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物理探究与计算训练（一） 姓名1、 在测定石子的密度的实验中，同学们采用了两种实验方案，并从方法、器材、可行性等方面方案一方案二器材：天平、砝码、量筒、水、石子、细线器材：测力计、烧杯、水、石子、细线步骤：用天平测出石子的质量m24g；往量筒中倒入适量的水，测出量筒中水的体积1； 。步骤： 石子用线系好，用测力计测出石子的重力G=0.3N 。表达式： 表达式： 评价：方法比较合理；器材也不复杂；质量测量较准确，体积测量误差较小，此方案可行。评价：方法简单；器材较少，； 。对方案进行了适当的评价。请你帮助他们完成实验报告。2、在测定小灯泡额定功率的实验中 (所用灯泡的额定电压U0=3.8V)。 (1)王强小组采用图17的方案，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片P，灯都不亮，电流表示数始终为0，电压表示数约为6V，则电路中出现的故障可能是_ _；排除故障后，调节滑动变阻器，直到电压表的示数为3.8V，观察到电流表示数如图18所示，则小灯泡的额定功率为_W。 图17图18图19图20(2)姚远小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知，电阻R的阻值已知)。电路如图19所示，请你在图20中按电路图用笔画线代替导线连接好电路； 开关S拔到位置1，移动滑片P至任一位置，读出电流表示数I1；开关S拔到位置2，滑片位置不动，读出电流表示数I2 先算出灯泡的电阻RL=_（请你用所测的物理量表示），再根据，计算灯泡的额定功率。他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是 _ _。仔细分析后，他们认为要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为 。3液态的露和固态的霜都是水蒸气凝结成的。水蒸气有时候会凝结成露，有时候会凝结成霜。（1）是什么因素影响水蒸气凝结成露还是霜？请提出你的一个猜想。（2）请设计一个实验检验你的猜想（写出主要的实验步骤）。4、物理活动课上，张老师做了一个有趣的实验：将一个黄色的乒乓球和一个玻璃球全部埋入装有米的大烧杯中，摇晃烧杯一段时间，乒乓球从米中“跑”了出来。看到这个现象，同学们十分惊讶：为什么乒乓球能“跑”出来，而玻璃球不能“跑”出来？针对这个问题同学们提出下列猜想： 猜想1：因为乒乓球体积比玻璃球大； 猜想2：因为乒乓球质量比玻璃球小。为了验证猜想是否正确，两天后，同学们用准备的一些器材进行探究：取三个塑料空瓶A、B、C，在A、B、C瓶中装入质量不等的沙子，盖好瓶盖，分别测出它们的质量和体积。把三个瓶子分别埋入盛有米的容器中，摇晃容器，观察现象。实验数据及实验现象记录如下表：（米的密度约为 1.37g/cm3）瓶子编号体积（cm3）质量（g）现象A2214.4“跑”出米面B2848.6未“跑”出米面C14460.2“跑”出米面分析上述实验数据及现象后回答：猜想1 ，猜想2 。（选填“正确”或“错误”）你认为乒乓球能从米中“跑”出来的原因是 。运用这个现象所隐含的物理知识，能解决生活中的什么问题（试举一例或说出你的一个设想）？ 8、去年暑假小明参加学校的生存夏令营，学到了一些许多野外生存的知识与技能。(1)用影子辨别方向。如图，中午前后，用描点的方法在地面上画出竖直杆阴影顶端的运行轨迹，找出其中距O最近的点A，则OA就指示_(南北/东西)方向，这一技能应用的光学知识是：_。(2)由于声音具有能量，为了防止触发雪崩，在攀登雪山时应禁止_。(3)在野外取火时一般使用防风打火机，其特别之处是比普通打火机在出气口上方多了一个金属网罩。风将火焰吹灭后，机内喷出的燃气经过灼热的网罩时又被再次点燃。为保证良好的防风功能，制成网罩的金属必须具有_ 和_的属性。若不慎遗失了火种，则可用的取火的办法有(只要求写一个) _ _，其中蕴含的物理知识是_ _。(4)野外宿营时，为防止岩石坠落，不能选择在悬崖下扎营；为防山洪，雨季不能在山谷、溪流旁宿营；为了避开滑坡，不能在陡坡上驻扎。上述三个现象中包含的能量转化是 _。10、阅读图文，回答问题。与 伟 大 同 行这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置!仔细观察后回答：(1)装置中的两个配重的重量不等，释放后大配重下降，小配重上升；通过反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度_(填变化情况)，原因是_。实现的能量转化是：_。(2)实验中科学家某次测得了的数据如下：小配重重力G小=100N，大配重重力G大=520N每升降一次配重各自移动的距离h=1m，热量计中水的质量m=500g，升降次数与水温变化的关系：升降次数123456温度变化/0.20.390.590.780.981.18通过分析数据，科学家得出了结论：在上述现象中能量是守恒的!请你帮他补出计算、判断过程(只需分析一次实验)：(3)本实验中的误差主要来源于_ _。(4)知道吗？那个著名物理学家叫焦耳!那个伟大的定律叫能量守恒!刚才你所经历的正是这个伟大工作的一个缩影。对此谈谈你的感受：_ _。13大气压随高度的升高而降低，一支登山队测出了几个高度的大气压，如下表所示。高度h/km大气压p/105Pa01.010.40.970.80.921.40.862.00.79（1）请你根据表中的数据，在坐标中作出大气压随高度变化的图像。（2）根据图像，可以看出大气压随高度变化的数量关系大致为： （3）当高度为1km时，大气压约为 Pa。当高度为3000km时，已到了大气层的边缘，此处的大气压约为 Pa。（4）除了高度，大气压还与什么因素有关？请提出你的一个猜想： 。14如图所示，是王燕同学连接的测电阻Rx的电路。（1）电路中有一根导线连接错了，请你在接错的导线上打一个叉，并画出正确的连线。（2）在方框中根据改正后的电路画出电路图。（3）实验中测出了如下表所示的数据，其中第3次测量时电流表的表盘如图16所示，请你读出电流值填在表格中。电阻测量值Rx 。次数第1次第2次第3次电压（V）253035电流（A）131515阅读短文，并回答问题“孤帆一片日边来”，唐朝大诗人李白的这句诗似乎是为今天的太阳帆吟诵的。现代科学发现，光对被照射物体确实具有力的作用，科学家正力图用这一原理制造“太阳帆”，用它为太空飞船提供动力，以实现星际旅行。吹动太阳帆的“风”，不再是吹动普通风帆的气流，而是太阳光形成的“光子流”。（1）你认为这种“光子流”的速度应为_km/s。研究表明，在地球附近，一个正对着太阳的面积为1.0106 m2的平整光亮表面，受到的太阳光的压力约为9 N。（2）太阳光对这个平面的压强为_Pa。由于光的压强非常小，即使太阳帆的面积非常大，飞船受到它的压力也是非常小的。但只要时间足够长，安装面积为1.0104 m2的太阳帆的飞船，也可能在1个月后速度超过2倍声速，1年后可获得脱离太阳系的速度！（3）关于光的压力对太空中飞船的作用，下列说法中正确的是 （ ）A只有飞船的质量很小时，光的压力才能推动它 B光的压力可以使飞船加速前进C光的压力最多可使飞船作匀速运动 D太空中光的压力可能被空气阻力所抵消在远离地球的太空，宇宙飞船中电气设备所需的电能较难补充，若将薄膜状的太阳能电池敷设在飞船巨大的太阳帆上，就能为飞船提供足够的电能。（4）太阳帆上加装太阳能电池后，太阳能将转化成_ _能和_ _能。17阅读下面短文导体容易导电，绝缘体不容易导电有一些材料，导电能力介于导体和绝缘体之间，称做半导体除了导电能力外，半导体有许多特殊的电学性能，使它获得了多方面的重要应用有的半导体，在受热后电阻迅速减小；反之，电阻随温度的降低而迅速增大利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻，热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精度高回答下列问题：(1) 如果将热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其它因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中的电流将变_(填大或小) 甲 乙(2) 上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度如果刻度盘正中的温度刻度值为20（如图甲所示），则25的刻度应在20刻度的_边（填左或右）(3) 为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内能检测大棚内的温度变化，请用图乙中的器材（可增加元器件）设计一个电路18图是杂技演员演出时的简图，根据图中的情景，从力学角度出发提出两个问题，并选其中一个问题进行解答示例：男演员跳下弹起女演员时跳板会发生什么形变？问题1： 解答： 问题2： 解答： 每升高100m，大气压降低1000Pa。 （2分）（3）0.9105，0 （2分） （4）季节、温度、气候等 （2分）29（1）电压表负接线柱和待测电阻左接线柱相连 （2分）（2）图略 （3分） （3）1.7，2.0 （2分）30（1）3105 （2分） （2）910-6 （2分） （3）B （2分） （4）机械（动），电 （2分）21(7分)解：(1)V=V2V1=456.178 m3456.163 m3 = 0.015 m3 (1分)m=V=0.6kg/ m30.015 m3 = 0.009kg (2分)（2）水吸收的热量：Q=cm(tt0) (1分)=4.2103J/(kg)1 kg(100-15) =3.57105 J (1分)（3）电能转化为热能全部被水吸收，Q=W=pt （1分）答：(1)煤气的用量是0.015m3，需要消耗煤气0.009kg(2)水吸收的热量为3.57105J(3)通电时间是476s五、综合能力题(本题3小题，共19分)22(6分)(1)问题1：女孩的重力势能怎样变化？ (2分)问题2：杠杆平衡的条件是什么？ (2分)(2)解答问题(1)：女孩的重力热能增加 (2分)(评分说明：其他答案合理也可)23(6分)(1)镜面；虚(2)器材：两块平面镜(或玻璃板)，一支铅笔(或类似物体) (1分)实验过程：模仿玻璃幕墙和旗杆，将两块平面镜(或玻璃板)竖直(或水平)错位放置，再将一支铅笔放在两平面镜(或玻璃板)交界处前方，从侧面往平面镜(或玻璃板)看去，观察铅笔在镜中所成的像是否有错位现象(如答图5) (本题也可用厚薄不同的两块平面镜或“玻璃板”做上述实验来验证其他方法正确也可本题解答无要求配图)(3)会造成光污染(其他答案合理也可得分) (1分)24(7分)(1)小 (2分)(2)右 (2分)(3)电路如答图6(本电路接上开关、滑动变阻器同样得分) (3分)25、解：(1)上月用电W用=366kWh-216kWh=150kWh (2分) (2)电能表还能容纳的电功率P=220V10A-200W-1000W-800W=200W (1分) 灯泡的盏数n=200W40W=5 (1分) (3)电热水器做功为W=Pt=lkW0.5h=0.5kWh (1分) 电能表应转的周数N=0.5kWh600r(kWh)=300r (1分) 答：(1)上月用电150kWh(2)最多还能接5盏“220V 40W”的电灯 (3)电能表的转盘应转300转 说明：用其他解法正确的同样给分26、解：(1)轮胎对地面的最大压力为F=pS=2105Pa1.510-2m2=3000N (1分) 车最大载重时总的质量为m总=Gg=Fg=3000N10Nkg=300kg 所以车的最大载重量为m载max=m总-m车=300kg-80kg=220kg (1分) (2)依题意，电能转化为机械能为W机=80W电 (1分) 所以，充一次电最多能行驶的距离为 (1分) 此过程所用时间为 (1分) 所以，摩托车的工作电流为 (1分) 或 (1分) 所以工作电流为 (1分) 答：(1)载重量最大不能超过220kg(2)充一次电以本题所述的情况行驶时，最多 能走5.6104m此过程中该车的工作电流为13A 说明：用其他解法正确的同样给分物理探究与计算训练(二) 姓名1湛江海湾大桥将在近年内完工，它横跨湛江港湾，桥型为双塔斜拉桥，是目前广东省内最大的跨海大桥，对湛江的发展有重大意义请你运用所学的物理知识简要回答下列问题：(1)大桥采用群桩基础，桩基工程由几十根大型水下钻孔灌注桩组成，每根桩的横截面积约为6m2，平均桩长50m，那么灌注l根桩需要密度为2.5103kg/m3的混凝土_kg(2)大桥的水下基坑挖掘采用了冻结法施工技术，利用低温的液态氮在基坑周围的冻结器中_吸热，使含水的沙土层形成冻结壁，便于进行掘砌施工(3)灌注大桥桥墩前，先在水下的基坑灌注了宽厚的钢筋混凝土基础，其目的是为了_.(4)假设大桥两岸海面宽为1200m，人们经渡轮过海约需20min，若大桥通车后，平均车速约为lOms，则人们乘车过海所需的时间比经渡轮过海所用的时间节省_min(5)为了确保大桥结构安全，必须限制超载车辆通过大桥小明同学设计了一个车辆超载报警器，其原理图如图14所示(未完整)，当车辆超载时，信号灯发出警报请你帮小明把电路连接完整2小明同学为了探究灯泡发光时的亮度与哪些因素有关，设计了如图15所示的电路，他分别把几只不同规格的小灯泡接入电路中，并使它们正常发光，在表中记录了有关电压、电流值和灯泡亮度情况小灯泡的序号1234567电压UV332.53648电流IA0.150.30.60.50.250.50.5亮度情况：1表示最亮，5表示最暗543332l 图15表4(1)分析比较小灯泡序号为_的数据及亮度情况，可得到初步的结论是：当通过灯泡的电流相同时，灯泡两端的电压越大，灯泡越亮(2)分析比较小灯泡序号为l、2、4的数据及亮度情况，可得到的初步结论是：_ _.(3)进一步综合分析比较表中的数据及亮度情况，你还可以发现(填1个即可)：_ _.(4)小明同学发现学生宿舍走廊的灯泡容易烧坏，你认为灯泡容易烧坏的原因可能是(填1个即可)：_，请你针对这个原因提出能延长路灯寿命的方法：_3如图11所示，电源电压为18.5V，定值电阻R010，当S1、S2都闭合且滑片P置于滑动变阻器的右端时，电流表的读数是2.22A，当S1、S2都断开且滑片P置于滑动变阻器的中点时，电流表读数为0.5A，灯泡正常发光求：（1)滑动变阻器的最大电阻值(2)灯泡的额定功率及其电阻值4如图12所示为起重机示意图。为保证起重机起吊重物时不会翻倒，在其右端配一个4.0104N的平衡重物M若不考虑起重机自身童力，该起重机可吊起的最大重物重为多少？若起重机总重力为1.2105N,与地面接触面积为0.8m2，则起重机没有起吊重物时，对地面的压强为多少？若起重机功率为5kW，它在10s内将1.0104N的物体从地面提到离地面4m的某高处，则物体被吊起的速度为多少？起重机的机械效率为多少？5如图21所示的电路中，R1=3，R2=6，只闭合开关S时电流表A1的示数是1.2A，只闭合开关S1时电流表A2的示数是0.75A，求：(1)当开关都闭合时，电流表A的示数是多大？(2)只闭合开关S1时，在1min内电流通过电阻R3产生的热量是多少？6为完成某水下工程，施工队要把一质量为4.74103kg的钢制工件从水中提起，所用起重机吊臂上的滑轮组如图22所示，(不计摩擦、绳重及水的阻力，g=10N/kg、钢=7.9103kg/m3、水=1.0103kg/m3)求：(1)工件浸没在水中所受到的浮力？(2)在工件没有露出水面前且匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%，则拉力F为多大？(3)当工件被拉出水面后在空中匀速上升2m的过程中，拉力F做了多少功？7在课外科技活动中，小强为了研究滑动变阻器的使用，他将标有“6V 3.6W”字样的小灯泡与最大阻值为20的滑动变阻器Rab接成如图23所示的电路，当闭合开关S后，他把滑动变阻器的滑片P从b端滑到Rab的中点C处时(Rac=10)，电压表的示数为6V，请你帮助小强研究下列问题(灯丝电阻不变)。求(1)小灯泡灯丝的电阻是多大？ (2)通过计算并根据计算结果说明：若滑动变阻器使用不当，可能造成的后果是什么？ (3)当滑动变阻器的滑片P滑动到b端时，请再求出与本题相关的两个物理量。8某同学用同一品牌型号如图所示的电水壶做物理实验，测得的数据填在了下面表格内请你根据以上数据进行计算与分析：(1)计算出XXl型电水壶的工作电流和壶中水所吸收的热量(2)计算出XX一2型电水壶所消耗的电能和烧水的效率(3)如果你为家里购买该品牌电水壶，你在选择型号时应该考虑到哪些问题并说明理由9家住山区小河边的晓军同学，学了浮力知识后自制了一个救生木筏，其质量为50kg，体积为0.60m3。（g=10N/kg）求：（1）救生木筏漂浮在水面上时，它所受到的浮力多大？（2）当10名同学站在救生木筏上面时，救生木筏刚好完全浸没在水中，则这10名同学的平均质量是多少？10.某工厂设计了两种淋浴器。一种是淋浴时电流直接对流动的水加热；另一种则是备有水箱，待箱中的水加热至合适的温度后再供淋浴。按一般淋浴要求：淋浴器用水的流量约为10/ ，合适的水温约50，用水时间约为5 ，加热前的水温按20考虑。一般家庭供电电路允许的最大电流为20。请根据以上情况和要求完成：（1）按淋浴器用水的流量为10/ ，每分钟用水多少kg？（2）电加热的效率为70%，他一次淋浴约消耗多少电能？（3）通过具体的计算，结合数据分析论证哪一种淋浴器不适合一般家庭选用？11在课外活动中，老师给出了下列器材：电源（电压为6V）、一个定值电阻（9）、一个滑动变阻器（最大阻值是30）、电压表、电流表、开关、和导线若干。活动中小明同学设计的电路如图12甲所示，在正确的连线和调节滑片，小明测出的数据如下表所示。实验次数12345678电压表示数(V)4.54.03.53.02.52.01.51.0电流表示数(A)0.170.220.280.340.390.440.500.56功率(W)0.770.880.981.020.980.880.750.56（）现在请你用笔画线代替导线将图12乙中的器材按照图甲所示的电路进行正确的连接（已经连接的导线不能改动）。 （）数据记录表格一中的“功率”是那个器材的功率？答： 。“功率”的变化情况是。实验次数1234电压表示数(V)4.54.03.53.0电流表示数(A)0.150.200.250.30变阻器电阻()30.020.014.010.0变阻器功率(W)0.680.800.860.90（）小明通过分析数据提出了一个猜想：“在电源电压不变的情况下,图12中的定值电阻和滑动变阻器的阻值相等时，滑动变阻器的功率最大”。为了验证猜想是否正确，小明用一个阻值为10的电阻把原电路中的定值电阻换下，进行了一次验证，数据记录如右表。你认为小明这次验证实验能否验证其猜想？答:_(选填“能”或“不能”)；理由是：_。(4) 现实验室有三个定值电阻，阻值分别是20, 30, 40。为了继续验证小明的猜想, 应选择的电阻是_。理由是：_。27、解：（1）救生木筏漂浮时 浮=救 浮=救=50k10/k=500 （2）当10名同学躺在救生木筏，救生木筏刚好完全浸没在水中时 ,浮=救+人 水救=10人g+救g 人=(水救救g)/103=(1103kg/30.603-50kg)/10 =55kg评分参考意见：各分解：（1）淋浴器每分钟用水体积为V V=10/1=10=10-23 =V =1103 kg/310-23=10 kg （2）=/ =C/ =4.2103/(kg.)10 kg5(50-20)/0.7 =9106 (3)若选用电流直接加热按一次淋浴消耗电能约1.8106,而每次淋浴时间5 则电路提供的电功率为： P=W/=9106/560S=30000W=30KW 一般家庭不可能达到30KW电功率,所以电流直接加热型电热淋浴器不适合。（学生按其它方法讨论，只要思路和计算论证正确同样给分） 评分参考意见：各分，各分28、(1)7.5105kg (1分) (2)汽化 (1分)(3)增大受力面积、减小压强 (1分) (4)18 (1分)(5)如答图4所示(2分，控制电路和工作电路正确的各给1分)29、(1)4、6、7(1分)(2)当灯泡两端的电压相同时，通过的电流越大，灯泡越亮(1分)(3)灯泡两端的电压和通过的电流的乘积越大，灯泡越亮 (或“灯泡两端的电压与通过的电流的乘积相同，灯泡亮度相同”或“消耗的电功率越大，灯泡越亮”或“灯泡的亮度由它的实际功率决定”等)(1分)(4)烧坏原因：灯泡两端的实际电压过高、实际功率过大、发光时间道长或灯丝老化等均可(1分，只答出其中一个就可给这1分)方法：两盏路灯串联起来使用、用一个分压电阻与路灯串联、安装声控开关或做到人 走灯灭等均可(2分，只答出其中一个就可给2分，但需注意要与烧坏原因相对应)18.解：（1)当S1、S2都闭合且滑片P置于滑动变阻器的右端时，流过R0的电流流过滑动变阻器的电流I2.22 A1.85 A0.37A滑动变阻器的最大电阻值：(2)当S1、S2都断开且滑片P置于滑动变阻器的中点时，变阻器与灯泡串联电路中总电阻：灯泡的电阻：灯泡的额定功率：19解：(1）由杠杆平衡条件得：吊起的最大物重：起重机对地面压强：(3)重物吊起速度：起重机做有用功W有G1h起重机做总功W总Pt起重机机械效率：
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