在研究不同物质的温度变化与吸热关系实验中，取质量和初温都相同

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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

在研究“不同物质的温度变化与吸热关系”实验中，取质量和初温都相同的甲、乙两种液体，分别装入相同烧杯中，用相同的加热器加热，如图 $A$ 所示。

（1）图 $B$ 为某时刻的温度，其示数为　　 $^{°} C$ 。

（2）分析图 $C$ 可知，吸收相同热量，　　液体升温更高；　　液体更适合作汽车发动机的冷却液（选填“甲”或“乙”）。

（3）若甲、乙液体从图 $C$ 所示的初温分别升高到 $40^{°} C$ 和 $35^{°} C$ ，吸收热量之比为 $2 : 1$ ，则甲、乙液体的比热容之比为　　。

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在游泳时，小金发现越往深水区走，越感到胸闷，由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。

步骤一：将金属盒放入水中深度5厘米处，观察现象；

步骤二：将金属盒放入水中深度15厘米处时，发现金属盒的位置不动，但 $U$ 形管两侧的液面高度差逐渐减小；

步骤三：调整好器材后，重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图（甲 $) A$ 所示，在深度15厘米处观察到现象如图（甲 $) B$ 所示。

得出结论：同种液体内部压强随着深度的增加而增大。

请完成下列问题：

（1）该实验过程用到的科学方法有　　（填字母）；

$A$ ．转换法

$B$ ．控制变量法

$C$ ．类比法

（2）步骤二中金属盒在水里的位置不动，但 $U$ 形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是　　；

（3）小金反思：只进行两次实验就得出结论，结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验，其目的是　　；

（4）对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图（乙 $)$ 为一圆柱形容器，容器内装有密度为 $ρ$ 的液体， $a$ 点在深度为 $h$ 处的水平横截面上，横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式 $p = \frac{F}{S}$ ，推导出 $a$ 点所在横截面受到的液体压强 $p_{a}$ 与深度 $h$ 之间的关系式是 $p_{a} =$ 　　。

题型：未知
难度：未知

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降落伞是让人或物体从空中安全降落到地面的一种工具，广泛用于应急救生、空投物资等。某 $STEM$ 项目学习小组同学对降落伞下降的速度与哪些因素有关产生了兴趣，并开展了以下实验。

$[$ 实验器材 $]$ ①纱布、棉布、防水布；②小沙包若干；③剪刀、刻度尺、透明胶带、绳子、天平。

$[$ 提出问题 $]$ 降落伞下降的速度与哪些因素有关？

$[$ 建立假设 $]$

假设一：降落伞下降的速度与伞面材料有关；

假设二：降落伞下降的速度与伞面面积有关；

假设三：降落伞下降的速度与伞和重物的总质量有关。

$[$ 收集证据 $]$ 如图，将沙包挂在降落伞上，并使它从同一高度自由下落。实验时，同学们发现实验器材中缺少一种测量工具　　，完善实验器材后继续实验，获得以下数据。

组别	伞面材料	伞面面积 $(c m^{2})$	伞和重物的总质量 $(g)$	降落时间 $(s)$
组别	伞面材料	伞面面积 $(c m^{2})$	伞和重物的总质量 $(g)$	第1次	第2次	第3次	平均
1	纱布	1200	100	8.6	8.5	8.7	8.6
2	棉布	1200	100	9.3	9.5	9.4	9.4
3	防水布	1200	130	10.7	10.8	10.9	10.8
4	防水布	1500	130	13.1	13.4	13.4	13.3

$[$ 得出结论 $]$ 分析上述数据，发现降落伞下降的速度与　　有关。

$[$ 思考讨论 $]$ 进一步分析发现，针对建立的假设，所收集的证据并不完整，请你在答题卷的表格中将实验方案补充完整。

题型：未知
难度：未知

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在学习了并联电路特点和欧姆定律后，科学兴趣小组为研究并联电路总电阻和各分电阻之间的关系，开展了以下探究。

$[$ 实验步骤 $]$

①设计电路，根据电路图连接实物；

②闭合开关，分别读出电压表和电流表的示数并记录；

③计算总电阻并填入表格；

④换用不同规格的电阻重复上述实验。

实验次数	电阻 $R_{1} / Ω$	电阻 $R_{2} / Ω$	电压 $U / V$	电流 $I / A$	总电阻 $R / Ω$
1	10	30	3	0.4	7.5
2	30	30	3	0.2	15
3	30	15	3	0.3	10

请你在答题卷中用笔画线代替导线，将实物图连接完整。

$[$ 得出结论 $]$ 并联电路总电阻小于任何一个分电阻。

$[$ 思考讨论 $]$

①请根据影响导体电阻大小的因素解释上述结论。　　。

②分析表中数据，若增大其中一个分电阻的阻值，则总电阻将　　。

题型：未知
难度：未知

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力能使物体的运动状态发生改变，运动状态的改变包括运动速度的改变和运动方向的改变。某科学兴趣小组为探究物体运动速度改变的快慢（单位时间内运动速度的改变量）与物体受力大小的关系，在创新实验室做了如下的实验：

如图甲所示，水平桌面上固定了一个导轨。导轨上的小车用细绳跨过定滑轮（摩擦不计）与重物相连，小车上固定一个宽为 $d = 1$ 厘米的挡光片。在导轨上 $A$ 、 $B$ 两个位置各固定一个光电门。光电门如图乙所示。光电门内有一束光从 $N$ 射向 $M$ 、 $M$ 处装有光传感器，当有物体经过 $NM$ 之间把光挡住时，传感器能记录光被挡住的时间 $t$ ，这样就可求得挡光片经过光电门时的速度 $v_{A}$ 以和 $v_{B}$ ．两个光电门配合使用还能测出挡光片从 $A$ 运动到 $B$ 的时间 $t_{AB}$ 。

实验步骤：

①保持重物 $P$ 质量不变，让小车从 $OA$ 间任意点释放，分别测出挡光片经过 $A$ 、 $B$ 两位置的挡光时间 $t_{A}$ 和 $t_{B}$ ，以及挡光片从 $A$ 运动到 $B$ 的时间 $t_{AB}$ ，计算出单位时间运动速度的改变量（用 $a_{1}$ 表示），即 $a_{1} = \frac{v_{B} - v_{A}}{t_{AB}}$ ．重复实验。 $a_{1}$ 近似相等。

②增大重物质量且保持不变，让小车从 $OA$ 间任意点释放，按照①的操作，计算出单位时间运动速度的改变量（用 $a_{2}$ 表示）。重复实验。 $a_{2}$ 近似相等，且 $a_{2} > a_{1}$ 。

（1）在实验①时，某次挡光片经过 $A$ 位置的挡光时间 $t_{A}$ 为0.025秒，则挡光片穿过光束的速度 $v_{A}$ 为　。

（2）该实验中为什么用重物 $P$ 来提供拉力？　　。

（3）由实验可得出的结论是　　。

（4）上述结论可以解释汽车在行驶过程中　　的现象。

$A$ ．制动力（阻力）越大，汽车越容易停下来

$B$ ．质量越大，汽车越难停下来

$C$ ．速度越大，汽车越难停下来

题型：未知
难度：未知

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方方做了“研究通过定值电阻的电流与它两端电压的关系”的实验后，欲探究通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。现有电压为 $9 V$ 的电源、规格为“ $6 V 3.6 W$ ”的小灯泡、规格为“ $2 A 10 Ω$ ”的滑动变阻器、导线、开关、电流表和电压表等器材。方方根据图甲所示电路实验时发现无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数始终较大，无法探究电压更小时小灯泡的电流与电压的关系。方方在老师的指导下，设计了如图乙所示的电路图，继续实验。

（1）当使用图甲电路进行实验，滑动变阻器阻值调到最大时，电压表示数为4伏，此时电流表示数为　　。

（2）方方根据电路图乙，连接实物电路如图丙所示。老师说少连了一根导线，请你帮她在图中添上这根导线。

（3）方方按图乙正确连接后进行实验，采集数据，绘制了小灯泡电流与电压关系的曲线图，如图丁所示。

① $AB$ 段是直线，可得出的探究结论是：在电压较小时，　　。

② $BC$ 段明显发生弯曲，是因为　　。

题型：未知
难度：未知

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