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探究与实验题(本大题包括2小题,共12分)
36.(8分)小明家开了一家小型超市,如图为超市里使用的台秤,其工作原理与天平相同。学习密度知识后,小明准备利用台秤粗测超市里卖的瓶装“新龙达”牌酱油(V=2L)的密度。
【设计实验】
A.将台秤放置在水平桌面上,调节调零螺丝,
使秤杆平衡;
B.用台秤称出满瓶酱油和瓶的总质量m1;
C.用台秤称出空瓶的质量m2;
D.由公式ρ=________求出酱油的密度。
请找出该方案中的不足之处并指出正确的做法:_______________________________________________________________________________。
【分析和论证】
小明根据修正后的实验方案完成了实验。如图甲、乙所示为实验过程中用台秤分别称量m1和m2时的槽码及游码示数,请你根据图示把下面记录数据的表格填写完整。
满瓶酱油和瓶
的总质量m1(g)
空瓶的质量
m2(g)
瓶的容积
V(cm3)
酱油的密度
ρ(g/cm3)
0 100 200 300 400 500
g
2kg
0 100 200 300 400 500
g
甲
乙
【联系与应用】
小明为了比较超市里的“新龙达”牌酱油、“金龙鱼”牌菜籽油和“农夫山泉”矿泉水的密度大小,在均匀木棍的一端绕上金属丝(目的是使木棍能竖直浮在液体中)制成简易密度计,分别放入三种液体中,在木棍与液面接触处划上横线(如图所示)。请将三条横线各自对应的液体名称填入对应的方框内。
37. (4分)学习欧姆定律后,某中学课外科技活动小组进行了“探究定值电阻和小灯泡电阻的阻值是否随电压、电流变化”的实验。
(1)如下左图所示为他们设计的实验原理图,右图为未完成的实物电路连接图,请根据左边的原理图将滑动变阻器正确接入电路;
(2)通过实验,该小组测出了若干组电压和电阻值。下表记下了其中的三组数据和由此计算出来的结果。
项目
实验
次数
电流
(I/A)
定值电阻
小 灯 泡
电压(U2/V)
电阻(R/Ω)
电压(U1/V)
电阻(RL/Ω)
亮度
1
0.18
1.8
10.0
1.1
6.11
逐渐变亮
2
0.20
2.0
10.0
1.7
8.50
3
0.30
3.1
10.03
3.9
13.0
电阻平均值
R=10.01Ω
RL=9.20Ω
对上表数据进行分析,你可以得到什么结论:
_______________________________________________________________________________。
36.(8分)2008年8月8日,举世瞩目的第29届奥林匹克运动会将在北京隆重开幕。目前,奥运火炬正在全国134个城市间进行接力传递。为配合“火炬接力传递”活动,经北京奥组委授权,中国印钞造币总公司发行了第29届奥林匹克运动会“火炬接力纪念章”。全套纪念章共有134款,专门为134个奥运火炬传递城市量身设计。部分纪念章如图甲所示。
小明的爸爸通过中国银行的网点订购了一套。小明想知道纪念章的密度。他手中只有一只量程很小的弹簧秤,于是他设计了如图乙所示的装置。图中OA∶OB=1∶3,用细绳把装有部分水的量杯悬挂于A点,用弹簧秤在B点施加一个竖直向上的力,当OB杠杆水平静止时,弹黄秤读数为0.30N;
当把两枚相同的纪念章放入量杯中,OB杠杆水平静止时弹簧种读数为0.55N。纪念章放入前、后量杯中的水位如图丙所示。
请你根据图示将下列记录表格填写完整,并求出该纪念章的密度。(g=10N/kg)
每枚纪念章
的质量(g)
纪念章放入前量杯示数(mL)
纪念章放入后量杯示数(mL)
每枚纪念章的体积(cm3)
纪念章的密度
(kg/m3)
37.(6 分)在测定小灯泡的功率”的实验中,小明所在的实验小组要测量一只额定电压为3.8V的小灯饱的功率。
(1)如图甲所示,为实验小组未完成的实物电路,请用笔画线代替导线完成实物电路的连接;并根据实物连接图,在上右虚线框中用规定的电路符号画出相应的电路图。
(2)连好电路后,闭合开关,电压表的示数为3V时电流表的示数为0.27A,小灯泡的实际功率为 w;调节滑动变阻器的滑片使小灯饱正常发光,电流表的指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
36.(8分)在进行“探究斜面的机械效率”的实验时,小明所在的实验小组利用相关实验器材完成了实验。他们的实验过程有主要以下几个步骤:
A.用天平测出小车的质量
B.按照图甲组装斜面并用弹簧秤沿斜面匀速提升小车
C.用刻度尺测出小木块的高度
实验过程中测量有关物理量的示数如图乙所示(其中测量小木块高度时已知小木块的另一端与刻度尺的零刻度线对齐)。请根据你所经历的实验过程结合图中的信息回答下列问题:
(1)调节天平横梁平衡时,如果发现指针偏向左侧,则应该将调平螺母向_______侧旋动(填“左”或“右”);
(2)用弹簧秤拉动小车时,细绳的方向应该与________平行;
(3)将下列表格中空白处的数据补充完整。(取g=10N/kg)
小车重量
G(N)
斜面高度
h(m)
拉力
F(N)
斜面长度
s(m)
有用功
W有(J)
总功
W总(J)
机械效率
η
0.90
37.(6分)小明要测定一个额定电压是3.8V的小灯泡正常工作时的电阻:
(1)要完成实验,他选择的实验器材应该包括:待测小灯泡、电流表、电压表、___________、滑动变阻器、电源和导线若干。
(2)他设计了如图甲所示电路图,并根据图甲连接了部分电路。请你根据图甲的电路图用笔画线代替导线帮他将图乙所示的实物电路连接完整。
(3)小明将电路补充连上,闭合开关后出现如下表所示的情况。请在表中可能正确的故障原因后面一栏画“√”。
故障现象
分析原因
你的判断
电流表示数为零,电压表示数不为零
电压表短路
灯泡断路
电流表断路
(4)小明排除故障后继续实验。当调节滑动变阻器使得电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图丙所示,则流过灯泡的电流为__________A,此时灯泡电阻的测量值是________Ω。
36.(8分)如图所示,小明在“探究物质的密度”实验中想测定花生油的密度。
甲 乙 丙
(1)调节图甲天平时应将_________移至零刻度处,然后调节____________使天平横梁平衡。
(2)小明实验过程中进行了下列实验操作步骤:
A.将烧杯中花生油的一部分倒入量筒,测出这部分花生油的体积V;
B.用天平测出烧杯和花生油的总质量ml;
C.用天平测出烧杯和剩余花生油的总质量m2;
以上操作的正确顺序是________________(填字母代号)。
m1(g)
m2(g)
m3(g)
V(cm3)
ρ(kg/m3)
25.7
33.2
(3)按照(2)的实验步骤,测得ml=150g,m2=106.8g,量筒中花生油的体积如图乙所示,请你
将测得的结果填入下表并算出花生油的密度。
烧杯和花生油的
总质量ml(g)
烧杯和剩余花生油
的质量m2(g)
量筒中花生油
的质量m(g)
量筒中花生油的
体积V(cm3)
花生油的密度
ρ(g/ cm3)
150
106.8
(4)图丙是小明在实验结束后整理器材的情景,其中操作不规范的是:_____________________。
37.(6分)小明进行“用伏安法测小灯泡的电阻”实验。
(1)图甲为小明未完成的实物电路连接,请你帮他将电压表正确连入电路;
(2)在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在_________端;(填“左”或“右”)
(3)若电路连接无误,闭合开关后发现电流表的指针明显偏转,而电压表的示数为零。则故障的原因可能是______________________________;
(4)小明排除故障后继续实验,若某次测量时电压表和电流表的示数如图乙所示,则灯泡的电阻RL=____________Ω;
(5)这个电路除了可以测小灯泡的电阻外,还可以用来测量小灯泡的功率。由图乙两表示数可求出此时小灯泡的功率P=____________W。
36.(8分)小明利用学到的物理知识和实验方法测出了奶奶的手镯密度。他的实验步骤如下:
(1)把天平放在水平桌面上,使游码位于标尺左端零刻度处;
(2)调节天平横梁两端螺母,使指针指在分度盘的中线处,这时横梁平衡;
(3)将手镯放在左盘里,用镊子将50g、20g、10g砝码各一个放入右盘后,天平指针偏向分度盘中线左边;再向右盘一个放入5g后天平指针偏向分度盘中线右边;
(4)用镊子从右盘中取出________砝码,向_______移动游码使指针位于分度盘中线处;
(5)读出手镯的质量m1填入下表中(游码位置如图所示);
(6)测出烧杯1的空杯质量m2;
(7)将手镯放入烧杯2,测出烧杯1和杯1中水的总质量m3;
(8)计算手镯的体积V;
(9)计算手镯的密度ρ。
请你帮小明将步骤(4)和实验记录表空白处补充完整。
36.(8分)如图36-甲是小明根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平,横梁可绕轴O在竖直平面内转动,左侧为悬挂在固定位置P的置物盘,右侧所用砝码是实验室里常见的钩码,用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。
(1)下面是小明测量物体质量的几个主要步骤,最合理的顺序是(只填写序号):_________
A.将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处
B.将天平放在水平台面上
C.将待测物体放在天平左侧的置物盘中
D.调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
E.移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
F.由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量
(2)调节天平至水平位置平衡后,刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时,横梁上悬挂的重
垂线将对准底座上标记的_______侧(填“左”或“右”);
(3)若某次测量最终达到平衡时钩码位于右侧横梁上的N处,如图36-乙所示,已知OP=l,OQ=d,ON=h,钩码质量为m,则待测物体的质量M=_________;
(4)如图36-丙所示,将待测物体投入装有某种液体的量杯中,若待测物体投入前、后量杯中
液面对应刻度为V1、V2,则待测物体的密度为_________。
实验次数
1
2
3
电压(V)
2.5
2.0
1.5
电流(A)
0.3
0.27
0.23
电阻(Ω)
8.3
7.4
灯泡亮度
亮
较亮
暗
37.(6分)在“测定小灯泡电功率”的实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为8Ω。
(1)小明所在实验小组连接的电路如图37-甲所示,其中有两处错误或不妥。请指出:
①_________________________________________________________;
②_________________________________________________________。
(2)将上述错误或不妥改正后,闭合开关发现灯泡发出特别耀眼的光,且此时电流表、电压表
都有示数,则出现该现象的原因可能是_______________________________。
(3)实验中调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V时灯泡正常发光,此时电流表的示数如图
37-乙所示,则流过小灯泡的电流为_________A,小灯泡的额定功率为_________W。
(4)根据以上实验数据,这个小灯泡正常工作时的电阻为_________Ω(保留两位小数)。
37.(6分)在测量小灯泡电阻的实验中,小明和小刚一组,所测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图所示为小明未完成的实物连接图,请你帮小明将电压表和滑动变阻器连入电路;
(2)闭合开关之前,应将滑片滑到滑动变阻器的_________端(填“a”或“b”),目的是为了保护电路;
(3)利用上面的电路测小灯泡的电阻,小刚记录了三组数据并已经计算了部分结果,如下表所示,请你帮小刚将表中的空白格补充完成;
(4)处理完数据后,小明和小刚发现三次测得的灯丝电阻相差较大,与其他实验组的同学交流时发现各组基本是类似的情况,你认为出现这种结果的原因是:
_________________________________________________________________________________;
(5)被测小灯泡的额定功率是_____________W。
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