开各种能源,随着世界人口的急剧增加和经济的不断发展,能源的消耗持续增长,而化石能源开发利用后不能再生,如果长期大规模开采,不久的将来会消耗殆尽,所以开发新能源是可持续发展的趋势。我州某地建立大型风力发电场,如图所示。请你根据风力发电的特点和所学物理知识提出相关问题并回答。
示例:
问题:风叶转动是由什么能转化为什么能?回答:风能转化为风叶的机械能。
(1)问题:________?回答:________。
(2)问题:________?回答:________。
【答案】(1)风力发电中的能量转化是怎样的?将风能转化为电能;(2)风能属于可再生能源还是不可再生能源?风能是可再生能源(合理即可)。
【解析】(1)问题:风力发电中的能量转化是怎样的?回答:将风能转化为电能;(2)问题:风能属于可再生能源还是不可再能能源?回答:风能是可再生能源;(3)问题:与化石能源相比,风能有哪些优点?回答:清洁无污染,可重复利用等。
4.(2019春?市南区期中)若给你一个硬的厚玻璃瓶、橡胶塞,玻璃管和水,怎样观察厚玻璃瓶的形变?请画图说明做法、注意事项及现象。
【答案】见解析
【解析】(1)器材的安装:厚玻璃瓶内盛满水,瓶口用带有细玻璃管的橡胶塞塞严。(2)操作的方法:用手挤压瓶壁,观察细玻璃管中水柱的变化。(3)发生的现象:玻璃管内升起水柱。(4)注意事项:玻璃瓶装满水;橡胶塞与玻璃管之间不能漏水。
如图所示:
5.(2020?泉州模拟)某报讯:有一母亲突然病危,一家人急急忙忙驱车赶回老家,不料车冲下高速路,酿成两人当场身亡,另有4人受伤的惨剧。
请你结合所学的物理知识,给驾车司机们开车提一条建议。并简要说明理由。
【答案】见解析
【解析】严禁超速超载,超载时,车辆的惯性增大,当车辆超速超载时,车辆很难停下来,容易造成交通事故。建议:小心慢行,请勿超载;理由:车具有惯性,刹车后会继续滑行;质量大,惯性大。
6.(2019春?青岛期中)生活中有各种各样的鞋子,现有三种质量不同的鞋子,他们的鞋底分别为:塑料鞋底橡胶鞋底、布鞋底,哪一种鞋子的防滑性能更好呢?给你弹簧测力计、木板、细沙,尝试找出防滑性能最好的鞋子,写出你的方法。
【答案】见解析
【解析】方法一:①用弹簧测力计称量塑料底鞋、橡胶底鞋、布底鞋的重力,往重力小的鞋子里放一些细沙,使三者的重力相等。②用弹簧测力计分别钩住塑料底鞋、橡胶底鞋、布底鞋在水平面上做匀速直线运动,分别记下滑动摩擦力f1、f2、f3。③压力相等时,滑动摩擦力越大,说明接触面越粗糙,鞋子的防滑性能越好。方法二:①用弹簧测力计分别钩住塑料底鞋、橡胶底鞋、布底鞋在水平面上做匀速直线运动,往鞋里加不同的细沙,使三种鞋受到的滑动摩擦力相等。②用弹簧测力计称量鞋子和细沙的重力,分别记下重力G1、G2、G3。③滑动摩擦力相等时,重力越小(压力越小),说明接触面越粗糙,鞋子的防滑性能越好。
7.(2019春?袁州区期末)斧头和锄头是常见的农用工具,正常使用时要使工具的头和柄紧套在一起。
(1)小明设计了四种方法将斧头套紧在斧柄上。如图1所示,能更好地利用惯性将斧头套紧的方法是哪种?试说明理由。
(2)如图1所示,安装新买来的锄头,要将一块大小合适的木头楔入铁框中锄头与锄柄的缝隙里,才能使锄头柄和锄头套紧。请说明理由。
【答案】见解析
【解析】(1)更好地利用惯性将斧头套紧的方法是A;斧头和斧柄原来是一起向下运动的,当斧柄因撞击而突然停止时,斧头由于惯性,仍要保持原来的运动状态继续向下运动,所以斧头就紧紧地套在斧柄上了。(2)将一块大小合适的木头楔入铁框中锄头与锄柄的缝隙里,增大了锄头和锄柄间的压力,从而增大了摩擦力,所以能使锄头柄和锄头套紧。
8.(2019春?厦门期末)将新打开盖子的饮料盒中的果汁倒入杯中时,经常会出现果汁流出断断续续的现象,为避免这种情况发生,打开盖子后,采用图中甲、乙哪种方式倒果汁会更容易?请运用物理知识简要说明原因。
【答案】见解析
【解析】采用乙种方式能较顺畅地将牛奶倒出来;若采用甲的倒法,随着牛奶的流出罐内的气体体积增大,气压降低,外界的大气压使得牛奶不易流出,而乙种倒法,随着牛奶的流出,外界大气压能够进入罐内,里外气压相同,牛奶在重力作用下流出。
9.(2019?呼和浩特)有人说,水里的冰山融化后,水面会上升,你认为这种说法是否正确?请你用下面给出的图示,并用学过的知识进行正确解释(忽略热胀冷缩对水和冰的影响,已知冰和水的密度之比为0.9),并得出正确结论。
【答案】见解析
【解析】证明:由于冰块漂浮,F浮=G冰,由阿基米原理:F浮=G排;又因为冰熔化前后重力不变,G冰=G冰化水即有:G排=G冰化水,因为:F浮=G排=ρ水V排g,G冰=G冰化水=ρ水V冰化水g,所以:ρ水V排g=ρ水V冰化水g,故V排=V冰化水,所以冰熔化前后水面不升也不降。
10.(2019?武威)小刚发现天气较冷的季节,家里的窗户玻璃上有时是一层小水珠,有时是一层冰花。请简要回答水珠和冰花分别是怎样形成的。
【答案】见解析
【解析】水珠是室内温度较高的水蒸气遇到温度较低的玻璃液化成的小水滴;冰花是室内温度较高的水蒸气遇到温度较低的玻璃凝华成的小冰晶。发生这两种现象的条件是室内外有一定的温差,当温差不大时发生液化,当温差较大时发生凝华。
11.(2019秋?稷山县期末)雨后初晴的夜晚,为了不踩到地上的积水,迎着月光走,地上发亮处是水还是发暗处是水?背着月光走,地上发亮处是水还是发暗处是水?请你依据所学的光学知识进行解释。
【答案】见解析
【解析】平静的水面,能发生镜面反射,地面凹凸不平,地面发生漫反射。(1)如图,迎着月光走,月光经水面发生镜面反射,进入人的眼睛反射光线多,人感觉水面亮;地面发生漫反射,有很少的光线进入人的眼睛,人感觉地面黑。(2)如图,背着月光走,月光经水面发生镜面反射,没有反射光线进入人的眼睛,人感觉水面暗;地面发生漫反射,有少量的光线反射进入人的眼睛,人感觉地面亮。
技巧二: 实验设计法
此类题须抓住根据提供的器材,跟所学的哪些知识相互联系,可以用来设计什么样的实验,考虑如何操作及对应所观察的现象所能说明的问题来展开设计。
【例题展示】
例题2 (2019?潍坊)在“探究光反射时的规律”实验中,将一块平面镜平放在水平桌面上,再把一张硬纸板竖直放在平面镜上,用激光笔将一束光贴着纸板射到平面镜上,用直尺和笔描出光线的传播路径。
(1)上述实验中硬纸板的作用是________;
(2)为了探究完整的反射规律,还需要用到的器材是________。
【答案】(1)显示光的传播路径;(2)量角器。
【解析】(1)根据题意可知,上述实验中硬纸板的作用是能够间接的在纸板上看到光的传播途径,即显示光的传播路径;(2)“探究光反射时的规律”实验的目的有:探究反射光线和入射光线是否共面;反射光线与入射光线是否位于法线两侧;反射角与入射角的大小关系。实验中采用可折转的纸板,可以探究反射光线、入射光线是否共面,可以探究反射光线与入射光线是否位于法线两侧;要想探究反射角与入射角的大小关系,则需要使用量角器量出反射角和入射角的大小,然后进行比较,所以还需要用到的器材是量角器。
【跟踪训练】
1.(2019?泰州)小明用如图所示的装置来探究感应电流产生的条件(图中灵敏电流计G的指针偏转方向相反即表示通过的电流方向相反)。
(1)导体ab静止悬挂,闭合开关,灵敏电流计的指针不偏转,说明电路中 无 (有/无)电流产生。
(2)继续探究,记录观察到的现象如表:
序号
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
沿磁场方向运动
(不切割磁感线)
不偏转
2
水平向左
(切割磁感线)
向右偏转
3
水平向右
(切割磁感线)
向左偏转
①比较1、2(或1、3)实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时电路中就会产生感应电流。
②比较2、3实验现象还发现,产生的感应电流的方向跟________有关。
③若在整理器材时未断开开关,先水平向左撤去蹄形磁铁(导体ab不动),则灵敏电流计的指针________(会/不会)偏转。
【答案】(1)无;(2)①切割磁感线;②导体的运动方向;③会。
【解析】(1)当导体ab静止悬挂起来后,闭合开关,此时导体没有做切割磁感线运动,灵敏电流计G指针不偏转,说明电路中无电流产生;(2)①比较1、2(或1、3)实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时电路中就会产生感应电流。②比较第2、3次实验现象发现,磁场方向相同,导体运动的方向不同,电流计指针的偏转方向不同,说明产生电流的方向不同,即产生的电流的方向跟导体运动方向有关;③在整理器材时未断开开关,先水平向左撤去蹄形磁铁(导体ab不动),ab仍切割磁感线,会产生感应电流,则灵敏电流计的指针会偏转。
2.(2019?惠州)小明在用蜡烛作为光源完成“探究凸透镜成像的规律”实验后,发现蜡烛火焰飘忽不定,像与物对比难判定等问题,小明和老师、同学一起对实验装置进行了一系列创新,创新点如图所示:光具座上凸透镜所在位置为零刻度,数值向左、向右依次增大;在标有均匀格子的面板上制作字母“A”状LED灯替代蜡烛;光屏上标有同样的均匀格子。
(1)请分析创新后实验装置的优点:
①可以直接读出物距以及________:
②光屏上成像更清晰、________;
③从光屏上可以准确得出像与物的________关系。
(2)完成“探究凸透镜成像的规律”实验后,还可以更换(或增加)实验器材进行拓展探究。请仿照示例写出两种不同方案。
项目
更换(或增加)实验器材及操作
探究的问题
示例
用黑色纸片遮挡凸透镜的一部分
探究凸透镜没被遮挡部分的成像情况
方案1
________
________
方案2
________
________
【答案】(1)像距;稳定;大小;(2)①更换厚度更大的凸透镜;②探究焦距变化对成像的影响;③将近视眼镜放在凸透镜前面;④探究近视眼的矫正原理。
【解析】(1)创新后该实验装置的优点:①可以直接读出物距以及像距;②LED灯替代蜡烛的优点是光屏上成像更清晰、稳定;③由标有均匀格子的面板(光屏)可以比较像与物的大小关系;(2)完成“探究凸透镜成像的规律”实验后,还可以更换(或增加)实验器材进行拓展探究。两种不同方案如下:①焦距大小不同对成像的影响,可以更换厚度更大的凸透镜;②探究焦距变化对成像的影响;③将近视眼镜放在凸透镜前面;④探究近视眼的矫正原理。
3.(2019?铁岭)下面是小光测量密度的实验。
(1)测量可乐的密度。请你将实验过程补充完整:
①小光将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端零刻度线处,发现指针指在如图甲所示位置。此时他应将平衡螺母适当向________(“左”或“右”)调节,使天平平衡。
②将装有可乐的烧杯放在天平的左盘中,在右盘中放入50g、20g、10g三个砝码后,天平指针刚好指在分度盘中线位置。
③将杯中的一部分可乐倒入量筒中,量筒内可乐的体积如图乙所示,为________cm3。
④测出剩余可乐和烧杯的总质量如图丙所示,其总质量为________g,则可乐的密度是________g/cm3。
⑤计算出密度后,小光发现量筒内的可乐中有很多气泡,这样会使小光测量的密度值________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)小光用刚刚测量过密度的可乐(密度用ρ0表示)又测出了一块木块的密度,请你把他的实验步骤补充完整。
①用天平测出木块的质量m1。
②用一个碗装有足够多的可乐,将木块和一个空瓶叠加在一起漂浮,如图丁所示。
③向瓶中倒水,直到木块________,用天平测出瓶和水的总质量m2。
④木块密度表达式ρ木=________。
【答案】(1)①左;③40;④38;1.05;⑤偏小;(2)③刚好浸没在可乐中;④。
【解析】(1)①若指针右偏,应该向左调平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处;
②可乐设烧杯的总质量为:m总=50g+20g+10g=80g;
③量筒中可乐的体积:V=40mL=40cm3;
④剩余可乐与烧杯的质量:m剩=20g+10g+5g+3g=38g;
量筒中可乐的质量:m=m总﹣m剩=80g﹣38g=42g;
可乐的密度:ρ===1.05g/cm3;
⑤筒内的可乐中有很多气泡,会使体积偏大,根据密度公式可知密度偏小;
(2)③向瓶中倒水,直到木块刚好浸没在可乐中,用天平测出瓶和水的总质量m2。
木块刚好完全浸没在可乐中时,木块排开液体的体积等于木块的体积,即V排=V水=,因为木块和瓶整体漂浮,所以整体受到的浮力等于空瓶、瓶中的水和木块的总重力,即F浮=ρ0V排==(m1+m2)g,由此可得木块的密度:ρ木=;
4.(2019?河北)形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的________上。图所示为质量分布均匀但形状不规则带有小孔的薄木板,请用细棉线、刻度尺、笔和铁架台来确定它的重心。
(1)操作方法:________;
②________。
(2)判断方法:________即为薄木板的重心。
(3)实验中没有利用到的物理知识:________(填写序号)
①二力平衡的条件
②重力的方向是竖直向下的
③重力的大小跟物体质量成正比
【答案】几何中心;(1)用细棉线系住小孔将不规则的薄木板悬挂起来,当木板静止时,用笔和刻度尺在木板上画出重力的作用线AB;②利用同样的方法再画出另一重力作用线CD;(2)AB、CD的交点;(3)③。
【解析】形状规则且质量分布均匀的物体,其重心才在物体的几何中心上。(1)①用细棉线系住小孔将不规则的薄木板悬挂起来,当木板静止时,用笔和刻度尺在木板上画出重力的作用线AB;②利用同样的方法再画出另一重力作用线CD;(2)AB、CD的交点就是薄木板的重心。(3)木板静止时,根据二力平衡知识可知,受到的拉力和重力是一对平衡力,作用在同一直线上,由于重力的方向是竖直向下的,这样可保证重心一定在所画的线上,而两条线的交点就是重心的位置。综上所述,本实验没有用到的物理知识的③。
5.(2018?百色)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)本实验的科学探究方法是________和转换法。
(2)小桌对海绵的压力改变了海绵的________(选填“形状”或“运动状态”)。
(3)为了探究压力作用效果与压力大小的关系,因比较图甲和图乙的实验,可知受力面积相同时,压力________(选填“越大”“越小”),压力的作用效果越明显。
(4)为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,应比较________两图的实验,可知压力大小相同时,受力面积________(选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显。
【答案】(1)控制变量法;(2)形状;(3)越大;(4)乙丙;越小。
【解析】(1)本实验的科学探究方法是控制变量法和转换法。(2)根据转换法,小桌对海绵的压力改变了海绵的形状。(3)为了探究压力作用效果与压力大小的关系,因比较图甲和图乙的实验,可知受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。(4)为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,要控制压力相同,故应比较乙丙两图的实验,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。
6.(2019?常德)在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小明所在的学习小组用到的实验器材有:烧杯、水、细线、长方体金属块,弹簧测力计。小明将金属块沿最长的边先后两次浸在同一烧杯水中的不同深度处,如图A、B所示,他发现A图中弹簧测力计的示数明显大于B图,但是他再按图C、D所示将此金属块两次浸没于此烧杯水中的不同深度处,发现弹簧测力计的示数相同,于是他得出结论:在物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度有关,越深,浮力越大;但物体浸没在液体中后所受浮力大小则与深度无关。
(1)图E为小明某次将金属块(重5N)浸入到水中静止时的情形,则弹簧测力计的示数为________N,此时金属块受到的浮力为________N
(2)同组的小惠认为小明的结论不正确,她做了如下实验:将金属块沿较短的一边浸入水中,当达到与图A中相同的深度时读取弹簧测力计的示数,发现与A图的示数不同,则表明此时金属块受到的浮力与A图中的也不同,因此她认为“物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关”。你认为她的实验能证明她的结论正确吗?________(选填“能”或“不能”)。
(3)请你用上述器材也设计一个实验证明小惠的结论正确【提示:请仿照(2)中小惠的实验方案的表述方式表述】:______________。
【答案】见解析
【解析】(1)图E为小明某次将金属块(重5N)浸入到水中静止时的情形,则弹簧测力计的分度值是0.2N,示数是2.4N;当金属块浸入水中静止时,金属块所受浮力:F浮=G﹣F′=5N﹣2.4N=2.6N;(2)浮力的大小与物体排开液体的体积和密度有关,研究与浮力大小与深度关系时,要控制排开液体的密度和体积相同,只改变物体浸入液体中的深度,小惠将金属块沿较短的一边浸入水中,当达到与图A中相同的深度时,根据V=Sh,排开液体的体积不同,故她的实验不能证明她的结论正确;(3)研究与浮力大小与深度关系时,要控制排开液体的密度和体积相同,只改变物体浸入液体中的深度:小惠将金属块沿较短的一边浸入水中二分之一深度,记下测力计示数F1;将金属块沿较长的一边浸入水中二分之一深度,记下测力计示数F2;第二次实验中物体深度较大,两次实验中,排开流体的体积均为物体体积的二分之一,实验中发现F1=F2;根据F浮=G﹣F,故物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关。
故答案为:(1)2.4;2.6;(2)不能;(3)小惠将金属块沿较短的一边浸入水中二分之一深度,记下测力计示数F1;将金属块沿较长的一边浸入水中二分之一深度,记下测力计示数F2;第二次实验中物体深度较大,两次实验中,排开流体的体积均为物体体积的二分之一,实验中发现F1=F2;根据F浮=G﹣F,故物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关。
7.(2019?德阳)如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景:
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆________(选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,接下来调节杠杆两端的螺母,使杠杆处于________。
(2)如图乙,A点挂有2个质量均为50g的钩码、为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂________个质量均为50g的钩码。
(3)如图丙,现给你一个量程为0~2N的弹簧测力计,若干个50g的钩码,钩码挂在C点处,现使用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡,则在C点处所挂钩码的最多个数为________个。
【答案】(1)达到;水平位置平衡;(2)3;(3)6。
【解析】(1)杠杆保持静止,此时杠杆处于静止状态,达到平衡;由图中,杠杆的右端较高,平衡螺母应向右端移动使杠杆在水平位置平衡;(2)设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G,因为,F1l1=F2l2,所以,2G×3L=nG×2L,所以,n=3,所以在B处挂3个钩码。(3)为使拉力最小,动力臂要最长,拉力F的方向应该垂直杠杆向上,即竖直向上,动力臂为最长,F作用点在最左端,根据杠杆的平衡条件,在C点处所挂钩码的最多个数:nG×4L=F×6L,nmg×4L=F×6L,代入数据:n×0.05kg×10N/kg×4L=2N×6L,解得,n=6。
8.(2019?镇江)在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中,小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验。
(1)小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图1所示,则他应将平衡螺母向________端调节;图2是正确测量所用碎纸片质量时的场景,此时游码所处位置如图3所示,则他还应称量________g的酒精;
(2)小林组装的实验装置如图4所示,他在器材安装中的一处错误是________;
(3)本实验中,燃料完全燃烧放出热量的多少是通过________来反映的。
(4)正确组装实验装置后,小林用(1)中所称量的碎纸片和酒精分别进行实验,正确采集的数据如表所示,根据实验数据,小林却得出了与事实相反的实验结论:质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后,碎纸片放出的热量较多。你认为他在实验中最有可能遗漏的操作是________。
温度
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽时的水温/℃
水温的变化/℃
酒精
20
65
45
碎纸片
20
80
60
【答案】(1)左;6.5;(2)温度计的玻璃泡接触到了容器底;(3)温度计的示数变化;(4)控制被加热水的质量相等。
【解析】(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端的零刻线处;此时指针偏向右侧,说明天平的左侧上翘,平衡螺母应向左移动;如图2和3所示,碎纸片的质量m=5g+1.5g=6.5g;为了比较热值大小,要用相同质量的不同的燃料,所以则他还应称量6.5g的酒精;(2)由图4知,实验中温度计的玻璃泡碰到了容器底;(3)为了比较热值大小,要用相同质量的不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小;(4)实验中要用相同质量的不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,而小林却得出了与事实相反的实验结论:质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后,碎纸片放出的热量较多,可能是没有控制被加热水的质量相等。
9.(2019?淄博)在“探究并联电路中的电流关系”实验中
(1)小明想测量干路电流,连接的电路如图甲所示,检查电路发现只有一根导线接错了,请在这根导线上打上“×”,并改正。
(2)连接正确的电路后,闭合开关,电流表的示数为0.46A,请在图乙中画出指针的位置(O为指针转轴)。
(3)小明换用不同规格的灯泡,多次改变电表位置,将测量数据记录在下表中。
实验次数
支路电流I1/A
支路电流I2/A
干路电流I总/A
1
0.30
0.16
0.46
2
0.20
0.20
0.40
3
0.24
0.34
0.58
分析数据得出结论:在并联电路中,________。
(4)第1次实验发现,灯泡L1比L2亮,则灯泡L1的电阻________灯泡L2的电阻;若两灯泡灯丝长度相同,________的灯丝更细。
【答案】(1)如上左所示;(2)如上右所示;(3)干路电流等于各支路电流之和;(4)小于;L2。
【解析】(1)原电路中,两灯短路了,改正后如下左所示:
(2)电流表分度值为0.02A,连接正确的电路后,闭合开关,电流表的示数为0.46A,指针的位置如上右所示;(3)分析数据得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。(4)第1次实验发现,灯泡L1比L2亮,根据并联电路各支路电压相等和P=,则灯泡L1的电阻小于灯泡L2的电阻;由影响电阻大小的因素,若两灯泡灯丝长度相同,L2的灯丝更细。
10.(2019?内江)某同学为了探究“电阻丝的电阻R与长度L、横截面积S和材料的关系”,进行了如下实验操作:
(1)如图甲所示,是取一段新的电阻丝紧密绕制,用刻度尺测量出它的直径示意图。由此可知,电阻丝的直径为________mm,从而计算出电阻丝的横截面积S。
(2)在实验中,先保持电阻丝的横截面积S和材料不变,探究电阻丝的电阻R与长度L的关系,这种方法叫做________法(选填“等效替代”或“控制变量”)。
(3)为了探究电阻丝的电阻R与L的关系,实验室备有以下实验器材:
A.电源E(电压U=1.5V)
B.电流表A1(量程0~100mA)
C.电流表A2(量程0~0.6A)
D.电阻箱R0(阻值0~999.9Ω)
E.待测电阻丝R(阻值约为10Ω)
F.开关一个,导线若干,则:
(4)为了提高实验的精确程度,在实验中电流表应选的是________(选填器材前的字母代号)。
(5)把电阻丝拉直后,将其两端固定在刻度尺的接线柱a和b上,在电阻丝上夹一个金属夹P,移动金属夹P的位置,就可改变接入电路中金属丝的长度L,把这些实验器材按乙图的电路连接起来。闭合开关S前,电阻箱的阻值应调整到________Ω。
(6)闭合开关S后,将电阻箱调到适当位置不动,多次改变金属夹P的位置,得到多组I、L的数据。根据实验测量数据在坐标平面内,以电流的倒数1/I为纵坐标、电阻丝的长度L为横坐标,得出图象如图丙所示,根据实验图象说明,横截面积S相同的同种材料的电阻丝,接入长度L越长,电流I越小,电阻R________。
(7)该电阻丝1cm长度的阻值为________Ω.
【答案】(1)0.8;(2)控制变量;(4)B;(5)999.9;(6)越大;(7)0.3。
【解析】(1)根据刻度尺读出电阻丝的长度为:l=1.60cm,则电阻丝的直径为:d===0.08cm=0.8mm;(2)电阻的大小在不考虑温度的前提下,有三个决定因素:材料、长度、横截面积。因此要研究电阻的大小与每一个因素的具体关系时,要用到控制变量法,在实验中,先保持电阻丝的横截面积S和材料不变,探究电阻丝的电阻R与长度L的关系,这种方法叫做控制变量法;(4)电路中的最大电流I===0.15A=150mA,所以为了提高实验的精确程度,电流表选最量程为100mA的电流表A1(或序号B);(5)闭合开关S前,电阻箱起到保护电路的作用,电阻箱的阻值应调整到阻值最大处,由电阻箱R0(阻值0~999.9Ω)可知,电阻箱的阻值应调整到999.9Ω。
(6)在图象上可以看到,电阻的长度越长,电流的倒数越大,电流越小,在电压一定时,电阻越大。(7)由图乙知,电阻丝和电阻箱是串联的,由图丙知,当电阻丝接入0cm,就是电阻丝的电阻为零时,电源电压为1.5V,电流倒数为10A﹣1,所以电流为I'=A=0.1A,则电阻箱的电阻为:R'===15Ω,
当电阻丝接入10cm,就是电阻丝的电阻为R时,电源电压为1.5V,电流倒数为12A﹣1,所以电流为I''=A,则电路总电阻为:R总===18Ω,所以10cm电阻丝的电阻为:R=R总﹣R'=18Ω﹣15Ω=3Ω,在横截面积和材料一定时,导体的电阻跟导体的长度成正比,所以1cm的电阻丝电阻为:R1===0.3Ω。
11.(2019?滨州)某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
(1)请将图甲连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 B 端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关后,同学们发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是________。
(4)排除故障后,先将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙所示,为________A。
(5)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应向________(选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为________V时,读出电流表的示数。再更换20Ω定值电阻继续实验,实验数据记录在表格中。由实验数据可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成________。
实验次数
1
2
3
R/Ω
5
10
20
I/A
0.2
0.1
(6)该小组想用一块电流表和一个定值电阻R0,测未知电阻Rx的阻值。于是他们设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S和S1,此时电流表的示数为I1。
②闭合S断开S1,此时电流表的示数为I2。
③请用已知量R0和测出量I1、I2表示出未知电阻Rx的表达式,则Rx=________。
【答案】(1)如上所示;(2)B;(3)定值电阻断路;(4)0.4;(5)B;2;反比;(6)③。
【解析】(1)滑动变阻器与电阻串联,要求滑片向右移动时,连入电路的电阻变大,所以应将滑动变阻器的A接线柱与开关的右接线柱相连,如下图所示:
(2)为保护电路,变阻器连入电路中电阻最大即B端;(3)闭合开关,移动变阻器滑片P,发现电流表无示数,电路可有断路发生,而电压表有示数,说明电压表到电源两极间是通路,所以故障原因可能是定值电阻断路;(4)同学们首先将5Ω定值电阻接入电路,将滑片P滑到b端,再闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数0.4A;(5)研究电流与电阻的关系时,要控制电压表示数不变,由欧姆定律的变形公式,电压表示数U=IR=0.4A×5Ω=2V;根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;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增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数;由表格中数据发现:电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,故在电压一定时,电流与电阻成反比。(6)①闭合S、S1,此时两电阻并联,电流表测量干路电流,示数为I1,②闭合S、断开S1,此时为只有Rx工作的电路,电流表测量Rx的电流,示数为I2,可测出电源电压U=I2Rx,根据并联电路电流的规律知,R0的电流:I0=I1﹣I2,则电源电压为U=(I1﹣I2)R0,根据电源电压相等知:U=U=I2Rx=(I1﹣I2)R0,未知电阻Rx的表达式为:Rx=。
12.(2019?朝阳)东东同学学习了电学知识以后,选用三节新的干电池作为电源,并设计了如下的电学实验。
(1)探究导体中电流与导体电阻的关系。选用的定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
①按照甲图所示的电路图,把乙实物电路补充完整,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大。
②闭合开关后,东东发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是________。
③东东排除故障后,把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丙所示,其示数为________A。
④断开开关S,把5Ω的电阻换成10Ω的电阻,再次闭合开关后,滑片应向________(填“左”或“右”)端移动。
⑤在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是________。
(2)东东同学在电源电压未知,缺少电流表的情况下,设计了如图丁所示的电路图(R0阻值已知),来测量未知电阻Rx的阻值。
①闭合S、S1,断开S2,适当调节滑片的位置,电压表示数为U1。
②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为U2。
③未知电阻的阻值Rx= R0 (用字母表示)。
【答案】(1)①如图所示;②电阻断路(或电流表短路);③0.4;(4)右;⑤6.25Ω﹣25Ω;(2)R0。
【解析】(1)①滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
②闭合开关后,东东发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是电阻断路(或电流表短路);③东东排除故障后,把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.4A;④根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;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增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动;⑤当电阻5Ω的电阻接入电路,最大电流为0.4A,由串联电阻的规律和欧姆定律,变阻器连入电路的最小电阻为:R滑小=﹣R1=﹣5Ω=6.25Ω;根据串联电路的规律及分压强原理:有=,即=,故R滑大=25Ω;在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是6.25Ω﹣﹣﹣25Ω;(2)东东同学在电源电压未知,缺少电流表的情况下,设计了如图丁所示的电路图(R0阻值已知),来测量未知电阻Rx的阻值。①闭合S、S1,断开S2,适当调节滑片的位置,电压表示数为U1。②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为U2。③在①中,电压表测待测电阻和定值电阻的总电压,在②中,电压表定值电阻的总电压,因此时各电阻的大小和电压不变,根据串联电路电压的规律,待测电阻的电压为:U1﹣U2.,由分压原理有:=,未知电阻的阻值:Rx=R0。
13.(2019?十堰)小红在测量小灯泡的电功率实验中,选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)在图甲电路中用笔画线代替导线,请你帮忙将电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应处于________状态;
(3)实验过程中电压表示数为2V,为测定小灯泡的额定功率,小红应将变阻器滑片向________(选填“A”或“B”)端移动,同时注意观察电压表的示数变化,直到小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为________W;
(4)小红还设计出了只有电流表没有电压表时测量小灯泡电功率的方法,其电路图(如图丙所示),已知R0=5Ω,此方案最关键的一步是必须调节变阻器滑片,使电流表A2的示数为________A时,再读出电流表A1的示数,才能算出小灯泡的额定功率。
【答案】(1)如图所示;(2)断开;(3)B;0.75;(4)0.5。
【解析】(1)该实验中,灯泡应与电流表串联,电压表应与灯泡并联,如下图所示:
(2)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态;(3)灯在额定电压下正常发光,此时电压表的示数为2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理可知,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B端移动,同时注意观察电压表的示数变化,直到小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;(4)已知R0=5Ω,此方案最关键的一步是必须调节变阻器滑片,使电流表A2的示数为0.5A时,此时由欧姆定律和并联电路电压的规律,灯的电压为:U′=I′R′=0.5×5Ω=2.5V;再读出电流表A1的示数,由P=UI才能算出小灯泡的额定功率。
14.(2019?盘锦)小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)请你用笔画线代替导线,帮小明把图甲电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮。
(2)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数约等于电源电压,则故障原因可能是________。
(3)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V.此时电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流是________A,小灯泡的额定功率是________W。
(4)完成实验后,小明又设计了如图丙所示的电路图,只用电压表就测量出额定电压为U额的小灯泡的额定功率。已知电源电压恒为U,定值电阻的阻值为R0.请将实验步骤补充完整。
①________(填三个开关闭合与断开情况),调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为________,小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片位置不动,________(填三个开关闭合与断开情况),记录电压表示数为U滑。
③小灯泡额定功率的表达式P额=________(用已知量和所测物理量符号表示)。
【答案】(1)如上所示;(2)灯泡断路;(3)0.26;0.65;(4)①闭合S、S2,断开S1;U﹣U额;②闭合S、S1,断开S2;③U额××(U﹣U滑)。
【解析】(1)因滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮,即电流变大电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数约等于电源电压,则故障原因可能是灯泡断路;(3)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V.此时电流表的示数如图乙所示,电流表分度值为0.02A,则通过小灯泡的电流是0.26A,小灯泡的额定功率是P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;(4)实验步骤:①闭合S、S2,断开S1,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U﹣U额,小灯泡正常发光;②保持滑动变阻器滑片位置不动,闭合S、S1,断开S2,记录电压表示数为U滑。③在①中,定值电阻短路,灯与变阻器串联,电压表测变阻器的电压,根据串联电压的规律,灯的电压为额定电压;在②中,灯短路,变阻器与定值电阻串联,根据串联电路电压的规律和分压原理有:=,R滑=R0;在①中,由欧姆定律,通过变阻器的电流即灯的额定电流:IL==×(U﹣U滑);小灯泡额定功率的表达式:P额=U额IL=U额××(U﹣U滑);
技巧三:情景分析法
是利用题干提供情景,对情景分析,然后利用原理解题的过程。对问题进行全面的、有联系的分析,抓住题中最关键的部分作为思维起点,联系我们在初中阶段学过的定律、原理。主要有:杠杆平衡原理、阿基米德原理、二力平衡原理、液体内部压强规律、惯性定律、欧姆定律、焦耳定律、压力和压强知识等,根据图示情景,灵活选择合适的物理原理、规律,使思维畅通,问题便会迎刃而解。
【例题展示】
例题3(2019秋?和平区期中)小明和小强两位同学进行100m短跑比赛。小明是位短跑健将,他到达终点时,小强才跑了80m。小明得意地说:“我们再跑一次,刚才你比我落后了20m,下次我的起跑线后退20m,我们还按原来的速度跑,我多跑20m,你和我就可以同时到达终点了。小强却说:“你既然要让我20m,那么,你不用后退了,只要把我的起跑线向前移20m,我少跑20m就行了,这样,我们准能同时到达终点。”如果将他们的运动都看作是匀速直线运动,则:
(1)关于他们的说法正确的是:________。
A.小明的正确 B.小强的正确 C.小明和小强的都正确 D.小明和小强的都不正确
(2)请你利用公式和字母推导运算,写出论证过程,分别说明他俩说法的正误。温馨提示:推导过程中需要的物理量请提前设定。
【答案】(1)B;(2)小明的方案:小明先跑到中终点;小强的方案:他们同时到达终点。
【解析】由题意可知,小明短跑100m与小强跑80m所用时间相同设为t,则小明的速度:v1==;小强的速度:v2==;根据题干可知:小明的方案:小明跑的路程为120m,小强跑的路程为100m;小强的方案:小明跑的路程为100m,小强跑的路程为80m;由v=可知:小明的方案:小明用的时间:t1′===1.2t;
小强用的时间:t2′===1.25t;则t1′<t2′,所以小明先跑到中终点。小强的方案:
小明用的时间:t1″===t;小强用的时间:t2″===t;则t1″=t2″,所以,他们同时到达终点。由此可知:小强的说法正确,故选B。
【跟踪训练】
1.(2019秋?榆次区期中)小明同学是一个科学迷,他在看了“嫦娥四号”成功着陆月球背面的新闻后兴奋得不得了,当天晚上他做梦梦到自己乘坐宇宙飞船也登上了月球,看到插在月球上的五星红旗迎风飘扬,远远听到“嫦娥四号”正在播放的“五星红旗迎风飘扬…”歌曲激动不已。请指出小明梦中所见的一处科学性错误:________;判断依据:
________。(开放性试题,答案合理即可)
【答案】远远听到“嫦娥四号”正在播放的“五星红旗迎风飘扬;由声音不能在真空中传播,所以不能听到歌声。
【解析】看到插在月球上的五星红旗迎风飘扬,由于月球上没有空气,所以不可能形成风;远远听到“嫦娥四号”正在播放的“五星红旗迎风飘扬”,由声音不能在真空中传播,所以不能听到歌声。
2.(2019秋?芝罘区期末)精选作物或树木的种子时,通常采用“盐水选种”,小明所在的物理兴趣小组的同学们参加了农科人员利用盐水选种的实践活动。
(1)盐水配制成后,兴趣小组设计了以下步骤测定盐水的密度:
①把适量盐水倒入量筒中,测出盐水的体积V
②用天平称出空烧杯的质量m;
③将量筒中的盐水倒入空烧杯中,称出它们的总质量m;
④计算盐水的密度ρ=
通过这种方法所测得的盐水的密度是偏大还是偏小?为什么?
(2)若兴趣小组在一次抽样中,测定盐水的密度为1.05×103kg/m3.已知盐的密度是2.7×103kg/m3,若以T表示每立方米盐水中含盐的质量(称做含盐量),分别以ρ水、ρ盐、ρ盐水表示水、盐、盐水的密度,请你先推导出T与ρ水、ρ盐、ρ盐水的关系式,再计算出此抽样盐水的含盐量。(不推导表达式,选择其它方法计算也可以,计算正确照样得满分)
(温馨提示:盐加入水中后,总体积的变化忽略不计)
【答案】答:(1)通过这种方法所测得的盐水的密度是偏大,因为玻璃杯中的盐水往量筒倒时倒不尽,使测得的盐水的体积减少,因而测得的盐水的密度偏大。(2)抽样盐水的含盐量为79kg/m3。
【解析】(1)盐水的密度偏大。这是因为玻璃杯中的盐水往量筒倒时倒不尽,使测得的盐水的体积减少,因而测得的盐水的密度偏大。(2)设所取盐水样品的体积为V,根据题意得:V=V水+V盐,盐水总质量:m=m水+m盐=ρ水V水+ρ盐V盐,由盐水含盐量的意义可知,盐的质量:m盐=TV=ρ盐V盐
T===,而盐水中水的体积:V水===,代入上式整理得:
T=ρ盐,抽样盐水的密度:ρ盐水==1.05×103kg/m3,样品盐水的含量:
T=≈79kg/m3。
3.(2019春?文水县期末)小明梦见他和小华被困在一个结冰的池塘中间,他们的小船停在非常光滑的冰面上,由于没有摩擦,他们无法推动小船。后来,他们想出了一个奇妙的方法﹣﹣把行李向后抛出去,如图。你认为小船会运动起来吗?________,请说明理由:________。
【答案】会;力的作用是相互的。
【解析】小明和小华用力向后扔行李的同时,行李也对船施加一个向前的力,使船向前运动,这是因为物体间力的作用是相互的。
4.(2019?徐州)阅读短文,回答文后的问题。
热阻
当物体或物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递。传导是热传递的一种方式,物体对热量的传导有阻碍作用,称为热阻,用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度l成正比、与横截面积S成反比,还与物体的材料有关,关系式为R=,式中λ称为材料的导热系数,不同材料的导热系数一般不同。房屋的墙壁为了保温,往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境,温度始终为t1;另一侧是低温环境,温度始终为t2,墙壁中形成稳定的热量流动,则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比,与墙壁的热阻成反比。
(1)热量传导过程和电流相似,温度差相当于电路中________
A.电流 B.电压 C.电阻 D.电功率
(2)铜汤勺放在热汤中,把手很快就会烫手,而塑料把手的汤勺不会烫手。由此可知铜和塑料的导热系数大小:λ铜________λ塑料(填“>”“<”或“=”)。
(3)如图甲所示,热量在墙壁中传导,虚线标出的墙壁正中间处的温度为________。
(4)如图乙所示,热量在墙壁中传导,在传导方向上的长度为L1,横截面积为S,导热系数为λ1;在墙壁一侧紧贴一层保温层,保温层与墙壁面积相同,在热传导方向上的长度为L2,导热系数为λ2,则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q=________。
【答案】(1)B;(2)>;(3);(4)。
【解析】(1)热传递的条件是温度差,电压是形成电流的原因,热量传导过程和电流相似,温度差相当于电路中电压,故B正确;(2)铜汤勺放在热汤中,把手很快就会烫手,而塑料把手的汤勺不会烫手,说明塑料的传热性能差,根据题意知:导热系数越小,热阻越大,导热能力越差,所以铜导热系数大于塑料的导热系数,即λ铜>λ塑料;(3)墙壁中形成稳定的热量流动,相同时间内,温度的减少相同,所以墙壁正中间处的温度为:;(4)根据“单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比,与墙壁的热阻成反比”知单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q=。
5.(2019?盐城)阅读短文,回答问题:
白光LED灯
目前,常用的白光LED以蓝光LED为芯片,其上涂有黄色荧光粉,通电后,LED芯片发出蓝光,其中一部分照射到荧光粉上,荧光粉发出波长比蓝光长的黄光,该黄光与另一部分蓝光混合射出,人眼便感觉到白光,生活中常用的白光LED灯是将多个白光LED连接而成的。
实验表明,白光LED的发光强度与其通过电流的占空比成正比。通常通过LED的电流随时间变化的规律如图1所示,电流的占空比D=,在电流周期T小于人眼视觉暂留时间(约0.1s)的情形下,人眼便感觉不到灯的闪烁。
人眼对亮度的感觉(即“视觉亮度”)与LED发光强度变化并不一致,当光强度均匀增大时,视觉亮度并非均匀增加。弱光时,光强增大一倍,视觉亮度的增加多于一倍;强光时,光强增大一倍,视觉亮度的增加不足一倍。
生活中,白光LED调光台灯的电流设置了恰当的占空比变化规律,使视觉亮度均匀变化。
(1)文中所述人眼感觉到的白光是由________混合而成的。
(2)文中所述白光LED发出的两种色光________。
A.均由荧光粉产生
B.均由LED芯片产生
C.波长短的由LED芯片产生,波长长的由荧光粉产生
D.波长短的由荧光粉产生,波长长的由LED芯片产生
(3)白光LED灯通入图中所示电流时,在0﹣2T时间内,不发光的时间段为________和________。
(4)下列是四种电流的t0和T值,它们的I0均相同。分别用它们对同一白光LED灯供电,其中人眼感觉不到闪烁,且发光强度最大的是________。
A.t0=1.8s,T=2s B.t0=0.8s,T=1.0s
C.t0=0.05s,T=0.1s D.t0=0.02s,T=0.03s
(5)某白光LED调光台灯共有5级亮度,要使人眼对1~5级的“视觉亮度”均匀增大,下列图象中电流的占空比设置符合要求的是________。
【答案】(1)黄光与蓝光;(2)C;(3)t0~T;t0+T~2T;(4)D;(5)B。
【解析】(1)常用的白光LED以蓝光LED为芯片,其上涂有黄色荧光粉,通电后,LED芯片发出蓝光,其中一部分照射到荧光粉上,荧光粉发出波长比蓝光长的黄光,该黄光与另一部分蓝光混合射出,人眼便感觉到白光,所以白光是黄光和蓝光混合而成的。(2)通电后,LED芯片发出蓝光,其中一部分照射到荧光粉上,荧光粉发出波长比蓝光长的黄光,蓝光由LED芯片发出,荧光粉发出波长比蓝光长的黄光,故选项AB都错误;荧光粉发出波长比蓝光长的黄光,蓝光波长短,黄光波长长,故选项C正确,选项D错误。故选:C。(3)由图象知,t0~T 和 t0+T~2T 时间段,电流为零,灯泡不发光。(4)在电流周期T小于人眼视觉暂留时间(约0.1s)的情形下,人眼便感觉不到灯的闪烁。A. T=2s>0.1s,人眼会感到灯闪烁,选项错误。B.T=1.0s>0.1s,人眼会感到灯闪烁,选项错误。CD.TC=0.1s=0.1s,人眼不会感到灯闪烁,TD=0.03s<0.1s,人眼不会感到灯闪烁,TC=0.1s时,电流占空比:DC==,TD=0.03s时,电流占空比:DD=,因为电流相等,DC<DD,因为白光LED的发光强度与其通过电流的占空比成正比,所以当TD=0.03s,灯的发光强度最强,故选项C错误,选项D正确。(5)A、白光LED的发光强度与其通过电流的占空比成正比,但是发光强度和视觉亮度不成正比,所以电流占空比和视觉亮度不成正比,如图是正比函数,故选项A错误。BC、根据D=,在电流周期一定时,电流越大电流占空比越大,发光越强,所以可以认为M点和N点下方都是弱光,M点和N点上方方都是强光,如图B,M点以下是弱光,电流占空比增大,光强增大,光强增大一倍,视觉亮度的增加大于一倍;M点以上是强光,强光时,光强增大一倍,视觉亮度的增加小于一倍,图象和题意相符,故选项B正确。如图,N点以下是弱光,光强增大一倍,视觉亮度的增加小于一倍;M点以上是强光,强光时,光强增大一倍,视觉亮度的增加大于一倍,图象不符合要求,故选项C错误。
D、因为白光LED调光台灯共有5级亮度,当1级亮度时,电流不能为零,电流占空比不能为零,故选项D错误。故选:B。
6.(2019?无锡)小红家有一支电子体温计,查阅说明书得知,电子体温计的探测器是热敏电阻,其阻值随着温度的变化而变化。小红买来一个热敏电阻,准备设计和制作一支模拟电子体温计。她计划先测出此热敏电阻在不同温度时的阻值,按照图甲所示连接了实验电路。RT为热敏电阻,实验时,RT置于温控箱(图中虚线区域)中电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为电阻箱(0~9999Ω),S2单刀双掷开关,开关S1和S2闭合前,小红将电阻箱R2的阻值调到最大。
(1)小红首先调节温控箱的温度,使RT温度为42.0℃,闭合S1,将S2接2,读出电压表的示数为3V。
①为测量此时RT的阻值,接下来的操作是:将S2接________(选填“1”或“2”),调节电阻箱R2的阻值,使电压表示数为________V,读出此时R2的阻值即为42.0℃时RT的阻值。
②逐渐降低温控箱的温度,根据上述方法测量出RT在不同温度时的阻值,若依据小红所测数据画出的RT阻值随温度变化的图象如图乙所示,且当RT的温度降至32.0℃时,闭合S1,将S2接2,电压表示数为2.4V.求电阻R1的阻值。
(2)在获得如图乙所示的RT阻值随温度变化的关系后,为了自制模拟电子体温计,小红将S2始终接2,闭合S1后,通过电压表的示数大小来显示温度高低,如果将RT用绝缘布包好后置于正常人腋窝中央,保持腋窝合拢,闭合S1,当电压表示数稳定后,电压表示数最接近________。
A.2.25V B.2.45V C.2.65V D.2.85V
【答案】(1)①1;3;②R1=400Ω;(2)C。
【解析】(1)①为测量此时RT的阻值,接下来的操作是:将S2接1,调节电阻箱R2的阻值,使电压表示数为3V,根据等效替代法,读出此时R2的阻值即为42.0℃时RT的阻值。②在①中,RT与R1串联,由欧姆定律,电路中的电流为:I1=,根据欧姆定律和串联电路电压的规律,电源电压:U=I1RT1+UV1=×400Ω+3V,同理在②中,U=I2RT2+UV2=×600Ω+2.4V,因电源电压不变,故×400Ω+3V=×600Ω+2.4V,R1=400Ω; U=×400Ω+3V=6V,(2)由图结合数学知识,正常人腋窝中央的体温是37°C,ME为三角形的中位线,故此时R′T=500Ω;如下所示:
小红将S2始终接2,闭合S1后,R1与R′T串联,电压表测R1的电压,由电阻的串联和欧姆定律,电路的电流:I===A,由欧姆定律,电压表示数:UV=IR1=A×400Ω≈2.67V,故选C。
7.(2019?惠州)如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图,它既能遮阳,还能发电。它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板(以下简称电池板),其工作电路示意图如图乙所示,电池板将太阳能转化为电能(转化效率为10%),为蓄电池充电,蓄电池再向节能灯供电。设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J(即为1.2×103W/m2),电池板对蓄电池充电的功率为60W;蓄电池充满电后,能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时,不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗。则:
(l)电池板对蓄电池充电,是将电能转化为________能的过程。
(2)白天蓄电池处于充电不供电状态,在图乙中应闭合开关________。
(3)10盏“12V 3W”节能灯正常工作时的总电功率为________W。
(4)要将剩余一半电量的蓄电池充满电,电池板需对蓄电池充电________小时。若充电电压为20V,则充电电流为________A。
(5)该百叶窗电池板的面积为________m2。
【答案】(1)化学;(2)S1;(3)30;(4)1.5;3;(5)0.5。
【解析】(l)电池板对蓄电池充电,是将电能转化为化学能的过程。(2)白天蓄电池处于充电不供电状态,在图乙中应闭合开关S1。(3)10盏“12V 3W”节能灯正常工作时的总电功率为:P=10×3W=30W。(4)蓄电池充满电后,能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时,蓄电池充满电的电能为:W=Pt=0.03kW×6h=0.18kW?h;要将剩余一半电量的蓄电池充满电,电池板需对蓄电池充电时间为:t===1.5h;若充电电压为20V,根据P=UI可得,则充电电流为:I===3A。(5)太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J(即为1.2×103W/m2),电池板将太阳能转化为电能(转化效率为10%),故有η===×100%==10%,该百叶窗电池板的面积为S=0.5m2。
8.(2019?齐齐哈尔)阅读短文,回答问题:
××系列电饼铛产品说明书
一、产品特点
1、上下铛可同时加热,下铛也可单独加热,加工食品时可根据用户需要双面或单面烙制
2、产品有低钢沿,高钢沿。低锅沿适合烙制大饼:高锅沿适合烙制水煎包。
3、上下铛结构严密,在烙制食品过程中基本不失水分,烙熟的食品松软适度,外黄里嫩,美味可口
二、安装须知
1、额定电压220V,工作电压可在额定电压基础上±10%浮动
2、使用前须将锅体外壳通过导线接地,勿将接地线接在自来水管道上
3、应配备保险装置和漏电保护器,选用相匹配的导线按要求电压接通电源
三、注意事项
1、搬运应轻抬轻放,以免损坏内部电器元件。
2、不使用时,除关掉机上开关外,还需断开总电源,以免意外发生。
3、经常保持铛体和机箱清洁干净,以免降低电器绝缘性能,严禁用水冲刷
四、常见故障和维修方法
故障
现象
可能原因
排除方法
故障现象
可能原因
排除方法
接通电源,保险丝立即烧断
保险丝太细
换适当的保险丝
不热
电源线断路
更换新线
电源引线短路
检查引线更换新线
加热器损坏
更换加热器
线路绝缘破损
检查原因排除故障
调温器触点接触不良
更换或修理调温器
微量
漏电
受潮
接好地线,通电加
热五分钟以上
保险丝烧毁
更换保险丝
(1)在用电高峰时,实际电压为210V,该电饼铛能否使用________。
(2)使用前,须将金属箱体接地是为了防止________时发生触电事故。
(3)上下铛结构严密,烙制的食品松软适度,是因为烙制过程中减少了水分的________(填物态变化的名称),防止水分大量散失到空气中。
(4)电饼铛受潮有微量漏电,可通电加热五分钟以上进行排除,其道理是利用________。
(5)电饼铛通电后不热的原因可能是________(填字母)
A.电路中保险丝太粗,保险丝熔断 B.电路线断路 C.发热体电阻小,产生热量少
【答案】(1)能;(2)漏电;(3)汽化;(4)电流热效应;(5)B。
【解析】(1)由题知,电饼铛的额定电压220V,工作电压可在额定电压基础上±10%浮动,即U=220V+220V×10%=242V,U'=220V﹣220V×10%=198V,则电饼铛的工作电压范围:198V≤U≤242V;实际电压为210V,所以该电饼铛能使用。(2)金属箱体应接地,金属外壳用电器漏电时,人接触金属箱体,地线把人体短路,电流不会经过人体,能避免触电事故发生。(3)食品烙制时水变成水蒸气,物质从液态变成气态,是汽化现象;上下铛结构严密,可以减少水分的汽化。(4)导体中有电流通过时,都要产生热量,这是电流的热效应。电饼铛受潮有微量漏电,电饼铛通电时,可通电加热五分钟以上进行排除,这是电流的热效应。(5)A.电路中保险丝太粗,则保险丝的电阻较小,电流通过保险丝时产生的热量太少,保险丝不容易熔断,不会造成电饼铛通电后不热,故A不符合题意。B.电路线断路电路中没有电流,电饼铛不产生热,故B符合题意。C.电源电压一定时,若发热体电阻小,根据P=可知,发热体的功率大,则相等时间内产生热量多,故C不符合题意。
9.(2019?山西)山西老陈醋已有3000余年的历史,素有“天下第一醋”的盛誉,以色,香,醇,浓,酸五大特征著称于世。小明周末参观醋厂,远远就闻到了浓郁的醋香,这是________现象,这种现象说明________。
【答案】扩散;分子在不停地做无规则运动。
【解析】打开醋瓶闻到醋香是因为醋分子进入空气中,属于扩散现象;表明组成物质的分子在不停地做无规则运动。
技巧四: 生活实践法
根据物理问题所提供的情景:展开丰富的想象,这些物理现象跟力、热、电、光、声等现象有没有联系。如果有联系的话,则哪些实验现象或生活实际与这些知识相互联系。
【例题展示】
例题4 (2019?葫芦岛)图甲是没有脚蹬子的“奇怪”自行车﹣儿童平衡车。在骑行时,靠双脚蹬地或从斜坡上向下滑行。图乙是彬彬从斜坡上加速向下滑行时(脚离地)的情景
(1)彬彬的动能和重力势能之间是如何转化的?
(2)车座表面做得宽大的目的是什么?
(3)请用流体压强与流速的关系,解释彬彬戴的安全帽的上表面压强特点。
【答案】见解析
【解析】(1)彬彬从斜坡上加速向下滑行时,高度减小,故重力势能减小;速度增大,故动能增大;可见其重力势能转化为动能。(2)车座表面做得宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对人体的压强。(3)彬彬戴的安全帽形状为上凸下平,在水平平直公路上滑行时,上表面的空气流速大,压强小。
【跟踪训练】
1.(2019?大连)如图所示,把装满水的烧杯放在盘子里,用手指提起一个装满饮料的易拉罐,缓慢放入水中(不接触烧杯壁),溢到盘子里的水越多,手指感到易拉罐越“轻”,请分析说明手指感到易拉罐变“轻”的原因。
【答案】见解析
【解析】将易拉罐慢慢放入水中时,它在竖直方向上受到向下的重力、向上的浮力和手指对它向上提的力,即G=F浮+F;浸到盘子里的水越多,易拉罐排开水的重力越大,由F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力越大,则手指对易拉罐向上提的力越小;由力的作用是相互可知,易拉罐对手指的拉力变小,所以手指感到易拉罐变“轻”。
2.(2019?山西)小亮和哥哥在冰面上玩耍时,脚下有“咔嚓咔嚓”的响声,他大声喊:“我这儿的冰要破了”哥哥高声说:“不要慌,趴下,向岸边爬。”在哥哥的指挥下,他安全爬离了冰面。请你运用所学的物理知识,解释小亮爬离冰面化险为夷的道理。
【答案】见解析
【解析】小亮对冰面的压力一定,等于其自身重力,趴在冰面上时,受力面积增大,根据p=知,对冰面的压强减小,所以小亮能爬离冰面化险为夷。
3.(2019?江西)如图所示,悬挂着两个静止的易拉罐,一个装满湿沙子,另一个是空的。(1)用相同的力分别推这两个处于静止状态的易拉罐,哪个更难被推动?为什么?(2)用一个较大的力推装满湿沙子的易拉罐,使它来回摆动起来,假如易拉罐摆动到最高位置的瞬间,绳子突然断了,此刻,易拉罐具有哪种形式的机械能?
【答案】见解析
【解析】(1)悬挂着两个静止的易拉罐,一个装满湿沙子,另一个是空的,装满湿沙子的易拉罐质量大,物体保持运动状态不变的性质叫惯性,质量越大物体的惯性越大,所以更容易保持之前的静止状态,故用相同的力分别推这两个处于静止状态的易拉罐,装满湿沙子的易拉罐更难被推动;(2)当易拉罐达到最高时,可知速度为0,物体受到竖直向下的重力和绳子对其拉力,绳子断开后,拉力为0,只受到竖直向下的重力,综上,易拉罐只具有重力势能。
4.(2019?吉林)在干燥的天气里,人们走路时衣服表面容易吸附灰尘。请你解释其中的道理。
【答案】见解析
【解析】穿着化纤材料的衣服时,皮肤与衣服不断摩擦,使衣服带上电,由于带电体具有吸引轻小物体的性质,所以容易粘上灰尘。
5.(2019?铁岭)如图所示是某品牌行李箱,它外形美观,内部装有蓄电池和电动机,可以短时间骑行,并配备USB接口,支持手机和平板电脑充电。请回答下列问题:(1)骑行时,行李箱内电动机工作时主要把电能转化成什么能?(2)给行李箱轮胎充气时,轮胎内气体内能如何变化?(3)用行李箱给手机充电时,行李箱上的发光二极管会闪烁,发光二极管主要是用什么材料制成的?
【答案】见解析
【解析】(1)行李箱内电动机工作时主要是把电能转化为机械能;(2)给行李箱轮胎充气时,要压缩气体做功,机械能转化为内能,所以轮胎内气体内能增大;(3)制造发光二极管的主要材料是半导体材料。