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专题九
实验评估与评价类试题解答技巧
1.探究型实验是培养和考查学生探究精神最好考查类型题。所以现行各种教材中探究型的课题每个章节都有渗透。探究型试题也已成为当今中考必考类型试题,而且这类试题大都紧密联系着我们的生活实际。
随着基础教育课程改革的深入,作为在学习知识的过程中培养学生能力的重要方式探究式教学也越来越在教学中得到普及;在近几年的中考命题中对探究式教学考查的力度大大加强。探究性命题可分为以下几种类型。
2.考查对科学探究过程的理解
科学探究过程包括以下要素:(1)提出问题(2)猜想与假设(3)制订计划与设计实验(4)进行实验与收集证据(5)分析与论证(6)评估(7)交流与合作。?
3.考查研究问题的基本方法
研究物理问题的方法很多,如控制变量法、转换法、等效法、推理法、模型法、类比法、近似法、数学法等等,其中控制变量法应用最为普遍,理解和掌握这些研究方法,科学探究才能少走弯路。下面就实验评估与评价类实验探究试题的解答作如下分析。
技巧一:设定问题法
设定问题法就是对实验探究题先设定探究的问题,通过实验找到探究问题的答案,此类考题在中考中出现的概率较大。
【例题展示】
例题1(2020?青岛)探究磁生电的条件。
实验装置如图所示,在磁场中悬挂一根导体AB,把它的两端跟电流表连接起来,组成闭合回路。
(1)实验中,用
提供磁场,用
显示电路中有无电流。
(2)下列操作,电路中能产生电流的是
(选填所有符合要求的选项序号)。
①蹄形磁体和导体AB都静止
②蹄形磁体静止,导体AB左右运动
③导体AB静止,蹄形磁体左右运动。
【答案】(1)U形磁铁;灵敏电流计;(2)②③。
【解析】(1)由图可知,图中含有U形磁铁,U形磁铁的周围存在磁场;实验中通过灵敏电流计的指针的偏转情况判定电路中有无电流;
(2)①蹄形磁体和导体AB都静止,导体没有做切割磁感线的运动,不会产生感应电流;
②蹄形磁体静止,导体AB左右运动,导体做切割磁感线的运动,会产生感应电流;
③导体AB静止,蹄形磁体左右运动,导体做切割磁感线的运动,会产生感应电流;
故选②③。
故答案为:(1)U形磁铁;灵敏电流计;(2)②③。
技巧二:控制变量法
控制变量法是实验探究类试题常见类型。也就是在研究物理现象或规律时,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。控制变量法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。
【例题展示】
例题2(2020?烟台)如图甲所示是小明“探究电流与电压、电阻的关系”的实验电路图。选用的实验器材是:电源(3V)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V),定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω、R3=20Ω,滑动变阻器(40Ω
2A)、开关、导线若干。
(1)探究电流与电压关系:
①探究电流与电压的关系时,要保持
不变,采用的科学方法是
。
②小明在实验中进行多组数据测量的目的是什么?
。
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后,由实验数据画出的图象如图乙所示,其中M图象对应的是哪只电阻?
由M图象得到的实验结论是什么?
。
(2)探究电流与电阻的关系:
①小明在实验中,首先确定一个保持不变的电压值U,当AB间的电阻R由5Ω换成10Ω时,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向
(选填“a”或“b”)移动,才能使电压表示数变为U。
②当AB间换接20Ω的电阻时,小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数都无法达到U.请你告诉他,为完成实验,U的取值范围是
。
【答案】(1)①电阻;控制变量法;②得出普遍性的结论;③5Ω;电阻一定时,电流与电压成正比;(2)①b;②1V~3V。
【解析】(1)探究电流与电压关系:
①探究电流与电压的关系时,要保持电阻不变,采用的科学方法是控制变量法;
②小明在实验中进行多组数据测量的目的是得出普遍性的结论;
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后,由图乙作图如下所示:
由图可知,当电压相等时,M对应的电流大,由欧姆定律,R=,M图象对应的电阻小,故M图象对应的是5Ω;由M图线为过原点的直线,故由M图象得到的实验结论是:电阻一定时,电流与电压成正比;
(2)探究电流与电阻的关系:
①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b端移动,才能使电压表示数变为U;
②由串联电路电压的规律和分压原理有:,
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入的电阻最大时对应的定值电阻也最大,
此时电压表的示数最小,即,
U=1V,即控制的最小电压为1V,最大电压为3V,U的取值范围是1V~3V。
故答案为:(1)①电阻;控制变量法;②得出普遍性的结论;③5Ω;电阻一定时,电流与电压成正比;(2)①b;②1V~3V。
技巧三:转换法
转换法是研究和学习物理的一种极其重要的方法。它能培养学生的科学探究精神、实践能力和创新意识,对学生学习物理来说也发挥着巨大的作用。恰当地运用转换法,对探索物理规律和物理现象起到加强理解和灵活应用的作用。中考试题中实验探究类题目利用转换法的例子很多,也是考查的主要内容。21cnjy.com
【例题展示】
例题3(2020?滨州)如图所示,某小组在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验中是通过比较海绵的
来比较压力作用效果的大小。这种实验方法叫做
法。
(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
和图
两次实验,探究压力的作用效果与受力面积的关系,这种实验方法是
法。
(3)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,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。
【答案】(1)凹陷程度;
转换;
(2)压力大小;
乙;丙;
控制变量;(3)相互作用;平衡。
【解析】(1)实验中是通过比较海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的大小,这种科学探究方法是转换法。
(2)乙图中小桌子上加砝码的目的是为了增大压力大小,比较甲、乙可以得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显,探究压力的作用效果与压力大小的关系。
丙图中小桌子倒放的目的是为了增大受力面积大小,比较乙、丙探究压力的作用效果与受力面积的关系,这种实验方法是控制变量法。
(3)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,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相互作用力;它受到的重力与桌面对它的支持力是一对平衡力。
故答案为:(1)凹陷程度;
转换;
(2)压力大小;
乙;丙;
控制变量;(3)相互作用;平衡。
技巧四:推理法
分析一些同类特殊事例,确切判断出它们所共有的因果联系和特征,作出一般结论。这种由特殊推出一般的推理方法叫归纳推理。物理学中许多普遍概念和规律都主要是用归纳推理得出的。归纳推理是解决物体与物体发生多次作用后的情况,即当问题中涉及相互联系的物体较多并且有规律时,应根据题目特点应用数学思想将所研究的问题归类,然后求出通式。
【例题展示】
例题4(2020?邵阳)同学们准备了学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线。还有完全相同的甲、乙两烧瓶,其中分别装有电阻R甲、R乙和相同的温度计,连接了如图所示的电路,进行实验探究。
(1)小明利用这套装置比较甲、乙两瓶中液体的比热容,为了使两种液体在一定时间内吸收的热量相等,他设计电路时必须满足的条件是R甲、R乙的阻值
(选填“相同”或“不同”)。实验中保持液体质量相同。闭合开关,通电一段时间后,小明发现甲瓶中温度计示数升高5℃,乙瓶中温度计示数升高10℃,则
(选填“甲”或“乙”)瓶中液体的比热容较小。
(2)小丽利用这套装置探究电流产生的热量跟电阻的大小是否有关,她设计电路时应使R甲、R乙阻值
(选填“相同”或“不同”);除控制电流大小和通电时间相同外,还应控制液体的种类和
相同。
【答案】(1)相同;乙;(2)不同;质量。
【解析】(1)由于电阻串联,通过的电流相等、通电时间相同,根据Q=I2Rt可知,要使电流通过电阻丝产生的热量相等,还必须要求阻值相同;
由Q吸=cm△t可知,甲乙的质量和吸收热量相同,甲温度升高较小,比热容较大,乙的比热容小;
(2)探究电流产生电流的热量跟电阻的大小是否有关,应使电阻的大小不同,电流和通电时间相同;通过温度计的示数变化来判断产生热量的多少,所以还要控制液体的种类和质量相同。
故答案为:(1)相同;乙;(2)不同;质量。
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精品试卷·第
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专题九
实验评估与评价类试题解答技巧
技巧一:设定问题法
设定问题法就是对实验探究题先设定探究的问题,通过实验找到探究问题的答案,此类考题在中考中出现的概率较大。
1.(2020?通辽)如图所示,关于甲、乙、丙、丁四幅图,下列说法不正确的是( )
A.甲图说明电能可以转化成机械能
B.乙图说明闭合电路的部分导体在磁场中运动就会产生电流
C.丙图说明电流周围存在磁场
D.丁图说明地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似
2.(2020?东营)如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,用棉线将一段导体AB悬挂起来,放置于蹄形磁体的磁场中,再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来,组成了闭合电路。
(1)该实验中,灵敏电流计的作用是
、
。
(2)确认灵敏电流计能正常工作后,某同学发现,无论导体AB在磁场中怎样运动,灵敏电流计的指针均不见发生偏转,其主要原因可能是
、
。
(3)在教师的指导下,兴趣小组对实验进行完善后,观察到的现象如下表所示,由此可知闭合电路的一部分导体在磁场中做
运动时,电路中会产生感应电流。
序号
磁体(磁极)放置方式
导体AB运动情况
电流计指针偏转情况
1
上N下S
静止
不偏转
2
竖直向上运动
不偏转
3
竖直向下运动
不偏转
4
上N下S
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
6
上S下N
向左运动
向左偏转
7
向右运动
向右偏转
(4)比较第4、5(或6、7)次实验可以得出
。
(5)在此实验过程中,能量转化情况是
。利用这一原理,人们在生产生活中制成了
。
3.(2020?呼和浩特)在历史的长河中,有相当长的一段时间里,人们认为电现象和磁现象是互不相关的。直到1820年,丹麦物理学家
(选填“安培”、“奥斯特”或“法拉第”)发现,电流周围存在磁场,成为世界上第一个发现电与磁联系的科学家。如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”的实验装置。闭合开关后,导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表(实验中电流由左进入电流计,指针向左偏,电流由右进入电流计,指针向右偏)。
实验序号
磁场方向
导体棒ab运动方向
灵敏电流计指针偏转情况
1
向下
向上
不偏转
2
向下
不偏转
3
向左
向右偏
4
向右
向左偏
5
向上
向上
不偏转
6
向下
不偏转
7
向左
向左偏
8
向右
向右偏
(1)实验表明,闭合电路中的部分导体在磁场中做下列哪种运动时,电路中产生感应电流
。
A.平行磁感线运动
B.切割磁感线运动
(2)导体中产生的电流方向,与导体的运动方向,以及磁感线的方向都有关系,根据题给信息,分析判断下列方向关系正确的是
。
4.(2020?广西)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压保持不变,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)为了比较精确的测量小灯泡的电功率,电压表的量程应选0~
V;
(2)实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电压表有示数,电流表示数几乎为零,则故障可能是
(选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”)接触不良;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数是2.5V,电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率是
W;
(4)测量结束后,应先
,再拆除导线,最后整理好器材;
(5)某实验小组在处理实验数据时,采用描点法,在坐标纸上作出了如图所示的I﹣U图象,请指出作图过程中存在的错误或不足之处是
;
(6)某实验小组设计了如图所示的电路(还缺一根导线连接才完整),可以测量小灯泡的额定功率,其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量;
①电路连接完整后,开关S2断开,S1、S3闭合,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为U额;
②
,开关S3断开,S1、S2闭合,记录电压表的示数U2;
③小灯泡额定功率的表达式P额=
(用R、U额、U2表示)。
5.(2020?鞍山)小刚同学在做“测量小灯泡额定功率”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω
1A”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮)
(2)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
。
(3)排除故障后再次闭合开关,移动滑片直到电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,为
A,小灯泡的额定功率为
W.再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V,小灯泡强烈发光,此时小灯泡的实际功率
(填“大于”、“小于”或“等于”)1.08W。
(4)同组的小红同学还想探究“在电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻,其余连接均不改变。图丙是小红根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象。
①由图象可知小红将定值电阻R两端的电压控制为
V不变。当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,滑动变阻器连入电路的阻值应
(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②实验结论是电压一定时,
。
③实验结束后,小红问老师保持该电压不变的情况下,能否更换50Ω的定值电阻继续进行此实验,老师指导小红分析了不能更换的原因。你认为原因是
。
6.(2020?朝阳)利用如图甲所示的装置做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验。
(1)装置图中有一处明显的错误,请指出错误之处:
;
(2)在烧杯上放置一个纸板,其目的是
;
(3)乙图中a图象是实验小组根据记录绘制的水沸腾图象,根据图象可以得出水沸腾时的特点是
;当地大气压
(填“高于”、“等于”或“低于”)一标准大气压;
(4)如果减少烧杯中水的质量,水沸腾时图象可能是图乙中的
(填“b”、“c”或“d”)。
7.(2020?荆州)如图,在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中:
(1)关于小纸片的作用,说法错误的是
(选填标号);
A.减少热损失
B.有助于固定温度计
C.减少“水雾”的干扰,方便读数
D.减小杯内气压,使水沸腾得更快
(2)用酒精灯给水加热至沸腾。当水温接近90℃时,每隔0.5min记录一次温度。某探究小组记录的数据如表,请填写空格中的数据。
时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
温度/℃
90
94
97
98
98
98
(3)从表格中可知,水的沸点为
,这说明实验室当时的大气压
(选填“高于”“低于”或“等于”)标准大气压;
(4)仔细观察水的沸腾,发现沸腾时产生的气泡在上升过程中会越来越
(选填“大”或“小”)。
8.(2020?衡阳)在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中,实验小组的同学们测量了相关数据并记录在如表中:
次数
1
2
3
4
5
6
…
质量m/g
40
100
160
200
240
300
…
重力G/N
0.4
1.4
▲
2.0
2.3
3.0
…
(1)测量前,要检查弹簧测力计的指针是否指在
上。
(2)第3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图甲所示,表中空缺的实验数据“▲”是
N。
(3)根据表中的数据得到如图乙所示的对应点,请画出物体受到重力的大小跟质量关系的图象。
(4)由图象可知,物体所受的重力跟它的质量
。
9.(2020?盘锦)汽车急刹车时车轮经常处于抱死(车轮不转)状态,物理小组猜想可能是滑动摩擦和滚动摩擦大小不同,因而对汽车运动的影响不同。于是做了如下模拟实验。
实验一:比较滑动摩擦和滚动摩擦的大小
(1)为测量滚动摩擦的大小,将小车置于水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动小车做
运动。读数时发现弹簧测力计示数很小,无法准确读数。
(2)于是将毛巾铺在长木板上,重复(1)中的操作,如图甲所示,此时弹簧测力计示数为
N。
(3)为测量滑动摩擦的大小,将车轮
(填“卡住”或“拆下”),在毛巾表面重复(1)中的操作,此时弹簧测力计示数为0.8N。
(4)实验表明:同一表面上,小车受到的滑动摩擦比滚动摩擦大。
实验二:探究水平面上摩擦阻力对车运动的影响
(1)如图乙所示,让小车从斜面顶端由静止下滑,观察小车在水平木板上运动的距离。请在图乙中画出:小车在木板上运动时,水平方向的受力示意图(以O为作用点,不计空气阻力)。
(2)通过实验一还发现,小车运动时接触面越粗糙,滚动摩擦越大。于是将毛巾铺在
(填“斜面”、“木板”或“斜面和木板”)表面,再次让小车从斜面顶端由静止下滑,观察小车在水平面上运动的距离。
(3)实验发现,小车在毛巾表面上运动的距离较小,这表明:小车运动时所受摩擦阻力越大,速度减小得越
(填“快”或“慢”)。
综合两个实验可知:急刹车时抱死车轮是用滑动代替滚动增大摩擦来减小刹车距离。
10.(2020?青岛)探究液体内部压强的特点。
(1)用压强计和盛有水的容器进行实验,情形如图甲所示。比较A、B可知:在液体内部的同一深度,向
的压强都相等;比较A、C可知:液体内部压强的大小跟
有关。
(2)用如图乙所示的容器也可以探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用此容器进行的两次实验,情形如图丙的D、E所示。由此可推断:a、b两种液体密度的大小关系是ρa
ρb,a、c两种液体密度的大小关系是ρa
ρc。
技巧二:控制变量法
控制变量法是实验探究类试题常见类型。也就是在研究物理现象或规律时,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。控制变量法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。
1.(2020?广西)盛有液体的容器里,放入物体后容器底部受到液体压力会增大,那么,容器底部受到液体压力的增加量△F液与哪些因素有关?某实验创新小组对此问题进行实验探究。
(1)他们猜想:△F液与放入物体的重力G物有关。他们将三个重力不同、体积相同的物体先后放入盛有相等质量水的相同容器中,并测得容器底部受到水的压力増加量△F水,实验示意图及相应数据见下表。
实验序号
1
2
3
实验示意图
G物(N)
4.0
4.8
5.6
△F水(N)
2.8
2.8
2.8
①三次实验中,容器中的水面升高的高度
(选填“相等”或“不相等”)。
②分析比较实验1、2与3,可得:△F水与G物
(选填“有关”或“无关”)。
(2)他们提出新的猜想:△F液与放入物体的体积V物有关。于是他们选用不同物体,先后放入盛有相等质量水的相同容器中,待物体静止,测得△F水。实验示意图及相应数据见下表。
实验序号
4
5
6
7
8
实验示意图
V物(×10﹣4m3)
0
1.8
2.4
2.8
2.8
2.8
△F水(N)
0
1.8
2.4
2.8
2.4
2.0
①分析比较实验4、5与6,得到:V物越大,△F水越
。
②进一步分析比较实验6、7与8,发现:△F水与V物
(选填“有关”或“无关”)。
③再通过计算比较实验4、5与6,发现:物体受到的浮力F浮
△F水(选填“>”、“=”或“<”)。
④综合分析比较实验4~8,可得初步结论:影响液体对容器底部压力的增加量△F液的因素是物体
的体积。
(3)为了使实验结论更有普遍性,还应
继续实验。
2.(2020?六盘水)小明在实验宝看到一科学玩具﹣﹣牛顿摆,如图甲所示,它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成,每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上,并紧挨着排列在同一水平直线上。拉起最左侧的钢球,释放后,它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球,仅把最右侧的钢球撞出,其他球几乎静止不动。这引发了小明的思考:为什么碰撞后仅有一个球摆动,面其它球仍然保持静止?
于是他提出问题:被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关?接着他作出以下猜想:
Ⅰ.可能与撞击球撞击时的速度大小有关
Ⅱ.可能与撞击球的数量多少有关
将牛顿摆等效为单摆模型,如图1乙所示是一个钢球撞击其它钢球的情形,五个钢球自左向右标为A﹣E球。若不考虑能量损失,请回答下列问题:
(1)将A球作为撞击球拉至一定的高度(保持细线绷直)。释放后,A球向右摆动过程中,将
能转化为动能。
(2)探究猜想1时,为了改变撞击球撞击时的速度,你的操作办法是:
。释放后,当钢球发生碰撞时,仅有E球被撞出。由此可判断:被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度
(选填:“有关”或“无关”)。
(3)通过上述实验,小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出,于是他向老师请教,老师说:牛顿摆的钢球间发生碰撞时,撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球,所以最终只有一个钢球被撞出。根据老师的讲解,小明继续探究猜想Ⅱ,将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放,A、B球向右摆动并与C球相撞,则此时可观察到的现象是如图2中的
(选填:“甲”、“乙”或“丙”);请阐述你选择的理由:
。
3.(2020?山西)我国乒乓球制造企业已经研制生产出了无缝乒乓球。据厂家宣传,与有缝乒乓球相比无缝乒乓球弹性更强。小明选择同一厂家生产的材料、大小相同的有缝和无缝乒乓球各一个,在同一个台面上,探究其弹性的强弱。实验数据记录如下表。
由静止释放高度h1/cm
有缝乒乓球弹起高度h2/cm
无缝乒乓球弹起高度h3/cm
20
12
13
30
19
20
40
23
26
50
31
32
(1)当释放高度相同时,可根据
比较两种乒乓球的弹性。对比两组实验数据,可知
(选填“有缝”或“无缝”)乒乓球弹性更强。
(2)请根据无缝乒乓球的实验数据,在如图的坐标系中描点作出图象。分析图象可以得出结论:
。
4.(2020?南通)学习小组用侧壁扎有小孔的长塑料瓶做“探究液体压强特点”的实验时,发现每次小孔中水的流量Q(单位时间内喷出水的体积)不同,水的流量与哪些因素有关。大家提出以下猜想:
猜想1:与小孔的形状有关
猜想2:与小孔距水面的深度h有关
猜想3:与小孔的横截面积S有关
(1)为验证猜想1,他们在三个相同塑料瓶侧壁的同一位置各扎一个小孔,三孔形状如图甲所示,在小孔处安装阀门和流量计(测流量的仪器)将瓶中均装满水,打开阀门,测出流量,此步骤存在的问题是
。
(2)肯定猜想1后,为探究猜想2,他们在同一塑料瓶的不同位置,分别开相同的圆孔。进行实验。
①下表是实验中测得的数据,请在图乙中描点作出流量Q与小孔深度的平方根的关系图线,表格中第3次流量Q=
cm3?s﹣1。
序号
孔面积S/cm2
孔深度h/cm
h平方根/cm
流量Q/cm3?s﹣1
1
0.2
10
3.2
28
2
0.2
16
4.0
36
3
0.2
25
5.0
4
0.2
36
6.0
54
5
0.2
50
7.1
64
②进一步分析,他们认为深度影响流量的原因是深度越大,液体压强越
,喷出小孔的水流速也越大。
(3)对于猜想3,大家认为是正确的,为进一步探究流量Q与小孔横截面积S之间的定量关系,老师画了图丙所示的水柱模型,其中v表示水从小孔流出的速度,l表示时间t内流出水柱的长度,S表示小孔的横截面积。
①根据流量定义并结合模型,推导流量Q与流速v、面积S的关系式:Q=
;
②通常情况下,喷泉竖直向上喷出的水柱在上升阶段粗细并不均匀,则喷出水柱在空中上端较
(选填“粗”或“细”)。
5.(2020?常州)疫情期间,伊朗一度流传“甲醇可治新冠”的谣言,导致多人中毒。本着国际主义精神,我国支援伊朗乙醇(即酒精)等大量医疗物资,并外派专家指导民众科学抗疫。甲醇、乙醇是不同物质,属性如表格所示:
物质/属性
毒性
可燃性
密度(kg/m3)
沸点(℃)
比热容[J/(kg?℃)]
热值(J/kg)
甲醇
毒性大
易燃
0.8×103
64.7
2.5×103
2.3×107
乙醇
毒性低
易燃
0.8×103
78
2.4×103
3×107
实验室两个相同容器内分别装有甲醇、乙醇,但标签污损,为准确鉴别,同学们对这两种液体分别用字母A、B标识,并设计如图所示的三种实验方案,展开可行性、安全性论证。
方案甲
方案乙
方案丙
(1)方案甲可测量A、B液体的
,但无法鉴别。
(2)方案乙可根据A、B液体的
不同进行鉴别,当把两同规格烧杯内的水由常温都加热至90℃,同规格燃料瓶内剩余较多的液体是
。
(3)方案丙:用两盏相同的酒精灯同时加热同规格烧杯内初温相等的A、B液体,一段时间后(液体都未沸腾)温度较高的液体是
;继续加热,直至两烧杯内液体都沸腾,温度较高的液体是
。从安全性考虑,由于
,该方案被明令禁止。
6.(2020?郴州)小明为了研究弹簧枪能射多远(水平射程x),准备了一把可调节弹簧压缩量的弹簧枪和三种大小一样、质量不同的弹珠,并提出如下猜想:
猜想A:弹珠水平射程与弹簧压缩量有关
猜想B:弹珠水平射程与弹珠质量m有关
猜想C:弹珠水平射程与发射点距离地面高度h有关。
小明先后调整弹簧的压缩量和发射点距离地面的高度,选用不同质量的弹珠,分别进行实验,实验中弹珠均水平射出。
实验数据记录如表:
序号
弹簧压缩量/cm
弹珠质量m/g
弹簧枪离地面高度h/m
水平射程x/m
1
2
2
0.45
1.34
2
4
2
0.45
2.68
3
6
2
0.45
4.02
4
4
4
0.45
1.90
5
4
6
0.45
0.50
6
4
4
1.00
2.84
7
4
4
1.50
3.84
(1)比较实验序号1、2、3三次实验数据,可验证猜想
,结论是其它条件相同时,弹簧压缩量越大,水平射程越远;
(2)比较实验序号
三次实验数据,可验证猜想B,结论是其它条件相同时,
;
(3)比较实验序号
三次实验数据,可验证猜想
,结论是其它条件相同时,发射点离地面越高,水平射程越远。
7.(2020?扬州)疫情防控期间,小明是班级的卫生员,负责使用红外测温仪测量同学们的体温,在测量过程中发现同学们之间的体温相差较大,同一位同学连续三次体温测量值不相同。为了能够提高测量的精确度,小明提出猜想:体温的测量值可能与测温的部位、测量的距离有关。并进行了下面的探究活动:
(1)探究与测温部位的关系时,保持测温仪与人体的
相同。对四位同学的额头与手腕分别进行了测量,数据记录如表:
甲
乙
丙
丁
额头
36.6
37.0
36.8
36.8
手腕
36.4
36.4
36.2
36.3
实验数据表明,小明的猜想是正确的。小明建议要考虑不同部位对测量结果的影响。
(2)探究与测温距离的关系时,保持
相同,实验数据如表:
间距(cm)
1
2
3
4
5
10
15
20
25
30
温度(℃)
36.5
36.5
36.5
36.4
36.3
36.1
35.7
35.1
34.7
34.1
由数据可知,在有效测温距离内,所测体温值与测温距离
(填“有关”或“无关”),小明建议这种型号测温仪的有效测温距离在
cm以内。
(3)小明进行深入探究,找来了如图所示红外测温仪的结构简图。当近距离正对测量时,热辐射体辐射的红外线通过透镜会聚于图中
中心位置。由此可知,导致温度测量值出现偏差的主要原因是
。
8.(2020?湖州)力能使物体的运动状态发生改变,运动状态的改变包括运动速度的改变和运动方向的改变。某科学兴趣小组为探究物体运动速度改变的快慢(单位时间内运动速度的改变量)与物体受力大小的关系,在创新实验室做了如下的实验:
如图甲所示,水平桌面上固定了一个导轨。导轨上的小车用细绳跨过定滑轮(摩擦不计)与重物相连,小车上固定一个宽为d=1厘米的挡光片。在导轨上A、B两个位置各固定一个光电门。光电门如图乙所示。光电门内有一束光从N射向M、M处装有光传感器,当有物体经过NM之间把光挡住时,传感器能记录光被挡住的时间t,这样就可求得挡光片经过光电门时的速度vA以和vB.两个光电门配合使用还能测出挡光片从A运动到B的时间tAB。
实验步骤:
①保持重物P质量不变,让小车从OA间任意点释放,分别测出挡光片经过A、B两位置的挡光时间tA和tB,以及挡光片从A运动到B的时间tAB,计算出单位时间运动速度的改变量(用a1表示),即a1=.重复实验。a1近似相等。
②增大重物质量且保持不变,让小车从OA间任意点释放,按照①的操作,计算出单位时间运动速度的改变量(用a2表示)。重复实验。a2近似相等,且a2>a1。
(1)在实验①时,某次挡光片经过A位置的挡光时间tA为0.025秒,则挡光片穿过光束的速度vA为
。
(2)该实验中为什么用重物P来提供拉力?
。
(3)由实验可得出的结论是
。
(4)上述结论可以解释汽车在行驶过程中
的现象。
A.制动力(阻力)越大,汽车越容易停下来
B.质量越大,汽车越难停下来
C.速度越大,汽车越难停下来
9.(2020?衢州)为探究影响水果电池电压大小的因素,小科利用铜片、锌片作电极的水果电池(图甲)和电压传感器(精密电压测量仪)等器材进行实验。数据记录如下表:
实验组别
水果种类
电极插入深度/cm
电极之间距离/cm
测得电压/V
1
哈密瓜
1.0
2.0
0.886
2
哈密瓜
1.0
4.0
0.885
3
哈密瓜
1.0
6.0
0.886
4
苹果
1.0
2.0
1.009
5
苹果
1.5
2.0
1.011
6
苹果
2.0
2.0
1.010
(1)为探究电极之间距离对水果电池电压大小的影响,应选用实验
(填组别)进行对比。
(2)分析实验数据,可以得出的结论是
。
(3)干电池与水果电池原理类似,其结构如图乙。若要改变一节干电池的电压,根据本实验的结论,你的做法是
。
10.(2020?舟山)降落伞是让人或物体从空中安全降落到地面的一种工具,广泛用于应急救生、空投物资等。某STEM项目学习小组同学对降落伞下降的速度与哪些因素有关产生了兴趣,并开展了以下实验。
[实验器材]①纱布、棉布、防水布;②小沙包若干;③剪刀、刻度尺、透明胶带、绳子、天平。
[提出问题]降落伞下降的速度与哪些因素有关?
[建立假设]
假设一:降落伞下降的速度与伞面材料有关;
假设二:降落伞下降的速度与伞面面积有关;
假设三:降落伞下降的速度与伞和重物的总质量有关。
组别
伞面材料
伞面面积
(cm2)
伞和重物的总质量(g)
降落时间(s)
第1次
第2次
第3次
平均
1
纱布
1200
100
8.6
8.5
8.7
8.6
2
棉布
1200
100
9.3
9.5
9.4
9.4
3
防水布
1200
130
10.7
10.8
10.9
10.8
4
防水布
1500
130
13.1
13.4
13.4
13.3
[收集证据]如图,将沙包挂在降落伞上,并使它从同一高度自由下落。实验时,同学们发现实验器材中缺少一种测量工具
,完善实验器材后继续实验,获得以下数据。
[得出结论]分析上述数据,发现降落伞下降的速度与
有关。
[思考讨论]进一步分析发现,针对建立的假设,所收集的证据并不完整,请你在答题卷的表格中将实验方案补充完整。
技巧三:转换法
转换法是研究和学习物理的一种极其重要的方法。它能培养学生的科学探究精神、实践能力和创新意识,对学生学习物理来说也发挥着巨大的作用。恰当地运用转换法,对探索物理规律和物理现象起到加强理解和灵活应用的作用。中考试题中实验探究类题目利用转换法的例子很多,也是考查的主要内容。
1.(2020?南充)在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小强利用了多个完全相同的木块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的
来比较压力作用效果。
(2)对比甲、乙两图可以得出:当
一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)由甲、丙两图可以探究压力作用效果与
的关系。
(4)对比甲、丁两图,小强认为压力作用效果与压力大小无关,你认为他的观点
(选填“正确“或“错误”);理由是
。
2.(2020?黔东南州)如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察
来比较压力作用效果的。实验中用到的研究方法有
和转换法。
(2)通过比较图甲、乙,说明
,压力的作用效果越明显。
(3)通过比较图
(填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p
p′(选填“>”“<”或“=”)。
3.(2020?烟台)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验前,小明利用U形管、软管、扎紧橡皮膜的探头等组装成压强计后,发现U形管两侧液面不相平,如图甲所示,他应做的调节是
(选填“A”或“B”)。
A.取下软管重新安装
B.将右侧管中高出的液体倒出
(2)调整好压强计后,小明按图乙所示开始实验,实验记录的数据如表:
序号
液体
深度/cm
橡皮膜方向
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
朝侧面
9.7
⑤
水
15
朝侧面
14.6
⑥
盐水
15
朝侧面
16.7
①比较序号1、2、3三组数据,探究的问题是什么?
②比较序号
三组数据,可以得出结论:同种液体中,深度越大,液体的压强越大。
③比较序号5、6两组数据,可得出的结论是什么?
(3)1648年,物理学家帕斯卡做了著名的“帕斯卡裂桶实验”,如图丙所示。实验中帕斯卡只用了几杯水就让装满水的木桶向四周裂开,这个实验现象能够验证液体压强的哪些特点?
4.(2020?朝阳)在“研究液体内部的压强”的实验中,小红选用液体压强计和两个透明圆柱状的容器,分别盛适量的水和盐水进行实验,操作过程如图甲所示。
(1)小红将压强计的探头插入水中后,发现探头看上去变大了,这是因为容器和水的共同作用相当于
,起到了放大的作用。
(2)通过比较B、C三个图可以得出的结论是:在同种液体的内部,
。
(3)小红比较C、D两个图得出液体压强和液体密度有关的结论,小明认为这样比较得出结论是不正确的,他的理由是:
。
(4)小明利用量筒和一个带胶塞的小瓶,测量出矿石的密度,如图乙,实验过程如下:
①用量筒量取适量的水,读出体积为V0;
②将小瓶放入量筒内,小瓶漂浮在水面上,读出体积为V1;
③将适量的矿石放入小瓶中,再将小瓶放入量筒内,小瓶仍漂浮在水面上,读出体积为V2;
④将瓶内的矿石全部倒入水中,再将小瓶放入量筒内,读出体积为V3。
根据以上信息计算(水的密度用ρ水表示):在图乙③中,小瓶和矿石受到的浮力F浮=
;矿石的密度表达式为ρ石=
。
5.(2020?咸宁)同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强”的规律,进行了如下的操作:
(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是
(选填字母)。
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体
B.拆除胶管重新安装
(2)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而
,因此拦河大坝要做成
的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
(3)玲玲保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是加入盐水后液面位置改变了,正确操作是应将探头适当
(选填“上移”或“下移”);
(4)红红用丁装置测量未知液体的密度,在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有
(多选);
A.右侧待测液体到容器底的深度h1;
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2;
C.左侧水到容器底的深度h3;
D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4;
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为ρ=
(用题中字母和ρ水表示)。
6.(2020?金华)在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。
步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;
步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;
步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图(甲)A所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)B所示。
得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。
请完成下列问题:
(1)该实验过程用到的科学方法有
(填字母);
A.转换法
B.控制变量法
C.类比法
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是
;
(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验,其目的是
;
(4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p=,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa=
。
7.(2020?宿迁)在探究“阻力对物体运动的影响”时,让小车从斜面相同高度由静止滑下,在三个不同的水平面上运动情况如图所示。
(1)实验中让小车从相同高度滑下,是为了使小车在水平面上开始运动时的速度大小
,本实验中的“阻力”主要是指小车受到的
。
(2)分析图中运动情况可知:小车受到阻力越小,小车运动的路程
。
(3)在不增加任何器材的情况下,若要探究“速度对动能大小的影响”,可将小车从斜面的
高度由静止滑下,比较小车在
(选填“相同”或“不同”)水平面上滑行的距离即可。
8.(2020?大连)某同学猜想重力势能的大小与物体的质量和高度有关,在探究“重力势能的大小与高度是否有关”时,所用的实验器材有:金属球、尖桌腿的小桌、细沙和塑料盆。实验装置如图甲所示。
(1)该实验可以通过判断
来判断出金属球重力势能的大小。依据是:金属球对小桌
越多,金属球具有的重力势能就越大。
(2)请设计出记录实验数据的表格,表中要有必要的信息。
(3)实验时,该同学发现:由于金属球的撞击点偏离桌面中央较大,使小桌倾斜较大,甚至被撞翻。于是他改进了实验装置,如图乙所示,较好地解决了这个问题。他的主要操作是:每次实验时,先拉起金属球,将沙面抹平;
;由静止开始释放金属球,观察实验现象。
9.(2020?凉山州)如图所示,是探究影响导体电阻大小因素的实验装置图,实验中分别把a、b、c、d四根导线接入电路,其中导线a、b、d长度相同,a、b、c粗细相同,b、d粗细不同。
(1)该实验是通过观察电流表的示数来间接比较导线电阻的大小,这种科学研究问题的方法是
法。
(2)选用
两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的长度有关。
(3)选用a、b两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的
有关。
(4)选用
两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关。
10.(2020?鄂州)如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器,里面密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,闭合开关前,A、B两U形管内液面相平。
(1)实验中,乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的
不相等;
(2)由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化,这里采用的物理研究方法是
;
(3)通过对比观察,
(选填“甲”或“乙”)容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知,在电阻和通电时间相同时,电流越
,导体产生的热量越多。
技巧四:推理法
分析一些同类特殊事例,确切判断出它们所共有的因果联系和特征,作出一般结论。这种由特殊推出一般的推理方法叫归纳推理。物理学中许多普遍概念和规律都主要是用归纳推理得出的。归纳推理是解决物体与物体发生多次作用后的情况,即当问题中涉及相互联系的物体较多并且有规律时,应根据题目特点应用数学思想将所研究的问题归类,然后求出通式。
1.(2020?淄博)在探究固体熔化时温度的变化规律实验中,实验装置如图甲所示。
(1)实验过程中,不断搅拌试管中的固体小颗粒,使固体小颗粒
。
(2)图乙显示的是某时刻的温度,a、b、c三种读数方法中正确的是
,温度计的示数是
℃。
(3)图丙是该物质熔化时温度随时间变化的图象,分析图象发现:该物质是
(填“晶体”或“非晶体”),熔化过程持续了
min。
(4)图
的模型可以形象地表示该物质在第12min所处状态的分子排布。
2.(2020?西藏)在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中,实验装置如图(甲)所示,将温度计插入试管后,待温度升至50℃左右开始,每隔大约1min记录一次温度,在固体完全熔化后再记录4~5次,根据记录的数据,在方格纸上以纵轴表示温度,横轴表示时间,描点连线,得到如图(乙)所示的该物质熔化时温度随时间变化的图象.
(1)该物质是
(选填“晶体”或“非晶体”),熔化过程持续了
min;
(2)图中C点物体处于
(选填“固态”、“液态”或“固液共存态”);
(3)图中B点物体的内能
(选填“大于”、“小于”或“等于”)图中D点物体的内能;
(4)某同学把试管中的物质换成水,发现无论怎么加热,试管中的水都不会沸腾,请设计一种可以使试管中的水沸腾的方案:
.(填写一种方案即可)
3.(2020?鞍山)在探究“冰熔化时温度随时间变化规律”的实验中,将装有少量碎冰的试管放入装有适量水的烧杯中,实验装置如图甲所示。[c水=4.2×103J/(kg?℃)]
(1)观察图乙,温度计的示数为
℃。
(2)某同学根据记录的数据绘制了温度随时间变化的图象(如图丙所示)。由图象可知:冰熔化持续了
min,冰是
。(填“晶体“或“非晶体”)。第4min时,该物质处于
状态,
熔化过程为
(填“吸热”或“放热”)过程。
(3)若不考虑热量损失,由图象丙推知,冰的比热容为
J/(kg?℃)。
4.(2020?青海)如图所示,是某实验小组“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)金属块浸没在盐水中时,受到的浮力是
N。
(2)分析图乙、丙可知,浮力的大小跟
有关。
(3)分析
两图可知,浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度有关。
(4)由实验可知,该金属块的密度是
kg/m3。
5.(2020?吉林)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验过程如图所示,其中弹簧测力计示数的大小关系是:F1>F2>F3,F3<F4,水的密度用ρ水表示。
(1)比较
两图可知,浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
(2)比较丙、丁两图可知,浮力的大小跟
有关。
(3)分析甲、丙两图可得,物体浸没在水中时受到的浮力F浮=
,物体的密度ρ物=
。
(4)深入分析丙、丁两图,比较水对烧杯底的压强p水和某液体对烧杯底的压强p液的大小关系,则p水
p液。
6.(2020?呼伦贝尔)在探究“运动和力的关系”实验中,设计了如图所示的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车子在水平面上滑行的距离。
(1)为了使小车滑到水平面时的初速度相同,实验应让小车从同一斜面的
滑下,这种研究问题的方法是
(选填“转换法”、“模型法”或“控制变量法”)。
(2)伽利略对类似的实验进行了分析并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上
。说明物体的运动
(填“需要”或“不需要”)力来维持。
(3)牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律
。
A.能用实验直接验证
B.不能用实验直接验证,所以不能确定这个定律是否正确
C.是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括得出的
7.(2020?云南)在一次物理兴趣小组活动中,某组同学给大家展示了“探究阻力对物体运动的影响”实验,如图所示。
(1)实验中每次都使同一辆小车从斜面的
高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的
。
(2)按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的内容如表:
接触面材料
小车受摩擦力情况
小车在水平面运动的距离s/cm
毛巾
大
20.2
棉布
较大
40.0
木板
小
90.1
分析表中内容,得到的实验结论是:在其他条件相同时,小车受到的摩擦力越小,运动的距离越
;进一步推理出的结论是:运动的小车不受阻力作用时,将
。早在300多年前,意大利物理学家
就通过实验和科学推理的方法研究过“力和运动的关系”。本实验所运用的实验和科学推理的方法还可用于研究
(填写实验名称即可)。
(3)上述实验除用到实验推理的方法外,还用到了控制变量法和
法。
(4)实验中若再添加一小木块,就可用图丙装置来探究“动能与速度的关系”。具体的操作是让同一小车从斜面的
由静止自由滑下,去撞击置于木板表面相同位置的木块并进行比较。
8.(2020?无锡)如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中。
(1)需将小车从斜面的同一位置由静止释放,以保证小车到达水平面时的
相同。
(2)让小车先后在铺有棉布、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。由此可知,小车受到的阻力越小,小车运动的路程
;我们可以通过小车所受阻力减小时其运动路程变化的趋势,推理出阻力减小到零时,运动的小车将
。
9.(2020?宿迁)图是“观察水的沸腾”实验中描绘的水温随时间变化的图象,由图可知,水的沸点为
℃,此时水面上方的气压
(选填“高于”、“低于”或“等于”)标准大气压;在第8mim内,水中的气泡在上升过程中会
(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
10.(2020?北京)做研究水沸腾的实验时,当水温为89℃时,每隔一分钟记录一次水的温度,水沸腾后持续加热一段时间。利用记录的数据绘制出水的温度随时间变化的关系图线,如图所示。从图象可知,从计时开始,水被加热
min开始沸腾,水的沸点是
。
解析与答案
技巧一:设定问题法
设定问题法就是对实验探究题先设定探究的问题,通过实验找到探究问题的答案,此类考题在中考中出现的概率较大。
1.【解答】A、甲图是电动机的原理图,电动机工作时电能转化为机械能。说法正确。
B、乙图是探究电磁感应现象的实验装置,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生,选项中没有指出做切割磁感线运动,不能确定是否有感应电流。说法错误。
C、丙图是奥斯特实验,表明电流周围存在磁场。说法正确。
D、丁图表明地球是巨大的磁体,地磁场和条形磁体的磁场相似。说法正确。
故选:B。
2.【解答】
(1)在“探究产生感应电流的条件”的实验中,实验中灵敏电流计的作用是判断产生感应电流的大小、判断产生感应电流的方向;
(2)确认灵敏电流计能正常工作后,某同学发现,无论导体AB在磁场中怎样运动,灵敏电流计的指针均不见发生偏转,其主要原因可能是电流太小,不是闭合电路;
(3)观察到的现象如下表所示,由此可知闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流。
(4)比较第4、5(或6、7)次实验可以得出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关;
(5)在此实验过程中,能量转化情况是机械能转化为电能,利用这一原理,人们在生产生活中制成了发电机。
故答案为:(1)判断产生感应电流的大小;判断产生感应电流的方向;(2)电流太小;不是闭合电路;(3)切割磁感线;(4)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关;(5)机械能转化为电能;发电机。
3.【解答】丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流的磁效应;
(1)产生感应电流的条件是闭合电路中导体做切割磁感线运动,故选B;
(2)根据实验3可知,当磁场的方向向下时,导体向左运动时,电流表指针向右偏转,说明电流是从b到a的,即电流垂直于纸面向外,故A错误;
根据实验7可知,当磁场的方向向上时,导体向左运动时,电流表指针向左偏转,说明电流是从a到b的,即电流垂直于纸面向里,故B错误;
根据实验8可知,当磁场的方向向上时,导体向右运动时,电流表指针向右偏转,说明电流是从b到a的,即电流垂直于纸面向外,故C正确;
故选C。
故答案为:奥斯特;(1)B;(2)C。
4.【解答】(1)灯的额定电压为2.5V,故为了比较精确的测量小灯泡的电功率,电压表的量程应选0~3V;
(2)实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电流表示数几乎为零,则电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,则故障可能是灯泡与灯座接触不良;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数是2.5V,电流表示数如图所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表读数为0.5A,则小灯泡的额定功率是:
P=UI=2.5V×0.5A=1.25W;
(4)测量结束后,为防止短路,应先断开开关,再拆除导线,最后整理好器材;
(5)灯的电阻随温度的变化而变化,故I﹣U图象为一曲线,图中横坐标分度值为0.3V,而灯的额定电压
为2.5V,故横坐标的标度取值过大,作图过程中存在的错误或不足之处是:图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大;
(6)主要测量步骤及所测物理量;
(为达到电压表既能测量灯的电压,又能测量R与灯的总电压,电压表的负接线柱应与S3的左接线柱连接)
①电路连接完整后,开关S2断开,S1、S3闭合,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为U额;
②保持滑动变阻器滑片位置不动,开关S3断开,S1、S2闭合,记录电压表的示数U2;
③在①中,电压表测灯的电压,因电压表示数为U额,故灯正常发光;
在
②中,电压表测R与灯串联后的电压,因滑动变阻器滑片位置不动,故此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压为:
UR=U2﹣U额,由欧姆定律可求出R的电流,即灯的额定电流:
IL==,小灯泡的额定功率表达式:
P额=U额×。
故答案为:
(1)3;(2)灯泡与灯座;(3)1.25;(4)断开开关;(5)图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大;(6)②保持滑动变阻器滑片位置不动;③U额×。
5.【解答】(1)测小灯泡额定功率实验中,滑动变阻器应串联入电路中,滑片向右移动时小灯泡变亮,说明其连入电路的阻值变小,所以应将B接线柱接入电路中,如图所示:
(2)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,电流表无示数,说明电路中有断路,电压表有示数,说明电压表与电源间通路,而电路只有一处故障,则故障原因是:灯泡断路;
(3)灯泡两端电压为2.5V时,灯泡正常发光,由图乙知,电流表使用小量程,分度值0.02A,则此时通过灯泡的电流为0.3A,
所以灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
根据P=知在电阻不变时,电功率与电压的平方成正比,电压表的示数达到3.0V为额定电压的=1.2倍,
若灯的电阻不变,则灯泡的实际功率为:P实=(1.2)2×0.75W=1.08W,但因灯的电阻随温度的升高而变大,根据P=,故此时灯泡的实际功率小于1.08W;
(4)①由图象知,当定值电阻R=15Ω时,通过的电流为0.2A,所以定值电阻R两端的电压控制为U=IR=0.2A×15Ω=3V;
当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为了控制定值电阻两端电压不变,由串联电路的分压原理知,就增大滑动变阻器连入电路的阻值;
②由图象知,该图象为反比例图象,所以可得结论:电压一定时,电流与电阻成反比;
③滑动变阻器取最大阻值20Ω,当定值电阻为50Ω时,由串联电路的分压原理有:===,
则定值电阻两端最小电压UR=U=×6V>3V,无法保持定值电阻两端电压始终3V,故不能更换50Ω的定值电阻继续进行实验。
故答案为:(1)见上图;(2)灯泡断路;(3)0.3;0.75;小于;(4)①3;变大;②电流与电阻成反比;③无法保持定值电阻两端电压始终3V不变。
6.【解答】(1)由图甲知,装置中明显的错误是:温度计的玻璃泡接触了烧杯底部;
(2)在烧杯上放置一个纸板,其目的是:减少热量散失,缩短加热时间;
(3)由图乙知,水在沸腾时,继续从外界吸热,温度保持在沸点不变;
由图乙知,此时水的沸点为98℃,小于水在一标准大气压下的沸点100℃,因液体的沸点随气压的增大而升高,故当地大气压低于一标准大气压;
(4)因当地大气压不变,水的沸点不变,故减少水的质量时,只是缩短了加热时间,故水沸腾时图象可能是图乙中的c。
故答案为:(1)温度计的玻璃泡接触了烧杯底部;(2)减少热量散失,缩短加热时间;(3)继续吸热,温度不变;低于;(4)c。
7.【解答】(1)A、加盖可以减少对流和辐射散热,减少热量损失,正确;
B、温度计从纸片的小孔穿过,位置更加稳定,正确;
C、加盖后减少了高温水蒸气与温度计的接触,不易在温度计表面发生液化现象,避免液化形成的小水滴妨碍读数,正确;
D、加盖后可使烧杯内气压增大,水的沸点升高,错误。故选D;
(2)由表格中数据可知,1.5min后水吸热温度保持98℃不变,说明已经沸腾,沸点为98℃,故第2.5min时温度为98℃;
(3)水沸腾过程中,温度保持在98℃不变,沸点为98℃;由于沸点低于100℃,实验时气压低于标准大气压;
(4)沸腾时,不同深度的水温都达到沸点,不断汽化变为气态水蒸气,水蒸气聚集使气泡上升过程中不断变大。
故答案为:(1)D;(2)98;(3)98;低于;(4)大。
8.【解答】(1)使用弹簧测力计时候,首先要“调零”,即检查指针是否在零刻度线;
(2)第3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图甲所示,由图可知,该测力计的最小分度值为0.2N,指针在1刻度线下方3格,则弹簧测力计的示数是1N+3×0.2=1.6N;
(3)根据描点法作图,重力与质量的关系图象如下所示:
;
(4)由于重力与质量的关系图象为原过点的直线,可以得出的结论是:物体所受的重力跟它的质量成正比;
故答案为:(1)零刻度线;(2)1.6;(3)如上图;(4)成正比。
9.【解答】
(1)为测量滚动摩擦的大小,将小车置于水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动小车做匀速直线运动,读数时发现弹簧测力计示数很小,无法准确读数;
(2)于是将毛巾铺在长木板上,重复(1)中的操作,如图甲所示,测力计分度值为0.1N,此时弹簧测力计示数为0.4N;
(3)当一个物体在另一个物体表面滑动时,产生的摩擦力叫滑动摩擦,为测量滑动摩擦的大小,将车轮卡住,在毛巾表面重复(1)中的操作,此时弹簧测力计示数为0.8N;
实验二:
(1)小车在木板上运动时,受到沿水平向左的摩擦阻力的作用,受力示意图如下所示:;
(2)探究水平面上摩擦阻力对车运动的影响,要控制小车到达水平面的速度相同,使小车在粗糙程度不同的水平面上运动。故应将毛巾铺在木板表面,再次让小车从斜面顶端由静止下滑,观察小车在水平面上运动的距离;
(3)小车在毛巾表面受到的阻力最大,小车毛巾在上运动的距离较小,这表明:小车运动时所受摩擦阻力越大,速度减小得越快,综合两个实验可知:急刹车时抱死车轮是用滑动代替滚动增大摩擦来减小刹车距离。
故答案为:实验一:
(1)匀速直线;(2)0.4;(3)卡住;
实验二:
(1)如上所示;
(2)木板;
(3)快。
10.【解答】
(1)比较A、B可知,在液体内部的同一深度,橡皮膜的方向不同,U形管的液面高度差是相同的,即向各个方向的压强都是相等的;
比较A、C可知,液体的密度相同,深度不同,深度越深,U形管液面高度差越大,即压强越大,所以液体内部压强的大小跟深度有关;
(2)由图D可知,a中液体的深度要大于b中液体的深度,橡皮膜没有发生形变,说明此处的压强相同,根据p=ρgh可知,a的密度要小于b的密度,即ρa<ρb;
图E中,c中液体的深度要大于b中液体的深度,橡皮膜向左发生了形变,说明右侧的压强大,根据p=ρgh可知,a的密度要大于c的密度,即ρa>ρc。
故答案为:(1)各个方向;深度;(2)<;>。
技巧二:控制变量法
控制变量法是实验探究类试题常见类型。也就是在研究物理现象或规律时,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。控制变量法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。
1.【解答】(1)①因将三个重力不同、体积相同的物体先后放入盛有相等质量水的相同容器中,且三个物体均浸没在水中,故三次实验中,容器中的水面升高的高度相等;
②分析比较实验1、2与3知,物体的重力不同,而△F水相同,故可得△F水与G物无关;
(2)①分析比较实验4、5与6,得到:V物越大,△F水越大;
②进一步分析比较实验6、7与8,V物相同,而△F水不同,故发现△F水与V物无关;
③实验4、5与6中,物体浸没在水中,排开水的体积等于物体的体积,由阿基米德原理:实验4物体受到的浮力:
F浮4=ρ水gV排4=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.8×10﹣4m3=1.8N;
同理,F浮5=2.4N;
F浮6=2.8N;
发现:物体受到的浮力F浮=△F水;
④4、5、6实验中,液体对容器底部压力的增加量等于其受到的浮力,即物体排开液体的重力,6、7、8实验中虽然体积相同,但排开液体的体积变小,△F水也变小;
综合分析比较实验4~8,可得初步结论:影响液体对容器底部压力的增加量△F液的因素是物体排开液体的体积。
(3)为了避免实验的偶然性,使实验结论更有普遍性,还应不同的液体继续实验。
故答案为:(1)①相等;②无关;(2)①大;②无关;③=;④排开液体;(3)不同的液体。
2.【解答】
(1)释放后,A球向右摆动过程中,高度减小,速度变大,重力势能转化为动能;
(2)探究被撞而摆动的钢球数量与撞击球撞击时的速度大小有关时,需要改变撞击球的速度的大小,即将A球拉至不同的高度由静止释放;
当钢球发生碰撞时,仅有E球被撞出,这表明被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度无关;
(3)将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放,由于在撞击的过程中,撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球,所以会有两个球被弹起,故乙正确。
故答案为:(1)重力势;(2)将A球拉至不同的高度有静止释放;无关;(3)乙;撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球。
3.【解答】(1)当释放高度相同时,可根据乒乓球弹起的高度判断出两种乒乓球的弹性,这用到了转换法;
对比两组实验数据,当释放高度相同时,无缝乒乓球弹起高度更高,说明无缝乒乓球的弹性更强;
(2)请根据无缝乒乓球的实验数据描点画出图象,如下图所示:
由图象知在同一台面上,同一无缝乒乓球弹起的高度与由静止释放的高度成正比。
故答案为:(1)乒乓球弹起的高度;无缝;(2)见上图;在同一台面上,同一无缝乒乓球弹起的高度与由静止释放的高度成正比。
4.【解答】(1)由题意,三个小孔的深度相同,形状不同,但没有保持小孔的横截面积相同,违背了控制变量法的应用;
(2)①在乙图中,把表中各数据描点,再连接,如下图:
通过图象可以得出,流量Q和小孔深度的平方根成一次函数;
取序号2、4的数据(是一个精确数值),得出Q=9×的函数式,则表格中第3次流量Q=9×5.0=45cm3?s﹣1;
②深度影响流量的原因是深度越大,液体的压强越大,喷出小孔的水的流速越大;
(3)①由题图丙知,流量Q相当于单位时间流出的水柱的体积(水是圆柱体),水柱的长度v,则流量Q=Sv;
②从喷口喷出的水的流量Q=Sv是定值,单位时间出来的水的体积不变,随着水柱的上升,v在不断变小时,横截面积S在不断增大,因此上升阶段的水柱呈现的形态是上端较粗。
故答案为:(1)没有控制小孔的横截面积相等;(2)①如图所示;
45;
②大;(3)①Sv;②粗。
5.【解答】(1)方案甲可以用量筒可以测量液体的体积,用天平可以测量出液体的质量,根据密度公式ρ=可以测量出液体的密度,但是它们的密度相等,所以不能鉴别这两种物质;
(2)方案乙是燃烧这两种物质加热水,这样可以比较出它们的热值大小,可以鉴别出来这两种物质;把两相同规格烧杯内的水由常温加热到90℃时同规格燃料瓶内的液体剩余越多,说明它的热值越大,是乙醇;
(3)方案丙中是比较两种物质的比热容,相同情况吸收相同的热量升温越高的物质比热容越小,是乙醇;继续加热至两种液体沸腾测出沸点,沸点高的是乙醇;因为甲、乙两种液体极易汽化燃烧,所以很危险,这种方案被明令禁止。
故答案为:(1)密度;(2)热值;乙醇;
(3)乙醇;
乙醇;甲、乙极易汽化燃烧。
6.【解答】(1)比较实验序号1、2、3三次实验数据知,弹簧枪离地面高度相同、弹珠质量相同,弹簧压缩量不同,且弹簧压缩量越大,水平射程越远,故可以验证猜想A;
(2)要验证猜想B,即弹珠水平射程与弹珠质量m的关系,需要控制弹簧压缩量、弹簧枪离地面高度相同,改变弹珠质量,实验2、4、5符合题意,由2、4、5实验数据知,在其它条件相同时,弹珠质量越大,水平射程越小;
(3)要探究弹珠水平射程与发射点离地面的关系,即验证猜想C,需要控制弹簧压缩量、弹珠质量相同,改变弹簧枪离地面高度,实验4、6、7符合题意,由4、6、7实验数据知,在其它条件相同时,发射点离地面越高,水平射程越远。
故答案为:(1)A;(2)2、4、5;弹珠质量越大,水平射程越小;(3)4、6、7;C。
7.【解答】(1)体温的测量值可能与测温的部位、测量的距离有关,由控制变量法,探究与测温部位的关系时,保持测温仪与人体的距离相同;
(2)由控制变量法,探究与测温距离的关系时,保持测温的部位相同,
由数据可知,在有效测温距离在3cm以内,测量的温度都为36.5℃,超过3cm,距离越远,测量的温度越低,在有效测温距离内,所测体温值与测温距离无关;
小明建议这种型号测温仪的有效测温距离在3cm以内;
(3)小明进行深入探究,找来了如图所示红外测温仪的结构简图,图中透镜为凸透镜,对光线有会聚作用,当近距离正对测量时,热辐射体辐射的红外线通过透镜会聚于图中红外探测器中心位置;
由此可知,导致温度测量值出现偏差的主要原因是:测量时,没有正对身体,导致红外线无法会聚与红外探测器。
故答案为:(1)距离;(2)测温的部位;无关;3;(4)红外探测器;测量时,没有正对身体,导致红外线无法会聚在红外探测器。
8.【解答】(1)物体运动的速度为:vA===0.4m/s;
(2)重物P通过定滑轮拉动物体,由于重物P的重力不变,则对物体的拉力不变,物体受到的拉力是恒定的;
(3)根据实验步骤①②可知,a2>a1,这表明在小车的质量不变的情况下,增大重物P的重力,对小车的拉力会变大,小车的速度的增加量越大;故结论为:
在小车的质量不变的情况下,拉力越大,小车的速度改变的越快;
(4)A.制动力(阻力)越大,则汽车的运动状态改变的越快,即速度减小的快,汽车越容易停下来,故A正确;
B.质量越大,汽车越难停下来,是因为质量大,惯性大,其运动状态不容易改变,故B错误;
C.在阻力一定的情况下,汽车的速度越大,汽车越难停下来,故C错误;
故答案为:(1)0.4m/s;(2)使物体受到的拉力恒定不变;(3)在小车的质量不变的情况下,拉力越大,小车的速度改变的越快;(4)A。
9.【解答】(1)探究电极之间距离对水果电池电压大小的影响时,需要控制水果的种类相同、插入电极的深度相同,改变电极之间的距离,所以需要对比1、2、3的实验数据;
(2)根据1、2、3的数据可知,水果的种类相同、插入电极的深度相同,电极之间的距离不同,测量的电压近似相同,忽略误差,可以认为电压相同,即电压大小与电极之间的距离无关;
根据1、4的数据可知,水果的种类不相同,插入电极的深度和电极之间的距离相同,电压不相同,这表明电压大小与水果的种类有关;
根据4、5、6的数据可知,水果的种类相同、电极之间的距离相同,插入电极的深度不同,测量的电压近似相同,忽略误差,可以认为电压相同,即电压大小与插入电极的深度无关;
故结论为:电极材料不变时,水果电池的电压大小与水果种类有关,与电极播入深度和电极之间距离无关;
(3)由于水果电池电压的大小与水果的种类有关,要改变一节干电池的电压,可以通过改变化学填充剂的成分来改变电压的大小。
故答案为:(1)1、2、3;(2)电极材料不变时,水果电池的电压大小与水果种类有关,与电极插入深度和电极之间距离无关;(3)改变化学填充剂的成分。
10.【解答】(1)实验中需要测量降落伞降落所用的时间,故需要用到秒表;
(2)根据3和4的实验数据可知,在伞的总质量、材料相同时,伞面面积越大,所用的时间越长,即降落伞下降的速度与伞面面积有关;
根据1和2的实验数据可知,在伞的总质量、伞面面积相同时,伞的材料不同,所用的时间不同,即降落伞下降的速度与伞的材料有关;
即:降落伞下降的速度与伞面材料、伞面面积有关;
(3)实验中需要探究降落伞下降的速度与伞和重物的总质量是否有关,需要控制伞的材料和伞面面积相同,改变质量的大小,所以需要添加的数据为组别5,如下表所示:
组别
伞面材料
伞面面积(cm2)
伞和重物的总质量(g)
降落时间(s)
第1次
第2次
第3次
平均
1
纱布
1200
100
8.6
8.5
8.7
8.6
2
棉布
1200
100
9.3
9.5
9.4
9.4
3
防水布
1200
130
10.7
10.8
10.9
10.8
4
防水布
1500
130
13.1
13.4
13.4
13.3
5
纱布
1200
120
故答案为:秒表;伞面材料、伞面面积;见上表。
技巧三:转换法
转换法是研究和学习物理的一种极其重要的方法。它能培养学生的科学探究精神、实践能力和创新意识,对学生学习物理来说也发挥着巨大的作用。恰当地运用转换法,对探索物理规律和物理现象起到加强理解和灵活应用的作用。中考试题中实验探究类题目利用转换法的例子很多,也是考查的主要内容。
1.【解答】
(1)力可以改变海绵的形状,通过海绵凹陷程度表示压力作用效果大小;
(2)图甲、乙,压力相同,受力面积越小,海绵凹陷程度越大,压力作用效果越明显,所以在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(3)图甲、丙,受力面积相同,丙图的压力大,海绵凹陷程度大,压力作用效果越明显,所以在受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显;
(4)对比甲、丁两图,得出压力作用的效果与压力大小无关,是错误的,因为没有控制受力面积不变,同时改变了压力大小和受力面积大小,存在两个变量。
故答案为:(1)凹陷的程度;(2)压力;(3)压力大小;
(4)错误;没有控制受力面积相同。
2.【解答】
(1)根据转换法,本实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的;实验中用到的研究方法有控制变量法和转换法;
(2)通过比较图甲、乙知,受力面积一定,乙中压力大,海绵的凹陷程度大,这说明受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)探究压力的作用效果与受力面积时,应控制压力的大小不变,而受力面积不同,故应该比较图乙、丙,且可以得出结论:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,与图丙相比,因压力大小和受力面积都相同,则根据p=可知,图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p=p′;
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;控制变量法;(2)受力面积一定时,压力越大;(3)乙、丙;(4)=。
3.【解答】(1)当压强计的金属盒在空气中时,如果U形管中的液面不相平,则不能正常使用,应该取下软管重新安装,故A正确;
故选:A;
(2)①序号1、2、3次实验中,将压强计的探头放在水中5cm深处,使橡皮膜朝向不同的方向,是研究在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等;
②若要探究液体内部压强与深度的关系,应将压强计金属盒放入水中不同深度,符合要求的是3、4、5三组数据;
③比较实验⑤⑥中将探头放进不同密度液体中同一深度处,发现探头在盐水中时压强计两边液面高度差大,压强大,可得出的结论是:在同一深度处,不同液体的压强与密度有关;
(3)灌了几杯水后,细管中水的深度增加的很多,根据液体压强的特点可知:液体压强随着深度的增加而增大;
由图知水桶里的水各个方向流出,说明液体内部向各个方向都有压强。
故答案为:(1)A;(2)①在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等;
②3、4、5;③在同一深度处,不同液体的压强与密度有关;(3)液体压强随着深度的增加而增大;液体内部向各个方向都有压强。
4.【解答】
(1)物体放在凸透镜的焦点内时,物体通过凸透镜成正立、放大的虚像,探头插入水中后,发现探头看上去变大了,这是因为容器和水的共同作用相当于凸透镜,起到了放大的作用;
(2)由A、B、C三个图可知,压强计的探头插入水中的深度相同,朝向不同,U形管液面的高度差相同,故可以得出的结论:同种液体的内部,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
(3)探究液体压强和液体密度的关系时,要保持液体的深度相同,换用不同的液体做实验,C、D两图中没有控制液体在同一深度,故不能得出正确的结论;
(4)将小瓶放入量筒内,小瓶漂浮在水面上,小瓶受到的浮力等于小瓶的重力,即G瓶=F浮,由阿基米德原理,F浮=ρ水gV排=ρ水g(V1﹣V0),
故G瓶=ρ水gV排=ρ水g(V1﹣V0)﹣﹣﹣﹣﹣Ⅰ,
矿石放入小瓶中,再将小瓶放入量筒内,小瓶仍漂浮在水面上,则小瓶和矿石受到的浮力等于它们的总重力,即F浮′=G瓶+G石=ρ水g(V2﹣V0)﹣﹣﹣﹣﹣Ⅱ,
故矿石的重力:G石=F浮′﹣G瓶﹣﹣﹣﹣﹣Ⅲ,
Ⅰ、Ⅱ代入Ⅲ得:
G石=ρ水g(V2﹣V1),
矿石的体积为:V=V3﹣V1,
矿石的密度为:
ρ石===×ρ水。
故答案为:(1)凸透镜;(2)同一深度,液体向各个方向的压强相等;
(3)没有控制液体在同一深度;
(4)ρ水g(V2﹣V0);×ρ水。
5.【解答】(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的;选B;
(2)正确操作后,分析乙、丙两图知,液体密度相同,乙中深度较大,液体产生的压强较大,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成上窄下宽的形状;
(3)研究液体压强与密度的关系,要控制液体的深度相同;
保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,密度增大的同时,液体深度也增大了,没有控制液体的深度不变;为控制深度相同,正确操作是应将探头适当上移;
(4)①在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,则左右液体产生的压强相同,即ρ水gh4=ρ液gh2;
ρ液=×ρ水,故需要测量的物理量是:
右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2,左侧水到橡皮膜中心的深度h4;
选BD;
②液体的密度的表达式:ρ液=×ρ水。
故答案为:(1)B;(2)增大;上窄下宽;(3)上移;(4)BD;×ρ水。
6.【解答】
(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
该实验过程用到的科学方法有转换法和控制变量法,选A、B;
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是装置漏气;
(3)改变深度更换液体进行多次实验,其目的是得出普遍性的结论;
(4)图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,高为h的液柱的重力G=mg=ρVg=ρShg,因横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力,根据压强公式p=,a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是:
pa===ρgh。
故答案为:(1)AB;(2)装置漏气;(3)得出普遍性的结论;(4)ρgh。
7.【解答】(1)探究“阻力对物体运动的影响”时,采用的是控制变量法,需要控制小车的初速度相同,所以应使小车从相同高度滑下;小车在水平面上运动时受到水平面的摩擦力的作用,这个摩擦力就是阻力;
(2)由图可知,小车受到的阻力越小,小车运动的路程越远;
(3)若要探究“速度对动能大小的影响”,需要改变小车的速度,即可将小车从斜面的不同高度由静止滑下,高度越高,速度越大;比较小车在相同水平面上滑行的距离即可。
故答案为:(1)相等;摩擦力;(2)越远;(3)不同;相同。
8.【解答】(1)金属球质量一定时,金属球所处的位置越高,金属球的重力势能越大,金属球下落到小桌时动能越多,金属球对小桌做功越多,小桌进入细沙的深度越深。
(2)探究重力势能和高度的关系,保持物体的质量不变,改变物体的高度,表格中要记录物体不同的高度;
观察小桌进入细沙的深度,需要记录;
为了使实验结论具有普遍性,要进行多次实验。
由实验现象得到的实验结论也要记录,表格如下:
实验次数
金属球高度h/cm
小桌进入细沙的深度h’/cm
重力势能和高度关系
1
2
3
(3)为了防止小桌撞翻,使金属球在小桌中心的正上方,由静止自由释放,观察小桌进入细沙的深度。
故答案为:(1)小桌进入细沙的深度;做功;(2)如上表;(3)使金属球在小桌中心的正上方。
9.【解答】
(1)该实验中,通过电流表的示数大小间接得知接入电阻丝的阻值大小,应用了转换法;
(2)探究电阻大小跟导体的长度有关时,需要控制材料和横截面积相同,所以需要将bc两根导线分别接入电路中进行实验;
(3)由图可知,导线a、b的粗细、长度均相同、材料不同,因此选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的材料有关;
(4)要探究电阻大小跟导体的横截面积有关,需要控制导体的材料和长度相同,横截面积不同;由图可知,导线b、d的长度、材料均相同、粗细不同,因此选用导线b、d分别接入电路中。
故答案为:(1)转换;(2)bc;(3)材料;(4)bd。
10.【解答】
(1)乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等,因为左右容器内两导体的阻值相等,必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系。
(2)实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化。像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法;
(3)由图知,A管的液面高度差比B管的液面高度差大,说明甲容器中气体膨胀程度较大,温度上升得较高,因此甲容器中电阻产生的热量较多;两个电阻的阻值相同,通电时间相同,但电流不同,通过甲的电阻的电流大;
由此可得:在电阻相同、通电时间相同的情况下,电流越大,电流产生的热量越多。
故答案为:(1)电流;(2)转换法;(3)甲;大。
技巧四:推理法
分析一些同类特殊事例,确切判断出它们所共有的因果联系和特征,作出一般结论。这种由特殊推出一般的推理方法叫归纳推理。物理学中许多普遍概念和规律都主要是用归纳推理得出的。归纳推理是解决物体与物体发生多次作用后的情况,即当问题中涉及相互联系的物体较多并且有规律时,应根据题目特点应用数学思想将所研究的问题归类,然后求出通式。
1.【解答】(1)实验过程中,不断搅拌试管中的固体小颗粒,这样做的目的使固体小颗粒受热均匀,便于观察和记录;
(2)温度计读数时,俯视会造成测量值偏大;仰视会造成测量值偏小,所以读数时视线要与温度计液柱的上表面相平,故b是正确的;温度计的分度值是1℃,温度计的示数是73℃;
(3)由图可知,该物质在熔化的过程中,吸收热量,温度保持78℃不变,所以该物质为晶体;熔化的时间为10min﹣5min=5min;
(4)由图可知,物质在第12min时熔化完毕,为液态,根据图象可知,A为气态,B为固态,C为液态,故选C。
故答案为:(1)受热均匀;(2)b;73;(3)晶体;5;(4)C。
2.【解答】(1)由图乙可知,2﹣5min内,吸收热量,温度不变,所以该物质为晶体,熔化的时间为5min﹣2min=3min;
(2)图中C点在熔化过程中,处于固液共存状态;
(3)BD段的物质处于熔化过程中,不断吸热,内能增加,温度不变,故物体在B点时具有的内能小于在D点时的内能;
(4)烧杯中的水吸热沸腾后温度不再变化,试管中的水能达到沸点不能继续吸热所以不能沸腾,可以给烧杯上面加一个盖,这样烧杯水面上方气压高,水的沸点高,试管中的水就可以从烧杯中继续吸热,使试管中的水沸腾.
故答案为:(1)晶体;3;(2)固液共存态;(3)小于;(4)烧杯上面加一个盖.
3.【解答】(1)温度计读数时,视线应与液柱的上表面齐平,不能俯视或仰视,故其中正确的是B,此时温度计的示数在0℃以下,分度值是1℃,其示数是﹣2℃;
(2)由图象可知,冰从第2min开始熔化,到第5min完全熔化,共耗时5min﹣2min=3min;冰熔化过程中吸热,温度不变,属于晶体,第4min时,冰处于熔化过程中,以固液共存态存在;
(3)冰的温度从﹣4℃升高到1℃时的加热时间为2min;水从0℃升高到2℃时的加热时间为2min,由于使用同一酒精灯加热,在相同的时间内吸收的热量是相同的;即质量相等的冰和水吸收相同热量,冰升高温度为水升高温度的2倍,由Q吸=cm△t可知冰的比热容为水的比热容的,即:c冰=c水=×4.2×103J/(kg?℃)=2.1×103J/(kg?℃)。
故答案为:(1)﹣2;(2)3;晶体;固液共存;吸收;(3)2.1×103。
4.【解答】(1)由图甲知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为4.8N,即物体的重力为4.8N;
金属块浸没在盐水中时,受到的浮力:
F浮=G﹣F拉丁=4.8N﹣2.4N=2.4N;
(2)分析乙、丙两图知,液体的密度相同,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,根据称重法测浮力:F浮=G﹣F拉知浮力不同,说明浮力与排开液体的体积有关;
(3)要探究浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度的关系,需要控制排开液体的体积相同,改变液体的密度,图丙丁符合题意;
(4)金属块浸没在水中受到的浮力:F浮水=G﹣F拉丙=4.8N﹣2.8N=2N,
根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排得金属块的体积:
V=V排水===2×10﹣4m3,
金属块的质量:
m===0.48kg,
金属块的密度:
ρ===2.4×103kg/m3。
故答案为:(1)2.4;(2)排开液体的体积;(3)丙丁;(4)2.4×103。
5.【解答】
(1)要探究浮力的大小跟物体排开液体体积的关系,需要控制液体的密度相同,改变排开液体的体积,图乙丙符合题意;
(2)由丙丁图知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,物体受到的浮力不同,所以,比较图丙丁可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关;
(3)分析甲、丙两图可得,物体浸没在水中时受到的浮力F浮=F1﹣F3,
由F浮=ρ液gV排可知,物体的体积:V=V排==,
根据G=mg得,
物体的质量为:m==,
物体的密度为:ρ物===;
(4)根据称量法知水中浮力为:F浮水=F1﹣F3,液体中浮力为:F浮液=F1﹣F4,
因为F3<F4,
所以:F浮水>F浮液,
根据F浮=ρ液gV排可知,在排开液体体积相同时,水的密度大于液体的密度,
由图知丙丁的深度相同,
根据压强公式p=ρgh判断出p水>p液。
故答案为:(1)乙丙;(2)液体的密度;(3)F1﹣F3;;(4)>。
6.【解答】
(1)为了使小车滑到水平面时的初速度相同,实验时应让小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,这种研究问题的方法是控制变量法;
(2)伽利略对类似的实验进行了分析并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上做匀速直线运动;从而说明物体的运动不需要力来维持;
(3)牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律,该定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括得出的,故选C。
故答案为:
(1)同一高度由静止自由;控制变量法;(2)做匀速直线运动;不需要;(3)C。
7.【解答】(1)实验中每次都使同一辆小车从斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的速度;
(2)按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的内容如表:
毛巾、棉布、木板粗糙程度变小,分析表中内容,得到的实验结论是:在其他条件相同时,小车受到的摩擦力越小,运动的距离越远;进一步推理出的结论是:运动的小车不受阻力作用时,将永远运动下去;早在300多年前,意大利物理学家伽利略就通过实验和科学推理的方法研究过“力和运动的关系”。本实验所运用的实验和科学推理的方法还可用于研究真空不能传声;
(3)上述实验中,除用到实验推理的方法外,因通过小车通过的距离长短表示阻力的大小,还用到了控制变量法和转换法。
(4)实验中若再添加一小木块,就可用图丙装置来探究“动能与速度的关系”。具体的操作是让同一小车从斜面的不同高度由静止自由滑下(到达水平面时的初速度不同),去撞击置于木板表面相同位置的木块并进行比较。
故答案为:(1)同一;速度;(2)远;永远运动下去;伽利略;声音传播条件的实验;(3)转换;(4)不同高度。
8.【解答】
(1)实验中每次均让小车从斜面的同一位置由静止释,是为了使小车运动到斜面底端时的速度相等;
(2)让小车先后在铺有锦布、木板和玻璃板的水平面上滑行,小车通过的距离不同,由实验知:接触面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;如果运动的小车不受力时,小车的运动状态将不会改变,则它将做匀速直线运动。
故答案为:(1)速度;(2)越远;匀速直线运动。
9.【解答】
(1)由图象可知:当水的温度到了98℃后就不再升高,说明此时水是沸腾的,沸点为98℃;
1标准大气压下水的沸点是100℃,根据气压越低,沸点越低,所以此时大气压小于1标准大气压;
(2)由图象可知,在第8mim时,水处于沸腾状态,水沸腾时,整个容器中水温相同,水内部不停的汽化,产生大量的水蒸气进入气泡,水中的气泡在上升过程中会变大。
故答案为:98;低于;
变大。
10.【解答】水在沸腾时吸收热量,温度保持不变。由图象知,加热到第5min时,水的温度达到99℃,继续加热,水温不再升高,说明水从第5min开始沸腾,沸点是99℃。
故答案为:5;99℃。
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精品试卷·第
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