因研究石墨烯而获得2010年诺贝尔物理学奖之后，安德烈·海姆

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更新 2022-09-03
科目物理
题型实验题
难度中等
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[江苏]2013年初中毕业升学考试（江苏常州卷）物理

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因研究石墨烯而获得2010年诺贝尔物理学奖之后，安德烈·海姆进而研究氧化石墨烯薄膜并获得新进展．为探究氧化石墨烯薄膜的物理特性，他进行了这样一组实验，如图所示：

①将氧化石墨烯薄膜覆盖在有刻度的空烧杯口上，测得总质量m₁；
②将薄膜揭开，向烧杯内倒入酒精与水的混合物，盖紧薄膜，测得其总质量m₂；
③一个月后，检查发现薄膜覆盖紧密完好，烧杯内液体体积明显减小，测得此时总质量m₃；
④以后，烧杯内液体体积保持不变．已知ρ_酒精=0.8×10³ kg/m³，
问：(1)一个月后，烧杯内剩余的液体密度是多少？是何种物质？
(2)实验说明氧化石墨烯薄膜具有怎样的物理特性？（写出两点即可）
① ．
② ．

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在“测定小灯泡额定功率”的实验中，电源电压为 $6 V$ ，小灯泡的额定电压为 $3.8 V$ 。

（1）请在图甲中用笔画线代替导线，完成电路连接；

（2）闭合开关，在将滑动变阻器的滑片从一端缓慢移到另一端的过程中，发现电压表示数 $U$ 与滑片移动距离 $x$ 的关系如图乙所示，电压调节非常不方便，这是由于选用了以下提供的　　（选填“ $A$ ”或“ $B$ ” $)$ 滑动变阻器；可供选用的滑动变阻器：滑动变阻器 $A$ （阻值范围 $0 ~ 500 Ω$ ，滑片行程 $10 cm)$ 滑动变阻器 $B$ （阻值范围 $0 ~ 50 Ω$ ，滑片行程 $10 cm)$

（3）换用另一个滑动变阻器并接通电路后，移动滑片，当电压表的示数为 $3.8 V$ 时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡额定功率为　　 $W$ ；

（4）小明想换用其他规格的小灯泡再做该实验，但他操作有误，在未断开开关的情况下，直接将小灯泡从灯座上拔出，那么拔出小灯泡后电压表的示数情况是　　电流表的示数情况是　　（以上两空选填“示数为零”或“有较大示数” $)$ ；

（5）实验完成后同学们在老师的提醒下结合图的电路图进行了误差分析：因实验中实际提供的电压表内阻并非无穷大且在测量时有明显的电流通过，会造成电流表所测电流　　（选填“大于”或“等于”或“小于” $)$ 灯泡中的实际电流，从而导致实验中灯泡额定功率的测量值　　（选填“大于”或“等于”或“小于” $)$ 真实值。

题型：未知
难度：未知

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针对“滑动摩擦力大小是与压力有关，还是与重力有关？”这一问题，某物理兴趣小组的同学利用如图所示装置进行了探究，实验步骤和数据记录如表：

实验步骤		台式测力计示数 $F / N$	金属盒重力 $G / N$	弹簧测力计示数 $f / N$
①	把金属盒放在质量不计的白纸上，在拉动白纸的过程中读出测力计的示数	4.8	4.8	1.9
②	将质量不计的氢气球系在金属盒上，重复步骤①的实验	3.2	4.8	1.2
③	氢气球仍系在金属盒上，往金属盒加入适量的沙子，使台式测力计的示数为 $4.8 N$ ，再重复步骤步骤①的实验	4.8	6.4	1.9

（1）此实验是根据二力平衡原理　　（选填“间接地”或“直接地” $)$ 测出摩擦力大小；

（2）实验步骤②使用氢气球是为了改变　　（选填“金属盒对纸的压力”或“金属盒的重力” $)$ ；

（3）根据实验步骤②、③的数据　　（选填“能”或“不能” $)$ 说明摩擦力大小与压力有关；

（4）要分析摩擦力大小与重力大小是否有关，应选择　　两组数据进行分析；

（5）与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比，拉动白纸进行实验有许多优点，以下说法中不是其优点的是　　（选填字母序号）。

$A$ ．不需要匀速拉动白纸

$B$ ．测力计位置和示数较稳定

$C$ ．拉动白纸时所用拉力较小，能省力

题型：未知
难度：未知

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在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压 $2.5 V$ 的小灯泡，滑动变阻器、开关、导线若干，部分实物电路如图甲所示。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：滑片 $P$ 向右移动时小灯泡变亮）。

（2）连接好电路，闭合开关，发现小灯泡很亮，电压表示数为 $3 V$ ．断开开关，经检查，各元件完好，电路连接正确则实验中操作错误之处是　　。

（3）改正错误后进行实验，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器的滑片 $P$ 应向　　端移动（选填“ $A$ ”或“ $B$ ” $)$ 。

（4）图丙是由实验数据描出的小灯泡的 $I - U$ 图象，则小灯泡额定功率是　　 $W$ 。

（5）根据小灯泡的 $I - U$ 图象计算出不同电压下灯丝电阻值不同，原因是灯丝电阻随　　的变化而变化。

（6）若用第（3）小问中所测得数据算出灯泡的电阻 $R_{L}$ ，再根据 $P = \frac{U^{2}}{R_{L}}$ 计算灯泡的额定功率。按此方案算出灯泡的额定功率比真实值　　（选填“偏大”或“偏小” $)$ 。

题型：未知
难度：未知

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在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表：

实验次数	钩码重 $G / N$	钩码上升高度 $h / cm$	拉力 $F / N$	绳端移动距离 $s / cm$	机械效率
1	0.5	10		30
2	1.5	10	0.8	30	$62.5 %$
3	0.5	10	0.5	40	$25.0 %$
4	1.5	10	0.7	40	$53.6 %$

（1）根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是　　（选填“甲”或“乙“ $)$ 滑轮组。

（2）在第一次实验中，当　　拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力 $F$ 为　　 $N$ ；该次实验滑轮组的机械效率是　　（计算结果精确到 $0.1 %)$ 。

（3）机械效率是机械性能好坏的重要标志，结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是　　（选填符号）。

$A$ ．增加所提物重 $B$ ．减轻机械自重 $C$ ．机械加润滑油 $D$ ．增加重物上升高度

题型：未知
难度：未知

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某同学在河边玩耍时捡到一块石头，（1）将木杆的中点 $O$ 悬挂于线的下端，使杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以消除　　对杆平衡的影响；

（2）将左端 $A$ 与弹簧测力计相连，用细线把石头挂于 $OA$ 的中点 $C$ ，弹簧测力计竖直向上提起 $A$ 端，使杆保持水平，测力计示数如图所示，则拉力大小为　　 $N$ ；将石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触，保持杆水平，记下弹簧测力计此时示数为 $2.7 N$ ；

（3）通过计算，浸没后石头受到的浮力大小为　　 $N$ ，石头的密度为　　 $kg / m^{3}$ （已知 $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3})$ ；

（4）若上述（2）步骤中，只是杆未保持水平，则测量结果　　（填“偏大”、“偏小”或“不变” $)$ 。

题型：未知
难度：未知

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