中考物理
题型突破三 实验题
一、直接测量型实验
1.
(2017北京,31,2分)如图所示,物体
A
的长度是
cm。
答案
2.80
解析
被测物体的长度为末端对应的刻度值减去初端对应的刻度值,并且应估读到分度值的下一位,刻
度尺的分度值为1 mm,故答案为2.80 cm。
2.
(2017广东广州,13)如图,一束光从空气射到水面
O
点,反射光线在容器壁上形成一光点
A
。(1)画出反射
光线及对应的入射光线;(2)大致画出该入射光线进入水的折射光线;(3)
A
在水中的像到
A
的距离为
cm。
答案
(1)(2)如图所示 (3)30.0
解析
(1)光点是反射光线照射到的位置,连接
O
、
A
便能得到反射光线,根据反射定律可得到入射光线。
(2)光从空气斜射入水,发生折射,根据折射特点,画出折射光线。注意折射角应小于入射角。
(3)根据平面镜成像的原理,像距等于物距,像距亦是15.0 cm,故像与物的距离为30.0
cm
。注意刻度尺的
分度值为1
cm
,读数时需要估读。
3.
(2019江苏南京期末改编)图中停表的读数是
s。
答案
156.1
解析
小圈读数2 min,因为已过2.5 min,所以大圈读数为36.1 s,故时间为2 min+36.1 s=156.1 s。
4.
[2017陕西,30(1),1分]如图所示,量筒中液体的体积为
mL。
答案
35
解析
量筒的分度值为1 mL,此时液体的体积为 35 mL。
5.
(2018吉林,13,2分)测力计是测量
(选填“质量”或“力”)的大小的仪器;在图中,弹簧测力计的
读数是
N。
答案
力 4.4
解析
测力计是测量力的大小的工具,由题图可知,测力计的分度值为0.2 N,此时示数为4.4 N。
6.
[2017陕西,30(2),1分]如图所示,弹簧测力计的示数为
N。
答案
3.6
解析
弹簧测力计的分度值为0.2 N,则此时的示数为 3.6 N。
7.
(2017江苏南京,16,5分)小明测量南京雨花石的密度,进行了如下实验:
(1)将天平放在
桌面上,游码放在标尺左端零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,应将天平的
平衡螺母向
端调,使横梁平衡;
(2)如图乙所示,雨花石的质量为
g;
(3)将雨花石放入盛有50 mL水的量筒中,静止时液面情况如图丙所示,则雨花石的密度是
kg/m
3
;
(4)小明根据所测数据,在图丁上描出一个对应的点
A
,接着他又换用另一石块重复了上述实验,将所测数
据在图上又描出了另一个对应的点
B
,若
ρ
A
、
ρ
B
分别代表雨花石和另一石块的密度,则
ρ
A
ρ
B
(选填
“>”、“=”或“
m
1
)
的海波做实验,得到的图线可能是图丁中的
(选填“
b
”“
c
”或“
d
”)。
答案
(1)46 (2)
BC
48 大于 (3)
c
解析
(1)由图可知,温度计的分度值为1 ℃,温度计的示数为46 ℃。(2)由于海波是晶体,熔化过程中温
度保持不变,故海波熔化过程对应于图线中的
BC
段,其熔点便是
BC
段对应的温度48 ℃。在熔化过程中,
海波在吸收热量的同时,也对外放出热量,但由于海波处于熔化过程中,内能不断增加,故其吸收的热量大
于放出的热量。(3)因同为海波,它们的熔点相同,
b
、
d
不正确,初温相同时,质量越大,温度升高到熔点需
要吸收的热量越多,即加热时间越长,故
c
正确。
2.
(2020江苏南京,21,4分)如图甲所示,用100 g初温为90 ℃的水做“探究水沸腾时温度变化的特点”实
验。
(1)加热一段时间后,温度计示数如图乙所示,为
℃,这段时间内水吸收的热量为
J。[
c
水
=4.2
×
10
3
J/(kg· ℃)]
(2)继续实验,观察到水刚开始沸腾,接下来的操作是:
(选填“继续”或“停止”,下同)加热,
记录温度计示数。分析数据,完成实验。
答案
(1)95 2.1
×
10
3
(2)继续 继续
解析
(1)由题图乙可知,温度计的分度值为1 ℃,此时对应的温度为95 ℃;这段时间内水吸收的热量
Q
吸
=
c
水
m
(
t
-
t
0
)=4.2
×
10
3
J/(kg· ℃)
×
0.1 kg
×
(95 ℃-90 ℃)=2.1
×
10
3
J。
(2)探究水沸腾时温度变化的特点,要在水沸腾后继续实验,方能得出水沸腾时的规律,所以水刚沸腾,要
继续加热,继续记录温度计示数。
3.
(2017江西,25,7分)探究水沸腾时温度变化的特点
(1)如图甲所示,是某小组安装的实验装置,合理的安装顺序是
(填序号)。
①烧杯和水
②酒精灯
③铁杆
A
和温度计(含纸盖)
④铁圈
B
和石棉网
图甲
实验过程中,她发现在第3 min时,水中的气泡在上升的过程中逐渐
(选填“变大”或“变小”)。
(3)请将图乙中的
,并根据上表数据绘出水温与时间的关系图像。
(4)由数据及图像可知,水沸腾时,继续加热,水的温度
。
(5)通过学习,小燕终于明白妈妈用炉火炖汤时,在汤沸腾后总是
的道理(选填“保持大火”或
“调为小火”)。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
88
90
92
94
96
98
98
98
图乙
(2)下表是小燕记录的实验数据:
答案
(1)②④①③ (2)变小 (3)如图所示
(4)保持不变 (5)调为小火
解析
(1)酒精灯要使用外焰加热,所以合理顺序为:先放好酒精灯,由其外焰高度确定铁圈及石棉网的高
度;用温度计测量液体温度时,玻璃泡要浸没在液体中,不能接触容器底和壁,所以接着应放置烧杯,最后
安装温度计。即顺序为②④①③。(2)水沸腾前,烧杯内水的温度不均匀,底部的温度高于上部的温度,所
以底部汽化形成的气泡在上升过程中由于热胀冷缩和遇冷液化会逐渐变小。(3)由表格中的数据描点
连线得到图像。(4)由图像可知,水沸腾过程中吸热,但温度保持不变。(5)汤处于沸腾状态时的温度保持
不变,即使加大火力,也不能通过提高水温来使食物煮熟得更快,只是加快了水的汽化,浪费了燃料。所以
先用大火将食物烧开,就改用小火炖,保持锅内的水一直沸腾是节能、科学的方法。
4.
(2019湖南衡阳,26,8分)小明用如图甲所示实验装置探究
a
、
b
两种液体的吸热能力,在两个相同的烧瓶
内分别接入电阻丝,装入质量相等的
a
、
b
两种液体,并分别插入温度计。
(1)实验中选用的两根电阻丝的阻值应
(选填“相同”或“不同”)。
(2)实验中,用
(选填“A”或“B”)间接反映液体吸收热量的多少;通过比较
(选填
“A”或“B”)来判断液体吸热能力的强弱。
A.通电时间
B.温度计示数的变化量
(3)表是某次的实验数据,液体
a
加热后的温度如图乙所示,请将温度计示数填入相应表格中。
物理量
物质
质量
(g)
加热前温度
(℃)
加热时间
(min)
加热后温度
(℃)
液体
a
150
20
10
液体
b
150
20
10
35
分析可知,
(选填“
a
”或“
b
”)液体的吸热能力较强。
(4)设质量为
m
的
a
液体中电阻丝的阻值为
R
,测出其电流为
I
,通电一段时间
t
后,温度计的示数变化量为Δ
t
,
若不计热量损失,则
a
液体的比热容为
(用所给出的物理量写出比热容的表达式),用该表达式计
算出的比热容会比实际值
(选填“偏大”或“偏小”)。
(5)如果在两烧瓶中分别装入质量相等的煤油,并接入两根阻值不同的电阻丝,就可用这个装置来探究电
流产生的热量与
的关系。
答案
(1)相同 (2)A B (3)48
b
(4)
c
=
偏大 (5)电阻
解析
(1)由于两电阻丝串联,所以通过的电流相同,通电时间相同,为控制液体吸收相同的热量,由
Q
=
I
2
Rt
知,实验中应选用两根阻值相同的电阻丝。
(2)实验中,不考虑热量损失时,液体吸收的热量等于电阻丝放出的热量,而相同电阻丝通过相同电流时产
生的热量正比于通电时间,故可用通电时间来间接反映液体吸收热量的多少;比较吸热能力时,可以通过
比较温度计示数的变化量来判断液体吸热能力的强弱。
(3)由图乙知道,温度计分度值为2 ℃,示数为48 ℃;分析表格中数据知道,加热相同时间,液体
b
的温度升高
得小,故
b
液体吸热能力较强。
(4)根据题意,由
Q
=
I
2
Rt
及
Q
=
cm
Δ
t
知,
a
液体的比热容
c
=
;由于实际上放出的热量不能完全被液体吸收,
所以用该表达式计算出的比热容会比实际值偏大。
(5)如果在两烧瓶中分别装入质量相等的煤油,并接入两根阻值不同的电阻丝,由于通过的电流相同,通电
时间相同,则可以用这个装置来探究电流产生的热量与电阻的关系。
五、力学探究实验
1.
(2019安徽,18,6分)图为研究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验的示意图。
实验的过程为
:
a.
用弹簧测力计缓缓拉动木块
,
使它沿水平长木板滑动
,
当测力计示数稳定后
,
该示数即为此状态下滑动
摩擦力的大小。
b.
改变放在木块上的砝码
,
测出此种情况下的滑动摩擦力。
c.
换用材料相同但表面粗糙的长木板
,
保持木块上的砝码不变
,
测出此种情况下的滑动摩擦力。
……
(1)该实验的原理是:
;
(2)该实验的结论是:
。
解析
(1)用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动时,拉力与摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的
条件可得出二者大小相等。
(2)比较a、b两次实验可知,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,结果摩擦力的大小不同,说明滑动摩
擦力的大小与压力大小有关;比较b、c两次实验过程可知,压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,结果摩
擦力的大小不同,说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
答案
(1)二力平衡 (2)接触面受到的压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
2.
(2019福建,29,4分)图是“测量滑动摩擦力大小”的实验装置示意图。
(1)图甲中,将木板固定,水平拉动木块,木块受到的滑动摩擦力与其受到的水平拉力
大小相等;
图乙中,水平拉动木板,待测力计示数稳定后,木块受到的滑动摩擦力与其受到的水平拉力
大小
相等。(选填“一定”或“不一定”)
(2)图丙中,水平拉动木板,待测力计示数稳定后,测力计
A
的示数为4.0 N,测力计
B
的示数为2.5 N,木块受
到的滑动摩擦力大小为
N。若增大拉力,当
A
的示数为4.8 N 时,
B
的示数为
N。
解析
(1)图甲中用测力计水平拉动木块,木块水平方向受到两个力,滑动摩擦力与拉力,没明确木块是否
做匀速直线运动,故滑动摩擦力与拉力可能相等也可能不相等;图乙中,木块在水平方向只受两个力,测
力计的拉力和木块与木板间的滑动摩擦力,由于木块保持静止状态,所以木块受平衡力作用,滑动摩擦力
与拉力大小一定相等。(2)图丙中,水平拉动木板,测力计
A
的示数为4.0 N,测力计
B
的示数为2.5 N,木块仍
保持静止状态,受力情况与图乙是相同的,在水平方向上,木块受到测力计
B
的拉力等于木块与木板间的
滑动摩擦力,即等于测力计的示数2.5 N。当增大拉力至测力计
A
的示数为4.8 N时,木块的受力情况仍不
变,木块与木板间的滑动摩擦力大小也没有变,所以测力计
B
的示数也不变,为2.5 N。
答案
(1)不一定 一定 (2)2.5 2.5
思路分析
在水平方向上,木块受两个力的作用:测力计的拉力和木板对木块的滑动摩擦力。它们之间
大小的关系,取决于木块是否处于平衡状态。只要是平衡状态,一定是受平衡力,水平方向上两个力大小
一定相等。
易错警示
本题甲图,水平拉动木块,但没有说匀速拉动木块,如果学生审题不注意,容易忽视这条,后面
就可能答错。图乙、图丙两种情况关键找对研究对象,两图中的研究对象均是木块而不是木板,无论木
板怎么运动,木块始终是处于静止状态,受平衡力作用,水平方向拉力和滑动摩擦力大小相等。学生有时
会被木板受力所误导。
3.
(2019湖南衡阳,24,4分)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小刚利用了两个相同的
木块和一块海绵,进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种物理学研究方法也运用于以下
(选填“A”、“B”或“C”)实验中。
A.用两支完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点
B.当电压一定时,探究电流与电阻的关系
C.用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱
(2)对比甲、乙两图,可以得出:当压力一定时,
越小,压力的作用效果越明显。
(3)对比甲、丁两图,小刚认为压力的作用效果与压力大小无关。你认为他的观点
(选填“正
确”或“错误”),并说明理由:
。
答案
(1)C (2)受力面积 (3)错误 没有控制受力面积一定
解析
(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种物理学研究方法叫转换法。
用两支完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点,采用的是等效替代法;当电压一定时,探究电流与电阻的
关系,采用的是控制变量法;电磁铁磁性的强弱不能直接看到,但可以用吸引大头针的多少比较,即采用
了转换法。故选C。
(2)对比甲、乙两图,木块对海绵的压力相同,但受力面积不同,由此得出的结论是:当压力一定时,受力面
积越小,压力的作用效果越明显。
(3)若研究压力的作用效果与压力大小的关系,由控制变量法知,需要控制受力面积相同,但甲、丁两图中
受力面积不同,即没有控制受力面积相同,故他的观点是错误的。
4.
(2017内蒙古呼和浩特,13,3分)在探究运动和力关系的实验中,将同一辆小车从相同的高度处由静止开
始沿斜面滑下,如图所示。第一次水平木板上铺有毛巾,第二次是棉布,第三次直接滑在水平木板上。小
车在三种不同的水平面运动一段距离后,分别停在木板上的不同位置。
(1)小车在三个不同的水平面上运动时,水平面越光滑,小车运动的距离越
(选填“远”或
“近”),这表明小车受到的摩擦力越
(选填“小”或“大”);
(2)对上问实验分析后可以推测:如果小车在水平面受到的阻力为零,小车将保持
运动状态不变;
(3)英国科学家
对上面实验进行科学的推理,并概括出著名的
定律。
答案
(1)远 小 (2)匀速直线
(3)牛顿 牛顿第一
解析
(1)通过实验观察现象得出水平面越光滑,小车运动的距离越远,表明小车受到的摩擦力越小;
(2)阻力越小,小车运动得越远,当阻力为零时,小车做匀速直线运动;
(3)牛顿在实验基础上通过科学推理概括出了著名的牛顿第一定律。
5.
(2018吉林,23,3分)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)把质量分布均匀的杠杆中点作为支点,其目的是消除
对实验的影响;
(2)如图1所示,是已经平衡的杠杆,若在两侧的钩码下再各增加一个相同的钩码,杠杆会失去平衡,那么只
需将
(选填下列序号),杠杆就会重新平衡;
图1
①左侧钩码向左移动4个格
②右侧钩码向左移动2个格
③平衡螺母向左适当调节
(3)小明改用弹簧测力计做实验,如图2所示,使杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数
1 N
(选填“大于”、“小于”或“等于”)。(每个钩码0.5 N)
图2
解析
(1)把质量分布均匀的杠杆中点作为支点,并调节杠杆在水平位置,是为了消除杠杆自重对实验的
影响;
(2)在已经平衡的杠杆两侧的钩码下再各加一个相同的钩码,则左边力与力臂的乘积为3
G
×
4
L
(
L
为每小
段长度),右边力与力臂的乘积为2
G
×
8
L
,故杠杆要重新平衡应将右侧钩码向左移动2个格;
(3)若测力计的拉力竖直向上,则根据杠杆平衡条件得
F
×
8
L
=0.5 N
×
4
×
4
L
,则拉力
F
=1 N,若拉力方向斜向
上,则其力臂小于8
L
,故拉力大于1 N。
答案
(1)杠杆自重 (2)② (3)大于
6.
(2018四川绵阳,33,6分)某小组同学测量滑轮组的机械效率。实验步骤有:
(ⅰ)按照如图所示安装滑轮组,测钩码重力
G
并记钩码和绳端的位置;
(ⅱ)用弹簧测力计缓慢拉动绳端,使钩码上升,读出拉力
F
的值,并测出钩码上升的高度
h
和绳端移动的距
离
s
;
(ⅲ)记录实验数据填入表格中(表格略);
(ⅳ)多次改变钩码的数量,重复上述实验;
(ⅴ)用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码,分别测机械效率;
(ⅵ)分析测量结果,讨论影响机械效率的因素。
回答以下问题:
(1)除了如图所示器材和弹簧测力计外,还需要的器材是
。
(2)滑轮组机械效率的计算公式是
η
=
(用直接测得的物理量符号表示)。
(3)关于影响滑轮组机械效率的因素,该小组同学讨论后得到以下认识,你认为正确的有
(填序
号,可能不止一项正确)。
A.在相同情况下,摩擦越大,机械效率越小
B.在相同情况下,摩擦越大,机械效率越大
C.忽略摩擦,定滑轮质量相同,则机械效率相同
D.忽略摩擦,动滑轮质量相同,则机械效率相同
E.忽略摩擦,动滑轮质量相同,所吊重物质量越大,则机械效率越大
F.忽略摩擦,动滑轮质量相同,所吊重物质量越大,则机械效率越小
答案
(1)刻度尺 (2)
(3)ADE
解析
(1)由图可知,除了滑轮、弹簧测力计外,还需要刻度尺测量距离;(2)由图可知,承接动滑轮的绳子
段数
n
=3,根据滑轮组做的有用功为
W
有用
=
Gh
,总功为
W
总
=
Fs
=
Fnh
=3
Fh
,推导出机械效率的表达式为
η
=
=
=
;(3)用滑轮组提升重物,在相同情况下,摩擦越大,所做的额外功越多,机械效率越小,故A正
确,B错误;忽略摩擦,滑轮组的机械效率与定滑轮的质量无关,与动滑轮的质量有关,动滑轮质量相同,重
力相同,额外功所占总功的比例相同,则机械效率相同,故C错误、D正确;忽略摩擦,动滑轮质量相同,所提
重物质量越大,所做的有用功越多,则机械效率越大,故E正确,F错误。
7.
(2019重庆A,17,9分)小薇同学制作了如图a所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。
图a 图b
(1)紧密蒙在探头下端的橡皮膜,形变程度越大,说明它所受的液体压强越
;
(2)实验时的情形如图b所示,比较甲图和
图,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随
深度的增加而增大;
(3)比较图b甲图和丙图,可以初步得出结论:液体内部压强与液体
有关;
(4)小薇同学用弹簧测力计挂着此探头继续探究:
①她先向溢水杯中注水,直到溢水口水流出时停止加水,最后溢水杯中的水面恰好与溢水口
;
②用细线悬挂在弹簧测力计下的探头刚好浸没,如图b丁所示,此时弹簧测力计的示数为
N,溢出
的水全部流入小量筒中,排开水的体积为
mL,此时探头所受的浮力为
N;(水的密度为1.
0
×
10
3
kg/m
3
,
g
取10 N/kg)
③探头从丁图位置不断缓慢往下放(细线足够长),
排开
水的质量
(选填“变大”“变小”或
“不变”),弹簧测力计的示数会
(选填字母)。
A.一直变大 B.先不变后变小
C.先变大后变小 D.先变小后变大
解析
(1)探头下端的橡皮膜形变程度越大,说明压力的作用效果越明显,即受到的液体压强越大;(2)比
较图甲和图乙,图中探头所处的深度越深,橡皮膜形变程度越大,可得:在同种液体中,液体内部压强随深
度的增加而增大;(3)比较图甲和图丙可知,图中探头所处的深度相同时,液体的密度越大,压强越大;(4)①
向溢水杯中注水直到溢水口有水流出,是为了使溢水杯中的水面与溢水口相平;②由图丁可知,弹簧测力
计的分度值为0.2 N,示数为0.4 N,探头浸没时排开水的体积为20 mL,故此时探头受到的浮力
F
浮
=
ρ
水
gV
排
=
1.0
×
10
3
kg/m
3
×
10 N/kg
×
2
×
10
-5
m
3
=0.2 N;③探头从丁图位置往下放的过程中,接触杯底前,由于橡皮膜随
深度增加向上凹陷程度逐渐增大,导致排开水的体积变小,排开水的质量变小,探头受到的浮力变小,则弹
簧测力计示数变大,当探头接触杯底后,随探头所受到的支持力的增大,弹簧测力计示数又变小。
答案
(1)大 (2)乙 (3)密度 (4)①相平 ②0.4 20 0.2 ③变小 C
思路分析
压强表示压力的作用效果;液体压强与液体的深度和密度有关;读出测力计示数,分析探头排
开水的体积的变化情况,利用阿基米德原理计算出探头受到的浮力,并利用受力分析得出测力计示数的
变化情况。
解题关键
探头从丁图位置往下放,先分析接触杯底前的过程,由于液体内部压强随深度的增加而增大,
故橡皮膜向上凹陷程度会逐渐增大,则探头的体积变小,即排开水的体积变小,受到的浮力变小,故弹簧测
力计示数先变大;再分析探头接触杯底的过程中,由于受到杯底的支持力增大,弹簧测力计的拉力随之变
小,即示数后变小。
8.
(2018江西,25,7分)科学探究是初中物理课程内容的重要组成部分,探究的形式可以是多种多样的。
(一)探究浮力的大小与哪些因素有关
如图所示,是小华同学所做的一系列探究浮力的大小与哪些因素有关的实验。请按照要求填写表格:
提出问题
对应图中的序号
浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系
a、c、d
浮力的大小与物体浸入液体的密度的关系
(二)探究电流与电压、电阻的关系
请按照要求在虚线框内设计实验记录表格
表一要求:保持电阻
R
不变(
R
=5 Ω),
U
(2 V、4 V、6 V),电流随电压的变化
表二要求:保持电压
U
不变(
U
=6 V),
R
(5 Ω、10 Ω、15 Ω),电流随电阻的变化
答案
(一)
提出问题
对应图中的序号
a、b、c或a、b、d
浮力的大小与物体浸入液体的深度的关系
a、c、e
(二)表一
实验序号
电压
U
/V
电流
I
/A
1
2
2
4
3
6
表二
实验序号
电阻
R
/Ω
电流
I
/A
1
5
2
10
3
15
解析
(一)(1)探究浮力大小与哪些因素有关的实验要用到控制变量法,因此探究浮力大小与物体浸入
液体的体积的关系时,需要控制液体密度一定,改变物体浸入液体的体积。由题图可知,b 与c或者b与d的
液体密度相同,而浸入液体的体积不同,所以选a、b、c或a、b、d。(2)比较图a、c、d,可以看出实验中
物体浸入液体的深度不同,而其他条件相同,故可以探究浮力大小与物体浸入液体的深度的关系。(3)要
探究浮力大小与物体浸入液体的密度的关系,应当选择只有密度不同的测量过程a、c、e。
(二)探究电流与电压关系实验,我们需要记录电压与电流大小,并且需要多次实验;探究电流与电阻关系
实验,我们需要记录电阻与电流两个物理量,并且需要记录多次。
9.
(2020辽宁营口,31,7分)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小欣同学设计了如图
甲、乙、丙所示的三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的
纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
甲
乙
丙
(1)要探究动能大小与物体质量的关系,应保证铁球达到水平面的
相同,为了达到这一目的所采
取的具体操作方法是使小球
。
(2)选用甲、丙两次实验可以得出的结论是:物体质量相同时,
。
(3)三次实验中,碰撞前动能最小的是图
(选填“甲”、“乙”或“丙”)中的小球,原因是
。
(4)小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时,也用到了斜面,让小车从斜面顶端由静止滑下,比
较在不同表面滑行的距离(如下表),小车在三个表面克服摩擦力做功
(选填“相等”或“不相
等”);若水平面绝对光滑,小车将做
运动。
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
解析
(1)要探究动能与物体质量的关系,应保证铁球到达水平面的速度相同,操作方法是使铁球从斜面
的同一高度由静止滚下。(2)甲、丙两次实验中,控制铁球的质量相同,分别从不同高度由静止滚下,改变
了铁球到达水平面的速度,通过题中两图对比可知,质量相同的铁球,滚下时的高度越高,到达水平面的速
度越大,纸盒被推动的距离越远,铁球动能越大。(3)实验中,应用转换法通过比较纸盒被推动的距离来判
断铁球动能的大小,题图丙中纸盒被推动的距离最小,故铁球的动能最小。(4)三次实验中同一小车从同
一斜面顶端由静止滑下,到达水平面时的速度相同,即具有的机械能相同,最终停下来,是因为运动过程中
克服摩擦力做功,机械能全部转化成了内能,所以小车在三个表面克服摩擦力做功相等;由实验现象可
知,水平面越光滑,受到的阻力越小,小车运动距离越大,在此实验的基础上推理得出:若水平面绝对光滑,
小车在水平方向上受到的阻力为0,将以恒定不变的速度永远运动下去,即做匀速直线运动。
答案
(1)速度 从斜面的同一高度由静止滚下
(2)速度越大,动能越大 (3)丙 纸盒被推动的距离最小 (4)相等 匀速直线
10.
(2017福建,27,4分)小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条,探究“橡皮
条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上,如图所示。在弹性范围内,拉伸
相同的伸长量,将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去,测得弹射的水平距离,数据如下表:
次数
橡皮条
橡皮条宽/cm
橡皮条长/cm
弹射的水平距离/m
1
A
0.50
20.00
10.10
2
B
0.50
30.00
8.20
3
C
1.00
20.00
14.00
请回答以下问题:
(1)实验中,是通过比较
来间接反映橡皮条的弹性势能大小;
(2)比较第1次和第2次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条的弹性势能与橡皮条的
有关;
(3)比较第1次和第3次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条的弹性势能还与橡皮条的
有关;
(4)用同种材料同厚度的橡皮条,拉伸相同的伸长量,弹性势能最大的橡皮条是 ( )
A.窄而长的 B.宽而长的
C.窄而短的 D.宽而短的
解析
(1)橡皮条弹性势能的大小是通过弹珠射出的水平距离来表示的,射出得越远,橡皮条的弹性势能
越大。(2)比较第1次和第2次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条宽度相同,长度不同,弹珠射出的水平
距离不同,故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关。(3)比较第1次和第3次实验可知,拉伸相同的伸长
量,橡皮条长度相同,宽度不同,弹珠射出的水平距离不同,故橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关。
(4)由以上可知,弹性势能的大小与宽度、长度有关;在拉伸相同的伸长量时,宽度越宽,弹性势能越大,长
度越短,弹性势能越大,故弹性势能最大的橡皮条是宽而短的,故选D。
答案
(1)弹珠被弹射的水平距离
(2)长度 (3)宽度 (4)D
六、电磁学探究实验
1.
(2017云南昆明,21,10分)在研究导体电阻与哪些因素有关的实验中,小明采用了图所示的电路。闭合
开关,夹子
P
向左滑动时,电阻丝连入电路的长度变长,观察到电流表示数变小,灯的亮度变暗。小明在得
出导体电阻与长度关系的同时,还得出“灯泡的亮度由电流大小决定”的结论。
(1)你认为小明关于灯泡的亮度由电流大小决定的结论是
的。
(2)小丽用L
1
“6 V 3 W”和L
2
“6 V 2 W”的两个小灯泡及6 V的电源等器材,设计如下实验来验证小
明的结论是否正确,请你帮她将实验步骤填写完整:
①将两个小灯泡串联,接到6 V的电路中,则通过两灯的电流
;灯
两端的电压较大;可观察到
灯
较亮;
②将两个小灯泡并联,接到6 V的电路中,则两灯两端的电压
;通过灯
的电流较大,可观
察到灯
较亮。
(3)由以上实验可以得出灯泡的亮度由
决定。
答案
(1)(2分)错误
(2)(每空1分)①相等 L
2
L
2
②相等 L
1
L
1
(3)(2分)电压和电流(实际功率或电流与电压的乘积)
解析
(1)实验中移动夹子
P
时,通过小灯泡的电流和其两端电压都发生变化,不能得出亮度由电流大小
决定的结论。(2)根据
P
=
UI
=
U
2
/
R
得
R
=
U
2
/
P
,因为
U
额1
=
,
>
,所以
R
1
< R 2 。①根据串联电路 U 1 ∶ U 2 = R 1 ∶ R 2 可知: U 1 < U 2 。串联电路中的电流处处相等,所以通过两灯的电流大小相等,再由 P = UI 可知 P 1 < P 2 ,所 以L 2 较亮。②根据并联电路 I 1 ∶ I 2 = R 2 ∶ R 1 可知: I 1 >
I
2
,再由各支路两端的电压相等可知
P
1
>
P
2
,所以L
1
较亮。
(3)归纳实验①②可知小灯泡的亮度由它工作时的实际功率决定。
2.
(2020陕西,19,4分)如图-1是小明测量未知电阻
R
1
阻值的实物图。
图-1
图-2
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最
(选填“左”或“右”)端。
(2)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0 V,此时电流表的指针位置如图-2所示,则电流表的示数为
A,本次测得
R
1
的阻值为
Ω。
(3)现有另一个未知电阻
R
2
(阻值约为400 Ω),若仅将图-1中的
R
1
替换为
R
2
,其他器材和电路连接不变,则不
能测出
R
2
的值,其原因是实验中
表无法读数。
答案
(1)右 (2)0.16 12.5 (3)电流
解析
(1)为了实验安全和保护器材,闭合开关前应当将滑动变阻器连入电路的阻值调到最大,防止电流
过大,题图-1中滑动变阻器的下接线柱连接的是左端,所以应当将滑片移到最右端。(2)根据题图-2中电
流表的量程和分度值判断出电流表的示数是0.16 A。根据公式计算可知电阻
R
1
=
=
=12.5 Ω。
(3)因为
R
2
的阻值较大,所以用
R
2
替换
R
1
后,即使电压达到最大值3 V,电路中的电流仍过小,
I
=
=
=0.
007 5 A,小于电流表的分度值,所以电流表无法读数。
3.
(2020云南,20,7分)如图甲所示是小明同学测定额定电压为2.5 V,额定功率不大于1 W的小灯泡功率的
实物连接图。
甲 乙
(1)在小明连接好的电路中存在错误或不妥之处,请你找出其中的两处:
①
;②
。
(2)改正错误和不妥之处后,闭合开关,发现电流表和电压表均有示数,但小灯泡不亮,可能的原因是
(填写选项中的字母)。
A.小灯泡短路
B.连接小灯泡的导线接触不良
C.滑动变阻器接入电路的电阻过大
(3)小明调节滑动变阻器,依次正确读取三组实验数据,随手写在了草稿纸上(如图乙所示)。下表是小明
在老师指导下设计的记录数据及现象的表格,请你补出阴影处所缺的内容:
,分析数据后得
到小灯泡的额定电流为
A,额定功率为
W。
次数
小灯泡两端电压
U
/V
通过灯丝电流
I
/A
小灯泡的电功率
P
/W
1
2
3
(4)实验后,小明将一只5 Ω的定值电阻与标有“20 Ω 1 A”的滑动变阻器串联接在电压恒定为3 V
的电源上,请你帮小明计算出滑动变阻器消耗的最大功率为
W。
答案
(1)滑动变阻器连接成两个下接线柱;电压表选用0~15 V量程;电流从电流表的“-”接线柱流进
(或电流表的正、负接线柱接反)。(答出“滑动变阻器、电流表连接错误,电压表连接不妥”也给分;每
空1分,共2分) (2)C(1分) (3)小灯泡的发光情况(小灯泡的亮度)(1分) 0.30(0.3也给分)(1分) 0.75(1
分) (4)0.45(1分)
解析
(1)题图甲中电路连接存在的错误和不妥之处有:①图中滑动变阻器都接到了下面两个接线柱,移
动滑片过程中不能调节小灯泡两端的电压,所以不正确。②电流表的正、负接线柱要求电流“正入负
出”,题图甲中接反了。③小灯泡的额定电压是2.5 V,考虑实验测量的准确度,电压表应当选择0~3 V量
程,若选用大量程会导致测量误差过大。(2)若小灯泡短路,则电压表不会有示数,A项错。若连接小灯泡
的导线接触不良,会导致电路断开,则电流表不会有示数,B项错。滑动变阻器连入电路的电阻过大,则电
路中电流过小,小灯泡实际功率过小而不发光,故C项正确。(3)添加小灯泡发光情况可以比较小灯泡实
际功率与亮度的关系。小灯泡工作时电压越大则电流越大。比较所测的三组数据可发现:额定电压2.5
V在三个电压值中属于中间值,所以对应的额定电流也应是属于中间值即0.30 A,根据
P
=
UI
可得,
P
额
=
U
额
I
额
=2.5 V
×
0.30 A=0.75 W。(4)设滑动变阻器接入电路中的阻值为
R
,定值电阻
R
0
=5 Ω,则滑动变阻器消耗
的功率
P
=
·
R
=
=
,可知当滑动变阻器连入电路中的阻值与定值电阻
的阻值相等时,滑动变阻器自身消耗的功率最大,此时滑动变阻器两端电压为电源电压的一半,即
U
变
=1.5
V,
P
变
=
U
变
I
=
=
=0.45 W。
4.
(2018河南,17,4分)小明利用图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1)磁铁不动,闭合开关,导体棒沿
(选填“上下”或“左右”)方向运动时,电流表指针会发生偏
转。
(2)导体棒不动,闭合开关,磁铁上下运动,电流表指针
(选填“会”或“不会”)发生偏转。
(3)断开开关,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,电流表指针都不发生偏转。
由此小明得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做
运动时,电路中就产生感应电流。
(4)小明进一步猜想,感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小
与磁场强弱是否有关,他应进行的操作是:
。
答案
(1)(1分)左右
(2)(1分)不会
(3)(1分)切割磁感线
(4)(1分)让导体棒以相同的速度,在强弱不同的磁场中做切割磁感线运动,比较电流表指针偏转的角度
解析
(1)根据产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。题中的磁感线
是从N极到S极,所以当导体棒沿左右方向运动时,做切割磁感线运动,产生感应电流,感应电流会使电流
表指针发生偏转。(2)导体棒不动,磁铁上下移动,导体棒不做切割磁感线运动,故不产生感应电流,电流
表指针不会发生偏转。(3)由实验现象可知,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
中会产生感应电流。(4)探究感应电流大小与磁场强弱是否有关,应当采用控制变量法,需要保证其他条
件不变,改变磁场强弱,观察电流表指针偏转角度。
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