初中物理 物理学方法等效替代法 训练测试 自助学习自助餐 阅览题浏览题文档格式.docx
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3.测量电流时,需要将电流表串联在电路中,通常,电流表的电阻比待测电路的电阻小得多,因此对测量值的影响可以忽略不计。
下列研究方法与此相同的是()
A.在探究平面镜成像特点实验中,用两根相同的蜡烛探究像与物的大小关系
B.在探究二力平衡条件的实验中,选用轻质卡片
C.根据被压物体形变大小反映压力作用效果
D.在研究光的传播现象时,引入光线
【答案】B
【解析】
【详解】
根据题意知道,由于电流表的电阻比待测电路的电阻小得多,它对测量值的影响可以忽略不计,所以,这种方法叫理想实验法。
在探究平面镜成像特点的实验中,用两根相同的蜡烛探究像与物的大小关系,这是等效替代法;
在探究二力平衡条件的实验中,选用轻质卡片,是忽略了纸片质量的影响,用到的是理想实验法;
在探究影响压力作用效果因素的实验中,利用被压物体形变大小反映压力作用效果,这是转换法;
在研究光的传播现象时,用一条带箭头的直线来表示光线,采用的是模型法,综上所述,只有B符合题意,故选B。
【点睛】
本题考查的是物理学中常用的研究问题的方法,解题的关键是掌握物理研究方法的一般含义和特征,难度不大。
4.人们要认识事物,就要对事物进行比较,引人相应的物理量。
下列几幅图给出的比较或说法不正确的是
A.进行长短的比较,引人“长度”物理量
B.进行大小的比较,引人“质量”物理量
C.进行运动快慢的比较,引人“速度”物理量
D.进行压力作用效果的比较,引人“压强”物理量
【解析】A、因为物体有长有短,当进行长短的比较时,就引入了“长度”的物理量,说法正确,不符合题意;
B、进行大小的比较时,引入了体积的概念,说法错误,符合题意;
C、对物体的运动快慢进行比较时,引入了速度这个物理量,说法正确,不符合题意;
D、比较压力作用效果时,引入了压强,说法正确,不符合题意;
故选B.
5.下列研究问题的科学方法中错误的是()
A.探究电流时,把它比做水流---类比法
B.根据电流产生的效应大小来判断电流的大小---等效替代法
C.根据磁场对磁体产生力的作用来认识磁场---转换法
D.探究电流与电压、电阻的关系---控制变量法
故【答案】B
【解析】解答:
研究电流时把它与水流相比用的是“类比法”,A正确。
根据电流产生的效应大小来判断电流的大小,根据磁场对磁体产生力的作用来认识磁场,这两种是转换法。
故B错误、C正确。
研究电流与电压的大小关系时,控制电阻不变,用的是控制变量法。
故D正确。
6.下列运用相同科学方法研究的是
(1)同一直线上力的合成
(2)用水流比作电流
(3)用磁感线描述磁场(4)串联电路的总电阻
A.
(1)与(3)B.
(2)与(4)C.
(2)与(3)D.
(1)与(4)
【答案】D
(1)同一直线上力的合成,用的是等效法;
(2)用水流比作电流,用的类比的方法;
(3)用磁感线描述磁场,用的是理想模型法;
(4)串联电路的总电阻,用的是等效法;
故
(1)(4)用的方法相同,D符合题意。
7.上午9:
00时,小明站在操场上,发现自己的影子在身体左侧,那么他面对的方向是
A.东方B.南方C.西方D.北方
【解析】上午9:
00时,小明站在操场上,发现自己的影子在身体左侧,(太阳那么他面对的方向是上午人的影子在人身体的西侧,而该人发觉自己的影子在身体的左侧,说明该人的左侧是西,右侧是东,则该人面向北方站立.
故选D.
8.下列事例中,运用的科学研究方法相同的是()
(1)探究液体内部压强与液体密度的关系
(2)用水压比作电压
(3)探究串联电路中电阻的规律(4)探究物质质量与体积的关系.
A.
(1)与(3)B.
(1)与(4)C.
(2)与(3)D.(3)与(4)
(1)探究液体压强的影响因素时,必须控制液体密度(或深度),研究液体深度(或密度)对压强的影响。
采用的是控制变量法;
(2)水压和电压都客观存在,但水压的作用能够直接观察,电压的作用不能直接观察,用能够直接感受的水压类比电压,采用的是类比法;
(3)在串联电路中,两个电阻串联共同作用与一个电阻使用时产生的效果相同。
采用的是等效替代法;
(4)探究物质质量与体积的关系时,需要保持密度一定,改变物体体积,比较质量与体积的变化规律,采用的是控制变量法。
二、多选题
9.9.下列说法正确的是()
A.分析蒸发和沸腾的异同点,运用了类比法。
B.用磁感线描述磁体周围的磁场,运用了转换法。
C.将两个10Ω的电阻串联与一个20Ω的电阻接入同一电路效果相同,运用了等效法。
D.用真空罩实验说明真空不能传声,运用了科学推理法。
【答案】CD
【解析】分析蒸发和沸腾的异同点,运用了比较法,故A错误。
用磁感线描述磁体周围的磁场,采用的是模型法,故B错误。
将两个10Ω的电阻串联与一个20Ω的电阻接入同一电路效果相同,运用了等效法。
C正确,符合题意。
用真空罩实验时,随着玻璃罩内空气的减少声音逐渐变小,可以推理当是真空时,声音就会消失,是通过实验进行科学推理的,说明真空不能传声,运用了科学推理法。
D正确,符合题意。
答案为CD。
三、综合题
10.小雨同学在学过平面镜成像的知识后,对课本上“物体经平面镜成的像与物体大小相等”产生了怀疑.怀疑的依据是:
她发现人离平面镜越近,看到的像越大;
反之,人离平面镜越远,看到的像越小.
(1)请你帮助小雨同学设计一个实验来检验她的想法是否正确.写出简要的实验步骤。
(2)小雨产生错觉的原因是什么?
【答案】将一透明玻璃板竖直放在水平桌面上,用相同的棋子,一个放在玻璃前,另一个放在玻璃另一侧并移动,直到与镜中的像重合,比较它们的大小.不断增大棋子到镜子的距离,重复上述实验@小雨是用自己的眼睛直接去看像,由于眼睛是一个凸透镜,成实像时,物体离透镜越远,在视网膜上成的像越小;
反之,越大.
【解析】将一透明玻璃板竖直放在水平桌面上,用相同的棋子,一个放在玻璃前,另一个放在玻璃另一侧并移动,直到与镜中的像重合,比较它们的大小.不断增大棋子到镜子的距离,重复上述实验@小雨是用自己的眼睛直接去看像,由于眼睛是一个凸透镜,成实像时,物体离透镜越远,在视网膜上成的像越小;
反之,越大。
11.请阅读《等效替代》并回答问题。
等效替代
在由西晋史学家陈寿所著《三国志》中曾描写过一位神童:
冲少聪察,生五六岁,智意所及,有若成人之智。
时孙权曾致巨象,太祖欲知其斤重,访之群下,咸莫能出其理。
冲曰:
“置象大船之上,而刻其水痕所至,称物以载之,则校可知矣。
”太祖大悦,即施行焉。
你知道这个聪明的萌娃是谁吗?
有不少同学已经猜到了,就是曹冲。
“曹冲称象”在中国几乎是妇孺皆知的故事。
年仅六岁的曹冲,利用漂浮在水面上的物体重力等于水对物体的浮力这一物理原理,解决了一个连许多有学问的成年人都一筹莫展的大难题,这不能不说是一个奇迹。
可是,在那个年代(公元200年),虽然阿基米德原理已经发现了500年,但这一原理直到1627年才传入中国,小曹冲不可能知道这个原理,更不用说浮沉条件了。
实际上,聪明的曹冲所用的方法是“等效替代法”。
用许多石头代替大象,在船舷上刻划记号,让大象与石头产生等量的效果,再一次一次称出石头的重量,使“大”转化为“小”,分而治之,这一难题就得到圆满的解决。
等效替代法是一种常用的科学思维方法。
美国大发明家爱迪生有一位数学基础相当好的助手叫阿普顿。
有一次,爱迪生把一只电灯泡的玻璃壳交给阿普顿,要他计算一下灯泡的容积。
阿普顿看着梨形的灯泡壳,思索了好久之后,画出了灯泡壳的剖视图、立体图,画出了一条条复杂的曲线,测量了一个个数据,列出了一道道算式。
经过几个小时的紧张计算,还未得出结果。
爱迪生看后很不满意。
只见爱迪生在灯泡壳里装满水,再把水倒进量杯,不到一分钟,就把灯泡的容积“算”出来了。
这里,爱迪生用倒入量杯里的水的体积代替了灯泡壳的容积,用的也是等效替代法。
等效替代是在保证某种效果相同的前提下,将实际、复杂的物理问题和过程等效为简单的、易于研究的问题和过程来研究和处理的方法。
等效替代法既是科学家研究问题的方法,更是我们在学习和生活中经常用到的思想方法。
你现在还能回忆起研究哪些物理问题用过这种方法吗?
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)请你分别以静止状态下的“大象和船”及“石块和船”为研究对象做受力分析,写出平衡方程并说明“曹冲称象”的实验原理__________。
(2)请你根据平时学到的物理知识并结合本文内容判断以下研究过程中使用等效替代法的是_____。
(选填选项前的字母,只有一个选项正确)
A.在研究平面镜成像特点时,我们利用两个大小相同的模型来探究像与物的大小关系
B.在研究磁场时,引入磁感线来形象描述磁场的方向与强弱
C.探究动能大小与什么因素有关时,我们用小木块在平面上被推动的距离来反映小球的动能大小
D.将发声的音叉靠近乒乓球,小球被弹开,说明发声的音叉在振动
【答案】见解析所示A
(1)“大象和船”及“石块和船”均为漂浮,都受到重力和浮力的作用;
根据漂浮条件可知:
F浮1=G船+G大象;
F浮2=G船+G石头;
由于船上放大象和放石头时水面达到同一记号处,即排开水的体积相同,根据阿基米德原理可知,两种情况受到的浮力相同,即:
F浮1=F浮2;
所以,G船+G大象=G船+G石头;
则G大象=G石头;
(2)A.在研究平面镜成像特点时,我们利用两个大小相同的模型来探究像与物的大小关系;
运用的是等效替代法。
B.在研究磁场时,引入磁感线来形象描述磁场的方向与强弱;
用磁感线来描述看不见、摸不着的磁场,运用的是模型法。
C.探究动能大小与什么因素有关时,我们用小木块在平面上被推动的距离来反映小球的动能大小,运用的是转换法。
D.将发声的音叉靠近乒乓球,小球被弹开,说明发声的音叉在振动;
运用的是转换法。
故A运用的是等效替代法。
点睛:
由于船上放大象和放石头时排开水的体积相同,根据阿基米德原理知道两种情况受到的浮力相同;
所以,两种情况大象的重等于石头的重,从而得出石头的质量等于大象的质量。
(2)曹冲称象故事用等重量的石头代替等重量的大象,是等效替代的思想。
四、填空题
12.
(1)今年全球流行甲型HINI流感,患上这一流感后第一症状就是发热,因此要用体温计测量体温。
如图所示,是体温计和实验室常用温度计,请简要说出它们在构造或使用上的三个不同点:
①;
②;
③。
(2)使用电流表、电压表时,都应预先估计被测电流或电压的大小,然后选用合适的量程。
若不能预先估计,则应从电表(选填“较大”或“较小”)的量程起,并采用法来判断被测量值是否大于电表的量程。
【答案】
(l)①量程不同②分度值不同③体温计上有缩口(答案合理即可给分)
(2)较大试触
【解析】分析:
(1)体温计与一般温度计在构造上比一般的温度计特别,有细小的缩口.由于体温计与一般温度计的用途不同,所以量程与分度值都要比一般温度计小.
(2)电压表和电流表在使用时都不能超过它们的量程.为了安全,在使用前要用大量程进行试触.
解答:
解:
(1)体温计在玻璃泡的上方有一个细小的缩口,这样温度计可以离开人体进行读数.
体温计是用来测人的体温的,它的量程是35℃~42℃,比一般温度计的量程小.
体温计的分度值是0.1℃,比一般温度计测量的更精确.
故答案为:
①量程不同;
②分度值不同;
③体温计上有缩口.
(2)在使用电流表或电压表时,若不知被测电路中的电流或电压值,为了防止烧坏电流表和电压表,需要用大量程进行试触.
较大;
试触.
13.传统的足球由32块皮块缝制而成,随着制造足球技术的变革,慢慢发展到由14块、8块和6块皮块组成。
热爱足球运动的小明为了比较不同足球的反弹性能,选择了尺寸、质量及皮块材质都相同的甲、乙、丙三个足球,在室内水泥地面的同一位置进行了实验,得到如下表所示的实验数据。
请你根据所提供的数据信息回答下列问题:
(1)小明所探究问题的自变量是________。
(选填选项前的字母)
A.足球的皮块数量B.足球内部的压强
C.足球由静止释放的高度D.足球落地反弹的最大高度
(2)通过实验可知,反弹性能最好的是________足球。
(选填“甲”、“乙”或“丙”)
【答案】A丙
(1)由题意可知和表格数据可知,实验中控制了足球的尺寸、质量及皮块材质相同,且足球内部的压强和由静止释放的高度也相同,改变的是足球的皮块数量来探究足球的反弹性能,则小明所探究问题的自变量是足球的皮块数量,故选A;
(2)由表格数据可知,丙足球的落地反弹的高度最高,所以丙足球的反弹性能好.
(1)A;
(2)丙.
14.在物理实验中,常采用的研究方法有“控制变量法”“等效替代法”“类比法”“转换法”“模型法”“归纳法”等。
研究电阻的串、并联时,引入“总电阻”的概念,主要采用了_____;
用“水压”类比“电压”,主要采用了_____;
列举一种用控制变量法研究的物理学事例_____。
【答案】等效替代法类比法研究摩擦力与压力的关系,需要控制接触面粗糙程度,改变压力
【解析】研究电阻的串、并联时,引入“总电阻”的概念,主要采用了等效替代法;
用“水压”类比“电压”,主要采用了类比法;
在物理探究实验中,较多运用了控制变量法,如:
研究摩擦力与压力的关系,需要控制接触面粗糙程度,改变压力;
研究压力作用效果与接触面积的关系时,控制压力,改变接触面积大小;
研究动能与质量的关系时,保持速度不变,改变质量;
研究电流与电压关系时,保持电阻不变,改变电压;
研究电流产生热量与电阻关系时,保持电流和通电时间一定,改变电阻大小,等等。
①“等效替代法”是在保证效果相同的前提下,将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成等效的、容易的、易处理的问题的一种方法;
②“类比法”是指两类不同事物之间存在某种关系上的相似,从两类不同事物之间找出某些相似的关系的思维方法;
③控制变量法:
在研究物理问题时,某一物理量往往受几个不同物理量的影响,为了确定各个不同物理量之间的关系,就需要控制某些量,使其固定不变,改变某一个量,看所研究的物理量与该物理量之间的关系。
15.“曹冲称象”是大家熟知的历史故事,曹冲利用__________法,巧妙地测出了大象的体重,他运用了与浮力有关的知识有:
(1)__________,
(2)__________.
【答案】等效法漂浮F浮=G排=G物F浮=G船+G象=G船+G石
【解析】曹冲称象的过程是首先把大象放在船上,在水面处的船舷上刻一条线,然后把大象牵上岸。
再往船上放入石块,直到船下沉到船舷上的线再次与水面相平时为止,称出此时船上石头的质量即为大象的质量。
两次船舷上的线与水面相平,根据阿基米德原理可知,为了让两次船排开水的体积相同,进而让两次的浮力相同,再根据浮沉条件,漂浮时重力等于浮力,,用多块石头的质量替代了大象的质量,这是等效替代法在浮力中的一个典型应用。
故运用了与浮力有关的知识有:
(1)F浮=G排=G物,
(2)F浮=G船+G象=G船+G石.
五、实验题
16.一天饭后,小明同学帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒,他忙拿干抹布去擦,却很难将水擦干。
妈妈见状拿了另一块干抹布擦,很快就将桌上的水擦干了,他感到有些奇怪,忙问妈妈是怎么回事。
妈妈只是告诉他:
“我拿的抹布是棉布做的,你手里的抹布是涤纶的”。
他很想知道抹布的吸水能力与布料种类的关系,于是他进行了如下的实验探究。
(1)实验目的:
______________________________________________。
(2)所需的器材:
三个形状和大小相同的烧杯、质量相同的_________各一块,足够的水。
(3)主要步骤:
将三个烧杯中倒入________相同的水,分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透,然后将三块布分别取出。
从方便和准确的角度看,应观察和比较___________________,将现象记入表中。
(4)结论:
____________________________________。
(5)应用:
炎热的夏天,如果人体皮肤被汗浸透,会让人觉得很不舒服。
因此,从吸水多少这个角度说,应尽量采用_________类的布料来制作夏装。
【答案】探究抹布的吸水能力与其布料之间的关系涤纶、麻、棉质量杯中所剩下的水量棉质抹布的吸水能力最强棉质
(1)根据短文知道小明想知道抹布的吸水能力与哪些因素有关确定探究的目的,所以,实验目的是:
探究抹布的吸水能力与其布料之间的关系;
(3)由于多因素影响此物理量,所以探究须知道控制变量思想,故需要三杯水的质量相等时,才能通过杯中所剩下的水量来探究抹布的吸水能力;
(4)由表格的数据知道:
布的吸水能力跟布料的种类有关系,棉质抹布的吸水能力最强;
(5)因为棉质抹布的吸水能力最强,因此炎热的夏天,如果人体皮肤被汗浸渍,会让人觉得很不舒服。
所以,从吸水多少这个角度说,应尽量采用棉质类的布料来制作夏装。
本题主要考查的是实验探究过程,需要注意控制变量是常用的一种方法,应用时一定要明确控制什么,改变什么。
17.要测量标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率,现有器材:
电压恒为6V的电源,一个电压表,标有“50Ω1A”的滑动变阻器A和标有“×
Ω1A”的滑动变阻器B(阻值不变),实验过程如下:
(1)选用滑动变阻器A,设计电路如图甲所示,正确连接电路,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光。
(2)断开开关,保持滑动变阻器A的滑片位置不变,用滑动变阻器B替换小灯泡,试触后电压表的示数未超过3V,再闭合开关,调节滑动变阻器_______,使电压表示数为2.5V.
(3)保持滑动变阻器_____的滑片位置不变,把另一只滑动变阻器的滑片移到阻值最大端,此时电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额定电功率为______W。
(4)在
(2)(3)两次实验中,电路的总功率之比为_______。
【答案】BB0.525:
12
(2)根据题意知道,选用滑动变阻器A,使灯泡正常发光时,灯泡两端电压为额定电压2.5V;
所以,保持滑动变阻器A的滑片位置不变,用滑动变阻器B替换小灯泡后,应调节滑动变阻器B,使电压表示数也为2.5V;
(3)根据题意知道,应保持滑动变阻器B的滑片位置不变,把另一只滑动变阻器,即A的滑片移到阻值最大端,此时由图乙知道,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,示数是1.2V,所以,此时滑动变阻器A两端电压是:
UA=6V-1.2V=4.8V,该电路中的电流是:
I=UA/RA=4.8V/50Ω=0.096A;
所以滑动变阻器B接入电路的阻值是:
RB=UB/I=1.2V/0.096A=12.5Ω;
由于滑动变阻器接入电路的阻值与灯泡正常发光接入电路的阻值相等,所以灯泡的额定功率是:
P灯=U灯2/R灯=(2.5V)2/12.5Ω=0.5W;
(4)当灯泡正常发光时,电路中的电流是:
I灯=U灯/R灯=2.5V/12.5Ω=0.2A;
由于电源电压恒为6V,所以由P=UI知道,
(2)(3)两次实验中,电路的总功率之比是:
P:
P′=I灯:
I=0.2A:
0.096A=25:
本题考查的是小灯泡额定功率的测量,考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率的计算,解题的关键是利用等效替代法求出灯泡的电阻,具有一定的难度。
18.小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计并接了如图甲所示的实物电路。
(1)为了保护电路,闭合开关S1前,应将滑片P移到动变阻器的_____(“A”或“B”)端。
(2)闭合开关S1,将单刀双掷开关S2扳向“1”,调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1,如图乙所示,I1=_____A;
(3)将开关S2扳向“2”,保待滑动变阻器的阻值不变,调节滑动变阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为I1,此时R=5Ω;
则步骤
(2)中小灯泡的电阻R1=_____Ω,测量小灯泡电阻的方法是_____(选填“控制变量法”或“等效替代法”);
(4)步骤
(2)小灯泡的实际功率P1=_____W;
(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,以下关于灯泡额定功率P0与实际功率P1的数值关系,你认为最有可能的是_____。
A.P0=2P1B.P0=3P1C.P0=4P1D.P0=5P1
【答案】B0.25等效替代法0.2D
(1)为了保护电路,闭合开关S1前,应将滑片P移到动变阻器的阻值最大处即B端。
(2)由图乙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,故I1=0.2A;
(3)将单刀双掷开关S2扳向“1”时,I1=
,开关S2扳向“2”,保持滑动变阻器的阻值不变,调节滑动变阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为I1,则I1=
,故R=R1,此时R=5Ω;
则步骤
(2)中小灯泡的电阻R1=5Ω,这种测量小灯泡电阻的方法叫做等效替代法;
(4)步骤
(2)小灯泡的实际功率P1=I12RL=(0.2A)2×
5Ω=0.2W;
(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,假设灯泡的阻值不变,则P额=I02R=(2I1)2R=4I12R=4P1。
由于灯泡的阻值不是定值,且灯泡的阻值会随温度的升高而变大,所以,当灯泡在正常工作时,灯泡的阻值变大,则额定功率P0>P额=4P1,所以最有可能的额定功率值为P0=5P1。
故选D。
(1)为了保护电路,闭合开关S1前,应将滑片P移到动变阻器的阻值最大处
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