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1、专题三专题三实验、探究题实验、探究题实验题是最能体现物理学科特点的一种题型,它不仅能反映学生学习过程中的观察能力、动手动脑能力,而且还能反映学生对学习的物理概念和物理规律的理解情况。从实验考查的角度看,题型多样,它可以用选择题、填空题、问答题、作图题、计算题等不同方式展示,所以各种题型的解题思路、解题方法以及解题步骤,也都适用于对实验题的解答。除在填空、选择、计算与推导等题型中考查外,中考中常设单独的实验大题,一般3道题,分值约20分。重点考查考纲单列的14个基本实验。对于这些实验,考纲要求:能说明其实验原理、所需要的主要实验器材;均在实验室(或教室)里动手做过;能规范使用基本的实验仪器,如托
2、盘天平、量筒(或量杯)、温度计、刻度尺、弹簧测力计、电流表、电压表、滑动变阻器等;理解基本的实验步骤,以及得出正确的结论等。1.长度的测量2.光的反射和折射3.凸透镜成像4.物质密度的测量5.杠杆的平衡条件6.测量滑轮组的机械效率7.物质(晶体)的熔化8.连接串联和并联电路9.电路中电流和电压的测量10.欧姆定律11.“伏安法”测电阻12.测量小灯泡的电功率13.电动机的原理14.如何产生感应电流类型一类型二类型三类型四类型类型一测量型实验测量型实验典题1(2016湖南衡阳)某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。类型一类型二类型三类型四(1)实验中应沿竖直方
3、向拉动弹簧测力计。(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验。(3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率(选填“越高”“不变”或“越低”)。(4)小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中绳端移动距离s漏记,但仍然计算出第3次的机械效率=(保留3位有效数字)。答案:(1)匀速(2)乙(3)越低(4)83.3%类型一类型二类型三类型四类型一类型二类型三类型四方法归纳直接测量型实验主要有9个实验:(1)用刻度尺测长度;(2)用停表测时间;(
4、3)用量筒测固、液体的体积;(4)用天平测物体的质量;(5)用温度计测水的温度;(6)用弹簧测力计测力的大小;(7)用电流表测电流;(8)用电压表测电压;(9)用电能表测电功。间接测量型实验主要有5个实验:(1)用刻度尺、停表测平均速度;(2)用天平、量筒测物质密度;(3)用刻度尺、弹簧测力计测滑轮组的机械效率;(4)用电流表、电压表测电阻;(5)用电流表、电压表测小灯泡的电功率。直接测量型实验题的解答,重在掌握基本器材的使用方法;对于间接测量型实验,要在理解实验的基础上识记实验的器材、原理(电学实验的电路图)、实验的方案甚至对实验方案的评价,积累实验注意点(特别是电学实验)。类型一类型二类型
5、三类型四类型类型二探究型探究型实验典题2我们都做过“探究杠杆平衡条件”的实验。(1)实验前,在没有挂钩码时,若杠杆左端下倾,则应将右端的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。实验前使杠杆水平平衡的目的是。(2)实验中,用图示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为该种方式()A.一个人无法独立操作 B.需要使用太多的钩码C.力臂与杠杆不重合D.力和力臂数目过多(3)图中,不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置,保持左侧第格的钩码不动,将左侧另外两个钩码改挂到它的下方,杠杆仍可以水平平衡。答案:(1)右方便力臂的
6、测量(2)D(3)2类型一类型二类型三类型四解析:(1)实验前没挂钩码时,发现杠杆左端下倾,则应将平衡螺母向右旋一些,使杠杆在水平位置平衡,实验前使杠杆水平平衡的目的是方便力臂的测量;(2)实验中,如题图所示的方式悬挂钩码,左侧多个力共同作用的结果,采用这种方式是不妥当的,这主要是因为杠杆的力和力臂数目过多;(3)不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置,将左侧另外两个钩码改挂到第三个钩码的下方,即左侧的力是三个钩码,根据杠杆平衡的条件,F1L1=F2L2,2个3格=3个n格,n=2;即保持左侧第2格的钩码不动。类型一类型二类型三类型四方法归纳初中物理探究型实验主要有14个实验:(1)探究物质的
7、密度;(2)探究平面镜成像特点;(3)探究凸透镜成像规律;(4)探究摩擦力的大小与什么因素有关;(5)探究运动和力的关系;(6)探究液体压强的特点;(7)探究杠杆平衡条件;(8)探究动能(重力势能)大小与什么因素有关;(9)探究物质比热容;(10)探究影响电阻大小的因素;(11)探究不同物质的导电性能;(12)探究电流与电压、电阻的关系;(13)探究电流热效应;(14)探究电磁铁磁性强弱的影响因素。非教材实验的考查,主要从科学探究的7个主要环节命题:提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验和收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。类型一类型二类型三类型四探究型实验试题的解题方法强调应
8、用性和开放性,突出物理知识的应用,强调灵活运用物理知识解释试题呈现的问题,故而在解答时,可借助已有的知识和结论,对试题所考查的内容,做出正确的解答。当然中考命题并不会只局限于已有知识的得出,往往更注重探究过程的考查,因此解答此类试题时千万不要急于求成,而要认真揣摩命题意图。类型一类型二类型三类型四类型类型三开放设计型实验开放设计型实验典题3在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,班级的“物理小博士”为同学们做了如图所示的一系列实验,请你从中选出一些图,针对某一个因素进行探究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果。类型一类型二类型三类型四(1)探究的因素是;(2)选用的图是(填图中对应的
9、字母);(3)探究的结果是。答案:(1)浮力与排开液体体积的关系(2)()、()、()(3)当液体密度相同时,浮力与排开液体体积有关,排开液体体积越大,浮力越大(答案不唯一)类型一类型二类型三类型四解析:方法一:(1)浮力大小与物体浸入体积的关系;(2)所选用的图为()、()、();(3)探究结果:物体浸在同一种液体中时,浸入的体积越多,所受到的浮力越大。方法二:(1)物体浸没在不同液体中,所受到的浮力大小与液体密度的关系;(2)所选用的图为()、()、(e);(3)探究结果:物体浸没在不同液体中,所受到的浮力大小与液体密度有关,液体密度越大,物体受到的浮力也越大。类型一类型二类型三类型四方法
10、归纳开放实验题是指题设条件不确定、解题方法多样化、答案不唯一的题目。这些试题或条件开放或策略开放或结论开放。题设条件开放型实验题,一般特点是条件多余或隐含,求解问题不指明;开放型实验题,主要特点是解答方式不统一,方法多样化;待求结论开放型实验题的主要特点是结论不唯一,答案形式多样化。解决此类问题,要求学生在学习、生活中留心观察各个演示实验及其日常化的实验器材,灵活运用物理知识,充分挖掘题目中的隐含条件,准确把握实验的意图和原理。类型一类型二类型三类型四类型类型四物理实验方法物理实验方法研究物理的科学方法有许多,经常用到的有观察法、实验法、比较法、类比法、等效法、转换法、控制变量法、模型法、科学
11、推理法等。研究某些物理知识或物理规律,往往要同时用到几种研究方法。如在研究电阻的大小与哪些因素有关时,我们同时用到了观察法(观察电流表的示数)、转换法(把电阻的大小转换成电流的大小、通过研究电流的大小得到电阻的大小)、归纳法(将分别得出的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关的信息归纳在一起)和控制变量法(在研究电阻与长度有关时控制了材料、横截面积)等方法。可见,物理的科学方法无法细致分类。只能根据题意看题中强调的是哪一过程来分析解答。类型一类型二类型三类型四1.控制变量法所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生
12、变化或不发生变化,最终解决所研究的问题。以下列出初中物理实验中控制变量法的使用情况:类型一类型二类型三类型四类型一类型二类型三类型四类型一类型二类型三类型四类型一类型二类型三类型四类型一类型二类型三类型四类型一类型二类型三类型四类型一类型二类型三类型四类型一类型二类型三类型四类型一类型二类型三类型四2.转换法一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象,要研究它们的运动等规律,使之转化为熟知的、看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。这种方法在科学上叫作“转换法”。空气看不见、摸不到,我们可以根据空气流动(风)所产生的作用来认识它;分子看不见、摸不到,可以通过研究墨水的扩散现象去认识它;电流看不见
13、、摸不到,判断电路中是否有电流时,我们可以根据电流产生的效应来认识它;磁场看不见、摸不到,我们可以根据它产生的作用来认识它。再如,有一些物理量不容易测得,我们可以根据定义式转换成直接测得的物理量,再由其定义式计算出其值,如电功率(我们无法直接测出电功率,只能通过P=UI,利用电流表、电压表测出U、I计算得出P)。类型一类型二类型三类型四测不规则小石块的体积时,我们转换成测排开水的体积;我们测曲线的长短时转换成细棉线的长度;在测量滑动摩擦力时转换成测拉力的大小;大气压强的测量(无法直接测出大气压的值,转换成求被大气压压起的水银柱的高度);测液体压强(将液体的压强转换成我们能看到的液柱高度差的变化
14、);通过电流的效应来判断电流的存在(无法直接看到电流);通过磁场的效应来证明磁场的存在(无法直接看到磁场);研究物体内能与温度的关系(我们无法直接感知内能的变化,只能转换成温度的改变来说明内能的变化);类型一类型二类型三类型四在研究电热与电流、电阻的因素时,将电热的多少转换成液柱上升的高度;在研究电功与什么因素有关的时候,将电功的多少转换成砝码上升的高度。密度、功率、电功率、电阻、压强(大气压强)等物理量都是利用转换法测得的;在解答动能与什么因素有关时,说小球在平面上滑动得越远则动能越大,就是将动能的大小转换成了小球运动的远近。以上列举的这些问题均应用了转换法。类型一类型二类型三类型四3.类比
15、法在我们学习一些十分抽象的、看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解,我们就拿出一个大家能看见的与之很相似的量来进行对照学习。如电流的形成、电压的作用通过熟悉的水流的形成、水压使水管中的水形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论;抽水机是提供水压的装置,类似的,电源是提供电压的装置;水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似的,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能。还有分子动能与物体的动能进行类比、功率和速度进行类比等。类型一类型二类型三类型四4.积累法在测量微小量的时候,我们常常将微小的量积累成一个比较大的量。比如在测量一张纸的厚度的时候,我们先测量100张纸的厚度,再将结果
16、除以100,这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的积累法;要测量出一张邮票的质量、测量出心跳一下的时间、测量出导线的直径,均可用积累法来完成。5.放大法有一些实验的现象我们不容易观察,可将产生的效果进行放大再进行研究。比如音叉的振动很不容易观察,所以我们利用小泡沫球将其现象放大;观察压力对玻璃瓶的作用效果时我们将玻璃瓶密闭,装水后插上一个小玻璃管,将玻璃瓶的形变引起的液面变化放大成小玻璃管液面的变化。类型一类型二类型三类型四6.科学推理法把复杂的问题简单化,忽略次要的因素,抓住主要的因素,对实际问题进行理想化处理,构建物理模型,这是一种重要的物理思想。在建立模型的基础上,有时为了更形象地描述
17、所要研究的物理现象、问题,还要引入一些虚拟的内容,借此来形象、直观地表达物理情境。如:在进行牛顿第一定律的实验时,当我们把“物体在越光滑的平面运动时,物体运动得就越远”的知识结合起来就推理出,如果平面绝对光滑,物体将永远做匀速直线运动;在做真空不能传声的实验时,当我们发现空气越少,传出的声音就越小时,就推理出:真空是不能传声的。类型一类型二类型三类型四7.等效替代法比如在研究合力时,一个力与两个力使弹簧发生的形变是等效的,那么这一个力就替代了两个力叫等效替代法。在研究串、并联电路的总电阻时,也用到了这样的方法。在平面镜成像的实验中我们利用两个完全相同的蜡烛,验证物与像的大小相同,因为我们无法真
18、正地测出物与像的大小关系,所以我们利用了完全相同的另一根蜡烛来等效替代物体的大小。8.比较法(对比法)对不同或有联系的两个对象进行比较,从中寻找它们的不同点和相同点,从而进一步揭示事物的本质属性。如:比较蒸发和沸腾的异同点,比较汽油机和柴油机的异同点,比较电动机和热机、电压表和电流表的使用。1.(2017黑龙江哈尔滨)小明和小聪在探究光的反射规律,实验装置如图所示。(1)FON是反射(选填“入射”或“反射”)角。(2)一束光沿EO射到镜面,在纸板上会看到反射光OF。若沿着FO的方向再入射一束光,它的反射光沿OE方向射出,此现象说明光路是可逆的。(3)在研究反射角和入射角的关系时,收集数据如下表
19、:小明分析表中数据,得出:反射角等于入射角的结论。小聪说,此结论不具有普遍性。请指出实验中的不足并加以改进:不足:只测量了一组入射角及对应的反射角的大小;改进:多次改变入射角的大小,测量并分析比较对应的反射角和入射角的大小,得出普遍规律。2.在“探究平面镜成像特点”的实验中,如图1所示。(1)现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板,应选择2mm厚的玻璃板做实验,目的是避免出现两个清晰的像。(2)用玻璃板代替平面镜的原因是便于观察和确定像的位置,便于研究平面镜的成像特点。(3)若白纸上每方格长度是5cm,将点燃的蜡烛由A点移至B点,此时它与移动后在玻璃板中所成的像的距离是20cm,用光屏在玻璃
20、板后面无论如何移动,在光屏上都不能(选填“能”或“不能”)成像,说明平面镜所成的是虚像。(4)如图2甲所示是从平面镜中看到墙上的时钟的像,请在乙图上画出时钟的实际时间。答案:如图所示:解析:(1)因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个清晰像,影响到实验效果,所以应选用薄玻璃板,用2mm厚的;(2)因为玻璃板既能让光透过也可以反射光,容易确定像的位置,而平面镜是不透明的,无法确定像的位置,所以选用玻璃板;(3)若白纸上每方格长度是5cm,将点燃的蜡烛由A点移至B点,此时它与玻璃板的距离为25cm=10cm,像与玻璃板的距离为10cm,则它与像的距离为10cm+10cm=20cm;因为平
21、面镜成虚像,光屏不能承接虚像,所以用光屏在玻璃板后面无论如何移动,在光屏上都不能成像;(4)根据平面镜成像特点可知平面镜所成的像和物体关于平面镜对称。所以图中表盘数字的顺序与实际顺序左右相反,时针指向10和11之间,分针指向7,实际时间为10:35。如下图所示:3.在做“探究凸透镜成像规律”的实验中:(1)一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光点,如图甲所示,则凸透镜的焦距为10.0cm,调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度;(2)如图乙所示,烛焰恰好在光屏上成倒立、放大(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,生活中的投影仪(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是
22、利用了这样的成像原理;(3)在(2)小问的基础上将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近(选填“远离”或“靠近”)凸透镜才能再次在光屏上成清晰的像。解析:(1)平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是10.0cm;实验前应先调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度,这样可使像成在光屏的中央;(2)凸透镜的焦距是10.0cm,烛焰放在距凸透镜15cm处时,物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大的实像;幻灯机和投影仪就是利用这一成像规律工作的;(3)将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,物距增大,像距要减小,所以光屏靠
23、近凸透镜,才能在光屏上得到清晰的像。4.小明想通过实验来测定一只金属螺母的密度。(1)将天平放在水平台面上,游码移到标尺左端“0”刻度线处,观察到指针指在分度盘上的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向左调节,使指针对准分度盘中央的刻度线。(2)用调节好的天平测量金属螺母的质量,天平平衡时所用砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,则金属螺母质量为63.2g。(3)将用细线系住的金属螺母放入装有30mL水的量筒内,量筒内水面如图丙所示,则金属螺母的体积为8cm3。(4)金属螺母的密度为7.9g/cm3。解析:(1)由题图甲所示可知,指针偏向分度盘的右侧,应向左调节平衡螺母,使天平平衡。(2)由题图乙所
24、示可知,金属螺母的质量m=50g+10g+3.2g=63.2g。(3)由题图丙所示可知,金属螺母的体积V=38mL-30mL=8mL=8cm3。5.(2016四川成都)在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,所用装置如图所示。(1)从弹簧测力计直接读出的是对木块的拉力大小,实验中需要让拉力与木块所受的滑动摩擦力大小相等,则应满足的主要条件是:木块放在水平面上,拉动木块时,木块应处于匀速直线运动状态:拉力方向水平。(2)拉动木块前,应将弹簧测力计沿水平方向放置,然后进行调零。(3)利用如图所示的装置进行相关实验后,在木块上再叠加另一个木块来进行实验。分析叠放木块与不叠放木块两种情况对应
25、的数据,是为了验证下列猜想中的A。A.滑动摩擦力的大小与压力的大小有关B.滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关C.滑动摩擦力的大小与接触面积大小有关D.滑动摩擦力的大小与运动的速度大小有关(4)交流评估时,某实验小组提出:实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定。可能的原因是B。A.木板的长度太长B.木板的粗糙程度不均匀C.弹簧测力计的分度值太大D.木块与木板的接触面积太大解析:(1)由二力平衡可知,只有当物体做匀速直线运动时,拉力与摩擦力才是一对平衡力,二者的大小才相等;(2)弹簧测力计自身有一定的重力,当弹簧测力计水平放置时,才能减小由于弹簧自身重力对实验结果带来的误差;(3)滑动摩擦力只
26、与压力和接触面的粗糙程度有关,叠加木块改变的是压力的大小,所以验证的猜想是滑动摩擦力的大小与压力大小的关系,即选项A符合题意;(4)木板的长短不会影响摩擦力的大小,所以不是造成弹簧测力计的示数不容易稳定的原因,故A错误;木板的粗糙程度不均匀,影响摩擦力的大小,会造成弹簧测力计的示数不容易稳定,故B正确;弹簧测力计的分度值太大,只会使测量的准确度降低,不是造成弹簧测力计的示数不容易稳定的原因,故C错误;木块与木板的接触面积不影响摩擦力的大小,所以不是造成弹簧测力计的示数不容易稳定的原因,故D错误,故选B。6.在探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中,得到如表数据:(1)本实验中用到的测量器材有:
27、天平和弹簧测力计。(2)分析如表数据可知:物体的质量为0.7kg时,它受到的重力是6.86N。(3)以下四个图象中,关于物体重力的大小与其质量的关系,正确的是A。7.(2016福建南平)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小张和小黄同学利用所提供的器材设计了如图2(a)、(b)、(c)所示的三个实验。(1)小张通过观察海绵凹陷程度大小来比较小桌对海绵的压力作用效果。(2)小张选做(a)、(b)(填序号)两次实验得出:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。(3)小黄选做(a)和(c)两次实验得出:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显。请你分析造成前后两个结论不一
28、致的原因是受力面的材料不同。解析:(1)压力的作用效果主要表现在物体的形变上,小张和小黄是根据海绵凹陷程度大小的现象来比较压力的作用效果的;(2)由(a)、(b)所示实验可知,海绵受到的压力相等而接触面积不同,接触面积越小,压力作用效果越明显,由此可得:在压力一定时,接触面积越小,压力作用效果越明显的结论;(3)图(a)与图(c)物体间的压力相同而接触面的面积不同,图(c)的受力面积小,图(c)的形变程度小,压力作用效果不明显,由此得出了压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显;造成这一错误结论的原因是两实验中,形变物体的材料不同。8.(2016四川遂宁)小聪学习了固体压强后,爱动脑筋
29、的他想探究液体内部是否有压强,液体内部压强究竟有哪些特点,小聪进行了大胆猜想:猜想1:液体内部可能有压强猜想2:液体内部的压强大小可能与方向有关猜想3:液体内部的压强大小可能与液体深度有关猜想4:液体内部的压强大小可能与液体的密度有关为了验证以上猜想是否正确,小聪在老师的帮助下找来了一些实验器材,设计并完成了实验探究。请你完成下列问题:(1)实验前,要通过调试,使压强计U形管两边的液面相平,小聪在调试时发现,用手指不论是轻压还是重压探头的橡皮膜时,U形管两边液面几乎没有变化,如图所示,说明该压强计漏气(选填“漏气”或“不漏气”)。(2)为了验证猜想1,小聪把探头放入水中,再观察压强计U形管两边
30、液面是否有高度差来判断探头处是否受到水的压强。(3)在验证其余猜想的过程中,小聪收集到如下表中的数据,根据表中的数据:比较序号1、2、3、4的数据,可得出的结论是在同一深度,液体向各个方向的压强相等。为了验证猜想3,小聪完成的实验操作应该是表中序号为1(或2、3)、5、6的实验。比较序号6、7两组数据,可得出液体的压强与液体种类有关。(4)小聪在实验中主要用到的研究方法有转换法和控制变量法。解析:(1)实验前要正确安装压强计,调节好的压强计放在空气中时,橡皮膜不受液体的压强,因此U形管两边的液面应该相平;若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,就会有漏气现象,因此U形管两边液柱的
31、高度差变化小。(2)把压强计的金属盒浸入液体中,U形管两边出现高度差,说明液体内部有压强,因此小聪通过观察压强计U形管两边液面是否有高度差来判断探头处是否受到水的压强。(3)同种液体、深度相同,不同的是方向,液面差相等即压强相等,说明在同一深度,液体向各个方向的压强相等;根据猜想3:液体内部的压强大小可能与液体深度有关可知,控制液体种类相同,深度不同,即小聪完成的实验操作应该是表中序号为1(或2、3)、5、6的实验;比较序号6、7两组数据可知,液体种类不同,深度相同,液体的压强不同,由此可得:液体的压强与液体种类有关。(4)由实验过程可知,小聪在实验中主要用到的研究方法有转换法和控制变量法。9
32、.(2016四川泸州)探究影响浮力大小的因素时,小红做了如图所示的实验,请你根据她的实验探究回答下列问题:比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关;比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关;比较图C和D可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;图E中物体受到浮力大小为0.8N;比较图C和E可知,水对杯底部的压强大于(选填“大于”“小于”或“等于”)酒精对杯底部的压强。解析:图B和C中,物体排开液体的密度不变,排开液体的体积不同,所以,比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关;图C和E中,排开液体的体积都等于物体的体积,保持不变,排开液体的密度不同
33、,所以,比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关;研究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系,应控制物体排开液体的密度和体积不变,只改变深度的大小,所以,比较图C和D可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;从图A知,图E中,物体的重力G=4.0N,弹簧测力计的示数F=3.2N,物体受到浮力F浮=G-F=4.0N-3.2N=0.8N;图C和E中,杯底部液体的深度相同,因水酒精,根据p=液gh知,水对杯底部的压强大于酒精对杯底部的压强。10.小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中,所用的器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。(1)实验前,将杠杆中点置于
34、支架上,调节平衡螺母,使杠杆水平平衡;实验中,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是便于在杠杆上直接测量力臂。(2)实验过程中,将钩码悬挂于图中A点,保持阻力、阻力臂不变,在支点O右侧不同位置,用弹簧测力计施加竖直向下的拉力(动力),使杠杆水平平衡,测出每一组动力臂L1和对应的动力F1,并记录在表中。请根据表中数据,在坐标系中绘制出L1与F1的图象,根据图象中实验数据可知,当L1为0.6m时,F1为0.5N。答案:如图所示:(3)实验中小明发现,保持杠杆处于水平平衡,当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时,弹簧测力计的拉力会变大,原因是拉力的力臂变小。解析:(1)当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与
35、杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来;(2)根据表格中数据进行描点,并用平滑的曲线连接起来,如图所示:从图象上读出一组数据,当动力F1=0.75N时,对应的动力臂L1=0.4m,根据杠杆平衡条件,阻力与阻力臂的乘积:F2L2=F1L1=0.75N0.4m=0.3Nm,根据题意可知,阻力与阻力臂的乘积保持不变,所以,当L1为0.6m时,则(3)保持杠杆处于水平平衡,当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,拉力的力臂变小,但是阻力和阻力臂均不变,根据杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的拉力会变大。解析:(1)实验中,钢球动能的大小是通过木块被撞的距离来反映的,在质量相同时,钢球的速度越大,动能越大,所以木块
36、B被撞得越远;(2)在两次实验中木块对水平面的压力不变,接触面的粗糙程度也不变,所以木块移动时受到的摩擦力不变,则12.小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。(1)图甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是C(选填“A”“B”或“C”)处的电流。(2)请在图乙中移动一根导线,测量另外一处的电流。在移动的导钱上画“”,并用笔画线代替导线连接正确的电路。移动后电流表测量的是A或B(选填“A”“B”或“C”)处的电流。答案:如图所示(3)测出A、B、C三处的电流如表所示,由此得出初步结论:IC=IA+IB(只写表达式)。小梅指出:为了得出更普遍的规律,
37、应当进行多次实验。操作方法是:换上规格不同的灯泡多次实验。(4)小海利用原有的实验器材,添加一个开关,又设计了一个电路。利用这个电路,不用更换电流表的位置,就可直接测出A、B、C三处的电流,同样可得出三处电流的关系。请在图丙中的虚线框中画出电路图。答案:如图所示解析:(1)电流表在干路上测量干路的电流,即C点的电流;(2)让电流表测量另一处的电流,也就是测量支路的电流,甲图测量的是A点的电流,乙图测量的是B点的电流,电路连接如图所示:(3)并联电路中,干路电流等于各支路电流的和,即IC=IA+IB,为得出普遍结论,实验时应采用不同规格的灯泡进行多次实验;(4)在不更换电流表位置的情况下,在支路
38、上各接一个开关即可完成实验要求,电路如图所示:13.(2017四川广元)小琳想知道一只标明“220V40W”白炽灯不发光时的灯丝电阻有多大,她设计了图甲所示电路原理图,并找来器材动手实验。(1)按照如图甲所示连接电路,检查无误后闭合开关S,调节滑动变阻器R,电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,此时灯丝电阻为24。(2)小琳设想如果没有电压表,能否再找一只电流表和一个定值电阻来代替电压表,于是她设计了如图丁所示电路原理图(R0为阻值已知的定值电阻),连接电路并检查无误后闭合开关S,调节滑动变阻器R,当电流表A1、A2示数分别为I1、I2时,灯丝电阻RL=(用R0,I1,I2表示测量结果)。(
39、3)小琳用公式R=计算出灯泡正常发光时的电阻为1210,比(1)中测量的电阻大得多,请你帮助小琳给出合理的解释正常发光灯丝温度比不发光时高得多,灯丝温度越高,电阻越大。(4)小琳根据图乙和丙的示数,计算了此时灯泡实际消耗的电功率与灯泡额定功率相差34W。14.(2016山东潍坊)小丽同学用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及干电池等实验器材,测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,请解答下列问题。(1)如图是小丽同学已连接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“”,并用笔画线代替导线在电路中画出正确的连线。答案:如图所示:(2)电路连正确后,闭合开关发现小灯泡不亮,电压表
40、有示数,电流表无示数,产生这种现象的原因可能是灯泡断路。(3)故障排除后,再闭合开关,移动滑动变阻器滑片,同时注意观察电压表(选填“电流表”或“电压表”)示数的变化,当电压达到2.5V时,电流表的示数如图所示,I=0.32A,小灯泡的额定功率P=0.8W。解析:(1)将电压表并联接在灯和开关的两端,在连接电路开关断开的情况下,电压表串联在电路中,电压表就有示数,不安全。故连接错误是连接电压表的右接线柱与开关的左接线柱之间的导线,改正后电路图如下图所示:(2)灯泡不亮,电流表无示数,说明某处发生了断路,电压表示数接近电源电压,说明与电压表并联的灯泡出现了断路,产生这种现象的原因可能是灯泡断路;(
41、3)移动滑动变阻器滑片,同时注意观察电压表示数的变化,当电压达到2.5V时,电流表示数为0.32A(图中电流表的分度值为0.02A),灯泡的额定功率P=UI=2.5V0.32A=0.8W。15.(2016广西河池)如图所示是探究“磁场对通电导线的作用”的实验装置,当闭合开关S时,导线ab中电流的方向是从a到b(选填“a到b”或“b到a),导线ab受到磁场力的作用而向左运动,如果只改变电流方向,那么导线ab将向右运动。科学家在该实验基础上发明了电动机,实现了把电能转化为机械能。解析:据电源的正负极可知,导线ab中电流方向是从a到b;通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向、电流方向有关。导线ab受到磁场力的作用而向左运动,如果只将电流的方向改变,那么导线ab将向右运动;电动机消耗电能,产生机械能,故是将电能转化为机械能的过程。