2018初中物理教材重点(拓展)实验

教材重点(拓展)实验22个一、测量固体的密度1. 小明利用如图所示的装置测量蜡块(蜡OC，所以要使杠杆平衡且弹簧测力计示数最小，应使弹簧测力计挂在A点且竖直向上拉；(4)要想证明F1L1F2L2的结论是否错误，最快的方法是不改变杠杆两端钩码的质量，只将两侧钩码分别远离(靠近)支点1格(或相同的格数)，观察杠杆的平衡情况，若杠杆在水平位置不平衡，则结论错误，反之结论正确.10. 某实验小组在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：第10题图(1)实验时，第一组按图甲进行实验，第二组按照图乙进行实验.你认为第组实验更好，理由是.(2)实验时收集的部分实验数据如下表所示.实验次数动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm11.510115212021030.51020表头处所缺栏目为，第三次实验时，阻力为N.分析表格数据可知杠杆的平衡条件为：(写表达式)，实验中多次改变力和力臂的大小，从而得到多组数据，这样做的目的是.(3)用如图丙所示装置进行探究杠杆平衡条件时，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，发现在杠杆左端的不同位置，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因是_.【答案】(1)一便于测出力臂(2)动力F1/N0.25F1L1F2L2得出普遍规律(3)杠杆有自重六、测简单机械的机械效率11. 在探究“影响滑轮组的机械效率的因素”的实验时，小明利用两组滑轮组进行了4次测量，用较轻的动滑轮组成的滑轮组测定前3组数据，换用一个更重的动滑轮组成滑轮组测得第4组数据，记录数据如表：第11题图实验次数动滑轮重G动/N物重G物 /N钩码上升高度h/m动力F/N绳端移动距离s/m滑轮组的机械效率/%10.510.10.70.347.620.520.11.10.360.630.540.120.34140.10.355.6(1)实验中应拉动弹簧测力计，使钩码缓缓上升.(2)由表中数据可知处应为；根据图中弹簧测力计示数可知处应为N.(3)比较第1、3两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，重物越重，机械效率(选填“越高”“不变”或“越低”).(4)比较第次实验数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低.【答案】(1)匀速竖直(2)66.72.4(3)越高(4)3.4【解析】(1)实验中应匀速竖直拉动弹簧测力计，这样才能准确读出拉力的值；(2)100%100%100%66.7%；由图知，弹簧测力计的分度值为0.2 N，所以其示数为2.4 N；(3)比较第1、3次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，重物越重，机械效率越高；(4)比较第3、4次实验数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低.12. 同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，提出了下列假设.假设1：滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关假设2：滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关假设3：滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关假设4：滑轮组机械效率高低可能与滑轮组绳子股数有关一位同学设计了如图所示的四个滑轮组，并将实际数据填入下表中.第12题图表一：名称定滑轮动滑轮1动滑轮2钩码图示重力/N1122表二：拉力F1F2F3F4大小/N11.6722.5机械效率/%66.78066.7(1)在表二中填写第四次实验的机械效率.(2)根据实验(选填、)可知，滑轮组机械效率高低与被提升物重有关.(3)根据实验和可知，滑轮组机械效率高低与无关.(4)通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越.(5)要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关，应该选用(选填“同一”或“不同”)滑轮组，提升同一重物到(选填“相同”或“不同”)的高度去研究.【答案】(1)80(2)和(3)滑轮组绳子股数(4)低(5)同一不同【解析】(1)实验：G4 N，100%100%100%80%；(2)实验中的钩码重为2 N，其机械效率为66.7%，在实验中钩码重为4 N，其机械效率为80%，所以用同一滑轮组时，滑轮组时，滑轮组机械效率高低与被提升的物重有关；(3)实验中的钩码重为4 N，绳股数为3股，其机械效率为80%，实验中的钩码重为4 N，绳股数为2股，其机械效率为80%，从而可以看出，滑轮组机械效率高低与滑轮组绳子股数无关；(4)因实验中动滑轮1的重量为1 N，其机械效率为80%，而实验中动滑轮2的重量为2 N，共机械效率为66.7%，其他数据均相同，从而得出不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越低；(5)要想测量滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关，就必须采用同一滑轮组，提升同一重物到不同高度去研究.七、伏安法测电阻13. 小明同学利用如图甲所示电路测量定值电阻Rx的阻值.(1)图甲所示电路有一处不合理，不合理的地方是，改正后请用笔画线代替导线，连接图乙所示实物图.第13题图(2)正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，则可能存在的故障是，改正后，闭合开关，当滑片P向左滑动时，电压表的示数(选填“变大”、“变小”或“不变”).(3)若小明并没有发现自己设计的电路存在问题，他按照图甲所示电路图进行实验.他的实验记录及数据整理如下表：实验次数123电阻的平均值/电压U/V01.02.0电流I/A0.30.20.1电阻R/05.020.08.3请你分析他进行实验1时，滑动变阻器滑片P的位置在.若第3次实验时滑动变阻器接入电路中的阻值最大，那么该滑动变阻器的铭牌上应该标有“1 A”字样.所测定值电阻的阻值Rx.【答案】(1)电压表并联在了滑动变阻器两端 如答图所示(2)定值电阻短路(电压表断路)变小(3) 最右端 20 10第13题答图【解析】(1)在测量定值电阻阻值的实验中，需要测量定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流，图甲中电压表接在了滑动变阻器两端，不合理；根据电路图连接实物图时先从电源正极出发，依次连接电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关、电源负极，最后将电压表并联在定值电阻两端，注意电流表和电压表量程的选取；(2)电流表有示数，说明电路通路，电压表无示数，说明定值电阻短路或者电压表断路；滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据欧姆定律知定值电阻两端的电压变小，电压表示数变小；(3)若按照图甲所示电路完成实验，则定值电阻两端的电压等于电源电压与电压表示数之差.根据表格数据及图甲知，第1次实验时电压表示数为0，滑动变阻器接入电路中的阻值为0，滑片P应在最右端.第3次所求电阻的阻值为滑动变阻器的阻值，因接入电路的阻值最大，因此所选变阻器为“20 1 A”.电源电压UI1RxI2RxU2，代入数据得0.3 ARx0.2 ARx1 V，Rx10 .14. 如图甲所示，是用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值的实物电路图.第14题图(1)请用笔画线代替导线连接实物图甲，要求变阻器滑片左移，电流表示数变小.(2)连接电路时，开关应处于状态.闭合开关后，小陈发现电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转，则出现的故障可能是.(3)排除故障后，闭合开关，当滑片移动到某一位置时，电压表示数为2.4 V，电流表示数如图乙所示，其读数为 A，则未知电阻Rx.(4)若实验中电压表损坏，利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值.实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0，电源电压未知且不变)，请将下列相关实验步骤补充完整：闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数为I1；闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到端，记录电流表示数I2；写出待测电阻的表达式，Rx.(用已知量R0 和测量符号表示)【答案】(1)如答图所示(2)断开Rx发生断路(3)0.2410(4)bR0第14题答图【解析】(1)滑动变阻器应和电流表串联，接线柱应该“一上一下”接入电路，滑片左移电流表示数变小，接入电路的电阻变大，接右下接线柱，如答图所示；(2)为了保护电路，连接电路时，开关要断开；闭合开关后，小陈发现电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转，则出现的故障可能是Rx发生断路；(3)如题图乙所示，电流表的量程为00.6 A，分度值为0.02 A，读数为0.24 A；由I得，未知电阻的阻值：Rx10 ；(4)根据题意可知，应将滑片移到b端，记录电流表示数I2；Rx表达式的推导：步骤，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到b端，Rx被短路，只有R0工作，电流表示数为I2，所以电源电压：UI2R0，步骤，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，两电阻并联，总电流为I1；两次实验中，R0两端电压均等于电源电压，R0阻值不变，所以通过R0的电流均为I2，根据并联电路的电流特点可得，通过待测电阻的电流IxI1I2，并联电路各支路电压相等，则待测电阻两端的电压：UxUI2R0，所以待测电阻RxR0.15. 在用伏安法测量标有电压为2.5 V的某小灯泡电阻的实验中，电路图如图甲所示.第15题图(1)根据电路图完成图乙中实物电路图的连接.(2)如图丙所示，小灯泡正常工作时电流表的示数为 A，此时小灯泡的电阻为 (保留1位小数).(3)通过调节滑动变阻器的滑片，多次测量，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的IU关系图像(如图丁)，发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 (选填“变大”“变小”或“不变”)，原因是 .【答案】(1)如答图所示 (2)0.38.3(3)变大小灯泡的电阻随温度的升高而增大(4)10第15题答图【解析】(1)使用电流表测电流时，电流表必须和用电器串联；且电流从电流表的“”接线柱流入，“”接线柱流出，电压表应该与被测小灯泡并联；由于小灯泡的额定电压为2.5 V，所以电压表的量程应选择 03 V；滑动变阻器应“一上一下”接入电路中，题图中已经接入下接线柱，将上接线柱任意一个接入电路即可；(2)电流表的量程为00.6 A，分度值为0.02 A，则小灯泡正常工作时的电流为0.3 A，此时小灯泡的电阻R8.3 ；(3)由小灯泡中电流随其两端电压变化的 IU关系图像可知：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比(即是小灯泡的电阻)变大.说明小灯泡的电阻随温度的升高而增大.八、探究电流与电压、电阻的关系16. 在探究“电流与电压、电阻的关系”的实验中，小明选用了如图所示的器材开始实验.第16题图(1)小明连接的部分电路如图甲所示，请用笔画线代替导线，将实物图连接完整.(2)连好电路后闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，那么电路的故障可能是.(3)在探究“电流与电阻的关系”时，当定值电阻为10 时，小明测出电流表示数如图乙所示；将10 电阻换成15 后，应该怎样操作？_.(4)在探究“电流与电压关系”的实验中，测得的数据如下：实验次数12345电压U/V0.61.21.82.53电流I/A0.10.20.30.40.5请在图丙方格纸上画出电流随电压变化的图像.第16题图丙(5)由电流与电压关系图像可知，在电阻不变时，通过电阻的电流与电阻两端的电压成_.【答案】(1)如答图1所示 (2)电阻R断路 (3)应当向左移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为3 V (4)如答图2所示(5)正比第16题答图1第16题答图2【解析】(1)电流表应与电源、开关、电阻、滑动变阻器串联，电压表应与电阻并联，如答图1所示；(2)由图甲可知，电阻和滑动变阻器串联，电流表测电路的电流，电压表测电阻两端的电压；电流表无示数，说明电路中某处断路，电压表有示数，说明电压表与电源连接的部分无断路，即电流表、滑动变阻器、开关无断路，因此故障就是电阻R断路；(3)由于本实验是“探究电流跟电阻关系”，所以，应保持电阻两端的电压不变，即电阻两端的电压都应为R10 ，I0.3 A 时的电压UIR0.3 A10 3 V，故应向左移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为3 V；(4)先根据表中数据进行描点，然后用直线连接起来，如答图2所示；(5)在电阻不变时，通过定值电阻的电流与定值电阻两端的电压成正比.17. 用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压15 V且保持不变，滑动变阻器的规格是“50 2 A”，阻值为10 、20 、30 、40 、50 的定值电阻各1个.第17题图实验次序R/I/A1100.592200.303300.204400.155500.12(1)根据图甲电路图将图乙所示的实物图连接完整，电压表量程选择应能测量上述5组数据.(2)连接电路图时开关应，滑动变阻器的滑片移到最(选填“左端”或“右端”).(3)小明将10 的电阻接入电路中，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的几组电表示数.此过程小明实际探究的问题是.(4)小明在完成实验过程中，滑动变阻器除了保护电路外，另有一个重要作用是 _. (5)如表所示为另一同学提交的实验数据，林老师指出有的数据不符合实际，你认为不符合实际的是实验次序的数据，理由是 _. 【答案】(1)如答图所示(2)断开右端(3)电阻一定时，电流与电压的关系(4)控制电压表示数不变(5)4、5要控制电阻两端的电压 6 V不变，所需分压电阻超出了滑动变阻器的最大阻值第17题答图18. 小明用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流跟导体两端电压的关系”，所用电阻的额定电压为2.5 V.第18题图(1)如图乙所示，是未完成的实验电路图，要求滑动变阻器滑片向右移动时，电流表示数减小，请用笔画线代替导线，完成图乙中实验电路的连接.(2)小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值如下表所示：U/V0.51.01.52.02.53.0I/A0.10.20.30.40.50.6小明在本次实验中所用电阻R的阻值为；通过分析上表数据可以得到的初步结论是通过导体的电流跟导体两端的电压成.(3)仅通过一个电阻探究得出的结论是否可靠呢？为了避免偶然性，小明接下来的操作应该是.(4)如果将实验电路中的电阻R更换成一个额定电压为3.8 V，阻值约为10 的小灯泡，进行“测量小灯泡的额定电功率”的实验，则对实验电路还须进行的改动是_.(5)实验完成后，老师指出小明的实验结论有误，原因是_.第18题答图【答案】(1)如答图所示(2)5正比(3)更换定值电阻，重复试验 (4)增加一节干电池(或换一个电压高于3.8 V的电源)电压表换接015 V的量程 (5)缺少“电阻一定时”这一条件【解析】(1)电源由两节干电池组成，所以电源的电压为1.5 V23 V，电压表的量程选03 V，且与电阻并联；滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中，滑动变阻器滑片向右移动时，电流表示数减小，变阻器应接左下接线柱，具体如答图所示；(2)由表格可知，当U2.5 V时，I0.5 A，则定值电阻的阻值R5 ；由表格数据可得，导体中的电流与导体两端的电压成正比；(3)为了避免实验的偶然性，应该更换定值电阻，重复试验；(4)测一个额定电压为3.8 V、阻值约为10 的小灯泡的额定电功率，小灯泡两端的电压必须能达到3.8 V，因此电源必须增加一节干电池，此时电源电压变成了1.5 V34.5 V，电压表的量程也应选择015 V；(5)实验结论中应加上前提条件：“电阻一定时”，正确结论为：电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比.九、测量小灯泡的电功率19. 小雨同学进行“测量小灯泡的电功率”实验，现有器材：额定电压为2.5 V的小灯泡(正常发光电阻约为10 )若干个，电压恒为8 V的电源1个，电流表、灵敏电流计、电压表、开关各1个，规格分别为“20 1 A”、“50 0.5 A”和“500 0.2 A”的滑动变阻器各1个，导线若干.(1)实验中应选择规格为“”的滑动变阻器.(2)连接的电路如图甲所示，实验前应将开关断开；滑动变阻器的滑片P应滑到最(选填“左”或“右”)端.第19题图(3)小雨同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是(选填字母序号).A. 检查电路是否断路B. 更换小灯泡C. 移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光(4)小雨同学正确操作实验测得的数据如下表所示：实验次数12345发光情况正常较暗更亮微光熄灭电压U/V2.52.13.00.90.5电流I/A0.280.260.300.190.15分析数据可知：小灯泡的额定功率为W；第5次实验中，灯泡熄灭的原因是_.(5)小雨同学选择了额定电压为6 V的发光二极管换下小灯泡接入电路，闭合开关时，发光二极管的亮度和小灯泡正常发光差不多，电流表指针偏小，且调节滑动变阻器的滑片时，发光二极管的亮度和电流表示数几乎不变，这时小雨将电流表换成量程更小的灵敏电流计，同时为了多测几组数据还要更换才能顺利完成实验.(6)小雨测出几组数据后作出了发光二极管的UI图像如图乙所示，他发现在亮度相当的情况下，发光二极管的功率要比小灯泡小的多，这是因为.【答案】(1)50 0.5 A(2)右(3)C (4)0.7实际功率太小，没有达到发光程度(5)“500 0.2 A”的滑动变阻器(6)发光二极管将电能转化为光能的效率更高【解析】(1)电源电压为8 V，小灯泡的额定电压为2.5 V，滑动变阻器和小灯泡是串联的，则滑动变阻器分压最少为8 V2.5 V5.5 V；小灯泡的电阻约为10 ，根据串联电路分压规律可知，滑动变阻器的阻值最少约22 ，因此滑动变阻器应选规格为“50 0.5 A”；小灯泡的额定电压为2.5 V，电阻约10 ，则正常工作时的电流约0.25 A，规格为“500 0.2 A”的滑动变阻器由于允许的最大电流太小，所以不能选用；(2)开关闭合前，滑动变阻器要以最大阻值连入电路，则电阻丝要以最大长度连入电路，滑片应离左下接线柱最远，即滑片在图中最右端；(3)电流表有示数说明电路是导通的，要使小灯泡发光，则使滑动变阻器阻值变小即可，即向左移动滑动变阻器的滑片；(4)当实际电压达到额定电压时，小灯泡的功率就达到额定功率，因此小灯泡的额定功率为：P额U额I2.5 V0.28 A0.7 W；在第5次实验时，由于实际电压太低，实际功率就很小，达不到小灯泡发光的程度；(5)原来规格为“50 0.5 A”滑动变阻器，调节滑片时不能明显改变电路中的电流，因此要换阻值更大的滑动变阻器，因此要选规格为“500 0.2 A”的滑动变阻器；(6)发光二极管和小灯泡亮度相同时，发光二极管的实际功率更小，说明发光二极管的能量转化率更高.20. 小明用如图甲所示的电路测量小灯泡的额定功率，电源电压为4.5 V，小灯泡额定电压为2.5 V.第20题图(1)将图甲中的电路连接完整(要求滑片向左移动时电流表的示数变大).(2)连接电路时开关应.(3)闭合开关后小灯泡不亮， 电流表和电压表都无示数，原因可能是滑动变阻器_.(4)排除故障后， 滑片移到某一位置时电压表示数如图乙，要测小灯泡的额定功率应将滑动变阻器连入电路的阻值变(选填“大”或“小”)， 当小灯泡正常发光时， 电流表的示数如图丙所示， 则小灯泡的额定功率为W. (5)小红实验时发现桌上没有电流表，却多了一个滑动变阻器R0(最大阻值用R0 表示)，她设计如图丁所示电路， 测出了额定电压U02.5 V 的灯泡的额定功率，补全下列步骤： 闭合开关S， 先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端，再调节另一滑动变阻器的滑片，直到时为止；将R0 的滑片滑到最右端， 读出这时电压表的示数为U； 小灯泡的额定功率表达式P.第20题答图【答案】(1)如答图所示 (2)断开(3)断路 (4)小 0.75 (5)电压表的示数为2.5 V【解析】(1)滑动变阻器应串联到电路中且应“一上一下”连接，要使滑片向左移动时，电流表示数变大，应将电源正极与A接线柱连接，如答图所示；(2)为保护电路，连接电路时应断开开关；(3)小灯泡不亮， 电流表无示数，说明电路出现断路；电压表无示数，电压表正负接线柱不能接到电源两端，因此电路故障为滑动变阻器断路；(4)乙图电压表示数是1.8 V，要测额定功率， 电压表的示数需达到2.5 V，使小灯泡两端的电压增大，要使电压增大，电流需增大，要使电流增大，需将滑动变阻器的阻值变小.当灯泡正常发光时，电压为2.5 V，由丙图可知电流为 0.3 A，故功率PUI2.5 V0.3 A0.75 W；(5)先将R0的滑片移至最左端，使电压表测小灯泡两端的电压，调节滑动变阻器R使电压表的示数达到小灯泡的额定电压值U0即 2.5 V，然后保持R接入电路中的电阻不变，调节R0的滑片到最右端，电压表测量灯泡和R0两端的电压之和U，再根据串联电路电压特点“串联电路中总电压等于各分电压之和”求出R0两端的电压UUU0，由于串联电路中各处电流相等，所以电路中的电流I，小灯泡的额定功率PU0IU0.十、探究凸透镜成像的规律21. 某实验小组进行“探究凸透镜成像规律”的实验：第21题图(1)让凸透镜正对着太阳，得到如图甲所示的光路图，由此可知凸透镜对光线有作用， 该凸透镜的焦距是cm.(2)图乙是某次的实验情景，实验时凸透镜与光屏的高度已调好，但烛焰在光屏上像的位置偏高(图中未画出)，要想使像成在光屏中央，应调节蜡烛使烛焰向(选填“上”或“下”)移动，此时光屏上看到烛焰清晰的像，该像是倒立、的实像， 生活中就是利用这一原理制成的.(3)小明同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜(靠近凸透镜)之间，移动透镜和光屏，直到在光屏上得到了一个清晰的像，将近视眼镜镜片取下，发现光屏上的像变模糊了.为了使屏上的像重新变得清晰，在不移动蜡烛和透镜位置的前提下，小明应将光屏向_(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动.(4)当蜡烛通过凸透镜在光屏上成一实像时，如果将透镜的上半部分遮住，则光屏上所成的像(选填“完整”或“不完整”).【答案】(1)会聚10.