浙教版科学九年级上册物理实验探究专题训练第一讲.docx
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浙教版科学九年级上册物理实验探究专题训练第一讲
2020浙教版科学九年级上册“物理实验探究”专题训练
1.黄芳同学用如图1所示的装置探究杠杆的平衡条件，设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2，l1、l2分别表示动力臂和阻力臂，实验前已调节杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的量程为0～5N，杠杆上每一格长为10cm.
图1图2
实验次数
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
动力臂l1/cm
动力F1/N
1
4
33
30
2
4
18
30
2.4
3
4
7.5
30
1.0
（1）为便于测量力臂，弹簧测力计应沿________方向拉动杠杆．
（2）黄芳首先保持F2和l1不变而改变l2，所获得的实验数据如表所示．第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图2所示，则F1＝________N，黄芳将所得的实验数据分析处理，最终得到的杠杆平衡条件为：
________________________．
（3）黄芳在图1基础上将弹簧测力计逐渐向右倾斜，同时使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
2.小军同学在“测定小灯泡电功率”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（灯丝电阻约为12Ω）．
（1）为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用________（选填“A”或“B”）．
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B.“50Ω 0.5A”的滑动变阻器
（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）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像（如图乙所示）．分析图像可知：
小灯泡的额定功率为________W.
（4）完成上面实验后，小军同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个定值电阻，设计了如图丙所示的电路，已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，请你完成下面实验步骤：
①__________________（填写S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为________；
②__________________（填写S、S1、S2的通断情况），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝________.
3.如图所示，在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V.
（1）在连接电路时，小灯泡应与滑动变阻器____联．
（2）某小组连接好电路后，检查连线正确，但闭合开关后发现小灯泡发出明亮的光且很快熄灭．出现这一故障的原因可能是______________________．排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某处，电压表的示数如乙图所示．若要测量小灯泡的额定功率，应将图中的滑片P向________（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如丙图所示，则小灯泡的额定功率为________W.
（3）测出小灯泡的额定功率后，某同学又把小灯泡两端电压调为额定电压的一半，发现测得的功率并不等于其额定功率的四分之一，其原因是__________________________________________________．
（4）若将小灯泡换成定值电阻，且电路连接完好，还可以完成的实验是________（填标号）．
A.探究电流与电压的关系B.探究电流与电阻的关系
4.在“测定小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）甲图所示的实验电路中尚缺少一根导线，请用笔画线代替导线将电路连接完整。
（2）将甲图电路正确了解后进行实验，测得数据如表所示。
结束时，断开开关发现电表如图乙所示。
电流表出现这种现象的原因是。
（3）利用已知信息计算，该灯泡的额定功率是W。
5.小华在建筑工地上看到，工程车的车斗慢慢倾斜到一定程度时，车斗中的石料就沿车斗斜面滑落下来（如下左图所示）。
小华想，车斗中的石料如果减少些，要滑落下来，车斗的倾斜程度是否可以减小些？
于是小华到实验室进行探究，先把长木板放在水平桌面上，将质量为100克带有钩码槽的木块放在长木板的A处，如图所示。
然后进行如下操作：
①在木块的钩码槽中放入三个50克的钩码，将木板的右端慢慢抬高到一定高度时，木块开始下滑，记录右端被抬升的高度h＝20厘米。
②第二次在木块的钩码槽中放入两个50克的钩码，第三次在木块的钩码槽中放入一个50克的钩码，分别重复上述实验。
（1）请你帮小华同学设计记录数据的表格。
小华发现三次实验中，木块开始下滑时木板的倾斜程度是一样的。
那么车斗中的石料能刚好滑落下来，车斗的倾斜程度与什么因素有关呢？
小明认为可能与石料和车斗间接触面的粗糙程度有关，于是他进行如下探究：
将一块棉布、一块毛巾分别铺在长木板上，把放有一个50克钩码的木块放在长木板的A处，慢慢抬高木板的右端直到木块开始下滑，测量并记录右端被抬升的高度分别为24厘米和30厘米。
（2）根据小华和小明的实验，可以得出的结论是________________________
___________________________________________________________________。
（3）根据以上探究，可以帮助我们解答其他类似的疑惑，比如“为什么道路桥梁的引桥要做到一定长度？
”“为什么________________________？
”等。
6.在“测量小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：
小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干．若实验室只有：
R1（10Ω1A）、R2（50Ω0.2A）、R3（100Ω0.5A）三种规格的滑动变阻器可供选择．实验电路如图甲所示．
甲乙丙
（1）通过估算，滑动变阻器应选择________（选填“R1”、“R2”或“R3”）．
（2）同学们检查器材完好，按电路图连接电路，当闭合开关时，发现电流表指针偏转情况如图乙所示，造成这种现象的原因是______________________．
（3）同学们纠正了错误，正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，请分析出现这种现象的原因是__________________________________．为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是____________________________________________，读出并记录电流表的示数．
（4）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，为______A，则小灯泡的额定功率为________W.
7.在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为8Ω.
（1）在图甲中，请用笔画线代替导线将电路连接完整．
（2）闭合开关后小灯泡不亮，电流表没有示数，电压表有较大的示数，经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了________（选填“短路”或“断路”）．
（3）移动滑片P到某一位置时电压表如图乙所示为________V；此时要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________（选填“左”或“右”）端移动．
（4）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表示数，并绘制成图丙所示的I－U图像，由图像可计算出小灯泡的额定功率是________W.
（5）完成上述测量后，不用电压表，用如图丁所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电流为I额，定值电阻的阻值为R0，实验步骤如下，请补充完整：
①______________，调节滑动变阻器滑片P，直到电流表的读数为I额；
②闭合开关S、S1，断开S2，保持滑动变阻器滑片P位置不变，记下此时电流表的读数为I1；
③小灯泡的额定功率的表达式为P额＝________．
8.如图，被压缩的弹簧可以将小球弹起．为了研究弹簧将小球弹起的高度与哪些因素有关，小庄利用以下器材进行探究：
三个弹簧（材料不同，其他均相同）、小球、刻度尺．
（1）小庄将实验得到的数据记录于下表中．分析表中实验数据可得，弹簧将小球弹起的高度与________________有关.
实验次数
弹簧编号
弹簧被压缩的长度Δl（cm）
小球被弹起的高度h（cm）
1
弹簧1
1.0
2.0
2
2.0
3.8
3
3.0
8.9
4
弹簧2
4.0
12.2
5
弹簧3
5.0
10.0
（2）分析表中的数据，能否得到弹簧将小球弹起的高度与被压缩弹簧的材料有关？
答：
________；理由______________________________________．
（3）你认为影响弹簧将小球弹起高度的因素的可能还有_______________________________．
（写出一个影响因素即可）
9.在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验室提供如下器材：
电源（电压恒为6V）、电压表和电流表各一个、额定电压为2.5V的待测小灯泡L（电阻约为10Ω）、滑动变阻器两个（R甲：
“10Ω 1A”；R乙：
“50Ω 0.5A”）、开关S、导线若干．
（1）该实验的原理是电功率P＝________；
（2）实验中，应选用的滑动变阻器是________（选填“R甲”或“R乙”）；
（3）选用滑动变阻器后，请你根据以上器材设计一个测量小灯泡电功率的实验电路图，并画在图甲的虚线框内；
（4）另一小组实验时，发现电流表已经损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小组在实验室选了一个电阻为10Ω的定值电阻R0和一个单刀双掷开关，设计了如图乙所示的电路并完成了该实验（电源电压不变）．实验步骤如下：
①闭合开关S，S1接b，调节滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，记录电压表示数为U1.
②滑动变阻器滑片保持不动，S1接a，读出此时电压表示数为U2.
③则小灯泡额定功率P额＝________（用R0、U1、U2表示）．
10.为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置．实验测得的数据如下表：
实验
次数
斜面
倾斜
程度
木块
重力
G/N
斜面
高度
h/m
沿斜面
拉力
F/N
斜面
长度
s/m
机械
效率
1
较缓
3
0.2
1.6
1
37.5%
2
较陡
3
0.3
1.8
1
3
最陡
3
0.4
2.0
1
60%
请你根据表中的数据解答下列问题：
（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动，该过程中木块的机械能______（选填“变大”、“不变”或“变小”）．
（2）第2次实验中，斜面的机械效率为________，斜面对木块的摩擦力为________N.
（3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是：
______________________．
（4）试列举出生活中利用斜面的一个实例：
________________________．
11．在“测定小灯泡的功率”实验中，所用小灯泡的额定电压是2.5V，电源为三节新的干电池，实物电路（部分）如图甲所示。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
要求：
当滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的电阻变小；连线不得交叉。
如答图所示。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，若要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是_。
（3）根据实验数据绘制成图丙所示的I－U图像，小灯泡的额定功率是____W。
参考答案及解析
1.
（1）竖直向下
（2）4.4 F1×l1＝F2×l2 （3）变大
2.
（1）B
（2）小灯泡断路 （3）0.625 （4）①闭合S、S1，断开S2 U－U额 ②闭合S、S2，断开S1 ③
【解析】
（1）灯泡正常工作时电流约为：
I＝
＝
≈0.2A；测定灯泡功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点得，灯泡正常工作时，滑动变阻器电压为：
U滑＝U－UL＝6V－2.5V＝3.5V；由I＝
可得，此时滑动变阻器电阻约为R滑＝
＝
＝17.5Ω>10Ω，所以应选用“50Ω 0.5A”的滑动变阻器，故选B；
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，灯泡不亮，电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此与电压表并联的电路断路，即灯泡断路；（3）由图乙可知，当小灯泡两端的额定电压为2.5V时，额定电流为0.25A，则小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W；（4）①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U－U额，此时灯泡正常发光；②闭合S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；③通过灯泡的电流I＝IR0＝
，灯泡额定功率P额＝U额I＝
.
3.
（1）串
（2）滑动变阻器滑片没调到最大阻值处 A 0.8
（3）灯泡电阻随温度变化发生变化 （4）A
4.
（1）如下图
（2）电流表没有调零；（3）0.75
5.
（1）
实验次数
质量m（克）
右端高度h（厘米）
1
2
3
（2）木块开始下滑时木板的倾斜程度与木块质量无关，跟木块与木板间接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，木块开始下滑时木板的倾斜程度越大 （3）“儿童乐园的滑滑梯有一定的倾斜程度”（“滑梯要做得光滑些”，“许多房子都做成倾斜的屋顶”，“上山的公路坡度不大”）
6.
（1）R3
（2）电流表正负接线柱接反 （3）小灯泡实际功率太小，不足以让小灯泡发光 调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为2.5V （4）0.26 0.65
7.
（1）如答图所示
（2）断路 （3）2.2 左 （4）0.75 （5）①闭合开关S、S2，断开S1 ③I额（I1－I额）R0
【解析】
（1）滑动变阻器要串联在电路中，并且连线“一上一下”，由于小灯泡额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为8Ω，则小灯泡正常发光时的电流I≈
≈0.3A，故电流表量程选0～0.6A，并与小灯泡串联在电路中，如答图所示；
（2）灯泡不发光，电流表没有示数，说明电路可能出现断路，而电压表有较大示数，说明电压表和电源是连通的，所以故障可能是小灯泡断路；（3）电压表选的是0～3V的量程，分度值是0.1V，所以电压表的读数为2.2V，而小灯泡的额定电压为2.5V，因此要增大小灯泡两端的电压，就要减小滑动变阻器的分压，所以滑动变阻器连入电路中的电阻要减小，即滑片向左移动；（4）由图丙可知，当小灯泡的电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.3A，小灯泡的额定功率为P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；（5）闭合开关S、S2，断开S1时，调节R，使电流表的示数为I额，此时灯泡正常发光；闭合开关S、S1，断开S2时，R的滑片位置不变，此时灯泡仍然正常发光，电流表测的是灯泡和定值电阻的总电流为I1，那么R0中的电流为I1－I额，所以灯泡的额定电压等于R0两端的电压U额＝（I1－I额）R0，灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝I额（I1－I额）R0.
8.
（1）弹簧被压缩的长度
（2）不能 没有控制弹簧被压缩的长度相同 （3）小球的质量
【解析】
（1）由实验数据1、2、3可知，在弹簧的材料相同时，弹簧被压缩的长度越长，小球被弹起的高度越大，因而可以得到：
弹簧将小球弹起的高度与弹簧被压缩的长度有关；
（2）要研究弹簧将小球弹起的高度与被压缩弹簧的材料是否有关，就要控制弹簧被压缩的长度相同，改变弹簧的材料，而表格中三种弹簧被压缩的长度并不相等，因而不能得出结论；（3）影响弹簧将小球弹起高度的因素可能有弹簧的粗细、小球的质量等．
9.
（1）UI
（2）R乙 （3）如答图所示
（4）③U1×
【解析】
（2）电源（电压恒为6V）、额定电压为2.5V的待测小灯泡L（电阻约为10Ω），由欧姆定律，灯泡的额定电流约为I＝
＝
＝0.25A，则小灯泡正常发光时变阻器连入电路的电阻R滑＝
＝
＝14Ω，故选R乙滑动变阻器；（4）变换开关时，各电阻的大小和电压不变，灯泡仍正常工作，此时定值电阻两端的电压为U2－U1，灯泡的额定电流IL＝
，小灯泡额定功率P额＝U1IL＝U1×
.
10.
（1）变大
（2）50% 0.9 （3）斜面越陡机械效率越高 （4）盘山公路
【解析】
（1）实验中使木块做匀速直线运动，这样做的目的是：
使拉力与摩擦力二力平衡，大小相等；木块的质量不变，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，故机械能增大；
（2）第2次实验中，有用功为W有用＝Gh＝3N×0.3m＝0.9J，总功为W总＝Fs＝1.8N×1m＝1.8J，斜面的机械效率为η＝
×100%＝
×100%＝50%，额外功W额外＝W总－W有用＝1.8J－0.9J＝0.9J，由W额外＝fs得，斜面对木块的摩擦力为f＝
＝
＝0.9N；（3）观察表中数据，相同因素是斜面的粗糙程度，不同因素是斜面的倾斜程度，根据机械效率的大小，得出的结论是：
在斜面的光滑程度一定时，斜面越陡（或缓），机械效率越高（或低）；（4）盘山公路利用了斜面的原理．
11．
（1）
（2）继续向右移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为2.5V，并记录电流表的读数
（3）0.5
[命题考向：
考查电功率的测量实验。
解析：
（3）由图丙可知，当电压为2.5V时，电流表示数为0.2A，所以P额＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W。
]
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