资源简介 2021海南中考物理二轮复习:实验题突破 一、实验题考情分析 年份 2018 2019 2020 实验题一考点 浮力密度测量 磁体间相互作用规律 阻力对物体运动的影响 实验题二考点 测量小灯泡电阻 测量小灯泡电功率 测量定值电阻阻值 二、实验题重点考点梳理 1.伏安法测电阻的探究实验 (1)实验原理:根据欧姆定律的导出式R=。 (2)实验器材:电源、开关、导线、滑动变阻器、被测小灯泡或定值电阻、电压表、电流表。 (3)电路图:左图为测灯泡电阻,右图为测定值电阻。 (4)滑动变阻器在实验中的作用:保护电路;改变灯泡(定值电阻)两端的电压;改变通过灯泡(定值电阻)的电流。 (5)实验步骤: ①按电路图连接电路,将滑动变阻器调到阻值最大处; ②闭合开关,移动滑片,使电压表的示数等于小灯泡的正常工作电压,记下此时电流表、电压表示数; ③调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压逐次降低,记下每次读出的电流表、电压表示数; ④计算每次的电阻值,整理器材。 (6)记录数据的表格为: 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 2 3 (7)分析与归纳:灯丝的电阻随温度的升高而增大。 2.伏安法测电阻的探究实验注意事项 (1)滑动变阻器在实验中的作用:①保护电路;②改变通过灯泡(或定值电阻)的电流;③改变灯泡(或定值电阻)两端的电压。 (2)连接电路的两条注意事项:①连接电路时把开关断开;②闭合开关前把滑动变阻器调到阻值最大处。 (3)实验过程中滑动变阻器的调节顺序:闭合开关,调节滑片,使小灯泡达到正常工作的电压,再使小灯泡电压逐次降低。 (4)数据处理:测灯泡电阻时不能求平均值,因为在不同电压下灯泡的温度不同,其电阻是不同的,求平均值没有意义;测定值电阻的阻值时应该求平均值,因为定值电阻的阻值不变,求平均值可以减小误差。 (5)实验过程中的常见故障 现象 故障分析 灯泡不亮 灯泡与灯座处接触不良,或灯丝烧断,或灯泡被短路,或灯泡两接线柱到电源两极间的电路中某处出现断路 电压表无示数 电压表短路或电压表两接线柱到电源两极间的电路中某处断路 电流表无示数,电压表示数接近于电源电压 灯泡开路或电压表串联在电路中了 电流表无示数 电流表被短路或从电流表两接线柱到电源两极间的电路中某处断路 无论怎样移动滑片,电压表和电流表示数都不变,灯泡亮度不变 滑动变阻器的接线柱使用的都是上端接线柱,或使用的都是下端接线柱 3.电功率的测量实验 (1)实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。 测量电功率的方法:①测量用电器的电功率可以用专门的仪器。②用电能表测量出电流通过用电器做的功,用秒表测量出所用的时间。根据公式P=计算出用电器的电功率。③用电压表测出加在用电器两端的电压,用电流表测出通过用电器的电流,根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率,这种方法叫做伏安法。 (2)伏安法测电功率的电路图:如图所示,测量小灯泡电功率的电路有两种接法。 (3)如果没有电压表,我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表,根据U=IR可得出电压值,这时应将小灯泡与已知电阻并联,因为得出了已知电阻两端的电压,就知道了小灯泡两端的电压;反之,如果没有电流表,我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表,根据I=可得出电流值,这时应将小灯泡与已知电阻串联,因为得出了已知电阻的电流,就知道了通过小灯泡的电流。 三、针对性模拟练习 1.用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值,测量数据记录如下表: 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.16 0.24 电阻R/Ω 9.4 10.4 (1)第2次测量时,电流表示数如图乙所示,为 A,对应的电阻值为 Ω。 (2)根据三次实验数据可得定值电阻Rx= Ω(结果保留一位小数)。 (3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表指针都不偏转。用一根导线在图甲中先后连接接线柱B与C、C与D时,电压表和电流表示数都为0,连接接线柱D与E时,电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是 (4)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R的滑动变阻器,和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I1;滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx= 。(用相关物理量的符号表示) 2.在测量小灯泡电功率的实验中,已知灯泡额定电压U=2.5V,电源电压保持不变。 (1)用笔画线代替导线把甲图电路连接完整。 (2)调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数(如图乙)为 A,则小灯泡的额定功率是 W。 (3)如果没有电压表,用如图丙所示电路也可测小灯泡的额定功率。其中,定值电阻的阻值为R0.先断开开关S2、闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为;再保持变阻器滑片的位置不变,只断开开关 、闭合其它开关,读出电流表示数为I,灯泡额定功率的表达式为P额= (用R0、U额、I的代数式表示)。 3.在“测量小灯泡电阻”实验中,小灯泡的额定电压U=2.5V。 (1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。 (2)闭合开关后,发现电流表指针如图乙所示,其原因是 。 (3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P使电压表示数为2.5V,电流表示数如图丙所示I= A,则小灯泡的电阻R= Ω。 (4)如图丁所示,是小华同学利用图甲电路做实验时,测绘出的小灯泡的电流随电压变化的关系图象。在图甲电路中,电源电压U=4.5V保持不变,当滑动变阻器取值Rp=10Ω时,小灯泡电阻值为RL= Ω(保留两位小数) 4.小池同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。 (1)该实验的原理是 ,连接电路时开关S要 。 (2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于 端(选填“a”或“b”),这样可以在闭合开关时,电路中的电流最 ,起到保护电路的作用。 (3)实验过程中移动滑动变阻器的滑片,多次改变Rx两端电压,这样做的目的是为了实现多次测量 (选填“求平均值减小误差”或“探求规律”)。 (4)小池按图甲所示的实验电路图正确连接电路,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,则此次实验中被测电阻Rx的阻值是 Ω。 5.如图是实验小组用伏安法测未知电阻Rx的大小的电路图,电源为两节干电池,滑动变阻器的最大阻值为R0。(电阻均不受温度影响) (1)在图中找出连接错误的一根导线在导线上画“×”,并用笔画线将实物图改接正确,(所画的导线要画实线并且不能交叉)。 (2)连接电路时开关应 ,滑动变阻器的滑片应位于 端(选填“A”或“B”); (3)写出该实验的原理表达式 。 [拓展]在实验操作中,发现电流表已损坏,电压表完好,于是实验小组的同学设计了如图2所示的电路图也完成了实验。请你帮助他们把以下实验步骤填写完整: ①闭合开关S,首先使滑动变阻器的滑片位于最左端,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则未知电阻Rx= 。 6.小明想测量标有“2.5V”字样小灯泡的额定功率,从实验室找来了学生电源(恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线若干。 (1)如图甲所示为小明连接的实验电路,闭合开关前发现电路中有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。 (2)闭合开关试触时,发现电流表无示数,灯泡不亮,电压表指针迅速打到右边没有刻度的地方。造成这一现象的原因可能是 。 (3)排除电路故障后闭合开关,移动滑片,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙,则灯泡的额定功率为 W。 (4)同组的小红认为,应该多次测量不同电压下灯泡的功率,求出平均值才更精确,你认为是否合理,为什么? 。 (5)小红在继续实验时发现电流表突然损坏,于是又找来了一个阻值为10Ω的定值电阻R0设计了如图丙所示的电路,也测出了该灯泡的额定功率,请将步骤补充完整: ①只闭合S、S2,移动滑片P,使电压表的示数为 V; ②只闭合 ,保持滑片P不动,读出电压表的示数为U; ③小灯泡的额定功率P= (用已知量或测量量的符号表示)。 7.在“测定小灯泡电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)。 (1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P置于B端时连入电路中阻值最大。 (2)闭合开关后,发现小灯泡不发光,但电压表和电流表均有示数,接下来应进行的操作是 。 (3)根据实验数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。 (4)完成实验后,小明同学又想测量额定电流为I额的小灯泡的额定功率,但发现电流表已经损坏,于是他又找来两个开关和一个阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路。请你完成下面的实验步骤: ①闭合开关S和S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 。 ②保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关S和S2,断开开关S1,读出电压表示数为U1。 ③小灯泡额定功率的表达式为P额= (用I额、R0、U1表示)。 8.小亮和小雨做“测定小灯泡电阻”的实验,所用小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)小亮的实验过程如下: ①连接如图甲所示的电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并在图中改正(导线不能交叉)。 ②电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数,产生这种现象的原因可能是: 。 ③以上故障排除后,再闭合开关,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: 。 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 D.检查灯泡是否短路 次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 电阻平均值/Ω 1 0.6 0.28 2 0.36 3 2.5 ④设计上图所示的记录表格,请你指出表格中的问题: ;第2次实验时电压表的示数如图乙所示,要测量小灯泡正常工作时的电阻,他应将滑片P向 端(选填“左”或“右”)移动;第3次实验时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。 (2)小雨想利用图丁所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻RL,R为电阻箱。下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。 ①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U。 ②闭合开关S和S1,断开S2,调节电阻箱直至电压表的示数为 ,读出此时电阻箱的阻值为R0。 ③计算RL的表达式为:RL= 。 9.晓彤和小雪利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,电源电压恒为3V,Rx阻值约为10Ω. (1)对照图甲实物电路,请你在图乙的虚线框内添上所缺的电学元件和导线,把电路图补画完整。 (2)①正确连接电路后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图丙,则未知电阻Rx= Ω。 ②继续测量的思路是: 。 (3)晓彤认为:不用电流表,只用电压表和定值电阻R0,由图丁同样可以测得未知电阻Rx的阻值。晓彤设计方案如下: a.闭合S1、断开S2,读出电压表示数为U1; b.闭合S1、S2,读出电压表示数为U2。 ①电阻Rx的表达式为Rx= (用测量值U1、U2及R0来表示)。 ②根据①中的表达式,晓彤的设计方案若想在实验中较准确测得电阻Rx的阻值,对定值电阻R0大小的要求是 。 10.如图所示,是“探究阻力对运动的影响”的实验情景。 (1)让小车三次从同一斜面上的同一高度处,沿斜面从静止开始运动,目的是使小车到达水平面时的 相同; (2)水平面越光滑,运动小车受到的阻力越 ,运动的时间越长,运动的距离越远; (3)进一步推理,如果水平面足够光滑,小车不受阻力,它将 运动下去。 11.小谦在探究“磁体间相互作用规律”时发现:磁体间的距离不同,作用力大小也不同。他想:磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢? (1)你的猜想是 。 (2)小谦用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量,他通过观察细线与竖直方向的夹角的变化,来判断磁体间力的变化,用到的科学方法是 法。 (3)小谦分析三次实验现象,得出结论:磁极间距离越近,相互作用力越大。小月认为:这个结论还需要进一步实验论证,联想到磁体间的相互作用规律,还须研究甲、乙两块磁铁相互 时,磁体间作用力与距离的关系。 12.小红去昌江棋子湾游玩时,捡到一块漂亮的小彩石。回到学校后,他应用所学的物理知识测量这块彩石的密度,实验操作如下: (1)如甲图所示,用细线拴住彩石,挂在弹簧秤上,根据弹簧秤的示数可知,彩石的重力是 N。 (2)如乙图所示,将彩石浸没水中,根据弹簧秤的示数可计算出彩石所受的浮力是 N。 (3)利用以上测量数据计算出这块彩石的密度是 kg/m3.(g取10N/kg) 13.小杉爸爸有一枚印章,小丽想知道印章的密度,于是在实验室进行了以下操作:(如图所示): (1)将天平放在水平桌面上,将 移至标尺左端零刻度线处,调节平衡螺母使指针指在分度盘中央; (2)用调节好的天平测印章的质量,平衡时砝码的质量和游码在标尺上的位置如图甲所示,印章的质量是 g; (3)向量筒中装适量水,读出体积为20cm3,放入印章时,不慎掉入量筒的水中,液面静止后如图乙所示则印章的体积是 cm3; (4)通过计算,得出印章的密度是 kg/m3; (5)测量印章体积的操作过程中如果有水溅出,将引起密度测量值 (填“偏大”或“偏小”); (6)假设小杉在完成实验后发现有一个砝码底部粘有污垢,(其他操作正常)则测得小石块的密度比小石块真实密度将 (选填“偏大”、“偏小“或“不变)。 14.如图是研究牛顿第一定律的实验。 (1)三次实验中让小车从斜面同一高度由静止开始滑下,是为了使小车 。 (2)实验为了让小车受到不同的阻力,采用的做法是 。 (3)结论:平面上受到阻力越小,小车速度减小得越 。 (4)根据结论可推理:运动的小车如果所受的阻力为零,小车将 运动。 (5)牛顿第一定律是建立在 的基础上。 A.日常生活经验 B.科学家的猜想 C.直接实验的结果 D.实验和推理 (6)下列实验用到了类似方法的是 。 A.利用刻度尺和秒表测量物体速度 B.利用真空罩探究声音传播需要介质 C.利用光具座探究凸透镜成像规律 D.探究滑动摩擦力大小的影响因素 (7)一辆小型汽车的质量是1.2t,在平直公路上匀速行驶时受到的阻力大小是汽车车重的0.2倍,此时汽车的牵引力大小是 ,汽车所受地面的支持力大小是 (g=10N/kg)。 15.小明利用如图所示的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响,进行如下操作: a、如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。 b、如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。 c、如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。 请针对以上操作回答下列问题: (1)以上操作中错误的一次是 (选填“a”、“b”或“c”)。 (2)实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是:使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时 。 (3)实验中改变小车所受阻力大小,是通过改变 来实现的。对比两次正确实验操作能说明:小车受到的阻力越小,通过的距离越 。 (4)纠正错误后,多次实验进行分析,并进一步推测:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做 运动。实验表明物体的运动 (填“需要”或“不需要”)力来维持。这样的实验方法叫做 。 (5)在大量类似实验基础上,牛顿概括出了著名的牛顿第一定律。在实际生活中有着广泛的应用。一架运输机参加某次抗震救灾时,在沿水平向右做匀速直线运动的过程中,间隔相同时间先后从飞机上静止释放三个相同的物资。若不计空气阻力,且地面水平。那么,在地面上看,能正确表示物资在空中的排列情况和着地位置的图示(戊)组合是 A.①⑥ B.②⑤ C.③④ D.①④ 2021海南中考物理二轮复习:实验题突破 参考答案 1.用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值,测量数据记录如下表: 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.16 0.24 电阻R/Ω 9.4 10.4 (1)第2次测量时,电流表示数如图乙所示,为 0.2 A,对应的电阻值为 10.0 Ω。 (2)根据三次实验数据可得定值电阻Rx= 9.9 Ω(结果保留一位小数)。 (3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表指针都不偏转。用一根导线在图甲中先后连接接线柱B与C、C与D时,电压表和电流表示数都为0,连接接线柱D与E时,电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是 变阻器断路 (4)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R的滑动变阻器,和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I1;滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx= ×R 。(用相关物理量的符号表示) 【解答】解:(1)第2次测量时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.20A,由欧姆定律,对应的电阻值为: R2===10.0Ω; (2)为减小误差,取三次实验测量值的平均值作为测量结果: Rx=≈9.9Ω; (3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表指针都不偏转,则电路有断路,用一根导线在图甲中先后连接接线柱B与C、C与D时,电压表和电流表示数都为0,则说明柱B与C、C与D之外有断路;连接接线柱D与E时,电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是变阻器断路; (4)闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,两电阻串联,电流表测电路的电流,电流表示数为I1;根据串联电阻的规律及欧姆定律,电源电压: U=I1(R+Rx)﹣﹣﹣﹣﹣①; 滑动变阻器滑片在最右端时,为待测电阻的简单电路,电流表示数为I2,由欧姆定律,电源电压: U=I2Rx﹣﹣﹣﹣﹣②; 由①②,则电阻Rx=×R。 故答案为: (1)0.20;10.0;(2)9.9;(3)变阻器断路;(4)×R。 2.在测量小灯泡电功率的实验中,已知灯泡额定电压U=2.5V,电源电压保持不变。 (1)用笔画线代替导线把甲图电路连接完整。 (2)调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数(如图乙)为 0.28 A,则小灯泡的额定功率是 0.7 W。 (3)如果没有电压表,用如图丙所示电路也可测小灯泡的额定功率。其中,定值电阻的阻值为R0.先断开开关S2、闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为;再保持变阻器滑片的位置不变,只断开开关 S1 、闭合其它开关,读出电流表示数为I,灯泡额定功率的表达式为P额= U额×(I﹣) (用R0、U额、I的代数式表示)。 【解答】解:(1)将变阻器的最大电阻连入电路中,如下所示: (2)调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时电流表示数(如图乙)为0.28A,则小灯泡的额定功率是: P=UI=2.5V×0.28A=0.7W; (3)先断开开关S2、闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为; 再保持变阻器滑片的位置不变,只断开开关S1、闭合其它开关,读出电流表示数为I,此时电流表测灯与定值电阻并联的电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流为:I﹣; 灯泡额定功率的表达式为: P额=U额×(I﹣)。 故答案为:(1)如上所示;(2)0.28;0.7;(3)S1;U额×(I﹣)。 3.在“测量小灯泡电阻”实验中,小灯泡的额定电压U=2.5V。 (1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。 (2)闭合开关后,发现电流表指针如图乙所示,其原因是 电流表的正负接线柱接反了 。 (3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P使电压表示数为2.5V,电流表示数如图丙所示I= 0.5 A,则小灯泡的电阻R= 5 Ω。 (4)如图丁所示,是小华同学利用图甲电路做实验时,测绘出的小灯泡的电流随电压变化的关系图象。在图甲电路中,电源电压U=4.5V保持不变,当滑动变阻器取值Rp=10Ω时,小灯泡电阻值为RL= 2.86 Ω(保留两位小数) 【解答】解: (1)在“测量小灯泡电阻”实验中,电压表应与灯泡并联,因为灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的量程为0~3V;如图所示: (2)闭合开关后,图乙中电流表指针反向偏转,是因为电流表的正负接线柱接反了; (3)由图丙知,电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A; 则小灯泡的电阻:RL===5Ω; (4)在图丁中画出当滑动变阻器的电阻为10Ω时的图象, 由图象知,当串联电路中电流为0.35A时,灯泡两端的电压为1V,滑动变阻器的电压:UP=3.5V, 由串联电路电压的规律可得:UP+UL=3.5V+1V=4.5V=U电源,符合题意, 则小灯泡的电阻为:R′==≈2.86Ω。 故答案为:(1)见上图;(2)电流表的正负接线柱接反了;(3)0.5;5;(4)2.86。 4.小池同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。 (1)该实验的原理是 R= ,连接电路时开关S要 断开 。 (2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于 端(选填“a”或“b”),这样可以在闭合开关时,电路中的电流最 小 ,起到保护电路的作用。 (3)实验过程中移动滑动变阻器的滑片,多次改变Rx两端电压,这样做的目的是为了实现多次测量 求平均值减小误差 (选填“求平均值减小误差”或“探求规律”)。 (4)小池按图甲所示的实验电路图正确连接电路,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,则此次实验中被测电阻Rx的阻值是 8 Ω。 【解答】解:(1)测量电阻的原理是R=或欧姆定律;为保护电路连接电路时开关S要断开; (2)由图知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,为保护电路,闭合开关前,应将滑片移至右边,即b端,使其阻值最大,电路的电流最小; (3)实验过程中移动滑动变阻器的滑片,多次改变Rx两端电压,算出平均电阻,减小误差; (4)由图乙知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V; 由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A; 则R===8Ω。 故答案为:(1)R=;断开;(2)b;小;(3)求平均值减小误差;(4)8。 5.如图是实验小组用伏安法测未知电阻Rx的大小的电路图,电源为两节干电池,滑动变阻器的最大阻值为R0。(电阻均不受温度影响) (1)在图中找出连接错误的一根导线在导线上画“×”,并用笔画线将实物图改接正确,(所画的导线要画实线并且不能交叉)。 (2)连接电路时开关应 断开 ,滑动变阻器的滑片应位于 端(选填“A”或“B”); (3)写出该实验的原理表达式 R= 。 [拓展]在实验操作中,发现电流表已损坏,电压表完好,于是实验小组的同学设计了如图2所示的电路图也完成了实验。请你帮助他们把以下实验步骤填写完整: ①闭合开关S,首先使滑动变阻器的滑片位于最左端,读出此时电压表的示数,记为U1; ②再 将滑片移动到最右端 ,读出此时电压表的示数,记为U2; ③则未知电阻Rx= ?R 。 【解答】解:(1)由图知,电源为两节干电池,电源电压为3V,电压表应该选用0﹣3V的量程即可,应改为: (2)为了保护电路,在连接电路时开关应该处于断开状态,滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处,本题中应位于B端; (3)伏安法测未知电阻的实验原理是R=; (4)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,此时电压表的示数等于电源电压,记为U1; ②再将滑片移动到最右端时,滑动变阻器全部接入,阻值为R,读出此时电压表的示数,此时电压表的示数等于Rx两端电压,读出此时电压表的示数,记为U2;此时两电阻串联,滑动变阻器两端的电压UR=U1﹣U2,通过未知电阻的电流IX=IR=; ③则未知电阻为:Rx==?R 故答案为: (1)见上图; (2)断开;B; (3)R=;(4)将滑片移动到最右端;?R。 6.小明想测量标有“2.5V”字样小灯泡的额定功率,从实验室找来了学生电源(恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线若干。 (1)如图甲所示为小明连接的实验电路,闭合开关前发现电路中有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。 (2)闭合开关试触时,发现电流表无示数,灯泡不亮,电压表指针迅速打到右边没有刻度的地方。造成这一现象的原因可能是 灯泡断路 。 (3)排除电路故障后闭合开关,移动滑片,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙,则灯泡的额定功率为 1.25 W。 (4)同组的小红认为,应该多次测量不同电压下灯泡的功率,求出平均值才更精确,你认为是否合理,为什么? 不合理,灯在额定电压下的功率为额定功率,不同电压下的功率不同,取平均值没有意义 。 (5)小红在继续实验时发现电流表突然损坏,于是又找来了一个阻值为10Ω的定值电阻R0设计了如图丙所示的电路,也测出了该灯泡的额定功率,请将步骤补充完整: ①只闭合S、S2,移动滑片P,使电压表的示数为 2.5 V; ②只闭合 S、S1 ,保持滑片P不动,读出电压表的示数为U; ③小灯泡的额定功率P= 2.5V×. (用已知量或测量量的符号表示)。 【解答】解: (1)原电路中,电流表与灯并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与灯串联,电压表应与灯并联,改正后如下所示: (2)闭合开关试触时,发现电流表无示数,灯泡不亮,电路可能断路,电压表指针迅速打到右边没有刻度的地方,则说明电压表与电源连通测电源电压,故造成这一现象的原因可能是灯泡断路; (3)当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.5A,则灯泡的额定功率为: PL=ULIL=2.5V×0.5A=1.25W; (4)不合理,灯在额定电压下的功率为额定功率,不同电压下的功率不同,取平均值没有意义; (5)实验步骤: ①只闭合S、S2,移动滑片P,使电压表的示数为2.5V; ②只闭合S、S1,保持滑片P不动,读出电压表的示数为U; ③在①中,变阻器与灯串联,电压表测灯的电压,电压表的示数为2.5V,灯正常发光; 在②中,变阻器(连入电路的电阻不变)与定值电阻串联,电压表测定值电阻的电压,由欧姆定律,电路的电流: I==,由串联电路的规律及欧姆定律,变阻器连入电路的电阻: R滑===×10Ω, 在①中,由串联电路的规律及欧姆定律,通过变阻器的电流即灯的额定电流: I灯===, 小灯泡的额定功率: P=U灯I灯=2.5V×. 故答案为:(1)如上所示;(2)灯泡断路;(3)1.25;(4)不合理,灯在额定电压下的功率为额定功率,不同电压下的功率不同,取平均值没有意义; (5)①2.5; ②S、S1; ③2.5V×. 7.在“测定小灯泡电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)。 (1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P置于B端时连入电路中阻值最大。 (2)闭合开关后,发现小灯泡不发光,但电压表和电流表均有示数,接下来应进行的操作是 向左移动变阻器的滑片,观察灯的发光情况 。 (3)根据实验数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象如图乙所示,小灯泡的额定功率为 0.5 W。 (4)完成实验后,小明同学又想测量额定电流为I额的小灯泡的额定功率,但发现电流表已经损坏,于是他又找来两个开关和一个阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路。请你完成下面的实验步骤: ①闭合开关S和S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 I额R0 。 ②保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关S和S2,断开开关S1,读出电压表示数为U1。 ③小灯泡额定功率的表达式为P额= (U1﹣I额R0)I额 (用I额、R0、U1表示)。 【解答】解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω),由欧姆定律,灯的额定电流约为: I===0.25A; 要求滑动变阻器的滑片P置于B端时连入电路中阻值最大,故左下接线柱连入电路中, (2)闭合开关后,电压表和电流表均有示数,则电路为通路,发现小灯泡不发光,说明电路的电流过小,电路的电阻过大,故接下来应进行的操作为向左移动变阻器的滑片,观察灯的发光情况; (3)由图乙可知,灯在额定电压下的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率为: PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W; (4)实验步骤: ①闭合开关S和S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为I额R0; ②保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关S和S2,断开开关S1,读出电压表示数为U1。 ③在步骤①中,通过灯的电流为额定电流,灯正常发光; 在步骤②中,因电路连接方式没有改变,各用电器的电阻和电压大小不变,此时电压表测定值电阻和灯串联的总电压, 由串联电路的规律,灯的额定电压为:U额=U1﹣I额R0, 小灯泡额定功率的表达式为:P额=U额I额=(U1﹣I额R0)I额。 故答案为: (1)如上图所示; (2)向左移动变阻器的滑片,观察灯的发光情况; (3)0.5; (4)①I额R0;③(U1﹣I额R0)I额。 8.小亮和小雨做“测定小灯泡电阻”的实验,所用小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)小亮的实验过程如下: ①连接如图甲所示的电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并在图中改正(导线不能交叉)。 ②电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数,产生这种现象的原因可能是: 灯泡断路 。 ③以上故障排除后,再闭合开关,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: C 。 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 D.检查灯泡是否短路 次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 电阻平均值/Ω 1 0.6 0.28 2 0.36 3 2.5 ④设计上图所示的记录表格,请你指出表格中的问题: 电阻取平均值 ;第2次实验时电压表的示数如图乙所示,要测量小灯泡正常工作时的电阻,他应将滑片P向 右 端(选填“左”或“右”)移动;第3次实验时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 5.2 Ω。 (2)小雨想利用图丁所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻RL,R为电阻箱。下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。 ①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U。 ②闭合开关S和S1,断开S2,调节电阻箱直至电压表的示数为 U﹣2.5V ,读出此时电阻箱的阻值为R0。 ③计算RL的表达式为:RL= 。 。 【解答】解:(1)①原电路中,电压表与电流表串联后再与灯并联是错误的,电流表应与灯串联,电压表与灯并联,改正后如下所示: ②电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电路可能断路,电压表有示数,电压表与电源连通,产生这种现象的原因可能是:灯泡断路; ③以上故障排除后,再闭合开关,电流表和电压表均有示数,电路为通路,灯的两端有电压,发现小灯泡仍不亮,说明电路的电流过小,故接下来他应进行的操作移动滑动变阻器的滑片,选C; ④灯的电阻随温度的变化而变化,灯的电阻不是一个定值,故表格中的问题:电阻取平均值; 灯在额定电压下正常发光,第2次实验时电压表的示数如图乙所示,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.5V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右端移动,直到电压表示数为额定电压; 第3次实验时电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.48A,由欧姆定律I=,则小灯泡正常发光时的电阻是:R==≈5.2Ω; (2)实验过程: ①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U。 ②闭合开关S和S1,断开S2,调节电阻箱直至电压表的示数为U﹣2.5V,读出此时电阻箱的阻值为R0。 ③在①中,电压表测电源电压U; 在②中,两电阻串联,电压表测电阻箱的电压,由串联电路电压的规律,当电压表示数:U﹣2.5V时,灯的电压为2.5V,灯正常发光,由分压原理: =,RL的表达式为: RL=。 故答案为:(1)①如上图所示;②灯泡断路;③C;④电阻取平均值;右;5.2;(2)②U﹣2.5V; ③。 9.晓彤和小雪利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,电源电压恒为3V,Rx阻值约为10Ω. (1)对照图甲实物电路,请你在图乙的虚线框内添上所缺的电学元件和导线,把电路图补画完整。 (2)①正确连接电路后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图丙,则未知电阻Rx= 9 Ω。 ②继续测量的思路是: 移动变阻器滑片,重复上面的实验两次,取三次测量的平均值作为测量结果 。 (3)晓彤认为:不用电流表,只用电压表和定值电阻R0,由图丁同样可以测得未知电阻Rx的阻值。晓彤设计方案如下: a.闭合S1、断开S2,读出电压表示数为U1; b.闭合S1、S2,读出电压表示数为U2。 ①电阻Rx的表达式为Rx= ×R0 (用测量值U1、U2及R0来表示)。 ②根据①中的表达式,晓彤的设计方案若想在实验中较准确测得电阻Rx的阻值,对定值电阻R0大小的要求是 定值电阻R0大小和待测电阻大小要接近(为10Ω左右) 。 【解答】解:(1)根据甲图,滑动变阻器(滑片以右接线柱连入电路)与电阻串联,如下所示: (2)①正确连接电路后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图丙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律,则未知电阻: Rx===9Ω; ②为减小误差,故继续测量的思路是:移动变阻器滑片,重复上面的实验两次,取三次测量的平均值作为测量结果; (3)方案: a.闭合S1、断开S2,读出电压表示数为U1; b.闭合S1、S2,读出电压表示数为U2。 在a中,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压; 在b中,定值电阻短路,为待测电阻的简单电路,电压表示数即电源电压,由串联电路的规律,两电阻串联时,定值电阻的电压为:U0=U2﹣U1,由分压原理: ==, 电阻Rx的表达式为: Rx=×R0; ②根据①中的表达式,晓彤的设计方案若想在实验中较准确测得电阻Rx的阻值,即电压表测量的电压要尽量准确,根据电源电压为3V和实验中电压表测量的电压,由分压原理可知,故定值电阻R0大小和待测电阻大小要接近(为10Ω左右)。 故答案为: (1)如上所示; (2)①9;②移动变阻器滑片,重复上面的实验两次,取三次测量的平均值作为测量结果; (3)①×R0;②定值电阻R0大小和待测电阻大小要接近(为10Ω左右)。 10.如图所示,是“探究阻力对运动的影响”的实验情景。 (1)让小车三次从同一斜面上的同一高度处,沿斜面从静止开始运动,目的是使小车到达水平面时的 速度 相同; (2)水平面越光滑,运动小车受到的阻力越 小 ,运动的时间越长,运动的距离越远; (3)进一步推理,如果水平面足够光滑,小车不受阻力,它将 匀速直线 运动下去。 【解答】解:(1)根据控制变量法知,让小车从同一斜面、同一高度由静止开始滑下,这样小车在进入平面时的运动速度相同; (2)由实验知表面越光滑,阻力就越小,速度减小得越慢,小车运动的距离就越长; (3)由(2)实验事实可以推知:如果水平面足够光滑,小车不受阻力,小车的运动速度不变,小车将做匀速直线运动,这一过程中运用了实验推理法。 故答案为:(1)速度;(2)小;(3)匀速直线。 11.小谦在探究“磁体间相互作用规律”时发现:磁体间的距离不同,作用力大小也不同。他想:磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢? (1)你的猜想是 磁体间的距离越近,作用力越大 。 (2)小谦用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量,他通过观察细线与竖直方向的夹角的变化,来判断磁体间力的变化,用到的科学方法是 转换 法。 (3)小谦分析三次实验现象,得出结论:磁极间距离越近,相互作用力越大。小月认为:这个结论还需要进一步实验论证,联想到磁体间的相互作用规律,还须研究甲、乙两块磁铁相互 排斥 时,磁体间作用力与距离的关系。 【解答】解:(1)由生活经验可提出猜想,即:磁体间的距离越近,作用力越大; (2)磁力大小可以通过细线与竖直方向的夹角大小来反映,故采用了转换法; (3)联想到磁体间的相互作用规律,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故还须研究甲、乙两块磁铁相互排斥时,磁体间作用力与距离的关系。 故答案为:(1)磁体间的距离越近,作用力越大;(2)转换;(3)排斥。 12.小红去昌江棋子湾游玩时,捡到一块漂亮的小彩石。回到学校后,他应用所学的物理知识测量这块彩石的密度,实验操作如下: (1)如甲图所示,用细线拴住彩石,挂在弹簧秤上,根据弹簧秤的示数可知,彩石的重力是 3.6 N。 (2)如乙图所示,将彩石浸没水中,根据弹簧秤的示数可计算出彩石所受的浮力是 1.2 N。 (3)利用以上测量数据计算出这块彩石的密度是 3×103 kg/m3.(g取10N/kg) 【解答】解:(1)由图甲可知,弹簧测力计的最小分度值是0.2N,弹簧测力计的示数是F1=3.6N; (2)由图乙可知,弹簧测力计的示数F2=2.4N,彩石块所受的浮力F浮=F1﹣F2=3.6N﹣2.4N=1.2N; (3)阿基米德原理可知,彩石排开的水受到的重力G排水=F浮=1.2N, 被排开水的质量m水===0.12kg, 被排开水的体积V排===1.2×10﹣4m3, 彩石所受的重力G=F1=3.6N,彩 石的质量m===0.36kg, 彩石的体积V=V排=1.2×10﹣4m3, 彩石的密度: ρ===3×103kg/m3; 故答案为:(1)3.6;(2)1.2;(3)3×103。 13.小杉爸爸有一枚印章,小丽想知道印章的密度,于是在实验室进行了以下操作:(如图所示): (1)将天平放在水平桌面上,将 游码 移至标尺左端零刻度线处,调节平衡螺母使指针指在分度盘中央; (2)用调节好的天平测印章的质量,平衡时砝码的质量和游码在标尺上的位置如图甲所示,印章的质量是 43.6 g; (3)向量筒中装适量水,读出体积为20cm3,放入印章时,不慎掉入量筒的水中,液面静止后如图乙所示则印章的体积是 20 cm3; (4)通过计算,得出印章的密度是 2.18×103 kg/m3; (5)测量印章体积的操作过程中如果有水溅出,将引起密度测量值 偏大 (填“偏大”或“偏小”); (6)假设小杉在完成实验后发现有一个砝码底部粘有污垢,(其他操作正常)则测得小石块的密度比小石块真实密度将 偏小 (选填“偏大”、“偏小“或“不变)。 【解答】解:(1)将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端零刻度线处,调节平衡螺母使指针指在分度盘中央; (2)标尺每一个大格代表1g,每一个小格代表0.2g,游码对应的示数是3.6g。砝码的质量=物体的质量+游码对应的刻度值。物体的质量=砝码的质量﹣游码对应的刻度值=20g+20g+3.6gg=43.6g。 (3)印章的体积V=40ml﹣20ml=20ml=20ml=20cm3, (4)印章的密度ρ===2.18g/cm3=2.18×103kg/m3。 (5)量筒中的水溅出,所测水和印章的总体积变小,可得印章的体积测量偏小,由ρ=可知,密度测量偏大。 (6)因为是在完成实验后发现有一个砝码底部粘有污垢,砝码粘有污垢,砝码本身的质量变大,但读数时读的是砝码上标的克数,称得的质量值比物体的真实值偏小。由于物体体积不变,由ρ=可知,测得印章的密度比小石块真实密度将偏小。 故答案为:(1)游码;(2)43.6;(3)20;(4)2.18×103;(5)偏大;(6)偏小。 14.如图是研究牛顿第一定律的实验。 (1)三次实验中让小车从斜面同一高度由静止开始滑下,是为了使小车 到达水平面的初速度相同 。 (2)实验为了让小车受到不同的阻力,采用的做法是 使水平面的粗糙程度不同 。 (3)结论:平面上受到阻力越小,小车速度减小得越 慢 。 (4)根据结论可推理:运动的小车如果所受的阻力为零,小车将 做匀速直线 运动。 (5)牛顿第一定律是建立在 D 的基础上。 A.日常生活经验 B.科学家的猜想 C.直接实验的结果 D.实验和推理 (6)下列实验用到了类似方法的是 。 A.利用刻度尺和秒表测量物体速度 B.利用真空罩探究声音传播需要介质 C.利用光具座探究凸透镜成像规律 D.探究滑动摩擦力大小的影响因素 (7)一辆小型汽车的质量是1.2t,在平直公路上匀速行驶时受到的阻力大小是汽车车重的0.2倍,此时汽车的牵引力大小是 2400N ,汽车所受地面的支持力大小是 12000N (g=10N/kg)。 【解答】解:(1)当小车在斜面的同一高度时,所具有的重力势能相同,在下滑过程中,转化成的动能相同,质量又不变,所以到达水平面的初速度相同; (2)在水平面上铺上粗糙程度不同的物体,可使小车受到不同的阻力; (3)从实验中可以看出,水平面越光滑,对小车的阻力越小,小车运动得越远,小车的速度减小得越慢; (4)当水平面绝对光滑,运动的小车受到的阻力为0,即小车在水平方向上不受力的作用时,小车将匀速直线运动下去; (5)牛顿第一定律是建立在实验和科学推理相结合的基础上的,故D正确; (6)探究“阻力对物体运动的影响”时采用了实验推理法; A.利用刻度尺和秒表测量物体速度,用到了组合法,故A不符合题意; B.利用真空罩探究声音传播需要介质采用的是实验推理法,故B符合题意; C.利用光具座探究凸透镜成像规律时,需要改变物体所在位置,研究像的位置和大小变化,采用的是归纳法,故C不符合题意; D.探究滑动摩擦力大小的影响因素采用了控制变量法,故D不符合题意; 故选:B; (7)小汽车的质量m=1.2t=1200kg, 小汽车的重力G=mg=1200kg×10N/kg=12000N, 小汽车所受的摩擦力f=0.2G=0.2×12000N=2400N, 支持力和重力是一对平衡力,所以支持力FN=12000N, 牵引力和摩擦力是一对平衡力,所以牵引力F=f=2400N。 故答案为:(1)到达水平面的初速度相同;(2)使水平面的粗糙程度不同;(3)慢;(4)做匀速直线;(5)D;(6)B;(7)2400N;12000N。 15.小明利用如图所示的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响,进行如下操作: a、如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。 b、如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。 c、如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。 请针对以上操作回答下列问题: (1)以上操作中错误的一次是 (选填“a”、“b”或“c”)。 (2)实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是:使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时 初速度相同 。 (3)实验中改变小车所受阻力大小,是通过改变 接触面的粗糙程度 来实现的。对比两次正确实验操作能说明:小车受到的阻力越小,通过的距离越 远 。 (4)纠正错误后,多次实验进行分析,并进一步推测:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做 匀速直线 运动。实验表明物体的运动 不需要 (填“需要”或“不需要”)力来维持。这样的实验方法叫做 实验推理法 。 (5)在大量类似实验基础上,牛顿概括出了著名的牛顿第一定律。在实际生活中有着广泛的应用。一架运输机参加某次抗震救灾时,在沿水平向右做匀速直线运动的过程中,间隔相同时间先后从飞机上静止释放三个相同的物资。若不计空气阻力,且地面水平。那么,在地面上看,能正确表示物资在空中的排列情况和着地位置的图示(戊)组合是 A A.①⑥ B.②⑤ C.③④ D.①④ 【解答】解:(1)(2)为了使小车到达水平面时的速度相等,应让小车从相同斜面的同一高度由静止开始下滑;则b步骤错误,因为在斜面上铺上棉布改变了接触面的粗糙程度,就不能保持初速度相同了,不符合控制变量法的要求; (3)在做“斜面小车实验”时,给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体,目的是探究阻力对物体运动的影响,由毛巾表面到棉布再到木板,接触面的粗糙程度减小,小车受到的阻力也减小;水平面越光滑,小车运动的距离越远,由图示可知,木板的表面最光滑,则小车在木板表面受到阻力最小,运动的距离最长,运用了转换法; (4)由实验可知,平面越光滑,小车受到的阻力越小,运动距离越远,速度减小得越慢,由此进行推理得出小车运动时不受摩擦力的作用,将保持匀速直线运动;这样的实验方法叫做实验推理法; 实验表明力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因,即物体的运动不需要力来维持; (5)若不计空气阻力且地面水平,飞机沿水平向右做匀速直线运动时,从飞机上释放三个相同的物资,物体由于惯性,保持原来的运动状态不变,继续向前飞行,三个物体在下落过程中,都是以原来的速度向前运动,因此落到地面上后间隔的距离也相等,所以⑥正确,④⑤错误。 小球受地球引力的作用下,同时向下做自由落体运动,故三个小球下落时,在同一条垂线上,所以①正确,②③错误。所以A正确,BCD错误。 故答案为:(1)b;(2)初速度相同;(3)接触面的粗糙程度;远;(4)匀速直线;不需要;实验推理法;(5)A。 展开更多...... 收起↑ 资源预览