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(共42張PPT)
第二部分　專題綜合強化
專題二　實驗探究題
一、測量類實驗
測量固體和液體的密度
1．被譽為“中華名果”的奉節臍橙，是重慶農業的金色名片。小明喝橙汁時想知道橙汁的密度，于是他和小華用天平和量筒做了如下實驗。
實驗1
(1)小明將天平放在水平桌面上，發現天平游碼未歸零，但指針已指在分度盤的中央位置，此時小明應______________________________________
________，使天平橫梁平衡。
將游碼移到標尺零刻度線處，向右調節平衡
螺母
(2)經過討論，他們設計了如下實驗步驟。
①用天平測出空燒杯的質量為17 g。
②在燒杯中倒入適量的橙汁，測出燒杯和橙汁的總質量如圖甲所示，為____g。
③將燒杯中的橙汁全部倒入量筒中，橙汁的體積如圖乙所示。
④橙汁的密度為_______g/cm3。
62
1.125
(3)小明用這種方法測出的橙汁密度會______(選填“偏大”“不變”或“偏小”)。為使測量結果更為準確，只要將(2)中的步驟順序調整為________即可。
偏大
②③①
(4)小華不小心將量筒打碎了，于是他添加了兩個完全相同的燒杯和適量的水，設計了如下實驗步驟，請你將實驗步驟補充完整。
①調好天平，用天平測出空燒杯質量為m。
②將一個燒杯裝滿水，用天平測出燒杯和水的總質量為m1。
③用另一個燒杯裝滿橙汁，用天平測出燒杯和橙汁的總質量為m2。
④橙汁的密度表達式ρ＝__________________(已知水的密度為ρ水)。
(5)小明針對(4)中小華的實驗設計進行評估后，認為小華設計的操作過程有不妥之處，你認為不妥之處是____________________________________
__________________(任寫一個)。
燒杯中裝滿液體容易灑出，不方便操作
(合理即可)
2．小明在家進行“腌咸鴨蛋”實踐活動，他想知道家中鴨蛋的密度，于是他將一枚鴨蛋帶到學校實驗室，進行了如下的操作。
(1)圖甲是小明在調節天平水平平衡時的情景，其錯誤之________________
___________________________。
未將游碼撥到標
尺左端的“0”刻度線處
【解析】在調節天平水平平衡時，應先將天平放在水平臺面上，并將游碼撥到標尺左端的零刻度線處，小明未將游碼撥到標尺左端的“0”刻度線處。
(2)正確調節天平水平平衡后，在測量物體質量時，應將物體放在____(選填“左”或“右”)盤，往另一盤增減砝碼時要使用______。正確測量鴨蛋的質量如圖乙所示，則鴨蛋的質量m＝____g。
左
鑷子
58
【解析】在測量物體質量時，應將物體放在左盤，在右盤中增減砝碼時要使用鑷子輕拿輕放；如題圖乙所示，砝碼質量m砝＝50 g＋5 g＝55 g，游碼所對的刻度值為3 g，因此鴨蛋的質量m＝55 g＋3 g＝58 g。
(3)接下來進行了如圖丙所示的一系列操作后，發現從圖②到圖③的操作過程中加入了50 mL的水。則所測鴨蛋的密度為___________kg/m3；用該方法所測鴨蛋的密度與真實值相比______
(選填“不變”“偏大”或“偏小”)。
1.16×103
偏小
(4)善于思考的小明同學為減小測量誤差，對測量方案進行了改進。用天平測量了圖丙中①的總質量m1、②的總質量m2和③的總質量m3，進一步思考發現圖丙中____(選填“①”“②”或“③”)的總質量無需測量，則鴨蛋的密度表達式ρ＝__________________(用測出的物理量m、m1、m2、m3、和ρ水中有效物理量的符號表示)。
②
3．小明想知道枇杷的密度，他用天平和量筒進行了如下實驗。
(1)把天平放在水平桌面上，先將__________________________________后，再調節天平橫梁平衡；調節天平時發現指針指向分度盤中央刻度線左側，應該向____調節平衡螺母使天平平衡。
【解析】天平在使用前，應先將天平放在水平桌面上，而后將天平的游碼移到標尺左端的零刻度線處，再調節天平橫梁平衡；指針向左偏，應將平衡螺母向右調節，直到天平水平平衡。
游碼移到標尺左端的零刻度線處
右
(2)測量枇杷的質量時，將質量最小為5 g的砝碼放在天平右盤中后，分度盤指針如圖甲所示。此時應________________________________，使橫梁水平平衡，橫梁水平平衡后，所用砝碼和游碼的位置如圖乙所示，則枇杷的質量為______g。
【解析】由題圖甲可知，將質量最小為5 g的砝碼放在天平右盤中后，分度盤指針向右偏，說明砝碼質量偏大，故應取下最小砝碼，并向右移動游碼，使橫梁水平平衡；枇杷的質量m＝10 g＋0.4 g＝10.4 g。
取下最小砝碼，并向右移動游碼
10.4
(3)用細線拴住枇杷并放入裝有適量水的量筒中，水面上升到如圖丙所示位置。接著將枇杷提出后，量筒中的水面下降到60 mL刻度線處，則枇杷的體積為____cm3，枇杷的密度為___________kg/m3。
10
1.04×103
(4)小明所測枇杷的密度______(選填“大于”“小于”或“等于”)其真實值。
【解析】由于枇杷從水中取出時不可避免地會沾有一些水，導致測量的枇杷體積偏大，根據密度公式ρ＝ 可知所測密度會偏小。
小于
(5)小明回家后，還想測一測蘋果的密度，他找到家里的電子秤，稱出蘋果的質量是280.0 g，又借助細線、水、玻璃杯、鋼針等器材，進行了如圖丁、戊所示的實驗操作，測出了蘋果的體積，則蘋果的密度是_____g/cm3。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
0.8
4．(2024·重慶南開中學模擬)小渝想測量某個敞口玻璃杯所用材料的密度，于是設計并進行了如下實驗。
(1)實驗前，應將天平放在______桌面上，將______移到標尺的零刻度線處，調節平衡螺母，使橫梁水平平衡。
【解析】實驗前，應將天平放在水平桌面上，將游碼移到標尺的零刻度線處，調節平衡螺母，使橫梁平衡。
水平
游碼
(2)如圖甲所示，在正確操作下測得玻璃杯的質量m1＝____g。
【解析】由題圖甲可知，玻璃杯的質量m1＝20 g＋20 g＋10 g＋4 g＝54 g。
54
(3)由于玻璃杯無法放入量筒，小渝用如下方法測量玻璃杯的體積。
①在一個圓柱形容器中倒入適量的水。
②將玻璃杯浸沒于水中，用記號筆記下水面在容器上對應位置a，如圖乙。
③僅取出玻璃杯。用量筒量取50 mL水，將量筒中的水倒入容器，直到水面達到位置a處，量筒中剩余水的體積如圖丙，為____mL。
④由以上數據計算出玻璃杯的密度為__________kg/m3。這種測量方法所測得的密度值與真實值相比______(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
30
2.7×103
偏小
【解析】③將量筒中的水倒入一部分到容器中，直至容器中的水面到達位置a處，此時題圖丙量筒中剩余水的體積為30 mL。④玻璃杯的體積等于倒出水的體積，即玻璃杯的體積V＝V水＝50 mL－30 mL＝20 mL＝20 cm3；玻璃的密度ρ＝ ＝2.7 g/cm3＝2.7×103 kg/m3；玻璃杯從水中取出時，會帶走一部分水，量筒倒入容器中的水的體積大于玻璃杯的體積，物體質量測量值準確，測量的體積偏大，則密度的測量值會偏小。
(4)小渝經過思考后，利用現有器材，繼續測量了某種鹽水的密度，過程如下。
①向容器中重新倒入適量的水。使玻璃杯漂浮在水上，用記號筆標記水面在玻璃杯上對應的位置，即標記b(如圖丁)。
②將容器中的水倒出后擦干，接著向容器中倒入適量的鹽水。使玻璃杯漂浮在鹽水上(如圖戊)。再向玻璃杯中倒水，直到鹽水液面與_______相平。取出玻璃杯并擦干凈外面的鹽水，用天平測出其總質量為m2。
③鹽水密度的表達式為ρ鹽水＝____________(用字母m1、m2、ρ水表示)。
標記b
伏安法測量電阻、電功率
5．物理興趣小組利用“伏安法”測量一個定值電阻Rx的阻值，電路如圖甲所示，已知電源電壓為6 V，滑動變阻器規格為“100 Ω　0.6 A”。
(1)請用筆畫線代替導線，將圖甲中的電路連接完整。(要求：滑動變阻器的滑片向A端移動時電流表的示數變大，導線不得交叉)
實驗2
如答圖所示。
【解析】滑動變阻器應選擇“一上一下”兩個接線柱接入電路，滑動變阻器的滑片向A端移動時電流表的示數變大，則滑動變阻器接入電路的電阻變小，故應接左下接線柱，如答圖所示。
(2)連接電路時，開關應處于______狀態。閉合開關前，滑動變阻器的滑片應滑至____(選填“A”或“B”)端。
【解析】為了保護電路，連接電路時，開關應處于斷開狀態；閉合開關前，滑動變阻器的滑片應滑至阻值最大處，即B端。
斷開
B
(3)在實驗操作中，發現電流表有示數，電壓表無示數，電路接線完好，兩個電表均無故障，則發生的故障可能是_________________。
定值電阻Rx短路
【解析】在實驗操作中，發現電流表有示數，說明電路是通路，但電壓表無示數，則可能是與電壓表并聯的定值電阻Rx短路，使得電壓表也被短路而無示數。
(4)排除故障后閉合開關，移動滑動變阻器滑片測出幾組數據，記錄在表格中。根據表中數據，求得定值電阻Rx的阻值是_____Ω(結果保留一位小數)。
實驗 次序 電壓 U/V 電流 I/A 電阻 R/Ω 電阻的
平均值 /Ω
1 2.2 0.22
2 1.8 0.20
3 0.9 0.10
9.3
(5)興趣小組的小紅提出：如果沒有電壓表，電源電壓未知，可以用最大阻值為R的滑動變阻器連接如圖乙所示的電路，來測量定值電阻Rx的阻值。閉合開關后，滑動變阻器的滑片在最左端時，電流表示數為I1；滑動變阻器的滑片在最右端時，電流表示數為I2；則定值電阻Rx＝___________(用題中所給物理量的符號表示)。
【解析】在題圖乙所示的電路中，滑動變阻器的最大阻值為R，閉合開關，把滑動變阻器滑片移到最左端時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，兩電阻串聯接入電路，記下電流表的示數I1；串聯電路總電阻等于各部分電阻之和，由歐姆定律得電源電壓U＝I1(Rx＋R)，把滑動變阻器滑片移到最右端，電路為Rx的簡單電路，記下電流表的示數I2；由歐姆定律得電源電壓U＝I2Rx，因電源電壓不變，故I1(Rx＋R)＝I2Rx，解得Rx的表達式R
(6)同組的小張又提出：利用圖甲電路可以驗證電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。斷開開關，更換電壓表的量程，用R0＝20 Ω的定值電阻替換Rx，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為4 V，記錄電流值；用16 Ω的電阻替換R0，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為4 V，再次記錄電流值，此時滑片位置與上次實驗相比______(選填“偏左”或“偏右”)。興趣小組同學的手中還有一個6 Ω的定值電阻，接下來他們______(選填“能”或“不能”)將此電阻接入電路按上述步驟繼續實驗。
偏左
不能
6．(2024·重慶實驗外國語學校二模)如圖甲所示是南南測量小燈泡電阻的電路，電源電壓恒為3 V，小燈泡的額定電壓為2.5 V，滑動變阻器規格為“30 Ω　0.5 A”。
(1)請用筆畫線代替導線，將圖乙的實物電路連接完整。
如答圖所示。
(2)連接電路時，開關應該處于______狀態。南南按圖甲連接好電路后，閉合開關，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡都不亮，電流表幾乎無示數，電壓表有示數。則故障原因可能是小燈泡______(選填“短路”或“斷路”)。
(3)排除故障后，調節滑動變阻器的滑片使電壓表示數為2.5 V，此時電流表的示數如圖丙所示，則小燈泡正常發光
時的電阻為_____Ω(結果保留一位小數)。
斷開
斷路
8.3
(4)接著調節滑動變阻器滑片，讓電壓逐次下調，使燈絲溫度不斷降低，小燈泡變暗直至完全不發光，測量的數據如表所示。
綜合分析可知，實驗中滑動變阻器的滑片逐漸向左端滑動過程中，燈絲溫度降低，小燈泡的電阻變____(選填“大”或“小”)。
實驗次序 1 2 3 4 5 6
電壓U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5
電流I/A 0.26 0.24 0.21 0.19 0.16
小
(5)課后南南想繼續探究“電壓一定時，電流與電阻的關系”，她利用以上器材，并選用5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值電阻代替小燈泡，實驗中保持定值電阻兩端電壓為1 V且不變，當她選用10 Ω的定值電阻時，滑動變阻器接入電路的阻值為____Ω。當她選用20 Ω的定值電阻時，發現實驗無法完成，原因是____________________________，為順利完成該實驗，定值電阻兩端電壓不能低于_____V。
20
滑動變阻器的最大阻值太小
1.2
7．(2024·重慶南川區模擬改編)在“測量小燈泡的電功率”實驗中(小燈泡標有“2.5 V”字樣)，電源為2節新干電池。
(1)明明在連接實驗電路時還有部分導線未接上，如圖甲所示。請你用筆畫線代替導線完成實物電路的連接，要求滑片向右滑動時，滑動變阻器接入電路的電阻變大。
如答圖所示。
【解析】在“測量小燈泡的電功率”實驗中，小燈泡、滑動變阻器和電流表串聯，電壓表并聯在小燈泡兩端；滑片向右滑動時，滑動變阻器接入電路的電阻變大，故滑動變阻器選用左下接線柱串聯在電路中，如答圖所示。
(2)連好電路后閉合開關，小燈泡不亮，檢查電路發現燈絲斷開，其他完好。這時觀察到電壓表的示數約為___V。
【解析】連好電路后閉合開關，小燈泡不亮，檢查電路發現燈絲斷開，此時電路斷路，電壓表串聯在電路中，測電源電壓，因電源為2節新干電池，故電壓表示數約為3 V。
3
(3)更換相同型號的小燈泡后，為測量小燈泡的額定功率，明明調節滑動變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電壓為_____V，此時電流表示數如圖乙所示為_____A，則小燈泡的額定功率為______W。
【解析】為測量小燈泡的額定功率，應讓小燈泡正常發光，即調節滑動變阻器滑片，使小燈泡兩端的電壓為2.5 V；由題圖乙可知，電流表選用小量程，分度值為0.02 A，其示數為0.3 A，則小燈泡的額定功率P＝UI＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W。
2.5
0.3
0.75
(4)明明之后又測量了在不同電壓下小燈泡的電功率，在處理數據時______(選填“能”或“不能”)取平均值來減小誤差，小燈泡的I－U關系圖像(圖丙)是曲線，原因是________________________________________。
【解析】在不同電壓下小燈泡的實際功率不同，因此在處理數據時不能取平均值來減小誤差；由題圖丙可知，當小燈泡兩端電壓增大時，通過小燈泡的電流也增大，根據P＝UI可知，小燈泡實際功率變大，溫度升高，燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，因此小燈泡的I－U關系圖像是曲線。
不能
燈絲的電阻隨溫度的升高而增大(合理即可)

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