专题十八 实验题
一、【光学】
(2024·阿城区二模)如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置图。
(1)实验室提供了厚薄不同的两块玻璃板,应选择 (选填“厚”或“薄”)玻璃板进行 实验。
(2)在实验中,把蜡烛放在距离玻璃板20cm处,它的像到蜡烛的距离是 cm ,若蜡烛 以3cm/s速度垂直向玻璃板靠近,则蜡烛相对于它的像的速度为 cm/s。
(3)实验过程中,如果只将玻璃板竖直向上提升5cm,那么蜡烛在玻璃板中的像 (选填“上移5cm”、“下移5cm”、“位置不变”)。
(4)实验中,当蜡烛B与蜡烛A的像完全重合时,撤去蜡烛B并在原蜡烛B的位置放一光屏,人眼直接观察光屏,光屏上 (选填“能”、“不能”)出现蜡烛A的像。
答案:(1)薄(2)40;6 (3)位置不变(4)不能
(2024·松北区一模)虽然平面镜成像的现象随处可见,但对于平面镜的成像的特点,小文还没有具体认知。于是,小文“探究平面镜成像特点”,实验装置如甲图所示,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面,再拿另一支相同的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到在玻璃板前面透过玻璃板看上去蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合,在水平桌面的白纸上记下蜡烛A和B的位置。改变蜡烛A到玻璃板的距离,重复做多次实验。
甲 乙
⑴实验时,选用玻璃板代替平面镜,主要是为了 。
⑵实验中,蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合,说明像与物的大小 ;实验过程中,小文特意用手触摸烛焰的像,并没有感到灼热,说明平面镜成的像是 。
⑶小文连接白纸上物点和对应的像点,并测出相应长度,如图乙所示:
①据此证据可得出的结论是:像与物到平面镜的距离 。
②同学小王认为小文处理证据不严谨,对小文说出自己观点:“你连接物点和对应的像点,并测物距和像距,默认了物像连线与镜面是垂直的,而这一规律,在这个实验前是未知的”。请你对小文的证据处理提出改进意见。
答案:⑴确定像的位置。
⑵相等;虚像。
⑶①相等。
②过A1点做玻璃板所在直线的垂线,垂足为p,过B1点做玻璃板所在直线的垂线,垂足为q,发现p、q重合;接着可以连接其他组物点和对应的像点。
(直角三角板、量角器、沿直线对折纸等等合理叙述即可)
(2024·道里区三模)小聪每天上学前都要在镜前端正自己的衣冠,长期观察中他发现,自己离镜子远时自己在镜中的像就会小一些,自己离得近时像就会大一些。针对以上的生活经验他猜想平面镜所成的像应是近大远小的。为了验证自己猜想是否正确,他准备了如图所示器材进行了实验。
(1)实验中选择两只等大蜡烛的目的是 ,应用到的物理研究方法是 。
(2)实验后,小聪得出了平面镜所成的像与物体的大小总是相等的结论,从而验证自己的猜想是错误的。在实验的过程中,他应经历怎样的操作?观察到什么样的现象?
(3)小聪还了解到平面镜所成的像是虚像这一结论,为了验证这一猜想,他在玻璃板后方 像的位置放了一块光屏,但他却在光屏上观察到了前方蜡烛的像,从而得出了平面镜所 成像为实像的实验结论,这与他了解的信息相互矛盾,请你帮助小聪寻找他在光屏上 观察到前方蜡烛像的原因。
答案:(1)比较(验证)像与物的大小关系(是否等大) (1分);等效替代法(1分)
(2)操作:多次改变前方蜡烛到玻璃板的距离(0.5分),并移动后方的蜡烛,把它放在前方 蜡烛像的位置上(0.5分)
现象:多次实验中(无论怎样改变蜡烛到玻璃板的距离) (0.5分),后方蜡烛总能与 前方蜡烛的像完全重合(0.5分)
(3)小聪在玻璃板的前方观察(0.5分),仍有由蜡烛经玻璃板反射的光线射入自己的眼晴成 像(0.5分),所以他仍能观察到蜡烛所成的像成在光屏上。
(2024·阿城区二模)为了探究光的反射规律,实验小组的同学选用了平面镜、可折转的纸板、激光笔和量角器进行了如图所示的实验:
(1)如图甲不同方向的同学们在纸板上既能看到入射光线也能看到反射光线,光在纸板上发生了 反射。
(2)如图乙所示,将纸板右半部分绕ON向后翻转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现此现象说明了:______。(3)如果让光线逆着BO的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OA方向射出,这表明:在反射现象中,______。(4)实验过程中同学们收集到的数据如图丙,根据表格中的数据得到的结论是
(5)通过实验探究同学们总结出了“光的反射定律”,小明同学思考实验过程中由于纸板倾斜没有与平面镜垂直,为什么只能在纸板上看到入射光线而看不到反射光线,请你解释为什么
答案:(1)漫(1分)(2)反射光线入射光线和法线在同一平面内(1分)(3)光路是可逆的(1分)
(4)反射角等于入射角(1分)
(5)此时反射光线入射光线和法线所在的平面与纸板所在的平面不重合(1分),且没有纸板显示反射光路,所以看不到反射光路(1分)
(2024·道外区二模)“探究光的反射规律”装置如图所示,白纸板放在水平桌面上,再将一块平面镜竖 直放在纸板上。
(1)小涵在纸板上安装一支可自由移动的激光笔,使其发出的光
紧贴纸板入射,光在纸板上发生 (选填“镜面 ”或“漫 ”)
反射,图中的入射角是 度。
(2)当 时,反射光线与入射光线重合,
此时入射光线向右偏转一定角度,反射光线向 偏转。
(3)小涵多次实验,在纸板上画出入射光线和对应的反射光线后,发现没有量角器,为了得出反射角等于入射角这一结论,小涵的操作是 。
答案:(1)漫;50
(2)入射光线垂直射向平面镜;左 (2 分)
(3)把白纸板沿法线对折,观察反射光线与对应的入射光线是否重合 (1 分)
(2024·阿城区一模)在探究凸透镜成像规律的实验中,三个小组的同学用同一个物体及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验,部分实验数据如表中所示。
(1)同学们开始实验时出现了如图所示的现象,为了使像成在光屏的中央最简单的操作是: 使像成在光屏中央
(2)分析表格中的信息可知凸透镜成倒立缩小实像的条件是
(3)分析表格中的信息可知当焦距一定时物距增加凸透镜成像逐渐 (变大,变小或不变)
(4)分析表格中的信息可物距相同时, 变大像变大
(5)讲台上有一发光体,同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像,小京所用凸透镜离发光体较近,光屏上得到清晰缩小的像,小强所用凸透镜离发光体较远,光屏上得到清晰放大的像,则小京所用凸透镜的焦距________小强所用凸透镜的焦距。(选填“大于”“等于”或“小于”)
答案:(1)凸透镜向下移动(1分)(2)U>2f(或物距大于二倍焦距)(1分)(3)变小(1分)
(4)焦距(1分) (5)小于(1分)
(2024·南岗区一模)小岗在进行光学复习时,他认识到找像、析像,并用其规律解释生活中的实际问题是光学复习的关键、有效方法之一,于是他进行了如下的梳理。
(1)①如图甲,用透明玻璃板代替平面镜的目的是 ;
②如图乙,蜡烛A在玻璃板中成像的位置如图②,其可能的原因是 ;
③如果在图丙中玻璃板与蜡烛的像之间放一块不透明的挡板,从蜡烛A这侧 (选填“仍能”或“不能”)观察到蜡烛的像。
(2)若光屏上清晰像的位置如图戊所示,为便于完成该实验,你的做法是 。
(3)如图丁,若凸透镜的焦距为10.0cm,正确的调整器材后,在光屏上成了清晰的像。更换成另一个焦距为8.0cm的凸透镜,光屏上的像变模糊了,此现象与 (填“近视眼”或“远视眼”)成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰,可向 (填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动蜡烛。
答案:(1)①确定像的位置(1分)②玻璃板上端向蜡烛A倾斜(1分);仍能 (1分)
(2)光屏向下适当移动,直至清晰的像成在光屏中心(1分)
(3)近视眼(1分);靠近(1分)
(2024·道里区一模)小阳在复习凸透镜成像实验时组装的实验装置如图甲所示,
(1)为了能够把像成在光屏的中心,他应将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到 。
(2)如果所用的凸透镜焦距为10cm,当光屏上成清晰像时三个元件的位置如图甲所示,光屏上所成的像是一个 实像,这一原理在生活中的应用为 。
(3)将蜡烛向右移动到35cm刻度线上,应向 调节光屏才能承接到清晰的像。
(4)利用作图的方法也可以确定成像的情况,于是小阳将甲图的成像情况用光路图画了出来如图乙所示。并保持物距不变,在乙图的基础上又画出了凸透镜焦距分另为8cm和12cm时的成像情况,如图丙所示。结合图示的三次成像情况,请总结出凸透镜成像大小与焦距的关系(只写结论即可)。
(5)利用上一问的结论,当你利用手机相机对景物拍照时,为了能够扩大拍摄范围,在不改变自己位置时,你应将相机焦距适当调 (选填“大”或“小”)些。
答案:(1)同一高度 (2)倒立、放大 ;幻灯机(投影仪) (3)右
(4)成实像时,物距相同,焦聚越大所成的像越大 (5)小
(2024·平房区三模)为了探究“凸透镜成像的规律”,老师给同学们准备了凸透镜、凹透镜、光具座、蜡烛、光屏,火柴。(实验过程中烛焰大小不变)
(1)小明在挑选透镜时,把两个透镜甲、乙分别正对太阳光,在光屏上出现了如图甲所示的光斑,你认为他应该选择透镜 (选填“甲”、“乙”)来进行实验。
甲图 乙图
(2)如图乙小明利用老师提供的实验器材,用蜡烛做物体,把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在 。
(3)小明将蜡烛由远及近逐渐靠近凸透镜,分别放在 A 、B 、C 三个位置,移动光屏,光屏上分别承接到 A' 、B' 、C'三次清晰的像,观察现象可以得出的结论是
。
(4)观察(3)中蜡烛逐渐靠近凸透镜的过程中像大小的变化情况,当蜡烛继续移动到 E、 F 两位置时,光屏呈现的像可能是 ,你判断的依据是
。
答案:(1) 乙 (1分) (2) 同一高度 (1分) (3) U>2f,(f
甲 乙
(1)如图甲,在光屏上出现 光斑时,可测出凸透镜的焦距f m=10.0cm; 在乙装置中,调节烛焰、光屏和的凸透镜中心在同一高度,是为了使像呈现在 。
(2)凸透镜、蜡烛放置在如图乙所示的位置时,光屏上成一个清晰的像,这个像的 性质是 倒立的实像。
(3)研究完同一凸透镜成像规律与物距的关系后,小东进一步思考:成像的大小 能还和凸透镜的焦距大小有关,于是,他取了几个焦距不同凸透镜和一个高度为H=5.0cm 的发光体进行实验,收集的数据填入下表中:
实验序号 物距u/cm 焦距f/cm 像距v/cm 光屏上像的高度h/cm
1 25.0 8.0 11.8 2.4
2 25.0 12.5 25.0 5.0
3 25.0 15.0 37.5 7.5
① 分析相关数据可得出的结论是: 。
② 在实验过程中,光屏上呈现了一个清晰的像,小东只将焦距相同、直径更大的凸 透镜替换原凸透镜,则光屏上呈现清晰的像与原来的像对比会发现 。
答案:(1)最小(最亮)(1分)光屏的中央(1分)
(2)缩小(1分)
(3)①成实像时,物距一定,焦距越大,(像距越大,)像越大(1分)
②像的大小不变,亮度变亮(1分)
(2024·南岗区二模)在光学复习课上,小南利用透镜做了以下光学实验:
(1)小南发现,凸透镜成实像时,像高与焦距、物距有关,为进一步探究,他将5cm高的发光
体作为光源,另取两个焦距不同的凸透镜进行实验。实验时记录的几组数据如下:
分析表中数据可知:焦距f1为 cm;表格中A处数据应为 cm,写出填写这个数据的依据:
。
表格中B处成像的应用是 (选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)。
(2)分析实验数据中的物距与焦距的变化关系及像的高度,可得出的初步结论是:
①同一物体,物距相同,经不同焦距的凸透镜成实像时, ,像越高。② 。
答案:(1)10;30;在光的折射中,光路是可逆的;幻灯机。
(2)①焦距越大(1分)
②同一物体,焦距相同,(经不同物距的凸透镜)成实像时,物距越小,像越高。
【热学】
(2024·道外区一模)小涵同学各取200g 的 a、b 两种粉末,利用如图甲所示的两套完全相同的实验装置,探究“ 固体熔化时温度的变化规律 ”。
(1)根据实验数据她绘制了如图乙所示图像, 由图像 (填“c ”或“d”)可以判断粉末 a 是晶体;a 物质第 6min 时的内能 (选填“大于 ”、“小于 ”或“等于 ”)第 9min 时的内能。
(2)前 3min 内,两物质的比热容 ca cb(选填“大于 ”、“小于 ”或“等于 ”),两物体加热前的初温为 20℃ ,若 a 物质在固体时 的比热容为 1.0×103J/(kg ℃) ,则该物质熔化后的比热容为 J/(kg ℃) 。
(3)信息给予:规定“质量为 1kg 的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热 ”,则 a 物质的熔化热为 J/kg。
答案:(1)c;小于 (2 分) (2)小于;2.0×103(2 分) (3)6×104(1 分)
(2024·道外区三模)在气温低于0℃的寒冷冬季,在积雪的路面上撒盐,会使路面的冰雪较快熔化。小涵产生了疑问:含盐的冰跟纯净的冰熔化时有何不同?她进行了如下探究过程:
(1)实验前,如图乙所示,应按照___________(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装器材,实验中,根据实验数据在图丙中绘制了A图像,可判断冰是晶体,原因是在熔化过程中______________________。
(2)冰完全熔化后,继续加热足够长时间,小烧杯内的水________(选填“会”、“不会”)沸腾。完成上述实验后,小涵又取了适量浓盐水制成的碎冰,再次加热,得到丙图中B图像;可知,在雪上撒盐可以________(选填“提高”或“降低”)雪的熔点。
(3)小涵又将一装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中,如图丁所示,烧杯中含盐的冰未完全熔化前,试管中的冰会________(选填“变多”、“变少”或“不变”)。
答案:(1)自下而上;冰的温度保持不变 (2)不会;降低 (3)变多
(2024·香坊区三模)在“探究冰的熔化特点”实验中,将质量相等的碎冰分别装入两个试管,小东用温度和 室温相同的水给碎冰加热,小红用酒精灯加热。 (室温恒定)
(1)实验前,桌面上的温度计示数如图甲,此时环境温度为 ℃。
(2)小东的装置和操作中,不属于为了让冰均匀受热的是 。
①将装有冰的试管放入水中 ②使用碎冰
③对冰进行搅拌 ④温度计的玻璃泡不接触试管
(3)他们根据实验数据分别绘制出图象乙、丙,则小红绘制的图象是 。分析图象发现:AB时段内的温度变化比CD时段内的温度变化快,其根本原因是 ;图象BC段冰熔化过程中,温度不变,于是小东认为“冰的熔化过程不需要吸热”。为了验证他的想法是否正确,用小东实验装量,设计以下两种方案,其中合理的是 。
①将正在熔化的冰从水中取出,再放回水中,观察前后冰熔化情况。
②将另一只温度计放入烧杯的水中,观察冰熔化时水温变化情况。
答案:(1) 27
(2) ④
(3)乙 水的比热容大于冰的比热容 ②
(2024·平房区一模)在探究“水沸腾规律”实验中,
(1)同学们用如图甲所示装置进行实验,会观察到水沸腾时,有大量气泡在水中生成,上升 , 到水面破裂开来。
(2)图乙是a、b 两个实验小组根据实验数据描绘出的水沸腾温度一时间图像,能看出沸腾时,水的温度变化特点是 ;两图像不同的原因可能是 。
A.酒精灯的火焰相同,a 组水的质量大
B.水的质量相同,b 组酒精灯的火焰小
C.b 组酒精灯的火焰小,水的质量大
(3)他们又利用如图丙所示的装置继续探究,加热一段时间后,观察到烧杯中的水沸腾了,但试管中的水始终没有沸腾,接着小明在烧杯的水中加入少量食盐后,发现试管中的水开始沸腾, 并观察到温度计 B 示数如图丁所示为 ℃,此时温度计A的示数为 ℃,分析 上述现象可知水沸腾需要 。
答案:(1)变大(2)不变 BC(3)101 98 吸热
(2024·香坊区二模)小东和同学们探究“水的沸腾特点”实验。
(1)图甲是组装的实验装置,安装温度计时玻璃泡接触到烧杯底部,此时应适当将 (选填“A处向下”、“B处向上”)进行调整。
(2)图乙、丙是实验中观察到的两种不同的实验现象,其中图 是水沸腾时的情况。小东和小红用相同实验装置进行实验,根据数据绘制温度随时间变化的曲线I和Ⅱ,如图丁,根据收集的证据可知:水的沸点 ℃,水沸腾时的特点是 ,由图还可以知道,沸腾前I、Ⅱ两条图线不重合的原因是水的 (填“初始温度”或“质量”)不同。
答案:(1)B 处向上 (1分) (2)乙 98 吸热,温度不变 初始温度(每空 1 分 共 4 分)
(2024·松北区二模)小文和小宇用相同的实验装置探究“水在沸腾前后温度变化的特点”实验。
甲 乙 丙
⑴组装如图甲实验装置时,A铁圈的高度是由 (选填“酒精灯”、“酒精灯的火焰”)决定的。
⑵读数时,视线应与温度计中液柱的上表面 。图乙温度计的示数为 ℃。
⑶小文和小宇根据各自的实验数据绘制出水温随时间变化的图线分别如图丙中C、D所示。由图象 可知,他们所用水的质量大小关系是:mC mD。
⑷由图丙分析可知,水在沸腾前后温度变化的特点是 。
答案:⑴酒精灯的火焰。⑵相平;96。⑶大于。⑷水在沸腾前温度不断升高,沸腾时温度保持不变。
【测密度】
(2024·道外区二模)小涵想用透明圆筒制作测量液体密度的密度计。
(1)小涵先获取相关数据:
①已知圆筒底面积为 S;
②调节天平平衡时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,此时应将平衡螺母向 移。
如图,用调好的天平测得空圆筒质量m= g;向圆筒中倒入适量水,用天平测得圆筒与水的总质量为 81.4g,计算得到圆筒内水的体积 V0= cm3。
(2)小涵制作液体密度计:
小涵先在圆筒上体积为 V0 的水面处做标记,如图甲所示。倒掉圆筒内的水,倒入待测液体至 标记处,使待测液体体积也为 V0 。将圆筒放入水中,圆筒处于漂浮状态,如图乙。测量圆筒浸入水中的深度 h,则待测液体密度 ρ液= (用 m、S、h、V0 、 ρ水表示)。
小涵根据计算结果就可以在圆筒外壁标记刻度线和密度值。
(3)小涵用自制密度计测量某种液体密度时,发现圆筒触底无法漂浮,请提出一条改进建议 。
答案:(1)右;31.4;50 (2) (3)往容器中加足够多的水
(2024·香坊区一模)同学们在测密度交流会上,用不同方法测量物体密度
(1)小东用”天平和量筒测量牛奶的密度“。
他先将托盘天平放在水平桌面上,调节天平平衡。接下来按照下面步骤开始操作:
①测出烧杯和牛奶总质量;其数值如图甲所示为 g;
②将烧杯中的牛奶全部倒入量筒中,牛奶体积如图乙;
③测出空烧杯质量为80g; 则牛奶的密度ρ= kg/m ,你认为小东在测出牛奶密度的过程中,产生误差的原因有 (选填下列字母)。
A.在②步骤中,牛奶会残留在烧杯壁上,使量简内牛奶的体积变小
B. 小东读数时有误差
C.测量仪器本身有误差
(2)小红利用如图丙、丁所示的步骤,测小金属块密度。
① 能得出的金属块密度表达式ρ金= (ρ水已知,用测量的物理量符号表示)。
② 实验后,弹簧测力计在如图戊竖直摆放时,小红观察到指针静止在零刻线以下,小红测量的密度值偏大还是偏小 简述分析过程。
答案:
(2024·南岗区一模)在“测量酱油密度”的实验中:
(1)根据已有的知识和经验判断:菜籽油、水、酱油三者中密度最大的是 _。
(2)①小南同学的测量步骤是:a.用天平测量出空烧杯质量为m ;b.在烧杯中装人适量酱油,用天平测量出它们的总质量为m ;c.将烧杯中的酱油全部倒入量筒中,测量出酱油体积为V;d.计算出酱油的密度;依据上述测量,酱油的密度为ρ=________(用m 、m 、V表示)。②小岗同学认为按照小南的操作,使测量的结果误差较大。为了减小误差,他对小南同学的a、b、c实验步骤进行了优化,请你写出小岗的做法。
(3)同组的南岗同学对小岗的实验又进行优化,请在②的基础上,设计出优化后并能得到实验结果的记录数据的表格。
答案:(1)酱油
(2)①(m2-m1)/V(1分);②bca(1分)作答合理可得此分。
(3)物理量正确(0.5);实验次数(0.5);单位(0.5);平均值(0.5)
比热容:
(2024·道里区二模)汽车防冻液是用来给发动机散热的,他的比热容应该较大,那么与水相比谁的比热容会更大呢?小阳和小妍想利用自己学过的知识和身边的器材,对两种物质的比热容进行比较。选择的器材有:可以显 示温度的电加热杯(如图所示)、厨房用电子秤、水和防冻液。
(1)除以上器材外还需要的测量工具是 。
(2)与教科书上的实验器材相比,选择电加热杯进行实验有什么好处?(写出一点即可)
(3)实验中应选取 的水和防冻液分别装入两个电加热杯中。
(4)小阳和小妍分别给水和防冻液加热,收集到了以下表格数据。
小阳给水加热收集的数据
数据组别 第 1 组 第 2 组 第 3 组 第 4 组
加热时间/min 1 2 3 4
升高的温度/℃ 14 28 42 56
小妍给防冻液加热收集的数据
数据组别 第 1 组 第 2 组 第 3 组 第 4 组
加热时间/min 0.5 1 1.5 2
升高的温度/℃ 10 20 30 40
利用以上信息你能比较出水和防冻液的比热容大小吗,请写出分析过程。
(2024·南岗区四模)在热学复习过程中南岗实验小组用规格完全相同的实验器材,对碎冰和初温相同的100g 水,200g 水、100g 煤油进行加热,如图所示。
(1)用如图甲所示装置研究冰熔化,采用水浴法的好处是使试管内的碎冰 。熔化过程中温度计示数 。
(2)若要探究不同物质的吸热能力应选择 (选填“甲、乙、丙、丁”中的两个)两图进行对比实验。
(3)小组成员观察到 确定水沸腾了。
(4)在处理实验数据时,小组成员绘制了从开始加热到沸腾前液体的温度随时间变化图像如图戊,通过学过的知识可以确定乙、丙、丁分别对应的图像是 。
答案:(1)受热均匀(1分);保持不变(1分)
(2)乙、丁(1分)
(3)大量气泡在水中生成、上升、变大、到水面破裂开来(其中两点正确得0.5)
(4)bac(1 分)
力和运动
(2024·道外区一模)小涵同学在进行实验探究:“推断物体不受力时的运动 ”。
(1)小涵让同一小车从 由静止滑下, 目的是使小车到达水平面时的初速度相同;本实验中的“ 阻力 ”主要是指小车在 受到的阻力。(选填“A ”、“B ”、“C ”)
A.斜面上时 B.水平面上时 C.斜面上和水平面上时
(2)实验中小涵通过比较小车在水平面运动的距离长短来反映 ,使用的探究方法是 。(只选一个)
A.控制变量法 B.等效替代法 C.转换法 D.推理法
(3)空间站“天宫课堂 ”中宇航员完成了太空抛物实验。王亚平把冰墩墩正对着叶光富手的方向顺手一推,只见冰墩墩稳稳地沿着她原来抛出去的方向,一路飘到了叶光富的手里,如图冰墩墩在太空中处于失重状态,在空中不受力的作用,它在空中飞行时做 运动;这个小实验验证了 。
答案:(1)同一斜面的同一高度;B
(2 分)(2)速度变化(减小)的快慢;C
(2 分)
(3)匀速直线;牛顿第一定律
(2 分)
(2024·阿城区二模)如图所示,是探究 “ 影响滑动摩擦力大小因素 ” 的实验。
(1)弹簧测力计使用前在 (填水平或竖直)方向调零
(2)为了测出滑动摩擦力的大小,实验时应沿水平方向拉物块做 ______ 运动。
(3)利用甲乙两图可以探究滑动摩擦力与 的关系
(4)“小聪”小组在实验过程中记录的数据如表:
次数 压力F压/N 接触面(粗糙程度) 摩擦力f/N
1 3 木板与木块 1.2
2 4 木板与木块 1.6
3 5 棉布与木块 2.5
4 6 毛巾与木块 3.6
请你根据小聪小组记录的信息写出滑动摩擦力与粗糙程度关系的过程
答案:(1)水平(2)匀速直线(3)压力(4)比较1,2两次实验,接触面材料都是木板和木块,接触面粗糙程度相同(0.5分).F1/f1=1.2N/3N=0.4,
F2/f2=1.6N/4N=0.4,F1/f1=F2/f2.(0.5分)结论:接触面粗糙程度一定时滑动摩擦力与压力成正比(0.5分)
根据上面的结论可知第三次实验中若压力由F3=5N增大到F3\=6N时摩擦力由f3=2.5N,增大到f3\=3N(0.5分)
此时F3\=6N=F4=6N,压力相同。接触面材料毛巾与木块比毛巾与木块粗糙,f4=3.6N>f3\=3N(0.5分)
结论:压力相同接触面越粗糙滑动摩擦力越大(0.5分)
(2024·平房区三模)小明在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中。
(1)测量前应将弹簧测力计在 方向调零,为了准确得到滑动摩擦力的大小,使弹簧测力计沿水平方向拉动木块做 运动。
(2)如图甲、乙所示,正确操作,可知滑动摩擦力 f甲= N< f乙=2.4N ,初步得出的结论是 。
(3)小明想帮妈妈选购防滑效果好浴室防滑垫,用如图丙所示的方法对防滑垫进行检测。实验时,发现测力计的示数超过了量程,善于思考的小明又利用(2)问中的器材进行实验,最终成功选出了一款防滑效果更好的防滑垫。请画简图加必要文字说明描述他的实验过程。(也可只用文字表述)
答案: (1)水平 (1分) 匀速直线 (1分) (2)1.2 (1分) 当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(1分)
(3)
(在水平桌面上,用弹簧测力计水平拉着物体 B (A或A、B)分别在两防滑垫上做匀速直线运动,比较两次测力计示数,测力计示数越大,滑动摩擦力越大,防滑效果越好。)
(2024·南岗区二模)小南在观看冰壶比赛时,发现了:运动员蹬冰脚的鞋底为橡胶制成,滑行脚的鞋底为塑料制成。他认为上述现象与摩擦力的知识有关,于是提出了“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的问题,并进行了如下探究。
【猜想与假设】
根据小南的发现,猜想滑动摩擦力的大小可能与 有关。
【设计并进行实验】
(1)根据 可得,木块受到的滑动摩擦力与木块受到的拉力大小相等。
(2)如图是小南的部分实验过程,请你写出他在实验操作中应注意的事项(两点)。
① 。
② 。
【学以致用】
许多情况下摩擦是有用的,人们常常设法增大它。请列举在冰壶运动中增大摩擦的措施并利用上述的实验结论进行解释。(写出一例)
答案:【猜想与假设】接触面的粗糙程度(材料)
【设计并进行实验】(1)二力平衡条件;(2)匀速(缓缓、弹簧测力计示数稳定);水平
【学以致用】蹬冰脚鞋底用橡胶制成(1分);在压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大(1分)
【压强】
(2024·阿城区一模)小明用压强计探究液体内部压强的影响因素。
(1)如图所示压强计通过U形管两侧液面的_____________来反映被测压强大小。
(2)小明在实验中,保持金属盒深度不变,改变橡皮膜朝向,目的是为了探究液体内部压强大小与__________是否有关;
(3)小明在探究液体压强与深度关系时保持 不变改变探头的深度;
(4)小明还猜想液体压强与液体深度和密度有关。他利用密度不同的甲乙两种液体,控制探头深度相同进行实验探究,如图所示发现甲乙两种液体中U型管两侧液面高度差h1和h2相差较小。请你理性分析影响(h1-h2)大小的因素,并回答增大(h1-h2)的最佳方法(说明:理想情况下探头受到的液体压强等于U型管内高度差部分液体产生的压强,U 型管内液体密度用ρ,甲液体密度用ρ1,乙液体密度用ρ2表示)
答案:(1)高度差(1分)(2)方向(1分)(3)液体密度(1分)
(4)
结论:影响(h1-h2)的因素是两种液体密度的差,探头的深度,U型管内液体的密度(1分)
增大(h1-h2)的方法:增大两种液体密度差,增大探头的深度,减小U型管内液体的密度 (1分)
(2024·松北区二模)物理课上,小文利用微小压强计“研究液体内部的压强”。
图甲 图乙 图丙 图丁
⑴实验前,U 形管两边液面就存在高度差(如甲图①所示),接下来的操作是 (选填字母)。 A.从U形管内向外倒出适量水 B.反复拆除软管重新安装,使U形管两边液面相平
⑵正确操作,实验现象如甲图②、③所示,据此可得出结论是:同种液体中,液体内部的压强随深度的增加而 。
⑶知道了液体压强大小与哪些因素有关后,小文将一端带橡皮膜的玻璃管竖直插入水中,(橡皮膜质量忽略不计),来定量研究液体压强的大小,他的做法如下:
①向图乙所示玻璃管中注入水,当橡皮膜没有凹凸时,发现玻璃管内外水面相平,如图丙所示,请在图丙中画出橡皮膜在竖直方向所受压力的示意图。
②测出橡皮膜所处的深度为h,设水的密度为ρ,利用,小文推导出深度为h处水产生的压强p=ρgh。
③用刻度尺测量出玻璃管直径并计算出横截面积为5cm2,将玻璃管竖直插入水中 0cm处,在管内加沙子直至橡皮膜没有凹凸如图丁,用电子称测量出管内沙子质量为50g。
④请结合③中数据,验证②中推导出的液体压强公式的准确性。(ρ水=1.0×103kg/m3)(注:分析过程中涉及计算的,只写出必要的公式和结果,不用写代入数据过程)
答案:⑴B。 1 分⑵增大。1 分⑶ ①如图 。2 分 等长 0.5 分向上 0.5 分向下 0.5 标记符号 0.5 分 ④橡皮膜相平,受到的压力作用效果抵消,即 p沙下=p水上【 教师讲课渗透、讲明这个思想】
p沙下 =F/S=G/S = mg/S=( 50×10-3kg ×10N/kg/(5×10-4m2)) =1×103Pa 0.5 分
p水上 = ρ水 gh=(1.0×103kg/m3 ×10N/kg ×10×10-2m)=1×103Pa 0.5 分
由 p沙下 =p水上 =1 × 103Pa 0.5 分 【没写 1 × 103Pa 可以给分】验准思想。
可确定推导的液体压强公式正确。 0.5 分【批卷时 P1 、P2F1 、F2都给分,但讲时、讲清】
(2024·道里区一模)物理课上,同学们利用压强计“探究液体内部压强的特点”,进行了如下的操作。
(1)如图甲所示,从结构上来看,U型管压强计 (选填“是”或“不是”)连通器;
(2)压强计通过U形管两侧液面的 来反映液体某一深度处压强大小的。使用前,用手按压金属盒上的檬皮膜,发现两侧液面没有明显变化,接下来应进行的操作是 ;
A. 向U形管中注入一些水 B. 将U形管中水倒出一些 C. 检查装置是否漏气
(3)通过比较C、D两图,可得出结论:同种液体 ;
(4)通过比较 三图,可得出结论:同种液体在同一深度,向各个方向的压强大小相等;
(5)小张同学在图D所示的实验基础上,保持探头位置不变,向容器内加入适量的浓盐水,如图E所示,他发现U型管两边液面的高度差变大了,于是得出“同一深度,液体的密度越大压强越大”的结论。他的结论是不可靠的,原因是 。
答案:(1) 不是 (2)高度差 ; C (3)压强随深度的增加而增大
(4)A B C (5)没有控制液体深度不变(相同)
(2024·道外区三模)探究影响液体内部压强的因素时:
(1)用手按压强计的橡皮膜,U形管内液面出现高度差;将橡皮膜放入水中,U形管内液面也出现高度差,这说明____________________________;这种研究问题的方法是_________。
(2)当小涵用手指按压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化,原因可能是_________;若压强计在使用前出现如图甲中的情形,原因是:U形管左侧空气柱即软管中的气压_________(“大于”或“等于”、“小于”)大气压。
(3)如图乙和丙是压强计金属盒放在水中不同位置时的情形,得到的结论是______________;如图丁和戊,将压强计的金属盒放入盐水和水两种不同液体中,小涵得出液体内部压强与液体密度有关,这个结论是不可靠的,理由是_________________________________。
答案:(1)液体内部存在压强;类比法(等效法可给分)
(2)装置漏气;大于
(3)同种液体内部压强随深度的增加而增大;
没有控制金属盒浸入液体中的深度相同。
(2024·香坊区二模)在“探究液体内部压强与哪些因素有关”实验中。
(1)小东用微小压强计进行实验,记录的数据如下表:
序号 液体 深度/cm 橡皮膜朝向 压强计左右液面高度差/cm
1 水 5 朝上 4.9
2 水 5 朝下 4.9
3 水 5 朝侧面 4.9
4 水 10 朝下 9.7
①比较序号1、2、3三组数据,可知它探究的问题是 。②比较序号 两组数据,可以得出液体压强与深度的关系。
(2)比较甲、乙两图,小红认为:液体内部某处到容器底的距离越大,其压强越小。为研究此问题,小东在乙图中保持金属盒的位置不变,往容器内加水,用刻度尺测出水面到容器底的距离L,当L满足条件:
时,能搜集多组数据,对比甲图,说明小红的观点是错误的。
(3)小东完成实验后,又做了如图丙所示的实验,请你解释产生此现象的原因。
答案:(5 分)
(1)①液体内部压强与方向有什么关系(或“是否有关”)(1 分)
② 2、4(1 分)
(2)L≥20cm(1 分)
(3)现象一:水会射出瓶外(0.5 分),原因:液体对容器侧壁有压强;(0.5 分)
现象二:下面小孔射出的水比上面射出的越远 (0.5 分)
原因: 同种液体的压强随深度的增加而增大 (0.5 分)
浮力
(2024·平房区一模)同学们在王老师的指导下用装满细沙的带盖塑料瓶(塑料瓶的质量和体积可以忽略不计) 来探究浮力大小的影响因素。下表是他们依据生活常识所列出的猜想:
常识1:木头漂在水面,铁钉沉在水底 常识2:轮船从长江驶入大海,船身会上浮 常识3:从泳池浅水区走向深水区,感觉身 体变轻 猜想甲:浮力大小与物体浸入液体的 深度有关 猜想乙:浮力大小与物体的密度有关 猜想丙:浮力大小与液体的密度有关
(1) 小明基干常识的三个猜想中,符合“常识2”的是猜想 ;
(2)为了验证上述三个猜想是否正确,小明依次做了如下实验:
①实验前,需将弹簧测力计在 方向调零。
②根据步骤 A、B、C 小明认为猜想甲是正确的,而同组的小聪认为小明不对,他根据步骤 得出浮力大小与深度无关,排除深度的影响后,再根据步骤A、B、C得出影响浮力大小的因素是
。
③他们再根据步骤A、C、E,可以得出的结论是 。
(3)为验证猜想乙,小明倒掉细沙,将瓶子装满密度比细沙小的大米,接着他仿照步骤D进行实验,发现此时测力计示数小于1.8N,便认为浮力大小与物体的密度有关。你认为小明的结论是否正确并说明理由 。
(4)接着小明倒掉大米,将瓶子装满水,想要测量这瓶水的重力,王老师告诉他不用测量也能知道这瓶水的重力。请你告诉小明,这瓶水的重力是 N。
答案:(1)丙 (2)①竖直 ②ACD 物体排开液体的体积
③在物体排开液体体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力越大。
(3)不正确(不采分),实验中没有测量大米的重力,无法比较物体所受浮力大小无法得出浮力大小与物体的密度有关。
(4) 1
(2024·道里区二模)在探究“浮力大小与什么因素有关”的实验中,所用器材为,材料相同,但体积不同的长方体物块
A、B,两只相同的烧杯, 内装等量清水,并利用这些器材进行了如图所示的四步实验。
(1)为了准确测出物体的重力,把物体悬挂在竖直的弹簧测力计下端的挂钩上,当测力计和物体都 时,读出测力计的示数。
(2)物体 A 在水中所受浮力的大小为 N。
(3)比较以上四次实验,请你总结浮力大小与物体排开液体体积关系的实验结论是
。
(4)小强同学想继续探究浮力大小与液体密度是否有关,他向乙烧杯中加盐并不断搅拌(液体体积不变),通过比较甲、乙两烧杯中 A、B 两物块所受浮力大小得出结论。小明认为这样的方案不可行,因为没 有控制物体排开液体的体积相同,于是在以上方案的基础上提出了两种改进的思路;
①向上提物块 B, ,比较此时 A、B 两物块所受浮力大小是否相等。②向上提物块 B, ,比较两烧杯中液面的高度是否相同。
小阳同学则认为无需调整,只要比较 就可得出结论。
答案:(1)静止
(2)2
(3) 液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,所受浮力越大。
(4)①使两烧杯中液面相平
②使两物块所受浮力相等 ;两个弹簧力计示数减小的相同;使乙杯中弹簧测力计示数等于 4N;
使乙杯中弹簧测力计示数减小2N③乙烧杯中加盐前后,弹簧测力计的示数大小(是否变化)
(2024·南岗区三模)小南想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验步骤如图(a)所示,甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为F 、F 、F 、F ,物体受到的浮力F浮= 。
(2)小南利用三个不同物体 a、b、c进行实验探究,实验数据如下表:
物 体 物重 G/N 物体浸没在水中 测力计的示数F/N 浮力 F浮/N 空桶重 G /N 桶与排开水的 总重G /N 排开水重 G/N
a 1.2 0.7 0.5 0.6 1.1 0.5
b 2 1.4 0.6 0.6 1.2 0.6
C 2.4 1.7 0.7 0.6 1.2 0.6
①分析表中物体 a、b的实验数据,小南能初步得出的结论是: 。
②小南在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的原因 。
③小岗利用身边的器材对小南的实验进行改进:装置如图(b)所示。实验时小岗逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,发现弹簧测力计A的示数逐渐变小, 由此现象可得到的结论是:
;若弹簧测力计 A 的示数变化量为△FA,弹簧测力计B的示数变化量为△FB,则它们的大小关系是△FA △FB(选填“>”、“=”或“<”)。
(3)针对两种实验方案,你认为小岗实验方案的优点是 。(一点即可)
答案:(1)F1-F3(1分)
(2)①物体浸在液体(或水)中所受到浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力(1分)
②将物体c浸入水中之前,溢水杯没有加满水(1分)
③ =(1分) ;液体密度相同时,V排越大,浮力越大(1分)
(3) 操作简单;可以直接比较 F浮和G排的关系;实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化(1分)。
(2024·阿城区二模)利用如图所示实验装置进行“探究杠杆的平衡条件”实验。
甲 乙 丙
(1)实验装置如图所示静止在桌面上,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态,调节杠杆在水平位置平衡,应当将杠杆的平衡螺母向 (选填“右”或“左”)调节;
(2)多次改变钩码的个数和位置 ,并使杠杆在水平位置平衡(如图乙所示),得到如下实验数据。
次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1 1.0 10 0.5 20
2 1.5 10 1.0 15
3 2.0 15 1.5 20
为了准确得到杠杆平衡条件,小明在杠杆左侧挂上钩码,并用弹簧测力计去拉,如图丙所示,他这样做的最终目的是 (多选);
A.便于直接读出拉力的大小 B.便于提供不同方向的拉力
C.便于正确认识力臂 D.便于测量力臂的大小
实验发现,为使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的示数Fa Fb(选填“大于”、“等于”、“小于”)。
(3)分析数据可总结出杠杆的平衡条件是: 。
(4)生活中,同学们发现有如图甲所示的水龙头,很难徒手拧开,但用如图乙所示的钥匙,安装并旋转钥匙就能正常出水(如图丙所示),应用所学的知识解释原因: 。
答案:(1)是;右
(2)ABC;小于
(3)F1×L1=F2×L2
(4)阻力臂不变,阻力不变,动力臂变大,根据杠杆平衡的条件F1×L1=F2×L2可知,动力变小。
(2024·松北区一模)探究杠杆的平衡条件,就是用杠杆、支架、钩码等器材探究杠杆平衡时动力、动力臂与阻力、阻力臂之间的定量关系。实验中每个钩码均重0.5N,杠杆上相邻刻线的间距均为5cm。
甲 次数 动力 F1/N 动力臂 L1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 L2/cm
1 1.0 15
2 3.0 5 1.5 10
3 2.0 15 2.0 15
4 1.0 25 2.5 10
⑴小文组装和调整好器材后,第一组实验证据如甲图所示,请你将表中应填的数字依次写在下列横线上 、 。
⑵小文改变钩码的个数和位置,杠杠恢复平衡后,又收集三组证据如表中所示,可归纳出杠杠平衡时满足的条件是: 。
⑶如图在杠杆左侧挂两个钩码,用弹簧测力计竖直向上拉杠杆,当杠杆再次水平并静止时,弹簧测力计对杠杆的拉力大小为0.6 N,请在图乙中画出弹簧测力计对杠杆的拉力F1的示意图及其力臂L1。
乙 丙
⑷如图所示为我国古人运送巨木的劳动情景,他们通过横杆、支架、石块等将巨木移到其他地方,在这里使用的横杆就相当于杠杆。
①移动过程中,支架下端垫有底面积较大的石块是为了 (选填“增大”或“减小”)支架对地面的压强;
②若这几人无法将巨木抬起,以下建议可行的有: 。
a.将横杆在支架上的支点向右移动
b.再增加几个人在横杆右端往下压
c.用另一根硬棒绑在横杆上加长横杆
答案:⑴1.5;10。 ⑵F1L1=F2L2 。 ⑶如图。
⑷①减小;②b、c。
(2024·道里区三模)某同学在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)为了便于测量 (选填“力”或“力臂”),应使杠杆在水平位置平衡。为 此应将图甲中平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
图甲 图乙 图丙
(2)该同学通过如图乙所示实验装置得到了 1、2 两组实验数据,由表中数据推测出杠杆的平衡条件是: (用 F1 、F2 、l1 、l2 表示)。
序号 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm
1 1.0 30.0 1.5 20.0
2 3.0 10.0 2.0 15.0
3 1.0 15.0 1.0 20.0
4 1.0 30.0 1.5 20.0
(3)为了让实验结论更科学普遍,又利用图丙实验装置在保持弹簧测力计位置和钩码 个数不变的情况下,进行 3、4 两次实验,由表中数据分析可以看出,第 次实验 数据存在问题,如果数据读取没有问题,出现这一问题的原因是 。
(4)看图丁的漫画我们不难猜出猴子一定分到了质量更大的萝卜,根据杠杆的平衡条 件我们分析可知,这主要是因为,粗的一侧比细的一侧 。
答案:(1)力臂;右; (2)F1L1=F2L2 (3)3 ; 弹簧测力计没有竖直(向上) 拉动 (4)力臂短
(2024·香坊区三模)小东探究“杠杆的平衡条件”。(不计转轴与杆的摩擦,每个钩码0.5N, 每小格1cm)
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置,为了使杠杆在水平位置静止平衡,应将平衡螺丝向 调节。实验过程中,改变两端悬挂钩码的个数和位置,如图乙使杠杆在水平位置平衡,主要是为了便于测量
大小。
(2)实验数据记录如下
次数 动力F,/N 动力臂L,/cm 动力F,/N 动力臂L,/cm 杠杆转动情况
1 2 3.0 1 6.0 水平静止
2 1 4.0 1.5 3.0 右端下降
3 1.5 2.0 3 1.0 水平静止
4 2 2.0 3 1.0 左端下降
①分析数据可得出结论: (表达式表示);
②分析数据可知杠杆转动情况是由“力和力臂的乘积”决定的。挂钩码前,调节平衡螺丝使杠杆在水平位置平衡,主要是排除杠杆自重对转动的影响,请你简要说 明是怎样实现的。
(3)用弹簧测力计、钩码配合进行探究,得出杠杆平衡条件更具有普遍性,在如图丙中,用量程为0~5N的弹簧测力计在 处(选填 “A”、“B”或 “C”)用竖直向上且大小为 N 的力拉杠杆,可以使其在水平位置平衡。
答案:(1)左 力臂
(2)①杠杆平衡条件是 F1L1=F2L2
②调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡时,杠杆的重心与支点重合,杆重对应的力臂为零,力和力臂 的乘积为零,对杠杆转动没有影响。
(3) A 1.2
(2024·南岗区四模)同学们通过实验测量滑轮组机械效率,并探究滑轮组机械效率与物重的关系,组装了如图所示的滑轮组。(不计绳重和摩擦)
(1)测量的原理是 。使用的测量工具是 。
(2)实验时,应 拉动弹簧测力计。
(3)正确实验,获得如下表数据:
实验 次数 物重 G/N 物体上升 高度h/cm 有用功 W有/J 拉力 F/N 绳端移动的 距离s/cm 总功 W /J 机械 效率η
1 1 10 0.1 1.0 30 0.3 33%
2 2 10 0.2 1.3 30 0.4 50%
3 4 10 2.0 30
4 6 10 0.6 2.7 30 0.8 75%
5 10 10 4.0 30 1.2 83%
算出第3次实验滑轮组的机械效率是 。同学们根据数据画出了η—G物的关系图像,仔细观察图像,会发现η随 G 物变化的趋势是怎样的 请分析说明产生这种变化趋势的原因。
答案:
(1)η=W有/W总×100%=Gh/FS×100%(1分);弹簧测力计(0.5);刻度尺(0.5)
(2)匀速(0.5);竖直向上(0.5);(3)66.7%(1分);
变化趋势:随着物重G的不断增大,η增大的越来越慢。(0.5)
原因:随着 G 的不断增大,物重 G 比动滑轮重大的越来越多,额外功占的比例越来越小,对机械效率的影响越来越小。(0.5)
【电路】
(2024·松北区二模)探究并联电路中的电流关系,小文设计电路图如图甲,为完成探究课题,选择器材并连接的实物图如图乙。
A点电流 IA/A B点电流 IB/A C点电流 IC/A
0.52 0.22 0.30
图甲 图乙
⑴闭合开关,发现L1亮,而L2不亮。小文认为肯定不是L2发生 故障。
⑵排除故障,闭合开关,电流表测的是通过 (选填“A”或“B”)点的电流;小文接着想要测通过C点的电流,将电路中右侧的 a 导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端接到“﹣”接线柱上,这样做,会导致电流表 。
⑶小文收集正确的数据如表中所示,请你分析证据,并得出实验结论(用文字表述)。
⑷实验结束后,小文想利用甲图所示电路探究电功率跟电流的关系,需要收集的证据是:
答案:⑴短路。⑵B;指针反偏(电流表的正负接线柱接反)。
⑶ IB+IC =0.22A+0.30A=0.52A 0.5 分 IA =IB+IC =0.52A 0.5 分
或 IB+IC =0.22A+0.30A=0.52A 0.5 分 IA =0.52A IA =IB+IC 0.5 分
或 IB+IC =0.22A+0.30A=0.52A=IA 1 分
结论:并联电路中干路里的电流等于各支路中的电流之和。1 分
⑷两只规格适当阻值不同小灯泡并联时的亮度和对应的电流表示数。
【欧姆定律】
小文和同组同学用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为U且不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值电阻各一个。
⑴连接电路时,开关要断开,闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片P移动到最 (选填“A”或“B”)端。以上操作都是为了 。
⑵先接入4Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P至合适位置,电压表的示数如图乙所示,示数为 V,记下电流表的示数。断开开关,将4Ω电阻换成6Ω后,闭合开关,移动滑片P,使 表的示数与前一次相同,记录相关数据。
⑶接着更换定值电阻,收集五组实验数据,并描绘出关于I-R关系曲线如图丙;由图像可知: 。
⑷实验结束后,小文回忆实验过程,产生一个新的思考:“各组实验中定值电阻阻值R与对应滑动变阻器接入电路的电阻值RP的比值是否是相等的呢?”
①如果你认为是相等的,请写出比值的表达式: 。
②如果你认为是不相等的,请你写出理由。
答案:⑴B;保护电路。 ⑵2.4;电压。
⑶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反比。
⑷①R:RP=2.4V/(U-2.4V)。
(2024·道外区二模)小涵利用图 1 电路来探究“电流与电阻的关系”,她在实验中控制电压表示数为 U0 不变,相关器材规格已在图中标明。
(1)请你用笔画线代替导线将电压表接入电路。小涵调节电阻箱阻值 R,进行多次实验,所绘制的 I 与 1/R 关系图线如图 2 所示,由此可知 U0 = V。
(2)小涵发现电池电量不足,于是换用 4.5V 电源后继续实验,进行了如下操作:
①将电阻箱阻值先调至 4Ω进行实验,实验完成后断开开关。
②再将电阻箱阻值调至 15Ω后,闭合开关进行实验,则由于小涵在上述操作中的一个疏漏,
将会导致 。
(3)小涵改正错误后继续探究,她将电阻箱的阻值 R 在 5~25Ω的范围内分别调至 5 个不同的值进行了实验,则她根据实验数据描点所绘制的 I 与 1/R 关系图线不可能是图 3 中的
(填“甲”或“乙”),请简述理由 。
答案:1)如上图;2
(2) 电阻箱两端的电压超过电压表量程
(3)乙;当电阻箱阻值为25Ω时,滑动变阻器的最大阻值不能满足使电阻箱两端电压达到图线乙所需控制不变的电压0.75V。(求控制电阻箱两端最小电压为15V也可)(3分) 鼓励多种方法,如:根据乙图像 Rpmin=4.5V/0.05A-25 Ω=65 Ω >50Ω等合理即可
(2024·道里区二模)在电学复习课上,小阳同学回顾“探究电流与电阻的关系”实验,他从实验室找来了如下器材:电压为 4.5V 的电源,5Ω、10Ω、30 Ω 、40 Ω 电阻各一个, 20 Ω 、0.5A 的滑动变阻器,电压表、电流表各一块。
(1)电路接通前,滑动变阻器的滑片 Р 应该移至 端(选填“A ”或“B ”)。
(2)闭合开关后,发现电流表示数几乎为零,电压表示数接近于电源电压,则故障可能是与电压表并联的电阻发生了 (选填“短路 ”或“开路”)。
(3)排除故障后小阳分别做了如下三次实验
①先将 5 Ω 电阻接入电路,调节划片至某一适当位置,此时电流表示数如图所示,电流大小为 A, 并将数据记录在表格中。
②用 10 Ω 电阻替换 5 Ω 电阻接入电路,并调节滑片使电压表的示数为 V,读出此时对应的电流 表示数,并将数据记录在表格中。
③他又用 接入电路中替换 10 Ω 电阻,完成了第三次实验。
答案:)(1)A (2)开路
(3)①0.5 ②2.5 ③5Ω 和 10Ω 电阻串联;30Ω 和 40Ω 电阻并联;10Ω 和 40Ω 电阻并联;
10Ω 和 30Ω 电阻并联
小南在梳理“电流与电压的关系”实验中,连接了如图所示的部分电路:
(1)请指出电路连接过程中的不妥之处: 。
(2)改正后,请用笔画线代替导线,完成剩余电路的连接(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P,其阻值增大)。
(3)闭合开关后,观察到电压表示数接近电源电压,电流表无示数,出现该故障的原因是
。
(4)改正后,移动滑动变阻器的滑片,记录多组数据填入表中。
小南分析表中的数据,第_____(选填数据序号)组数据明显是错误的。他判断的依据是
。
答案:(1)连接电路时未断开开关(1分);(2)如图所示(1分);
(3)定值电阻断路(1分);(4)4(1分);在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比或欧姆定律(1分);
(2024·香坊区二模)小东在“探究电流与电阻的关系”实验中,电路如甲图,电源电压为3V,滑动变阻器(0~20Q),定值电阻5Ω、10Ω、20Ω、40Ω,50Ω各一个。回答下列问题。
(1)实验前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应移动到 端,滑动变阻器另一作用是 。
(2)小东将10Ω的电阻更换为20Ω的电阻接入电路,拆下10Ω电阻后,发现电压表、电流表指针偏转如图乙所示,则不规范的操作可能是 _。
(3)实验数据填写在表格中:
电阻R/Ω 5 10 20 40 50
电流I/A 0.4 0.2 0.1 0.05
能得出的结论: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 ;
(4)当换成50Ω电阻时,无论怎样移动滑片,都无法保持R两端电压为原来的电压,请你用以下两种方法完成这组数据。
①利用上面得到的结论,请写出计算电流值的过程;
②更换电源电压,则更换的电源电压范围是 V。
答案:(6 分)
(1)B (1 分) 保持定值电阻两端电压不变(1 分)
(2)开关未断开(1 分)
(3)反比 (1 分)
(4)①因为电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比,可知 表中数据每组 I R=2A Ω (0.5分)
即: I5R5=2A Ω,R5=50 , I5=0.04A (0.5 分)
②2~2.8 (1 分)
(2024·香坊区三模)小东用下面电路,测量Rx的电阻。电源电压恒为4V。
实验次数 1 2 3 4 5
电流/A 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电阻Rx/Ω
(1)实验原理 。
(2)实验中把收集的数据填人表格中。在完成第3次实验后,要获取第4次数据滑动变阻器滑片P应向 移动;测量5组数据的目的是 ,计算得出Rx= Ω。
(3)小东根据表中数据和题中信息,画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I 关系图象。结合实验操作过程和上述信息分析发现:Rx的电功率变化规律是 ,滑动变阻器的功率变化的规律 。
答案:(1)欧姆定律 R=U/I
(2)A; 计算出每一组 Rx的阻值,再求平均值(减小误差); 10.0(10)
(3)滑片P向A端移动时,Rx的电功率一直增大;(或:滑片P向B端移动时,Rx的电功率一直减小;Rx的电功率随通过的电流增大而增大,且不均匀,随通过的电流增大的越来越大);先变大后变小(或:滑动变阻器的电功率随通过的电流增大先变大后变小)【此问开放合理即可得分】
(2024·平房区一模)在“伏安法测电阻”实验中,小慧选用电源(两节新干电池)、待测定值电阻 Rx 和滑动变阻器等器材,连接了部分实物电路如图甲所示。
(1)在连接电路时,开关必须处于 状态;请用笔画线代替导线将实物电路连接完整。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙所示,本次实验可得电阻 Rx= Ω。 实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据,求出多次 所测电阻的平均值,这样做的目的是 。
(3)小慧将里个额定电压为2.5V的小灯泡替换定值电阻Rx 接入电路万调节滑动变阻器 滑片位置收集到证据如下表所示,分析表中信息可发现灯丝电阻随温度升高而 。
实验次数 灯泡两端电压U/V 通过灯泡的电流I/A 灯泡电阳R/Ω 灯泡的亮度
1 1.7 0.22 7.7 暗
2 2.1 0.26 8.1 亮
(4)有同学认为实验中所测的灯丝电阻差异不大可能是误差引起的,小慧继续上面的实验使灯泡逐渐变亮,否定了上述想法,小慧的操作是:
。
(5)小丽要测量小灯泡正常发光时的电阻,她想利用上面实验用的器材时,发现电压表坏了,于是她找来两个开关,设计了如图丙所示的电路,请将电路图补充完整。她正确操作,当电流表示数为
时,小灯泡正常发光。 (Rx 用字母表示)
答案:(1)断开 电压表图连接3V (2)9 减小误差 (3)增大
(4)向右移动滑片,观察电压表电流表示数及灯泡的亮度 (5)连图(1分) 2.5V/Rx
(2024·阿城区一模)在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)正确连续好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于_____________(选填“A”或“B”)端。
(3)排除故障后,移动滑片P,
某次实验时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为________A,小灯泡正常发光时的电功率________Ω。
(4)经过多次实验,测出并记录多组电压和电流的值,计算对应电阻值,得到小灯泡的U—R图象如图丙所示;小城同学认真观察图象后认为图象存在错误,请你说出小城判断图像存在错误的理由:
。
答案:(1)连线正确(1分)(2) A(1分) (3)0.28(1分) 0.7(1分)
(4)电阻是导体本身的一种性质(0.5分),电压为零电阻不为零(0.5分)
(2024·南岗区四模)小岗利用电源(电压小于3V,但具体值未知)、滑动变阻器(最大阻值为R0)、电流表、电压表、开关各一个,导线若干来测量电阻R,的阻值(大于300Ω,但具体值未知)。
(1)请用笔画线将图中的电路连接完整。
(2)设计的实验表格为下表,表格中①处应填写 。
实验次数 电流I/A 电压U/V 电阻R/Ω ①
1
2
3
(3)实验中,器材完好,当移动滑动变阻器的滑片P时,电压表指针偏转正常,但电流表指针几乎不偏转,无法读数,请分析电流表指针几乎不偏转的原因:
(4)勤于思考的小岗在不改动原来实验电路的情况下,不读取电流表读数,也能求出待测电阻R的阻值。请你写出小岗的主要实验步骤(用相应的字母表示测出的物理量):
①将滑动变阻器的滑片移动阻值最大(R0)处,闭合开关,记下电压表的示数U1; ② ,记下电压表的示数 U2;
③写出待测电阻的表达式Rx= 。
答案:(1)连图正确(1分)(2)电阻的平均值R平均/Ω(1分)
(3)通过待测电阻的最大电流:,小于电流表的分
度值0.02A(0.5),所以电流表指针几乎不偏转(0.5分)
4)将滑动变阻器的滑片移动阻值为零处(1分);(1分)
【电功率】
如图所示,在“测量小灯泡的电功率”的实验中(小灯泡的额定电压为2.5V);
(1)图甲是未连接好的实验电路,请你用笔画线代替导线将它连接完整。
(2)连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮、电压表 无示数、电流表有示数,则故障原因可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
(3)故障排除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5 V时,电流表的示数如图乙 所示,电流为 A,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)若把这样的两只小灯泡串联接在4V的电源上,则此时两个小灯泡消耗的实际功率是
W。
答案:(1)如图所示(1分)
(2)短路
(3)0.56;1.4
(4)2
(2024·南岗区一模)小南在“测小灯泡电功率”的实验中,用到的实验器材有:电源电压(3V)、电流表、电压表、“2.5V”字样的小灯泡、滑动变阻器(10Ω 1A)、开关、导线若干。
(1)图甲是小南同学连接的实物图,其中有一根线连接错误,请在错误连线上打“×”,并用笔画线代替导线画上正确的连接。
(2)闭合开关前将滑动变阻器滑片调到B端,再闭合开关。要使小灯泡正常发光,小南接下来的操作是:
。
(3)如表中是小明记录的实验数据,图乙是小灯泡正常发光时电流表示数,则小灯泡的额定功率为 W.
(4)分析表中数据,表中有一组数据明显是错误的,它是第 组(填写表格中表示序号的数字),你判断的依据是 。
答案:(1)如图所示(1分)
(2)B(1分);向左调节滑动变阻器滑片(0.5),观察电压表示数,直至电压表示数为2.5V(0.5);
(3)0.75(1分);
(4)2(1分);灯丝电阻随温度的升高而增大(1分)
(2024·道里区三模)中考之前小明想对电学实验进行综合复习。
(1)他利用如图所示的器材,对额定电压为 5V 的小灯泡 L1 两端电压和通过它的电流进 行了多次测量,并绘制出如图甲所示的电流与电压关系的图像。
①请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉)。
②滑动变阻器在实验中除保护电路外,还有 作用。同学们把电路元件接入电路,刚接好最后一根导线,灯泡就立即发光,发生这种现象的原因可能是 。
③分析图甲所示图像,你能得出哪些实验结论。(写出一条即可)
(2)小明又对另一只额定电压为 6V 的小灯泡 L2 两端电压及通过的电流进行了测量,得到的数据也在图甲的坐标系中绘制出了图像,得到了如图乙所示的两个灯泡的电流与电压关系图像。利用以上图 像能否从理论上推出,在安全情况下将两灯泡串联在电路中,哪个灯泡会更亮?
答案:(1)①如图(1分)②改变小灯泡两端电压(1分);连接电路时开关没有断开(1分)
③小灯泡的额定功率为 2.5W ;灯泡正常工作时电阻为 10 Ω ;实际电压等于额定电压,实际功率等于额定功率,实际电压高于额定电压,实际功率大于额定功率,实际电压小于额定电压实际功率小于额定功率;灯丝的电阻随灯丝温度的升高(电压电流的增大)而增大。(1分)
(2)由图像可知,通过两灯泡电流相同时,总有L2两端电压大于L1两端电压(0.5分),两灯 泡串联电流相同(0.5分),根据 P=UI(0.5分)可得 L2 实际功率大于 L1 实际功率,所以 灯泡 L2 比 L1 灯泡亮(0.5分)。
(6分)小涵用如图电路测量小灯泡的电功率, 电源电压为 3V,灯泡的额定电压为 2.5V。
(1)实验中小涵无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终如图所示, 电路故障可能是
。
(2)故障排除后,小涵从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡 U-I 图像如图所示,则小灯泡的额定功率是 动变阻器的规格是下列选项中的 。
(选填“A ”、“B ”、“C ”)
A.“5Ω 2A ” B.“ 15Ω 2A ” C.“25Ω 2A ”
(3)简答题:
在某次调节中,滑动变阻器的阻值减小了ΔR1,小灯泡的阻值变化了ΔR2,则 ΔR1 ΔR2(选填“> ”“< ”或“= ”),理由是 。
答案:(1)灯泡断路(1 分)
(2)0.75;1.67;C(3 分)
(3)> ;当滑动变阻器阻值变小时,变阻器分到的电压变小,灯泡两端电压增大,
通过灯的电流也增大,灯的实际功率增大,灯丝温度升高,灯泡电阻R灯变大;因通过
灯的电流即电路中总电流变大,电源电压一定,故R总变小,根据R总=R滑+R灯可知,只有
当R滑 的减小量大于R灯的增加量才会让总电阻变小,即ΔR1>ΔR2 。(2分)
(2024·平房区三模)复习课上,同学们进行“研究小灯泡电功率 ”的实验。实验电路如图甲所示,电源电压为 6V 、有额定电压为“2.5V”、“3.8V”两种规格的小灯泡多个。(允许加在小灯泡两端的最大电压为 1.2U额)
甲 乙 丙
(1)请你用笔画线代替导线完成电路的连接。(要求:滑动变阻器滑片在 A 端时,接入电阻最大)
(2)“乐学”小组的同学分别将“2.5V”“3.8V”的小灯泡接入电路,正确实验,作出电压——电流图像如图乙所示,分析信息可知“2.5V”小灯泡的额定功率为 W;能得出灯泡亮度与实际功率关系的证据是: 。
(3)“善思”小组在测量“2.5V”小灯泡 L1 额定功率的过程中,发现无法使电压表示数等于其额定电压,同学们展开讨论。
①小明说是因为接入的“15Ω 1A”的滑动变阻器阻值太小,建议更换一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器;
②小聪说不用更换滑动变阻器,设计如图丙所示电路,也能测出 L1 的额定功率。则灯泡 L2 的规格 。(选填“2.5V”或“3.8V”)
(4)同学们认为选择合适规格的灯泡,利用丙电路还可以研究串联电路电压规律,请你设计记录实验数据的表格。
答案:(1)如图(1分) (2)0.5(1分)实际电功率越大对应灯泡的亮度越亮(1分)(3)17.5(1分) 2.5V (1分) 表格 (1分)
次数 UAB/V UBC/V UAC/V
1
2
3
(2024·道外区三模)小涵利用图1所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图1中所示的器材连接成完整电路。正确连接后,应将滑片P由最大阻值处缓慢向_________端移动(选填“A”或“B”),使灯逐渐变亮。
(2)某次实验时,电流表的示数如图2所示,则通过灯L的电流为_________A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,绘制成图3所示的图像,根据图像的信息,小灯泡的额定电功率为_________W。
(3)在没有电流表的情况下,用如图4所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,调节滑片,使电压表示数为U额;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时电压表的示数为U;
可知小灯泡的额定功率P额=_________(用U额、U和R表示);若已知电源电压为U0,此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx=_________(用U0、U额、U和R表示)。
答案:.(1)如右图;A (2)0.2;0.625 (3)
(2024·香坊区一模)小东小组用图甲电路研究小灯泡电功率,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为 0.2A,额定电压小于3V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)电路连接正确后,闭合开关,某时刻电流表示数如图乙所示,此时小灯泡 (选填“不是”或“是”)正常发光,要测量小灯泡的额定功率,接下来应 。
(3)移动滑片P, 记录多组数据,绘制成I-U 图象丙。可知小灯泡的额定功率是 W;实验过程中小灯泡的电阻发生变化的主要原因是 。
(4)小东进一步分析证据得出:小灯泡的实际功率越大,小灯泡亮度越大。小红小组发现:标有“220V 8.5W” 的 LED灯与标有“220V 60W”的普通白炽灯都正常发光时,亮度几乎相当。请分析造成这一现象的原因可能是 (填序号)。
A.两灯的实际功率相同 B. 两灯将电能转化为光能的效率不同
答案:
(2024·南岗区三模)“梳理知识,理清脉络”是高效复习的一种重要方法。请根据同学们的梳理,回答下列问题:
(1)小南同学为了探究“电功率与电压的关系”,选取三节新干电池串联做电源,找来“2.5V 0.3A”、“3.8V 0.3A”两只小灯泡按照如图甲所示的电路开始了实验探究。
①实验中小南想用 来反映电功率的大小,为完成该实验,他应记录的是 。
②实验结束后,小南选用了量程适当的电流表继续用原有器材继续探究“电功率与电流的关系”,他应该对甲电路进行哪些调整 。
(2)同组的小岗受小南在①设计的启示,选择如图乙所示的器材来探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”。
①小岗猜想电流产生的热量与电阻大小有关,下列能支持他猜想的现象是( )
A.正常工作时,“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多,导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显,而与之相连的导线却不怎么热
②为了验证猜想,小岗选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验,如图乙所示,请你用笔画线把电路连接完整。闭合开关,他发现较长时间后两个U 形管的高度差均不明显(装置气密性良好),则可能原因是
,请提出改进办法 。
答案:(1)①灯泡的亮暗(1分);灯泡两端的电压(0.5)、灯泡的亮暗(0.5分);②将两盏灯并联(0.5);用两节干电池串联(0.5)
(2)①C(1分);②串联连接(1分);电路中电流太小(或者电阻太大或者电压太低)(1分);将100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝(或增大电源电压)(1分)。
【焦耳定律】
(2024·道里区一模)小京用如图所示的电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是否有关。选择的器材有:两个相同的烧瓶,相同的温度计A和B,电压恒定且不可变的电源、开关、停表各一个,电阻丝R1、R2、R3,R1=R3>R2,实验用液体足量。
(1)该实验采用串联电路可以控制 和通电时间相同;
(2)实验中两个瓶中液体应满足的条件是 ;
(3)闭合开关一段时间,同时观察A、B两支温度计,发现示数的变化量不相等,实验结论是: ;
(4)如果还想探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系,请你利用现有器材设计实验电路图,标明电阻符号并说明除电流外还需要收集的证据是什么。
答案:(1) 电流 (2)(初温)质量相同的同种液体
(3)电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关
(4)相同时间内 R1和 R3两瓶中温度计升高的温度
磁:
(2024·道里区二模)(1)小金用图甲所示的装置进行实验,闭合开关的瞬间,观察到小磁针 的现象,说明电流周围存在磁场。
(2)如图乙,磁铁不动,闭合开关,金属棒 ab 沿 (选填“上下 ”、“左右 ”或“前后 ”)方向运动时,灵敏电流计指针会发生偏转。
(3)使金属棒 ab 向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏转,保持磁场方向不变,使金属棒ab 向右做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向左偏转。小金探究的问题是:
与 金属棒切割磁感线运动的方向是否有关。
答案:发生偏转(转动);左右;感应电流方向