小强同学是一个喜欢思考的学生,他想不同种类物质的吸热能力是否会不同呢 于是他取了沙子和水这两种不同物质,从而研究它们吸热能力的差异.他设计如图甲所示的实验装置:
使用的实验器材有:两个酒精灯,两个金属盒,温度计……在完成每一个实验步骤时要考虑很多问题,下面是小强的实验步骤,请根据要求补充完成;
(1)先测量 (选填“体积”或“质量”)相同的水和沙子,所以实验时还需要的器材是___ _;
(2)在实验时只要控制_________ ____(选填“加热时间”或“温度变化”,下同)相同就可以确定水和沙子吸收了相同的热量;加热完成后只要比较他们 的多少就可以比较出沙子和水吸热能力差异;若在实验时发现,沙子温度升高的比水多,则吸热能力较强的是___ ____;
(3)根据小强得出的结论,结合图乙的信息,此时是 (选填“中午”或“夜晚”)
(10分)某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系,他们取一段粗细均匀的金属丝拉直后连接在A、B接线柱上,在金属丝安装一个可滑动的金属夹P.实验室还提供了下列器材:电压表、电流表、电池组(电压3V)、滑动变阻器(20Ω 2A)、刻度尺、开关和导线若干.
(1)他们连接了如图甲所示的电路,请用笔画线代替导线,把图中还没有连接的一根导线接上,使电路完整.
(2)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移至变阻器的最_______ (选填“左”或“右”)端.
(3)某次实验中测得电压表的读数为2.1V,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的读数为I=_______A,此时金属丝的电阻R=______Ω.
(4) 实验中移动金属夹P.分别测得AP段的长度l和对应的电阻值R,数据如表:
/cm |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
R/Ω |
2.1 |
2.8 |
3.5 |
4.2 |
4.9 |
5.6 |
l/cm |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
R/Ω |
2.1 |
2.8 |
3.5 |
4.2 |
4.9 |
5.6 |
分析表中数据,可知___________________________________________________________
(5)小虎同学认为,由于电源电压没有超过电压表所选量程的最大值,因此在闭合开关前,可以将变阻器的滑片置于任意位置。你认为他的想法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是: 。
他们还想借助于图甲继续探究“电压一定时电流与电阻的关系”:
(6)闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表的示数(7)______________________________,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为______V,记下电流表的示数
(8)经过多次实验,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可得出:_________
在如图所示的电路中,闭合开关S灯L不亮,电压表V的示数接近电源电压。已知电路中各处均接触良好,除灯 L 和电阻 R 两者中的某个元件故障外,其余元件均完好。
(1)请判断该电路中存在的故障可能是 或 。
(2)为进一步确定故障,小明同学将一个电流表正确串联在如图所示的电路中,闭合开关S,观察电流表的示数情况。若电流表有示数,说明故障是 ;若电流表无示数,说明故障是 。
(3)为进一步确定故障,小华同学将图中的电压表V正确并联在灯L两端,请判断他能否查找出电路的故障,并说明理由。(2分)
在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)连接电路时开关应 ,电流表的量程应选0~ A。
(2)请你用笔画线代替导线,将图a中的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前,图a中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图b所示)为
V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图a中滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图c所示的I-U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是_______W。
(6)小勇同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片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)。
小华总结两年来所做的物理探究实验发现
(1)当要研究的物理量不易直接测量时,都要想办法把它们的大小间接表示出来。这种研究物理问题的方法叫转换法。
探究动能的大小与哪些因素有关、比较水和沙子吸热本领的大小
如:甲实验中小球动能的大小是通过观察比较木物块B 反映出来的。
乙实验中水和沙子吸收热量的多少是用 来表示
(2)当要研究的物理量与多个因素有关时,都要采用 法。
如:甲实验研究小球动能的大小与速度的关系就要多次改变 的大小,同时控制小球的 不变。
乙实验中只有物质的 不同,其他因素必须控制相同(例如烧杯的规格相同、水和沙的 相等、酒精灯加热方式相同等)。
在探究“斜面的机械效率高低与斜面的倾斜程度有什么关系”的实验中,用沿斜面向上的力F拉动小车,使小车从斜面底端匀速运动到斜面顶端,如图所示。多次改变斜面倾斜程度,部分实验数据记录在下面的表格中,根据表格中数据回答下列问题:
斜面 倾斜度 |
小车重量 G/N |
斜面高度 h/m |
沿斜面拉力F/N |
斜面长 S/m |
有用功 W有/J |
总功 W总/J |
斜面的 机械效率 |
较缓 |
10 |
0.1 |
3 |
1 |
1 |
3 |
33.3% |
较陡 |
10 |
0.2 |
4 |
1 |
2 |
4 |
50% |
最陡 |
10 |
0.4 |
1 |
6 |
(1)当斜面“最陡”时,沿斜面拉力为 N;做的有用功为 J;斜面的机械效率为 %。
(2)通过数据的分析,你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡,需要的拉力越 。
(3)根据上面实验数据,你可以获得该实验探究的初步结论是:
小明和小红各自进行“测定小灯泡正常发光时的功率和电阻”的实验。实验中使用的小灯泡均标有“2.5V”字样,所用电源和滑动变阻器相同。
(1)小明按图(a)正确连接电路,并将变阻器的滑片移至最右端。闭合开关后,三个电表的示数如图(b)、(c)、(d)所示,则他们所用的电源电压为 V。滑动变阻器的最大阻值是 Ω。
(2)接着小明移动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时,观察到滑片恰好在变阻器的中点上,则小灯泡额定功率为多少?,正常发光时的电阻约为多少?(写出计算过程,保留一位小数)
(3)小红连接电路时只用了图(a)中的V1,没有使用V2,连接的实物图如右图所示。闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡 ;经检查,是由于一根导线连接错误。请你在实物图中将连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
为粗略测算电热器的功率,甲乙两小组的同学提出了一个实验的原理设想:利用如图所示的电热器对水进行加热,测量相关的数据,计算出水吸收的热量,如果忽略掉热损失,就可以粗略地认为电热器消耗的电能等于水吸收的热量,然后再计算电功率。根据这个思路,他们将电热器放入一塑料杯里(杯外还包装有泡沫塑料),杯内装有水。甲、乙两组同学分别使用两个不同的电热器,以及质量不同的水进行实验。表1、表2分别是甲、乙两个小组的实验数据。(已知水的比热容C)
(1)实验前,同学们对两加热器的发热丝进行了观察比较,发现它们的材料和长度相同,
于是他们马上判断出两电热丝的阻值不相同,其判断的依据应该是 。
(2)这个实验方案的计算原理是P= (物理量符号参照数据表所示)
(3)要计算电功率,甲小组处理数据时,只选择了前六个数据,其原因是若计算加热时间取“8min”,则其测量值比真实值偏 (选填“大”或“小”),而造成这个偏差的原因是 (选填“实验误差”或“数据处理错误”)。
(4)合理处理数据后,他们对比了老师给的电热器铭牌数据,发现误差比较小的是 组,原因是 。
在“测定滑轮组的机械效率”的实验中,小明提出它的机械效率与物体上升的高度有关,小组同学利用图所示装置测得了四组数据,如下表所示。
(1)四次实验中,第 次实验数据明显出现错误,应当剔除。
(2)第四次实验中,有用功是 J,滑轮组的机械效率为 。
(3)根据以上信息,可以判断滑轮组的机械效率与物体上升的高度 关。
如图甲,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)在两个相同的烧杯中加入初温相同、 相同的水和煤油;实验时选用两个相同的电加热器加热,目的是使水和煤油在单位时间内 。
(2)实验中记录下两种物质温度随时间的变化图像并描出了如图乙所示的图像,由图可知b物质是 ,分析图像还判断出 (水/煤油)的吸热能力较强。
小明看到运动员拉弓射箭时,弓拉得越弯,箭射得越远.小明猜想:弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。
(1)为验证其猜想是否正确,他设计了如下实验(弹簧被压缩后未超过其弹性限度),如图所示,将同一个弹簧压缩 (选填“相同”或“不同”)的长度,将小球置于弹簧的右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,分析比较木块 ,从而比较弹性势能的大小。
(2)若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的.
(3)小明根据实验现象认为:小球推动木块移动一段距离后 都要停下来,所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都彻底消灭了.你认为小明的观点是 的(选填“正确”或“错误”),理由是 。
瑞瑞同学在探究串联电路电压的规律时连接了如图所示的电路,
(1)连接电路时,开关必须 。
(2)瑞瑞同学正确连接电路后,闭合开关测出了L1两端电压。在测量L2两端电压时,为节省时间,他采用以下方法:
电压表所接的b点不动,只断开a接点,并改接到c接点上。则他 (能/不能)测出L2两端的电压,原因是 。
(3)方法改进后,所测ab、bc、ac间的电压记录在下面的表格中。
在测量误差允许的范围内,分析瑞瑞同学的实验数据可以得出
的结论是:串联电路两端的总电压 (等于/不等于)
各用电器两端电压之和。
(4)这个实验在设计方案上还存在的不足之处是 。
(5)瑞瑞同学在实验时还发现闭合开关后灯L2较亮,灯L1较暗,他认为是“电流从电源的正极出发,依次经过L2、L1,电流逐渐变小,所以L2较亮”。请你利用图中的L1、L2、电源、开关、导线在虚线框内设计一个电路,探究说明瑞瑞的说法是否正确。
为了比较水和煤油的吸热能力,小明设计如下实验步骤:
A.在两个同样的烧杯中,分别装入相等体积的水和煤油; |
B.用两只相同的温度计分别测出水和煤油的初温; |
C.在烧杯中分别放入完全相同的电热器,加热相同的时间; |
D.用温度计分别测出水和煤油的末温。 |
小红认为:
(1)步骤A中存在的错误是: ,应改为: 。
(2)步骤C中,加热时间相同是为了使水和煤油 。
(3)步骤B和D是为了得出水和煤油的 。
在“用电压表和电流表测电阻”的实验中,
(1)连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的滑片应放在 。
(2)实验中,滑动变阻器的作用除了保护电路外,另外还有 。
(3)请仔细检查电路,在错误处打×,并在图中改正。(只允许改动一条导线)
(4)在虚线框内画出正确的电路图
(5)改正电路后,闭合开关,把滑片向左移动,电压表的示数将 ,当滑片滑到某一位置时,发现电压表的示数为2V,电流表的示数为0.4A,由此得出待测电阻电阻为 Ω。你认为这个理由可靠么? ;理由是 。