資源簡介

(共38張PPT)
專題二 實 驗 專 題
類型2 測量型實驗
考點精練
一、測量物體運動的速度
【例1】小明同學用圖2-2-14甲中的裝置研究小車在斜面上的運動。他將小車從坡頂A處靜止釋放，測出小車從A處滑到坡底C處的時間t1=2.5 s；再次將小車從A處靜止釋放，測出小車從A處滑到斜面中點B處的時間t2=1.8 s。
【基礎設問】
（1）小明想測量小車在整個運動過程中后半段的平均速度，他可以將小車從__________（填“A”或“B”）處靜止釋放，并在B處開始計時，在C處停止計時。
（2）通過小明的測量數據可以判斷，小車前半程的平均速度__________（填“大于”“等于”或“小于”）全程的平均速度。
A
小于
【拓展設問】
(3)物體運動的情況還可以通過另一種辦法即時測定、顯現出來。位置傳感器利用超聲波測出不同時刻小車與它之間的距離，計算機就可以算出小車在不同位置的速度(如圖2－2－14乙)。屏幕圖像如圖2－2－14丙所示，通過圖像可以看出小車在斜面上滑下時是__________(填“勻速”或“加速”)運動的；小車到達坡底時的速度為__________m/s。
加速
0.8
【創新設問】
（4）光電門是物理實驗中用來測量時間的一種常用設備，如圖2-2-15甲所示，S是光源，K是光接收器，當有不透明物體通過光電門時，物體會遮住光源，接收器K接收不到光信號，計時器便開始計時，當物體通過后，接收器K重新接收光信號，計時結束，即可記錄物體通過光電門所用的時間。如圖2-2-15乙所示，某同學用光電門測量小車沿斜面向下運動的速度，小車上安裝有遮光板，A、B是安裝在斜面上不同位置的兩個光電門。
①若小車上的遮光板寬度為d,小車通過光電門時，計時器記錄的
時間為t,則小車通過光電門的速度v=_________；②已知遮光板的寬度d=1 cm。讓小車從斜面頂端以一定的初速度開始沿斜面向下運動，兩光電門計時器記錄的時間分別為tA=0.01 s，tB=0.005 s,則小車通過A、B兩位置的速度分別為vA=__________m/s，vB=__________m/s。

1
2
二、測量固體和液體的密度
【例2】小明的爸爸在文玩市場淘到兩塊“和田玉”，但其真偽難以辨別。小明通過閱讀資料得知和田玉的密度一般為2.9~3.1 g/cm3，為了鑒別其真偽，小明進行了如下實驗:
【基礎設問】
（1）他把天平放在_____________上，調節完橫梁水平平衡后，將一塊玉石放在左盤中，在右盤中增減砝碼，當加入最小的砝碼時，發現指針的位置如圖2-2-16甲所示，他接下來的操作應該是________________________________________________________。
水平臺面
取下最小的砝碼，然后移動游碼，直至橫梁恢復水平平衡
（2）橫梁恢復水平平衡后，右盤中所加的砝碼和游碼對應的刻度如圖2-2-16乙所示，則玉石的質量為__________。
（3）將玉石用細線系住并緩慢放入盛有40 mL水的量筒中，水面升高至如圖2-2-16丙所示的位置，則這塊玉石的密度ρ=____________kg/m3。根據得到的實驗數據，可初步判斷該玉石__________（填“是”或“不是”）和田玉。
52 g
2.6×103
不是
【拓展設問】
（4）如果測完質量后，小明發現所用的砝碼生銹了，則所測玉石的密度將比真實值偏__________。
（5）如果該玉石在測量過程中會吸水，則所測玉石的密度將比真實值偏__________。
（6）將玉石放入量筒中時，若有幾滴水濺到量筒壁上，則所測玉石的密度將比真實值偏__________。
（7）若先用量筒和水測出玉石的體積，再用天平測出玉石的質量，則所測玉石的密度將比真實值偏__________。
小
大
大
大
【創新設問】
（8）小明拿來另一塊玉石，打算測量其密度，但由于玉石太大，無法放入量筒中，小明思考后，設計了如下實驗步驟：
①將杠桿調節水平平衡后，在兩側各掛玉石和彈簧測力計，豎直拉動測力計使杠桿水平平衡，如圖2-2-17甲所示，記錄此時彈簧測力計示數為F1；
②將玉石浸沒于盛水的燒杯中，豎直拉動測力計使杠桿再次水平平衡，如圖2-2-17乙所示，記錄此時彈簧測力計示數為F2；
③已知水的密度為ρ水，則玉石的密度ρ=_______________（用ρ水、F1、F2表示）。

【例3】如圖2-2-18所示，小明用天平和量筒測量鹽水的密度。
【基礎設問】
（1）將天平放在水平桌面上，把游碼移到零刻度線處，指針位置如圖甲所示，應向__________（填“左”或“右”）調節平衡螺母，直至橫梁水平平衡。
左
（2）按以下步驟繼續進行實驗：
a. 往燒杯中倒入適量鹽水，如圖乙所示，測得燒杯和鹽水的質量m1＝_________g。
b. 把燒杯中的部分鹽水倒入量筒中，如圖丙所示，讀出量筒中鹽水的體積V。
c. 測出燒杯和剩余鹽水的質量m2=39 g。
d. 計算出鹽水的密度ρ＝__________kg/m3。
72
1.1×103
【拓展設問】
（3）若在步驟b中，把燒杯中的部分鹽水倒入量筒中時，不慎將少量鹽水濺在量筒外，則測得的鹽水密度會__________（填“偏大”“偏小”或“不變”）。
偏大
【創新設問】
（4）小明將液體壓強計做了如圖2-2-19所示的改進也成功測出了鹽水的密度。兩探頭置于空氣中時，U形管兩側液面相平。現將兩探頭分別放入液體A和鹽水中，當兩探頭所處的深度分別為hA、h鹽水時，U形管兩側液面重新相平。已知液體A的密度為ρA，
則鹽水的密度表達式為ρ鹽水＝_______________
（用已知物理量符號表示）。
（5)小明又利用彈簧測力計、細線、刻度尺、圓柱體金屬塊和分別裝有足量水和鹽水的燒杯等器材，設計了如下實驗，測量鹽水的密度。請將實驗步驟補充完整。
①用刻度尺測量圓柱體金屬塊的高度為h；
②把彈簧測力計下懸掛的圓柱體金屬塊浸沒在
水中并保持穩定，如圖2-2-20所示，讀出彈簧
測力計的示數為F；
③把彈簧測力計下懸掛的圓柱體金屬塊逐漸浸入鹽水中，直至彈簧測力計的示數再次為F，用刻度尺測出圓柱體金屬塊浸在液面下的高度為h1；
④已知水的密度為ρ水，則鹽水的密度表達式為ρ鹽水＝__________（用已知物理量符號表示）。
三、用電流表和電壓表測量電阻
【例4】小明和小組的同學進行“用伏安法測量電阻”的實驗，實物圖如圖2-2-21甲所示。
【基礎設問】
（1）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應滑到最__________（填“左”或“右”）端。閉合開關后，發現電壓表無示數，電流表有示數，移動滑動變阻器的滑片時，電流表的示數發生變化，已知兩電表正常，則故障原因可能是_________________。
右
電阻Rx短路
（2）排除故障后，閉合開關，移動滑片使電壓表的示數為2.4 V，此時電流表的指針位置如圖2-2-21乙所示，則電流表的示數為__________A，測得Rx的阻值為__________Ω。
（3）同組的小軍認為所測數據不夠準確，應該改變滑動變阻器的阻值，得到多個電壓和電流值，這樣做的目的是___________
_______________。
0.16
15
求平均
值減小誤差
【拓展設問】
(4)（伏滑法）善于探究的小紅發現用圖2-2-22中的方法也能測出Rx的阻值，已知滑動變阻器的最大阻值為R，測量步驟如下：①將滑動變阻器的滑片移到A端，閉合開關S，讀出電壓表的示數U1；
②_________________________________，閉合開
關S，讀出電壓表的示數U2；
③則未知電阻Rx＝______________（用已知
物理量符號表示）。
將滑動變阻器的滑片移到B端
(5)（安阻法）小林的設計方案如圖2-2-23所示，閉合開關S，電流表A1和A2的示數分別為I1和I2，已知定值電阻的阻值為R0，
則未知電阻Rx＝________________________
（用已知物理量符號表示）。

（6）（等效替代法）小剛的設計方案如圖2-2-24所示，閉合開關S后，先將開關S1撥至觸點b，移動滑動變阻器R的滑片P至適當位置，此時電壓表的示數為U；保持滑片P的位置不變，再將開關S1撥至另一觸點a，調節電阻箱R1的阻值，使______________
________________，此時電阻箱的讀數為R0，則未知電阻Rx＝__________。
電壓表的
示數恰好為U
R0
（7）（安滑法）小黃的設計方案如圖2-2-25所示，已知滑動變阻器的最大阻值為R。閉合開關S，將滑片移到a端，讀出電流表的示數I1；將滑片移到b端，讀出電流表的示數I2。則未知電阻
Rx=__________（用已知物理量符號表示）。
(8)(伏阻法）小華的設計方案如圖2-2-26所示，已知定值電阻的阻值為R0，測量步驟如下：圖2-2-26①只閉合開關S1，讀出電壓表的示數U1；②__________________，讀出電壓表的示數U2；
③則未知電阻Rx＝_______________
（用已知物理量符號表示）。
閉合開關S1、S2

【創新設問】
(9)小明測量出某個額定電流為0.25 A的燈泡正常發光時的電阻為10 Ω。同組的小江沒有電流表和電壓表，但她借助一個電功率表（電功率表可直接讀出電功率值，它與電壓表一樣，自身的電阻很大且使用時要與待測元件并聯）和一個最大阻值為10 Ω的滑動變阻器R1設計了如圖2-2-27所示
電路也測量出了該燈泡正常發光時的電阻，
實驗步驟如下：
①只閉合開關S和S1，將滑動變阻器R1的滑片移至最右端，調節滑動變阻器R的滑片，使功率表的示數為P1＝__________W；②閉合開關S和__________，斷開開關__________，保持滑動變阻器R和R1滑片的位置不動，讀出功率表的示數為P2；
③用P1、P2和小燈泡的額定電流I表示小燈泡正
常發光時的電阻R燈＝__________。
0.625
S2
S1
四、測量小燈泡的電功率
【例5】小明準備測量小燈泡的電功率，被測小燈泡的額定電壓為2.5 V，電阻為10 Ω左右，實驗室有如下器材：電源（電壓為6 V），電流表（0～0.6 A、0～3 A），電壓表（0～3 V、0～15 V），開關，導線若干，滑動變阻器兩只：R1（10 Ω0.5 A），R2（20 Ω0.5 A）。
【基礎設問】（1）如圖2-2-28甲所示，小明連接的實物電路圖中有一根導線連接錯誤，請你在連接錯誤的導線上打“×”并補畫出正確的連線。
如答圖2-2-1所示。
（2）按正確的電路圖連接好電路，閉合開關，小明發現小燈泡強烈發光后立即熄滅，造成這種現象的原因可能是__________________________________________________________。
(3)連接電路后，閉合開關，如果發現小燈泡發光較暗，電流表有示數，電壓表有示數，調節滑動變阻器的滑片，兩電表的示數都不變，原因是__________________________________________。
連接電路時，滑動變阻器的滑片沒有置于阻值最大處
滑動變阻器接了下面兩個接線柱
（4）電路故障排除后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，電流表指針的位置如圖2-2-28乙所示，則此時通過小燈泡的電流是__________A。
（5）為了滿足測量要求，實驗電路應該選用滑動變阻器__________（填“R1”或“R2”）。
0.14
R2
(6)相關實驗記錄及數據處理見下表：
實驗次序 電壓U/V 電流I/A 電功率P/W 小燈泡的亮度 額定功率的平均值/W
1 0.5 0.2 0.1 不亮
2 1.5 0.40 0.6 較暗
3 2.0 0.46 0.92 較亮
4 2.5 0.50 1.25 正常
5 3.0 0.52 1.56 很亮
①該處理數據的方法是否合理？__________（填“是”或“否”）。說明你的判斷理由：_______________________________
_____________________________________________________________。
②在第1次實驗中小燈泡不亮的原因是_________________________。
否
額定功率是指在額定電壓下的功率，取不同電壓下的電功率的平均值沒有意義
小燈泡的實際功率太小
（7）小明根據記錄的多組I-U數據，畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關系圖像（如圖2-2-28丙），則小燈泡的額定功率為__________W。
(8)實驗結束后，__________(填“能”或“不能”）利用這個電路來探究電流與電壓的關系。
0.625
不能
【拓展設問】
(9)實驗完成后，小明繼續用圖2－2－29所示電路來測量另一只額定電壓為4 V的小燈泡的額定功率。①僅閉合S1，調節滑動變阻器R2的滑片至某一位置，使電壓表示數為4 V；②在保持______________________的情況下，僅閉合S2，
調節電阻箱R1使電壓表示數為__________V，
此時R1接入電路的阻值為20 Ω；③該小燈泡
的額定功率為__________W。
滑片位置不動
4
0.8
（10）小明利用一只阻值合適的定值電阻R0也測量出了小燈泡的額定功率，電路圖如圖2-2-30所示，操作步驟如下：①斷開S1，閉合S2，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數等于小燈泡的額定電壓U額；②_________________________________________，斷開S2，閉合S1，記下此時電壓表的示數U，則小燈泡的額定功
率P額=________________（用U額、U和R0表示）。
保持滑動變阻器滑片的位置不變

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