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山东济南2017-2021五年中考物理真题实验题知识点分类汇编
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这是一份山东济南2017-2021五年中考物理真题实验题知识点分类汇编,共23页。试卷主要包含了小丽发现等内容,欢迎下载使用。
山东济南2017-2021五年中考物理真题实验题知识点分类汇编
一.探究水的沸腾实验(共2小题)
1.(2021•济南)(1)放学回家的路上,小民发现骑自行车下坡时,会越来越快。为了研究物体从斜面上滑下时速度的变化,他用小车、斜面、挡板等器材进行了实验。
①实验中,除了电子停表外,小民还需要的测量工具是 。
②小民某次实验时,在斜面上选定了间距均为40.00cm的A、B、C、D四个位置,小车经过各位置时电子停表显示的时间如图1所示。
由图中数据判断可知,小车沿斜面滑下的运动是 (选填“匀速”或“变速”)直线运动。
③完成实验后,小民在评估时意识到,时间不容易测准。在测量时间时,以下做法中能减小测量误差的是 。
A.熟练使用电子停表
B.适当减小斜面的倾角
C.适当减小选定位置的间距
D.用光电计时器代替电子停表
(2)如图2所示是小明“观察水的沸腾”的实验装置。
①在组装该实验装置时,小明首先应当根据 (选填“酒精灯”、“酒精灯火焰”或“酒精灯外焰”)的高度调节并固定放置石棉网和铁圈的位置。
②在对水进行加热的过程中,小明判断烧杯中水沸腾的依据是 。
A.水中有大量气泡上升、变大到水面破裂
B.温度计的示数已经达到了100℃
C.温度计的示数在一段时间内保持不变
D.温度计的示数不变后还需要继续加热
③小明为了验证“水在沸腾过程中需要继续吸收热量”,他可以在水沸腾一段时间之后 ,观察水是否能继续沸腾。
2.(2017•济南)如图所示是“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。
(1)小刚在组装实验装置的过程中意识到,悬挂温度计的铁杆位置很重要,铁杆位置过高或过低会直接影响实验中对 的测量。
(2)小刚在实验过程中,判断水是否已经发生了沸腾的根据是: (填“A”或“B”)
A.观察到的现象 B.温度计的示数
(3)小刚完成实验后,注意到只有小强还没有完成实验,观察发现,小强没有使用烧杯盖,小刚经过分析认为,烧杯盖在本实验中的作用是 ,从而缩短了实验的时间。
(4)小刚还发现,在实验装置相同和组织正确的情况下,各组完成实验的时间也不一样,他又提出了进一步缩短实验时间的两个建议:一个是减少烧杯中水的质量,二是提高烧杯中水的初温,如果你要做这个实验,在采取小刚的建议时,要注意哪些问题?写出其中的一个并说出你的理由。 。
二.探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验(共1小题)
3.(2019•济南)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,图甲所示是一些同学根据日常生活经验所作的猜想与假设,图乙是实验用到的弹簧测力计。
(1)图乙所示的弹簧测力计的测量范围(量程)是 ~ N。
(2)请你写出一个支持小刚猜想的日常生活事例: 。
(3)小刚为了验证自己的猜想,用如图丙所示的装置进行实验,还要在木块下面的水平长木板上分别铺上棉布、毛巾等进行实验,这是为了改变 。
(4)小刚和部分同学通过实验收集到了表中的实验数据。
实验序号
接触面面积
压力/N
摩擦力/N
1
木块与木板
4
0.8
2
木块与木板
5
1.0
3
木块与木板
6
1.2
4
木块与棉布
6
2.0
5
木块与毛巾
6
2.5
其中,小刚通过他的上述实验收集到的是序号为 、 、 的三组数。
(5)通过对这三组数据的分析,小刚得到的实验结论是: 。
三.探究杠杆的平衡条件实验(共1小题)
4.(2017•济南)小梅在物理老师的指导下,利用一个重物、细线、若干钩码及杠杆来探究“杠杆平衡的条件”。
(1)实验前,为便于力臂的测量,她应通过调节杠杆两端的 使杠杆在 位置平衡。
(2)实验时,小梅决定先保持阻力F2和阻力臂l2不变,探究“杠杆平衡时,动力臂和动力之间的关系”。
于是,她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处;然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码,移动其悬挂的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,如图所示,将动力F1和动力臂l1记录下来。
接下来,她要改变 并移动其悬挂的位置,多次重复前面的实验,并把相应的数据记录下来。
(3)小梅通过实验得到的实验数据如表1所示。
表一 保持阻力F2和阻力臂l2不变,探究杠杆平衡时动力臂和动力之间的关系
实验序号
动力F1/N
动力臂l1/m
1
0.5
0.20
2
1.0
0.10
3
1.5
0.07
4
2.0
0.05
5
2.5
0.04
分析表1中的数据,小梅得出的结论是:保持阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力臂l1跟动力F1成 关系。
(4)在前面实验的基础上,小梅进一步猜想:在更普遍的情况下,杠杆平衡时可能满足“动力F1×动力臂l1=阻力臂F2×阻力臂l2”
为了验证小梅的这个猜想,小丽通过实验得到的实验数据如表2所示
表2 探究杠杆平衡时,动力F1、动力臂l1和阻力F2、阻力臂l2之间的关系
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.0
0.10
1.0
0.10
2
1.5
0.08
1.5
0.08
3
2.0
0.07
2.0
0.07
小梅认为,表2中小丽的实验数据缺乏普遍性,用来验证她的猜想不够充分,于是对小丽的实验和收集数据提出了具体的建议。
小梅的建议是:小丽还要在 的情况下进行实验和收集数据。
四.探究影响浮力大小因素的实验(共2小题)
5.(2020•济南)(1)小丽发现:体积大的铁块质量大、体积大的木块质量也大、水也是这样。于是,她选用水来“探究同种物质的质量与体积的关系”。
①小丽测量水的质量需要的器材有:盛水的容器、水、烧杯和 。
②小丽为了简化实验,找来一个小杯,通过实验得到下列数据:
实验次数
水的质量/g
水的体积
1
10.1
1小杯
2
20.0
2小杯
3
29.9
3小杯
分析表中的实验数据,小丽可以得到的实验结论是:水的质量与体积成 比。
③小梅用另一种杯子按小丽的方法“探究水的质量与体积的关系”,得出了与小丽完全相同的结论.在与小丽交流时,发现这种实验方法虽然简单,但由他们的实验数据得出的质量与体积的 不一致。为解决这一问题,他们决定用量筒替代小杯继续进行探究…
(2)小明用如图所示装置来验证“浸在液体中的物体受到浮力的作用”。
①由图甲可知,小明选用的石块的重力是 N。
②如图乙、丙所示,挂在弹簧测力计挂钩上的石块浸入水中时,小明通过观察发现弹簧测力计示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),则说明“浸在水中的石块受到了浮力的作用”。
③小明要得出“浸在液体中的物体受到浮力的作用”的实验结论,他还要选用 来继续做更多次的实验。
6.(2018•济南)在学习浮力的相关知识时,小军对影响浮力大小的因素产生了浓厚的兴趣。
(1)小军记起自己在游泳池里从浅水区走向深水区时,会感觉到身体越来越轻。由此他想:浮力的大小与物体浸入水中的体积有什么关系呢?
于是,他按图甲所示的方法,将物体浸入水中,并不断改变物体浸入水中的体积。观察弹簧测力计示数的变化。记录的实验数据如表一所示。
表一
物体浸入水中的体积
V
V
V
V
V
弹簧测力计的示数/N
3.4
2.9
2.3
1.8
1.2
分析表一中的实验数据,小军得出的结论是:物体浸入水中的体积越大,受到的浮力 (选填“越小”、“越大”或“不变”)。
(2)小军又联想到“死海不死”的传说﹣﹣﹣人在死海中即使不会游泳也沉不下去。就想:浮力的大小一定还与液体的密度有关!
为了证实自己的想法,小军先把鸡蛋放入清水中,发现鸡蛋沉入水底;然后缓缓向水中加盐并不断地搅拌,随着盐水越来越浓,发现鸡蛋竟然能浮在液面上!
这个简易实验说明,小军关于浮力的大小与液体的密度有关的猜想是 (“正确”、“错误”或“不确定”)的。
(3)小军结合密度和重力的知识,对前面两个实验的结论进行了深入思考后,认为浮力的大小应该与物体排开的液体所受重力的大小有更直接的关系。
为了找到浮力的大小与物体排开的液体所受重力的大小之间的关系,他又利用水和石块进行了图乙所示的实验。相关实验数据的记录如表二所示。
表二
石块重G石/N
空杯重G杯/N
石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F/N
杯和水的总重G总/N
石块浸没在水中时受到的浮力F杯浮/N
石块排开水所受的重力G重/N
2.0
1.0
1.4
1.6
请你帮小军完成表二
(4)分析表二的实验数据得出的结论是:石块受到的浮力的大小与它排开水所受重力的大小 。
(5)为了更全面地总结出浮力的大小跟物体排开液体所受重力的大小之间的关系,接下来小军还要 。
五.实物的电路连接(共1小题)
7.(2021•济南)小刚用如图所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理,并连接了部分实验电路。
(1)小刚在连接实验电路之前,应该首先将开关 。
(2)请你用笔画线代替导线,帮小刚连接成完整的实验电路,并让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大。
(3)小刚连接完成上述实验电路,检查无误后,闭合开关。发现小灯泡不亮。小刚想:是不是电路中某处发生了断路?此时,小刚检验实验电路是否发生断路最简单的操作是: ,观察小灯泡是否发光。
(4)小强认为在电路中连入一只电流表,观察电流表是否有示数也能判断电路是否发生了断路。若按照小强的方法进行判断,电流表可以串联在这个电路中的 。
A.电源和开关之间
B.开关和小灯泡之间
C.小灯泡和滑动变阻器之间
D.滑动变阻器和电源之间
六.探究电流与电压、电阻的关系实验(共2小题)
8.(2020•济南)在“探究电流与电压的关系”的实验中:
(1)小军首先选用了一个阻值为15Ω的电阻器开始连接实验电路,如图所示是他已经连接的部分实验电路。小军在连接实验电路时,操作上出现的错误是 。
(2)请你用笔画线代替导线在答题卡上将实物电路连接完整。
(3)连接完实验电路,检查无误后,闭合开关,电路工作正常。过一段时间后,突然发现一个电表的示数变为零,而另一个电表的示数变大。若此时实验电路中只有一处出现故障,则可能的情况是 。
A.电阻器短路,电压表示数为零
B.电阻器开路,电流表示数为零
C.变阻器短路,电压表示数为零
D.变阻器开路,电流表示数为零
9.(2018•济南)实验课上,小明班的同学用图甲所示的实验器材探究“电流的大小与电阻的关系”,并连接了部分实验电路。
(1)请你用笔画线代替导线,在答题卡上把图甲中的器材连接成完整的实验电路。
(2)小明首先选用了阻值为5Ω的电阻,电路连接无误后,闭合开关。移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,此时通过电阻的电流是 A。
(3)在表格中记录下5Ω电阻中的电流,小明接下来的操作是:断开开关,换用 的电阻,多次重复前面的实验,并把相应的数据记录下来。
(4)同学们陆续完成了实验,分析数据他们都得出了同样的结论。其中小明、小刚、小民的实验数据如表一、表二、表三所示。
表一
电压U=2V
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.21
0.10
表二
电压U=3V
电阻R/Ω
10
20
30
电流I/A
0.30
0.14
0.11
表三
电压U=3V
电阻R/Ω
5
15
30
电流I/A
0.60
0.20
0.10
通过交流分享,小明又提出了一个新的问题:若电阻保持不变,电流与电压之间存在着怎样的关系呢?
为了尽快解决这一问题,除了重新进行实验收集数据外,小明还可以 进行分析论证,得出结论。
七.伏安法测电阻的探究实验(共1小题)
10.(2017•济南)小军在老师指导下,用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻,他连接了如图所示的部分实验电路。
(1)请你用笔画线代替导线,在答题纸上连接完成小军的实验电路。
(2)小军连接完电路,检查无误后,应将滑动变阻器的滑片滑至 (填“A”或“B”)端,然后再关闭开关。
(3)小军通过改变小灯泡两端的电压,进行了3次测量,数据记录及算出的小灯泡的电阻值如下表:
实验次数
电压/V
电流/A
电阻/Ω
1
1.0
0.14
7.1
2
1.8
0.23
7.8
3
2.5
0.30
8.3
老师看了小军的数据记录,问小军:“你发现三次测量的电阻值相差较大了吗?小军与其他同学交流,发现其他小组也都有类似现象:小灯泡电阻的测量值随电压增大、亮度增强而增大,结合小灯泡发热发光的特殊性,小军突然意识到小灯泡的电阻可能与 有关,并通过教科书相关部分“信息窗”栏目得到了证实。
(4)小民则认为,实验肯定会有误差,为什么不说是测量误差造成的呢?通过小军的讲解,他终于明白了小军的实验结果不能单纯用测量误差来解释的原因,如果是测量误差的原因,电阻的多次测量值会表现出 的特点。
八.电功率的测量实验(共1小题)
11.(2019•济南)在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)如图甲所示是小军已经连接的部分实验电路,在连接电路时,小军操作上出现的错误是 。
(2)请你用笔画线代替导线在答题卡上帮小军将图甲所示的实物电路连接完整。
(3)连接完实验电路,检查无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表、电压表的示数都为零。出现这种现象的原因可能是 。
A.小灯泡短路
B.小灯泡开路
C.变阻器短路
D.变阻器开路
(4)排除上述故障后,闭合开关,调节滑动变阻器使小灯泡两端电压略高于2.5V,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。接下来,将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,使小灯泡正常发光,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。
(5)继续调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压略低于、等于2.5V,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象,过此图线上任一点M分别作两坐标轴的平行线如图乙所示,它们与两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的 。
参考答案与试题解析
一.探究水的沸腾实验(共2小题)
1.(2021•济南)(1)放学回家的路上,小民发现骑自行车下坡时,会越来越快。为了研究物体从斜面上滑下时速度的变化,他用小车、斜面、挡板等器材进行了实验。
①实验中,除了电子停表外,小民还需要的测量工具是 刻度尺 。
②小民某次实验时,在斜面上选定了间距均为40.00cm的A、B、C、D四个位置,小车经过各位置时电子停表显示的时间如图1所示。
由图中数据判断可知,小车沿斜面滑下的运动是 变速 (选填“匀速”或“变速”)直线运动。
③完成实验后,小民在评估时意识到,时间不容易测准。在测量时间时,以下做法中能减小测量误差的是 ABD 。
A.熟练使用电子停表
B.适当减小斜面的倾角
C.适当减小选定位置的间距
D.用光电计时器代替电子停表
(2)如图2所示是小明“观察水的沸腾”的实验装置。
①在组装该实验装置时,小明首先应当根据 酒精灯外焰 (选填“酒精灯”、“酒精灯火焰”或“酒精灯外焰”)的高度调节并固定放置石棉网和铁圈的位置。
②在对水进行加热的过程中,小明判断烧杯中水沸腾的依据是 A 。
A.水中有大量气泡上升、变大到水面破裂
B.温度计的示数已经达到了100℃
C.温度计的示数在一段时间内保持不变
D.温度计的示数不变后还需要继续加热
③小明为了验证“水在沸腾过程中需要继续吸收热量”,他可以在水沸腾一段时间之后 停止加热 ,观察水是否能继续沸腾。
【答案】(1)①刻度尺;②变速;③ABD;(2)①酒精灯外焰;②A;③停止加热。
【解答】解:(1)①研究物体从斜面上滑下时速度的变化,需要用电子停表测物体运动的时间,用刻度尺测量物体运动的路程;
②由题知,A、B、C、D四个位置的间距相等,由图1知,小车沿斜面滑下过程中经过AB、BC、CD各段的时间不相等,所以小车沿斜面滑下的运动是变速直线运动;
③A.熟练使用电子停表,能更准确的记录时间,能减小误差;
B.适当减小斜面的倾角,能使小车滑下的时间延长,能减小误差;
C.适当减小选定位置的间距,小车下滑的时间缩短,不能减小误差;
D.用光电计时器代替电子停表,能更准确地记录时间,能减小误差。
故选:ABD。
(2)①酒精灯外焰温度比内焰高,应使用外焰加热,所以根据其外焰的高度调节并固定放置石棉网和铁圈的位置。
②水沸腾时,烧杯中水的各部分温度趋于一到,气泡在上升时一方面随着高度增加,压强减小,体积增大;另一方面水蒸气不会遇液化,且周围的水不断汽化进入气泡,使气泡上升过程逐渐变大。
若水吸收的热量等于散失的热量,则水温也不发生改变;水的沸点受到气压的影响,水只在一标准大气压下沸点为100℃。所以实验过程中判断水沸腾的依据要观察水沸腾的现象,而不是观察温度的高低及温度的变化,故选A;
③小明为了验证“水在沸腾过程中需要继续吸收热量”,他可以在水沸腾一段时间之后停止加热生水不再沸腾,若水继续沸腾说明沸腾过程中不需要吸热,不能继续沸腾说明沸腾过程需要继续吸热。
2.(2017•济南)如图所示是“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。
(1)小刚在组装实验装置的过程中意识到,悬挂温度计的铁杆位置很重要,铁杆位置过高或过低会直接影响实验中对 水温 的测量。
(2)小刚在实验过程中,判断水是否已经发生了沸腾的根据是: A (填“A”或“B”)
A.观察到的现象 B.温度计的示数
(3)小刚完成实验后,注意到只有小强还没有完成实验,观察发现,小强没有使用烧杯盖,小刚经过分析认为,烧杯盖在本实验中的作用是 减慢水的内能的散失 ,从而缩短了实验的时间。
(4)小刚还发现,在实验装置相同和组织正确的情况下,各组完成实验的时间也不一样,他又提出了进一步缩短实验时间的两个建议:一个是减少烧杯中水的质量,二是提高烧杯中水的初温,如果你要做这个实验,在采取小刚的建议时,要注意哪些问题?写出其中的一个并说出你的理由。 减少烧杯中水的质量时,水量不宜过少,应能没过温度计的玻璃泡 。
【答案】(1)水温;(2)A;(3)减慢水的内能的散失;(4)减少烧杯中水的质量时,水量不宜过少,应能没过温度计的玻璃泡。
【解答】解:(1)温度计在测量液体温度时,温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁,玻璃泡必须全部浸入液体中,铁杆位置过高或过低会直接影响实验中对水的温度的测量;
(2)沸点的高低与气压有关,故不能通过温度来判定是否沸腾;当液体沸腾时,会有大量的气泡在水底产生,气泡在上升的过程中越来越大,直至水面破裂,故可以通过观察现象来判定水是否沸腾;
(3)在实验中使用杯盖,可以减慢水的内能的散失,缩短加热时间;
(4)方法一:减少烧杯中水的质量时,水量不宜过少,应能没过温度计的玻璃泡;方法二:提高烧杯中水的初温时,为了实现多次测量温度,应缩短每测量的时间。
二.探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验(共1小题)
3.(2019•济南)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,图甲所示是一些同学根据日常生活经验所作的猜想与假设,图乙是实验用到的弹簧测力计。
(1)图乙所示的弹簧测力计的测量范围(量程)是 0 ~ 5 N。
(2)请你写出一个支持小刚猜想的日常生活事例: 穿着鞋底有深花纹的运动鞋不容易滑倒 。
(3)小刚为了验证自己的猜想,用如图丙所示的装置进行实验,还要在木块下面的水平长木板上分别铺上棉布、毛巾等进行实验,这是为了改变 接触面的粗糙程度 。
(4)小刚和部分同学通过实验收集到了表中的实验数据。
实验序号
接触面面积
压力/N
摩擦力/N
1
木块与木板
4
0.8
2
木块与木板
5
1.0
3
木块与木板
6
1.2
4
木块与棉布
6
2.0
5
木块与毛巾
6
2.5
其中,小刚通过他的上述实验收集到的是序号为 3 、 4 、 5 的三组数。
(5)通过对这三组数据的分析,小刚得到的实验结论是: 压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 。
【答案】(1)0;5;(2)穿着鞋底有深花纹的运动鞋不容易滑倒;(3)接触面的粗糙程度;(4)3、4、5;(5)压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
【解答】解:(1)图乙所示的弹簧测力计的测量范围(量程)是0~5N;
(2)小刚猜想滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关,生活事例:穿着鞋底有深花纹的运动鞋不容易滑倒;
(3)研究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关,要控制压力大小相同,只改变接触面的粗糙程度,小刚为了验猜想,用如图丙所示的装置进行实验,还要在木块下面的水平长木板上分别铺上棉布、毛巾等进行实验,这是为了改变接触面的粗糙程度;
(4)研究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关,要控制压力大小相同,故小刚通过他的上述实验收集到的是序号为3、4、5的三组数;
(5)比较通过对这三组数据的分析,小刚得到的实验结论是:压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
三.探究杠杆的平衡条件实验(共1小题)
4.(2017•济南)小梅在物理老师的指导下,利用一个重物、细线、若干钩码及杠杆来探究“杠杆平衡的条件”。
(1)实验前,为便于力臂的测量,她应通过调节杠杆两端的 平衡螺母 使杠杆在 水平 位置平衡。
(2)实验时,小梅决定先保持阻力F2和阻力臂l2不变,探究“杠杆平衡时,动力臂和动力之间的关系”。
于是,她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处;然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码,移动其悬挂的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,如图所示,将动力F1和动力臂l1记录下来。
接下来,她要改变 动力的大小 并移动其悬挂的位置,多次重复前面的实验,并把相应的数据记录下来。
(3)小梅通过实验得到的实验数据如表1所示。
表一 保持阻力F2和阻力臂l2不变,探究杠杆平衡时动力臂和动力之间的关系
实验序号
动力F1/N
动力臂l1/m
1
0.5
0.20
2
1.0
0.10
3
1.5
0.07
4
2.0
0.05
5
2.5
0.04
分析表1中的数据,小梅得出的结论是:保持阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力臂l1跟动力F1成 反比例 关系。
(4)在前面实验的基础上,小梅进一步猜想:在更普遍的情况下,杠杆平衡时可能满足“动力F1×动力臂l1=阻力臂F2×阻力臂l2”
为了验证小梅的这个猜想,小丽通过实验得到的实验数据如表2所示
表2 探究杠杆平衡时,动力F1、动力臂l1和阻力F2、阻力臂l2之间的关系
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.0
0.10
1.0
0.10
2
1.5
0.08
1.5
0.08
3
2.0
0.07
2.0
0.07
小梅认为,表2中小丽的实验数据缺乏普遍性,用来验证她的猜想不够充分,于是对小丽的实验和收集数据提出了具体的建议。
小梅的建议是:小丽还要在 力的方向不在竖直方向时 的情况下进行实验和收集数据。
【答案】(1)平衡螺母;水平;(2)动力的大小;(3)反比例;(4)力的方向不在竖直方向时。
【解答】解:(1)实验前,先把杠杆的中点支在支架上,调节两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是使杠杆的重心通过支点,可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响;
(2)实验时,小梅决定先保持阻力F2和阻力臂l2不变,探究“杠杆平衡时,动力臂和动力之间的关系”。她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处;然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码,移动其悬挂的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,如图所示,将动力F1和动力臂l1记录下来。接下来,她要改变动力的大小,并移动其悬挂的位置,多次重复前面的实验,并把相应的数据记录下来;
(3)由于此题中的阻力和阻力臂不变,据F1L1=F2L2可知,利用图象中任意一组数据都能得出,F2L2=F1L1=0.5m×0.2N=0.1N•m,分析表1中的数据,小梅得出的结论是:保持阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力臂l1跟动力F1成反比例关系;
(4)表2中小丽的实验数据缺乏普遍性,用来验证她的猜想不够充分,于是小丽的实验和收集数据提出了具体的建议;
小梅的建议是:小丽还要在力的方向不在竖直方向时的情况下进行实验和收集数据。
四.探究影响浮力大小因素的实验(共2小题)
5.(2020•济南)(1)小丽发现:体积大的铁块质量大、体积大的木块质量也大、水也是这样。于是,她选用水来“探究同种物质的质量与体积的关系”。
①小丽测量水的质量需要的器材有:盛水的容器、水、烧杯和 天平 。
②小丽为了简化实验,找来一个小杯,通过实验得到下列数据:
实验次数
水的质量/g
水的体积
1
10.1
1小杯
2
20.0
2小杯
3
29.9
3小杯
分析表中的实验数据,小丽可以得到的实验结论是:水的质量与体积成 正 比。
③小梅用另一种杯子按小丽的方法“探究水的质量与体积的关系”,得出了与小丽完全相同的结论.在与小丽交流时,发现这种实验方法虽然简单,但由他们的实验数据得出的质量与体积的 数量关系(比值) 不一致。为解决这一问题,他们决定用量筒替代小杯继续进行探究…
(2)小明用如图所示装置来验证“浸在液体中的物体受到浮力的作用”。
①由图甲可知,小明选用的石块的重力是 3 N。
②如图乙、丙所示,挂在弹簧测力计挂钩上的石块浸入水中时,小明通过观察发现弹簧测力计示数 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”),则说明“浸在水中的石块受到了浮力的作用”。
③小明要得出“浸在液体中的物体受到浮力的作用”的实验结论,他还要选用 不同的物体和液体 来继续做更多次的实验。
【答案】(1)①天平;②正;数量关系(比值);(2)①3;②变小;③不同的物体和液体。
【解答】解:(1)①质量的测量工具是天平,所以测量水的质量需要的器材有:盛水的容器、水、烧杯和天平;
②分析数据可知水的质量与体积的比值基本上是相等的,说明水的质量与体积成正比;
③由于杯子测量体积时误差较大,所以由他们的实验数据得出的质量与体积的数量关系不一致;
(2)①由图甲可知,小明选用的石块的重力是3N;
②由图乙丙知挂在弹簧测力计挂钩上的石块浸入水中时,石块浸入水中的体积变大,弹簧测力计示数变小,则说明“浸在水中的石块受到了浮力的作用”;
小明要得出“浸在液体中的物体受到浮力的作用”的普遍结论,他还要选用不同的物体和液体来继续做更多次的实验。
6.(2018•济南)在学习浮力的相关知识时,小军对影响浮力大小的因素产生了浓厚的兴趣。
(1)小军记起自己在游泳池里从浅水区走向深水区时,会感觉到身体越来越轻。由此他想:浮力的大小与物体浸入水中的体积有什么关系呢?
于是,他按图甲所示的方法,将物体浸入水中,并不断改变物体浸入水中的体积。观察弹簧测力计示数的变化。记录的实验数据如表一所示。
表一
物体浸入水中的体积
V
V
V
V
V
弹簧测力计的示数/N
3.4
2.9
2.3
1.8
1.2
分析表一中的实验数据,小军得出的结论是:物体浸入水中的体积越大,受到的浮力 越大 (选填“越小”、“越大”或“不变”)。
(2)小军又联想到“死海不死”的传说﹣﹣﹣人在死海中即使不会游泳也沉不下去。就想:浮力的大小一定还与液体的密度有关!
为了证实自己的想法,小军先把鸡蛋放入清水中,发现鸡蛋沉入水底;然后缓缓向水中加盐并不断地搅拌,随着盐水越来越浓,发现鸡蛋竟然能浮在液面上!
这个简易实验说明,小军关于浮力的大小与液体的密度有关的猜想是 正确 (“正确”、“错误”或“不确定”)的。
(3)小军结合密度和重力的知识,对前面两个实验的结论进行了深入思考后,认为浮力的大小应该与物体排开的液体所受重力的大小有更直接的关系。
为了找到浮力的大小与物体排开的液体所受重力的大小之间的关系,他又利用水和石块进行了图乙所示的实验。相关实验数据的记录如表二所示。
表二
石块重G石/N
空杯重G杯/N
石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F/N
杯和水的总重G总/N
石块浸没在水中时受到的浮力F杯浮/N
石块排开水所受的重力G重/N
2.0
1.0
1.4
1.6
请你帮小军完成表二
(4)分析表二的实验数据得出的结论是:石块受到的浮力的大小与它排开水所受重力的大小 相等 。
(5)为了更全面地总结出浮力的大小跟物体排开液体所受重力的大小之间的关系,接下来小军还要 换用不同的物体和不同的液体多次进行实验,收集更充分的数据 。
【答案】(1)越大;(2)正确;(3)0.6;0.6;(4)相等;(5)换用不同的物体和不同的液体多次进行实验,收集更充分的数据。
【解答】解:(1)由图表中数据可知,物体浸入水中的体积不同,物体受到的浮力不同,且排开的体积越大,浮力越大。
(2)先把鸡蛋放入清水中,发现鸡蛋沉入水底;然后缓缓向水中加盐并不断地搅拌,随着盐水越来越浓,即盐水密度越来越大,发现鸡蛋竟然能浮在液面上,这个实验说明,浮力的大小与液体的密度有关,因此小军的猜想是正确的;
(3)根据称重法F浮=G﹣F拉,可依次求出每次物体浸入时所受的浮力,则所受浮力=2.0N﹣1.4N=0.6N,
石块排开水所受的重力G排=1.6N﹣1.0N=0.6N,
(4)比较可以看出,二者的大小是相同的,即石块受到的浮力的大小与它排开水所受重力的大小相等。
(5)为了保证数据的可靠性与结论的普遍性,我们应该换用不同的物体和不同的液体多次进行实验,收集更充分的数据。
五.实物的电路连接(共1小题)
7.(2021•济南)小刚用如图所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理,并连接了部分实验电路。
(1)小刚在连接实验电路之前,应该首先将开关 断开 。
(2)请你用笔画线代替导线,帮小刚连接成完整的实验电路,并让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大。
(3)小刚连接完成上述实验电路,检查无误后,闭合开关。发现小灯泡不亮。小刚想:是不是电路中某处发生了断路?此时,小刚检验实验电路是否发生断路最简单的操作是: 向左移动滑片 ,观察小灯泡是否发光。
(4)小强认为在电路中连入一只电流表,观察电流表是否有示数也能判断电路是否发生了断路。若按照小强的方法进行判断,电流表可以串联在这个电路中的 ABCD 。
A.电源和开关之间
B.开关和小灯泡之间
C.小灯泡和滑动变阻器之间
D.滑动变阻器和电源之间
【答案】(1)断开;(2)如上图所示;(3)向左移动滑片;(4)ABCD。
【解答】解:(1)为保护电路,在连接电路之前,开关应该断开;
(2)要使开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大,滑片P以右侧部分的电阻丝连入电路,如下图所示:
(3)电路连接正确,而灯泡不发光,可能是电路电流太小,灯泡实际功率太小,不足以引起灯泡发光造成的,可以向左移动滑片,减小滑动变阻器接入电路的阻值,使电路电流变大,灯泡实际功率变大,看灯泡能否发光;
(4)因串联电路中各处的电流相等,所以电流表可以串联在电路中任何位置,故选ABCD。
六.探究电流与电压、电阻的关系实验(共2小题)
8.(2020•济南)在“探究电流与电压的关系”的实验中:
(1)小军首先选用了一个阻值为15Ω的电阻器开始连接实验电路,如图所示是他已经连接的部分实验电路。小军在连接实验电路时,操作上出现的错误是 没有断开开关 。
(2)请你用笔画线代替导线在答题卡上将实物电路连接完整。
(3)连接完实验电路,检查无误后,闭合开关,电路工作正常。过一段时间后,突然发现一个电表的示数变为零,而另一个电表的示数变大。若此时实验电路中只有一处出现故障,则可能的情况是 AB 。
A.电阻器短路,电压表示数为零
B.电阻器开路,电流表示数为零
C.变阻器短路,电压表示数为零
D.变阻器开路,电流表示数为零
【答案】(1)没有断开开关; (2)如上图; (3)AB。
【解答】解:
(1)为保护电路,在连接实验电路时,开关应断开,小军在连接实验电路时,操作上出现的错误是开关没有断开;
(2)电源电压为6V,由欧姆定律,电路的最大电流为:
I===0.4A,故电流表选用小量程与电阻串联,电压表与电阻器并联,如下所示:
(3)A.若电阻器短路,电压表示数为零,因电路的电阻变小,由欧姆定律,导致电流表示变大,A符合题意;
B.若电阻器开路,电流表示数为零,电压表与电源连通测电源电压,故电压表示数变大,B符合题意;
C.若变阻器短路,电压表示数为电源电压,电压表示数变大;电路的电阻变小,电流表示数变大,C不符合题 意;
D.若变阻器开路,整个电路断路,两表都没有示数,两表示数都变小,不符合题意;
故选 AB.
9.(2018•济南)实验课上,小明班的同学用图甲所示的实验器材探究“电流的大小与电阻的关系”,并连接了部分实验电路。
(1)请你用笔画线代替导线,在答题卡上把图甲中的器材连接成完整的实验电路。
(2)小明首先选用了阻值为5Ω的电阻,电路连接无误后,闭合开关。移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,此时通过电阻的电流是 0.4 A。
(3)在表格中记录下5Ω电阻中的电流,小明接下来的操作是:断开开关,换用 阻值不同 的电阻,多次重复前面的实验,并把相应的数据记录下来。
(4)同学们陆续完成了实验,分析数据他们都得出了同样的结论。其中小明、小刚、小民的实验数据如表一、表二、表三所示。
表一
电压U=2V
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.21
0.10
表二
电压U=3V
电阻R/Ω
10
20
30
电流I/A
0.30
0.14
0.11
表三
电压U=3V
电阻R/Ω
5
15
30
电流I/A
0.60
0.20
0.10
通过交流分享,小明又提出了一个新的问题:若电阻保持不变,电流与电压之间存在着怎样的关系呢?
为了尽快解决这一问题,除了重新进行实验收集数据外,小明还可以 收集其它同学电阻相同、电压不同的多组数据 进行分析论证,得出结论。
【答案】(1)如上所示;(2)0.4;(3)阻值不同;(4)收集其它同学电阻相同、电压不同的多组数据。
【解答】解:(1)电流表与电阻串联,电压表与电阻并联,如下所示;
(2)当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,通过电阻的电流是0.4A;
(3)探究“电流的大小与电阻的关系”,为得出普遍性的结论,要多次测量,故在表格中记录下5Ω电阻中的电流,小明接下来的操作是:断开开关,换用阻值不同的电阻,多次重复前面的实验,并把相应的数据记录下来;
(4)研究电流与电压之间存在着怎样的关系,要控制电阻大小不同,分析电流随电压的变化关系,故收集其它同学电阻相同、电压不同的多组数据进行分析论证,得出结论。
七.伏安法测电阻的探究实验(共1小题)
10.(2017•济南)小军在老师指导下,用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻,他连接了如图所示的部分实验电路。
(1)请你用笔画线代替导线,在答题纸上连接完成小军的实验电路。
(2)小军连接完电路,检查无误后,应将滑动变阻器的滑片滑至 B (填“A”或“B”)端,然后再关闭开关。
(3)小军通过改变小灯泡两端的电压,进行了3次测量,数据记录及算出的小灯泡的电阻值如下表:
实验次数
电压/V
电流/A
电阻/Ω
1
1.0
0.14
7.1
2
1.8
0.23
7.8
3
2.5
0.30
8.3
老师看了小军的数据记录,问小军:“你发现三次测量的电阻值相差较大了吗?小军与其他同学交流,发现其他小组也都有类似现象:小灯泡电阻的测量值随电压增大、亮度增强而增大,结合小灯泡发热发光的特殊性,小军突然意识到小灯泡的电阻可能与 温度 有关,并通过教科书相关部分“信息窗”栏目得到了证实。
(4)小民则认为,实验肯定会有误差,为什么不说是测量误差造成的呢?通过小军的讲解,他终于明白了小军的实验结果不能单纯用测量误差来解释的原因,如果是测量误差的原因,电阻的多次测量值会表现出 时大时小 的特点。
【答案】(1)见上图;(2)B;(3)温度;(4)时大时小。
【解答】解:(1)电压表与灯泡并联,因为电源电压为3V,故电压表的量程为0﹣3V,电流表和灯泡串联,滑动变阻器按“一上一下”接入电路;电路连接如图所示:
(2)闭合电键前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即B端;
(3)实验时,灯丝长度、横截面积、材料不变,电压增大,亮度增大,温度升高,电阻增大,电阻可能与温度有关。
(4)误差是不能避免的,但如果因为误差的话,测得值会相差较小,并且时大时小,而不能依次增大,正确分析是随着灯泡的电压增大,发光时间越久,其温度越高,自身阻值也随着增大。
八.电功率的测量实验(共1小题)
11.(2019•济南)在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)如图甲所示是小军已经连接的部分实验电路,在连接电路时,小军操作上出现的错误是 开关没有断开 。
(2)请你用笔画线代替导线在答题卡上帮小军将图甲所示的实物电路连接完整。
(3)连接完实验电路,检查无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表、电压表的示数都为零。出现这种现象的原因可能是 D 。
A.小灯泡短路
B.小灯泡开路
C.变阻器短路
D.变阻器开路
(4)排除上述故障后,闭合开关,调节滑动变阻器使小灯泡两端电压略高于2.5V,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。接下来,将滑动变阻器的滑片向 B (选填“A”或“B”)端移动,使小灯泡正常发光,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。
(5)继续调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压略低于、等于2.5V,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象,过此图线上任一点M分别作两坐标轴的平行线如图乙所示,它们与两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的 实际电功率 。
【答案】(1)开关没有断开;(2)如上;(3)D;(4)B;(5)实际电功率。
【解答】解:(1)为保护电路,在连接电路时,开关应断开,故小军操作上出现的错误是没有断开开关;
(2)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,变阻器按一上一下接入电路中,如下所示:
(3)A.若小灯泡短路,电路为通路,电流表有示数,不符合题意;
B.若小灯泡开路,则电压表串联在电路中测电源电压,电压表示数即为电源电压,不符合题意;
C.若变阻器短路,则电流表示数,电压表示数即为电源电压,不符合题意;
D.若变阻器开路,整个电路断路,灯不发光,两表都没有示数,符合题意;
故选D;
(4)灯在额定电压下正常发光,因大于灯的额定电压2.5V,应减小灯的电压,根据串联电路电压的规律,应增大变阻器的电压,由分压原理,应增大变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B端移动,直到电压表示数为额定电压,观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数;
(5)根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象,过此图线上任一点M分别作两坐标轴的平行线,它们与两坐标轴围成的矩形的面积等于UI,根据P=UI,故两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的实际电功率。
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