专题十二实验与探究三 物理探究.docx
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专题十二实验与探究三物理探究
专题十二 实验与探究(三)物理探究
实验与探究(三) 物理探究
[时间:
60分钟 分值:
100分]
一、选择题(每题3分,共30分)
1.在“观察水的沸腾”实验中,下列说法正确的是( D )
A.水沸腾时的温度一定是100℃
B.水沸腾时,停止对水加热,水仍能继续沸腾
C.水沸腾时,继续对水加热,水的温度会再升高
D.水沸腾时,继续对水加热,水的温度保持不变
【解析】水沸腾时吸收热量,温度不变。
2.小华让激光笔发出的激光束通过不均匀的蜂蜜水,会看到光线不直的现象,这是由于发生了( C )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射D.光的色散
【解析】光通过不均匀介质时会发生折射现象,不沿直线传播。
3.科学研究需要进行实验,得到事实,并在此基础上进行必要的推理。
因此,在学习科学过程中我们需要区分事实与推论。
则关于表述:
①在气体扩散实验中,抽去玻璃板后,红棕色的NO2气体进入到空气中;②在液体扩散实验中,红墨水滴入热水,热水很快变红;③扩散现象表明,一切物质的分子都在不停地做无规则运动;④温度越高,分子的无规则运动越剧烈,正确的是
( A )
A.①②是事实,③④是推论
B.①②④是事实,③是推论
C.①是事实,②③④是推论
D.③④是事实,①②是推论
【解析】一切物质的分子都在不停地做无规则运动;温度越高,分子的无规则运动越剧烈,都是由扩散实验事实得出的推论。
图Z121
4.实验装置如图Z121所示,在一个厚壁玻璃筒里放一块浸有少量乙醚(乙醚极易挥发)的棉花,用力把活塞迅速下压,棉花就会立即燃烧。
根据该实验现象得出的下列结论正确的是( D )
A.气体比液体更容易被压缩
B.浸有少量乙醚可以降低棉花的着火点
C.活塞迅速下压,乙醚蒸气液化放出热量,使棉花燃烧
D.外界对物体做功时,物体的内能会增加
【解析】棉花的着火点不能降低,棉花燃烧是因为棉花的内能增加,增加的内能来自于压缩气体做功。
5.现有量杯、小酒杯(能浮在量杯中的水面上)、水和形状不规则的小石块,通过实验测石块:
①体积,②在水中受到的浮力,③质量,④在水中受到的压强。
能完成的是( C )
A.①B.①②
C.①②③ D.①②③④
6.在科学探究中,常把直接测量有困难的量转换成便于测量的量来研究,这种方法称之为转换法。
例如在探究物质吸热升温的属性时,沙子和水吸收热量的多少不便直接测量,可以通过测量加热时间的长短来比较吸热的多少。
下述实验中采用了转换法的是( A )
A.在探究影响动能大小的因素时,动能大小的比较方法
B.在探究阻力对物体运动的影响时,推理出物体不受阻力时的运动状态
C.在探究串联电路电流特点时,换用不同灯泡及改变电源电压,多次实验
D.在探究压力对滑动摩擦力的影响时,保持接触面粗糙程度不变,改变压力
【解析】动能大小不便于比较,常转换为物体运动距离的远近不同来比较。
7.1648年帕斯卡做了著名的“裂桶实验”,他在一个密闭的、装满水的木桶桶盖上插入一根细长的管子,然后在楼房的阳台上往管子里灌水。
结果,只灌了几杯水,桶就裂开了。
该实验现象说明了决定水内部压强大小的因素是
( B )
A.水的密度B.水的深度
C.水的体积D.水的重力
【解析】液体的压强由液体的密度和液体的深度决定。
8.有一种运动叫蹦极,如图Z122所示为蹦极运动的简化示意图,弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员。
运动员从O点自由下落,A点处弹性绳自然伸直,B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点,C点是蹦极运动员到达的最低点,运动员从O点到C点的运动过程中忽略空气阻力,则( D )
A.从O点至C点运动员速度一直减小
图Z122
B.从O点至A点运动员机械能不守恒,从A点至C点机械能守恒
C.从O点至A点过程中运动员速度增大,从A点至C点过程中运动员速度减小
D.从O点至B点过程中运动员速度增大,从B点至C点过程中运动员速度减小
9.如图Z123所示,滑动变阻器和灯泡L分别标有“20Ω1.0A”和“2.5V0.3A”的字样。
只闭合开关S1,调节变阻器滑片到中点位置时,电流表A1、A2示数均为0.3A;若保持变阻器滑片位置不动,再闭合开关S2,电流表A1示数变为0.4A。
不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( D )
图Z123
A.电流表A2示数仍为0.3A,灯泡L正常发光
B.要使小灯泡正常发光,变阻器滑片应向右调节
C.闭合开关S2前后,变阻器的电功率变化了0.1W
D.电流表A2示数减小为0.18A
10.在探究一个用电器中电流随电压变化关系时,李芳连接好的电路如图Z124所示,闭合开关,发现电流表、电压表均有示数,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数都不变化。
李芳连接的电路有不妥之处,改正的方法是( D )
图Z124
A.将导线K的a端移至接线柱A
B.将导线L的b端移至接线柱B
C.将导线L的b端移至接线柱D
D.将导线M的c端移至接线柱B
【解析】滑动变阻器的连接应该一上一下,当测用电器中电流随电压变化关系时,电压表应并联在用电器两端,而不能并联在电源两端。
二、简答题(每空格1分,共19分)
11.小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。
如图Z125所示。
图Z125
(1)实验中小明是通过观察__泡沫的形变程度__来比较压力的作用效果。
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是__当受力面积大小相同时,压力越大,压力的作用效果越明显__。
(3)小华同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示。
他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:
压力作用效果与受力面积无关。
你认为他在探究过程中存在的问题是__没有控制压力大小相同__。
【解析】
(1)实验中压力的作用效果是使泡沫发生形变,所以可通过比较泡沫形变程度的不同,比较压力作用效果。
(2)甲、乙实验的变量是压力大小,控制的变量是受力面积的大小。
甲、丙实验装置的变量是受力面积的大小,控制的变量是压力大小。
(3)丁图所示实验有两个变量,没有做到控制变量。
12.小敏在实验室进行了如图Z126所示实验(所用弹簧测力计的单位是“N”),先后用弹簧测力计测物块在空气中和在盛满水的溢水杯中的拉力。
图Z126
(1)物块受到水的浮力是__2__N。
(2)物块浸入溢水杯前后,杯底受到水的压强__不变__(选填“变小”“不变”或“变大”)。
13.[2015·遵义]小明在做探究“平面镜成像特点”的实验时,将玻璃板M竖直放在水平桌面上,取两支相同的蜡烛A和B,将蜡烛A放置于玻璃板前固定并点燃。
如图Z127所示:
图Z127
(1)在蜡烛A所在侧透过玻璃板观察到另一侧蜡烛A的像,并移动玻璃板后面的蜡烛B,使它与蜡烛A所成的像重合,看上去蜡烛B也被点燃,以此可以确定蜡烛A所成像的位置。
他主要采用的研究方法是__替代__(选填“控制变量”“替代”或“理想模型”)法。
(2)小明在蜡烛B处做好标记,测得B到A的距离为10cm,再移出蜡烛B,将玻璃板平移到B位置,此时所成像与前一次成像的大小比较将__不变__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
第二次所成像到蜡烛A的距离为__20__cm。
14.[2015·益阳]一摞物理作业本共有n(n约为50)本,放在水平桌面上,如图Z128所示。
要测出这摞作业本对桌面的压强,请你完成下列问题。
图Z128
(1)这摞作业本重约为__B__(选填序号)。
A.2N
B.20N
C.100N
(2)需要的测量工具是__天平、刻度尺__。
(3)简要叙述你测量的方法__用天平测出作业本的质量m,用刻度尺测出作业本的长度L与宽度d__。
(4)作业本对桌面的压强是__p=
__(可用公式或文字表述)。
15.在探究“水的沸腾”的实验中,甲、乙两组同学分别使用A、B两套装置(如图Z129图甲所示)来完成实验。
图Z129
(1)图乙a、b所示的是观察水沸腾实验中出现的两种情景,其中水沸腾时的情景为__a__(选填“a”或“b”)。
(2)观察水沸腾时温度计的示数如图丙所示,他们所测水的沸点是__103℃__。
他们所选择的装置应是__A__(选填“A”或“B”)。
(3)分析评估A、B两套装置:
__A装置热量损失少,实验耗时少,但所测水的沸点不是当地当时气压下的沸点。
B装置热量损失多,实验耗时多,但所测水的沸点是当地当时气压下的沸点__。
【解析】液体沸腾时,气泡是“上大下小”。
实验装置中烧杯口用纸板盖住,可以减少热量的损失,但增大了烧杯内的气压。
图Z1210
16.如图Z1210所示为分别测量小灯泡L的阻值RL和定值电阻R后得到的IU关系图线。
由图可知,随着电压的升高,L的阻值逐渐变__大__,R的阻值为__10__Ω。
图Z1211
17.[2014·资阳]如图Z1211所示,光滑带槽的长木条AB(质量不计)可以绕支点O转动,木条的A端用竖直细绳连接在地板上,OB=0.4m。
在木条的B端通过细线悬挂一个高为20cm的长方体木块,木块的密度为0.8×103kg/m3。
B端正下方放一盛水的溢水杯,水面恰到溢水口处。
现将木块缓慢浸入溢水杯中,当木块底面浸到水下10cm深处时,从溢水口处溢出0.5N的水,杠杆处于水平平衡状态。
然后让一质量为100g的小球从B点沿槽向A端匀速运动,经4s的时间,系在A端细绳的拉力恰好等于0N,则小球的运动速度为__0.13__m/s。
(g取10N/kg)
三、实验探究题(第18、21题每空格1分,第19、20、22题每空格2分,共51分)
18.[2014·绍兴]探究影响物体弹性势能大小的因素,选择弹簧进行研究。
将光滑水平面与光滑斜面连接,如图Z1212。
图Z1212
实
验
序
号
弹
簧
弹簧长度/cm
弹簧
材料
压缩量/cm
小球在斜面A上高度/m
小球在斜面B上高度/m
1
甲
20
合金1
2
0.18
0.18
2
甲
20
合金1
3
0.40
0.40
3
乙
20
合金2
2
0.22
0.22
4
丙
30
合金1
2
0.12
0.12
5
丁
30
合金2
2
0.15
0.15
①将甲弹簧放置在水平面上,用小球压缩弹簧2cm,释放后,小球滚上A斜面,记录小球在斜面最高点时的高度,重复三次,取平均值记录在表中。
更换B斜面,重复实验;
②压缩甲弹簧3cm,重复实验①步骤;
③换用不同弹簧,重复实验①步骤。
(1)实验中,通过观察__小球到达斜面的高度__判断弹簧弹性势能的大小。
(2)比较__1与2__(选填实验序号),说明弹簧的弹性势能大小与弹簧的形变大小有关。
(3)由实验结果可知,弹簧的弹性势能大小还与弹簧的__长度、材料__有关。
19.下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。
(每个钩码重0.5N)
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向__右__(选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)如图Z1213图甲所示,在杠杆A点处挂4个钩码,则在B点处应挂__6__个同样的钩码,杠杆仍然在水平位置平衡;把B点处的钩码取下,在B点处施加一个竖直向下的拉力F=__3__N时,杠杆仍然在水平位置平衡。
当拉力F向右倾斜时,仍要保持杠杆在水平位置平衡,拉力F的大小将__变大__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
图Z1213
(3)如果小王又进行了如图乙所示的探究,考虑杠杆__重力__的影响,发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时,则弹簧测力计的示数应大于__3__N。
【解析】
(1)杠杆静止时,杠杆左端下沉,说明右端偏高,平衡螺母需向右调节。
(2)设杠杆每个格的长度为l,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:
FAlA=FBlB,4G·3l=FB·2l,解得FB=6G;若在B点处施加一个竖直向下的拉力,则FB=6G=6×0.5N=3N;若拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,力变大。
(3)若不计杠杆的重力,根据杠杆的平衡条件:
F向上l向上=F向下l向下,F′·3l=3G·6l;解得F′=6G=6×0.5N=3N。
由于杠杆的重心在杆的中点,方向竖直向下,重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动,所以弹簧测力计的示数应大于3N。
20.[2014·杭州]为测量规格“6.3V0.15A”小灯泡的额定功率,提供的实验器材有:
蓄电池(输出电压约10V)、滑动变阻器(有“10Ω2A”、“50Ω1.5A”两种规格)、电流表、电压表各一只。
(1)如图1214所示为小张测量时所连接的部分实物连线图,请你根据电路图补全实物连线图。
图Z1214
【答案】如答图所示。
第20题答图
(2)实验中,小徐同学选择了规格为“10Ω2A”的滑动变阻器,你预计会出现什么现象?
说明理由。
现象:
__小灯泡烧坏(或不正常发光)__。
理由:
__滑动变阻器与小灯泡串联,两者电压之比等于电阻之比。
R滑≤10Ω,滑动变阻器的阻值太小,所以滑动变阻器分担的电压过少,小灯泡的实际电压大于额定电压__。
(3)在某次测量中,电流表、电压表读数如图Z1215所示,则电流表读数为__0.08A__,电压表读数为__2.5V__,此时应如何改变滑动变阻器的阻值才能测量小灯泡的额定功率?
__变小__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
图Z1215
21.某学习小组利用如图Z1216甲体验“模拟引力”之后,进一步思考:
绳子的拉力大小与什么因素有关?
并提出了如下猜想:
猜想A:
与小球的质量大小有关;
猜想B:
与小球运动的快慢有关;
猜想C:
与绳子的长度有关。
图Z1216
为了验证猜想,学习小组进行了如图乙所示实验探究。
用一根细绳子的一端拴住一个小球,用手抓住绳子的另一端,抡动细绳,让小球在光滑水平面上做圆周运动。
实验中,用手感受绳子的拉力大小。
做几次实验后,得到实验数据如下表。
实验
次数
小球的
质量/g
运动的快慢
绳子的长度/cm
绳子的拉力
1
15
慢
10
很小
2
20
慢
10
小
3
20
快
10
大
4
20
快
15
很大
(1)实验中,小球在竖直方向上受到的__重__力和__支持__力是一对平衡力(不计空气阻力)。
(2)实验中,在绳子拉力的作用下,小球的运动方向不断改变。
这一现象可说明绳子拉力的作用效果是__改变物体的运动状态__。
若绳子断了,小球__不能__(选填“能”或“不能”)继续做圆周运动。
(3)分析对比实验次数1、2的数据,可以初步验证猜想__A__。
分析对比实验次数2、3的数据,可以初步得出的结论是:
__绳子的拉力大小与小球运动的快慢有关,在小球的质量、绳子的长度一定时,小球运动越快(速度越大),绳子的拉力就越大__。
22.[2015·遂宁]小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡,她想知道小灯泡正常工作时的电阻,于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路,电源电压恒定不变。
甲 乙
图Z1217
(1)小丽测小灯泡电阻的实验原理是__I=U/R__。
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整(要求滑片向左移灯泡变亮),并在虚线框内画出电路图。
【答案】如答图所示。
第22题答图
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,她发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,其故障原因是__小灯泡短路__。
(4)故障排除后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常工作时的电阻是__10__Ω。
(5)完成上述实验后,小丽向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图Z1218所示的实验电路,测出了小灯泡的额定功率,请你帮她完成下列实验步骤。
图Z1218
①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点__2__(选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为__3.8__V;
②保持滑片的位置不动,再将开关S2拨到触点__1__(选填“1”或“2”),读出电压表的示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式为P额=__3.8V×(U-3.8V)/R0__(用已知量和测量量表示)。
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- 专题十二 实验与探究三 物理探究 专题 十二 实验 探究 物理