物质科学(一)实验

1、1测固体的密度(固水)一、测量物质的密度(1)器材：天平、量筒、烧杯、细线、水、待测固体。(2)步骤：用天平称出物体的质量，用 m 表示；用量筒量取适量的水，体积用 V1表示；用细线将物体系住，慢慢放入盛水的量筒中，记下此时体积 V2；计算：mV2V1。(1)器材：天平、量筒、烧杯、待测液体。(2)步骤：用天平称出烧杯和待测液体质量 m1；2测液体的密度将部分待测液体倒入量筒中，体积为 V；用天平称出烧杯和剩余待测液体质量m2；计算：m1m2V。3实验原理：若物体的质量是m，体积是 V，密度为，则有mV。1仪器和材料：仪器和材料：电流表电流表、电压表电压表、电源电源(蓄电池或干电池蓄电池或干电

2、池组组)、滑动变阻器滑动变阻器、单刀开关、导线若干。、单刀开关、导线若干。 2原理：根据欧姆定律的变形公式：原理：根据欧姆定律的变形公式：RUI，测得待测电测得待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。阻两端的电压和通过待测电阻的电流。 (1)首先自己设计电路图(参考课本图，再在此基础上，画出包括电源、开关、滑动变阻器在内的电路图 )。3步骤：(2)根据实验设计，选择实验器材，同时要重温电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。(3)按照电路图连接电路， 注意接线应有序进行， 实物接线应和电路图一致。接线时，开关要断开，再根据实验需要接成通路、开路。每次读数后，开关要及时断开。(4)实验中需要测量三

3、组数据，这只要改变变阻器的滑片位置，开始时，滑片应置于最大阻值位置，实验时，将它的阻值逐渐由大向小调节，并尽量选择电流的读数只有1 位小数的数值，以便于计算。(2)连线时注意把滑片调到阻值最大的地方。连线时注意把滑片调到阻值最大的地方。 (3)闭合开关时闭合开关时，采用采用试触试触法法，同时观察同时观察电流电流表和表和电压电压表示表示数数，确定没有超过确定没有超过量程量程，再闭合开关。再闭合开关。 (4)调节滑片读数时调节滑片读数时，尽量使电流表、电压表指针尽量使电流表、电压表指针偏转一半偏转一半以上以上(这样更准确这样更准确)。 (5)多次测量取平均值。多次测量取平均值。 1器材：杠杆尺、支

4、架、钩码一盒、细线(或挂物环)、弹簧测力计。三、研究杠杆的平衡条件2原理：F1l1F2l2。3实验步骤：(1)检查仪器， 调节杠杆两端的平衡螺母， 使杠杆在水平位置平衡。(2)分别在支点的两侧悬挂若干钩码，使杠杆在水平位置平衡，实验做一次，正确记录一次数据。(4)实验完毕，整理仪器。(3)在支点的一侧悬挂钩码，在同侧用弹簧测力计竖直向上拉，分别组成省力杠杆和费力杠杆，待杠杆平衡后，记录数据，只做一次。(5)实验记录表格如下：实验次数动力F1(牛)动力臂l1(米)动力动力臂阻力F2(牛)阻力臂l2(米)阻力阻力臂(6)得出实验结论。(1)在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。4注

5、意事项：(2)挂钩码后，不能再动平衡螺母。(3)读数时， 杠杆仍要求是处于水平平衡状态， 以便直接读出力臂的长度。1测量原理：PUI。四、伏安法测电功率2器材：小灯泡、导线、电压表、电流表、滑动变阻器、电源。3测量实验电路图：如图451 所示。(1)对照电路图，连接实物图。4实验步骤：(2)闭合开关，移动滑动变阻器滑片使得U实U额，通过计算可知此时P实U额，通过计算可知此时P实P额，小灯泡发光较亮。(5)记录数据、分析数据，总结实验中发现的规律。(1)连接电路时开关应该处于断开状态。5注意事项：(2)实验中在开关闭合前应该将滑动变阻器阻值调到最大。(3)在实验过程中滑片应该从最大阻值端移动到最

6、小阻值端 ， 在移动的过程中要观察电压表示数的变化，不能使电压表的示数太大。【典例【典例 1 1】 (2013北京北京)小阳利用刻度尺、塑料碗、圆柱形玻璃筒小阳利用刻度尺、塑料碗、圆柱形玻璃筒和适量的水测量一块铁矿石的密度。以下是小阳设计的实验步和适量的水测量一块铁矿石的密度。以下是小阳设计的实验步骤骤，请你按照他的实验思路请你按照他的实验思路，将实验步骤补充完整。将实验步骤补充完整。 (1)在圆柱形玻璃筒内放入在圆柱形玻璃筒内放入适量的水，将塑料碗轻轻放入水中，适量的水，将塑料碗轻轻放入水中，塑料碗漂浮，用刻度尺测出此时玻璃筒内水的深度为塑料碗漂浮，用刻度尺测出此时玻璃筒内水的深度为 h1，

7、并并记录在表格中。记录在表格中。 (2)将铁矿石轻轻放入塑料碗中将铁矿石轻轻放入塑料碗中，塑料碗仍漂浮塑料碗仍漂浮，用刻度尺测出用刻度尺测出此时圆柱形玻璃筒内水的深度为此时圆柱形玻璃筒内水的深度为 h2，并记录在表格中。并记录在表格中。 (3) 。 (4)已知水的密度为已知水的密度为水水，利用测量出的物理利用测量出的物理量和量和水水计算铁矿石计算铁矿石的密度的密度 ，并将计算结果记录在表格中。并将计算结果记录在表格中。 【解析】本实验测量铁矿石密度的原理：mV。利用漂浮，测铁矿石的质量(m石)。m石m排水V排水(h2h1)S，其中 S 是玻璃筒横截面积。 运用排水法测量铁矿石的体积V石(h3h

8、1)S。石m石V石水（h2h1）S（h3h1）Sh2h1h3h1水。【答案】 (3)将铁矿石从塑料碗中取出， 轻轻放入圆柱形玻璃筒内， 用刻度尺测出此时圆柱形玻璃筒内水的深度为h3， 并记录在表格中(4)h2h1h3h1水【类题演练【类题演练 1 1】 (2014丽水丽水)小科利用塑料瓶、定滑轮、量筒和水设小科利用塑料瓶、定滑轮、量筒和水设计了测量黄蜡石密度的实验。如图计了测量黄蜡石密度的实验。如图 452 甲所示甲所示，细线两端各系细线两端各系一一个完全相同的空塑料瓶，线的右端再系上黄蜡石，向左瓶中逐渐个完全相同的空塑料瓶，线的右端再系上黄蜡石，向左瓶中逐渐加水至加水至 13 毫升时装置恰好

9、平衡；接着用排水法测黄蜡石的体积毫升时装置恰好平衡；接着用排水法测黄蜡石的体积，量筒读数如图量筒读数如图 452 乙所示。乙所示。细线右端系一个空塑料瓶的细线右端系一个空塑料瓶的目的是目的是 ，黄蜡黄蜡石的密度是石的密度是 克克/厘米厘米3(不不考虑黄蜡石的吸水性和装置考虑黄蜡石的吸水性和装置的摩擦的摩擦)。 【解析】左瓶内水的质量：由mV得，mV1.0 克/厘米313 厘米313 克。定滑轮相当于一个等臂杠杆，G左G右，即 G瓶G水G瓶G石，G水G石，所以细线右端系一个空塑料瓶的目的是避免细线左端塑料瓶对测定黄蜡石质量的影响 ，使实验更准确。因为Gmg，G水G石，所以 m石m水13克。黄蜡石

10、的体积：V25 毫升20 毫升5 毫升5 厘米3。黄蜡石的密度：石mV13 克5 厘米32.6 克/厘米3。【答案】避免细线左端塑料瓶对测定黄蜡石质量的影响， 使实验结果更准确2.6(3)电路连接正确电路连接正确， 实验数据记录如下表所示实验数据记录如下表所示， 其中一组数据有其中一组数据有拼凑的嫌疑拼凑的嫌疑，请指出并说明判请指出并说明判依依据：据： 。 实验序号实验序号 1 2 3 4 电压电压(伏伏) 0.6 1.2 1.8 2.4 电流电流(安安) 0.12 0.24 0.36 0.48 【解析】(1)变阻器另一个接线柱只能在电阻丝两端确定一个，与开关的右柱连接。(2)由图乙知，电压表

11、的量程为03 伏，其分度值为 0.1 伏，所以电压表的示数为1.5 伏。(3)由表格中数据知，当电压为 1.2 伏时，电流为0.24安，所以RUI1.2 伏0.24 安5 欧，滑动变阻器的最大阻值为10 欧，当其阻值最大时， 电阻两端的电压最小。 电路中的电流IURR滑3 伏5 欧10 欧0.2 安，URIR0.2 安5 欧1 伏。由第一组数据可知， 其电压值和电流值都低于可能达到的最小电压和电流，所以有拼凑的嫌疑。【答案】【答案】 (1)如解图如解图 1 1 （解图解图 1 1） (2)1.5 (3)第第 1 组组，根据根据 U0.6 伏计算出变阻器的阻值为伏计算出变阻器的阻值为 20欧欧

12、【类题演练【类题演练 2 2】 (2014丽水丽水)如如图图 454 甲是小丽甲是小丽“测定小灯泡电测定小灯泡电阻阻”实验的实物图。实验的实物图。 (1) 连 接 好 电 路连 接 好 电 路 ， 闭 合 开 关 前 滑 动 变 阻 器 滑 片 应 该 移闭 合 开 关 前 滑 动 变 阻 器 滑 片 应 该 移到到 。 (2)闭合开关闭合开关， 移动滑动变阻器滑片移动滑动变阻器滑片， 当电压表示数为当电压表示数为 2.80 伏时伏时， 电电流表示数如图流表示数如图 454 乙乙， 示数为示数为 安安， 此时小灯泡的电阻为此时小灯泡的电阻为 欧。欧。 (3)在实验过程中在实验过程中， 发现在开

13、关闭合的情况下发现在开关闭合的情况下， 小灯泡突然不亮小灯泡突然不亮，电压表和电流表均无示数。小丽认为可能是电路某处开路电压表和电流表均无示数。小丽认为可能是电路某处开路，于是用一根导线检测于是用一根导线检测，实验步骤和现象如下表。实验步骤和现象如下表。 实验步骤实验步骤 导线两端接触位置导线两端接触位置 电灯电灯 电流表电流表 电压表电压表 ad 亮亮 有示数有示数 有示数有示数 ae 亮亮 无示数无示数 有示数有示数 ac 不亮不亮 无示数无示数 无示数无示数 ab 不亮不亮 无示数无示数 无示数无示数 小丽分析表中现象小丽分析表中现象，判断出判断出 cd 之间某处开路之间某处开路，同组同

14、学指同组同学指出实验步骤出实验步骤 是没有必要做的。是没有必要做的。 【解析】(1)由图甲所示电路图可知，连接好电路，闭合开关前滑动变阻器滑片应该移到最左端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。【答案】(1)阻值最大处(或最左端)(2)0.2810(3)(2)由图乙所示电流表可知，电流表量程为00.6 安，分度值为 0.02 安，示数为0.28 安。由欧姆定律 IUR可知，此时灯泡电阻 RUI2.80伏0.28安10 欧。(3)用导线检查开路位置， 步骤是不必要的， 因为根据的实验现象无法判断出电路开路位置。【典例 3】(2013苏州)某同学做探究杠杆平衡条件的实验。(1)实验时，为了方便对力臂

15、的测量，该同学先调节平衡螺母，使杠杆在位置平衡；通过多次实验，该同学得到了杠杆的平衡条件。(2)实验中，在杠杆上的 A 点挂四个重均为 0.5 牛的钩码，用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B 点， 使杠杆水平平衡， 如图 455所示， 测力计的示数是牛；如果将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将(填“变大” “不变”或“变小”)。【答案】【答案】 (1)水平水平 (2)1 变大变大 【类题演练【类题演练 3 3】 (2014衡阳衡阳)小明和小红利用如图小明和小红利用如图 456 甲所甲所示装置示装置， 在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平在杠杆支点的两边分别

16、挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。衡条件。 (1)如图甲如图甲，为使杠杆在水平位置平衡为使杠杆在水平位置平衡，应将左端的平衡应将左端的平衡螺母向螺母向 (填填“左左”或或“右右”)移动。移动。 (2)小明在实验中记录了三次实验数据如下表小明在实验中记录了三次实验数据如下表： 实验数据实验数据 次数次数 动力动力 F1(牛牛) 动力臂动力臂 l1(厘米厘米) 阻力阻力 F2(牛牛) 阻力臂阻力臂 l2(厘米厘米) 1 1.0 10 0.5 20 2 2.0 10 0.5 20 3 2.0 20 4.0 10 由实验数据可得杠杆的平衡条件是由实验数据可得杠杆的平衡条件是 。 (3)小红调节杠杆平衡后，

17、在杠杆的两端挂上钩码，杠杆的状态如图 456 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：。【解析】 (1)如图甲杠杆右端上翘， 平衡螺母应向上翘的右端移动。【答案】 (1)右(2)F1l1F2l2(3)又调节两端的平衡螺母(2)实验实验 1、2、3，都符合都符合 F1l1F2l2，所以所以，由实验数据可得由实验数据可得杠杆的平衡条件是杠杆的平衡条件是 F1l1F2l2。 (3)若在杠杆的支点两侧挂上钩码

18、后，杠杆不在水平位置平衡 ，此时不能再移动平衡螺母，应通过改变钩码的数量或位置 ， 使杠杆在水平位置重新平衡。滑 动 变 阻 器 的 阻 值 才 能 测 量 小 灯 泡 的 额 定 功 率 ？滑 动 变 阻 器 的 阻 值 才 能 测 量 小 灯 泡 的 额 定 功 率 ？ _(填填“变大变大”“”“变小变小”或或“不变不变”) 【解析】(2)灯泡正常发光时，电路电流等于灯泡额定电流0.15安， 滑动变阻器两端电压U滑UUL10伏6.3伏3.7伏，此时滑动变阻器接入电路的阻值RU滑I3.70.15欧24.7欧10 欧，由于滑动变阻器阻值太小，实验时电路电流将大于灯泡额定电流，灯泡可能被烧坏。(

19、3)由图示电流表可知， 其量程为00.6 安， 分度值为 0.02安，示数为0.08安，电压表量程为015 伏，分度值为0.5 伏， 示数为 2.5 伏，电压表示数小于灯泡额定电压6.3 伏，要测灯泡额定功率，应减小滑动变阻器分压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，直到电压表示数等于灯泡额定电压为止。【答 案 】答 案 】(1)如如 解 图解 图2 2 (3)0.08 安安 （解图解图 2） 2.5 伏伏 变小变小 【类题演练【类题演练 4 4】 (2014金华金华)小楼想测量某个仅标有小楼想测量某个仅标有“0.25 A”字样字样的灯泡的额定功率的灯泡的额定功率，电源电压为电源电压为 6 伏且恒定。伏且恒定。 (1)检查器材时检查器材时，小小楼发现电压表楼发现电压表存在图存在图 458 甲甲所示的两个问所示的两个问题： 一是指针位题： 一是指针位置不对； 二是部置不对； 二是部分刻度模糊。 出分刻度模糊。 出现指针现指针位置不位置不对的原因对的原因是是 。 (2)小