观察、实验、推理是物理研究的重要手段，物理学家伽利略因观察到

更新 2022-09-04
科目物理
题型实验题
难度中等
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观察、实验、推理是物理研究的重要手段，物理学家伽利略因观察到比萨大教堂穹顶上吊灯因风不停摆动，发现了摆的重要特性。某兴趣小根据当时情况，准备了小钢球（大小可忽略不计）。弹性很小的结实轻细绳等器材组成了图甲装置。在无风的情况下，把小钢球拉离到最低位置（A） $x$ 处释放。如图乙所示，小钢球将来回摆动。兴趣小组猜想影响小钢球往返一次的时间因素有：摆绳长 $l$ ，小钢球质量 $m$ ，起始小钢球拉离到最低位置（A）的距离 $x$ 。由此进行实验，用秒表记下小钢球往返的时间。实验数据记录如下：

实验次第	摆绳长 $/ (m)$	小钢球质量 $(m)$	最初将小钢球拉至最低位置的距离 $x (cm)$	小钢球往返动一次的平均时间 $(s)$
1	1	50	5.0	1.99
2	1	50	7.0	2.00
3	1	50	9.0	2.00
4	1	100	9.0	2.00
5	1	150	9.0	2.00
6	2	50	9.0	2.83
7	4	50	9.0	3.99

（1）由表中　　（填表中实验次第序号）三组数据可知：小钢球往返一次的时间与小钢球拉离最低位置的距离 $x$ 无关；

（2）由表中第3、4、5次实验数据分析可知：小钢球往返一次的时间与　　无关：

（3）由表中第3、6、7次实验数据分析可知：摆绳越长，小钢球往返一次的时间越　　；

（4）我们生活用的摆钟（如图丙），就是利用这一原理工作的，有人发现正在工作的摆钟往返一次的时间变长了（即钟的走时比准确时慢），则需将摆锤往　　调（填“上“或“下” $)$ 。

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小红在“探究通电螺线管外部磁场分布”实验中，往嵌入螺线管的硬纸板上均匀撒上铁屑，通电后　　（填写操作方法）硬纸板，铁屑的排列如图所示，由此可以判断通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场分布相似。她还将电池的正负极对调，这样操作是为了研究　　的方向和电流方向是否有关。人们很形象地用“蚂蚁爬”或“猴子抱”来描述通电螺线管的电流方向与 $N$ 极位置关系，物理学上通常用　　来判断通电螺线管的极性。

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难度：未知

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在做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时：

（1）小明用的装置（如图甲），他测出的水温将　　（选填“偏高”，“偏低”或“无影响” $)$ 。

（2）小红和小华选用相同的实验装置，每隔2分钟记录一次温度的数据，并描绘出了温度随时间变化的图象（如图乙）根据图象可知当水温达到沸点后继续加热，水的温度　　（选填“升高”、“不变”或“降低” $)$ 这两位同学的图象存在差异，请说出一条可能的原因　　。

题型：未知
难度：未知

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在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压 $6 V$ 恒定不变，小灯泡的额定电压为 $2.5 V$ （电阻约为 $8 Ω)$ 。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整（要求滑片向左移动时灯泡变亮）。

（2）闭合开关前，应将滑片移到　端（选填“ $A$ ”或“ $B$ ” $)$ 。

（3）闭合开关，发现灯泡不亮，移动滑片灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上，灯泡亮了。小芳敲了几下桌子，灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是　　。

$A$ ．开关短路

$B$ ．灯泡短路

$C$ ．电压表断路

$D$ ．灯泡接触不良

（4）排除故障，再次闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为　　 $V$ 时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$ 。

（5）现有规格为“ $10 Ω 2 A$ ”、“ $20 Ω 1 A$ ”和“ $50 Ω 0.2 A$ ”的甲、乙、丙三个滑动变阻器，为了实验的顺利进行，小明应在其中选择　　接入电路。

（6）小芳利用图甲装置　　（选填“能”或“不能“ $)$ 做“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”的实验。

题型：未知
难度：未知

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小明实验小组做“测量滑轮组的机械效率”的实验，实验装置如图甲、乙所示。

（1）按照甲图装置实验，小明应竖直向上　　拉动弹簧测力计，使钩码从 $A$ 处升高到 $A'$ 处。由图可知拉力为　　 $N$ ，钩码上升的高度为　　 $cm$ 。

（2）小明实验小组又用图乙的实验装置进行实验，实验数据记录在表中。

实验次数	钩码重力 $G / N$	钩码上升高度 $h / m$	拉力 $F / N$	绳端移动的距离 $s / m$	机械效率 $η$
1	2.0	0.02		0.04	$83 %$
2	4.0	0.03	2.2	0.06

①根据表格中的数据，请在图乙中画出实验时绳子的绕法（要求向下拉绳子的自由端使钩码升高）。

②由表格数据可知，第一次实验时的拉力是　　 $N$ （结果精确到 $0.1 N)$ ；第二次实验时滑轮组的机械效率是　　（结果精确到 $1 %)$ 。

③由两次实验可知，用同一滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越　　（选填“高”或“低” $)$ 。

题型：未知
难度：未知

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小丽同学在探究“弹簧弹力大小与形变量关系”时，发现同一根弹簧的弹力大小 $F$ 与形变量△ $x$ 的比值 $k$ 恒定。现小丽有两根原长相等的弹簧1和2，已知 $k_{1} : k_{2} = 1 : 2$ ，当在两根弹簧下分别挂同一物体静止时，弹簧1和2伸长量分别为△ $x_{1}$ 和△ $x_{2}$ ，则△ $x_{1}$ ：△ $x_{2} =$ 　　。小丽通过查阅资料知道弹簧的弹性势能 $E_{p} = \frac{1}{2} k$ △ $x^{2}$ ，此时弹簧1和2弹性势能分别为 $E_{p 1}$ 和 $E_{p 2}$ ，则 $E_{p 1} : E_{p 2} =$ 　　。小丽将弹簧1和2并联悬挂一物体静止时如图甲，两弹簧弹性势能之和为 $E_{p甲}$ ．将弹簧1和2串联悬挂同一物体静止时如图乙两弹簧弹性势能之和 $E_{p乙}$ ，则 $E_{p甲} : E_{p乙} =$ 　　。（已知如图甲情况下悬挂重物时弹簧1和2伸长量相同，整个实验中弹簧所受重力不计，且均处于弹性限度范围内。 $)$

题型：未知
难度：未知

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