某学习小组想测量一块形状不规则的小矿石的密度，他们手边只有以

更新 2022-09-04
科目物理
题型实验题
难度中等
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挑错有奖

某学习小组想测量一块形状不规则的小矿石的密度，他们手边只有以下器材：

天平一台，但没有砝码两个质量相近的烧杯量筒（其内径略小于矿石块的尺寸，无法将石块直接放入其中）

细线、滴管和足量的水（已知水的密度为 $ρ_{水})$ ，该小组利用上述器材设计了如下实验方案，请你帮助他们完善方案。

实验方案（主要实验步骤） $:$

（1）将两个烧杯分别放入天平的两个托盘上，各注入适量的水（保证后面的操作中水均不会从烧杯溢出），使天平平衡。如果在后面的步骤中要将矿石块放到左盘上的烧杯内，则对左盘烧杯的注水量还应有何要求：　　。

（2）向量筒中加入适量的水，记下体积 $V_{1}$ 。

（3）手提细线吊住矿石块，将它浸没在左盘的烧杯中，且不与烧杯接触，用滴管将量筒中的水滴入　　盘的烧杯中，直到天平平衡。

（4）记下此时量筒中剩余水的体积 $V_{2}$ ．矿石块所受浮力 $F_{浮} =$ 　　。

（5）　　，再用滴管将量筒中的水滴入右盘的烧杯中，直到天平平衡。

（6）记下量筒中最后剩余水的体积 $V_{3}$ 。

（7）矿石块的密度 $ρ =$ 　　。

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在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。

（1）通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与　　的磁场相似。

（2）小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动 $180 °$ ，南北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中　　方向有关。

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题型：未知
难度：未知

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（3）小明根据记录的多组数据绘制出小灯泡的 $I - U$ 图象（图丙），分析评估时，小明对自己的实验产生了困惑，他认为：由欧姆定律 $I = \frac{U}{R}$ 知， $I$ 与 $U$ 之间的变化关系是正比函数，所以其图象理论上应该是过原点的一条直线，请你帮助他解除困惑。

题型：未知
难度：未知

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方案一：

1．调节天平平衡

2．用天平测出空烧杯的质量 $m_{1}$

3．在烧杯中倒入适量的被测液体，测出总质量 $m_{2}$

4．将烧杯中的液体倒入量筒中，读出液体的体积 $V$

5．算出液体的密度 $ρ_{液}$

方案二：

1．调节天平平衡

2．在烧杯中盛被测液体，测出它们的质量 $m_{1}$

3．将烧杯中的适量液体倒入量筒中，读出液体的体积 $V$

4．测出烧杯和杯中剩余液体的质量 $m_{2}$

5．算出液体的密度 $ρ_{液}$

方案三：

1．调节天平平衡

2．将适量的液体例入量筒中，读出液体的体积 $V$

3．用天平测出空烧杯的质量 $m_{1}$ ；

4．将量筒中液体倒入烧杯，测出总质量 $m_{2}$

5．算出液体的密度 $ρ_{液}$

（1）请观察图，简要说明调节天平平衡的步骤

（2）写出以上三种实验方案密度的表达式

（3）分析评估以上三种实验方案，指出哪种方案最合理

题型：未知
难度：未知

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如图是利用平板玻璃，两支相同的蜡烛 $A$ 和 $B$ 、刻度尺，笔等器材探究“平面镜成像特点”的实验装置

（1）实验器材选用两只相同蜡烛的目的是什么？刻度尺的作用是什么？

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（4）实验过程中，某实验小组无论怎样操作，总是观察到两个几乎重叠的像，其原因是什么？

题型：未知
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①弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平面的高度 $h_{0}$ ；

②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此时弹簧上端到水平面的高度

$h_{1}$ ；

③释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到水平面的高度 $h_{2}$ ；

④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②③，将测出的数据记录在表格中，并计算出弹簧的形变量 $x$ 、形变量的平方 $x^{2}$ 和小铁块上升的距离△ $h$

实验次数	$h_{0} / m$	$h_{1} / m$	$h_{2} / m$	$x / m$	$x^{2} / m^{2}$	△ $h / m$
1	0.50	0.40	0.55	0.10	0.01	0.15
2	0.50	0.30	0.90	0.20	0.04	0.60
3	0.50	0.20	1.55	0.30	0.09	1.35
4	0.50	0.15	2.00	0.35	0.12	1.85

（1）实验中弹簧的形变量 $x =$ 　　（用所测物理量符号表示）；

（2）本实验中，弹簧弹性势能大小是通过　　来间接反映的；

$A$ ． $h_{1}$ $B$ ． $h_{2} C$ ． $h_{2} - h_{0}$ $D$ ． $h_{2} - h_{1}$

（3）该同学根据表中数据分别做出图甲△ $h - x$ 和图乙△ $h - x^{2}$ 图象，由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与

　　成正比

题型：未知
难度：未知

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