2022年中考物理复习专题3实验题
展开这是一份2022年中考物理复习专题3实验题,共50页。试卷主要包含了刻度尺,停表,温度计,量筒,天平,弹簧测力计,电流表,电压表等内容,欢迎下载使用。
专题三 实验题
类型 基本仪器的使用与读数
一、刻度尺
注意事项:1.被测物体的长度应为末端 对应的刻度值减去始端对应的刻度值。
2.视线正对刻度读出数值,读数时看清分度值,并估读到分度值的下一位。若估读值为“零”,也要补上。
3.注意填空后面的单位是什么。单位转换:1 cm=10 mm。
例1 (1)如图1所示,用A、B两把尺子测同一物体的长度,其中A尺的分度值为__________cm,物体的长度为__________cm;B尺的分度值为__________cm,物体的长度为________cm。
图1
(2)图2中物体的长度为__________cm。
图2
二、停表
注意事项:读数时,对于内圈分度值为0.5 min的停表,若内圈的分针未过两数字之间的半刻度线,则外圈读0~30 s的示数;若内圈的分针已过两数之间的半刻度线,则外圈读30~60 s的示数。
例2 如图3所示的秒表记录了小刚跑1 000 m所用的时间,为________s。
图3
三、温度计
注意事项:读数时,要看清分度值和液柱方向,弄清楚示数是在0 ℃的上方还是下方。
例3 (原创)(1)温度计是根据液体__________的性质制成的。在用温度计测量液体的温度时,要使温度计的________全部浸入被测液体中。如图4所示,该温度计的测量范围是__________,分度值为______℃,此时温度计的示数为__________℃。在读数时,温度计的玻璃泡________(选填“能”或“不能”)离开被测液体。地球南极的最低气温达-80 ℃以下,用该温度计__________(选填“能”或“不能”)测量当地的气温。
图4
(2)张明同学按如图5-甲所示的方法测量液体的温度,其中正确的是__________。正确使用温度计测量A、B、C三种液体的温度,示数分别如图5-乙、丙、丁所示,则A液体的温度为__________℃,B液体的温度为__________℃,C液体的温度为__________℃。
图5
四、量筒
例4 (原创)如图6-甲所示的量筒是以__________为单位标度的,分度值是__________;读数时如图6-甲所示,则读出的液体体积与真实值相比__________(选填“偏大”“偏小”或“相等”),正确的读数方法应该是________________________________________ ________________________________。如图6-乙所示,用量筒测量小石块的体积,该量筒的分度值是________,液体的体积是________mL,小石块的体积是__________cm3。
图6
五、天平
注意事项:1.调平时将天平放在水平台面上,先将游码归零,再调节平衡螺母使天平平衡。
2.加减砝码和移动游码时要用镊子,不能用手直接操作。
3.加砝码时要按从大到小的顺序。
4.在测量过程中不能调节平衡螺母。
例5 (原创)在“用天平测量固体的质量”的实验中,某同学用天平测量石块的质量,步骤如下:
图7
(1)将天平放置在__________上,如图7-甲所示,然后把游码放在标尺左端的__________处,发现指针指在分度盘中线的右侧,如图7-乙所示,此时应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节。
(2)天平调平后,将石块放在天平的______(选填“左”或“右”)盘上,用________向天平的________(选填“左”或“右”)盘上加减砝码。根据石块的估计质量,加砝码时应先加______(选填“大”或“小”)砝码。
(3)测量时,添加最小的砝码后指针指在分度盘中线的右侧,而取下最小的砝码,指针指在分度盘中线的左侧。此时应调节__________使天平平衡。
(4)本次测量中,天平平衡时,游码位置和盘中砝码的情况如图7-丙所示,则该石块的质量是________g。
六、弹簧测力计
例6 利用弹簧测力计测某物体的重力时,应沿________方向进行调零。图8中弹簧测力计的量程是________N,分度值是________N;图中所测物体的重力为________N,物体的质量为________g。(g取10 N/kg)
图8
七、电流表
例7 (原创)如图9-甲所示的电路中,电流表测量的是通过__________(选填“L1和L2”“L1”或“L2”)的电流。将电流表调零后接入电路,闭合开关S,发现指针偏转如图9-乙所示,其原因是______________________________________________________________ ____________________。调整正确后再次闭合开关S,电流表的指针位置如图9-丙所示,电流表的分度值为______A,示数为______A;若使用0~3 A的量程测量通过某电路的电流时,指针位置仍如图9-丙所示,则此时电流表的分度值为________A,示数为________A。
图9
八、电压表
例8 如图10是__________表的表盘,当用它的“-”和“3”两接线柱时,它的分度值是__________,指针所指的示数是__________;当用它的“-”和“15”两接线柱时,指针所指的示数是__________。
图10
九、电能表
注意事项:1.电能表应接在入户电路总开关前。
2.电能表所在电路能接入的用电器最大总功率等于额定最大电流乘以220 V。
3.电能表示数的单位是kW·h(度),最后一格的数字是小数位。
4.电能表上“3 000 r/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h的电能,电能表上的转盘转过3 000转。
例9 (原创)电能表是用来测____________的仪表。小天家电能表上月初的示数为,上月底的示数如图11所示,小天家上月消耗的电能为________kW·h。若电价为0.5元/(kW·h),则小天家上月产生的电费为__________元。该电能表的参数表明,小天家同时工作的用电器的总功率不能超过________W;将某用电器单独接在该电能表所在电路中正常工作3 min,电能表上的转盘转了300转,该用电器在上述时间内消耗的电能为__________kW·h,合__________J,该用电器的实际功率为__________W。
图11
类型 光学、热学、电磁学探究性实验
实验
名称
1.探究光的反射规律
实验装置图:
器材
平面镜、笔、激光笔、可折叠的硬纸板、量角器
有关
考点
(1)实验应在较暗的环境中进行
(2)可折叠粗糙硬纸板的作用:①显示光路;②验证反射光线、入射光线及法线是否在同一平面内
(3)若实验中一束光贴着纸板EON沿某一角度入射到O点时,纸板FON上没有观察到反射光,原因可能是纸板与平面镜不垂直
(4)将反射光线所在一侧的纸板沿法线向后折,纸板上反射光线消失,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内
(5)将光线沿FO方向射入,发现光线沿OE方向射出,说明光路是可逆的
(6)多次改变入射角进行实验,目的是避免偶然性,以便得到具有普遍性的结论
(7)从纸板前不同角度都能看到光线的原因:光线在纸板上发生漫反射
(8)若纸板倾斜,如图丙所示,让光线仍贴着纸板EON射向镜面,此时纸板FON上看不到反射光线,此时反射光线、入射光线及法线仍在同一平面内
(9)表格设计:表头包含实验次数、入射角、反射角
(10)数据测量过程中,若将入射光线与平面镜的夹角当成入射角(或将反射光线与平面镜的夹角当成反射角),会导致无法得出实验结论
结论
在反射现象中:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角
例1 小强设计了如图1-甲所示的实验装置探究光的反射规律。
图1
(1)纸板应该与水平桌面上的平面镜__________。
(2)如图1-甲所示,让光线贴着垂直于镜面的纸板沿AO方向射向镜面,反射光沿OB方向射出,并用量角器测量入射角和反射角的大小,接下来应该多次改变____________的方向,重复上述操作,最终得出“____________________”的普遍性规律。
(3)如果让光逆着OB的方向射向平面镜,会看到反射光沿着OA方向射出。这表明,在反射现象中,光路是__________的。
(4)如图1-乙所示,小强将呈现反射光线的纸板向后折,纸板上就看不到反射光线,这说明__________________________________________。
(5)实验时从硬纸板前不同的方向都能看到入射光线,这是因为光在硬纸板上发生了__________(选填“镜面”或“漫”)反射。
(6)在图1-甲中,移动激光笔,使入射光线绕点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光线绕点O沿__________时针方向转动,此时反射角将__________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(7)在图1-甲中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,此时与图1-甲情形对比,发生改变的是__________(选填字母)。
A.法线
B.反射光线
C.反射角与入射角的关系
实验名称
2.探究平面镜成像的特点
实验装置图:
器材
玻璃板、两支大小相同的蜡烛、刻度尺、方格纸、火柴
有关
考点
实验设计与过程
(1)选择较暗的环境的目的:使实验现象更明显
(2)用玻璃板代替平面镜的原因:利用玻璃板的透光性,便于确定像的位置以及比较像与物的大小关系
(3)选择薄玻璃板的原因:避免玻璃板前后表面所成的像形成重影
(4)在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,对蜡烛A和B的要求是蜡烛A与B完全相同,此操作的目的是确定像的位置和比较像与物体的大小关系。这种研究问题的方法是等效替代法
(5)在实验中点燃蜡烛A的目的:成像物体更亮,成像更清晰
(6)用刻度尺测量像和物体到镜面的距离,目的是比较像距与物距的大小关系
(7)若实验中无论怎样移动蜡烛B,都无法与蜡烛A的像完全重合,其原因可能是玻璃板没有与水平桌面垂直放置
(8)观察像时眼睛的位置应与物体同侧
(9)物体靠近或远离平面镜时,像的大小不变
(10)蜡烛A的像不能用光屏承接,原因是平面镜所成的像是虚像
(11)多次实验的目的:得出普遍规律,避免结论的偶然性
实验分析与评估
(12)蜡烛和像到玻璃板的距离不相等的原因可能是:①未点燃的蜡烛与像没有完全重合;②玻璃板有厚度,测量距离时存在误差
结论
平面镜所成的像是虚像;像和物到平面镜的距离相等,像和物的大小相等,像和物的连线与平面镜垂直(像和物关于平面镜对称)
例2 如图2-甲是“探究平面镜成像特点”的实验装置图。实验中将蜡烛放在水平面上,玻璃板竖直放置。
图2
(1)在同样的实验环境下,用镀膜玻璃板做实验比用普通玻璃板做实验成像更清楚,主要原因是镀膜增强了玻璃板对光的__________(选填“反射”或“折射”)。
(2)取两支完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,小心地移动玻璃板后的未点燃的蜡烛B,直到与蜡烛A的像重合。选用两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的__________关系。
(3)若在蜡烛B的位置放一光屏,光屏__________(选填“能”或“不能”)承接到像。
(4)如图2-乙所示,这是小明同学根据实验记录在方格纸上描绘的蜡烛A和蜡烛A的像的位置图,分析位置图可得出结论:像到镜面的距离__________物体到镜面的距离,且物与像的连线与镜面__________。
(5)若玻璃板上端向左倾斜,如图2-丙所示,蜡烛A在玻璃板中所成像的位置会____________(选填“偏高”或“偏低”)。
(6)某次实验时,有同学发现三次实验的像距都比物距略大一些,原因是________。
A.物和像的标记点不对应
B.玻璃板有一定厚度
C.玻璃板没有竖直放置
(7)如图3所示,用棋子A′代替蜡烛A、棋子B′代替蜡烛B进行实验,由于环境较暗,发现看不清棋子A′的像,为了确定棋子A′的像的位置,这时可以用手电筒照亮__________(选填“A′”或“B′”)。
图3
实验
名称
3.探究凸透镜成像规律
实验图:
数据图:
器材
蜡烛、光屏、凸透镜、火柴、光具座
有关
考点
实验设计与过程
(1)凸透镜焦距的测量:①用平行光(或太阳光)垂直照射凸透镜,当光屏承接到最小、最亮的光斑时,该点到凸透镜光心的距离,即为凸透镜的焦距;
②当光屏上承接到等大、倒立的实像时,物(像)距是焦距的2倍;
③根据像距与物距的关系图像(如图乙所示):在曲线上找到纵、横坐标相等的点,该点对应的u(v)是焦距的2倍
(2)调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度的目的:使像成在光屏的中央
(3)选择较暗的实验环境的原因:使实验现象更明显
(4)无论怎样移动光屏都找不到像,可能的原因:
①烛焰在一倍焦距以内(u
(6)光屏上的像的性质:倒立的实像
(7)蜡烛长度变短,光屏上的像会上移;让像重新呈现在光屏中央的调节方法:①将光屏向上调;②将蜡烛向上调;③将透镜和光屏同时向下调
(8)当光屏上成清晰的像时,将蜡烛与光屏互换位置,光屏上仍然成清晰的像(原因:光路可逆)
(9)巧记:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;虚像同侧立,实像异侧倒;物近像远像变大,物远像近像变小;物像总是同向走,像距变大像变大,像距变小像变小
结论
凸透镜成像规律及应用(u表示物距;v表示像距;f表示焦距):
(1)u>2f时,照相机成像原理,成倒立、缩小的实像,像距:f
(3)f2f
(4)u
图4
(1)用图4-甲所示的装置测出凸透镜的焦距为__________cm。
(2)将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧,调节它们的高度,使__________(选填“蜡烛”或“烛焰”)和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,这样做的目的是使像成在__________。
(3)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图4-乙所示时,光屏上出现的像的特点是__________(选填序号)。该成像原理可以应用于__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像
C.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像
(4)保持凸透镜不动,把蜡烛向左移动一段距离,要想在光屏上再次得到清晰的像,应该把光屏向__________(选填“左”或“右”)移动一段距离,像__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)实验得到了凸透镜成像的规律,图5中蜡烛A通过凸透镜不可能形成的像是__________(选填“B”“C”“D”或“E”)。
图5
(6)将近视眼镜镜片放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了。使光屏远离透镜,又能在光屏上看到蜡烛清晰的像,这说明近视眼镜对光线有__________作用。由此可知,在近视眼得到矫正之前,物体的像成在视网膜的__________。
实验
名称
4.探究固体熔化时温度的变化规律
实验装置图:
晶体熔化图像:
甲
非晶体熔化图像:
乙
器材
酒精灯、烧杯、试管、水、铁架台、温度计、冰、石蜡、石棉网、火柴、停表
有关
考点
实验设计与过程
(1)实验器材组装顺序:自下而上
(2)利用“水浴”法加热的好处:使试管中的物质受热均匀,而且物质的温度上升速度较慢,便于及时记录各个时刻的温度
(3)烧杯中水量不宜太多,避免加热时间过长;不宜过少,要求能浸没试管中装的固体,同时试管不能接触烧杯底和侧壁
(4)测量的物理量:温度和加热时间
(5)实验时,温度计的玻璃泡浸没在固体中,不要碰试管底和试管壁,不要拿出来读数
实验交流与分析
(6)烧杯口处“白气”的成因:水蒸气遇冷液化形成的小水珠
(7)晶体熔化(如图甲):熔化前(AB段:固态),物质不断吸热,内能增大,温度升高;熔化时(BC段:固液共存态),物质不断吸热,温度保持在熔点不变,物质的内能增大;完全熔化后(CD段:液态),物质不断吸热,内能增大,温度升高
(8)图甲中,熔化前AB段图线比熔化后CD段图线的倾斜程度大的原因:该物质处于固态时的比热容比处于液态时的比热容小
(9)非晶体熔化(如图乙):无固定熔点,熔化过程一直吸热,温度不断升高,熔化图像一直呈上升趋势
结论
晶体熔化时,吸收热量,温度不变;非晶体熔化时,吸收热量,温度升高
例4 如图6-甲是探究“冰的熔化特点”的实验装置。
图6
(1)实验时,宜选用__________(选填“碎冰块”或“体积较大的冰块”)。
(2)将试管放入装有热水的烧杯中加热,优点是____________。
(3)某时刻温度计的示数如图6-乙所示,是__________℃。
(4)如图6-丙是根据实验数据画出的图像,由此判断冰是__________(选填“晶体”或“非晶体”),该物质在B点时的内能__________(选填“等于”“大于”或“小于”)在C点时的内能,熔化过程经历了__________min。在第10 min,试管里的物质处于____________(选填“固态”“液态”或“固液共存态”)。
(5)实验中发现冰熔化时间过长,请你为此提出一种合理的改进方法______________________。
(6)冰全部熔化后,继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间,发现试管中的水始终不会沸腾,其原因可能是______________________________。
(7)如图7,一同学把冰放入一只烧杯中,未用酒精灯加热,但冰也熔化了。于是他认为冰熔化过程不需要吸热。他的观点是__________(选填“正确”或“错误”)的,理由是____________________________。
图7
实验
名称
5.探究水沸腾时温度的变化特点
实验装置图:
沸腾图像:
器材
水、烧杯、温度计、铁架台、酒精灯、石棉网、火柴、带孔纸板、停表
有关
考点
实验设计与过程
(1)仪器组装顺序:自下而上
(2)温度计原理及使用见第三章“过基础”部分
(3)缩短加热时间的方法:①减少水的质量;②使用初温较高的水;③给烧杯加上带孔的盖子
(4)水沸腾时的特点:吸收热量,温度不变
(5)沸点与气压的关系:液面上方气压高,液体的沸点高;气压低,液体的沸点低。水的沸点低于100 ℃的原因:当地大气压低于标准大气压
(6)加热过程中气泡的特点:沸腾前,气泡越往上越小;沸腾时,气泡越往上越大
(7)烧杯上盖纸板的原因:减少热量的散失,使水在短时间内达到沸点
纸板上留小孔的作用:使烧杯内外的气压相同(否则烧杯内的气压升高,水的沸点升高)
实验交流与分析
(8)图像解读(如图甲):沸腾前,水不断吸热,内能增大,温度逐渐升高;沸腾时,水继续吸热,但温度保持在沸点不变
(9)撤去酒精灯,水中的气泡慢慢消失,而不是马上消失,原因是石棉网的温度仍高于水的沸点,使水持续吸热,继续沸腾
(10)将小明和小红两组实验得到的图像进行比较,水加热至沸腾所需时间不一样的原因:①水的质量不同(如图乙);②水的初温不同(如图丙)
(11)实验中改变水内能的方式:热传递
(12)判断水沸腾时是否需要持续吸热的方法:撤去酒精灯,稍等一会儿,观察水是否继续沸腾
(13)水沸腾的条件:达到沸点,持续吸热
结论
水在沸腾过程中不断吸热,温度保持不变
例5 某小组同学探究水沸腾时的特点。
图8
(1)开始时,小明同学测量水温时的操作如图8-甲所示,此时应将__________(选填“A向上”或“B向下”)调整。
(2)该实验不能使用__________(选填“水银”“煤油”或“酒精”)温度计。(已知水银的沸点为357 ℃,煤油的沸点为150 ℃,酒精的沸点为78 ℃)
(3)刚倒入热水时发现温度计侧壁模糊,很难看清示数,主要原因是热的水蒸气遇到冷的温度计外壁,__________成小水珠附着在上面。
(4)同学们根据自己的实验数据描绘了图像(如图8-乙),不计能量损耗且酒精灯相同,三次实验烧杯中水的质量最大的是__________(选填“a”“b”或“c”)。a、c两组图线不同的原因是水的____________不同。
(5)(2021扬州节选)如图8-丙所示,水沸腾后,A同学移走酒精灯,继续观察;B同学继续加热,观察烧杯中的水和试管中的水。他们的目的都是探究________________________________________。
(6)实验时,从开始加热到水沸腾所用的时间过长。为减少加热时间,下列做法不可行的是________(选填字母)。
A.加大酒精灯火焰
B.用初温较高的水
C.增加烧杯中水量
D.给烧杯加盖
实验
名称
6.探究通电螺线管外部磁场的分布情况
实验装置图:
器材
电源、螺线管、铁棒、小磁针(铁屑)、开关、导线
有关
考点
(1)在螺线管中插入铁棒的作用:增强通电螺线管的磁性
(2)铁屑的作用:反映通电螺线管周围的磁场分布情况
(3)小磁针的作用: 确定某点的磁场方向(小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向)及通电螺线管的极性
(4)改变螺线管中的电流方向,小磁针静止时N极的指向随之改变,说明通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中的电流方向有关
(5)通电螺线管的磁性强弱与螺线管中电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯有关
结论
(1)通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似
(2)通电螺线管两端的极性和螺线管中的电流方向有关
(3)安培定则:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的那端就是螺线管的N极
例6 (2021昆明改编)为了探究磁场,小华做了如下实验。
图9
(1)探究磁体周围的磁场:
①在玻璃板上均匀地撒上一层铁屑,再将玻璃板放在条形磁体上方,然后______________,观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被__________成一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来,如图9-甲所示。
②再在玻璃板上放一些小磁针,小磁针静止时的情况如图9-乙所示,黑色一端表示磁体的N极,某点小磁针__________极所指的方向就是该点的__________方向。
(2)探究通电螺线管周围的磁场:
①把小磁针放在螺线管四周不同的位置,通电后发现小磁针静止时的指向如图9-丙所示,说明通电螺线管外部的磁场跟条形磁体的磁场__________(选填“相似”或“不相似”),图中__________(选填“左”或“右”)端是通电螺线管的N极。
②将电池的正、负极对调,重复上述实验,是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与____________的关系。
③若改变通电螺线管中电流的方向,则通电螺线管周围铁屑分布情况________(选填“改变”或“不改变”)。
④本实验中小磁针的作用(写出两条):________________________;________________________。
(3)小华用导线缠绕铁钉制成了简易的电磁铁甲、乙,并设计了如图10所示的电路。实验中通过电磁铁吸引大头针数目的多少来判定其磁性强弱,这种实验方法称为__________;图中甲电磁铁吸引的大头针数目多于乙电磁铁,由此可知电磁铁的磁性强弱与____________有关;调节滑动变阻器的滑片,可以探究电磁铁的磁性强弱与____________的关系。
图10
实验名称
7.探究什么情况下磁可以生电
器材
蹄形磁体、导体、灵敏电流计、开关、铁架台、导线
有关
考点
实验设计与过程
(1)如右图,实验时应将灵敏电流计、导体串联起来组成闭合回路
(2)该实验中,灵敏电流计的作用:①判断是否产生感应电流;②判断感应电流的大小和方向。这里用到的物理方法是转换法
(3)控制变量法的应用:①探究感应电流的方向与导体切割磁感线的方向以及磁场方向的关系;②探究感应电流的大小与导体切割磁感线的速度以及磁场强度的关系
(4)导体在磁场中运动时,灵敏电流计的指针不偏转的原因:①开关没闭合;②导体没有切割磁感线;③感应电流太小
(5)要使指针的偏转更明显,可采取的措施:更换灵敏度更高的电流计;增大导体切割磁感线的速度;更换磁性更强的磁体;用多匝线圈代替导体
实验拓展
(6)改变感应电流方向的方法:只改变导体切割磁感线的方向;只改变磁场的方向(若同时改变导体切割磁感线的方向和磁场的方向,感应电流的方向不变)
(7)实验过程中的能量转化:机械能转化为电能
(8)应用:发电机、动圈式话筒等
结论
(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流
(2)感应电流的方向与磁场方向、导体切割磁感线的方向有关
(3)感应电流的大小与磁场强弱、导体切割磁感线的速度有关
例7 (2021淮安改编)如图11所示是“探究感应电流产生的条件”的实验装置。
图11
(1)实验中,导体棒AB的材料可能是__________(选填“铁”或“铝”)。
(2)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断____________。
(3)闭合开关,实验探究过程记录如下表所示:
次数
导线棒AB在磁场中的运动情况
是否有感应电流
1
静止
无
2
沿磁场方向运动(不切割磁感线)
无
3
做切割磁感线运动
有
根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做____________运动。在该运动过程中,主要将机械能转化为__________能,导体棒AB在电路中的作用相当于__________。
(4)某同学在进行实验时,发现现象不太明显,请你提出一条改进的措施________________________________________________________________________
________________。(从实验装置或操作过程方面说出一条即可)
(5)磁场方向和切割磁感线的方向同时改变,灵敏电流计指针偏转的方向__________(选填“改变”或“不改变”)。
(6)若将此装置中的灵敏电流计换成电源,可进一步探究__________(选填“发电机”或“电动机”)的工作原理。
类型 力学重点实验
实验名称
1.测量物体的平均速度
器材
斜面、木块、金属片、小车、停表、刻度尺
有关考点
实验设计与过程
(1)实验原理:v=;实验装置如右图所示;用刻度尺测量路程,用停表测量时间
(2)长度测量:刻度尺的使用与读数见第一章“过基础”部分
(3)时间测量:始末时间相减
(4)金属片的作用:确定终点在同一位置;便于测量小车运动的时间
(5)斜面的倾角不宜过大,也不宜过小:倾角过大,小车滑行太快,不易测量时间;倾角过小会造成各阶段平均速度太接近
(6)小车从斜面顶端运动到底端的过程不是匀速直线运动
(7)在测小车的运动距离时,要“头对头”或“尾对尾”测量
(8)测量过程中不可改变斜面的倾角
(9)多次测量的目的:求速度的平均值,减小实验误差
实验误差分析及评估
(10)操作问题分析:①小车撞上金属片后才停止计时,导致时间测量值偏大,测得的平均速度偏小;
②小车从斜面顶端没有由静止释放,导致时间测量值偏小,测得的平均速度偏大;
③测小车的运动距离时,若测的是起点车尾到终点车头的距离,则距离测量值偏大,导致测得的平均速度偏大;若测的是起点车头到终点车尾的距离,则距离测量值偏小,导致测得的平均速度偏小;
④如果小车未开始运动就提前计时,则测得的平均速度会偏小;如果小车过了起点才开始计时,则测得的平均速度会偏大
例1 在“测量平均速度”的实验中,装置如图1所示,将小车从斜面上端A点由静止释放,用电子表记录小车的运动时间,图中方框内的数字是电子表的显示(数字分别表示“时:分:秒”)。
图1
(1)小车在下滑的过程中,受____________(选填“平衡力”或“非平衡力”)作用,AC段长为__________cm,全程的平均速度是__________km/h。
(2)实验中可以发现vBC__________(选填“>”“<”或“=”)vAB。
(3)如果小车还没有到C位置就停止计时,则会使所测AC段的平均速度__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”),原因是___________________________________ _______________。
(4)实验时,为了使小车在斜面上运动的时间长些,可以___________________________。
(5)实验时观察到,小车沿斜面顶端下滑到斜面底端的运动是________(选填“匀速”或“变速”)直线运动,小车的重力势能________,动能________。(后两空均选填“增大”“不变”或“减小”)
(6)图2中能够正确反映小车运动情况的是__________(选填字母)。
图2
实验
名称
2.测量物体的密度
实验装置图:
(1)测量固体密度:
甲
(2)测量液体的密度:
乙
器材
托盘天平、砝码、镊子、量筒、烧杯、水、待测物体、待测液体
有关
考点
实验设计与过程
(1)实验原理:ρ=
(2)天平的使用:①天平要放在水平桌面上;②调平:先将游码归零,再看分度盘指针,调平衡螺母:左偏右调,右偏左调,使指针指在分度盘中央;③左物右码,镊子取砝码;④测量过程中,不可调平衡螺母
注意:①加减砝码要按从大到小的顺序;
②若不加最小的砝码,指针偏左,加最小的砝码,指针偏右,那么应该取下最小的砝码,向右移动游码,直到天平平衡
(3)天平读数:物体的质量=右盘砝码总质量+游码左侧对应的刻度
(4)量筒读数:注意分度值的大小及单位,无需估读
(5)测量液体密度时,遵守“先测全部,再倒一部分”的操作方法(如图乙)
(6)多次测量的目的:减小实验误差
实验分析与评估
(7)误差分析:若质量测量正确,体积偏小(大),则密度偏大(小);若体积测量准确,质量偏大(小),则密度偏大(小)
Ⅰ.仪器使用不规范导致的测量偏差:
①测量前天平调平衡时游码没有归零:测得的质量偏大;
②物体与砝码的位置颠倒且移动了游码:测得的质量偏大;
③砝码生锈或粘上污物:测得的质量偏小;
④砝码磨损或缺角:测得的质量偏大;
⑤天平的左盘或右盘缺一个角:测得的质量准确;
⑥量筒读数时:仰视使测得的体积偏小,俯视使测得的体积偏大
Ⅱ.实验方案及操作不合理引起的测量偏差(测固体密度):
①先测体积后测质量:物体沾水导致质量测量值偏大;
②排水法测体积时有水从量筒中溅出:体积测量值偏小;
③用溢水杯排水测体积时溢水杯未装满水:体积测量值偏小;
④吸水性固体直接利用排水法测量体积:体积测量值偏小
Ⅲ.实验方案及操作不合理引起的测量偏差(测液体密度):
①先测液体的体积,再分别测出空烧杯及烧杯与液体的总质量:由于量筒上残留了少量液体,使测得的质量偏小;
②先测空烧杯的质量,再测烧杯与液体的总质量,最后测全部液体的体积:由于烧杯壁上残留少许液体,使测得的体积偏小;
③将部分液体从烧杯倒入量筒时有液体洒出:测得倒入量筒中的液体的质量偏大
(8)减小误差:选取合适的仪器并正确使用;设计合理的实验步骤
(9)天平使用中常见的错误:
①在调节天平平衡时,调节平衡螺母前,未将游码调到标尺左端的零刻度线处;
②物体和砝码的位置放反了;
③用手直接拿取砝码;
④在测量质量的过程中,调节平衡螺母
例2 小明所在的物理兴趣小组练习测量物体的密度。
(1)小明首先用天平和量筒测量一块矿石的密度:
图3
①将托盘天平放在__________台面上,游码移至标尺左端零刻度线处,发现指针位置如图3-甲所示,此时应向__________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使指针静止时指在分度盘的中央,接着他就用调节好的天平进行实验。
②天平调节平衡后,小明按照图3-乙所示的方法来称量矿石的质量,请指出其中的错误:____________________________________。(写出一条即可)
③把这块矿石放入装有20 mL水的量筒后,量筒内水面位置如图3-丙所示,若按照a所示方法读数,则会导致所测的密度值__________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
④同组的小红用另外一种方法来测量矿石的密度,她设计了如下的实验方案:
A.先用天平测出矿石的质量为m1;
B.如图4所示,将矿石放入烧杯中,加入适量的水浸没矿石,在杯壁液面到达的位置作标记,用天平测出总质量为m2;
C.将矿石从水中取出,向烧杯中加水到标记处,再用天平测出此时水和烧杯的总质量为m3。
则所测矿石的密度表达式为ρ=__________(水的密度为ρ水)。若在步骤C中,考虑取出的矿石带有水,则这一因素会导致矿石密度的测量结果__________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
图4
(2)小明同学发现他家种植的某品种西瓜很甜,想测量一下该品种西瓜榨出的西瓜汁的密度。实验步骤如下:
图5
A.将空烧杯放在调好的天平上,测出其质量为40 g;
B.在烧杯中倒入适量的西瓜汁,将其放在天平左盘上,在右盘内添加砝码并移动游码,天平平衡时,砝码质量及游码位置如图5-甲所示,则烧杯和西瓜汁的总质量为__________g;
C.将烧杯中的西瓜汁全部倒入量筒中,如图5-乙所示,量筒中西瓜汁的体积为__________mL;
D.用上述测得的数据计算出西瓜汁的密度为__________kg/m3。
①小明分析:由于烧杯中西瓜汁有残留,会使密度的测量结果__________(选填“偏大”或“偏小”);他思考后认为,只要将实验步骤的顺序稍作调整,就能使测量结果更准确,你认为他改进后的实验步骤的顺序是__________。
②小明提出另一种测量西瓜汁密度的方案,器材有弹簧测力计、金属块、水和两个烧杯。简要步骤如下:
a.分别往两个烧杯中装适量的水和西瓜汁;
b.将金属块挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计示数记为F1;
c.将挂着的金属块浸没在水中(未接触烧杯),静止时弹簧测力计示数记为F2;
d.将挂着的金属块浸没在西瓜汁中(未接触烧杯),静止时弹簧测力计示数记为F3;
e.西瓜汁的密度ρ西瓜汁=__________(用ρ水及测得的物理量表示)。
实验
名称
3.探究阻力对物体运动的影响
实验装置图:
器材
小车、斜面、刻度尺、水平木板、毛巾、棉布
有关
考点
实验设计与过程
(1)使小车从同一斜面同一高度由静止自由下滑的目的:使小车到达水平面时具有相同的速度
(2)改变小车受到的阻力的大小的方法:在水平木板上铺不同材料的物体,改变水平接触面的粗糙程度
(3)转换法的应用:通过观察比较小车在水平面上运动距离的远近来判断阻力对物体运动的影响。阻力越小,速度减小得越慢,小车运动得越远
(4)控制变量法的应用:控制小车到达水平面的速度相同,改变水平面的粗糙程度
(5)科学推理法的应用:小车运动到水平面上时,若不受阻力,它将做匀速直线运动
(6)小车在水平面上最终停下来的原因:受到阻力作用
(7)小车运动到斜面底端后继续运动的原因:小车具有惯性
实验分析与评估
(8)若小车运动到水平木板上,最终冲出了木板,实验改进方法:①更换材料相同,长度更长的木板;②降低小车从斜面上滑下的高度,重新实验
(9)小车从斜面上滑下,其能量转化情况:重力势能转化为动能和内能,机械能减小
(10)该实验装置还可以探究:①重力势能与高度的关系;②动能大小与速度的关系
结论
在水平面上运动的物体受到的阻力越小,运动的距离越远;如果运动的物体不受阻力,物体将一直保持匀速直线运动状态
例3 如图6是探究“阻力对物体运动的影响”的实验。让小车先后在铺有毛巾、木板和玻璃板的水平面上滑行,最后所停的位置分别如图中的小旗1、2、3所示。
图6
(1)实验中,小车的“阻力”主要是通过改变____________________来实现的;为了使小车滑到斜面底端时的速度相同,实验时应让小车从同一斜面的__________(选填“不同”或“相同”)位置由静止滑下。
(2)由图6可知,小车受到的阻力越小,小车运动的距离__________。本实验通过比较小车在水平面上运动距离的远近来比较阻力对物体运动的影响,这种研究方法叫__________。
(3)推理得出:若水平面足够光滑,小车不受阻力,运动的小车将在水平面上做__________运动。上述实验结论是在分析实验现象的基础上经过科学推理得出的。下列实验中得出实验结论的过程与该实验相同的是__________(选填字母)。
A.利用刻度尺和停表测量物体的速度 B.利用真空罩探究声音的传播需要介质
C.利用光具座探究凸透镜成像规律 D.探究影响滑动摩擦力大小的因素
(4)由上述实验推理可知:力不是维持物体运动的原因,而是__________物体运动状态的原因。
(5)实验中,小车在木板、玻璃板上克服阻力做的功W1__________W2,功率P1__________P2。(均选填“>”“<”或“=”)
(6)小明添加了一个木块来做“探究物体动能的大小是否与物体运动速度有关”的实验,接下来他应该将小车放在同一个斜面的__________高度,由静止自由滑下撞击放在水平面同一位置上的__________木块。(均选填“相同”或“不同”)
实验
名称
4.探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关
实验装置图:
丁
器材
弹簧测力计、长方体木块、砝码、长木板、毛巾
有关
考点
实验设计与过程
(1)原理:二力平衡
(2)用弹簧测力计水平匀速拉木块的原因:使弹簧测力计对木块的拉力的大小等于木块受到的滑动摩擦力的大小
(3)控制变量法的应用:①探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系时控制接触面的粗糙程度不变,改变压力大小(如图甲、乙所示),观察弹簧测力计的示数变化;
②探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系时控制压力大小不变,改变接触面的粗糙程度(如图甲、丙所示),观察弹簧测力计的示数变化
(4)实验表格:表头包含实验次数、压力大小、接触面材料、弹簧测力计的示数
实验分析与评估
(5)实验改进:实验中很难控制木块匀速运动,可改进实验方案,如丁图中(a)或(b)所示,拉动长木板时无需保持匀速运动
(6)滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关:使木块平放、侧放,用弹簧测力计水平匀速拉动,观察弹簧测力计示数是否变化
(7)写实验结论时,注意加上控制条件:“当……一定时,……”
结论
(1)当压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(2)当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大
(3)滑动摩擦力的大小与运动速度大小、接触面积大小无关
例4 在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小平完成了如图7所示的甲、乙、丙三次实验。测量滑动摩擦力时,小平用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平方向做匀速直线运动。
图7
(1)甲实验中木块受到的摩擦力为________N,如果水平拉动木块向右做加速运动,木块受到的摩擦力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)比较甲、乙两次实验数据,弹簧测力计的示数F1<F2,由此可初步得出结论:____________________________________________________________。
(3)比较甲、丙两次实验数据,________(选填“能”或“不能”)得出滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关的结论,判断依据是______________________________。
(4)在图乙实验过程中,砝码________(选填“受”或“不受”)摩擦力。
(5)下列实例中应用的原理可用甲、乙两次实验验证的是________(选填字母)。
A.鞋底凹凸不平的花纹
B.自行车刹车时捏紧刹车闸
C.高速公路对汽车限速
(6)在实验交流的过程中,小平发现有同学将该实验装置改成了如图8所示的实验装置:将水平放置的弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块放在长木板上,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,这样改进后的优点是______________________________________。
图8
实验
名称
5.探究压力的作用效果与什么因素有关
实验装置图:
器材
小凳子、砝码、海绵(沙子)
有关
考点
实验设计与过程
(1)压力的作用效果:使物体发生形变
(2)选用海绵的原因:海绵容易发生形变,压力的作用效果比较明显。可以代替海绵的物品:沙子、橡皮泥、气球等
(3)转换法的应用:通过被压物体的凹陷程度来反映压力的作用效果
(4)控制变量法的应用:①探究压力的作用效果与压力大小的关系时控制受力面积不变,改变物体所受压力的大小(如图甲、乙所示);
②探究压力的作用效果与受力面积的关系时控制压力大小不变,改变物体受力面积的大小(如图乙、丙所示)
(5)若将图丙中的小凳子放在木板上,则木板受到的压强与图丙中海绵受到的压强相等,能否用木板代替海绵?(不能,原因是木板形变太小,无法对比压力的作用效果)
结论
(1)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
(2)压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
例5 如图9所示,某小组在做“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。
图9
(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在以下实验中没有用到的是______(选填字母)。
A.通过观察灯泡的亮度判断电路中电流的大小
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)通过比较图甲和图乙两次实验,探究压力的作用效果与____________的关系;通过比较图乙和图丙两次实验,可以得出结论:____________________________________ ____________________。这种实验方法是____________法。
(3)此实验________(选填“能”或“不能”)用硬纸板代替海绵,原因是______________________________。
(4)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析认为静止在水平桌面上的物体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对____________力;它受到的重力与桌面对它的支持力是一对________力。
(5)利用身边的物品也可以进行简单的实验探究,为了探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,小亮利用一堆沙子和一满瓶矿泉水进行了实验探究。
①如图10所示,小明将矿泉水分别正立和倒立放在沙子上,其目的是控制__________大小相同,改变受力面积的大小。从实验中得出的结论:___________________________ ___________________________。
②为探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,在乙实验的基础上,他接下来的操作是__________________________,然后将矿泉水瓶__________(选填“正立”或“倒立”)放在沙子上进行比较。
图10
实验
名称
6. 探究浮力的大小与什么因素有关
实验装置图:
数据图像:
器材
弹簧测力计、铁块a、铁块b(a、b质量相同,形状不同)、细线、烧杯、水、盐水
有关
考点
实验设计与过程
(1)实验原理:F浮=G-F示
(2)控制变量法的应用:(可能的影响因素有排开液体的体积、液体密度、浸没深度、物体的形状等)
①比较B、C两图,探究浮力的大小与排开液体体积的关系
②比较C、E两图,探究浮力的大小与液体密度的关系
③比较C、D两图,探究浮力的大小与物体浸入液体的深度的关系
④比较C、F两图,探究浮力的大小与物体的形状的关系
数据分析与处理
(3)拉力与物体浸入深度的关系:F示-h图像,如图甲
浮力与物体浸入深度的关系:F浮-h图像,如图乙
(4) ①物体的密度:物体的重力为G,浸没在水中时弹簧测力计的示数为F,则物体的体积V==,物体的密度ρ物== ρ水
②液体的密度:物体浸没在水中时弹簧测力计的示数为F水,浸没在某液体中时弹簧测力计的示数为F液,由于物体的体积不变,则=,液体的密度
ρ液= ρ水
结论
(1)物体受到的浮力与液体的密度、排开液体的体积有关,与物体的形状、浸入液体的深度无关
(2)液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大
(3)物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大
例6 如图11是探究浮力的大小与哪些因素有关的实验操作:
图11
(1)如图A、B所示,可求得物体浸在水中时(图B)所受的浮力是__________N。
(2)由图A、B、C可知:浸在同种液体中的物体受到浮力的大小与________________有关。
(3)由A、C、D三图可知:浸没在同种液体中的物体受到浮力的大小与物体浸入的深度__________关。
(4)由__________三图可知:浸没在不同液体中的同一物体所受的浮力大小与液体的密度有关,由数据可得出结论:液体的密度越大,物体浸没在液体中受到的浮力__________。
(5)根据图中实验数据可得物体的密度为__________g/cm3,盐水的密度为__________g/cm3。
实验
名称
7.探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
实验装置图:
器材
弹簧测力计、物体、细绳、溢水杯、水、小桶、其他液体
有关
考点
实验设计与过程
(1)原理:测量浮力大小F浮=G物-F示;测量排开水的重力G排=G总-G桶
(2)溢水杯的使用:溢水杯中的水应达到溢水口,以保证物体排开的水全部流入小桶(否则会导致排开水的重力偏小)
(3)实验步骤:①测空桶的重力G桶;②溢水杯装满水,空桶置于溢水杯口下方;③测物体的重力G物;④将物体浸没在溢水杯的水中,读出弹簧测力计的示数F示;⑤测排开的水与小桶的总重力G总
(4)比较G物-F示与G总-G桶的大小,可得浮力的大小与排开水所受重力的关系
(5)更换液体多次测量的目的:使实验结论具有普遍性(得出普遍规律)
实验分析与评估
(6)测量顺序如图所示(或③①②④⑤),应先测空桶和物体的重力,否则会造成实验误差
(7)误差分析:①若先将物体浸入水中读出弹簧测力计的示数,再测物体的重力,则所测物体重力偏大,浮力偏大;②若先测小桶和排开水的总重力,再测小桶的重力,则所测小桶的重力偏大,导致测得排开水的重力偏小;③若水面未达到溢水口,就将物体浸没在水中,会导致溢出的水偏少,计算出的G排偏小
结论
浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体所受的重力
例7 (原创)某实验小组按照如图12所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为________N。
(2)石块排开的水所受的重力可由________两个步骤测出。
(3)由以上步骤可以初步得出结论:浸在水中的物体受到的浮力等于________________。
图12 图13
(4)为了得到更普遍的结论,下列操作不合理的是________(选填字母)。
A.用原来的方案和器材多次测量
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)根据图12中提供的实验数据,计算出石块的体积为________m3,石块的密度为________kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(6)另一实验小组在步骤丙的操作中,只将石块的一部分浸入水中,其他步骤操作均正确,那么________(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
(7)完成上述实验后,小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用细绳挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图13所示。在铝块浸入水中的过程中,电子秤的读数将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(8)做完上述实验后,实验小组又利用一个弹簧测力计和一个铁块(密度为7.9 g/cm3)制作了一个测定液体密度的装置,如图14所示,已知水、酒精、浓盐水的密度如下表所示,实验步骤如下:
图14
①首先测得铁块的重力为7.9 N;
②将铁块浸没在待测液体中,弹簧测力计的示数为6.9 N;
则待测液体可能是__________(选填“水”“酒精”或“浓盐水”)。
液体
水
酒精
浓盐水
密度(kg/m3)
1.0×103
0.8×103
1.2×103
实验
名称
8.探究动能大小与哪些因素有关
实验装置图:
器材
带斜面的木板、质量不同的钢球、木块、刻度尺等
有关
考点
实验设计与过程
(1)实验通过钢球推动木块移动的距离来反映钢球动能的大小;木块移动的距离越大,钢球的动能越大;此处使用的实验方法是转换法
(2)钢球到达水平木板时的速度大小与钢球的初始高度有关,与钢球的质量无关
(3)控制变量法的应用:①探究动能的大小与速度的关系时,控制钢球质量相同,使钢球从斜面不同高度释放(目的是使钢球到达水平面时获得不同的速度);②探究动能大小与质量的关系时,改变钢球的质量,控制钢球从斜面的同一高度释放(目的是使钢球到达水平面时有相同的速度)
(4)实验时,若木块被推出水平木板,应采取的措施是更换更长的水平木板(或降低钢球从斜面上释放的高度),重新实验
实验拓展
(5)木块最终停下的原因:木块受到摩擦力的作用
(6)推理:若水平木板绝对光滑且足够长,则木块将一直做匀速直线运动
(7)能量转化:钢球从斜面上滚下,重力势能转化为动能和内能;钢球随木块在水平面上由运动到静止,动能转化为内能
结论
(1)当质量一定时,物体的速度越大,动能越大
(2)当速度一定时,物体的质量越大,动能越大
例8 如图15所示,某小组在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面上某处由静止释放,撞击同一水平面上(水平面的粗糙程度相同)的同一木块,木块移动一段距离后静止。
图15
(1)实验探究的是小球的动能,其动能大小是通过__________________(选填“小球所处的高度”或“木块移动的距离”)来反映的。
(2)分析比较__________两次实验,可得到结论:质量相同的物体,速度越大,动能越大。
(3)分析甲、丙两次实验可得出结论:_________________________________________ _________。
(4)小华利用如图16所示的实验装置探究物体的动能大小与质量和速度的关系:
图16
实验次数
钢球质量/g
钢球下摆高度/cm
木块滑行距离/cm
1
20
20
30
2
40
20
58
3
60
20
88
①本实验使钢球获得动能的操作方法是______________________________;
②从表中数据可以看出,让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到达竖直位置的__________相同,从而探究动能与__________的关系;
③由上述实验数据和现象可得出结论:_______________________________________ _________________________________。
(5)在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后,有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下,刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑,小华设计了如图17所示的实验:让质量不同的小球A、B同时从同一光滑斜面的同一高度由静止开始滚下,观察和比较两球相对运动的情况,若B球相对于A球__________(选填“运动”或“静止”),就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
图17
实验
名称
9.探究杠杆的平衡条件
实验装置图:
器材
杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台
有关
考点
实验设计与过程
(1)使支点在杠杆的几何中心的目的:避免杠杆自身重力对杠杆平衡的影响
(2)调节杠杆在水平位置平衡的目的:便于测出力臂的大小
(3)调节杠杆平衡时,“左高左调,右高右调”,在实验过程中不再调节平衡螺母
(4)用弹簧测力计代替杠杆一侧的钩码的好处:能直接读出拉力大小
(5)多次实验的目的:使实验结论具有普遍性
实验分析与评估
(6)保持杠杆水平平衡,当由竖直拉弹簧测力计变为斜拉弹簧测力计时,弹簧测力计的示数变大,因为拉力的力臂变小了(如图丁)
结论
动力×动力臂=阻力×阻力臂
例9 小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中,进行如图18所示的操作(杠杆上相邻两格之间距离相等)。
图18
(1)调节平衡螺母使杠杆在水平位置静止的目的是__________________。
(2)杠杆水平平衡后,小明在如图18-甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上__________个钩码,使杠杆在水平位置平衡。
(3)如图18-乙所示,若小明在杠杆A位置悬挂3个重力均为0.5 N的钩码,在C位置用竖直向上的拉力F拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,则拉力的大小为__________N。
(4)在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂。小明多次实验并把数据记录在下表中。
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1
10
0.5
20
2
2
10
1
20
3
2
20
4
10
小明根据以上实验数据得出杠杆的平衡条件是_______________________ _________________。
(5)本实验中,多次实验的目的是________________________________________。
(6)如图18-丙所示,杠杆处于平衡状态,此时弹簧测力计的示数________(选填“大于”“等于”或“小于”)6 N,原因是________________________________________。
(7)与图18-丙中的杠杆的类型相同的是____________(选填“托盘天平”“核桃夹”或“筷子”)。
(8)如图18-丁所示,杠杆现处于水平平衡状态,下列情况中杠杆还能保持水平平衡的有__________(选填字母)。
A.左右两边钩码各减少一个
B.左右两边钩码各减少一半
C.左右两边钩码各向外移动一格
D.左边钩码组再加一个钩码,右边钩码组向右移动一格
类型 电学重点实验
实验
名称
1.探究串、并联电路的电流、电压规律
探究电流规律的电路图:
探究电压规律的电路图:
器材
电流表、电压表、电源、开关、两规格不同的小灯泡、导线
有关
考点
(1)画电路图或连接实物图
(2)连接电路时的注意事项(开关断开;电流表与被测元件串联,电压表与被测元件并联;电流表和电压表中电流均为“正进负出”)
(3)电流表、电压表量程的选择(试触法)
(4)电流表、电压表的分度值及读数
(5)电路故障分析:①串联电路中:若灯L1亮、L2不亮,则灯L2短路;若两灯都不亮,则发生断路,断路位置可用电表判断(将电压表或电流表分别并联在灯L1、L2两端,有示数的地方发生断路); ②并联电路中:若灯L1亮、L2不亮,则灯L2断路;并联电路若发生短路,电源会被烧坏,并联电路一定不能发生短路现象
(6)电表异常分析:①闭合开关前,电表指针偏转一定角度,应进行的实验操作是电表调零;②闭合开关后,电表指针反向偏转,说明电表正、负接线柱接反了;③闭合开关后,电表指针正向偏转角度过小,说明电表量程选择过大;④闭合开关后,指针超过最大刻度线,说明电表量程选择过小
(7)改变电源电压或更换不同规格的小灯泡多次实验的目的:排除实验的偶然性,使结论具有普遍性
(8)实验评价、数据分析及实验改进方案
结论
(1)串联电路:串联电路中电流处处相等;串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和
(2)并联电路:并联电路中干路电流等于各支路电流之和;各支路两端的电压相等
例1 小红用如图1-甲所示的电路来探究串联电路的电流规律。
图1
(1)实验中最好选择规格__________(选填“相同”或“不相同”)的小灯泡。
(2)连接电路时,小红刚连完最后一条导线,灯L1、L2就亮了。她在实验操作中的不当之处是______________________________。
(3)她先把电流表接在a处,闭合开关后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动。故障的原因可能是______(选填字母)。
A.某段导线断开 B.某接线柱处接触不良 C.某灯泡被短路 D.电流表被烧坏
(4)她排除故障后,重新闭合开关,电流表的指针指示的位置如图1-乙所示,则所测的电流值为________A。
(5)她测量了a、b、c三处的电流,随后又进行了多次实验,其中一次实验的测量数据如下表,在分析数据时,发现三处的测量值有差异,下列分析正确的是________(选填字母)。
Ia/A
Ib/A
Ic/A
0.16
0.15
0.14
A.可能是因为测量误差
B.是因为没有对电流表调零
C.串联电路中各处的电流本来就不等
D.电流从电源正极流向负极的过程中电流越来越小
(6)若闭合开关后灯L1的亮度比灯L2的亮度大,则下列说法正确的是________(选填字母)。
A.通过灯L1的电流较大,所以灯L1更亮
B.电流从电源正极出来先通过灯L1,所以灯L1更亮
C.两灯中的电流相等,亮度不同是因为两灯的规格不同
(7)若闭合开关后,小红发现灯L1发光,灯L2不发光。对此现象,有以下几种猜想:①灯L2的灯丝断了;②灯L2的灯座短路;③灯L2也工作,但灯L2中的电流比灯L1中的电流小。以上猜想中正确的是________(选填序号)。
(8)下表是小红实验中测得的三组数据,由表格数据可得出结论:_________________ _____________。
实验序号
Ia/A
Ib/A
Ic/A
1
0.3
0.3
0.3
2
0.4
0.4
0.4
3
0.2
0.2
0.2
例2 在探究并联电路电流规律的实验中,如图2-甲是实验的电路图。
图2
(1)连接电路时开关应__________,电流表应__________(选填“串联”或“并联”)在被测电路中。
(2)图2-乙中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并将电路连接正确,使电路符合要求:L1、L2并联,电流表A1测干路电流,A2测灯L2的电流,开关控制所有用电器。
(3)小明同学在测量A处的电流时,闭合开关前,发现电流表指针位置如图2-丙所示,原因是__________________________;纠正该错误后,闭合开关,发现电流表的指针偏转又如图2-丙所示,原因是__________________________;排除故障后,电流表的示数如图2-丁所示,则电流表的示数为__________A。
(4)下表是另一组的小亮同学在实验中测得的数据,由此得出的实验结论是:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。请指出小亮的探究过程的两点不妥之处:①______________________;②______________________。
A点的电流IA
B点的电流IB
C点的电流IC
0.18 A
0.18 A
0.36 A
(5)小明同学在实验过程中发现:闭合开关时电流表指针迅速偏转较大角度,紧接着指针再偏回一定角度后,示数才稳定下来;同时还发现,闭合开关瞬间灯泡亮度较大,紧接着变暗一点后,亮度才稳定下来。造成这种现象的原因是__________________________ ________________________。
例3 如图3-甲所示,小明同学对串联电路中电压的规律进行了探究。
图3
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择__________(选填“相同”或“不相同”)的小灯泡。
(2)闭合开关,发现L1不发光,L2比较亮,电压表示数为零,则小灯泡L1的故障是__________。
(3)最后,小明按照正确的方法测出了L1、L2、AC之间的电压分别为U1=2.4 V,U2=1.6 V,UAC的示数如图3-乙所示,读出UAC=________V。
(4)小明在表格中记录上述电压数据后,下一步应该做的是__________(选填字母)。
A.分析数据,得出结论
B.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
C.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
(5)在许多实验中都需要进行多次测量,有的是为了找到普遍规律,避免偶然性;有的是为了求平均值以减小误差。下列实验中多次测量的目的与本实验相同的是__________(选填字母)。
A.测量物体的长度
B.伏安法测电阻
C.用天平称量某物体的质量
D.探究影响动能大小的因素
实验
名称
2.探究电流与电压、电阻的关系
电路图:
I-U图像:
I-R图像:
I-图像:
电路改进图:
器材
电流表、电压表、电源、开关、不同阻值的电阻、滑动变阻器、导线
有关
考点
(1)电表量程的选取原则:①电压表:根据被测电阻的最大电压来确定;②电流表:先看各用电器允许通过的最大电流,再根据电源电压和定值电阻的阻值估算电路中的最大电流,取电流小的作为电路电流上限,电流表的量程根据该上限选取
(2)画电路图(如图甲),连接电路时注意开关断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片调至阻值最大处
(3)电表异常分析
(4)滑动变阻器在“探究电流与电压的关系”实验中的作用:保护电路;改变定值电阻两端的电压;在“探究电流与电阻的关系”实验中的作用:保护电路;控制定值电阻两端电压不变
(5)控制变量法的应用:①探究电流与电压的关系时,控制电阻不变(方法:使用定值电阻),移动滑片改变定值电阻两端的电压,记录电压、电流值;②探究电流与电阻的关系时,更换不同阻值的定值电阻,移动滑片控制定值电阻两端电压不变,记录电阻、电流值
(6)在“探究电流与电阻的关系”实验中,更换定值电阻R后进行的操作:闭合开关,调节滑动变阻器(原因是更换电阻后阻值变化导致电压表示数变化);调节R滑的目的:使定值电阻R两端的电压保持不变;调节方向:换大调大(即更换大的电阻,滑动变阻器连入电路中的阻值要调大)
(7)在“探究电流与电阻的关系”实验中,选取滑动变阻器的分析思路:若电源电压为U,定值电阻两端的电压为UR,定值电阻的最大阻值为Rmax,则R滑两端电压为U-UR,由=得,滑动变阻器接入电路的最大阻值R滑max=Rmax,故滑动变阻器的最大阻值大于或等于Rmax。滑动变阻器的选取要注意:①要保证能够完成实验,定值电阻两端的电压能调节到目标值;②在都能完成实验的时候,选择最大阻值较小的滑动变阻器
(8)两实验都进行了多次测量,目的是得出电流与电压、电阻的关系的普遍规律
(9)电路故障分析:见第十七章第1课时“过实验”
(10)实验表格设计:表格一包含实验次数、电压、电流;表格二包含实验次数、电阻、电流
(11)数据处理:根据实验数据,描点,作出I-U图像和I-R图像,如图乙、丙所示
(12)探究电流与电压关系的实验中,得出“电阻一定时,电流随电压增大而减小”的结论的原因:将电压表并联在了滑动变阻器两端
反思与拓展
(13)在“探究电流与电压的关系”时,能否将定值电阻更换为小灯泡?(不能,该实验需控制电阻不变,而小灯泡的电阻随温度的变化而变化)
(14)若要更直观地反映I与R的关系,如何改进坐标图?(将横轴R改为,如图丁)
(15)实验改进:设计一个不需要每次都更换电阻的电路图(如图戊所示)
(16)此实验装置还能完成的实验(测量定值电阻的阻值、测电功率
结论
(1)导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(2)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
例4 小明同学利用一个定值电阻、滑动变阻器A(“10 Ω 1.5 A”)、滑动变阻器B(“30 Ω 1.5 A”)、电源(已知电压恒为5 V)、电压表、电流表、导线、开关等器材,进行了“探究电流与电压关系”的实验。
图4
(1)如图4是小明连接的实物电路,检查发现电路中有一根导线连接错误,请在图中连接错误的那根导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)改正后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表无示数,电压表始终满偏,若电路只有一处故障,其故障是________________。
(3)排除故障后继续进行实验。调节滑动变阻器时,眼睛要看着__________(选填“电流表”或“电压表”)。小明记录的实验数据如下表。分析可知,实验中所用定值电阻的阻值为__________Ω,通过定值电阻的电流与其两端的电压成__________。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
(4)结合所测数据分析,本实验所用滑动变阻器应选__________(选填“A”或“B”)。
(5)如果想利用该实验电路探究电流与电阻的关系,还需要添加的器材有____________________。
例5 小明用如图5-甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压为3 V,有4个阻值不同(5 Ω、10 Ω、15 Ω、25 Ω)的定值电阻R供选用,滑动变阻器RP的规格为“10 Ω 1 A”。
图5
实验序号
R/Ω
I/A
①
5
②
10
0.2
③
15
0.14
(1)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移到最__________(选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关后,小明发现电流表、电压表示数均为零,他将一根导线的一端接电源正极,另一端依次试触a、b、c、d各接线柱,仅当接触d时,电压表有示数且为3 V,电流表示数不为零,经进一步检查,各接线处均完好,则电路中的故障是________________________。
(3)排除故障并将问题元件进行同规格更换,当R的阻值为5 Ω时,闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,此时电流表示数如图5-乙所示,该示数为__________A;接着将R的阻值换成10 Ω,向__________(选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片,以保持电压表的示数不变。
(4)由三次实验数据可得:电压一定时,电流与电阻成__________。
(5)三次实验中滑动变阻器RP的最大功率为__________W。
(6)接着将25 Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片都不能使电压表的示数为2 V,如果只更换电源,为顺利完成实验,则更换的电源的最大电压值为__________V。
实验
名称
3.伏安法测电阻
电路图:
I-U图像:
器材
电流表、电压表、电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、导线
有关
考点
(1)实验原理:R=
(2)画电路图或连接实物电路
(3)连接电路时的注意事项:①连接电路和拆除电路时,开关应断开;②闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处;③实验前,应先进行试触,同时观察电表工作是否正常
(4)电流表、电压表的使用与读数
(5)表格设计:表头包含U/V、I/A、R/Ω和平均电阻
/Ω
(6)滑动变阻器的作用:保护电路;改变定值电阻两端的电压和通过它的电流
(7)多次测量求平均值的目的:减小实验误差
(8)电路故障分析;根据I-U图像计算电阻
实验拓展
(9)若将定值电阻更换成小灯泡,可探究小灯泡的电阻随温度变化的规律
(10)测小灯泡的电阻时,能否求平均值?(不能,原因是小灯泡的阻值随温度的变化而变化,求平均值无意义)
例6 小飞要测量标有“2.5 V”字样的小灯泡的电阻,小灯泡正常发光时的电阻约为8 Ω,电源电压为 6 V。
图6
(1)为使实验数据更精确,电流表应选择____________(选填“0~0.6 A”或“0~3 A”)的量程。
(2)用笔画线代替导线,将图6-甲中的实物电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片P向右滑动时,小灯泡变亮;导线不允许交叉)
(3)此实验的原理是________。闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应移到最______(选填“左”或“右”)端。
(4)若小飞接完最后一根导线时,电流表、电压表就有示数了,则他在连接电路中存在的问题是__________________________。
(5)若闭合开关S后,发现小灯泡不亮,电压表的示数为0 V,电流表有示数,产生这种现象的原因是__________________________________。
(6)以上故障排除后,再闭合开关S,发现小灯泡仍不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来他应进行的操作是________________________________________________________ __________。
(7)为了测得小灯泡正常发光时的电阻,他闭合开关S后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P的同时,眼睛观察__________(选填“电流表”或“电压表“)示数的变化,当电压表的示数如图6-乙所示时,小灯泡两端的电压为________V。若要测得小灯泡正常发光时的电阻,应________(选填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值,直至观察到______________________,表明小灯泡正常发光,此时电流表示数如图6-丙所示,则小灯泡正常发光时的阻值约为________Ω(保留一位小数)。
(8)调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐减小,会发现小灯泡变暗直至完全不发光。可以猜想此过程中灯丝的温度________(选填“升高”“不变”或“降低”)。
(9)在实验中调节滑动变阻器的目的是________________________________________ __________________。
(10)小飞认为可以利用上述器材和电路来探究电流与电压是否成正比。小飞的观点是否正确?__________,理由是______________________________。
实验
名称
4.伏安法测量小灯泡的电功率
实验电路图:
I-U图像:
器材
电流表、电压表、电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、导线
有关
考点
(1)实验原理:P=UI;电路图如图所示
(2)连接电路注意事项;画电路图或连接实物电路:①根据电路图连接实物电路;②根据要求连接实物电路;③改正实物电路错误接线
(3)电流表、电压表的使用和读数;电路故障分析
(4)滑动变阻器的作用:①调节小灯泡两端的电压;②保护电路
(5)多次测量的目的:探究小灯泡的亮度与小灯泡电功率的关系
(6)设计表格:表头应包含小灯泡的电压/V、小灯泡的电流/A、小灯泡的功率/W、小灯泡的亮度
(7)能否对测得的电功率求平均值?(不能,原因是小灯泡的实际功率随电压的改变而改变)
(8)测量小灯泡的额定功率的步骤:闭合开关,调节滑片使小灯泡两端的电压等于额定电压, 读出小灯泡的额定电流
(9)根据数据描绘出小灯泡的I-U图像如图所示;总结实验结论
实验拓展
(10)测量家用电器的电功率的方法:电能表测消耗的电能,秒表测时间
(11)若小灯泡不亮,电压表和电流表均有很小的示数,则说明电路没有故障,小灯泡不亮是因为小灯泡的实际功率太小,应将滑动变阻器的滑片向阻值变小的方向移动
结论
(1)小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
(2)小灯泡两端的电压不同,小灯泡的实际功率不同
例7 在“测量小灯泡的电功率”的实验中,选用如图7-甲所示的器材,其中电源电压为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V(灯丝电阻约为12 Ω)。
图7
(1)为了能顺利完成该实验,下列两种规格的滑动变阻器应选用__________(选填字母)。
A.“10 Ω 0.5 A”的滑动变阻器 B.“20 Ω 0.5 A”的滑动变阻器
(2)用笔画线代替导线,将图7-甲所示的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前,应将图7-甲中的滑动变阻器的滑片滑到__________(选填“A”或“B”)端。
(4)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数。若电路只有一处故障,则故障原因是______________________________。
(5)排除故障后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图7-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。
(6)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图7-丙所示,分析图像可知:
①该小灯泡的额定功率为__________W;
②小灯泡灯丝的电阻是变化的,主要是受__________变化的影响。
③当小灯泡的电阻为12 Ω时,小灯泡的实际功率__________(选填“大于”“小于”或“等于”)其额定功率。
(7)若将小灯泡换成阻值为5 Ω的定值电阻,利用本实验器材还能完成的实验是______(选填字母)。
A.探究电流与电阻的关系 B.探究电流与电压的关系
专项1 特殊方法测密度
方法和器材
实验步骤
实验图及表达式
等体积法测液体的密度
实验器材(无量筒):天平、水、烧杯、待测液体
(V水=V液,即=)
1.用天平测出空烧杯的质量m0
2.用天平测出装满水的烧杯的质量m1,则水的体积为V=
3.将烧杯中的水倒掉并擦干烧杯,在烧杯内装满待测液体,测出烧杯和待测液体的总质量m2,则待测液体的质量为m=m2-m0
密度表达式:ρ液= ρ水
溢水法测固体的密度
实验器材(无量筒):天平、水、玻璃瓶、待测石块
(V溢水=V石)
1.用天平测出石块的质量m0
2.将玻璃瓶装满水,用天平测出总质量m1
3.将石块浸没在玻璃瓶的水中,擦干溢出的水,再测出石块、水、玻璃瓶的总质量m2,则溢出水的质量为m0+m1-m2,溢出水的体积为V=
密度表达式:ρ石= ρ水
浮力法:
用弹簧测力计测浮力
实验器材:弹簧测力计、水、烧杯、细线、待测石块、待测液体
(由F浮=F空中-F水下=ρ水gV排,进而求物块的体积)
1.用弹簧测力计测出石块在空气中的重力G,则石块的质量为m=
2.将石块浸没在水中,读出此时弹簧测力计的拉力F1,则石块受到的浮力F浮=G-F1,石块的体积为V=
3.计算出石块的密度
4.再将石块浸没在另一种液体中,读出弹簧测力计的拉力F2,则石块所受浮力F浮′=G-F2
5.计算出该液体的密度
密度表达式:ρ石= ρ水
ρ液= ρ水
浮力法:
用阿基米德原理算浮力(漂浮时,G物=F浮=ρ水gV排,可求m物;浸没时,V物=V排,可求V物)或用刻度尺和柱形容器测出液面高度间接表示体积
测固体方法一
实验器材:量筒(容器)、水、大头针、待测物块(可漂浮)、刻度尺等
1.在量筒(容器)内倒入适量的水,测出体积V1(或液面高度h1)
2.使物块漂浮在量筒(容器)内的水面上,测出体积V2(或液面高度h2),则物块的质量为m=ρ水(V2-V1)[或m=ρ水(h2-h1)·S]
3.(针压、变形等)使物块浸没在水中,测出总体积V3(或液面高度h3),则物块的体积为V=V3-V1[或V=(h3-h1)·S]
方法一实验图:
方法二实验图:
密度表达式:
ρ= ρ水或ρ=ρ水
密度表达式:ρ液= ρ水
测固体方法二
实验器材:量筒(容器)、水、小玻璃杯(能放进量筒)、待测物块(不可漂浮)、刻度尺等
1.使玻璃杯漂浮在量筒(容器)内的水面上,测出体积V1(或液面高度h1)
2.将物块放入玻璃杯中,共同漂浮在量筒(容器)内的水面上,测出体积V2(或液面高度h2),则物块的质量为m=ρ水(V2-V1)[或m=ρ水(h2-h1)·S]
3.将玻璃杯内的物块取出并浸没在水中,测出体积为V3(或液面高度h3),则物块的体积为V=V3-V1[或V=(h3-h1)·S]
若物块不能放入量筒,也可以用溢水杯,将溢出的水倒入量筒测出体积,与上述用量筒读体积计算方法相同
测液体的密度
实验器材:量筒、足够的水、待测液体、密度较小的固体(可漂浮在水和待测液体上)
1.量筒内装有体积为V1的水
2.将一密度较小的固体放入水中,测得体积为V2,则固体受到的浮力F浮=ρ水g(V2-V1)
3.在量筒内装入适量的待测液体,测得体积为V3
4.再将固体放入该液体内,测得体积为V4,固体受到的浮力F浮′=ρ液g(V4-V3)
5.由F浮=F浮′可计算液体密度ρ液
浮力法:
用天平“称浮力”(浸没时F浮=Δm码g=ρ水gV排,可计算物体体积V=V排;沉底时可计算物体的质量m=m总-m水+杯;或直接用天平称出物体的质量)
实验器材:天平(带砝码)、细绳、待测物体
1.测量烧杯与水的总质量m1
2.用细绳绑着物体浸没在水中(不沉底),读出天平平衡时的读数m2,则物体所受浮力F浮=(m2-m1)g,又因F浮=ρ水gV排,则物体的体积为V=V排=
3.松开绳子物体沉底,读出天平平衡时的读数m3,则物体的质量为m=m3-m1
密度表达式:ρ= ρ水
浮力法:
密度计原理测液体的密度(等浮力法:同一物体在两种液体中漂浮时,F浮1=F浮2,即ρ水gV浸水=ρ液gV浸液)
实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷+细铅丝(薄壁平底玻璃管+细沙)、烧杯、水、待测液体
1.在竹筷一端缠上适量细铅丝(薄壁平底玻璃管装入细沙),制成密度计
2.用刻度尺测出密度计的长度l
3.把密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上方密度计的长度h1
4.把密度计放入待测液体中,静止后用刻度尺测出液面上方密度计的长度h2
密度表达式:ρ液体= ρ水
浮力法:
曹冲称象原理测固体的密度(等效替代法:两次漂浮,浸入水中的体积相同时,两次的漂浮物重力相等,G石=G水=ρ水gV水,进而求m石)
实验器材:小玻璃杯(能直立漂浮在水面上)、大水槽和量筒、记号笔及足够的水、待测石块
1.将石块放进小玻璃杯,让小玻璃杯漂浮在水槽的水面上,用笔在小玻璃杯壁上标出水面的位置
2.取出石块,往小玻璃杯中加水,直到水面再次到达标记处
3.将小玻璃杯中的水倒进量筒,测出体积V1,则石块的质量为m=ρ水V1
4.将石块浸没在量筒内的水中,测出体积V2,则石块的体积为V=V2-V1
密度表达式:ρ石= ρ水
压强法测液体的密度(等压强法:橡皮薄膜水平时,p膜上=p膜下,即ρ液gh液=ρ水gh水)
实验器材:烧杯、水、一块橡皮膜、细线、一支两端开口的玻璃管、刻度尺、待测液体
1.先在玻璃管一端扎上橡皮薄膜,然后将有橡皮薄膜的一端浸入水中,橡皮薄膜向上凸起。
2.在玻璃管中加入待测液体,直到橡皮薄膜变平,测出橡皮薄膜到管外水面的高度h1和管内液体到管底橡皮薄膜的高度h2
密度表达式:
ρ液= ρ水
杠杆法测固体密度(杠杆平衡法:两次平衡得出两个方程,联立求解密度)
实验器材:水、烧杯、刻度尺、直木棍、细针、细线、石块、待测矿石
1.用细线悬挂直木棍使其水平平衡,细线处作支点
2.用细线拴好矿石挂在支点左侧,在支点的右侧挂一石块,移动矿石和石块悬挂的位置直到木棍水平平衡
3.用刻度尺分别量出悬挂矿石、石块处到支点的距离为l1、l2,则m矿gl1=m石gl2
4.将矿石浸没在水中,移动挂石块的位置直到木棍再次水平平衡
5.用刻度尺量出悬挂石块处到支点的距离为l3,则(m矿g-ρ水gV矿)l1=m石gl3
密度表达式:ρ矿石= ρ水
1.(2020呼和浩特)如图1所示是三只完全相同的水杯。小高同学想利用家里的电子秤、水(密度为ρ水)和这三只水杯来测量油和醋的密度。其步骤如下:
图1
①在图中的三只水杯里,慢慢地分别注满水、油和醋;
②用家里的电子秤准确测量其中一只空杯的质量m;
③用已知量ρ水,测量量m、m水、m油和m醋,求出ρ油和ρ醋;
④用家里的电子秤准确测量三只装满液体后的水杯和液体的总质量,记作m水、m油和m醋。
(1)你认为正确测量的步骤顺序应该是______________。
(2)三只水杯中,水、油和醋相同的物理量是________。
(3)用已知量ρ水,测量量m、m水、m油和m醋,计算得出ρ油=____________;ρ醋=____________。
2.(2021重庆改编)“沉睡三千年,一醒惊天下”,三星堆遗址在2021年3月出土了大量文物,如图2所示是其中的金面具残片,文物爱好者小张和小敏同学制作了一个金面具的模型,用实验的方法来测量模型的密度(已知ρ水=1 g/cm3)。
(1)小张把天平放在水平台上,将游码拨到____________,此时指针偏向分度盘上中刻线的左侧,应向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使横梁在水平位置平衡。
(2)调好后小张将模型放在左盘,在右盘加减砝码,并调节游码使天平再次水平平衡,砝码和游码如图3-甲所示,则模型的质量为__________g。
(3)小张又进行了如图3-乙所示的三个步骤:
①用细线拴住模型并__________在水中(水未溢出),在水面处做标记,测得烧杯和水的总质量为229 g。
②取出模型。③往烧杯中加水,直到水面达到__________处,测得烧杯和水的总质量为155 g。
(4)旁边的小敏计算出模型的密度为__________g/cm3。
(5)若只考虑模型带出水产生的误差,则小敏计算出的密度值与实际值相比__________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
3.小明用如下两种实验方法测量妈妈所戴手镯的密度。
图4
方法一(如图4-甲):
①用一细丝线将手镯挂在弹簧测力计下,静止时读数为F1;
②将手镯浸没在水中(未触底),这时弹簧测力计的读数为F2;
③则手镯的密度为ρ=__________(用所测物理量的符号表示,已知水的密度为ρ水)。
方法二(如图4-乙):
①在一个碗中装适量的水,放在厨房里的家用电子秤上,此时读数为m1;
②利用一细丝线将手镯浸没在水中(未触底),电子秤上的读数为m2;
③将手镯沉在碗底,电子秤上的读数为m3;
④则手镯的密度为ρ=__________(用所测物理量的符号表示,已知水的密度为ρ水)。
4.小阳身边只有量筒、烧杯、溢水杯和水,他利用这些器材测量一个塑料块的密度。简要的实验步骤如下(已知ρ水=1 g/cm2):
图5
(1)将量筒、溢水杯和烧杯放在水平桌面上,并使溢水杯中的水面与溢水口相平(图5-甲)。
(2)将待测塑料块轻轻放入溢水杯的水中,静止后,把溢到烧杯中的水倒入量筒中(图5-乙),记录量筒中水的体积。
(3)用细针将待测塑料块压入溢水杯的水中,使其浸没,把溢到烧杯中的水再倒入量筒中(图5-丙),记录量筒中水的体积。
由上述实验可知,塑料块的质量为__________g,塑料块的体积为__________cm3,塑料块的密度为__________kg/m3。
5.(2020通辽节选)小丽想测量一个小木块(不吸水)的密度。除了利用圆柱形玻璃杯、适量的水(密度为ρ水)和细针外,又找了一把刻度尺,不用天平也测出了小木块的密度,请你将下列测量步骤补充完整:
(1)在玻璃杯中装入适量的水,用刻度尺测出杯中水的深度为h0。
(2)将木块轻轻放入玻璃杯中,待它漂浮时,______________________________。
(3)用细针缓慢地把木块压入水中,使之浸没,用刻度尺测出杯中水的深度为hm。
(4)写出小木块密度的表达式:ρ木=__________(用已知量和测量量的符号表示)。
6.小云利用如图6所示的装置来测量实验中所用金属块的密度,实验过程如下:
图6
(1)将空烧杯漂浮在水槽内,用刻度尺测得水面高度为h1;
(2)将金属块放在烧杯内,用刻度尺测得水面的高度为h2;
(3)________________________________________,用刻度尺测得水面高度为h3;
(4)金属块的密度ρ金属=________________(用ρ水、h1、h2、h3表示)。
7.小明想利用溢水杯、小量筒、小石块(密度用ρ石表示)、常见生活材料,来测量已配制好的盐水的密度,实验装置如图7所示。
图7
(1)把不吸水的泡沫块轻轻放入装满水的溢水杯中使其漂浮在盐水表面,盐水溢出且全部流入小量筒中,读出小量筒中盐水的体积为V1(如图7)
(2)用细线系住已知密度的小石块
①将其轻轻放入溢水杯并沉至杯底,盐水溢出且全部流入小量筒,读出小量筒中盐水的体积为V2(图中未画出)
②将其轻轻放在泡沫块上方,使小石块和泡沫块共同漂浮在盐水表面,盐水溢出且全部流入小量筒,读出小量筒中盐水的体积为V3(图中未画出)
上述步骤的正确排序是__________(选填“①②”或“②①”)。
(3)根据正确实验步骤,可知盐水的密度ρ盐水=__________(用字母表示),这种方法测得盐水的密度与实际值相比__________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
8.小明想测量玻璃杯所用玻璃的密度,设计了如下实验。
图8
(1)用天平测得玻璃杯的质量为m1=54 g。
(2)由于玻璃杯无法放入量筒,小明用如下方法测量玻璃的体积。
①在大烧杯中倒入适量的水;
②将玻璃杯浸没水中,记下水面在大烧杯上对应的位置a(如图8-甲);
③取出玻璃杯。用量筒量取50 mL水,将量筒中的水倒入大烧杯,直到水面达到大烧杯上a处,并读出量筒中剩余水的体积(如图8-乙);
④玻璃的体积为________cm3,玻璃的密度为________g/cm3。这种测量方法所测得的密度值与真实值相比________(选填“偏大”或“偏小”)。
(3)小明把玻璃杯擦拭干净后,用玻璃杯、天平、水来测量盐水的密度。过程如下:
①向大烧杯中重新倒入适量的水,使玻璃杯漂浮在水面,记下水面在玻璃杯上对应的位置b(如图8-丙);
②倒出大烧杯中的水并擦干净,向大烧杯里倒入适量的盐水,使玻璃杯漂浮在盐水上(如图8-丁)。向玻璃杯中倒水,直到盐水液面与________相平。取出玻璃杯并擦干外面的盐水,用天平测出其总质量为m2;
③盐水密度的表达式为ρ盐水=________(用字母表示,已知水的密度为ρ水)。
9.(2020南京)现有一瓶饮料,小明用托盘天平、烧杯和已知密度为ρ0的金属块测出了饮料的密度ρ。
图9
(1)将天平放在水平台面上,游码移至____________________,调节平衡螺母,直至天平平衡。
(2)用天平测出金属块的质量m1,读数如图9所示,为________g。
(3)把金属块放入空烧杯中,往烧杯中倒入适量饮料,使金属块浸没在饮料中,在烧杯液面位置作标记。测出此时瓶和饮料的总质量为m2。
(4)取出金属块,放在台面上,往烧杯中倒饮料,直至液面到达标记处,测出此时____________的总质量为m3。
(5)ρ=________(用符号表示),金属块取出时带走部分饮料,测量结果________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
专项2 特殊方法测电阻
器材和目的
电路图
实验步骤及Rx表达式
只有电流表测Rx
电源、开关、导线、电流表、定值电阻R0,未知电阻Rx
思路指引
1.闭合开关S,测出通过R0的电流为I0,得出电源电压(R0两端的电压)U=U0=I0R0
2.将电流表拆下,串联在Rx所在支路,测出通过Rx的电流为Ix。则Rx=
1.闭合开关S,断开开关S1,测出电流为I0,即得出电源电压U=U0=I0R0
2.闭合开关S和S1,测出总电流为I。则Rx=
电源、开关、导线、电流表、已知电阻R0、未知电阻Rx
思路指引:利用电源电压不变来计算
1.闭合开关S和S0,测出电路电流为I1,则电源电压为U=I1Rx
2.闭合开关S0,断开开关S,测出电路电流为I2,则Rx=
电源、开关、导线、电流表、已知最大阻值为R0的滑动变阻器,未知电阻Rx
思路指引:利用电源电压不变来计算
1.闭合开关S,使滑动变阻器接入电路的电阻最小,测出电路电流为I1,则电源电压为U=I1Rx
2.使滑动变阻器接入电路的电阻最大,测出电路电流为I2,则Rx=
只有电压表测Rx
电源、开关、导线、电压表、定值电阻R0,未知电阻Rx
思路指引
1.闭合开关S,测出电阻Rx两端的电压Ux
2.将电压表拆下,接在R0两端,测出R0两端的电压为U0,则Rx=
1.闭合开关S,电压表测出电源电压U
2.断开开关S,电压表测出Rx两端的电压为Ux,则Rx=
电源、开关、导线、单刀双掷开关、电压表、已知电阻R0、未知电阻Rx
思路指引:利用电源电压不变来计算
1.闭合开关S0,将开关S1拨至触点2,读出电压表的示数为U(U为电源电压)
2.闭合开关S0,将开关S1拨至触点1,测出Rx两端的电压为Ux,则Rx=R0
电源、开关、导线、电压表、滑动变阻器(最大阻值为Rmax)、未知电阻Rx
思路指引:利用电源电压不变来计算
1.闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P至阻值最小处,并读出电压表的示数为U(U为电源电压)
2.调节滑动变阻器的滑片P至阻值最大处,并读出电压表的示数为Ux,则Rx=Rmax
1.(2021衡阳节选)若实验中电压表损坏,但是有一个已知阻值为R0的定值电阻,小明想测出未知电阻Rx的阻值,设计的实验电路如图1所示(电源电压未知且恒定),请根据以下实验步骤完成实验:
图1
(1)闭合开关S1,断开开关S2,记录电流表示数I1;
(2)同时闭合开关S1、S2,记录电流表示数I2;
(3)则待测电阻的表达式为Rx=__________。(用已知量和测量量的符号表示)
2.小阳利用一个电流表和一个已知阻值为R0的电阻测量未知电阻Rx的阻值,电路图如图2所示,请将下列实验步骤补充完整:
图2
(1)闭合开关S1,断开开关S2,电流表的示数为I1;
(2)________________,电流表的示数为I2;
(3)用I1、I2和R0表示出Rx,即Rx=__________(用已知量和测量量的符号表示)。
3.实验小组要得到Rx的阻值,选用了两个开关、一个电压未知且恒定的电源、一个阻值为10 Ω的定值电阻R0和一个电流表及导线若干,他们设计了如图3所示的电路。
图3
(1)当开关S1闭合、S2断开时,电流表示数为0.2 A;
(2)当开关S1、S2都闭合时,电流表指针超过了0.6 A的量程,改接大量程后,电流表指针恰与(1)中读数时指针所指的位置相同,则此时电流表示数为________A;
(3)若电源电压不变,根据上述数据计算出Rx=________Ω。
4.(2021牡丹江节选)如图4所示是小芳设计的测量Rx阻值的电路图。R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。请将以下实验步骤补充完整:
图4
(1)当开关____________________时,电流表读数为I1;
(2)当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
(3)待测电阻Rx=__________(用已知和测出的物理量符号表示)。
5.图5为测量电阻阻值的电路图,实验仪器如下:电源、阻值约为5 Ω的待测电阻、电流表、滑动变阻器、开关、导线等。请将下列相关实验步骤补充完整(滑动变阻器的最大阻值为R0,电源电压未知且不变):
图5
(1)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数I1;
(2)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到________端,记录电流表示数I2;
(3)写出待测电阻的表达式:Rx=________(用已知量和测量量的符号表示)。
6.如图6所示是小张同学设计的测量阻值未知的定值电阻R1的实验电路图,已知滑动变阻器R2的最大阻值为Rp,所选器材均可以满足实验要求。请你帮他完成下列实验步骤:
图6
(1)闭合开关S,将滑片P移至最左端,读出此时电流表的示数,记作I1;
(2)再____________________,读出此时电流表的示数,记作I2;
(3)R1阻值的表达式:R1=__________(用已知量和测量量的符号表示)。
7.小华利用如图7所示的实验电路,测量小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为3 V,待测小灯泡的额定电压为2.5 V,定值电阻的阻值为R0。请你帮他完成下列实验步骤:
图7
(1)连接好实验电路,将开关S拨到触点1,_____________________________________;
(2)保持滑片的位置不动,再将开关S拨到触点2,读出电流表的示数为I1;
(3)小灯泡正常发光时电阻的表达式R=______________(用已知量和测量量的符号表示)。
8.小光想利用如图8所示的电路测量未知电阻Rx的大小(R0阻值已知)。下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。
图8
(1)闭合开关S、S2,断开开关S1,读出此时电压表的示数为U1;
(2)____________________________,读出此时电压表的示数为U2;
(3)未知电阻的阻值Rx=____________(用U1、U2和R0表示)。
9.图9是某实验小组设计的测量未知电阻Rx的电路,电源电压未知且恒定,已知滑动变阻器的最大阻值为R。请你帮助他们把以下实验步骤填写完整:
图9
(1)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最左端时,读出此时电压表的示数,记为U1;
(2)再____________________________,读出此时电压表的示数,记为U2;
(3)未知电阻的阻值Rx=__________(用已知量和测量量的符号表示)。
10.(2021河南节选)某小组同学设计了如图10所示的电路,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知且为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,测出了Rx的阻值。请你完成下列实验步骤:
图10
(1)闭合开关S1,断开开关S2,读出电压表的示数U1;
(2)________________,读出电压表的示数U2;
(3)待测电阻的阻值Rx=__________(用已知量和测得量的符号表示)。
11.某实验小组发现实验室的滑动变阻器的铭牌模糊不清,想知道它的最大阻值。小王利用一个已知阻值的定值电阻R0,一个电压表,电源(电压未知)和开关设计了如图11所示的电路图,请将步骤补充完整。
图11
(1)闭合开关,将滑片移至a端,读出电压表的示数为U1;
(2)____________________________________,读出电压表的示数为U2;
(3)滑动变阻器最大阻值R=________________(用所测及给出的物理量符号表示)。
12.(2021阜新节选)小亮用如图12所示的电路,测量额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻(U额小于电源电压),电阻R0已知,将下面实验步骤补充完整。
图12
(1)闭合开关__________,移动滑动变阻器滑片使电压表示数为U额;
(2)闭合开关__________,断开其他开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出电压表示数为U1;
(3)小灯泡正常发光时的电阻RL=________________(用所测及给出的物理量符号表示)。
专项3 特殊方法测小灯泡的电功率
思路引导
电路图
实验步骤
只有电压表测小灯泡的额定功率P额
①已知灯泡的额定电压(U额):
思路:第一步保证灯泡两端的电压为额定电压;第二步算出此时通过定值电阻的电流,即灯泡的额定电流(第二步滑片不可移动)
1.闭合S,调节滑片P使电压表示数为U额
2.保持滑片P不动,再将电压表接在定值电阻R0两端,测出电压表示数为U0,此时电路中的电流I=,
则P额=U额
1.闭合S,将S1拨到b处,调节滑片P使电压表示数为U额
2.保持滑片P不动,将S1拨到a处,记录电压表示数U,则R0两端的电压U0=U-U额,电路中的电流I=,则P额=
等效法
1.闭合S1,调节滑片P使电压表示数为U额
2.保持滑片P不动,断开S1,闭合S2,调节电阻箱,使电压表示数仍为U额,记录电阻箱的示数为R0,则P额=
已知R0为滑动变阻
器的最大阻值
1.闭合S,将滑片P移至A端,调节滑片P1使电压表示数为U额
2.保持滑片P1不动,将滑片P移至B端,记录电压表示数U,则R0两端电压U0=U-U额,电流为I=,
则P额=
②已知灯泡的额定电流(I额):
思路:第一步保证通过灯泡的电流为额定电流;第二步测出此时灯泡两端的电压
1.将S拨到2处,调节滑片P使电压表示数为U0=I额R0
2.将S拨到1处,保持滑片P不动,记录电压表示数为U,则此时灯泡两端的电压U额=U-I额R0,
则P额=I额(U-I额R0)
只有电流表测小灯泡的额定功率P额
①已知灯泡的额定电压(U额):
思路:第一步保证灯泡两端的电压为额定电压,即I0R0=U额;第二步测出灯泡的额定电流(第二步滑片不动)
1.闭合S,移动滑片P使电流表A1的示数为I1=
2.读出电流表A2的示数I2,
则P额=(I2-)U额
1.闭合S、S1,断开S2,调节滑片P使电流表示数为I0=
2.保持滑片P不动,断开S1,闭合S、S2,记录电流表示数为I,则此时灯泡中的电流I额=I-,
则P额=U额(I-)
②已知灯泡的额定电流(I额):
思路:第一步先保证灯泡中的电流为额定电流;第二步算出此时定值电阻两端的电压,即灯泡的额定电压(第二步滑片不动)
1.闭合S、S1,断开S2,调节滑片P使电流表示数为I额
2.保持滑片P不动,闭合S、S2,断开S1,记录电流表示数为I,则通过R0的电流I0=I-I额,此时灯泡两端的电压
U=(I-I额)R0,则P额=I额R0(I-I额)
等效法
1.闭合S1,调节滑片P使电流表示数为
I额
2.断开S1,闭合S2,调节电阻箱使电流表示数仍为I额,记录电阻箱的阻值为R0,即灯泡正常发光时的电阻,
则P额=IR0
1.小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时,老师只给她提供了如下器材:额定电压为U额的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表(没有电流表)、阻值已知的定值电阻R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路,如图1-甲所示。
图1
(1)闭合开关后,为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表V1的示数为________,此时电压表V2的示数为U2,则小灯泡额定功率的表达式为P额=________。
(2)她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法,其电路如图1-乙所示,她认为关键的一步是必须调节滑动变阻器____________________________,再读出电流表A2的示数I2,则小灯泡额定功率的表达式为P额=________。
2.(2021德州节选)小芳在进行实验时发现电流表已损坏无法使用,老师给她一个已知阻值为R0的定值电阻,她设计了如图2所示的电路,并正确测出额定电压为U额的小灯泡的额定功率。已知电源电压不变,请你完成下面的实验步骤:
图2
(1)闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片P使电压表读数为小灯泡额定电压U额;
(2)闭合开关S、S2,断开开关S1,保持滑动变阻器的滑片P位置不动,读出此时电压表的示数为U;
(3)小灯泡额定功率的表达式P额=__________(用U额、U和R0表示)。
3.小军同学在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,发现电流表已经损坏。为测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,他又找来了两个开关和阻值为R0的定值电阻,设计了如图3所示的电路。已知电源电压恒为U,请你完成下面的实验步骤:
图3
(1)____________________________________(填写开关S、S1、S2的通断情况),调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为________;
(2)____________________________________(填写开关S、S1、S2的通断情况),保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表的示数为U1;
(3)小灯泡额定功率的表达式为P额=________(用U额、U1和R0表示)。
4.(2020广东模拟)如图4所示是小明设计的测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率的实验电路。已知滑动变阻器R2的最大阻值为R0,请补全下列步骤:
图4
(1)闭合开关S,先调节滑动变阻器________(选填“R1”或“R2”)的滑片到最______(选填“左”或“右”)端,再调节另一滑动变阻器的滑片,直到______________________,小灯泡正常发光;
(2)接着________________________________________________________________,读出这时电压表的示数为U;
(3)小灯泡的额定功率表达式为P额=____________(用已知量和测量量的符号表示)。
5.小明在电流表损坏的情况下,利用如图5所示的电路测出了额定电流为0.38 A的小灯泡的额定功率。请你将下列实验步骤补充完整,并计算出小灯泡的额定功率(电源电压恒为U,定值电阻R的阻值为10 Ω)。
图5
(1)开关S闭合,开关S1连接触点“2”时,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为________V时,小灯泡正常发光;
(2)保持滑动变阻器的滑片位置不动,使开关S1连接触点“1”,这时电压表的示数为U1;
(3)小灯泡额定功率的表达式为P额=________(用已知量和测量量表示)。
6.(2021昆明模拟)在“测量小灯泡的额定功率”实验中,器材有电源、滑动变阻器、两个电流表、小灯泡(额定电压为3.8 V)、定值电阻R0(阻值为10 Ω)、开关及导线若干。
图6
(1)根据图6-甲,用笔画线代替导线,将图6-乙中的实物图补充完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应置于__________(选填“A”或“B”)端。
(3)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,两电表有示数且相同,则故障可能是____________________或____________________。
(4)排除故障后,为了测量小灯泡的额定功率,移动滑动变阻器的滑片,直到电流表A2示数为__________A时,小灯泡正常发光,电流表A1的示数如图6-丙,该示数为__________A,则小灯泡的额定功率为__________W。
7.(2020十堰节选)电压表损坏,小明利用一个阻值为10 Ω的定值电阻R0和两个开关,设计了如图7所示的电路来测量额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率。请补全下列实验步骤:
图7
(1)只闭合开关S和S1,调节滑片P,使电流表示数为________;
(2)保持滑片P位置不动,断开开关________,闭合其他开关,读出电流表示数为I;
(3)小灯泡的额定功率表达式为P额=____________(用已知量和测量量表示)。
8.小花在测量额定电流为I额的小灯泡的额定功率的过程中,电压表不慎损坏,她设计了如图8所示的电路,也测出了该小灯泡正常发光时的功率,其中定值电阻R0的阻值已知,她的操作如下:
图8
(1)只闭合开关S、S2,调节滑动变阻器R的滑片,使电流表示数为I额;
(2)保持滑片的位置不变,____________________,记录此时电流表的示数为I;
(3)小灯泡的额定功率P额=________________(用已知量和测量量的符号表示)。
9.在“测定小灯泡额定功率”的实验中,电源电压为U,李敏发现小灯泡上额定电压的数字模糊不清,额定电流I额清晰可见,她设计了如图9所示的电路,测出了该小灯泡的额定功率,
图9
请你帮李敏完成实验。
(1)按图连接电路并检查无误后,______________________________________________;
(2)________________________________________________________________________;
(3)小灯泡的额定功率的表达式:P额=______________(用已知量和测量量的符号表示)。
答案:
类型1 基本仪器的使用与读数
例1 (1)0.1 2.40 1 2.4 (2)3.00
例2 277.5
例3 (1)热胀冷缩 玻璃泡 -20~100_℃ 1 22 不能 不能
(2)(c) 18 -4 18
例4 mL 1_mL 偏大 视线与凹液面的底部相平 2_mL 20 20
例5 (1)水平台面 零刻度线 左 (2)左 镊子 右 大
(3)游码 (4) 80.6
例6 竖直 0~5 0.2 3.6 360
例7 L2 电流表的正、负接线柱接反了 0.02 0.28 0.1 1.4
例8 电压 0.1_V 1.6_V 8_V
例9 消耗电能 130 65 8_800 0.1 3.6×105 2_000
类型2 光学、热学、电磁学探究性实验
例1 (1)垂直 (2)入射光线 反射角等于入射角 (3)可逆
(4)反射光线、入射光线、法线在同一平面内 (5)漫
(6)顺 变大 (7)B
例2 (1)反射 (2)大小 (3)不能 (4)等于 垂直 (5)偏高
(6)B (7)A′
例3 (1)10.0 (2)烛焰 光屏的中央 (3)A 照相机
(4)左 变小 (5)C (6)发散 前面
例4 (1)碎冰块 (2)受热均匀 (3)-6
(4)晶体 小于 10 固液共存态
(5)减少试管中冰的质量(合理即可)
(6)温度达到沸点,不能持续吸热
(7)错误 冰会从室内空气中吸收热量
例5 (1)A向上 (2)酒精 (3)液化 (4)b 初始温度
(5)水沸腾时是否需要持续吸热 (6)C
例6 (1)①轻敲玻璃板 磁化 ②N 磁场
(2)①相似 右 ②电流方向 ③不改变 ④检验是否存在磁场
判断磁场方向
(3)转换法 线圈匝数 电流大小
例7 (1)铝 (2)感应电流方向 (3)切割磁感线 电 电源
(4)换用磁性更强的磁体(或换更灵敏的电流计或增大导体棒AB的运动速度)
(5)不改变 (6)电动机
类型3 力学重点实验
例1 (1)非平衡力 90.0 1.08 (2)>
(3)偏大 根据v=可知,路程一定,所测时间偏小,则所测平均速度偏大
(4)减小斜面的坡度 (5)变速 减小 增大 (6)C
例2 (1)①水平 左 ②用手直接拿取砝码(或砝码与矿石的位置放反了) ③偏小 ④ 准确
(2)62.4 20 1.12×103 ①偏大 BCAD ②ρ水
例3 (1)水平面的粗糙程度 相同 (2)越远 转换法
(3)匀速直线 B (4)改变 (5)= > (6)不同 相同
例4 (1)1.2 不变
(2)当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,物体所受的滑动摩擦力越大
(3)不能 没有控制压力大小一定
(4)不受 (5)B (6)不需要匀速拉动长木板,便于操作和读数
例5 (1)B
(2)压力大小 在压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显 控制变量
(3)不能 硬纸板受力时形变不明显 (4)相互作用 平衡
(5)①压力 在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显 ②将瓶中的水倒出一部分 倒立
例6 (1)1 (2)排开液体的体积 (3)无 (4)A、C、E 越大
(5)4 1.2
例7 (1)0.8 (2)甲、丁 (3)物体排开的水所受的重力
(4)A (5)8×10-5 2.75×103 (6)能 (7)不变 (8)水
例8 (1)木块移动的距离 (2)甲、乙
(3)速度相同的物体,质量越大,动能越大
(4)①使钢球从某一位置由静止下摆 ②速度 质量 ③在速度一定时,物体的质量越大,动能越大
(5)静止
例9 (1)便于读取力臂 (2)4 (3)3
(4)F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)
(5)寻找普遍规律 (6)大于 杠杆的重力对实验产生了影响 (7)筷子 (8)BD
类型4 电学重点实验
例1 (1)不相同 (2)连接电路时没有断开开关 (3)B (4)0.22 (5)A (6)C (7)② (8)串联电路中各处的电流都相等
例2 (1)断开 串联 (2)如图1所示
图1
(3)电流表指针没有调零 电流表正、负接线柱接反了 0.24
(4)选用的灯泡规格相同 实验次数太少
(5)灯丝的电阻随着温度的升高而增大
例3 (1)不相同 (2)短路 (3)4 (4)B (5)D
例4 (1)如图2所示 (2)定值电阻断路 (3)电压表 5 正比
(4)B (5)阻值不同的定值电阻
图2
例5 (1)右 (2)滑动变阻器RP断路 (3)0.4 右 (4)反比
(5)0.4 (6)2.8
例6 (1)0~0.6_A (2)如图3所示 (3)R= 左
图3
(4)开关没有断开 (5)小灯泡短路(或电压表短路)
(6)向右移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡的发光情况
(7)电压表 1.8 减小 电压表示数为2.5 V 8.3
(8)降低 (9)改变小灯泡两端的电压,多次测量得出普遍规律
(10)不正确 小灯泡灯丝的电阻不是定值
例7 (1)B (2)如图4所示
图4
(3)A (4)小灯泡断路 (5)2.2 B
(6)①0.5 ②温度 ③小于 (7)B
专项1 特殊方法测密度
1.(1)②①④③ (2)体积 (3)ρ水 ρ水
2.(1)零刻度线 右 (2)84 (3)②浸没 ③标记 (4)8.4
(5)相等
3.方法一:ρ水 方法二:ρ水
4.20 25 0.8×103
5.(2)用刻度尺测出杯中水的深度为h (4)ρ水
6.(3)将烧杯内的金属块拿出直接放入水中 (4)ρ水
7.(2)①② (3)ρ石 相等
8.(2)④ 20 2.7 偏小 (3)②标记b ③
9.(1)标尺左端零刻度线处
(2)82.4 (4)瓶和饮料 (5)ρ0 偏大
专项2 特殊方法测电阻
1. (3)
2.(2)闭合开关S1、S2 (3)
3.(2)1 (3)2.5
4.(1)S1闭合、S2断开 (3)R0
5.(2)b (3)
6.(2)将滑片P移至最右端 (3)
7.(1)调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 (3)
8.(2)闭合开关S、S1,断开开关S2 (3)R0
9.(2)将滑动变阻器的滑片移动到最右端 (3)
10.(2)闭合开关S1、S2 (3)R0
11.(2)闭合开关,将滑片移至b端 (3)
12.(1)S、S2 (2)S、S1 (3)
专项3 特殊方法测小灯泡的电功率
1.(1)U额 (2)使电流表A1的示数为 U额I2
2.(3)U额
3.(1)闭合开关S、S1,断开S2 U-U额 (2)闭合开关S、S2,断开S1 (3)
4.(1)R2 左 电压表的示数为U额
(2)保持滑动变阻器R1的滑片不动,调节滑动变阻器R2的滑片到最右端
(3)
5.(1)3.8 (3)0.38 A×(U-U1)
6.(1)如图1所示 (2)B (3)小灯泡断路 R0短路
图1
(4)0.38 0.7 1.216
7.(1)0.25_A (2)S1 (3)2.5 V×(I-0.25 A)
8.(2)只闭合开关S、S1 (3)(I-I额)I额 R0
9.(1)只闭合开关S1,移动滑片P,使电流表的示数为I额
(2)保持滑片P的位置不变,再闭合开关S2,读出电流表示数I
(3)I额(U-)
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