专题突破物理实验.docx
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专题突破物理实验
物理实验
1．小芳同学利用如图甲所示的装置来探究“水的沸腾”的实验。
（1）小芳同学观察了水在加热过程中，温度随时间的变化情况，并记录了有关数据，如下表：
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
…
温度/℃
90
92
94
96
97
97.5
98
98
98
…
分析表中数据可知，沸腾前水温变化快慢的特点是________________________。
（2）图乙中，________（选填“a”或“b”）是水沸腾时的情景，气泡里的主要成份是________。
A．氧气 B．水蒸气 C．二氧化碳
（3）加热时，烧杯上方会出现“白气”，下列现象与“白气”形成过程不同的是________。
A．深秋的清晨河面上出现的“白气”
B．雨过天晴后形成的大雾
C．湿衣服晾晒时形成的水蒸气
D．煮饭时形成的“雾气”
2．（2017·兰州）为了探究物体所受重力与质量的关系，某实验小组进行了实验：
（1）钩码所受重力的大小用______________进行测量，测量时钩码必须处于________状态；
（2）他们将测出的数据记录在表格中并进行了处理，通过分析发现有一次测量数据存在问题，这个数据是____________；重新测量并进一步分析数据，得出的结论是：
__________
____________________________________________________。
m（g）
G（N）
G/m（N/kg）
100
1
10
200
2
10
300
1.5
5
3.（2017·赤峰）某实验小组认为滑动摩擦力的大小可能与接触面积和压力的大小有关。
为了检验猜想是否正确，他们用同一套器材做了如图所示的三次实验：
①用弹簧测力计匀速拉动木块使它沿水平木板滑动，弹簧测力计的示数为F1。
②改变木块与木板的接触面积，重做上述实验，弹簧测力计的示数为F2。
③在木块上加放砝码，用弹簧测力计匀速拉动木块使它沿水平木板滑动，弹簧测力计的示数为F3。
发现：
F1＝F2＜F3。
（1）比较________（填实验序号）两次实验可以初步验证滑动摩擦力的大小与压力的关系。
（2）实验结果初步表明，滑动摩擦力的大小与压力有关，与接触面积________。
（3）实验中，如果弹簧测力计的示数不稳定，可能的原因是________（填选项序号）。
A．木板过长B．木块运动速度太大
C．弹簧测力计的分度值太大D．木板的粗糙程度不均匀
4．（2017·南京）小明用如图甲所示的装置，探究影响液体内部压强的因素。
（1）在图乙中，将橡皮膜先后放在a、b位置处可知，同种液体，________越大，压强越大，支持该结论的实验现象是：
_______________________________________________。
（2）为了探究密度对液体内部压强的影响，还需将橡皮膜放在图丙中________（选填“c”或“d”）位置处。
5．（2017·宿迁）在“探究浮力大小与排开液体体积的关系”实验中，如图甲所示，用弹簧测力计测出物块所受的重力，然后将物块逐渐浸入水中。
（1）在图乙位置时，物块受到的浮力是________N。
（2）将物块逐渐浸入水中时，发现弹簧测力计的示数逐渐变小，说明物体所受浮力大小随其排开液体的体积增大而________。
（3）继续将物块逐渐浸入水中，发现弹簧测力计的示数逐渐变小后保持不变，最后突然变为0，示数为0时物块处于________（选填字母）。
A．漂浮状态 B．悬浮状态 C．沉底状态
6．（2017·泰州）探究光的反射定律。
（1）如图甲，先将平面镜A放在水平桌面上，再经硬纸板B________放置在平面镜A上，让激光紧贴纸板射向O点。
（2）为了显示光路，纸板的表面应________（光滑/粗糙）些，在纸板上标出刻度是为了方便测量________________的大小；
（3）多次改变入射光的方向，测得了几组数据如表所示，由此可得出，反射角与入射角大小________（相等/不相等）。
序号
入射角
反射角
1
30°
30°
2
45°
45°
3
60°
60°
（4）接下来老师进行了如下演示，先用加湿器使整个教室充满雾气，将平面镜放在一能转动的水平圆台上，在柱M上固定一红色激光笔，使其发出的光垂直射向平面镜上的O点，其作用是为了显示________的位置，然后打开固定在柱N上的绿色激光笔，使绿色激光射向O点，出现了如图乙所示的情景，老师水平方向缓慢转动圆台，当我们观察到___________________时，可判断反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
7．（2017·邵阳）如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
（1）为了保证实验效果，应该选择____________。
（选填“厚玻璃板”或“薄玻璃板”）
（2）点燃蜡烛A，透过玻璃板观察到蜡烛A的像，把与A完全相同的蜡烛B放在像的位置观察到蜡烛B与像完全重合，说明像与物________。
（3）移开蜡烛B，在其原来位置放一光屏，在光屏上接收不到蜡烛的像，说明平面镜成的是________像。
8．（2017·兰州）如图所示的实验装置，在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体ab。
（1）接通电源，这时会看到导体ab向左运动，这表明_______________________________
________________________________________________________________________；
（2）若只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向，观察到导体ab均向右运动，这表明_____________________________________________________________________；
（3）如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体ab中的电流方向，会看到导体ab的运动方向跟原来______（选填“相同”或“相反”）。
9．（2016·阜新）小明同学在“研究杠杆平衡条件”实验中：
（1）实验时应先调节杠杆在________位置平衡。
若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向________调（填“左”或“右”）。
（2）杠杆平衡后，小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应在B位置挂上________个钩码。
（3）下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据：
实验次数
F1（N）
l1（cm）
F2（N）
l2（cm）
1
2
5
△
10
2
3
10
2
15
3
2
30
3
☆
上表中空格处所缺的数据是：
△＝__________，☆＝__________；
（4）分析上表中的实验数据可以得出的结论是___________________________________。
10．（2017·镇江）图1是小丽探究动能大小与速度关系时的实验场景：
斜面上有两平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块①、②发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。
（1）为完成实验，应使两个质量________的小球从轨道上________高度由静止释放（均选填“相同”或“不同”）。
（2）由图1场景可知，碰撞木块前瞬间，小球________的动能较大，两木块通过A、B两点处所受的滑动摩擦力大小分别为fA、fB，则fA________fB；滑行中，木块的动能转化成________能。
（3）图2是某次实验的场景：
将两小球从图中E、F处静止释放，最终木块①从水平木板的右端滑出，小丽用质量更大的木块③替换木块①后继续此次实验，将两小球仍从图中E、F处由静止释放，木块③未滑出木板，小丽的实验改进有一处遗漏，它是
________________________________________________________________________。
11．（2017·鄂尔多斯）小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。
猜想一：
物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：
物体的重力势能与物体的下落高度有关
猜想三：
物体的重力势能与物体的运动路径有关
为此小夏设计了如图所示的实验：
用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。
实验数据如下表：
实验序号
铅球代号
铅球质量/g
下落高度/m
陷入沙中的深度/m
①
A
200
0.5
0.1
②
B
400
0.5
0.25
③
C
200
1
0.2
④
D
200
1
0.2
（1）本实验中，采用的研究问题的方法是________________。
（写出一种方法即可）
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过________________来反映的。
（3）为验证猜想二，应比较________（填实验序号），得到的结论是：
当物体质量相同时，
________________________________________________________________________。
（4）比较③④，得到的结论是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势能（Ep）的表达式“Ep＝mgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中B球的动能为________J。
（忽略空气阻力，g＝10N/kg）
12．（2017·昆明）在研究导体电阻与哪些因素有关的实验中，小明采用了图中所示的电路。
闭合开关，夹子P向左滑动时，电阻丝连入电路的长度变长，观察到电流表示数变小，灯的亮度变暗。
小明在得出导体电阻与长度关系的同时，还得出”灯泡的亮度由电流大小决定“的结论。
（1）你认为小明关于灯泡的亮度由电流大小决定的结论是________的。
（2）小丽用L1“6V 3W“和L2”6V 2W“的两个小灯泡及6V的电源等器材，设计如下实验来验证小明的结论是否正确，请你帮她将实验步骤填写完整：
①将两个小灯泡串联，接到6V的电路中，则通过两灯的电流________；灯________两端的电压较大；可观察到灯________较亮；
②将两个小灯泡并联，接到6V的电路中，则两灯两端的电压________；通过灯________的电流较大，可观察到灯________较亮。
（3）由以上实验可以得出灯泡的亮度由________决定。
13．（2017·徐州）如图甲所示，小华用电阻箱和滑动变阻器研究通过导体的电流与电阻的关系。
次数
R1/Ω
I/A
1
3.0
2
6.0
0.33
3
9.0
0.25
（1）图甲中电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是________联。
（2）连接电路前，开关应处于________状态。
（3）第1次实验时，电流表示数如图乙所示，则电流为________A。
（4）经过3次测量，得到表格中的实验数据，由此总结出电流与电阻的关系，请你指出小华实验过程中存在的问题：
__________________________________________________。
14．（2017·衢州）小柯发现白炽灯泡在开灯瞬间最容易烧坏，猜想可能是在开灯瞬间灯丝的温度较低，导致电阻比正常工作时小。
于是设计图示电路来验证自己的猜想。
【实验步骤】
第一步：
断开S2，闭合S1，电流表指针偏转，但灯泡不发光。
第二步：
断开S1，闭合S2，灯泡正常发光，灯丝温度很高。
第三步：
两分钟后再断开S2并迅速闭合S1，观察电流表示数变化情况。
【实验分析】
（1）第一步中，灯泡两端的电压是________V，灯泡不发光的原因是__________________
________________________________________________________________________。
（2）在第三步中，若观察到电流表示数变化的情况是_______________________________
________________________________，就可以得出灯丝的温度越低，其电阻越小。
课时作业答案精析
1.
（1）先快后慢
（2）a B （3）C 解析
（1）从表中可以看出，温度较低时，水吸热温度升高得快，快到沸点时，温度升高得慢，故沸腾前水温变化快慢的特点是先快后慢；
（2）a图气泡在上升过程中体积增大，是沸腾时的情景；b图气泡在上升过程中，体积逐渐减小，是沸腾前的情况；水沸腾时气泡里的主要成分是水蒸气；
（3）水烧开后喷出的“白气”，是烧杯中高温的水汽化形成的水蒸气，喷出烧杯后遇到温度较低的空气液化形成的；深秋的清晨河面上出现的“白气”、雨过天晴后形成的大雾、煮饭时形成的“雾气”都是液化现象，湿衣服晾晒时形成的水蒸气属于汽化现象，故C符合题意。
2.
（1）弹簧测力计 静止
（2）1.5 在同一地点，物体所受重力与质量成正比 解析
（1）钩码所受重力的大小用弹簧测力计进行测量，测量钩码重力时，必须让钩码处于静止状态，这样测力计的拉力与重力是一对平衡力，大小相等；
（2）由表格中的数据可知，当物体的质量为100g时，重力为1N；300g的物体的重力应该为100g物体重力的3倍，故数据1.5出错了，应该是3；此时
＝
＝10N/kg；由数据可知，物体的重力与质量的比值为定值，故结论为：
在同一地点，物体所受重力与质量成正比。
3.
（1）①③
（2）无关 （3）D 解析
（1）由表中实验数据可知，实验序号为1、3，接触面的粗糙程度相同，压力不相同，因此分析1、3两次实验数据可以得出滑动摩擦力与压力的关系；
（2）由表中实验数据可知，实验序号为1、2的实验，物体间接触面的粗糙程度相同、压力相同，接触面积不同，发现：
F1＝F2，因此分析1、2两次实验数据可以得出滑动摩擦力与接触面积大小的无关。
（3）木板的长短不会影响摩擦力的大小；木块运动速度不影响摩擦力的大小；弹簧测力计的分度值太大，只会使测量的准确度降低；以上都不是造成弹簧测力计的示数不容易稳定的原因。
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。
4.
（1）深度 橡皮膜所处的深度越深，U型管液面高度差越大
（2）c 解析
（1）将橡皮膜先后放在a、b位置处，b的位置要比a的位置深，故b的压强大，则会看到U型管内液面的高度差大；
（2）探究密度对液体内部压强的影响时应控制深度相同，故应将橡皮膜放在图丙中c位置处。
5.
（1）0.6
（2）增大 （3）C 解析
（1）甲图中物体的重力为G＝3N，乙图中物体受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的拉力，则浮力为：
F浮＝G－F＝3N－2.4N＝0.6N；
（2）将物块逐渐浸入水中时，物体排开的水的体积变大，弹簧测力计的示数逐渐变小，说明受到的浮力变大，故物体所受浮力大小随其排开液体的体积增大而增大；
（3）继续将物块逐渐浸入水中，发现弹簧测力计的示数逐渐变小后保持不变，是因为物体全部浸入水中后，浮力不变，故测力计示数不变；最后突然变为0，说明物体受到杯底的支持力的作用，故重力是大于浮力的，物块处于沉底状态。
6.
（1）竖直
（2）粗糙 反射角和入射角 （3）相等 （4）法线 红绿光看起来重合时 解析
（1）为了使光的传播路径能呈现在硬纸板上，应让硬纸板B竖直放置在平面镜A上，让激光紧贴纸板射向O点。
（2）为了看清楚纸板上的光路，纸板材质应该是比较粗糙，光线射在上面发生了漫反射，反射光线射向各个方向，无论从哪个角度看，都能看得清楚；在纸板上标出刻度是为了方便测量反射角和入射角的大小。
（3）读表可得，反射角等于入射角；
（4）加湿器使整个教室充满雾气，这样能显示出光的传播路径；法线与平面镜是垂直的，红色激光笔发出的光垂直射向平面镜上的O点，可以显示法线的位置；沿水平方向缓慢转动圆台，当我们观察到红绿光看起来重合时，可以根据光的传播路径来判断“三线”是否在同一平面内。
7.
（1）薄玻璃板
（2）等大 （3）虚 解析
（1）玻璃板越薄，两个反射面所在的像距离越近，这样可以使确定的像的位置更加准确，厚玻璃板会形成两个像，会影响对实验结果的判断；
（2）点燃蜡烛A，透过玻璃板观察到A的像，把与A完全相同的蜡烛B放在像的位置，观察到B与像完全重合，说明像与物大小相等；
（3）因为虚像不能在光屏上承接，所以将光屏放到像的位置，无法直接在光屏上观察到像，说明所成的像是虚像。
8.
（1）通电导体在磁场中会受力的作用
（2）通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关 （3）相同 解析
（1）接通电源，这时会看到导体ab向左运动，即说明ab受到向左的力的作用，说明通电导体在磁场中会受力的作用；
（2）只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向，观察到导体ab均向右运动，即说明ab所受力的方向发生了改变，说明通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关；
（3）如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体ab中的电流方向，即等于改变了两个因素，所以会看到导体ab的运动方向跟原来相同。
9.
（1）水平 左
（2）4 （3）1 20 （4）F1l1＝F2l2 （动力×动力臂＝阻力×阻力臂）
10.
（1）相同 不同
（2）① ＝ 内 （3）没有将木块②也更换为与木块③相同的木块 解析
（1）探究动能大小与速度关系时，应控制质量不变，改变速度，故应使两个质量相同的小球从轨道上不同高度由静止释放。
（2）碰撞木块前瞬间，小球①是从高处滑下的，速度较大，动能较大，两木块通过A、B两点处所受的滑动摩擦力大小分别为fA、fB，由于压力大小和接触面的粗糙程度相同，故摩擦力相同，即fA＝fB；滑行中，木块克服摩擦做功，木块的动能转化成内能。
（3）由图可知，图2实验探究的是动能大小与速度的关系，此时应控制质量相同，故实验的遗漏为：
没有将木块②也更换为与木块③相同的木块。
11.
（1）控制变量法
（2）铅球陷入沙中的深度 （3）①③ 物体所处的高度越高，重力势能越大 （4）物体的重力势能与物体运动的路径无关 （5）2 解析
（1）物理学中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，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的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，该实验中用到了控制变量法。
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映。
（3）比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：
当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。
（4）比较③④两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：
物体的重力势能与物体运动的路径无关。
（5）根据Ep＝mgh可得，B球的动能Ep＝mgh＝0.4kg×10N/kg×0.5m＝2J。
12.
（1）错误
（2）①相等 L2 L2 ②相等 L1 L1 （3）实际功率 解析
（1）夹子P向左滑动时，电阻丝连入电路的长度变长，观察到电流表示数变小，则灯泡两端的电压也发生了变化，故小明的结论是错误的；
（2）由公式P＝
可知，额定电压相同，额定功率越大，则灯泡的电阻越小，故L1的电阻要小于L2的电阻；
①将两个小灯泡串联，接到6V的电路中，电路中的电流是相等的，根据U＝IR可知，灯L2两端的电压较大；可观察到灯L2较亮；
②将两个小灯泡并联，接到6V的电路中，各支路两端的电压相等，根据I＝
可知，通过灯L1的电流较大，可观察到灯L1较亮。
（3）由以上实验可知，灯泡两端的电压越大，电流越大，其实际功率越大，则灯泡越亮。
13.
（1）串
（2）断开 （3）0.5 （4）小华每次改变电阻的阻值后，没有移动滑动变阻器滑片保持电阻两端的电压保持不变 解析
（1）由图甲可知，电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是串联；
（2）为了保护电路，连接电路时开关处于断开状态；
（3）电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.5A；
（4）探究通过导体的电流与电阻的关系时应控制电阻两端电压不变，由表格中的信息可知，电阻两端的电压是变化的。
14.
（1）6V 由于灯泡两端的实际电压远小于它的额定电压，造成灯泡的实际功率远远小于额定功率，所以灯泡不发光
（2）电流表示数从零快速增大后，示数又慢慢增大到某一电流值后稳定不变 解析
（1）断开S2，闭合S1，灯泡接在上面电源的两端，此时电源电压为6V，灯泡两端的电压也为6V；由于灯泡两端的实际电压远小于它的额定电压，造成灯泡的实际功率远远小于额定功率，所以灯泡不发光；
（2）闭合S2通电两分钟后灯泡正常发光，灯丝温度很高，断开S2后，电路的电流变为零，再迅速闭合S1，电流表示数快速增大，但此时灯丝的温度高，电阻大，电流小，之后随着温度的逐渐降低，灯丝电阻逐渐减小，电流逐渐变大，直到不变，这说明灯丝的温度越低，其电阻越小。
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