教育部将“研学旅行”纳入中小学生日常教育范畴。某校组织学生到黄河入海口进行研学旅行。在河边的沙滩上,老师提议同学们利用一个空矿泉水瓶,借助河水、细沙、随身携带的热水(从中选择一种或多种)设计实验探究所学的物理知识,请参照举例帮他们设计三个可以探究的实验,写出操作方法、实验现象和得出的结论。
例:将空矿泉水瓶慢慢压入水中,发现越来越费力,说明物体所受浮力的大小与其浸在液体中的体积有关。
(1) 。
(2) 。
(3) 。
某科技兴趣小组在实验室看到若干长方体金属导体。它们的材料相同,外形都如图甲所示,他们想探究该种导体电阻与厚度及边长的关系。在老师的帮助下,他们测量了部分导体厚度 h 、边长 a 和电阻 R ,并记录在表格中。(在测量电阻时,老师要求导体都要按照图乙所示的方式通过导线接入电路;实验时环境温度保持不变。 )
根据以上信息,请回答下面问题:
(1)分析表格中的数据可得:该种导体电阻大小与边长 a (选填“有关”或“无关” ) ,与厚度 h 成 (选填“正比”或“反比” ) 。
(2)从该种导体中,选取了厚度 h 之比为 2 : 3 、边长 a 之比为 2 : 1 的两个导体 R 1 、 R 2 ,按图丙方式串联后接在闭合电路中,设两端的电压为 U 1 , R 2 两端的电压为 U 2 ,则 U 1 : U 2 = 。
(3)现代集成电路技术需要电子元件微型化,且集成度越高,电子元件越需要微小。现某集成电路需要一只阻值为 1 . 6 × 10 - 3 Ω 的该种导体,小华从边长 a 为 5 mm 、 10 mm 、 15 mm 、 20 mm 的四个导体中选择了边长为 5 mm 的导体。与其它三个导体相比,请分析该导体工作时的优缺点: 。
次数
厚度 h / mm
边长 a / mm
电阻 R / × 10 - 3 Ω
1
5
1.6
2
10
3
15
4
20
0.8
6
0.4
7
0.32
如图中所示,在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压为 4 . 5 V ,小灯泡额定电压为 2 . 5 V ,电阻约为 10 Ω 。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)连接电路时,开关应处于 状态。
(3)实验中无论怎么移动滑片 P ,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 (写出一种即可)
(4)排除故障后,移动滑片 P 到某位置,电压表示数如图乙所示,示数为 V ;要测量小灯泡的额定功率,应将滑片 P 向 (选填“ A ”或“ B ” ) 端移动,使电压表示数为 V 。
(5)移动滑片 P ,记录多组对应的电压表和电流表的示数,绘制成 I - U 图象。根据图内所给的信息。计算出小灯泡的额定功率是 W 。
如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验装置图,已知凸透镜的焦距为 10 cm 。
(1)为了便于观察实验现象,实验环境应该 (选填“较亮”或“较暗” ) 一些。
(2)组装并调整实验器材。使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上。
(3)如图所示,当蜡烛距离凸透镜 40 cm 时,移动光屏,可在光屏上找到一个清晰的倒立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小” ) 的实像。日常生活中 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” ) 就是利用这一原理工作的。
(4)将图中的凸透镜换成焦距为 30 cm 的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,在光具座上移动光屏, (选填“能”或“不能” ) 找到某一位置,使像清晰的呈现在光屏上,理由是 。
小明利用如图所示的实验装置观察水的沸腾现象。
(1)组装器材时,应先固定图甲的 (选填“ A ”或“ B ” ) 。
(2)水沸腾时温度计示数如图乙所示,则此时水沸点是 ° C ,水沸腾过程中继续吸热,水的温度 。
(3)水沸腾时,水中气泡的情形为丙中 (选填“ A ”或或“ B ” ) 。
(4)实验中是通过 的方式增加水的内能,若要缩短将水加热至沸腾的时间。请写出一种可行的办法 。
如图是一款家庭常用的电热水壶,经测量该电热水壶的质量为 0 . 6 kg ,它与桌面的接触面积为 0 . 02 m 2 .该电热水壶的额定电压为 220 V ,额定功率为 1000 W . [ g 取 10 N / kg ,水的比热容为 4 . 2 × 10 3 J / ( kg ⋅ ° C ) ]
(1)求电热水壶的额定电流(保留一位小数);
(2)求电热水壶静止放在水平桌面上对桌面的压强;
(3)用此电热水壶将 1 kg ,初温为 20 ° C 的水加热到 100 ° C ,沸腾水至少吸收多少热量?
(4)电热水壶正常工作时,若不考虑热量损失,将壶中质量为 1 kg 、初温为 20 ° C 的水加热到 100 ° C 需要多长时间。