专题复习11 物理实验

专题复习十一 物理实验第五部分 二轮专题复习 要点测量密度的原理：m/V。1.测物质密度：用天平测量物质的质量，利用量筒或量杯测量液体和 不规则形状固体的体积，由公式m/V就可以计算出物质的密度。2.用天平、量筒测量固体或液体的密度应注意的先后次序：测量固体 密度时，应先测质量后测体积；而测量液体密度时，应先测液体和 烧杯的总质量，然后倒取液体到量筒中测量体积，再测量烧杯和剩 余液体的质量。这样测量的结果比较准确。3.测固体密度的具体表达式是：m/(V 2V1)；测液体密度的具体表达式是：(m1m2)/V。 热点考向1 测量物质的密度 典例1(2019乌鲁木齐)小明在实验室里测量一金属圆柱体的密度。(1)在调节托盘天平横梁平衡时，小明发现指针在分度盘中央刻线右侧摆动，他应向_端调节平衡螺母，依据的原理是_(填“杠杆”或“二力” )平衡。左杠杆解析指针在分度盘中央刻线右侧摆动，说明右侧力与力臂的乘积大于左侧力与力臂的乘积，根据杠杆平衡原理可知，他应向左端调节平衡螺母； 答 案 解 析 (2)天平平衡时，右盘中砝码和游码的位置如图甲所示，则圆柱体的质量是_g；将圆柱体放入盛有70cm 3水的量筒中，量筒中的水面如图乙所示，则圆柱体的密度是_kg/m 3；若圆柱体与量筒底部接触紧密，圆柱体放入量筒后水对量筒底部的压力_(填“大于”、“小于”或“等于” )圆柱体放入量筒前水对量筒底部的压力。 答 案 解 析 解析由图甲所示可知，金属块的质量m20g5g2g27g； (2)天平平衡时，右盘中砝码和游码的位置如图甲所示，则圆柱体的质量是_g；将圆柱体放入盛有70cm 3水的量筒中，量筒中的水面如图乙所示，则圆柱体的密度是_kg/m 3；若圆柱体与量筒底部接触紧密，圆柱体放入量筒后水对量筒底部的压力_(填“大于”、“小于”或“等于” )圆柱体放入量筒前水对量筒底部的压力。27 2.7103 答 案 解 析 小于 典例2有一种巧妙测量人体血液密度的方法，测量前需先用天平和量筒测定几种硫酸铜溶液的密度备用。(1)测量前，应把天平放在_上，当移动游码至零刻度处时，指针偏向分度盘的左侧，则应将平衡螺母向_调，使指针指在分度盘的中央。水平台右解析用天平测量物体的质量时，首先把天平放在水平台上，把游码放在标尺左端的零刻线处，然后调节平衡螺母，使横梁平衡，在调节过程中，若指针偏向分度盘的左侧，应将平衡螺母向右边调节。 答 案 解 析 (2)接下来的测量步骤如下：往空烧杯中倒入适量的硫酸铜溶液，测出烧杯和溶液的质量为49.2g；将烧杯中的一部分溶液倒入量筒，读出量筒中溶液的体积为20m L；测出烧杯和剩余溶液的质量，砝码及游码的位置如图所示。 答 案 解 析将下面的实验记录表填写完整：烧杯和溶液的质量/g烧杯和剩余溶液的质量/g量筒中溶液的质量/g量筒中溶液的体积/cm 3硫酸铜溶液的密度/(gcm3)49.2 20 解析明确天平标尺的分度值，由m物m砝码m游码计算烧杯和剩余溶液的质量，从而得出倒入量筒中溶液的质量，根据 计算溶液的密度。 (2)接下来的测量步骤如下：往空烧杯中倒入适量的硫酸铜溶液，测出烧杯和溶液的质量为49.2g；将烧杯中的一部分溶液倒入量筒，读出量筒中溶液的体积为20mL；测出烧杯和剩余溶液的质量，砝码及游码的位置如图所示。 答 案 解 析将下面的实验记录表填写完整：烧杯和溶液的质量/g烧杯和剩余溶液的质量/g量筒中溶液的质量/g量筒中溶液的体积/cm 3硫酸铜溶液的密度/(gcm3)49.2 20 28.2 21 1.05 (3)测定血液密度时，具体操作如下：在几支试管中分别装入密度已知且不等的硫酸铜溶液；然后向每支试管中滴入一滴待测血液，只要看到哪一支试管中的血滴处于悬浮状态，就知道被测血液的密度了。这是为什么？请利用所学知识，简要分析，写出推理过程，分析推理过程：_。 答 案 解 析 过程见解析解析悬浮时，F浮G，即物gV液gV，因为浸没，排开液体的体积等于物体的体积，所以物液，即血液的密度等于硫酸铜溶液的密度。 要点 1.当一个物体在另一个物体上滑动时，摩擦力的大小与接触面的粗糙 程度有关，接触面越粗糙，摩擦力越大。摩擦力的大小还与作用在 物体表面上的压力大小有关，表面上受到的压力越大，摩擦力越大。2.将滑动摩擦力转化为一个可测的量，即实验中通常利用二力平衡条 件将摩擦力的大小转化为可观察到的弹簧测力计的拉力的示数。3.在运动过程中为使摩擦力和拉力二力平衡，注意保持物体做匀速直 线运动。热点考向2 研究滑动摩擦力的影响因素 答 案 解 析(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做_运动；根据_条件可知，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。 典例3(2019自贡)在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，实验装置如图所示，选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上，其中甲、乙两图的接触面是相同的木板，丙图的接触面是棉布。 解析实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动，此时拉力与摩擦力平衡，根据二力平衡条件可知，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数； 答 案 解 析 典例3(2019自贡)在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，实验装置如图所示，选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上，其中甲、乙两图的接触面是相同的木板，丙图的接触面是棉布。(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做_运动；根据_条件可知，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。二力平衡匀速直线 答 案 解 析 (2)由_图可以探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度关系。解析图乙和图丙，压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，可探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系；乙丙 答 案 解 析 (3)若乙装置中，木块在运动过程中拉力突然变大，滑动摩擦力将_(选填“不变”、“变大”或“变小” )。解析由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，即使拉力增大，滑动摩擦力也不变；不变 答 案 解 析 (4)评估此实验方案的不足之处是_。(答出一条即可)解析实验中需拉动木块做匀速直线运动时进行读数，很难保证其一直做匀速直线运动，会造成测力计的读数困难。不能保证木块一直做匀速直线运动 答 案 解 析(1)实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，根据_知识，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。 典例4(2019黔东南)用如图所示的装置探究摩擦力跟接触面粗糙程度的关系，实验所用器材有：木块、长木板、棉布、毛巾和弹簧测力计。 解析用弹簧测力计匀速直线拉动木块时，木块在水平方向上受到的力是平衡力，根据二力平衡的知识，此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小。 答 案 解 析 典例4(2019黔东南)用如图所示的装置探究摩擦力跟接触面粗糙程度的关系，实验所用器材有：木块、长木板、棉布、毛巾和弹簧测力计。(1)实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，根据_知识，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。二力平衡 答 案 解 析 (2)第一次实验中弹簧测力计的示数如图所示为_N，分析表中数据可以得出的结论是_。1.2在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大解析读图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，故弹簧测力计的示数为1N0.2N11.2N。根据题意和表中数据可知，压力相同，三次实验中木块与接触面的粗糙程度不同，可以得出的结论是：摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。实验次数1 2 3接触面情况木块和长木板木块和棉布木块和毛巾摩擦力/N 2.0 2.5 答 案 解 析 (3)实验结束后，小丽想探究摩擦力是否与压力大小有关，她用弹簧测力计测出木块在长木板上的摩擦力为F1后，将一重物放在木块上，再次用弹簧测力计测出木块在同一长木板上的摩擦力为F2，由数据知道F1F2，由此得出的结论是_。在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动解析根据再次实验的条件可知，接触面的粗糙程度相同，改变了压力，可得出的结论是：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。摩擦力越大 要点1.实验原理：根据欧姆定律的公式IU/R，推导出公式RU/I。2.减少误差的方法：多次测量取平均值。热点考向3 伏安法测电阻 答 案 解 析 典例5在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，如图是连接的部分电路。请按要求完成下列问题：(1)用笔画线代替导线，将图1中的电路连接完整。 解析将滑动变阻器上方任一接线柱与开关的左接线柱相连，如下图所示： 答 案 解 析答案见解析图示 典例5在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，如图是连接的部分电路。请按要求完成下列问题：(1)用笔画线代替导线，将图1中的电路连接完整。 答 案 解 析 (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于_(选填“左”或“右” )端。右解析闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值最大，即将滑片滑到最右端； 答 案 解 析 (3)连接好电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，小灯泡始终不发光，电压表示数始终为0，电流表示数有变化，则出现故障的原因可能是_。灯泡短路解析电流表有示数，说明电路为通路；电压表示数为零，灯泡不亮，说明灯泡被短路； 答 案 解 析 (4)排除故障后，闭合开关，移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图2所示，此时小灯泡的电阻为_。12.5解析根据图2可知，电流表的量程为00.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A，根据欧姆定律的推导公式RU/I计算即可。 答 案 解 析 典例6(2019东营)物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电阻”实验时，准备了以下器材：小灯泡(额定电压为2.5V)、电流表(00.6A,03A)、电压表(03V,015V)、开关、两节干电池、滑动变阻器、导线若干。如图甲为该小组连接的实物图。(1)请指出实物图连接的两处错误。_；_。 解析由图甲可知，电流从电流表的负接线柱流入，从正接线柱流出，故错误是：电流表的正负接线柱接反了；滑动变阻器没有按“一上一下”的方式串联在电路中，故错误是：滑动变阻器同时接了上面两个接线柱。 答 案 解 析 典例6(2019东营)物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电阻”实验时，准备了以下器材：小灯泡(额定电压为2.5V)、电流表(00.6A,03A)、电压表(03V,015V)、开关、两节干电池、滑动变阻器、导线若干。如图甲为该小组连接的实物图。(1)请指出实物图连接的两处错误。_；_。电流表的正负接线柱接反了滑动变阻器同时接了上面两个接线柱 答 案 解 析 (2)正确连接电路后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片置于某位置时，电流表和电压表的示数如图乙、丙所示，电流表示数为_A，则小灯泡电阻为_。(计算结果保留一位小数) 解析由图乙可知，电流表选择的量程为00.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.24A，由图丙可知，电压表选择的量程为03V，分度值为0.1V，电压表示数为2.3V，由欧姆定律得，小灯泡的电阻：R 9.6。 答 案 解 析 (2)正确连接电路后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片置于某位置时，电流表和电压表的示数如图乙、丙所示，电流表示数为_A，则小灯泡电阻为_。(计算结果保留一位小数) 0.249.6 答 案 解 析 (3)改变滑动变阻器滑片的位置，记录下不同时刻的电压值和电流值，并计算出小灯泡在不同电压下的电阻值，数据处理表格如下所示，其中有一处是不恰当的，这一处是_，原因是_。实验次数电压/V电流/A电阻/平均电阻/1 1.0 0.17 5.9 7.72 1.4 0.18 7.83 1.8 0.22 8.24 2.0 0.23 8.7 解析由表格数据可知，小灯泡在不同电压下的电功率不同，亮度不同，温度不同，灯泡的电阻值也不同，求平均电阻没有意义，故不恰当之处是：计算小灯泡电阻的平均值。原因是：小灯泡的电阻受温度的影响，且随温度的升高而增大，不能求电阻的平均值。 答 案 解 析 (3)改变滑动变阻器滑片的位置，记录下不同时刻的电压值和电流值，并计算出小灯泡在不同电压下的电阻值，数据处理表格如下所示，其中有一处是不恰当的，这一处是_，原因是_。小灯计算小灯泡的平均电阻小灯泡的电阻受温度的影响，且随温度的升高而增大，不能求电阻的平均值实验次数电压/V电流/A电阻/平均电阻/1 1.0 0.17 5.9 7.72 1.4 0.18 7.83 1.8 0.22 8.24 2.0 0.23 8.7 答 案 解 析 (4)该小组又利用这个电路测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器滑片使电压表示数为_V，若此时电流表示数为0.25A，则小灯泡的额定功率为_W。0.625 2.5解析要测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器滑片使电压表示数等于灯泡的额定电压2.5V；若此时电流表示数为0.25A，则小灯泡的额定功率：PUI2.5V0.25A0.625W。 要点1.学会用简单的器材研究杠杆的平衡条件。2.能根据实验数据说出平衡条件的数学表达式。3.调节杠杆平衡必须在挂钩码之前完成。通过调节两端的平衡螺母，若杠杆左高右低，则应使平衡螺母向左调节，反之亦然。在实验前，应使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了消除杠杆自身重力给实验带来的影响。4.实验时，注意使杠杆在水平位置平衡，这样的位置可使动力臂、阻力臂的大小直接根据杠杆上刻度来读出。热点考向4 研究杠杆的平衡 答 案 解 析 典例7小明和小红利用如图甲所示装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。(1)如图甲，为使杠杆在水平位置平衡，应将左端的平衡螺母向_(选填“左”或“右” )移动。右解析如图甲杠杆右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动。 答 案 解 析 (2)小明在实验中记录了三次实验数据如下表：由实验数据可得，杠杆的平衡条件是_。F1l1F2l2解析实验1、2、3都符合F 1l1F2l2，所以由实验数据可得杠杆的平衡条件是F1l1F2l2。实验数据次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm1 1.0 10 0.5 202 2.0 10 1.0 203 2.0 20 4.0 10 答 案 解 析 (3)小红调节杠杆平衡后，在杠杆的两端挂上钩码，杠杆的状态如图乙所示，为此，小红又调节两端的平衡螺母，使杠杆重新回到水平平衡位置。然后正确记录下钩码重，动力臂OA和阻力臂OB的值。分析实验数据后发现得不到教材中的“杠杆的平衡条件”。小红的哪一步操作导致了实验结果与教材中的结论不一样？答：_。实验中不能再调解析若在杠杆的支点两侧挂上钩码后，杠杆不在水平位置平衡，此时不能再移动平衡螺母，应该改变钩码的数量或位置，使杠杆在水平位置重新平衡。节两端的平衡螺母 答 案 解 析 典例8在探究杠杆平衡条件的实验中：(1)实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端高，要使杠杆在水平位置平 衡，应将杠杆左端的螺母向_调节。解析杠杆左端低，右端高，平衡螺母向上翘的右端移动，才能使杠杆在水平位置平衡。右 答 案 解 析 (2)如图甲，在杠杆的左端A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右端B处挂同样钩码_个。解析设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表l，图甲中，杠杆的左端：4G3l12Gl，B处的力臂为4l，杠杆的右端：F 24l12Gl，解得F23G，即在B处挂3个同样的钩码。 3 答 案 解 析 (3)如图乙，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，要使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将_(填“变大”、“变小”或“不变” )，其原因是_。解析如图乙，弹簧测力计在杠杆C处时，竖直向上拉也可使杠杆平衡；弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OC，弹簧测力计倾斜拉杠杆，拉力的力臂小于OC，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大。变大其力臂变小 要点1.实验电路：2.实验原理：PUI。3.需测量的量：小灯泡两端的电压，通过小灯泡的电流。热点考向5 伏安法测电功率 4.选择电路元件时，注意电压表量程大于小灯泡的额定电压，注意电流 表量程大于小灯泡的额定电流。电源电压应大于小灯泡的额定电压。5.在操作过程中，测定额定功率时注意眼睛观察电压表示数，记录电流 表示数即可。 答 案 解 析 典例9(2019兰州)为了研究小灯泡在不同电压下工作时(实际电压不允许超过额定电压的五分之一)，消耗的电功率是否相同，某同学选取一个额定电压为2.5V的小灯泡。(1)请你帮他设计电路，并在下面方框内画出电路图； 解析研究小灯泡在不同电压下工作时(实际电压不允许超过额定电压的五分之一)，消耗的电功率是否相同，应该用电压表测量出灯泡电压，用电流表测出此时灯泡的电流，根据PUI求灯泡的实际功率，为得出普遍性的规律，要多次测量，故要将滑动变阻器串联在电路中，如下图所示： 答 案 解 析 典例9(2019兰州)为了研究小灯泡在不同电压下工作时(实际电压不允许超过额定电压的五分之一)，消耗的电功率是否相同，某同学选取一个额定电压为2.5V的小灯泡。(1)请你帮他设计电路，并在下面方框内画出电路图；答案如上图所示 答 案 解 析 (2)他还准备了：蓄电池(6V)，电流表(00.6A03A)、电压表(03V015V)、滑动变阻器R1(100.6A)、滑动变阻器R2(500.6A)、开关、导线若干。为了完成实验，应选择滑动变阻器_接入电路，电压表选用_量程；(3)由实验测得，通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线如图所示。由图可知，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是_A，此时消耗的电功率为_W； 解析小灯泡在额定电压下正常发光，由通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线可知，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是0.2A，此时消耗的电功率为：PULI2.5V0.2A0.5W；灯正常发光时变阻器分得的电压： 答 案 解 析 (2)他还准备了：蓄电池(6V)，电流表(00.6A03A)、电压表(03V015V)、滑动变阻器R1(100.6A)、滑动变阻器R2(500.6A)、开关、导线若干。为了完成实验，应选择滑动变阻器_接入电路，电压表选用_量程；R203V(3)由实验测得，通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线如图所示。由图可知，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是_A，此时消耗的电功率为_W；0.20.5 答 案 解 析 (4)通过数据分析可以得出：_。小灯泡在不同电压下的功率不同解析由图中数据可知，灯的电压为U11.5V时，通过的电流为I10.15A，灯的实际功率：P1U1I11.5V0.15A0.225W；同理，当灯的电压为3V时，通过的电流约为0.22A，灯的实际功率为0.66W，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是0.2A，此时消耗的电功率为0.5W；所以，小灯泡在不同电压下的功率不同。 答 案 解 析(1)请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整。 典例10(2019眉山)在“测定小灯泡的功率”的实验中，选用了如图甲所示的器材，其中电源为3节新干电池，小灯泡的额定电压为2.5V(小灯泡的额定功率小于1W)，滑动变阻器标有“ 251A”。 答 案 解 析 典例10(2019眉山)在“测定小灯泡的功率”的实验中，选用了如图甲所示的器材，其中电源为3节新干电池，小灯泡的额定电压为2.5V(小灯泡的额定功率小于1W)，滑动变阻器标有“ 251A”。(1)请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整。答案如图 答 案 解 析 (2)连接电路过程中，滑片P应置于_端。(选填“ A”或“ B” )解析为确保电路安全，在开关闭合前，应将变阻器滑片P滑至B端；B 答 案 解 析 (3)闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡几乎不发光，两电表均有较小示数且保持不变，则故障可能是_。解析无论怎样移动滑片P，小灯泡几乎不发光，两电表均有较小示数且保持不变，这说明滑动变阻器起不到调节电阻的作用，两表示数较小，说明滑动变阻器阻值较大，故障原因是滑动变阻器接了下面的两个接线柱A、B；滑动变阻器同时接A、B接线柱 答 案 解 析 (4)排除故障后，移动滑动变阻器P到某处时，电压表示数为2V，若要测小 灯泡的额定功率时，应将滑片P向_端移动(选填“ A”或“ B” )。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是_A，小灯泡的额定功率是_W。 解析电压表示数为2V2.5V，根据串联电路分压的规律可知，需减小滑动变阻器两端电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向A移动；当小灯泡正常发光时，电流表的示数是0.24A，所以其额定功率PUI2.5V0.24A0.6W； 答 案 解 析 (4)排除故障后，移动滑动变阻器P到某处时，电压表示数为2V，若要测小 灯泡的额定功率时，应将滑片P向_端移动(选填“ A”或“ B” )。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是_A，小灯泡的额定功率是_W。A0.24 0.6 答 案 解 析 (5)利用该电路继续探究电流跟电阻的关系时，需将小灯泡换成适当的定值电阻R，其他器材不变。若实验时保持电压表示数为2V不变，则更换的电阻阻值不能大于_。 解析在探究电流跟电阻的关系的实验中，保持电阻两端的电压为2V不变，滑动变阻器两端分压为：4.5V2V2.5V，定值电阻与滑动变阻器串联，通过它们的电流相等，滑动变阻器分压与定值电阻分压之比为2.5V 2V5 4，滑动变阻器最大阻值为25欧姆，则定值电阻最大阻值为R25 20。 答 案 解 析 (5)利用该电路继续探究电流跟电阻的关系时，需将小灯泡换成适当的定值电阻R，其他器材不变。若实验时保持电压表示数为2V不变，则更换的电阻阻值不能大于_。20