小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电

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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

小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为 $2.5 V$ ，电源电压恒定。

（1）依据图甲，请在答题卷上用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整。

（2）小金正确连接实物电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，此时灯泡两端电压为　　 $V$ 。接下来调节滑动变阻器的滑片向　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端移动，直至小灯泡正常发光。

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在不打破鸡蛋的前提下，如何有效判断自然状态下保存的未知产出日期的鸡蛋新鲜度？小科进行了探究。

【查阅资料】

刚产出的鸡蛋密度相近，冷却后里面内容物收缩，会在蛋的一端形成气室。一般的鸡蛋一端大（称为钝端）、一端小（称为尖端）。蛋壳主要成分是碳酸钙，其表面有很多微小气孔，以便于蛋内外的气体交换，同时蛋内水分可通过气孔排出。

【实验过程】

任选自然状态下保存的、大小相近的同一批适龄健康的母鸡于不同日期产出的鸡蛋20枚，将它们轻放在水中，观察静止后状态。

【实验现象】

（1）4枚鸡蛋漂浮在水面上，其余16枚鸡蛋沉于水底。

（2）沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间有一个夹角，记为 $θ$ ．16枚鸡蛋的大小不一，但尖端基本上比钝端更靠近底面，如图所示是其中3枚鸡蛋在水中静止时的状态。

【思考与分析】

鸡蛋的新鲜度会影响它的气室大小、密度大小和 $θ$ 大小。

（1）从实验现象可知：鸡蛋的气室位置在鸡蛋的　　（填“钝端”或“尖端” $)$ 附近。

（2） $θ$ 大小与气室占整个鸡蛋的体积比有关，图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为　　。由此可以从 $θ$ 大小初步判断鸡蛋的新鲜度。

（3）自然状态下，随着鸡蛋存放时间变长，鸡蛋的　　会变小，从而使鸡蛋的密度变小。可以判断，实验中漂浮在水面上的鸡蛋存放时间较久。

题型：未知
难度：未知

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在做“研究相同电压下不同导体中电流与电阻的关系”实验时，电源电压恒为 $3 V$ ，滑动变阻器规格为“ $20 Ω 1.0 A$ ”，还有多个阻值不小于 $5 Ω$ 的定值电阻可供选择。

（1）实验电路如图所示，小科检查电路时发现有一个元件连接错误（其它元件连接正确），该元件和错误分别是　　。

（2）改正错误后，正确操作，测得实验数据如下表所示。

实验次数	第一次	第二次	第三次
定值电阻 $/ Ω$	5	10	★
电流表示数 $/ A$	0.40	0.20	0.10

表中“★“处所选用定值电阻的阻值是　　 $Ω$ 。

（3）小科用更多不同阻值的定值电阻重复上述实验，并将滑动变阻器的功率 $P_{变}$ 与其电阻值 $R_{变}$ 的关系绘制图象。该图象最接近于下列图象中的　　。

题型：未知
难度：未知

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某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。

实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“ $3.8 V$ ”的小灯泡、学生电源（电压恒为 $6 V)$ 、电流表 $(0 ~ 0.6 A, 0 ~ 3 A)$ 、电压表 $(0 ~ 3 V, 0 ~ 15 V)$ 、滑动变阻器 $($ “ $20 Ω 1 A$ ” $)$ 、开关各一只，导线若干。

（1）小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3.8伏时，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　　瓦。

（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表 $0 ~ 15 V$ 的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表 $0 ~ 3 V$ 的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：

步骤一：按图甲电路先将电压表 $(0 ~ 3 V)$ 接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏。断开开关，拆下电压表；

步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在　　两端；

步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向　　（填“左”或“右” $)$ 移动，直到电压表示数为　　伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。

（3）反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。

题型：未知
难度：未知

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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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