物理方案设计性实验15道

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第 3题图
解:①取一块海绵放在水平桌面上,将木块放在海绵上,观察海 绵的形变; ②将步 骤 ① 中 的 木 块 放 在 水 平 桌 面 上,观 察 桌 面 的 形 变;由 于 木块对水平桌 面 和 海 绵 的 压 力、受 力 面 积 都 相 同,因 此 压 强 相 同;海绵形变比桌面大,可知小乐同学的观点是错误的。
第 10题图
解:(1)实验电路图如答图所示:
第 10题答图
(2)实验步骤和实验现象: ①如图连接电路,将滑动变阻器接入电路中的阻值调到最大 值.闭合开关 S,调节滑片使滑动变阻器接入电路中的电阻较 小时,用电流表 测量通过干路的电流并记录为 I1;调节滑片 使滑动变阻器接入电路中的电阻较大时,用电流表 测量通 过干路的电流并记录为 I2;②比较 I1 与 I2,发现 I2 小于 I1,因 此小丽的观点是错误的。
一个待测电阻 Rx,请根据以上器材设计一个测 Rx,阻值的实验。要求: (1)画出电路图(电路不可重组)。
(2)写出主要的实验步骤和待测电阻 Rx的表达 式。(用已知量和测量量表示)
解:(1)如答图所示
第 9题答图
(2)实验步骤:①先把滑片 P移至最右端测出 Rx两端电压 U1; ②把滑片 P移至最左端测出 Rx两端电压 U2,即电源电压。 表达式:Rx=U2U-1U1 ×50Ω。
第 13题图
解:实验步骤和实验现象:①把凸透镜固定在 50cm刻度线 处,蜡烛放在 30cm刻度线处,将蜡烛点燃,在凸透镜右侧光 具座上移动光屏直到光屏上出现烛焰清晰的像; ②将蜡烛放在 38cm刻度线处,在凸透镜右侧到光具座的最 右端(51cm到 100cm)之间移动光屏,在光屏上不能出现烛 焰清晰的像; ③将光屏取下,在凸透镜右侧标尺之外的同一水平线上移动 光屏,直到光屏上出现清晰的像。
3.在 “探究压力的作用效果”的实验时所用实验器 材如图所示。小乐同学利用海绵,长方形木块和 一盒钩码进行实验。他把海绵放在水平桌面上, 将木块放在海绵上,观察海绵形变的大小;然后 将不同数量的钩码分别放在木块上,观察海绵形 变的大小。通过对实验现象的对比,他得出“形 变越大的物体,受到的压强越大”的结论。请你 自选器材证明小乐同学的观点是错误的。
头发随着 梳 子 飘 起。 她 知 道 是 梳 子 带 了 电,但 不知道 带 的 是 “正 电 ”还 是 “负 电 ”? 请 你 根 据 所学的知 识 选 择 合 适 的 器 材,设 计 一 个 实 验 来 验证一下。 请 写 出 实 验 所 需 要 的 器 材,实 验 的 原理及方案和结论。
解:器材:丝绸、玻璃棒、塑料梳子、细线等; 实验方案:将梳过头的梳子用细线吊起,用丝绸摩擦过的玻璃 棒靠近梳子的一端,观察是相斥还是相吸,其根据的原理是:同 种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引; 实验结论:若相 斥,则 说 明 塑 料 梳 子 带 正 电,若 相 吸,则 说 明 塑 料梳子带负电。
解:实验步骤:在三个竖直放置的粗细不同的玻璃管中倒入深 度相同的水,观察橡皮膜凸起的程度,发现橡皮膜的凸起程度 相同,而三 个 玻 璃 管 中 水 的 重 力 不 同,因 此 小 阳 的 观 点 是 错 误的。
5.小明看 到 巨 大 的 木 头 会 漂 浮 在 水 面 上,而 细 小 的铁钉会沉 入 水 底,据 此 认 为 “在 同 种 液 体 中, 物体所受 浮 力 跟 物 体 的 体 积 有 关,物 体 体 积 越 大受浮 力 越 大。”请 你 选 择 适 当 的 器 材 设 计 实 验,证明小明的说法是错误的。
11.实验桌上有如下器材:满足实验要求的电源、电 压表、电流表、开关各一个,已知阻值的三个定值 电阻 R1=10Ω、R2 =20Ω、R3 =30Ω,导线若 干。小阳 要 利 用 上 述 器 材 探 究:“在 并 联 电 路 中,电阻越大,电阻消耗的电功率越小。” (1)该探究实验的因变量是 。 (2)画出实验电路图,写出实验步骤。
7.小娜同学在学习串联电路时,想通过实验证明: 在串联电路中,开关串联在电路中的位置不同, 但是开关对电路的控制作用相同。已经准备好 的实验器材有:合适的电源一个,两个小灯泡 L1 和 L2,一个开关 S,导线若干。请你用这些器材
跟小娜一起完成实验。 (1)画出实验电路图; (2)写出主要操作步骤。
解:(1)实验器材:两根完全相同的蜡烛、一块薄玻璃板、火柴 (2)实验过程和现象: ①将薄玻璃板竖直放在水平桌面上,将一支蜡烛点燃,固定在 薄玻璃板前,将另一支未点燃的蜡烛放在玻璃板后面,使之与 点燃蜡烛的像重合; ② 再使点燃的蜡烛远离薄玻璃板,仍可使未点燃的蜡烛与点 燃蜡烛的像重合,从而证明小明的说法是不正确的(其他答案 合理即可)。
解:(1)电阻消耗的电功率 (2)实验电路图如答图所示:
第 11题答图 实验步骤:①按照电路图连接电路。在表格中记录定值电阻
阻值。 ②闭合开关,读出电流表示数 I和电压表的示数 U,记录在表 格中。 ③断开开关,将电流表分别与 R2、R3串联,闭合开关,读出电流 表示数 I和电压表的示数 U,记录在表格中。 ④根据公式 P=UI计算出各电阻的功率值并记录在表格中。
解:(1)如答图所示
第 7题答图 (2)主要操作步骤: ①按电路图连接电路; ②把开关 S接在电路中的 A点;闭合开关 S,观察并在表格中记 录电路通断情况(灯泡 L1、L2发光情况); ③把开关 S改接在电路中的 B点,重复步骤②; ④把开关 S改接在电路中的 C点,重复步骤②。
8.(6分)某同学要测一个电压约为 40V的电源 电压(电 压 保 持 不 变 ),可 供 选 用 的 器 材 如 下: 一块电压表(量程 0~15V);四个阻值已知的 电 阻,分 别 为 R1 (100 Ω)、R2 (150 Ω)、 R3(200Ω)和 R4(4kΩ);一个开关及若干导线。 请合理选 择 器 材,设 计 一 个 实 验 精 确 测 出 电 源 电压。要求: (1)画出实验电路图。 (2)写出实验步骤及所需测量的物理量。
和测量量表示).
解:(1)①向量筒中加入适量的水,记下体积 V1,②将果冻壳放 入水中,使其漂浮,然后将玻璃弹球放入漂浮的果冻壳中,稳定
后,记下体积 V2;③将玻璃弹球从果冻壳中取出,使玻璃球沉入
量筒底部,记下体积 V3.
(2)玻璃球的密度:ρ=ρ水
(V2 -V1) V3 -V1
2.学习了摩擦力后,好奇的小林想要验证“变滑动
方案设计性实验题
一、力学
1.小明想 利 用 量 筒 和 一 果 冻 壳 (直 径 小 于 量 筒 直
径,重力 忽 略 不 计 )测 出 一 玻 璃 弹 球 的 密 度.给
你适量的水请你利用小明准备的器材设计测定
玻璃弹球密度的实验.
(1)写出主要测量步骤和需要测量的量;
(2)写出玻璃弹球密度的数学表达式(用已知量
13.在“探究凸透镜的成像规律”实验中,小兵选焦 距为 10cm的凸透镜按图所示的实验装置正 确组装了实验器材。当他把透镜固定在 50cm 刻线处,将蜡烛放在距透镜 12cm位置时,发 现在光具座上无论怎样移动光屏都无法接到 像,因此小 兵 认 为:当 物 距 小 于 或 略 大 于 焦 距 时,所成 的 像 都 是 虚 像。 经 老 师 检 查 发 现,图 中的器材 组 装 没 有 问 题,烛 焰 中 心、凸 透 镜 中 心、光屏中心都在同一水平线上。请你使用图 中的实验装置进行实验,证明小兵的观点是错 误的。简述实验步骤和实验现象。
解:实验步骤:阀门打开待水沸腾后,撤去酒精灯,发现水停止 沸腾;随后在不关闭阀门的情况下,向烧瓶上部浇凉水,观察 水是否重新沸腾。 判断方法:若发现水依然能沸腾,则小鹏的观点正确;若水没 有沸腾,则小阳的观点正确。(答案不唯一,其他答案正确均 可)
15.在认识汽化现象时,老师在小试管内滴入几滴 酒精,在试管口紧套一个气球,如图甲所示,将 其压入热 水 中,发 现 气 球 很 快 鼓 了 起 来,如 图
4.小阳想利用实验探究影响液体压 强大小的因素,于是找 来 一 端 扎 有橡皮膜的玻璃管,如图所示,逐 渐往试管中加水,发现 加 水 越 多 橡皮膜凸起越显著,由 此 他 得 出 第 13题图
结论:液体越重,产生的压强越大。现有三个粗 细不同的玻璃管且一端均扎有绷紧程度相同的 橡皮膜,足 量 的 水。 请 你 选 用 上 述 器 材 证 明 他 的观点是错误的,写出实验步骤和实验现象。
摩擦为滚动摩擦可以减小摩擦”这一说法,于是
他找来下 列 器 材 准 备 实 验:小 车、弹 簧 测 力 计、
铅笔、木块、砝码等。请你选择合适的器材帮助
小林设计实验步骤、并总结实验结论。
(1)实验器材:
(2)实验步骤:
(3)实验结论:
解:(1)小车、弹簧测力计 (2)①将小车以轮子着地的方式放置,用弹簧测力计拉动小车 在水平桌面上做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数 F1; ②将小车倒放,以没有轮子的一面着地放置,拉动它继续在同 一水平面上做匀速直线运动,读出测力计的示数 F2; (3)实验结论: 若 F2>F1,说明“在相同条件下变滑动摩擦为滚动摩擦可以减 小摩擦”,猜想成立;若 F2=F1,说明“在相同条件下变滑动摩擦 为滚动摩擦不可以减小摩擦”,猜想不成立;若 F2<F1,说明“在 相同条件 下 变 滑 动 摩 擦 为 滚 动 摩 擦 可 以 增 大 摩 擦”,猜 想 不 成立。
10.小丽在学习并联电路中的电阻关系后,得到如 下结论:“在并联电路中,若电路两端的电压保 持不变,并联电路的支路增多,总电阻减小,通 过干路的电流变大”。在此基础上她认为,在 如 图 所 示 电 路 中,若 电 源 两 端 的 电 压 保 持 不 变,滑动变 阻 器 接 入 电 路 中 的 阻 值 增 大,通 过 干路的电流也将增大。请你在图中器材的基 础上再补充一个器材,设计一个实验证明小丽 的观点是错误的。请画出实验电路图,并简述 实验步骤和实验现象。
三、光学 12.小明在家中照镜子发现,离镜子远些的物体的
像看起来较小,离镜子近些的物体的像看起来 较大,由此 他 认 为:物 体 在 平 面 镜 中 所 成 的 像 的大小与物体到平面镜的距离有关,物体距离 平面镜越远像越小,物体距离平面镜越近像越 大。请你利用身边的物品或实验器材设计一 个实验,说明小明的结论是不正确的。 (1)写出你选用的物品或实验器材; (2)简述实验过程及实验现象。
(3)写 出 电 源 电 压 的 表 达 式 (用 已 知 量 和 测 量 量表示)。
解:(1)如答图所示
第 8题答图
(2)实验步骤:①按照电路图连接电路;②闭合开关 S,读出电压
表的示数 U1。
(3)电源电压表达式:U=R1 +R3 R1
=U1
9.现有一个电压未知的电源,一个标有“50Ω 2
A”字样的滑动变阻器、一ห้องสมุดไป่ตู้开关、一个电压表、
乙所示,将 其 取 出 并 放 在 阴 凉 处 或 凉 水 中,发 现气球又慢慢地瘪了。 对于此现 象,大 部 分 同 学 认 为:将 其 压 在 热 水 中,气球鼓 了 起 来,是 因 为 液 态 酒 精 汽 化 为 气 态的酒精,将 其 取 出 并 放 在 阴 凉 处 或 凉 水 中, 气球又瘪了,是因为气态的酒精又液化成了液 态的酒精。但是小东认为“气球鼓了起来”也 可能只是因为空气的热胀冷缩。请你利用上 述器材设计实验证明酒精的汽化是气球鼓起 来的 主 要 原 因,请 你 简 述 实 验 步 骤 和 实 验 现象。
(1)写出所选实验器材。 (2)写出主要实验步骤。
解:(1)取质量相同体积不同的木块和泡沫塑料块各一个。 (2)将木块、泡沫塑料块放入水中,两物块静止后均漂浮。两物 体漂浮,所受浮力相等,说明物体所受浮力与物体体积大小无 关,小明的说法是错误的。
二、电学 6.小红在干燥的天气里,用塑料梳子梳头时,发现
四、热学 14.(2017海淀区二模)小阳同学
利用 实 验 桌 上 的 器 材 (如 图 所示)研究水的沸腾,阀门打 开待 水 沸 腾 后,小 阳 撤 去 酒 精灯,发 现 水 停 止 沸 腾。然 后,她将阀门关闭,再向烧瓶 第 14题图 上部 浇 凉 水,发 现 烧 瓶 中 的 水重新沸腾起来。小阳认为这主要是由于温 度降低使 烧 瓶 内 气 压 减 小,水 的 沸 点 降 低,导 致水重新沸腾。而小鹏同学则认为这主要是 由于温度降低使烧瓶内的水蒸气液化放热导 致水温升高,从而使烧瓶内的水重新沸腾。请 你仅利用 上 述 器 材,设 计 一 个 实 验,检 验 小 阳 和小獉獉鹏獉谁獉的獉观獉点獉正确,写出实验步骤 和 判 断 方法。
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