2021-2022学年沪粤版九年级物理(上)期末复习专练-实验题(word版 含答案)
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这是一份2021-2022学年沪粤版九年级物理(上)期末复习专练-实验题(word版 含答案),共29页。
沪粤版九年级(上)物理期末实验题型专题
1.兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟 有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟 有关。
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越大,这里说的动能是指 (填序号);
A.小球在斜面上时的动能B.小球撞击木块时的动能C.小球撞击木块后的动能
【知识迁移】
(1)实验通过木块被撞后移动的距离来反映金属球的动能大小,下列实验器材中,与木块起相类似作用的器材有 种。
(2)完成实验后,同学们还联想到以前探究牛顿第一定律时,也用到了斜面:让小车从同一斜面同一高度下滑,在不同的表面看滑行的距离远近(如表),最终停下来后,小车在三个表面克服摩擦力做功是否相等? (选填“相等”或“不相等”)。
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
2.某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率,实验过程如下:
①用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力G并填入表格。
②按图安装滑轮组,分别记下沙袋和绳端的位置。
③匀速拉动弹簧测力计,使沙袋升高,读出拉力F的值,用刻度尺测出沙袋上升的高度h和绳端移动的距离s,将这三个量填入表格。
④算出有用功W有,总功W总,机械效率η。
⑤改变沙袋中沙子的重量,重复上面的实验。
次数
沙和袋所受的总重力G/N
提升高度h/m
有用功W有/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总/J
机械效率η
1
0.6
0.2
0.12
0.3
0.18
66.7%
2
0.9
0.2
0.18
0.4
0.6
0.24
3
1.2
0.2
0.24
0.5
0.6
0.30
80%
请根据实验过程和实验记录,思考并回答:
(1)在第一次实验中,粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离s,你认为s应该为 m.
(2)根据表中数据,可计算得出第二次实验的机械效率为 。
(3)根据表中数据,分析得出所用动滑轮的重为 N。(绳重和摩擦忽略不计)
(4)分析三次实验中的数据,可以发现用同一个滑轮组提升重物,物重越大,滑轮组的机械效率 。(选填“越大”“越小”或“不变”)
(5)实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,有同学认为应静止时读数。你认为他的想法 (选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。
(6)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
3.为了探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关,小华同学设计了一个探究方案(如图)。
(1)你认为小华同学在实验时所选用的燃料种类应该 ,质量应该 。(均选填“相同”或“不同”)
(2)若燃料放出的热量用水吸收,则实验中,除了水的质量要相等以外,你认为还应该控制不变的因素是 (填一个即可)。
(3)通过比较 ,可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关。
(4)用天平分别称量出10g的酒精和碎纸片,分别点燃后给相同质量的水加热,直到酒精和碎纸片全部烧完,观察温度计示数的变化情况。
①实验中相同质量的不同燃料完全燃烧后,烧杯中水温变化不一样,这说明了 。
②实验表明:质量相同的不同燃料,完全燃烧时放出的热量一般是 (选填“相同”或“不同”)的。
4.如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料a、b的质量都为10g,烧杯内液体的质量均为100g。当燃料完全燃烧后,甲、乙、丙装置中温度计升高的示数分别为20℃、30℃、35℃。
(1)燃料a的热值 燃料b的热值;液体a的比热容 液体b比热容。(两空均选填“>”、“=”或“<”)
(2)若液体a是水,则水吸收的热量是 。
(拓展)实验室备有酒精温度计、煤油温度计和水银温度计(玻璃泡中液体质量相等),小明查阅资料得到几种物质的数据如下表所示,则:
物质
酒精
煤油
水银
比热容[J/(kg•℃)]
2.4×103
2.1×103
0.14×103
标准气压下沸点(℃)
78
180〜310
356.7
(1)在探究水沸腾的特点时,不能选用 温度计。
(2)在测量质量较小但温度较高的物体温度时,温度计吸收的热量就会影响被测物体温度,这种情况下为了使测量值更接近真实值,应选择 温度计。
5.“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图所示。
(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)小明根据图甲连接好电路,闭合开关,电压表示数如图乙所示.为了使实验结果更准确,接下来他应该 。
(3)测出L1两端的电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改装在B、C之间。
小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小聪的想法是 的。(填“可行”或“不可行”)
(4)测量完成后,进行小组交流讨论。下表选录了三个小组的数据,由表中数据可以得出结论 (写关系式即可)。
实验小组
L1两端电压/V
(U1)
L2两端电压/V
(U2)
串联总电压/V
(U)
1
3.1
1.4
4.5
2
3.0
1.3
4.3
3
2.1
0.9
3.0
6.某同学用如图所示电路“探究并联电路中电流的特点”。
(1)在连接电路时,开关应 ;
(2)当闭合开关试触时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ;
(3)若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的 点;
(4)用电流表分别测出电路中的A、B、C各处的电流,改变电源电压,重复实验,记录数据如下表。该同学根据表格数据得出实验结论:并联电路中干路电流为支路电流的2倍。这个结论一定成立吗?答: (选填“一定”或“不一定”)。为了得出具有普遍意义的并联电路中电流的特点,应该 。
实验序号
A处的电流I/A
B处的电流I/B
C处的电流I/C
第一次测量
0.2A
0.2A
0.4A
第二次测量
0.3A
0.3A
0.6A
第三次测量
0.4A
0.4A
0.8A
7.在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验探究。实验中使用4根电阻丝,规格、材料如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
锰铜合金
0.5
0.8
B
镍铬合金
0.5
0.8
C
镍铬合金
0.5
0.4
D
镍铬合金
1
0.4
(1)实验中通过观察 来比较电阻的大小;
(2)分别将 (填编号)两根电阻丝接入电路,可初步探究出的结论是:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大;
(3)若依次把A、B两根电阻丝接入电路,闭合开关记录电流表的示数。分析比较这两根电阻丝的电阻大小,探究的是电阻跟导体 的关系;
(4)将电阻丝D对折后接入电路中,发现电流表的示数与将电阻丝D全部接入电路时对比变大了,由此得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小。这种做法 (选填“正确”或“错误”),理由是: ;
(5)某同学认为将图中电流表换成小灯泡实验现象更明显,请你对他的方案作出评价: 。
8.小斌用如图所示甲电路探究“电流跟电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电压表接入电路,测R两端的电压;
(2)滑片P移至阻值最大处,将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P发现,电压表始终无示数,电流表始终有示数,其原因可能是 (只填序号)
A.R短路
B.R断路
C.滑动变阻器短路
(3)故障排除后,移动滑片P使电压表的示数如图乙所示,记下电压表的示数 ;
(4)将5Ω电阻换成10Ω电阻,为保持电压表示数不变,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为 V,此时电流表的示数为 A;
(5)若每次实验均选用单个定值电阻连入电路,小斌现在有“15Ω、20Ω、25Ω、30Ω、35Ω”5个电阻,你认为能供继续实验的电阻最多还有 个;
(6)小斌利用可选电阻继续实验,并得到结论;电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 比。
(7)在电学实验中,其中三个实验都用到图丙的电路图,下列说法正确的是 。
A.研究“电流与电压的关系”可以用灯泡代替定值电阻进行实验
B.研究“电流与电阻的关系”每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使电流表示数不变
C.“伏安法”测定值电阻,多次实验的目的是求平均值,减小误差
D.在A、B、C选项的三个实验中,滑动变阻器的作用是完全一样的
9.某物理小组“探究电流与电压、电阻的关系”的实验电路图如图甲所示。实验器材:电源(4.5V)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V),定值电阻R=5Ω、R=10Ω、R=20Ω,滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)探究电流与电压关系:
①应保持 不变,采用的科学方法是: 。
②实验中多次测量的目的 。
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验,绘制出I﹣U图如图乙所示。分析M或N图像可得到实验结论: 。其中M对应的电阻阻值是 Ω。
(2)探究电流与电阻的关系:
①首先将定值电阻R1=5Ω接入AB间,调节滑动变阻器滑片P位置,使R1两端电压为2V;然后电阻R1=5Ω换成R2=10Ω时,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“a”或“b”)端移动,同时眼睛应注视 (选填“滑片P”、“电流表”或“电压表”);
②最后将R3=20Ω接入AB间,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P,电压表的示数都无法达到2V。为顺利完成实验,所选滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
③更换滑动变阻器完成实验,归纳总结得出实验结论。
10.小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,设计了如图所示的实验电路。两个烧瓶A、B中盛有质量、初温相等的煤油,RA与RB是阻值不同的电热丝。
(1)RA与RB采用串联的连接方式,其目的是为了控制通电时间、
相等。
(2)小明同学为比较RA与RB阻值的大小,用电压表分别测出RA与RB两端电压大小,发现UA<UB,则RA RB(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)在相同时间内,可通过观察 来比较电流通过电热丝产生的热量多少;为了升温较快,实验液体选用煤油而不选用水,主要是水的比热容比煤油 。
(4)小华想改装实验装置用来“测量煤油的比热容大小”,则他们应将烧瓶A中煤油换成与其 (选填“质量”或“体积”)相等的水,还必须使电热丝RA、RB阻值 (填“相同”或“不同”)。水和煤油的初温均为t0,通电一段时间后,水和煤油的末温分别为t水、t煤油,请写出煤油比热容的表达式: 。(已知水的比热容为c水)。
11.在测量小灯泡的电功率实验中,小明选用了额定电压是2.5V的小灯泡。
(1)如图甲所示,小梦在检查电路连接中,发现其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的一根导线。
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至最左端。闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是 (选填序号)。
A.检查电路是否断路
B.更换小灯泡
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(3)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,记下多组电流表及对应电压表的示数,并画出图乙所示的I﹣U图像,则小灯泡正常发光时的电功率为 W。
(4)根据收集到的实验数据,同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,你认为其主要原因是 。
(5)完成上述实验后,小明又找到了一只阻值已知的定值电阻R0,并借助部分现有的实验器材设计了如图丙所示的电路,继续测量另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻。测量时,先闭合开关S和S1,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光;接着将S1断开,S2闭合,读出电流表的示数I,则小灯泡正常发光时的电阻R= (用含有I、U额、和R0的代数式表示)。
12.如图甲所示的实验装置中,三个相同的烧瓶A、B、C内部都盛有质量和初温均相等的液体,其中,A、B烧瓶中装的是煤油,C瓶中装的是水,A、B、C瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC,且RA<RB=RC(假设试验中没有任何热损失)。
(1)小明用该装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系”,他应该观察比较 和B两瓶中温度计的示数变化情况,其中 瓶中的液体温度升高得更快一些。探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系,应控制 和通电时间相等,改变电阻,探究中要采用 法。
(2)小红用该装置完成“比较水和煤油吸热升温的情况”的实验,她应该观察比较 和C两瓶中温度计的示数变化情况,实验中水和煤油吸热的多少是通过 反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”),该实验中装有 (选填“水”“煤油”)的烧瓶中温度计示数变化较大。这是因为煤油的比热容小。在该实验中水吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
答案解析
1.兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟 速度 有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟 质量 有关。
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越大,这里说的动能是指 B (填序号);
A.小球在斜面上时的动能B.小球撞击木块时的动能C.小球撞击木块后的动能
【知识迁移】
(1)实验通过木块被撞后移动的距离来反映金属球的动能大小,下列实验器材中,与木块起相类似作用的器材有 三 种。
(2)完成实验后,同学们还联想到以前探究牛顿第一定律时,也用到了斜面:让小车从同一斜面同一高度下滑,在不同的表面看滑行的距离远近(如表),最终停下来后,小车在三个表面克服摩擦力做功是否相等? 相等 (选填“相等”或“不相等”)。
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
【解答】解:“十次车祸九次快”指的是汽车的动能与速度有关,“安全驾驶莫超载”指的是汽车的动能与质量有关;
物体能量的多少,可由它对外做功的多少来确定,而做功的多少,可以通过钢球推动木块的距离大小来反映,故选B;
(1)实验中通过小球撞击木块运动的距离的大小判定动能的大小,采用的是转换法;
A、内能的大小无法观察,通过棉絮的燃烧情况能判定压缩空气内能的变化,属于转换法;
B、研究物质的升温特点时,控制质量相同,采用的是控制变量法;
C、分子的运动无法观察,通过红墨水分子的运动情况判定分子运动与温度的关系,采用的是转换法;
D、探究重力势能与那些因素有关的实验中,也是将重力势能的大小转换为小桌子在沙子中的下陷程度,所以此时小桌子的作用与木块的作用相同,采用的是转换法;
故有三种;
(2)让小车从同一高度由静止下滑,根据决定重力势能大小的因素可知,最初小车的重力势能相同,下滑到水平面时的动能也相同,在不同的材料表面上运动时,最终停下来后,动能全部转为内能,克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能,所以,在三个表面克服摩擦力做功相同。
故答案为:速度;质量;B;(1)三;(2)相等。
2.某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率,实验过程如下:
①用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力G并填入表格。
②按图安装滑轮组,分别记下沙袋和绳端的位置。
③匀速拉动弹簧测力计,使沙袋升高,读出拉力F的值,用刻度尺测出沙袋上升的高度h和绳端移动的距离s,将这三个量填入表格。
④算出有用功W有,总功W总,机械效率η。
⑤改变沙袋中沙子的重量,重复上面的实验。
次数
沙和袋所受的总重力G/N
提升高度h/m
有用功W有/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总/J
机械效率η
1
0.6
0.2
0.12
0.3
0.18
66.7%
2
0.9
0.2
0.18
0.4
0.6
0.24
3
1.2
0.2
0.24
0.5
0.6
0.30
80%
请根据实验过程和实验记录,思考并回答:
(1)在第一次实验中,粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离s,你认为s应该为 0.6 m.
(2)根据表中数据,可计算得出第二次实验的机械效率为 75% 。
(3)根据表中数据,分析得出所用动滑轮的重为 0.3 N。(绳重和摩擦忽略不计)
(4)分析三次实验中的数据,可以发现用同一个滑轮组提升重物,物重越大,滑轮组的机械效率 越大 。(选填“越大”“越小”或“不变”)
(5)实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,有同学认为应静止时读数。你认为他的想法 不正确 (选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到 摩擦 对滑轮组机械效率的影响。
(6)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率 不
变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【解答】解:(1)由图可知,有3根绳子拉动动滑轮,绳子移动的距离s=nh=3×0.2m=0.6m;
(2)滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=75%;
(3)根据使用动滑轮时动力F=(G物+G动)可知,动滑轮的重力G动=3F﹣G物=3×0.3N﹣0.6N=0.3N;
(4)同一滑轮组提升物体,额外功不变,物体越重,有用功越多,有用功占总功的比值就越大,所以同一滑轮,提升物体越重,机械越大;
(5)静止时读数,忽略了摩擦对实验结果的影响;
(6)同一滑轮组,提升相同物体时,有用功和额外功都不变,所以机械效率就不变。
故答案是:(1)0.6;(2)75%;(3)0.3;(4)越大;(5)不正确;摩擦;(6)不变。
3.为了探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关,小华同学设计了一个探究方案(如图)。
(1)你认为小华同学在实验时所选用的燃料种类应该 不同 ,质量应该 相同 。(均选填“相同”或“不同”)
(2)若燃料放出的热量用水吸收,则实验中,除了水的质量要相等以外,你认为还应该控制不变的因素是 使燃料在相同装置内燃烧 (填一个即可)。
(3)通过比较 水升高的温度 ,可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关。
(4)用天平分别称量出10g的酒精和碎纸片,分别点燃后给相同质量的水加热,直到酒精和碎纸片全部烧完,观察温度计示数的变化情况。
①实验中相同质量的不同燃料完全燃烧后,烧杯中水温变化不一样,这说明了 燃料燃烧放出的热量不同 。
②实验表明:质量相同的不同燃料,完全燃烧时放出的热量一般是 不同 (选填“相同”或“不同”)的。
【解答】解:(1)燃料完全燃烧时放出的热量与燃料的种类和质量有关,所以小华同学在实验时所选用的燃料种类应该不同,质量应该相同;
(2)若燃烧放出的热量用水吸收,则实验中,除了水的质量要相等外,还应使燃料在相同装置内燃烧;
(3)燃料完全燃烧放出的热量被水吸收,通过比较水温升高的多少可知燃料放热的多少,从而得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关。
(4)①实验发现相同质量的不同燃料完全燃烧后,烧杯中水温变化不一样,这说明了燃料燃烧放出的热量不同;
②实验表明:质量相同的不同燃料,完全燃烧时放出的热量一般是不同的。
故答案为:(1)不同;相同;(2)使燃料在相同装置内燃烧;(3)水升高的温度;(4)①燃料燃烧放出的热量不同;②不同。
4.如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料a、b的质量都为10g,烧杯内液体的质量均为100g。当燃料完全燃烧后,甲、乙、丙装置中温度计升高的示数分别为20℃、30℃、35℃。
(1)燃料a的热值 < 燃料b的热值;液体a的比热容 > 液体b比热容。(两空均选填“>”、“=”或“<”)
(2)若液体a是水,则水吸收的热量是 8.4×103J 。
(拓展)实验室备有酒精温度计、煤油温度计和水银温度计(玻璃泡中液体质量相等),小明查阅资料得到几种物质的数据如下表所示,则:
物质
酒精
煤油
水银
比热容[J/(kg•℃)]
2.4×103
2.1×103
0.14×103
标准气压下沸点(℃)
78
180〜310
356.7
(1)在探究水沸腾的特点时,不能选用 酒精 温度计。
(2)在测量质量较小但温度较高的物体温度时,温度计吸收的热量就会影响被测物体温度,这种情况下为了使测量值更接近真实值,应选择 水银 温度计。
【解答】解:
(1)为了比较不同燃料的热值,应选用不同燃料来加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择乙、丙两图进行实验,而丙装置中温度计升高的示数大,说明丙中液体吸收的热量多,即燃料b燃烧放出的热量多,所以燃料b的热值较大,即燃料a的热值小于燃料b的热值;
为了比较不同物质的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同、加热时间也相同,通过比较温度的变化得出比热容的大小关系,应选择甲乙两图进行实验,而甲装置中a液体的温度计升高的示数小,因此a液体的比热容大于b液体的比热容;
(2)若液体a是水,其质量为100g,由题知水升高的温度为20℃,
水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×0.1kg×20℃=8.4×103J;
拓展:
(1)在标准大气压下,水的沸点是100℃,而酒精的沸点是78℃,用酒精温度计去测水沸腾时的温度,水还没沸腾,酒精就已经沸腾了,所以不能选用酒精温度计;
(2)当被测物体温度较高、质量较小时,为了使测量值更接近真实值,应该选比热容小的液体作为温度计的测温液体,这样液体升温快并且吸热没有那么多,而比热容大的升温慢并且吸收的热量会更多,因水银的比热容相对来说较小,所以应选择水银温度计。
故答案为:(1)<;>;(2)8.4×103J;
【拓展】(1)酒精;(2)水银。
5.“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图所示。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择 不相同 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡。
(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关,电压表示数如图乙所示.为了使实验结果更准确,接下来他应该 断开开关,换用小量程,重做实验 。
(3)测出L1两端的电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改装在B、C之间。
小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小聪的想法是 不可行 的。(填“可行”或“不可行”)
(4)测量完成后,进行小组交流讨论。下表选录了三个小组的数据,由表中数据可以得出结论 U=U1+U2 (写关系式即可)。
实验小组
L1两端电压/V
(U1)
L2两端电压/V
(U2)
串联总电压/V
(U)
1
3.1
1.4
4.5
2
3.0
1.3
4.3
3
2.1
0.9
3.0
【分析】(1)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多;
(2)用电压表测量电压时,要选择合适的量程,否则指针偏转角度过大或过小;
(3)用电压表测量电压时,电流应从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出,否则指针反向偏转;
(4)串联电路两端的电压等于各部分电压之和。
【解答】解:
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择不相同的小灯泡;
(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关,电压表示数如图乙所示,指针偏转角度过小,选用的量程过大,为了使实验结果更准确,接下来他应该断开开关,换用小量程,重做实验;
(3)测出L1两端的电压时,与B相连的为电压表正接线柱,与C相连的为电压表负接线柱;若将与A点相连的导线改接到C点,电压表的正负接线柱接反了,所以小聪的想法是不可行的。
(4)依照表中的测量数据可以得出串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和的规律,即U=U1+U2。
故答案为:(1)不相同;(2)断开开关,换用小量程,重做实验;(3)不可行;(4)U=U1+U2。
6.某同学用如图所示电路“探究并联电路中电流的特点”。
(1)在连接电路时,开关应 断开 ;
(2)当闭合开关试触时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 电流表正负接线柱接反了 ;
(3)若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的 A 点;
(4)用电流表分别测出电路中的A、B、C各处的电流,改变电源电压,重复实验,记录数据如下表。该同学根据表格数据得出实验结论:并联电路中干路电流为支路电流的2倍。这个结论一定成立吗?答: 不一定 (选填“一定”或“不一定”)。为了得出具有普遍意义的并联电路中电流的特点,应该 更换不同规格的灯泡继续实验 。
实验序号
A处的电流I/A
B处的电流I/B
C处的电流I/C
第一次测量
0.2A
0.2A
0.4A
第二次测量
0.3A
0.3A
0.6A
第三次测量
0.4A
0.4A
0.8A
【解答】解:(1)在连接电路时,为保护电路,开关应断开;
(2)当闭合开关试触时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是电流表正负接线柱接反了;
(3)电流表与待测电路串联,若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的A点;
(4)之所以得出:并联电路中干路电流为支路电流的2倍,即各支路电流相等,是因为选用的灯泡规格相同,器材太特殊,结论有偶然性,这个结论不一定成立;为了得出具有普遍意义的并联电路中电流的特点,应该更换不同规格的灯泡继续实验。
故答案为:(1)断开;
(2)电流表正负接线柱接反了;
(3)A;
(4)不一定;
(5)更换不同规格的灯泡继续实验。
7.在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验探究。实验中使用4根电阻丝,规格、材料如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
锰铜合金
0.5
0.8
B
镍铬合金
0.5
0.8
C
镍铬合金
0.5
0.4
D
镍铬合金
1
0.4
(1)实验中通过观察 电流表的示数大小 来比较电阻的大小;
(2)分别将 B、C (填编号)两根电阻丝接入电路,可初步探究出的结论是:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大;
(3)若依次把A、B两根电阻丝接入电路,闭合开关记录电流表的示数。分析比较这两根电阻丝的电阻大小,探究的是电阻跟导体 材料 的关系;
(4)将电阻丝D对折后接入电路中,发现电流表的示数与将电阻丝D全部接入电路时对比变大了,由此得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小。这种做法 错误 (选填“正确”或“错误”),理由是: 没有控制电阻丝的长度不变 ;
(5)某同学认为将图中电流表换成小灯泡实验现象更明显,请你对他的方案作出评价: 当接入电路中电阻丝的阻值变化不大时,通过灯泡的亮度无法判定电阻的大小 。
【解答】解:
(1)在该实验中,电阻的大小是通过电流的大小来体现的,电流越小说明电阻越大,这种方法是转换法。
(2)由表中数据可知,将B、C两根合金丝接入电路,B、C合金线的材料、长度相同,而横截面积不同,并且C合金丝的横截面积小于B的横截面积,发现接入C合金丝时,电流表的示数比接入B合金丝时更小,说明C合金丝的电阻比B合金丝的电阻大,由此初步得出结论:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大;
(3)若依次把A、B两根电阻丝接入电路,这两根电阻丝的材料不同,长度和横截面积相同,探究的是电阻跟导体材料的关系;
(4)实验中电阻丝的长度和横截面积均发生了改变,即探究导体与电阻关系时没有控制电阻丝的长度相同,因此该结论是错误的;
(5)若将图中电流表换成小灯泡,通过小灯泡的亮度可以判定电阻的大小,但当接入电路中电阻丝的阻值变化不大时,通过灯泡的亮度无法判定电阻的大小。
故答案为:(1)电流表的示数大小;(2)B、C;(3)材料;(4)错误;没有控制电阻丝的长度不变;(5)当接入电路中电阻丝的阻值变化不大时,通过灯泡的亮度无法判定电阻的大小。
8.小斌用如图所示甲电路探究“电流跟电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电压表接入电路,测R两端的电压;
(2)滑片P移至阻值最大处,将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P发现,电压表始终无示数,电流表始终有示数,其原因可能是 A (只填序号)
A.R短路
B.R断路
C.滑动变阻器短路
(3)故障排除后,移动滑片P使电压表的示数如图乙所示,记下电压表的示数 1V ;
(4)将5Ω电阻换成10Ω电阻,为保持电压表示数不变,滑片P应向 A (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为 1 V,此时电流表的示数为 0.1 A;
(5)若每次实验均选用单个定值电阻连入电路,小斌现在有“15Ω、20Ω、25Ω、30Ω、35Ω”5个电阻,你认为能供继续实验的电阻最多还有 3 个;
(6)小斌利用可选电阻继续实验,并得到结论;电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 反 比。
(7)在电学实验中,其中三个实验都用到图丙的电路图,下列说法正确的是 C 。
A.研究“电流与电压的关系”可以用灯泡代替定值电阻进行实验
B.研究“电流与电阻的关系”每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使电流表示数不变
C.“伏安法”测定值电阻,多次实验的目的是求平均值,减小误差
D.在A、B、C选项的三个实验中,滑动变阻器的作用是完全一样的
【解答】解:(1)电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,如下图所示:
(2)A.若R短路,电路为通路,电流表有示数,电压表没有示数,符合题意;
B.若R断路,电流表没有示数,不符合题意;
C.滑动变阻器短路,电压表测电源电压,电压表有示数,电流表有示数,不符合题意;
故选A;
(3)故障排除后,移动滑片P使电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为1V;
(4)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向A端移动,使电压表的示数为1V,由欧姆定律,此时电流表的示数为:I===0.1A;
(5)电阻两端的电压始终保持UV=1V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=3V﹣1V=2V,电阻分得的电压为变阻器分得的电压0.5倍,根据分压原理,当变阻器的最大电阻50Ω连入电路中时,对应的定值电阻最大值为:
R定大=0.5×50Ω=25Ω,小斌现在有“15Ω、20Ω、25Ω、30Ω、35Ω”5个电阻,你认为能供继续实验的电阻最多还有3个;
(6)小斌利用可选电阻继续实验,并得到结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;
(7)A、在研究电流与电压关系时,应当控制电阻是定值,因此本实验选用的是定值电阻,而小灯泡的电阻会受温度的变化而变化,所以本实验不能用小灯泡;
B、研究“电流与电阻的关系”,应当保证定值电阻两端的电压不变,因此每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使电压表示数不变,所以滑动变阻器的目的是控制定值电阻两端电压不变;
C、研究“电流与电压的关系“,控制电阻是定值,多次改变定值电阻两端的电压,所以滑动变阻器的目的是改变定值电阻两端的电压;因此C正确。
故答案为:(1)如上所示;(2)A;(3)1V;(4)A;1;0.1; (5)3;(6)反;(7)C。
9.某物理小组“探究电流与电压、电阻的关系”的实验电路图如图甲所示。实验器材:电源(4.5V)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V),定值电阻R=5Ω、R=10Ω、R=20Ω,滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)探究电流与电压关系:
①应保持 电阻 不变,采用的科学方法是: 控制变量 。
②实验中多次测量的目的 使实验结论更具有普遍性 。
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验,绘制出I﹣U图如图乙所示。分析M或N图像可得到实验结论: 在电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比 。其中M对应的电阻阻值是 5 Ω。
(2)探究电流与电阻的关系:
①首先将定值电阻R1=5Ω接入AB间,调节滑动变阻器滑片P位置,使R1两端电压为2V;然后电阻R1=5Ω换成R2=10Ω时,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向 b (选填“a”或“b”)端移动,同时眼睛应注视 电压表 (选填“滑片P”、“电流表”或“电压表”);
②最后将R3=20Ω接入AB间,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P,电压表的示数都无法达到2V。为顺利完成实验,所选滑动变阻器的最大阻值至少为 25 Ω。
③更换滑动变阻器完成实验,归纳总结得出实验结论。
【解答】解:(1)①探究电流与电压关系时,需要保持电阻不变。故答案为:电阻;控制变量。②单次实验结论不具备普遍性,所以需要多次实验。故答案为:使实验结论更具有普遍性。③由图像可知,电压与变流的比值为定值。根据I=,R===5Ω。故答案为:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比;5。
(2)①探究电流与电阻关系时,应保持定值电阻两端电压不变,那么滑动变阻器两端电压也应不变。电阻从5Ω换成10Ω,根据I=电路中电流减小。根据I=得U=IR,要想使滑动变阻器电压不变,滑动变阻器变阻器电阻应增大。故答案为:b;电压表。②在R3=20Ω,电压表示数为2V时U滑=U﹣U3=4.5V﹣2V=2.5V,根据串联电路分压比=得:R变=25Ω。故答案为:25。
10.小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,设计了如图所示的实验电路。两个烧瓶A、B中盛有质量、初温相等的煤油,RA与RB是阻值不同的电热丝。
(1)RA与RB采用串联的连接方式,其目的是为了控制通电时间、
通过的电流 相等。
(2)小明同学为比较RA与RB阻值的大小,用电压表分别测出RA与RB两端电压大小,发现UA<UB,则RA < RB(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)在相同时间内,可通过观察 温度计示数的变化 来比较电流通过电热丝产生的热量多少;为了升温较快,实验液体选用煤油而不选用水,主要是水的比热容比煤油 大 。
(4)小华想改装实验装置用来“测量煤油的比热容大小”,则他们应将烧瓶A中煤油换成与其 质量 (选填“质量”或“体积”)相等的水,还必须使电热丝RA、RB阻值 相同 (填“相同”或“不同”)。水和煤油的初温均为t0,通电一段时间后,水和煤油的末温分别为t水、t煤油,请写出煤油比热容的表达式: 。(已知水的比热容为c水)。
【解答】解:(1)两电阻丝串联连接的目的是:控制通过两根电阻丝的电流和通电时间相等;
(2)用电压表分别测出RA与RB两端电压的大小,发现UA<UB,因为串联电路中分得的电压与电阻成正比,所以RA<RB;
(3)实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少;
根据Q=cm△t可知,在液体的质量和吸收的热量相同的情况下,液体的比热容越小,温度升高的越快,所以选用比热容较小的煤油来做实验;
(4)要测量煤油的比热容大小,应让水和煤油的质量相等、吸收的热量(加热时间)相等,由温度的变化大小来测出煤油的比热容大小,故他们应将烧瓶A中煤油换成等质量的水;
把电热丝RA换成与RB阻值相同的电阻丝,电阻丝的阻值相等,在相同时间内放出的热量相同,所以水和煤油吸收的热量相同;
因为Q水=Q煤油,所以c水m(t水﹣t0)=c煤油m(t煤油﹣t0),
则煤油的比热容:
c煤油=;
故答案为:(1)通过的电流;(2)<;(3)温度计示数的变化;大;(4)质量;相同;。
11.在测量小灯泡的电功率实验中,小明选用了额定电压是2.5V的小灯泡。
(1)如图甲所示,小梦在检查电路连接中,发现其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的一根导线。
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至最左端。闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是 C (选填序号)。
A.检查电路是否断路
B.更换小灯泡
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(3)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,记下多组电流表及对应电压表的示数,并画出图乙所示的I﹣U图像,则小灯泡正常发光时的电功率为 0.5 W。
(4)根据收集到的实验数据,同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,你认为其主要原因是 灯丝电阻随温度的变化而变化 。
(5)完成上述实验后,小明又找到了一只阻值已知的定值电阻R0,并借助部分现有的实验器材设计了如图丙所示的电路,继续测量另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻。测量时,先闭合开关S和S1,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光;接着将S1断开,S2闭合,读出电流表的示数I,则小灯泡正常发光时的电阻R= (用含有I、U额、和R0的代数式表示)。
【解答】解:(1)由图甲可知,电压表与电流表串联测灯泡两端的电压,电流表几乎无示数,应使电压表并联在灯泡两端,电流表与灯泡串联,如下图所示:
(2)闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮的原因首先考虑是电路中电流太小导致的,
所以,接下来应进行的操作是:应移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故选C;
(3)小灯泡正常发光时的电压UL=2.5V,由图乙可知,此时通过灯泡的电流IL=0.2A,
则小灯泡正常发光时的电功率PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W;
(4)小灯泡在不同亮度下,灯丝的温度不同,它两端的电压与电流的比值不一样,由欧姆定律可知灯丝的电阻不同,
则其主要原因是:灯的电阻随温度的变化而变化;
(5)由电路图可知,先闭合开关S和S1时,灯泡L与定值电阻R0并联后再与滑动变阻器串联,电流表测R0支路的电流,
由小灯泡正常发光可知,并联部分的电压为U额,通过定值电阻R0的电流I0=;
接着将S1断开,S2闭合时,灯泡L与定值电阻R0并联后再与滑动变阻器串联,电流表测干路电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过灯泡的电流IL′=I﹣I0=I﹣,
则小灯泡正常发光时的电阻R===。
故答案为:(1)如上图所示;(2)C;(3)0.5;(4)灯丝电阻随温度的变化而变化;(5)。
12.如图甲所示的实验装置中,三个相同的烧瓶A、B、C内部都盛有质量和初温均相等的液体,其中,A、B烧瓶中装的是煤油,C瓶中装的是水,A、B、C瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC,且RA<RB=RC(假设试验中没有任何热损失)。
(1)小明用该装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系”,他应该观察比较 A 和B两瓶中温度计的示数变化情况,其中 B 瓶中的液体温度升高得更快一些。探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系,应控制 电流 和通电时间相等,改变电阻,探究中要采用 控制变量 法。
(2)小红用该装置完成“比较水和煤油吸热升温的情况”的实验,她应该观察比较 B 和C两瓶中温度计的示数变化情况,实验中水和煤油吸热的多少是通过 加热时间 反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”),该实验中装有 煤油 (选填“水”“煤油”)的烧瓶中温度计示数变化较大。这是因为煤油的比热容小。在该实验中水吸收的热量 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
【解答】解:
(1)电流产生热量与电流、电阻和通电时间三个因素有关,探究中要采用控制变量法;探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系,应控制电流和通电相等,改变电阻;通电后给质量相同的同种液体加热,所以应比较A、B两瓶中温度计的变化情况,因为RA<RB,所以B中液体温度升高得快些;
(2)为了比较水和煤油吸热的多少,应采用相同的加热装置,通过加热时间长短来比较,因为RB=RC,所以要选择B、C两瓶中温度计的示数变化情况;
通电相同时间(吸热相同的热量),质量相等的水和煤油中,煤油的温度升得高,温度计示数变化大;实验中,加热时间相同,电阻放出的热量相同,则水吸收的热量等于煤油吸收的热量。
故答案为:(1)A;B;电流;控制变量;(2)B;加热时间;煤油;等于。
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